DE2164686C3 - Datenverarbeitungssystem mit mehreren Funktionseinheiten - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Datenverarbeitungssystem gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Herkömmliche Systeme dieser Art, von denen beispielsweise eines in der DE-OS 20 07 041 beschrieben ist, bestehen normalerweise aus mehreren Verarbeitungseinheiten mit Einrichtungen, die bei Schaltkreisfehlem die die Fehler verursachende Verarbeitungseinheit aus dem System herausschalten, so daß das Gesamtsystem weiterhin arbeiten kann, wenn auch mit langsamerer Geschwindigkeit.

Aus DE-OS 20 14 729 ist ein Datenverarbeitungssystem mit mindestens einer Datenverwendungseinheit bekanntgeworden, welche in den Daten, mit welchen sie arbeitet, vorhandene Fehler ermittelt, indem die Datenverwendungseinheit einen Fehlerzähler zur Anzeige der ermittelten Fehleranzahl sowie Steuermittel aufweist, die auf ein jeweils angelegtes Abfragesignal derart ansprechen, daß die im Fehlerzähler enthaltene Zählung innerhalb des Systems auch anderswo zur Verfügung steht. Obwohl jede Verwendungseinhdt mit Mitteln zur Registrierung von Fehlern jeweils bei ihrem Auftreten sowie zur Übertragung von über die Fehler aussagenden Informationen zu der jeweils zugehörigen Verarbeitungseinheit ausgerüstet ist, besteht der Nachteil darin, daß nicht alle Verwendungseinheiten gegen das Sammelleitungssystem bis auf diejenigen isoliert werden, deren Fehlererkennungsschaltung einen iFehler anzeigen. Außerdem erfolgt die Übertragung der Fehlerinformationen nur bei jeweiliger Anforderung bzw. Abfrage von der zugehörigen Verarbeitungseinheit aus. Eine unmittelbare und automatische Fehler- ~> diagnostik wird also nicht eingeleitet

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Datenverarbeitungssystem mit mehreren, mit jeweils einer Fehlererkennungsschaltung ausgei ästeten Funktionseinheiten und einem gemeinsamen Sammelleitungssystem, wobei eine fehlerhafte Funktionseinheit in einen Überwachungszustand geschaltet wird, zu schaffen, die bei jedem festgestellten Fehler alle Funktionseinheiten gegen das Sammelleitungssystem bis auf diejenigen isoliert, deren Fehlererkennungsschaltung einen Fehler anzeigen, woran sich unmittelbar eine Fehlerdiagnostik anschließen soll.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 und 3 gekennzeichnet.

Der Vorteil des Gegenstands der vorliegenden Erfindung besteht vor allem darin, daß innerhalb eines Datenverarbeitungssystems als fehlerhaft festgestellte Funktionseinheiten sofort für Diagnosezwecke inner-

> > halb der Schaltung bereitgestellt werden, so daß einmal die diagnostischen Operationen vereinfacht werden und zum anderen die Beseitigung eines Fehlers einer Funktionseinheit beschleunigt wird.

Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend an Hand der Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Blockdiagramm eines Teils eines datenverarbeitenden Systems gemäß der Erfindung in sehr vereinfachter Form,

i'"> F i g. 2 ein ähnliches Blockdiagramm einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,

F i g. 3 eine schematische Darstellung einer Funktionseinheit des Systems der F i g. 2, Fig.4 eine vereinfachte Darstellung einer weiteren

in Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems und

F i g. 'j eine Schaltung eines Teils des Systems der Fig. 4.

Das datenverarbeitende System, von dem ein Teil in Fig. 1 dargestellt ist, besteht aus mehreren Funktions-

·*ϊ einheiten FU, einer Diagnostikeinheit DU und einem Fehleranzeiger L₁ die untereinander mit einem gemeinsamen Sammelleitungssystem BS und einem gemeinsamen externen oder Operatorsteuersystem CS verbunden sind. Der Übergang jeder FU in das BS wird über

w eine Torschaltung T gesteuert (wird von einer bestimmten Adresse und einer universellen Adresse geöffnet), welche für alle Adressen unabhängige Daten von Signalen einer UND-Schaltung & geschlossen werden kann. Jede FU enthält eine Fehlererkennungsschal-

y> tung£

Jede E ist mit dem Fehleranzeiger L verbunden, welcher eine Verriegelungsschaltung beinhaltet, die immer dann gesetzt wird, wenn ein Fehler entdeckt ist und die, wenn sie gesetzt ist, jede UND-Schal-

bu tung& sperrt. Der andere Eingang zu jeder UND-Schaltung & besteht aus einem Signal von seiner zugehörigen Fehlererkennungsschaltung E, welches von einem Inverter / invertiert ist. Wenn demnach von irgendeiner FU ein Fehler festgestellt worden ist,

^h5 werden alle übrigen FUs, in denen kein Fehler festgestellt worden ist, von dem SSund daher auch vom System isoliert.

Durch Setzen der Fehleranzeige-Verriegelungsschal-

tung wird die Diagnostikeinheit DU abgeschaltet und funktioniert mit jeder anderen im System verbleibenden FU über das BS. Es ist demnach ersichtlich, daß eine fehlerbehaftete FU identifiziert werden muß, bevor die DU so damit arbeiten kann, als ob sie >Ήγ normale Datenverarbeitungsvorgänge identifiziert worden wäre, so daß eine identifizierte Adresse, die das Tor öffnet, mit allen gewünschten Daten verbunden werden kann. Die DU erfordert nur die universelle Adresse.

Die Fehleranzeige-Verriegelungsschaltung kann "in- in abhängig von einer Fehlerfeststellung von dem CS gesetzt werden, wodurch alle FUs von dem System entfernt werden, und die CS kann eine derartige Isolation hinsichtlich irgendeiner ausgewählten FUoder FUs durch Anlegen von Signalen an die Leitung unterdrücken, die die Fehlererkennungsschaltung und den Inverter der entsprechenden FUs verbindet.

Daraus folgt, daß das System durch den gleichen einfachen Mechanismus auf eine gewünschte Konfiguration entweder automatisch aufgrund einei Fehlerfeststellung oder unter externer Steuerung reduziert werden kann.

Das in F i g. 2 dargestellte Datenverarbeitungssystem hat FUs in der Form von aus Zellen mit vier Zuständen bestehenden Funktionsspeichereinheiten. Drei FUs des :^r> Systems sind zusammen mit einer Reserve-Funktionseinheit SFUgezeigt, die strukturell mit den anderen FUs identisch, jedoch normalerweise leer ist. Das System hat auch eine Diagnostikeinheit DU, die strukturell mit den FLIs identisch, jedoch mit Diagnostikmaterial geladen «1 ist. Die FUs SFU und DU sind über ein gemeinsames Sammelleitungssystem ÄSuntereinander verbunden. Im Gegensatz zu dem System der F i g. 1 werden in diesem System keine Torschaltungen benutzt, da mit den Daten dann und nur dann in irgendeiner FU operiert wird, )5 wenn die FU arbeitsfähig ist und ein Adressenteil der Daten in Übereinstimmung in eine oder mehrere Adresseneingänge in der FU paßt, sonst werden die Daten ignoriert.

Wie bei dem System in F i g. 1 gibt es einen mit jeder FU (und mit der SFU) verbundenen Fehleranzeiger L, der dann gesetzt wird, wenn in irgendeiner FU ein Fehler festgestellt worden ist und weiterhin dann, wenn er gesetzt ist, alle FUs, die sich nicht in einem Fehlerstadium befinden, abschaltet Der Mechanismus 4 dafür ist in F i g. 3 dargestellt Zusätzlich dazu hat das System in F i g. 2 eine aus einem Tabelienspeicher TS, einer Ladesteuerung T und einer Konsole CMS bestehende Ladeeinrichtung. Die Ladesteuerung Γ und die Konsole sind mit einem Decoder DEC verbunden, so der eine induviduelle Leitung zu jeder FU und SFU für deren Aktivierung und zu der Leitung zum Setzen des Indikators L hat Der Indikator L ist über eine Steuerung C mit der Diagnostikeinheit verbunden, um diese zu aktivieren, wenn der Indikator gesetzt ist, die Steuerleitungen von der Steuerung Γ und der Konsole CNS zu der Steuerung C unterdrücken diese Aktivierung jedoch auf eine Art und Weise, die anschließend erläutert wird.

Die Ladeeinrichtung ist für die Datenübertragung t>o über seine Steuerung T mit der Diagnostikeinheit DU und mit dem allgemeinen Sammelleitungssystem BS verbunden.

Vor der Erläuterung der Arbeitsweise des Systems wird die F i g. 3 beschrieben, die das Steuersystem jeder t>5 FU (einschließlich der SFU) darstellt. Die FU besteht aus zwei identischen Hälften, die strukturell und im Hinblick auf C. ζ Zugänge dazu identisch sind. Beide Hälften der FU arbeiten mit Daten, und die Ergebnisse werden dann in eine Vergleicherschaltung X übertragen, die bei dem Ergebnis »ungleich« ein Fehlersignal aussendet. Die Vergleicherschaltung X entspricht den Fehlererkennungsschaltungen ifdes Systems in Fig. 1. Die FU arbeitet nur dann, wenn sein Taktgeber läuft, und die FU wird durch Anhalten ihres Taktgebers vom System isoliert, so daß es für jede FU eine logische Kette gibt, die einen Anschaltkreis für ihren Taktgeber ergibt, wobei die Kette Signale von ihrer eigenen Vergleicherschaltung X, dem Systemdecoder, dem Fehleranzeiger L und von allen FUs mit höherer Priorität auf einem prioritätssignalisierenden System PS empfängt Wenn der Vergleicher X einen Fehler feststellt, wird zu allen FUs mit niedrigerer Priorität ein Signal geschickt

Die folgende Angabe zeigt das Wirksamwerden des Taktgebers auf:

dpi + xpl +T

worin d die Auswahl durch den Decoder, ρ einen Fehler in einer Ft/mit höherer Priorität, / das Setzen des Fehleranzeigers L und χ einen vom Vergleicher X festgestellten Fehler anzeigt

Bei der Betrachtung der Arbeitsweise des Systems als ganzes wird ersichtlich, daß, wenn immer ein Fehler in einer Ft/festgestellt ist, der Fehleranzeiger gesetzt wird und alle FUs, die keinen Fehler anzeigen, werden gegen oas System isoliert, und die Diagnostikeinheit DU wird aktiviert. Im Falle der Feststellung mehrerer Fehler wird wegen des prioritätsanzeigenden Systems PS zur gleichen Zeit nur eine FU von der DU weiterbetrieben. Dadurch wird das diagnostische Material vereinfacht, das für die DU erforderlich ist, und es wird das notwendige Signalisieren der Identität zu der DU vermieden.

Wie mit dem System der Fig. 1 ist es auch hier möglich, alle FUs vom System durch Setzen des Fehleranzeigers L von der Konsole aus zu isolieren und solche FUs, die über den Decoder angefordert sind, wieder mit dem System zu verbinden, wobei die Steuerung Cwie gefordert sicherstellt, daß die Dt/nicht arbeitet. Auf ähnliche Weise kann dies auch von der Ladesteuerung T durchgeführt werden. Der Tabellenspeicher kann demnach mit den abzuspeichernden Daten und einem; Hinweis für den Speicherplatz dieser Daten versehen werden, die von der Ladesteuerung T decodiert und entsprechend verteilt werden. Der Lader hat auch einen Pfad, über den die DU geladen werden kann. Diese Mechanismen kombinieren das Ersetzen einer ausgefallenen FU durch die SFU, die bei entsprechender Ladung irgendeine FU des Systems ersetzen kann.

In Fig.4 ist eine Systemorganisation in der Art des Systems der Fig.2 dargestellt, welches jedoch als Multiprozessor funktioniert. Das System besteht nur aus den Bausteinen des Systems der F i g. 2 mit dem Zusatz einer Fernsteuermöglichkeit RCund einer Schnittstelle, wenn auch in offensichtlicher Duplizierung. Das System enthält mehrere Untersysteme SSi, SS2, SS3, ..„ grundlegend sich selbst genügend und die SFU, FU PS, BS, DEC und L Konfiguration der F i g. 2 enthaltend. Die Bausteine CNS, DU, T und TS sind für die Unte. systeme und für die Kommunikation zwischen den Untersystemen und diesen Bausteinen über die Schnittstelle jedoch gemeinsam. flCverbindet mit der DU.

Jedes Untersystem kann von TS geladen, von DU

diagnostiziert und von CNS gesteuert oder darauf angezeigt werden, jedoch nicht alle zur gleichen Zeit, so daß die Hauptfunktion der Schnittstelle neben der Datenübertragung die Lösung von Konflikten ist. Während des Ladens wird die augenglickliche Konfiguration des gesamten Systems somit von TS über T gesteuert, wobei die Schnittstelle und die einzelnen DECs und BSs und DU von Γ direkt geladen werden können. Wenn kein Fehler auftritt, kann jedes Untersystem selbst bestehen und hat sein eigenes m Steuerprogramm, obwohl Kommunikation zwischen den Untersystemen erforderlich ist und über die Schnittstelle dann auch abgewickelt werden kann. Wenn in nur einem Untersystem ein Fehler festgestellt wird, wird dieses Untersystem über die Schnittstelle mit der DU verbunden, und sie funktionieren dann zusammen als das System der F i g. 2, wobei die restlichen Untersysteme relativ ungestört weiterarbeiten. Natürlich ist eine Kommunikation zwischen den Untersystemen, die ein fehlerbehaftetes Untersystem einschließt, nicht vorzuschlagen. Wenn zwei oder mehr Untersysteme fehlerhaft sind, werden diese nacheinander mit der DU (beide stoppen selbstständiges Funktionieren) unter der CPS der Schnittstelle verbunden, wobei interne Konflikte von den internen PSs gelöst werden. Wie vorher kann jeder Indikator L von CAAS oder DU ohne Feststellung eines internen Fehlers gesetzt werden, und die angegliederten Untersysteme können unter Benutzung ihrer eigenen DfTCzurückkonfiguriert werden. RC wird für die Steuerung der DU von einer entfernten jo Stelle, z. B. von Telefonverbindungsleitungen, benutzt und ist praktisch eine Datenübertragungsleitung, die Steuerdaten in die DU überträgt und, falls erforderlich, Daten von der DL/empfängt.

Es ist einzusehen, daß die Systeme der F i g. 2 und 4 mit interner Steuerung ohne die DU (normale Arbeitsweise) funktionieren können, daß sie als Ganzes oder teilweise nur mit der DU verkehren, wenn ein Fehler festgestellt worden ist (fehlerhafte Arbeitsweise), daß sie als Ganzes oder teilweise von der DU gesteuert werden können (diagnostische Arbeitsweise) und, da die DU selbst von der CAAS oder /?Cgesteuert werden kann, daß das System von der CAAS (Operatorsteuerung) oder über RC (Fernsteuerung) gesteuert werden kann. Weiterhin ist die gesamte Systemsteuerung einschließlieh der DU von Natur aus flexibel, da die DU mit Daten geladen werden kann oder ihre gespeicherten Daten so oft es notwendig ist, von 75über Tandem lassen kann.

Wenn die FUs funktioneile Speichereinheiten sind, wird die Funktion jeder Einheit durch ihren Inhalt bestimmt, und somit kann ihre Funktion dynamisch geändert werden, und weiterhin können daher die Funktionen der Einheit indirekt wechselseitig übertragen werden. Dies bedeutet auch, daß der Inhalt einer beliebigen FUdurch die Übertragung in einen Teil eines Untersystems mit einem Drucker oder ähnlichem dargelegt oder gestapelt werden kann.

Fig.5 zeigt ein Teil der Schnittstelle und ein Teil eines Untersystems des Systems der Fi g. 4. In der Figur stellen &, / und O UND-, INVERTIER- und ODER-Schaltungen dar. Die Figur zeigt die Verriegelungsschaltung L des Untersystems mit ihren Eingängen S und R zum Setzen und Rückstellen an der linken Seite und ihren Ausgängen 5 und R zum Setzen und Rückstellen an der rechten Seite. Die Ein- und Ausgänge der Belegt-Verriegelungsschaltung B sind ähnlich angeordnet Es sind nicht alle Verbindungen zu diesen Verriegelungsschaltungen L und B gezeigt (noch sind es viele andere Teile der Schnittstelle und des Untersystems), da es der Zweck der Zeichnung ist, gewisse Gesichtspunkte nur im Hinblick auf die Arbeitsweise des Systems darzulegen.

Wenn die Verriegelungsschaltung gesetzt ist, wird das Untersystem in jeder Hinsicht mit der DU verbunden, und wenn es zurückgestellt ist, wird das Untersystem von der DU getrennt. Die dargestellte Schaltung empfängt demnach gewisse »Status«-Signale BELEG! EIN, PRIORITÄT EIN, WECHSEL und ein »Anforderungs«-Signal H von der Verriegelungsschaltung L des Untersystems. Die UND-Schaltung 20 überwacht diese Signale und schaltet die Verriegelungsschaltung B ein (H, WECHSEL, BELEGT(EIN), PRIORITÄT (EIN)), d. h., wenn von dem Untersystem eine Anforderung vorhanden ist, befindet sich die DU in einer Arbeitsphase, in der sie verbunden oder wieder verbunden werden kann, und wenn weder ein System mit niedrigerer Priorität mit der DU verbunden ist noch ein System mit höherer Priorität mit der DU verbunden werden will. Diese letzteren negativen Voraussetzungen werden durch /-Tore 21 und 22 dargestellt und erklären auch, warum die Rückstellung der Verriegelungsschaltung B über die UND-Schaltung 23 nur von (H, WECHSEL, abhängt, da kein Untersystem mit höherer Priorität die Verbindung unterbrechen darf und kein Untersystem mit niedrigerer Priorität zu diesem Zeitpunkt mit der DU verbunden werden kann. Demnach verbindet eine BELEGT-Lehung und eine PRIORITÄTS-Leitung alle Verriegelungsschaltungen B der verschiedenen Untersysteme, die in den Bereich der Schnittstelle eintreten, die mit einem Untersystem als BELEGT (EIN)- oder PRIORITÄTS (EIN)-Signa\ verbunden ist und verlassen es als BELEGT (AUS)- oder PRIORITÄTS (AUS)-Signal. Diese Leitungen enthalten »in jedem Untersystem« ODER-Schaltungen, hier 24 und 25, so daß ein BELEGT(A l/S>Signal dann auf die BELEGT-Leitung gegeben werden kann, wenn die Prioritätsschaltung E gesetzt ist, und ein PRIORITÄTS(ALAS>Signal kann au) die PRIORITÄ TS-Leitung dann gegeben werden, wenn die Verriegelungsschaltung L gesetzt und das Signal h erstellt worden ist. Bei auf andere Weise zusammengesetzten BELEGT- und /WOK/TÄrS-Leitungen wird mit der Verriegelungsschaltung B und den Toren 20 bis 25 »jedes Untersystem« die CPS konstituiert, die vor den H //-Leitungen eingegeben und von den Ausgänger der UND-Schalter 20 und 23 gesteuert werden.

Die empfangenen Signale FU1 AUSWAHL, FU2 AUSWAHL und FU3 AUSWAHL sind D£C-Signale und werden demnach, wenn derartige Signale am Ausgang der ODER-Schaltung 26 vorhanden sind benutzt, um die Verriegelungsschaltung B zu setzen, se daß die ODER-Schaltung 27 zwischen die UND-Schaltung 20 und die Verriegelungsschaltung B eingefügi worden ist Wenn somit die CNS, DU, L und Ti Kombination die Konfiguration des Systems unter dei Voraussetzung steuert, daß kein Fehler festgestellt wurde, kann die Verriegelungsschaltung B gesetzi werden, wodurch die BELEGT- und PRJORITÄTS-Lel tungen ins Spiel gebracht werden. Zu diesem Zeitpunki wird daran erinnert, daß die Verriegelungsschaltung L gesetzt werden sollte, und dies kann über den L SETZEN (CNSyEmgang erreicht werden. Wenn di« Verriegelungsschaltung B gesetzt ist, sind die entsprechenden UND-Schaltungen 28, 29,30,... voll wirksarr gemacht und die entsprechende FUl, FUl, FU3 isi wieder in das System eingesetzt worden.

Die Signale L SETZEN (CNS), FU VERSCHIE

BUNG (CNS) und PSEUDOPRÜFUNG werden gewöhnlich von der Konsole oder der DU erstellt, um dem System besondere Funktionen aufzuzwingen. FU VERSCHIEBUNG (CNS) kann das Setzen der Verriegelungsschaltung B, bevor sie tatsächlich gesetzt ist, imitieren, und PSEUDOPRÜFUNG kann mit entweder der gesetzten Verriegelungsschaltung B oder mit dem Signal FU VERSCHIEBUNG (CNS) (und demnach der UND-Schaltung 31) die Fehlererkennungsschaltkreise jeder FU in Gang setzen, sogar wenn dort kein Fehler besteht. Die SS RÜCKSTELL-Signak stellen zusammen mit entweder der gesetzten Verriegelungsschaltung B oder mit FU VERSCHIEBUNG (CNS) (und

demnach mit der UND-Schaltung 32) alle Datenspeicherstellen aller FUs des Untersystems zurück, die zu diesem Zeitpunkt mit dem Untersystem verbunden sind.

Schließlich wird das /-Tor 33 benutzt, um PS zu überzeugen, daß es eine fiktive FU mit höherer Priorität gibt, die dann funktioniert, wenn die Verriegelungsschaltung B zurückgestellt oder wenn FU VERSCHIEBUNG (CNS) nicht vorhanden ist, die jedoch dann verschwindet, wenn einer dieser Zustände eintritt. Dadurch wird sichergestellt, daß irgendeine von PS gesteuerte Operation mit ihrem Anfang dann startet, wo immer dieser Anfang sein mag.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Datenverarbeitungssystem mit mehreren, mit jeweils einer Fehlererkennungsschaltung ausgerüsteten Funktionseinheiten und einem gemeinsamen Sammelleitungssystem, wobei eine fehlerhafte Funktionseinheit in einen Überwachungszustand geschaltet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Funktionseinheiten im Fehlerfall einzeln gegeneinander isoliert werden, daß jede Funktionseinheit (FU) extern mit einem gemeinsamen Fehleranzeiger (L) verbunden ist, und daß die Fehlererkeninungsschaltung (E) und die Isolierung jeder einzelnen Funktionseinheit (FU) in Wechselwirkung miteinander stehen, derart, daß durch jeden festgestellten Fehler der Fehleranzeiger (L) gesetzt wird und alle Funktionseinheiten (FU)gegen das Sammelleitungssystem (BS) bis auf diejenigen isoliert werden, deren Fehlererkennungsschaltung (E) einen Fehler anzeigen, wodurch Fehlerdiagnostik-Funktionen eingeleitet werden.

2. Datenverarbeitungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Sammelleitungssystem (BS) eine Diagnostikeinheit (DU) verbunden ist, die in Abhängigkeit von dem Fehleranzeiger (L) fehlerdiagnostische Operationen bezüglich der in dem System verbleibenden Funktionseinheiten fFi/Jdurchführt.

3. Datenverarbeitungssystem nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß unter den Funktionseinheiten (FU) in Abhängigkeit von den Fehlererkennungsschaltungen (E) gemäß einem vorbestimmten Prioritätsschema eine Priorität erstellt wird, mittels der diagnostische Funktionen jeweils nur auf eine Funktionseinheit (FU) begrenzt werden.