DE2522796C2 - Kopplungsadapter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kopplungsadapter, welcher zwischen einem ersten Datenübertragungsweg und einem zweiten Datenübertragungsweg angeordnet ist, um zwischen dem ersten Datenübertragungsweg und dem zweiten Datenübertragungsweg Informationen zu übertragen, mit einer Mehrzahl von Eingangsklemmen für Auswahlsignale und Steuersignale, wobei die Auswahlcingangssignalc und die Steuereingangssignalc durch eine Schaltung erzeugt werden, welche mit dem Kopplungsadapter über den ersten Datenübertragungsweg kommuniziert, mit einer ersten Pufferschaltung, welche auf Steuersignale anspricht und mit dem ersten Datcnübertragungsweg verDünden ist, um von diesem Datenübertragungsweg Informationen zu empfangen und über diesen Datenübertragungsweg Informationen zu senden, und mit einer zweiten Pufferschaltung, weiche auf Auswahlsignale anspricht und mit dem zweiten Datenübertragungsweg verbunden ist, um von diesem Datenübertragungsweg Informationen zu empfangen und über diesen Datcnübertragungsweg Informationen zu senden.

Von ausschlaggebender Bedeutung ist beim Entwurf von Datcnvcrarbeilungssystcmen mit einem Mikroprozessor bzw. einer Mikrozcntralcinhcu <Jie Systemanordnung, welche für Einrichtungen erforderlich ist, welche viele verschiedene elektrische Sigualbedingungen haben, um Daten zu empfangen und zu übertragen. Es wäre ein Standardschema für die Trennstelle zwischen einer Kopplungsschaltung und dem System der Mikrozentralcinheit in der Weise erwünscht, daß für verschiedene Systemanwendungen keine Veränderung der Verdrahtung erforderlich wäre und ein Minimum an Drähten und Anschlüssen für die integrierte Schaltung ausreichen würde. Systeme mit einer Mikrozentraleinhcit können dafür erforderlich sein, in der Weise automatisch zu arbeiten, daß eine Unterbrechung im Betrieb aufgrund eines Nelzausfallcs oder einer anderen Störung im System überwunden werden kann, ohne daß vom Bedienungspersonal manuell eingegriffen wird.

Ein Kopplungsadapter der eingangs genannten Art ist bereits aus der US-Patentschrift 36 18 037 bekannt. Dieser Kopplungsadapter ist jedoch in seiner Flexibilität für verschiedene Systemanwendungen noch nicht befriedigend, da er insbesondere nicht die Möglichkeit eines Diiicniiiislaiisches /wischen RcgisK-rn innerhiilh der Kopplungsanordnung hielel.

Iu dem iilteren deutschen Patent P 25 22 748 Lsi ein Kopplungsadapter beschrieben, wobei sich jedoch die dort beanspruchte Erfindung im wesentlichen auf die besondere Betriebsweise einer periphercn Stcucrleitung im Zusammenhang mit dem Anschluß eines Prozessors und einer Kopplungseinrichtung innerhalb einer größeren Anordnung bezieht.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Kopplungsadapter der eingangs genannten Art zu schaffen, welcher sich durch besonders gute Flexibilität und Steuerbarkeit auszeichnet und zugleich die Möglichkeit bietet, mit Hufe von Steuerregistern, die programmgesteuert verändert werden können, einen Datenaustausch zwischen Registern innerhalb der Kopplungseinrichtung vorzunehmen.

Erfindungs^tmäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß eine Auswahl- und Steuereinrichtung vorgesehen ist, welche auf die Auswahleingangssignale und die Steuereingangssignale anspricht, um eine Mehrzahl von codierten Auswahl- und Steuersignalen zu erzeugen, daß weiterhin eine Datenübertragungsstufe vorgesehen ist, welche mit der ersten und der zweiten Pufferschaltung verbunden ist, um eine Informationsübertragung zwischen der ersten und der zweiten Pufferschaltung herbeizuführen, und daß ein auf ein codiertes, aus einem der Auswahleingangssignale abgeleitetes Auswahlsignal ansprechendes und mit der Datenübertragungsstufe verbundenes Steuerregister vorhanden ist, welches dazu dient, in Reaktion auf ein einen SchreiLrfnodus bezeichnendes, codiertes, aus einem der Steuereingangssignale abgeleitetes Steuersignal eine Steuerinformation von der ersten Pufferschaltung zu empfangen und zu speichern sowie dazu, in Reaktion auf ein einen Lesemodus bezeichnendes, codiertes, aus dem einen Steuereingangssignal abgeleitetes Steuersignal den Inhalt des Steuerregisters an die erste Pufferschaltung zu übertragen.

Mit der Erfindung wird somit ein Kopplungsadapter geschaffen, bei dem über codierte Auswahl- und Steuersignale ein flexibler Datenaustausch zwischen den Pufferschaitungen des Adapters in beiden Richtungen möglich ist. Ausgestaltungen dieses Kopplungsadapters sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt

F i g. 1 ein allgemeines Blockdiagramm, welches die logische Organisation eines Kopplungsadapters darstellt, und

F i g. 2 ein detailliertes Blockdiagramm, eines Peripherie-Koppiungsadapiers, weiches alle funkiioneiien Bauelemente und deren Schaltung darstellt.

Die Fig. 1 gibt ein aligemeines Biockdiagramm eines Kopplungsadapters. Der Kopplungsadapter 8Mist derart aufgebaut, daß er an ein (nicht dargestelltes) Datenverarbeitungssystem über einen Systcmadressen-Datenübertragungsweg 5M und über einen in beiden Richtungen arbeitenden Datenübertragungsweg 6M angeschlossen ist. Diese Datenübertragungswege sind an die Eingangslogikschaltung \M angeschlossen. Diese Eingangslogikschaltung enthält eine Adressenauswahlschaltung, welche bestimmt, wann der Kopplungsadapter ausgewählt ist, und weiterhin eine Daieneingabelo-2ik sowie eine Speicherschaltung zur Aufnahme von Daten, von dem System-Datenübertragungsweg, um eine vorübergehende Speicherung für die Daten zu liefern und die Daten den anderen Logikelementen in dem Kopplungsadapter zuzuführen. Die Zuführung und die Abführung von Daten zu der Eingangslogik und von der Eingangslogik erfolgt unter der Steuerung der Steuerlogikschaltung 2M.

Die Steuerlogikschaltung 2M hat die Fähigkeit, spezifizierte Daten von dem Datenverarbeitungssystem über den Datenübertragunijsweg 9M der Steuerregisterschaltung 3M zuzuführen. Sobald diese Information in dem Steuerregister gespeichert ist, kann dieses über den Datenübertragungsweg 1OM eine Logikinformation zurückgeben. Diese Information über den logischen Zustand kann dazu verwendet werden, die logische Struktur der Steuerlogikschaltung 2M derart zu verändern, daß der Dateninhalt des Steuerregisters 3M die kombinatorischen oder die sequentiellen logischen Funktionen der Steuerlogik verändert. Somit ermöglicht es die Verwendung des Steuerregisters, die logischen Funktionen des Kopplungsadapters programmgesteuert wieder

to herzustellen, da das Programm des Datenverarbeitungssystems dazu verwendet werden kann, die erforderliche Datenfoige über den Datenübertragungsweg 6Mdes Systems dem Kopplungsadapter zuzuleiten. Die Steuerlogikschaltung 2M überträgt auch Daten zu der Ausgangslogikschaltung 4M und empfängt Daten von dort, und zwar über die Datenwege YiM bzw. 14M Die Ausgangslogikschaltung 4M enthfJt die Kopplungsschaltung und die erforderlichen Pufferspeicher, welche zur vorübergehenden Datenspeicherung dazu verwendet werden, eine Verbindung mit .'ficht dargestellten) externen Peripherieeinricniungen hcrz'isieüen, welche zum Verkehr mit dem Datenverarbeitungssystem benötigt wird. Diese Verbindung wird über den in zwei Richtungen arbeitenden Peripherie-Datenübertragungsweg 7Mge?chaltet.

Ein Befehlssatz des Datenverarbeitungssystems ermöglicht die Steuerregisterspeicherung und die entsprechende Wiedereinstellung der Kopplungsadapterlogik unter Programmsteuerung, und zwar sowohl während der Systemaktivierungsfolgen al;; auch während verschiedener Zeiten in der normalen Datenübertragungsfolge einer vorgegebenen peripheren Einheit Die Wiedereinstellung der Kopplungsadapterlogik nach diesem Konzept bietet beim Entwurf eines Datensystems eine außerordentlich gute Flexibilität. Beispielsweise ermöglicht dieses Konzept eine Adressenexpansion in bezug auf die Auswahl von peripheren Einheiten für Peripherie-Eingabe-Ausgabe-Leitungtn, weil nämlich Teile der Information, welche in dem Steuerregister gespeichert ist, der Definition von expandierten Adresse.istellen anderer Register zugeordnet werden kann, die in dem Steuerteil des Kopplungsadapters liegen. In ähnlicher Weise kann die Struktur der Steuerlogik des Kopplungsadapters vom Programmierer wahlweise geändert werden, und zwar sowohl im Hinblick auf die kombinatorischen Logikcharakteristika als auch auf die sequentiellen Logikcharakteristika, wie es durch den Programmablauf erforderlich ist, unter Berücksichtigungeinerspeziellen Kombination von peripheren Einheiten. Beispielsweise können die Peripherie-Kopplungsanschlüsse (äußere Leitungsverbindungen) des Kopplungsadapters zu einer beliebigen, vom Programmie; .r wählbaren Zeit als Ausgangsanschlüsse oder als Eingangsanschlüsse festgelegt werden. Das Konzept bietet eine große Anzahl von Möglichkeiten zur Ausübung von Steuerfunktionen.

In neuerdings entwickelten Mikroprozessorsystemen bzw. MikroZentraleinheiten, die in ihrer gerätetechnischen Ausführungsform eine Familie von monolithisehen integrierten Schaltungen verwenden, müssen Schaltungen vorgesehen werden, um eine Kopplung mit einer pheripheren Einheit herzustellen, welche eine Mikrozentraleinheitenschaltung zu bedienen hat. Ein Kopplungsadapter, welcher speziell derart ausgelegt ist,

b5 daß er diese Anforderung in einem kürzlich entwickelten Mikrozentraleinheitensystem erfüllt, wird nachfolgend beschrieben.

Der Kopplungsadapter stellt eine Einheit dar, welche

dazu in der Lage ist, eine große Vielfalt von peripheren Einheiten an eine MikroZentraleinheit anzuschließen. Diese bevorzugte Ausführungsform ist dazu in der L».-ge. die MikroZentraleinheit über zwei Acht-Bit-Peripherie-Datenübertragungswege, die in zwei Richtungen arbeiten, und vier Steuerleitungen mit peripheren Einheilen zu koppeln. Es ist keine externe Logik erforderlich, um die meisten peripheren Einheiten anzukoppeln.

Die funktionell Konfiguration des Kopplungsadapters wird während des Systembetriebes durch die Mikrozentraleinheit programmiert. Jede der Periphericdatenleitungen kann derart programmiert werden, daß sie entweder als Eingang oder als Ausgang arbeitet, und jede der vier Steuer/Unterbrechungsleitungen kann in einem bestimmten Steuermodus programmiert werden, der aus mehreren Möglichkeiten ausgewählt ist. Dies führt zu einem hohen Maß an Flexibilität in der Gesamtarbeitsweise der Kopplungseinrichtung.

Die F i g. 2 ist ein Blockdiagramm einer bevorzugten Ausführungsforrr. des Kopplungsadapters gemäß der Erfindung. Der Kopplungsadapter 10 weist eine Steuerschaltung, eine Mehrzahl von Registern, eine Datenpufferschaltung, eine Peripherie-Kopplungsschaltung und drei interne Datenübertragungswege auf (einen Eingabeübertragungsweg, einen Ausgabeübertragungsweg und einen Steuerübertragungsweg) und es sind weiterhin ein Mikrozentraleinheit-Datenübertragungsweg (DO— D7) sowie ein Peripherie-Datenübertragungsweg A(PAO-PA 7) sowie ein Peripherie-Datenübertragungsweg B (PB 0 — PB 7) vorhanden. Der Eingangsdatenübertragungsweg und der Ausgangsdatenübertragungsweg haben jeweils eine Mehrzahl von Leitern. Der Steuerdatenübertragungsweg weist eine Mehrzahl von Steuersignalleitern auf, welche die Kopplungsschaltung zwischen den verschiedenen Datenübertragungswegen und Registern aktivieren.

Der Kopplungsadapter 10 weist einen Mikrozentraieinheit-Datenübertragungsweg 13 und acht Datenübertragungsweg-Pufferschaltungen 15 auf. Die Datenübertragungsweg-Pufferschaltung 15 ist mit dem Ausgabeübertragungsweg 18 und mittels der Leiter 14 mit dem Eingaberegister 12 gekoppelt, welches seinerseits mit dem Eingabeübertragungsweg 16 und mit den Steuerleitern 17 gekoppelt ist. Die Steuerleiter 17 werden durch eine Chipauswahlschaltung bzw. Mikrobausteineauswahlschaltung und eine Lese/Schreib-Steuerschaltung 11 gesteuert mit welchen sie gekoppelt sind, wobei die Eingänge der Leiter mit CS1 (Chipauswahl 1), CSZ CTJ, RSO, RS1 (Registerauswahl). K/>y(LesenySchreiben), E (Aktivieren) und RS (Rückstellen) bezeichnet sind. Der Kopplungsadapter 10 weist weiterhin Steuerregister 21 und 24 auf, von denen jedes mit dem Eingangsdatenübertragungsweg 16, dem Ausgangsdatenübertragungsweg 18 und bestimmten Steuerleitern 17 verbunden ist. Das Steuerregister 21 ist Ober Leiter 35 mit einer Unterbrechungs/Statussteuerschaltung 25 verbunden, welche mit den Leitern 26 gekoppelt ist, unter der Bezeichnung IRQA, und weiterhin mit den Leitern 26' und 26", und zwar jeweils unter der Bezeichnung CA 1 und CA Z IRQA ist eine Abkürzung zur Bezeichnung einer Unterbrechungsanforderung für den Registerabschnitt A. Das Steuerregister 21 ist auch über den Leiter 19 mit dem Eingabe/Ausgabe-Datenrichtungsregister 27 verbunden. Das Eingabe/Ausgabe-Datenrichtungsregister 27 ist auch mit dem Ausgabedatenübertragungsweg 18. mit dem Eingabedatenübertragungsweg 16 und mit den Steuerleitern 17 verbunden und ist weiterhin über Leiter 32 mit den Peripherie- Kopplungspufferspeichern 28 verbunden, die jeweils mit den Leitern des Peripheriedatenregisters 22 und dem Ausgangsdatenübertragungsweg 18 verbunden sind. Das Datenregister 22 ist auch mit den Steuerleitern ο 17 und dem Eingabedatenübertragungsweg 16 verbunden.

Das Steuerregister 24, das Datenregister 23, die Periphcric-Kopplungspuffcrschaltung 30, das Eingabe/Ausgabe-Datenrichtungsregister 34 und die Unterbre- chung/Statussteuerschaltung 37 sind in einer Weise geschaltet, welche den entsprechenden oben beschriebenen Schaltungsteilcn ähnlich ist. Das Datenregister 23 ist mit dem Eingangsdatenübertragungsweg 16, mit den Steucrleitern 17 und mit der Pcripheriekopplungsein-

I¹J heil der Schaltung 30 verbunden, welche ihrerseits mit den externen Periphericdatenkopplungslcitern B verbunden ist, welche mit 31 bezeichnet sind, und weiterhin mit dem AusgangsdatenUbcrtragungsweg 18 und dem Eingabc/Ausgabe-Datenrichtungsregister JA. Das Ein gäbe/Ausgabe-Datenrichtungsregister 34 ist mit be stimmten Steuerleitern 17 verbunden, weiterhin mit dem EingabedatCiiübertragungsweg 16 und mit dem Ausgabedatenübertragungsweg 18. Das Steuerregister 24 ist mit dem Eingabedatenübertragungsweg 16, mit bestimmten Steuerleitern 17, mit dem Ausgabedatcnübertrajungsweg 18 und dem Leiter 20 gekoppelt, wobei der letztere auch mit dem Eingabe/Ausgabe-Datenrichtungsrcgistcr 34 gekoppelt ist. Das Steuerregister 24 ist auch über Leiter 36 mit der Unterbrechung/Status steuerschaltung 37 verbunden, welche mit den Leitern CB 1. Cß 2 und dem !RQB- Leiter 38 verbunden ist.

Wenn die Schaltung des Kopplungsadapters gemäß Fig.2 die erforderliche Adresse, die notwendigen Daten, sowie die Steuer- und Zeittaktsteuerverbindungen für eine MikroZentraleinheit geliefert hat und mit einer oder mit mehreren peripheren Einheiten verbunden ist, so erfüllt die sich daraus ergebende Fähigkeit für den Funktionsablauf, welcher programmgesteuert veränderbar ist, die Erfordernisse einer großen Vielfalt von verschiedenen peripheren Einrichtungen (d. h. Anzeigeeinheiten, Tastaturen, industrielle Prozeßsteuergerätc usw.). Die Festlegung zulässiger Konfigurationen und die interne Steuerung, welche durch die Funktionselemente gemäß Fig.2 gewährleistet werden, werden nachfolgend erläutert

Sechs Stellen in dem Kopplungsadapter sind für den Datenübertragungsweg der MikroZentraleinheit zugänglich, einschließlich von zwei Peripherie-Kopplungspufferspeichern 28 und 30, zwei Eingabe/Ausgabeso Datenrichtungsregistern 27 und 34 und zwei Steuer-egistern 21 und 24. Die Auswahl dieser Stellen wird durch die Eingänge RSO und RSi zusammen mit Bit 2 im entsprechenden Steuerregister gesteuert

Ein Rückstellimpuls, welcher an den Eingang 7?3 ge-

legt wird, hat die Wirkung, alle Register des Kopplungsadapters auf Null zurückzustellen. Dadurch werden PAO-PA 7. PBO-PB 7, CA 2 und CS 2 als Eingänge eingestellt und alle Unterbrechungen werden abgeschaltet. Die Konfiguration für den Kopplungsadapter wird während des Programms für das erneute Starten aufgebaut, welches auf den Rückstellimpuls folgt Die Einzelheiten möglicher Konfigurationen der Eingabe/ Ausgabe-Datenrichtungsregister 27 und 34 und der Steuerregister 21 bzw. 24 sind folgende:

Die zwei Eingabe/Ausgabe-Daienrichiungsregister ermöglichen es der Mikrozentraleinheit die Richtung der Daten durch jede entsprechende Peripheriedatenleitung zu steuern. Ein Datenrichtungsregisterbit wel-

ches auf eine logische »Null« gesetzt wird, legt die entsprechende Pcripheriedalcnlcitung als einen Eingang fest. Eine »1« hgt die Pcripheriedatenleitung als einen Ausgang fest.

Die zwei Steuerregister 21 und 23 gestatten es der Mikrozentraleinhcit, die Arbeitsweise der vier Peripheric>Hierleiiungen CA 1, CA 2, CB 1 und CB 2 zu steuern. V/citerhin gestatten sieder Mikrozcntraleinhcit.dic Unterbrechungsmarkierungen zu aktivieren. Die Bits 0 bis 5 der zwei Register können von de" Mikrozentraleinheil eingeschrieben oder gelesen werden, wenn die entsprechenden geeigneten Chip-Auswahl- und Registerauswahlsignale angelegt sind. Die Bits 6 und 7 der zwei Register werden nur gelesen und werden durch externe Unterbrechungen modifiziert, welche auf den Steuerleitungen CA 1, CA 2, CSl oder CB 2 ankommen.

Die funktionale Definition der SicwrpgkicrhiK ist folgende: Das Bit 2 in jedem Steuerregister 21 und 23 ermöglicht die Auswahl von entweder einem Peripheric-Kopplungsregister oder dem Eingabc/Ausgabe-Steuerregister, wenn die entsprechenden geeigneten Registerauswahlsignale an RSO und RS 1 gelegt sind. Die vier Unterbrechungsmarkierungsbits AC-6. AC-T. BCS und BC-I werden dadurch gesetzt, daß aktive Übergänge der Signale auf den vier Unterbrechung/Peripherie-Statusleitungen auftreten, wenn diese Leitungen als Unterbrechungsleitungen programmiert sind. Diese Bits können nicht direkt von dem Mikrozentraleir /leiten-Datenübertragungsweg gesetzt werden, und sie werden indirekt durch eine Operation »Lesen periphere Daten« der MikroZentraleinheit in dem entsprechenden Teil zurückgestellt. Die zwei Bits mit dem geringsten Stellenwert des Steuerregisters werden dazu verwendet, die Unterbrechungsleitungen CA 1 und CB 1 zu steuern. Die Bits ^C-O und BC-O werden dazu verwendet, jeweils die Unterbrechungssignale IRQA und IRQB der MikroZentraleinheit zu aktivieren. Die Bits AC-\ und BC-\ bestimmen den aktiven Übergang der Unterbrechungseingangssignale CA 1 und CB 1.

Die Bits AC-X AC-A, AC-5. BC-X BC-A und BC-5 der zwei Steuerregister 21 und 23 werden dazu verwendet, die Periphcrie-Steuerlcitungen CA 2 und CB 2 zu steuern. Diese Bits bestimmen, ob die Steuerleitungen ein Unterbrechungseingangs- oder ein Ausgangssteuersignal führen. Wenn das Bit AC-5 (BC-5) tief liegt, so ist CA 2 (CB 2) eine Unterbrechungsleitung, und zwar mit funktionellen Anforderungen, welche ähnlich sind wie bei CA 1 (CBi). Wenn AC-5 (BC-5) hoch liegt, wird CA 2 (CB 2) zu einem Ausgangssignal, welches dazu verwendet werden kann, Peripheriedatenübertragungen zu steuern. Im Ausgangsmodus haben CA 2 und CB 2 leicht unterschiedliche Charakteristika. Im Ausgabemodus wird der tiefgelegle Zustand von CA 2 (CB 2) durch einen Lesevorgang oder einen Schreibvorgang der MikroZentraleinheit aufgebaut, während der hochgelegte Zustand durch einen aktiven Übergang von CA 1 (CBi) und von einem Impulsübergang E oder durch einen Schreibvorgang der MikroZentraleinheit bestimmt werden kann.

Die F i g. 2 zeigt auch die verschiedenen erforderlichen externen elektrischen Signalleitungen. Diese Signalleitungen gehören entweder zu der Kategorie vom Peripherie-Richtungsadapter zu der Mikrozentraleinheit oder von dem Kopplungsadapter zu einer peripheren Einheit Diese Leitungen arbeiten folgendermaßen: Die Kopplungen zwischen dem Kopplungsadapter und der MikroZentraleinheit arbeiten mit einem Acht-Bit-Zwcirichliings-Datcnübcrlriigungswcg, mit drei Chip-AuswahüciUingen, mit zwei Regisierauswahlleilungen. mit zwei Unterbrechungsanforderungsleitungen, mit einer Lesc/Schreib-Leitung. mit einer Aktivierungsleilung und mit einer Rückstelleitung. Diese Signale gestaticn es der Mikrozentraleinhcit, daß sie eine vollständige Steuerung über den Peripherie-Kopplungsadapter hat. Die Zweirichtungs-Datcnlcilungen (DQ-Dl) gestaticn die Übertragung von Daten zwischen der Mikrozentraleinhcit und dem Kopplungsadapter. Die Datenüberiragungsweg-Ausgangstreiber sind Einrichtungen mit drei Zuständen, welche im Zustand hoher Impedanz (abgeschaltet) bleiben, außer dann, wenn die Mikrozcntraleinheit einen Kopplungsadapter-Lesevorgang ausführt. Die Lese/Schreib-Leitung ist im Lesezustand (hochgelegt), wenn der Peripherie-Richtungsadapter für einen Lesevorgang ausgewählt ist.

P.in Aktivienmgsimnuls Eist das einzige Zeitsteuersignal, welches dem Kopplungsadapter zugeführt wird.

2« Die Zeitsteuerung aller anderen Signale wird auf jeweils die Vorderflanke und die Rückflanke des Impulses E bezogen Im normalen Betrieb mit dem Mikroprozessor bzw. der MikroZentraleinheit ist diese Eingabe ein Signal für eine gültige Speicheradresse der Mikrozentraleinheit (mit VMA bezeichnet), welches mit der Zeittaktsteuerung der Phase 2 (VMA. 02) durch eine logische Addition verknüpft ist. Dieses Lese/Schreib-Signal des Kopplungsadapters wird durch die MikroZentraleinheit erzeugt, um die Richtung der Datenübertragungen auf dem Datenübertragungsweg zu steuern. Ein tiefgelegter Zustand auf der Lese/Schreib-Leitung des Kopplungsadapters aktiviert die Eingangspufferspeicher, und es werden auf das Signal E Daten von der Mikrozentralcinheit auf den Kopplungsadapter übertragen, wenn diese Einheit ausgewählt ist. Ein hochgelegter Zustand auf der Lese/Schreib-Leitung setzt den Kopplungsadapter in die Lage, daß Daten auf den Datenübertragungsweg übertragen werden. Die Kopplungsadapter-Ausgangspufferspeichcr werden aktiviert, wenn die entsprechende Adresse und der Aktivierungsimpuls E vorhanden sind.

Die aktive, liefgelegte Leitung RES wird verwendet, um alle Registerbits in dem Kopplungsadapter auf einen logischen Zustand Null zurückzusetzen (tiefgelegt). Diese Leitung kann während der Systemoperation als eine Energieeinschaltrückstellung und als eine Hauptrückstellung verwendet werden.

Die drei Kopplungsadapter-Chip-Auswahleingangssignale CSi, CS 2 und CS 3 werden dazu verwendet,

so den Peripherie-Richtungskoppler auszuwählen. CSl und CS 2 müssen hoch liegen, und CS 3 muß tief liegen, um die Einrichtung auszuwählen. Datenübertragungen werden dann unter der Steuerung der Aktivierungs- und der Lese-Schreib-Signale ausgeführt. Die Chip-Auswahlieitungen müssen für die Dauer des Impulses E stabil bleiben.

Die zwei Registerauswahlleitungen RSO und RSi werden dazu verwendet, die verschiedenen Register in dem Kopplungsadapter auszuwählen. Diese zwei Leitungen werden in Verbindung mit dem internen Steuerregister dazu verwendet, ein bestimmtes Register auszuwählen, in welches eingeschrieben werden soll oder aus welchem ausgelesen werden soll. Die Registerauswahlleitungen sollten während der Dauer des Impulses E stabil sein, während ein Lese- oder ein Schreibzyklus abläuft.

Die aktiven tiefgelegten Unterbrechungsanforderungsleitungen (IRQA und IRQB) dienen dazu, die Mi-

krozentraleinheit entweder direkt oder über cine Unterbrechungsprioritätsschaltung zu unterbrechen. Diese Leitungen entsprechen einer »offenen Quelle« (keine Lasteinrichtung auf dem Chip bzw. dem Mikrobaustein), und sie sind dazu in der Lage, einen Strom von 1,6 Milliampere von einer externen Quelle aufzunehmen. Dies gestattet allen Unterbrechungsanfordcrungsleitungen, daß sie irveiner verdrahteten ODER-Konfiguralion zusammengefaßt sind.

Jede periphere Unterbrechungsleitung hat zwei interne Unterbrechungsmarkierungsbits, welche die entsprechende Unterbrechungsanforderungsleitung (IRQA oder IRQB) dazu bringen, daß sie tiefgclcgt wird, jedes Markierungsbit ist einer entsprechenden peripheren Unterbrechungsleitung zugeordnet. Weiterhin dienen vier Unterbrechungsaktivierungsbits in dem Kopplungsadapter dazu, eine bestimmte Unterbrechung von einer peripheren Einheit zu sperren. Die Bedienung einer Unterbrechung durch die Mikrozentraieinheit erfolgt durch eine Programmroutine, welche mit Priorität nacheinander die zwei Steuerregister in jedem Kopplungsadapter im Hinblick auf eventuell gesetzte Unterbrechungsmarkierungsbits liest und prüft. Die Unterbrechungsmarkierung wird gelöscht (auf Null gesetzt), wenn ein Vorgang »Lesen periphere Daten« in der Mikrozentraleinheii abläuft.

Der Kopplungsadapter liefert zwei Acht-Bit-Zweirichtungsdatenübertragungswege und vier Unterbrechung/Steuerleitungen zur Kopplung mit peripheren Einheiten.

jede der peripheren Datenleitungen des Teils A kann derart programmiert werden, daß sie als Eingang oder als Ausgang dient. Dies erfolgt dadurch, daß eine »1« in dem entsprechenden Eingabe/Ausgabe- Datenrichtungsregisterbit gesetzt wird, und zwar für solche Leitungen, welche als Ausgang dienen sollen. Eine »0« in einem Bit des Eingabc/Äusgabe-Daieririchiungsregisters bewirkt, daß die entsprechende Peripheriedatenleitung als Eingang arbeitet. Während eines Vorganges der Mikrozentraieinheit »Lesen periphere Daten« erscheinen die Daten auf den peripheren Leitungen, welche als Eingänge programmiert sind, direkt auf den entsprechenden Datenübertragungsleitungen der MikroZentraleinheit.

Die Daten in dem Peripherie-Kopplungsrcgister A erscheinen auf den Datenleitungen, welche als Ausgänge programmiert sind. Eine logische »I«, welche in das Register eingeschrieben ist. bewirkt, daß die entsprechende Leitung hoch gelegt wird, während eine »0« zu dem Ergebnis führt, daß diese Leitung tief gelegt wird. Daten in dem Peripherie-Kopplungsregistcr A können durch einen Vorgang der Mikrozentraieinheit »Lesen periphere Daten A« gelesen werden, wenn die entsprechenden Leitungen als Ausgänge programmiert sind.

Die peripheren Datenleitungen PBO- PB 7 im Teil S des Kopplungsadapters können so programmiert werden, daß sie entweder als Eingänge oder als Ausgänge arbeiten, und zwar ähnlich wie bei PA 0—PA 7. Jedoch unterscheiden sich die Ausgangspufferspeichcr, welche diese Leitungen treiben, von denjenigen, welche die Leitungen PA 0— PA 7 treiben. Sie können drei Zustände annehmen, wodurch es ihnen gestattet wird, in einen Zustand hoher Impedanz umgeschaltet zu werden, wenn die periphere Datenlcitung als Eingang verwendet wird.

Die peripheren Eingangsleitungen CA ί Und CB1 sind ausschließlich Eingangsleitungen, weiche die Unterbrecf.ungsmarkierungen der Steuerregister setzen.

Der aktive Obeying für diese Signale wird ebenfalls durch die zwei Steuerregister programmiert.

Die periphere Steiicrlcitting CA 2 kann so programmiert werden, daß sie als Unterbrechungscingang oder als peripherer Stcuerausgang arbeitet. Die Funktion dieser Signallcitung als Eingang oder als Ausgang wird bei einem Steuerregister A programmiert.

Die periphere Stcuerleitung CS 2 kann auch so programmiert werden, daß sie eine Unterbrechungseingangs- oder als periphere Stcucrausgangsleitung wirkt. Die Funktion dieser Signallcitung als Eingang oder als Ausgang wird durch das Steuerregister B programmiert.

Die F i g. 2 zeigt auch das Eingaberegister 12 und das 4-Slcuerregistcr 21. Die Funktion des /4-Stcucrreg!- sters 21 besteht darin, der Mikrozentraieinheit zu gestatten, den Betrieb der peripheren Steucrlciiungcn CA 1 und CA 2 zu steuern und die Überwachungsunterbrechungssignaie zu aktivieren.

Das Steuerregister 21 besteht aus acht Registerstufen AC0—AC7. Die Funktion des Steuerregisters 24 besteht darin, der Mikrozentraieinheit die Steuerung der Arbeitsweise der peripheren Steuerleilungep. CB 1 und Cß2 zu gestatten sowie die Unterbrechungen zu aktivieren und zu überwachen. Das Steuerregister 24 enthält auch eine Stufe (CB 2). welche den Zugang zu Ein/ Ausgabe-Dalcnrichtungsregistcr steuert.

Wie oben bei der Beschreibung der funktionalen Arbeitsweise erläutert wurde, speichert das Datenregister

jo 22 Ausgangsdaten von der Mikrozcntraleinheii. Diese Daten erscheinen auf der entsprechenden peripheren Datcnleitung. wenn diese Leitung so programmiert ist. daß sie als Ausgang arbeitet. Die Funktion des Datenrichtungsrcgistcrs 27 besteht darin, für jede der pcriphe-

j5 ren Datenlcilungen die Möglichkeit zu schaffen, daß sie derart programmiert werden kann, daß sie entweder als

i?: ι -ι- λ..-— «— «-w_A:*_Ai

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einer »1« in eine vorgegebene Eingabe/Ausgabe-Steuerregisterstufe programmiert die entsprechende periphere Datcnleitung als Ausgang. In ähnlicher Weise programmiert das Einschreiben einer »0« die periphere Datcnleitung als Eingang. Die 16 Leiter des Eingangsdatenübertragungsweges 16 bilden den Datencingang für beide Register.

■r. Die Fig. 2 zeigt auch den ß-Pcripherie-Kopplungs· puffer 30 und den ß-Pcripheric-Datenübcrtragungsweg 31, welche derart arbeiten, daß die Übertragung von Daten in zwei Richtungen zwischen dem Teil »3« des Peripherie-Kopplungsadapters und der zugehörigen

w peripheren Einheit ermöglicht werden.

Der Kopplungspuffcr30 besteht aus acht identischen logischen Schaltungen. Jede Schaltung hat einen Eingangsleiter von der Gruppe der acht Leiter, welcher mit dem Datenrichtungsregistcr verbunden ist. Ein logisches Signal auf dem Eingabcleiter legt die Richtung des Datenflusses für die Kopplungspufferschaltung fest. Eine logische »1« auf dem Leiter legt die Richtung des Datenflusses von der Pufferschaltung zu dem peripheren Leiter fest. In umgekehrter Weise legt eine logische

w) »0« auf dem Leiter die Richtung des Datenflusses von dem Leiter zu der Kopplungspuffcrschaltung fest.

Die Arbeitsweise der übrigen sieben Pufferschallungen ist genau dieselbe wie bei der oben beschriebenen Anordnung. Der logische Zustand, wie er auf den acht

es Leitern vorliegt, kann als Kontrollrcgistcr-aWort« angesehen werden, welches die »Datenrichtung« für jeden Leiter des ß-Peripheric-Datenübertragungsweges 31 festlegt.

11

Es ist wesentlich festzustellen, daß die logische »0« oder »I« auf dem Leiter einer beliebigen vorgegebenen Puffcrschaltung unabhängig von den anderen Pufferschaltungen ist. Somit kann der Ö-Peripherie-Kopplungspuffer 30 derart »programmiert« sein, daß eine ·> beliebige Kombination von Eingangsdatenübertragungsweglcitern und Ausgangsdaienübertragungswegleitern gleichzeitig gebildet wird.

Die Fig. 2 zeigt auch den /\-Peripherie-Kopplungspuffer 28 und die acht Pcripherie-Kopplungsdatcnübertragungswcge 29. welche in der Weise arbeiten, daß sie die Datenübertragung in zwei Richtungen zwischen dem Teil »/W des Kopplungsadapters und der zugehörigen periphtran Einheit ermöglichen. Der /4-Peripheric-Kopplungspuffer 28 besteht aus acht identischen Pufferschaltungen. Jede Pufferschaltung enthält eine Anordnung zur Übertragung von Daten von der Datcn- und der Stcuerregisterschaltung zu einer peripheren Einheit über den A-Pcripherie-Datenübertragungsweg 29. Jede Pu'ferschaltung enthält auch eine Anordnung zur Übertragung von Daten von dem 4-Peripherie-Datenübertragungsweg 29 zu der Datenregisierschaltung. Die Fig. 2 zeigt auch die ß-Unterbrechung/Statussteuer-Logik 37, welche aus einer »Cß2«-Flankenabtastschaltung einer CB 2-Ausgangsschaltung, einer CB I-Flankenabtastschaltung und einer /fl(?ß-Logikschaltung besteht. Die ß-Unterbrechung/Stcuerstatus-Logik ist mit drei externen Signalieitungen verbunden. Wie oben bei der Arbeitsweise des Kopplungsadapter ßereits erläutert wurde, ist der Leiter CB 1 eine Unterbrechungseingangsleitung, welche Unterbrechungssignale von der zugehörigen peripheren Einheit zu dem Kopplungsadapter überträgt. Der Leiter CÖ2 ist eine periphere Steuersignalleitung, welche derart programmiert werden kann, daß sie als Unterbrechungseingang von der zugehörigen peripheren Einheit oder als peripherer Steuerausgang zu der entsprechenden peripheren Einheit dient. Der Leiter IRQB ist eine Unterbrechungsanforderungs-Signalleitung, welche ein »Unterbrechungsanforderung« von dem Kopplungsadapter zu der MikroZentraleinheit überträgt.

Die Funktion der Abtastschaltung für die zwei Flanken besteht darin, entweder positiv verlaufende Übergänge, negativ verlaufende Übergänge oder einen Gleichspannungspegel als den »aktiven« Signalzusland zu ermitteln, welcher von der zugehörigen peripheren Einheit übertragen wird. Die Definition, welcher Signalzustand »aktiv« ist, wird durch Verbindungen mit dem ß-Steuerregister geliefert, dessen Inhalt programmgesteuert verändert werden kann.

Die Fig.2 zeigt auch die Chip-Auswahl und Lese/ Schreib-Steuerlogikschaltung 11. Es werden zwei Registerauswahlleitungen, die mit dem Adressenübertragungsweg der MikroZentraleinheit verbunden sind, sowie Bit 2 des A- oder des ß-Steuerregisters als Grundinformation zur Auswahl der verschiedenen Register in dem Kopplungsadapter verwendet

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen 60

65

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Kopplungsadapter, welcher zwischen einem ersten Datenübertragungsweg und einem zweiten Datenübenragungswcg angeordnet ist, um zwischen dem ersten Datenübertragungsweg und dem zweiten Datenübertragungsweg Informationen zu übertragen, mit einer Mehrzahl von Eingangsklemmen für Auswahlsignale und Steuersignale, wobei die Auswahleingangssignale und die Steuereingangssignale durch eine Schaltung erzeugt werden, welche mit dem Kopplungsadapter über den ersten Datenübertragungsweg kommuniziert, mit einer ersten Pufferschaltung, welche auf Steuersignale anspricht und mit dem ersten Datenübertragungsweg verbunden ist, um von diesem Datenübertragungsweg Informationen zu empfangen und über diesen Datenübertragungsweg Informationen zu senden, und mit einer zweiten Pufferschaltung, welche auf Auswahlsignale anspricht und mit dem zweiten Datenübertragungsweg verbunden ist, um von diesem Datenübertragungsweg Informationen zu empfangen und über diesen Datenübertragungsweg Informationen zu senden, dadurch gekennzeichnet, daß eine Auswahl- und Steuereinrichtung (11) vorgesehen ist, welche auf die Auswahleingangssignale CCSl. CS2. CS3. RSO. RS1) und die Steuereingangssignale (R/W, E RS) anspricht, um eine Mehrzahl von codierten Auswahl- und Steuersignalen zu jo erzeugen, dad weiterhin eine Datenüberlragungsstufe (12; 22 bzw. 23) vorgesehen ist, welche mit der ersten (15) und der zweiten Pufferschaltung (28 bzw. 30) verbunden ist, um eine tnfor ationsübcrtragung zwischen der ersten und der zweiten Pufferschal- η tung herbeizuführen, und daß ein auf ein codiertes, aus einem der Auswahleingangssignale (RSO bzw. RS1) abgeleitetes Auswahlsignal ansprechendes und mit der Datenübertragungsstufe (12; 22 bzw. 23) verbundenes Steuerregister (21 bzw. 24) vorhanden -40 ist, welches dazu dient, in Reaktion auf ein einen Schreibmodus bezeichnendes, codiertes, aus einen« der Steuereingangssignale (R/W) abgeleitetes Steuersignal eine Steuerinformation von der ersten Pufferschaltung (15) zu empfangen und zu speichern sowie dazu, in Reaktion auf ein einen Lesemodus bezeichnendes, codiertes, aus dem einen Steuereingangssignal (R/W) abgeleitetes Steuersignal den Inhalt des Steuerregisters (21 bzw. 24) an die erste Pufferschaltung (15) zu übertragen.

2. Kopplungsadapter nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Datenübertragungsstufe (12; 22 bzw. 23) ein auf ein codiertes, aus dem einen Auswahleingangssignal (RSO bzw. RSi) abgeleitetes Auswahlsignal ansprechendes Datenrichtungsre- Vi gister (27 bzw. 34) aufweist, welches dazu dient, in Reaktion auf ein einen Schreibmodus bezeichnendes, codiertes, aus dem einen Stcuercingangssignal (R/W) abgeleitetes Steuersignal eine Datcnrichliinpsinforniaiion von der ersten Puffcrschüllimg mi (15) /11 empfangen iiiul /11 speichern, sowie riiiiii, um in Reaktion auf ein einen l.escmodus bezeichnendes, codiertes, aus dem einen Steucrcingangssignal (R/ W) abgeleitetes Steuersignal den Inhalt des Dalenriehtungsregisters (27 bzw. 34) an die erste Pufferschaltung (15) zu übertragen, wobei das Datcnrichtungsrcgister (27 bvw. 34) die Datcnrichttingsinformation dazu verwendet, um die Richtung des üatcnflusses von und zu der zweiten Pufferschallung (28 bzw. 30) zu steuern.

3. Kopplungsadapter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Pufferschaltung (28 bzw. 30) eine Mehrzahl von Eingangs-Ausgangs-Pufferschaltungen aufweist, wobei jede individuell auf das Datenrichtungsregister (27 bzw. 34) anspricht, derart, daß die Richtung des Daienfliisses in jeder der Eingangs-Ausgangs-Pufferschaltungcn zu jedem Zeitpunkt durch die Datenrichtungsinformation bestimmt ist.