DE2623806C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Übertragung
von Daten zwischen mehreren Informationsverarbeitungseinheiten,
die innerhalb derselben oder
in verschiedenen Kommunikationsschleifen eines
Netzwerkes angeordnet sind; mit in den Kommunikationsschleifen
angeordneten Knotenpunkteinheiten
zur Weiterleitung von in der Kommunikationsschleife
umlaufenden Informationsblöcken an die Informationsverarbeitungseinheiten
oder von diesen in die Kommunikationsschleife
sowie zur Weiterleitung von Informationsblöcken
von einer Kommunikationsschleife an
eine andere; mit einer Synchronisiereinheit zum Erzeugen
von Informationsschlitzen mit ungewidmeten
Informationsblöcken, die in der jeweiligen Kommunikationsschleife
umlaufen; bei der in den Knotenpunkteinheiten
ein Vergleich der Adresse der ihm
zugeordneten Informationsverarbeitungseinheit mit
in den umlaufenden Informationsblöcken enthaltenen
Adressen erfolgt und bei Übereinstimmung eine Durchschaltung
zwecks Eingabe und Ausgabe stattfindet,
wobei bei der Ausgabe von Informationsblöcken von
der Kommunikationsschleife der vorher belegte Informationsschlitz
wieder freigegeben und bei einer Eingabe
von Informationsblöcken auf die Kommunikationsschleife
vorher eine Belegung eines freien Informationsschlitzes
erfolgt.
Eine solche Anordnung ist bereits bekannt aus
"The Bell System Technical Journal", Juli/August
1972, Seiten 1133 bis 1175, sowie aus der US-PS
37 31 002, die weitere Einzelheiten zeigt. Bei
dieser Anordnung ist eine Hierarchie von drei verschiedenwertigen
Kommunikationsschleifen vorgesehen,
nämlich lokale Schleifen, regionale
Schleifen und eine nationale Schleife. Der Übergang
von einer lokalen Schleife auf die andere kann nur
über regionale Schleifen und gegebenenfalls über
die nationale Schleife erfolgen, was die ganze
Übertragung der Daten verhältnismäßig umständlich
macht.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,
Prozessoren und Endgeräte unterschiedlichster
Arbeitsgeschwindigkeit nicht nur zu
verschiedenen, sondern auch zu einer Schleife
zusammenschalten zu können, ohne daß dabei eine
umständliche Hierarchie von verschiedenwertigen
Schleifen erforderlich ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
daß an jede Knotenpunkteinheit ein programmierbarer
Kommunikationsprozessor angeschlossen ist, der mit
einer Informationsverarbeitungseinheit der gleichen
Kommunikationsschleife oder mit einem programmierbaren
Kommunikationsprozessor einer Knotenpunkteinheit
einer anderen Kommunikationsschleife in Verbindung
steht, und daß der programmierbare Kommunikationsprozessor
jeder Knotenpunkteinheit einen
freien Informationsschlitz zum Einführen von Informationsblöcken
zusammen mit den, den Informationsverarbeitungseinheiten
zugeordneten Adressen auswählt
und alle sonstigen Schreib- und Lesevorgänge
in den so ausgewählten Informationsschlitzen vornimmt.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den
Unteransprüchen zu entnehmen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend im einzelnen anhand
der Zeichnungen beschrieben.
Es zeigt
Fig. 1 ein schematisches Diagramm eines mit den
Merkmalen der Erfindung ausgestatteten
Kommunikationssystems,
Fig. 2 ein Funktions-Blockdiagramm des im
Kommunikationssystem
verwendeten Kommunikationsprozessors,
Fig. 3 ein ins einzelne gehendes Blockdiagramm
des Kommunikationsprozessors aus Fig. 2,
Fig. 4 Signalzüge zur Erläuterung des
verwendeten Signalformats,
Fig. 5 ein funktionelles Blockdiagramm einer
Knotenpunkteinheit in dem
Kommunikationssystem,
Fig. 6A und 6B Signalzüge zur Erläuterung des Betriebsverhaltens
der Knotenpunkteinheit aus Fig.
5,
Fig. 7A und 7B ein ins einzelne gehendes logisches Diagramm
der Knotenpunkteinheit aus Fig. 5,
Fig. 8 ein logisches Diagramm eines innerhalb der
Knotenpunkteinheit verwendeten Flip-Flops,
Fig. 9 eine Wahrheitstafel für das Flip-Flop aus
Fig. 8,
Fig. 10 ein logisches Diagramm des in der Knotenpunkteinheit
der Fig. 7 verwendeten
Dekoders,
Fig. 11 ein logisches Diagramm eines Registers mit
paralleler Eingabe und serieller Ausgabe,
das in der Knotenpunkteinheit der Fig. 7
verwendet wird,
Fig. 12 ein logisches Diagramm eines Flip-Flops,
das in der Knotenpunkteinheit gemäß Fig. 7
verwendet wird,
Fig. 13 eine Wahrheitstafel für das Flip-Flop aus
Fig. 12,
Fig. 14 ein logisches Diagramm eines Registers mit
serieller Eingabe und paralleler Ausgabe,
das in der Knotenpunkteinheit der Fig. 7
verwendet wird,
Fig. 15 ein logisches Diagramm eines in der Knotenpunkteinheit
der Fig. 7 verwendeten Flip-
Flops,
Fig. 16 eine Wahrheitstafel für das Flip-Flop aus
Fig. 15,
Fig. 17 ein logisches Diagramm eines Flip-Flops,
das in der Knotenpunkteinheit aus Fig. 7
verwendet wird,
Fig. 18 eine Wahrheitstafel für das Flip-Flop aus
Fig. 17,
Fig. 19 ein Blockdiagramm einer Synchronisiereinheit,
die in dem Kommunikationssystem
gemäß Fig. 1 verwendet wird, und
Fig. 20 Signalzüge zur Erläuterung des Betriebsverhaltens
der Synchronisiereinheit aus Fig.
19.
Das Kommunikationsnetzwerk bzw. Kommunikationssystem gemäß Fig. 1, das mit
den Merkmalen der Erfindung ausgestattet ist, besteht
aus Kommunikationsschleifen
100 (nachfolgend auch Schleifen
oder Ringe genannt). Die Grundstruktur besteht
jedoch aus einer einzigen Schleife. Eine große Vielzahl
unterschiedlicher Netzwerke, die sich von dem
in Fig. 1 gezeigtem unterscheiden, kann unter Verwendung
der Grundschleife entwickelt werden. Insofern
ist das Netzwerk aus Fig. 1 nur ein illustrativer
Vertreter einer derartigen Struktur. Zur
Schnittstellenbildung mit einer Schleife 100 wird
eine Knotenpunkteinheit 102 (auch Zugriffstor oder
Tor genannt) sowie ein Kommunikationsprozessor 20
benötigt. Ein Gerät 10 oder ein Prozessor 12 (auch
Informationsverarbeitungseinheiten genannt) werden
mit dem Kommunikationsprozessor 20 verbunden. Lediglich
das Zugriffstor 102 steht direkt mit der
Schleife 100 in Verbindung. Der Kommunikationsprozessor
20 bildet die Schnittstelle zwischen dem Zugriffstor
102 und einem Gerät 10 oder Prozessor 12.
Wie noch deutlich wird, sieht der Kommunikationsprozessor
20 nur Daten, die von ihm stammen oder für
ihn bestimmt sind, jedoch nicht sämtliche Botschaften,
die in der Schleife 100 umlaufen. Zur
Erläuterung des Betriebs des Kommunikationsnetzwerks
aus
Fig. 1 nehme man an, daß der Ring (Kommunikationsschleife) 100 vier Tore (Knotenpunkteinheiten) 102, bezeichnet
mit NORD (N), OST (E), SÜD (S), WEST (W) enthalte. Angenommen, der mit dem
Tor WEST des Ringes A verbundene Prozessor 12 wünscht mit
einem Gerät 10 am Tor NORD des Ringes I in Verbindung zu
treten (d. h. zu kommunizieren). Um diese Kommunikation
herzustellen, gibt der am Tor WEST des Ringes A befindliche
Prozessor 20 einen Schreibbefehl aus. In Beantwortung des
Schreibbefehls wird das Tor WEST des Ringes A einen leeren
Schlitz in dem Informationsstrom suchen, der um den Ring A
fließt. Nachdem ein leerer Schlitz gefunden wurde, wird
der Prozessor 12 über den Kommunikationsprozessor 20 die
gewünschte Botschaft eingeben. Das Zugriffstor NORD des
Ringes A wird diese Botschaft dem Zugriffstor SÜD des Ringes
B zuspielen, das seinerseits diese Botschaft zum Tor NORD
des Ringes B weitergibt. Das Tor NORD des Ringes B wird
diese Botschaft an das Zugriffstor SÜD des Ringes D weitergeben,
das seinerseits die Botschaft dem Tor NORD des Ringes
D übermittelt. Tor NORD des Ringes D führt die Botschaft weiter
zum Tor WEST des Ringes E, das seinerseits sie an das Tor
OST des Ringes E weitergibt. Tor OST des Ringes E gibt die
Botschaft dann zum Tor NORD des Ringes F, der seinerseits
die Botschaft dem Tor SÜD des Ringes F übergibt. Tor SÜD
des Ringes F gibt diese Botschaft an das Tor NORD des Ringes
H, welches sie dem Tor OST des Ringes H weitergibt. Das Tor
OST des Ringes H wird die Botschaft dann dem Tor WEST des
Ringes I zuführen, das dann diese Botschaft dem Tor NORD
des Ringes I übergibt. Nach Ausgabe eines Lesebefehls durch
den Kommunikationsprozessor 20 am Zugriffstor NORD des
Ringes I wird die Botschaft dem Gerät 10 ausgegeben.
Es ist wichtig festzuhalten, daß mehrere Kommunikationen
gleichzeitig ablaufen können. Wenn beispielsweise ein Gerät
10 am Zugriffstor SÜD des Ringes C mit dem Tor OST des
Ringes G in Verbindung steht, kann die vorstehend beschriebene
Übertragung dennoch gleichzeitig in einem anderen Schlitz ablaufen.
Ein für die Zwecke der vorliegenden Erfindung geeigneter
Kommunikationsprozessor 20 ist in Fig. 2 dargestellt. Organisation
und Betrieb des Kommunikationsprozessors aus Fig. 2 wird im erforderlichen
Umfang hier erläutert, so daß die Betriebsweise
und die wechselseitige Korrelation in dem erfindungsgemäßen
Verbindungsschema deutlich werden. Der Kommunikationsprozessor aus Fig. 2
ist im einzelnen in der DE-OS 23 57 003
beschrieben.
Der Kommunikationsprozessor 20 kann aus einer großen Vielzahl
von logischen Schaltungsfamilien wie auch im Rahmen
der Groß-Integration (LSI) aufgebaut werden. In der bevorzugten
Ausführungsform ist er auf einem einzigen
Halbleiterchip untergebracht. In dieser LSI-Ausführungsform
enthält das Chip sowohl eine bit-serielle, byte-parallele
Prozessorschaltung, wie auch einen Mikroprogramm-Lesespeicher
(ROM), der in einem Mehrstift-DIP-Gehäuse untergebracht ist.
In seinem Aufbau besteht der Kommunikationsprozessor 20 aus
fünf Funktionsteilen gemäß Fig. 2. Diese sind die Logik-Einheit
(LU) 22, die die Datenregister und einen Serienaddierer
enthält; der Mikroprogrammspeicher (MPM) 24, der die vom
Mikroprogrammierer aufgebauten Mikrobefehlsfolgen speichert;
die Speichersteuereinheit (MCU) 26, die die Register zum
Adressieren des Mikropogrammspeichers enthält; die Steuereinheit
(CU) 28, die die zeitliche Synchronisierung und
Steuerung, die Nachfolger-Bestimmung (Bestimmung des nächsten
Befehls) und die Befehlsdekodierung besorgt; sowie die externe
Schnittstelle (EXI) 30, die in der LSI-Ausführung eine
Mehrstift-Schnittstelle nach außen ist.
In der LSI-Ausführung des Kommunikationsprozessors 20
enthält der Mikroprogrammspeicher 24 insgesamt 256 Wörter
von je 12 Bit Länge. In der LSI-Ausführung enthält der
Speicher nur ausführbare Befehle und kann durch Programm
nicht verändert werden, da er, wie erwähnt, ein Lesespeicher
ist. Die 12-Bit-Befehle werden auf eine von drei Arten,
nämlich literal, bedingt und logisch, dekodiert. Jeder
dieser Befehle wird weiter unten noch beschrieben.
Wie im einzelnen Fig. 3 zeigt, weist die Logikeinheit 22
drei 8-Bit-A-Register 32, ein 8-Bit-Register 34, einen
seriellen Addierer 36 sowie eine Wahllogik für die Bezeichnung
der geeigneten Eingänge und Ausgänge für die A-
Register 32, das B-Register 34 und den seriellen Addierer
36 auf. Die A-Register 32 und das B-Register 34 sind umlaufende
statische Schieberegister, so daß die Information in den
Addierer 36 ohne Veränderung des Inhaltes der Register übertragen
werden kann. Die X-Eingänge für den Addierer 36
sind der Inhalt eines der A-Register 32, oder die Größe
NULL und die Y-Eingänge für den Addierer sind die Inhalte
des B-Registers 34 oder sein Komplement, die Inhalte eines
Mikroprogrammwechsel-Zählerregisters (AMPCR = alternate microprogram
count register) 38, das ein der Speichersteuereinheit
26 zugeordnetes Register ist, oder die Größe NULL.
Der Ausgang des Addierers 36 kann in eines der A-Register
32, das B-Register 34, das AMPCR-38 sowie eine Anzahl entfernter
Register über eine serielle DATA-OUT-Leitung 82
gegeben werden, auf die weiter unten noch eingegangen wird.
Der serielle Addierer 36 kann vorzugsweise acht Grundoperationen
(X+Y, X+Y+L, XOR, EQV, AND, OR, NAND und NOR) ausführen.
Wenn diese Operationen mit speziellen X- und Y-Eingängen
wie auch mit den verschiedenen möglichen Bestimmungswahlen
für den Ausgang des Addierers 36 verknüpft werden, werden
über 1000 verschiedene Kombinationen für den Mikroprogrammierer
verfügbar. Der Addierer 36 liefert ferner vier Bedingungssignale
zu einem Bedingungsregister 40, das Teil der Steuereinheit
28 ist. Die Bedingungssignale sind:
- 1) Das niedrigstellige Bit des Addierer-Ausgangs ist logisch wahr (LST);
- 2) das höchststellige Bit des Addierer-Ausgangs ist logisch wahr (MST);
- 3) ein Addierer-Überlauf liegt vor (AOV); und
- 4) sämtliche Bits des Addierer-Ausgangs sind logisch wahr (ABT).
Bei jeder Operation der logischen Einheit werden diese Bedingungen
gesetzt, wenn das zugehörige Bit logisch wahr ist,
und zurückgesetzt, wenn das zugehörige Bit logisch falsch
ist. Diese Bedingungen der logischen Einheit ändern sich
nicht bis zum Auftreten der nächsten Operation im Zusammenhang
mit der logischen Einheit und können unter Verwendung
eines Bedingungs-Testbefehls geprüft werden, worauf ebenfalls
noch weiter unten eingegangen wird.
Die Speicher-Steuereinheit 26 besteht primär aus zwei
8-Bit-Registern, nämlich dem Mikroprogramm-Zählerregister
(MPCR) 42 und dem Mikroprogramm-Wechsel-Zählerregister
(AMPCR) 38. Das MPCR 42 ist ein 8-Bit-Zähler, der um jeweils
einen oder zwei Zählschritte weitergestellt werden
kann und dient zur Auswahl des nächsten Befehls (des Nachfolgers)
aus dem Mikroprogrammspeicher 24. Die Funktion
des AMPCR-38 besteht darin, Sprungadressen zu speichern,
die die Veränderung der Befehlsfolge ermöglichen. Ein
vom Mikroprogrammspeicher geholter Befehl wird in einen
Befehlsregister 99 eingesetzt.
Die Steuereinheit 28 des Kommunikationsprozessors 20
liefert auch prüfbare Bedingungen, die Bedingung-Wahllogik,
Nachfolger-Bestimmungslogik, Befehls-Dekodier-Logik und
Zeitsteuerung für den Prozessor. Die acht prüfbaren Bedingungen
sind die AOV, die LST, die MST und die ABT, die
bereits oben angegeben sind, drei lokale Bedingungen
(LC 1, LC 2 und LC 3), die unter Steuerung des Programms
gesetzt oder nicht gesetzt werden können, sowie eine
externe asynchrone Bedingung (EXT). Die Nachfolgerwahl
besteht entweder in dem um einen oder zwei Schritte erhöhten
Inhalt des MPCR 42 oder dem Inhalt des AMPCR 38.
Die externe Schnittstelle 30 kann vier Signaltypen behandeln,
nämlich Daten, Steuersignale, Zeitgebersignale,
Stromsignale. Bezüglich der Datensignale besitzt der Prozessor
20 zwei Grund-Schnittstellensignale für externe
Daten. Das erste Grund-Schnittstellensignal ist ein bit-
serieller, byte-paralleler Eingang (DATA IN), und der zweite
ist ein bit-serieller, byte-paralleler Ausgang (DATA OUT).
Eine DATA-IN-Leitung 80 ist das Hauptdateneingangskabel
für den Kommunikationsprozessor 20, während die DATA-OUT-
Leitung 82 das primäre Datenausgangskabel vom Kommunikationsprozessor
20 ist. Die Eingangsdaten in dem Prozessor werden
durch einen BEX-Befehl gesteuert, der als Teil eines Logik-
Einheitsbefehls verwirklicht ist. Dieser BEX-Befehl ermöglicht
die serielle Durchgabe von Information in das B-Register
34 über die DATA-IN-Leitung 80. Dateninformation aus
dem Prozessor wird jeweils in Gruppen von 8 Bits oder Bytes
ausgesandt und kann synchron in ein externes Schieberegister
unter Verwendung von Taktsignalen weitergegeben werden, die
von dem Kommunikationsprozessor 20 zu diesem Zweck bereitgestellt
werden.
Das obenerwähnte EXT-Bedingungssignal wird durch den Bedingungs-
Testbefehl gesteuert, extern geliefert und geprüft.
Dieser Befehl kann beispielsweise zum Empfang von Eingangsdaten
oder zur Anzeige dafür verwendet werden, daß eine
Unterbrechung in einem externen Unterbrechungsregister
vorliegt.
Der Kommunikationsprozessor 20 liefert an Steuersignalen
vier externe Steuersignale zur Steuerung der Abgabe von
Information in und aus dem Kommunikationsprozessor 20.
Diese vier Steuersignale zeigen ferner an, wie die Information
durch die externen Informationsverarbeitungseinheiten verwendet
werden sollen. Zwei dieser Signale werden über eine A-Leitung
44 und eine B-Leitung 46 vom Kommunikationsprozessor
20 übertragen. Wenn die Signale auf diesen beiden Leitungen
dekodiert werden, bezeichnen sie die Operationsart, die
intern und extern zum Prozessor 20 abläuft. In der bevorzugten
Ausführungsform ist die Kombination von Steuersignalen
auf A-Leitung 44, B-Leitung 46 wie folgt: Wenn das Signal
auf der A-Leitung 44 eine logische EINS ist und das Signal
auf der B-Leitung 46 eine logische NULL ist, dann zeigt diese
Kombination an Steuersignalen an, daß der Logikeinheits-
Befehl fortschreitet und daß eines von vier externen Registern
dazu bestimmt wurde, Dateninformation der DATA-IN-
Leitung 80 zuzuführen. Außerdem zeigt diese Kombination
an Steuersignalen an, daß die externen Daten in das B-Register
34 eingegeben werden. Wenn das Signal auf der A-Leitung
44 eine logische NULL ist und das Steuersignal auf der
B-Leitung 46 eine logische EINS ist, dann befindet sich
ein Logik-Einheitsbefehl des Typs OUT in Bearbeitung. Ein
OUT-Befehl gibt an, daß eines von vier externen Registern
dazu bestimmt wurde, Dateninformation von der DATA-OUT-
Leitung 82 aufzunehmen, und wenn beide Steuersignale auf
der A-Leitung 44 und der B-Leitung 46 eine logische EINS
sind, dann wird eine DEV-Operation angezeigt. Diese Operation
gibt an, daß ein Literal-Befehl intern in Bearbeitung ist und
daß ein 8-Bit-Literal aus dem Mikroprogrammspeicher 24 aus
Kommunikationsprozessor 20 über Leitung DATA OUT 82 in
ein externes Register übertragen wird. Wenn beide Steuersignale
auf A-Leitung 44 und B-Leitung 46 logische NULLEN
sind, dann zeigt dies einen Nichtbetreffend-Kode für alle
anderen internen Befehle an, die nicht die drei obengenannten
Befehle sind, nämlich den BEX-, den OUT- und den DEV-Befehl.
Um zu bestimmen, welches externe Register Information über
die DATA-OUT-Leitung 82 empfangen soll, oder Information
über die DATA-IN-Leitung 80 liefern soll, dienen zwei Steuersignale,
die durch Dekodieren eines Mikrobefehls geliefert
werden, der aus dem verwendeten Mikroprogrammspeicher geholt
wird. Diese beiden Steuersignale werden aus der neunten
oder zehnten Bitstelle eines Logik-Einheits-Befehls abgeleitet.
Diese beiden Steuersignale werden extern über Leitungen
84, 86 aus dem Kommunikationsprozessor 20 übertragen
und können mit der dekodierten BEX- oder OUT-Operation kombiniert
werden, um zu bestimmen, welches externe Register
intern ausgewählt wurde. Dies könnte beispielsweise ermöglichen,
daß mit einem einzigen Befehl bis zu vier Eingangs-
Schieberegister und vier Ausgangsschieberegister gewählt
werden können, wenn man annimmt, daß externe Gatterlogik
vorhanden ist. Wie zu erkennen ist, besteht diese externe
Gatterlogik in Form des Dekodierers 152.
Ein wichtiges externes Steuersignal, das dem Kommunikationsprozessor
20 zugeführt wird, ist das MPCR-Löschsignal. Dieses
Signal löscht das Mikroprogramm-Zählerregister 42. Dies
seinerseits ermöglicht das Setzen der Adresse des nächsten
auszuführenden Befehls an der Stelle NULL.
Eine weitere wichtige Gruppe von Signalen, die zu dem Kommunikationsprozessor
20 gehören, sind die Zeitgebersignale.
In der bevorzugten Ausführungsform benötigt der Kommunikationsprozessor
20 Taktsignale, die extern zugeführt werden. Externe
Taktsignale werden der externen Schnittstelle 30
über eine CLOCK IN-Leitung 48 einem Zeitgeber
50 zugeführt, der Teil der Steuereinheit 28 des Kommunikationsprozessors
20 ist. Der Zeitgeber 50 steuert
die Bitfrequenz und erzeugt aus den extern gelieferten
Top-Signalen die Impulse, die zur Eingabe und Steuerung
sämtlicher internen wie auch externen Schieberegister
benötigt werden, die zum Kommunikationsprozessor 20 gehören.
Die durch den Zeitgeber 50 erzeugten
Taktimpulse, die zur Synchronisierung der Übertragung von
Information zu den externen Schieberegistern verwendet
werden, werden über eine CLOCK OUT-Leitung 53 der externen
Schnittstelle 30 zugeführt. Ein weiteres Taktsignal
aus dem Zeitgeber 50 ist das LAST PULSE-Signal,
das anzeigt, daß acht Datenschiebeimpulse aufgetreten sind.
Das LAST PULSE-Signal zeigt an, daß ein externes Schieberegister
geladen wurde, oder daß Information aus dem Prozessor
20 aus einem externen Schieberegister angenommen
wurde. Außerdem wird bei Erzeugung des LAST PULSE-Signals
durch den Zeitgeber der nächste durch das MPCR 42
bezeichnete Befehl aus dem Mikroprogrammspeicher 24 geholt
und in das Befehlsregister 99 geladen. Gleichzeitig sperrt
der LAST PULSE die weitere Versorgung von Taktsignalen für
den Zeitgeber 50. Dies seinerseits wird dem Betrieb
des Zeitgebers 50 sperren. Das LAST PULSE-Signal wird
ferner als ein Ausgangssignal der externen Schnittstelle
30 über ein LAST PULSE-Endgerät 54 zur Verfügung gestellt.
Um die Ausführung eines in dem Befehlsregister 99 gespeicherten
Befehls einzuleiten, wird ein MEMORY CYCLE CONTINUE (MCC)-
Signal benötigt. Dieses MCC-Signal wird dem Zeitgeber
50 extern zugeführt, und zwar über die externe Schnittstelle
30 und eine MCC-Leitung 56. Da der Zeitgeber
50 bei der internen Erzeugung eines LAST PULSE-Signals gesperrt
wird, müssen die weiteren Zeitgeberimpulse für den
Kommunikationsprozessor 20 den Empfang eines MEMORY CYCLE
CONTINUE-Signals abwarten, das die durch den LAST PULSE
geschaffene Sperre beseitigt. Man sieht also, daß das
MCC-Signal dazu verwendet werden kann, die Ausführung
der nachfolgenden Mikrobefehle, die in dem Mikroprogrammspeicher
24 gespeichert sind, auf eine beliebige Frequenz
zu verlangsamen, die bis zu einem einzigen Schritt herabreichen
kann. In der bevorzugten Ausführungsform jedoch beträgt
die Grundwortlänge des Kommunikationsprozessors 20
in der LSI-Ausführung 8 Bits, und zwar unabhängig von der
Ausführungsfrequenz. Weitere LSI-Chips können modulweise
hinzugefügt werden, um die Wortlänge aufs Vielfache der
Grundwortlänge zu erhöhen.
Obgleich in der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
der Kommunikationsprozessor 20 seriell eingesetzt wird,
überlappen sich das Holen des nächsten Befehls (während des
LAST PULSE) und die Ausführung des gegenwärtigen Befehls.
Dieser Hol-Ausführungs-Zyklus dauert vorzugsweise 9 Taktsignale.
Es ist klar, daß zum kontinuierlichen Betrieb
des Kommunikationsprozessors 20 ein MCC-Impuls nach jeweils
9 Taktimpulsen oder Bitperioden erforderlich ist.
Zu dem Befehlssatz für den Kommunikationsprozessor 20 ist
zu bemerken, daß grundsätzlich drei Typen von Befehlen
vom Kommunikationsprozessor 20 ausgeführt werden. Diese sind
der Literalbefehl, der bedingte Testbefehl und der Logik-
Einheitsbefehl. Es gibt insgesamt vier Literalbefehle, von
denen jeder einen aus dem Mikroprogrammspeicher 24 als
Teil des Befehls geholte 8-Bit-Konstante verwendet. Diese
sind:
- (1) Literal für das B-Register 34;
- (2) Literal für das Mikroprogramm-Wechselzählerregister (AMCPR) 38;
- (3) GO TO, d. h. literal zum Mikroprogramm-Zählerregister 42; und
- (4) literal zu einem externen Geräteregister oder DEV- Literal.
Der bedingte Testbefehl prüft eine der acht angegebenen
Bedingungen, die oben angegeben sind (d. h. vier logische
Bedingungen, drei lokale Markierungen und eine externe
Bedingung), und führt den angegebenen logisch wahren oder
falschen Nachfolger aus, je nach Ausgang des Tests. Die
möglichen Nachfolger sind STEP, der bedeutet, daß zum
nächsten, von dem MPCR 42 angegebenen Befehl weiterzugehen
ist, der SKIP, der angibt, daß zum zweitnächsten Befehl gemäß
Angabe vom MPCR 42 zu springen ist, JUMP, der anzeigt,
daß der vom AMPCR-Register 38 angegebene nächste Befehl
auszuführen ist, und SAVE, der angibt, daß zum vom MPCR
42 angegebenen nächsten Befehl zu gehen und die gegenwärtige
Adresse, um eins vermehrt, indem AMPCR-Register 38 aufzubewahren
ist. Ein nicht explizit angegebener Nachfolger
ist der STEP-Nachfolger durch nicht betreffend, während alle
anderen Mikrobefehle einen Nachfolger von STEP implizieren.
Wenn jedoch es erwünscht ist, einen unbedingten Nachfolger
zu haben, dann sollten sowohl der logisch falsche wie der
logisch wahre Nachfolger identisch sein.
Man betrachte nun den Logik-Einheitsbefehl. Wie erwähnt,
kann der Addierer 36 acht Operationen ausführen, von denen
über 20 Grundoperationen mit den geeigneten X- und Y-Eingangswahlen
zur Verfügung stehen. Der Logikeinheits-Befehl gibt
den geeigneten X-Eingang für den Addierer 36 und den geeigneten
Y-Eingang für den Addierer 36, die Art der vom Addierer
36 auszuführenden Funktion sowie die Bestimmungsstelle des
Ausgangs des Addierers 36 an. Die von einem Logikeinheits-
Befehl angebbaren Bestimmungen zerfallen in vier Hauptgruppen.
Die erste Gruppe enthält die vier internen Schieberegister,
nämlich die A-Register 32 und das B-Register 34. Die zweite
Gruppe umfaßt vier Register, die extern zum Kommunikationsprozessor
20 sind. Die dritte Gruppe ist eine Variation der
ersten Gruppe insofern, als nicht nur eines von vier internen
Schieberegistern zum Empfang des Ausgangs des Addierers
36 gewählt werden kann, sondern daß zusätzlich das B-Register
gewählt wird, um von einem externen Schieberegister
gleichzeitig mit dem gewählten internen Register geladen
werden kann. Die letzte Gruppe ist ebenfalls eine Variation
der ersten Gruppen insofern, als nicht nur eines der vier
internen angegebenen Register, sondern außerdem eine einstellige
Rechtsverschiebung des gewählten Registers angegeben
wird, wobei der Addierer 36 die höchststellige Bitstelle
ausfüllt.
Wie in der bevorzugten Ausführungsform erläutert, stellen die
Innenkommunikationen des Systems im wesentlichen eine ringförmige
Kommunikationsschleife dar, in der serielle Übertragungstechniken
sowohl für die Dateninformationssignale wie
auch für die Steuersignale benutzt werden. Jeder Kommunikationsprozessor
20 wirkt mit der Kommunikationsschleife an
Stellen zusammen, die in der vorliegenden Beschreibung als
Zugriffstore (Knotenpunkteinheiten) bezeichnet sind. Gemäß Fig. 1 ist jeder Kommunikationsprozessor
20 mit einer Kommunikationsschleife 100
über ein Zugriffstor 102 verbunden. Peripherie-Geräte 10,
wie beispielsweise Kartenleser, Bandgeräte u. dgl. und Prozessoren
12 können mit der Kommunikationsschleife 100 über den
Kommunikationsprozessor 20 in an sich bekannter Weise verbunden
werden. Wie noch gezeigt wird, finden Kommunikationen
zwischen einem Gerät 10 oder einem Prozessor 12 und dem
Kommunikationsprozessor 20 unabhängig vom Betrieb innerhalb der Kommunikationsschleife
100 statt.
Es wird noch dargestellt werden, daß das Zugriffstor 102 Information
durch sich selbst hindurchführen, entlang der Kommunikationsschleife
100 weiterleiten, Information aus der
Kommunikationsschleife 100 für den dem Zugriffstor zugeordneten
Kommunikationsprozessor 20 herausholen
oder von dem zugehörigen Prozessor in den Informationsfluß
in der Kommunikationsschleife 100 eingeben kann. Aufgrund
der verwendeten Serientechnik stellt sich die dann ergebende
Kommunikationsschleife 100 im wesentlichen als Bus dar,
in welchem die Information in einer Kreisrichtung umläuft.
Weiter wird die Anzahl der vorzusehenen Leitungen und Verbindungen
klein gehalten, und das sich ergebende Innenkommunikationssystem
wird, als Ganzes betrachtet, wesentlich
vereinfacht. Da die Kommunikationen seriell auftreten,
wird das Zugriffstor 102 unabhängig von der Wortgröße des
Kommunikationsprozessors 20. Die durch den
Serienbetrieb erforderlichen Anforderungen bestehen lediglich
darin, daß die Wortgrenzen bezeichnet werden müssen,
daß die Dateninformation von Steuerinformation zu unterscheiden
ist und daß ein Kommunikationsprozessor 20, der die
Information aufnimmt, oder überträgt, den Informationsfluß
längs der Kommunikationsschleife 100 synchronisieren muß.
Wie bereits erwähnt, wird bei dem beschriebenen Beispiel jeder Kommunikationsprozessor
20 mit äußerem Takt versorgt. Um einen
Haupttaktgeber und das Problem der Synchronisierung jedes Kommunikationsprozessors
20 mit dem Haupttaktgeber zu vermeiden, und
ferner einen eigenen Takt für jeden Kommunikationsprozessor
20 und die erforderliche Schaltungslogik zur Synchronisierung
des Taktes eines Prozessors mit demjenigen eines anderen
Prozessors einzusparen, wird der Takt für jeden Kommunikationsprozessor
20 als Teil des Zugriffstores 102 in dieses eingebaut.
Der Takt für jeden Kommunikationsprozessor 20 ist dann
mit dem seriellen Datenstrom synchronisiert. Um dies zu
verwirklichen, wird die serielle Information in einem modifizierten
Mauchly-Kode übertragen, bei der der Takt Teil der
Daten ist (Fig. 4). Die Verwendung dieses Schemas macht es
möglich, daß der Takt aus dem seriellen Informationsstrom
abgeleitet werden kann, wobei jeder Kommunikationsprozessor
20 mit dem Informationsstrom synchronisiert wird und keine
zusätzliche Taktschaltung außerhalb des Zugriffstors 102
erforderlich ist. Da der Takt aus dem Datenstrom abgeleitet
wird, beeinflußt der Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden
Zugriffstoren längs der Kommunikationsschleife 100
die Synchronisation unter dem Betrieb des Innen-Kommunikationssystems
nicht. Die einzige Wirkung des Abstandes zwischen
zwei Zugriffstoren besteht darin, daß sich eine gewisse
Zeitverzögerung aufgrund der Länge der Kommunikationsschleife
100 ergibt. Wenn der Abstand zwischen zwei Zugriffstoren so
gewählt ist, daß der Signalpegel erheblich beeinträchtigt
oder verlorengegangen ist, dann kann ein Regenerier-Verstärker
in die Kommunikationsschleife 100 zwischen
die Prozessoren eingefügt werden. Wie noch erläutert wird,
arbeitet das Zugriffstor 102 als Regnerier-Verstärker, wenn
es nicht mit einem Kommunikationsprozessor 20 verbunden ist.
Zu dem Übertragungsschema ist zu bemerken, daß ein konventioneller
Mauchly-Kode einen Signalübergang am Anfang
jedes Taktintervalls oder Bitintervalls fordert. Eine binäre
NULL wird durch einen Signalübergang von tief nach hoch am
Ende der Bitperiode repräsentiert, während eine binäre EINS
durch einen Signalübergang von hoch nach niedrig am Ende
einer Bitperiode dargestellt wird. Signalpegelübergänge
innerhalb der Bitperiode werden ignoriert. Jedes Zeichen
dauert 10 Taktperioden. Zweckmäßig wird der Mauchly-Kode
so modifiziert, daß der Übergang am Anfang der zweiten
Takt- oder Bitperiode jedes Zeichens weggelassen wird.
Dieser fehlende Signalübergang wird als Zeitpunkt t x in
Fig. 4 bezeichnet. Um es dem Zugriffstor 102 zu ermöglichen,
zu unterscheiden, welche von den Informationssignalen Datensignale
und welche Steuersignale sind, wurde eine willkürliche
Wahl getroffen. Wenn der Signalübergang am Anfang
derjenigen Taktperiode, die dem Zeitpunkt t x unmittelbar
folgt (am Anfang also der dritten Taktperiode des Zeichens),
welches der fehlende Signalübergang ist, von niedrig nach
hoch geht, dann stellen die nachfolgenden Informationssignale
tatsächlich Datensignale dar. Andererseits, wenn der
Signalübergang an der bezeichneten Stelle von hoch nach
niedrig geht, dann sind die danach folgenden Signale Steuersignale.
Es ist wichtig zu bemerken, daß bei der Verwendung eines
konventionellen Mauchly-Kodes ein separater Synchronisier-
Impuls erforderlich ist, um das System auf den Kode zu
synchronisieren. Sonst wäre kein Weg vorhanden, zwischen den
Signalübergängen zu unterscheiden, die tatsächlich am Anfang
einer Bit- oder Taktperiode auftreten und solchen, die
inzwischen auftreten. Wie aus der nachfolgenden Erörterung
noch hervorgeht, ist die durch den fehlenden Signalübergang
dargestellte Modifikation des konventionellen Mauchly-Kodes
geeignet, einen gesonderten Synchronisier-Impuls überflüssig
zu machen.
Wie bereits anläßlich der Beschreibung des Kommunikationsprozessors
20 erwähnt wurde, muß ein MEMORY CYCLE CONTINUE
(MCC)-Signal zum Ingangsetzen des Zeitgebers 50
des Kommunikationsprozessors 20 nach Auftreten eines LAST
PULSE-Signals zugeführt werden. Wenn er einmal angestoßen
ist, liefert der Zeitgeber 50 Taktsignale für den
Kommunikationsprozessor 20 und ermöglicht die Ausführung des
Betriebs, der durch den aufgenommenen Befehl dem Befehlsregister
99 angegeben wird. Bei Abschluß der Operation wird
das LAST PULSE-Signal wieder erzeugt und sperrt den Zeitgeber
50, so daß dieser so lange keine weiteren
Taktsignale mehr abgibt, bis ein weiteres MCC-Signal
von ihm empfangen wird. Während es somit wichtig ist,
den Kommunikationsprozessor 20 mit dem Informationsstrom
in der Kommunikationsschleife 100 zu synchronisieren, ist
es in gleicher Weise wichtig für den Kommunikationsprozessor
20, auch in bezug auf das Wort oder Zeichen synchronisiert zu
sein. Wie man noch sehen wird, ermöglicht der fehlende Signalübergang
zum Zeitpunkt t x es dem Kommunikationsprozessor
20, sich mit dem Wort oder Zeichen zu synchronisieren.
Aus diesem fehlenden Signalübergang wird der notwendige
MCC-Impuls vom Zugriffstor 102 erzeugt und dem zugehörigen
Kommunikationsprozessor zugeführt. Der Kommunikationsprozessor
20 braucht lediglich ein Maximum von zwei Zeichen,
um sich mit dem Informationsstrom zu synchronisieren, nachdem
er mit einem Zugriffstor 102 verbunden wurde.
Es wird jetzt das Zugriffstor (Knotenpunkteinheit) 102 erläutert.
Ein Funktionsdiagramm des Zugriffstors 102 zeigt Fig. 5.
Das Zugriffstor 102 kann als aus fünf funktionellen Abschnitten
bestehend betrachtet werden. Diese sind der Eingangsabschnitt
106, der Zeitgeberabschnitt 108, der Logikabschnitt
110, der Schnittstellenabschnitt 112
und der Ausgangsabschnitt 114. Der Eingangsabschnitt 106
nimmt Signale aus der Kommunikationsschleife 100 auf und
trennt die Zeitgebersignale von den Informationssignalen,
während der Zeitgeberabschnitt 108 die geeigneten Taktsignale
für das Zugriffstor 102 und den Kommunikationsprozessor 20
aus den vom Eingangsabschnitt 106 erfolgten Zeitgebersignalen
erzeugt. Der Schnittstellenabschnitt 112 versorgt
den Logikabschnitt 110 mit Steuersignalen aus dem Kommunikationsprozessor
20. Diese Steuersignale zeigen die Natur der
dem Kommunikationsprozessor 20 angelegten Operation an, der
mit dem Schnittstellenabschnitt 112 verbunden ist. Der
Schnittstellenabschnitt 112 eines Zugriffstors
102 ist die Schnittstelle mit der Kommunikationsschleife
100 für einen Kommunikationsprozessor 20.
Als Reaktion auf die Steuersignale, die vom anhängenden
Kommunikationsprozessor 20 empfangen werden, bestimmt der
Logikabschnitt 110, ob eine Lese- oder Schreiboperation
stattfinden kann. Zur Ausführung einer Leseoperation
für den Kommunikationsprozessor 20 vergleicht der Logikabschnitt
110 die Adresse, die vom Steuerabschnitt der Informationssignale
aus der Kommunikationsschleife 100 angegeben
wird, mit der Adresse des anhängenden Kommunikationsprozessors
20. Bei Übereinstimmung werden die Datensignale,
die dem Steuerabschnitt der Informationssignale in den Informationsstrom
in der Kommunikationsschleife 100 folgen,
dazu benutzt, Leerraum in dem Informationsstrom aufzufinden,
in welchen Daten aus dem zugehörigen Kommunikationsprozessor
20 eingefügt werden können. Der Ausgangsabschnitt 114 des
Zugriffstores 102 rekombiniert die Zeitgebersignale mit den
vom zugehörigen Prozessor empfangenen Informationssignalen
oder mit den Informationssignalen, die vom Eingangsabschnitt
106 abgetrennt wurden. Somit ist das Format der das Zugriffstor
102 verlassenden Signale gleich dem Format der Signale,
die vom Zugriffstor 102 empfangen wurden.
Wenn ein Kommunikationsprozessor 20 eine Lese- oder Schreiboperation
bezüglich der Kommunikationsschleife 100 verlangt,
wird der Schnittstellenabschnitt 112 in Abhängigkeit
von Steuersignalen, die aus dem Kommunikationsprozessor empfangen
wurden, die geeigneten Signale erzeugen, die den Strom
an Taktsignalen zum Kommunikationsprozessor 20 unterbinden.
Als Ergebnis wird der Kommunikationsprozessor 20 daran
gehindert, irgendeinen Befehl auszuführen, bis die Taktimpulse
erneut von dem Zugriffstor 102 zugeführt werden.
Zweitens wird der Schnittstellenabschnitt 112
den Logikabschnitt 110 dazu veranlassen, die vom Eingangsabschnitt
106 aus der Kommunikationsschleife 100 empfangenen
Informationssignale zu prüfen. Bei Feststellung eines fehlenden
Signalübergangs, dem ein Signalübergang von hoch nach
niedrig folgt (was anzeigt, daß jetzt Steuersignale folgen),
prüft der Logikabschnitt 110 den Inhalt eines Bytes
von Steuersignalen aus der Kommunikationsschleife 100.
Beispielsweise könnte dieses Steuerbyte nur Nullen enthalten,
die einen leeren Schlitz anzeigen, oder dieses Steuerbyte
könnte eine Binärzahl sein, die vorher durch einen anderen
Kommunikationsprozessor 20 an der Kommunikationsschleife 100
angegeben wurde. Bei Prüfung dieser Signale des Steuerbytes
vergleicht der Logikabschnitt 110 diese Signale mit den
vom zugehörigen Kommunikationsprozessor 20 über die
Schnittstelle 112 zugeführten Signalen. Wenn keine Gleichheit
festgestellt wird, wartet der Logikabschnitt 100 auf
das nächste Steuerbyte aus der Kommunikationsschleife 100.
Wenn schließlich Gleichheit erreicht ist, werden eine Reihe
von Aktionen vom Zugriffstor 102 ausgeführt, und zwar je
nach der Art der Operation, die von den am Zugriffstor 102
befindlichen Kommunikationsprozessor 20 angegeben wird.
Bei Gleichheit und wenn der Kommunikationsprozessor 20 eine
Leseoperation verlangt hat, dann wird das Steuerbyte, das
aus der Kommunikationsschleife 100 aufgenommen wurde, durch
das Zugriffstor 102 so modifiziert, daß es einen leeren
Schlitz anzeigt, der dann von einem anderen Prozessor verwendet
werden kann. Weiter wird die Taktsperre, die in dem
Schnittstellenabschnitt 112 erzeugt wurde, weggenommen,
wodurch die Ausführung des Lesebefehls durch den
Kommunikationsprozessor 20 und eine Datenübertragung von
der Kommunikationsschleife 100 zum Prozessor 20 ermöglicht
werden. Bei einem Schreibbetrieb wird das Steuerbyte aus
der Kommunikationsschleife 100, das einen leeren Schlitz
anzeigt, so modifiziert, daß es ein von Kommunikationsprozessor
20 angegebenes Steuerwort bildet. Dieses Steuerwort
wird normalerweise die Indifikationsnummer sein, die
als Herkommensangabe für den Prozessor 20 verwendet wird.
Außerdem wird die Taktsperre weggenommen, so daß der
Schreibbefehl durch den Kommunikationsprozessor 20 ausgeführt
werden kann. Datensignale aus dem Kommunikationsprozessor
20 werden dann in den Informationsstrom in der Kommunikationsschleife
100 eingegeben.
Fig. 6 zeigt das funktionelle Zeitdiagramm für das Zugriffstor
102. Wie dargestellt, wird die Taktsperre durch das
Zugriffstor 102 immer dann dekodiert, wenn ein zugehöriger
Kommunikationsprozessor 20 eine Leseoperation oder eine
Schreib-Operation ausführen möchte. Diese Taktsperre hält
den Kommunikationsprozessor 20 undefiniert, wenn die erforderliche
Operation nicht eintritt, wodurch der Kommunikationsprozessor
20 immobil wird. Um einen undefinierten
nicht definitiven Halt zu verhindern, kann die Taktsperre
durch ein externes Unterbrechungssignal entfernt werden,
das dem Zugriffstor 102 zugeführt wird. Beispielsweise kann
das Unterbrechungssignal ein verzögerter Impuls sein, der
ausgelöst wird, wenn eine Lese- oder Schreiboperation durch
den Kommunikationsprozessor 20 ausgeführt wird. Der Kommunikationsprozessor
20 kann in dieser Situation so programmiert
werden, daß er feststellt, wenn eine Lese- oder Schreib-Anforderung
mit oder ohne Unterbrechung abgeschlossen wurde.
Es wird jetzt wieder auf das Zugriffstor 102 Bezug genommen.
Das Zugriffstor 102 stellt ein "Gerät" für den
Kommunikationsprozessor 20 dar und wird als solches als
Eingang für den Kommunikationsprozessor durch Dekodieren
von Eingangswahlsignalen ausgewählt, so daß eine BEX-2-
Bedingung gebildet wird. In ähnlicher Weise wird dann,
wenn das Zugriffstor zur Eingabe von Daten in die Kommunikationsschleife
100 verwendet wird, das Zugriffstor 102
auf die dekodierten Ausgangssteuersignale OUT-2 des Kommunikationsprozessors
20 ansprechen. Wie bereits kurz erwähnt,
besteht ein wesentliches Merkmal des Zugriffstores 102 in
der Taktgewinnungsschaltung, die die Zeitgebersignale aus
dem Daten- und Steuersignalstrom der Kommunikationsschleife
100 herausholt und seinerseits Taktsignale für den zugehörigen
Kommunikationsprozessor 20 erzeugt. Wie noch erläutert wird,
erzeugt diese Schaltungslogik außerdem den Takt und gibt ihn
so weiter, daß während jener Phasen, während der der zugehörige
Kommunikationsprozessor 20 auf Daten aus der Kommunikationsschleife
100 wartet, seinen Betrieb durch das Fehlen
des Taktes gesperrt und unterbrochen ist.
Das Zugriffstor 102 kann im wesentlichen als Erweiterung
der Kommunikationsschleife 100 betrachtet werden. Ein 8 Bit
langes Schleifenschieberegister 116, das Teil des Logikabschnittes
110 ist, stellt einen Pfad für die Schleife 100
durch das Zugriffstor 102 dar (Fig. 7). Als Folge wird dieses
Schleifenschieberegister 116 eine 8-Bit-Verzögerung zwischen
den am Eingang des Zugriffstores 102 empfangenen Signalen
und den Signalen am Ausgang des Zugriffstores erzeugen. Die
Struktur des Registers 116 ist ähnlich derjenigen des Registers
164, das weiter unten beschrieben wird. Die aus der
Kommunikationsschleife 100 empfangenen Signale werden einem
BUS IN-Anschluß 118 des Zugriffstores 102 zugeführt. Der
BUS IN-Anschluß 118, der Teil des Ausgangsabschnittes 106
des Zugriffstores 102 ist, ist als ein Eingang mit einem
Inverter 120 verbunden und ist ferner mit dem Datenanschluß
122 eines Flip-Flops 124 verbunden. Das Flip-Flop 124
ist ein konventionelles D-Flip-Flop, das durch eine positive
Flanke getriggert wird, wie Fig. 8 zeigt. Außer dem Datenanschluß
122 weist das Flip-Flop 124 einen Taktanschluß
126 sowie komplementäre Ausgangsanschlüsse Q und auf.
Eine Wahrheitstafel für das Flip-Flop 124 wird als ein Eingang
einem UND-Gatter 128 mit zwei Eingängen zugeführt.
Der andere Eingang für das UND-Gatter 128 ist mit dem BUS IN-
Anschluß 118 verbunden. Der Ausgang des Inverters 120 ist
als ein Eingang mit einem UND-Gatter 130 mit zwei Eingängen
verbunden. Der andere Eingang zum UND-Gatter 130 kommt von
dem -Ausgang des Flip-Flops 124. Die Ausgänge der UND-Gatter
148 und 130 werden als Eingänge einem NOR-Gatter 132 zugeführt,
dessen Ausgang mit dem Taktanschluß 126 des Flip-
Flops 124 verbunden ist. Wie Fig. 7 zeigt, umfassen der Inverter
120, die UND-Gatter 128 und 130, das NOR-Gatter 132
und das Flip-Flop 124 zusammen mit dem BUS IN-Anschluß 118
den Eingangsabschnitt 106 des Zugriffstores 102.
Die Impulsfolge A in Fig. 6a zeigt ein typisches Beispiel
für Informationssignale, die über die Kommunikationsschleife
100 übertragen werden. Man sieht aus dem Impulszug A, daß
einem Steuer-Byte ein Daten-Byte folgt. Steuersignalen
gehen gewöhnlich zwei positive Taktperioden voraus, während
Datensignalen gewöhnlich ein negatives Zeitintervall über
zwei Taktperioden hin vorausgeht.
Zur Erläuterung des Betriebs des Eingangsabschnittes 106
des Zugriffstores 102 wird ohne Beschränkung der Allgemeinheit
der Signalpegel im Zeitpunkt t₀ gemäß Impulszug A als
hochliegend angenommen. Daher führt der Datenanschluß des
Flip-Flops 124 einen hohen Signalpegel. Nimmt man nun an,
daß der Q-Ausgang des Flip-Flops 124 hoch ist, aber dann
ist auch der zweite Eingang für das UND-Gatter 128 hoch.
Unabhängig vom Ausgang des UND-Gatters 130 ist somit der
Ausgang des NOR-Gatters 132 zum Zeitpunkt t₀ niedrig.
Im Zeitpunkt t₁ springt der Signalpegel von hohem Pegel
auf niedrigen Pegel, wie Impulszug A aus Fig. 6a zeigt.
Dieser Informationssignalsprung läßt den Ausgang des UND-
Gatters 28 niedrig werden unabhängig vom Q-Ausgang des
Flip-Flops 124. Da außerdem der -Ausgang des Flip-Flops
124 im Zeitpunkt t₀ als niedrig angenommen war, schaltet
der Ausgang des NOR-Gatters 132 auf hoch um, da beide Eingänge
für das NOR-Gatter 132 jetzt niedrig liegen. Entsprechend
der Wahrheitstafel aus Fig. 9 für das Flip-Flop
124 bewirkt ein positiver Signalübergang am Taktanschluß
126 des Flip-Flops 124 zusammen mit einem niedrigen Signalpegel
am Dateneingang 122 des Flip-Flops 124, daß der Q-Ausgang
auf ein niedriges Niveau übergeht und der -Ausgang
hoch wird. Dieses Umschalten hat keinen Einfluß auf den
Ausgang des UND-Gatters 28, bewirkt jedoch, daß der Ausgang
des UND-Gatters 130 im Zeitpunkt t₂ hoch geht. Dadurch
wird der Ausgang des NOR-Gatters 132 auf einen tiefen Pegel
übergehen. Wie in der Wahrheitstafel für das Flip-Flop 124
dargestellt, hat dieser Signalübergang am Ausgang des NOR-
Gatters 132 bei Anlegen an den Taktanschluß 126 des Flip-
Flops 124 keinen Einfluß auf die Ausgänge des Flip-Flops
124.
Im Zeitpunkt t₃ geht der Signalpegel der aus der Kommunikationsschleife
100 empfangenen Informationssignale nach oben.
Dieser Signalübergang beeinflußt den Ausgang des UND-Gatters
128 nicht, bewirkt jedoch, daß der Ausgang des UND-Gatters
130 auf ein niedriges Niveau umschaltet. Daraufhin wird
jetzt der Ausgang des NOR-Gatters 32 nach oben gehen, und
da der jetzt am Datenanschluß 122 des Flip-Flops 124
liegende Signalpegel hoch ist, der Q-Ausgang des Flip-
Flops 124 geht nach oben, während der -Ausgang niedrig
wird. Dieser Signalpegelwechsel an den Ausgängen des
Flip-Flops 124 bewirkt jetzt, daß der Ausgang des UND-
Gatters 128 nach oben geht, während der Ausgang des UND-
Gatters 130 unverändert bleibt. Da der Ausgang des UND-
Gatters 128 jetzt nach oben schaltet, wird der Ausgang
des NOR-Gatters 32 erneut nach unten schalten, und zwar
im Zeitpunkt t₄.
Aus der vorstehenden, kurzen Beschreibung wird nun deutlich,
daß die Funktion des Eingangsabschnittes 106 des Zugriffstores
102 darin besteht, jedesmal dann einen Impuls zu erzeugen,
wenn ein Signalpegelübergang in den Informationssignalen
aus der Kommunikationsschleife 100 auftritt. Man
beachte, daß der Eingangsabschnitt 106 nicht unterscheidet
zwischen Steuersignalen und Datensignalen. Vielmehr ist
der Eingangsabschnitt 106 so ausgelegt, daß er Zeitgebersignale
von Informationssignalen trennt.
Der Ausgang des Eingangsabschnittes 106 für das Zugriffstor
102 wird vom Ausgang des NOR-Gatters 132 abgenommen und als
Eingang auf den Zeitgeberabschnitt 108 gegeben. Diese Signale
am Ausgang des NOR-Gatters 132 sind in Fig. 6a als Impulszug
B dargestellt und werden einem Eingang eines NAND-Gatters
134 mit zwei Eingängen zugeführt. Der Ausgang des NAND-Gatters
134 wird dem Triggereingang eines monostabilen Multivibrators
136 zugeführt. Die Funktion des monostabilen Multivibrators
136 besteht darin, Signalpegelübergänge innerhalb der Taktperiode
dadurch zu eliminieren, daß ein Impuls erzeugt wird,
der eine Zeitdauer von ungefähr 75% der Taktperiode besitzt.
Somit liefert der monostabile Multivibrator 136 einen
Zug gleichförmiger Impulse, die den Signalpegelübergängen
für jedes Informationssignal entsprechen, das an dem IN-
Anschluß 118 des Zugriffstores 102 empfangen wird. Jedoch
ist deutlich, daß Impulse des monostabilen Multivibrators
136 nicht mit den Signalpegelübergängen am Anfang jeder
Taktperiode synchronisiert sind, bis ein die Information
identifizierender Impuls vom Zugriffstor 102 empfangen
wurde. Nach Empfang entweder eines datenbezeichnenden
Impulses oder eines Steuersignale bezeichnenden Impulses
werden sämtliche Signalpegel zwischen den Takt- und Bitperioden
durch den monostabilen Multivibrator 136 eliminiert.
Der -Ausgang des monostabilen Multivibrators 136 ist in
Fig. 6a in Form des Kurvenzuges C dargestellt.
Für die Versorgung mit den aktuellen Taktsignalen, die
dem mit dem Zugriffstor 102 verbundenen Kommunikationsprozessor
20 zugeführt werden, ist ein zweiter monostabiler
Multivibrator 138 vorgesehen. Der -Ausgang des monostabilen
Multivibrators 136 wird dem Trigger-Eingang des monostabilen
Multivibrators 138 zugeführt. Der monostabile Multivibrator
138 ist so ausgelegt, daß er einen Impuls produziert, dessen
Zeitdauer ungefähr 50% der Taktperiode der Informationssignale
aus der Kommunikationsschleife 100 beträgt. Der -Ausgang
des monostabilen Multivibrators 38 ist als Signalzug
E in Fig. 6a gezeigt.
Zusätzlich zur Versorgung des Kommunikationsprozessors 20
mit Taktsignalen muß der Zeitgeberabschnitt 108 eines Zugriffstores
102 ebenfalls Taktsignale dem Zugriffstor zuführen.
Zweckmäßigerweise werden zu diesem Zweck zwei
zusätzliche monostabile Multivibratoren 140, 142 verwendet.
Der Triggereingang für den monostabilen Multivibrator
140 ist der -Ausgang des monostabilen Multivibrators 138.
Beide monostabile Multivibratoren 140 und 142 erzeugen
einen Impuls mit einer Zeitdauer von ungefähr 5% der Bit-
oder Taktperiode. Die Q-Ausgänge der monostabilen Multivibratoren
140 und 142 sind als Impulszüge F und G in Fig. 6a
wiedergegeben.
Der Schnittstellenabschnitt 112 des Zugriffstores
102 besitzt ein NOR-Gatter 144 mit zwei Eingängen, dessen
Ausgang mit der DATA IN-Leitung 80 des Kommunikationsprozessors
20 verbunden ist. Ein Eingang für das NOR-Gatter
144 kommt vom Ausgang des UND-Gatters 148 mit zwei Eingängen,
während der Eingang für das NOR-Gatter 144 vom Ausgang des
UND-Gatters 146 mit zwei Eingängen kommt. Die Dateneingabe
in das UND-Gatter 148 kommt von dem BUS IN-Anschluß 118,
während die Dateneingabe für das UND-Gatter 146 für ein
Peripheriegerät reversiert ist, das dem zugehörigen Kommunikationsprozessor
20 zugeordnet ist. Der Steuersignaleingang
für das UND-Gatter 148 kommt vom Ausgang eines Inverters
150. Der Eingang für den Inverter 150 kommt vom Ausgang eines
Dekoders 152, der von vier Leitungen auf zwei Leitungen
dekodiert. Die Funktion des Dekodierers 152 besteht gemäß
Fig. 10 darin, die Steuersignale A, B, N 9 und N 10, die
von dem zugehörigen Kommunikationsprozessor 20 geliefert
werden, zu dekodieren. Wie bereits erwähnt, sind die Steuersignale
N 9 und N 10, A und B externe Steuersignale des Kommunikationsprozessors
20, die zur Anzeige des Informationsflusses
in und aus dem Kommunikationsprozessor 20 dienen.
Die Signale A und B informieren die Umwelt des Kommunikationsprozessors
20 über die Art des Befehls, den der Prozessor
gerade ausführt. Die Signale N 9, N 10 zeigen der Außenwelt
an, welches von vier Registern während eines Logikeinheits-
OUT-Befehls angegeben ist.
Zweckmäßigerweise wird der Dekoder 152 eine Leseanforderung
von der Kommunikationsschleife 100 zum zugehörigen Prozessor
20 dekodieren, wenn das A-Steuersignal eine binäre NULL
ist, das B-Steuersignal eine binäre EINS ist, das N 9-Steuersignal
eine binäre EINS ist und das N 10-Steuersignal eine
binäre EINS ist. Das Zugriffstor 102 wird ein aufgerufenes
Einschreiben von Information aus dem Kommunikationsprozessor
in die Kommunikationsschleife 100 ausführen, wenn das A-
Steuersignal eine binäre EINS, das B-Steuersignal eine
binäre NULL, das N 9-Steuersignal und N 10-Steuersignal jeweils
eine binäre EINS sind. Wie Fig. 7 zeigt, sind die beiden
Ausgänge des Dekodierers 152 mit R (Lese)-Anschluß 54 und
W (Schreib)-Anschluß 156 bezeichnet. Wie man aus der Wahrheitstafel
für den Dekodierer leicht entnimmt, die am Ende
dieser Beschreibung angegeben ist, ist das am R-Anschluß
154 auftretende Signal nur dann niedrig, wenn eine Lese-
Anforderung aus dem zum Zugriffstor 102 gehörenden Kommunikationsprozessor
20 empfangen wurde. Da der Ausgang des
Dekodierers 152 dazu dient, Datensignale aus der Kommunikationsschleife
100 oder von einem Peripheriegerät zum zugehörigen
Kommunikationsprozessor 20 über NOR-Gatter 144
auszugeben, ist der R-Ausgangsanschluß 154 des Dekoders
152 als Eingang zu einem Inverter 150 geführt und als Steuersignaleingang
an das UND-Gatter 146 gelegt.
Wie bereits erwähnt, benötigt der Kommunikationsprozessor
20 extern zugeführte Taktsignale, um einen Befehl auszuführen.
Bei Ausgabe einer Leseanforderung durch den zugehörigen Kommunikationsprozessor
20 muß daher das Zugriffstor 102 Taktimpulse
so lange von dem zugehörigen Kommunikationsprozessor
20 fernhalten, bis die aus der Kommunikationsschleife 100
empfangenen Signale als solche festgestellt sind, die an
das mit dem Kommunikationsprozessor 20 verbundene Gerät
10 oder dem Prozessor 12 adressiert sind. Wenn der zugehörige
Kommunikationsprozessor dem Zugriffstor 102 eine Schreibanforderung
zustellt, dann muß das Zugriffstor 102 entsprechend
weitere Taktimpulse von dem Kommunikationsprozessor
20 fernhalten, bis der Logikabschnitt 110 des Zugriffstores
102 bestimmen kann, daß in der Kommunikationsschleife 100
zur Einfügung von Information ohne Zerstörung gültiger,
in der Kommunikationsschleife bereits vorhandene Information
verfügbar ist. Um diese Taktsperre zu schaffen, werden die
R- und W-Ausgänge 154 bzw. 156 des Dekoders 152 als Eingänge
eines NAND-Gatters 158 zugeführt. Der Ausgang des
NAND-Gatters 158 wird einem Eingang eines UND-Gatters 160
mit zwei Eingängen über einen Inverter 62 zugeführt. Der
andere Eingang zum UND-Gatter 160 kommt von dem Q-Ausgang
des monostabilen Multivibrators 138. Wie man aus der Wahrheitstafel
für den Dekoder 152 erkennen kann, sind die
R- und W-Ausgangsanschlüsse 154, 156 des Dekoders 152 beide
hoch, es sei denn, daß eine Leseanforderung oder eine
Schreibanforderung von dem zugehörigen Kommunikationsprozessor
20 dekodiert wird. Somit wird der Ausgang des
NAND-Gatters 158 niedrig sein mit Ausnahme der Situation,
daß eine Lese- oder Schreibanforderung von dem dem Zugriffstor
102 zugeordneten Kommunikationsprozessor 20 ausgegeben
wurde. Dieser niedrige Ausgang wird seinerseits durch den
Inverter 162 invertiert, ehe er als Steuersignaleingang dem
UND-Gatter 160 zugeführt wird. Da der andere Eingang für
das UND-Gatter 160 von dem Q-Ausgang des monostabilen Multivibrators
138 kommt, der wie bereits erwähnt, die Taktsignale
dem zugehörigen Kommunikationsprozessor 20 zuführt,
wird deutlich, daß die Taktsignale von dem Zugriffstor
102 dem zugehörigen Kommunikationsprozessor 20 immer
zugeführt werden, mit Ausnahme der Situation, daß eine
Schreib- oder Leseanforderung von dem Kommunikationsprozessor
20 ausgegeben wurde. Bei Vorliegen eines Lese- oder Schreib-
Aufrufs aus dem zugehörigen Kommunikationsprozessor 20
wird der Ausgang des NAND-Gatters 158 hoch liegen, was
zu einem niedrigen Signalpegel am UND-Gatter 160 führt. Dies
sperrt die Taktimpulse, die vom Ausgang Q des monostabilen
Multivibrators 180 sonst durch das UND-Gatter 160 dem Kommunikationsprozessor
20 zugeführt werden. Wenn die von dem
zugehörigen Kommunikationsprozessor 20 aufgerufenen Operation
ein Leseaufruf war, dann wird die Taktsignalsperre so lange
nicht entfernt, bis der Logikabschnitt 110 des Zugriffstores
102 bestimmt, daß die von der Kommunikationsschleife 100
empfangenen Informationssignale an den zugehörigen Kommunikationsprozessor
20 gerichtet sind. Nach dieser Bestimmung
wird die Taktsperre beseitigt, und die Taktimpulse aus dem
Q-Ausgang des monostabilen Multivibrators 138 können zum
zugehörigen Kommunikationsprozessor 20 fließen. Wenn der
vom zugehörigen Kommunikationsprozessor 20 ausgegebene
Aufruf eine Schreiboperation ist, dann wird entsprechend
eine Taktsperre so lange nicht weggenommen, bis der Logikabschnitt
100 bestimmt, daß in dem Informationsstrom ein
Freiraum verfügbar ist.
Zu dem Zeitgeberabschnitt 108 des Zugriffstores 102 ist
im Augenblick zu bemerken, das ein MEMORY CYCLE COMPLETE
(MCC)-Impuls von dem zugehörigen Kommunikationsprozessor
20 benötigt wird. Wie bereits erwähnt, erzeugt der Kommunikationsprozessor
20 zu Beginn bei Beendigung jedes Befehls
eine Taktsperre, die als LAST PULSE bezeichnet wurde. Diese
interne Taktsperre wird so lange nicht beseitigt, wie ein
MCC-Impuls von dem Kommunikationsprozessor 20 extern empfangen
wird. Somit wird zusätzlich zu den der CLOCK IN-Leitung
48 des zugehörigen Kommunikationsprozessors 20 zugeführten
Taktimpulsen der Zeitgeberabschnitt 108 des Zugriffstores
102 ebenfalls MCC-Impulse der MCC-Leitung 56 des zugehörigen
Kommunikationsprozessors 20 zuleiten müssen. Um dies zu
erreichen, muß der Zeitgeberabschnitt 108 einen Impuls erzeugen,
der mit dem Informationsstrom in der Kommunikationsschleife
100 synchronisiert ist. Aus einer Prüfung dieses
Informationsstromes, dargestellt als Impulszug A in Fig. 6,
erkennt man, daß zur Synchronisation der MCC-Impuls im
gleichen Zeitintervall auftreten muß, das der Informationssignal-
Identifikation, also z. B. Datensignale oder Steuersignale,
zugewiesen ist. Wenn dies nicht so wäre, würde der
sich ergebende MCC-Impuls nicht mit den Wörtern des Informationsstromes
synchronisiert sein. Um somit den MCC-
Impuls zu erzeugen, wird der -Ausgang des monostabilen
Multivibrators 138 als Triggereingang dem monostabilen
Multivibrator 140 zugeführt, der seinerseits einen Impuls
produziert, dessen Zeitdauer ungefähr 5% der Takt- oder
Bitperiode des aus der Kommunikationsschleife 100 empfangenen
Informationsstromes beträgt. Wenn der -Ausgang
des monostabilen Multivibrators 136 (Impulszug C) mit dem
Q-Ausgang des monostabilen Multivibrators 140 (Impulszug
F) durch ein UND-Gatter 168 gegeben wird, wird ein Impuls
nur während derjenigen Zeitintervalle sich ergeben, die
der Identifizierung der Signale aus dem Informationsstrom
zugewiesen sind. Der Ausgang des UND-Gatters 168 wird über
einen Inverter 170 der MCC-Leitung 56 des zugehörigen Kommunikationsprozessors
20 zugeleitet. Somit wird der Kommunikationsprozessor
20 mit dem notwendigen MCC-Impuls versorgt,
der zur Wegnahme der Taktsperre erforderlich ist, die vom
Kommunikationsprozessor 20 intern erzeugt wurde. Man bemerke
jedoch, daß dann, wenn von dem Kommunikationsprozessor
20 eine Leseanforderung oder eine Schreibanforderung herausgegeben
wurde, der MCC-Impuls nur die intern erzeugte Taktsperre
beseitigt, jedoch nicht diejenige wegnimmt, die von
dem Dekoder 152, dem NAND-Gatter 158, dem Inverter 162 und dem
UND-Gatter 160 erzeugt wurde.
Es wird jetzt auf die Schaltung des Logikabschnittes 110
Bezug genommen. Vor Ausgabe einer Leseanforderung wird der
Kommunikationsprozessor 20 so programmiert, daß er einen
Befehl ausführt, der über die DATA OUT-Leitung 82 des zugehörigen
Kommunikationsprozessors 20 an das Zugriffstor 102
die Adresse des zugehörigen Prozessors überträgt.
Diese Prozessoradresse wird seriell
in ein Schieberegister 164 mit serieller Eingabe und paralleler
Ausgabe geladen. Dieser Befehl gibt ferner das Holen des
nächsten Befehls an, der in diesem Fall eine Leseoperation
verlangt.
Bei Abschluß dieses Befehls und Empfang des nächstfolgenden
MCC-Impulses (vgl. Kurvenzug H im Zeitpunkt t₅ aus Fig. 6) aus
dem Ausgang des Inverters 170, wird der Prozessor 20 so
programmiert, daß er die Leseoperation (BEX-2) ausführt.
Beim Holen des Lesebefehls jedoch lieferte der Dekoder
152 die notwendigen Signale, damit die Weitergabe von Taktimpulsen
an den CLOCK IN-Anschluß 88 des Kommunikationsprozessors
20 verhindert wird. Daher werden dem zugehörigen
Kommunikationsprozessor 20 so lange keine Taktimpulse weiter
zugeführt werden, bis eine Bestimmung darüber getroffen ist,
daß die Adresse der von der Kommunikationsschleife 100
empfangenen Information auf den zugehörigen Kommunikationsprozessor
20 paßt. Diese Bestimmung wird durch Vergleich der
Prozessoradresse in dem Schieberegister 164
mit der Adresse ausgeführt, die vom Steuerabschnitt des
aus der Kommunikationsschleife 100 empfangenen Informationsstromes
angegeben ist. Daher muß die Prozessoradresse,
die durch Ausführung des vorhergehenden Befehls
des Kommunikationsprozessors 20 durch den Logikabschnitt
110 aufbewahrt werden, bis der Vergleich eine Übereinstimmung
ergeben hat.
Dem Schieberegister 164 mit seriellem Eingang und parallelem
Ausgang ist ein weiteres Schieberegister 166 mit parallelem
Eingang und seriellem Ausgang zugeordnet. Dieses Schieberegister
166, zu erkennen in Fig. 11, wird von dem gleichen
MCC-Impuls geladen, der den Lesebefehl des Kommunikationsprozessors
20 auslöste, jedoch für die Taktsperre, die durch
den Dekoder 152 erzeugt wurde. Wie in Fig. 7 gezeigt ist,
wird der Lesebefehl für das Schieberegister 166 vom Ausgang
eines UND-Gatters 172 mit zwei Eingängen geliefert.
Ein Eingang für das UND-Gatter 172 kommt vom Ausgang des
Inverters 150. Der andere Eingang für das UND-Gatter 172
kommt vom Ausgang des Inverters 170, der die Quelle für
die MCC-Impulse für den zugehörigen Kommunikationsprozessor
20 darstellt. Man erinnere sich, daß der Eingang für den
Inverter 150 mit dem R-Anschluß 154 des Dekoders 152 verbunden
ist. Man erinnere sich weiter, daß das an den R-
Anschluß 154 des Dekoders 152 erscheinende Signal nur dann
einen niedrigen Pegel einnimmt, wenn ein Lesebefehl von dem
Dekoder 152 dekodiert wurde. Daher wird unmittelbar vor dem
Empfang des nächstfolgenden MCC-Impulses durch den Kommunikationsprozessor
20 der Ausgang des Inverters 150 hochgehen,
und der Signalausgang des Inverters 170 (Impulszug H) wird
niedrig gehen. Dadurch wird der Ausgang eines UND-Gatters
172 hoch. Wie man aus Fig. 11 sieht, benötigt das Schieberegister
166 einen negativen Impuls zur parallelen Ladung
des Schieberegisters. Bei Empfang eines positiven MCC-Impulses
wird der Ausgang des UND-Gatters 172 momentan niedrig
werden, was seinerseits das Schieberegister 166 parallel
laden wird, und zwar mit der im Schieberegister 164 gespeicherten
Prozessoradresse. Bei Anlegen von Taktimpulsen
an das Schieberegister 166 wird die jetzt im
Schieberegister 166 gespeicherte Prozessoradresse
bit-weise mit den von der Kommunikationsschleife 100
über den BUS IN-Anschluß 118 des Zugriffstores 102 empfangenen
Informationssignalen verglichen.
Zur Ausführung des Vergleichs wird ein aus UND-Toren 174,
176 mit vier Eingängen sowie einem NOR-Gatter 178 mit zwei
Eingängen bestehendes Gatternetzwerk verwendet. Der Ausgang
der UND-Gatter 174, 176 ist als Eingänge dem NOR-Gatter
178 zugeführt. Ein Eingang für beide UND-Gatter 174, 176
kommt vom Ausgang des NAND-Gatters 158, der nur dann hoch
liegt, wenn ein Lese- oder Schreibbefehl von dem zugehörigen
Kommunikationsprozessor zur Auführung empfangen wurde.
Ein zweiter Eingang, der für die UND-Gatter 174 und 176
gemeinsam ist, kommt von dem Q-Ausgang des monostabilen
Multivibrators 142. Wie Fig. 7 zeigt, wird der monostabile
Multivibrator 142 durch den Q-Ausgang des monostabilen Multivibrators
138 getriggert, während der monostabile Multivibrator
140 durch den -Ausgang des monostabilen Multivibrators
138 getriggert wird. Da der monostabile Multivibrator
138 die tatsächlichen Taktsignale für den Kommunikationsprozessor
20 liefert und da die monostabilen Multivibratoren
140 und 142 so ausgelegt sind, daß sie Impulse von ungefähr
gleicher Zeitdauer erzeugen, wird das Zeitintervall zwischen
dem Auftreten eines Impulses am Ausgang des monostabilen
Multivibrators 142 und dem Auftreten eines Impulses am Ausgang
des monostabilen Multivibrators 140 ungefähr gleich der
Impulsbreite der Taktimpulse für den Kommunikationsprozessor
20 sein. Dieses Merkmal erläutert Impulszug F und Impulszug G,
die die Ausgänge der Multivibratoren 140 und 142 darstellen.
Ein dritter Eingang für das UND-Gatter 174 kommt vom -Ausgang
des Schieberegisters 166, während ein dritter Eingang
für das UND-Gatter 176 vom Q-Ausgang des Schieberegisters
166 kommt. Der vierte und letzte Eingang für das UND-Gatter
174 kommt von dem Q-Ausgang eines Flip-Flops 180, während
der vierte und letzte Eingang für das UND-Gatter 176 von
dem -Ausgang des Flip-Flops 180 kommt. Der Datenanschluß
des Flip-Flops 188 ist mit dem BUS IN-Anschluß 118 des
Zugriffstores 102 verbunden, während die Taktsignale für
das Flip-Flop 180 von dem -Ausgang des monostabilen Multivibrators
136 geliefert werden.
Wie man sieht, besteht die Funktion des Flip-Flops 180
darin, eine Verzögerung in dem Informationsstrom aus dem
BUS IN-Anschluß 118 einzufügen. Da die Taktimpulse für den
zugehörigen Kommunikationsprozessor 20 wie auch die Zeitgabe
für das Zugriffstor 102 von den Signalpegelübergängen des
Informationssignalstroms abgeleitet werden, ist deutlich,
daß diese abgeleiteten Zeitimpulse nicht gleichzeitig mit
dem Auftreten der Signalübergänge der Informationsimpulse
erzeugt werden. Zur Kompensation dieses Unterschiedes zwischen
den Zeitgabeimpulsen, die aus den Signalübergängen
abgeleitet werden und den tatsächlichen Informationsimpulsen
selbst auszugleichen, ist das Flip-Flop 180 vorgesehen. Da
die Signale, die das Flip-Flop 180 takten, von dem -Ausgang
des monostabilen Multivibrators 136 abgeleitet werden,
der seinerseits so ausgelegt war, daß Impulse weggenommen
werden, die aus Signalübergängen innerhalb der Takt- oder
Bitperiode des Informationsstromes resultierten, wird das
Flip-Flop 180 den modifizierten Mauchly-Kode, der seinem
Datenanschluß zugeführt wurde, in einen NRZ-Pegel oder in
einen modifizierten NRZ-Kode transformieren. Die Q- und -
Ausgänge des Flip-Flops 180 sind als Impulszüge J und I
dargestellt. Das Format des NRZ-Kodes ist ein solches, bei dem
eine binäre EINS durch einen Signalpegel (z. B. hoch) und
eine binäre NULL durch den anderen Signalpegel (z. B. niedrig)
repräsentiert werden. Man entnehme ferner aus diesen Impulszügen,
daß die Ausgangsimpulse des Flip-Flops 180 ungefähr
um 75% einer Taktperiode gegenüber der Taktperiode der Signalübergänge
verzögert sind, aus denen diese Impulse abgeleitet
wurden. Diese Verzögerung ist das Ergebnis der Verwendung des
Ausgangs des monostabilen Multivibrators 136 als Takt für
das Flip-Flop 180.
Eine Analyse der Eingänge entweder für das UND-Gatter 174
oder das UND-Gatter 176 zeigt, daß zwei der Eingänge Steuersignalen
verwandt sind, während die beiden Eingänge Datensignalen
verwandt sind. Die beiden Steuersignale, die den
Eingängen der beiden UND-Gatter 174 und 176 zugeführt werden,
sind der Ausgang des NAND-Gatters 158 und der Q-Ausgang des
monostabilen Multivibrators 142. Da der Ausgang des NAND-
Gatters 158 nur positiv ist, wenn entweder eine Leseanforderung
(BEX-2) oder eine Schreibanforderung (OUT-2) von dem zugehörigen
Kommunikationsprozessor 20 ausgegeben wurde, wird deutlich,
daß der Ausgang entweder des UND-Gatters 174 oder des UND-
Gatters 176 nur positiv sein kann, wenn eine Lese- oder
Schreibanforderung von dem zugehörigen Kommunikationsprozessor
20 ausgegeben wurde. Die beiden Dateneingänge für die UND-
Gatter 174 oder das UND-Gatter 176 sind die Ausgänge des
Flip-Flops 180 und die Ausgänge des Schieberegisters 166.
Das UND-Gatter 174 gibt den Q-Ausgang des Flip-Flops 180 und
den -Ausgang des Schieberegisters 176 aus, wenn es durch
den Ausgang des monostabilen Multivibrators 142 getaktet wird,
während das UND-Gatter 176 den -Ausgang des Flip-Flops 180
und den Q-Ausgang des Schieberegisters 166 ausgibt. Es sollte
nun klar sein, daß die Takte für das Flip-Flop 180 und das
Schieberegister 166 vor dem Takt für die UND-Gatter 174 und
176 auftreten müssen. Der Takt für das Schieberegister 166
wird durch den Ausgang des monostabilen Multivibrators 140
geliefert. Ein Vergleich des Signalzuges F, der den Takt
für das Schieberegister 166 darstellt, mit dem Signalzug
C, der den Takt für das Flip-Flop 180 darstellt, und dem
Signalzug G, der den Takt für die UND-Gatter 174 und 176
darstellt, ergibt, daß das Schieberegister 166 zuerst
getaktet wird, während das Flip-Flop 180 und die UND-Gatter
174 und 176 im wesentlichen gleichzeitig getaktet werden.
Da gemäß Fig. 11 das Schieberegister 166 nicht synchron ist,
liefert das Laden des Schieberegisters 166 automatisch an
den Q-Ausgang und den -Ausgang des Schieberegisters den
Inhalt der niedrigstelligen Bitstelle. Somit wird gemäß
Fig. 6 im Zeitpunkt t₅ der Ausgang des UND-Gatters 172
das Schieberegister 166 laden lassen, und zwar mit dem
Inhalt des Schieberegisters 164. Die Binärpegel der niedrigststelligen
Bitstelle des geladenen Schieberegisters
166 werden gleichzeitig jeweils dem UND-Gatter 176 und dem
UND-Gatter 174 zugeführt. Im Zeitpunkt t₆ (beginnend mit
der dritten Taktperiode des Informationsbytes) wird das
erste Informationssignal, das dem Informations-Identifikationssteuersignal
folgt, am Datenanschluß des Flip-Flops 180
auftreten. Im Zeitpunkt t₇ wird das Flip-Flop 180 getaktet,
und der Q-Ausgang des Flip-Flops 180 wird als ein Eingang
dem UND-Gatter 174 zugeführt, während der -Ausgang des
Flip-Flops 180 als ein Eingang dem UND-Gatter 176 zugeführt
wird. Gleichzeitig erhalten die UND-Gatter 174 und 176 einen
Taktimpuls in der Form eines positiven Impulses aus dem Q-
Ausgang des monostabilen Multivibrators 142 (Signalzug G).
Mit den obenerwähnten jeweiligen Eingängen für die UND-
Gatter 174 und 176 führt die Kombination der UND-Gatter 174
und 176 mit dem NOR-Gatter 178 im wesentlichen eine logische
Exklusiv-ODER-Funktion für diese Eingangssignale aus. Da der
Ausgang des NOR-Gatters 178 gewöhnlich hoch liegt, wird das
Anlegen des Q-Ausgangs des monostabilen Multivibrators 142
an die Eingänge der UND-Gatter 174 und 176 im Zeitpunkt
t₇ den Ausgang des NOR-Gatters 178 nur dann nach unten
gehen lassen, wenn das vom Schieberegister 166 im Zeitpunkt
t₅ gelieferte Signal nicht identisch mit dem Informationssignal
ist, das aus der Kommunikationsschleife 100 über
BUS IN-Anschluß 118 empfangen wurde. Wenn im Zeitpunkt t₇
die beiden Signale identisch sind, bleibt der Ausgang des
NOR-Gatters 178 hoch, da die Ausgänge der UND-Gatter 174 und
176 niedrig sein werden. Im Zeitpunkt t₈ wird das Schieberegister
166 getaktet, und die an der zweiten niedrigststelligen
Bitstelle gespeicherten Binärwerte werden den UND-Gattern
174 und 176 zugeführt. Diese Binärwerte werden mit dem Binärwert
des nächstfolgenden Informationssignals im Zeitpunkt t₉
verglichen und so weiter.
Um eine Aufzeichnung darüber zu haben, ob sämtliche Bits eines
Informationswortes oder Bytes aus der Kommunikationsschleife
100 identisch mit den Bits des Wortes sind, das in dem Schieberegister
166 gespeichert ist, werden zwei Flip-Flops 182
und 184 verwendet. Flip-Flops 182 und 184 haben ähnliche
Struktur wie das Flip-Flop 124 und 180 mit der Ausnahme, daß
auch eine Löschfunktion vorgesehen ist. Beide Flip-Flops 182
und 184 sind D-Flip-Flops, die vom positiven Flanken getriggert
werden. Ein Beispiel dieses Flip-Flop-Typs zeigt Fig. 12.
Eine Wahrheitstafel für die Flip-Flops 182 und 184 zeigt
Fig. 13. Der Ausgang des NOR-Gatters 178 wird dem Löschanschluß
des Flip-Flops 182 zugeleitet, während der Datenanschluß
des Flip-Flops 182 mit dem Ausgang des NAND-Gatters
158 verbunden ist. Der Q-Ausgang des Flip-Flops 182 ist mit
dem Datenanschluß des Flip-Flops 184 verbunden. Die Taktsignale
für das Flip-Flop 182 werden von dem Ausgang des NAND-
Gatters 158 geliefert, während die Taktsignale für das Flip-
Flop 184 von dem Ausgang des Inverters 170 geliefert werden.
Aus der Wahrheitstafel der Fig. 13 erkennt man, daß ein
dem Löschanschluß des Flip-Flops 182 zugeführter negativer
Impuls den Q-Ausgang des Flip-Flops 182 nach unten gehen
läßt, gleichgültig, welcher Signalpegel an den Datenanschluß
des Flip-Flops angelegt wurde. Wenn entweder eine Lese-
(BEX-2)- oder eine Schreib-(OUT-2)-Operation durch den zugehörigen
Kommunikationsprozessor 20 ausgelöst wurde, wird
der Signalpegel des Datenanschlusses des Flip-Flops 182 hoch
sein, da er mit dem Ausgang des NAND-Gatters 158 verbunden
ist. Wenn der Inhalt des Schieberegisters 166 tatsächlich
den Signalen entspricht, die aus der Kommunikationsschleife
100 empfangen wurden, dann wird der Ausgang des NOR-Gatters
178 stets hoch bleiben, und daher wird kein Löschsignal an
das Flip-Flop 182 gelegt. In diesem Fall folgt der Q-Ausgang
des Flip-Flops 182 dem Signalpegel am Datenanschluß.
Das Löschsignal für das Flip-Flop 184 wird durch den Ausgang
eines UND-Gatters 186 mit zwei Eingängen geliefert. Ein Eingang
für das UND-Gatter 186 kommt vom Ausgang des Inverters 170,
während der andere Eingang für das UND-Gatter 186 vom Ausgang
des Inverters 162 kommt. Während der Ausgang des Inverters
170 stets ein positiv gehender Impuls ist, wie der Impulszug
H zeigt, ist der Ausgang des Inverters 162 nur dann
positiv, wenn entweder eine Lese-Operation (BEX-2) oder eine
Schreiboperation (OUT-2) durch den Kommunikationsprozessor
20 ausgelöst wurde. Wenn somit eine Leseoperation oder eine
Schreiboperation durch den Kommunikationsprozessor 20 ausgelöst
wurde, wird der Ausgang des UND-Gatters 186 im Zeitpunkt
t₅ ein positiver Impuls sein.
Aus der Wahrheitstafel gemäß Fig. 13 entnimmt man, daß dann,
wenn ein positiver Impuls dem Löscheingang des Flip-Flops
184 zugeführt wird, die Ausgänge des Flip-Flops 184 von
dem Signalpegel abhängen, der am Datenanschluß des Flip-
Flops anliegt. Wenn somit der Inhalt des Schieberegisters
166 exakt den Signalen entspricht, die aus der Kommunikationsschleife
empfangen wurden, dann folgt der Q-Ausgang des
Flip-Flops 182 dem Signalpegel an seinem Datenanschluß.
In dieser Situation, wenn nämlich diese Korrespondenz besteht,
wird ein Signal, das am Datenanschluß des Flip-
Flops 184 erscheint, identisch mit dem Signalpegel sein,
der am Datenanschluß des Flip-Flops 182 erscheint. Wenn
andererseits der Inhalt des Schieberegisters 166 nicht genau
den aus der Kommunikationsschleife 100 empfangenen Signalen
entspricht, dann wird der am Datenanschluß des Flip-Flops
184 auftretende Signalpegel das Komplement des Signalpegels
sein, der am Datenanschluß des Flip-Flops 182 auftritt.
Es ist also klar, daß das Flip-Flop 182 ein Hilfssignal für
jedes Informationsbit aufnimmt, das aus der Kommunikationsschleife
100 über BUS IN-Anschluß 118 empfangen wurde, das
nicht den in dem Schieberegister 166 gespeicherten Signalen
entspricht. Da in der bevorzugten Ausführungsform sowohl Dateninformation
wie Steuerinformation entlang der Kommunikationsschleife
100 übertragen werden und aus 8-Bit-Bytes bestehen,
wird der Q-Ausgang des Flip-Flops 182 das Flip-Flop 184 entsprechend
dem Ausgang eines Vergleichs zwischen dem Inhalt
des Schieberegisters 166 und einem 8-Bit-Informations-Byte
aus der Kommunikationsschleife 100 in der richtigen Weise
setzen. Da die Information am BUS IN-Anschluß 118 des Zugriffstores
102 aus der Kommunikationsschleife 100 kontinuierlich
ankommt, muß das Flip-Flop 182 am Beginn jedes 8-Bit-Informations-
Bytes aus der Kommunikationsschleife 100 zurückgesetzt
werden. Daher ist die Funktion des Flip-Flops 184
diejenige, eine Anzeige der Ergebnisse des Vergleichs für
das vorhergehende Informations-Byte zu liefern.
Um dies auszuführen, ist eine Analyse der Taktsignale,
die den Flip-Flop 184 und 182 zugeführt werden, hilfreich.
Man notiere, daß das dem Flip-Flop 182 zugeführte Taktsignal
das Inverse der Taktsignale ist, die an das Flip-Flop 184 gelegt
werden, wobei das Signal, das dem Taktanschluß des
letzteren Flip-Flops zugeführt wird, ein positiver Impuls ist.
Da beide Flip-Flops 182 und 184 von den positiven Flanken
getriggert werden, wird das Flip-Flop 184 entsprechend dem
Q-Ausgang des Flip-Flops 182 getriggert, ehe das Flip-Flop
182 zurückgesetzt wird.
Wie nun deutlich ist, ist die Funktion der Flip-Flops 182
und 184 nur dann wichtig, wenn ein Lesebefehl (BEX-2)
oder ein Schreibbefehl (OUT-2) zur Ausführung durch den
Kommunikationsprozessor 20 geholt wurden. Der Sinn dieses
besteht darin, daß der Kommunikationsprozessor 20 das Vorhandensein
des Zugriffstores nur dann wahrnimmt, wenn entweder
eine Leseoperation (BEX-2) oder eine Schreiboperation (OUT-2)
ausgelöst wurden. Andererseits dient das Zugriffstor 102 als
Schnittstelle zwischen der Kommunikationsschleife 100
und dem zugehörigen Kommunikationsprozessor 20 und hält weiterhin
die Kontinuität innerhalb der Kommunikationsschleife
100 aufrecht. In diesem Sinne müssen die Flip-Flops 182 und
184 die Information ausreichend liefern, um die Kontinuität
für die Kommunikationsschleife 100 aufrecht zu erhalten,
unabhängig vom Status des zugehörigen Kommunikationsprozessors
20. Um diese Kontinuität zu schaffen, wird der -Ausgang des
Flip-Flops 180 als ein Eingang einem UND-Gatter 188 mit
zwei Eingängen zugeführt. Der andere Eingang für das UND-
Gatter 188 kommt von dem -Ausgang des Flip-Flops 184. Der
-Ausgang des Flip-Flops 180 ist das Komplement der NRZ-Pegeldarstellung
des erfindungsgemäß modifizierten Mauchly-Kodes,
der dem Datenanschluß des Flip-Flops 180 zugeführt wurde.
Da der Ausgang des Inverters 162, der dem Dekoder 152 zugeordnet
ist, positiv ist, wenn entweder ein Lesebefehl
(BEX-2) oder ein Schreibbefehl (OUT-2) zur Ausführung durch
den zugehörigen Kommunikationsprozessor 20 geholt wurden,
wird der Ausgang des UND-Gatters 186 im Zeitpunkt t₅ ein
negativ gehender Impuls sein. Wie erörtert, wird ein negativ
gehender Impuls, der dem Löschanschluß des Flip-Flops 184
zugeführt wird, stets den -Ausgang des Flip-Flops 184
hochgehen lassen. Unabhängig davon also, ob ein Vergleich
mit dem Informationsbyte aus der Kommunikationsschleife
100 über BUS IN-Anschluß 118 erreicht wurde, wird die
NRZ-Pegeldarstellung des Bytes an Informationssignalen
vom -Ausgang des Flip-Flops 180 durch das UND-Gatter 188
weitergeleitet, wenn ein BEX-2- oder ein OUT-2-Befehl aus
dem Speicher 24 geholt worden ist.
Der Ausgang des UND-Gatters 188 wird als Eingang einem NOR-
Gatter 190 mit zwei Eingängen zugeführt, dessen Ausgang
auf den seriellen Eingangsanschluß des Schleifenschieberegisters
116 gegeben wird. Das Schleifenschieberegister
116 ist identisch aufgebaut wie das Schieberegister 166
und wird ebenfalls parallel vom Ausgang des Schieberegisters
164 geladen. Wie bereits kurz erwähnt, besteht die Funktion
des Schleifenschieberegisters 116 in der Pufferung. Wie zu
erkennen ist, speichert im speziellen das Schleifenschieberegister
116, in Fig. 14, in dem Zugriffstor 102 die aus
der Kommunikationsschleife 100 empfangenen Informationssignale
über acht Taktperioden. Diese 8-Bit-Verzögerung ist nötig,
um zu bestimmen, ob ein Vergleichsergebnis zwischen in dem
Schieberegister 166 gespeicherten Signalen und denjenigen,
die aus der Kommunikationsschleife 100 erhalten wurden, vorliegt.
Wie leicht erkannt werden kann, kann ein Vergleich
bzw. eine Übereinstimmung nur mit den Informationssignalen
erreicht werden, die vom Steuertyp sind. Datensignale werden
auch mit dem Inhalt des Schieberegisters 166 verglichen, jedoch
kann der Vergleich nicht erfolgreich ausgehen. Wenn
somit ein Vergleich erfolgreich endete, was durch den Q-Ausgang
des Flip-Flops 184 angedeutet wird, dann muß der Inhalt
des Schleifenschieberegisters 116 Steuersignale sein, die
aus der Kommunikationsschleife 100 erhalten wurden.
Um sicherzustellen, daß nur Steuerbytes sich aus einem korrekten
Vergleich ergeben, wird der serielle Eingangsanschluß des
Schieberegisters 166 auf ein negatives Potential festgelegt.
Das Schieberegister 166 wird im Zeitpunkt t₅ mit Information
geladen, die von dem zugehörigen Kommunikationsprozessor
stammt, jedoch wird das erste Informationsbit, das verglichen
wird, nicht vor dem Zeitpunkt t₇ auftreten. Man bemerke, daß
der Zeitpunkt t₇ innerhalb der Taktperiode des ersten Bits
der Nicht-Identifizierungsinformation des Informationsbytes
auftritt. Somit wird die in das Schieberegister 166 geladene
Information nicht solche Information enthalten, die sich auf
die Identifikation des Informationsbytes bezieht. Da weiter
in d 65496 00070 552 001000280000000200012000285916538500040 0002002623806 00004 65377er bevorzugten Ausführungsform das Schieberegister 166
nur 8 Bits lang ist, während die Informationsbytes der Kommunikationsschleife
100 10 Taktperioden lang sind, muß die
Möglichkeit in dem Schieberegister 166 für die zwei restlichen
Bits geschaffen werden. Um das Schieberegister 166
demzufolge um zwei Bits zu erweitern, wird der serielle Ein
gangsanschluß des Schieberegisters auf ein negatives Potential
festgelegt. Man bemerkt aus dem Signal C und F, daß
vom Zeitpunkt t₅ bis zum Zeitpunkt t₁₀ das Schieberegister
166 sieben Taktimpulse empfangen haben wird. Nach Zeitpunkt
t₁₀, jedoch ehe das Schieberegister 166 erneut mit dem Inhalt
des Schieberegisters 166 im Zeitpunkt t₃ geladen wird, empfängt
das Schieberegister 166 einen zusätzlichen Taktimpuls im
Zeitpunkt t₁₁. Im Zeitpunkt t₁₀ jedoch wird der Inhalt des
Schieberegisters nur aus NULLEN bestehen, und zwar weil der
serielle Eingangsanschluß auf negatives Potential festgelegt
wurde. Wenn das Schieberegister 166 Taktimpulse im
Zeitpunkt t₁₁ empfängt, werden die UND-Gatter 174 und 176
zur Zeit t₁₂ bestimmen, ob der Binärwert des nächsten In
formationsbits eine NULL ist. Wenn der eine binäre NULL ist,
dann würde dies anzeigen, daß die vorhergehenden acht Informationsbits
Steuerbits waren. Daher wird das Festlegen des
seriellen Eingangsanschlusses des Schieberegisters 166
auf ein negatives Bezugspotential vorschreiben, daß eine
Korrespondenz nur mit Bytes von Steuersignalen erreicht
werden kann.
Wenn eine Leseoperation von dem zugehörigen Kommunikations
prozessor 20 aufgerufen wurde, dann wird nach einer beim
Vergleich festgelegten Übereinstimmung der Inhalt des
Schleifenschieberegisters 116 die Prozessoradresse
sein, die dem zugeordneten Kommunikationsprozessor 20
zugehört. Wenn eine Schreiboperation aufgerufen wurde, dann
wird bei festgestellter Gleichheit während des Vergleichs
der Inhalt des Schleifenschieberegisters lauter NULLEN
enthalten.
Bei Gleichheit für eine Leseoperation wird die Prozessoraderesse
seriell in das Schleifenschieberegister
116 vom Ausgang des UND-Gatters 188 geladen und das NOR-
Gatter 190 muß so verändert werden, daß alles NULLEN wird.
Dies ermöglicht, das andere Prozessoren an der Kommunikations
schleife 100 die Möglichkeit erhalten, Information in die
Schleife zu schreiben, und zwar in den Raum, der vorher die
ungelesene Information enthielt, wobei gleichzeitig das Zugriffstor
daran gehen wird, die gleiche Information über und
über zu lesen.
Bei Gleichheit für die Schreiboperation müssen die in das
Schleifenschieberegister 116 geladenen NULLEN in die
Adresse des bezeichneten Zugriffstores verändert werden,
um die Information, die jetzt in die Kommunikations
schleife 100 geschrieben wird, zu erhalten. Diese neue
Adresse wird ihrerseits mit anderen Zugriffstoren
entlang der Kommunikationsschleife 100 verglichen und wird
dann angenommen, wenn das richtige bezeichnete Zugriffstor
erreicht wird. Das bezeichnete Zugriffstor wird
seinerseits lauter NULLEN in die Steuerstelle einschreiben,
und der Zyklus wiederholt sich dann.
Um das vorstehende weiter in der richtigen Weise deutlich
zu machen, wird jetzt die Funktion und der Betrieb des
Schleifenschieberegisters 116 sowie das Schieberegister
164 im einzelnen beschrieben.
Die Taktsignale für das Schleifenschieberegister 116
werden aus dem -Ausgang des monostabilen Multivibrators
136 abgeleitet. Um die Ladeimpulse für das Schleifenschieberegister
116 zu liefern, wird der Ausgang eines NAND-
Gatters 172 verwendet, das drei Eingänge besitzt. Ein Eingang
für das NAND-Gatter 192 kommt vom Ausgang des NAND-
Gatters 158, während ein zweiter Eingang für das NAND-
Gatter 192 von dem Q-Ausgang des Flip-Flops 184 her kommt.
Der dritte und letzte Eingang zum NAND-Gatter 192 kommt vom
Ausgang des Inverters 170. Da der Ausgang des Inverters 170
die Quelle der MCC-Impulse für den zugehörigen Kommunikations
prozessor 20 darstellt, wird deutlich, daß das Schleifen
schieberegister 116 nur einen negativen Ladeimpuls während
des Zeitintervalls eines MCC-Impulses empfangen kann,
(indem man annimmt, daß die anderen Eingänge für das NAND-
Gatter 192 zu diesem Zeitpunkt beide positiv sind). Wie bei
den UND-Gattern 174 und 176 wird wieder der Eingang für
das NAND-Gatter 192 vom Ausgang des NAND-Gatters 158 nur
hoch liegen, wenn entweder ein Lesebefehl (BEX-2) oder ein
Schreibbefehl (OUT-2) zur Ausführung durch den zugehörigen
Kommunikationsprozessor geholt worden ist. Daher muß der
Kommunikationsprozessor entweder eine Leseoperation oder
eine Schreiboperation ausführen, damit am Ausgang des
NAND-Gatters 192 ein negativer Impuls auftritt. Ob somit
ein Ladeimpuls dem Schleifenschieberegister 116 zugeführt
wird, hängt von dem Q-Ausgang des Flip-Flops 184 ab.
Weiter wird es nur notwendig sein, den Q-Ausgang des Flip-Flops
184 zu prüfen, wenn ein positiv gehender Impuls an
seinem Löschanschluß vom Ausgang des UND-Gatters 186 im
Zeitpunkt t₅ angelegt wird.
In dieser Situation ist die steuernde Variable der Signalpegel,
der dem Datenanschluß des Flip-Flops 184 zugeführt
wird. Dieses Merkmal wird von der Wahrheitstabelle gemäß
Fig. 13 erläutert. Dieser Signalpegel hängt seinerseits
von dem Q-Ausgang des Flip-Flops 182 ab. Wie oben beschrieben,
wird der Q-Ausgang des Flip-Flops 182 negativ sein,
wenn ein Vergleich zwischen dem in dem Schieberegister 166
gespeicherten Informationsbyte keine Entsprechung mit dem
aus der Kommunikationsschleife 100 über den BUS IN-Anschluß
118 empfangenen Informationsbyte ergibt. Wenn jedoch
eine Entsprechung 5 festgestellt wird, dann wird der Q-Ausgang
des Flip-Flops 182 ein Signal von positivem Pegel sein. Somit
wird der Q-Ausgang des Flip-Flops 184 zur Zeit t₅ positiv
sein, wenn das in dem Schieberegister 166 gespeicherte In
formationsbyte dem aus der Kommunikationsschleife 100 empfangenen
Informationsbyte entspricht (gemäß Modifizierung durch
das Flip-Flop 180). Wenn der Inhalt des Schieberegisters 166
nicht der von der Kommunikationsschleife 100 erhaltenen
Information entspricht, dann wird der Q-Ausgang des Flip-Flops
184 niedrig sein und ein Ladeimpuls für das Schleifen
schieberegister 116 wird nicht geliefert.
Für alle anderen Operationen als die Lese- oder Schreiboperation,
die durch den zugehörigen Kommunikationsprozessor
20 ausgelöst werden, wird der Ausgang des UND-Gatters 186
ein negativ gehender Impuls sein. Daher wird unabhängig von
dem durch die Exklusiv-ODER-Schaltung, bestehend aus den
UND-Gattern 174, 176 und dem NOR-Gatter 178, ausgeführten
Vergleich der Q-Ausgang des Flip-Flops 184 für diese anderen
Operationen stets negativ sein und von dem Schleifen
schieberegister 116 wird kein Ladeimpuls aufgenommen. Daher
kann das Schleifenschieberegister 116 nur parallel mit dem
Inhalt des Schieberegisters 164 im Zeitpunkt t₅ geladen werden,
wenn entweder eine Lese- oder eine Schreiboperation durch
den zugehörigen Kommunikationsprozessor 20 spezifiziert
wurde und wenn bei einem Vergleich eine Entsprechung sich
ergeben hat. Die Bedeutung dieses Merkmales wird in der
weiteren Beschreibung noch besonders hervortreten.
Für den Augenblick jedoch genügt es zu verstehen, daß der
Inhalt des Schieberegisters 163 nur in das Schleifen
schieberegister 116 geladen werden kann, wenn entweder eine
Leseoperation oder eine Schreiboperation durch den zugehörigen
Kommunikationsprozessor 20 ausgelöst wird. Es wird jetzt
im einzelnen auf das Schieberegister 164 eingegangen. Wie
bereits erwähnt, wird das Schieberegister 164 seriell
vom Ausgang des zugehörigen Kommunikationsprozessors 20
über den DATA OUT-Anschluß 82 des Kommunikationsprozessors
seriell geladen. Um sicherzustellen, daß die aus dem DATA OUT-
Anschluß 82 des Prozessors 20 empfangenen Informationssignale
auch in das Schieberegister 164 in Synchronisation mit dem
Takt des zugehörigen Kommunikationsprozessors 20 geladen
wurden, werden die am CLOCK OUT-Anschluß 53 des zugehörigen
Kommunikationsprozessors 20 auftretenden Taktimpulse als die
Taktimpulse für das Schieberegister 164 über einen Inverter
194 herangeführt. Somit laden die gleichen Taktimpulse, die
die Informationssignale auf den DATA OUT-Anschluß 82 des
zugehörigen Kommunikationsprozessors 20 geben, seriell das
Schieberegister 164.
Die Signale zum Löschen des Inhalts des Schieberegisters
164 ergeben sich vom Ausgang eines NAND-Gatters 196 mit
drei Eingängen. Ein Eingang für das NAND-Gatter 196 ist mit
dem Q-Ausgang des Flip-Flops 184 verbunden, während der
andere Eingang des NAND-Gatters 196 mit dem Ausgang des
Inverters 150 verbunden ist. Der dritte Eingang zum NAND-
Gatter 196 kommt vom Ausgang des Inverters 170, der die
Quelle für die MCC-Impulse für den zugehörigen Kommunikations
prozessor 20 darstellt. Da der Ausgang des Inverters
150 nur hoch ist, wenn eine BEX-2-Operation von dem Dekoder
152 dekodiert wird, wird deutlich, daß der Ausgang des
NAND-Gatters 196 nur einen Löschimpuls für das Schieberegister
164 liefern kann, wenn eine BEX-2-Operation durch den zugehörigen
Kommunikationsprozessor 20 ausgelöst wurde. Wie
bereits erwähnt wurde, muß für die anderen Operationen als
BEX-2 oder OUT-2, die ebenfalls in dem zugehörigen Kommunikationsprozessor
20 verwirklicht sind, der Q-Ausgang des Flip-Flops
184 einen niedrigen Signalpegel haben, damit der Ausgang
des NAND-Gatters 196 positiv werden kann. Darüber hinaus
kann der Löschimpuls für das Schieberegister 164 nur nur
Zeit t₅ auftreten, die mit dem Auftreten eines MCC-Impulses
am Ausgang des Inverters 170 zusammenfällt. Daher ist der
Q-Ausgang des Flip-Flops 184 die steuernde Variable bei der
Bestimmung, ob ein Löschimpuls für das Schieberegister 164
vom Ausgang des NAND-Gatters 196 geliefert werden soll.
Man erinnere sich, daß vor Auslösen einer BEX-2-Operation für
den zugehörigen Kommunikationsprozessor 20, was als Reaktion
auf einen Aufruf aus einem Gerät 10 oder einem Prozessor 12
geschieht, der Kommunikationsprozessor 20 eine Operation
ausführte, die seriell in das Schieberegister 164 mit der
Prozessoradresse geladen wurde. Diese Information
wurde dem Schieberegister 164 über den DATA OUT-
Anschluß 82 des zugehörigen Kommunikationsprozessors 20
zugeleitet. Bei der Erzeugung des LAST PULSE durch den
Kommunikationsprozessor 20 für diese Operation wird die
nächste, in das Informationsregister 99 des Kommunikations
prozessors 20 geholte und geladene Befehl der BEX-2-Befehl
sein. Aufgrund des LAST PULSE jedoch muß der Kommunikations
prozessor die Ankunft eines MCC-Impulses aus dem Zugriff 202
abwarten, ehe der BEX-2-Befehl durch den Kommunikationsprozessor
20 ausgeführt werden kann. Andererseits zeigen unabhängig
vom Auftreten des LAST PULSE die Steuersignale
A, B, N 9, N 10, die dem Dekoder 152 zugeführt werden, an, daß
der Kommunikationsprozessor 20 auf eine BEX-2-Operation
vorbereitet ist. Bei Auftreten des nächstnachfolgenden MCC-
Impulses wird der Ausgang des UND-Gatters 186 ein positiv
gehender Impuls sein, und zwar aufgrund des Ausgangs des
Inverters 162. Da der Löschimpuls für das Flip-Flop 184
ein positiv gehendes Signal ist, hängt jetzt der Q-Ausgang
des Flip-Flops 184 vom Signalpegel an seinem Datenanschluß
ab. Die Wichtigkeit der Taktsignale für die Flip-Flops 182
und 184 wird jetzt deutlich. Selbst wenn der dem Datenanschluß
des Flip-Flops 182 zugeführte Signalpegel sich von einem niedrigen
Wert auf einen hohen Wert verändert hat, bei Erzeugung
des LAST PULSES durch den Kommunikationsprozessor 20, wird
der Ausgang des Flip-Flops 182 den niedrigen Signalpegel
repräsentieren, so lange bis ein Taktimpuls empfangen wird.
Aber da jedoch das Flip-Flop 182 einen Taktimpuls nicht
eher empfangen wird, als das Flip-Flop 184 ein Taktimpuls
empfangen hat, werden die Ausgänge des Flip-Flops 184 den
Zustand des Flip-Flops 182 während des vorhergehenden MCC-
Taktes anzeigen. Im vorliegenden Fall wird der Q-Ausgang des
Flip-Flops 182 stets niedrig sein, unabhängig vom Ergebnis
des Vergleiches, der von den UND-Gattern 174 und 176 sowie
dem NOR-Gatter 178 ausgeführt wird und sich auf den Inhalt
des Schieberegisters 166 und die aus der Kommunikationsschleife
100 gezogene Information bezieht. Wenn sich eine
Entsprechung bei dem Vergleich ergibt, dann würde der Q-
Ausgang des Flip-Flops 182, das durch den vorletzten MCC-
Impuls gesetzt worden war, dem negativen Signalpegel am
Datenanschluß des Flip-Flops 182 vom Ausgang des NOR-Gatters
158 folgen. Wenn andererseits beim Vergleich sich keine Entsprechung
erzielen läßt, dann würde ein niedriger Impuls
dem Löschanschluß des Flip-Flops 182 zugeführt sein, welches
seinerseits den Q-Ausgang des Flip-Flops 182 auf ein niedriges
Niveau herabgedrückt hätte, unabhängig vom Signalpegel am
Datenanschluß des Flip-Flops 182. Daher wird der Q-Ausgang
des Flip-Flops 182 unmittelbar vor Auftreten eines MCC-
Impulses, der eine BEX-2-Operation für den zugehörigen
Kommunikationsprozessor 20 auslöst, stets niedrig sein.
Bei Auftreten eines MCC-Impulses in dem Zeitpunkt t₅ wird
der Ausgang des UND-Gatters 186 ein positiv gehender Impuls
sein. Daher wird der Q-Ausgang des Flip-Flops 184 dem niedrigen
Signalpegel folgen, der vom Q-Ausgang dem Flip-Flop
182 zugeleitet wird. Im Ergebnis bleibt der Ausgang des
NAND-Gatters 196 hoch und kein Löschimpuls wird dem Schieberegister
164 zugeführt. Somit bleibt der Inhalt des Schieberegisters
164 unverändert, bis ein Löschimpuls als Folge
einer beim Vergleich festgestellten Entsprechung geliefert
werden kann.
Damit jedoch ein neuer Vergleich ausgeführt werden kann,
muß das Schieberegister 166 wieder parallel mit dem Inhalt
des Schieberegisters 164 geladen werden, dessen Inhalt unverändert
geblieben war. Als Ergebnis wird im Zeitpunkt t₅
der Ausgang des NAND-Gatters 172 abfallen und dadurch ein Ladesignal
für das Schieberegister 166 ergeben. Bei Laden des
Schieberegisters 166 und Lieferung der Taktimpulse an das
Flip-Flop 180, die UND-Gatter 174 und 176 und das Schieberegister
166, wird der Vergleich erneut auf Entsprechung
versucht. Dieses Verfahren wiederholt sich, bis endlich
eine Entsprechung erreicht ist, oder eine Unterbrechung
ausgeübt wird.
Bei Feststellung einer Entsprechung nach einem Vergleich
für eine BEX-2-Operation müssen die Taktimpulse erneut
zu dem zugehörigen Kommunikationsprozessor 20 fließen
können. Wenn somit kein Löschimpuls von dem Flip-Flop
182 empfangen wird, der anzeigen würde, daß eine Entsprechung
vorliegt, dann würde das Auftreten des nächsten
MCC-Impulses im Zeitpunkt t₅ den -Ausgang des Flip-Flops
184 nach unten gehen lassen. Dieser niedrige Signalpegel
wird als ein Eingang in ein NOR-Gatter 198 mit zwei Eingängen
eingegeben. Der andere Eingang für das NOR-Gatter 198 dient
zur Erzeugung eines Unterbrechungssignals, das die Taktsperre
für den zugehörigen Kommunikationsprozessor 20 wegnehmen würde.
Dieses Merkmal wurde bereits oben erläutert. In der bevorzugten
Ausführungsform wird als Unterbrechungssignal ein
positiver Signalpegel angenommen. Der Ausgang des NOR-Gatters
198 wird als ein Eingang einem UND-Gatter 200 zugeführt, das
zwei Eingänge besitzt. Der andere Eingang für das UND-Gatter
200 kommt von dem Q-Ausgang des monostabilen Multivibrators
138, der die Quelle für die Taktimpulse für den zugehörigen
Kommunikationsprozessor 20 ist. Der Ausgang des UND-Gatters
200 und der Ausgang des UND-Gatters 160 dienen als Eingänge
für ein ODER-Gatter 202. Es ist der Ausgang des ODER-Gatters
202, der mit dem CLOCK IN-Anschluß 48 des zugehörigen Kommunikationsprozessors
20 verbunden ist.
Wenn somit der -Ausgang des Flip-Flops 184 ein niedriges
Niveau einnimmt, und dadurch anzeigt, daß eine Entsprechung
sich beim Vergleich ergeben hat, dann geht der Ausgang
des NOR-Gatters 198 hoch. Dadurch wird das UND-Gatter 200
instandgesetzt, Taktimpulse vom Q-Ausgang des monostabilen
Multivibrators 138 dem zugehörigen Kommunikationsprozessor
20 zuzuführen. Bei Empfang von Taktimpulsen wird der zugehörige
Kommunikationsprozessor 20 den Befehl ausführen,
der von seinem Befehlsregister 99 angegeben wird. Wenn der
Befehl eine BEX-2-Operation verlangte, dann würden die In
formationssignale aus der Kommunikationsschleife 100 über
UND-Gatter 148 und NOR-Gatter 144 dem DATA IN-Anschluß
80 des zugehörigen Kommunikationsprozessors 20 zugeführt.
Andererseits werden, wenn der Befehl eine OUT-2-Operation
verlangte, Datensignale aus dem DATA OUT-Anschluß 82 in
die Kommunikationsschleife 100 über das Schleifenschieberegister
116 eingegeben.
Zur Ausführung der Eingabe von Datensignalen aus dem Gerät
10 oder Prozessor 12 über den zugehörigen Kommunikationsprozessor
20 in die Kommunikationsschleife 100 wird ein Flip-Flop
204 verwendet. Das Flip-Flop 204, in Fig. 15 dargestellt,
ist ähnlich aufgebaut, wie das Flip-Flop 124 mit der Ausnahme,
daß eine voreingestellte Funktion noch mit enthalten ist.
Die Wahrheitstafel für das Flip-Flop 204 zeigt Fig. 16. Der
Datenanschluß des Flip-Flops 204 ist mit dem DATA OUT-Anschluß
82 des zugehörigen Kommunikationsprozessors 20 verbunden,
während der Taktanschluß des Flip-Flops 204 mit dem
CLOCK OUT-Anschluß 53 des zugehörigen Kommunikationsprozessors
20 verbunden ist. Voreingestellte Signale für das Flip-Flop
204 werden vom Ausgang des NAND-Gatters 168 geliefert. Der
Q-Ausgang des Flip-Flops 204 dient als ein Eingang für ein
UND-Gatter 206 mit zwei Eingängen. Der andere Eingang für das
UND-Gatter 206 kommt vom Q-Ausgang des Flip-Flops 184.
Der Ausgang des UND-Gatters 206 wird als zweiter Eingang dem
NOR-Gatter 190 zugeführt, das bereits oben erwähnt wurde.
Wenn der zugehörige Kommunikationsprozessor 20 anfängt,
Taktimpulse aus dem Zugriffstor 102 zu empfangen, dann
werden CLOCK OUT-Impulse von dem zugehörigen Kommunikations
prozessor dem Taktanschluß des Flip-Flops 204 zugeleitet.
Der MCC-Impuls im Zeitpunkt t₅, der die Taktsperre für den
zugehörigen Kommunikationsprozessor 20 entfernte, wird
ferner der Q-Ausgang des Flip-Flops 204 auf einen hohen
Pegel voreinstellen. Danach wird der Q-Ausgang des Flip-Flops
204, nach Empfang der positiven Flanke eines CLOCK OUT-
Impulses vom zugehörigen Kommunikationsprozessor dem Signalpegel
an seinem Datenanschluß folgen. Dieser Ausgang wird
durch das UND-Gatter 206 und NOR-Gatter 190 dem seriellen
Eingabeanschluß des Schleifenschieberegisters 116 zugeführt.
Man beachte, daß die Ausführung einer OUT-2-Operation
das UND-Gatter 188 daran gehindert wird, Informationssignale
aus der Kommunikationsschleife 100 dem seriellen Eingabeanschluß
des Schleifenschieberegisters 116 zuzuleiten,
wenn einmal eine Entsprechung bei einem Vergleich festgestellt
wurde. Statt dessen wird das UND-Gatter 206 aktiviert, wenn
eine Entsprechung bei einem Vergleich festgestellt wurde.
Bei Abschluß der OUT-2-Operation wird ein LAST PULSE intern
von dem zugehörigen Kommunikationsprozessor 20 erzeugt, und
der nächste auszuführende Befehl wird aus dem Speicher 24
des zugehörigen Prozessors 20 geholt und in das Befehlsregister
99 geladen. Wenn dieser neue Befehl weder ein BEX-2-
Befehl noch ein OUT-2-Befehl ist, dann wirkt das Zugriffstor
nur als Quelle von Taktimpulsen und MCC-Impulsen für
den zugehörigen Kommunikationsprozessor 20 sowie als Puffer
(in der Form des Schieberegisters 164) für Datensignale, die
am DATA OUT-Anschluß 82 des zugehörigen Kommunikationsprozessors
20 stehen. Der zugehörige Kommunikationsprozessor
20 wird mit dem Holen und Ausführen von Befehlen fortfahren,
bis entweder ein weiterer BEX-2-Befehl oder ein weiterer OUT-2-
Befehl geholt worden ist. Bei dessen Auftreten wird dann das
Zugriffstor 102 den geeigneten Betrieb wie oben erläutert
aufnehmen.
Was nun noch zu beschreiben ist, betrifft den Ausgangsabschnitt
114 des Zugriffstores 102. Wie bereits kurz erörtert,
muß der Ausgangsabschnitt 114 die Zeitgabe mit der Information
kombinieren, so daß das Form der Informationssignale, die
zurück in die Kommunikationsschleife 100 gegeben werden,
nicht geändert wird, abgesehen von der Verzögerung, die
durch das Schleifenschieberegister 116 und die Logik des
Zugriffstores 102 eingeführt wurde. Außerdem ist in der bevorzugten
Ausführungsform das Zugriffstor 102 so ausgelegt,
daß es für den Fall, daß ein Kommunikationsprozessor 20
nicht an dem Zugriffstor 102 vorhanden ist, als ein
Regenerierverstärker (repeater) arbeitet. Bei diesem
Regenerier-Betrieb werden die aus der Kommunikationsschleife
100 empfangenen Signale neu geformt und verstärkt.
Um gemäß bevorzugter Ausführungsform der Erfindung den erwähnten
Regenerierbetrieb ausführen zu können, wird der
serielle Ausgang des Schleifenschieberegisters 116 als
ein Eingang einem UND-Gatter 208 mit zwei Eingängen zugeführt.
Der andere Eingang für das UND-Gatter 208 kommt von einer
Regenerier-Steuerung 210, die gewöhnlich eine positive Konstant
spannungsquelle ist. Die Regenerierfunktion wird dadurch zu
wege gebracht, daß der BUS IN-Anschluß 118 mit einem Eingang
eines UND-Gatters 212 verbunden wird. Der andere Eingang des
UND-Gatters 212 kommt von der Regeneriersteuerung 210 über
einen Inverter 214. Beide Ausgänge der UND-Gatter 208 und 212
sind als Eingänge an ein NOR-Gatter 216 mit zwei Eingängen
gelegt, dessen Ausgang mit dem Datenanschluß eines Flip-Flops
218 verbunden ist. Flip-Flop 218 ist genauso aufgebaut
wie das Flip-Flop 124, das Fig. 8 zeigt. Die Taktsignale für
das Flip-Flop 218 werden von dem -Ausgang des monostabilen
Multivibrators 136 geliefert. Der Q-Ausgang des Flip-Flops
218 ist mit einem Eingang eines NAND-Gatters 222 mit zwei
Eingängen verbunden. Der zweite Eingang für das NAND-Gatter
220 wie auch für das NAND-Gatter 222 kommt von dem Q-Ausgang
des monostabilien Multivibrators 140. Der Ausgang des NAND-Gatters
222 ist mit dem Voreinstellanschluß eines Flip-Flops
224 verbunden, während der Ausgang des NAND-Gatters
220 mit dem Löschanschluß des Flip-Flops 224 verbunden ist.
Mit dem Taktanschluß des Flip-Flops 224 ist gemäß Fig. 17
der -Ausgang eines monostabilen Multivibrators 136 verbunden.
Der -Ausgang des Flip-Flops 224 ist mit einem BUS OUT-
Anschluß 226 verbunden. Die Wahrheitstafel für das Flip-
Flop 224 zeigt Fig. 18. Der BUS IN-Anschluß 118 und der
BUS OUT-Anschluß 226 sind die beiden seriellen Verbindungen
für das Zugriffstor 102 mit der Kommunikationsschleife 100.
Wenn das Zugriffstor 205 sich nicht im Regenerier-Modus befindet,
dann verhindert die Vorspannung durch den Inverter
214, daß das UND-Gatter Informationssignale aus der Kommuni
kationsschleife 100 direkt auf dem BUS OUT 226 weiterleitet.
Wenn das Zugriffstor in einem Regenerier-Modus steht,
dann führt an dem Schleifenschieberegister 116 ein Neben
schluß vorbei, so daß die mit dem Schleifenschieberegister
verbundene Verzögerung vermieden wird. Wie nun deutlich ist,
muß die Regenerier-Steuerung 210 eine Quelle negativer
Spannung bilden, wenn das Zugriffstor sich im Regenerier-Modus
befinden soll. Wenn jedoch das Zugriffstor sich nicht im
Regenerier-Modus befindet, dann werden die von der Kommunikations
schleife 100 aufgenommenen Informationssignale durch das
Schleifenschieberegister 116 hindurchgeführt und von dem
UND-Gatter 208 und dem NOR-Gatter 216 dem Datenanschluß
des Flip-Flops 218 zugeführt.
Die Funktion des Flip-Flops 218 besteht darin, eine Ver
zögerung von einem Takt oder einer Bitperiode zu schaffen.
Wie man sieht, kommt diese Verzögerung nur dann ins Spiel,
wenn Signale von dem Schleifenschieberegister 116 über
UND-Gatter 208 und NOR-Gatter 216 empfangen werden. Die
von der Kommunikationsschleife 100 aufgenommenen Informationssignale,
die an dem Schleifenschieberegister 116 vorbeilaufen,
werden nur um etwa 3/4 einer Taktperiode verzögert.
Diese Verzögerung um 3/4 einer Taktperiode ist das Ergebnis
davon, daß der -Ausgang des monostabilen Multivibrators
136 als Taktsignal für das Flip-Flop 118 verwendet wird.
Diese beiden Verzögerungen dienen unterschiedlichen Zwecken.
Wenn das Zugriffstor sich in dem Regenerier-Modus befindet,
dann gibt die Verzögerung von 3/4 einer Taktperiode dem
Zugriffstor genügend Zeit zur Neuformung und Verstärkung
der Informationssignale aus der Kommunikationsschleife 100.
Wenn das Zugriffstor sich nicht in dem Regenerier-Modus befindet,
dann ist eine Verzögerung um eine Taktperiode notwendig,
um sicherzustellen, daß ein Signalpegel-Sprung am Ende jeder
Taktperiode auftritt, mit Ausnahme während der Identifikation
des Informationssignaltyps.
Die Funktion dieser beiden Verzögerungen kann noch deutlicher
aus einer sorgfältigen Analyse der verschiedenen Kurvenzüge
gemäß Fig. 6 entnommen werden. Kurvenzug A erläutert eine
typische Folge von Informationssignalen und ihre Identifi
kationsteile. Man bemerke, daß die bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung ein Steuerbyte von einem Datenbyte gefolgt wird,
während jedes Informationsbyte eine Länge von 10 Taktperioden
hat (zwei zur Identifikation und Art für die Information als
solche). Man bemerke weiter, daß am Ende jeder Taktperiode
ein Signalpegelsprung stattfindet, mit Ausnahme an der ersten
Taktperiode des Bytes. Es kann innerhalb des Intervalls der
ersten Taktperiode des Bytes ein Signalsprung auftreten, jedoch
nicht am Ende der ersten Taktperiode des Bytes. Aus
diesen Informationssignalen gemäß Kurvenzug A erzeugen die
UND-Gatter 128, 130 und das NOR-Gatter 132 sowie das Flip-
Flop 124 den Impulszug gemäß Kurvenform B. Man bemerke,
daß das Auftreten eines Impulses im Kurvenzug B mit dem
Auftreten eines Signalpegelübergangs im Kurvenzug A zu
sammenfällt. Aus den Impulsen des Impulszuges B schaffen
das UND-Gatter 134 und der monostabile Multivibrator 136
den Impulszug C. Man bemerke, daß dann, wenn das Zugriffstor
mit den Informationssignalen in der Kommunikationsschleife
100 synchronisiert ist, der monostabile Multivibrator 136
die Impulse des Impulszuges B eliminieren wird, die mit den
Signalpegelübergängen koinzidieren, welche innerhalb einer
Taktperiode auftreten. Man bemerke weiter, daß ein Byte
von Impulsen gemäß Kurvenform C, das mit einem Datenbyte
gemäß Impulszug A korrespondiert, identisch mit dem Byte
aus Impuls gemäß Impulszug C ist, das einem Steuerbyte gemäß
Kurvenzug A entspricht. Außerdem bemerke man, daß ein In
formationsbyte jetzt von einer Reihe von neun gleich weit
auseinanderstehenden Impulsen repräsentiert wird. Aus dieser
Reihe von neun Impulsen des Impulszuges C schafft der monostabile
Multivibrator 138 einen Impulszug gemäß Kurvenform D.
Diese Impulse D werden als Taktimpulse einem zugehörigen
Kommunikationsprozessor zugeleitet. Das Inverse oder Komplement
des Impulszuges D zeigt Impulszug E. Man bemerke, daß
jedes Byte aus Impulsen jetzt eine Reihe von neun gleichförmigen
rechteckförmigen Impulsen ist, wobei jede Reihe von
einem Zeitintervall von ungefähr 1 1/2 Taktperiodendauer ab
gesetzt ist. Aus dem Impulszug E schafft der monostabile
Multivibrator 140 den Impulszug F. Aus dem Impulszug D schafft
in ähnlicher Weise der monostabile Multivibrator 142 einen
Impulszug G. Man bemerke, daß der Impulszug F gleiche Form
hat wie Impulszug G. Der Unterschied zwischen den beiden
Impulszügen besteht nur in einer Phasenbeziehung. In der
bevorzugten Ausführungsform sollten die beiden Impulszüge
sich in der Phase und ungefähr 1 1/2 Taktperioden unterscheiden.
Man bemerke weiter, daß jeder dieser beiden Impulszüge
aus einer Reihe kürzerer Impulszüge besteht, wobei jeder kurze
Impulszug aus einer Reihe von neun gleichen Abstand aufweisenden
Impulsen kurzer Dauer besteht.
Aus dem Impulszug G und dem Impulszug F schaffen das NAND-
Gatter 168 und der Inverter 170 den Impulszug H. Der Impulszug
H besteht aus den MCC-Impulsen für den zugehörigen Kommu
nikationsprozessor 20. Man bemerke, daß das Auftreten eines
Impulses im Impulszug H stets mit einem Impuls aus dem Impulszug
A zusammenfällt.
In der bevorzugten Ausführungsform werden die Taktimpulse
für das Zugriffstor und den zugehörigen Kommunikationsprozessor
von den Signalübergängen abgeleitet, die am Anfang
jeder Taktperiode auftreten. Man bemerke jedoch, daß, während
die Signalübergänge am Anfang jeder Taktperiode auftreten,
eine Bestimmung nicht früher als nach einer halben Taktperiode
über den Binärwert des Signals für jene spezielle Taktperiode
gemacht werden kann. Dies ist ein Merkmal des Mauchly-Kodes.
Somit besteht die Funktion des monostabilen Multivibrators 136
nicht nur darin, die Impulse B zu eliminieren, die aus den
Signalübergängen innerhalb der Taktperioden resultieren,
sondern auch den vom Zugriffstor erzeugten Takt zu verzögern,
so daß er mit dem Auftreten des Teiles der Information auftreten
kann, der der wertbestimmende ist. Das Kombinieren
dieses verzögerten Taktsignals mit dem binärwert-bestimmenden
Teil des Informationssignals wird vom Flip-Flop 180 geleistet.
Diese Impulse A werden als Dateneingang dem Flip-Flop 180 zu
geführt, während die Impulse K als Takt für das Flip-Flop
180 dienen. Der sich ergebende Q-Ausgang des Flip-Flops 180
ergibt sich als Impulszug J.
Aus der nachfolgenden Erörterung ergibt sich, daß das
Flip-Flop 180, das Schleifenschieberegister 116 und das
Flip-Flop 118 die aus der Kommunikationsschleife empfangenen
Informationssignale um ungefähr 10 und 3/4 Taktperioden ver
zögert. Wie dargestellt, wird das Schleifenschieberegister
116 durch die Vorderflanke von Impulsen getaktet, die
seinem Taktanschluß zugeführt werden. Man nehme daher zur
Erläuterung an, daß die Vorderflanke eines Steuerbytes, das
vom BUS IN-Anschluß 118 angenommen wurde, zur Zeit t₁₄
auftritt. Im Zeitpunkt t₁₅, also wie dargestellt ungefähr
3/4 einer Taktperiode nach der Zeit t₁₄, tritt die Vorder
flanke des Steuerbytes (modifiziert durch das Flip-Flop 180)
am Ausgang des Flip-Flops 180 auf. Diese Verzögerung von
3/4n einer Taktperiode ist die Folge der Verwendung des
Ausgangs des monostabilen Multivibrators 136 als Takt für
das Flip-Flop 180. Die Vorderflanke des Steuerbytes wird
nicht in das Schleifenschieberegister 116 getaktet, ehe
nicht die nächste Vorderflanke des Impulses vom Ausgang des
monostabilen Multivibrators 136 auftritt. Wie Impulszug C
zeigt, tritt die nächste Vorderflanke im Zeitpunkt t₁₆
auf. Man bemerke, daß die Zeitdauer zwischen Zeitpunkt t₁₆
und t₁₅ ungefähr gleich zwei Taktperioden ist. Die Vorder
flanke des Steuerbytes wird nicht am seriellen Ausgangsanschluß
des Schleifenschieberegisters 116 auftreten, ehe
sieben zusätzliche Taktimpulse von dem Schleifenschiebe
register 116 aufgenommen worden sind. Diese Situation tritt
nicht vor Zeitpunkt t₁₇ auf, was Kurvenzug C zeigt. Zeit
t₁₇ tritt ungefähr 9 und 3/4 Taktperioden nach dem Auftreten
der Vorderflanke des Steuerbytes am BUS IN-Anschluß 118 zum
Zeitpunkt t₁₄ auf. Im Zeitpunkt t₁₇ wird die Vorderflanke
des Steuerbytes ferner dem Datenanschluß des Flip-Flops
218 zugeführt. Gleichzeitig empfängt der Taktanschluß des
Flip-Flops 118 einen Taktimpuls zum Zeitpunkt t₁₇. Da in der
bevorzugten Ausführungsform der Erfindung das Flip-Flop 218
ein D-Flip-Flop ist, wird der Pegel des seinem Datenanschluß
vor Empfang eines Taktimpulses zugeführten Signals den
Pegel des Ausgangssignals aus dem Flip-Flop 218 bestimmen.
Somit wird die Vorderflanke des Steuerbytes am Ausgang des
Flip-Flops 118 erst nach ungefähr 10 und 3/4 Taktperioden
nach Zeitpunkt t₁₄ auftreten.
Als Ergebnis der Verwendung des Ausgangs des monostabilen
Multivibrators 136 als Takt für das Flip-Flop 180 ergibt
sich zusammengefaßt, daß der Ausgang des Flip-Flops 180 ungefähr
3/4 einer Taktperiode außer Phase mit den Signalen
an Datenanschluß des Flip-Flops 180 ist. Wenn der -Ausgang
des Flip-Flops 180 gemäß Kurvenform I durch das Schleifen
schieberegister 116 läuft, das in der bevorzugten
Ausführungsform 8-Bit-Länge hat, dann wird eine weitere
Verzögerung von neun Taktperioden angetroffen. Wenn somit
der Ausgang des Flip-Flops 180 schließlich am Datenanschluß
des Flip-Flops 218 auftritt, wurde jeder Impuls um ungefähr
9 und 3/4 Taktperioden verzögert. Das Durchlaufen der In
formationssignale aus dem Schleifenschieberegister durch
das Flip-Flop 218 fügt eine weitere Verzögerung von einer
Taktperiode hinzu. Der Q-Ausgang des Flip-Flops 218 zeigt
Impulszug K.
Wenn jedoch die aus der Kommunikationsschleife 100 empfangenen
Signale an dem Schleifenschieberegister 116 vorbeilaufen
und den Datenanschluß des Flip-Flops 218 über UND-Gatter 212
erreichen, dann ergibt sich eine Verzögerung von lediglich
3/4 Taktperioden. In diesem Fall arbeitet das Flip-Flop 218
auf die von der Kommunikationsschleife 100 empfangenen Infor
mationssignale in gleicher Weise wie das Flip-Flop 180. Wenn
somit das Zugriffstor 102 sich im Regeneriermodus befindet,
dann werden die Informationssignale um ungefähr 3/4 einer
Taktperiode verzögert.
Unabhängig davon ob das Zugriffstor 102 in seinem Regeneriermodus
befindet, zeigt eine Analyse der Kurve K, daß der
Ausgang des Flip-Flops 118 die NRZ-Pegeldarstellung der aus
der Kommunikationsschleife 100 empfangenen Informationssignale
ist. Um die NRZ-Pegeldarstellung der Informationssignale
auf das modifizierte Mauchly-Format erneut umzuformen, werden
die NAND-Gatter 220, 222 und das Flip-Flop 224 eingesetzt.
Der Ausgang des NAND-Gatters 220, der als Kurvenzug L auftritt,
zeigt Signalpegelübergänge innerhalb der Taktperiode
zur Darstellung einer binären NULL, während das NAND-Gatter
222 einen Signalübergang innerhalb der Taktperiode zur Dar
stellung einer binären EINS liefert. Der Ausgang von NAND-
Gatter 222 zeigt Kurvenzug M. Flip-Flop 224 stellt sicher,
daß ein Signalübergang am Anfang jeder Taktperiode vorhanden
ist. Da in der bevorzugten Ausführungsform kein Signal
übergang am Anfang jeder zweiten Taktperiode in jedem von
der Kommunikationsschleife 100 empfangenen Informationsbytes
vorhanden ist, muß Flip-Flop 224 auch die Einfügung dieses
Übergangs zum geeigneten Zeitpunkt eliminieren, was durch
Verwendung des Ausgangs des monostabilen Multivibrators 136
als Takt für das Flip-Flop 224 geschieht, wobei dieser fehlende
Übergang dann zur richtigen Zeit auftritt. Der Q-Ausgang
des Flip-Flops 224 wird durch Signalzug n in Fig. 6
erläutert für den Fall, daß dieses Zugriffstor sich in
seinem Regenerier-Modus befindet. Wenn das Zugriffstor
sich nicht im Regenerier-Modus befindet, dann repräsentiert
Signalzug o aus Fig. 6 den zeitlichen Verlauf des 1-Ausgangs
des Flip-Flops 224.
Da die Funktion des Ausgangsabschnittes 114 des Zugriffstors
102 darin besteht, die Informationssignale der Kom
munikationsschleife nachzuformen und zu verstärken, wird
von dem Ausgangsabschnitt 114 keine Diskriminierung dahin
gehend ausgeführt, ob die Informationssignale an dem
Schleifenschieberegister 116 vorbeiliefen oder durch
die Schleife 100 über ein Zugriffstor durch einen zugehörigen
Prozessor 20 durchlaufen haben.
Die an dem BUS OUT-Anschluß 226 empfangenen, nachgeformten
und verstärkten Informationssignale werden in die
Kommunikationsschleife 100 eingegeben und zum nächsten
Zugriffstor 102 übertragen, das mit der Kommunikations
schleife 100 verbunden ist.
Jeder Kommunikationsschleife 100 gemäß Darstellung von Fig. 1
ist eine Schleifensynchronisiereinheit 230 zugeordnet.
Die Funktion der Synchronisiereinheit 230 besteht darin,
das modifizierte Mauchly-Format der Daten- und Steuerzeichen
zur erzeugen und diese Zeichen zu synchronisieren, wenn sie
um die Kommunikationsschleife 100 herumlaufen. Ein Funktions
block der Synchronisiereinheit ist in Fig. 19 dargestellt.
Jede Synchronisiereinheit 230 erhält einen Zeitgeber
232. In der bevorzugten Ausführungsform ist der Zeitgeber
232 eine Taktimpulsquelle, von der die Taktimpulse
für die Kommunikationsschleife 100 abgeleitet werden. Der
Zeitgeber 232 ist so ausgelegt, daß er mehrere unter
schiedliche Taktimpulse erzeugt, worauf noch eingegangen
wird.
Zum Aufbau der Kommunikationsschleife 100 liefert die Syn
chronisiereinheit 230 einen Zug von abwechselnd Steuerzeichen
und Datenzeichen. In der bevorzugten Ausführungsform
wird der Informationsteil dieser Zeichen bei der ersten
Einrichtung der Schleife zu lauter NULLEN gewählt. Dies
ermöglicht es einem Rechner, einem Terminal oder Gerät 10,
das an der Kommunikationsschleife sitzt, Information in
die Schleife zur Kommunikation einzugeben. In dieser Situation
zeigen sämtliche Steuerzeichen an, daß Raum zum Einschreiben
von Information in die Kommunikationsschleife vorhanden ist.
Um die Kommunikationsschleife in dieser Weise aufzubauen,
ist ein N-Bit-Schieberegister 234 vorgesehen. Das Schieberegister
234 hat parallelen Eingang und seriellen Ausgang
und kann außerdem seriell geladen werden. Das Schieberegister
234, das in seinem Aufbau dem Schieberegister 166 ähnlich
ist, wird vom Ausgang eines Speicherregisters 236 parallel
geladen und vom Ausgang eines Dreibit-Schieberegisters 242 seriell
geladen.
Der serielle Ausgang des Schieberegisters 234 wird dem Daten
anschluß eines Flip-Flops 239 zugeführt. Taktimpulse für das
Schieberegister 234 (CLOCK I) für das Flip-Flop 238 (CLOCK II)
werden von dem Zeitgeber 232 erzeugt. Die CLOCK II-
Impulse für das Flip-Flop 238 treten mit gleicher Frequenz
und Phase auf wie die CLOCK I-Impulse, die dem Schieberegister
234 zugeführt werden. Voreinstell- und Löschsignale für das
Flip-Flop 238 werden ebenfalls von dem Zeitgebersignal aus
dem Zeitgeber 232 abgeleitet. Diese Voreinstell- und Lösch
signale zusammen mit CLOCK I und CLOCK II aus dem Zeitgeber
232 schaffen Signalübergänge, die zur Erzeugung des
modifizierten Mauchly-Formats gemäß der Erfindung erforderlich
sind. In der bevorzugten Ausführungsform und gemäß
Fig. 20 sind die Voreinstell- und Löschsignale so ausgelegt,
daß sie in der Mitte jeder Taktperiode der Taktimpulse auftreten,
die dem Taktanschluß des Flip-Flops 238 zugeleitet
werden.
Der Q-Ausgang des Flip-Flops 238 ist mit einem Eingang eines
NAND-Gatters 260 verbunden, das zwei Eingänge besitzt.
In ähnlicher Weise ist der -Ausgang des Flip-Flops 238
mit einem Eingang eines NAND-Gatters 262 mit zwei Eingängen
verbunden. Der restliche Eingang für beide NAND-Gatter 260
und 262 kommt von Zeitgeber 232. Dieses Zeitgeber-
Signal ist in Fig. 19 als P/K angegeben. Die Signalzüge
CLOCK I und CLOCK II sowie der Eingang (P/C) für die NAND-
Gatter 260 und 262 vom Zeitgeber 232 sind als Signal
züge A B und C in Fig. 20 angegeben. Der Ausgang des NAND-
Gatters 260 wird dem Löschanschluß des Flip-Flops 264 zuge
führt, während der Ausgang des NAND-Gatters 262 dem Vorein
stellanschluß des Flip-Flops 264 zugeführt ist. Die Daten
signale für das Flip-Flop 264 werden auch durch die CLOCK II-
Signale des Zeitgebers 232 geliefert. Der -Ausgang
des Flip-Flops 264 wird als ein Eingang dem Datenan
schluß des Flip-Flops 264 zugeführt, während der Q-Ausgang
mit der Kommunikationsschleife 100 verbunden ist. Diese Ver
bindung ist eine der zwei Verbindungen zwischen der Kommunika
tionsschleife 100 und der Synchronisiereinheit 230.
Um eine Signalübergang ausfallen zu lassen, was nur in dem
Identifikationsabschnitt jedes Zeichens auftritt, ist ein
Zähler 240 vorgesehen. CLOCK I-Impulse (Signalzug A aus
Fig. 20) aus dem Zeitgeber 232, die dem Schiebe
register 234 zugeführt werden, werden ferner auch dem Zähler
240 zugeleitet. Der Zähler 240 wird seinerseits die Taktimpulse,
die er vom Zeitgeber aufnimmt, zählen
bis ein Zählerstand von n erreicht ist, wobei n die Anzahl
von Bits pro Daten- oder Steuerzeichen ist. Bei Erreichen
des erforderlichen Zählstandes, liefert der Zähler ein Signal
an den Taktgeber 232, was sämtliche CLOCK II-Impulse
wie auch Voreinstell- und Löschimpulse an der Weiter
leitung des Flip-Flops 238 und 264 während der Zeitintervalle
zwischen den Taktimpulsen n+1 und n+2 sperrt, unter Ein
schluß des Anfangs des Taktimpulses n+1, jedoch ohne Anfang
des Taktimpulses n+2. In der bevorzugten Ausführungsform
ist n=8.
Um sicherzustellen, daß sich Datenzeichen und Steuerzeichen
stets abwechseln, wird der -Ausgang des Flip-Flops 164
auch als Paralleleingang zweien (A und B) von drei Flip-
Flops des Schieberegisters 242 zugeführt. Die Taktimpulse
für das Dreibit-Schieberegister 242 sind identisch mit jenen
(CLOCK I), die dem n-Bit-Schieberegister 234 zugeführt werden.
Das Dreibit-Schieberegister 242 wird stets seriell geladen
und wenn es aus einer Quelle getaktet wird, die konstant
logische NULLEN abgibt. Ladesignale zum Parallelladen des
Dreibit-Schieberegisters 242 werden vom Ausgang eines NOR-
Gatters 244 mit zwei Eingängen geliefert. Beide Eingänge für
das NOR-Gatter 244 werden vom Zähler 240 (Signalfolge D und
E aus Fig. 20) geliefert. Wie bereits erörtert, liefert der
Zähler 240 ein Signal (Signalzug D), wenn ein Zählstand von
n+2 erreicht ist. Ferner liefert der Zähler 240 ein Signal
(Signalzug E), wenn ein Zählstand von n erreicht ist. Diese
beiden Signale aus dem Zähler 240 werden als Eingänge dem
NOR-Gatter 244 zugeführt. In der bevorzugten Ausführungsform
ist der Zähler 240 so gehalten, daß diese Signale so erzeugt
werden, daß sie zwischen dem Zeitintervall des Auftretens
des CLOCK I-Impulses (Signalzug A) aus dem Zeitgeber
232 und dem Auftreten eines Voreinstell- oder Löschimpulses
(Signalkurve C) auftreten, welch letztere ebenfalls von dem
Zeitgeber 232 erzeugt wird. Somit werden die ersten
beiden Flip-Flops (bezeichnet als A und B in Fig. 19) des
Dreibit-Schieberegisters 242 parallel geladen, kurz nach dem
Auftreten des Taktimpulses n und des Taktimpulses n+2. Der
Zähler wird dann bei Erreichen eines Zählstandes n+2 zurück
gesetzt und die Taktsperren zu den Flip-Flops 238
und 264 werden unwirksam gemacht.
Um den Betrieb und die Beziehung zwischen den verschiedenen
soweit beschriebenen Elementen der Synchronisiereinheit
230 zu erläutern, nehme man an, daß an der Synchronisiereinheit
230 gerade Spannung angelegt wurde. Ferner nehme man
an, daß das Anlegen von Spannung an die Synchronisiereinheit
230 das n-Bit-Schieberegister 234 und das Dreibit-Schiebere
gister 242 löscht. Weiter sind die Arbeitsweise des Flip-
Flops 238 und des Flip-Flops 264 sowie der NAND-Gatter 260,
262 gleich wie diejenige der Flip-Flops 218, 224 und der NAND-
Gatter 220, 222 aus dem Ausgangsabschnitt 114 eines Zugriffs
tores 102. Daher braucht der Betrieb des Flip-Flops 238, 264
und der NAND-Gatter 260 und 262 nicht noch einmal hier mit
geteilt zu werden. Wenn somit der erste Taktimpuls an das
Schieberegister 234 im Zeitpunkt t₀ gemäß Fig. 20 angelegt
wird, dann wird der gleiche Taktimpuls ferner dem Dreibit-
Schieberegister 242 zugeführt. Auf diesen ersten Taktimpuls
wird eine logische NULL dem Datenanschluß des Flip-Flops
238 zugeführt und das Schieberegister 234 wird seriell
mit dem Ausgang des letzten Flip-Flops (Flip-Flop C) des
Dreibit-Schieberegisters 242 geladen, das in diesem Fall
ebenfalls lauter NULLEN enthält. Da jedoch ein Ladeimpuls
von dem Dreibit-Schieberegister 242 erst nach n-Taktimpulsen,
abgezählte Stimmzähler 240, erzeugt wird, dann kann der -Ausgang
des Flip-Flops 264 nicht parallel in die ersten beiden
Flip-Flops des Dreibit-Schieberegisters 242 in diesem Zeitpunkt
geladen werden. Statt dessen wird das erste A-Flip-
Flop des Dreibit-Schieberegisters 242 seriell mit einer
logischen NULL geladen. Identische Aktionen treten auf,
bei Erscheinen aufeinanderfolgender Taktimpulse, bis
ein Zählstand von n durch den Zähler 240 erreicht ist.
Bei Auftreten des Taktimpulses n wird das Flip-Flop 264
entsprechend dem Signalpegel an seinem Datenanschluß gesetzt.
Ehe jedoch ein Voreinstell- oder Löschimpuls von dem Flip-
Flop 238 empfangen wird, werden die ersten beiden Flip-
Flops (A und B) des Dreibit-Schieberegisters 242 in einen
logischen Zustand gesetzt, der dem -Ausgang des Flip-
Flops 264 entspricht, das durch den Taktimpuls n gerade
gesetzt worden ist. In dem oben beschriebenen speziellen
Beispiel wird der -Ausgang eine logische EINS sein.
Bei Auftreten des Taktimpulses n+1 sowie bis zum Auftreten
des Taktimpulses n+2, diesen ausgeschlossen, sind die Takt
signale und sämtliche Voreinstell- und Löschsignale für die
Flip-Flops 238 und 264 gesperrt. Jedoch sind die Lösch- und
Voreinstellsignale für das Flip-Flop 264 nicht gesperrt bis
zum Taktimpuls n+1, diesen jedoch ausgeschlossen. Somit
werden Signalübergänge, die der ersten Taktperiode des Iden
tifikationsabschnittes eines Zeichens auftreten können, nicht
eliminiert.
Bei Auftreten des Taktimpulses n+1 werden Taktsignale nur dem
n-Bit-Schieberegister 234, dem Zähler 240 und dem Dreibit-
Schieberegister 242 zugeführt. Bei der oben beschriebenen Si
tuation wird demzufolge eine weitere logische NULL dem Daten
anschluß des Flip-Flops 238 zugeführt, es wird weiter eine
logische EINS seriell in das n-Schieberegister 234 geladen,
und eine logische NULL wird seriell in das erste oder A-Flip-
Flop des Dreibit-Schieberegisters 244 geladen. Bei Auftreten
des Taktimpulses n+2 wird der Ausgang des Flip-Flops 238
wieder gesetzt entsprechend dem Signalpegel an seinem Daten
anschluß und ehe ein Voreinstell- oder Löschimpuls vom Flip-
Flop 264 empfangen wird, wird der gerade geänderte -Ausgang
des Flip-Flops 238 parallel in das erste der beiden Flip-
Flops (A und B) des Dreibit-Schieberegisters 242 geladen.
Man entnimmt dem vorstehenden, daß die Funktion des Drei
bit-Schieberegisters 242 darin besteht, eine Darstellung
des Identifikationsabschnittes des zuletzt von der Synchro
nisiereinheit in die Kommunikationsschleife eingesetzten
Zeichens zu speichern. Dieses Merkmal erkennt man aus
einer Betrachtung des Inhalts des Dreibit-Schieberegisters
kurz nach Auslösen der Taktimpulse n, n+1 und n+2. Der Inhalt
des Dreibit-Schieberegisters ist für diese Zeitpunkte (in A,
B, C-Reihenfolge): , , 0; 0, , ; und , , . Durch
Verwenden des -Ausgangs des Flip-Flops 238 wird jede Zeichen
identifikation, die durch den Inhalt der letzten beiden
Flip-Flops dargestellt wird, später durch den Taktimpuls n+2
komplementiert. Dies stellt sicher, daß stets ein Zug aus
abwechselnd Datenzeichen und Steuerzeichen auftritt.
In bezug auf das Problem des Umlaufens der Zeichen, wenn
sie einmal die der Synchronisiereinheit zugeordnete Kommu
nikationsschleife durchlaufen haben, werden jetzt die restlichen
Elemente und Funktionen der Synchronisiereinheit erläutert.
Die Signale aus der Kommunikationsschleife dienen als
ein Eingang für einen Informations- und Takttrenner 246.
Diese Verbindung mit der Kommunikationsschleife bildet die
andere körperliche Schnittstelle zwischen der Kommunikations
schleife 100 und der Synchronisiereinheit 230.
Der Informations- und Takttrenner 246 der Synchronisier
einheit 230 ist in Struktur und Aufbau identisch mit dem
Eingangsabschnitt 106 eines Zugriffstores 102. Getrennte Infor
mationssignale werden als serieller Eingang einem n-Bit-Puffer
248 zugeführt. Der n-Bit-Puffer 248 besitzt seriellen Ein
gang und parallelen Ausgang. Diese separierten Informationsbits
werden durch separierte Taktimpulse eingetaktet, die
ebenfalls durch den Informations- und Takttrenner 246 geliefert
werden. Ein Zeichendetektor 250 dient zur Synchroni
sierung des Zeichens. Die Funktion des Zeichendetektors
besteht darin, daß er bestimmt, wenn ein Zeichen beginnt
und endet und die Art des Zeichens ermittelt. Zur Ausführung
dieser Funktion vergleicht der Zeichendetektor 250 das Zeit
intervall zwischen Taktimpulsen, die vom Informations- und
Takttrenner 246 geliefert werden. Bei Feststellen eines
fehlenden Taktimpulses zeigt er an, daß die nächsten folgenden
n-Taktimpulse Informationssignalen zugeordnet sind und nicht
Identifikationssignalen. Außerdem vergleicht der Zeichendetektor
250 den Signalpegel der Informationssignale, die dem
fehlenden Taktimpuls gerade vorhergehen und den Signalpegel
des Informationssignals, das kurz nach Auftreten des ersten
Taktimpulses unmittelbar nach dem fehlenden Taktimpuls auftritt.
Durch Vergleich dieser beiden Signalpegel wird bestimmt,
ob die folgenden acht Informationsbits Daten oder
Steuerzeichen sind. Ein Flip-Flop 252 dient zum Festhalten
des Ergebnisses dieser Bestimmung. Da die Erzeugung von Daten-
und Steuerzeichen durch die Kombination der Flip-Flops 238, 264,
des Dreibit-Schieberegisters 242, des n-Bit-Schieberegisters
234 und des Zählers 240 unabhängig von Zeichen aus der Kommu
nikationsschleife durch den Informations- und Taktseparator
246 ist, sind Maßnahmen dafür getroffen worden, um sicherzustellen,
daß der Q-Ausgang des Flip-Flops 238 ein gleich
mäßiger ununterbrochener Strom von abwechselnd Daten und
Steuerzeichen ist. Diese Maßnahmen sind teilweise zu sehen
in 2-n-Speicherregistern 254 und 236, von denen das erstere
bereits früher erwähnt wurde. Die n-Bit-Speicherregister 254
und 236 haben parallelen Eingang und parallelen Ausgang. Das
Speicherregister 254 wird mit dem Ausgang des n-Bit-Schiebe
registers 248 parallel geladen, während das n-Bit-Speicherregister
236 mit dem Ausgang des n-Bit-Speicherregisters
254 parallel geladen wird. Um Ladesignale für die n-Bit-
Speicherregister 254 und 236 zu liefern, werden die Ausgänge
des Zeichendetektors 250 verwendet. Der Zeichendetektor
liefert ein erstes Signal, wenn ein Steuerzeichen festge
stellt wird und ein zweites Signal, wenn ein Datenzeichen
festgestellt wird. Diese beiden Signale setzen das Flip-
Flop 252, wie bereits erwähnt. Außerdem werden diese beiden
Signale logisch durch ein NOR-Gatter 256 verknüpft, dessen
Ausgang als Quelle für die Ladeimpulse für das n-Bit-Schiebe
register 254 und 236 benutzt wird. Somit wird bei Setzen
des Flip-Flops 252 das n-Bit-Speicherregister 254 mit dem
Inhalt des n-Bit-Puffers 248 parallel geladen und das
n-Bit-Speicherregister 236 wird mit dem Inhalt des n-Bit-
Speicherregisters 254 parallel geladen.
Um das n-Bit-Schieberegister 234 mit dem Inhalt des n-Bit-
Speicherregisters 236 parallel zu laden, muß eine Bestimmung
dahingehend gemacht werden, daß die in dem Speicherregister 236
gespeicherten n-Informationsbits von richtiger Art (z. B.
Daten oder Steuerzeichen) sind. Man nehme beispielsweise an,
daß die beiden letzten in der Kommunikationsschleife vor
handenen Signale Identifikationssignale sind, die ein Daten
zeichen bezeichnen. Man nehme jedoch an, daß der Inhalt des
n-Bit-Speicherregisters 236 einem Steuerzeichen zugeordnet
ist. Es wäre daher unrichtig, diesen beiden Daten bezeichnenden
Signalen n-Bits von Steuersignalen folgen zu lassen. Um sicherzustellen,
daß eine solche Situation nicht auftritt, wird
der Ladeimpuls für das n-Bit-Schieberegister 234 nur dann ge
liefert, wenn eine Feststellung dahingehend getroffen worden
ist, daß der letzte Indentifikationsabschnitt des in die Kommu
nikationsschleife eingesetzten Signals mit den Informations
signalen korrespondiert, die in dem Speicherregister 236
gespeichert wird. Wenn keine Korrespondenz vorliegt, wird
das Schieberegister 234 gelöscht. Um die Situation aus
zuführen, wird der -Ausgang des Flip-Flops 264 als ein
Eingang einem NAND-Gatter 258 mit drei Eingängen zugeführt.
Als zweiter Eingang für das NAND-Gatter 258 dient der Aus
gang des Zählers 240, der ein Steuersignal liefert, nachdem
er n+2 Taktimpulse gezählt wird. Dies ist das gleiche Signal,
das den Zähler 240 auf NULL zurückgesetzt. Der dritte Eingang
für das NAND-Gatter 248 kommt vom Ausgang des Flip-Flops
252, das anzeigt, ob die in dem n-Bit-Speicherregister 236
gespeicherten Informationssignale Daten- oder Steuerzeichen
sind. Der Ausgang des NAND-Gatters 258 ist mit dem Lade
anschluß des n-Bit-Schieberegisters 234 verbunden.
Bei dieser soweit beschriebenen Anordnung wird ein negativer
Ladeimpuls dem n-Bit-Schieberegister nur zugeführt,
wenn die in dem Speicherregister 236 gespeicherten Signale
von der Art sind, die dem zuletzt in die Kommunikations
schleife eingesetzten Identifikationssignal entspricht.
Man bemerke weiter, daß die Takte zum Einsetzen von
Information in die Kommunikationsschleife vollkommen un
abhängig von den Takten sind, die von den Informations
signalen abgeleitet werden, die aus der Kommunikations
schleife empfangen werden. Daher kann die Synchronisiereinheit
unabhängig von irgendwelcher Zeitverzögerung
arbeiten, die sich bei Zeichen eingestellt haben könnte,
wenn sie um die Kommunikationsschleife herum zirkuliert
werden.
Weiter wird aus Fig. 1 deutlich, daß die Takte für jede
Kommunikationsschleife unabhängig voneinander sind. Somit kann ein
asynchrones System erreicht werden.
Insgesamt wurde eine Zugriffseinrichtung für Daten
leitungen beschrieben, die zur Verbindung einer Gruppe
heterogener Rechner, schubweise arbeitender Endgeräte
und dauernd im Wechselverkehr arbeitender Endgeräte benutzt
werden kann, wobei serielle Übertragung in einem Ring oder
einer Schleife benutzt wird. Jeder Rechner oder jedes End
gerät ist mit dem Kommunikationsnetzwerk über einen Kommuni
kationsprozessor verbunden.
Der Kommunikationsprozessor ist
verantwortlich für das Protokoll und die Aktivitäten des
Netzwerkes wie auch für die Schnittstellen zwischen den
Geräten und dem Netzwerk. Die Zugriffseinrichtung stellt die
einzige Verbindung mit dem Ring oder der Schleife dar, und
leitet den Takt für den Kommunikationsprozessor wie auch
für das Gerät selbst aus den übertragenen Daten ab.
Sämtliche Information in dem Kommunikationsnetzwerk
wird in einem modifizierten Mauchly-Format übertragen
und tritt als Datenzeichen von n-Bit oder Steuerzeichen
von n-Bit auf. Ein Steuerzeichen, das einem Datenzeichen
stets vorhergeht, wird entweder die Adresse eines Zugriffstores
oder eine NULL sein. Um Information aus dem Netzwerk
auszulesen, muß die Zugriffseinrichtung ein Steuerzeichen
feststellen, das seine Adresse enthält. Um Information
in das Netzwerk einzufügen, muß die Zugriffseinrichtung
ein Steuerzeichen feststellen, das NULLEN enthält. Die
Kommunikation zwischen den verschiedenen Schleifen findet
stets über diese Zugriffseinrichtung statt.
Bei / können beliebige Bitkombinationen stehen,
außer denjenigen, die in den beiden darüber ange
gebenen Zeilen verzeichnet sind.
Claims (4)
1. Anordnung zur Übertragung von Daten zwischen
mehreren Informationsverarbeitungseinheiten, die
innerhalb derselben oder in verschiedenen Kommunika
tionsschleifen eines Netzwerkes angeordnet sind;
mit in den Kommunikationsschleifen angeordneten Knotenpunkteinheiten zur Weiterbildung von in der Kommunikationsschleife umlaufenden Informations blöcken an die Informationsverarbeitungseinheiten oder von diesen in die Kommunikationsschleife sowie zur Weiterleitung von Informationsblöcken von einer Kommunikationsschleife an eine andere;
mit einer Synchronisiereinheit zum Erzeugen von Informationsschlitzen mit ungewidmeten Informations blöcken, die in der jeweiligen Kommunikations schleife umlaufen;
bei der in den Knotenpunkteinheiten ein Vergleich der Adresse der ihm zugeordneten Informationsver arbeitungseinheit mit in den umlaufenden Informa tionsblöcken enthaltenen Adressen erfolgt und bei Übereinstimmung eine Durchschaltung zwecks Eingabe oder Ausgabe stattfindet,
wobei bei der Ausgabe von Informationsblöcken von der Kommunikationsschleife der vorher belegte Infor mationsschlitz wieder freigegeben und bei einer Ein gabe von Informationsblöcken auf die Kommunikations schleife vorher eine Belegung eines freien Informa tionsschlitzes erfolgt,
dadurch gekennzeichnet, daß an jede Knotenpunkt einheit (102) ein programmierbarer Kommunikations prozessor (20) angeschlossen ist, der mit einer Informationsverarbeitungseinheit (10, 12) der gleichen Kommunikationsschleife (100) oder mit einem programmierbaren Kommunikationsprozessor (20) einer Knotenpunkteinheit (102) einer anderen Kommu nikationsschleife (100) in Verbindung steht, und daß der programmierbare Kommunikationsprozessor (20) jeder Knotenpunkteinheit (102) einen freien Informa tionsschlitz zum Einführen von Informationsblöcken zusammen mit den, den Informationsverarbeitungsein heiten (10, 12) zugeordneten Adressen auswählt und alle sonstigen Schreib- und Lesevorgänge in den so ausgewählten Informationsschlitzen vornimmt.
mit in den Kommunikationsschleifen angeordneten Knotenpunkteinheiten zur Weiterbildung von in der Kommunikationsschleife umlaufenden Informations blöcken an die Informationsverarbeitungseinheiten oder von diesen in die Kommunikationsschleife sowie zur Weiterleitung von Informationsblöcken von einer Kommunikationsschleife an eine andere;
mit einer Synchronisiereinheit zum Erzeugen von Informationsschlitzen mit ungewidmeten Informations blöcken, die in der jeweiligen Kommunikations schleife umlaufen;
bei der in den Knotenpunkteinheiten ein Vergleich der Adresse der ihm zugeordneten Informationsver arbeitungseinheit mit in den umlaufenden Informa tionsblöcken enthaltenen Adressen erfolgt und bei Übereinstimmung eine Durchschaltung zwecks Eingabe oder Ausgabe stattfindet,
wobei bei der Ausgabe von Informationsblöcken von der Kommunikationsschleife der vorher belegte Infor mationsschlitz wieder freigegeben und bei einer Ein gabe von Informationsblöcken auf die Kommunikations schleife vorher eine Belegung eines freien Informa tionsschlitzes erfolgt,
dadurch gekennzeichnet, daß an jede Knotenpunkt einheit (102) ein programmierbarer Kommunikations prozessor (20) angeschlossen ist, der mit einer Informationsverarbeitungseinheit (10, 12) der gleichen Kommunikationsschleife (100) oder mit einem programmierbaren Kommunikationsprozessor (20) einer Knotenpunkteinheit (102) einer anderen Kommu nikationsschleife (100) in Verbindung steht, und daß der programmierbare Kommunikationsprozessor (20) jeder Knotenpunkteinheit (102) einen freien Informa tionsschlitz zum Einführen von Informationsblöcken zusammen mit den, den Informationsverarbeitungsein heiten (10, 12) zugeordneten Adressen auswählt und alle sonstigen Schreib- und Lesevorgänge in den so ausgewählten Informationsschlitzen vornimmt.
2. Anordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die ungewidmeten
Informationsblöcke als bitserielle Informations
schlitze zur Aufnahme von Daten- und Steuersignalen
erzeugt, organisiert und bitseriell auf die Kommuni
kationsschleifen (100) übertragen werden, daß bei
Eingabe von Datensignalen oder Steuerbefehlen an
einer der Informationsverarbeitungseinheiten (10,
12) der erste verfügbare, ungewidmete Informationen
tragende Informationsschlitz mit der Information
und einer Zieladresse belegt wird, und daß auf Be
fehl der die Information empfangenen Informations
verarbeitungseinheit (10, 12) der betreffenden Infor
mationsschlitz nach Abgabe der Information ent
widmet wird.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die ungewidmeten Infor
mationen führenden Informationsschlitze entweder
Datensignale oder Steuerbefehle führen, daß kontinu
ierlich wenigstens ein Datensignale führender Infor
mationsschlitz mit einem Steuerbefehle führenden
Informationsschlitz in Reihe gebracht wird, daß die
Knotenpunkteinheit (102) aus den bitseriellen, in
der Kommunikationsschleife (100) umlaufenden Infor
mationsschlitzen Taktsignale ableitet, daß bei Ent
nahme einer Information aus einer Kommunikations
schleife (100) für eine Informationsverarbeitungs
einheit (10, 12) eine der Informationsverarbeitungs
einheit (10, 12) zugeordnete Adresse in ein Schlei
fenschieberegister (116) der Knotenpunkteinheit
(102) geladen wird, daß bei Übereinstimmung des in
der Kommunikationsschleife (100) umlaufenden Steuer
zeichens eines Steuerbefehle führenden Informations
schlitzes mit der in das Schleifenschieberegister
(116) geladenen Adresse die dem Steuerzeichen
folgenden Datenzeichen zu der Informationsver
arbeitungseinheit (10, 12) unter Verwendung der
abgeleiteten Taktimpulse getaktet werden und daß
zur Eingabe von Informationen in eine Kommuni
kationsschleife (100) eine spezielle, vorbestimmbare
Kodierung in das Schleifenschieberegister
(116) der Knotenpunkteinheit (102) geladen wird und
bei Gleichheit der Bits des in der Kommunikations
schleife (100) umlaufenden Steuerzeichens mit der
speziellen Kodierung eine Informationseingabe in
die betreffende Kommunikationsschleife (100) er
folgen kann.
4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Knotenpunkteinheit
(102) eine Schaltungslogik enthält, die die Knoten
punkteinheit (102) auf Regenerierbetrag um
schaltet, wenn Informationen nur innerhalb einer
Kommunikationsschleife (100) umlaufen.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US58193975A | 1975-05-29 | 1975-05-29 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2623806A1 DE2623806A1 (de) | 1976-12-09 |
DE2623806C2 true DE2623806C2 (de) | 1990-08-23 |
Family
ID=24327190
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19762623806 Granted DE2623806A1 (de) | 1975-05-29 | 1976-05-28 | Zugriffseinrichtung fuer datenuebertragungen |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5931905B2 (de) |
DE (1) | DE2623806A1 (de) |
FR (1) | FR2325106A1 (de) |
GB (4) | GB1545616A (de) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2817121C2 (de) * | 1978-04-19 | 1985-10-10 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Gefahrenmeldeanlage |
GB2077468B (en) * | 1980-06-04 | 1984-10-24 | Hitachi Ltd | Multi-computer system with plural serial bus loops |
GB2207326A (en) * | 1987-07-22 | 1989-01-25 | Gec Avionics | Ring-shaped local area network |
DE3744508A1 (de) * | 1987-12-30 | 1989-07-13 | Lawrenz Wolfhard | Simulator fuer ein datennetzwerksystem |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3544976A (en) * | 1968-07-02 | 1970-12-01 | Collins Radio Co | Digitalized communication system with computation and control capabilities employing transmission line loop for data transmission |
US3731002A (en) * | 1970-10-08 | 1973-05-01 | Bell Telephone Labor Inc | Interconnected loop data block transmission system |
US3878514A (en) * | 1972-11-20 | 1975-04-15 | Burroughs Corp | LSI programmable processor |
-
1976
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- 1976-04-28 GB GB144777A patent/GB1545616A/en not_active Expired
- 1976-04-28 GB GB141777A patent/GB1545615A/en not_active Expired
- 1976-04-28 GB GB141677A patent/GB1545614A/en not_active Expired
- 1976-04-28 GB GB1732676A patent/GB1545613A/en not_active Expired
- 1976-05-15 JP JP5770376A patent/JPS5931905B2/ja not_active Expired
- 1976-05-28 DE DE19762623806 patent/DE2623806A1/de active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
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GB1545616A (en) | 1979-05-10 |
JPS5931905B2 (ja) | 1984-08-04 |
GB1545615A (en) | 1979-05-10 |
DE2623806A1 (de) | 1976-12-09 |
JPS51149734A (en) | 1976-12-22 |
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GB1545614A (en) | 1979-05-10 |
FR2325106A1 (fr) | 1977-04-15 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8128 | New person/name/address of the agent |
Representative=s name: EISENFUEHR, G., DIPL.-ING. SPEISER, D., DIPL.-ING. |
|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
D2 | Grant after examination | ||
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8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |