DE2908691C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Speichermodulsteuereinheit für eine zentrale Recheneinheit gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Die direkte Adressiermöglichkeit von Digitalrechnern, beispielsweise von einem Mikroprozessor ist durch die Anzahl von Bits des Speicher/Programmzählerregisters zu der zentra­ len Recheneinheit des Mikroprozessors begrenzt.

Wenn ein spezielles Anwendungsprogramm größer ist (mehr Speicherplatz erfordert) als der Speicher, der direkt adres­ siert werden kann, so war bisher die Praxis, das Anwendungs­ programm logisch aufzuteilen (in Module einzuteilen) und es in Großspeichern zu speichern. Während der Programmausfüh­ rung wird der Speicherinhalt eines Großspeichers in logischer Ausführungsfolge in den Mikroprozessor eingelesen. Das Ausführungsprogramm fordert entweder direkt oder über ein Beriebs- bzw. ein Organisationsprogramm die Fortsetzung der Programmausführung im nächsten logischen Anwendungspro­ grammteil (Modul) an. Ein Dienstprogramm, das Teil des Betriebssystems ist, besorgt das Auslesen des nächsten logi­ schen Programm-Moduls vom Großspeicher sowie die Speicherung dieser Daten im Mikroprozessor-Speicher für die nachfolgende Verarbeitung und Ausführung. In diesem Zusammenhang sei bemerkt, daß der Großspeicher ein Magnetband, eine Magnet­ platte, eine Weichplatte oder, je nachdem, selbst ein Loch­ streifen oder eine Lochkarte sein kann. Wenn das Betriebssy­ stem, das Organisationsprogramm oder selbst die speziellen Programme zu groß sind, um zusammen mit dem Anwendungspro­ gramm im Rechner verarbeitet zu werden, so müssen auch sie in Speicher-/Lesefolgen vom Großspeicher aufgeteilt (in Module aufgeteilt) und wie vorstehend angegeben, im Speicher des Mikroprozessors gespeichert werden.

Wenn das Anwendungsprogramm, die Betriebssysteme, die Orga­ nisations- oder Hilfsprogramme und dgl. so in Module aufge­ teilt, gespeichert und gelesen werden, müssen Großspeicher und Hilfsdienstprogramme vorgesehen sein; es muß auch Zeit für die Speicherung und das Lesen zugeteilt werden sowie zur Prüfung der Richtigkeit und der so verarbeiteten Daten. Durch die Miteinbeziehung der Großspeicher wird die Zuver­ lässigkeit der Anlage beeinträchtigt, während für einige Anwendungen die Zeit für die vorstehend beschriebene Daten­ verarbeitung nicht zur Verfügung steht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Speichermodul­ steuereinheit der eingangs geschilderten Art so weiterzubil­ den, daß die Speicherkapazität des Speichers im Rechner erweitert wird und daß die Adressierung der zusätzlichen Speichermodule in vorteilhafter Weise vorzunehmen ist.

Die genannte Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs gelöst.

Erfindungsgemäß werden nicht benötigte Speichermodule von der Stromversorgung abgeschaltet und erst dann in Betrieb genommen, wenn die Kapazität des vorhandenen immer mit der Stromversorgung des verbundenen Speichers im Rechner nicht mehr ausreicht. Außerdem erfolgt die Aktivierung der Spei­ chermodule von dem Steuerregister, wenn diese über die Speicherdatenleitung sowie über die Eingabe/Ausgabe-Steuer­ leitung von der zentralen Recheneinheit entsprechende Signale erhält. Dann erzeugt das Steuerregister ein Ansteu­ ersignal für einen der Schalter, der somit geschlossen wird, um das ausgewählte Speichermodul an die Stromversorgung zu schalten. Damit läßt sich praktisch eine unendliche Spei­ chererweiterung schaffen. Im abgeschalteten Zustand sind die Speicher, die beispielsweise Festwertspeicher, programmier­ bare Festwertspeicher oder Magnetspeicher usw. sein können, an ihre Signalschnittstellen, d. h. Adressen und Eingabe- Ausgabedaten in rein passiver Weise angeschlossen.

Es ist auch ein Speicheradressierungssystem bekannt (DE-OS 23 18 765), bei dem mehrere Speicher adressierbar und ansteuerbar sind. Es werden allerdings nicht benötigte Speicher nicht von der Stromversorgung abgeschaltet und die Adressierung der einzelnen Speicher errfolgt in anderer Weise.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Rechners mit den zusätz­ lichen Speichermodulen und sonstigen Einheiten,

Fig. 2 ein Blockschaltbild der in Fig. 1 dargestellten Speichermodulsteuereinheit.

Der Rechner oder Mikroprozessor der Fig. 1 umfaßt eine herkömmliche zentrale Recheneinheit 2 sowie einen herkömmli­ chen Spei­ cher 3. Die Recheneinheit 2 umfaßt eine logische Rechenschal­ tung 4, ein Befehlsdecodiergerät 6 sowie ein in der Rechen­ einheit über eine Speicherdatenleitung 10 angeschlossenes Adressen/Programmzählregister 8. Die Speicherdatenleitung 10 führt von der Recheneinheit 2 an eine Speichermodulsteuereinheit 14, die näher anhand der Fig. 2 beschrieben wird. Eine Eingabe/Ausgabe- Steuerleitung 15 führt vom Befehlsdecodiergerät 6 in der Recheneinheit 2 zur Speichermodulsteuereinheit 14.

Eine entsprechende Stromversorgung 16 versorgt die Speichermodul­ steuereinheit 14 (Fig. 2), die entsprechenden Baugruppen der Recheneinheit 2 sowie den Speicher 3 (Fig. 1) mit Strom und Spannung.

Die Erweiterung umfaßt drei Speichermodule 18, 20, 22, doch kann eine beliebige Anzahl von Modulen eingesetzt werden. In diesem Zu­ sammenhang sei bemerkt, daß die Speichermodule 18, 20 und 22 bei­ spielsweise programmierbare Festwertspeicher (PROMs) sein können. Sie können löschbare programmierbare Festwertspeicher mit einer Kapa­ zität von 2048 Wörtern × 8 Bits löschbarer PROMs sein; deren Bereich kleiner oder gleich ist als der Bereich des Spei­ chers 3.

Eine Speicheradressenleitung 24 führt vom Adressen/Programm­ zählregister 8 in der Recheneinheit 2 zum Speicher 3 sowie zu den einzelnen Speichermodulen 18, 20 und 22. Auch die Spei­ cherdatenleitung 10 führt zum Speicher 3 und den ein­ zelnen Speichermodulen 18, 20 und 22 (Fig. 1).

Die Speichermodulsteuereinheit 14 erzeugt Speicherzugriffsteuersignale sowie Speicheransteuerungssignale, die über Speichersteuerleitungen 26, 28 und 30 an den Speichermodulen 18, 20 und 22 anliegen (siehe Fig. 2).

Fig. 2 zeigt die wesentlichen Einzelheiten der Speichermodulsteuereinheit 14. Sie umfaßt ein Steuerregister 32, das ein herkömmlicher allge­ meiner Speicher sein kann. Die Eingabe/Ausgabe-Steuerleitung 15 und die Speicherdatenleitung 10 (Fig. 1) führen zum Steuerre­ gister 32.

Dieses gibt Speicherzugriffssteuersignale an seine Ausgangsleitun­ gen 34, 36 und 38 ab, welche an den Speichersteuerleitungen 26, 28 und 30 anliegen.

Die Leitung 34 für ein Speicherzugriffssteuersignal ist an einen elektronischen Schalter 40, die Leitung 36 für ein Speicherzugriffs­ steuersignal an einen elektronischen Schalter 42 und die Leitung 38 für ein Speicherzugriffsteuersignal an einen elektronischen Schal­ ter 44 angeschlossen. Die Schalter 40, 42 und 44 können herkömmliche Transistorschalter sein, die normalerweise nicht angesteuert sind oder sperren.

Diese elektronischen Schalter 40, 42 und 44 sind an die Stromver­ sorgung 16 (Fig. 1) angeschlossen. Die Schalter 40, 42 und 44 sind so angeordnet, daß sie wahlweise durch verschiedene Schaltzustände der entsprechenden Speicherzugriffsteuersignale angesteuert werden und damit Spannung über die Speicherversorgungsleitungen 46, 47 und 48 leiten, die durch die Speichersteuerleitungen 26, 28 und 30 geführt werden und zu den entsprechenden Speichermodulen 18, 20 und 22 (Fig. 1) füh­ ren.

Anhand der vorstehenden Ausführungen erkennt man, daß der von der Stromversorgung 16 direkt versorgte Speicher 3 stets aktiv an die Speicheradressenleitung 24 sowie an die Speicherdatenleitung 10 angeschlossen ist. Der durch den Speicher 3 dar­ gestellte Speicher der Anlage wird dadurch erweitert, daß wahlweise die Speichermodule 18, 20 und 22 angesteuert werden, wodurch diese auf die Daten ansprechen, die an sie über die Speicheradressenleitung 24 und die Speicherdatenleitung 10 übertragen worden sind.

Während der Ausführung eines Programms, wenn der Speicher 3 durch Zugriff zu einem Speichermodul 18, 20 oder 22 erweitert werden muß, um die Programmausführung fortzusetzen, Daten zu ge­ winnen oder eine Kombination von beiden, enthält der Speicher 3 einen oder mehrere Ausgabebefehle. Das durchzuführende Programm enthält auch solche Ausgabebefehle. Wenn ein Ausgabebefehl ausgeführt wird (durch das Befehlsdecodiergerät 6 in der zentralen Recheneinheit 2 decodiert wird), werden Steuerdaten an das Steuer­ register 32 in der Speichermodulsteuereinheit 14 über die Eingabe/Ausgabe- Steuerleitung 15 übertragen, während gleichzeitig Steuerdaten, d. h. der logische Schaltzustand der über die Eingabe/Ausgabe-Steuerleitung 15 übertragenen Daten, über die Speicherdatenleitung 10 an das Steuerregister 32 gelangt. Die Steuerdaten und die logischen Daten versetzen das Steuerregister 32 in verschiedene Schalt- und Steuerzustände. Diese Steuer- oder Schaltzustände bewirken wiederum, daß einer der Schalter 40, 42 und 44 angeschaltet oder angesteuert wird, wodurch Spannung über eine der Speichersteuerleitungen 26, 28 und 30 an eines der Speichermodule 18, 20 und 22 gelangt. Außerdem werden die für den Zugriff zu einem bestimmten Speichermodul erforderlichen Steuer­ daten durch die entsprechende Speichersteuerleitung geleitet.

Aus der vorgehenden Beschreibung anhand der Zeich­ nungen geht hervor, daß die Speichermodulsteuereinheit 14, die allge­ mein in Fig. 1 und in wesentlichen Einzelheiten in Fig. 2 darge­ stellt ist, in Abhängigkeit von einem Eingabe-Ausgabebefehl Span­ nung an ein entsprechendes Speichermodul anlegt. Das Speichermodul, an welchem diese Spannung anliegt, ist praktisch aktiv mit dem Rech­ ner verbunden und außerdem noch mit dem Speicher 3, um den direkten Adressierbereich und den Speicherbereich zu erweitern. Somit wird der direkte Adressierbereich des Rechners und sein Speicherbereich durch Senkung der Potenz oder Möglichkei­ ten der Speichermodule und durch Steuerung der Speichermodul/Rech­ nerschnittstellen durch Eingabe-Ausgabebefehle des Rechners ver­ größert.

Claims (1)

1. Speichermodulsteuereinheit für eine zentrale Recheneinheit, die über eine Speicherdatenleitung und eine Speicheradres­ senleitung an einen aus mehreren aktivierbaren Speichermodu­ len bestehenden Speicher angeschlossen ist, sowie mit einer Stromversorgung für die Recheneinheit und die Speicher, dadurch gekennzeichnet,
   daß in der an jedes Speichermodul (18, 20, 22) angeschlossenen Speichermodulsteuereinheit (14) ein Steuerregister (32) vorgesehen ist, das an die Speicher­ datenleitung (10) und an eine mit der Recheneinheit (2) verbundene Eingabe/Ausgabe-Steuerleitung (15) angeschlossen ist, wobei der Steuerzustand des Steuerregisters (32) abhän­ gig von auf der Speicherdatenleitung (10) und der Eingabe/Ausgabe-Steuerleitung (15) übertragenen Signalen der Recheneinheit veränderbar ist
   und daß das Steuerregister (32) Ansteuersignale für bestimmte ausgewählte Speichermodule erzeugt, von denen jeweils ein die Stromversorgung (16) mit einem Speichermodul (18, 20, 22) verbindender Schalter (40, 42, 44) geschlossen wird.