DE2813016A1 - Vorrichtung zum verarbeiten von fernmeldesignalisierungen - Google Patents

Description

CSELT Centro Studi e Laboratori Telecomunicazioni S.p.A., Turin

Italien

Unsere Akte: c 72-j,DE Vorrichtung zum Verarbeiten von Fernmeldesignalisierungen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und fällt damit allgemein in das Gebiet der Datenverarbeitungsvorrichtungen zur Verwendung für binäre Vorgänge, also Vorgänge, aufgrund derer an den beteiligten Punkten zwei unterschiedliche Zustände herrschen können, wie es bei derartigen Fernmeldesignalisierungen der Fall ist. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf die Verarbeitung von Fernsprech-Schaltkennzeichen.

Bekanntlich kann es bei solchen Vorgängen notwendig sein, den Zustand dieser Punkte zu überprüfen, um die Zustandsübergänge, die Dauer eines gegebenen Zustands usw. festzustellen; außerdem kann es notwendig sein, daß die Information über die Punktzustandsübergänge, gefiltert von möglichen kurzen Übergangserscheinungen aufgrund von Störungen, innerhalb einer sehr kurzen Zeit ab dem Übergang selbst zur Verfügung steht und somit der Rechner in die Lage versetzt ist, Vorgänge zu steuern, die das Senden von Informationen an diese Punkte beinhalten können.

Situationen dieser Art sind üblich in Fernmeldeanlagen mit einem Signalisierungssystem, bei dem die Kriterien eine Folge von Impulsen und Pausen umfassen, beispielsweise das Vorhandensein oder NichtVorhandensein von Gleichstrom auf gegebenen Leitern, oder solchen Folgen entsprechen. Als Beispiele können alle Operationen einer rechnergesteuerten Schalt-Fernsprechvermittlungsstelle betrachtet werden, also die auf die Gebüh-

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renbelastungen, auf Verkehrsmessungen und -aufzeichnungen usw. bezogenen automatischen Vorgänge und allgemein alle Fälle, bei denen die momentane Erkennung für eine Realzeit-Verarbeitung der von diesen Signalisierungskriterien getragenen Information erforderlich ist.

Die Informationsspeicherung nach der beschriebenen Art erfordert eine Reihe sich wiederholender Überwachungen an den einzelnen in den Vorgang einbezogenen Punkten. Diese Überwachungen können für unterschiedliche Gruppen von Punkten entsprechend ihren Charakteristiken, nämlich der Art von Schaltkennzeichen, der maximalen Geschwindigkeit der Signaländerung, der Empfindlichkeit gegen Rauschsignale usw. auch mit unterschiedlichen Frequenzen und Filterungen erforderlich sein.

Der die Vorgänge steuernde Rechner kann nicht stets unmittelbar mit diesen sich wiederholenden Vorgängen belastet werden, sowohl weil er sie nur unter Schwierigkeiten mit der erforderlichen Geschwindigkeit durchführen könnte, als auch weil die Durchführung dieser wiederholten und eher groben Vorgänge nachteilig für die Verarbeitungskapazität, die für die Vorgangssteuerung erforderlich ist, wäre.

Man muß also zwischen den Rechner und die Punkte, deren Zustand überwacht werden soll, Einrichtungen einfügen, die den Rechner mit der Realzeit-Information über den Zustand der Punkte beliefern und ihn dabei von allen sich wiederholenden Aufgaben entlasten. Da außerdem von der Korrektheit der von dieser Einrichtung gelieferten Information die Korrektheit der vom Rechner ausgeführten Entscheidungen abhängt, muß der Betrieb dieser Einrichtungen leicht zu überwachen sein, nach Möglichkeit vom Rechner selbst. Schließlich müssen die Einrichtungen leicht an Änderungen der Arbeitsbedingungen anpaßbar sein, beispielsweise an die Zahl und Anordnung der Punkte, an deren Abtastgeschwindigkeit, ihre Eigenschaften usw.

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An die Lösung dieser Probleme ist auf zwei grundsätzlichen Wegen herangegangen worden:

Gemäß einem ersten Vorgehen wird zwischen den Rechner und die Gesamtheit der an dem Vorgang beteiligten Punkte ein verdrahtetes logisches Schaltwerk einbezogen, das mit einem Datenspeicher, im allgemeinen einem Umlaufspeicher, sowie mit einem Pufferspeicher zum Rechner zu ausgestattet ist. Dieses Schaltwerk stellt den Zustand der Punkte fest und erzeugt umgekehrt die an die Punkte zu sendenden Signale. Ein derartiges Schaltwerk erlaubt es, den Rechner von allen einfachen Operationen zu entlasten und seine Kapazität nur für die wirklichen Steueraufgaben besser auszunützen. Es können sich jedoch bei einem derartigen System einige Nachteile ergeben.

Ist nämlich eine große Zahl von Punkten zu bearbeiten, so führt dieses System zu einer erheblichen Schaltungskomplexität. Außerdem ist es kaum flexibel, es ist nämlich nicht leicht an andere als diejenigen Arbeitsbedingungen anzupassen, für die es entworfen worden ist, insbesondere an eine unterschiedliche Zahl und Anordnung der zu bearbeitenden Punkte oder an eine Änderung der Abfragungsfrequenz. Schließlich kann es, da es mit einem eigenen Speicher ausgestattet ist, zu dem der Rechner keinen Zugriff hat, nicht leicht vom Rechner gesteuert werden.

Gemäß einem zweiten Vorgehen wird zwischen den Rechner und die von ihm zu bearbeitenden Punkte eine Vorrichtung eingesetzt, die ausschließlich die booleschen Signale an den Rechner bzw. an die Punkte übertragen soll, wobei der Rechner die Aufgabe behält, die empfangenen Daten zu erforschen, zu deuten und zu verarbeiten und auch die an die Punkte zu richtenden Steuersignale zu erzeugen. Die Eigenschaften einer derartigen Vorrichtung sind denen der vorher beschriebenen entgegengesetzt: sie ist sehr flexibel, da ihr Betrieb vollständig vom Rechnerprogramm gesteuert werden kann, was es leicht macht, Steuer- und Uberprüfungsvorgänge durchzuführen. Sie hat außerdem einen

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sehr einfachen Aufbau, da sie nur als elektronische Zwischenschaltung oder Schnittstelle dient. Aufgrund ihrer Einfachheit löst jedoch eine derartige Vorrichtung nicht das Problem, wie der Rechner von reinen sich wiederholenden Aufgaben entlastet werden kann, und kann deshalb im allgemeinen nur verwendet werden, wenn die Zahl der' zu bearbeitenden Anschlüsse sehr begrenzt ist.

Demgegenüber ist es durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete Erfindung möglich, nicht nur den Rechner von allen rein sich wiederholenden Operationen zu entlasten, sondern sie ergibt auch eine geringe Schaltungskomplexität, einen sehr flexiblen Gebrauch und erhebliche diagnostische Einfachheit.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen:

Fig. 1 eine rechnergesteuerte Anlage, bei der von der Erfindung Gebrauch gemacht wird;

Fig. 2 einen Blockschaltplan eines Vorverarbeiters PE in Fig. 1.

In der Schaltung nach Fig. 1 stellt ein Block PN eine Gruppe von Punkten eines Fernsprechnetzes dar, an denen Signalisierungen binärer Art in der in der Beschreibungseinleitung erwähnten Bedeutung auftreten. Diese Punkte sind an Vorgängen beteiligt, die von einem Rechner EL, einen Datenverarbeiter von irgendwelcher Art, gesteuert werden und einerseits die Feststellung der in einer Anzahl der Punkte PN auftretenden Kriterien und andererseits die Abgabe entsprechender Kriterien an die verbleibenden Punkte beinhalten. Diese Feststellung und Abgabe kann von einer Gruppe der Punkte zu einer anderen mit unterschiedlicher Periodizität erfolgen. Eine Sensor- und Treiber-Vorrichtung DR stellt einerseits den Zustand der Punkte PN fest und teilt ihnen andererseits die Signale zu, die ihnen aufzuprägen sind und die

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von einer Vorverarbeitungseinheit PE kommen; sie wandelt die von den Punkten PN kommende Information in boolesche Signale um und führt entgegengesetzte Operationen an Signalen aus, die an die Punkte PN gelangen sollen. In Abhängigkeit von ihrer Funktion wird im folgenden diese Vorrichtung als Sensorvorrichtung, bestehend aus einer Anzahl von Sensoren, oder als Steueroder Treibervorrichtung, bestehend aus einer Anzahl von Treibern, bezeichnet. Zwischen der Vorrichtung DR und den Punkten PN verlaufen schematisch dargestellte .Verbindungen a, b_t ... n.

Die Vorrichtung DR liefert an die Vorverarbeitungseinheit PE über eine Verbindung 1 Abtastwerte der booleschen Signale, Zeitsignale für PE und gegebenenfalls weitere Informationen zum Identifizieren der Punkte, auf die sich die Abtastwerte beziehen, und empfängt in der entgegengesetzten Richtung die an die Treiber zu gebenden Abtastwerte und gegebenenfalls Informationen über die Identifizierung der Punkte, von denen die Vorrichtung DR Signale abnehmen muß oder denen sie sie aufprägen muß. Sofern die Vorrichtung DR diese Identifizierungsinformation an die Vorverarbeitungseinheit PE liefert, ist der Betrieb von PE synchron. Liefert PE Information über die Identität des zu bearbeitenden Punkts, so ist die Operation von PE asynchron.

Schaltungen, die die beschriebenen Funktionen von PN und DR erfüllen, sind an sich bekannt und brauchen hier nicht im einzelnen beschrieben zu werden.

Die Vorverarbeitungseinheit PE, deren Aufbau im einzelnen unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschrieben werden wird, hat die folgenden Aufgaben:

a) eine digitale Integration der von der Vorrichtung DR über die Verbindung 1 gelieferten Abtastwerte durchzuführen, um zwischen tatsächlichen Zustandsübergängen des erforschten Punkts und Rauschimpulsen aufgrund vorübergehender Störungen

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zu unterscheiden, und an den Rechner EL als entsprechende Nachrichten die durchgeführten Übergangserkennungen zu melden. Die Integration wird entsprechend Schwellen durchgeführt, die auch von Punkt zu Punkt unterschiedlich sein können und die während der Eröffnungsphase festgelegt worden. Die Informationen über die Integration werden in entsprechenden Bereichen eines Speichers ME gespeichert, der der Vorverarbeitungsschaltung PE und dem Rechner EL gemeinsam zur Verfügung steht;

b) sequentiell den Treibern in der Vorrichtung DR die Pegel aufzuprägen, die der Abgabe eines gegebenen Fernsprechkriteriums entsprechen;

c) Taktsignale mit einem während der Eröffnungsphase festgelegten Rhythmus zu erzeugen, die für den Rechner EL bestimmt sind;

d) vom Rechner EL geforderte Zeitzählungen durchzuführen, beispielsweise Zeitdauerzählungen, und am Ende des Zählvorgangs eine Nachricht "Zeit vorüber" zu erzeugen. Diese Zählvorgänge werden für Punkte oder Gruppen von Punkten, gegebenenfalls mit unterschiedlichem Rhythmus, in Form eines Dekrements von Werten, die vom Rechner EL in entsprechenden Zonen des gemeinsamen Speichers ME gesetzt werden, durchgeführt, wobei die Gruppen von Punkten ebenfalls während der Eröffnungsphase festgelegt werden.

Die Vorverarbeitungseinheit PE ist über eine Verbindung 2 mit einer auch als "Sammelleitung" oder "Bus" zu bezeichnenden Verbindungsleitung 5 verbunden, an die auch der Rechner L'L und der Speicher ME angeschlossen sind, und zwar über eine Verbindung 3 bzw. eine Verbindung 4. Über diese Verbindungsleitung 5 empfängt die Vorverarbeitungseinheit PE vom Rechner EL die Anfangsdaten und mögliche Be'triebssteuersignale, beispielsweise Befehle für die Zeitmessungen. In der entgegengesetzten Rich-

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tung sendet PE an EL die angegebenen Nachrichten und kann weiterhin gegebenenfalls Kriterien "Unterbrechung" liefern, wenn ein Fehler im Betrieb festgestellt wird. Außerdem hat über die Verbindungsleitung 5 die Vorverarbeitungseinheit PE Zugang zum gemeinsamen Speicher ME.

Der Dialog zwischen der Vorverarbeitungseinheit, dem Rechner und dem gemeinsamen Speicher erfolgt über die gemeinsame Verbindungsleitung 5 nach der Technik des sogenannten "cycle stealing" ("entwendeter Zyklus"), was bedeutet, daß die Verbindungsleitung allgemein vom Rechner gesteuert und kontrolliert wird, daß jedoch die Steuerung und Kontrolle für eine kurze Zeit auf Anforderung durch die Vorverarbeitungseinheit hin an diese Vorverarbeitungseinheit übergeben wird. Auf diese Weise ergibt sich statistisch ein Minimum an gegenseitiger Störung zwischen den von EL und von PE gemachten Anforderungen nach Zyklen des Speichers ME.

Der gemeinsame Speicher ME stellt den Daten- und Programmspeicher für den Rechner EL dar. Um der Vorverarbeitungseinheit PE die Erledigung der angeführten Aufgaben zu ermöglichen, befinden sich im Speicher drei Felder, zu denen sowohl der Rechner EL als auch die Vorverarbeitungseinheit PE Zugriff haben.

Das erste Feld ist dazu bestimmt, Information zu speichern, die sich auf die Operationen des Integrierens und des Sendens von Abtastwerten zur Vorrichtung DR beziehen. In diesem Feld verfügt jeder mit den Sensoren verbundene Punkt über eine bestimmte Anzahl von Bits, an denen der bei der letzten durchgeführten Überprüfung festgestellte Zustand, der Wert der Integrationsschwelle, also die Zahl der Abtastoperationen oder Integrationsschritte, die erforderlich sind, um einen Übergang als tatsächlich erfolgt zu betrachten, und die Anzahl der durchgeführten Integrationsschritte gespeichert sind. Die mit den Treibern verbundenen Punkte verfügen über eine gleiche Anzahl

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von Bits zum Speichern der booleschen Werte, die an die Punkte zu senden sind, und von Codes, die diese Punkte als den Treibern ·zugeordnet kennzeichnen.

Dieses Speicherfeld kann idealerweise in kleinere Felder, die im folgenden als Unterfelder bezeichnet werden, eingeteilt werden, von denen jedes einer bestimmten Minimalgruppe von Punkten entspricht, zu denen die Vorverarbeitungseinheit PE Zugriff mittels einer indirekten Adresse hat. "Indirekte Adresse" bedeutet, daß die Stelle dieses Unterfelds im Speicher ME in einer geeigneten Tabelle gespeichert ist, in der sogenannten "Verschiebungstabelle" ("relocation table"), deren Stelle selbst wiederum in der Vorverarbeitungseinheit PE als Eröffnungsdatum gespeichert ist; jedesmal, wenn eine Information über einen Punkt in ME gelesen oder geschrieben werden soll, wird zunächst in dieser Tabelle die Adresse des Unterfelds, das der Gruppe mit diesem Punkt entspricht, gelesen und dann die Zelle, die dem Punkt zugeordnet ist, in diesem Unterfeld adressiert. Dieses Vorgehen bringt drei Hauptvorteile mit sich:

a) bessere Ausnutzung der freien Zonen des Speichers, da jedes Unterfeld physisch an der zweckmäßigsten Stelle in ME angeordnet werden kann und im Fall von Änderungen im Speicherinhalt leicht verschoben werden kann, ohne daß die die einzelnen Punkte identifizierenden Codes irgendwie verändert werden müssen;

b) Möglichkeit der modularen Speicherverstärkung, die beispielsweise durch Fernsprechnetzentwicklungen erforderlich werden:

- bildet eine der Gruppen von Punkten, die einem Unterfeld entsprechen, den Grundmodul des Netzes, so entspricht die Hinzufügung einer Gruppe der Hinzufügung eines Unterfelds im Speicher ME sowie einer Adresse in der "Verschiebungstabelle";

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c) Unabhängigkeit der die Punkte identifizierenden Codes von ihrer Verarbeitungsperiodizität:

- durch das Gruppieren der zu bearbeitenden Punkte in jedem Unterfeld mit gleicher Periodizität können Unterfelder mit unterschiedlicher Abfrageperiodizität in der Verschiebungstabelle aufgrund der Häufigkeit, mit der ihre Anfangsadresse in der Tabelle selbst auftritt, unterschieden werden.

Jedes Unterfeld kann in "Wörtern" organisiert sein, deren Länge die Zahl der Bits, die zum Feststellen des Zustands eines Punkts erforderlich sind, übertreffen kann. Genügt diese Länge, so kann jedes Wort die Information über eine Mehrzahl von Punkten enthalten, sofern diese mit der gleichen Periodizität abgefragt werden. Ersichtlich kann auf diese Weise die Kapazität der Vorverarbeitungseinheit erhöht werden.

Das zweite gemeinsame Feld des Speichers, das Zeitzähloperationen zulassen soll, besteht aus einer Anzahl von Tabellen, von denen jede eine Anzahl von Zellen umfaßt, in denen ein auf die zu messende Zeit bezogener Code vom Rechner festgesetzt wird, wobei diese Zellen von der Vorverarbeitungseinheit PE mit der vom Rechner geforderten Periodizität gelesen werden. Jede Tabelle kann einem von möglichen Zählrhythmen entsprechen, während die Zahl der Zellen jeder Tabelle von der Zahl und Art der vom System überwachten Punkte abhängt.

Das dritte Feld wirkt schließlich als Pufferspeicher für von der Vorverarbeitungseinheit PE erzeugte Nachrichten. In dieses Feld wird von PE geschrieben und aus ihm wird von EL gelesen.

Bevor im einzelnen der Aufbau der Vorverarbeitungseinheit PE beschrieben wird, erscheinen einige Anmerkungen über ihre Kapazität zweckmäßig:

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Erstens ist ersichtlich, daß die Kapazität der Vorverarbeitungseinheit von ihrer Verarbeitungsgeschwindigkeit, die unmittelbar ihren Rhythmus der Annahme der von der Vorrichtung DR gelieferten Signale beeinflußt, und damit von der maximalen Abfragegeschwindigkeit der Punkte PN abhängt.

Zweitens ist bei Betrachtung des allgemeinsten Falls, bei dem nur ein Teil der Punkte der Gesamtzahl von Punkten PN mit der gleichen Periodizität abgefragt oder allgemein verarbeitet werden soll, ersichtlich, daß die Kapazität von der Zahl der mit unterschiedlicher Periodizität abzufragenden Punkte und von den geforderten Abfragegeschwindigkeiten abhängt. Je niedriger sowohl die Abfragegeschwindigkeiten als auch das Verhältnis der Zahl von Punkten, die mit hoher Geschwindigkeit abzufragen sind, zur Zahl von Punkten, die mit niedriger Geschwindigkeit abzufragen sind, sind, umso größer kann die Gesamtzahl der von der Vorverarbeitungseinheit zu steuernden Punkte sein. Jedenfalls sind diese Punkte so verteilt, daß während einer Zeitspanne gleich der kürzesten Abfragezeit (höchsten Abfragegeschwindigkeit) stets eine gleiche Zahl von Punkten bearbeitet wird. Eine solche Zeitspanne wird als "Mehrfachrahmen" bezeichnet.

Ein weiterer Parameter, der die Verarbeitungskapazität beeinflußt, ergibt sich aus der Zahl der Punkte, deren Information im selben Speicherwort aufgezeichnet werden kann, also aus der Zahl der Punkte, die parallel verarbeitet werden können. Im folgenden wird beispielhaft der Fall beschrieben, daß die Vorverarbeitungseinheit aufgrund der Gesamtheit der Eigenschaften des Systems, in das sie einbezogen ist, gleichzeitig zwei zu erforschende Punkte mit gleicher Periodizität verarbeiten kann, also der Fall, daß die Länge des Speicherworts die zweifache Zahl von Bits beträgt, die zum Feststellen des Zustands des Punkts erforderlich sind. Vom Rechner EL wird angenommen, daß seine Verarbeitungskapazität genügt, um dem von der Vorverarbeitungseinheit gelieferten Verkehr standzuhalten.

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Die Vorverarbeitungseinheit PE und ihre Anschlüsse sind in Fig. 2 im einzelnen dargestellt. Demnach umfaßt die Verbindungsleitung 5 eine Adressenleitung 5i> eine Datenleitung 5d und eine Steuerleitung 5c, und umfaßt die Verbindung 2 zwischen PE und der Verbindungsleitung 5 verschiedene Gruppen von nur in einer Richtung wirkenden Verbindungen 2a bis 2h, die insgesamt die in beiden Richtungen wirksame Verbindung 2 (Fig.1) bilden.

Über eine Leitergruppe 1a der Verbindung 1 empfängt von den Sensoren der Vorrichtung DR eine aus einer Gruppe von Registern bestehende Eingangsschaltung RE der Vorverarbeitungseinheit PE Abtastwerte, die von der Abfrageoperation herrühren, im betrachteten Beispiel Abfragwerte, die sich auf ein Punktepaar beziehen. Arbeitet die Vorverarbeitungseinheit PE in synchronem Betrieb, so empfängt die Eingangsschaltung RE den Code, der die Identifizierung des bearbeiteten Punktepaars ermöglicht, den sogenannten "Punktepaarcode", und für jedes Paar setzt ein weiteres Signal, das im folgenden als "Punktepaar-Anwesenheitssignal" bezeichnet wird, in der Vorverarbeitungseinheit PE den auf dieses Punktepaar bezogenen Vorverarbeitungszyklus in Gang. Ist andererseits der Betrieb von PE asynchron, so empfängt die Eingangsschaltung RE außer den Abtastwerten nur ein zyklisches Signal, das der Periode eines Mehrfachrahmens entspricht. Die Abtastwerte und die möglichen Punktepaarcodes werden von der Eingangsschaltung RE über eine Verbindung 8 zu einer internen Sammelleitung 10 der Vorverarbeitungseinheit geleitet, von der sie aufgrund von Mikrobefehlen eines Mikroprogramms an die verschiedenen Teile der Einheit weitergegeben werden. Das Punktepaar-Anwesenheitssignal wird hingegen über eine Verbindung 9 zu einer Folgesteuerschaltung CM geleitet, die die Folge der Mikrobefehle einer mikroprogrammierten Verarbeitungseinheit steuert, welche in bekannter Weise einen Mikroprogrammspeicher MM und eine boolesch-arithmetische Einheit ULA umfaßt, die mit internen Registern ausgestattet ist. Die Funktionen der Schaltungen CM, MM und ULA werden später im einzelnen beschrieben.

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Die Verarbeitungseinheit umfaßt auch eine Prioritätslogik RP, die die Vorgänge speichern soll, die während der Verarbeitungszeit auftreten, jeweils mit ihrem relativen Prioritätsgrad. Bei Anforderung eines Mikroprogramms kann diese Logik die Adresse des nächsten Befehls des Mikroprogramms entsprechend den gespeicherten Vorgängen beeinflussen.

Die Folgesteuerschaltung CM empfängt folgende Signale:

- von der Prioritätslogik RP über eine Verbindung 14 die Information über die Adresse des nächsten Mikrobefehls und über mögliche Bedingungen dieses Mikrobefehls, die aufgrund des Zustands weiterer, später beschriebener Eingangssignale von CM erhalten werden;

- von der Eingangsschaltung RE über die Verbindung 9 das Punktepaar-Anwesenheitssignal, das den Verarbeitungszyklus in Gang setzt;

- über eine Verbindung 11 ein Signal, das die Zugänglichkeit der gemeinsamen Verbindungsleitung 5 zum Schreiben und Lesen im gemeinsamen Speicher ME (Fig.1) anzeigt und das von einem im folgenden vereinfacht als "Logik" LB bezeichneten booleschen Schaltwerk kommt, dessen Betrieb später beschrieben wird;

- über eine Verbindung 12 die Codes der vom Rechner EL abgegebenen und von einem vereinfacht als "Eingangslogik" LC bezeichneten booleschen Schaltwerk, dessen Betrieb später beschrieben wird, gelieferten Befehle;

- über eine Verbindung 28 Codes über die Vorgänge der digitalen Integration der von der Vorrichtung DR (Fig.1) eintreffenden Abtastwerte und der Abgabe der für DR bestimmten Abtastwerte;

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- liber eine Verbindung 13 eine Information über das Ergebnis der von der boolesch-arithmetischen Einheit ULA ausgeführten Operationen.

Während jedes Verarbeitungszyklus liefert die Folgostouorf;chaltung CM über eine Verbindung 15 an den Mikroprogrammspeicher MM die Adresse des nächsten auszuführenden Mikrobefehls, und zwar auf der Grundlage der Adresse des vorhergehenden Mikrobefehls, einiger von der Prioritätslogik RP kommender Informationen und des Signalzustands auf den Verbindungen 9, 11, 12,13 und 2.8. Der Mikrobefehl umfaßt:

- den Code möglicher in der boolesch-arithmetischen Einheit ULA auszuführender Operationen, der über eine Verbindung 16 zur Einheit ULA übertragen wird;

- die Information über die Adresse des nächsten Mikrobefehls, die zur Prioritätslogik RP über eine Verbindung 17 übertragen wird;

- die in RP mit der relativen Priorität zu speichernden Bedingungen und gegebenenfalls in Abhängigkeit von diesen Bedingungen einen Befehl der Änderung der von der Verbindung 17 kommenden Information, wobei die Bedingungen und der Befehl zur Logik RP über eine Verbindung 18 übertragen werden;

- eine eventuelle weitere, über eine Verbindung 19 abgegebene Anforderung auf Zugang zur gemeinsamen Verbindungsleitung 5;

- die Befehle der Informationsübertragung zwischen den verschiedenen Einzeleinheiten von PE und Befehle, von außen kommende Information in PE zu laden oder Information nach außen zu übertragen, wobei diese Befehle über eine Verbindung 20 zu einer solche Übertragungen ermöglichenden Schaltung CT gegeben werden.

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Die boolesch-arithmetische Einheit ULA führt durch einen Mikrobefehl geforderte elementare Operationen aus, also boolescharithmetische Operationen, Ausblendoperationen, Datenübertragung von einem Register zum nächsten, Dateneingang oder Datenausgang usv/. Über eine Verbindung 21 empfängt ULA von der internen Sammelleitung 10 Daten, die sie zu verarbeiten hat, einschließlich der Eröffnungsdaten des Systems, die aus den Anfangsadressen und aus den Längen der Tabellen und gemeinsamen Felder des Speichers bestehen. Diese letzteren Daten werden auf die Sammelleitung 10 über eine Verbindung 25 von einem geeigneten Arbeitsspeicher ML gegeben, dem sie vom Rechner EL (Fig.1) über die gemeinsame Verbindungsleitung 5, die Eingangslogik LC und deren an eine Verbindung 29 angeschlossenen ersten Ausgang, die interne Sammelleitung 10 von PE und eine Verbindung 24 geliefert werden. Die Einheit ULA liefert an die interne Sammelleitung über eine Verbindung 22 die verarbeiteten Daten und gibt über eine Verbindung 23 die Adressen für die Lese- und Schreiboperationen im gemeinsamen Speicher ME ab. Über die Eingangsverbindung 16 und Ausgangsverbindung 13 der Einheit ULA wurde bereits berichtet.

Die einzelnen Einheiten RP, CM, MM, ULA und CT sind nach Funktion und möglichem Aufbau für sich bekannt und brauchen deshalb hier nicht weiter im einzelnen beschrieben zu werden.

Der Arbeitsspeicher ML hat noch die Aufgabe, im Fall eines asynchronen Betriebs der Vorverarbeitungseinheit PE die Punktepaarcodes zu erzeugen. Zu diesem Zweck umfaßt ML eine Zelle, die als Zähler mit einem Betrag gleich der Zahl von Punkten, die während einer Abtastperiode verarbeitet werden können, wirkt.

Ein weiterer Festwertspeicher MIN führt eine digitale Integration der Abtastwerte, die von der Vorrichtung DR (Fig.1) eintreffen, und die Abgabe von Abtastwerten zur Vorrichtung DR

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durch. Zu diesem Zweck enthält MIN in seinem Inneren einige Codes, die den möglichen Integrationsbedingungen für die von den Sensoren kommenden Signale entsprechen, sowie auch Codes, die möglichen zum Senden der Abtastwerte zu den Treiberschaltungen durchzuführenden Operationen entsprechen.

Eine Verbindung 26 ermöglicht die Adressierung des Festwertspeichers MIN entsprechend Regeln, die später unter Bezugnahme auf die Betriebsweise der Vorrichtung beschrieben werden.

Ausgangsseitig von MIN treten folgende Größen auf: an einer Verbindung 27 Bits beider Zustände, die als Ergebnis der Integration fortgeschrieben sind und zum gemeinsamen Speicher zu senden sind, oder die zur Vorrichtung DR zu übertragenden Abtastwerte; und auf einer Verbindung 28 die Codes für die für diese Bit durchzuführenden Operationen.

Das Vorhandensein eines einzigen Speichers, der sowohl die Operationen steuert, die sich auf die Integration beziehen, als auch die Operationen, die sich auf die Abgabe der Abtastwerte beziehen, führt dazu, daß der Betrieb der Vorverarbeitungseinheit einerseits im Fall, daß mit Sensoren verbundene Punkte zu verarbeiten sind, und andererseits im Fall, daß mit Treibern verbundene Punkte zu verarbeiten sind, gleich ist.

Die Eingangslogik LC dient dazu, die vom Rechner EL kommenden Nachrichtenformate an die internen Formate der Vorverarbeitungseinheit anzupassen, diese Nachrichten an die Sammelleitung 10 zu geben und die Folgesteuerschaltung CM von Befehlen, die vom Rechner kommen, zu informieren. Die Eingänge der Logik LC hängen an den Verbindungen 2b, 2c und 2d, die an die drei Leitungen 5i, 5d, bzw. 5c der Verbindungsleitung 5 angeschlossen sind. Im einzelnen empfängt die Logik LC über die Verbindung 2b die zu dekodierenden Adressen zum Erkennen, ob gegebenenfalls Nachrichten für die Vorverarbeitungseinheit bestimmt

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sind, über die Verbindung 2c diese Nachrichten und über die Verbindung 2d die Befehle, diese Nachrichten zu speichern. Von der Logik LC gehen über die Verbindung 12 die Befehle für die Folgesteuerschaltung CM und über die Verbindung 29 die von der Datenleitung 5d kommenden Daten für die verschiedenen Einheiten der Vorverarbeitungseinheit aus.

Ein Register RL ist einerseits über die Verbindung 2e an die Datenleitung 5d und andererseits über eine Verbindung 31 an die interne Sammelleitung 10 angeschlossen. Ein Register RS ist einerseits über die Verbindung 2f an die Datenleitung 5d und andererseits über eine Verbindung 32 an die Sammelleitung 10 angeschlossen. Über diese Register verläuft der direkte Dialog zwischen der Vorverarbeitungseinheit PE und dem Speicher ME. Sie haben die Aufgabe, die in ME gelesenen bzw. die in ME zu schreibenden Daten vorübergehend zu speichern und das Format und die Geschwindigkeit dieser Daten anzupassen, so daß sie den Anforderungen der Vorverarbeitungseinheit bzw. des Rechners gerecht werden. Die Adressen dieser Lese- und Schreiboperationen im Speicher werden von der Einheit ULA über die Verbindung 23 und ein weiteres Register RA geliefert, das an seiner Ausgangsverbindung 2a und an der Adressenleitung 5i diese Adressen für die gesamte Zeit aufrechterhält, die die Vorverarbeitungseinheit PE benötigt, um die Kontrolle über die Verbindungsleitung 5 zu erhalten und die Lese- und Schreibvorgänge durchzuführen.

Der Zugang zur Verbindungsleitung 5 zur Durchführung dieser Operationen wird von der Logik LB gesteuert, die vom Mikroprogrammspeicher MM über die Verbindung 19 die Befehle bezüglich der Verbindungsleitungsanforderung und auch die Information über die im Speicher auszuführenden Operationen, also Lesen oder Schreiben, empfängt und diese Befehle und diese Information über die Verbindung 2g und die Steuerleitung 5c zum Rechner EL sendet. In umgekehrter Richtung empfängt die Logik LB vom Rechner EL über- die Steuerleitung 5c und die Verbindung

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2h die Information über die Zugänglichkeitsbedingungen der Verbindungsleitung 5. LB meldet diese Information über die Verbindung 11 an die Folgesteuerschaltung CM weiter.

Schließlich ist noch ein weiteres Register RU vorhanden, das im Fall des synchronen Betriebs der Vorverarbeitungseinheit PE die an die Vorrichtung DR zu sendenden Abtastwerte sammelt, die für das Punktepaar bestimmt sind, das durch den in diesem Zyklus am Eingang von RE liegenden Code festgestellt wird. Diese Abtastwerte werden an das Register RU vom integrierenden Festwertspeicher MIN über die Verbindung 27, die Sammelleitung 10 und eine Verbindung 33 abgegeben und zur Vorrichtung DR über eine Leitergruppe 1b geleitet. Im Fall der asynchronen Operation hat das Register RU außerdem die Aufgabe, an die Vorrichtung DR Identifizierungssignale betreffend das dort zu bearbeitende Punktepaar abzugeben.

Die Abgabe der Signale der Sammelleitung 10 zu den verschiedenen Einheiten der Vorverarbeitungseinheit PE wird, v/ie bereits erwähnt, durch die Schaltung CT gesteuert. Zur Vereinfachung der Zeichnung sind die Verbindungen zwischen dieser Schaltung und den von ihr gesteuerten Einheiten nur schematisch durch mit CT bezeichnete Pfeile an den Steuereingängen dieser Einheiten angedeutet.

Zur Zeitsteuerung der verschiedenen Operationsphasen innerhalb eines Zyklus ist ein Zeitgeber vorhanden, der in der Zeichnung nicht dargestellt ist und der hinsichtlich des Betriebs sowohl des Rechners EL als auch der Vorrichtung DR asynchron ist. Die erforderliche Verbindung zwischen den Operationen von PE und denen von PR wird entweder durch das Punktepaar-Anwesenheitssignal oder durch das Signal des Beginns eines Mehrfachrahmens festgelegt.

Die beschriebene Vorrichtung arbeitet folgendermaßen:

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Als erstes, nämlich beim Inbetriebsetzen der Anlage oder jedesmal dann, wenn Änderungen der Arbeitsbedingungen stattfinden, ist es notwendig, in die Vorverarbeitungseinheit, und zwar in den Arbeitsspeicher ML, die Eröffnungcdaten einzuschreiben, die vom Rechner EL geliefert werden. Zur Ermöglichung dieses Ein-Schreibens oder Ladens muß die Vorverarbeitungseinheit sich in einem Zustand befinden, in dem sie auf vom Rechner kommende Defehle v/artet, nachdem alle ihre Elemente innerhalb des Speichers auf Null rückgestellt sind. Dieser Wartezustand wird vom Mikroprogrammspeicher MM erzeugt, der unabhängig von weiteren vorliegenden Zuständen in die diesem Zustand entsprechende Stellung von der Folgesteuerschaltung CM gezwungen wird. Diese wird ihrerseits entweder automatisch bei der Inbetriebnahme der Vorrichtung gestartet oder kann manuell, beispielsweise mit Hilfe eines in der Zeichnung nicht dargestellten Druckknopfs, oder auch auf einen vom Rechner kommenden Befehl hin gestartet werden.

In diesem Zustand kann der Rechner EL auf die Adressenleitung 5i eine Adresse geben, die von der Eingangslogik LC über die Verbindung 2b abgenommen wird, dort decodiert und als die Vorverarbeitungseinheit betreffend erkannt wird und die Eingangslogik LC in die Lage versetzt, über die Verbindung 2c die Daten von der Datenleitung 5d zu laden. Dieses tatsächliche Laden wird dann durch einen Befehl gesteuert, der der Eing_angslogik LC über die Steuerleitung 5c und die Verbindung 2d geliefert wird. Diese Daten enthalten außer der zu speichernden Information auch die Angabe über ihre Stellung innerhalb der Vorverarbeitungseinheit PE, in diesem Fall die Adresse einer Zelle im Arbeitsspeicher ML. Diese Stellung wird über die Verbindung 12 der Folgesteuerschaltung CM mitgeteilt, die ihrerseits den Arbeitsspeicher ML über die Verbindung 15, den Mikroprogrammspeicher MM, die Verbindung 20 und die Schaltung CT adressiert und ihn so ansteuert, daß er die von der Eingangslogik LC über die Sammelleitung 10 und die Verbindung 24 eintreffenden Daten aufnimmt .

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Sobald das Laden der Eröffnungsdaten vorüber ist, überträgt der Rechner wiederum über die Eingangslogik LC zur Folgesteuerschaltung CM den Operationsbefehl, was bewirkt, daß das Mikroprogramm im Speicher MM entsprechend fortschreitet. Als Folge hiervon ist die Vorverarbeitungseinheit PE in einem Zustand, in dem sie auf Signale von außen wartet.

Während des Normalbetriebs muß, wie beschrieben, die Vorverarbeitungseinheit die folgenden Operationen bewirken, die hier in einer Ordnung der abnehmenden Priorität aufgezäh_lt sind:

A) Operationen, die sich auf die Abfragung der Punkte beziehen, also entweder die Integration der von den Sensoren gelieferten Abtastwerte oder die Abgabe von Abtastwerten an die Treiber, wobei diese Operationen synchron oder asynchron ausgeführt werden können;

B) Erzeugung und Abgabe von Taktnachrichten an den Rechner;

C) Bewirken der Zeitzählung.

Im folgenden werden diese Operationen getrennt beschrieben: A) Integration bzw. Abgabe der Abtastwerte

Ist der Betrieb synchron, so werden zur Vorverarbeitungseinheit PE über die Leitergruppe 1a die Ergebnisse der von der Vorrichtung DR durchgeführten Abfragung der Punkte, die Identifizierungscodes (Punktepaarcodes) und die Punktepaar-Anwesenheitssignale gesendet. Die Ergebnisse werden durch die von den Sensoren abgenommenen Abtastwerte der Signale, oder fiktiver Abtastwerte im Fall von mit Treibern verbundenen Punkten gebildet.

Wie es für die Punkteverteilung und für die Zuordnung dieser Punkte zu den Zellen des gemeinsamen Speichers vorausgesetzt wurde, »umfaßt jeder Punktepaarcode allgemein einen ersten Teil, der sich auf die Gruppe bezieht, zu der der Punkt gehört,

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sowie einen zweiten Teil, der sich auf die Stellung des Punktepaars in der Gruppe bezieht, abgesehen von seiner Verbindung entweder mit Sensoren oder mit Treibern.

Sobald diese Signale der Vorverarbeitungseinheit PE eingegeben werden, werden sie in die Register der Eingangsschaltung RE eingeschrieben. Dieser Ladevorgang ist jedenfalls möglich, da die Verarbeitungszeit in PE von■Signalen, die sich auf ein Punktepaar beziehen, als kurzer als die Zeitspanne zwischen zwei aufeinanderfolgenden Signalen angenommen wird. Unter diesen Umständen zieht die Folgesteuerschaltung CM von der Eingangsschaltung RE über die Verbindung 9 das Punktepaar-Anwesenheitssignal ab, um den auf dieses Punktepaar bezogenen Verarbeitungszyklus zu starten.

Die erste Operation dieses Zyklus ist, daß im Speicher ME (Fig.1) der vorhergehende Zustand dieses Paars gelesen v/ird. Wie beschrieben, ergibt sich der Zugang der Vorverarbeitungseinheit PE zum Speicher ME durch die indirekte Adressierung. Als erstes wird dann die Anfangsadresse der Verschiebungstabelle im Arbeitsspeicher ML gelesen. Die Lesereihenfolge in ML wird vom Mikroprogrammspeicher MM über die Verbindung 20 und die Schaltung CT gegeben. Die im Arbeitsspeicher ML gelesene Adresse wird dann zur boolesch-arithmetischen Einheit ULA geleitet, und zwar über die Verbindung 25, die interne Sammelleitung 10 und die Verbindung 21, und wird in ULA mit demjenigen Teil des Punktepaarcodes addiert, der die Gruppe betrifft, die zuvor von der Eingangsschaltung RE über die Verbindung 8, die Sammelleitung 10 und die Verbindung 21 zur Einheit ULA übertragen worden ist. Diese Summe gibt dann die tatsächliche Anfangsadresse im gemeinsamen Speicher ME des der Gruppe entsprechenden Unterfelds an.

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An dieser Stelle fordert dann der Mikroprogrammspeicher MM über die Verbindung 19, die Logik LB und die Verbindung'2g den Zugang zur gemeinsamen Verbindungsleitung 5, die zum Rechner EL führt. Trifft dann über die Verbindung 2h, die Logik LB und die Verbindung 11 bei der Schaltung CM das Bestätigungssignal ein, daß die Verbindungsleitung 5 zur Verfügung steht, so wird die vorher in der Einheit ULA erarbeitete Adresse über die Verbindung 23 zum Register RA und von diesem über die Verbindung 2a, die Adressenleitung 5i und die Verbindung 4 (Fig. 1) zum Speicher ME gesendet. Gleichzeitig wird über die Verbindung 19 (Fig. 2), die Logik LB und die Verbindung 2g an den Speicher ME der Befehl gegeben, die Daten zu lesen, die an der zu diesem Zeitpunkt auf der Adressenleitung 5i gekennzeichneten Adresse gespeichert sind.

Das Lesedatum, das die Anfangsadresse des beteiligten Unterfelds im Speicher ME darstellt, wird über die Verbindung 4 (Fig. 1), die Datenleitung 5d (Fig. 2), die Verbindung 2e, das Register RL, die Verbindung 31, die interne Sammelleitung 10 und die Verbindung 21 zur boolesch-arithmetischen Einheit ULA übertragen; dort wird die Adresse mit dem vorher von der Eingangsschaltung RE auf dem bereits beschriebenen Weg abgenommenen Code addiert, der sich auf die Stellung des Punktepaars innerhalb der Gruppe bezieht, wodurch die Adresse der tatsächlich dem Punktepaar zugeordneten Zelle des gemeinsamen Speichers erzeugt wird. Durch ein identisches Vorgehen wird eine neue Auslesung im Speicher ME durchgeführt und das auf den vorherigen Zustand des Punktepaars bezogene Speicherwort in das Register RL geladen.

Sind diese Punkte mit Se'nsoren der Vorrichtung DR (Fig. 1) verbunden, so umfaßt für jeden von ihnen das Zustandswort ein Bit, das den alten Pegel angibt, zwei oder mehr Bits für die Integrationszählung und ein oder mehr Bits, die den Integrations-Schwellenwert angeben. Diese Bits, die dem den booleschen Pegel des gegenwärtigen Zustands des Punkts angebenden Bit, also dem

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im Register der Eingangsschaltung RE (Fig. 2) vorhandenen Bit zugeordnet werden, dienen als Leseadresse im integrierenden Festwertspeicher MIN, dem sie über die Verbindung 31 als Information über den vorherigen Zustand der Punkte bzw. über die Verbindung als Information über den gegenwärtigen Zustand, weiter über die Sammelleitung 10 und die Verbindung 26 eingespeist v/erden.

Da die Punkte mit Sensoren verbunden sind, gibt die verarbeitete Adresse Zugang zu einer Zelle des Speichers MIN, in der ein einem der folgenden Fälle entsprechender Code enthalten ist:

1) Es ist keine Operation gewünscht: dies bedeutet, daß in keinem der Punkte Änderungen in Bezug zum vorhergehenden Zustand stattgefunden haben und keine Integration in Ablauf war. Sobald das Lesen im Speicher MIN begonnen hat, wird diese Information über die Verbindung 28 zur Folgesteuerschaltung CM geleitet. Im Gegensatz hierzu werden auf der Verbindung 27 keine bedeutungsvollen Bits übertragen.

2) Der Speicher ME wird fortgeschrieben: dies bedeutet, daß für einen oder für beide Punkte eine Integration in Ablauf war, deren Beendigung noch nicht unmittelbar bevorsteht, oder daß ein Zustandsübergang stattgefunden hat, der erfordert, daß die Integration beginnt. Auch diese Information wird über die Verbindung 28 zur Folgesteuerschaltung CM geleitet, die deren Einschreibung in die Prioritätslogik RP steuert. Außerdem liegt das neue im Speicher ME zu speichernde Zustandswort auf der Verbindung 27.

3) Der Speicher ME wird fortgeschrieben und es wird eine Nachricht oder es werden Nachrichten über den erfolgten Übergang erzeugt: dies bedeutet, daß für einen oder für beide Punkte eine Integration im Ablauf war, die jetzt abgeschlossen ist. Auch in diesem Fall tritt die zu schreibende Information über den neuen Zustand auf der Verbindung 27 auf, während auf der Verbindung 28 die Information über den erkannten Übergang

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liegt, die in der Folgesteuerschaltung CM den Befehl auslöst, eine entsprechende Nachricht an den Rechner abzugeben.

Im ersten Fall bleibt die Vorverarbeitungseinheit PE für Operationen niedrigeren Prioritätsgrads zugänglich, beispielsweise für Taktnachrichten oder Zeitzählungen.

Im zweiten und im dritten Fall, in denen der Zustand des Paars im Speicher ME fortgeschrieben werden muß, wird der Speicher ME nochmal durch die vorher erarbeitete Adresse adressiert und das auf der Verbindung 27 zur Verfügung stehende neue Datum wird über die interne Sammelleitung 10 und die Verbindung 32 zum Register RS geleitet und von diesem über die Verbindung 2f, die Datenleitung 5d und die Verbindung 4 (Fig. 1) weitergegeben. Ein Schreibbefehl im Speicher ME wird vom Mikroprogrammspeicher MM (Fig. 2) über die Verbindung 19, die Logik LB, die Verbindung 2g, die Steuerleitung 5c und die Verbindung 4 abgegeben.

Muß auch der Rechner vom erfolgten Zustandsübergang in einem oder in beiden Punkten des Punktepaars informiert werden, so wird im Mikroprogrammspeicher MM eine Nachricht des erfolgten Zustandsübergangs vorbereitet, mit einer Angabe der Art des Übergangs und des betroffenen Punkts. Diese Nachricht wird von der Einheit ULA über die Verbindung 22, die Sammelleitung 10 und die Verbindung 32 zum Register RS und weiter über die Verbindung 2f, die Datenleitung 5d und die Verbindung 4 in das Feld des gemeinsamen Speichers übertragen, das für den Empfang von von der Vorverarbeitungseinheit PE kommenden Nachrichten bestimmt ist. Die Adresse der Zelle oder der Zellen dieses Speicherfelds, die für die Nachricht des erkannten Übergangs und für den realen Schreibbefehl zugänglich sind, werden in der bereits beschriebenen Weise gesendet. Diese Adresse wird von der Einheit ULA in einem ihrer internen Register gelesen, wo sie erarbeitet wurde, indem sie ausgehend von der Anfangsadresse dieses Felds in ME, deren Daten in ML gespeichert waren, jedesmal, wenn von PE eine Nachricht gesendet wird, um eine Einheit erhöht wird.

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Die vorstehende Erläuterung betrifft den Fall von Punkten, die mit Sensoren verbunden sind. Handelt es sich beim bearbeiteten Punktcpaar um solche, die mit Treibern verbunden sind, so sind ersichtlich die von der Eingangsschaltung RE eintreffenden Abtastwerte bedeutungslos und haben stets den selben booleschen Wert. Außerdem haben in dem Wort, das diesem Punktepaar im Speicher ME zugeordnet ist, diejenigen Bits, die gewöhnlich die Zählung und die Integrationsschwelle angeben würden, eine feste Konfiguration, die sich von jeder möglichen Bitkonfiguration von Wörtern unterscheidet, die sich auf mit den Sensoren verbundene Punkte beziehen. Außerdem geben die Bits, die für mit Sensoren verbundene Punkte den vorhergehenden Zustand anzeigen, in diesem Fall den booleschen Wert der abzugebenden Abtastung an.

Aufgrund des festen booleschen Werts der eintreffenden Abtastungen und der speziellen Konfiguration des im Speicher gelesenen Zustandsworts wird im Festwertspeicher MIN eine der Zellen adressiert, die die Codes enthalten, die sich auf die Abtastwertabgabe an die Vorrichtung DR beziehen. Als Folge hiervon liegt auf der Verbindung 28 die für die Folgesteuerschaltung CM bestimmte Information des Inhalts, daß in Richtung zum gemeinsamen Speicher keine weiteren Operationen durchzuführen sind und daß die auf der Verbindung 27 liegenden Bits über die Sammelleitung 10 und die Verbindung 33 zum Register RU zu übertragen sind und von diesen über die Leitergruppe Ib zur Vorrichtung DR zu senden sind.

Im Fall eines asynchronen Betriebs der Vorverarbeitungseinheit wird der Code, der sich auf das abzufragende Punktepaar bezieht, nicht von der Vorrichtung DR zur Eingangsschaltung RE geliefert, sondern wird innerhalb der Vorverarbeitungseinheit PE mit Hilfe einer Zählung an einer Speicherzelle des Arbeitsspeichers ML erzeugt. An der Eingangsschaltung RE trifft anstelle des Punktepaar-Anwesenheitssignals das Startsignal des Mehrfachrahmens ein, das eine Anzahl von Verarbeitungszyklen gleich der Zahl der

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den Mehrfachrahmen bildenden Paare von Abtastwerten startet. Somit kann die Dauer jedes Zyklus unterschiedlich sein unter der Voraussetzung, daß die Dauer von η Zyklen nicht die Dauer des Mehrfachrahmens übertrifft.

Unter diesen Voraussetzungen wird also, wenn die Zählung an dieser Zelle des Arbeitsspeichers ML einen bestimmten Punktepaarcode erzeugt, dieser über die Verbindung 25, die Sammelleitung 10 und die Verbindung 33 zum Register RU gesendet und auf einen Befehl von der Schaltung CT hin über die Leitergruppe 1b zur Vorrichtung DR gesendet, um die Übertragung der tatsächlichen oder fiktiv gedachten, auf dieses Paar bezogenen Abtastwerte zur Vorverarbeitungseinheit PE zu steuern. Beim Eintreffen dieser Abtastwerte wird ihre Integration im Fall von mit Sensoren verbundenen Punkten durchgeführt oder werden mit der Übertragung der Abtastwerte zur Vorrichtung DR verbundene Operationen im Fäll von mit Treibern verbundenen Punkten durchgeführt, und zwar in der gleichen Weise wie im asynchronen Fall mit dem einzigen Unterschied, daß die boolesch-arithmetische Einheit ULA die verschiedenen Elemente des Punktepaarcodes vom Arbeitsspeicher ML statt von der Eingangsschaltung RE empfängt.

B) Taktnachrichten

Sobald die mit der Punktabfragung zusammenhängenden Operationen vorüber sind, erledigt die Vorverarbeitungseinheit die Aufgabe mit der nächstniedrigeren Priorität, das ist die Abgabe möglicher Taktnachrichten für den Rechner EL. Die Anforderung für deren Abgabe wird in der Prioritätslogik RP gespeichert, die für diesen Zweck einen inneren Taktgeber aufweist, an dem die gewünschte Abgabeperiodizität eingestellt werden ,kann.

Die Prioritätslogik RP gibt eine Information über das Vorliegen einer solchen Anforderung an die Folgesteuerschaltung CM ab, die das Mikrogrogramm in entsprechender Weise einstellt. Die Nachricht wird dann in der gleichen Weise wie Nachrichten für erfolgte Übergänge gesendet.

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C) Zeitzählung

Fordert der Rechner die Durchführung von Zeitzählungen, beispielsweise um ein Schaltkennzeichen einer gegebenen Länge abzugeben, so schreibt er in verfügbare Zellen der für diesen Zweck im Speicher ME vorhandenen Tabellen Codes, die den geforderton Zähldauern entsprechen. Diese Codes bestehen beispielsweise aus der Angabe einer Zahl von Einheits-Zählschritten, die von der Vorverarbeitungseinheit PE durchzuführen sind. Der Durchführungsbefehl solcher Schritte wird vom Rechner EL mit einer Taktfrequenz gleich dem für eine solche Zähloperation vorgesehenen Rhythmus übermittelt.

Diese Befehle werden in die Eingangslogik LC in der bereits beschriebenen Weise eingeschrieben und von dieser über die Verbindung 12, die Folgesteuerschaltung CM, die Verbindung 15, den Mikroprogrammspeicher MM und die Verbindung 18 zur Prioritätslogik RP übertragen. Iri RP werden die Befehle mit einer Angabe der Priorität ihrer Durchführung gespeichert. Diese Priorität erhöht sich mit der Geschwindigkeit der verschiedenen Zählungen. Sie werden dann, während der verschiedenen Verarbeitungszyklen von PE, durchgeführt, wenn andere Aufgaben mit höherer Priorität abgeschlossen sind.

Steht die Vorverarbeitungseinheit PE für Zählvorgänge zur Verfügung, so wird die entsprechende Information über die Verbindung 14 der Folgesteuerschaltung CM eingespeist und erzeugt, wie schon beschrieben wurde, im Mikroprogrammspeicher MM den Befehl, im Speicher ME aufeinanderfolgend die Zellen der Tabelle zu lesen, die der schnellsten Zählrate entsprechen, sowie den Befehl, in die belegten Zellen wieder die Werte des Zählcodes einzuschreiben, die jedesmal um eine Einheit erniedrigt sind. Ist das Lesen dieser Tabelle vorüber, so beginnt PE, die folgenden Tabellen zu lesen usw. bis zum Ende. Es wird hier vorausgesetzt, daß die Systemkapazität und die Tabellenlänge ihre vollständige Auslesung während der Zeit erlauben, die zwischen zwei

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— ο ι —
vom Rechner EL gesendeten Befehlen liegt.

Die Lese- und Schreibregeln im Speicher ME sind die bereits beschriebenen.

Die laufende Adresse für diese Operationen wird in der Einheit ULA erarbeitet und gespeichert, beginnend von der Eröffnungsadresse der Tabelle, die im Arbeitsspeicher ML in der Eröffnungsphase gespeichert v/orden ist.

Ist das Lesen einer Tabelle vorüber, so wird die relative Reihenfolge in der Prioritätslogik RP gelöscht und es wird wieder im nachfolgenden Zyklus geschrieben. Jedesmal, wenn der Zählcode in einer Zelle den Wert Null erreicht, wird die Nachricht, daß die Zeit vorüber ist, zusammen mit der Adresse der Zelle, auf die sich dieser Zählvorgang bezieht, zum gemeinsamen Speicher gesendet. Die Nachricht wird in der gleichen Weise übertragen, wie es für die Übertragung der Nachricht des erfolgten Übergangs beschrieben wurde.

Nachdem das auf die Zeitzähloperationen bezogene Schreiben und Lesen im Speicher vorüber ist, gibt die Vorverarbeitungseinheit die Kontrolle über die Verbindungsleitung 5 ab. Die hierauf bezogene Information wird vom Mikroprogrammspeicher MM über die Verbindung 19, die Logik LB und die Verbindung 2g gesendet.

Die bisherige Beschreibung geht davon aus, daß während der Operation keine Fehlfunktionen, die von der Vorverarbeitungseinheit PE festgestellt werden können, -stattfinden. Solche Fehlfunktionen können beispielsweise sein, daß die Folgesteuerschaltung CM bedeutungslose Zellen des Mikroprogrammspeichers MM adressiert, oder daß im Rechner EL falsche Befehle oder Folgen von falschen Befehlen eintreffen. Γη beiden Fällen wird im Mikroprogrammspeicher MM eine Zelle adressiert, die der Abgabe eines Schaltkennzeichens "Unterbrechen" entspricht, das auf die Steuerleitung 5c und von dort zum Rechner übertragen wird. Die Über-

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tragung dieses Schaltkennzeichens auf die Steuerleitung 5c kann über die Verbindung 19, die Logik LB und die Verbindung 2g oder über eine speziell für diesen Zweck geschaffene Verbindung erfolgen.

Andere Arten von Fehlfunktionen können vom Rechner EL über die normalen Überprüfungstest festgestellt werden und ihre Beschreibung betrifft die Erfindung nicht.

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Lee

r s e 11 e

Claims (2)

1. Patentansprüche

   ) Vorrichtung zum Verarbeiten von Fernmeldesignalisierungen in einer Anlage, bei der die Signalisierungskriterien aus alternierenden Folgen von Impulsen und Pausen bestehen oder als solche zu betrachten sind und bei der die an bestimmten Punkten der Anlage vorliegenden Kriterien festzustellen und entsprechende Kriterien an andere Punkte zu senden sind, mit · einem Hauptrechner und einer vom Hauptrechner geführten Vorverarbeitungseinheit, welch letztere die Signalisierungskriterien feststellt und sendet und außerdem eine Vielzahl von Zähloperationen durchführen und Taktriachrichten an den Hauptrechner abgeben kann, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorverarbeitungseinheit (PE) eine mikroprogrammierte Struktur aufweist, für diese Operationen Felder des Speichers (ME) des Hauptrechners (EL) verwendet, zu denen sie Zugriff nach der Technik der "entwendeten Zyklen" (stealing cycle) hat, und Einrichtungen (RE, ULA, ML) umfaßt, die entweder Arbeitszyklen mit konstanter Dauer, die einzeln durch ein von außen kommendes Signal gestartet werden und sich jeweils auf einen oder mehrere Punkte beziehen, deren Identität ebenfalls von außen gemeldet wird, oder eine Folge von Arbeitszyklen ausführen, die von einem einzigen ebenfalls von außen kommenden Signal gestartet werden und sich jeweils auf einen

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   _ 2 —

   oder mehrere von der Vorverarbeitungseinheit selbst gewählte Punkte beziehen.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorverarbeitungseinheit (PE) folgende Einzelschaltungen umfaßt:

   - eine Gruppe von Registern (RE), die in die Vorverarbeitungseinheit (PE) auf die Punktabfragung bezogene Abtastwerte, mögliche Codes zum Identifizieren der Punkte, wenn diese Codes von außen gesendet sind, und Zeitsignale, die jeden Betriebszyklus oder jede Folge von Betriebszyklen starten, lädt;

   - eine mikroprogrammierte Verarbeitungsschaltung (CM, MM, ULA, CT), die eine Schaltung (CM) für die Folgesteuerung des Mikroprogramms, einen Mikroprogrammspeicher (MM), eine boolesch-arithmetische Einheit (ULA) mit internen Registern und eine Schaltung (CT) zum Steuern des Ladens der von außen kommenden Information in die Vorverarbeitungseinheit und der Übertragung von Information nach außen umfaßt;

   - eine Prioritätslogik (RP), die während des Verarbeitungsvorgangs stattfindende Vorgänge speichert und als Folge die Adresse des nachfolgend durchzuführenden Mikrobefehls beeinflußt;

   - ein logisches Schaltwerk (LB), das Zugang zur Verbindungsleitung (5) des Rechners (EL) gibt, an den Rechner (EL) Anforderungen der Vorverarbeitungseinheit (PE) auf die Verbindungsleitung sendet und an die mikroprogrammierte Verarbeitungsschaltung die Information über das Zurverfügungstehen der Verbindungsleitung abgibt;

   - einen Lese/Schreib-Speicher (ML), der intern Information über die gemeinsamen Felder des Speichers (ME) und die die ,Arbeitspunkte identifizierenden Codes im Fall, daß die zu verarbeitenden Punkte von der Vorverarbeitungseinheit bestimmt werden, speichert;

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   - einen Festwertspeicher (MIN), der die Operationen der digitalen Integration der von außen eintreffenden Abtastwerte und des Abgebens der Signalisierungs-Abtastwerte nach außen steuert;

   - ein logisches Schaltwerk (LC), das die Formate der vom Rechner (EL) kommenden Nachrichten an die internen Formate der Vorverarbeitungseinheit (PE) anpaßt und diese Nachrichten auf die verschiedenen Einheiten der Vorverarbeitungseinheit verteilt;

   - zwei Register (RL, RS), die vorübergehend die im gemeinsamen Speicher (ME) gelesenen Daten bzw. die in diesem Speicher zu*schreibenden Daten speichern;

   - ein Register (RA), das an seinem Ausgang während der gesamten Zeit, die die Vorverarbeitungseinheit benötigt, um Zugang zur Verbindungsleitung (5) zu haben und die Lese- und Schreiboperationen im gemeinsamen Speicher (ME) durchzuführen, an seinem Ausgang die Adressen für diese Operationen hält;

   - ein Ausgangsregister (RU), das die Signalisierungs-Abtastwerte und mögliche Codes, die die Punkte identifizieren, die Abtastwerte zu empfangen oder zu senden haben, nach außen sendet.

   Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in demjenigen Feld des Speichers (ME), das dem Rechner und der Vorverarbeitungseinheit gemeinsam zur Verfügung steht, vorhanden sind:

   - ein erstes Feld, das zum Aufnehmen der Information bestimmt ist, die für die mit dem Abfragen der Punkte zusammenhängenden Operationen benötigt wird, und das in eine Mehrzahl von Unterfeldern unterteilt ist, von denen jedes einer Gruppe von Punkten entspricht und im Speicher eine Stelle •speichert, die in einer geeigneten Tabelle des Speichers registriert ist;

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   ein zweites Feld, das zur Ermöglichung von Zeitzählvorgängen bestimmt ist und aus einer bestimmten Zahl von Tabellen besteht, von denen jede einer möglichen Zählrate entspricht und in denen ein Zählcode festgesetzt ist, der von der Vorverarbeitungseinheit mit einer Periodizität gleich dieser Rate um eine Einheit erniedrigt wird; und ein drittes Feld, das als Pufferspeicher für von der Vorverarbeitungseinheit gelieferte Daten dient.

   Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die anfänglichen Stellen und die Länge der Tabellen und des als Pufferspeicher dienenden Felds im Lese/Schreib-Speicher (ML) der Vorverarbeitungseinheit gespeichert sind und daß die reale Adresse für die Operation, die jede dieser Tabellen und dieses Feld betreffen, jederzeit von der boolesch-arithmetischen Einheit (ULA) der mikroprogrammierten Schaltung der Vorverarbeitungseinheit (PE) erarbeitbar ist.

   Vorrichtung nach Anspruch 2 und gegebenenfalls noch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Festwertspeicher (MIN), der die Operationen der Integration der eintreffenden Abtastwerte und der Abgabe der Abtastwerte steuert, eine Mehrzahl von Stellen umfaßt, die Codes über die möglichen Integrationssituationen enthalten, sowie eine Mehrzahl von Stellen, die Codes über die Abtastwert-Abgabe enthalten, und daß dieser Speicher gemeinsam durch die realen oder fiktiv gedachten Abtastwerte, die von den Punkten kommen, und durch die Information über den Zustand der Punkte, die im gemeinsamen Speicher gelesen wird, adressiert wird.

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