DE2237577A1

DE2237577A1 - Verfahren zur uebertragung von daten zwischen peripheren geraeten und einer zentraleinheit ueber multiplexkanaele

Info

Publication number: DE2237577A1
Application number: DE19722237577
Authority: DE
Inventors: Hermann Dipl Ing Ruckdeschel
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1972-07-31
Filing date: 1972-07-31
Publication date: 1974-02-21
Also published as: NL7307592A; BE803059A; DE2237577B2; LU68118A1; FR2195368A5; IT992677B

Description

SIEME)TS AKTIENGESEILSGHAPiD München, den 31.JUL1197 2

Berlin und München Wittels"bacherplatz 2

VPA 72/20.75 -

Verfahren zur Übertragung von Daten zwischen peripheren Geräten und einer Zentraleinheit über Multiplexkanäle

Die Erfindung besieht sich auf ein Verfahren zur Übertragung von Daten zwischen peripheren Geräten und einer Zentraleinheit über Multiplexkanäle, bei dem die Übertragung der einzelnen Datenwörter zeichenweise erfolgen kann.

Es ist bekannt, periphere Geräte über Multiplexkanäle an Zentraleinheiten von Datenverarbeitungsanlagen anzuschließen. Mit einem solchen Multiplexkanal sind dann in der Regel eine Vielzahl von peripheren Geräten oder peripheren Gerätesteuerungen verbunden. Will eines oder mehrere periphere Geräte Datenwörter zur Zentraleinheit übertragen, dann meldet es sich.mit seiner Adresse, zum Beispiel seiner Gerätenummer, beim Kanalwerk. Das Kanalwerk registriert diese Datenanforderung und veranlaßt die Übertragung eines . Datums vom peripheren Gerät zur Zentraleinheit oder umgekehrt. Verlangen mehrere peripheren Geräte einen Datenverkehr, dann ordnet das Kanalwerk die anstehenden Datenanforderungen nach Prioritäten und veranlaßt' nach diesen Prioritäten die Datenübertragung zwischen Zentraleinheit und den peripheren Geräten. Da die Übertragung von Daten zwischen peripheren Geräten und einer Zentraleinheit über Multiplexkanäle aus der Literatur bekannt ist, erübrigt sich hier eine ausführlichere Darstellung der Organisation des Nachrichtenverkehrs.

Bei Verwendung von Multiplexkanalen wird in der Regel nur ein Zeichen eines Datenwortes ausgetauscht. Dies kann zum

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fυ.

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- 2 Beispiel ein Byte eines Datenwortes sein. 2 2 37577

Das vom peripheren Gerät übertragene Zeichen wird bei der Dateneingabe im Arbeitsspeicher abgespeichert. Die Adresse des Speicherortes im Arbeitsspeicher kann einem Kanalbefehl entnommen werden. Bei der Übertragung von Daten über MuItiplexkanäle ist es in der Regel so, daß das übertragene 2eichen bezüglich der Zahl seiner Bitstellen kleiner ist als die in einem Speicherzyklus mit dem Arbeitsspeicher austauschbare Dateneinheit, die Datenwort genannt wird. Zum Beispiel hat das über den Kultiplexkanal übertragene Zeichen 1 Byte, ein Datenwort dagegen 8 Byte. Bei dieser Art von Datenverkehr wird also bei jedem Speicherzyklus nur ein Zeichen eines Datenwortes, zum Beispiel 1 Byte, in den Arbeitsspeicher eingeschrieben. Bei der Übertragung des ganzen Datenwortes, zum Beispiel 8 Byte, sind eine der Anzahl der Zeichen pro Datenwort entsprechende Anzahl von Speicherzyklen erforderlich. Kommen zu diesen Speicherzyklen zusätzlich noch organisatorische Zyklen, die zum Beispiel dadurch bedingt sind, daß im Arbeitsspeicher auch die Adressen, an denen die Zeichen abgelegt werden, aufbewahrt werden, dann ist sofort ersichtlich, daß durch den Datenverkehr der Arbeitsspeicher erheblich belastet wird.

Aufgabe der Erfindung ist es darum, ein Verfahren anzugeben, durch das die Anzahl der Speicherzyklen pro zu übertragenden Datenwort reduziert wird und damit die Belastung des Arbeitsspeichers bei der Datenübertragung verringert wird. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei einer Anforderung eines Datenverkehrs mit einem peripheren Gerät diesem jeweils ein in dem Kanalwerk angeordnetes, nicht belegtes Nummernregister zugeordnet wird, daß die Adresse des peripheren Gerätes in das zugeordnete Nummernregister eingeschrieben wird, daß bei zeichenweiser Übertragung eines Datenwortes von/zu diesem peripheren Gerät zunächst das erste Zeichen des Datenwortes in

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ein dem Nummernregister zugeordnetes, in dem Kanalwerk angeordnetes Datenregister eingeschrieben/diesem entnommen wird, daß bei Übertragung des Jeweils nächsten Zeichens des Datenwortes mit Hilfe der Adresse des peripheren Gerätes das Nummernregister angesteuert wird und damit das zugeordnete Datenregister ausgewählt wird und das Zeichen dort elngesehrieben/entnoraraen wird und dies solange erfolgt, bis das Datenregister belegt/leer ist.

Es wird somit im Kanalwerk ein Pufferspeicher vorgesehen, der aus Kummernregistern und aus Datenregistern besteht. Jedem Kufinaerriregistor ist ein Datenregister zugeordnet. Die Breite des Datenregisters ist so groß, daß mindestens ein Datenwort gespeichert werden kann. Zum Beispiel kann der Pufferspeicher als Assoziativspeicher aufgebaut sein. Der Assoziativspeicher enthält dann einen assoziativen Teil und einen nichtassoziativen Teil. Die Nummernregister bilden den assoziativen Teil, die Datenregister den nichtassoziativen Teil. Jedes Datenregister kann über das zugeordnete Nunimernregister angesteuert-werden.

Zusätzlich ist es möglich, jedem Nunnnernregister mehrere Speicherstellen zuzuordnen, in die zum Beispiel Gültigkeits-"bits oder. Zeigerbits eingespeichert werden. Diese geben dann an, in welchem Maße der Pufferspeicher mit Daten gefüllt ist.

Zu Beginn eines jeglichen Datenverkehrs sind die Gültigkeitsbits aller Nummernregister gelöscht. Bei der.Übertragung von Daten von der Zentraleinheit zu peripheren Geräten wird zunächst ein nichtbeü^tes Nummernregister angesteuert und in dieses die Adresse des peripheren Gerätes, zu dem die Daten übertragen werden sollen, eingeschrieben. Dann wird das ganze Datenwort in einem Zyklus in das diesem Nummernregister zugeordnete Datenregister eingespeichert. Bei jeder Datenanforderung durch das periphere Gerät wird mit Hilfe dessen Adresse über das Nummernregister das zugeordnete Datenregister ausge-

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wählt und das Datenwort zeichenweise zum peripheren Gerät übertragen.

Bei der Übertragung von Daten von peripheren Geräten zur Zentraleinheit wird für jedes periphere Gerät ein nichtbelegtes Nummernregister angesteuert und die Adresse des peripheren Gerätes dort eingeschrieben. Bei jeder Datenanforderung eines peripheren Gerätes wird wieder mit Hilfe der Adresse über das Nummernregi-ster das zugeordnete Datenregister ausgewählt, ein Zeichen des D3tenwortes übertragen und in das Datenregister eingespeichert. Dies geschieht solange, bis das ganze Datenwort übertragen ist und in dem Datenregister steht. Dann wird das ganze Datenwort in einem Speicherzyklus in den Arbeitsspeicher weiter übertragen.

Ist der Pufferspeicher als Assoziativspeicher ausgebildet, dann wird das Datenregister einfach über die Assoziation mit der Adresse des peripheren Gerätes ausgewählt.

Jedesmal, wenn die Adresse eines peripheren Gerätes in das Nummernregister eingeschrieben wird, wird auch gleichzeitig das entsprechende Gültigkeitsbit gesetzt. Erst wenn das Datenregister wieder geleert ist, also zum Beispiel das Datenwort in den Arbeitsspeicher übertragen worden ist, wird das Gültigkeitsbit gelöscht. Somit gibt das Gültigkeitsbit immer an, ob ein Hummernregister und damit ein Datenregister einem peripheren Gerät zugeordnet werden kann oder nicht.

Die Zahl der Nummernregister und damit der Datenregister wird immer kleiner sein als die Zahl der peripheren Geräte. Tritt der Fall auf, daß die Anzahl der einen Datenverkehr anfordernden peripheren Geräte größer ist als die Anzahl der Nummernregister, dann kommt es zu einer Konfliktsituation. Wenn also zum Beispiel der Pufferspeicher n-Nummernregister hat und damit n-Datenregister und alle ri-Nuramernregister sind belegt,

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dann findet das n+1-te periphere Gerät bei einer Datenan-. förderung alle Gültigkeitsbits gesetzt. Es gibt nun verschiedene Verfahren, nach denen bereits zugeteilte Nummernregister und Datenregister neu zugewiesen werden können.

Sind beim Auftreten des Konfliktfalles periphere Geräte mit annähernd gleich hoher Datenrate tätig, so wird das Nummernregister neu zugewiesen, dessen Datenregister bei Eingabe am meisten gefüllt bzw. bei Ausgabe am meisten entleert ist.

Sind periphere Geräte mit stark unterschiedlicher Datenrate tätig, so wird das dem langsamsten peripheren Gerät zugeteilte Nummernregister neu vergeben.

Es kann auch dasjenige Nummern- und Datenregister zugewiesen werden, auf das seit einem bestimmten Zeitintervall am wenigsten häufig zugegriffen wurde.

Schließlich kann dem neuanfordernden peripheren Gerät überhaupt keine Nummernregister und Datenregister zugewiesen werden. Sein Datenwort wird dann direkt mit dem Arbeitsspeicher ausgetauscht. Ein Nummernregister wird erst dann wieder neu vergeben, wenn der Inhalt des Datenregisters weiter übertragen worden ist.

Ein Nummernregister wird dann frei, wenn ein Kanalbefehl ausgeführt worden ist. Es kann auch nach Transfer eines vollständig gefüllten Datenregisters zum Arbeitsspeicher bei der Dateneingabe bzw. nach Entleerung des Datenregisters bei der Datenausgabe neu zugeteilt werden.

Ein prinzipieller Aufbau einer Anordnung zur Durchführung des Verfahrens ist in der Fig. dargestellt. Dabei sind nur solche Teile des Kanalwerkes gezeichnet, die für das erfindungsgemäße Verfahren notwendig sind. Die übrigen Teile des

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Kanalwerkes können auf bekannte Weise aufgebaut sein.

Der für das erfindungsgemäße Verfahren neue Teil im Kanalwerk ist der Pufferspeicher PS. Dieser Pufferspeicher PS ist zwischen dem Arbeitsspeicher ASP (nicht dargestellt) und dem Multiplexkanal angeordnet. In der Figur führen Leitungen vou Arbeitsspeicher ASP zu dem Pufferspeicher PS und andere Leitungen vom Pufferspeicher PS zum Arbeitsspeicher ASP. Außerdem führen Leitungen von einer Multiplexersteuerung MPXE für die Dateneingabe zum Pufferspeicher PS. Die Multiplexersteuerung MPXE steuert die Dateneingabe über den Multiplexkanal DE. Die Datenausgabe vom Pufferspeicher PS erfolgt mit Hilfe der Multiplexersteuerung MPXA, die die Datenausgabe über den Kultiplexkanal DA zu den peripheren Geräten steuert. Die Steuerung mit Hilfe der Multiplexersteuerungen MPX erfolgt mit Hilfe der Datenadresse der Kanalbefehle an den Eingängen ST.

Der Pufferspeicher PS ist als Assoziativspeicher aufgebaut. Der assoziative Teil PSA enthält die Nutnmernregister NR1 bis NRn, in die die Adressen der peripheren Geräte eingespeichert werden. Der nichtassoziative Teil PSIi ist aus den Datenregistern DR1 bis DRn aufgebaut, wobei jedem Nummernregister KR ein Datenregister DR zugeordnet ist. Jedes Datenregister DR hat eine solche Breite, daß mindestens ein Datenwort in ihm abgespeichert werden kann. In der Figur sind jeweils vier Leitungen vom Arbeitsspeicher oder zum Arbeitsspeicher geführt und ebenfalls vier Leitungen von oder zu den Multiplexersteuerungen angeordnet. Dadurch wird angedeutet, daß das zu übertragende Datenwort aus vier Byte besteht. In dem assoziativen Teil PSA des Pufferspeichers können einige Speicherstellen für die Gültigkeitsbits verwendet werden.

Fordert ein peripheres Gerät einen Datenverkehr mit der Zentraleinheit an, dann sendet es s«ine Gerätenummer, also seine

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Adresse über den Multiplexkanäl zum assoziativen Teil PSA des Pufferspeichers-PS. Dort wird in einem nichtbelegten Nummernregister NR die Adresse eingeschrieben. Bevor ein Zeichen des Datenwortes übertragen v/ird, wird· die Adresse des peripheren Gerätes mit den in den Rummernregistern NR gespeicherten Adressen verglichen und bei Gleichheit das zugeordnete Datenregister DR ausgewählt und das erste Zeichen in das Datenregister eingeschrieben. Dieser Vorgang erfolgt solange, bis das ganze Datenwort übertragen ist. Anschließend erfolgt die Übertragung des ganzen Datenwortes in den Arbeitsspeicher. Die Datenausgabe erfolgt auf ähnliche 'tfeise.

Durch die Anordnung des Pufferspeichers im Kanalwerk kann die Datenrate bei der Datenübertragung über Multiplexkanäle erheblich erhöht werden. Dadurch ist es möglich, bei kleinen Zentraleinheiten relativ schnelle periphere Geräte an den Multiplexkanäl anzuschließen. Unter Umständen kann dann bei kleinen Systemen auf die Ausstattung mit Selektor- oder Blockmultiplexkanälen verzichtet werden.

9 Patentansprüche
1 Figur

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AO 9 8 0 8 /0.5 5 7

Claims

Patentansprüche

Verfahren zur Übertragung von Daten zwischen peripheren Geräten und einer Zentraleinheit über Multiplexkanäle, bei dem die Übertragung der Datenwörter zeichenweise erfolgen kann, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Anforderung eines Datenverkehrs mit einem peripheren Gerät diesem jeweils ein in dem Kanalwerk angeordnetes nicht belegtes Nummernregister zugeordnet wird, daß die Adresse des peripheren Gerätes in das zugeordnete Nummernregister eingeschrieben wird, daß bei zeichenweiser Übertragung eines Datenwortes von/zu diesem peripheren Gerät zunächst das erste Zeichen in ein dem liummernregister zugeordnetes in dem Kanalwerk angeordnetes Datenregister eingeschrieben/ diesem entnommen wird, daß bei Übertragung des jeweils nächsten Zeichens des Datenwortes mit Hilfe der Adresse des peripheren Gerätes das Nutnmernregister angesteuert wird und damit das zugeordnete Datenregister ausgewählt wird und daß das Zeichen dort eingeschrieben/entnommen werden und dies solange erfolgt, bis das Datenregister belegt/leer ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Übertragung von Daten von der Zentraleinheit zu einem peripheren Gerät zunächst ein nichtbelegtes Nummernregister angesteuert wird und dort die Adresse des peripheren Gerätes eingeschrieben wird, daß dann das ganze Datenwort in das diesem Nutamernregister zugeordnete Datenregister eingespeichert wird und daß bei jeder Datenanforderung durch das periphere Gerät mit Hilfe dessen Adresse über das Nummernregister das zugeordnete Datenregister ausgewählt wird und das Datenwort zeichenweise übertragen wird.

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Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Übertragung von Daten vom peripheren Gerät zur Zentraleinheit für jedes peri~ phere Gerät ein nichtbelegtes Nummernregister angesteuert wird und die Adresse des peripheren Gerätes dort eingeschrieben wird, daß bei jeder Datenanforderung eines peripheren Gerätes mit Hilfe der Adresse über das Nuiütnernregister das zugeordnete Datenregister ausgewählt wird, ein Zeichen des Datenwortes übertragen wird und in das Datenregister eingespeichert wird bis das ganze Datenwort übertragen und damit das Datenregister gefüllt ist und daß dann das ganze Datenwort in einem Zyklus in den Arbeitsspeicher weiterübertragen wird.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5> bei dem die Anzahl der vorhandenen Datenregister kleiner ist als die An- . zahl der gerade einen. Datenverkehr anfordernden peripheren Geräte, dadurch g ekennzeieh.net, daß bei peripheren Geräten mit annähernd gleich hoher Datenrate dasjenige Datenregister dem nächsten anfordernden peripheren Gerät zugewiesen wird, das bei der Dateneingabe am meisten gefüllt bzw. bei der Datenausgabe am meisten entleert ist.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3> hei dem die Anzahl der vorhandenen Datenregister kleiner ist als„die Anzahl der gerade einen Datenverkehr anfordernden peripheren Geräte, dadurch gekennzeichnet, daß bei Geräten mit stark unterschiedlicher Datenrate das dem langsamsten Gerät zugeteilte Datenregister neu vergeben wird.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3_S bei dem die Anzahl der vorhandenen Datenregister kleiner ist als die Anzahl der gerade einen Datenverkehr anfordernden peripheren Geräte, dadurch gekennzeichnet, daß das Datenregister neu zugewiesen wird, auf das in einem vorgegebenen Zeitintervall am wenigsten häufig zugegriffen wurde.

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7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Anzahl der vorhandenen Datenregister kleiner ist als die Anzahl der gerade einen Datenverkehr anfordernden peripheren Geräte ι dadurch 'gekennzeichnet» daß das nächste anfordernde periphere Gerät seine Daten direkt mit dem Arbeitsspeicher austauscht.

8. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Nummernregister den assoziativen Teil und die Datenregister den nichtassoziativen Teil eines Pufferspeichers bilden.

9. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in den Pufferspeicher zusätzliche Speichers teilen für jedes Nummernregister vorgesehen sind, die angeben, ob das Nummernregister bereits für ein anderes peripheres Gerät belegt ist.

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