DE3013070A1

DE3013070A1 - Schaltung und verfahren zum empfang und zur bearbeitung von anforderungssignalen aus peripheren geraeten innerhalb einer datenverarbeitenden vorrichtung

Info

Publication number: DE3013070A1
Application number: DE19803013070
Authority: DE
Inventors: Gregory Boyd Wiedenman
Original assignee: Sperry Corp
Current assignee: Unisys Corp
Priority date: 1979-04-11
Filing date: 1980-04-03
Publication date: 1980-10-30
Also published as: JPS564829A; DE3013070C2; US4237535A; JPS5936770B2

Description

ρ 5105 SPERRY CORPORATION, New York, N. Y./U. S. A.

Schaltung und Verfahren zum Empfang und zur Bearbeitung von Anforderungssignalen aus peripheren Geräten innerhalb einer datenverarbeitenden Vorrichtung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zum Empfang und zur Bearbeitung von Anforderungssignalen aus peripheren Geräten in einem Dateneingabesystem,

In typischer Weise besitzen derartige Systeme die Fähigkeit, einzeln stehende, gelochte Daten einzugeben; bei ihnen ist es nicht mehr nötig, die Daten in umfangreiche Karten oder Papierstreifen einzustanzen, bevor sie in ein Rechen- oder Speichersystem eingegeben wurden. Vielmehr ermöglicht ein solches Dateneingabesystem den Eintritt, die Schaustellung und Speicherung der Daten in vielfältigen Medien des Informationsaustausches, z« B. auf kleinen Platten nach einem Standard der Industrie. Sobald die Daten somit gespeichert sind, sind sie zur kartenlosen Eingabe in ein gesondertes Rechensystem und zur Rückgabe in das Eingabesystem leicht verfügbar, in dem sie erneut zur Schau gestellt, in ein anderes Format gebracht oder abgeändert werden können. Die Zurschaustellung der Daten kann über einen Drucker oder/und eine Kathodenstrahlröhre erfolgen, während die Dateneingabe an einer örtlichen oder entfernten Tastatur oder über periphere Geräte, z. B. Plattenleser vorgenommen wird. Sobald die Daten in das Eingabesystem eingetreten sind, können sie auch unmittelbar an ein gesondertes Rechensystem über ein Vermittlungsglied Übertragen werden.

Ein Dateneingabesystem dieser Art arbeitet also mit zahlreichen peripheren Geräten zusammen, die von einer Systemsteuerung angerufen werden, die nach den aufgestellten Bearbeitungs-Prinzipien an den Daten tätig wird. Aus einem Speicher der Systemsteuerung

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werden nämlich Befehle wiedergewonnen und nach einer Folge oder einem Vorrang ausgeführt, der durch einen innerhalb der Systemsteuerung gelegenen Mikrofolgenbildner (oder eine Rechensteuereinheit) festgelegt wird. In typischer Weise verfolgt der Mikrofolgenbildner eine normale Befehlsfolge, die über eine Handsteuerung vom Bedienenden oder eine feste Schaltungsanordnung im System eingestellt wird, wenn gewisse vorgeschriebene Umstände eintreten, (z. B. wenn der Strom eingeschaltet oder Fehler-Flipflops gesetzt werden). Üblicherweise sind auch Hilfsmittel zur Unterbrechung dieser normalen Befehlsfolge vorgesehen, damit die Systemsteuerung ein äußeres Gerät bedienen kann, um ihm z. B. Daten zuzuführen oder diese aus ihm auszulesen oder seinen Betrieb zu beendigen ^- oder in Abhängigkeit von einem Steuersignal die Befehlsfolge zu einer vorgegebenen Stelle hin abzuzweigen oder einen Sprung zu ver-

! anlassen.

ι Die peripheren Geräte der bekannten Dateneingabesysteme werden gewöhnlich nach zwei Verfahren mit der Systemsteuerung in Verbindung gebracht. Beim ersten wählt die Systemsteuerung die periphe-

j ren Gerace als Teil ihrer normalen Befehlsfolge regelmäßig an, um

! zu ermitteln, ob eine Anforderung vorliegt. Im positiven Fall wird : die Anforderung als Unterbrechung behandelt, und falls Unterbrechungen von höherem Rang nicht vorliegen, sweigt oder springt der Systemfolgenbildner in der ßefehlsfolge zu einer besonderen Stelle hin ab, an der die Speicheradresse der gewünschten Routine abgelegt "^" ist oder erzeugt wird. Sobald die Speicheradresse auf diese Weise identifiziert wird, holt der Folgenbildner dort den (die) Befehl(e) ab und fügt ihn (sie) in die Befehlsfolge ein, die den erwünschten Dienst leistet, wie er vom peripheren Gerät angefordert wurde.

Das Anwählen bietet den Vorteil, daß der Aufbau des peripheren Gerätes sehr einfach (und somit unkostspielig) bleibt, da die Masse der Schaltungen (für die Adressierung und Speicherung) in der Systemsteuerung verbleibt. Mit dem Anwählen ist jedoch der Nachteil verknüpft, daß die Ansprechzeit auf die Anforderung des peripheren Gerätes lange andauert. Zuerst muß das Gerät gesucht

werden, was eine erhebliche Wartezeit mit sich bringen kann. Selbst nach dem Auffinden können mehrere Taktzyklen der Steuerung vergehen, bis der Ort der Speicheradresse festgestellt wird, (wobei eine Unterstützung durch die Pro.e.rarnrnausstattunp, erforderlich ;;ein kann,) und der dort abgelegte Befehl dort abgeholt wird.

Beim zweiten Verfahren, bei dem die peripheren Geräte der bekannten Dateneingabe-Systeme mit der Systemsteuerung Nachrichten austauschen, erfolgt ein direkter Zugriff auf den Speicher; die peripheren Geräte können hierbei die Systemsteuerung unterbrechen, ohne das Anwählen abwarten zu müssen. Daher werden die dem ersten, also dem Anwählverfahren zukommenden Unwirksamkelten (Warte- und Adressierzeiten) ausgeschaltet; aber der innere Aufbau des peripheren Gerätes wird komplizierter, da es nicht nur die von ihm zu Übernehmende Verrichtung, (die in ihm gespeichert oder hervorgerufen werden muß») sondern auch die besondere Routine innerhalb des Speichers der Systemsteuerung kennen muß.

Abänderungen beim zweiten Verfahren des unmittelbaren Speicherzugriffes sorgen für sog. auf Grund einer Priorität geleitete Unterbrechungen, bei denen also mehrere Arten des Ansprechens nach einem gewünschten Vorrangschema möglich sind. In typischer Weise müssen diese Systeme durch eine komplizierte Programmierung gestützt werden, was mit einer entsprechenden Zunahme der Bearbeitungszeit verknüpft ist. Neuere Entwicklungen, wie sie in der USA-Patentschrift Nr. 4.090.238 von Russo gezeigt sind, haben die Notwendigkeit einer derartigen komplizierten Programmausstattung geschmälert, aber es bleiben dennoch die eigentümlichen Nachteile bezüglich des kostspieligeren inneren Aufbaus der peripheren Geräte.

Hauptziel der Erfindung ist eine Anordnung, mit der die peripheren Geräte eines durch einen Mikrorechner gesteuerten Systems wirksam und leistungsfähig das System zum Dienst auffordern und aus diesem Informationen empfangen können. Eine derartige Anordnung soll mit ziemlich einfach konstruierten peripheren Geräten genutzt werden können, ohne daß diese angewählt zu werden brau-

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chen. Ferner soll sie auf Grund von Prioritäten arbeiten; ein pe-, ripheres Gerät mit einer höheren Priorität soll imstande sein, ihren Dienst vor einem Gerät mit einer niederen Priorität anzufordern und ihre Informationen zu empfangen. Zusätzlich soll die Anordnung mit dem Gesamtaufbau und der Konstruktion eines komplizierten Dateneingabesystems vereinbar sein, damit alle Arten örtlicher und entfernter peripherer Geräte, z. B. Drucker, Tastaturen, Vorführgeräte mit Kathodenstrahlröhren, Kartenlocher und -leser, ! ' Steuergeräte für die Datenübertragung Daten eingeben, zur Schau

¹ stellen, übermitteln oder speichern können,

I ■

I Die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, die in einem Daten-

I s„" eingabesystem angewendet wird, empfängt und bearbeitet die Anforderungssignale aus mehreren peripheren Geräten oder Leitungsmoduln. Zu dem Dateneingabesystem gehören auch eine Systemsteuerung j und ein Hauptspeicher, wobei eine direkte Anforderungsleitung je-

, des Leitungsmoduls zur Systemsteuerung läuft. Dadurch daß auf sei-

I ne Anforderungsleitung ein logisches Signal gelegt wird, fordert "■-

j der Loitungsmodul zur Bedienung auf; eine solche Anforderung des

Leitungümoduls wird anerkannt, falls kein Leitungsmodul mit einer höheren Priorität eine Anforderung ausgibt, was von einer lnnerhalb der Systemsteuerung untergebrachten Prioritäts-Verschlüsse-¹ lungalogik bestimmt wird,

ι
i 1) Eine Adresse wird für den Leitungsmodul von der Priori-

¹^*' ' täts-Verschlüsselungslogik der Systemsteuerung verschlüsselt und i auf die Schiene eines numerierten Übertragungskanals gelegt, der

S in Zeitstaffelung zu allen übrigen Leitungsmoduln arbeitet.

! 2) Auf Grund der Gegenwart einer gültigen Adresse auf der i Schiene des numerierten Kanals kann der speziell adressierte Lei-

: tungsmodul seine Anforderung für eine Übertragung zur Systemsteuej rung bereitstellen. Eine solche Anforderung besteht aus einer Bit—

gruppe (Datenwort), die die besondere Arbeit identifiziert, deren Ausführung der Leitungsmodul wünscht.

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3) Zum passenden Zeitpunkt, der durch ein aus der Systemsteuerung empfangenes Einschaltsignal festgelegt wird,(das für alle Leitungsmoduln gilt,) wird die Anforderung des Leitungsmoduls mit Hilfedieses Taktsignals auf eine die Daten in beiden Richtungen übertragende Schiene gelegt, die auch allen Leitungsmoduln und der Systemsteuerung gemeinsam ist.

4) Beim Empfang der Anforderung aus dem Leitungsmodul kombiniert die Systemsteuerung gewählte Bits der Anforderung mit anderen innerhalb der Systemsteuerung erzeugten Bits zur Bildung eines Indexwortes für einen Registerstapel der Systemsteuerung.

5) Das auf diese Weise entstandene Indexwort weist auf einen speziellen Platz innerhalb des Registerstapels hin, an dem die Adresse zuvor im Hauptspeicher oder in einem Speicher der Systemsteuerung für den angeforderten Dienst abgelegt war.

6) Die so ermittelte Adresse wird zu einem Mikrofolgenbildner der Systemsteuerung übertragen, der angewiesen wird, die bei der vorgeschriebenen Adresse untergebrachten Befehle abzuholen.

7) Die so abgeholten Befehle werden ausgeführt, womit der angeforderte Dienst für den betreffenden Leitungsmodul übernommen wird.

Die Systemsteuerung ist dabei derart aufgebaut, daß die zuvor aufgezählten Arbeitsschritte b*i einer kleinstmöglichen Anzahl von Taktzyklen ablaufen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung wiedergegeben und werden im folgenden näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 ein Bild einer Hauptstation, an der die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung untergebracht ist,

Figur 2 ein Blockschaltbild mit den wesentlichen Elementen der Erfindung,

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Fiqur 3 ein ausführliches Schaltbild desjenigen Abschnittes, in dem die Adresse für den Leitungsmodul erzeugt und das Anforderungssignal in das Adressenregister eingelassen wird, ; ■

Figur 4 den inneren Aufbau der Prioritäts-Verschlüsselungslogik 222 der Figur 3,

Figur 5 die zeitliche Folge, in der die SchlUsselsignale und andere Ereignisse in der Schaltung der Figur 3 auftreten, und

Figur 6 denjenigen Abschnitt der Schaltung gemäß der Figur 2, in dem die Adresse des Mikrobefehles liegt,.und der sie zum Mikrofolgenbildner lenkt.

Die Ausführungsform der Erfindung ist vorzugsweise am Arbeitstisch des Bedienenden (in der Hauptstation) als Teil eines Datenedngabecystrims angebracht und wird innerhalb einer Systemsteuerung angewendet. Bei anderen Ausführungsformen der Erfindung bildet ein von einem Mikrorechner oder Rechenautomaten gesteuertes System ein Zwischenglied zu einem oder mehreren peripheren Geräten.

In einer perspektivischen Ansicht der Figur 1 ist eine Hauptstation 100 für ein Dateneingabesystem wiedergegeben, zu dem eine Systemsteuerung gehört. Sie besteht aus einem tischförmigen Pult 101, einer Tastatur 102, einem Vorführgerät 103 mit einer Kathodenstrahlröhre und einem oder zwei Scheibentriebwerken 104. Die tat-, sächliche Schaltung, also die Systemsteuerung ist als gedruckte Schaltungsplatte unterhalb und zur Rückseite des Pultes 101 hin angebracht. Zur Verbindung der verschiedenen gedruckten Schaltungsplatten untereinander und mit anderen Elementen der Hauptstation 100, z. B. mit der Tastatur 102, dem Vorführgerät 103 und den Scheibentriebwerken 104 sind geeignete Verdrahtungen und Kabelanordnungen vorgesehen. An der Unterseite des Pultes 101 befindet sich die gesamte Stromzufuhr.

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Die Tastatur 102, das Vorführgerät 103 und die Scheibentriebwerke 104 sind periphere Geräte, die mit der Systemsteuerung Informationen austauschen. Auch andere periphere Geräte wie Kartenlocher und -leser, Drucker oder Übertragungseinheiten, (die Daten über Leitungen zu einem anderen Ort übermitteln,) können mit der Systemsteuerung in Verbindung stehen. Darüberhinaus können zusätzliche Stationen ohne Systemsteuerung, die jedoch Tastenfelder, Vorführgeräte und Scheibentriebwerke aufweisen, mit der Hauptstation 100 verbunden sein, an der sich die Systemsteuerung befindet.

All diese peripheren Geräte können als Leitungsmoduln betrachtet werden, die periodisch von der Systemsteuerung verschiedene Bedienungen anfordern, also z. B. zur Datenübertragung auffordern; es können Daten aus der Systemsteuerung ausgelesen werden, oder es soll eine spezielle Routine beendet werden. Die Art und Weise, wie die Systemsteuerung auf die unterschiedlichen Anforderungen anspricht und ihre Bedienung einleitet, sei nun in Verbindung mit dem speziellen Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert, dessen wesentlichsten Elemente im Blockschaltbild der Figur 2 dargestellt sind.

Mit einer Systemsteuerung 220 sind Leitungsmoduln 200a, 200b,.... 200p durch Daten- und Steuerleitungen 202 verbunden, zu denen auch An Corderungslei tunken 204a, 204b,...204p gehören, von denen jeweils eine in die Leitungsraoduln 200a, 200b,..200p eintritt. Ferner zählt zu den Steuerleitungen eine die Nummer des Übertragungskanals angebende Schiene 206 mit vier Leitungen, die zu allen Leitungsmoduln hin Abzweigungen besitzt. Ähnliches gilt für eine Datenschie-» ne 208. Durch Taktleitungen 210 laufen verschiedene Signale zur Zeitgabe ebenfalls in die Leitungsmoduln hinein; unter diesen hat ein Einschaltsignal für die Erfindung eine besondere Bedeutung.

Die erwähnten Anforderungsleitungen 204a, 204b, 204p, die jeweils an einem anderen Leitungsmodul angeschlossen sind, münden gemäß der Figur 2 in einer Prioritäts-Verschlüsselungslogik 222, in der die Nummer des Übertragungskanals zum Leitungsmodul mit der

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höchsten Priorität bestimmt wird. Dabei sei dem Leitungsmodul 200p die höchste und dem Leitungsmodul 2-&0a die niederste Priorität zugeteilt. Wenn insgesamt 16 Leitungsmoduln mit der Prioritäts-Verrichlusselun.e.slogik 222 verbunden sind, kann die Nummer des jeweiligen Übertragungskanals durch ein Wort aus 4 Bits wiedergegeben werden.

Die Anforderungssignale werden von den anfordernden Leitungsmoduln durch ein Taktsignal aus einem Generator 226 in die Priöritäts- ! · Verschlüsselungslogik 222 eingelassen, die den anfordernden Leitungsmodul mit der höchsten Priorität ermittelt und die Nummer :

! des Übertragungskanals als Wort aus 4 Bits erzeugt, wodurch der ·<—'* ' Leitungsmodul mit der höchsten Priorität identifiziert wird. Diese Nummer wird auf die mit allen Leitungsmoduln verbundene Schiene 206 gelegt. Diese Nummer stellt zugleich eine Adresse des Leitungsmoduls und eine Anzeige dar, daß die Anforderung des Leitungsmoduls anerkannt ist.

Sobald ein Leitungsmodul ein solches Anerkenntnis wahrnimmt, wird mit Hilfe eines Taktsignals ein Anforderungswort aus neun Bits auf die Datenschiene 208 gebracht; dieses Taktsignal wird in Form eines Einschaltsignalsperiodisch vom Generator 226 der Systemsteuerung 220 hervorgerufen und über eine der Taktleitungen 210 zu den Leitungsmoduln übertragen. Das Anforderungswort enthält sieben Informationsbits, die von der Systemsteuerung 220 als Index zur Auswahl der Mikroadresse einer Mikroroutine verwendet werden, damit die Anforderung des Leitungsmoduls bedient werden kann.

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Innerhalb des Leitungsmoduls wird jeder Art Anforderung, die aufgestellt werden kann, ein spezielles Anforderungswort zugeordnet, in dem die beiden zusätzlichen Bits für eine Paritätsprüfung benutzt werden.

Die sieben Informationsbits des Anforderungswortes werden innerhalb der Systemsteuerung mit drei in dieser erzeugten zusätzlichen Bits kombiniert, wobei ein Adressenwort aus 10 Bits entsteht, das in einem Adressenre^ister 228 gespeichert wird. Diese drei zusätzlichen Bits 101 werden in einem ßlock 230 der Figur 2 hervorgerufen und zur Kombination mit den sieben Informationsbits einem Mehrfachschartgerät 232 am Adressenregiater 228 zugeführt. Dieses Mehrfachschal tgerät 232 erhält noch aus anderen Quellen Signale, was in der Figur 2 nicht dargestellt ist, damit die Systemsteuerung zahlreiche Quellen auswählen kann, die das Adressenregister 228 belegen,und somit auch andere Funktionen zu übernehmen imstande ist. Von einer Wahllogik 234 wird festgelegt, welche der Quellen, die mit dem Mehrfachschaltgerät 232 verbunden sind, Signale zu dessen zehn Ausgangsleitungen heranführen kann.

Von einem Registerstapel 236, der ein Speicher mit zufallsverteiltem Zugriff für 1024 Wörter mit je 18 Bits ist, wird außer anderen Posten die Mikroadresse des Ortes der Mikroroutine, die dem aus dem Leitungsmodul empfangenen Anforderungswort entspricht, also derjenigen Mikroroutine aufbewahrt, die zur Bedienung der Anforderung aus dem Leitungsmodul verwendet werden soll. Diese Mikroadressen werden stets in oktaler Form zwischen 01200 und 01376 gespeichert. Wenn diese oktalen Adressen

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in Binäradressen konvertiert werden, so erkennt man, daß,abgesehen von den drei anfänglichen Nullen,die ersten drei Bits stets in der Folge 101 vorliegen. Beispielsweise wird aus der oktalen Adresse 01200 die Binäradresse 000001010000000 und aus der oktaj len Adresse 01376 die Binäradresse 000001011111110. Dadurch daß

j die Bits 101 zu den sieben Informationsbits des Anforderungswortes

addiert werden, wird der Platz der Mikroadressen im Registerstapel 236 identifiziert. In typischer Weise werden die Mikroadressen aus den äußeren Speichermedien während einer Einleitungsfolge der Systemsteuerung in den Registerstapel eingelassen und bleiben dort so lange aufbewahrt, wie die Stromzufuhr aufrechterhalten wird.

^, Wenn der Registerstapel 236 infolge des Empfangs gewisser Signale aus der Wahllogik 234 eingeschaltet wird, werden die 18 Datenbits, die bei der von einem Adressenregister 228 vorgeschriebenen Adresse gespeichert sind, auf eine Quellenschiene 238 übertragen, die tatsächlich ein Mehrfachschaltgerät mit 16 Ausgängen für die Informationsbits zu einem Halteregister 240 ist, während die ' eiden restlichen Bits lediglich Paritätsbits darstellen. Die Auswahl aes passenden Einganges zur Quellenschiene 238 erfolgt an der Wahllogik 234.

Das im Adressenregister 228 festgehaltene Wort aus 10 Bits, (die aus sieben Informationsbits des Anforderungswortes aus dem Leitungsmodul und aus den drei Bits 101 bestehen,) dient 'als Index

oder* Adresse des Registerstapels 236. An dem durch diese Adresse , angegebenen Platz wird nämlich die Mikroadresse der Mikroroutine

aufbewahrt, die der Anforderung aus dem Leitungsmodul entspricht. ^; ^! Beim Empfang der richtigen Einschaltsignale aus der Wahllogik 234

j erscheint diese Mikroadresse an den Ausgangsklemmen des Register-

Stapels 236. Im entsprechenden Zeitpunkt wird dann diese Mikroadresse durch die Quellenschiene 238 zum Halteregister 240 geschickt und in dieses mit Hilfe eines Taktsignals eingelassen.

ί Wenn die Mikroadresse der gewünschten Mikroroutine im Halteregister 240 eingespeist ist, wird die Systemsteuerung vorbereitet,

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damit ein Sprung zu jener Adresse erfolgt und die dort abgelegten Mikrobefehle der Mikroroutine zu holen begonnen werden. Diese Mikrobefehle unterrichten die Systemsteuerung 220 genau darüber, v/elcher Maschinenbefehl ausgeführt werden soll, z, B. ob ein Register zu verschieben, ein Flipflop zu setzen oder ein Verknüpfungsglied einzuschalten ist. Dieser Sprung zur Adresse des Mikrobefehles wird unter Anwendung der üblichen Mikroprozessortechnik durchgeführt, sobald die Mikroadresse in den Mikrofolgenbildner 242 eingeführt ist. Bei diesem Verfahren erzeugt der Mikrofolgenbildner 242 eine Reihe Mikroadressen, damit die Systemsteuerung der gewünschten Folge von Mikrobefehlen folgen kann.

Sobald eine anfängliche Mikroadresse gegeben ist, besitzt der Mikrofolgenbildner unter anderen Möglichkeiten die Fähigkeit, jene Mikroadresse um einen Schritt zu vergrößern oder zu verkleinern, um den nächsten Mikrobefehl zu erreichen. Wenn somit die Mikrobefehle in der gewünschten Folge hintereinander bei einer bekannten Ausgangsmikroadresse gespeichert sind, kann der Mikrofolgenbildner sie alle unter alleiniger Anwendung der anfänglichen Ausgangsrnlkroadresse in der richtigen Reihenfolge abrufen. Dieser Fall ist für eine unermeßliche Anzahl von Mikrobefehlen gegeben. Diese Mikrobefehle , die die verschiedenen Bedienungen definieren, die die Leitungsmoduln aus der Systemsteuerung anfordern, sind nämlich der Reihe nach in einem MikroSpeicherbereich 244 untergebracht. Falls eine noch längere Routine erwünscht ist, kann der Mikrobefehl die Systemsteuerung 220 auf einen Hauptspeicher 250 verweisen, in dem ein sehr komplizierter Satz von Befehlen aufbewahrt werden kann. Der Mikrobefehl kann aber auch zum Mikrofolgenbildner 242 zurückgeleitet werden, wo er als neue Ausgangsmikroadresse für einen weiteren Satz Befehle dienen kann. Die gesamte vorherige Beschreibung, wie der Mikrofolgenbildner 242 auf die ,aus dem Halteregister 240 empfangene Mikroadresse einwirkt, gibt lediglich die grundlegende Technologie der Mikroprozessoren wieder, um die Umgebung zu verdeutlichen, in der die Erfindung angewendet wird.

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\ Der Mikrofolgenbildner 242 bewirkt, daß die bezeichneten Mikrobe-

A fehle einem Mikroprozessor 254 zugeleitet werden, der sie zur Be-

■? dienung des anfordernden .Leitungsmoduls ausführt.

i In der Figur 3 ist ein ausführliches Blockschaltbild desjenigen Ab-

I schnittes dargestellt, der die Adresse des Leitungsmoduls mit der:

I höchsten Priorität erzeugt. Wie bereits erwähnt, treten aus den 16

¹ Leitungsmoduln die betreffenden Anforderungsleitungen 204a, 204b,

' ....204p in die Prioritäts-VerschlUsselungslogik 222 ein, die die

3 Nummer des Überfcragungskanals zum Leitungsmodul mit der größten

i Priorität bestimmt. Diese Verschlüsselung zu einem Wort aus 4 Bits

■ erfolgt durch handelsübliche integrierte Schaltungen gemäß der

J v- Fissur 4.

Gemäß der Figur 4 sind zwei Prioritäts-Verschlüsseler 402a und 402b mit einem Übergang von 8 auf 3 Leitungen in Kaskade geschaltet, wodurch sich die Prioritäts-Verschlüsselungslogik 222 (Figuren 2 _; und 3) ergibt. Die Leitungsmoduln mit einer höheren Priorität u an den Prioritäts-Verschlüsseler 402a und die mit einer nie-

i drigereu Priorität an den Prioritäts-Verschlüsseler 402b angeschlos-

: sen. Eine Schaltklemme 404b des letzteren ist an eine Schaltklemme ί 406a des ersteren gelegt, damit bei der Bearbeitung einer Anforde-

.1 rung aus einer Anforderungsleitung mit einer höheren Priorität der

• untere Prioritäts-Verschlüsseler 402b abgeschaltet wird und an

: seiner GS-Ausgangsklemme 408 ein 1-Signal erscheint. Hierdurch

j wird eine Leitung MSB· für das bedeutendste Bit des Wortes, das die

j Nummer des Übertragungskanals angibt, stets auf das Niveau des 1-

l Signals gebracht. Darüberhinaus werden drei Ausgangsleitungen 410b

des unteren Prioritäts-Verschlüsselers 402b in gleicher Weise auf ί . dem hohen Niveau des 1-Signals gehalten, falls der Prioritäts-Ver-J schlüsseler 402b abgeschaltet ist oder keine Signale an seinen Eingangsklemmen auftreten. Weiter arbeiten drei NAND-Glieder 412a, 412b und 412c als Negatoren bezüglich dreier Ausgangsleitungen 410a des oberen Prioritäts-Verschlüsselers 402a. Da die beiden Prioritcits-Verachlüsseler 402a und 402b so aufgebaut sind, daß an ihren drei Ausgangsklemmen Z₀, Z. und Z_? die oktale Umkehrung der

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Nummer der Eingangsleitung von höchstem Rang erscheint, ergibt sich, daß vier Leitungen 306 die binärcodierte dezimale Äquivalente der Eingangsleitung höchsten Ranges führen, auf der das Anforderungssignal auftritt. Falls dem Prioritäts-Vorschlüsseler ΊΟ/'-'η gar keine Anforderungs.slgnale zugeleitet werdisn, bleiben sol« nc droi Ausgangsleitungen 410a auf dem Niveau des 1-Signals; ferner wird über die Schaltklemme 406a der untere Prioritäts-Verschlüsseier 402b aktiviert, wobei an seiner GS-Ausgangsklemme 408 ein 0-Sigr.al auftritt und die drei Ausgang κ leitungen 410b die oktale Umkehrung der Nummer der Eingangsleitung höchsten Ranges führen, auf der ein Anforderungssignal erscheinen kann. Da die NAND-Glieder 412a, 41?b und 412c als Negatoren wirksam sind, führt dar; dazu, daß die Nummer der Eingangsleitung höchsten Ranges, uuf der ein Anforderungssignal erscheint, in der Binärform über die Leitungen 306 abgegeben wird.

Gemäß/der Figur 3 laufen die Leitungen 306 von der Prioritäts-Verschlüsselungslogik 222 zu einem Mehrfachschaltgerät 302, das einen Teil eines Kanalregisters 224 bildet. Die Aufgabe des Mehrfachschal tf.erätes 30? besteht darin, eine der beiden ^möglichen Einga.i-r.quellen zu wählen und diese an die nachfolgenden Mehrfachschal fcgeräte innerhalb des Kanal registers 224 anzuschließen. DLe ei no Kingangsquel ι c wird vom Ausgang der Prioritäts-Versch] U:;t.-.eluni'rJ ogik 222 und die andere von einem der Ausgänge eines Spoicherschaltgerätes 307 gebildet. Die letztere wird jedesmal dann gewählt j wenn keiner der 16 Eingangsklemmen der Priori täts-Ver'fschl Usselungslogik 222 ein Anforderungssignal zugeführt wird. Das Mehrfachschaltgerät 302 kann beispielsweise ein Vierfach-Datenwähler mil drei Leitungen sein, dessen Einstellung über eine Wahlleitung 305 erfolgt, auf der ein Signal erzeugt wird, durch das die logische NOR-Funktlon zwischen den beiden Ausgangsleitungen 406a und 406b der Prioritäts-Verschlüsseler 402a und 402b der Figur 4 zustandekommt.

Dar. Kanalregister 224 stellt gemäß der Figur 3 tatsächlich eine Kombination aus drei Mehrfachschaltgeräten dar, von denen das eine

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bereits erläutert ist und das zweite 304, das aus denselben integrierten Schaltkreisen aufgebaut ist, die vier Ausgangsklemmen des Mehrfachschaltgerätes 302 oder eines Kettenstapels (nicht gezeigt) anwählt. Ein solcher Kettenstapel bedient die Anforderungen, die aus anderen Quellen als den Leitungsrnoduln herrühren können. Vorn dritten Mehrfachschaltgerät 307 werden entweder vier Ausgangsleitungen des Mehrfachschaltgerätes 304 oder vier Bits aus einer Rechnerschiene 246 angewählt, wenn z. B. Daten in die Leitungsmoduln eingeschrieben werden sollen; diese vier Bits dienen dann als Adresse des gewünschten Leitungsmoduls, die mit Hilfe des ersten Mehrfachschaltgerätes 302 über die Schiene 206 zu den Leitungsmoduln Übertragen wird. Die Bedeutung des Mehrfachschaltgerätes 307 besteht hier darin, daß eine spezielle Adresse eines Leitungsmoduls auf der Schiene 206 festgehalten wird, bis der vom Leitungsmodul angeforderte Dienst abgeschlossen ist. Wegen dieser Speicherfunktion, die durch ein eingebautes Element 326 erreicht wird, erscheint iifcets eine Adresse aus 4 Bits auf der Schiene 206 als Nummer des Übertragungskanals. Falls aus den Leitungsmoduln keine Anforderung '•T'^inRen wird, bewirkt die Prioritäts-Verschliisselungslogik 222, daß die Adresse 0000 des Leitungsmoduls mit der niedrigsten Priorität erzeugt wird. In dem Diagramm der Figur 5 ist ein 5phasiges Taktsignal veranschaulicht, das von der Systemsteuerung benutzt wird; jede Phase hat dieselbe feste Dauer und beginnt mit dem Ende der vorherigen Phase. Gemeinsam bilden die fünf Phasen die Zykluszeit der Systemsteuerung.

Alle Phasensignale und deren Kombinationen werden mit Hilfe üblicher Zeitgeberschaltungen und logischer Schaltungen erzeugt, was im Generator 226 der Figur 2 und 3 geschieht. Ein wesentliches ·' Taktsignal ist das bereits genannte Einschaltsignal, das normalerweise in den Phasen 2 und 3 der Zykluszeit der Systemsteuerung das hohe Niveau und in den Phasen 4, 5 und 1 das tiefe Niveau einnimmt. Am Snde der Phase 3, also an der RUckflanke des hohen Niveaus werden die Anforderungssignale der Leitungsmoduln aus diesen in die Prioritäts-VerschlUsnelungslogik eingelassen. Wenn eine solche Anforderung ?.ur Bedienung anerkannt wird oder die Systemsteue-

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NACHQEREJCHT

run j: eine Datenübertragung zu oder von einem Leitungsmodul vu^v>nimiat, wird die zuvor bezeichnete Form des ELnschal tsignal:- nbgeändcr',. Wenn nämlich die Anforderung des Leitun^smoduls anerkannt is!,, bleibt das Iiinschal tsignal länger auf dem hohem Niveau, das zw.ir mit der Phane 2 des einen Zyklus beginnt, aber mit der l tuif.e 3 des nächsten Zyklus endigt (Figur 5), worauf die Anforderungen der Leitungsmoduln erneub geprüft werden können.

Die Funktion des Einschaltsignals liegt zusätzlich zu der, die Anforderungssignale aus den Leitungsmoduln in die Prioritäts-Ver-Rchlvlssel ungslogik 222 im richtigen Zeitpunkt einzulassen, darin, das Anforderungswort des adressierten Leitungsmoduls zur Systemsteuerung zu übermitteln. Der adressierte Leitungsmodul benutzt nämlich das Einschaltsignal dazu, das der Aufforderung zugeordnete AufforderungsworI auf die Datenschiene 208 zu legen (Figur 3). Mit anderen Worten ausgedrückt, erscheint ein Anforderungswort jedesmal dann auf der Datenschiene 208, wenn das Einschaltsignal das hohe Niveau einnimmt und der betreffende Leitungsmodul von der Prioritäts-Verschlüsselungslogik über die die Nummer des Kanals führende Schiene adressiert wird. Falls jedoch die Systemsteuerung das Anforderungssignal aus dem Leitungsmodul nicht anerkennt, wird das Anforderungswort in der Datenschiene 208 vernachlässigt, (also vom Mehrfachschaltrjerät 232 des Adressenregisters nicht angewählt), und das Einschaltsignal fällt am Ende der Phase 3 ab.

Wenn die Systemsteuerung das Anforderungssignal anerkannt hat, erzeugt die Wahllogik 234 den passenden Code, damit das Mehrfachschaltgerät 232 die Datenschiene 208 als Quelle anwählen kann, sowie drei feststehende Bits und leitet das sich ergebende Wort aus 10 Bits zum Adressenregister 228, wo es gespeichert wird. Der Zeitpunkt dieses Einlaßvorganges des Wortes aus 10 Bits in das Adressenregister 228 liegt im Übergang zwischen den Phasen 3 und 4 desjenigen Zyklus, in dem eine Anforderung des Leitungsmoduls anerkannt worden ist (Figur 5). Das Mehrfachschaltgerät 232 lenkt auch Informationen aus anderen Quellen der Systemsteuerung z. B. von Eingabeleitungen 330 zum

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Adressenregister 228. Die einzige Funktion des Mehrfachschaltgerät;es 232 besteht darin, die ' r.ieben Informationsbits aus der Daten-Kchlone 208 der Leitungsmoduln und die drei erzeugten Bits 101 anzuwählen, wenn die Anforderung des Leitungsmoduls anerkannt und das Einschnltsignal auf das hohe Niveau gebracht ist.

Bei dieser Ausführungsforrn der Erfindung wird das Anforderungssignnl von einer im Leitungsmodul untergebrachten Klinkschaltung er- :-"eurt. Wenn es ein hohes Niveau annimmt, wird angezeigt, daß im Augenblick keine Anforderung erfolgt, während das tiefe Niveau eine Anforderung bedeutet, die Rückflanke des Einschaltsignals, das allen Lei.tungsmod.uln über eine Steuerleitung 210 zugeführt wird (Fip.'ir .') , schaltet diese Klinkschaltung weiter, so daß dem Leitungsmodul tiei'.üs^lieh der Wegnahme ouer Abänderung seines Anforderungsr.ignala und der entsprechenden Anforderung die größte Anpassungsrar: rJ j chkeit gewähr t wird.

Wie bereits erwähnt, wird nur die Anforderung des Leitungsmoduls rl·, !t:r jeweils höchsten Priorität von der Prioritäts-Verschlüsselung: logik 222 anerkannt. Sogar wenn die Anforderung die höchste Priorität hat, braucht die Systemsteuerung sie nicht anzuerkennen. ,'JIf; Anforderung eines Leitungsmoduls wird nämlich nur dann anerkT.nr,, wenn die von der Prioritäts-Verschlüsselungslogik 22^ be-■-;i..' Tinte Nummer des Übertragung-skanais aus vier Bits in das Speicherelement 326 im i'iehrfachschaltgerät 307 des Kanalregisters 224 mit Hilfe einen Taktsignals eingelassen ist.

Die Tnktgabe oder das Anerkenntnis der Anforderung eines Leitungs- :noduJ s erfolgt Innerhalb der Periode eines Zyklus (Figur 5), wenn nicht gerade eine Anforderung mit einer höheren Priorität au? einer anderen Quelle als einem Leitungsmodul von der Systemsteuerung !»odien¹, wird. Die Systemsteuerung weist nämlich einen Aufgabenver- ;.-.· I"! i-ⁱr auf, der alle Anforderungen auf Grund der Priorität beartoLt.f'L. Beispielsweise können innerhalb der Systemsteuerung 220 :··.:ιί 1 reiche Fehleranzeiger (Flipflops oder andere speichernde Vorrichtungen) angeordnet sein, die während der Ausführung- einer vor-

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vergehenden Mikroroutine gesetzt werden konnten, ζ. B. ein Anzei- ;7«.--r. daß ein l'ari tätsfehler wahrgenommen wurde. Diesen Fehleranrsei- ?■· rn kann eine höhere Priorität als den Anforderungen aus den I ei- !luni'ümoriuln zugeordnet sei;;; oomil sperrt mit dem oeti'.en eine« i-'ehler.'jnzeigers die Wahllogik P34 das Taktsignal, das sonst; die Anforderung des Leitungsmoduls in das Speicherclement des Kanalregisters .-"e.¹4 einschleusen würde. Die Fehleranzeige kommt also den Anerkenntnis der Anforderung eines Leitungsmoduls zuvor. In ähnlicher Weise können die Anforderungen der Leitungsmoduln eine höhere Priorität als andere Anforderungen innerhalb der Systemsteuerung aufweisen, z. B. als Anforderungen eines Zeitgebers, einer Kette von hoher Priorität oder einer sonstigen Kette oder aus dem Hintergrund.In gleicher Weise können die Anforderungen des Zeitgebers eine höhere Priorität als die der Ketten usw. haben.'Zu den Kettenanforderunrien gehören solche, die vorübergehend hintereinander in einer Tabelle abgelegt werden, da die anderen Anforderungen sie hinsichtlich ihrer Priorität übertreffen. Derartige Tabellen-Anforderungen werden in einem Kettenstapel abgelegt, bei dem alle Eingänge der Reihe nach bedient werden.

Gemäß dem Blockschaltbild der Figur 6 werden die vom Adressenregister 228 (Figur 3) abgegebenen Adressen in den Registerstapel 236 eingelassen. Die zugehörigen, im Adressenregister 228 aufbewahrten Bits, die sich aus dem Anforderungswort des Leitungsmoduls mit der höchsten Priorität und den drei feststehenden Bits 101 zusamensetzen, identifizieren denjenigen Teil der im Registerstapel -gespeicherten Informationen, der zur Quellenschiene L'38 laufen soll. Der Registerstapel 236 wird von im Handel verfügbaren Speichern mit zufallsverteiltem Zugriff gebildet. Die entsprechenden Steuersignale zur Unterrichtung des Registerstapels 236, daß Daten aut; ihm ausgelesen, (also nicht in ihn eingeschrieben)werden sollen, werden jedesmal dann in der Wahllogik 234 erzeugt, wenn ein Anforderungssignal anerkannt und das Ein.'jchaltsignal auf das hohe Niveau gebracht worden ist (Figur 5). Sobald der Registerntapel 236 zum 1..'¹IKTi umgeschaltet ir.t, erscheinen die bei der vorgeschriebenen

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Adresse gespeicherten Daten auf 18 Ausgabeleitungen 602, sobald j Adreßnignale dem Rer/isterstapel zugeführt werden.

Vom Registers tapel 2."!6 aus läuft die Mikroadresse der Routine, von iiov ::u;n Dienst aufgefordert wird, über die Quellenschiene 238, die ein ?Tehrfachüchn.l tn.erät dar:-tell t, zum Hai teregister 240, wobei beaehU't Mi, dafs die bf-iden Paritätsbits an dieser Übertragung nirht teilnehmen. AIr, Mehrfachschaltgerät wird für die Queilenschiene Λ38 ein üblicher Datenwähler mit 8 Eingängen und einem Ausgang benutzt. Zur passenden Arbeitsweise werden nur drei Wahlsignale benöti^t, um festzulegen, welcher der acht Eingänge angewählt werden soll. Die Wahl signale zur Einstellung der Quellenschiene 238 en ti.· Lehen in der Wahllogik 234 mit Hilfe logischer Verknüpfungs- ?.'l ierier, sobald ein Anforderungssignal anerkannt und das Einschalt-Si.gnal auf das hohe Niveau gebracht ist.

fm Halteregister 240 werden vier Vierfach-Flipflops zum Festhalten /on 16 Datenbits benutzt. Die eingehenden Daten werden mit der Vor-■ ierf.i anke des mit der Phase 1 auftretenden Taktsignals zu der Ausgangcklemme übertragen (Figur 5).

Der Ausgang des Halteregister:?- 240 ist gemäß der Figur 6 mit verschiedenen Abschnitten der Systemsteuerung verbunden. In einigen Fallen nimmt 6er Mikroprozessor die Daten an, während in anderen F'illen, wenn die Daten zu einern Leitungsmodul gesendet werden,, sie von einem oende-Empfangsgerät (nicht gezeigt)

aufgenommen werden, dai; seinerseits de über die Datenschiene '08 an die Lei '.ungsmodul η weitergibt. Wenn jedoch das Halteregister die Mikroadresse der nächsten Mikroroutine festhält, die die Systemsteuerung ausführen soll, werden die Daten stets vom Mikrofolgenbildner 242 angenommen. Dieser benutzt diese Adresse, um den Anfangspunkt im MikroSpeicherbereich 244 aufzufinden, an dem der erste Mikrobefehl der gewünschten Mikroroutine untergebracht ist. Sobald der Mikrofolgenbildner den Anfangspunkt der gewünschten Routine kennt, schaltet er durch alle Mikrobefehle durch, die zur Vervollständigung der Mikroroutinen notwendig sind.

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Die vom Mirkofolgenbildner angewendeten Verfahren, die verschiedenen Befehle abzurufen und auszuführen, die di<·.· Systemsteuerung Toernehir.en soll, bilden die Standard-I'ikroprozessor-Technologie. Dementsprechend wirkt der Mikroprozessor auf die Mikroadressen, die im Halteregister !MU in der gcwür.sehten Form gespeichert sind. Die Figur 6 zeigt daher eine Anordnung, mit der sich dieses Ziel <>rrt'ichen läßt.

In ler Figur 6 ist der Mikrofolgenbildner 242 aus drei integrierten Schaltungen aufgebaut, von denen Mikroprogramme verfolgt werden. Er arbeitet mit dem MikroSpeicherbereich 244, einem Haltekreis 610 und einer 3prung- und Wahlschaltung 608 zusammen. Der MikroSpeicherbereich 2ΛΑ besteht aus einem Programmabschnitt .-r.it, lOi.M V/irtern und aus einem Abschnitt mit zufallsverteiltem Zugriff nit 10..M Wörtern von ,j<; 18 Mit;; Läng«. Der Haltekreis 6.10 ir·.'- fin Ht-'istur, von dem ein Mikrobefehl wahrend seiner Ausführung JVr.t.gehalten wird, und das mehrere Flipflop-Schal tunken aufweist. Von der Sprung- und Wahlschaltung 608 wird die Tätigkeit des Folgenbildners an nächsten Befehl ermittelt. Zusatzlich zu einer Eingangslei.t^ng 60Π :'l\v die Mikrobefehle werden über andere Eingnngsleitungen C; Äur.t-sriiscodes und äußere Sprungsignale eingerpeist, dani t zwei verschl i:T-el te Bits abgegeben v/erden können, die ein Mehrf achschaL lger.Mi: 614 innerhalb des Mikrofolfenbildners 24? einstollen. Hr>r in; '""t» Aufbau !er Sprung- und Waril.sohali.ung 608 benutzt mehrei··.· Fli!>r;-.ops und gruppierte logische Verknüpfungsglied«!?.

Zur rirrsenfassend betrachtet, leiten die peripheren Geräte eint·;; von einem Mikroprozessor gesteuerten Systems Anforderungssignale ein, die Über eine einzelne Anforderungsleitung zur Systemsteuerung übertragen werden. Von dieser werden sie auf Grund ihrer Priorität angenommen, wobei nur ein Anforderungr:signal in einem gegebenen Zeitpunkt anerkannt werden kann. Mit dem Anerkenntnis adressiert di'* Systemsteuerung d .". periphere Gerät und nimmt aus' diesem ein Anfi'rd'.Tungsworc an. lan dann als Index zur Wahl der Mikroadrense in der Mikroroutine benutzt ivird, durch die die Anforderung des peripheren Gerätes bearbeitet wird.

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Claims

PATENTANSPRUCH EE ϋΓ-

1) Anordnung mit einer Schaltung zur Bearbeitung von Anforderungen, die ihr durch je ein aus mehreren peripheren Geräten über eine gesonderte Anforderungsleitung heranfUhrbares Anforderungssignal angekündigt werden, worauf ein Geräte-Adressiersignal und ein Einschaltsignal an eines der peripheren Geräte zurückgegeben werden, von dem ein Anforderungswort zur Schaltung übertragen wird, das ihr die vom peripheren Gerät angeforderte Bearbeitung bekanntgibt, gekennzeichnet

durch eine Prioritätsschaltung (222), die mit den Anforderungslei- · tungen (204a, 204b,...204p) verbunden ist, und von der aus dem (den) heranführbaren Anforderungssignal(en) ein einziges Geräte-Adressiersignal (Kanal-Nr.) zu dem jenigen peripheren Gerät (200a, 200b, ....20Op) zurückgebbar ist, dessen Anforderung die höchste Priorität besitzt,

durch einen Generator (226), von dem in periodischen Abständen das Einschaltsignal an die peripheren Geräte (200a, 200b,....20Op) zurückgebbar ist, und

durch ein Mehrfachschaltgerät (232), von dem das Anforderungswort in Indexsignale zur Festlegung von Plätzen in einem Registerstapel (236) iiberfUhrbar ist, in dem die Adressen eines Speichers (244, 250) abgelegt sind, in dem die Befehle zur Bearbeitung der Anforderungen aus den peripheren Geräten (200a, 200b,...200p) gespeichert sind.

2) Anordnung nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Priorltätsßchaltung (222) einen VerschlUsseler (402a, 402b), der das Geräte-Adressiersignal in Form eines Datenwortes erzeugt, und ein Kanalregister (224) zur vorübergehenden Speicherung des Datenwortes aufweist.

3) Anordnung nach dem Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung der Indexsignale dem Mehrfachschaltgerät (232) aus einem Speicher (230) ein feststehendes Datenwort (101) zufUhrbar und vom Mehrfachschaltgerät (232) mit

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ORIGINAL INSPECTgD

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mit den aus den peripheren Geräten (200a, 200b,...20Op) übertragen nen Anforderunqswörtern kombinierbar ist, und daß die so gebildeten Indexsignale zur Überführung in den Registerstapel (236) vorübergehen· 1 in einem Adressenregis tor (228) aufnehrnbar sind.

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