DE2326446C2 - Datenverarbeitungsgerät mit einer Steuereinheit - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eiw DsKnverarbeitungsgerät mit einer Steuereinheit und Einrichtungen zur Speicherung eines Steuerprogramms gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

In einem Datenverarbeitungssystem ist es wünschenswert, für jedes Datenverarbeitungsgerät, wie z. B. eine periphere Datenstation, getrennte Steuermöglichkeiten vorzusehen, um dieses Gerät damit unabhängig von anderen Hilfsmittel der Datenverarbeitungsanlage zu machen. Jedes solches Gerät ist dabei mit verschiedenen Verarbeitungsmerkmalen, nachfolgend Einrichtungen genannt, versehen. Um bei der Auswahl solcher Einrichtungen für ein bestimmtes Gerät eine gewisse Flexibilität wahren zu können, ist es möglich, einen Festwertspeicher vorzusehen, welcher zur Speicherung der benötigten Steuerprogramme für jede solche Einrichtung einen eigenen Speichermodul aufweist. Das Hauptprogramm verzweigt dabei zu den Unterprogrammen dieser Einrichtungen. Es ist möglich, das Hauptprogramm so auszugestalten, daß es die Verarbeitung einer gewünschten Mischung von Einrichtungen für das Datenverarbeitungsgerät ermöglicht Bei Änderung dieser Mischung muß jedoch der Festwertspeicher für das Hauptprogramm ausgetauscht werden, so daß in der Praxis hierdurch ein starkes Ansteigen der zur Produktion eines solchen Gerätes nötigen Festwertspeicherteile verursacht wird, da jede mögliche Mischung von solchen Merkmalen berücksichtigt werden muß. Außerdem verhindert die Erzeugung eines solchen, für jede gewünschte Mischung maßgeschneiderten Festwertspeichers das Erreichen von hohen, kostensparenden Stückzahlen. Mit dem bekannten Verfahren ist es auch nicht möglich, eine Vorsorge für zukünftige, gewünschte Merkmale zu treffen, welche vielleicht im gegenwärtigen Zeitpunkt noch nicht erwartet werden oder noch nicht bekannt sind.

Aus der DE-OS 15 49 425 ist die Verwendung eines Festwertspeichers zur Speicherung von Mikroprogramm-Unterroutinen bekannt. Nach der Beendigung einer Unterroutine wird zu einer Instruktionsadresse des Hauptprogramms zurückgekehrt, die vorher abgespeichert wurde. Die bekannte Einrichtung hat den Nachteil, daß bei Verwendung zusätzlicher Unterroutinen auch der Festwertspeicher für das Hauptprogramm ausgetauscht werden muß.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, trotz möglichem Hinzufügen von zusätzlichen, bisher nicht vorgesehenen Verarbeitungsmerkmalen in peri-

(> pheren Datenverarbeitungsgeräten weiterhin die Verwendung eines einheitlichen Festwertspeichers für das Hauptprogramm zu ermöglichen.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches beschrieben.

Das Hauptsteuerprogramm, welches im Festwertspeicher gespeichert ist, enthält Verzweigungsstellen für jedes Verarbeitungsmerkmal, mit dem das Gerät zur Zeit ausgerüstet werden kann, und außerdem Verzweigungsstellen für zukünftige Erweiterungen der Merkmale. Es ist also möglich, ein einziges Hauptsteuerprogramm zu benutzen, unabhängig davon, ob in einem bestimmten Gerät ein Merkmal, d.h. eine bestimmte Einrichtung vorgesehen ist, und unabhängig davon, welche Einrichtungen für die Zukunft noch berücksichtigt werden müssen. Hierbei zirkuliert das Hauptprogramm in einer Warteschleife und prüft, ob eine Statusänderung eingetreten ist, welche die Verarbeitung einer Merkmais-Unterroutine verlangt Wenn eine solche Statusänderung eingetreten ist, läuft das Steuerprogramm durch die Hauptprogramm-Steuerschleife und verzweigt nacheinander zu den vorgesehenen Merkmalen. Wenn ein solches Merkmal im Gerät eingebaut ist und Verarbeitung wünscht, wird die betreffende Unterroutine ausgeführt Wenn das Merkmal wohl installiert ist, jedoch keine Bedienung verlangt, wird vom Instruktionsregister aus eine normale Rückkehr sum Hauptsteuerprogramm veranlaßt Wenn sich das Steuerprogramm zu einem Merkmal verzweigt, welches nicht vorhanden ist im Gerät, da es entweder nicht installiert wurde, oder weil die Verzweigung für zukünftige Merkmale vorgesehen ist, erkennt das Instruktions-Decodierregister die Abwesenheit des betreffenden Festwertspeichercodes bei dieser Verzweigungsstelle und erzwingt eine Rückkehr zu der Instruktion, welche auf die letzte Verzweigung des Hauptsteuerprogramms folgt.

Es ist also die Verwendung eines einzigen Festwertspeichermoduls zur Speicherung des Hauptsteuerproferammes für die ganze Gerätefamilie möglich und zwar unabhängig von der vom Benutzer ausgewählten Merkmalsmischung und von den zukünftigen Merkmalen, welche möglicherweise noch den bestehenden Merkmalen hinzugefügt werden. Der einzige Festwertspeichermodul zur Speicherung des Programmes braucht also nicht veränderbar zu sein, gestattet jedoch andererseits das Hinzufügen von weiteren, zur Zeit noch Undefinierten Merkmalen durch Hinzufügen von Unterroutinen,

Die Erfindung soll nun anhand eines Ausführungsbeispieles näher beschrieben werden. Es zeigt

F i g. 1 das Blockdiagramm einer mikroprogrammierten Steuereinheit mit einem Festwertspeicher,

Fig. 2 ein Flußdiagramm zur Illustration der Steuerung der Geräte unter Verwendung des Hauptsteuerprogrammes einer Steuereinheit, und

Fig.3 ein Instruktions-Decodierregister zur Erzeugung von Verzweigungs-Rückkehrsignalen.

F i g. 1 zeigt ein vereinfachtes Blockdiagramm einer mikroprogrammierten Steuereinheit 20, weiche einen nicht veränderbaren Festwertspeicher FWS2\ gebraucht. Das Instruktionsadressenregister IAR 22 erzeugt auf den Leitungen 23 eine 14 Bit Adresse, weiche zum Festwertspeicher 21 geleitet wird. Von diesem Speicher wird eine 16 Bit Instruktion auf den Leitungen 24 ausgelesen und zum Instruktions-Decodierregister IXR 25 gebracht.

Die Steuereinheit 20 zur Steuerung eines angeschlossenen Gerätes führt ein Hauptsteuerprogramm durch, in dessen Verlauf die verschiedenen Einrichtungen, welche eine Bedienung verlangen können, abgefragt werden, und die betreffenden L'nterroutinen ausgeführt werden können, wenn die dazugehörige Einrichtung eine Bedienung verlangt. Wenn keine Bedienungsanforderung anliegt, zirkuliert das Programm in einer Warteschleife, welche in F i g. 2 durch den Pfeil A angedeutet ist. Wenn eine Statusändcrung eintritt, welche anzeigt, daß eine Bedienung gefordert wird, wird dküe Statusänderung vom Programm erkannt und die Bedienungsanforderung identifiziert. Das Steuerprogramm läuft dann durch das Hauptsteuerprogramm, in dessen Verlauf die Einrichtungen nacheinander abgefragt werden, um die Einrichtung herauszufinden, weiche eine Bedienung verlangt. Wenn der Bedienungswunsch identifiziert wurde, wird die dazugehörige Unterroutine ausgeführt.

Bei der Abfrage jeder Einrichtung adressiert das Instruktionsadressenregister 22 die betreffende Speicherstelle im Festwertspeicher 21 und eine Instruktion wird zum Instruktions-Decodierregister 25 übertragen. Ein Teil der logischen Schaltungen des Registers 25 ist in Fig. 3 gezeigt. Die 16 Bit Instruktion auf den Leitungen 24 setzt die entsprechenden Verriegelungsschaltungen und erzeugt dadurch Signale 0 bis 15 auf den sechzehn Leitungen. Wenn die abgefragte Einrichtung eine Bedienung verlangt, werden die Signale auf dieser Leitung decodiert und die Steuereinheit führt die Unterroutine aus.

Wenn die Einrichtung keine Bedienung ^erlangt, fährt das Hauptsteuerprogramm z. B. mit der nächsten Instruktion, weiche auf die Verzweigungsinstruktion folgt, fort, indem die Signale auf den Leitungen 0 bis 3 das UND-Giied 27 durchschalten und dadurch eine normale Rückkehr zum Hauptsteuerprogramm veranlassen.

Wenn die adressierte Einrichtung im Gerät nicht vorhanden ist, oder wenn die betreffende Festwertspeicherstelle für eine noch unbestimmte zukünftige Einrichtung vorgesehen ist, setzt sich die Adresse, welche auf den Leitungen 24 zum Instruktionsdecodierer 25 übertragen wird, aus lauter Nullen zusammen und erzeugt dadurch keine Signale auf den Leitungen 0 bis 15 in Fig. 3. Die sieben hochwertigen Bits 0 bis 6 werden vom Instruktions-Decodierregister decodiert. Wenn jede dieser Leitungen ein Null-Signal führt, wird am Ausgang des UND-Gliedes 28 ein Signal erzeugt, welches anzeigt, daß diese Einrichtung an der adressierten Speicherstelle nicht installiert ist und eine Rückkehr zum bo Hauptsteuerprogramm wird erzwungen. Das Hauptsteuerprogramm setzt dann mit der nächsten Instruktion fort, welche auf die Verzweigungsinstruktion folgt.

Eine Rückkehr zum Hauptsteuerprogramm kann also entweder auf normale Weise erfolgen, indem die kor- (,5 rekten Eingangssignale vom Speicher auf den Leitungen 0 bis 3 das UND .jlied 27 durchschalten, oder auf eine erzwungene Weise, indem eine Instruktion mit Null-Inhalt auf den Leitungen 0 bis 6 zum Instruktions-Decodierregister 25 gebracht wird. Diese Nullinsiruktion kommt also von einer Stelle im Speicher 21 an tier kein Einrichtungscode gespeichert ist.

Die in Fig.3 gezeigte logische Schaltung mit den beiden UND-Gliedern 27 und 28 sowie den beiden ODER-Gliedern 30 und 32 erzeugt also für die normalt: Rückkehr und die erzwungene Rückkehr eine gleiche Signalkombination auf den beiden Ausgangsleitungen 34 und 36. Bei normalem Ablauf einer Instruktionsfolge, wo bekanntlich die jeweils folgende Instruktion eine um Eins erhöhte Adresse hatj erzeugen die beiden Ausgangsleitungen 34 und 36 eine andere Signalkombination. Dies wird durch die beiden zusätzlichen Eingänge A/und JVzu den ODER-Gliedern 32 und 30 erreicht. Da mit den beiden Ausgangsleitungen 34 und 36 vier Programmablaufbedingungen angezeigt werden können, sind auch die Bedingungen Programmverzweigung und Programmsprung erfaßbar, was jedoch nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung Ir'det.

Das einzige HauptsteuerprograrnTi kann somit in unveränderter Form für jede Zusammensetzung von Einrichtungen in einem gegebenen Gerät verwendet werden und zwar für jede bekannte Einrichtung, weiche erst später hinzugefügt wird, oder für jede zum jetzigen Zeitpunkt noch Undefinierte Einrichtung, weiche zu einem späteren Zeitpunkt an einer vom Programm ausgewählten zukünftigen Stelle vorgesehen wird.

Es sind auch andere Modifikationen möglich. Eine Unterroutine braucht z. B. nicht in einer normalen Rückkehr zum Hauptsteuerprogramm enden, sondern kann auch mit einem Sprung zu einer Verzweigungsadresse einer zukünftigen Einrichtung enden. Wenn diese Einrichtung bereits an dieser Speicherstelle des Festwertspeichers 21 installiert wurde, kann diese Einrichtung das Resultat der Unterroutine ändern. Wenn die zukünftige Einrichtung noch nicht installiert wurde, wird von der nächsten Instruktion eine Rückkehr zu der Instruktion veranlaßt, welche der Verzweigung zur Unterroutine folgt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Steuereinheit für ein Datenverarbeitungsgerät, weiche einen Festwertspeicher zur Speicherung von Unterroutinen sowie ein Ädressenregister, ein Instruktionsregister und ein Register zur Speicherung von Instruktionsadressen vor Programmverzweigungen aufweist,

   gekennzeichnet durch logische Einrichtungen (F i g. 3) im Instruktionsregister (25, F i g. 1), weiche nach Unterroutinen zur Übernahme der vorher abgespeicherten Programmverzweigungsadresse von den höherwertigen Bits (0 bis 6) einer Instruktion angesteuert werden, wobei in diesen logischen Einrichtungen ein erstes UND-Glied (28) vorgesehen ist, welches ein erstes Ausgangssignal liefert, wenn an seinem Eingang lauter Nullen anliegen und somit die Abwesenheit einer Instruktion und damit der ganzen Unterroutine angezeigt wird,
   wobei ferner ein zweites UND-Glied (27) vorgesehen ist, welches ein zweites Äusgangssignai liefert, wenn an seinem Eingang eine bestimmte Signalkombination anliegt, die das Ende einer Unterroutine anzeigt

   und wobei die beiden Ausgangssignale über logische Glieder (ODER-Glieder 30,32; Fig.3) mit dem Instruktionsregister (22) des Festwertspeichers (21) zum Einlesen der Programmverzweigungsadresse verbunden sind.