DE3632997A1 - Schaltungsanordnung zur steuerung des datentransfers zwischen miteinander verbundenen steuereinrichtungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Steuerung des Datentransfers zwischen über ein zentrales Bussystem mit­ einander verbundenen Steuereinrichtungen, von denen ein Teil jeweils als aktive Steuereinrichtung mit einer über ein de­ zentrales Bussystem verfügenden Mikroprozessoranordnung aus­ gebildet ist, wobei die aktiven Steuereinrichtungen jeweils auf ein einer Zugriffe auf das zentrale Bussystem steuernden Busverwaltungseinrichtung zugeführtes Busanforderungssignal hin von diesem durch Abgabe eines Busfreigabesignals das zen­ trale Bussystem für einen Datentransfer zu bzw. von einer passiven Steuereinrichtung zugeführt erhalten.

Derartige Schaltungsanordnungen sind bereits bekannt (Proc. AFIPS Fall Joint Computer Confernce 1972, Seiten 719 bis 740). Bei diesen Schaltungsanordnungen sind an das zentrale Bus­ system neben aktiven Steuereinrichtungen auch passive Steuer­ einrichtungen in Form von Speicheranordnungen angeschlossen, auf die auf eine Buszuteilung hin von den aktiven Steuer­ einrichtungen sequentiell zugegriffen werden kann.

Darüber hinaus ist bereits ein Verfahren zum Übertragen von binären Signalen zwischen Anschlußgeräten, die über ein zen­ trales Busleitungssystem miteinander und mit einer die Signalübertragung zwischen ihnen steuernden zentralen Steuer­ einrichtung verbunden sind, bekannt (DE-PS 30 03 340). Bei diesem Verfahren wird in von jedem Anschlußgerät vor der Übertragung von binären Signalen zu einem anderen Anschluß­ gerät hin zunächst nur für einen zentralen Prozessor der zentralen Steuereinrichtung ein Meldesignal bereitgestellt, welches die an die jeweilige gewünschte Signalübertragung zu beteiligenden Anschlußgeräte bezeichnet. Der zentrale Pro­ zessor gibt bei Vorhandensein von Signalen für eine Signal­ übertragung an die an der Übertragung beteiligten Anschlußge­ räte jeweils ein Einstellsignal ab. Durch das Auftreten eines solchen Einstellsignals wird das die Signale abgebende Anschluß­ gerät in einen Sendezustand und das für eine Signalaufnahme bestimmte Anschlußgerät in einen Empfängszustand überführt. Nach dieser Einstellung der Anschlußgeräte wird von dem im Sendezustand sich befindenden Anschlußgerät ein Signalüber­ tragungs-Anforderungssignal an eine zu der zentralen Steuer­ einrichtung gehörenden Speicherzugriffseinrichtung abgege­ ben, die daraufhin den zentralen Prozessor der zentralen Steuereinrichtung hinsichlich einer Abgabe von Signalen an das zentrale Busleitungssystem unwirksam steuert. Von dieser Speicherzugriffseinrichtung werden sodann gesonderte Steuer­ signale in wechselnder Folge an die betreffenden Anschlußge­ räte für eine Signalübertragung abgegeben.

Es ist nun Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Weg zu zeigen, wie eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art ausgebildet werden kann, um mit einem geringen Steuerungs­ aufwand einen Datentransfer sowohl zwischen aktiven Steuerein­ richtungen als auch zwischen aktiven und passiven Steuerein­ richtungen zu ermöglichen.

Die vorstehend aufgezeigte Aufgabe wird durch die im Patent­ anspruch 1 aufgeführten kennzeichnenden Merkmale gelöst.

Der Vorteil der Erfindung besteht einerseits darin, daß von den aktiven Steuereinrichtungen aus über das zentrale Bus­ system nicht nur auf mit diesen verbundene passive Steuer­ einrichtungen, wie z. B. Speicheranordnungen, sondern auch beispielsweise auf Speicheranordnungen im direkten Speicherzu­ griff zugegriffen werden kann, die an dezentrale Bussysteme der aktiven Steuereinrichtungen angeschlossen sind. Damit kann beispielsweise ein Teil von zwischenzuspeichernden Datensi­ gnalen dezentral in den einzelnen aktiven Steuereinrichtungen gespeichert werden. Der für einen Speicherzugriff erforderli­ che Steuerungsaufwand ist dabei wesentlich geringer als der Steuerungsaufwand für die Signalübertragung zwischen Anschluß­ geräten bei dem genannten bekannten Verfahren.

Andererseits besteht der Vorteil der Erfindung darin, daß der Zugriff auf die dezentralen Bussysteme auch für Testzwecke ausnutzbar ist, indem beispielsweise von einer ausgewählten aktiven Steuereinrichtung im Zuge einer Routineprüfung zu den übrigen aktiven Steuereinrichtungen hin Prüfsignale übertra­ gen bzw. von diesen abgefragt werden können.

Eine hinsichtlich des schaltungstechnischen Aufwandes und der Flexibilität zweckmäßige Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ergibt sich aus dem Patentanspruch 2.

Im folgenden wird nun die Erfindung anhand eines in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Die in der Zeichnung dargestellte Schaltungsanordnung weist eine Vielzahl von Steuereinrichtungen auf, die an ein zentra­ les Bussystem BUSZ angeschlossen sind. Von diesen Steuerein­ richtungen sind aktive Steuereinrichtungen EAP 1, EAP 2 und EAP 3 sowie eine passive Steuereinrichtung ZSP in Form einer Spei­ cheranordnung dargestellt. Die aktiven Steuereinrichtungen weisen dabei jeweils eine Mikroprozessoranordnung auf. Die zu den Steuereinrichtungen EAP 1 und EAP 2 gehörenden Mikropro­ zessoranordnungen sind dabei in der Zeichnung ausschnittsweise angegeben.

Die der Steuereinrichtung EAP 1 zugehörige Mikroprozessoran­ ordnung weist einen Mikroprozessor MP 1 auf, der über ein de­ zentrales Bussystem BUS 1 mit einem Programmspeicher und Schreib-/Lese-Speicher als Datenspeicher aufweisenden Spei­ cheranordnung DSP 1 verbunden ist. An dieses dezentrale Bus­ system sind außerdem eine Leitungsanschlußschaltung LS 1, eine Busanschlußschaltung BSS 1 und eine Ein-/Ausgabeschal­ tung DBS angeschlossen. Mit der Leitungsanschlußschaltung mögen dabei beispielsweise Übertragungsleitungen für die Auf­ nahme und/oder Abgabe von Datensignalen angeschlossen sein. Die Busanschlußschaltung BSS 1 dient dagegen für den Anschluß der Steuereinrichtung EAP 1 an das zentrale Bussystem BUSZ. Es kann sich hierbei beispielsweise um bidirektionale Bustreiber handeln. Die Ein-/Ausgabeschaltung DBS verbindet die Steuer­ einrichtung EAP 1 über Leitungen HOLD 2 und HOLDA 2 bzw. HOLD 3 und HOLDA 3 mit der Steuereinrichtung EAP 2 bzw. EAP 3.

Der Mikroprozessor MP 1 der Steuereinrichtung EAP 1 steht da­ rüber hinaus mit BA 1 und BF 1 bezeichneten Leitungen mit einer Busverwaltungseinrichtung BV in Verbindung. Diese Busverwal­ tungseinrichtung steuert, wie im folgenden noch erläutert werden wird, die Zugriffe auf das zentrale Bussystem BUSZ. Bei Verwendung eines Mikroprozessors vom Typ 8085 der Firma Intel als Mikroprozessor MP 1 kann die Leitung BF 1 an einen der Unterbrechungseingänge (Interrupt-Eingänge) angeschlossen sein. Dagegen kann die genannte Leitung BA 1 mit dem Ausgang SOD des Mikroprozessors verbunden sein. Die Leitung BF 1 ist im übrigen auch noch an einen Steuereingang der bereits ge­ nannten Busanschlußschaltung BSS 1 herangeführt.

Die der Steuereinrichtung EAP 2 zugehörige Mikroprozessoran­ ordnung weist einen Mikroprozessor MP 2 auf, der über ein mit BUS 2 bezeichnetes dezentrales Bussystem mit einer Programm­ speicher und Schreib-/Lese-Speicher aufweisenden Speicheran­ ordnung DSP 2 verbunden ist. Neben dieser Speicheranordnung sind an dieses dezentrale Bussystem noch eine Leitungsan­ schlußschaltung LS 2 und eine Busanschlußschaltung BSS 2 ange­ schlossen. Die Funktionen dieser beiden Schaltungen entspre­ chen den Funktionen der in der Steuereinrichtung EAP 1 vorhande­ nen Leitungsanschlußschaltung LS 1 und der Busanschlußschal­ tung BSS 1.

Der Mikroprozessor MP 2 steht außerdem einerseits über die bereits genannten Leitungen HOLD 2 und HOLDA 2 mit der Steuer­ einrichtung EAP 1 und andererseits über Leitungen BA 2 und BF 2 mit der bereits genannten Busverwaltungseinrichtung BV in Verbindung. Wird auch für diesen Mikroprozessor ein Mikropro­ zessorbaustein vom Typ 8085 verwendet, so kann die Leitung BF 1 wieder an einen der Unterbrechungseingänge und die Lei­ tung HOLD 2 an den Eingang HOLD des Mikroprozessors angeschlos­ sen sein. Dagegen kann die Leitung BA 1 mit dem Ausgang SOD und die Leitung HOLDA 2 mit dem Ausgang HOLDA des betreffenden Mikroprozessors verbunden sein.

Die der Steuereinrichtung EAP 3 zugehörige Mikroprozessoran­ ordnung möge den gleichen Aufbau aufweisen wie die der Steuer­ einrichtung EAP 2 zugehörige, in der Zeichnung ausschnittweise dargestellte Mikroprozessoranordnung. Die Steuereinrichtung EAP 3 steht über die bereits genannten Leitungen HOLD 3 und HOLDA 3 mit der Steuereinrichtung EAP 1 und über mit BA 3 und BF 3 bezeichnete Leitungen mit der bereits genannten Busverwal­ tungseinrichtung BV in Verbindung. Diese Leitungen sind an einem dem Mikroprozessor MP 2 der Steuereinrichtung EAP 2 entsprechenden Mikroprozessor herangeführt.

Die genannte Busverwaltungseinrichtung BV besteht aus einer Mikroprozessoranordnung, von der ausschnittweise ein Mikropro­ zessor MP 3 und eine über ein Bussystem mit diesem verbundene Ein-/Ausgabeschaltung BST dargestellt ist. Diese Ein-/Aus­ gabeschaltung ist dabei über die bereits genannten Leitungen BA 1 und BF 1 bzw. BA 2 und BF 2 bzw. BA 3 und BF 3 mit der Steuereinrichtung EAP 1 bzw. EAP 2 bzw. EAP 3 verbunden.

Bei den in der Zeichnung mit BST und DBS bezeichneten Ein /Ausgabeschaltungen kann es sich im übrigen um unter der Be­ zeichnung 8255 bekannte Ein-Ausgabe-Bausteine der Firma In­ tel handeln. Derartige Bausteine sind von einem Mikroprozes­ sor her derart steuerbar, daß über sie sowohl auf Einzellei­ tungen auftretende Datensignale aufgenommen als auch Daten­ signale an Einzelleitungen abgegeben werden können.

Im folgenden wird nun die Wirkungsweise der in der Zeichnung dargestellten Schaltungsanordnung näher erläutert. Hierzu sei angenommen, daß ein Datentransfer zwischen einer der aktiven Steuereinrichtungen, beispielsweise der Steuereinrichtung EAP 1, und der zentralen Speicheranordnung ZST bzw. einer weiteren aktiven Steuereinrichtung gewünscht ist. Für die Einleitung eines solchen Datentransfers gibt der MikroprozessorMP 1 der Steuereinrichtung EAP 1 über die Leitung BA 1 ein Busanfor­ derungssignal in Form eines statischen Signals an die Busver­ waltungseinrichtung BV ab. Diese teilt daraufhin dem Mikro­ prozessor MP 1 ggf. nach einer Wartezeit, falls das zentrale Bussystem BUSZ gerade durch eine andere Steuereinrichtung belegt ist, das zentrale Bussystem für einen Datentransfer zu. Die Zuteilung erfolgt dabei durch Abgabe eines Busfreigabesi­ gnals über die Ein-/Ausgabeschaltung BST und die Leitung BF 1. Mit diesem Busfreigabesignal wird gleichzeitig auch die Busanschlußschaltung BSS 1 für einen Datentransfer wirksam ge­ steuert. Im Anschluß daran erfolgt dann ein Datentransfer beispielsweise zwischen der Steuereinrichtung EAP 1 und der zentralen Speicheranordnung ZSP für das Einschreiben bzw. Auslesen von Datensignalen in Speicherzellen bzw. aus Speicher­ zellen der zentralen Speicheranordnung.

Darüber hinaus besteht auch die Möglichkeit, einen Datentrans­ fer zwischen zwei aktiven Steuereinrichtungen, beispielsweise zwischen den Steuereinrichtungen EAP 1 und EAP 2 durchzuführen.

Hierzu erfolgt zunächst in der gerade dargestellten Weise eine Buszuteilung durch die Busverwaltungseinrichtung BV, indem diese beispielsweise wieder dem Mikroprozessor MP 1 der Steuer­ einrichtung EAP 1 auf dessen Anforderungssignal hin ein Bus­ freigabesignal zuführt. Nach dieser Buszuteilung überträgt der Mikroprozessor MP 1 ein Steuersignal über die Ein-/Ausgabe­ schaltung DBS und die Leitung HOLD 2 zu dem Mikroprozessor MP 2 der Steuereinrichtung EAP 2 hin. Auf das Auftreten dieses Si­ gnales hin wird der Mikroprozessor MP 2 von seinem Steuerzu­ stand in einen Trennzustand überführt, der auch als "HOLD"- Zustand bezeichnet wird. In diesem Trennzustand ist der Mikro­ prozessor MP 2 von dem zugehörigen dezentralen Bussystem BUS 2 abgetrennt. Die bei Übergang in den Trennzustand gerade ablaufenden Steuerungsvorgänge werden dabei unterbrochen. Die Einnahme des Trennzustandes wird dem Mikroprozessor MP 1 durch ein über die Leitung HOLDA 2 übertragenes und durch die Ein- /Ausgabeschaltung DBS aufgenommenes Bestätigungssignal ange­ zeigt. Mit dem Auftreten des genannten Steuersignals wird im übrigen die der Steuereinrichtung EAP 2 zugehörige Busanschluß­ schaltung BSS 2 für einen Datentransfer wirksam gesteuert.

Nach Empfang des zuvor genannten Bestätigungssignals kann der Mikroprozessor MP 1 über das zentrale Bussystem BUSZ und die Busanschlußschaltung BSS 2 auf das dezentrale Bussystem BUS 2 der Steuereinrichtung EAP 2 und damit auf die mit diesem ver­ bundenen Einrichtungen zugreifen. Beispielsweise ist es mög­ lich, einen Datentransfer zwischen dem Mikroprozessor MP 1 und der Speicheranordnung DSP 2 der Steuereinrichtung EAP 2 nach Art eines direkten Speicherzugriffs durchführen. Darüber hinaus können aber auch für Testzwecke Prüfsignale zwischen den an das dezentrale Bussystem der Steuereinrichtung EAP 2 ange­ schlossenen Einrichtungen und dem Mikroprozessor MP 1 ausge­ tauscht werden.

Nach Abschluß des gerade erwähnten Datentransfers wird zu­ nächst der Mikroprozessor MP 2 durch Wegnahme des ihm über die Leitung HOLD 2 zugeführten Steuersignals von seinem Trennzustand in seinen Steuerzustand überführt, in welchem ihm das dezen­ trale Bussystem BUS 2 wieder zur Verfügung steht. Danach ist es beispielsweise möglich, von der Steuereinrichtung EAP 2 aus in der zuvor dargestellten Weise für einen weiteren Datentrans­ fer auf das der Steuereinrichtung EAP 3 zugehörige dezentrale Bussystem zuzugreifen.

Nach Abschluß der von der Steuereinrichtung EAP 1 abzuwickeln­ den Datentransfervorgänge gibt schließlich der Mikroprozessor MP 1 durch Wegnahme des bis dahin der Busverwaltungseinrich­ tung BV zugeführten Anforderungssignals das zentrale Bus­ system BUSZ wieder frei. Danach kann die Busverwaltungsein­ richtung das zentrale Bussystem weiteren Steuereinrichtungen für einen Datentransfer zur Verfügung stellen.

Bezüglich der Steuerung des Zugriffs auf das zentrale Bussy­ stem BUSZ sei noch darauf hingewiesen, daß von der Busverwal­ tungseinrichtung BV die Dauer des Bestehens der einzelnen Busbelegungen überwacht wird. Dafür kann beispielsweise in der Busverwaltungseinrichtung BV eine mit Taktsignalen beaufschlagte Zähleranordnung vorgesehen sein, die auf die Abgabe eines Busfreigabesignals von einem vorgegebenen Anfangszählerstand aus ihren Zählbetrieb aufnimmt. Bei Erreichen eines der für eine Busbelegung maximal zulässigen Belegungsdauer entspre­ chenden Zählerstandes gibt die betreffende Zähleranordnung ein Steuersignal an den der Busverwaltungseinrichtung BV zuge­ hörigen Mikroprozessor MP 3 ab. Dieser Mikroprozessor trennt daraufhin diejenige Steuereinrichtung, der das zentrale Bus­ system BUSZ gerade zugeteilt ist, durch Wegnahme des bis da­ hin abgegebenen Busfreigabesignals von dem zentralen Bus­ system. Auf diese Weise wird verhindert, daß bei Ausfall einer Steuereinrichtung, die gerade das zentrale Bussystem für einen Datentransfer belegt hat, das zentrale Bussystem für die übri­ gen Steuereinrichtungen blockiert ist.

Wird dagegen das zentrale Bussystem vor Ablauf der maximal zulässigen Belegungsdauer von der jeweiligen Steuereinrich­ tung durch Wegnahme des von dieser bis dahin abgegebenen Bus­ anforderungssignals wieder freigegeben, so wird die genannte Zähleranordnung vor Erreichen ihres maximalen Zählerstandes in ihren Anfangszählerstand zurückgesetzt. Dieses Rücksetzen kann beispielsweise auf die Wegnahme des gerade erwähnten Busanforderungssignales hin erfolgen.

Im übrigen kann die Busverwaltungseinrichtung BV auch derart ausgebildet sein, daß den einzelnen Steuereinrichtungen für einen Zugriff auf das zentrale Bussystem BUSZ unterschiedli­ che Prioritäten zugewiesen werden.

In der Zeichnung ist lediglich der Fall dargestellt, daß, wie vorstehend erläutert worden ist, von der Steuereinrichtung EAP 1 her auf die dezentralen Bussysteme der Steuereinrichtung EAP 2 und EAP 3 zugegriffen werden kann. Die dargestellte Schaltungsan­ ordnung kann aber auch derart ausgebildet sein, daß jede der mit dem zentralen Bussystem verbundenen Steuereinrichtungen entsprechend der Steuereinrichtung EAP 1 aufgebaut ist. Für diesen Fall sind den einzelnen zu den Steuereinrichtungen gehörenden Mikroprozessoren jeweils neben Leitungen BA, BF für die Belegung des zentralen Bussystems auch die einzelnen Steuereinrichtungen miteinander verbindende Leitungen HOLD und HOLDA zuzuführen, über die der jeweilige Mikroprozessor in seinen Trennzustand überführbar ist.

Claims (3)

1. Schaltungsanordnung zur Steuerung des Datentransfers zwi­ schen über ein zentrales Bussystem (BUSZ) miteinander ver­ bundenen Steuereinrichtungen (EAP 1, EAP 2, EAP 3 und ZSP), von denen ein Teil jeweils als aktive Steuereinrichtung (EAP 1, EAP 2, EAP 3) mit einer über ein dezentrales Bussystem (BUS 1 bzw. BUS 2) verfügenden Mikroprozessoranordnung ausgebildet ist, wobei die aktiven Steuereinrichtungen jeweils auf ein einer Zugriffe auf das zentrale Bussystem (BUSZ) steuernden Busver­ waltungseinrichtung (BV) zugeführtes Busanforderungssignal hin von dieser durch Abgabe eines Busfreigabesignals das zen­ trale Bussystem für einen Datentransfer zu bzw. von einer passiven Steuereinrichtung (ZSP) zugeteilt erhalten, dadurch gekennzeichnet,
daß von derjenigen aktiven Steuereinrichtung (z. B. EAP 1) her, der das zentrale Bussystem (BUSZ) zugeteilt worden ist, an wenigstens eine der übrigen aktiven Steuereinrichtungen ein gesondertes Steuersignal abgegeben wird, durch welches diese von ihrem zugehörigen dezentralen Bussystem (z. B. BUS 2) abgetrennt wird
und daß von derjenigen aktiven Steuereinrichtung, der das ge­ sonderte Steuersignal zugeführt worden ist, ein Bestätigungs­ signal an die erstgenannte aktive Steuereinrichtung abgegeben wird, die daraufhin über das zentrale Bussystem (BUSZ) Zugang zu dem dezentralen Bussystem (BUS 2) der aktiven Steuerein­ richtung erhält, von der das genannte Bestätigungssignal abgegeben worden ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der aktiven Steuerein­ richtungen (EAP 1, EAP 2, EAP 3) Zugang zu den dezentralen Bus­ systemen aller übrigen Steuereinrichtungen erhält und daß sämtliche aktive Steuereinrichtungen für die Abgabe von Busanforderungssignalen und Steuersignalen sowie für die Aufnahme von Busfreigabesignalen und Bestätigungssignalen einerseits mit der als Mikroprozessoranordnung ausgebildeten Busverwaltungseinrichtung (BV) und andererseits miteinander über gesonderte Steuerleitungen in Verbindung stehen.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Busverwaltungseinrich­ tung (BV) die Dauer der Belegug des zentralen Bussystems durch die aktiven Steuereinrichtungen (EAP 1, EAP 2, EAP 3) über­ wacht,
und daß die Busverwaltungseinrichtung bei Überschreiten einer vorgegebenen maximalen Belegungsdauer die das zentrale Bussystem gerade belegende aktive Steuereinrichtung von diesem trennt.