DE2363846C2

DE2363846C2 - Datenverarbeitungsanlage mit einer Schaltungsanordnung zur Steuerung des Datentransfers zwischen dem Hauptspeicher und mehreren peripheren Geräten

Info

Publication number: DE2363846C2
Application number: DE2363846A
Authority: DE
Inventors: John A. Goleta Calif. Macker
Original assignee: Burroughs Corp
Current assignee: Unisys Corp
Priority date: 1973-01-12
Filing date: 1973-12-21
Publication date: 1984-10-04
Also published as: JPS49105427A; US3833930A; JPS5724582B2; NL7317633A; FR2214383A5; GB1423409A; BE809253A; DE2363846A1; CA1001765A

Description

a) ein sowohl mil dem Ein/Ausgabe-Bus als auch dem betreffenden peripheren Ein/Ausgabc-Gcrät (34 bzw. 36) verbundenes Eingangsregister (54),

b) ein mit dem Ein/Ausgabc-Bus verbundenes Befehlsregister (70), das bei Abgabe des ersten Steuersignals (CA) mit den an einer ersten Leitungsgruppe des Ein/Ausgabe-Bus anstehenden Datenbits geladen wird.

c) einen Kanal-Nummerdecoder (72) zum Erzeugen eines Kanal-Aktivierungssignals (CH), wenn die betreffende Ein/Ausgabe-Steucreinheit durch Datenbits auf einer zweiten Leitungsgruppe des Ein/Ausgabe-Bus ausgewählt wurde,

d) ein Zustandsregister (50), das mehrere jeweils einen Steuerzustand der betreffenden Ein/Ausgabe-Steuereinheit (31 bzw. 32) bezeichnende Zustände einnimmt,

e) einen eingangsseitig mit dem Eingangsregister (54) und ausgangsseilig mit dem Ein/Ausgabe-Bus verbundenen Zwischenspeicher (52) und

f) einen Bedienungsanforderungs-Signalgcber (75) enthält, der in Abhängigkeit vom Inhalt des Befehlsregisters (70) auf eine für die jeweilige Ein/Ausgabe-Steucrcinheit (31 bzw. 32) reservierte Leitung des Lin/Ausgabe-Bus ein eine Bedienung anforderndes Steuersignal (SR) iin hl die Zentraleinheit abgibt.

wobei bei Abgabe des ersten Steuersignals (C 'Λ). des Kanalaktivsignals (CH) und bei einem bestimmten Zustand der Datenbits der ersten Leitungsgruppe des Ein/Ausgabe-Bus Datenbits einer dritten Leitungsgruppe des Ein/Ausgabe-Bus an den Zwischenspeicher (52) und bei Abgabe des zweiten Steuersignals (RC) und bei einem bestimmten Zustand des Befehlsregisters (70) Daten von dem Zwischenspeicher (52) vom Ein/Ausgabe-Bus übertragen werden.

2. Datenverarbeitungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Ein/Ausgabe-Steucrcinheitert (31, 32) eine Maskenschaltung (73) enthält, die auf einen bestimmten Zustand des Befehlsregisters (70) und auf das Vorhandensein des Bcdienungsanforderungs-Steuersignals (SR) anspricht und auf einer vorbestimmten Leitung des Ein/Ausgabe-Bus ein Bit überträgt.

3. Datenverarbeitungsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das vom Kanal-Nummerdecoder (72) abgegebene Kanal-Aktivie-Γΐιπσςΐΐσητιΐ ^CH^ an ein !Canal-Aktiv-Steuer-F!iⁿ-Flop (74) abgegeben wird, das mittels des ersten Steuersignals (CA) eingeschaltet wird und daß mittels einer Zustands-Codeschaltung (69) die am Ausgang des Zustandsregisters (50) jeweils aktivierte Zustandsleitung auf den Ein/Ausgabe-Bus durchgeschaltet wird, weta das Kanal-Aktiv-Steuer-Flip-Flop (74) eingeschaltet und am Ausgang des Befehlsregisters (70) kein Bedienungsanforderungssignal (TS/?;anstehi.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Datenverarbeitungsanlage mit einem Hauptspeicher und einer Zentraleinheit mit mehreren Registern gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

E.s sind digitale Datenverarbeitung:mlagen bekannt, bei denen der Datentransfer zwischen peripheren Geräten, beispielsweise Magnetbandgeräten, Lochkartenstanzern, Lochkartenlesern, Druckern. Tastenfeldgeräten u.dgl.. unter der Steuerung der Zentraleinheit vorgenommen wird. Da jedoch die Eingabe/Ausgabe-Operationen verhältnismäßig langsam ablaufen, wird die Zentraleinheit beim Datentransfer zwischen den peripheren Geräten und dem Hauptspeicher der Datenverarbeitungsanlage erhebliche Zeit blockiert und somit die Wirsumkeit der Zentraleinheit herabgesetzt.

Um die Zentraleinheit für ander·¹ Aufgaben freizuhalten, sind Eingabe/Ausgabe-Operationen für Steuereinhci'en bekannt, die unabhängig von der Zentraleinheit den Datentransfer zwischen dem Hauptspeicher und den peripheren Geräten ausführen. In einer solchen Datenverarbeitungsanlage liefert das Programm einen als Eingabc/Ausgabe-Deskriptor bezeichneten Befehl an die Eingabe/Ausgabe-Stcuereinhcit. die aufgrund dieses Befehls den Datentransfer zwischen einem von dem Deskriptor bezeichneten Zwischerispeichcrbereich in dem Hauptspeicher und einem von dem Deskriptor bezeichneten besonderen peripheren Gerät einleitet. Wenn die Operation beendet ist, schickt die Eingabe/ Ausgabe-Steuereinheit einen F.rgcbnisdeskriptor zum Programm zurück, um das Programm davon in Kenntnis zu setzen. cJuB die Lingabc/Ausgabc-Opcration beendet ist. Kine derartige Anordnung halt zwar die Zentraleinheit wahrend der Durchführung der Eingabe/ Ausgabe-Operation fur andere Aufgaben frei, führt je-

doch zu einem komplizierten Eingabe/Ausgabe-Untersystem.

Aus der Literaturstelle Anke/Kallenecker/Oetker, »Prozeßrechner — Wirkungsweise und Einsatz«, R. Oldenbourg Verlag München, Wien 1970, Seiten 36,37,77 bis 83, ist eine digitale Datenverarbeitungsanlage mit einem Zentralprozessor, einem Speicher und einem Eingabe/Ausgebe-Werk als Zentraleinheit bekannt, bei der über das Eingabe/Ausgabe-Werk der Verkehr der Zentraleinheit mit mehreren peripheren Geräten abgewikkelt wird. In der Ein-ZAusgabe-Schnittstelle zwischen der Zentraleinheit und den peripheren Geräten ist eine Ein/Ausgabe-Werksteuerung vorgesehen, die auf einen von der Zentraleinheit auegeführten Mikrooperator anspricht, um zusammen mit einem Steuersignal eine Gruppe von Datenbits in Paralleldarstellung von einem im Rechenwerk der Datenverarbeitungsanlage vorgesehenen Register über den Eingabe/Ausgabe-Bus zu jeder Steuereinheit der peripheren Geräte zu transferieien. Darüber hinaus weist die Eingabe-Ausgabe-Schnittstelle eine Einrichtung auf, die auf einen zweiten vorbestimmten und von der Zentraleinheit cusgeführten Mikrooperator anspricht, um zusammen mit einem zweiten Steuersignal zu jeder Steuereinheit für die peripheren Geräte eine Datenbit-Gruppe in Paralleldarstellung von irgendeiner der Steuereinheiten an dem Ein/ Ausgabe-Bus zu einem Register über einen Datenbus zu transferieren.

Die im Akkumulator der Zentraleinheil stehende Information wird bei der bekannten Anordnung bilparal-IeI über den Datenbus allen an die Ein/Ausgabe-Werksteuerung angeschlossenen peripheren Steuereinheiten zugeführt Die Adresse der jeweils angesprochenen peripheren Steuereinheit wird aus dem Befehlsregister in das Adreßregister der Ein/Ausgabe-Werkstcuerung übernommen und anschließend die betreffende periphere Steuereinheit über eine gesonderte Steuerleitung aufgefordert, die Information in einen Zwischenspeicher zu übernehmen und die Operation auszuführen.

Dabei wird die Ein/Ausgabe-Werksteuerung unmittelbar nach der Übernahme des Befehls und der zugehörigen Information freigegeben und die einem oder mehreren peripheren Geräten zugeordnete periphere Steuereinheit arbeitet simultan zur Zentraleinheit und unabhängig vom weiteren Programmablauf die eingegebenen I.'-.formatiu'.ien ab. Dadurch wird zwar die Zentraleinheit während der Durchführung der Eingabe/ Ausgabe-Operationen für andere Aufgaben freigehalten, jedoch wird ein kompliziertes Untersystem mit jeweils getrennten peripheren Steuereinheiten für ein oder mehrere periphere Geräte geschaffen.

Aus de.- DE-AS 2148 847 ist eine Datenübsrtragungssieuerung zwischen mehreren Speichern und peripheren Geräten einer Datenverarbeitungsanlage bekannt, die eine Ein- und Ausgabe-Steuereinheit zur unabhängigen Steuerung der Ein- und Ausgabegeräte unter der überwachenden Steuerung der zentralen Da'.enverarbeitungseinheit enthält. Die Ein- und Ausgabe-Steuereinheit weist mehrere mikroprogrammierbare Einheiten auf, die Synchronisations- und Steuerfunktionen sowie die Betriebsfunktionen des jeweils zugeordneten Ein- und Ausgabegerätes liefern und Datenflußschaltungen steuern. Zusätzlich sind diesen mikroprogrammierbaren Einheiten Austauschregistcr zugeordnet. Neben zusätzlichem Aufwand mehrerer mikroprogrammierbarer Einheiten erfolgt die Steuerung der Ein- und Ausgabegeräte zusätzlich unter Überwachung der Zentraleinheit, was ebenfalls eine Erhöhung des schaltungstechnischen Aufwandes bedeutet.

Aus der l.iteratursielle Ganzhorn/Walter, »Peripherer Datenverkehr in modernen Datenverarbeitungsanlagen«. Jahrbuch des elektrischen Fernmeldewesens. 1967, Seiten 9 bis 29. ist eine Datenverarbeitungsanlage bekannt, bei der die Verbindung zwischen der Zentraleinheit und den Ein/Ausgabegeräten bzw. Speichereinheiten an der Peripherie über Datenkanale hergestellt wird. Dabei enthalten die Datenkanale neben dem Übertragungskabel und sonstigen Einrichtungen zur Datenübertragung und -prüfung eigene Kanalregister und Pufferspeicher sowie eine selbständig arbeitende Kanalsteuerung. Diese Kanalsteuerung wird durch einen Ein/Ausgabebefehl von der Zentraleinheit aufgerufen und führt danach die Datenübertragung mit allen Prüfungen selbständig durch, was den Datenkanal zu einer unabhängigen Einheit macht, die ein aus Kanaloefehlen bestehendes Kanalprogramm autonom ausführt und die Zentraleinheit während dieser Zeit für andere Aufgaben freistellt- Während für den Datenverkehr mit schnellen peripheren Geräten Selek^irkanäle vorgesehen werden, die den Hauptspeicher mit einem peripheren Gerät für die gesamte Dauer der Datenübertragung verbinden, dienen Multiplexkanäle für den Daicnverkehr mit langsamen Eingabe/Ausgabe-Geräten, für die jeweils ein eigenes Kanalregister vorgesehen ist, in dem Angaben wie Zahl der zu übertragenden Zeichen, Hauptspeicheradresse, Art der Übertragungsoperationen usw. enthalten sind. Der Datenverkehr wird zeitmultiplex, d. h. Zeichen für Zeichen, zwischen den Kanalpufferspeichern einer Mehrzahl von Ein/Ausgabe-Geräten durchgeführt. Jeder Kanal ist wie eine Datenverarbeitungseinheit aufgebaut und weist ein Eingabewerk, einen Speicher, ein Rechenwerk, ein Leitwerk und j5 ein Ausgabewerk auf. Vom Hauptspeicher der Zentraleinheit werden Kanalbefehle und Daten zur Übertragung eingegeben und gelangen zunächst in den im Jeweiligen Kanal vorgesehene Pufferspeicher und werden dort zur Übertragung bereitgestellt. Der Kanalbefehl für eine bestimmte Ein/Ausgabe-Operation wird dem Ka -.alregister zugeleitet und dort so lange gespeichert, bis die Operation beendet ist. Die Kanalsteuerung, das Leitwerk des Kanals, erhält alle zur Durchführung der Ein/Ausgabc-Operation notwendigen Angaben, wie Operationsart oder Datenadresse, aus dem Kawalregister. Jede Ein/Ausgabe-Operation wird durch bestimmte Befehle der Zentraleinheit eingeleitet, die außerdem Operationscode, der die Befehlsart kennzeichnet, die Adresse des Kanals und des Ein/Ausgabe-Geräts am Kanal, das den Befehl ausführen soll, enthält. Alle übrigen Angaben, die zur Befehlsausführung notwendig sind, entnimmt die Kanalsteuerung selbständig einem Kanalprogramm, das im Hauptspeicher der Zentraleinheit enthalten ist. Dadurch ist jeder Kanal eine selbständige Funktionseinheit, die von der Zentraleinheit lediglich angeschlossen wird und dann ein Kanalprogramm, das aus einem oder mehreren Kanalbefehlen besteht, autonom abwickelt. Der autonome Aufbau jedes Kanals vergrößert jedoch den schaltungstechnischen Aufwand bo und macht die dementsprechend ausgerüstete Datenverarbeitungsanlage aufwendig und teuer.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine vereinfachte Schaltungsanordnung zur Steuerung des Datentransfers zwischen dem Hauptspeicher und mehreb5 ren peripheren Geräten einer Datenverarbeitungsanlage zu schaffen, bei der mit möglichst wenig Aufwand an Schaltungsmitteln eine unabhängige Steuerung dar peripheren Geräte unter Leitung der zentralen Verarbei-

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tungseinheit ermöglichl wird.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs I gelöst.

Die erfindungsgemäße Lösung schafft eine vereinfachte Schaltungsanordnung zur Steuerung des Datentransfers zwischen dem Hauptspeicher und den mehreren peripheren Geräten einer Datenverarbeitungsanlage, wobei mit geringem Aufwand an SchaltungMiiittcln eine unabhängige Steuerung der peripheren Geräte unter Leitung der Zentraleinheil der Datenverarbeitungsanlage ermöglicht wird.

Die digitale Datenverarbeitungsanlage enthält einen Hauptspeicher und eine mikroprogrammicrbarc Zentraleinheit, die als Multiplexeinrichtung arbeitel, um Daten zwischen den mehreren peripheren Geräten und dem Hauptspeicher zu transferieren. Die Ein/Ausgabe-Steuereinheiten für die peripheren Geräte sind mit einem gemeinsamen /ur Zentraleinheit führenden Ein/

iiULri UIIU UCI ^CIIII(ItCIIIIICIl UIIlCI-

stellt, so daß sie nur aufgrund von Befehlen von der Zentraleinheit in Gang gesetzt werden, um Informationen an den gemeinsamen Ein/Ausgabe-Bus abzugeben oder von dem gemeinsamen F.in/Ausgabe-Bus aufzunehmen. Jede Ein/Ausgabe-Steuereinheit kann jedoch ein Signal an die Zentraleinheit abgeben, um anzuzeigen, daß sie von der Zentraleinheit bedient werden will, ledern Befehl, der an eine der Ein/Ausgabe-Steuereinheiten adressiert ist. folgt eine Zustandsinformation, die von der Ein/Ausgabe-Steuereinheit über den Leitungskanal an die Zentraleinheit zurückgegeben wird. Weiterhin kann aufgrund eines besonderen Befehls von der Zentraleinheit der Zustand einer Ein/Ausgabc-Steuereinheit überprüft werden. Jede Ein/Ausgabe-Steuereinheil weist einen Zwischenspeicher auf. in den Datenblöcke übertragen werden können, wenn es sich um einen Datentransfer zu oder von dem zugeordneten perinhprpn Qprrit hnnrli»li Pin*» 0*111«^/)««·» Λ'.*. |.« Speicher den Platz eines von der Zentraleinheit auszuführenden Ein/Ausgabc-Deskriptors angibt, wird zur betreffenden Ein/Ausgabe-Steuereinheit übertragen und dort im Zwischenspeicher gespeichert. Nachdem eine Pedienungsanforderung durch die Ein/Ausgabe-Steuereinheit von der Zentraleinheit bestätigt worden ist, wird der Deskriptor zurück in die Zentraleinheit gegeben.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles soll der die Erfindung zugrundeliegende Gedanke näher erläutert werden. Es zeigt

F i g. 1 ein schematisches Blockschaltbild einer digitalen Datenverarbeitungsanlage,

F i g. 2 eine TabeW mit dem Format von drei Mikrooperatoren. die zur Steuerung der Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle benutzt werden,

Fig. 3 das Format eines Eingabe/Ausgabe-Deskriptors.

Fig.4 eine Tabelle mit Eingabe/Ausgabe-Befehlen zusammen mit dem Format der mit jedem Befehl auf den Leitungskanal gegebenen Information,

Fig. 5 eine Tabelle mit den normalen Stejerzuständen einer Steuereinheit.

Fig.6 ein schematisches Blockschaltbild der Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle,

Fig. 7 ein Taktdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise der Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle und

F i g. 8 ein schernatisches Blockschaltbild einer typischen Eingabe/Ausgabe-Steuereinheit.

Die Fig. 1 zeigt das Blockschaltbild einer mikroprogrammierten Zentraleinheit, die einen Datenbus, über den Daten /wischen verschiedenartigen Regi'-tern und einem Hauptspeicher transferiert werden, enthält. Der Datenbus kann beispielsweise derart ausgeleg< sein, daß er bis /u 24 Bits parallel transferieren kann und ist über ■-. eine .Speicherschnittstelle 11 mildem Hauptspeicher IO verbunden. Bei dem Hauptspeicher 10 handelt es sich vorzugsweise um einen »Freifeldspeicher«, in dem beliebig lange Datenfelder an beliebiger Stelle gespeichert werden können. Die gesamte Adressierung erfolgt über das Feld, in der die den Beginn des Feldes und die Länge des F'eldcs kennzeichnenden Bitbegrenzungen durch die Adresse gegeben sind. Während jedes Speicherzugriff-/yklus können maximal 24 Bits parallel in den Speicher gegeben oder ihm entnommen werden.

Γι Der Datenbus ist ferner an ein A'-Register 14 und an ein V-Rcgistcr 16 angeschlossen, die eine Speichermöglichkeil für /wci Operanden vorsehen, die den Eingängen eines Rechen- und Logikwerks 12 zugeführt werden, rci Mci Mini iiiii dein Datenbus Ärbeitsrcgister verbundcn, die mil /,-Register 18 und P-Register 20 bezeichnet sind.

Die Zentraleinheit enthält auch ein Fclddcfinitionsicil zum Speichern von Deskriptoren, die die Felder in dem Hauptspeicher 10 definieren. Das Felddefinitionsteil

2ί enthält ein /-"-Register 24, das ;nis /wci 24-Bit-B;!ugruppen besteht, die mit FA und FB bezeichnet sind. Dem F-Register 24 isi ein schneller HilfsSpeicher oder Notizblockspek-.ier 26 zugeordnet. Deskriptoren oder andere 48-Bit-Wörter können auf Befehl zwischen dem Notiz-

in blockspeichcr 26 und dem F-Register 24 ausgetauscht werden.

Die Steuerung der Zentraleinheit erfolgt mit Hilfe von Ketten von Mikroopcratoren. die entweder in dem Hauptspeicher 10 oder in einem /W-Kernspeicher 29 gespeichert sein können und nacheinander ausgeführt werden. Der M-Kettenspeicher 29 ist wahlweise vorgesehen, führt jedoch bei seinem Vorhandensein zu einer höheren Arbeitsgeschwindigkeit, da man zum Abrufen von jedem Mikrooperator keinen Hauptspeicherzugriff benötigt. Die Mikrooperatoren in der Kette werden einzeln entweder von dem Hauptspeicher oder dem M-Kettenspeicher in ein M-Regisier 30 gebracht. Die Mikroopcratoren haben eine typische Länge von 16 Bits. Die 16 Bits werden einem Steuersignalbus zugeführt.

über den sie zu einer in der Zentraleinheit und den zugeordneten verschiedenartigen Registern vorgesehenen .Steuerlogik, zu dem Rechen- und Logikwerk 12. zu dem Notizblockspeicher 26 und zur Speicherschnittstelle 11 verteilt werden.

Um den Transfer der Daten zwischen dem Hantspeicher und mehreren peripheren Geräten zu steuern, ist eine Anordnung vorgesehen, die die beschriebene MikroZentraleinheit benutzt. Eine E/A-Anordnung (E/ A = Eingabe/Ausgabe) enthält eine E/A-Schnittstelle 28, die den Datenbus der Zentraleinheit mit einem E/A-Bus verbindet, an den mehrere E/A-Steuereinheiten angeschlossen sind. Von diesen Steuereinheiten sind zwei E/A-Stcuercinheiten 31 und 32 dargestellt. Jede E/ASteuereinheit steuert mindestens ein peripheres Gerät,

to von denen zwei periphere Geräte 34 und 36 dargestellt sind. Bei den peripheren Geräten kann es sich um Drukkcr. Lochkartenstanzer. Magnetbandeinheiten, Plattendateneinheitcn. Lochkartenleser und Überwachungsdrucker, beispielsweise Fernschreiber und dgl. handeln.

hi Die peripheren Geräte können ais Eingabe- und bzw. oder Ausgabegeräte arbeiten. Zusätzlich zu der Verbindung zwischen dem E/A-Bus und dem Datenbus enthält die E/A-Schniitstelic eine Gruppe von Steuersignalbus-

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se. die noch im einzelnen beschrieben werden und zu jeder E/A-Steucreinheit fuhren.

Die MikroOperatoren zur Steuerung des Transfers von Daten zwischen der Zentraleinheit und einer E/A-Steuereinheit sind einem Registerübertragungs-Mikrooperator ähnlich. Der Mikrooperator enthält eine Gruppe von Bits, die in codierter Form die besondere Mikro-vjeration (OP-Code) angeben, eine Gruppe von Bits, die jine Quelle angeben, und bzw. oder eine weitere Gruppe von Bits, die eine Senke angeben, von der und bzw. oder zu der Daten über den Düenbus aufgrund des OP-Codes transferiert werden sollen.

In der Fi g. 2 ist das Format der Mikrooperatoren.dic in Verbindung mit der Steuerung der Eingabe/Ausgabc-Opcrationen benutzt werden, dargestellt. Der erste Mikrooperator, der E/A-Aktivbefehl-Mikro genannt wird, ist als solcher durch die vier höchstwertigen Bits gekennzeichnet. Wenn sich der Mikrooperator zur Aus-

Alle I.ingabe/Ausgiibe-Operationcn werden programmäßig durch eine Tabelle von E/A-Deskriptoren gesteuert, die im Hauptspeicher erstellt sind. Gemäß F i g. 3 ist E/A-Dcskriptor in eine Anzahl von Feldern

^r> unterteilt. Das erste Feld im E/A-Deskriptor wird Ergcbniszusinnd-Feld (RS) genannt. Dieses Feld zeigt an. ob die E/A-Operation wartet, um ausgeführt zu werden, ob sie gerade ausgeführt wird oder ob sie bereits durch das Programm ausgcführi ist. Das nächste Feld ist ein

in Anschlußadrcssen-Feld (LINK), das auf einen anderen E/A-Deskriptor hinweist, wo eine Kettung von E/AOperationen erwünscht ist. Das nächste Feld, das OP-Code-Feld, bezeichnet die auszuführende E/A-Operation und die betreffende E/A-Steuereinheit. Bei der Operation kann es sich beispielsweise um eine Leseoperation, eine Schreiboperation oder eine Testoperation handeln. Die letzten beiden Felder des E/A-Deskriptors geben die Start- und End-Adressc eines bei der E/A-

3^ hpfinHf»! w^r^^n ^iⁿ vi^pr Ο^ηρΓίΐΐ!οπ zu benutzenden

höchstwertigen Bits über den Stcuersignalbus der E/ASchnittstelle 28 zugeführt. Die nächsten sechs höchstwertigen Bits werden einer Gatierlogik zugeführt, die einem der Register zugeordnet ist, das durch den Code der sechs Bits gekennzeichnet ist. So können beispielsweise das Rechenwerk 12. das /.-Register 18 oder das P-Register 20 als Quelle bezeichnet sein. Die sechs niedrigstwertigen Bits werden nicht benutzt, da es in dem Befehlsmikro mit eingeschlossen ist, daß die E/ASchnittstelle 28 als Senke arbeitet. Als Antwort auf den Befehlsmikro wird der Inhalt des benannten Registers auf d' .1 Datenbus gegeben und von dem Datenbus über die E/A-Schnittstelle zum E/A-Bus transferiert.

Gleichzeitig erzeugt die E/A-Schnittstelle 28, als Antwort auf dem Steuersignalbus, einen Aktivbefehl-Impuls CA, der auf einem gemeinsamen Steuersignalbus auftritt, der zu jeder der E/A-Steuereinheiten der Anlage führt.

In ähnlicher Weise bezeichnet der E/A-Empfangsantwort-Mikro ein Quellenregister, das über den Datenbus mit der E/A-Schnittstelle 28 verbunden werden soll. Beim Vorhandensein des Antwortmikro in dem M- Register 30 verbindet die E/A-Schnittstelle den E/A-Bus mit dem Datenbus und erzeugt einen Antwort-Vollständig-lmpuls (RC) auf dem Steuersignalbus, der zu jeder der E/A-Steuereinheiten der Anlage führt.

Zur Bedienung der E/A-Stcuereinheitcn durch die Zentraleinheit wird noch ein dritter Mikrooperator benutzt. Wenn eine E/A-Steuereinheit eine Bedienung durch die Zentraleinheit anfordert, wird der E/ASchnittstelle 28 ein Bcdienungsanforderungssignal (SR) zugeführt. Aufgrund dessen setzt die E/A-Schnittstelle 28 ein Bit in ein Steuerregister 38 der Zentraleinheit. Dieses Bit wird von einem Mikrooperator getestet, der Verzweigungsbittest-Mikro genannt wird. Die Bits 6 bis 11 dieses Mikro (vgl. F i g. 2) geben das CC-Register 38 als Quelle an. Die Bits 4 und 5 des Bittest-Mikro geben an, welches Bit in dem Register geprüft werden soll. Die vier niedrigstwertigen Bits bezeichnen eine relative Adresse, um eine Verzweigung zu einer anderen Stelle in der Mikroprogrammkette vorzusehen, wenn das bezeichnete Bit eingeschaltet ist Wenn somit eine Bedienungsanforderung vorliegt, wird diese während der Ausführung der Mikroprogrammkette durch einen Verzweigungsbittest-Mikro geprüft, und falls sich die Prüfung als »wahr« herausstellt, verzweigt das Programm zum Beginn einer anderen Mikroprogrammkette, die die Eingabe/Ausgabe-Unteranlage in einer noch im einzelnen beschriebenen Weise bedient.

im Hauptspeicher an.

Um die E/A-Operation durchzuführen, erzeugt das Programm eine Bezugsadresse. die auf einen besonderen E/A-Deskriptor hinweist. Bei dieser Bezugsadresse könnte es sich beispielsweise um die Anschlußadresse eines zuvor ausgeführten E/A-Deskriptors handeln. Die Art. in der E/A-Deskriptoren von einem Programm zur Steuerung von Eingabe/Ausgabe-Operationen benutzt werden, ist im einzelnen in der US-Patentschrift 37 28 693 beschrieben.

so Um zu verstehen, wie ein eine Eingabe/Ausgabe-Operalion aufrufendes Programm von der Zentraleinheit ausgeführt wird, ist es erforderlich, die Art und Weise zu betrachten, wie der E/A-Aktivbefehl-Mikrooperator und der E/A-Empfangsantwortmikrooperator,

j5 die in Verbindung mit der F i g. 2 beschrieben sind, von der Anlage benutzt werden, um die Eingabe/Ausgabe-Unterlage zu betreiben. Dazu ist es wiederum erforderlich zu wissen, wie die E/A-Schnittstelle 28 und die E/A-Steuereinheiten 31 und 32 arbeiten.

In der F i g. 6 ist die E/A Schnittstelle, die eine Steuerlogik 40 enthält, mit weiteren Einzelheiten dargestellt. Der Eingang der Stcuerlogik führt zum Steuersignalbus, der durch einen Mikrooperator in dem A/-Register 30 angesteuert wird. Aufgrund des Mikrooperators am Stcuersignalbus und eines Anlagetaktpulses (CP) erzeugt die Steuerlogik 40 Steuersignale an einer CA- und ÄC-Ausgangsleitung. An der C4-Leitung wird aufgrund eines Befehlsmikro ein Impuls erzeugt, während an der /?C-Leitung ein impuls aufgrund eines Antwortmikro erzeugt wird. Das zeitliche Auftreten der Signale an der CA- und /fC-Steuerleitung ist in der Fig. 7 dargestellt. Der Befehlsmikro befindet sich für zwei Impulsperioden in dsm M-Register. Wenn der Befehlsmikro vorhanden ist. geht die CA-Lcitung während des zweiten Taktintervalls. in dem sich der Befehlsmikro im M-Register befindet, in den logisch wahren Zustand über. In ähnlicher Weise geht die /?C-Steuerleitung während des zweiten Taktintervalls, während dessen sich ein Antwortmikro in dem M-Register 30 befindet, in den logisch wahren

bo Zustand über. Es sei erwähnt, daß einem Befehlsmikro per Definition stets ein Antwortmikro folgt, um die Phase A und die Phase Beines vollständigen E/A-Zyklus zu definieren.

Wie aus der Fig.6 hervorgeht, ist der Datenbus der Zentraleinheit bidirektional über zwei Treiber 42 und 44 mit dem E/A-Bus verbunden. Diese Treiber werden von einer einzigen Steuerleitung /05 angesteuert, die mit allen E/A-Steuereinheiten verbunden ist. Wenn auf die-

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scr Steuerleitung das lOS-Signal vorhanden ist, wird der Treiber 44 eingeschaltet, um Information von der E/ALeitung zum Datenbus zu transferieren. Wenn das /OS-Signal nicht vorhanden ist. wird der Treiber 42 über ein Invertierglied 46 eingeschaltet, um Information von dem Datenbus zum E/A-Bus zu transferieren. Die Art und Weise, wie das /OS-Signal erzeugt wird, wird noch in Verbindung r¹'! der Arbeitsweise der E/A-Steuereinheit erläutert. Dei F i g. 7 kann man aber bereits entneh-

IO

oder mil dem Information über ein Tastenfeld eingegeben werden kann. i>omit werden sowohl die Eingabe- als auch Ausgabcoperation umfaßt. Einzelheiten der E/A-Steuereinheit für den Fernschreiber, der im folgenden auch Überwachungsausdrucker .SPO genannt wird, sind in der F i g. 8 dargestellt. Wie aus der F i g. 8 hervorgeht, enthält die SPO-Stcuereinhcii ein Zustandsregister 50. das auf irgendeinen von 24 Zuständen eingestellt werden kann, die STC-OO bis STC-23 genannt werden. Die

belle für diese Befehle ist in der Fig. 4 dargestellt. Ein Ausgabetransfer-Befehl (XFROT) wird während der Phase A mit 24 Bits über den E/A-Bus transferiert, und zwar in dem in der F i g. 4 dargestellten Format, bei dem

transfcr-Befehl von der Zentraleinheit zu erhalten. Wenn der Befehl von der Zentraleinheit empfangen

men, daß das /OS-Signal normalerweise abgeschaltet ist io verschiedenartigen Zustände des Zustandsregisters 50 und nur während der Phase ^eingeschaltet wird. zusammen mit der Anweisung über die Bedingungen.

Alle Operationen der E/A-Steuereinheiten werden die das Zusiandsrcgister 50 auf jeden der Zustände einaufgrund einer Gruppe von Befehlen eingeleitet, die als stellen, und der Anweisung über die Betriebssignifikanz Antwort auf einen Befehlsmikro über den E/A-Bus zu jedes Zustands sind in einer in der F i g. 5 dargestellten den E/A-Steuereinheiten transferiert werden. Eine Ta- 15 Tabelle zusammengestellt. Danach befindet sich das Zu

Standsregister 50 im Zustand STC-O, wenn es auf das Einschalten des periphcren Geräts wartet. Wenn das periphere Gerät betriebsbereit ist. wird das Zustandsregkicr 50 durch ein Fertig Signa! vorr. SPO in den Zudie vier höchstwertigen Bits einen Code von 0010 haben. 20 stand STC-\ vorgerückt. Während des Zustands STC-X Die nächsten vier höchstwertigen Bits geben die Num- ist die Steuereinheit bereit, das erste Byte des OP-Codc mer des Kanals an, für den der Befehl gedacht ist, und des E/A-Deskriptors als Antwort auf einen Ausgabedie restlichen sechzehn Bits sind für Daten verfügbar.
Wie noch im einzelnen beschrieben wird, enthält jede
E/A-Steuereinheit ein Zustandsregister. über das die F./ 25 worden im, geht die Steuereinheit in den Zustand STC-2 Α-Steuereinheit in irgendeinen von vierundzwanzig Be- über, in dem die Steuereinheit bereit ist. das zweite Byte triebszuständen gesetzt wird. Während der Phase Bgibt des Of-Codes zu empfangen. Dieses Byte wird über die Antwort auf dem E/A-Bus den Zustand des Zu- einen Ausgabe-Befehl von der Zentraleinheit empfan-Standsregisters der besonderen E/A-Steuereinheit an, gen. wobei dieser Befehl auch das Zustandsregister in an die der Befehl gerichtet war. Wie man ferner der jo den Zustand STC-2 bringt. Danach können die nächsten Fig.4 entnehmen kann, transferiert ein Eingabetrans- drei Zustände STC-A bis STCb folgen, in denen drei

Bytes einer Datciadresse zur Steuereinheit transferiert werden. Nicht alle Steuereinheiten benutzen oder speichern die Dateiadresse. Die Dateiadresse wird im allgc-)i meinen nur bei einer Plaitendatci oder einem Plattenstapelspeicher verwendet, um die genaue Stelle zu identifizieren, zu der die Daten transferier! werden sollen. Der SPO benutzt keine Dateiadresse.

Wenn der O/^J-Code anzeigt, daß die Operation eine

und Prüfbedienungsanforderung (TSR). Diese Befehle 40 Leseoperation ist. und zwar im Anschluß an den Befehl sind alle durch den Code 0001 in den vier höchstwerti- von der Zentraleinheit, der das letzte Adreßb, te transgen Bits und durch einen unterschiedlichen Code in den feriert. wird das Zustandsregister in den Zustand STC-7 vier niedrigstwertigen Bits gekennzeichnet, jeder Prüf- vorgerückt, in dem es bereit ist. das erste Bezugsadreßzustand-Befehl enthält auch die Kanalnummer. Im Fall byte zu empfangen. Danach folgen die Zustände STC-S des Prüfzustands und des Losch- und Prüfzustands ent- 45 und STC-9. in denen die übrigen zwei Bytes der Bezugshält die Anwort sowohl die Zustandszählung als auch adrcsse empfangen werden. Die Bezugsadresse wird in

fer-Befehl (XFRIN) während der Phase A den Code 0100 auf den vier höchstwertigen Bits des E/A-Bus und die Kanalnummer mit den nächsten vier Bits. Während der Phase B enthält die Antwort auf dem E/A-Bus die Zustandszählung der F./A-Steuereinhcit und bis zu 16 Datenbits.

Weiterhin sind drei Prüfbcfehle vorgesehen, nämlich Prüfzustand (TSTS). Lösch- und Prüfzustand (TSCL)

eine Identifizierung über den Typ des peripheren Geräts und ein Bit. das nur dann vorhanden ist. wenn in der E/A-Steuereinheit und in dem periphcren Gerat der Strom eingeschaltet ist. Die Prüfbedienungsanforde rung antwortet während der Phase B mit einer Maske. |ede der E/A-Steuereinheiten, die eine Bedienung anfordert, setzt ihr eigenes besonderes Bit in die Maske, wobei die Lage des Bit in der Maske den besonderen

einem Zwischenspeicher 52 in der E/A-Steuereinheit gespeichert.

Die F7A-Steuercinlieit geht dann in den Zustand - so 57"C-10 über, in dem sie die Operation ausführt, die der OP-Code aufruft. Mit der Beendigung des Transfers zwischen dem Zwischenspeicher und dem peripheren Gerät wird das Zustandsregister automatisch für den Fall einer Lcscoperation in den Zustand STC-Il oder

Kanal identifiziert, der die Bedienung anfordert. Auf 55 für den Fall einer Schreiboperation in den Zustand diese Weise kann man irgendeine beliebige Anzahl von STC-18 vorgerückt. Gleichzeitig wird das Bedienungs-Kanälen, die Bedienung anfordern, als Antwort auf den
Prüfbedienungsanforderungsbcfeh! identifizieren.

Schließlich ist noch ein Datenende-Befehl (TERM) vor-

anforderungssignal (SR) zur Schnittstelle eingeschaltet. Nach der Feststellung des Vorhandenseins einer Bedienungsanforderung sendet die Zentraleinheit einen Prüfgesehen, der während der Phase B ebenfalls eine Zu- bo bedienungsanforderungsbefehl an alle E/A-Steuereinstandszählung zurückschickt. heilen und erhält eine Maske zurück, die angibt, welche

der Steuereinheiten eine Bedienung anfordern.

Unter der Annahme, daß der OP-Coüe eine Leseope

Um zu verstehen, wie diese Befehle zur Steuerung der
Eingabe/Ausgabe-Operationen für alle Arten von peripheren Geräten benutzt werden, sollen die Bcfchlsfolgen zur Steuerung der Kommunikation mit einem als t>3 -;.;nde STC-W, STC-\2 und STC-XZ vorgerückt. Wähperipheres Gerät dienenden Fernschreiber beschrieben rend dieser Zustände ist die E/A-Steuereinheit bereit, werden. Der Fernschreiber ist ein übliches peripheres
Gerät, mit dem Information ausgedruckt werden kann

ration ist. wird das Zustandsregister 50 durch die Zu-

aufgrund von empfangenen Eingabetransferbefehlen von der Zentraleinheit Bezugsadreßbytes i. 2 und 3 aus-

zusenden.

Nachdem das letzte Bczugsadresscnbyie an die Zentraleinheit durch einen Eingabctransfcrbefchl zurückgegeben ist, wird das Zustandsregister 50 aus dem Zustand STC-13 in den Zustand STC-15 gebrach:. Die E/ Α-Steuereinheit ist jetzt bereit, ein Datenbyte vom Zwischenspeicher 52 zur Zentraleinheit zu übertragen. Sie bleibt in diesem Zustand, bis alle im Zwischenspeicher befindlichen Zeichen durch aufeinanderfolgende Eingabetransferbefehle in die Zentraleinheit transferiert sind. Dies dauert so lange an, bis das letzte Datenbyte in dem Zwischenspeicher eine Hinweisbedingung signalisiert oder bis die Zentraleinheit einen Ende-Befehl aussendet. Die Hinweisbedingung verursacht, daß das Zustandsregister 50 zum Zustand STC-17 vorgerückt wird, wohingegen der Ende-Befehl verursacht, daß das Zustandsrcgister zum Zustand STC-7 zurückkehrt.

Der Zustand STC-17 versetzt die E/A-Steuereinheit

in ri'it* 1 ι>πΐι

■ «JfcsCr *jCn *.»« r * «Jt-lS 7.XÜ von dem Zwischenspeicher in das periphere Gerät transferiert worden sind, rückt das Zustandsregister 50, wie oben angedeutet, vom Zustand STC-10 zum Zustand STC-18 vor, indem die E/A-Steuereinheit bereit

', ist, das erste Byte der Bczugsadrcssc vom Zwischenspeicher 52 zurück zur Zentraleinheit zu übertragen. Drei aufeinanderfolgende Eingabetransferbefehle transferieren die drei Bytes der Bezugsadresse vom Zwischenspeicher über die E/A-Leitung zurück zur

ίο Zentraleinheit. Gleichzeitig wird das Zustandsregister 50 zu den Zuständen STC-19, STC-20 und STC-21 vorgeschoben. Die E/A-Steuereinheit ist nun bereit, den Ergebnisdeskriptor, wie oben beschrieben, abzugeben. Im übrigen verläuft die Schreiboperation in der gleichen Weise wie die Lescoperation.

In der F i g. 8 sind die Einzelheiten der E/A-Steuercinhcit dargestellt. Zusätzlich zum Zustandsregister 50 und Zwischenspeicher 52 enthält die E/A-Steuereinheit ein

aticr 56

r-T uSj ι urstiCi

uL/Cr etn o

empfangen oder abzugeben. Wenn während einer 20 von dem E/A-Bus erhält. Das Eingangsregister ist ferner

Schreibopet Ation ein Ausgabetransferbefehl empfangen wird, wird die E/A-Steuereinhcit zum Zustand STC-7 zurückgesetzt, so daß der Zwischenspeicher mit der den Daten folgenden Bezugsadresse geladen werderart ausgelegt, daß es serielle Bits über ein Gatter 60 von dem peripheren Gerät empfangen kann. Zum seriellen Informationstransfer kann das Eingangsregistrr 54 mit Hilfe von langsamen Taktimpulsen über ein Gat-

den kann. Wenn während einer Leseoperation ein E^;n- 25 ter 64 als Schieberegister betrieben werden. Die langsa-

gabetransferbefehl empfangen wird, wird das Zustandsregister 50 in den Zustand STC-21 vorgerückt. Wenn während einer Leseoperation ein Endebefehl empfangen wird, wird das Zustandsrrgister ebenfalls in den Zustand 5TC-21 gesetzt. Ein Eingabetransferbefehl veranlaßt dann, daß das erste Byte eines Ergebniszustandsworts von einem Ergebniszustandsregister 90 zur Zentraleinheit transferiert wird, und das Zustandsregister 50 in den Zustand STC-22 vorgeschoben wird. Ein weiterer Eingabetransferbefehl rückt das Zustandsregister in den Zustand STC-23 vor und veranlaßt, daß ein zweites Byte des Ergebniszustandsworts zur Zentraleinheit abgegeben wird. Während des Zustands STC-23 veranlaßt ein Eingabetransferbefehl, daß das dritte Byte des Ergeb men Taktimpulse entsprechen in ihrer Frequenz der seriellen Bitgeschwindigkeit des peripheren Geräts, so daß seriell codierte Zeichen von dem peripheren Gerät zusammengebaut werden. Ein einziges Byte wird vom Eingangsregister 54 in den Zwischenspeicher 52 über ein Gatter 65 transferiert. Der Zwischenspeicher 52 wird mit Hilfe von Schiebeimpulsen, die über ein Gatter 66 zugeführt werden, als Schieberegister betrieben. Über ein Gatter 68 werden die Bytes aus dem Zwischenspeicher 52 zum E/A-Bus geschoben.

Obwohl es nicht dargestellt ist, kann die E/A-Steuereinheit einen Übersetzer enthalten, der eine Umsetzung zwischen dem internen Code der Verarbeitungsanlage und dem Code des peripheren Geräis vornimmt.

niszustandsworts zur Zentraleinheit übertragen wird, 40 Bei dem internen Code der Zentraleinheit kann es sich und es wird veranlaßt, daß das Zustandsregister 50 in beispielsweise um eine 8-Bit-EBCDIC-Code handeln, den Zustand STC-O zurückgesetzt wird.

Es wird nun angenommen, daß, nachdem der OP-Co-

de und die Dateiadressen durch die E/A-Steuereinheit wohingegen die Zeichen in dem peripheren Gerät einen 7-Bit-ASCll-Code haben können. Wie es oben angedeutet ist, wird der Befehl von den

von der Zentraleinheit empfangen worden sind und der 45 vier niedrigstwertigen Bits und den vier höchstwertigen

OP-Code eine Schreiboperation aufruft, das Zustandsregister 50 nicht vom Zustand STC-b in den Zustand STC-7 übergeht, sondern direkt zum Zustand STC-14 springt, in dem der Zwischenspeicher bereit ist, Daten von der Zentraleinheit zu empfangen.

Das Zustandsregister 50 wird vom Zustand STC-6 in den Zustand STC-14 aufgrund eines Ausgabetransferbefehls gesetzt, der das letzte Dateiadreßbyte transferiert Im Zustand STC-14 ist die Steuereinheit bereit, ein Bits jedes von der Zentraleinheit über den E/A-Bus empfangenen Befehls definiert. Diese Bits werden einem Befehlsregister 70 zugeführt, das durch den CA-Impuls der E/A-Schnittstelle gesetzt wird. Das Befehlsregister hat sechs Ausgänge, die den in der F i g. 4 ausgeführten sechs möglichen Befehlen entsprechen. Zusätzlich zu den Daten und den Befehlsbits enthält jeder Befehl, mit Ausnahme des Prüfbedienungsanforderungsbefehls, vier Bits, die die Kanalnummer angeben.

Byte von Daten zu empfangen. Das Zustandsregister 50 55 Diese Bits werden einem Kanalnummerdecoder zuge

bleibt in diesem Zustand, während aufeinanderfolgende Ausgabetransferbefehle von der Zentraleinheit veranlassen, daß der Zwischenspeicher 52 mit Datenbytes geladen wird. Die Ladung des Zwischenspeichers mit Daführt, und, falls die Kanalnummer der Nummer der besonderen E/A-Steuereinheit entspricht, gibt der Kanalnurnmerdecoder 72 ein Signal an eine Ausgangsleitung CH ab. Das Ausgangssignal des Kanalnummerdecoders

tenbytes wird während des Zustands STC-14 so lange b0 72 wird benutzt, um ein Kanal-Aktiv-Steuerflipflop fortgeführt, bis entweder ein ETX-Zeichen oder ein En- (CHAF) 74 mit dem C4-Impuls einzuschalten. de-Befehl empfangen wird od^pr bis die Anzahl der Bytes
einen vorbestimmten Wert erreicht. In jedem Fall wird

das Zustandsregister in den Zustand STC-17 gesetzt.

Nach dem Empfang eines Befehls wird während der Phase B über den E/A-Bus eine Antwort an die Zentraleinheit zurückgegeben. Bei einem Eingabetransferbe-

Die Zentraleinheit kann ebenfalls einen Befeh! (TERM) &5 fehl werden den Vermittlungsleitungen 0 bis 7 der E/A-abgeben. In diesem Fall wird das Zustandsregister in Leitung durch Gatter 68 von dem Zwischenspeicher 52 den Zustand STC-7 gesetzt. Daten zugeführt. Das Gatter 68 ist geöffnet, wenn das

Nachdem die Daten während einer Schreiboperalion Steuerflipflop 74 während der Phase A eingeschaltet

worden ist, der Eingabetransferbefehl ist im Befehlsregister 70 vorhanden und das Zustandsregis'er 50 befindet sich in einem der Zustände STC-11, STC-U. STC-15 oder 5TC-17, wobei es sich um die Zustände handelt, bei denen die E/A-Steuereinheit bereit ist, Daten zur Zentraleinheit abzugeben. Weiterhin wird bei allen Befehlen, mit Ausnahme des Prüfbedienungsanforderungsbefehls (TSR), die Zustandszahlung des Zustandsregisters 50 den Vermittlungsleitungen 16 bis 20 dem E/A-Bus zugeführt. Zu diesem Zweck stellt eine Zustandscodeschaltung 69 fest, welche der Zustandsleitungen vom Register 50 aktiviert sind, und schaltet diese zur E/ALeitung durch, wenn das Kanal-Aktiv-Steuerflipflop 74 eingeschaltet und die TSR-Leitung vom Befehlsregister 7C ausgeschaltet ist.

Zusätzlich zur Zustandszahlung veranlassen der PrOfzustandsbefehl und der Lösch- und Prüfzustandsbefehl, daß codierte Information betreffend die Art des peripheren Geräts auf die Vermittlungsleilungen 0—7 des E'A-Bus gegeben wird. Der Artcode wird einer Artcodierungsschaltung 71 zugeführt, die aktiv ist, wenn das Kanai-Aktiv-Steuerfiipflop 74 eingeschaltet ist und wenn entweder die TSTS-Leitung oder die TSCL -Leitung von dem Befehlsregister 70 aktiviert ist.

Schließlich wird während der Phase ßals Antwort auf einen Prüfbedienungsanfordcrungsbefehl von einer Maskenschaltung 73 die Maske den Vermittlungsleitungen 0—15 dem E/A-Bus zugeführt. Die Maske identifiziert die besondere E/A-Steuereinheit, die eine Bedienung anfordert. Einem Prüfbedienungsanforderungsbefehl können gleichzeitig mehrere E/A-Steuereinheiten antworten. Wenn eine besondere E/A-Steucreinheit tatsächlich eine Bedienung anfordert, wie es durch ein Be- dienungsanforderungssteuerflipflop(SRF)IS angezeigt wird, wird sie den TS/?-Befehl bestätigend beantworten. Das Steuerflipflop 75 wird während des Zustands STC-10 des Zustandsregisters 50 eingeschaltet, wenn das OP-Register 76 eine Leseoperation aufruft und ein Bytezähler 88 eine Leitung BCNTlOO aktiviert hat, die angibt, daß der Zwischenspeicher 52 voll ist. Das Steuerflipflop 75 wird während des Zustands STC-IO ebenfalls eingeschaltet, wenn das OP-Regisier 76 eine .Schreiboperation aufruft und ein Hinweis anzeigt, daß das letzte Byte in dem Zwischenspeicher 52 zum peripheren Gerät transferiert wird.

Das Bedienungsanfordcrungssignal an der Leitung SR kann von irgendeiner E/A-Steuereinheit stammen und wird in jeder Steuereinheit von dem Flipflop 75 gesteuert, um der E/A-Schnitistclle zu signalisieren, daß eine besondere E/A-Steucreinheit eine Bedienung anfordert.

Das /OS-Signal zur E/A-Schniitstelle ist logisch wahr, wenn das Steuerflipflop 74 eingeschaltet ist. Das /OS-Signal signalisiert der Schnittstelle, den Treiber 44 einzuschalten, um Signale vom F./ABus zum Datenbus der Zentraleinheit zu transferieren. Das /OS-Signal wird auch durch den Prüfbedienungsanfordeningsbefchl eingeschaltet, so daß über den E/A-Bus die Maskeninformation von allen E/A-Steuereinheiten gleich/eilig durch die Zentraleinheit empfangen werden kann. Der Prüfbedienungsfordefungsbefehl kann :ille K/A-Slcuercinheiten gleichzeitig abfragen.

Das OP-Registcr 76 empfängt drei Bytes mit dem OP-Code vom E/A-Bus durch eine Gatterschaltung und zwar im Zustand STC-I. STC-2 und STC- J des Zustandsregisters 50. Der Transfer findet stall aufgrund des (>\-lmpulscs in der !•!/A-Sleucrcinheii. in der das Aiisgangssignal CH des KanalniimmerdecodiTs 72 logisch wahr ist, und aufgrund eines Ausgabetransferbefehls von der Zentraleinheit Dieser Befehl wird durch einen Decoder 80 abgefühlt, und zwar aufgrund der höchstwertigen Bits, die während der Phase A auf dem E/A-Bus empfangen werden. Das Ausgangssignal des OP-Registers 76 kann eine Schreib- oder eine Leseleilung aktivieren, und zwar in Abhängigkeit davon, welche Operation von dem gerade durch das Programm ausgeführten E/A-Deskriptor aufgerufen wird. Wie es ίο in der F i g. 5 angezeigt ist. wird das Zustandsregister 50 durch die Zustände STC-I. STC-2 und STC-3 vorgeschoben, und zwar mit jedem empfangenen ÄC-Impuls, im Anschluß an den Empfang eines XFROT-Befehls durch die E/A-Steuereinheit.

Durch aufeinanderfolgende Ausgabetransferbefehle, die das Zustandsregister 50 durch die Zustände STC-4, STC-5 und STC-6 vorrücken, werden drei Dateiadreßbytes über eine Gatterschaltung 84 in einem Dateiadreßrcgister 82 gespeichert.

Wenn man im vorliegenden Augenblick annimmt, daß das OP- Register 76 anzeigt, daß eine Leseoperation ausgeführt werden soll, bei der Daten vom peripheren Gerät zu der Zentraleinheit über den E/A-Bus transferiert werden sollen, werden drei weitere Ausgabetransferbefehle empfangen, die das Zustandsregister durch die Zustände STC-7, STC-8 und STC-9 vorrücken. Die nächsten drei Ausgabetransferbefehle rücken das Zustandsregister durch die Zustände STC-7, STC-S und STC-9 vor, währenüdessen drei die Bezugsadresse biljo dende Bytes über den E/A- Bus empfangen und durch das Eingangsregister 54 in den Zwischenspeicher 52 transferiert werden. Ein Schiebesteuerflipflop (SHF) 86 w'iid aufgrund des ÄC-lmpulses. der jedem Ausgabetransferbefehl während der Zustände STC-7. STC-8 und STC-9 folgt, auf 1 gesetzt. Bei eingeschaltetem Steuerflipflop 86 wird jedes empfangene Byte vom Eingangsregister 54 durch das Gatter 64 zum Eingang des Zwischenspeichers 52 transferiert und dann über das Gatter 66 unter der Einwirkung eines Taktpulses in den Zwischenspeicher geschoben. Alle Bytes in dem Zwischenspeicher werden gleichzeitig nach rechts verschoben. Wenn jedes Byte in dem Zwischenspeicher 52 verschoben wird, wird der Bytezählcr 88 durch das Ausgangssignal des Gatters 66 um 1 weitergezahlt. Wie es aus der Fig. 5 hervorgeht, wird das Zustandsregister 50 mit dem Ausgabebefehl, der während des Zustands STC-9 das letzte Byte der Bezugsadresse in den Zwischenspeicher bringt, in den Zustand STC-10 vorgerückt.

Wahrend des Zustands STC-10 des Zustandsregisters 50 werden bei einer Leseoperation Daten vom peripheren Gerät seriell in das Eingangsregister 54 transferiert, und. sobald ein volles Byte in dem Eingangsregister zusammengebaut ist. wird es durch das Gatter 64 in den Zwischenspeicher 52 geschoben. Die Art und Weise, wie die Bytes seriell in dem Eingangsregister zusammengebaut und dann parallel in den Zwischenspeicher transferiert werden, ist bekannt.

Wenn der Zwischenspeicher 52 voll ist, wie es der bis

zu einer maximalen Kapazität von 100 Bytes zählende

no Byie/.ähler 88 angibt, wird das Zustandsregister 50 in den Zustand .STCIl vorgerückt, wie es in der Fig.

gezeigt ist. Zu diesem Zeitpunkt befinden sich die drei Bytes der Bezugsadrcssc in den rechten Positionen des Zwischenspeichers 52, und somit in einer solchen Lage.

h^r> daß diese Bytes als erste während der nachfolgenden Eingiibeiransfcrbcfehlc (XFRIN) zur Zentraleinheit transferiert werden.

Die drei liiujMbeiransferbefehli: von der Zcntrulcin-

heit rücken das Zustandsregister 50 vom Zustand STC-Il in den Zustand STC-12 und STC-13 vor und vom Zustand STC-13 in den Zustand STC-15. Während der Zustände STC-11. STC-12 und STC-13 werden die drei Bytes der Bezugsadresse über das Gatter 68 aus dem Schieberegister 52 zum E/A-Bus geschoben. Zur selben Zeit wird das SHF-Steuerflipflop 86 auf 1 gesetzt, um eine Verschiebung im Zwischenspeicher 52 zu verursachen und um den Bytezähler 88 weiterzuschalten.

Wie es aus der F i g. 5 hervorgeht, transferieren aufeinanderfolgende Eingabetransferbefehle (XFRIN) aufeinanderfolgende Datenbytes vom Zwischenspeicher 52 über den E/A-Bus zur Zentraleinheit, wobei sich das Zustandsregister 52 im Zustand STC-15 befindet. Das Zustandsregister 50 bleibt im Zustand STC-15, bis vom Zwischenspeicher52 ein Hinweissignal abgegeben wird, das andeutet, daß das letzte Datenbyte in der am weitesten rechts liegenden Position des Zwischenspeichers 52 ist und bereit ist, auf den E/A-Bus heraustransferiert zu werden. Wie es die Fig.5 veranschaulicht, veranlaßt das Hinweissignal, daß das Zustandsregister 50 in den Zustand STC-\1 vorrückt, während dem das letzte Datenbii aufgrund des letzten Eingabetransferbefehls zur Zentraleinheit übertragen wird. Aus dem Zustand STC-17 wird dann das Zustandsregister 50 in den Zustand STC-21 gesetzt

Während des Zustands STC-21 wird ein von der Zentraleinheit kommender Eingabetransferbefehl empfangen, der veranlaßt, daß das erste Byte des Inhalts des Ergebniszustandsregisters 90 Ober eine Gatterschaltung S2 auf den E/A-Bus transferiert wird. Die übrigen zwei Bytes des Ergebniszustandsregisters werden während der Zustände STC-21 und STC-23 transferiert Das Zustar;"lsregister 50 wird dann in den Zustand 571C-O zurückgesetzt

Es sei erwähnt, daß die Zentraleinheit während der Lesecperation zu jeder Zeit den Datentransfer beenden kann. Wenn während des Betriebs im Zustand STC-15 oder 57U-17 die E/A-Steuereinheit ein Ende-Befehl erhält, wird das Zustandsregister 50 unmittelbar durch den RC-Impuls während der Phase Bin den Zustand STC-21 vorgeschoben, wie es aus der F i g. 5 hervorgeht

Beim Ausführen einer Schreiboperation, bei der Daten von der Zentraleinheit in das periphere Gerät transferiert werden, umfaßt die Operation der E/A-Steuereinheit eine unterschiedliche Folge des Zustandsregisters 50, wie es ebenfalls aus der F i g. 5 hervorgeht. Die Operation wird wiederum durch eine Kombination aus dem Zustand des Zustandsregisters 50 und dem von der Zentraleinheit empfangenen Befehl gesteuert. Das OP-Register 76 wird zunächst von der Zentraleinheit durch Ausgabetransferbefehle geladen, im Anschluß daran folgt die Dateiadresse, sofern eine vorgesehen ist, und das Zustandsregister 50 schreitet fort bis zum Zustand STC-6. Unter der Annahme, daß das OP-Ragister eine Schreiboperation anzeigt, springt des Zustandsregister zum Zustand STC-14, in dem der Zwischenspeicher 52 mit Datenbytes von der Zentraleinheit aufgrund einer Reihe von Ausgabetransferbcfehlen geladen wird. Während des Zustandes STC-14 steuert das Gatter 56 ein Datenbyte zum Eingangsregister 54 durch. Das Schicbesteuerflipflop 86 wird ebenfalls eingeschaltet und veranlaßt, daß die Bytes durch das Gatter 64 in den Zwischenspeicher 52 geschoben werden und der Bytczählcr 88 weitergeschaltet wird. Das Zustandsregister 50 bleibt so lange im Zustand STC-14, bis entweder der Bytczähler 88 eine vorbestimmte Zählbedingung erreicht, beispielsweise 73, ein ETX-Zeichen im Eingangsregister von der Zentraleinheit empfangen wird oder ein Ende-Befehl empfangen wird. Das ETX-Zeichen wird von einer Decodierschaltung 100 festgestellt die an den Ausgang des Eingangsregisters 54 angeschlossen ist Die Gegenwart einer vorbestimmten Bytezählung oder das ETX-Zeichen veranlassen, daß das Zustandsregister in den Zustand STC-17 gebracht wird, in dem das letzte Datenbyte empfangen wird. Während des Zustands STC-17 wird ein Hinweis in dem Eingangsregister 54 gesetzt, um das letzte Zeichen zu kennzeichnen, das in. den Zwischenspeicher 52 transferiert wird. Das Zustandsregister wird entweder durch einen Ende-Befehl während des Zustands STC-14 oder durch den Ausgabetransferbefehl während des Zustands STC-17 in den Zustand STC-7 gesetzt.

Wenn das Zusiandsregister 50 während der Schreibeperation In den Zustand STC-7 zurückgesetzt ist, werden durch aufeinanderfolgende Ausgabetrani/^fbefehle die drei Bytes der Bezugsadresse in den Zwischenspeieher 52 gegeben. Gleichzeitig wird das als Folgezähler dienende Zustandsregister über die Zustände STC-7, S7C-8 und STC-9 in den Zustand STC-lO vorgerückt

Während des Zustands STC-10 werden aus dem Zwischenspeicher 52 bitseriell Daten durch ein Gatter 62 zum peripheren Gerät transferiert, nachdem der Zwischenspeicher 52 zunächst bezüglich seiner rechten Position eingestellt worden ist Die Ladeoperation des peripheren Geräts mit Daten von einer peripheren Steuereinheit wird in üblicher Weise ausgeführt und braucht daher im einzelnen nicht beschrieben zu werden.

Das Zustandsregister 50 bleibt während einer Schreiboperation im Zustand STC-10, bis der Hinweis im letzten Zeichen des Zwischenspeichers 52 festgestellt wird, der anzeigt, daß gerade das letzte Byte zum peri-J5 pheren Gerät transferiert wird. Wie es aus der Fig.5 hervorgeht, veranlaßt diese Bedingung, daß das Zustandsregister 50 in den Zustand STC-18 gesetzt wird, in dem die E/A-Steuereinheit bereit ist das erste Byte der Bezugsadresse im Zwischenspeicher 52 zurück zur Zentralcinheit zu übertragen. Drei aufeinanderfolgende Eingabetransfcrbefchle veranlassen, daß die drei Bytes der Bezugsadresse zur Zentraleinheil zurückgebracht werden und daß das Zustandsregister 50 in den Zustand STC-20 vorgerückt wird, in dem die E/A-Steuereinheit bereit ist, das erste Byte des Ergebnisdeskriptors vom Ergebniszustandsregister 90 zurück zur Zentraleinheit zu übertragen, und zwar in einer bereits beschriebenen Weise.

Aus der obigen Beschreibung geht die Arbeitsweise der E/A-Unteranlage hervor. Die Arbeitsweise der E/A-Steuereinrichtung erfolgt vollständig unter dem Einfluß des von der Zentraleinheit ausgeführten Programms (software). Die E/A-Steuereinheiten steuern lediglich den Transfer von Daten zwischen einem Zwischenspeieher in jeder Steuereinheit und dem zugeordneten peri pheren Gerät. Alle Transfers durch die E/A-Schnittstelle werden durch die Zentraleinheit gesteuert, und zwar mit Hilfe von Befehlen, die den E/A-Steuereinheiten von der Zentraleinheit zugeführt werden. Alle tatsächlichen Informationstransfers über den E/A-Bus finden nur aufgrund von einem von zwei MikroOperatoren statt, die von der Zentraleinheit ausgeführt werden. Wenn eine E/A-Steuereinheit eine Bedienung durch die Zentraleinheit anfordert, muß die Zentraleinheit die E/ A-Steuercinhcit mit einem Prüfbedicnungsanforderungsbcfehl abfragen. Dieser Befehl wird als Maskeninformation zur Zentraleinheit zurückgeschickt und bezeichnet jede der Steuereinheiten, die eine Bedienung

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anfordert.

Um es dem Programm zu ermöglichen, bezüglich des Zustands der E/A-Steuereinheiten auf dem laufenden zu bleiben, besteht eine der Maßnahmen darin, daß die Zustandsinfor.-nation während der Phase B jedes E/A-Zyklus zur Zentraleinheit zurückgesandt wird, wovon allerdings der Prüfbedienungsanforderungsbefehl ausgenommen ist. Die Zustandsinformation kann auch zu jedem Zeitpunkt aufgrund eines Prüfzustandsbefehls zur Zentraleinheit zurückgesandt werden. Dieser Befehl selbst beeinträchtigt nicht den Zustand der E/A-Steuereinheit Gleichzeitig kann der Zustand auch geprüft werden, und zwar dadurch, daß die E/A-Steuereinheit durch einen Lösch- und Priifzustandsbefehl gelöscht und in den Zustand STC-1 zurückgebracht wird.

Eine weitere Maßnahme besteht darin, daß die Bezugsadresse, die den E/A-Deskriptor im Speicher angibt und die vom Programm benutzt wird, um eine besondere E/A-Gperation einzuleiten, im Zwischenspeicher 52 der E/A-Steuereinheit gespeichert wird, während die E/A-Deskriptoroperation durch die E/A-Steuereinheit ausgeführt wird. Diese Bezugsadresse wird in die Zentraleinheit zurückgegeben, wenn die E/A-Operation beendet ist, und zwar gefolgt von der Ergebniszustandsinfoi iiation. Im Falle einer Schrciboperation werden die drei Bytes der Bezugsadresse in den Zwischenspeicher 52 transferiert, und zwar unmittelbar im Anschluß an den Transfer des letzten Datenbyte in den Zwischenspeicher 52. Wenn somit die Daten aus dem Zwischenspeicher 52 in das periphere Gerät geschoben werden, jo gelangen die drei Bytes der Bezugsadresse im Zwischenspeicher 52 ..ach rechts, so daß sie eine Position erreichen, von der sie aus dem Zwischenspeicher 52 am Ende der E/A-Operation in die Zentraleinheit zurückge-

bracht werden. )■>

Während der Lescopcration werden die Be/.ugs-

adreßbytes in den Zwischenspeicher 52 geschoben, bcvor von dem peripheren Gerät empfangene Datcnbytcs in den Zwischenspeicher 52 gegeben werden. Auf diese Weise werden die Bezugsadreßbytes zur Zentraleinheit w zurückgebracht, bevor die Datenbyies aus dem Zwischenspeicher 52 zur Zentraleinheit zurückgebracht werden. Die Rückkehr der Be/.ugsadrcssc zur Zentraleinheit ermöglicht es dieser, den E/A-Dcskripior im Speicher erneut zu lokalisieren, um von dem Deskriptor 4^r> die Speicheradreßinformation zu erhalten. Die Zcntraleinheit kann dann durch Befehl Daten von dem Steucreinheitzwischenspeicher in den Zwischcnspcichcrbereich des Hauptspeichers transferieren, um die Leseoperation zu vervollständigen. Die Zentraleinheit k.inn ί< > auch den Ergebnisdeskriptor in den Bcziigsadreßplat/ im Hauptspeicher bringen, um den jetzt ausgeführten E/A-Deskriptor zu ersetzen oder zu modifizieren.

Hierzu 4 Blau Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Datenverarbeitungsanlage mit einem Hauptspeicher und einer Zentraleinheit mit mehreren Registern,die untereinander sowie mit dem Hauptspeicher über einen mehrere parallele Leitungen umfassenden Datenbus verbunden sind, mit einem Steuerregister zum Speichern jeweils eines Befehls und zum Steuern der Datenübertragung zwischen den Registern und dem Hauptspeicher mittels Steuersignalen, die aus dem Steuerregister über einen Steuersignalbus abgegeben werden, mit einem Ein/Ausgabe-Bus, an den mehrere Ein/Ausgabe-Steucreinheiten angeschlossen sind, von denen jede mit wc- >.5 nigstens einem peripheren Ein/Ausgabe-Gerät verbunden ist, wobei der Ein/Ausgabe-Bus mit dem Datenbus über eine Ein/Ausgabe-Schnittstelle verbunden ist, die eine mit dem Steuersignalbus verbundene Steuerlogil'. aufweist, welche bei Empfang eines erste« Mikrobefehls aus dem Steuerregister einen parallelen Datenweg von einem der vom Mikrobefehl bezeichneten Register über den Datenbus zum lin/Ausgabe-Bus aufbaut und den Ein/Ausgabe-Steuereinheiten mittels eines ersten Steuersignals (CA) die Anwesenheit von Daten auf dem Ein/Ausgabe-Bus mitteilt und bei Empfang eines zweiten vorbestimmten Mikrobefehls aus dem Steuerregister einen Datenweg von dem Ein/Ausgabe-Bus zum Datenbus und einem der vom zweiten Mikrobefehl bezeichneten Register aufbaut und den Ein/ Ausgabe-Steuereinheiten die Anwesenheit von Daten auf dem Dstenbus mittels eines /.weilen Steuersignals (RC) mitteil;, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Ein/Ausgale-Sleucrcinhcitcn i*> (31,32)