DE2048119C3

DE2048119C3 - Anordnung und Verfahren zur Steuerung der Datenübertragung zwischen externen Geräten und einer Datenverarbeitungsanlage

Info

Publication number: DE2048119C3
Application number: DE19702048119
Authority: DE
Inventors: Winfried Dipl.-Ing. 8000 Muenchen Blumann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1970-09-30
Filing date: 1970-09-30
Publication date: 1978-09-07
Also published as: BE773321A; DE2048119B2; FR2108677A5; LU63968A1; NL7113103A; DE2048119A1; GB1339044A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung und ein Verfahren zur Steuerung der Datenübertragung zwischen externen Geräten und einer Datenverarbeitungsanlage über Kanäle, bei der eine Ablaufsteuerung zur Abfrage der externen Geräte, S ein Prioritätsnetzwerk und Registersätze zur Übernahme der zur Steuerung des Datenverkehrs zwischen den externen Geräten und der Datenverarbeitungsanlage erforderlichen Steuerinformationen für die anfordernden externen Geräte vorgesehen sind, wobei jedem externen Gerät jeder Registersatz zuweisbar ist.

Bei der simultanen Datenübertragung von externen Geräten zu einer Datenverarbeitungsanlage ist bisher für jeden Übertragungskanal ein Registersatz in der Datenverarbeitungsanlage vorgesehen worden, in dem die Steuerinformationen für die übertragenden Geräte enthalten sind. Wünscht ein externes Gerät einen Datenverkehr mit der Datenverarbeitungsanlage, dann gibt es eine Anforderung an die An- Ordnung zur Steuerung der Datenübertragung ab. Eine Ablaufsteuerung fragt die einzelnen Kanäle ab, ob derartige Anforderungen vorhanden sind. Liegen mehrere Anforderungen gleichzeitig vor, dann wird mit Hilfe eines Prioritätsnetzwerks entschieden, welches externe Gerät zuerst bearbeitet wird. Die für die Datenübertragung von diesem externen Gerat notwendige Steuerinformation steht in dem dem entsprechenden Kanal zugeordneten Registersatz.

Da den einzelnen Kanälen jeweils ein Registersatz zugeordnet ist, ist der Aufwand an Registersätzen bei vielen Kanälen sehr groß. Dabei ist noch zu berücksichtigen, daß über manche Kanäle über längere Zeit kein Datenverkehr mit der Datenverarbeitungsanlage erfolgt, so daß die zugeordneten Registersätze nicht benutzt werden.

Es ist eine Eingabe/Ausgabe-Steuerung in einer Datenverarbeitungsanlage bekanntgeworden, die einen Pufferspeicher enthält, bei dem jeder Speicherplatz jedem externen Gerät zuweisbar ist. Die An- zahl der Speicherplätze im Pufferspeicher richtet sich nach dem Maximum an externen Geräten, die die Steuerung gleichzeitig bedienen kann. Dabei soll die Anzahl der von der Steuerung gleichzeitig bedienbaren externen Geräte kleiner sein als die Gesamt- zahl der zur Steuerung gehörenden externen Geräte. Bei heutigen Datenverarbeitungsanlagen muß jedoch die Möglichkeit bestehen, daß jedes an die Datenverarbeitungsanlage anschließbare externe Gerät auch simultan zu allen anderen an der Datenverarbeitungsanlage angeschlossenen externen Geräte Daten mit der Datenverarbeitungsanlage austauschen kann. Dann aber müßte bei der bekannten Steuerung die Anzahl der Speicherplätze im Pufferspeicher gleich der Anzahl der externen Geräte sein, die an der Datenver- arbeitungsanlage liegen. Die Zahl der Speicherplätze (Registersätze) wäre dann groß. Zudem würde auch in diesem Falle ein Teil der Speicherplätze nur selten benutzt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es darum, eine Anord- <><> nung zur Steuerung der Datenübertragung zwischen externen Geräten und einer Datenverarbeitungsanlage anzugeben, bei der der Aufwand an Registersätzen kleiner ist, ohne daß die Summendatenrate bei simultan arbeitenden externen Geräten wesentlich kleiner wird. Diese Aufgabe wird gemäß den im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmal?™ selöst.

Den Kanälen wird also nur zeitweise ein Registersatz zugeordnet, nämlich dann, wenn ein externes Gerät einen Datenverkehr anfordert. Die dazu notwendige Steuerinformation steht vorher in einem Arbeitsspeicher, aus dem sie bei Anforderung in den ausgewählten, zugewiesenen Registersatz übertragen wird. Der Datenverkehr kann nun durchgeführt werden.

Da die Anzahl der Registersätze kleiner ist als die Anzahl der Kanäle, werden die Registersätze öfter ausgenutzt, ohne daß dadurch die Summe der in der Zeiteinheit übertragenen Datenmenge von den externen Geräten zur Datenverarbeitungsanlage (Summendaten) wesentlich kleiner wird. Der Aufwand an Registersätzen wird also durch die erfindungsgemäße Anordnung bei hoher Summendatenrate erheblich verringert.

Solange es noch ungeladene Registersätze, also Registersätze ohne Steuerinformation gibt, sorgt die Ablaufsteuerung dafür, daß den anfordernden externen Geräten ein ungeladener Registersatz zugewiesen wird. Erst wenn alle Registersätze geladen sind, tritt die Registersatzsteuerung in Funktion und wählt nach einer vorher festgelegten Methode einen der geladenen Registersätze aus und weist ihn dem anfordernden externen Gerät zu.

Die Auswahl der geladenen Registersätze durch die Registersatzsteuerung kann nach verschiedenen Methoden erfolgen. Zum Beispiel kann die Auswahlmethode darin bestehen, daß dem anfordernden externen Gerät der Registersatz zugewiesen wird — und mit der Steuerinformation für dieses externe Gerät neu geladen wi^rd — in dem bisher die Steuerinformation für das Gerät mit der höchsten oder der niedrigsten Gerätenummer stand. Eine andere Auswahlmethode ist z.B., daß immer der Registersatz von der Registersatzsteuerung ausgewählt wird, auf dem die vorletzte Daten anforderung bearbeitet wurde. Schließlich ist es auch möglich, daß bei geladenen Registersätzen die Registersatzsteuerung dem nächsten erfordernden externen Gerät einen vorher festgelegten Registersatz fest zuweist.

Die jeweils optimale Methode ist von Randbedingungen abhängig. Die beiden wichtigsten Bedingungen sind die Frequenzverhältnisse der Geräte und die vom Organisationsprogramm zu wählende Prozedur bei Datenverlust durch nicht rechtzeitige Bedienung. In Abhängigkeit davon kann vom Organisationsprogramm die Methode mit einem Spezialbefehl gewählt werden.

Die Erfindung sei an Hand eines Ausführungsbeispiels, das in den Figuren dargestellt ist, weiter erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild der Anordnung zur Steuerung der Datenübertragung zwischen externen Geräten und einer Datenverarbeitungsanlage,

F i g. 2 eine Ausführung der Registersatzsteuerung.

In F i g. 1 sind die externen Geräte mit E1 bis Em bezeichnet. Von den externen Geräten E1 bis Em führen Steuerleitungen zu der Anordnung zur Steuerung der Datenübertragung DS. Diese Anordnung besteht aus einem Prioritätsnetzwerk P, einer Ablaufsteuerung 5, einer Registersatzsteuerung AC und Registersätzen RS, im Ausführungsbeispiel aus zwei Registersätzen ÄS 1, RS 2. Die Registersätze RS sind mit Speicherbereichen /1 bis Im in einem Arbeitsbereich AS verbunden. Die Anzahl der Speicherbereiche /1 bis Im entspricht der Anzahl der exter-

nen Geräte E1 bis Em. In den Speicherbereichen /1 bis Im sind die Steuerinformationen für die Datenübertragung von den externen Geräten E1 bis Em gespeichert.

Wollen die externen Geräte E1 bis Em einen Datenverkehr mit der Datenverarbeitungsanlage durchführen, so senden sie eine Anforderung zu der Anordnung zur Steuerung der Datenübertragung DS. Die Ablaufsteuerung S fragt nun die einzelnen Kanäle ab, ob eine Anforderung vorliegt. Liegen mehrere Anforderungen gleichzeitig vor, dann entscheidet das Prioritätsnetzwerk P, welche Anforderung zunächst zu bearbeiten ist. Die Gerätenummer des zunächst zu bearbeitenden externen Geräts wird in das Anforderungsnummerregister N eingeschrieben.

Solange die Registersätze RS1, RSl nicht mit Steuerinformationen geladen sind, weist die Ablaufsteuerung 5 den anfordernden externen Geräten die nicht geladenen Registersätze zu. In diese werden dann die Steuerinformationen für die Datenübertragung von den anfordernden externen Geräten E bis Em zur Datenverarbeitungsanlage aus den entsprechenden Speicherbereichen / des Arbeitsspeichers AS eingeschrieben.

Erst wenn die Registersätze ÄS 1, RSl geladen sind, greift die Registersatzsteuerung K ein. Sie vergleicht den Inhalt des Anforderungsnummernregisters N mit den Inhalten von Gerätenummerregistern Nl, N 2 der Registersätze RS1, RS 2. In jedem Registersatz RS1, RS 2 ist nämlich ein Register N1, N 2 vorgesehen, in das die Gerätenummer eingeschrieben ist, dessen Steuerinformation in dem entsprechenden Registersatz RSl, RS2 gespeichert ist. Ergibt der Vergleich in der Registersatzsteuerung K, daß der Inhalt des Anforderungsnummernregisters N gleich ist dem Inhalt eines der Gerätenummernregister Nl, N2, dann bedeutet dies, daß die Steuerinformation für das anfordernde externe Gerät bereits in diesem Registersatz eingespeichert ist. Es ist dann nicht mehr notwendig, die Steuerinformation aus dem Arbeitsspeicher AS zu holen. Ergibt der Vergleich in der Registersatzsteuerung Ungleichheit, dann wählt die Registersatzsteuerung K nach einer Auswahlmethode einen der Registersätze RS1, RS 2 aus und weist ihn dem anfordernden externen Gerät zu. Die Steuerinformation für dieses externe Gerät wird dann aus dem zugeordneten Speicherbereich des Arbeitsspeichers Λ S entnommen und in den zugewiesenen Registersatz RS eingeschrieben. Die Datenübertragung von dem externen Gerät zu der Datenverarbeitungsanlage erfolgt dann in Abhängigkeit dieser Steuerinformation.

Die Zuweisung eines der Registersätze KS zu einem anfordernden externen Gerät £1 bis Em ist in F i g. 1 symbolisch durch den stark ausgezogenen Pfeil L dargestellt. Er soll andeuten, daß die Anforderung von einem der externen Geräte durch die Registersatzsteuerung K einem der Registersätze zugeleitet werden kann.

F i g. 1 ist nur eine prinzipielle Darstellung der beschriebenen Anordnung zur Steuerung der Datenübertragung. Der Aufbau des Prioritätsnetzwerks P, der Ablaufsteuerung S, der Registersätze RS und des Arbeitsspeichers AS kann auf bekannte Weise erfolgen. In F i g. 1 sind nur zwei Registersätze RS1 und RS 2 vorgesehen. Die Anzahl der Registersätze kann natürlich auch größer sein. In F i g. 1 sind nur die Steuerkreise und die Steuerleitungen gezeichnet. Die Kanäle für die Datenübertragung sind aus Übersichtlichkeitsgründen nicht dargestellt.

Eine mögliche technische Realisierung der Registersatzsteuerung K ist in F i g. 2 für zwei Registersätze gezeigt. Ein Exklusiv-ODER-Glied EX1 ist mit dem Gerätenummernregister N1 des Registersatzes RS und mit dem Anfordcrungsnuminernregister N verbunden. Der Ausgang des Exklusiv-ODER-GliedsEA'l führt auf ein OR/NOR-Glied OR 1.

ίο Ein zweites Exklusiv-ODER-Glied EX 2 ist mit dem Gerätenummernregister N 2 des Registersatzes RS 2 und mit dem Anforderungsnummernregister N verbunden; sein Ausgang liegt an einem anderen OR/NOR-Glied OR 2. Die Ausgänge der Gerätenummernregister N1, ΝΪ führen außerdem auf eine Komparatorschaltung MK. Die Komparatorschaltung MK ist ein wesentlicher Schaltkreis für die Festlegung der Auswahlmethode. Im Beispiel der F i g. 2 führt der Komparator einen Größenvergleich durch.

Er gibt an seinem Ausgang A 1 ein Signal ab, wenn der Inhalt des Gerätenummernregisters N1 kleiner ist als der Inhalt des Gerätenummernregisters N 2, an seinem Ausgang A 2 ein Signal, wenn der Inhalt des Gerätenummernregisters N1 größer ist als der Inhalt des Gerätenummemregisters N 2. Den Ausgang der Registersatzsteuerung bilden vier UND-Glieder Ul bis 1/4. Das UND-Glied Ul ist mit dem NOR-Ausgang des OR/NOR-Glieds OR 1 und mit einem Ausgang F 1 der Ablaufsteuerung S verbunden, der angibt, ob der Registersatz RS1 noch für ein früher anforderndes externes Gerät arbeitet. Entsprechend ist das UND-Glied U 4 mit dem NOR-Ausgang des OR/NOR-Glieds OR 2 und an einen Ausgang F 2 der Ablaufsteuerung S angeschlossen, der angibt, ob der Registersatz RS 2 noch für ein früher anforderndes externes Gerät arbeitet. Die UND-Glieder V1 und U 3 liegen an den OR-Ausgängen der OR/NOR-GliederOK 1 und OR 2, das UND-Glied Ul außerdem an dem Ausgang F1 der Ablaufsteuerung S und an dem Ausgang A 1 der Komparatorschaltung MK, das UND-Glied 1/3 an dem Ausgang F 2 der Ablaufsteuerung 5 und an dem Ausgang AZ der Komparatorschaltung MK. Alle UND-GliederU1 bis i/4 sind außerdem mit einer Taktleitung F von der Ab-

laufsteuerung S her verbunden.

Stellt das Exklusiv-Oder-GHed EX1 Gleichheit zwischen den Inhalten der Register N1 und N fest, dann erscheint am Ausgang des UND-Glieds U1 ein Signal. Stellt das Exklusiv-ODER-Glied EX 2 Gleichheit zwischen den Registern N und N 2 fest, dann gibt das UND-Glied 1/4 ein Signal ab. Erscheint also am Ausgang des UND-Glieds l/l ein Signal, dann bedeutet dies, daß im Registersatz RS1 bereits die Steuerinformation für das anfordernde externe Gerät steht Entsprechendes gilt für den Registersatz RS 2, wenn am Ausgang des UND-Glieds 1/4 ein Signal abgegeben wird. Bei Ungleichheit zwischen den Registern AfI, N und N 2 führt der Komparator MK einen Größenvergleich durch. Ist

der Inhalt des Registers Nl kleiner als der Inhalt des Registers N 2, dann erscheint am Ausgang Al ein Signal und das UND-Glied U 2 wird durchlässig, das heißt, der Registersatz RSl wird ausgewählt lsi der Inhalt des Registers TVl größer als der Inhalt des

Registers N 2, dann gibt der Komparator am Ausgang A 2 ein Signal ab, das das UND-Glied 1/3 ansteuert. Somit wird der Registersatz RS 2 für die Zuweisung ausgewählt.

Die Ausgänge I·' I, F2 der Ablaufsteuerung S sollen dafür sorgen, daß nicht bereits in einen Registersatz RS, der ausgewählt worden ist, die Steuerinformation des neu anfordernden externen Geräts eingeschrieben wird, bevor das externe Gerät, dessen Steuerinformation bisher in dem ausgewählten Registersatz steht, den Datenverkehr zu Ende geführt

hat. Die Auswahlmethode besteht bei der Ausführung der F i g. 2 darin, dall immer der Registersatz HS zugewiesen wird, in dessen Gerätcnummernregister bisher die höchste Gerätenummer steht. Der Komparator MK kann natürlich auch so ausgeführt sein, daß die Registersatzsteuerung K nach einer anderen Auswahlmethode arbeitet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Steuerung der Datenübertragung zwischen externen Geräten und einer Datenverarbeitungsanlage über Kanäle, bei der eine Ablaufsteuerung zur Abfrage der externen Geräte, ein Prioritätsnetzwerk und Registersätze zur Übernahme der zur Steuerung des Datenverkehrs zwischen den externen Geräten und der Datenverarbeitungsanlage erforderlichen Steuerinformationen für die anfordernden externen Geräte vorgesehen sind, wobei jedem externen Gerät jeder Registersatz zuweisbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Registersätze (RS) niedriger ist als die Anzahl der externen Geräte, die mit der Datenverarbeitungsanlage Datenverkehr haben oder einen Datenverkehr anfordern können, daß das Prioritätsnetzwerk (P) ao mit den Steuerleitungen von den externen Geräten (£1 bis Em) verbunden ist und ein Anforderungsnummernregister (N) zur Speicherung der Gerätenummer des nächsten, zu bearbeitenden externen Gerätes enthält, daß die Registersätze »5 (RS) mit Speicherstellen (/1 bis Im) eines Arbeitsspeichers (AS) verbunden sind und jeweils ein Gerätenummernregister (Nl, N 2) zur Aufnahme der Gerätenummer der in den Registersätzen (RS) geladenen Steuerinformationen enthält, daß eine Registersatzsteuerung (K) vorgesehen ist, die einerseits mit dem Anforderungsnummernregister (N), andererseits mit dem Gerätenummernregister (Nl, N 2) verbunden ist und die bei geladenen Registersätzen (RS) eine Anförderung von einem externen Gerät (£1 bis Em) nach einer Auswahlmethode einem bestimmten Registersatz zuweist, und daß die Ablaufsteuerung (S) mit dem Prioritätsnetzwerk (P), der Registersatzsteuerung (K) und den Registersätzen (RS) zur Zuleitung von Taktimpulsen verbunden ist, um bei nichtgeladenen Registersätzen bei Vorliegen von Anforderungen von externen Geräten diesen die nichtgeladenen Registersätze zuzuweisen.

2. Anordnung nach Anspruch 1, bei der zwei Registersätze vorgesehen sind, gekennzeichnet durch eine Registersatzsteuerung (K) aus einem ersten Exklusiv-ODER-Glied (EXl), das einerseits mit dem Gerätenummernregister (N 1) des ersten Registersatzes (RS 1), andererseits mit dem Anforderungsnummernregister (N) verbunden ist und dessen Ausgang an ein erstes OR/NOR-Glied (OR 1) angeschlossen ist, aus einem zweiten Exklusiv-ODER-Glied (EX 2), das einerseits mit dem Gerätenummernregister (N 2) des zweiten Registersatzes (RS 2) und andererseits mit dem Anforderu'.vgsnummernregister (N) verbunden ist und dessen Ausgang an ein zweites OR/NOR-Glied (OR 2) angeschlossen ist, aus einer Komparatorschaltung (MK), deren Eingänge an die Gerätenummernregister (N 1, N 2) angeschlossen sind, aus einem ersten UND-Glied (U 1), das mit dem NOR-Ausgang des ersten OR/NOR-Glieds (ORl) und mit einem den Arbeitszustand des ersten Registersatzes (RS 1) kennzeichnenden Ausgang (Fl) der Ablaufsteue-Glied (U 2), das an den OR-Ausgang der OR/NOR-Glieder (OR 1, OR 2) an den den Arbeitszustand des ersten Registersatzes (RS 1) kennzeichnenden Ausgang (F 1) der Ablaufsteuerung (S) und an einen Ausgang (A 1) des Komparators (MK) angeschlossen ist, aus einem dritten UND-Glied (U 3) das an einem anderen Ausgang (A 2) des !"Comparators (MK), an die OR-Ausgänge der OR/NOR-Glieder (OR 1, OR 2) und an einen den Arbeitszustand des zweiten Registersatzes (RS 2) kennzeichnenden Ausgang (F 2) der Ablaufsteuerung (S) angeschlossen ist und aus einem vierten UND-Glied (U 4), das mit dem NOR-Ausgang des zweiten OR/NOR-Glieds (OR 2) und mit den den Arbeitszustand des zweiten Registersatzes kennzeichnenden Ausgang (F 2) der Ablaufsteuerung (S) verbunden ist.

3. Verfahren zur Auswahl eines der Registersätze bei geladenen Registersätzeia bei der Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei jeder neuen Anforderung die Registersatzsteuerung (K) den Inhalt des Anforderungsnummernregisters (N) mit den Inhalten der Gerätenummernregister (Nl, N 2) vergleicht und bei Gleichheit dem anfordernden externen Gerät (E) denjenigen Registersatz (RS) zuweist, der diesem externen Gerät (£) bereits früher zugewiesen worden war, daß bei Ungleichheit nach einer Auswahlmethode einem der Registersätze das anfordernde externe Gerät zugewiesen wird, und daß die Steuerinformation des dem ausgewählten Registersatz neu zugewiesenen externen Geräts solange nicht in den ausgewählten Registersatz eingeschrieben wird, bis der Datenverkehr des externen Geräts beendet ist, dessen Steuerinformation bisher in dem ausgewählten Registersatz stand.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswahlmethode darin besteht, daß dem anfordernden externen Gerät der Registersatz zugewiesen wird, in dessen Gerätenummernregister im Vergleich zu den Gerätenummernregistern der anderen Registersätze die höchste Gerätenummer steht.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß für den Fall, daß alle Registersätze belegt sind, die Auswahlmethode darin besteht, daß einem neu anfordernden externen Gerät der Registersatz zugewiesen wird, in dem die Steuerinformation des externen Geräts steht, das den vorletzten Datenverkehr mit der Datenverarbeitungsanlage hatte.

6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß für den Fall, daß alle Registersätze belegt sind, die Auswahlmethode darin besteht, daß dem neu anfordernden externen Gerät immer derselbe Registersatz zugewiesen wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Registersatzsteuerung zwischen verschiedenen Auswahlmethoden umschaltet.