DE3047506A1

DE3047506A1 - Verfahren zum uebertragen von datenbloecken und vorrichtung zur durchfuehrung dieses verfahrens

Info

Publication number: DE3047506A1
Application number: DE19803047506
Authority: DE
Inventors: Bruno Dipl.-Phys. Dr.rer.nat. 7500 Karlsruhe Guigas; Lutz Dr.-Ing. 7502 Malsch Schneider
Original assignee: Bruker Analytische Messtechnik GmbH
Current assignee: Bruker Biospin GmbH
Priority date: 1980-12-17
Filing date: 1980-12-17
Publication date: 1982-07-22
Also published as: DE3047506C2; JPS57125453A; US4456933A

Description

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Anmelder: Stuttgart, den 29.10.1980

Bruker P 3940 S/LÖ

Analytische Meßtechnik GmbH Silberstreifen

7512 Rheinstetten-fforchheiia

Vertreter:

Kohler - Schwindling - Späth Patentanwälte
Hohentwielstraße 41

7000 Stuttgart 1

Verfahren zum Übertragen von Datenblöcken und Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Übertragen von Datenblöcken zwischen einem Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM) und einem rotierenden Magnetspeicher, auf dem die Daten in einzeln adressierbaren Spuren angeordnet sind.

Die zur Übertragung von Daten zu und von einem rotierenden Magnetspeicher, also insbesondere einer Magnetplatte oder einer Magnettrommel, benötigte Zeit ist in erheblichem Maß von der Zugriffszeit zu den einzelnen Plätzer eines solchen rotierenden Magnetspeichers abhängig. Die Zugriffszeit setzt sich zusammen aus der Zeit, die zum Aufsuchen der Spur benötigt wird, und außerdem aus der Latenzzeit, die vom Erreichen der Spur bis zu dem Zeitpunkt vergeht, an dem der adressierte Speicherplatz den Lese- bzw. Schreibkopf des Magnetspeichers erreicht. Selbst wenn jeder einzelnen Spur des Magnetspeichers eigene Lese- und Schreibköpfe zugeordnet werden, so daß zum Adressieren einer Spur nicht ein mechanisches Ausrichten der Köpfe auf die Spur erforderlich ist, ist die Latenzzeit vorhanden, die im ungünstigsten Fall gleich der Dauer einer Umdrehung des Magnetspeichers sein kann. Bei allen Programmierungen muß diese ungünstigste Zeit berücksichtigt werden, damit nicht beim Abarbeiten der Programme Störungen auftreten können,

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, daß es ermöglicht, die genannte Latenzzeit bedeutent zu reduzieren.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Daten in Blöcke eingeteilt werden, die jeweils auf eine Spur des Magnetspeichers passen, und jedem Datenblock eine solche Spur zugeordnet wird, daß die Adressen für die einzelnen Daten im RAM von der Summe aus einer den Beginn des jeweiligen Datenblockes angebenden Anfangsadresse und einer die Stellung der · einzelnen Daten in Bezug auf die Anfangsadresse ange-

benden Versetzung gebildet werden, und daß die Übertragung eines Datenblockes bei einer durch die Stellung des Magnetspeichers bei Auftreten eines Ubertragungsbefehles bestimmten Adresse beginnt und unter zyklischer Veränderung der Versetzung über die Anzahl der zu einem Datenblock gehörenden Speicherplätze vorgenommen wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren nutzt die Tatsache aus, daß in aller Regel bei einem Verkehr zwischen einem Magnetspeicher und einem RAM größere Datenniengen ausgetauscht werden, so daß es möglich ist, diese Datenmengen in Blöcke einzuteilen, die den einzelnen Spuren des Magnetspeichers zugeordnet sind. Diese Zuordnung wird dann dazu ausgenutzt, die Datenübertragung an einer beliebigen Stelle innerhalb des Blockes zu beginnen und durch Abzählen der Wörter eines Blockes in Verbindung mit einer relativen Adressierung zu gewährleisten, daß alle zu einem Block gehörenden Wörter hintereinander übertragen werden, indem zunächst alle diejenigen Wörter übertragen werden, welche der beim Aufruf vorliegenden Adresse folgen, wonach unter Rücksprung auf die Anfangsadresse des Blockes die zu diesem Blocir gehörenden ersten Wörter übertragen werden, bis dio Ausgan p;sad res se erreicht ist. Auf uiese Weise kann die störende Latenzzeit praktisch auf Null reduziert werden, da selbst bei Speichern mit wahlfreiem Zugriff bei Vorliegen eines Speicherbefehles abgewartet werden muß, bis ein laufender Speicherzyklus abgelaufen ist, bevor der Zugriff an einer angegebenen Adresse erfolgen kann. Die hierbei auftretende Wartezeit ist vergleichbar mit derjenigen, die beim rotierenden Magnetspeicher zwischen dem Speicheraufruf und dem Beginn eines nächsten Wortes vergeht, dessen f; in/,'· Ine Kit, riu Γ dom Γ :ai';no (.speicher längs der Spur

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gewöhnlich seriell vorliegen.

Für manche Anwendungszwecke kann es vorteilhaft sein, jeden Datenblock in eine Anzahl Sektoren zu unterteilen. In diesem Fall setzt sich die Versetzung jeweils aus der Aufangsadresse eines Sektors und einer die Stellung der Daten innerhalb des Sektors angebenden Zahl zusammen. Die bestimmte Adresse, bei der die Übertragung des Datenblockes beginnt, ist dann die Anfangsadresse des nach dem Auftreten des Übertragungsbefehls beginnenden Sektors. Bei dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens genügt es, die Stellung der Daten charakterisierende Synchronisationslücken jeweils zu Beginn eines Sektors und nicht vor jedem Wort vorzusehen, und es läßt sich ein optimaler Kompromiß zwischen maximaler Speicherauslastung und minimaler Latenzzeit erzielen.

Die Erfindung hat auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Gegenstand, die einen den RAM mit dem Magnetspeicher verbindenden, eine Adressiereinrichtung und einen Wortzähler enthaltenden Datenkanal, der die direkte Übertragung einer durch den Inhalt des Wortzählers definierten Anzahl von Wörtern an die durch die Adressiereinrichtung bezeichneten Plätze des RAM oder umgekehrt bewirkt, und eine Zentx-aleinhei fc umfaßt, welche vor Beginn der Übertragung definierter Datenmengen die Speicheradressen bestimmt und den Wortzähler

mit der Anzahl der zu übertragenden Wörter lädt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt zur Dui'chführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens außer dem Wortzähler ein Spurregister und einen Datenzähler. Das Spurregister ist mit der Zentraleinheit und der Datenzähler mit dem Plattenspeicher gekoppelt. Das Spurregister wird mit einem der jeweils aktivierten Spur zugeordneten Wort geladen, während der Datenzähler jeweils zu Beginn einer Spur auf einen definierten Anfangswert eingestellt wird und dann zu Beginn jedes Datenworfceij eine inkrementale Änderung seines Standes erfährt. Die Ausgänge des Spurregisters und des Datenzählers sind mit einem Additionsglied verbunden, das aus den zugeführten Wörtern die Adresse des RAM bildet.

Der besondere Vorteil dieser Vorrichtung besteht darin, daß die Übertragung eines vollständigen Datenblockes ohne Mitwirkung der Zentraleinheit stattfindet, die lediglich die Spur des Magnetspeichers, von oder zu der eine Datenübertragung stattfinden soll, zu definieren und den Übertragungsbefehl zu übermitteln braucht. Die gesamte Datenübertragung erfolgt dann in dem Takt, in dem der rotierende Magnetspeicher die einzelnen Daten bzw. Datenplätze zur Verfügung stellt. Die Bildung der zugeordneten Adressen des RAM erfolgt völlig selbständig. Wenn der Wortzähler anzeigt, daß alle zu einem Datenb]ock gehörenden Wörter übertragen worden sind, wird der /Zentraleinheit, die Aus fT;trrunr des Befehles gemeldet, die dann pe;f.* . die übertragung weiterer Dateiiblöcke veranlassen kann.

Zur Durchführung eines Verfahrens, bei dem jeder Datenblock in einer Anzahl Sektoren unterteilt ist, kann der Datenkanal zusätzlich einen Sektorzähler enthalten, der zu Beginn einer Spur auf einen definierten Anfangswert gestellt wird, nach einer ,je einem Sektor zugeordneten Anzahl von Datenwörtern eine inkrementale Änderung seines Standes erfährt und dessen Inhalt zur Bestimmung der RAM-Adresse zum Inhalt des Spurregisters und des Datenzählers addiert wird, von denen der letzte auch zu Beginn jedes Sektors auf den Anfangswert eingestellt wird.

Die Anfangswerte, auf welche der Sektorzähler und der Datenzähler eingestellt werden, sind vorzugsweise Null, so daß das Spurregister unmittelbar jeweils die Anfangsadresse eines Datenblockes im RAM darstellt. In den Wortzähler wird vor Beginn einer Datenübertragung jeweils die Gesamtzahl der zu übertragenden Wörter eingegeben, so daß dieser Zähler auf Null zurückgezählt werden kann und das Ende der Datenübertragung meldet, wenn _er den Stand Null erreicht. Werden stets Blöcke gleicher Länge übertragen, kann dem Wortzähler ein Register zugeordnet werden, von dem aus stets vor Beginn einer Datenübertragung ein fester Anfangswert in den Wortzähler eingegeben wird, so daß in soweit die Tätigkeit der Zentraleinheit auf die Übermittlung eines exnfachen Übertragungsbefehls beschränkt ist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben und erläutert. Die der Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmenden Merkmale können bei anderen Aus-

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führungsformen der Erfindung einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination Anwendung finden. Es zeigen

Fig. 1 ein schematisches Blockschalfbild einer zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und

Fig. 2 das Flußdiagramm des in der Vorrichtung nach Fig. 1 ablaufenden Verfahrens.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung umfaßt als rotierenden Magnetspeicher einen Plattenspeicher 1 und einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM) 2 sowie einen diese beiden Speicher verbindenden Datenkanal 3, der aufgrund der Befehle einer Zentraleinheit 4- die Datenübertragung vom Plattenspeicher 1 auf das RAM 2 und umgekehrt ausführt. Die übertragung vorgegebener Datenmengen wird ohne weiteres Zutun der Zentraleinheit 4- vom Datenkanal 3 selbständig bewirkt.

Der üatenkanal 3 enthält eine Adressier-Matrix 11, welcher entweder die Daten vom Plattenspeicher 1 zugeführt werden und welche diese Daten auf den Platz des RAM überträgt, dessen Adresse der Adressier-Matrix 11 zugeführt wird, oder aber es werden ihr die Daten von der angegebenen Adresse des RAM 2 zugeführt und auf den Plattenspeicher 1 übertragen, dessen Adresse ,jeweils durch die aktivierte dpur und die im Augenblick der Datenübertragung herrschende Winkellage der Speicherplatte bestimmt ist.

Zur bildunr; der Adresse enthält der Datenkanal 3 ein h..arrei"ister 12, einen Jektorzähler I 13 und einen Datenzähler Λ¹I-. Die Ausgänge dieser Baueinheiten 12 bis 14-Gind mit einem Additionsglied 25 verbunden, das durch Addition der ,jeweils ijn Spurrerister 12, im Sektorzähler 1 13 und im Datenz.önler 14- enthaltenen Wörter die aurenblicirl ichc Adresse do- HAM 2 bildet, die der

Adressier-Matrix 11 zugeführt wird und von der aus bzw. an die die Datenübertragung erfolgen soll. Der Datenkanal 3 enthält weiterhin einen Wortzähler 15, der mit einem Blocklängenregister 16 verbunden ist, und einen Sektorzähler II 17» der mit einem Sektorlängenregister verbunden ist. Den Zählern 15 und 17 werden von dem Plattenspeicher 1. Synchronisationssignale im Worttakt zugeführt, die jeweils eine inkrementale Veränderung des Zählerstandes bewirken. Je nach Art des Zählers erfolgt ein Aufwärts- oder Abwärts-Zählen. Außerdem erzeugt der Plattenspeicher 1 an einer jeweils den Spuranfang definierenden Stelle einen Rücksteiliinpuls, der dem Sektorzähler I 13 zugeführt wird.

Zu Beginn eines Datenübertragungs-Vorganges veranlaßt die Zentraleinheit 4, daß im Plattenspeicher 1 die Spur gewählt wird, von der bzw. auf die die Datenübertragung stattfinden soll. Zu diesem Zweck wird entweder der Schreib7Lesekopf des Plattenspeichers auf die bezeichnete Spur eingestellt oder, wenn der Plattenspeicher feste Schreib-/Leseköpfe besitzt, der der gewählten Spur zugeordnete Schreib-/Lesekopf aktiviert. Wird, wie es das Flußdiagramm nach Fig. 2 veranschaulicht, von der Zentraleinheit 4 das Spurregister 12 mit einer Adresse des RAM 2 geladen (Blatt 31), die für die folgende Datenübertragung der ausgewählten Spur zugeordnet wurde,und es wird aufgrund eines Übertragungsbefehls (Block 32) die Übertragung des im Sektorlängenregister 18 enthaltenen Wertes auf den Sektorzähler II 17 und des im Blocklängenregister 16 enthaltenen Wertes auf den Wortzähler 15 veranlaßt (Blöcke 33 und 34). Bei fester Zuordnung bestimmter Speicherplätze zu den einzelnen Spuren könnte die Übertragung einer der gewählten Spur zugeordneten Adresse auch vom Plattenspeicher 1 auf das Spurregister 12 erfolgen. Dabei versteht es sich, daß die gleichen Speicherplätze einer Vielzahl verschiedener upuren fest zugeordnet sein könnten. Im Blocklängenregister 16 ist die Anzahl der Wörter enthalten, die auf einer Spur des Plattenspeichers bzw.

in einem zugeordneten Block von Speicherplätzen des RAM Platz finden. Dieser Wörterblock ist in eine Anzahl gleicher Sektoren unterteilt, und es ist im Sektorlängenregister die Anzahl der Wörter enthalten, die jeweils einem Sektor zugeordnet sind. Diese Anzahl ist so gewählt, daß ein Block eine ganze Anzahl von Sektoren gleicher Länge umfaßt. Der einzige Vorgang, der zu Beginn einer Datenübertragung das Aufsuchen und Übertragen von Informationen durch die Zentraleinheit erfordert, ist die Auswahl der Spur des Plattenspeichers. Bei allen anderen Vorgängen handelt es sich um die Übertragung fester Daten aus hu diesem Zweck vorgesehenen, besonderen Registern,

Venn nach Vorliegen eines Übertragungsbefehles der Zentraleinheit 4 (Block 32) der Sektorzähler II 17 den Stand Bull erreicht, was anzeigt, daß ein neuer Sektor beginnt, gibt die Adressier-Matrix 11 den Weg für die Datenübertragung vom Plattenspeicher 1 zum RAM 2 oder umgekehrt frei (Block 35)· Es folgt dann die Datenübertragung an den der Adressier-Matrix 11 zugeführten Adressen, die sich aus dem Inhalt des Spurregisters 12, dem Inhalt des Sektorzählers I 13 und dem Inhalt des Datenzählers 14 ergibt (Blöcke 36 bis 38 für den Fall der Datenübertragung vom Plattenspeicher auf den RAM). Dabei bildet der Inhalt des Spurregisters 12 eine Grundadresse für den Platz des zu übertragenden Datenblockes in RAM 2, während aus der Summe der Inhalte des Sektorzählers I 13» der den gerade im Plattenspeicher 1 erfaßten Sektor angibt, und dem Inhalt des Datenzählers 14, der den Wortplatz innerhalb des Sektors angibt, eine Versetzung gegenüber der im Spurregister enthaltenen Adresse gebildet wird, die den jeweiligen Speicherplatz des Blockes bezeichnet. Mit Hilfe des vom Plattenspeicher 1 gelieferten Worttaktes wird der Inhalt des Datenzählers 14

fortlaufend verändert, insbesondere von Null an aufwärts gezählt, wodurch die laufende Adresse der Speicherplätze im RAM 2 synchron zu den Plätzen des Plattenspeichers 1 verändert wird (Block 39)· Gleichzeitig wird auch der Inhalt des Sektorzählers II 17 verändert, und zwar von der zu Beginn eines Sektors eingegebenen, für die Länge des Sektors charakteristischen Zahl zurückgezählt, bis der Sektorzähler II 17 den Stand Null erreicht (Blöcke 4-0, 41). Dann wird vom Sektorzähler II 17 ein Signal erzeugt, das sowohl ein Zurückstellen des Datenzählers 14 als auch ein Erhöhen des Inhaltes des Sektorzählers I 13 bewirkt (Block 42). Dabei kann das Sektorregister I stets exakt die Sektornummer enthalten, beginnend mit Null, die aber zum Inhalt des Spurregisters und des Wortzählers um η Stellen verschoben addiert wird, wenn ein Sektor 2ⁿ Wörter umfaßt. Diese Verschiebung entspricht einer Multiplikation der Sektornummer mit der Anzahl der im Sektor enthaltenen Wörter, die bei Bedarf auch auf andere Weise vorgenommen werden könnte. Das vom Sektorzähler II 17 erzeugte Signal bewirkt auch die Wiedereingabe der im Sektorlängenregister 18 enthaltenen Zahl in den Sektorzähler II 17 (Block 33), so daß dieser Sektorzähler II 17 im Verlauf der Übertragung der im nächsten Sektor enthaltenen Daten bis auf Null zurückgezählt werden kann. Wenn auf diese Weise das Spurende erreicht wird, wird die Datenübertragung nicht unterbrochen, sondern es liefert der Plattenspeicher 1 lediglich einen Rückstellimpuls an dem Sektorzähler J 15, so dnß nunmehr die in den ersten Sektoren des zu übertragenden Blockes enthaltenen Daten übertragen werden, wenn die Datenübertragung irgendwo in der Mitte eines Blockes begann. Die Datenübertragung wird fortgesetzt, bis der Wortzähler 15, in den die Gesamtzahl der innerhalb eines Blockes zu übertragenden Wörter vom Blocklängenregister 16 aus ein-

gegeben worden ist, im Worttakt; bis auf Hull zurückgezählt .worden ist, worauf dieser Wortzähler 15 der Zentraleinheit 4 das Ende der Datenübertragung anzeigt (Blöcke 43, 44).

Es ist ersichtlich, daß die Datenübertragung bei Auftreten eines Übertragungs-Befehles jeweils zu Beginn des nächsten Sektors erfolgen kann, also nicht abgewartet zu werden braucht, bis ein Zugriff zu den am Spuranfang vorhandenen Daten mög.ich ist. Hierdurch wird die Latenzzeit des Plattenspeichers bedeutend verkürzt. Sie kann praktisch auf Mull reduziert werden, wenn der Inhalt der Sektoren auf ein Wort reduziert wird, was dann möglich ist, wenn die Weiterverarbeitung der Daten nicht in Datensätzen erfolgen soll, die den einzelnen Sektoren zugeordnet sind, sondern in jedem Fall mit der Weiterverarbeitung der übertragenden Daten gewartet werden muß, bis der gesamte Block übertragen worden ist. Wird die Sektorlänge auf ein Wort reduziert, können die Sektorzähler I und II sowie das Sektorlängenregister entfallen.

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Leerseite

Claims

Patentansprüche

(Iy Verfahren zum Übertragen von Datenblöcken zwischen

einem Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM) und einem rotierenden Maßnetspeicher, auf dem die Daten in einzeln adressierbaren Spuren angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Daten in HlÖcke eingeteilt werden, die ,jeweils auf eine Spur des Magnetspeichers passen, und jedem Datenblock eine solche Spur zugeordnet wird, daß die Adressen für die einzelnen Daten im RAM von der Summe aus einer den Beginn des jeweiligen Datenblockes angebenden Anfangsadresse und eine die Stellung der einzelnen Daten in Bezug auf die Anfangsadresse angebenden Versetzung gebildet werden, und daß die Übertragung eines Datenblockes bei einer durch die Stellung des Magnetspeichers bei Auftreten eines Übertragungsbefehls bestimmten Adresse beginnt und unter zyklischer Veränderung der Versetzung über die Anzahl der zu einem Datenblo.ck gehörenden Speicherplätze vorgenommen wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Datenblock in eine Anzahl Vektoren unterteilt ist, sich die Vernetzung ,jeweiLs au η der AnL'anc-sadresse eines Sektors und einer die Stellung: der Daten innerhalb des Sektors angebenden Zahl zusammensetzt und die bestimmte Adresse, bei der die Übertragung des Datenblockes beginnt, die Anfangsadresso des nach dem Auftreten des Übertragunrsbefehles beginnenden Sektors ist.
3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, mit einem Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM), einem rotierenden Magnetspeicher, auf dem die Daten in einzeln adressierbaren Spuren angeordnet sind, einem den RAM mit dem Magnetspeicher verbindenden, eine Adressiereinrichtung und einen Wortzähler enthaltenden Datenkanal, der die Direktübertragung einer durch den Inhalt des Wortzählers definierten Anzahl von Wörtern an die durch die Adressiereinrichtung bezeichneten Plätze des RAM oder umgekehrt bewirkt, und einer Zentraleinheit, welche vor Beginn der Übertragung definierter Datenmengen die Speicheradressen bestimmt und den Wortzähler mit der Anzahl der zu übertragenden Wörter lädt, dadurch gekennzeichnet, daß der Datenkanal (3) außer dem Wortzähler (15) ein Spurregister (12) und einen Datenzähler (14) umfaßt, von denen das Spurregister (12) mit der Zentraleinheit (4) und der Datenzähler (14) mit dem Magnetspeicher (1) gekoppelt ist und das Spurregister (12) mit einem der jeweils aktivierten Spur zugeordneten Wort geladen ist, während der Datenzähler (14-) jeweils zu Beginn einer Spur auf einen definierten Anfangswert eingestellt wird und dann zu Beginn jedes Datenwortes eine inkrementale Erhöhung seines Standes erfährt, und daß die Ausgänge des Spurregisters (12) und des Datenzählers (14) mit einem Additionsglied (15) verbunden sind, das aus den zugeführten Werten die Adresse des RAM (2) bildet.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Datenkanal (3) zusätzlich einen Sektorzähler (13) enthält, der zu Beginn einer Spur auf einen definierten Anfangswert eingestellt wird, nach einer je einem Sektor zugeordneten Zahl von Datenwörtern eine inkrementale Änderung seines Standes erfährt und dessen Inhalt zur Bestimmung der RAM-Adresse zum Inhalt des Spurregisters (12) und des Datenzählers (14) addiert wird, von denen der letzte auch zu Beginn jedes Sektors auf den Anfangswert eingestellt wird.