DE2041029C - Anordnung mit Zahlschaltungen zum gesicherten Abfragen eines Speichers, ins besondere fur eine Datenverarbeitungsanlage - Google Patents

Description

Bei Datenverarbeitungsanlagen, die durch Programme gesteuert werden, sind bekanntlich gewisse (Jbcrwachtmgsmaßnahmcn vorzusehen, um das Auftreten von Störungen feststellen zu können und um zu verhindern, daß sich Störungen in unerwünschter Weise auswirken. So ist es z. H. bekannt (s. deutsche Patentschrift 727 372), die auszuwertenden Daten bei nacheinander erfolgender Anschaltung der sie verarbeitenden Einrichtungen zweimal zu erfassen und die sich ergebenden Resultate zu vergleichen. Die Gleichheit der sich ergebenden Resultate ist dann ein ImIi/ für die Richtigkeit dieser Resultate, tür die Überwachung ist jedoch hier ein merklicher Zeitaufwand erforderlich, der nachteiligenveise die Ausnutzung der Datenverarbeitungsanlage merklich verringert. Der zusätzliche Zeitaufwand kann vermieden werden, wenn zwei parallel arbeitende Datenverarbeitungsanlagen benutzt werden, deren Resultate verglichen werden (s. deutsche Auslegeschrift 1 280 593, deutsche Offenlegungsschrift 1 499 262). Hierbei ergibt sich jedoch ein großer schaltungstechnischer Aufwand

ίο wegen der Verdoppelung, der vielfach zu nachteilig ist. Dieser Aufwand kann verringert werden, wenn nur ein Teil der zu einer Datenverarbeitungsanlage gehörenden Einrichtungen verdoppelt wird. Es sind dann jedoch noch Prüfeinrichtungen zur Fehler-

überwachung vorzusehen. Es ist bekannt, durch solche Prüfeinrichtungen zu kontrollieren, ob eine Information im Zuge einer Übermittlung von einen: Anlageteil 711m anderen, auch bei einer Speicherung und Ablesung, eine Veränderung erlitten hat, was auf

einen Fehler hinweisen würde. So ist es z. B. bekannt (s. deutsche Auslegeschrift 1 250 163), zur Feststellung und Korrektur von Fehlern digitaler Wörter, die in einem adressierbaren Speicher einer Datenverarbeitungsanlage enthalten sind, ein Kodiernetzwerk für

die in den Speicher einzugebenden Wörter und eine Paritätsprüfschaltung für die aus dem Speicher abgelesenen Wörter vorzusehen. Das Kodiernetzwerk errechnet für ein in den Speicher einzugebendes Wort und dessen Adresse gemeinsame Paritätsbits und gibt

diese zusammen mit dem Wort in den Speicher ein. Beim nachfolgenden Lesen des Speicherwortes wird dieses zusammen mit den Paritätsbits an die Paritätsprüfschalt'ing gegeben, die unter Verwendung der beim Ablesen des Wortes benutzten Adresse und der Paritätsbits die Parität des Wortes und seine Adresse prüft. Es ist ferner auch bekannt, zu überprüfen, ob die Informationsverarbeitung richtig ausgeführt wurde (s. S ρ e i s e r, »Digitale Rechenanlagen«, 1961, S. 258 und 259).

Es zeigt sich, daß darüber hinaus auch zu überwachen ist, ob die Informationsverarbeitung in der vorgesehenen Weise richtig gesteuert wird, um Ablauffchlcr zu erfassen, welche zwar nicht die vorgegebenen Daten, aber ihren Verarbeitungsgang ver-

ändern. Dieser Ablauf wird durch Befehlszähler in Form von Zählschaltiingen gesteuert. Die Überwachung der Arbeitsweise solcher Zählschaltungen ist recht aufwendig (s. deutsche Auslegeschriften 1 261 693, 1 296 191), so daß auch vielfach der Weg eingeschlagen wird, zwei Einrichtungen zur Steuerung des Ablaufes der Informationsverarbeitung vorzusehen (s. deutsche Auslegeschrift 1 126 938), wobei auch zur Sicherung der Arbeitsweise zusätzlich Codeprüfeinrichtungen vorgesehen werden, welche die von diesen Einrichtungen direkt gelieferten Informationen prüfen. Anstatt Codeprüfschaltungen in dieser Weise zu benutzen, ist es auch bekannt, die gelieferten Informationen direkt oder indirekt zueinander in Beziehung zu setzen und daraus ein Kriterium für ihre Richtigkeit abzuleiten (s. deutsche Auslegeschrift Π 36 142).

Die Erfindung geht nun von der Aufgabe aus, die Informationsverarbeitung in einer Datenverarbeitungsanlage in gesicherter Weise zu steuern, dabei aber einen zusätzlichen Zeitaufwand zu vermeiden und auch mit möglichst geringem schaltungstechnischem Aufwand auszukommen. Es ergibt sich dabei eine Anordnung, die für den gesicherten Betrieb von

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Speichern besonders gut geeignet ist und daher auch mit Hilfe von Verknüpfungsgliedern aufgebaut sein

in anderem Zusammenhang anwendbar ist. Der zu- (s. deutsche Auslegeschrift 1 206 969). Ein aus magne-

sätzliche Zeitaufwand wird dadurch vermieden, daß tischen Ringkernen aufgebauter Speicher mit ähnlichen

die fraglichen Vorgänge nicht zweimal hintereinander Eigenschaften ist ebenfalls bekannt (siehe z. B.

abgewickelt werden. Der Schaltungsaufwand wird 5 deutsche Auslegeschriften 1 190 518, Spalte 8 bis 12).

dadurch niedrig gehalten, daß Prüfeinrichtungen Von dem in entsprechende.- Weise arbeitenden

benutzt werden, die entweder für andere Zwecke Makroprogrammspeicher Sa werden beim Abfragen

sowieso vorgesehen sind oder die im Unterschied zu Informationen über die Ausgänge Ad und Op ge-

Prüfeinrichtungen, die bereits bei vergleichbaren An- liefert. An diese Ausgänge ist der Codeprüfer λ'

Ordnungen vorgesehen sind, zusätzliche Prüffunktionen io angeschlossen, der den Code der vom Makropro-

ausführen und dadurch die Einsparung sonst hierfür grammspeicher 5a jeweils auf Grund der Adressen

erforderlicher Priifeinrichtungen ermöglichen. insgesamt gelieferten Information prüft und damit

Die Erfindung geht von einer Anordnung mit zwei die Arbeitsweise der Befehlszähler BaX und BaI überz;ir Sicherheit parallel arbeitenden Zählschallungen wacht. Arbeiten nämlich diese Befehlszähler richtig. zum Abfragen von Informationen aus einem Speicher 15 so liefern sie jeweils die gleiche Adresse, und es wird aus, wie sie insbesondere für das Programmleitwerk nur eine einzige Information aus dem Makroproeiner digitalen Datenverarbeitungsanlage benutzbar grammspeicber angefragi und an seinen Ausgängen i !. Diese Anordnung ist dadurch gekennzeichnet, daß geliefert. Diese Information wird dann auch den ■j'c /ählschaltungen parallel an den gleichzeitig durch richtigen vorgesehenen Code haben. Liefern dagegen mehrere Adressen abfragbaren Speicher mit mehreren 20 die Befehlszähler Ba\ und RaI infolge eine« Fehler^ Λ.!•-!längen angeschlossen sind, so daß jeweils beide unterschiedliche Adressen, so werden mindestens \,,n den Zählschaltungen gleichzeitig gelieferte Adres- zwei Informationen beim Makroprogrammspeicher Sn ■,ei tiirekl zum Abfragen dienen, und daß die Arbeits- gleichzeitig abgefragt und auch gleichzeitig über seine iwis der Zählschaltungen mit einem an alle Speicher- Ausgänge AcI und Op geliefert. Die einzelnen zu diesen nii^ipige angeschlossenen Codeprüfer überwacht wird. 25 Informationen gehörenden Zeichenelemente überd'j! Oeπ Code der vom Speicher jeweils auf Grund der lagern sich dabei und bilden, falls sie unterschiedlich • \.irev.en an allen Speicherausgängen insgesamt ge- sind, insgesamt eine Information, die sich von jeder i .-..'[.n Information prüft. der beiden ursprünglichen Informationen imter-

V.fiterbildungen der Erfindung sind in den Unter- scheidet. Dies hat zumindest mit gewisser Wahr-

an.-i""-liehen gekennzeichnet. Dieser Codeprüfer über- 30 scheinlichkeit zur Folge, daß die dem Codeprüfer A

ν ::Jh auch die Funktion des Speichers, da er auch ZLigeführte Information einen anderen als den vorge-

Oiin.li den Speicher hervorgerufene Fehler erfaßt. Es schriebenen Code hat. Diese Wahrscheinlichkeit ist

erizihi sich damit der bereits im Zusammenhang mit um so kleiner, je mehr Spielraum bei der vorgesehenen

dem sehaltiingstechnischen Aufwand angegebene Vor- Codeprüfung vorgesehen ist. In der Regel wird sich

icil. Die Erfindung kann z. B. für die Steuerung des zu 35 jedoch spätestens nach einer mehr oder weniger

einem Programmleitwert gehörenden Makropro- großen Anzahl von Abfragevorgängen mit untcr-

grammspeichers ,sowie auch auf den gegebenenfalls schiedlichen Adressen eine Abweichung vom vorge-

dazugchörenden Mikroprogrammspeicher angewen- schriebenen Code ergeben. Es wird dann der Fehler

del werden. Ein Ausführungsbeispiel dafür ist an vom Codeprüfer K über die Klemme Fgemeldet.

Hand der Figur gezeigt und wird nachfolgend er- 40 Wird durch den Codeprüfer K z. B. die Parität des

läutert. Codes der gelieferten Information geprüft, so ist

In der Figur ist das Programmleitwerk einer digitalen damit zu rechnen, daß in 50% der Fälle, in denen der

Datenverarbeitungsanlage soweit gezeigt, als es für Makroprogrammspeicher Sa gleichzeitig durch zwei

das Verständnis von Bedeutung ist. Zu diesem Pro- verschiedene Adressen abgefragt wird und deshalb

grammleitwerk gehört der Makroprogrammspeicher 45 zwei unterschiedliche Informationen auftreten, die

Sa, bei dem Informationen mittels der beiden als Parität des Codes der gelieferten Information von der

Befehlszähler wirkenden Zählschaltungen BaX und BaI vorgeschriebenen Parität abweicht. Die Überlagerung

abgefragt werden. Diese beiden Befehlszähler arbeiten zweier Informationen, deren Code die richtige Parität

zur Sicherheit parallel, wobei sie jeweils gleichzeitig hat, ergibt nämlich im Mittel der Hälfte aller Ühcr-

bei richtigem Arbeiten übereinstimmende Adressen 5° lagerungsfälle wieder eine Information, deren Code

für das Abfragen dieser Informationen zu liefern jeweils die richtige bzw. jeweils die falsche Parität hat.

haben. Die Befehlszähler BaX und BaI sind parallel Dies hat zur Folge, daß praktisch nach einigen

an den Makroprogrammspeicher Sa angeschlossen. wenigen Abfragevorgängen dieser Art der Fehler

Zur gegenseitigen Entkopplung der Befehlszähler sind gemeldet wird.

hier noch zwischen die Ausgänge der Befehlszähler 55 Wenn die vom Makrobefchlsspeichcr gelieferten

und die Eingänge des Makroprogrammspeichers Sa Informationen einen Binärcode aufweisen, bei dem

die ODER-Glieder Mal und Mal in an sich bekannter in Codeelemenle dem binären Wert L und «bis»;

Weise eingefügt. Die von den beiden Befehlszählern Codeelemente dem binären Wert zugeordnet sind,

BaX und BaI jeweils gleichzeitig gelieferten Adressen also Informationen nach dem Code m von n, und der

dienen direkt zum Abfragen des Makroprogramm- 60 Codeprüfer A' auf das Auftreten von solchen Informa-

speichers 5«. Es handelt sich dabei um einen Speicher, tionen prüft, so ergibt sich, daß bei der Überlagerung

der gleichzeitig durch mehrere Adressen abfragbar ist. zweier solcher unterschiedlicher Informationen in

In dieser Weise können die meisten bekannten jedem Fall eine Information entsteht, die nicht den

Speicher ausgenutzt werden, und zwar weitgehend vorgeschriebenen Binärcode hat. Wird daher in diesem

unabhängig davon, wie sie im einzelnen aufgebaut 65 Fall der Makroprogrammspeicher gleichzeitig mit

sind. Sie können z. B. aus Informationsbits jeweils Hilfe von zwei verschiedenen Adressen abgefragt, so

individuell zugeordneten magnetischen Rjngkernen wird der Fehler sofort gemeldet, sofern diese beiden

aufgebaut sein, sie können aber auch wie ein Zuordner verschiedenen Adressen auch die Lieferung unter-

schicdlicher Informationen bewirken. Bei diesem sich aber auch aus, wenn bei allen überwachten „. .. , . „ . η ■ Einrichtungen Fehler auftreten. Es ergibt sich dann

Binarcode m von η kann z. B. auch m = ₂ sein, _prakUsch °_{ach einigen wenigen} Programmschritten

sofern η eine gerade Zahl ist. eine Fehlermeldung. Die Anzahl der im Mittel Bei der vorstehenden Erörterung über die Wirkungs- 5 benötigten Programmschritte kann auch für diese weise des Codeprüfers K wurde jeweils vorausgesetzt, Prüfwirkung durch Wahl eines geeigneten Codes klein daß der Makroprogrammspeicher Sa selber richtig gemacht werden. Außer den bereits behandelten Code arbeitet, d. h. also jeweils diejenige Informationen können auch andere selbstprüfende Code verwendet liefert, die durch die zugehörigen Adressen bestimmt werden (siehe z.B. Speiser, Digitale Rechensind. Wie bereits erwähnt, erfaßt der Codeprüfer A' io anlagen, 1961, S. 259 bis 261). Die Abwicklung eines auch Verfälschungen einer einzigen solchen Informa- Programms in einer Datenverarbeitungsanlage umlion infolge fehlerhafter Arbeitsweise des Makro- faßt in jedem Falle viele Programmschrilte, so daß Programmspeichers Sa selber. Liefert er jeweils eine damit gerechnet werden kann, daß mit großer Sicherinformation mit einem Binärcode, so wird die Ver- heil ein Fehler während dieser Abwicklung gemeldet fälschung eines einzigen Codeelementes durch einen 15 wird. Um auch erst am Ende eines Programms auf-Codeprüfcr, der die Parität des Codes der gelieferten tretende Fehler zu erfassen, kann z. B. vorgesehen Informationen prüft, in jedem Fall gemeldet. Sind werden, an jedes Programm einige wenige nur für jedoch zwei Codeelemente verfälscht, so wird dies die Prüfung ausgenutzte Programmschritte anzufügen, nicht gemeldet. Die Verfälschung des einen Code- Die einem Speicher zuzuführenden Adressen durch elementes wird nämlich durch die Verfälschung eines 20 einen besonders hierfür vorgesehenen Codeprüfer zu anderen Codeelementes kompensiert, wenn die eine überwachen, wie es sonst vielfach üblich ist (siehe z. B. Verfälschung ein dem binären Wert L zugeordnetes deutsche Auslegeschrift 1186 913), kann dann einge-Codeelement in ein dem binären Wert 0 zugeordnetes spart werden, ohne daß die Gefahr auftritt, daß Fehler Codeelement verfälscht und gleichzeitig außerdem nicht rechtzeitig gemeldet werden,
ein dem binären Wert 0 zugeordnetes Codeelement 25 Die erfindungsgemäße Anordnung kann auch für in ein lieiu binären Wert L zugeordnetes Code- den Mikroprogrammspeicher eines Programmleitelement verfälscht wird. Auch wenn beide Code- Werkes vorgesehen werden. Ein Beispiel hierfür ist in elemente jeweils im gleichen Sinne verfälscht sind, der Figur gezeigt. Dementsprechend ist der zu dem ändert sich nicht die Parität des Codes. Diese ändert dort gezeigten Programmleitwerk gehörende Mikrosich aber, wenn nur gleichsinnige Verfälschungen 30 Programmspeicher Si, der durch die beiden parallel auftreten und eine ungerade Anzahl von Code- arbeitenden Befehlszähler fi/1 und BiI mit Adressen elementen beteiligt ist, oder wenn eine andere Anzahl beliefert wird, mit dem Codeprüfer Ki versehen, der von Codeelementen in dem einen Sinne als im anderen den Code der vom Mikroprogrammspeicher Si geSinne verfälscht ist und die Differenz dieser Anzahlen lieferten Informationen überwacht und gegebenenfalls eine ungerade Zahl ist. Insgesamt ergibt sich hier, daß 35 über die Klemme F eine Fehlermeldung liefert. Wie ein Codeprüfer, der nur die Parität des Codes der bereits erwähnt, liefert der Makroprogrammspeicher eelieferten Informationen prüft, weniger als 50% der Sa Informationen, die Makrobefehle darstellen und Fälle meldet, in denen fehlerhafte Informationen aus einem Adressentei! und einem Operationsteil bewegen Verfälschung von mehr als einem Codeelement stehen. Der Adressenteil wird über den Ausgang Ad geliefert werden. 40 und der Operationsteil über den Ausgang Op geliefert. Auch für die Überwachung des Makroprogramm- Der Operationsteil stellt hier jeweils Teil einer Adresse Speichers Sa können durch den Codeprüfer Fehler für den Mikroprogrammspdeher Si dar. Der jeweils schneller gemeldet werden, wenn er die zu liefernde andere Teil einer Adresse" wird von den Befehls-Information jeweils auf einen vorgeschriebenen Binär- zählern BH und BiI geliefert. Eine Adresse dient jecode /JJ von ;i überwacht. Sehr zweckmäßig ist es 45 weils zum Aufrufen eines Mikrobefehls aus dem

.... 11 Mikroprogrammspeicher. Der Mikroprogrammspei-

hierbei. einen Binärcode vorzusehen, bei dem m _{2 cher se},_{ber jst ebenfalls derart aufgebaut daß er}

ist. Die Anzahl der Fehlerfälle, die von dem Code- gleichzeitig durch mehrere Adressen abfragbar ist. prüfer gemeldet werden, ist nun wesentlich größer als Da der Operationsteil eines Makrobefehles mittelbar 50%. Es ist nämlich sehr unwahrscheinlich, daß 5° durch den Codeprüfer Ki mit überwacht wird, kann gerade genausoviel Codeelemente in dem einen Sinn an Stelle des Codeprüfers K der Codeprüfer A'a beverfälscht sind als in dem anderer. Sinn. Nur in nutzt werden, der lediglich den Adressenteil von diesen Fällen liefert der Codeprüfer keine Fehler- Makrobefehlen überwacht. Es ist demgemäß in diesem meidungen. Die Anwendung eines derartigen Code- Fall ein Codeprüfer benutzt, der aus zwei Teilen prüfers ist daher auch in anderem Zusammenhang 55 besteht, von denen der eine Teil den Code des Adresschr zweckmäßig und stellt daher eine Maßnahme von senleils des Makrobefehls und der andere Teil den selbständiger Bedeutung dar, die nicht ohne weiteres Code des Mikrobefehls prüft. Hierdurch lassen sich naheliegt. Sie ist immer dann mit Vorteil anwendbar, vorteilhafterweise mit geringem Aufwand statt einem wenn zu erwarten ist, daß bei Informationen, die den Speicher sogar zwei Speicher und die zugehörigen Binarcode aufweisen, mehr als ein Codeelement vcr- 60 Befehlszähler überwachen.

fälscht werden kann und wenn gleichzeitig Verfäl- Das in der Figur gezeigte Beispiel für ein Programm-

>duingen in unterschiedlichem Sinne auftreten können. leitwerk kann für seine Sleuerungsfunklion in ver-Vorslchend wurde der mit Hilfe des Codeprüfers A' schiedener Weise ausgestaltet sein; r.ä'ucre Einzelcr/iclbarc Effekt behandelt, wenn entweder Fehler heitcn darüber sind aber in der Figur nicht gezeigt, bei den von den Befehlszählern BaI und BaI gelicfer- 65 da sie im vorliegenden Fall nicht von Bedeutung sind. Ilmi Adressen auftreten oder wenn Fehler bei den vom Hs ist dort lediglich gezeigt, daß der vom Makro-Miikroprogrammspcichcr „S'</ gelieferten Informationen Programmspeicher gelieferte Adressenteil auch über iiiiFirciLυ. Die Prüfwirkung des Codeprüfers A wirkt die UND-Ciliedcr UX und Ul gegebenenfalls den

Befehlszählern Bai und BaI zugeführt werden kann, um diese für einen Programmsprung geeignet einzustellen. Die bei dem gezeigten Programmleitwerk benutzte Anordnung mit parallel arbeitenden Zählschaltungen zum Aufrufen von Informationen auf einen Speicher, an den ein CodeprüfeY angeschlossen

ist, stellt eine Steuereinrichtung dar, die bekanntlich auch bei Fernsprechvermittlungsanlagen benutzt werden kann (siehe z. B. deutsche Auslegeschrift \ 126 938). Daraus begründet sich, daß die erfindungsgemäße Anordnung für die Benutzung in öffentlichen Fernmeldevermittlungsanlagen entwickelt worden ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Anordnung mit zwei zur Sicherheit parallel arbeitenden Zählschaltungen zum Abfragen von Informationen aus einem Speicher, insbesondere für das Programmleitwerk einer digitalen Datenverarbeitungsanlage, dadurch gekennzeichnet, daß die Zählschaltungen (Ba 1, BaI; BiI, Bi2) parallel an den gleichzeitig durch mehrere Adressen abfragbaren Speicher (Sa; Si) mit mehreren Ausgängen angeschlossen sind, so daß jeweils beide von den Zählschaltungeii gleichzeitig gelieferte Adressen direkt zum Abfragen dienen, und daß die Arbeitsweise der ZaM-schaltungen (BaI, BaI; BiX, BU) mit einem an alle Speicherausgänge angeschlossenen Codeprüfer (A': Ki) überwacht wird, der den Code der vom Speicher jeweils auf Grund der Adressen an allen Speicherausgängen insgesamt gelieferten Information prüft.

2. Anordnung nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß der Codeprüfer (A': AV) die Parität des Codes der gelieferten Information prüft.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Codeprüfer (K; Ki) auf das Auftreten von Informationen mit einem Binärcode prüft, bei dem /;; Codeelemente dem binären Wert L und η bis m Codeelemente dem binären Wert 0 zugeordnet sind (Code m von /;).

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß beim Binärcode m - -■ " ist.

5. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zählschaltungen Befehlszähler (BaX, Beil) eines Makroprogrammspeichers (Sa) sind, der aus einem Adresseriteil und einem Operationsteil bestehende Makrobefehle liefert, daß ein Operationsteil jeweils Teil einer Adresse für einen gleichzeitig durch mehrere Adressen abfragbaren MikroProgrammspeicher (5/) mit zwei eigenen parallel arbeilenden Befehlszählern (BiX, BH) ist, die gleichzeitig den anderen Teil der Adresse liefern, die zum Aufrufen eines Mikrobefehles aus dem Mikroprogrammspeicher (Si) dient, und daß der Codeprüfer aus zwei Teilen besteht, von denen der eine Teil (Ka) den Code des Adressenteils des Makrobefehls und der andere Teil (Ki) den Code des Mikrobefehls prüft.