DE2303596C2 - Datenverarbeitungsanordnung - Google Patents

Description

(a) die absolute Hauptspeicheradresse des geforderten Informationswortes zu erhalten und

(b) die gebildete absolute Adresse und den erforderlichen Speicherzugriff im Hinblick auf die Segmentgrenzen und die Zugriffsart-Codegruppe des entsprechenden Fähigkeitswortes zu überprüfen.

In Mehrprozeßanordnungen, bei denen Verfahren der oben angegebenen Art angewendet werden, enthält der Systemspeicher einen Hauptspeicher, der aus mehreren Speicii^rmodulen gebildet sein kann, sowie einen Zusatzspeicher, der typischerweise ein Magnetplattenspeicher sein kann. Bei der Ausführung irgendeines Anwendungsprogramms durch einen Datenverarbeitungsmodul wird die Arbeitsinformation nur aus dem Hauptspeicher entnommen und nur in diesen eingegeben. Folglich werden alle Speicherzugriffsoperationen unter der Voraussetzung ausgeführt, daß die Segmentbezeichnung in dem für den Speienerzugriff verwendeten Fähigkeitsregister ein Segment im Hauptspeicher definiert Offensichtlich müssen Einrichtungen vorgesehen sein, mit deren Hilfe Blöcke oder Segmente zwischen den Hauptspeichermodulen und dem Zusatzplattenspeicher automatisch übertragen werden können, ohne daß der diese Blöcke benutzende Datenverarbeitungsmodul bemerkt, daß solche Übertragungen stattfinden. Wenn ein Datenverarbeitungsmodul versucht, einen Zugriff auf einen Informationsblock auszuüben, muß der Block folglich automatisch in einen Hauptspeicherbereich übertragen werden, wenn er nicht bereits an dieser Stelle war. Außerdem kann es beispielsweise beim Auftreten eines Fehlers in einem Speichermodul notwendig sein, Informationssegmente in andere Speichermodule zu verschieben, ehe der fehlerhafte Speichermodul aus dem System entfernt wird. In diesen Fällen muß gewährleistet sein, daß andere Datenverarbeitungsmodule keinen Zugang zu einem Segment erhalten, das an dem Verschiebungsvorgang beteiligt ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Datenverarbeitungsanordnung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art anzugeben, bei der Zugriffsversuche auf gerade nicht verfügbare Speichersegmente sofort erkannt und Abhilfemaßnahmen sofort ergriffen werden können.

Diese Aufgabe wird bei der gattungsgemäßen Datenverarbeitungsanordnung durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Durch das in der erfindungsgemäßen Datenverarbeitungsanordnung ausführbare Unterbrechungskonzept kann ein Datenverarbeitungsmodul zu einem Eintritt in das Unterbrechungsdurchführungsprogramm jedesmal dann gezwungen werden, wenn ein Fähigkeitsregister verwendet wird, in dem in einem Teil eine diskrete charakteristische Codegruppe gespeichert ist. Folglich muß nun nur noch dafür gesorgt werden, daß das Einschreiben der diskreten charakteristischen Codegruppe in den entsprechenden Teil des bestimmten Fähigkeitsregisters bei Bedarf erfolgt. Typischerweise wird dies dann ausgeführt, wenn

(I) das Segment, auf das sich das Fähigkeitsregister bezieht, an einem Verschiebungsvorgang innerhalb des Hauptspeichers beteiligt ist oder wenn

(II) das Segment, auf das sich das zu ladende Fähigkeitsregister bezieht, gerade im Zusatzspeicher sitzt.

Der erste Fall wird durch Zuordnung eines vorbestimmten Anzeigers zum zugehörigen Segmentbezeichnungseintrag in einer Hauptsegmentbezeichr.ungsliste angezeigt, während der zweite Fall durch eine bestimmte Angabe angezeigt wird, die einem Anzeiger zugeordnet ist, de·· sich auf den Eintrag in der Hauptsegmentbezeichnungsliste bezieht

In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hat jeder Datenverarbeitungsmodul einer Mehrprozessoranordnung keinen wesentlichen internen Speicher; er hat vielmehr direkten Zugriff auf alle Speichermodule des Systemspeichers. Jeder Datenverarbeitungsmodul ist typischerweise so ausgebildet, wie in der Patentanmeldung P 21 26 206.6 angegeben ist. In Fernmeldesystemen, die mit einer Speicherprogrammsteuerung unter Verwendung von Mehrprozessoranordnungen der oben angegebenen Art ausgestattet sind, kann der Steueralgorithmus typischerweise in mehrere Anwendungsprogramme aufgeteilt sein, von denen jedes einen bestimmten Aspekt der Vorgänge bei der Herstellung einer Fernsprechverbindung und bei der Verwaltung des Durchschaltenetzwerkes behandelt. Zu irgendeinem Zeitpunkt können sich mehr als ein Ruf im gleichen Stadium der Herstellung der Rufverbindung befinden, und folglich können die gleichen Anwendungsprogramme durch verschiedene Datenverarbeitungsmodule gleichzeitig in der Ausführung begriffen sein. Folglich müssen die Systemsteuerprogramme einzeln jeden »Durchlauf« eines Anwendungsprogramms, beispielsweise zu Zwecken der Zeitplanung, identifizieren können. Typischerweise wird der Durchlauf jedes Anwendungsprogramms als ein »Vorgang« angesehen, und vom Standpunkt der Zeitplanung aus gleicht ein aktiver Vorgang einer durchzuführenden Aufgabe. Jedem Vorgang wird bei seinem Beginn seine eigene sogenannte »Abspeichergruppe« und seine »Hinweisliste für reservierte Fähigkeiten« zugewiesen. Jede Abspeichergruppe bildet ein Speichersegment, in das die Arbeitsparameter jedesmal dann abgespeichert werden, wenn der Vorgang vor seiner Beendigung ausgesetzt wird. Die Hinweisliste für reservierte Fähigkeiten definiert alle Systemeinrichtungen, die für die Ausführung des Vorgangs erforderlich sind. Die Systemeinrichtungen enthalten alle Speichersegmente einschließlich der Haupt-Speichersegmente und der Zusatzspeichersegmente und alle Systemhilfseinrichtungen wie Computer-Peripheriegeräte und dergleichen, die für die Ausführung des Vorgangs nötig sind. Jede Angabe in der Hinweisliste definiert eine einzelne Systemeinrichtung. Die Angaben in der Hinweisliste für die reservierten Fähigkeiten, die sich auf Speichersegmente bezieht, enthält ein »Hinweis«-Feld und ein »Zugriffsartcode«-Feld. Das Hinweis-Feld bestimmt das erste Wort eines 3-Wort-Eintrags in der Hauptfähigkeitsliste, der den Ort des Segnients im Speicher definiert, während das Zugriffsartcodefeld die Art des Zugriffs (nur Lesen, Lesen-Schreiben) definiert, den der Vorgang auf das Segment ausüben darf. Die zwei höchstwertigen Bits des Zugriffsartcodefeldes werden zu der Bestimmung verwendet, daß sich der Eintrag auf ein Speichersegment bezieht. Die Angaben der Hinweisliste für reservierte Fähigkeiten, die sich auf Systemhilfseinrichtungen, beispielsweise auf ein Segment im Zusatzspeicher oder auf Register in Computer-Peripheriegeräten usw., beziehen, sind so angeordnet, daß das Zugriffsartcodefeld die Art der Hilfseinrichtung definiert, während sich das Hinweisfeld auf den die bestimmte Hilfseinrichtung definierenden Eintrag bezieht. Typischerweise definieren die zwei höchstwer-

tigen Bits des Zugriffsartcodefeldes im wesentlichen die Art der Hilfseinrichtung.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird ein Fähigkeitsregister eines Datenverarbeitungsmoduls in dem genannten Teil mit lauter Nullen geladen, wenn festgestellt wird, daß die zwei höchstwertigen Bits des Zugriffsartcodefeldes der Eintragung in der Hinweistabelle für reservierte Fähigkeiten, die zum Laden des Fähigkeitsregisters verwendet wird, eine Hilfseinrichtung und nicht ein Speichersegment definiert

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden in dem genannten Teil des Fähigkeitsregisters eines Datenverarbeitungsmoduls lauter Nullen geladen, wenn das erste Wort des zum Laden des Fähigkeitsregisters verwendeten Hauptfähigkeitslisteneintrags lauter Nullen enthält

Mit Hilfe dieser zwei Mechanismen wird ermöglicht, den Datenverarbeitungsmodul zu »Fangen« (»trap«) und zur Durchführung eines Unterbrechungsdurchführungsprogramms unter Anwendung einer von drei Gegebenheiten zu veranlassen. Diese Gegebenheiten sind:

(I) Nullen im Summenprüfwort des Hauptfähigkeitslisteneintrages,

(II) die Hilfseinrichtungs-Codegruppe im Zugriffsartcodefeld und

(III) eine Null-Codegruppe im Zugriffsartcodefeld.

Die erste Gegebenheit ermöglicht einem Systemsteuerprogramm, den Zugriff auf ein Speichersegment durch alle Anwendungsprogramme typischerweise zu verhindern, wenn das Segment innerhalb des Hauptspeichers verschoben oder auf den neuesten Stand gebracht wird. Die zweite Gegebenheit veranlaßt den Datenverarbeitungsmodul, in ein Unterbrechungsdurchführungsprogramm einzutreten, so daß beispielsweise einSystemsteuerungs-Ein-Ausgabe-Durchführungsvorgang in Verbindung mit der geforderten Systemhilfseinrichtung ausgeführt werden kann, während die dritte Gegebenheit einem Systemsteuerprogramm ermöglicht, einen einzelnen Datenverarbeitungsmodul am Zugriff auf ein bestimmtes Speichersegment zu hindern. Dies kann dann der Fail sein, wenn andere Anwendungsvorgänge zeitweise den ausschließlichen Zugriff auf das Speichersegment erfordern.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt

Darin zeigt

F i g. 1 ein einfaches Blockschaltbild eines typischen Mehrprozessorsystems, bei dem die Erfindung anwendbar ist

F i g. 2a und 2b zusammen ein Blockschaltbild eines Datenverarbeitungsmoduls der Datenverarbeitungsanordnung,

Fig.3 eine Anordnung der Akkumulatorregistergruppe des Datenverarbeitungsmoduls von F i g. 2,

Fig.4 die Anordnung der Fähigkeitsregistergruppe des Datenverarbeitungsmoduls von Fi g. 2,

Fig.5 ein Flußdiagramm eines Speicherzugriffsbefehls für den Datenverarbeitungsmodul,

F i g. 6a ein Schaltbild eines Teils der sekundären Maschinenanzeigerregister,

F i g. 6b einen Teil der Fehleranzeigeregister des Datenverarbeitungsmoduls von F i g. 2,

F i g. 7 ein Flußdiagramm der Mikroprogrammfolge für das sogenannte »Fangen« (Trapping),

Fi g. 8 die Bedeutung gewisser Fähigkeitswörter, die in den Fähigkeitsregistern mit verdeckter Fähigkeit des

Datenverarbeitungsmoduls enthalten sind,

Fi g. 9 ein schematisches Diagramm der bei der Ausführung eines Fähigkeitsregister-Ladebefehls ausgeführten Operationen,

Fig. 10 ein Flußdiagramm der wesentlichen Abschnitte der Operation, die bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bei einem Fähigkeitsregister-Ladebefehl ausgeführt wird, und

Fig. 11 ein Schaltbild einer Nulldetektorschaltung, die dem Operandenregister des Datenverarbeitungsmoduls zugeordnet ist.

Allgemeine Beschreibung

Unter Bezugnahme auf F i g. 1 soll zunächst eine typische Mehrprozessor-Datenverarbeitungsanlage beschrieben werden, die in Modulbauweise organisiert ist und Datenverarbeitungsmodule verwenden kann, in denen eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung enthalten ist. Die Anlage besteht typischerweise

(I) aus einem Hauptspeicher MEM mit mehreren Speichermodulen SM1 bis SMS,
(II) aus mehreren Datenverarbeitungsmodulen PMi

bis PM 3,
(III) aus mehreren Ein-Ausgabe-Modulen IOM1 bis JOM 3, die Peripheriegeräte PU1, PU 2 und PUA bis PLWbedienen, und
(IV) aus einer Wechselverkehrseinrichtung /CAf für den Informationsaustausch zwischen dem Speicher und den Datenverarbeitungsmodulen oder den Ein-Ausgabemodulen.

Die in F i g. 1 gezeigte Anzahl der verschiedenen Module ist nur als Beispiel anzusehen. Die Ein-Ausgabemodule /OMl bis IOM 3 können so angeordnet sein, daß sie ein einziges Peripheriegerät (beispielsweise PUi) oder, über eine Peripheriegeräte-Vermittlungsschaltung PUASN, mehrere Peripheriegeräte (z. B. PUA bis PUN)in einem Zeitteil verfahren bedienen.

Jeder Datenverarbeitungsmodul kann durch die Wechselverkehrseinrichtung ICM mit irgendeinem der Speichermodule SM1 bis SM 5 verbunden werden, und der Speicher MEM ermöglicht die Speicherung aller Anwendungs- und Leitprogramme sowie der Arbeitsdaten und Festwerte für jeden Vorgang. Während der Durchführung eines Vorgangs schickt ein Datenverarbeitungsmodul zur Wechselverkehrseinrichtung eine Anforderung, die die gewünschte Speicheradresse angibt und die Wechselverkehrseinrichtung verteilt die Zugriffsanforderungen in einem Zeitteilverfahren auf die verschiedenen Speichermoduie. Die Ein-Ausgabemodule /OMl bis /OM3 können ebenfalls für den Austausch von Informationen zwischen bestimmten Speicherbereichen und den Peripheriegeräten einen Zugriff auf den Speicher ausüben.

Typischerweise kann das Peripheriegerät PUi ein Plattenspeicher sein, der als Ergänzungsspeicher für den Hauptspeicher MEM verwendet wird. Unter diesen Umständen ist es von Zeit zu Zeit notwendig, Informationssegmente aus dem Plattenspeicher zu entnehmen und in bestimmte Bereiche im Hauptspeicher MEM einzugeben. Eine solche Operation wird von einem Ein-Ausgabe-Arbeitsvorgang ausgelöst der dem Ein-Ausgabemodul IOM 1 die beteiligten Speicherbereiche mitteilt und diesem Modul dann überläßt die erforderliche Übertragung vom Plattenspeicher zum Hauptspeicher

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asynchron auszuführen. Nach Beendigung der Übertra- Datenverarbeitungsmodul
gung setzt der Ein-Ausgabemqdul sein eigenes Unterbrechungsbit in einem Systemunterbrechungswort SIW, Die F i g. 2a und 2b zeigen die wesentlichen Einzelheidas sich im Speicher befindet. Einige Zeit später reagiert ten eines typischen Datenverarbeitungsmoduls, der eine einer der Datenverarbeitungsmodule auf das gesetzte 5 Ausführungsform der hier beschriebenen Anordnung Systemunterbrechungsbit, und folglich werden irgend- enthält Der Datenverarbeitungsmodul enthält ein Bewelche Vorgänge, die ausgesetzt waren und auf die Be- fehlsregister IR, eine Akkumulator/Arbeitsregisterendigung der Übertragung warteten, für die Fortse.t- gruppe ACCSTK, ein Ergebnisregister RESREG, ein zung freigegeben. Die Vorgänge eines Unterbrechungs- Operandenregister OP REG, ein Mikroprogramm-Leitsystems der oben angegebenen Art sind in der Patent- 10 werk ßPROG, ein Rechenwerk MILL, eine Vergleichsanmeldung P 21 44 05,1.7 beschrieben. schaltung COMP, ein Speicherdaten-Eingangsregister In einer Moduldatenverarbeitungsanlage, für die sich SDIREG, zwei Speicherschutz-(Fähigkeits-)Registerdie Erfindung besonders eignet, wie bereits ausgeführt gruppen BASESTK und TC/LMTSTK, eine Gruppe worden ist, ist der Speicher auf der Basis von Segmen- von Maschinenanzeigerej;istern PIR (primär), SIR (seten organisiert. Alle Programmdaten sowie Prozeßar- 15 kundär) und FIR (Fehler), eine Nulldetektorschaltung beits- und Festdaten sind in segmentierter Form auf die ZD, die dem Operandenregistcr zugeordnet ist, und eine verschiedenen Speichermodule des Systemspeichers Fangzustands-Feststellschaltung TD, die derart ausgeverteilt Jeder Datenverarbeitungsmodul ist mit mehre- bildet ist, daß sie den Zugriffscode an den Leitungen AC ren sogenannten Fähigkeitsregistern versehen, die so überwacht. Typischerweise können die drei Registerangeordnet sind, daß sie ein Fähigkeitswort enthalten, 20 gruppen (ACCSTK, BASESTK und TC/LMTSTK) das sich auf ein Speichersegment bezieht, auf das der unter Verwendung sogenannter Zwischenspeicherein-Datenverarbeitungsmodul bei der Ausführung des lau- heiten (scratch-pad units) aufgebaut sein, und diese Zwifenden Vorgangs einen Zugriff ausüben muß. Eine sol- schenspeichereinheiten sind mit Leitungsauswahlschalche Anordnung ist in der Patentanmeldung tungen (SELA, SELB bzw. SELL) ausgestattet, die die P 21 26 206.6 beschrieben. 25 Verbindung des benötigten Registers der Gruppe mit

Zwei der Fähigkeitsregister in einem solchen Daten- deren Eingangs- und Ausgangsleitungen steuern.
Verarbeitungsmodul werden dazu verwendet, Fähig- Der Datenverarbeitungsmodul ist für eine Parallelkeitswörter festzuhalten, die sich auf eine sogenannte verarbeitung organisiert, doch sind zur Vereinfachung Hauptfähigkeitsliste und eine sogenannte Hinweisliste der Darstellung die verschiedenen Datenwege in der reservierten Fähigkeiten(RF)bezieht Die Hauptfä- 30 Fig.2a und Fig. 2b als einzelne Leiter dargestellt. Der higkeitsliste enthält für jedes Segment des Systemspei- Datenverarbeitungsmodul besitzt eine sogenannte chers einen Eintrag, und jeder Eintrag enthält eine In- Hauptvielfachleitung MHW, eine Speichereingangsformation, die die Basis- und Endadressen des Segments Vielfachleitung SIH und eine Speicherausgangsvielfachdefiniert, auf das er sich bezieht Somit liefert die Haupt- leitung SOH. Jede dieser Vielfachleitungen steht für 24 fähigkeitsliste Informationen über den Ort des Blocks in 35 Bits entsprechend der Größe eines Speicherwortes; der dem Speicher für jedes Informationssegment. Offen- Speicherausgangs-Vielfachleitung SOH und der Speisichtlich gehören einige der Informationssegmente ei- chereingangs-Vielfachleitung SIH sind Steuersignalvielner Anzahl von Vorgängen gemeinsam an, während an- fachleitungen SOHCS bzw. SIHCS zugeordnet. Die dere nur für einen bestimmten Vorgang vorgesehen Steuersignalvielfachleitungen werden dazu verwendet, sind. Jedes Segment, auf das ein Vorgang Zugriff haben 40 Steuersignale zwischen dem Datenverarbeitungsmodul muß, ist in der RF-Hinweisliste des Vorgangs aufge- und dem Speicher zu befördern; sie enthalten eine sogezeichnet, und jeder einzelne Punkt der Liste besteht aus nannte Zeitsteuerleitung und Steuerleitungen für den zwei Feldern. Das erste Feld, das Zugriffscodefeld, wird Speicherzugriff (Lesen, Lesen-Schreiben usw.) über die zur Definition der Art des Zugriffs auf das Segment Vielfachleitung SIHCS. Der Speicher ist zwar in F i g. 2a verwendet, den der Vorgang ausführen kann, während 45 und F i g. 2b nicht dargestellt doch wird angenommen, das zweite Feld eine Hinweismarke bezüglich der Basis- daß die Speichereingangs-Vielfachleitung SIH und die adresse der Hauptfähigkeitsliste enthält, die den Beginn Speicherausgangs-Vielfachleitung SOH über die Wechdes Eintrags der Segmentbezeichnung für das bestimm- selverkehrseinrichtung mit dem Systemspeicher verte Segment definiert bunden sind. Somit entsprechen die Vielfachleitungen Bei der hier beschriebenen Erfindung wird sowohl 50 SIH und SOH zusammen mit ihren zugehörigen Steuervom Eintrag in der Hauptfähigkeitstabelle als auch vom Signalvielfachleitungen SIHCS und SOHCS zusammen Zugriffscode in der RF-Hinv/eisHste Gebrauch gemacht, dem Weg SHvon F i g. 1.

damit für das »Fangen« (trapping) eines Vorgangs ge- Den verschiedenen Vielfachleitungen sind eine Reihe sorgt wird. Typischerweise wird der Hauptfähigkeitsli- von durch Mikroprogrammsignale gesteuerte Undsteneintrag markiert, wenn das Speichersegment, auf 55 Gatter zugeordnet, wie das Und-Gatter G 2 (d. h. die das er sich bezieht, gerade verschoben wird, während Gatter, in die die Ziffer 2 eingesetzt ist). Es ist zu bemerder Zugriffscode im zugehörigen Hinweispunkt mar- ken, daß jedes Gatter in Wirklichkeit aus 24 Gattern kiert wird, wenn der Zugriff auf das bestimmte Spei- besteht, nämlich eines für jede Leitung der Vielfachleichersegment nur mit dem bestimmten Vorgang fest ver- tung. Diese Gatter werden durch ein Signal unter der bunden werden soll Wie oben bereits erwähnt wurde, 60 Steuerung durch das Mikroprogrammleitwerk pPROG sind in der RF-Hinweisliste außerdem Hilfsfähigkeits- am unbezeichneten Gattereingang so betätigt, daß sie hinweise enthalten; die hier beschriebene Ausführungs- das Einschreiben der Daten auf den verschiedenen Vielform der Erfindung sorgt für die Rückstellung eines fachleitungen in die ausgewählten Register nach Bedarf Fähigkeitsregislers, wenn eine der drei obengenannten erlauben. Und-Gatter, wie das Gatter G 4, sind auch an \ Bedingungen festgestellt wird. 65 den Ausgängen der Register und Registergruppen vor-Es wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein gesehen, damit ein wahlweises Verbinden der verschie-Datenverarbcilungsmodul betrachtet, der sich für die denen Maschinenregister mit dem Rechenwerk MILL Einfügung einer Ausführungsform der Erfindung eignet oder der Hauptvielfachleitung M/iWmöglich ist In den

F i g. 2a und 2b sind auch mehrere Oder-Gatter (d. h. die Gatter, in die die Ziffer 1 eingesetzt ist), dargestellt, die zu Trennzwecken verwendet werden, damit zwei oder mehr Signalwege durch eine Oder-Verknüpfung zu einem Eingangsweg zusammengeführt werden können.

Akkumulatorregistergruppe A CC STK

Diese Zwischenspeichereinheit wird zur Bereitstellung einer Anzahl von Akkumulatorregistern (ACCO bis ACCTj, die auch als Maskenregister oder Änderungsregister verwendet werden können, verwendet, und das davon benötigte Register wird durch einen Code ausgewählt, der an die Leitungen RSEL entweder vom Mikroprogrammleitwerk μΡβ.OG oder von einem Registerauswahlfeld oder einem Änderungsauswahlfeld im Befehlswort des Befehlsregisters IR angeregt wird. In der Akkumulatorregistergruppe ACCSTK ist auch eine Gruppe sogenannter Verdecktregister enthalten, die ihrerseits ein Befehlszählregister SCR, ein Unterbrechungszulassungsregister IAR, ein Maschinenfehleranzeigeregister MFl und ein Ablagestapelkellerhinweisregister DSPP enthalten, wie F i g. 3 zeigt. Die Bedeutung dieser Verdecktregister wird später ersichtlich Das für eine Operation benötigte Register wird dadurch ausgewählt, daß ein Auswahlcode zu der der Akkumulatorgruppe zugeordneten Auswahlschaltung SELA (F i g. 2a) übertragen wird.

Basisregistergruppe BASSTK

Diese Zwischenspeichereinheit wird dazu verwendet, eine Anzahl von »halben« Fähigkeitsregistern für den Datenverarbeitungsmodul bereitzustellen. Es wurde bereits oben erwähnt, daß das Speicherschutzsystem mehrere sogenannte Fähigkeitsregister enthält, von denen jedes ein Fähigkeitswort enthält, das aus einer Segmentbezeichnung (Basisadresse und Endadresse) und einem eine erlaubte Zugriffsart angebenden Code besteht Die Basisregistergruppe enthält die Basisadressen aller Fähigkeitsregister. Auf der linken Seite von F i g. 4 sind die in dieser Gruppe enthaltenen halben Fähigkeitsregister dargestellt; sie bestehen aus acht sogenannten »Arbeitsspeicher«-Fähigkeitsregistern WCR 0 bis IVCR 7 und aus einer Anzahl von Fähigkeitsregistern mit sogenannter »verdeckter Fähigkeit«. In Fig.4 sind nur drei der Register mit verdeckter Fähigkeit dargestellt (DCR, NICR und MCR), da nur diese Register für das Verständnis der Erfindung von Bedeutung sind. Die Arbeitsspeicher-Fähigkeitsregister können durch Auswahlcodefehler in Befehlsregister IR oder durch Mikroprogramm-Steuersignale ausgewählt werden, während die Register mit verdeckter Fähigkeit nur durch besondere Befehlswort-Steuercodegruppen und durch vom Mikroprogramm erzeugte Auswahlcodegruppen ausgewählt werden können.

Die Arbeitsspeicher-Fähigkeitsregister werden für die Speicherung von Fähigkeitswörtern verwendet, die einige der Arbeitsbereiche des Speichers definieren, zu denen der derzeit aktive Vorgang, der vom Datenverarbeitungsmodul ausgeführt wird, Zugang benötigt Eines der Arbeitsspeicher-Fähigkeitsregister wird dazu verwendet, ein Fähigkeitswort festzuhalten, das eine »Hinweisliste für reservierte Fähigkeiten (RF)« definiert; vereinbarungsgemäß wird die RF-Hinweisliste für den laufenden Vorgang durch die im Arbeitsspeicher-Fähigkeitsregister WCR 6 aufgezeichnete Segmentbezeichnung definiert

Die Register mit verdeckter Fähigkeit werden zur Speicherung von Fähigkeitswörtern verwendet, die Segmentbezeichnungen enthalten, die die »Vcrwaltungs-Segmente« definieren. Das Fähigkeitsregister DCR ist das Abspeicherbereichsregister, und das darin befindliche Wort definiert das Segment, in das die Parameter des gerade laufenden Vorgangs abzuspeichern sind, wenn die Operationen dieses Vorgangs ausgesetzt werden. Das Fähigkeitsregister NICR enthält ein Fähigkeitswort, dessen Segmentbezeichnung ein Segment definiert, in dem eine Hinweismarke gespeichert ist, die die Fähigkeit der Abladespeichergruppe für den Systemunterbrechungs-Durchführungsvorgang definiert, auf die ein Zugriff ausgeübt we-rir^ soll, wenn von der Fangdetektorschaltung TD eine Unterbrechung erzwungen wird. Das Fähigkeitsregister MCR enthält eine Segmentbezeichnung für das Segment, in dem sich die Hauptfähigkeitsliste befindet. Die Bedeutung dieser Segmente und ihrer Segmentbezeichnungen wird später bei der genauen Beschreibung des Betriebes des hier beschriebenen Systems zu erkennen sein.

Jede Basisadresse eines Fähigkeitsregisters bezeichnet

a) den Speichermodul (acht Bits), '-n dem sich das Segment befindet,

b) die Basis- oder Anfangsadresse des Segment in dem Speichermodul (16 Bits).

Zugriffsart-Endadressen-Gruppe TC/LMTSTK

Diese Gruppe stellt die andere »Hälfte« der Fähigkeitsregister bereit; sie ist auf der rechten Seite von F i g. 4 dargestellt Jedes Fähigkeitsregister wird von einer entsprechenden Zeile sowohl in der Basisadressengruppe als auch in der Endadressengruppe gebildet. Jeder Speicherplatz in dieser Gruppe speichert die Bezeichnungsendadresse und den Code für die zugelassene Zugriffsart des entsprechenden Fähigkeitswortes.

Ergebnisregister RESREG

Dieses Register wird über die Hauptvielfachleitung MHWäes Datenverarbeitungsmoduls gespeist; es kann zur vorübergehenden Speicherung des Ergebnisses einer Rechenoperation verwendet werden.

Operandenregister OPREG

Dieses Register kann entweder von der Hauptvielfachleitung MHWoder von der Speicherausgangs-Vielfachleitung SOH gespeist werden; es dient als Zwischenregister für die Bildung einer Speicherzugriffsadresse. Die Versetztwertadresse eines. Befehlswortes wird in dieses Register eingegeben, wenn ein Befehlswort aus dem Speicher geholt wird.

Befehlsregister/R

Dieses Register wird zum Speichern der Steuerbitfelder eines Befehlswortes verwendet, wenn dieses aus dem Speicher geholt wird. Die Bedeutung der verschiedenen Felder wird später bei der Durchführung eines bestimmten Befehls erörtert

Mikroprogramm-Leitwerk/iPROG

Diese Einheit steuert den Ablauf und die Durchführung der Operationen des Datenverarbeitungsmoduls

bei der Ausführung jedes Befehlsschrittes. Die Einheit gibt zeitlich festgelegte Steuersignalfolgen (uPECS) ab, die folgendes bewirken:

(I) Die bedarfsgemäße Aktivierung der verschiedenen Und-Gatter an den Registereingängen über geeignete Signale an den unbezeichneten Eingangslei-, tungen der Gatter,

(II) die Steuerung des Betriebes des Rechenwerks MILL (Leitungen A UßS),

(III) die Steuerung des Betriebes der Vergleichsschaltung COWP(LeitungCßS) und

(IV) die Steuerung der Einstellung einiger der Primäranzeiger (Leitungen p.PlC) der Sekundäranzeiger (pSIC) und der Fehleranzeiger (,uFIC).

Das Mikroprogrammleitwerk kann auch

(I) verschiedene Register für die Verwendung einer Mikroprogrammfolge über Leitungen CRSEL und RSEL auswählen,

(I I) den Inhalt des Speichereingangsregisters SDI REG (Leitung + IS)erhöhen und

(III) Speicherzugriffs-Steuercodegruppen an der Vielfachleitung SIHCS erzeugen und die Zeitsteuerleitung dieser Vielfachleitung aktivieren.

(d. h. Basisadresse und Endadresse) und mit der Codegruppe für die zugelassene Zugriffsart des sich auf den Speicherzugriff beziehenden Fähigkeitswortes. Die Bedingungsanzeigeausgangssignale CIS, die von der Vergleichsschaltung erzeugt werden, werden in das Mikroprogrammleitwerk /tPROG eingegeben. Die Bedeutung der Funktion der Vergleichsschaltung wird später erkennbar werden.

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15 Speicherdaten-Eingangsregister SDI REG

Dieses Register wirkt als Ausgangsregister für die vom Datenverarbeitungsmodul zum Speicher zu gebenden Daten; die Adressendaten oder Arbeitsdaten zur Zuleitung zum Speicher werden in diesem Register gesammelt, ehe sie über die Speichereingangs-Vielfachleitung SIH zum Speicher geleitet werden.

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Rechenwerk MILL

Diese Einheit ist ein konventionelles Rechenwerk, das parallel Rechenoperationen an den Datenwörtem durchführen kann, die ihm über seine beiden Eingänge zugeführt werden. Ein im Rechenwerk erzeugtes Ergebnis wird über die Hauptvielfachleitung MHW einem vom Mikroprogramm festgelegten Bestimmungsort zugeführt Die jeweils vom Rechenwerk MILL durchgeführten Operationen sind durch die Rechenwerk-Mikroprogrammsteuersignale A UßS festgelegt Bestimmte Bedingungssignale, beispielsweise ein Überlaufsignal, werden vom Rechenwerk MILL erzeugt und entweder in das Primär-Anzeigeregister PIR oder in das Mikroprogrammleitwerk ßPROG (Signale AUCS) eingegeben.

Vergleichsschaltung COMP

Diese Schallung vergleicht die in das Speicherdaten-Eingangsregister SDI REG eingegebenen Adressen und die angeforderten Zugriffsoperationen mit den Grenzen Primäranzeigerregister PIR

Dieses Register wird dazu verwendet, acht primäre Anzeiger bei der Aussetzung eines Vorgangs (in der Abspeichergruppe dieses Vorgangs) festzuhalten. Typischerweise sind folgende primäre Anzeiger enthalten:

Innerhalb des restlichen Abschnittes des Datenverarbeitungsmoduls werden verschiedene Steuer- und Bedienungssignale erzeugt und in das Mikroprogramm- leitwerk/iPROG eingegeben. Diese Signale sind folgendermaßen dargestellt:

(a) An den Leitungen AUCS Bedingungssignale aus dem Rechenwerk MILL,

(b) an den Leitungen CIS Bedingungs- und Anzeigesignale aus der Vergleichsschaltung COMP,

(c) an den Leitungen ICS Anzeigesignale aus den primären und sekundären Anzeigeregistern PIR und SIR,

(d) an den Leitungen FICS Anzeigesignale aus dem Fehleranzeigeregister FIR und

(e) an der Leitung OP=O ein Anzeigesignal aus der Nulldetektorschaltung ZD.

BitO	— Arithmetisches Ergebnis ist
	gleich Null
Bitl	— Arithmetisches Ergebnis ist
	kleiner als Null
Bit 2	— Überlauf des arithmetischen
	Ergebnisses
Bit 3	— Schreibe inverse Parität
Bit 4	— Zweite Gruppe
Bit 5	— Interface-Fehler-Sperre
Bit 6	- Halt
Bit 7	— Erster Versuch
Bit 8 bis 23	— Reserve

Die ersten drei Anzeiger werden von allen Datenbefehlen beeinflußt, während die restlichen fünf Anzeiger von der internen Hardware und von gewissen Steuerprogrammen beeinflußt werden.

45 Sekundäranzeigerregister SIR

Dieses Register wird dazu verwendet, in erster Linie für den internen Gebrauch durch das Mikroprogrammleitwerk /iPROG bestimmte Anzeigerbits festzuhalten. Typischerweise enthält dieses Register Rechenoperations-, Fehlersteuerungs- und Unterbrechungsanzeiger, und es enthält zwei Bits (die Bits 11 und 1-f), die für die hier beschriebene Anordnung wichtig sind. Das Bit 11 zeigt das Vorhandensein eines »Fang«-Zustandes (TRAP-Zustand) an, während das Bit 14 der Unterbrechungsanzeiger ist Diese beiden Anzeiger sind in F i g. 6a dargestellt, auf die später noch genauer Bezug genommen wird.

Fehleranzeigerregister FIR

Dieses Register wird dazu verwendet Fehlerzustandsanzeiger zu speichern; typischerweise können Anzeiger für Parität, Fähigkeitsfelduberschreitung und Fähigkeitszugriffsfeldüberschreitung in ihm enthalten

sein. Die vier Bits dieses Registers mit dem höchsten Stellenwert werden dazu verwendet, die Identität des benutzten Fähigkeitsregisters zu speichern, wenn ein auf eine Fähigkeit bezogener Fehlerzustand festgestellt wird. Diese vier Bits (M/F20 bis 23!) des Fehleranzeigerregisters FIR sind in Fig.6b dargestellt; sie werden auch dann benutzt, wenn der »Fang«-Anzeiger (»TRAP«-Anzeiger) gesetzt ist Der größte Teil des Inhaltes des Fehleranzeigerregisters wird in das Maschinenfehler-Anzeigerregister MFI in der Akkumulatorregistergruppe ACCSTK eingeschrieben, nachdem eine Fehler- oder Fanganzeige erfolgt

NuUdetektorschaltung ZD

Diese Schaltung überwacht den Inhalt des Operandenregisters OPREG (Fig.2b), wenn es verwendet wird, und sie erzeugt an der Leitung OP=O einen kennzeichnenden Ausgangszustand für das Mikroprogrammleitwerk /iPROG, wenn der Inhalt des Registers Null ist Das Schaltbild der Nulldetektor»chaltung ist in F i g. 11 dargestellt Sie besteht aus vier NOR-Gattern GZD1 bis GZD 4 mit jeweils sechs Eingängen sowie aus einem NAND-Gatter GZD5 mit vier Eingängen und einem Negator IZD. Das aus 24 Bits bestehende Ausgangssignal des Operandenregisters an der Leitung OPREG O/P ist η vier Gruppen zu je sechs Bits aufgeteilt; jede Gruppe ist dabei an ein NOR-Gatter angeschlossen. Die NOR-Gatter GZD1 bis GZD 4 erzeugen somit am Ausgang Signale mit dem Signalwert 1, wenn an allen Eingängen der Signalwert 0 anliegt Folglich erzeugt das NAND-Gatter GZD 5 an seinem Ausgang ein Signal mit dem Signalwert 0 nur dann, wenn alle Ausgangssignale des Operandenregisters den Signalwert 0 haben. Der Negator IZD erzeugt daher ein Signal mit dem (kennzeichnenden) Signalwert 1 an der Mikroprogramm-Zustandssignalleitung OP= 0.

Fangdetektorschaltung TD

Diese Schaltung besteht nach F i g. 6a aus einem einfachen NAND-Gatter mit zwei Eingängen, das den »Fang«-Anzeiger M/511 des Sekundäranzeigerregisters SIR über die Leitung TI ansteuert. Das NAND-Gatter wird mit den zwei höchstwertigen Bits an den Leitungen LIM MSB und LIMMSB-I des Zugriffsart-Codefeldes jedesmal dann gespeist, wenn ein Fähigkeitsregister verwendet wird. Folglich liegt an der Leitung TI nur dann ein Signal mit dem Signalwert 0 an, wenn die zwei zuvor erwähnten Bits beide den Wert 1 haben. Alle anderen Kombinationen dieser zwei Bits erzeugen an der Leitung TI ein Signal mit dem Signalwert 1, das bewirkt, daß das Fanganzeigerbit gesetzt wird.

Fangunterbrechungsoperation

Wie oben erwähnt wurde, überwacht die Fangdetektorschaltung TD von F i g. 2b die zwei höchstwertigen Bits des Zugriffsart-Codefeldes jedes Fähigkeitsregisters, wenn es verwendet wird, und nach Feststellung eines Fangzustandes in dem Register bewirkt sie das Setzen des »Fang«-Anzeigers im Sekundäranzeigerregister SlR. Die folgende Tabelle zeigt die Bedeutung der verschiedenen Kombinationen der zwei höchstwertigen Bits des Zugriffsart-Codefeldes eines Fähigkeitswortes. Bit 22 Bit 23 Bedeutung

1 1 Aktivspeicherblock (Segment)-

Fähigkeit
⁵I 0 Passivspeicher(Zusatzspeicher)-

Block(Segment)-Fähigkeit
0 1 Hilfsfähigkeit

0 0 Nullfähigkeit

ίο Aus den obigen Ausführungen ist zu erkennen, daß bei allen Bitkombinationen, bei denen nicht beide Bits den Wert 1 haben, eine außerhalb des normalen, gerade teufenden Vorgangs liegende Aktivität erforderlich ist Für den Fall, daß die Zugriffsart-Codegruppe ein Zusatzspeichersegment (Bits 10) ist ein Seitenwechselvorgang (page changing) erforderlich. Wenn die Zugriffsart-Codegrappe eine Hilfsfähigkeit definiert (Bits 01), muß ein Ein-Ausgabe-Vorgang durchgeführt werden, während bei der Definierung einer Nullfähigkeit auf ei-

nen Fangdurchführungsvorgang Bezug genommen werden muß, da der Gebrauch des Fähigkeitsregisters fehlerhaft sein kann. Es ist daher zu erkennen, daß die Feststellung eines »Fang«-Zustandes beim Gebrauch eines Fähigkeitsregisters die Ausführung der Mikropro-

grammfolge »\ ,rgangswechsel« erfordert die den gerade laufenden Vorgang aussetzt und zu einem Fangdurchführungsvorgang (»trap handling«) umschaltet

Fig. 5 zeigt allgemein die Operationen, die für jeden Datenverarbeitungsmodulbefehl ausgeführt werden, der einen Zugriff auf Informationen erfordert die sich gerade nicht im Datenverarbeitungsmodul selbst befinden. Es wird nun der Betrieb des Datenverarbeitungsmoduls von Fig.2a und Fig.2b entsprechend den in Fig.5 angegebenen Schritten betrachtet Im ersten Schritt (A) wird die vom Speicher an der Vielfachleitung SOH erzeugte Information, das Befehlswort in das Befehlsregister IR (F i g. 2b) durch die unter der Steuerung durch das Mikroprogramm erfolgende Aktivierung des Gatters Gi eingegeben. Die Gatter G 2 und G 3 werden ebenfalls unter der Steuerung durch das Mikroprogramm zu diesem Zeitpunkt aktiviert, so daß der Versetztadressenabschnitt des Befehlswortes in das Operandenregister OP REG eingegeben wird.
Im zweiten Schritt (B) wird die erforderliche externe Adresse aufgebaut; dies erfolgt durch Addieren der Versetztadresse im Operandenregister zur Basisadresse eines bestimmten Fähigkeitsregisters, das vom Befehlswort bestimmt ist. Dies wird mit Hilfe des Mikroprogrammleitwertes ßPROG dadurch erreicht, daß

(I) an Leitungen CRSEL die bestimmte Fähigkeitsregister-Auswahlcodegruppe angelegt wird,

(II) die Gatter G 4 und G 5 geöffnet werden,

(III) dem Rechenwerk MILL die Durchführung einer Additionsoperation befohlen wird und

(IV) das Gatter G 6 geöffnet wird.

Im Anschluß daran kann das Ergebnis (Versetztadresse plus Segmentbasisadresse) über das Rechenwerk MILL wieder zurückgeführt werden, wobei das Gatter G 7 aktiviert ist, nachdem unter Verwendung der Leitungen RSEL ein von einem Befehlswort definierter Änderungsakkumulator ausgewählt ist, wenn eine Adressenänderung verlangt wird.

Das Anbieten der Fähigkeitsregister-Auswahlinformation an den Leitungen CRSEL im Schritt B wirkt auch auf die andere Hälfte des Fähigkeitsregisters, so daß der Fangdetektorschaltung TO ermöglicht wird, die

zwei höchstwertigen Bits der Zugriffsart-Codegruppe TCzu überwachen; der Schritt Cvon F i g. 5 zeigt diese Funktion. Wenn die Zugriffsart-Codegruppe ein Speichersegment definiert, werden die Schritte D, E und F ausgeführt Bei diesen Schritten wird die Art des geforderten Zugriffs geprüft, es wird überprüft, ob die gebildete Adresse noch innerhalb der Grenzen des geforderten Segments liegt, und es wird außerdem geprüft, ob der geforderte Zugriff mit dem Zugriff verträglich ist der vor dem Zugriff auf den Speicher und der Durchführung der Befehlsfunktion (Schritt G) zugelassen wurde. Wenn eine der Prüfungen in den Schritten D, E und F ein negatives Ergebnis hat, dann wird der Fehleranzeiger gesetzt und der Datenverarbeitungsmodul wechselt den Vorgang zu einem Fehlerabhandlungsvorgang. Für den Fall, daß die Prüfung der zwei höchstwertigen Bits der Zugriffsart-Codegruppe in dem vom Befehlswort angegebenen Fähigkeitsregister, die im Schritt C von F i g. 5 ausgeführt wird, keinen Erfolg hat (Leitung n), wird der Schritt T ausgeführt, ehe der Eintritt in eine '»Fang«-Mikroprogrammfolge erfolgt. Der Schritt T wird durch das getaktete Setzen des Bits 11 des Anzeigerregisters MIS und der Steuerung durch die Fangdetektorschaltung TD ausgeführt, wie in F i g. 6a zu erkennen ist

F i g. 7 zeigt das Flußdiagramm der »Fang«-Mikroprogrammfolge; dieses Flußdiagramm wird nun unter Bezugnahme auf die Arbeitsgänge des Datenverarbeitungsmoduls der F i g. 2a und 2b beschrieben. Das Setzen des »Fang«-Anzeigers MIS 11 (F i g. 6a) hat zur FoI-ge, daß das »Fang«-Signal zum Mikroprogrammleitwerk ßPROG (F i g. 2b) als eines der Anzeigersteuersignale ICS geleitet wird. Die »Fang«-Mikroprogrammfolge läuft folgendermaßen ab:

35 Schritt 1

Setzen von MFI(20-23)

Bei diesem Schritt öffnet das Mikroprogranrmleitwerk /tPROG (Fig. 2b) das Gatter G, so daß die vier höchstwertigen Bits im Fehleranzeigerregister FIR auf den laufenden Zustand der Signale an den Leitungen CRSEL gesetzt werden. Es sei daran erinnert, daß der »Fang«-Anzeiger während der Ausführung des Schrittes B von F i g. 5 gesetzt ist; folglich liegt an den Leitungen CRSEL die Adressencodegruppe des Fähigkeitsregisters, das von dem Befehlswort bestimmt ist, dessen Segmentbezeichnung sich auf die Versetztadresse des Befehlswortes bezieht. F i g. 6b zeigt diese Operation, wenn die Gatter G 8/20, G 8/21, G 8/22 und G 8/23 (die in Fig. 2b funktionell als Gatter G8 dargestellt sind, von dem vom Mikroprogramm erzeugten Fang-Setzsignal TSS geöffnet werden, so daß die Kippschaltungen M/F20 bis 23 entsprechend der Codegruppe an den Leitungen CRSEL gesetzt werden.

Schritt 2
Laden des Maschinenfehler-Anzeigerregisters MF/

Bei diesem Schritt werden die Gatter G 9 und G 10 der F i g. 2a und 2b unter der Steuerung durch das Mikroprogramm geöffnet, und an die Leitungen RSEL wird eine Codegruppe angelegt, die das Maschinenfeh-Icr-Anzeigerregister MFl (F i g. 3) in der Akkumulatorregistergruppe ACCSTK definiert. Folglich werden der Inhalt des Fehleranzeigerregisters FIR (und insbesondere dessen Bits 20 bis 23) in das Maschinenfehler-Anzcigerregisler MFI geschrieben.

Schritt 3
Setzen des Fangbits

Bei diesem Schritt wird wirksam aufgezeichnet daß der »Fang«-Anzeiger gesetzt worden ist, so daß der Unterbrechungsdurchführungsvorgang im Anschluß daran den Grund für einen Eintritt in den Vorgang kennt Der Unterbrechungsdurchführungsvorgang macht von einem Unterbrechungsannahmewortakkumulator IAR (F i g. 3) in der Akkumulatorregistergruppe ACCSTK Gebrauch, und ein Bit dieses Akkumuiators wird ausschließlich für den Gebrauch als »Fangannahme«-Bit (»trap accepted«) reserviert Tatsächlich ist das normale Unterbrechungssystem des Datenverarbeitungsmoduls der hier beschriebenen Anordnung das in der Patentanmeldung P 21 44 051.7 beschriebene Unterbrechungssystem, und die Unterbrechungsdurchführung ist so organisiert, daß sie zur Bestimmung der Ursache für den Eintritt vom Unterbrechungsannahmewort Gebrauch macht. Das »Fangannahme«-Bit wird dadurch gesetzt daß unter der Steuerung durch das Mikroprogramm die Gatter G 7 und G10 geöffnet werden und daß das Rechenwerk MILL angewiesen wird, das »Fangannahme«-Bit auf den Wert 1 zu setzen, nachdem in der Akkumulatorregistergruppe ACCSTK der Unterbrechungsannahmewortakkumulator IAR ausgewählt worden ist

Schritt 4
Abspeichern der Parameter des laufenden Vorgangs

In diesem Stadium hat der Datenverarbeitungsmodul die Operationen des vor der Erzeugung des Signals 77 von ihm ausgeführten Vorgangs wirksam gesperrt. Nun muß der Datenverarbeitungsmodul eine Vorgangswechseloperation ausführen, damit der laufende Zustand der Parameter des gesperrten Vorgangs im Systemspeicher aufbewahrt werden.

Es wurde oben bereits erwähnt, daß jeder Vorgang mit einer sogenannten Abspeichergruppe PDS (F i g. 8) ausgestattet ist; das Segment, in dem sich diese Gruppe befindet, wird von der Segmentbezeichnung im Abspeicherfähigkeitsregister DCR definiert. Jede Abspeichergruppe enthält Informationen über den Zustand des gerade laufenden Vorgangs, beispielsweise die Werte der reservierten Fähigkeitshinweise (RCP) entsprechend jedem der Arbeitsspeicher-Fähigkeitsregister WCRO bis WCR 5. Diese Speicherplätze in der Abspeichergruppe werden mit den entsprechenden Hinweismarken geladen, wenn ein Fähigkeitsregister geladen wird, wie in der Patentanmeldung P 21 62 206.6 beschrieben ist. Bei einem Wechsel (d. h. einem Aussetzen) des laufenden Vorgangs wird das Abspeicherbereichsegment jedoch auch zum Speichern folgender Informationen verwendet: Der Inhalt der Register der Akkumulatorregistergruppe ACCSTK, die Hinweismarken für das Programmcodesegment des gerade laufenden Vorgangs (Fähigkeitsregister WCR 7), die Hinweisliste auf reservierte Segmente des gerade laufenden Vorgangs (Fähigkeitsregister WCR 6) sowie der Wert des Befehlszählregisters SCR. F i g. 8 zeigt den Aufbau des Abspeicherbereiches. Während der Vorgangswechselfolge bewirkt der Schritt 4 vor. F ä g. 7 das Abspeichern des Inhaltes jedes Akkumulators ACCO bis ACC! und der laufenden Einstellung eines Zeitplan-Zeitgeberregisters STR sowie des Inhaltes des Primäranzeigerregisters PIR. Die

tatsächlichen Operationen, die im Datenverarbeitungsmodul der F i g. 2a und 2b ausgeführt werden, erfordern

(I) die Bildung der ersten Abspeicherbereichsadresse durch Auswahl (über die Leitungen CRSEL) der DCR-Basisadresse und durch Zugriff auf den Speicher (durch öffnen der Gatter G 5, GIl, G12,

G13 und G14 mit den üblichen Grenz/Zugriffs-Prüfanordnungen) an der Abspeichergruppe, wobei die Adresse der Abspeichergruppe ebenfalls für nachfolgende Abspeichergruppenzugriffe (durch öffnen des Gatters G15 gleichzeitig mit dem öffnen des Gatters GIl) im Ergebnisregister RES REG aufbewahrt wird und

(II) die Durchgabe der relevanten Registerinhalte (über die Gatter G7, GIl und G14) für jeden Eintritt in die Akkumulatorregistwgruppe ACCSTK mit einer Fortschreibung der Zugriffsadresse um 1 (durch Öffnen der Gatter G16 und G 7 und durch Erteilung der Anweisung an das Rechenwerk MILL die Addition einer 1 auszuführen).

Die oben mit (I) und (II) bezeichneten Operationen werden für den Speicher aus den Akkumulatoren ACCO bis ACC! und für das Zeitplan-Zeitgeberregister STR in der Akkumulatorregistergruppe ACCSTK in der Abspeichergruppe wiederholt Die Primäranzeiger werden durch öffnen der Gatter G17, GU und G14 nach der Adressierung der Abspeichergruppe am nächsten Speicherplatz in die Abspeichergruppe eingegeben.

In der Abspeichergruppe befindet sich auch eine Kellerspeicherhinweismarke PDP, und der an dieser Stelle befindliche Wert bezieht sich auf den in F i g. 8 unter ihm liegenden verbleibenden Bereich, der als »Kellerspeicher«-Abschnitt (»push-down«-Abschnitt) beschrieben wird. Der Wert des Kellerspeicherhinweises bestimmt das zur Zeit zugängliche, aus drei Wörtern bestehende »Paket« im Kellerspeicherabschnitt, und er ist ein Versetztwert aus der Basis des Abspeicherbereichssegments. Die Kellerspeicherhinweismarke PDP wird in das Abladestapelkellerhinweisregister DSPP(F i g. 3) in der Akkumulatorregistergruppe ACCSTK geschrieben, wenn der entsprechende Vorgang für die Verarbeitung durch den Datenverarbeitungsmodul ausgewählt ist Dieses Hinweisregister DSPP wird dann benutzt, wenn ein Aufruf oder eine Rückkehr von verschachtelten Unterprogrammen und das Verschachteln dieser Unterprogramme durch die aus drei Wörtern bestehenden Pakete des Kellerspeicherabschnittes der Abspeichergruppe ausgeführt wird. Jedes Paket enthält die Hinweismarken für die Fähigkeitsregister WCR 7 und WCR 6 zusammen mit dem relativierten Wert des Befehlszählregisters SCR. Somit sorgt der Schritt 4 von Fig.7 auch dafür, daß in den Abspeicherbereich die Abspeicherhinweismarke PDP zusammen mit dem entsprechenden Wert aus dem Hinweisregister DSPP eingegeben wird.

Schritt 5

Zugriff auf die Unterbrechungsdurchführungs-Abspeicherhinweismarke

Bei einer normalen Vorgangswechselfolge wird der Datenverarbeitungsmodul in dem entsprechenden Befehlswort mit der nach unten versetzten Ausgabe der

eo

65 RF-HinweisHste des Vorgangs versorgt, die zur Ausübung eines Zugriffs auf die Hauptfähigkeitsliste verwendet wird, um die Abspeichergruppe für den Vorgang zu erhalten, zu dem die Vorgangswechsel gemacht wenden soll. In der derzeit vorliegenden Situation erfolgt die Vorgangswechselfolge jedoch automatisch (d.h, als Ergebnis der Einstellung des »Fang«-Anzeigers), und somit muß die Abspeichergruppe für den Unterbrechungsdurchführungsvorgang auf andere Weise erhalten werden.

Fig.8 zeigt einen zugewiesenen Normalunterbrechungsblock NIB, der dem Datenverarbeitungsmodul zugewiesen ist und auf den mit Hilfe des Segmenthinweises im Normalunterbrechungsfähigkeitsregister NICR Bezug genommen wird. Dieser Block ist so angeordnet, daß er einen Abspeichergruppenhinweis IDAP für den Unterbrechuiigsdurchführungsvorgang sowie die dafür vorgesehene Codegruppe für die erlaubte Zugriffsart enthält

Im Schritt 6 von F i g. 7 wird dieser Abspeichergruppenhinweis dazu verwendet, den Eintrag in der Hauptfähigkeitsliste zu erhalten, in dem die Grenzwerte um die Summenprüfcodegruppen für die Abspeiche:gruppe des Unterbrechungsdurchführungsvorgangs gespeichert sind Die tatsächlich durchgeführten Operationen sind die gleichen wie die, die zum Laden eines Fähigkeitsregisters verwendet werden (wie später noch beschrieben wird) mit der Ausnahme, daß das Mikropro- gram.nleitwerkμPROG (Fig.2) das Abspeicherfähigkeitsregister DCR über die Auswahlleitungen CRSEL definiert, in die der Segmenthinweis eingegeben werden soll. Das tatsächliche Laden des Abspeicherfähigkeitsregisters DCR wird im Schritt 6 des Flußdiagramms von F i g. 7 ausgeführt.

Der Schritt 3 wurde dazu verwendet, in dieses Register einen Zustand einzugeben, von dem der Unterbrechungsdurchführungsvorgang festgestellt hat daß er die Feststellung eines »Fang«-Zustandes angibt. Es sei ebenso daran erinnert daß das Fehleranzeigerregister FIR und das Maschinenfehleranzeigerregister MFl bei den Vorgangswechseloperationen nicht beteiligt sind; in ihnen sind daher zur Zeit in den Bits 20 und 23 der Gruppenadressencode für das verwendete Fähigkeitsregister gespeichert, wenn der »Fang«-Zustand festgestellt worden ist. Diese zuletzt genannten Speicheroperationen werden in den Schritten 1 und 2 von F i g. 7 ausgeführt Folglich kann der Unterbrechungsdurchführungsvorgang durch Bezugnahme auf die Bits 20 bis 23 im Maschinenfehleranzeigerregister MFI die Adresse des verwendeten Fähigkeitsregisters erhalten.

Diese Adresse kann natürlich auch zum Berechnen des Speicherplatzes in der Abspeichergruppe des ausgesetzten Vorgangs verwendet werden, an dem der reservierte Fähigkeitshinweis für das Fähigkeitsregister gespeichert ist. Folglich kann der Unterbrechungsdurchführungsvorgang durch Lesen des Hinweiswortes und durch Prüfen dessen Zugriffsart-Codegruppe im Grund feststellen, warum der Vorgang sich im Fangzustand befindet Wenn das Segment, auf das ein Zugriff ausgeübt werden muß, im Zusatzspeicher sitzt, wird ein Plattenabhandlungsvorgang zur Eingabe des erforderlichen Segments in den Speicher zugeteilt. Wenn die Zugriffsart-Codegruppe eine Hilfsfähigkeit definiert, wird ein Ein-Ausgabe-DurchführungsVorgang zugeteilt, der die erforderliche Aktion ausführt, während der Vorgang ausgesetzt wird und auf die Freigabe des fraglichen Segments wartet, wenn die Zugriffsart-Codegruppe eine »Null«-Fähigkeit ist.

	23 03 596	20
19		Schritt S1
Schritt 7

Holen der Parameter öes Unterbrechungsdurchführungsvorgangs aus der Abspeicftergruppe

Bei diesem Schritt wird das erst vor kurzem geladene Abspeicherfähigkeitsregister DCR, das nun natürlich den Abspeichergruppen-Segmenthinweis des Unterbrechungsdurchführungsvorgangs enthält, dazu verwerdet, die verschiedenen Parameter dieses Vorgangs in die entsprechenden Register des Datenverarbeitungsmoduls zu übertragen. In F i g. 8 unten ist die Anordnung des Abspeicherbereichsegments dargestellt Jedes der Fähigkeitsregister WCR 0 bis WCR 7 wird durch Verwendung der zugehörigen, in der Abspeichergruppe gespeicherten Hinweismarke geladen, damit ein Zugriff auf die Hauptfähigkeitsliste in der gleichen Weise ausgeübt wird, die für einen Befehl zum Laden eines Fähigkeitsregisters angewendet wird; der absolute Wert des inhaltes des Befehlsregisters SCR wird hergeleitet, wenn es durch die Addition des Basisadressenwertes aus dem Fähigkeitsregister WCR 7 geladen wird.

Eintritt in den
Unterbrechungsdurchführungsvorgang/HP

Nach Vollendung der Operationen des Schrittes 7 von F i g. 7 sind die Operationen des Vorgangswechsels auf den Unterbrechungsdurchführungsvorgang vollständig. Der Unterbrechungsdurchführungsvorgang muß jedoch von der Tatsache Kenntnis haben, daß die Unterbrechung angenommen ist; dies wird durch Bezugnahme auf die Codegruppe erreicht, die in das Unterbrechungsannahmeregister IAR in der Akkumulatorregistergruppe ACCSTK im oben angegebenen Schritt 3 eingegeben worden ist. Es sei bemerkt, daß der Inhalt dieses Registers von dem Abspeicher- oder Entnahmevorgang der Schritte 4 bzw. 7 nicht betroffen ist.

Aus den obigen Ausführungen ist zu erkennen, daß mit Hilfe der hier beschriebenen Anordnung die Möglichkeit geschaffen wird, jedesmal in einen Unterbrechungsdurchführungsvorgang einzutreten, wenn ein Fähigkeitsregister verwendet wird, das eine Zugriffsartcodegruppe enthält, deren höchstwertige Bits andere Werte als 11 aufweisen. Es muß nun noch gezeigt werden, wie diese Bits mit einer Codegruppe geladen werden können, die von dem Wert 11 abweicht.

Lesen des Befehlswortes aus dem Programmblock CRCB

Bei diesem Schritt erfolgt ein Zugriff auf den Programmblock CRCB (F i g. 9) des laufenden Vorgangs, damit eine Leseoperation am nächsten Befehlswort mit Hilfe einer Adresse ausgeführt wird, die durch die Einstellung des Befehlszählregisters SCR relativ zur Basisadresse des Fähigkeitsregisters WCR 7 bestimmt ist In den F i g. 2a und 2b werden diese Operationen unter der Steuerung durch das Mikroprogrammleitwerk flPROG dadurch ausgeführt, daß

(I) unter Verwendung der Leitungen RSEL das Befehlszählregister SCR ausgewählt wird,

(II) unter Verwendung der Leitungen CRSEL das Fähigkeitsregister WCR 7 ausgewählt wird,

(III) die Gatter G18 und G 7 aktiviert werden,

(IV) dem Rechenwerk MILL die Durchführung einer Additionsoperation befohlen wird,

(V) das Gatter G11 geöffnet wird,

(VI) die Vergleichsschaltung COMP zur Durchführung von Zugriffsart- und Grenzwertprüfungen aktiviert wird und

(VII) das Gatter G14 und die Vielfachleitung SIHCS aktiviert werden.

Der Weg (1) von F i g. 9 zeigt diesen Schritt an.
Schritt 5 2

Eingabe des Befehlswortes in das Befehlsregister

Bei diesem Schritt wird das Eingeben des Befehlswortes, auf das im Schritt 51 ein Zugriff ausgeübt worden ist, in den Datenverarbeitungsmodul gesteuert Das Mikroprogrammleitwerk pPROG (F i g. 2b) öffnet die Gatter G1, G 2 und G 3, wenn das Signal an der Zeitsteuerleitung der Speichei-steuersignal-Vielfachleitung SOHCS anzeigt, daß das Befehlswort an der Speicherausgangs- Vielfachleitung SOH anliegt. Das gelesene Befehlswort ict in F i g. 9 oben dargestellt; es besteht aus mehreren Verwaltungsfeldern (Bits 10 bis 24) und aus einem Adressenversetztfeld A (Bits 1 bis 9). Die Verwaltungsfelder definieren

Befehlsoperation zum Laden von Fähigkeitsregistern (a)

Wie oben bereits erwähnt wurde, werden alle Fähigkeitsregister entsprechend den Verfahren geladen, die in der Patentanmeldung P 21 26 206.6 beschrieben sind. F i g. 9 zeigt schematisch die bei einem Befeh! von Fähigkeitsregistern durchgeführten Operationen.

In F i g. 9 sind zehn in Klammern gesetzte Bezugszeichen angegeben, die die zehn grundlegenden Schritte der Mikroprogrammfolge zum Laden von ^pähigkeitsregistern bezeichnen. Ein Flußdiagramm dieser Mikroprogrammfolge ist in Fig. 10 dargestellt. Die verschiedenen Schritte sind in Fi g. 10 mit 51 bis 510 entsprechend den Bezugszeichen von F i g. 9 bezeichnet, während die drei Schritte, die für die hier beschriebene Anordnung wesentlich sind, mit SX, SFund SZbezeichnet sind.

Die nachfolgende Beschreibung ist entsprechend den Schritten von Fig. 10 in Abschnitte unterteilt; auf die F i g. 2a, 2b und 9 wird häufig Bezug genommen.

mit Hilfe der Bits 10 bis 12 (CRPT) das Fähigkeitsregister WCR 6, das sich auf die RF-Hinweisliste bezieht,

in den Bits 13 bis 15 (MOD) den als Adressenänderungsregister zu verwendenden Akkumulator,
in den Bits 16 bis 18 (CRL) das zu ladende Fähigkeitsregister,

in den Bits 19 bis 23 (LDCR) die Funktionscodegruppe, die in diesem FaIi den Befehlsgeber zum Laden des Fähigkeitsregisters bestimmt, und
im Bit 24 (S) das direkte oder Speicheroperations-Bit

Der Weg (2) von F i g. 9 gibt diesen Schritt an.

Schritt 53
PRCPT Auswählen

Bei diesem Schritt bringt das Mikroprogrammleitwerk ßPROG von Fi g. 2a die Leitungen CRSEL in ei-

21 22

nen solchen Zustand, daß das vom CRFT-FeId des Be- (III) eine Versetztadressen-Codegruppe an den Lcitunfehlswortes bestimmte Arbeits-Fähigkeitsregister aus- gen GOS erzeugt wird, die die Versetztadressc des

gewählt wird. Der Weg (3) von F i g. 9 gibt diese Opera- in der Abspeichergruppe benötigten Wortes be-

tion an. stimmt,

5 (IV) das Rechenwerk MILL zur Durchführung einer Schritt 54 Additionsoperation aktiviert wird,

(V) die Gatter G11 und G14 aktiviert werden und

Adressierung von RCP (VI) ein Zugriff auf den Speicher zur Durchführung ei

ner Schreiboperation ausgeführt wird. Bei der

Bei diesem Schritt wird die Adresse des RF-Hinweis- io nachfolgenden Schreiboperation ist der Inhalt des Datenwortes gebildet; der Weg (4) von F i g. 9 gibt diese Operandenregisters beteiligt, der über die Gatter

Operation an. Das Mikroprogramimleitwerk ßPROG G 4, G11 und G14 in den Speicher gegeben wird,

aktiviert die Gatter G 4 und G 5 und befiehlt dem Rechenwerk MILL, eine Additionsoperation auszuführen Schritt SX
und die Gatter GH und G !4 zu aktivieren. Gleichzei- i§

tig mit der Aktivierung des Gatters G14 wird an die Zugriffsartadressencode = Nicht-Speicherfähigkeit?
Speichersteuersignal-Vielfachleitung SIHCS eine Lesecodegruppe angelegt, und die Zeitsteuerleitung wird ak- Bei diesem Schritt wird die im Schritt 56 in den TC-tiviert Abschnitt der Endadressen-Gruppe LIM STK eingege-

20 bene Zugriffsart-Codegruppe daraufhin überprüft, ob

Schritt 55 sie sich auf eine Nicht-Speicherfähigkeit bezieht (d. h.,

ob die höchstwertigen Bits den Wert 11 haben). Diese

Auswahl von CRX Operation wird dadurch ausgeführt, daß die Leitungen

CRSEL mit der Codegruppe im CKL-FeId eines Bein diesem Schritt legt das Mikroprogrammleitwerk 25 fehlswortes aktiviert werden und daß der Zustand des an die Leitungen SCSEL von F ig. 2a die Information Signals an der Leitung TI geprüft wird. Bezugnehmend f aus dem CRL-FeId an,damit das zu ladende Fähigkeits- auf Fig. 6a sei daran erinnert, daß das Signal an der ^ register (WCRA^-von F ig. 9) ausgewählt wird. Der Weg Leitung TI erzeugt wird, wenn die »Fang«-Detektor-(5) von F i g. 9 gibt diesen Schritt an. schaltung TD einen »Fang«-Zustand feststellt (d. h.,

30 wenn die zwei höchstwertigen Bits der Zugriffsart-Co-

Schritt 56 degruppe nicht den Wert 11 haben). Es ist zu beachten,

daß der »Fang«-Anzeiger in den Sekundäranzeigern

Lesen von RCP nicht gesetzt ist, da diese Anzeiger zu diesem Zeitpunkt

(an der Leitung CIK) nicht getaktet werden. Wenn das

Bei diesem Schritt wird das RF-Hinweis-Datenwort 35 Signal an der Leitung 77 den Signalwert 1 hat, wird der (d. h, die Zugriffsart-Codegruppe des Fähigkeitswortes Schritt 5Yausgeführt
und die Adressenversetzung des RF-Hinweises) in dem

Datenverarbeitungsmodul aus der Speicherausgangs- Schritt SY

Vielfachleitung SOH eingegeben. Die Zugriffsart-Codegruppe wird in den TC-Abschnitt der Endadressengrup- 40 Nullsetzen von CRX
pe LIMSTK an dem im Schritt 55 ausgewählten Speicherplatz eingegeben, während das ganze Wort ein- Bei diesem Schritt wird wieder das Fähigkeitsregisler schließlich der Zugriffsart-Codegruppe und der RF- WCRX ausgewählt, und die Gatter G19 und G 20 von Hinweisadressenversetzung in das Operandenregister F i g. 2a und 2b werden unter der Steuerung durch das OPREG eingegeben wird. Diese Operationen, die in 45 Mikroprogramm aktiviert Dies hat zur Folge, daß in F i g. 9 durch den Weg (6) angegeben sind, werden unter beide Hälften des Fähigkeitsregisters WCRX der Wert der Steuerung durch das Mikroprogramm durch Akti- 0 (der laufende Ausgangswert aus dem Rechenwerk vieren der Gatter G 2, G 3 und G19 in den F i g. 2a und MILL an der Hauptvielfachleitung MHW) eingeschrie-2b ausgeführt, wenn die Zeitsteuerleitung der Speicher- ben wird. Wenn die Zugriffsart-Codegruppe einer Fästeuersignal-Vielfachleitung SOHCSaktiviert wird. 50 higkeit, wie sie in der RF-Hinweisliste enthalten ist, von

der Zugriffsart-Codegruppe eines Speichersegmenis

Schritt 57 abweicht, wird folglich der gesamte Inhalt des entsprechenden Fähigkeitsregisters einschließlich der Zugriffs-Abspeichern von RCP art-Codegruppe so, wie er geladen werden soll, auf den

55 Wert 0 zurückgestellt

Bei diesem Schritt, der durch den Weg (7) in F i g. 9 Wenn das Ergebnis der Prüfung im Schritt SX negativ

angegeben ist, wird der im Operandenregister OP REG war (& h, wenn das Signal an der Leitung 77 den Wert 0 (F i g. 2b) sitzende RF-Hinweis in die Abspeichergruppe hatte), wird der Schritt S 8 ausgeführt
der derzeit laufenden Vorgänge zu dem Speicherplatz
umgespeichert, der für das zu ladende Fähigkeitsregi- 60

ster reserviert ist Diese Operation wird unter der Schritt 5 8

Steuerung durch das Mikroprogramm dadurch ausgeführt, daß Lesen des 5-CA^r-Eintrags in MCT

(I) über die Leitungen CRSEL das Fähigkeitsregister 65 Bei diesem Schritt wird das erste Wort des 3-Wort- DCR der Abspeichergruppe des Vorgangs ausge- Eintrags in der Hauptfähigkeitsliste AfCTgelesen. Diese wählt wird, Operation ist in F i g* 9 durch den Weg (8) dargestellt; sie

(II) das Gatter G 5 aktiviert wird, umfaßt

23 24

(I) die Auswahl des Fähigkeitsregisters MCR, Schritt S10

(II) die Aktivierung der Gatter G 4 und G5,

(III) die Aktivierung des Rechenwerks MILL zur Lesen des LX-Eintrags in MCT
Durchführung einer Additiottsoperation und

(IV) die Aktivierung der Gatter GIl und G14 unter 5 Bei diesem Schritt, der in Fig.9 durch den Weg (10) der Steuerung durch das Mikroprogramm. angegeben ist, wird die Endadresse des Hauptfähig-

keitslisteneintrags in die Endadressenhälfte des zu Ia-

Wenn die Speicherleseoperation beendet ist, werden denden Fähigkeitsregisters (WCRK) eingelesen. Dieser die Gatter G 2 und G 3 geöffnet, und das Siimmenprüf- Schritt beendet die Ladeoperation des Fähigkeitsregiwort wird in das Operändenregister eingegeben. Zu die- to sters.

sem Zeitpunkt wird auch das Gatter G15 geöffnet, da- Aus den obigen Ausführungen geht hervor, daß durch

mit die Λ/CT-Adresse aufbewahrt wird. die hier beschriebene Anordnung ein Eintritt in einen

Wie oben erwähnt wurde, wird jeder Eintrag in der Unterbrechungsdurchführungsvorgang erzwungen Hauptfähigkeitsliste (MCTin Fi g. 9) von drei Wörtern wird, wenn ein mit einer bestimmten Codegruppe (d. h. gebildet. Das erste Wort ist so ausgebildet, daß es eine 15 mit lauter Nullen) geladenes Fähigkeitsregister verwen-Summenprüfcodegruppe hinsichtlich der zwei anderen det wird. Der Mechanismus zum Laden des Fähigkeits-Wörter des Eintrags ist. Wenn eine Verschiebung er- registers mit der bestimmten Codegruppe setzt ein, folgt, zeigt der Verschiebungsvorgang dem Rest des Sy- wenn
stems an, daß der Zugriff auf das beteiligte Segment

zeitweise ausgesetzt werden soll, indem an die Stelle des 20 (I) die Summenprüfcodegruppe der Hauptfähigkeitsli-Summenprüfcodewortes des Hauptfähigkeitslistenein- ste auf Null gesetzt wird oder wenn

trags ein ausschließlich aus Nullen bestehendes Wort (II) die Zugriffsart-Codegruppe der Fähigkeit für den eingeschrieben wird. Da die Summenprüfcodegruppe Vorgang von einer ein Speichersegment anzeigen-

S-CX für den in das Fähigkeitsregister WCRXzu laden- den Codegruppe abweicht,

den Segmenthinweis derzeit im Operandenregister sitzt, 25

wird der Schritt SZ daher für die Prüfung benutzt, ob Der erste Fall ermöglicht das »Fangen« (trapping)

das Segment verschoben wird. aller Vorgänge, die auf das Segment Bezug haben (d. h.,

wenn das Segment verschoben werden soll), während der zweite Fall zum selektiven »Fangen« eines einzel-

Schritt SZ 30 nen Vorgangs (wenn die zwei höchstwertigen Bits der

Zugriffsart-Codegruppe den Wert 00 haben) oder zum

S-C= 0? »Fangen« des für den Eintritt in einen Hilfseinrichtungs-

Arbeitsvorgang oder dergleichen bereiten Vorgangs

Das Mikroprogrammieitwerk pPROG (Fig.2a und verwendet werden kann, der den Zugriff auf eine Ein-F i g. 2b) überprüft den Zustand des Signals an der Lei- 35 richtung erfordert, die sowohl außerhalb des Datenvertung OF=O aus der Nulldetektorschaltung ZD darauf, arbeitungsmoduls als auch außerhalb der Speichermoob die Summenprüfcodegruppe den Wert 0 hat. Die dule liegen.

NulldetektorschaltungZDist in Fig. 11 dargestellt,und Ein einziges Risiko bleibt jedoch in bezug auf eine

es ist zu erkennen, daß die NOR-Gatter GZD1 bis Speichersegmentverschiebung noch bestehen. Dies ist GZD 4 an ihren Ausgängen Signale mit dem Signalwert 40 deshalb der Fall, weil einer oder mehrere Datenverar-1 erzeugen, wenn alle Eingangssignale an den Leitungen beitungsmodule eines ihrer Fähigkeitsregister mit der OP REG O/Fden Signalwert 0 haben, wodurch am Aus- Fähigkeit für das bestimmte Segment vor der Verschiegang des NAND-Gatters GZD 5 ein Signal mit dem bungsentscheidung geladen haben können. Dieser Si- \

Signalwert 0 erscheint, das schließlich an der Leitung tuation kann durch den Segmentverschiebungsvorgang |

OF=O zu einem Ausgangssignal mit dem Signalwert 1 45 begegnet werden, der zur Folge hat, daß an alle diese wird. Wenn eines oder mehrere der Eingangssignale an Datenverarbeitungsmodule ein Unterbrechungsbefehl den Leitungen OP REG O/P den Signalwert 1 haben, angelegt wird. Nach dem Eintritt in den Unterbreerzeugt das NOR-Gatter, an dem diese Leitung oder chungsdurchführungsvorgang kann jeder Datenverardiese Leitungen enden, ein Ausgangssignal mit dem Si- beitungsmodul wieder zu dem unterbrochenen Vorgang gnalwert 0, das ein Ausgangssignal mit dem Signalwert 50 zurückgeführt werden. Es sei daran erinnert, daß jede 1 am Gatter GZ5 und ein Ausgangssignal mit dem Si- Vorgangwechseloperation mit einem Wiederladen der gnalwert 0 an der Leitung OP= Ü zur Folge hat Arbeitsspeicher-Fähigkeitsregisicr unier Verwendung

Wenn das Signal an der Leitung OP=O den Signal- des RF-Hinweises in der Abspeichergruppe des Vorwert 1 hat, wird der Schritt 57 ausgeführt, ehe die Mi- gangs, zu dem gewechselt wird, verbunden ist. Folglich kroprogrammfolge zum Fähigkeitsregisterladen verlas- 55 gewährleistet der oben angegebene Mechanismus, daß sen wird. Wenn jedoch an der Leitung OP=O der Si- bereits geladene Fähigkeitsregister wirksam mit dem gnalwert 0 anliegt, wird der Schritt 5 9 ausgeführt Signalwert 0 überschrieben werden.

In der obigen Beschreibung ist auf verschiedene Einrichtungen Bezug genommen worden. In »Zum VerSchritt 59 60 ständnis digitaler Computer« von Paul Siegel, herausge- «

geben von John Wiley & Sons, New York und London, |

Lesen des ßX-Eintrags in AiCT und in »Digitale Computer, Bauelemente und Schaltun- |

gen« von R. K. Richards, herausgegeben von Van No-

Bei diesem in Fi g. 9 durch den Weg (9) angegebenen strand & Company Ine, New York, sind typische Bei-Schritt wird die Basisadresse des Hauptfähigkeitslisten- 65 spiele von Einrichtungen angegeben, die in den in der eintrags in die Basisadressenhälfte der Fähigkeitsregi- Zeichnung angegebenen Blockelementen mit Ausnahslergruppe an dem Speicherplatz eingeschrieben, der me der Zwischenspeichergruppen und des Mikroprovom CRL- Feld des Befehlswortes bestimmt ist. grammleitwerks verwendet werden können. Im Kapitel

25

16 des von Jerry Eimbinder verlegten und von John Wiley & Sons Inc. herausgegebenen Buches mit dem Titel »Halbleiterspeicher« werden jedoch Informationen über typische Platz-(oder Zeilen-)adressierbare Direktzugriffsspeicher angegeben, die sich in idealer 5 Weise für die Herstellung von Zwischenspeichergruppen eignen. Im Kapitel 14 des gleichen Buches finden sich Informationen über die Herstellung eines Mikroprogrammleitwerks unter Verwendung von Festwertspeicherelementen. 10

Hierzu 11 Blatt Zeichnungen

20

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Claims (8)

Patentansprüche:

1. Datenverarbeitungsanordnung mit einem Hauptspeicher, in dem Information in Segmenten gespeichert ist, mit wenigstens einem Datenverarbeitungsmodul, der zur Zusammenarbeit mit dem Hauptspeicher ausgebildet ist und wenigstens ein Fähigkeitsregister zum Speichern eines Fähigkeitswortes enthält, das eine die Basis- und Endadressen eines bestimmten Speichersegments anzeigende Segmentbezeichnung und eine Zugriffs-Codegruppe enthält, wobei das Fähigkeitsregister jedesmal dann verwendet wird, wenn eine sich auf das bestimmte Speichersegment beziehende Speicherzugriffsoperation von dem Datenverarbeitungsmodul ausgeführt wird, und in der eine Einrichtung zur Auslösung einer Programmunterbrechung vorgesehen ist, die bei einer Überschreitung der in einem Fähigkeitswort angegebenen Basis- und Endadressen des betreffenden Speichersegments oder bei einer durch die Zugriffs-Codegruppe dieses Fähigkeitswortes nicht zugelassenen Zugriffsart aktiviert wird und im aktivierten Zustand die Aussetzung der Verarbeitung des gerade laufenden Programms und den Beginn der Verarbeitung eines Unterbreohungsdurchführungsprogramms zur Folge hat, gekennzeichnet durch eine erste Vorrichtung (G 19, C 20) zum Überschreiben wenigstens eines Teils des Fähigkeitsregisters (WCRX) mit einer diskreten charakteristischen Codegruppe, wenn ein durch eine Zugriffsoperation bezeichnetes Speichersegment entweder zu diesem Zeitpunkt nicht in dem Hauptipeicher (MEM) enthalten ist oder gerade innerhalb des Hauptspeichers (MEM) verschoben wird, und eine zweite Vorrichtung (TD, TI) zur Feststellung der diskreten charakteristischen Codegruppe durch Überwachung des Informationsinhaltes des Fähigkeitsregisters und zur Auslösung einer Programmunterbrechung nach Feststellung der diskreten charakteristischen Codegruppe.

2. Datenverarbeitungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptspeicher (MEM) ein erstes Informationssegment enthält, in dem eine Hinweisliste (PRCPT) für reservierte Fähigkeiten gespeichert isi, die zu einem gerade aktiven Vorgang gehört, der von dem Datenverarbeitungsmodul (PMl, PM2, PM3) ausgeführt wird, daß der Hauptspeicher (MEM) als zweites Informationssegment eine Hauptfähigkeitsliste (MCT) mit einem Eintrag für jede Systemhilfseinrichtung enthält, daß jeder Eintrag in der Hinweisliste (PRCPT) eine Systemhilfseinrichtung definiert, zu der der Vorgang Zugang hat, daß jeder Eintrag die Form eines Hinweises auf die Basis der Hauptfähigkeitsliste (MCT) und einer Codegruppe für die zugelassene Zugriffsart aufweist, die die Art der Systemhilfseinrichtung und die Art des zugelassenen Zugriffs des aktiven Vorgangs auf die Systemhilfseinrichtung definiert.

3. Datenverarbeitungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Datenverarbeitungsmodul (PMl, PM 2, PM 3) eine Einrichtung zur Feststellung eines Fang-Zustandes enthält, die auf eine vorbestimmte Fang-Kennzeichnungsbedingung in einem Eintrag der Hauptfähigkeitsliste (MCT) anspricht.

4. Datenverarbeitungsanordnung nach Anspruch

3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Feststellung eines Fang-Zustandes im aktivierten Zustand das Arbeiten der ersten Vorrichtung (G 19, G 20) herbeiführt

5. Datenverarbeitungsanordnung nach Anspruch Ί, dadurch gekennzeichnet daß jeder sich auf ein Speichersegment beziehende Eintrag der Hauptfähigkeitsliste (MCT) aus zwei Teilen besteht daß der erste Teil des Eintrags die Segmentbezeichnung des entsprechenden Speichersegments festhält und daß der zweite Teil des Eintrags eine Segmentbezeichnungs-Prüfcodegruppe (S-CX) definiert, die derart aufgebaut ist daß sie normalerweise die Basis- und Endadressen gemeinsam angibt und daß sie mit der vorbestimmten Fang-Kennzeichnungsbedingung überschrieben werden kann, wenn der Zugriff auf das von dem Eintrag definierte Speichersegment ausgesetzt werden soll.

6. Datenverarbeitungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder sich auf ein Speichersegment beziehende Eintrag in der Hauptfähigkeitsliste (MCT) drei Datenwörter enthält von denen das erste die Segmentbezeichnungs-Prüfcodegruppe (S-CX) speichert, und daß die vorbestimmte Fang-Kennzeichnungsbedingung dadurch angegeben ist, daß in dem ersten. Wort lauter Nullen gespeichert sind.

. 7. Datenverarbeitungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichne:, daß die zweite Vorrichtung (TD, TJ) zur Feststellung der diskreten charakteristischen Codegruppe die zwei höchstwertigen Bits der in dem Fähigkeitsregister (WCRX) gespeicherten Codegruppe für die zugelassene Zugriffsart überwacht

8. Datenverarbeitungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß in dem Datenverarbeitungsmodul mehrere Fähigkeitsregister (WCRX) zusammen mit Einrichtungen vorgesehen sind, die die Identität des benutzten Fähigkeitsregisters aufzeichnen, wenn die diskrete charakteristische Codegruppe festgestellt wird.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Datenverarbeitungsanordnung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und befaßt sich besonders mit Programmunterbrechungen bei Echtzeit-Datenverarbeitung unter Anwendung von Speicherschutzverfaliren mit Hilfe soso genannter Segmentbezeichnungen.

Bei solchen Datenverarbeitungsanordnungen, die aus der DE-OS 21 26 206 bekannt sind, ist die gesamte Information im Systemhauptspeicher in Blöcke oder sogenannte Segmente unterteilt. Jedes Segment wird von einer sogenannten »Segment-Bezeichnung« definiert, die aus Basis- und Endadressen besteht, die die Grenzen des Blocks angeben. Jedes Systemprogramm, das einen Zugriff auf ein Segment ausüben muß, ist mit einem sogenannten »Fähigkeits«-Wort (»capabiüty«-Worl) für das Segment versehen, das aus der Segmentbezeichnung und aus einer Zugriffsart-Codegruppe besteht. Wenn ein Zugriff auf die Information in einem Segment durch einen Datenverarbeitungsmodul in der Datenverarbeitungsanordnung erforderlich ist, wird ein sogenanntes »Fähigkeits«-Register, das zuvor mit dem Fähigkeitswort (Segmentbezeichnung und Zugriffsart-Codegruppe) für das Segment geladen worden ist, dazu verwendet,