DE2338822C3 - Schaltungsanordnung für programmgesteuerte Datenvermittlungsanlagen mit externen Speichern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für programmgesteuerte Datenvermittlungsanlagen mit g
führen und weil diese Wege relativ lang sind.

Zur Verkürzung der Zugriffszeit ist es aus der Rechnertechnik allgemein bekannt, einer Verarbeitungseinheit einen eigenen Speicher direkt zuzuordnen. Da ein solcher Speicher, der im Gegensatz zum zentralen Speicher als externer bezeichnet wird, eine nur geringere Kapazität besitzen muß als beispielsweise der zentrale Speicher, können dafür sogenannte Halbleiterspeicher verwendet werden, die mit einer

zentralem Speicher, mit Verarbeitungseinhsiten und mit 60 Zykluszeit von etwa 200 ns betrieben werden können.

den Verarbeitungseinheiten zugeordneten externen Speichern, wobei zur Steuerung der Informationsübertragung zwischen den Verarbeitungseinheiten und dem zentralen Speicher eine Speicherein- und -ausgabeih Bereits aus diesem Grunde ergeben sich höhere Arbeitsgeschwindigkeiten. Dazu kommt noch, daß die Verbindungswege zwischen einer Verarbeitungseinheit und einem ihr direkt zugeordneten externen Speicher i l lh di b i Sihi

steuerung vorhanden ist, die mit dem zentralen Speicher 65 kürzer sind als solche, die über eine Speicherein- und

über eine Speicherschnittstelle verbunden ist.

In programmgesteuerten Datenvermittlungsanlagen werden die zur Durchführung von Vermiltlungsaufga- -ausgabesteuerung führen.

Für den Einsatz externer Speicher in eine programmgesteuerte Datenvermittlungsanlage der obengenann-

ten Art ergeben sich jedoch eine Reihe von Problemen.

Ein erstes Problem ist mit der Fehlerdiagnose „(jrbunden. Es wurde bereits erwähnt, daß an die Verfügbarkeit einer programmgesteuerten Datenvermittlungsanlage besonders hohe Anforderungen gestellt werden und daß zumindest die widrigsten Einheiten der Anlage mehrfach, z. B. zweifach, vorhanden sind. Dieser Aufbau erfordert es, daß das fehlerhafte Verhalten einer der Einheiten einer solchen Anlage an zentraler Stelle sofort erkannt wird und daß aufgrund eines solchen Fehlerzustandes ein gerade laufendes Programm in der fehlerhaften Einheit unterbrochen wird Falls es sich um den Ablauf in einer solchen wichtigen Einheit handelt, übernimmt eine zweite Einheit die Tätigkeit der ersten. Weiterhin ist es erforderlich, daß der fehlerhafte Zustand dieser Einheit so schnell wie möglich behoben wird, um die volle Redundanz wieder zu gewinnen. Dazu ist es notwendig, ein zur Diagnose der gemeldeten Fehlerar, geeignetes bestimmtes Programm anzustoßen. Zur Durchführung eines solchen Programms müssen fehlerfrei arbeitende Einheiten der Anlage sowie fehlerfrei arbeitende Leitungen vorhanden sein und zur Verfügung stehen. Beispielsweise werden in der obenerwähnten bekannten Datenvermittlungsanlage die Fehlermeldungen in der Speicherein- und -ausgabesteuerung registriert. Von dort aus wird ein bestimmtes Register durch die Programmsteuereinheit ausgelesen, die dann ihrerseits den weiteren Ablauf bestimmt, also beispielsweise die notwendigen Umschaltungen vornimmt und ein bestimmtes Diagnoseprogramm abwickelt.

Für einen einer Verarbeitungseinheit direkt zugeordneten externen Speicher, für den ein fehlerhaftes :n festgestellt wurde, ist ein solcher Diagnosenur mit sehr hohem Aufwand durchführbar, unfdie Meldung eines Fehlers an die Speichereinunu -ausgabesteuerung als auch der Ablauf eines von der Programmsteuereinheit angestoßenen Diagnoseprogramms für diesen Speicher kann nur über die Verbindungsleitungen zwischen der Verarbeitungseinheit der dieser Speicher zugeordnet ist, und der Speicherein- und -ausgabesteuerung geschehen. Darüber hinaus sind in diesem Falle in der Verarbeitungsgeordneten externen Speichers ir einer Datenvermiulungsanlage mit zyklusweise über eine Speicherein- und -ausgabesteuerung gesteuertem Verkehr zwischen einer Vielzahl von Verarbeitungseinheiten zu gewährleisten und dabei die obengenannten Nachteile zu vermeiden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß jeder externe Speicher über kurze Verbindungskabel direkt mit der ihm zugeordneten Verarbeitungseinheit und zur Anschaltung an mindestens eine der ίο zwischen den Verarbeitungseinhesten und dem zentralen Speicher vorhandenen Speicherein- und -ausgabesteuerungen über eine Speicherschnittstellenleitung mit einem Speicherschnittstellenausgang der Speicherein- und -ausgabesteuerungen verbunden ist und daß der Zugriff aller zentralen Einheiten der Datenvermittlungsanlage zum externen Speicher unter Mitwirkung der Speicherein- und -ausgabesteuerungen vorgenommen wird.

In Ausgestaltung dieses Prinzips ist es möglich, den externen Speicher nicht nur einer Verarbeitungseinheii sondern mehreren Verarbeitungseinheiten zuzuordnen, so daß sich ein günstiges Verhältnis zwischen dem Steuerungsaufwand im externen Speicher und der Speicherkapazität dieses Speichers ergibt. Dabei kann der externe Speicher sowohl identisch als auch nichtidentisch betrieben werden. Im ersten Falle werden die den verschiedenen Verarbeitungseinheiten zugeordneten Speicherbereiche jeweils mit identischen Informationen beschrieben, während im zweiten Falle die beiden Speicherbereiche unabhängig voneinander lediglich von den ihnen zugeordneten Verarbeitungseinheiten beschrieben werden.

Die Vorteile, die sich mit der erfindungsgemäß durchgeführten Anschaltung externer Speicher ergeben, bestehen in erster Linie in der Verbesserung der Diagnosemöglichkeit solcher Speicher, die nunmehr mit Hilfe der üblichen Diagnoseprogramme unter Einbeziehung der vorhandenen Einrichtungen der Gesamtanlage, d.h. systemgerecht ermöglicht wird. Zusätzliche dezentrale Diagnoseeinrichtungen, wie etwa dezentrale Testeinrichtungen, die bei direkter Anschaltung des externen Speichers notwendig wären, oder zusatz liehe Steuereinheiten in den Vei ^l " ' ».».♦««

zwischen einer speziellen
Speichers und der Diagnose

35 Speichers _Zu

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aciiiicuutii _iai ta ohne zusätzlichen Steuerungsaufwand nicht möglich, einen direkt an eine Verarbeitungseinheit angeschalteten externen Speicher im Rahmen der sogenannten Mehrfachbenutzung mehreren Verarbeitungseinheiten zur Verfügung zu stellen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vorteile eines einer Verarbeitungseinheit direkt zuuen dopjdt

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-ausgabesteuerungen SASt bzw. SAS2 statt. Der Übersichtlichkeit wegen sind die Leitungen jeweils durch eine einzige Linie dargestellt, obwohl selbstverständlich eine Vielzahl von Leitungen zwischen den einzelnen Einheiten des Systems verlaufen. In der dargestellten Anordnung ist der Verarbeitungseinheit VEl ein externer Speicher HS zugeordnet, dessen Steuerungsteil mit SOPS bezeichnet ist. Über die kurze Leitung DL hat die Verarbeitungseinheit VEi direkten Zugriff zum externen Speicher HS. Erfindungsgemäß ist der externe Speicher HS jedoch auch über die Speicherein- und -ausgabesteuerungen, im Beispiel über die Speicherein- und -ausgabesteuerung SASi, in der gleichen Weise ansteuerbar wie ein zentraler Speicher. Dazu belegt der externe Speicher HS über die Speicherschnittstellenleitung SLZ einen Speicherschnittstellenausgang der Speicherein- und -ausgabesteuerung 5ASl in der gleichen Weise wie einer der zentralen Speicher Sl oder Sl. Das bedeutet, daß einerseits der Zugriff des externen Speichers WS zu den zentralen Einheiten der Anlage, andererseits aber auch der Zugriff aller zentralen Einheiten der Anlage zum externen Speicher HS unter Mitarbeit der vorhandenen Steuerungen, also ohne zusätzlichen Aufwand möglich ist. Die Speicherschnittstellenleitung SLZ kann eine der vorhandenen Leitungen sein, über die ein bereits vorhandener Ausgang der Speicherein- und -ausgabesteuerung SASi erreichbar ist. In bestimmten Fällen könnte es sich dabei aber auch um eine zusätzliche Leitung handeln, über die der externe Speicher HS entweder an einer bereits vorhandenen oder an einen zusätzlichen Ausgang der Speicherein- und -ausgabesteuerung SASl anschaltbar ist.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel ergibt sich in erster Linie der Vorteil der leichten Diagnosemöglichkeit des externen Speichers HS. In diesem Falle kann die Diagnose mit Hilfe der vorhandenen Diagnoseprogramme durchgeführt werden, die in einem Teil des zentralen Speichers enthalten sind und unter Steuerung einer Programmsteuereinheit — als solche arbeitet hier die Verarbeitungseinheit VEZ — verteilt werden. Das ist deshalb möglich, weil die Verarbeitungseinheit VE2 über die Speicherein- und -ausgabesteuerung SASl und die Speicherschnittstellenleitung SLZ Zugang zum Steuerungsteil SOPSdes externen Speichers HS hat. In der Verarbeitungseinheit V£1, der der externe Speicher HS zugeordnet ist, sind keine weiteren Steuereinrichtungen notwendig. Außerdem können dezentrale Testeinrichtungen für den externen Speicher HS entfallen. Über die Speicherschnittstellenleitung SLZ ist es nun auch möglich, die im Verlaufe eines Diagnoseprogramms sich ergebende Funktionszustände einzelner entsprechend dem Diagnoseprogramm eingestellter Register im externen Speicher HS in den zentralen Speicher S2 oder S2 übernehmen.

Um sicherzustellen, daß der externe Speicher HS in erster Linie von der ihm zugeordneten Vcrarbeitungseinheit, also von der Verarbeitungseinheit VEl aus betrieben wird, kann in der Speichersteuerung SOPS eine Prioritatsauswahl von Anforderungen durchgeführt werden, so daß Anforderungen von der Verarbeitungseinheit VEi her mit Vorrang berücksichtigt werden, während Anforderungen von der Spcichcrcin· und -ausgabestcuerung SASl her lediglich im Fehlerfalle berücksichtigt werden.

In Fig.2 ist eine Anordnung dargestellt, in der ein externer Speicher HS zwei Verarbeitungseinheiten, nämlich den Verarbcitungscinheitcn VEi und VEl zugeordnet ist. Die beiden unleserlich durch Blockanfangsadressen gebildeten Speicherbereiche des externen Speichers HS sind mit I und II bezeichnet. Der Speicherbereich 1 soll eine Kapazität von / Worten und der Speicherbereich 11 soll eine solche von η Worten haben. Neben dem direkten Zugriff der beiden Verarbeitungseinheiten VEl und VEl über die Leitungen DLi und DL2 besteht hier wiederum die Möglichkeit des Zugriffs über die Speicherein- und -ausgabesteuerung SASl über die Speicherschnittstellenleitung SLZ. Aus Redundanzgründen kann der externe Speicher HS aber zusätzlich auch über die zweite Speicherein- und -ausgabesteuerung SAS2 ansteuerbar sein, was durch eine gestrichelte Linie für die Speicherschnittstellenleitung SLZi angedeutet ist. Die bereits erwähnten Vorteile der ersten Diagnose des externen Speichers HS gelten auch für dieses Ausführungsbeispiel. Darüber hinaus wird hier auch der Vorteil der Mehrfachbenutzung eines einzigen externen Speichers durch mehrere, im Beispiel durch zwei Verarbeitungseinheiten deutlich. Dabei ist es möglich, daß beide Verarbeitungseinheiten VEl und VE2 beide Speicherbereiche I und II identisch betreiben, was immer dann sinnvoll ist, wenn es sich bei den Verarbeitungseinheiten VEl und VEl um doppelt vorgesehene gleichartige Verarbeitungseinheiten handelt, die also jeweils gleiche Aufgaben erfüllen; in diesem Falle ist durch Vergleich der in die beiden Bereiche eingeschriebenen Informationen ein ständiger Überwachungsvorgang möglich. Es ist aber auch möglich, die Speicherbereiche I und 11 nichtidentisch zu betreiben, was immer dann sinnvoll ist, wenn es sich um Verarbeitungseinheiten handelt, die unterschiedliche Aufgaben abzuwickeln haben.

Das Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 schließlich zeigt

ein Beispiel für die Erhöhung der Redundanz durch Verdoppelung der externen Speicher. In diesem Beispiel ist jeder Verarbeitungseinheit VEl und VEl jeweils ein externer Speicher HSl und HS2 zugeordnet. Wenn beide Verarbeitungseinheiten VEl und VEl die gleichen Funktionen ausführen, also aus Redundanzgründen doppelt vorgesehene Verarbeitungseinheiten sind, wird durch die Verwendung von zwei externen Speichern die Verfügbarkeit der Gesamtanlage erhöht, da dann bei Ausfall des einen externen Speichers der andere dessen Aufgabe mitübernehmen kann, ϊη diesem Falle sind nicht nur die Direktleitungen zwischen den Verarbeitungseinheiten und den externen Speichern entsprechend dieser Redundanzbedingung doppelt vorgesehen, sondern es sind auch die Speicherschnittstellenleitungen vom Ausgang der Speicherein- und -ausgabesteuerung SASl bzw. SAS2 aus, jeweils doppell vorhanden. So gestatten die Leitungen DLIl und DL12 zwiwchen der Verarbeitungseinheit VEl und den externen Speichern HSl und HSl bzw. die Leitungen DLIi und DLIl zwischen der Verarbeitungseinheil VEl und den externen Speichern HSl und HS2 jeweils einen direkten Zugriff dieser Verarbcitungseinhcilen zu den ihnen gemeinsam zugeordneten Speichern, wobei auch der Vorteil der Mehrfachbenutzung gewahrt ist. Über die durchgehend gezeichneten Spcicherschnittstcllcnlcitungcn SLZIl und SLZiI sind die beiden externen Speicher HSl und HS2 auch im Rahmen interner Abläufe, z. B. im Rahmen von DiagnoseablUufcn steuerbar. Über die gestrichelt gezeichneten Spcichcrschniustcllcnlcitungcn SLZiI und SLZ22 ist dagegen gewährleistet, daß auch bei Ausfall einer der Spcichcrcin· und -ausgabesteuerungen der normale Betrieb aufrechterhalten wird.

Hierzu 2 ItIaIt /.ck'liiiiinuni

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung für Datenvermittlungsanlagen mit zentralem Speicher, mit Verarbeitungseinheiten und mit den Verarbeitungseinheiten direkt zugeordneten externen Speichern, wobei zur Steuerung der Informationsübertragung zwischen den Verarbeitungseinheiten und dem zentralen Speicher eine Speicherein- und ausgabesteuerung vorgesehen ist, die mit dem zentralen Speicher über eine Speicherschnittstelle verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß jeder externe Speicher (HS) über kurze Verbindungskabel (DL) direkt mit der ihm zugeordneten Verarbeitungseinheit und zur Anschaltung an mindestens eine der zwischen den Verarbeitungseinheiten (VEl, VEl) und dem zentralen Speicher (Sl) vorhandenen Speicherein- und ausgabesteuerungen (SASl) über eine Speicherschnittstellenleitung (SLZ) mit einem Speicherschnittstellenausgang der Speicherein- und -ausgabesteuerungen (SASl) verbunden ist und daß der Zugriff aller zentralen Einheiten der Datenvermittlungsanlage zum externen Speicher (HS) unter Mitwirkung der Speicherein- und -ausgabesteuerungen (SASl) vorgenommen wird (F ig. 1).

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der externe Speicher (HS) in mehrere Speicherbereiche (I, II) unerteilt ist, die jeweils verschiedenen Verarbeitungseinheiten (VEl, VEl) zugeordnet sind, daß dieser Verarbeitungseinheiten (VEl, VE2) über jeweils voneinander getrennte kurze Verbindungskabe! (DLl, DL2) direkt an den externen Speicher (HS) angeschaltet sind, während die Anschaltung an den Speicherschnittstellenausgang über eine Speicherschnittstellenleitung (SLZ) durchgeführt wird (F i g. 2).

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der externe Speicher (HS) zur Redundanzerhöhung über jeweils voneinander getrennte Speicherschnittstellenleitungen (SLZ, SLZi) mit den Speicherschnittstellenausgängen der mehrfach vorhandenen Speicherein- und -ausgabesteuerungen (SASl, SAS2) verbunden ist (F i g. 2).

4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verarbeitungseinheit (VEl, V£2) jeweils mehrere externe Speicher (HSi, HSl) zugeordnet sind, die einerseits über kurze Verbindungskabel (DLIl, DL12 bzw. DL21, DL22) direkt mit der betreffenden ben erforderlichen Abläufe

mit
P

Hilfe

be gespeicherter

Programme abgewickelt. Das Prinzip eines solchen programmgesteuerten Datenvermittlungssystems ist beispielsweise in der deutschen Offenlegungsschrift 1942 189 angegeben. Neben einer Verarbeitungseinheit, an die die ankommenden und abgehenden Anschlüsse angeschaltet sind, und einer Verarbeitungseinheit, die den Programmablauf steuert, enthält eine solche Anlage einen zentralen Speicher, in dem alle zur Durchführung von Vermittlungsaufgaben erforderlichen Daten und Programme enthalten sind. Aus Gründen, die durch die hohen Anforderungen an die ständige Einsatzbereitschaft solcher Anlagen bedingt sind, ist es bekannt, entweder die Gesamtanlage oder zumindest die wesentlichen Einheiten der Anlage mehrfach vorzusehen.

Es ist ein Merkmal eines solchen Systems, daß die einzelnen Verarbeitungseinheiten ausschließlich über den zentralen Speicher miteinander in Verkehr treten.

Sowohl die Übergabe von Steuersignalen als auch der Austausch von Informationen zwischen den einzelnen Verarbeitungseinheiten geschieht dabei zyklusweise. Man versteht darunter, daß Verarbeitungseinheiten, die einen Datenaustausch wünschen, ihre Zyklasanforderungen aussenden, daß diese Zyklusanforderungen an zentraler Stelle bewertet werden, wobei unter anderem die Priorität der einzelnen Anforderung festgestellt wird, und daß dann jeweils einer der Verarbeitungseinheiten ein Zyklus zugeteilt wird, mit dem ein Informationsaustausch stattfindet. Die Steuerung des zyklusweisen Verkehrs geschieht dabei bekanntlich über eine Steuerschaltung, die sogenannte Speicherein- und -ausgabesteuerung. Diese ist über eine genormte Schnittstelle, die sogenannte Speicherschnittstelle, mit dem zentralen Speicher verbunden. Die Auswahl einer bestimmten Speicherschnittstellenleitung wird durch Bewertung vorgegebener Signale in der Speicherein- und -ausgabesteuerung durchgeführt. Der Einsatz einer solchen Speicherein- und -ausgabesteuerung gestattet es, wie dies in der deutschen Offenlegungsschrift 19 42 189 beschrieben ist, am Speicher einen Zyklusfolgebetrieb durchzuführen.

Trotz des lückenlosen Zyklusbetriebs ist das Verfahren des zyklusweisen Verkehrs zwischen den Verarbeitungseinheiten und den zentralen Speichern für die Durchführung besonders schneller Vorgänge oftmals zu langsam. Das ist nicht nur deshalb der Fall, weil die Zykluszeiten großer zentraler Speicher in der Größenordnung von etwa 400 ns liegen, sondern auch deshalb,

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Verarbeitungseinheit (VEl bzw. VE2) und anderer- 50 weil die Durchschaltwege über eine Reihe von Gattern

seits über jeweils eine Speicherschnittsitellenleitung (SLZIl, SLZ12 bzw. 5LZ21, SLZ22) mit jeweils einem Speicherschnittstellenausgang der Speicherein- und -ausgabesteuerungen (SASl, SASl) verbunden sind.