DE2029467B2 - Schaltungsanordnung in einer datenverarbeitungsanlage zur steuerung der bearbeitung von programmen unterschiedlicher prioritaet - Google Patents

Description

wenn sie verhältnismäßig selten durchlaufen werden müssen. Ein weiterer Nachteil ist, daß keine Möglichkeit besteht, Pragramme zu haben, die normalerweise nicht durchlaufen werden müssen. Ein weiterer Nachteil ist, daß keine Möglichkeit besteht, Programme zu ί haben, die normalerweise nicht durchlaufen werden sollen, da ein Programm immer gestartet wird, sobald der zugehörige Zähler auf Null geschaltet wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist eine Schaltungsanordnung zu schaffen zur Steuerung der Bearbeitung von Programmen unterschiedlicher Priorität, bei der die Belastung und die Zeitverzögerung bei Programmen auf niedrigen Prioritätsebenen wesentlich verringert wird relativ zu den oben beschriebenen Verfahren.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jedem der Programme in der Schaltungsanordnung ein erstes Register zur Festlegung der Zeitabstände für die Durchführung eines Programms und ein zweites Register für die Anfang^adresse des Programms zugeordnet sind, daß eine arithmetische Einheit ein erstes vom Taktgeberregister gespeistes Zeitregister und ein zweites Zeitregister enthält, welches den Inhalt eines ersten Registers aufnimmt, daß die Werte der beiden Zeitregister miteinander verglichen werden, daß eine mit Taktimpulsen betriebene Fortschalteinrichtung über ihre Stufen die über Gatter gesteuerten ersten und zweiten Register zum Auslesen aktiviert und Auslegegatter den Vergleich zwischen den Werten im ersten und zweiten Zeitresister derart auswerten, daß für den Fall, daß der im zweiten Zeitregistcr enthaltene Wert kleiner als der im Taktgeberregister ist, die Fortschalteinrichtung weitergcschaltet wird, jedoch bei Übereinstimmung der verglichenen Werte der Start des zügehörigen Programms bewirkt wird, indem in einem Dekoder die im zweiten Register enthaltene Anfangs- »dresse des jeweiligen Programms dekodiert wird und so der unter dieser Adresse befindliche Befehl aktiviert wird.

Durch die Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung werden die folgenden Vorteile erzielt. Erstens ist es nicht notwendig, die Speicherzellen, die als Zähler arbeiten, in jedem Primärintervall zurückzuiclzen, wodurch die konstante Belastung abnimmt. Zweitens ist es unwichtig, ob während eines bestimmten Primärintervalls nicht genügend Zeit war, die einem während dieses Intervalls nicht durchlaufenden Programms zugeordnete Speicherzelle zu überprüfen. Drittens hat die Anordnung den Vorteil, daß, wenn nicht genügend Zeit ist, ein Programm während des Primärintcrvalls abzuarbeiten, in dem es durchlaufen werden soll, das Programm bearbeitet wird, sobald is die Zeil in einem Intervall erlaubt.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispicl der Er-Ändung an Hand der Zeichnungen beschrieben, in denen

F i g. 1 schematisch darstellt, wie verschiedene Programme durchlaufen werden während aufeinanderfolgender, durch Tiiktimpulsc bestimm'.^r Primär-Intervalle,

F i g. 2 eine Tabelle darstellt, die diejenigen Intervalle zeigt, in denen Programme durchlaufen werden müssen,

Fig. 3a ein Speiche feld zeigt, welches notwendig ist zum Aufrufen verschiedener Programme,

Fig. 3b zeigt, wie der Inhalt der Speichcrfclder beeinflußt wird, wenn ein Sprung in ein Programm gemäß einem bekannten Verfahren durchgeführt wird,

Fig. 4 ein Beispiel einer Anordnung gemäß der Erfindung zeigt und

F i g. 5 ein Diagramm zeigt, mit dessen Hilfe eine der Funktionen der Anordnung gemäß Fig. 4 erklärt werden kann.

In F i g. I wird gezeigt, wie vier verschiedene Programme/!, B, C und D während verschiedener Primärintervalle, die durch auf der AbsziEse markierte Taktimpulse bestimmt werden, aufgerufen werden. Die Programme haben auf diese Weise eine Priorität in alphabetischer Reihenfolge, d. h. nach einem Taktimpuls wird überprüft, ob das Programm A zu durchlaufen ist, wonach das Programm S in entsprechender Weise überprüft wird usw. Es wird angenommen, daß die Programme in denjenigen Intervallen zu durchlaufen sind, die für das em brechende Programm mit X in F i g. 2 markiert wurden Das Programm A soll demnach in jedem zweiten Intervall, das Programm B in jedem fünften Intervall, das P^rogramm C in jedem Intervall und das Programm D in jedem dritfen Intervall durchlaufen werden. Aus Fig. 1 geht hervor, daß eine bestimmte Zeit auch in dem Fall notwendig ist, in dem die Programme nicht zu durchlaufen sind, da diese Tatsache erst ermittelt und mögliche Prozeduren erst durchgeführt werden müssen.

Fig. 3a zeigt die zu den Programmen A, B, C und D gehörenden Speicherfelder, wobei jedes Feld ein Zählfcld CA, CB, CC und CD und eine Startadresse SAA, SAB, SAC bzw. SAD für das entsprechende Programm aufweist. Diese Speicherfelder werden auf solche Weise benutzt, daß nach jedem Taktimpuls die Zähler der Reihe nach überprüft werden und, wenn einer der Zähler auf Null gesetzt ist, ein Sprung zu dem entsprechenden Programm mit Hilfe der zugehörigen Startadresse ausgeführt wird, während der Zähler, wenn er auf Null gesetzt ist, um eine Stellung zurückgeschaltet wird und das nächste Zählfeld überprüft wird. Wenn "in Sprung gemäß dem bekannten Verfahren durchgeführt wurde und nachdem das Programm durchlaufen wurde, wird eine Zahl, die der Zahl der Taktimpulse entspricht, die einlaufen müssen, bevor der nächste Sprung durchgeführt wird, in den Zähler eingeschrieben. Fig. 3b zeigt den Inhalt der auf diese Weise erhaltenen Zählfelder als Funktion der Taktimpuls^. Wie ober erwähnt wurde, besitzt dieses Verfahren eine Anzahl von Nachteilen. Um einen korrekten Aufruf in Intervallen zu erreichen, muß genügend Zeit zur Verfügung stehen, um alle Zählfelder in jedem Primärintcrvall zu erreichen, da sonst kein Zurückschalten der Zählfelder durchgeführt werden kann. Da dies normalerweise nicht der Fall ist, nimmt die Genauigkeit der Periode mit abnehmender Prioritätsebene ab, was bedeutet, daß Programme, für die eine hohe Zeitgenauigkeit gefordert ist, auf eine hohe Prioritätsebene gelegt werden müssen, selbst wenn sie selten aufgerufen werden. Das Zurückschalten aller Zähler während jedes Intervalls bewirkt weiterhin eine beträchtliche permanente Belastung.

In Fig. 4, die eine Anordnung gemäß der Erfindung zeigt, werden vier Programme mit A, B, C und D bezeichnet, die in Intervallen gemäß Fig. 2 aufgerufen werden sollen. Mit CA, CB, CC und CD werden Register bezeichnet, deren Zweck es ist, die gleiche Funktion zu erfüllen wie das entsprechende

Speicherfeld in F i g. 3 a. Dies wird gemäß der Erfin- laufen wurde. Wenn eine Null auf diese Weise erdung auf eine andere Art, als sie bis jetzt beschrieben halten wird, dann bewirkt dies, daß ein Weiterwurde, durchgeführt. Die Register SARA, SARU, schalteingang Fl der Fortschalteinrichtung SR durch SARC und SARD entsprechen den Startadressen- das UND-Gatter C17 und das ODER-Gatter G18 Speicherzellen in Fig. 3a. Fig. 4 zeigt weiterhin 5 aktiviert wird und die Fortschalteinrichtung wcitcreinen Impulsgenerator PG, der die obenerwähnten geschaltet wird, so daß die GatterG5-G8 der Re-Taktimpulse erzeugt und ein Taktgeberregister UHR gister CB und SARB, die zu dem Programm gehören, weiterschaltet. Die Anordnung gemäß F i g. 4 enthält geöffnet werden. Danach werden die gleichen Operaweiterhin eine arithmetische Einheit AE bekannter tionen wie oben für die Inhalte der Register wieder-Art, eine Fortschalteinrichtung SR zur aufeinander- io holt. Wenn jedoch statt dessen eine Eins in der folgenden Anzahl der Register CA-CE, einen De- höchstwertigen Stelle des Registers RR erhalten wird, köder AVK, der z. B. aus einem passiven Diodennetz- wird das Gatter G4 geöffnet, wodurch der Inhalt des werk bestehen kann, ein Adreßregister AR, in Registers SARA in den Dekoder AVK gelesen wird, welchem die Adresse gespeichert wird, die jedesmal Dieses Register enthält die Startadresse des Proin den Programmen A -D adressiert wird, und die 15 gramms/4, und diese Adresse wird durch den DeFigur enthält weiterhin eine Anzahl UND-Gatter köder adressiert und das Programm wird durch-Gl-G 17 und ein ODER-Gatter G18, deren Funktion laufen. Mit dem letzten Befehl des Programms wird genauer in der folgenden Beschreibung der Anord- dann zuerst die Ziffer 1 in das Zeitregister OP1 übernung erklärt wird. Wenn ein Taktstück vom Impuls- tragen, wie es in der Zeichnung dargestellt ist, auf generator PG erhalten wird, wird das Taktgeber- ao Grund der Tatsache, daß das Programm in jedem register UHR weitergeschaltet und nimmt einen neuen zweiten Primärintervall zu durchlaufen ist. Ein Ein-Wert an. Die verschiedenen Werte, die das Takt- gang ADD der arithmetischen Einheit wird danach geberregister annehmen kann, wenn die Anzahl der aktivier., und die Summe aus dieser Zahl und dem Bits gleich 4 ist, werden in F i g. 5 als ein Zeit- Wert des Taktgeberregisters, die in dem Ergebnisdiagramm gezeigt, in dem das Taktgeberregister den as register AR erhalten wird, wird in das Register CA Wert 0011 gemäß dem Beispiel hat. Der neue Wert übertragen. Dadurch wird eiu Sprung in das Prodes Taktgeberregisters wird in ein Zeitregister OP 2 gramm A erneut durchgeführt, sobald der Registerin der arithmetischen Einheit AE übertragen, und inhalt überprüft wird, nachdem das Taktgeberregister weiterhin wird die Fortschalteinrichtung SR vom Im- um zwei Schritte weitergeschaltet wurde, d. h. das pulsgenerator PG in solcher Weise eingestellt, daß 30 Programm A wird gemäß F i g. 2 aufgerufen. Es ist die zu den Registern CA und SARA gehörenden weiterhin darauf zu achten, daß, besonders wenn UND-Gatter Gl-G4 geöffnet werden können. Im Prgramme mit niedrigeren Prioritätsebenen (z. B. die Register CA ist eine Zahl gespeichert, die auf solche Programme C und D) behandelt werden, die Gefahr Weise bestimmt ist, daß, falls der Wert des Takt- besteht, daß ein Taktimpuls vom Impulsgenerator PG geber^egisters diese Zahl überschreitet, das züge- 35 während der Zeit erhalten wird, in der ein Programm hörige Programm, d.h. das Programm A, zu durch- bearbeitet wird, wodurch die Fortschalteinrichtung laufen ist. Wie diese Zahl in dem Register erhalten in ihren Ausgangszustand gesetzt wird und die Prowird, wird in genaueren Einzelheiten erklärt. Wenn grammbehandlung unterbrochen wird. Die Adresse, das Gatter Gl geöffnet ist, wird diese Zahl in das bei der die Unterbrechung ausgeführt wird, muß Zeitregister OP1 in der arithmetischen Einheit A E 40 selbstverständlich abgespeichert werden, damit man übertragen, und auch ein Eingang SUB wird aktiviert. bei dieser Adresse im nächsten Primärintervall fort-Dadurch wird der Inhalt des Zeitregisters OPl vom fahren kann. Um dies zu erreichen, ist das Adressen-Inhalt des Zeitregisters OP1 subtrahiert. Die Sub- register AR, in dem die gerade zu adressierende traktion wird auf bekannte Weise durch Komplemen- Adresse gespeichert ist, über die UND-Gatter G 2, tieren des Subtraktors und Erhöhen um Eins durch- 45 G6, GlO und G14 mit den Registern SAkA-SARD geführt, wonach er zum Subtrahenden addiert wird. verbunden, so daß, wenn ein Impuls vom Iupulsgene-Wenn der Wert des Subtrahenden zwischen 1011 und ratorPG erhalten wird, die aktuelle Adresse im ent-0010 liegt, d. h. den letzten acht von dem Taktgeber- sprechenden Register erhalten wird, wodurch, falls register angenommenen Werten (entsprechend dem ein Programm unterbrochen wurde, das Programm Bereich I in F i g. 5), ergibt die Subtraktion eine Eins 50 im nächsten Intervall an der Unterbrechungsstelle in der höchstwertigen Stelle eines Ergebnisregisters fortgesetzt wird. Aus diesem Grund gibt es am Ende RR der arithmetischen Einheit AE, während im ent- jedes Programms einen Befehl, durch den die Start· gegensetzten Fall eine Null erhalten wird. Eine er- adresse jedes Programms im zugehörigen Registei haüene Eins, wird so gedeutet, daß das Taktregister aufgezeichnet wird. Außerdem wird jedes Programm den Wert überlaufen hat, bei dem ein Sprung in das 55 (mit Ausnahme des Programms D) mit einem Befeh Programm A durchgeführt werden sollte, während zum Weiterschalten der Fortschalteinrichtung SR be eine Null anzeigt, daß der Wert noch nicht über- endet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Gefahr, daß nicht alle Programme vollständig durchPatentansprüche·, laufen werden können in der Zeit zwischen zwei Taktimpulsen, einem sogenannten Primäriniervall.

1. Schaltungsanordnung in einer Datenverarbei- Es ist nicht notwendig, daß alle Programme während tungsanlage zur Steuerung der Bearbeitung von 5 jedes Primärintervalls an die Periodenlänge angepaßt Programmen unterschiedlicher Priorität innerhalb werden müssen, mit der die am häufigsten behandurch einen Zeitgeber bestimmter Intervalle in delten Programme durchlaufen werden müssen. Beabsteigender Folge entsprechend ihrer Priorität, stimmte Programme müssen infolgedessen nur wähdadurch gekennzeichnet, daß jedem rend jedes zweiten oder dritten Primärintervalls oder der Programme (A-D) in der Schaltungsanord- io während einer noch längeren Periode durchlaufen nung ein erstes Register (CA-CD) tut Festlegung werden. In einer durch Programmspeicher gesteuder Zeitabstände für die Durchführung eines Pro- erten Fernverbindungseinrichtung gibt es eine große gramms und ein zweites Register (SARA-SARD) Anzahl von Programmen, die verschiedene Geräte in für die Anfangsadresse des Programms zugeord- der Einrichtung abtasten, um ihren Zustand festzunet sind, daß eine arithmetische Einheit (AE) ein 15 stellen, so daß die Zeit zwischen verschiedenen Zuerstes vom Takteeberregister (UHR) gespeistes Standsänderungen der Geräte bestimmt werden kann. Zeitregister (OP 2) und ein zweites Zeitregister Wie oft die Programme durchlaufen werden müssen, (OPl) enthält, welches den Inhalt eines ersten wird von der Genauigkeit bestimmt, mit der die Zeit Registers (CA-CD) aufnimmt, daß die Werte der gemessen werden soll. Um Sprünge in verschiedene beiden Zeitregister (OPl, OP 2) miteinander ver- 20 Programme mit verschiedenen Zeitabständen und glichen werden, daß eine mit Taktimpulsen betrie- Priorität durchführen zu können, wurde eine Anzahl bene Fortschalteinrichtung (SR) über ihre Stufen verschiedener Verfahren entwickelt. Ein erstes Verdie über Gatter (Gl, G4; G5, O8; G9, G12; fahren, welches im Bell Technical System Journal, G13, G16) gesteuerten ersten und zweiten Re- Vol. 43, September 19-54, beschrieben wird, besteht gister (CA-CD; SARA-SARD) zum Auslesen 25 darin, daß eine Anzahl von Speicherfeldern zyklisch aktiviert und Auslescgatter (G 17, G18) den Ver- in solcher Weise abgetastet wird, daß nach jedem gleich zwischen d; π Werten im ersten und zweiten Weiterschalten des Taktregisters eine Abtastung Zeitregister (OP2, OPl) derart auswerten, daß durchgeführt wird. Eine bestimmte Bitposition entfür den Fall, daß der im zwtiten Zeitregister spricht dem gleichen Programm in allen Speicher-(OPl) enthaltene Wert kleiner al.« der im Takt- 30 feldern, und ein Bit im Eins-Zustand zeigt an, daß gcberregister (UHR) ist, die Fortscnalteinrichtung das entsprechende Programm bearbeitet werden muß. (SR) weitergeschaltet wird, jedoch bei Überein- Dieses Verfahren benötigt jedoch eine sehr große Stimmung der verglichenen Werte der Start des Speicherausdehnung, da die Anzahl der Bits in jedem zugehörigen Programms bewirkt wird, indem in Feld ebenso groß ist wie die Anyahl der Programme einem Dekoder (A VK) die im zweiten Register 35 und die Anzahl der Speicherfelder der Anzahl der (SARA-SARD) enthaltene Anfangsadresse des Primärinterwalle in der längsten Zeitperiode entjeweiligen Programms dekodiert wird und so der spricht. Ein weiterer Nachteil ist, daß, wenn während unter dieser Adresse befindliche Befehl aktiviert eines Primärintervalls nicht genügend Zeit zur Verwird, fügung steht, um alle Bits zu überprüfen, ein auf Eins

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, da- 40 gesetztes Bit nicht festgestellt werden kann, bevor durch gekennzeichnet, daß nach Abschluß des je- das nächste Spcicherfeld überprüft wird, in dem ein weiligen Programms (A-D) im zweiten Zeitregister Sprung markiert ist, d.h. die Zeitperiode wird min-(OPl) die Zahl der Intervalle eingegeben wird, destens verdoppelt, was normalerweise bedeutet, daß nach denen das Programm frühestens wieder zu der Durchlauf des Programms eine fehlerhafte Instarten ist, und daß dieser Wert dem Wert des 45 formation ergibt. Ein weiteres bekanntes Verfahren ersten Zeitregisters (0P2) zugezählt wird und bedingt, daß in jedem Primärintcrvall ein jedem über ein Eingangsgatter (G3, G7, GH, G15) dem Programm zugeordneter Zähler nacheinander übcrcntsprcchcnden ersten Register (CA-CD) züge- prüft wird und bei jeder Abtastung diese Zähler um führt wird. eine Stufe zurückgeschaltet werden, und wenn das

50 Rückwärtszählcn schließlich die Nullstellung des

—— Zählers ergibt, ein Sprung in das entsprechende Programm durchgeführt wird. Wenn das Programm durchlaufen wurde, dann wird der Zähler auf einen

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungs- Wert eingestellt, der der Anzahl der zu durchlaufenanordnung in einer Datenverarbeitungsanlage zur 55 den Primärintervalle entspricht, bevor der nächste Steuerung der Bearbeitung von Programmen unter- Sprung in das Programm auszuführen ist. Dieses Verschiedlicher Priorität innerhalb durch einen Zeitgeber fahren benötigt einen kleineren Speicherplatz als das bestimmter Intervalle in absteigender Folge entspre- erste beschriebene Verfahren, und die Gefahr großer chend ihrer Priorität. Verlängerungen der Programmperioden ist geringer. In einem in Echtzeit arbeitenden Rechner gibt es 60 Der Nachteil ist jedoch, daß das Zurückschalten aller eine Anzahl verschiedener Programme, die auf ver- Zähler in jedem Pramärintervall eine große Belastung schiedenen sogenannten Prioritätsebenen liegen. Die für den Rechner darstellt und eine Gefahr besteht, Arbeit der Zentraleinheit wird durch ein Taktregistcr daß die zu Programmen mit niedrigen Prioritätsgesteuert, welches durch einen Impulsgenerator auf ebenen gehörenden Zähler nicht genügend Zeit solche Weise weitergeschaltet wird, daß bei jedem 65 haben, um in jedem Intervall zurückgeschaltet zu Weiterschalten die Arbeit auf der höchsten Prioritäts- werden. Aus diesem Grund müssen Programme, bei «:l/-?ne beginnt, wonach nacheinander niedrigere denen eine große Genauigkeit der Zeit notwendig ist, Prio.itätscbenen abgehandelt werden. Es besteht die auf hohe Prioritätsebenen auch dann gelegt werden,