DE3021306C2

DE3021306C2 -

Info

Publication number: DE3021306C2
Application number: DE19803021306
Authority: DE
Inventors: Guenter Dipl.-Ing. 6453 Seligenstadt De Schwartz; Reimar Ing.(Grad.) 6464 Luetzelhausen De Kunert; Edgar Ing.(Grad.) 6453 Seligenstadt De Polly; Gerhard Ing.(Grad.) 6451 Ronneburg De Kretschmer; Edwin 6450 Hanau De Berthold
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1980-06-06
Filing date: 1980-06-06
Publication date: 1989-12-07
Also published as: DE3021306A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung mit einem zwei Teilnehmern gemeinsamen Datenspeicher mit wahlfreiem Zugriff gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Datenverarbeitende Teilnehmer, zum Beispiel Mikroprozessoren, sind vielfach über einen gemeinsamen Datenspeicher miteinander gekoppelt. Wenn ein Teilnehmer beispielsweise während der Schreib- oder Leseoperation Zugriff zum Datenspeicher hat, müssen andere Teilnehmer mit Speicherzugriffen warten, bis die Schreib- oder Leseoperation beendet ist. Es entstehen daher Wartezeiten, die sich ungünstig auf die Arbeitsgeschwindigkeit der Teilnehmer auswirken.

Es ist bereits eine Anordnung zur Steuerung der Zwischenspeicherung von zwischen zwei Funktionseinheiten zu übertragenden Daten in einem Pufferspeicher bekannt, die einen fehlerfreien Datentransfer über den Pufferspeicher in beiden Richtungen gewährleistet; zwischen den Funktionseinheiten und dem Pufferspeicher sind Schnittstellen angeordnet, über die Informationen ausgestauscht werden. Die Steuerung des Pufferspeichers und der beiden Schnittstellen geschieht mittels zweier Steuerschaltungen, durch die auch eine richtige Abspeicherung der zu übertragenden Informationen im Pufferspeicher erfolgt. Mittels einer Vergleichsschaltung wird der Inhalt der Adressenregister des Pufferspeichers verglichen und auf die Steuerschaltungen derart eingewirkt, daß der Auslesevorgang den Schreibvorgang nicht überholen kann und umgekehrt. Mit den Steuerschaltungen ist ferner ein Steuer- Flip-Flop verbunden, welches ein die eine Steuerschaltung sperrendes Signal und ein die andere Steuerschaltung aktivierendes Signal ausgibt (DE-OS 26 10 428).

Bekannt ist auch eine Datenverarbeitungsanlage mit mehreren Prozessoren, die über einen Koordinator an Speicher anschließbar sind (DE-AS 26 45 508). Bei dieser Datenverarbeitungsanlage erhält der Koordinator von den Prozessoren Anforderungssignale auf Zugriff zu einem der Speicher und Adressensignale des Speichers, zu dem die Prozessoren Zugriff haben wollen. Der Koordinator weist den Prozessoren zugeordnete Speicherauswahleinheiten auf, welche die Adressensignale in Aufrufsignale umsetzen, die mit den Speichern verbundenen Steuereinheiten zugeführt werden, welche bei Vorliegen des Anforderungssignals der Prozessoren Schaltsignale ausgeben, die an das Koppelfeld eines mit den Speichern verbundenen Datenschaltfeldes gelangen, welches den Prozessor mit dem von ihm angeforderten Speicher verbindet. Mittels Aktivierungssignale dieser Steuereinheiten werden die Speicher aktiviert. Die Verbindung eines Prozesses mit dem angeforderten Speicher wird mittels in den Steuereinheiten enthaltenen Quittierschaltungen, den Steuerschaltungen nachgeschalteten Quittiergattern und über die Speicherauswahleinheiten dem Prozessor gemeldet. Die Beendigung der Datenübertragung wird vom an der Übertragung beteiligten Speicher durch ein der zugeordneten Steuereinheit zugeführtes Quittiersignal gemeldet, worauf diese Steuereinheit ein Quittiersignal über die Quittiergatter an die zugeordnete Speicherauswahleinheit gibt, welche darauf an den zugeordneten Prozessor ein Quittiersignal über die Beendigung der Datenübertragung gibt. Die Steuereinheiten weisen ferner Prioritätsschaltungen auf, mit denen die Reihenfolge des Auftretens von Anforderungen auf Speicherzugriff berücksichtigt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der eingangs beschriebenen Gattung derart weiterzuentwickeln, daß zwei Teilnehmer während eines Teilnehmerlese- oder -schreibzyklusses zugleich Zugriff zum Datenspeicher erhalten zu können.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichen des Patentanspruches gelöst. Durch die im Patentanspruch beschriebenen Maßnahmen werden folgende Vorteile erzielt:

Für die Teilnehmer treten bei Speicherzugriffen keine Wartezeiten auf. Es können handelsübliche Datenspeicher eingesetzt werden. Wenn zwei Teilnehmer zeitlich nacheinander Lese- beziehungsweise Schreibimpulse erzeugen, gibt die Synchronisierschaltung nacheinander Startsignale mit einem durch die Verzögerungszeit bestimmten Zeitunterschied ab. Treten die Lese- beziehungsweise Schreibimpulse zweier Teilnehmer gleichzeitig auf, dann wird nur ein Startsignal für einen Teilnehmer hervorgerufen, während das Startsignal für den zweiten Teilnehmer nach Ablauf des ersten Startsignals abgegeben wird.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Ein nicht näher dargestellter erster Teilnehmer erzeugt bei einem Speicherzugriff ein Anwahlsignal auf einem Ausgang 1 und einen Lese impuls auf einem Ausgang 2 oder einen Schreibimpuls auf einem Aus gang 3 für einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff, der nicht näher dar gestellt ist. Mittels des Anwahlsignals und eines Lese- bzw. Schreib signals sowie von Adressensignalen werden in den Speicher Daten einge geben oder aus dem Speicher ausgelesen.

Ein zweiter, nicht näher dargestellter Teilnehmer erzeugt bei einem Speicherzugriff ein Anwahlsignal auf einem Ausgang 4 und einen Lese impuls auf einem Ausgang 5 oder einen Schreibimpuls auf einem Ausgang 6.

Die Ausgänge 1 bis 6 der beiden Teilnehmer sind an eine Synchronisier schaltung 7 gelegt, die aus einem Startgenerator 8 und einem Start generator 9 besteht. Im Startgenerator 8 sind zwei als UND-Glieder ausge bildete Torschaltungen 10, 11 je mit einem Eingang mit den Ausgängen 2, 3 verbunden. Je ein weiterer Eingang der Torschaltungen wird durch den Ausgang 1 gespeist. An die Ausgänge 2, 3 sind jeweils Eingänge eines ODER-Glieds 12 angeschlossen, das den Rücksetzeingang eines ansprechver zögerten Speichers 13 speist. Der Setzeingang des Speichers 13 steht mit dem Ausgang einer Torschaltung 14 in Verbindung, die als NAND-Glied ausge bildet ist und ein Startsignal für den Speicher an einem Ausgang 15 erzeugt. An die Torschaltung 14 ist weiterhin ein Eingang einer Torschaltung 16 an geschlossen, die eine UND-Verknüpfung mit einem vom Ausgang des Speichers 13 abgegebenen Signal herstellt, das an einem zweiten Eingang ansteht. Der negierende Ausgang des Speichers 13 speist weiterhin je einen Eingang der Torschaltungen 10, 11.

Eine als NOR-Glied ausgebildete Torschaltung 17 ist mit je einem Ein gang an die Torschaltungen 10, 11, 16 angeschlossen. Der Torschaltung 17 ist ein Laufzeitglied 18 nachgeschaltet, dessen invertierter Ausgang mit einem Eingang einer Torschaltung 19 in Verbindung steht, die als NAND-Glied ausgebildet ist und mit einem weiteren Eingang an den Ausgang des Speichers 13 gelegt ist. Die Torschaltung 19 speist einen Eingang der Torschaltung 14, bei der es sich um ein NAND-Glied handelt.

Die Ausgänge 5 und 6 des zweiten Teilnehmers sind im Startgenerator 9 an je einen Eingang einer Torschaltung 20, 21 angeschlossen. Der Ausgang 4 speist je einen Eingang der beiden Torschaltungen 20, 21, die UND-Ver knüpfungen herstellen. Ein ODER-Glied 22 ist mit jeweils einem Eingang an die Ausgänge 5 und 6 gelegt. Das ODER-Glied speist den Rücksetz-Ein gang eines ansprechverzögerten Speichers 23, dessen invertierender Ausgang mit Eingängen der Torschaltungen 20, 21, einer weiteren Torschaltung 24 und eines NOR-Glieds 26 verbunden ist. Ein zweiter Eingang der als UND- Glied ausgebildeten Torschaltung 24 steht mit dem Setz-Eingang des Speichers 23 in Verbindung. Die Torschaltungen sind mit ihren Ausgängen je an einen Eingang des NOR-Glieds 26 angeschlossen, dem ein Schmitt-Trigger 27 nachge schaltet ist, dessen invertierter Ausgang 28 das zweite Startsignal für den Datenspeicher abgibt. An den Ausgang 28 sind ein Eingang der Torschaltung 14 und der Setz-Eingang des Speichers 23 angeschlossen. Je ein Eingang der Torschaltungen 20, 21 ist mit dem Ausgang des NOR-Glieds 17 verbunden.

Wenn ein Zugriff zum Datenspeicher beispielsweise vom ersten Teilnehmer ausgeht, wird der Ausgang 1 mit einem Anwahlsignal beaufschlagt. Soll ein Lesezyklus eingeleitet werden, dann tritt am Ausgang 2 ein Leseimpuls auf.

Dieser Leseimpuls setzt den Speicher 13 zurück. Damit wird die Tor schaltung 10 durchlässig für den Startimpuls, der über den Ausgang des NOR-Glieds 17 die Torschaltungen 20, 21 gegen Anwahlsignale und Lese-, Schreibimpulse des zweiten Teilnehmers sperrt. Der Startimpuls gelangt über das Laufzeitglied 18 und die Torschaltung 14 zum Ausgang 15. Hier durch wird der ansprechverzögerte Speicher 13 angestoßen. Bis zum Ablauf der Verzögerungszeit bleibt das Startsignal am Ausgang 15 erhalten, das sich über die Torschaltung 16 hält. Das Startsignal am Ausgang 15 dient einerseits zur Beaufschlagung des Datenspeichers und andererseits zur Steuerung der Datenwege zum ersten Teilnehmer.

Wenn z. B. der zweite Teilnehmer einen Zugriff zum Datenspeicher über ein Anwahlsignal am Ausgang 4 und einen Leseimpuls am Ausgang 5 verlangt, wird der Speicher 23 durch den Leseimpuls zurückgesetzt und gibt die Torschaltung 21 frei. Der Leseimpuls gelangt über die Torschaltung 26 und den Schmitt- Trigger 27 zum Ausgang 28. Über das hierdurch am Ausgang 28 auftretende Startsignal wird der Datenspeicher beaufschlagt. Gleichzeitig werden die Datenwege des zweiten Teilnehmers für die Übertragung der in den Speicher einzugebenden Daten gesteuert. Weiterhin sperrt das Startsignal am Aus gang 28 die Torschaltung 14, so daß der Ausgang 15 Zugriffsignale des ersten Teilnehmers nicht weiterleitet. Der ansprechverzögerte Speicher 23 wird durch das Startsignal am Ausgang 28 angestoßen. Über die Torschaltung 24 hält sich das Startsignal, bis der Speicher 23 nach Ablauf der Ansprech verzögerung gesetzt wird.

Die Synchronisierschaltung 7 verhindert, daß beide Teilnehmer gleich zeitig Zugriff zu dem Datenspeicher erhalten, dessen Lese- und Schreibzeit höchstens halb so groß ist wie die Lese- bzw. Schreibzyklen der beiden Teilnehmer.

Die Anwahlsignale, Startimpulse und internen Signale der Synchronisier schaltung 7 weisen Anstiegs- und Abfallflanken von einer gewissen Dauer auf. Es können sich daher Signalflanken solcher Signale überlappen, die nicht gleichzeitig Startsignale auslösen dürfen. Um die sich hieraus er gebenden kritischen Signalzustände zu beseitigen, wird im Startimpuls generator 9 eine Pulsanschnittverriegelung verwirklicht.

Wenn z. B. ein Verriegelungssignal des Ausgangs der Torschaltung 17 von einem hohen auf den niedrigen Pegel übergeht und zugleich neben einem Anwahlsignal ein Lese- oder Schreibimpuls des zweiten Teilnehmers auf tritt, kann der Schmitt-Trigger 27 noch ansprechen, wenn das Verriegelungs signal noch nicht eine untere kritische Pegelgrenze unterschritten hat. Dann sperrt der Schmitt-Trigger 27 die Torschaltung 14, bevor das durch das Laufzeitglied 18 verzögerte Signal an der Torschaltung 14 ankommt. In diesem Fall erhält also der zweite Teilnehmer vor dem ersten Teilnehmer Zugriff zum Datenspeicher.

Die Ansprechverzögerung der Speicher 13, 23 ist auf die Lese- bzw. Schreibzyklen der Teilnehmer abgestimmt. Sie ist kleiner als die halbe Dauer dieser Zyklen.

Claims

Anordnung mit einem zwei Teilnehmer gemeinsamen Datenspeicher mit wahlfreiem Zugriff, mit dem die Teilnehmer in einem Lese- oder Schreibzyklus asynchron in Verbindung stehen, wobei die Übertragung der mittels Adressensignalen einschreib- oder auslesbaren Daten über die Teilnehmer und Datenspeicher verbindende steuerbare Datenwege erfolgt, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
- a) jeder Teilnehmer gibt zu Beginn eines Lese- oder Schreibzyklusses einen Leseimpuls (2, 5) oder einen Schreibimpuls (3, 6) an einen ihm zugeordneten ersten und zweiten Startgenerator (8, 9) einer Teilnehmer- Synchronisierschaltung (7) aus,
- b) jeder erste und zweite Startgenerator (8, 9) generiert bei Aktivierung durch den Lese- oder Schreibimpuls (2, 3, 5, 6) des ansteuernden Teilnehmers ein Startsignal (15, 28) für den Datenspeicher und für die die Teilnehmer und Datenspeicher verbindenden Datenwege,
- c) die ersten und zweiten Startgeneratoren (8, 9) sind derart miteinander gekoppelt, daß der jeweils aktivierte erste Startgenerator (8) für die Zeitdauer des Startsignals (15) ein zeitlich mit diesem übereinstimmendes Sperrsignal (17 a) an den zweiten Startgenerator (9) zur Verhinderung der Übernahme eines etwa an diesem anstehenden Lese- oder Schreibimpulses (5, 6) ausgibt, der nach Verschwinden des Sperrsignals (17 a) den zweiten Startgenerator (9) aktiviert, welcher darauf für die Zeitdauer des von ihm erzeugten Startsignals (28) den ersten Startgenerator (8) zur Verhinderung der Übernahme eines etwa an diesem anstehenden Lese- oder Schreibimpulses (2, 3) sperrt,
- d) die Lese- oder Schreibzeit des Datenspeichers und die Zeitdauer der Startsignale (15, 28) der ersten und zweiten Startgeneratoren (8, 9) beträgt höchstens die halbe Dauer eines Lese- oder Schreibzyklusses der Teilnehmer.