DE2755822C3

DE2755822C3 - Einrichtung zur Prozessdatenverarbeitung

Info

Publication number: DE2755822C3
Application number: DE2755822A
Authority: DE
Inventors: Hanspeter Fislisbach Aargau Senn; Eugen Dipl.-Ing. Nussbaumen Aargau Tomanek
Original assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland
Current assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland
Priority date: 1977-10-06
Filing date: 1977-12-15
Publication date: 1987-05-07
Also published as: DE2759612C2; FR2405514A1; FR2405514B1; SE7810456L; CH627295A5; DE2755822B2; DE2755822A1; SE438566B

Description

Der Datenaustausch zwischen dem Mikrocomputer und dem lokalen Bus erfolgt in zwei gesonderten Zyklen, nämlich ein erster für die Übernahme vom Datenbus und ein spaterer für die Obergabe in den Datenbus. Der Verkehr mit dem lokalen Bus EBUS erfolgt in der dargestellten Lage der verschiedenen adress- bzw. datenseitigen Umschalter der Speicher RAMi, RAAf₂, wobei Auslesen bzw. Einschreiben an den entsprechenden Steuereingängen WR der Speicher in Abhängigkeit vom Eingabe-Ausgabe-Umschalter EAS erfolgt Im Arbeitsintervall des Mikrocomputers befinden sich die Umschalter in der bezüglich der dargestellten entgegengesetzten Lage, so daß die Speicher RAMi und RAM₂ mit einem internen Adressbus IBUSa und einem internen Datenbus IBUSd verbunden sind Gleichzeitig sind die Steuereingänge WR der Datenspeicher durch einen zusätzlichen Umschalter US von EAS auf einen entsprechenden Anschluß der Zentralverarbeitungseinheit CPU umgeschaltet, so daß der Schreib- und Leseverkehr innerhalb des Computer» erfolgen kann. Die taktgerechte Steuerung der verschiedenen Umschalter erfolgt synchron mit den Buszyklen durch einen Taktzeitgeber TZ

An die internen Busse IBUSm und IBUSd sind neben der Zentralverarbeitungseinheit CPU ein Arbeitsspeicher RAM₃. ein Unterprogrammspeicher PROM sowie ein Verknüpfungsprogrammspeicher EPROMi tflgeschlossen. Wie im einzelnen nicht näher auszuführen ist, erfolgt die Datenverarbeitung innerhalb des Arbeitsintervalls durch Abruf von durch ihre Adressen gekennzeichneten Daten aus den Datenspeichern, Verknüpfung gemäß den in PROM und EPROM₃ gespeicherten Befehlen sowie unter Zwischenspeicherung u. dgL im Arbeitsspeicher RAM₃.

Iss Arbeiisiäisrvau des Mikrocomputers werden die Speicherplätze des Verknüpfungsprogrammspeichers EPROM₃ in vorgegebener Reihenfolge, z.B. in der natürlichen Reihenfolge der Speicherplatzadressen, vom internet! Adressbus IBUSa aufgerufen und geben die entsprechenden Kenndaten für Operatoren, Operanden, gegebenenfalls Parameter und Ergebnisse, & h. also die Operator- und Datenadressen im vorliegenden Sinne, an den internen Datenbus IBUSd Der Arbeitszyklus des Computers ist also nach Ablauf und Inhalt durch die aufgerufene Speicheradressfolge und durch die zugehörigen Operator- und Datenadressen in Verbindung mit den in den Arbeitsspeichern RAMu RAM₂ enthaltenen Daten selbst bestimmt Demgemäß werden im Verknüpfungsprogrammspeicher Speicherplatzfolgen von jeweils aufeinanderfolgend aufgerufenen Speicherplätzen gebildet und je einem Funktionselement zugeordnet, das durch seinen Operator bzw. die Operatoradresse gekennzeichnet ist Es kann sich also* z. B. um Summierelemente, Differenzier- oder Integrier-' elemente handeln, die jeweils einem einzigen Operator mit im allgemeinen mehreren Operanden und einem Ergebnis entsprechen. Durch Zusammenstellen einer solchen Speicherplatzfolge und Zuordnung der einzelnen Speicherplätze zu den gewünschten Kennzeichen bzw. Adressen, die von der Zentralverarbeitungseinheit verstanden werden können, lassen sich also beliebige Funktionselemente verwirklichen. Weiterhin ergibt der Gesamtablauf der verschiedenen Funktionselement-Speicherplatzfolger eine kombinierte Funktionseinheit entsprechend einer komplexen Schaltung. Auf diese Weise lassen sich z. B. Funktionseinheiten wie Regler und dergleichen verwirklichen.

In F i g. 2 ist die Programmstruktur eines Reglers als Ausführungsbeispiel wiedergegeben. Es liegen innerhalb diese.- Einheit sechs Funktionselemente vor, die jeweils durch ihren Operator bzw. die Operatoradresse gekennzeichnet sind nämlich ein erstes Summierglied R1, ein erstes Parameterglied P2, ein Integrator R 3, ein zweites Parameterglied PA, ein Multiplikator R 5 und ein zweites Summierglied R 6. Die vorgenannten Symbole stehen für entsprechende Operatoradressen

&iacgr;&ogr; oder -kennzeichen, die jeweils im Speicherplatz 11 bzw. 21 bzw. 31 bzw. 41 bzw. 51 bzw. 61 des Verknüpfungsprogrammspeichers EPROMi stehen und durch Aufruf der betreffenden Speicherplatzadresse ausgelesen werden. Die einzelnen Funktionselemente sind ferner &rgr;

is einer Speicherplatzfolge zugeordnet, wobei der Operator-Adressspeicherplatz immer der erste in dieser Folge ist und durch seinen Aufruf die gesamte Folge aktiviert wird. So umfaßt die dem Funktionsclement Al (Operator) zugeordnete Speicherplatzfolge die Speicherplatzadressen 11 bis 15, wolvsi in 12 und 13 die Eingangsoperandenadressen DU UiKf Dl₂, in 14 eine ruckgekoppelte Ergebnisadresse £6 und in 15 die Ergebnisadresse £1 der Einheit stehen. In den der Operatoradresse nachgeordneten Speicherplätzen kön-

nen also z. B. Ergebnisadressen anderer Elemente oder auch sonstige, schon innerhalb der gesamten Einheit vorgesehene Operanden- oder Parameteradressen stehen. Auf diese Weise spiegelt die Struktur der festen Speicherplatzzuordnung zu den Adressen auch die

Struktur der gesamten Funktionseinheit wieder.

Die Belegung und Zuordnung der weiteren Speicherplätze ergibt sich ohne weiteres aus Fig.2, wobei die Operandenadressen mit D, die Parameteradressen mit P und die Ergebnisadressen mit £ — jeweils gefolgt von

der Nummer des Punktionselementes — bezeichnet sind. Vor der betreffenden Operator- bzw. Ditenadresse ist jeweils die Speicherplatzadresse angegeben, die «ich in die Adressfolge des Funktionselementes einfügt

Die Verwirklichung der Funktionsverknüpfung mit-

tels eines programmierbaren Speichers hat den Vorteil der leichten Handhabbarkeit und gegebenenfalls auch -der Korrigierbarkeit Grundsätzlich kommt jedoch auch eine Verwirklichung durch sonstige Zuordner wie Halbleiternetzwerke oder dergl. in Betracht

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

erleichtert wird. Die Programmierung wird somit Patentansprüche: " unabhängig von der Adressierung auf dem Datenbus. Bei einer solchen Struktur der Prozeßdatenverarbei-

1. Einrichtung zur Prozeßdatenverarbeitung mit tungseinrichtung lassen sich die einzelnen Funktionseleeiner Zentralverarbeitungseinheit, einem Arbeits- s mente leicht und übersichtlich entsprechend der Speicher, einem Verknüpfungsprogrammspeicher gewünschten Funktion zusammenstellen, wobei Operasowie einem internen Datenbus und einem internen toradresse und zugeordnete Operanden· und Ergebnis-Adreßbus, die mit der Zentralverarbeitungseinheit, adressen zu einem Datenwort vereint sind Es lassen dem Arbeitsspeicher und dem Verknüpfungspro- sich z.B. Funktionselemente bilden, die einem Summiergrammspeicher verbunden sind, dadurch io glied, einem Schaltglied oder auch komplexeren gekennzeichnet, daß die Speicherplätze eines Gebilden, wie Reglern u-dgL, entsprechen. Die Verzweiten Arbeitsspeichers (IMAfI, RAM!) von knüpfungsprogrammierung zur Bildung von — aus einem Taktzeitgeber (72) für ein erstes Intervall mit Funktionselementen zusammengestellten — höheren einem ersten Datenbus (Eda, Edb) in Abhängigkeit Funktionseinheiten kann dann ohne Schwierigkeit vom der von Zuordnern {EPROM 1, EPROM 2, Umschal- is Anwender vorgenommen werden, wobei lediglich noch ter EAS) dekodierten zyklisch ablaufenden Adres- die mit der Schnittstelle auszutauschenden Adressen sen eines ersten Adreßbusses (.Ea) und für ein zwei- und Daten für die Ein- und Ausspeicherung festzulegen tes Intervall mit dem internen (zweiten) Datenbus sind.

UBUSd) in Abhängigkeit der Adressen auf dem in- Die Erfindung wird weiter anhand der in den

ternen (zweiten) Adreßbus (IBUSa) verbindbar 20 Zeichnungen veranschaulichten Aulführungsbeispiele

sind. erläutert Hierin zeigt

2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekenn- Fig.! das Prinzipächaltbiki sines Mikrocomputers zeichnet, daB der Verknüpfungsprogrammspeicher mit der zugehörigen Schnittstelle und

(EPROM 3) a!s programmierbarer Festspeicher i Fig.2 das Prinzipschaltbild eines durch Programmausgebüdet ist ■ 25 speicher gebildeten Reglers als Ausführungsbeispiel

3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, einer Funktionseinheit

dadurch gekennzeichnet, daB eic mit dem internen Der in F i g. 1 dargestellte Mikrocomputer MC ist an

(zweiten) Datenbus (IBUSd) und dem internen einen lokalen Bus, einehsogenannten Etagenbus, EBUS

\ (zweiten) Adreßbus (/5i/So) in Wirkverbindung ste- angeschlossen, der die Schnittstelle für den Informa-

! hender Festwertspeicher (PROM) zur Speicherung. 30 tionsaustausch mit einem übergeordneten System bildet

&igr; von Unterprogrammen vorgesehen ist Der lokale Bus umfaßt mehradrige Leitungen für den

* - - A(^B_01n Eg₁ fQr den Datenbus Ed* for binircodierte

, Daten aus Analogquellen und den Datenbus Edb for

Binardaten. Ein nicht dargestellter Buskoordinator 35 beaufschlagt die Adressleitung Em zyklisch mit dem

Bei der Erfindung wird ausgegangen von einer Gesamtbestand der verwendeten Adressen, wahrend

Einrichtung zur Prozeßdatsnverarbeitang nach dem die Zuordnung zu des betreffenden Dtten durch

Oberbegriff des Anspruchs 1. synchrone Zuschaltung von Sendern bzw. Empfängern

Mit diesem Oberbegriff nimmt die Erfindung auf an die Datenleitungen Ed* bzw. Edb gegeben ist Unter

einen Stand der Technik von programmierbaren 40 Adressen werden im vorliegenden Zuümmenhang alle

Datenverarbeitungseinrichtungen Bezug, wie er in Kenndaten für bestimmte Informationen verstanden,

Control Engineering, August 1977, S. 38 und 39 also z.B. Speicherplatzadressen zur Kennzeichnung von

beschrieben ist Dort wird eine einfache 1-Bit-Datenver- Speicherplatzen, Datenadressen zur Kennzeichnung

arbeitungsanlage beschrieben, bei der in Boolscher von Daten, worunter hier im allgemeinen Operanden,

Algebra Verknüpfungen binarer Werte in program- 45 Parameter und Ergebnisse von Verknüpfungsoperatio-

mierter Reihenfolge möglich sind. Bei der Prozeßdaten- nen zu verstehen sind, aber auch Operatoradressen zur

verarbeitung treten aber nicht nur Binärsignale sondern Kennzeichnung von logischen oder arithmetischen

auch binärkodierte Daten aus Analogquellen auf, die Operationen.

auszuwerten sind. Unter den zyklisch ablaufenden Adressen ist diejeni-Von daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, 50 ge Gruppe, die für die Übertragung von Daten in den eine Einrichtung zur Prozeßdatenverarbeitung der im lokalen Bus vorgesehen ist durch besondere Voradres-Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art zu sen oder Adressbestandteile gekennzeichnet Diese schaffen, die sowohl Binar- als auch mehrstellige werden von einem an E* angeschlossenen Eingabe·Aus-Digitalsignale, die an Analögquellen abgeleitet sind, gabe-Umschalter £4Sdetektiert und zur Lesesteuerung auswerten kann und einfach zu programmieren ist 55 von Arbeitsspeichern RAM\ und RAM₂ verwendet Für Die Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen den übrigen Teil der Adressen sind die Speicher im des Oberbegriffs gemäß dem kennzeichnenden Teil des Schreibbetrieb, übernehmen also die den jeweils Anspruchs 1 gelöst vorhandenen Adressen entsprechenden Daten aus den Ein Vorteil der Erfindung-besteht darin, daB Datenbussen Ed*, Edb. Die auf E* vorhandenen komplizierte Funktionsblöcke mit einem Programm- 60 Adressen werden, für Analogdaten und Binärdaten schritt programmierbar sind Ein- und Ausgangssignale gesondert, durch Zuordner in Form von programmierkönnen blockweise und zeitlich unabhängig vom baren Festspeichern EPROM\ und EPROMi detektiert Rechenprogramm über einen Datenbus übertragen und — im allgemeinen nach Umcodierung — zur werden. Damit ist gewährleistet, daB mehrere Rechner Kennzeichnung der gleichzeitig vorhandenen Daten an an einem Bus arbeiten können. Mittels programmiert»- es die Arbeitsspeicher RAMu RAMt gegeben, und zwar rer Festwertspeicher als Zuordner können die eingele- zur Kennzeichnung der Daten durch ihre Speicherplatzsenen Busadressen umgesetzt bzw. transformiert anordnung oder auch durch Einschreiben in Verbinwerden. so daB die Programmierung der Einrichtung dung mit diesen Daten für die weitere Kennzeichnung.