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Die Erfindung betrifft eine Anordnung für die Übertragung von Daten zwischen Daten
übertragenden und Daten empfangenden Einheiten, die an eine gemeinsame
Datensammelleitung angeschlossen sind, in Verbindung mit der die Anordnung einen direkt
adressierbaren Speicher und eine Einheit für einen direkten Speicherzugriff (DMA)
aufweist, der so ausgelegt ist, daß die Übertragung von Daten zwischen den vorgenannten
Daten übertragenden und Daten empfangenden Einheiten gesteuert wird.
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Die Steuerkarte, die Datenübertragungen mit hoher Geschwindigkeit zwischen einer
angeschlossenen Ein-Aus-(I/O)-Einheit und einer Sammelleitung des Systems durchführt,
enthält häufig einen kleinen Datenpuffer fiir die Zwischenspeicherung von Daten vor
der Übertragung. Der Grund hierfür liegt darin, daß die langsame I/O-Einheit einen
großen Teil der verfügbaren Bandbreite auf der Sammel leitung des Systems einnimmt.
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Der Nachteil einer derartigen Methode besteht darin, daß Verzögerungen auftreten, da
Daten zuerst in dem Datenpuffer gespeichert werden müssen, damit sie anschließend
an die Sammelleitung des Systems übertragen werden können.
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Eine Lösung sieht das Verbinden eines Pufferspeichers, nämlich eines
Durchlaufspeichers (FIFO-Speichers), zwischen der I/O-Einheit und der Sammel leitung des Systems
vor; dabei werden Verzögerungen bei der Übertragung von Daten eliminiert, ohne daß
mehr von der Bandbreite besetzt wird als unbedingt erforderlich.
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Im Falle einer Speicherkarte mit lokaler lntellegenz jedoch ist es häufig erwüncht, eine
lokale Kopie der übertragenen Daten einzusparen. Diese Kopie der übertragenen Daten
wird in der Regel als ein Cache-Speicher bei häufiger Benutzung und/oder wenn die
zuletzt benutzten Daten direkt im eigenen Speicher der Steuerkarte zugegriffen werden,
verwendet.
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Es ist deshalb wünschenswert, übertragene Daten in einem lokalen Cache-Speicher für
die Steuerkarte zu speichern, und zwar zur gleichen Zeit wie Daten zwischen der I/O-
Einheit und einem Systemspeicher übertragen werden.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung zur Verfügung zu stellen, mit deren Hilfe
die Daten bei den Übertragungen zwischen einer I/O-Einheit, die mit einer Steuerkarte
und einer System-Sammel leitung verbunden ist, mit der die vorerwähnte Steuerkarte in
Verbindung steht, in einem lokalen Speicher für die Steuerkarte (ein sogenannter Cache-
Speicher) gespeichert werden, und zwar zur gleichen Zeit, zu der die vorerwähnte
Datenübertragung erfolgt.
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Dies wird dadurch erreicht, daß eine Steuereinheit mit den vorgenannten Daten
übertragenden, Daten aufnehmenden Einheiten und den Direkt-Speicherzugriffs- oder DMA-
Einheiten in Verbindung mit der Übertragung von Daten aus einer Daten übertragenden
Einheit in eine Daten aufnehmende Einheit so ausgelegt ist, daß die Datenübertragung
auch die gleichzeitige Übertragung von Daten in den direkt adressierbaren Speicher mit
einschließt.
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Die Erfindung stellt eine Weiterentwicklung einer bestehendentechnik auf dem Gebiet
der DMA (siehe US-PS 38 12 465, Christiansen) und herkömmlichen, integrierten
Steuereinheiten für Mehrkanal-DMA dar. Diese Steuereinheiten für DMA sind so ausgelegt,
daß sie die Übertragung von Daten zwischen einer I/O-Einheit und einem lokal
geschalteten Speicher steuern. Die vorerwähnte Anordnung modifiziert und vervollständigt die
Funktion der Steuereinheit für DMA in der Weise, daß die Aufgabe der Erfindung gelöst
wird.
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Die gleichzeitige Übertragung von Daten zwischen einer I/O-Einheit und einer System-
Sammelleitung sowie das Fortschalten eines lokalen Speichers für die Steuerkarte
werden durch Verwendung eines getrennen DMA-Kanals erreicht, dessen DREQ-Signal
aktiviert wird, wenn sowohl das DREQ-Signal aus der Steuereinheit für die geschaltete I/O-
Einheit, als auch das DREQ-Signal aus der Steuereinheit für die System-Sammelleitung
gleichzeitig aktiviert werden. Wenn die Steuereinheit für die DMA anzeigt, daß ein
Datenübertrag dadurch beginnen kann, daß das DACK-Signal, das zu dem Kanal gehört,
über den die Datenübertragung stattfindet, aktiviert wird, werden sowohl das DACK-
Signal für die Steuereinheit der I/O-Einheit als auch das DACK-Signal für die
Steuereinheit der Sammel leitung des Systems aktiviert, und es werden Daten zwischen der I/O-
Einheit und der Sammelleitung des Systems übertragen. Ein gleichzeitiges Fortschalten
des lokalen Speichers der Steuerkarte wird über den normalen Schreib-Speicher-Zyklus
in der Steuereinheit für DMA erzielt.
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Die Erfindung wird nachstehend in Verbindung mit der Zeichnung anhand eines
Blockschaltbildes erläutert, das die Umgebung zeigt, in der die Anordnung nach der
Erfindung arbeitet.
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Ziffer 1 der Zeichnung bezeichnet eine I/O-Einheit, Ziffer 2 eine zugeordnete
Steuereinheit. Die I/O-Einheit list in vorliegender Ausführungsform eine sekundäre
Speichereinheit, obgleich alle I/O-Einheiten, die Daten übertragen können, möglich sind. Die
Steuereinheit 2 ist so ausgelegt, daß sie die Übertragung von Daten zwischen dem
speziellen Interface der I/O-Einheit 1 und einer allgemeinen Interface, die für die Verbindung
mit einer Sammelleitung 14 vorgesehen ist, handhabt, wo ein direkter Speicherzugriff
(DMA) für die Datenübertragung verwendet wird. Der Ausdruck "Interface" dient zur
Bezeichnung sowohl der Schaltungslösungen als auch der Regeln (Protokolle), die für
die Datenübertragung erforderlich sind. Die I/O-Einheit list in vorliegender
Ausführungsform an die Steuereinheit 2 mit der vorstehend angegebenen SCSI-Interface
angeschlossen, obgleich die Verwendung weiterer Interfaces möglich ist.
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Ziffer 3 bezeichnet eine Steuereinheit für eine System-Sammel leitung 13, und Ziffer 4
einen direkt adressierbaren Speicher. Die Speichereinheit 3 ist so ausgelegt, daß sie die
Übertragung von Daten zwischen der System-Sammel leitung 13 und der lokalen
Sammelleitung 14 handhabt, während ein DMA zur Übertragung von Daten verwendet
werden kann. Die Steuereinheit 3 umfaßt einen Durchlaufspeicher (FIFO-Speicher) 3'
für die Stabilisierung der Übertragungsraten zwischen der Sammel leitung 13 des
Systems und der lokalen Sammelleitung 14. In dem in der Zeichnung dargestellten
Beispiel ist die für die System-Sammelleitung 13 verwendete Interface vom Typ EISA
(Extended Industry System Architecture), obgleich die Steuereinheiten für die
Sammelleitungen mit anderen Interfaces verwendet werden können. Der Speicher 4 ist über die
Sammelleitung 14 geschaltet und wird hier als Cache-Speicher verwendet, obgleich
andere Anwendungsmöglichkeiten bestehen.
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Eine Steuereinheit für einen mehrkanaligen DMA ist in der Zeichnung mit 5 bezeichnet,
6 gibt eine Steuereinheit an, die so ausgelegt ist, daß sie die Übertragung von Daten
zwischen der Steuereinheit 2 und der Steuereinheit 3 ermöglicht. Die in der Zeichnung
dargestellte Ausführungsform verwendet drei Kanäle, von denen jeder ein DREQn-
Signal, nämlich auf Leitungen 7, 9 und 11 für DREQ&sub0;, DREQ&sub1; und DREQ&sub2; besitzt, um
anzuzeigen, daß die Steuereinheit, die mit dem Signal verbunden ist, zur Übertragung
von Daten wie auch eines DACK&sub0;-Signales, nämlich auf Leitungen 8, 10 und 12 für
DACK&sub0;, DACK&sub1; und DACK&sub2; bereit ist, die durch die DMA-Steuereinheit 5 aktiviert wird,
wenn eine Übertragung erfolgen soll. Die Steuereinheit 5 verwendet Schreib- und Lese-
Signale WR und RD, die für den lokalen Speicher 4 bestimmt sind.
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Die Übertragung von Daten zwischen der Steuereinheit 2 der I/O-Einheit 1 und der
Steuereinheit 3 der System-Sammel leitung 13 wird durch Aktivieren des DREQ&sub2;-
Signales 11 erzielt, das mit der DMA-Steuereinheit 5 nur dann verbunden ist, wenn die
DREQ&sub0; und DREQ&sub1;-Signale gleichzeitig aktiv sind. Die beiden DACK-Signale, DACK
und DACK&sub2; werden in gleicher Weise aktiviert, wenn die DMA-Steuereinheit 5 das
DACK&sub2;-Signal aktiviert.
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Die Möglichkeit der Übertragung von Daten zwischen zwei DMA-Einheiten, von denen
jede in der Lage ist, nur Daten in den und aus dem einzigen Speicher zu übertragen,
wird somit dadurch erreicht, daß die DMA-Steuereinheit 5 für die Sammelleitungs-
Entscheidung verwendet und die Steuereinheit 6 veranlaßt wird, die DREQ-Signale aus
den beiden Steuereinheiten 2 und 3 so zu synchronisieren, daß die Übertragung von
Daten nur stattfindet, wenn beide Einheiten bereit sind. Ein zweckbestimmter DMA-
Kanal wird für diesen Zweck verwendet. Die Steuereinheit 6 beendet die Übertragung
von Daten in den Fällen, in denen ein lokaler Speicher nicht involviert ist.
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Die Erfindung umfaßt ferner auch andere Anwendungsfälle mit einer DMA-Steuereinheit
und DMA-Hilfsspeichern, die in Verbindung mit einer Steuereinheit für eine System-
Datenleitung verwendet werden. Diese haben dann den Effekt, die Steuerung so zu
ändern, daß eine Übertragung direkt oder indirekt zwischen den Hilfsspeichern stattfindet.
Die DMA-Steuereinheit und die involvierten Hilfsspeicher verhalten sich somit so, als
ob eine normale DMA-Übertragung stattfindet.
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Der Fachmann entnimmt hieraus, daß die Steuereinheit 6 in unterschiedlicher Weise im
Rahmen vorliegender Erfindung so aufgebaut ist, daß sie in der vorbeschriebenen Weise
arbeitet.