-
Bereich der
Erfindung
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft Rechnersysteme, in die beziehungsweise
aus denen bei eingeschaltetem System steckbare Einheiten eingesetzt
oder entfernt werden müssen.
Die Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren und ein System,
die den Austausch oder das Hinzufügen einer solchen Einheit ermöglichen, ohne
dass das System dazu ausgeschaltet werden muss, wodurch Signalstörungen auf
einem Systembus des Rechnersystems vermieden werden, die durch das
Einsetzen im laufenden Betrieb verursacht werden.
-
Beschreibung
der verwandten Technik
-
Verschiedene
Vorrichtungen und Verfahren zum schnellen Verbinden von elektrischen
Schaltungen wie zum Beispiel Schnittstellen von peripheren Einheiten
oder Steuerschaltungen mit Rechnerbussen sind in der Technik bekannt.
In dem Bemühen,
die Auswirkungen des Anschlusses von Einheiten an einen digitalen Bus
so gering wie möglich
zu halten, ging man bisher gewöhnlich
so vor, dass der Bus abgeschaltet oder deaktiviert wurde, so dass
neue Einheiten den Datenfluss auf dem Bus nicht unterbrechen würden. Hierbei
werden bestimmte Steuerschaltungen verwendet, die gewöhnlich einen
Spannungsregler enthalten. Schaltungsverbindungen zum Bus und zur
Strom- und Datenübertragung
werden mittels Steckerleisten ausgeführt. Die Steckerleisten werden
an einer Leiterplatte angebracht, die in einen entsprechenden Steckplatz
zum Anschluss an den Bus eingesteckt wird. Durch das Einsetzen der
Leiterplatte wird ein elektrischer Kontakt zwischen der Steckerleiste
und dem entsprechenden Bussteckplatz hergestellt, wodurch den elektronischen
Komponenten auf der Leiterplatte in einem Arbeitsgang Strom zugeführt und
auch eine Verbindung zwischen der Leiterplatte und dem Bus hergestellt
wird. Für
einen Wechsel von Einheiten im laufenden Betrieb besteht das gängige Verbindungsverfahren
darin, die Länge
von zumindest dem Massekontakt auf der Steckerleiste zu erhöhen, so dass
ein Massekontakt hergestellt werden kann, bevor die anderen Kontakte
elektrisch verbunden werden, damit Spannung angelegt und Datensignale übertragen
werden können.
-
Ein
anderes Konzept für
ein kontrolliertes Einsetzen und Entfernen von Schaltungsmodulen,
die über einen
Bus miteinander verbunden sind, ist aus der US-Patentschrift Nr.
4 835 737 bekannt. Gemäß der Lehre dieser
in Bezug genommenen Schrift wird der Betrieb des Busses während des
Zeitraums, in dem ein Modul in einen an den Bus angeschlossenen
Steckverbinder eingesteckt wird, gesperrt, und nachdem das Modul
eingesteckt worden ist, wird der Bus wieder aktiviert. Wenn das
Modul in einen zugeordneten Steckverbinder eingesteckt werden soll,
wird ein Schalter auf dem Modul betätigt, um über den zugeordneten Steckverbinder
einer Steuerschaltung ein Sperrsignal zu liefern, die den Betrieb
des Busses sperrt. Nachdem das Modul vollständig in den zugeordneten Steckverbinder
eingesteckt worden ist, wird der Schalter in einen zweiten Zustand gebracht,
in dem das Sperrsignal an die Steuerschaltung wieder aktiviert wird.
Folglich gibt die Steuerschaltung den Bus wieder frei, um normale
Operationen durchzuführen.
Jedoch hat die Stilllegung des Busses während des Zeitraums, in dem
ein Modul eingesetzt wird, ernsthafte Nachteile, da es keine elegante
Möglichkeit gibt,
periphere Einheiten oder Eingabe-/Ausgabe-(E/A-) Einheiten während der
durch die Stilllegung bedingten Unterbrechung zu verwalten.
-
Ein
weiterer Lösungsansatz
ist in der der Toshiba Corporation zugewiesenen US-Patentschrift
5 310 998 mit dem Titel "Method
and System for Placing a Bus on Hold During the Insertion/Extraction
of an IC Card Into/From a Computer" offen gelegt, die sich insbesondere
auf tragbare Rechner bezieht, bei denen eine Host-IC-Karte während des
Betriebs des Rechners eingesetzt/entfernt werden muss. In solchen
Rechnersystemen muss gewöhnlich
eine Klappe geöffnet
werden, wenn eine IC-Karte
aus einem IC-Kartenhalter entfernt wird. Eine Erkennungsschaltung
gibt ein Erkennungssignal an eine Bussteuereinheit aus, wenn sie
feststellt, dass die Klappe geöffnet
wird. Nach dem Empfang des Erkennungssignals gibt die Bussteuereinheit
ein Halteanforderungssignal an eine Zentraleinheit (CPU) aus. Als
Antwort auf das Halteanforderungssignal gibt die CPU ein Haltebestätigungssignal
an die Bussteuereinheit aus, nachdem der auszuführende Rechnerprozess abgeschlossen
wurde. Die Bussteuereinheit gibt ein Pufferspeicher-Steuersignal
zur Sperrung eines Pufferspeichers aus, wenn sie das Haltebestätigungssignal
empfängt,
wodurch ein Zugriffssignal von der CPU unterbrochen wird, um einen
Bus anzuhalten. Ein Nachteil dieses Lösungsansatzes besteht darin,
dass keine Vorkehrungen getroffen werden, die verhindern, dass es
zu Störungen
auf dem Bus durch diese Signale kommt, die das System beeinträchtigen,
aber die weitere Verwaltung von peripheren Einheiten während des Einsetzvorgangs
im laufenden Betrieb zulassen. Darüber hinaus ist dieser Lösungsansatz
nicht allgemein auf andere Systeme anwendbar, bei denen ein Gerätewechsel
im laufenden Betrieb möglich
ist. Zum Beispiel legt er die Verwendung einer Klappe fest, über deren
geöffneten
oder geschlossenen Zustand dem System der Fortgang des Gerätewechsels
im laufenden Betrieb angezeigt wird. Er erfordert die Verwendung
eines Pufferspeichers, um die CPU vom Bus zu trennen, auf dem der
Gerätewechsel
im laufenden Betrieb stattfindet.
-
Ein
weiterer Mechanismus, der die Möglichkeit
bietet, einen Systembus stillzulegen, um ihn vor einer Systemstörung zu
schützen,
ist im IBM Technical Disclosure Bulletin, Band 35, Nr. 5, Oktober
1992, Seiten 391 bis 394, mit dem Titel "Method for Card Hot Plug Detection and
Control" offen gelegt.
Das vorgeschlagene Verfahren dient zur Steuerung von Signalunterbrechungen
auf dem Systembus, die als Folge des Einsteckens einer Karte im
laufenden Betrieb auftreten können.
Eine Empfängerschaltung
auf jeder Karte stellt fest, wenn eine Karte eingesetzt wurde und
veranlasst, dass der Systembus stillgelegt wird. Wenn die Karte
vollständig eingesetzt
und eingeschaltet wurde und ansonsten bereit für den Betrieb des Systembusses
ist, darf der Systembus betrieben werden. wenn das Entfernen der
Karte über
einen Service-Bus festgestellt wird, kann der Systembus wieder stillgelegt
werden.
-
Aus
dem IBM Technical Disclosure Bulletin, Band 29, Nr. 7, Dezember
1986, Seite 2877, ist eine Schaltungselektronik bekannt, die es
ermöglicht,
eine Datenbandkassette im laufenden Betrieb in eine Datenstation
einzulegen, ohne den Betrieb der Datenstation zu stören. Andere
Schaltungen sind in dieser Elektronik enthalten, um den Anschluss
der Bandkassette vom Adress-, Daten- und Steuerbus zu trennen, mit
denen er logisch verbunden ist. Die Pufferspeicherschaltungen sind
zwischen dem Anschluss der Bandkassette und den Bussen angeordnet,
um Störungen
auf den Bussen zu vermeiden. Der Pufferspeicher wird in einem hochohmigen
Zustand gehalten, sofern nicht das Vorhandensein der Bandkassette
durch ein Unterbrechungssignal angezeigt wurde, das direkt einem
Mikroprozessor zugeführt
wird.
-
Eine
verbesserte Schaltung, die im laufenden Betrieb angeschlossen werden
kann, ist des Weiteren in der US-Patentschrift
Nr. 5 432 916 mit dem Titel "Precharge
for Non-Disruptive
Bus Live Insertion" offen
gelegt, die der IBM Corporation zugewiesen wurde. Diese in Bezug
genommene Schrift beschreibt den im laufenden Betrieb erfolgenden
Anschluss einer elektrischen Schaltung in einem getrennten, nicht
stillgelegten Signalnetzwerk in einem aktiven System wie zum Beispiel
einem digitalen oder analogen Bus. Das vorgeschlagene erfindungsgemäße Konzept
besteht im Hinzufügen
eines Konditionierungsnetzwerks, um die elektrische Schaltung so
zu konditionieren, dass sie im laufenden Betrieb angeschlossen werden
kann, indem die parasitären
Eingangskapazitäten
der elektrischen Schaltung teilweise aufgeladen werden, bevor sie
im laufenden Betrieb angeschlossen wird. Durch das vorherige Aufladen
der parasitären
Eingangskapazitäten
sollen vorübergehende
elektrische Auswirkungen auf das aktive System so gering wie möglich gehalten
werden. Gemäß diesem Lösungsansatz
wird jede steckbare Einheit vorher aufgeladen; der Bus selbst wird
nicht konditioniert.
-
Wenn
eine elektrische Schaltung wie zum Beispiel eine Leiterplatte im
laufenden Betrieb in ein Signalnetzwerk eines analogen oder digitalen
Systems eingesetzt wird, kann die Signalspannung des aktiven Systems
HIGH oder LOW sein oder sich in einem Übergang zwischen diesen beiden
Zuständen
befinden. Es ist in einem aktiven System nicht möglich, dass man den exakten
Spannungspegel, den man antreffen wird, kennt. Somit kann der Anschluss
der Leiterplatte an einen analogen oder digitalen Bus erfolgen,
wenn sich die Systemsignale in irgendeinem der vorstehend genannten
Zustände
befinden.
-
Ein
speziellerer Lösungsansatz,
mit dem verhindert werden soll, dass Störungen auf einer Busleitung erzeugt
werden, wenn eine an einen Bus angeschlossene Substratplatte, d.h.
eine steckbare Einheit, im aktiven Zustand eines Rechnersystems
eingesetzt oder entnommen wird, ist in der veröffentlichten japanischen Patentschrift
Nr. JP 05-127777 mit dem Titel "Substrate
Insertion and Extraction in Hot-Line State" offen gelegt, die der Fujitsu Ltd.
zugewiesen wurde. Die Substratplatte ist mit einem ersten Steckverbinder
und mit einem zweiten Steckverbinder versehen. Über den ersten Steckverbinder
wird die Substratplatte an den Bus einer CPU und an eine Stromquelle
angeschlossen, wobei der zweite Steckverbinder zum Anschluss der
Substratplatte an eine Stromversorgung dient. Ferner gibt es einen
Schalter, der zu dem Zeitpunkt betätigt wird, zu dem die Substratplatte
im aktiven Zustand eingesetzt oder entnommen wird, eine Unterbrechungsauslöseschaltung,
die eine Unterbrechung an die CPU auslöst, wenn der Schalter betätigt wird,
sowie erste und zweite Anschluss-/Trennungserkennungsschaltungen.
Die erste dieser Schaltungen erzeugt ein erstes Steckverbinder-Anschluss-/-trennsignal,
wenn der erste Steckverbinder angeschlossen wird; die zweite Schaltung
erzeugt ein zweites Steckverbinder-Anschluss-/-trennsignal, wenn
der zweite Steckverbinder angeschlossen wird. Im Einzelnen ist eine
Bustreiber-Steuerschaltung bereitgestellt, die mit den vorstehend
genannten Steckverbindersignalen einen Bustreiber in einem hochohmigen
Zustand hält.
Darüber
hinaus ist ein Schreibregister bereitgestellt, das die Genehmigung
zum Einsetzen oder zur Entnahme der CPU im aktiven Zustand hält und ein Einsetz-/Entnahme-Genehmigungssignal
erzeugt. wenn die CPU die Genehmigung zum Einsetzen oder zur Entnahme
in aktiven Zuständen
erteilt, wird der Buszugriff gestoppt. Somit hängt der Gegenstand dieser veröffentlichten
Patentschrift ebenfalls davon ab, dass der Bus angehalten und während des
Einsetzvorgangs im laufenden Betrieb in einen hochohmigen Zustand
versetzt wird. Es gibt jedoch keine zusätzlichen Vorkehrungen, die
für Störfestigkeit
sorgen. Entsprechend der in der vorstehend angeführten US-Patenschrift Nr. 5
310 998 verwendeten Klappe wird ein Schalter verwendet, um den Betrieb
der CPU zu unterbrechen.
-
Ein
anderer Lösungsansatz,
bei dem der Bus auf HIGH-Pegel gesetzt wird, ist in der veröffentlichten japanischen
Patentanmeldung Nr. JP 02-094271 mit dem Titel "Interface Package" offen gelegt, die der NEC Corporation
zugewiesen wurde. Um nachteilige Auswirkungen auf den Bus zu verhindern,
wird insbesondere vorgeschlagen, Steckerstifte mit zwei unterschiedlichen
Längen
zu verwenden und den Busausgang auf einen offenen HIGH-Pegel zu
setzen. Die oberen Stifte und die unteren Stifte eines Schnittstellenpakets
(interface package (IP)) werden als lange Stifte gesetzt; die dazwischen
liegenden Stifte werden als kurze Stifte gesetzt. Ein bestimmter
Stift der langen Stifte wird als Stromanschluss zugeordnet, er wird
zuerst in Kontakt gebracht, wenn das IP eingesetzt wird, und er
wird als letztes getrennt, wenn das IP entfernt wird. Die langen
Stifte werden für
eine integrierte Stromabschalterkennungsschaltung (Stromabschalterkennungs-IC)
und eine integrierte Pufferspeicherschaltung (Pufferspeicher-IC) ausgelegt. Wenn
das IP eingesetzt wird, wird die integrierte Erkennungsschaltung
betrieben, sobald der Anschluss in Kontakt mit dem IP gebracht wird,
und der Ausgang der Pufferspeicher-IC wird auf einen offenen HIGH-Pegel
gesetzt. Daher kann der Bus bei dieser Erfindung im Verlauf des
Einsetzvorgangs im laufenden Betrieb auf einen offenen HIGH-Pegel
gezogen werden. Im Gegensatz zu einer Klappe, wie sie in der US-Patentschrift
5 310 998 verwendet wird, oder einem Schalter, wie er in der japanischen
Patentschrift
JP 05-127777 verwendet
wird, erfolgt die Abfolgesteuerung während des Einsetzvorgangs im
laufenden Betrieb mit verschieden abgestuften Stiftlängen. Die
Abfolgesteuerung mit abgesetzten Stiftlängen steht bei der vorliegenden
Erfindung jedoch nicht zur Diskussion.
-
Die
US-Patentschrift Nr. 5 581 712 legt ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Handhabung des Einsetzens von CPU- und E/A-Karten in ein Rechnersystem im laufenden
Betrieb offen, indem einem Bus eines Rechnersystems Schaltungselektronik
und Logik bereitgestellt werden, die das Bussteuerungsmodul in eine CPU- oder E/A-Karte einsetzen
und den Zuteilungsentscheidungsprozess des System-Testmasters gewinnen, der
von einer im laufenden Betrieb eingesetzten und erfolgreich selbst
getesteten CPU- oder E/A-Karte eingeleitet wurde.
-
Die
US-Patentschrift Nr. 5 564 024 legt eine Vorrichtung offen, um periphere
Einheiten an einen eingeschalteten Bus anzuschließen und
von diesem zu trennen. Während
des Normalbetriebs der peripheren Einheit stellt die Leiterbahn
korrekte Signalpegel auf den benötigten
Signalleitungen bereit. Bei einer solchen Anordnung kann eine periphere
Einheit an einen eingeschalteten Bus angeschlossen und von diesem
getrennt werden, ohne dass die Betriebsstromzufuhr des Busses unterbrochen
werden muss.
-
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
-
Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und ein
System bereitzustellen, die es ermöglichen, eine steckbare Einheit
auszutauschen oder hinzuzufügen,
ohne dass das zugrunde liegende Rechnersystem ausgeschaltet werden
muss.
-
Eine
weitere Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens
und Systems zum Einsetzen von steckbaren Einheiten im laufenden
Betrieb, die weitgehend unabhängig
von den Eigenschaften eines zugrunde liegenden Bussystems sind und
es somit gestatten, das System nachträglich um die Fähigkeit,
steckbare Einheiten während
des Betriebs einzusetzen, zu erweitern, und die das Einsetzen von
steckbaren Einheiten während
des Betriebs in einen Systembus ermöglichen, der nicht so ausgelegt
ist, dass er das Einsetzen von steckbaren Einheiten während des
Betriebs unterstützt.
-
Eine
weitere Aufgabe ist die Bereitstellung eines Verfahrens und Systems
zum Einsetzen von steckbaren Einheiten im laufenden Betrieb, die
Störungen
auf dem Systembus eines Rechnersystems vermeiden, die durch ungeladene
Kapazitäten
auf einer steckbaren Einheit verursacht werden.
-
Gemäß einer
Erscheinungsform der Erfindung wird ein Verfahren zum Einsetzen
von steckbaren Einheiten in ein Datenverarbeitungssystem im laufenden
Betrieb bereitgestellt, wobei das System einen Prozessor, einen
Speicher und mindestens einen Steckplatz zur Aufnahme einer steckbaren
Einheit hat, wobei der Prozessor, der Speicher und der Steckplatz über einen
gemeinsamen Bus direkt miteinander verbunden sind, über Schaltungselektronik
verfügt,
um das Einsetzen oder Entfernen der steckbaren Einheit in den beziehungsweise
aus dem Steckplatz festzustellen, sowie eine Bussteuereinheit (33,
um den Betrieb des Busses zu steuern, wobei das Verfahren durch
die folgenden Schritte gekennzeichnet ist: Feststellen von mindestens einem
auf Down-Pegel liegenden
aktiven Steuersignal, das auf dem Bus übertragen wird und das, wenn
es aktiviert wird, einen Zustand auf dem Bus erzeugt, in dem keine
Busoperationen durchgeführt
werden; Feststellen eines Start- und eines Endezeitpunktes in Verbindung
mit dem Einsetzen oder Entfernen der steckbaren Einheit in den beziehungsweise
aus dem Steckplatz; Einstellen der Busaktivität mindestens in einem Zeitintervall
zwischen dem Startzeitpunkt und dem Endezeitpunkt; und mindestens
in einem Zeitintervall zwischen dem Start- und dem Endezeitpunkt
Setzen des auf Down-Pegel liegenden aktiven Steuersignals des Systembusses
auf einen LOW-Pegel.
-
Gemäß einer
weiteren Erscheinungsform der Erfindung werden Bus-Pseudooperationen,
d.h. Nulloperationen (NOOPs), erzeugt, so dass normale Systemfunktionen
nicht beeinträchtigt
werden. Der Begriff "Bus-Pseudooperationen" legt den Zustand
des Busses fest, der sich ergibt, nachdem die erforderliche Teilgruppe
von Steuersignalen auf aktive Down-Pegel gesetzt worden ist.
-
Darüber hinaus
stellt die Erfindung ein Datenverarbeitungssystem, in dem das vorstehende
methodische Konzept umgesetzt wird, sowie ein Werkzeug zum Einsetzen
von steckbaren Einheiten im laufenden Betrieb bereit, das an das
Rechnersystem angeschlossen werden kann, um das Einsetzen/Entfernen
von steckbaren Einheiten im laufenden Betrieb zu ermöglichen.
-
Die
Fähigkeiten
gemäß der vorliegenden
Erfindung, die ein Einsetzen von steckbaren Einheiten im laufenden
Betrieb gestatten, ermöglichen
den Austausch oder das Hinzufügen
von steckbaren Einheiten, ohne dass das System ausgeschaltet werden
muss. Dies wiederum verbessert die Eigenschaft der dauernden Verfügbarkeit
des Systems, indem ein fortlaufender Betrieb während Service-, Austausch-
oder Hardwarenachrüstoperationen
ermöglicht
wird. Es sei ausdrücklich
erwähnt,
dass die Punkte der Beeinträchtigung
der Unversehrtheit von Bussignalen sowie möglicher nachteiliger Auswirkungen
auf das System dennoch von Belang sind, obgleich der Systembus während des
Einsetzens oder Entfernens einer Karte im laufenden Betrieb stillgelegt
werden kann. Dies ist deshalb so, weil die ungeladene Kapazität eines
Signals auf einer Karte, die eingebaut wird, für das entsprechende Signal des
Systembusses einen kurzzeitigen Kurzschluss nach Masse darstellt.
-
Darüber hinaus
hat die Erfindung die folgenden weiteren Vorteile gegenüber dem
Stand der Technik. Erstens ermöglicht
sie das Einsetzen von steckbaren Einheiten im laufenden Betrieb,
ohne dass es zu verhängnisvollen
Störungen
kommt, während
sie gleichzeitig die Unversehrtheit von Signalen für Systembusse oder
standardmäßige Bussysteme
(Busarchitekturen) wahrt, die nicht ausdrücklich so ausgelegt sind, dass
sie das Merkmal des Einsetzens und Entfernens von Karten im laufenden
Betrieb unterstützen,
wie zum Beispiel der IBM Micro Channel; der IBM GHBA Adapter Bus
(GAB), eine für
die Generic High Bandwidth Architecture (GHBA) festgelegte Busarchichtektur,
die zur Verbindung von GHBA-Adaptern dient und von IBM für die schnelle
Paketvermittlung entwickelt wurde; der Peripheral-Component-Interconnect-(PCI-)Busstandard;
der spezielle VME/VME64-(Versa-Module-Eurocard-)Systembusstandard
sowie die ISA- und EISA-Busspezifkationen, auf die diese Erfindung
ebenfalls anwendbar ist. Daher ist sie von den Eigenschaften des
zugrunde liegenden Systembusses weitgehend unabhängig, wenn sie es gestattet,
dass die Möglichkeit
des Einsetzens von Einheiten im laufenden Betrieb in der Weise genutzt
wird, dass solche Einheiten hinzugefügt werden, was mit einem gesonderten
Werkzeug vorgenommen werden kann, wie vorstehend erwähnt wurde.
Auch bedarf es keiner Änderungen
der Logik der Systembus-Schnittstelle der jeweiligen steckbaren
Einheiten, damit sie im laufenden Betrieb eingesetzt werden können. Außerdem ist
die Lösung
auf standardmäßige und
allgemein verfügbare
Busse anwendbar, bei denen keine umfangreichen Änderungen an deren Ausgestaltung
vorgenommen werden müssen.
Deshalb ist die vorgeschlagene Lösung
von der Software unabhängig,
die in dem zugrunde liegenden System ausgeführt wird, da die notwendige
Hardware gleich wie bei anderen Busmastern funktioniert, d.h., außer Konfigurationsänderungen
sind keine Änderungen
an der Software erforderlich. Weitere Vorteile der Erfindung gegenüber dem
Stand der Technik werden später
erörtert
oder gehen aus der folgenden ausführlichen Beschreibung hervor.
-
KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
-
1 veranschaulicht schematisch
die Auswirkung auf ein Bussignal, das in einem HIGH-Zustand vorübergehend
gesperrt wird und bei dem eine Störung durch das Einsetzen einer
steckbaren Einheit im laufenden Betrieb dadurch verursacht wird,
dass eine ungeladene Kapazitätslast,
die durch eine dynamisch eingesetzte Funktionskarte dargestellt
wird, angeschlossen wird;
-
2 ist ein Blockschaltbild,
das Komponenten eines Datenverarbeitungssystems gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
-
3 ist ein Flussdiagramm,
das eine bevorzugte Prozedur zum Einsetzen einer Funktionskarte
in ein Bussystem beziehungsweise deren Entfernung aus einem Bussystem
veranschaulicht;
-
4 ist eine Prinzipdarstellung,
die mechanische Erkennungselemente für die Anzeige des Einsetz-/Entfernungsvorgangs
einer Funktionskarte zeigt;
-
5 ist ein ausführlicheres
Blockschaltbild der Systembus-Steuereinheit
(System Bus Controller (SBC)) und der Bussteuereinheit für das Einsetzen
von steckbaren Einheiten im laufenden Betrieb (Live Insertion Bus
Controller (LIBC)), die in 2 gezeigt
sind; und
-
die 6 bis 9 sind Zeitdiagramme, die beispielhafte
Busprotokolle mit Bezug auf verschiedene Umgebungen zur Anwendung
der Erfindung zeigen, in denen das Einsetzen einer Funktionskarte
im laufenden Betrieb über
eine Micro Channel Interface, eine GAB-Schnittstelle, eine PCI-Schnittstelle
beziehungsweise eine VME-Busschnittstellenarchitektur erfolgt.
-
AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
-
Eine
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird nun ausführlich mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben.
-
Der
obere Teil der in 1 gezeigten
Prinzipdarstellung zeigt eine typische Situation, in der ein Bussignal 10 vorübergehend
in einen HIGH-Ruhezustand 11 gegen über der Signalmasse 12 gebracht
wird. Die gezeigte Signalstörung 13 gegen
Signalmasse wird durch das Einsetzen einer steckbaren Einheit in
den stillgelegten Systembus verursacht. Es sei erwähnt, dass
die Punkte der Beeinträchtigung
der Unversehrtheit von Bussignalen sowie möglicher nachteiliger Auswirkungen
auf ein Rechnersystem von Belang sind, obgleich der Systembus während des
Einsetzens und/oder Entfernens einer Karte im laufenden Betrieb "stillgelegt" ("quiesced") werden kann.
-
Im
unteren Teil der Darstellung gibt es einen Systembus 20,
an den über
die Leitungen 23, 24 bereits zwei Einheiten 21, 22 angeschlossen
sind und an den eine weitere Einheit 25 angeschlossen wird.
All diese Einheiten umfassen Treiber-(DRV- und Empfangs-(RCV-)Signalleitungen
und auf diesen ungeladene Kapazitätslasten (CLx, CLy, CLz) gegen
Masse. Diese ungeladene Kapazität
oder Stromsenke, die eingeführt
wird, stellt für
das entsprechende Signal des Systembusses einen kurzzeitigen Kurzschluss
nach Masse dar. Wenn die Einheit 25 in einen Steckverbinder
des Systems eingesteckt und auf diese Weise an den Systembus angeschlossen
wird, hat dieser Einsetzvorgang zur Folge, dass es zu falschen Schaltvorgängen bei
den Signalen auf dem stillgelegten Systembus auf einem hohen Pegel
kommt. Diese Signalstörung
ist im oberen Teil der Darstellung veranschaulicht.
-
Es
ist erwähnenswert,
dass das Einsetzen von steckbaren Einheiten im laufenden Betrieb
keine falschen Schaltvorgänge
an einem Signal auf einem Down-Pegel oder auf Masse verursacht,
d.h., bei den meisten bekannten Systembussen sind die kritischen
Steuersignale auf einem "Down-Pegel" aktiv. Dies bedeutet, dass
die kritischen Steuersignale einen negativeren Pegel aufweisen müssen, d.h.
einen Pegel nahe Signalerde, um Busoperationen zu steuern.
-
2 zeigt die Basiskomponenten
der bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung, bei der die vorstehend erwähnte Funktionalität in Form
einer getrennten Bussteuereinheit für das Einsetzen von steckbaren Einheiten
im laufenden Betrieb (Live Insertion Bus Controller (LIBC)) 30,
die Schnittstellen 31 zu einem Systembus 32 eines
Datenverarbeitungssystems hat, und einer vorhandenen Systembus-Steuereinheit
(System Bus Controller (SBC)) 33 realisiert ist. Obgleich
die Funktion der LIBC in dieser Ausführungsform als eine getrennte
Einheit gezeigt ist, ist es auch denkbar, sie in die SBC zu integrieren.
In der in 2 gezeigten
Ausführungsform
sind vier steckbare Einheiten 34 bis 37, die Funktionskarten
(FCs) darstellen, von denen jede elektronische Schaltungen enthält, an den
Systembus angeschlossen oder können
an ihn angeschlossen werden.
-
In
jedem Fall muss es ein gewisses Maß an Koordination zwischen
dem Betrieb der SBC 33 und der LIBC 30 geben,
wie durch eine Schnittstelle 38 zwischen ihnen angezeigt
ist. Wie später
ausführlicher
erörtert wird,
betrifft diese Koordination beispielsweise die Unterbrechung von
Systembus-Zeitablauf-
und -Überwachungsoperationen,
während
die Funktionskarte eingesetzt/entfernt wird. Gemäß dieser Ausführungsform wird
diese Schnittstelle insbesondere verwendet, um sowohl Zugriff auf
den Systembus zu erlangen, zum Beispiel über einen gewöhnlichen
Systemzuteilungsentscheidungsmechanismus, als auch um für die Dauer
des Einsetz-/Entfernungsvorgangs der steckbaren Einheit im laufenden
Betrieb Systembus-Zeitablauf-/-Überwachungsoperationen
zu unterbrechen oder um Fehlermelde- und Wiederherstellungsaktionen zu unterbinden, die
die Folge einer Zeitüberschreitung
sein könnten.
-
In
der bevorzugten Ausführungsform
erfolgt ein Anschluss der Bussteuereinheit für das Einsetzen von steckbaren
Einheiten im laufenden Betrieb (LIBC) 30 nur an kritische
Systembus-Steuersignale,
die von der Signalstörung
betroffen sind, d.h. an einen Teilsatz dieser Signale und insbesondere
an einen Teilsatz von auf einem Down-Pegel aktiven Steuersignalen,
die bestimmen, welche Systembus-Pseudooperationen durchgeführt werden
sollen.
-
Das
Flussdiagramm in 3 zeigt
bevorzugte Verfahrensschritte zum Einsetzen (und Entfernen) einer Funktionskarte
in ein und aus einem Bussystem im laufenden Betrieb. Die LIBC 30 erlangt über ihre
Schnittstelle zur Systembussteuereinheit (SBC) 33 Zugriff
auf den Systembus (Block 41), nachdem ihr von dem Mechanismus
für das
Einsetzen von steckbaren Einheiten im laufenden Betrieb, der zu
einer Funktionskarte (FC) gehört,
signalisiert wurde, dass die FC gerade eingesetzt oder entfernt
wird (Block 40). Nachdem die LIBC Zugriff auf den Systembus
erlangt und dessen Steuerung übernommen
hat, versetzt die LIBC einen Teilsatz des Satzes von Steuersignalen
des Systembusses (Block 42) in einen Zustand, der unempfindlich
gegen Signalstörungen
durch das Einstecken/Entfernen ist und in dieser Ausführungsform
auf einem der Masse entsprechenden Pegel liegt. Parallel dazu unterbricht
die LIBC laufende Zeitablauf- und Überwachungsoperationen (Block 43),
die von der SBC gerade durchgeführt
werden. Wenn die LIBC benachrichtigt wird, dass der Einsetzvorgang
abgeschlossen ist (Block 44), erhält die SBC wieder die Steuerung
des Systembusses (Block 45). Dieselben Verfahrensschritte
werden im Falle des Entfernens einer FC durchgeführt. Weitere Aspekte der Verfahrensschritte
werden mit Bezug auf 5 deutlich,
die die SBC-LIBC-Schnittstelle
ausführlicher
zeigt.
-
Es
wird daher ein Mechanismus benötigt,
der den Start- und den Endezeitpunkt festlegt und steuert, zu dem
die LIBC als Master die Hoheit über
den Systembus erhält.
Wie bereits erwähnt
wurde, muss die LIBC von den Funktionskarten oder von Mechanismen,
die zu den Funktionskarten gehören,
Signale empfangen, die den Stand des Einsetzens der Funktionskarte
im laufenden Betrieb anzeigen. In dieser Hinsicht wird auf zwei
vorstehend erwähnte
Veröffentlichungen
zum Stand der Technik verwiesen, d.h. JP 02-094271 und
US 4 835 737 , die beide durch Bezugnahme
Bestandteil hiervon sind. Die bekannten Lösungsansätze stellen lang und kurz abgestufte
Kontaktstifte im Zielsteckverbinder der Funktionskarte bereit, um
eine elektrische Verbindung zwischen einer Funktionskarte und dem
Systembus herzustellen. Der Zeitpunkt, zu dem eine Funktionskarte
gleich eingesetzt werden wird oder bereits vollständig entfernt
wurde, kann durch einen langen Kontaktstift oder ein entsprechendes
Mittel angezeigt werden. Wenn eine Funktionskarte vollständig eingesteckt
worden ist oder gleich entfernt werden wird, kann dies entsprechend
durch einen kurzen Kontaktstift oder ein entsprechendes Mittel angezeigt
werden.
-
In
der bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung werden neben dem für
den Anschluss an den Systembus verwendeten Stift 52 zusätzliche
Kontaktstifte 50, 51 bereitgestellt, die es ermöglichen,
das Einsetzen einer Funktionskarte 53 anzuzeigen, bevor
der interne Bus der Funktionskarte und der Systembus miteinander verbunden
werden. Dies ist mit Bezug auf 4 veranschaulicht.
Der Beginn des Einsetzvorgangs wird von einem langen Kontaktstift 50 festgestellt,
wohingegen das Ende des Einsetzvorgangs von einem kurzen Stift 51 angegeben
wird. In dem Fall, in dem eine Funktionskarte entfernt wird, haben
die beiden Stifte die jeweils umgekehrte Funktion. Andere Verfahren
beinhalten mechanische Schalter, die vor Einsetzoperationen aktiviert werden,
Kartenerfassungsmechanismen oder eine Kombination dieser Verfahren.
Die Mindestanforderungen sind ein für die LIBC ausreichender Zeitraum
für den
Erwerb des Systembusses, bevor ein Kontakt mit den Stiften der Karte
hergestellt oder unterbrochen wird, und die Angabe, wann diese Operationen
abgeschlossen sein können,
nachdem die Karte richtig platziert oder vollständig aus dem System entfernt
worden ist. Es sei erwähnt,
dass diese zeitliche Anforderung gewöhnlich abhängig von der Schnelligkeit
ist, mit der eine Funktionskarte im laufenden Betrieb eingesetzt
wird.
-
5 ist ein ausführlicheres
Blockschaltbild einer Systembus-Steuereinheit (SBC) 60 und
einer Bussteuereinheit für
das Einsetzen von steckbaren Einheiten im laufenden Betrieb (LIBC) 61 gemäß der bevorzugten
Ausführungsform.
Sie zeigt die Einzelheiten einer Steuerlogik für eine SBC 60, eine
LIBC 61 und eine Funktionskarte 62 in dieser Ausführungsform.
Diese Logikkomponenten werden über
einen Systembus 63 und eine bidirektionale Schnittstelle 65 zwischen
der SBC und der LIBC miteinander verbunden. In der LIBC halten Pull-up-Widerstände 'R1' und 'R2' die Signale 'Start' 66 beziehungsweise 'Ende' 67 auf
HIGH (H), bis sie auf LOW (L) gezogen werden, indem sie über entsprechende
lange Stiftverbindungen (LP) 69 oder kurze Stiftverbindungen
(SP) 70 auf der Funktionskarte 62, die gerade
im laufenden Betrieb in das System eingesetzt oder aus ihm entfernt
wird, an die Logikmasse des Systems ('System Logic Ground') 68 gelegt werden. Man beachte,
dass es alternative Ausführungen
der Start/Ende-Funktion gibt. Wenn für die Funktionskarte eine Spannung zur
Verfügung
steht, die auf einem langen Stift zugeführt wird, der zur Stromversorgung
von Logikschaltungen verwendet werden kann, kann ein Signal realisiert
werden, das beim Start des Vorgangs abfällt (oder ansteigt) und am
Ende des Vorgangs ansteigt (oder abfällt).
-
Eine
Decodierlogik 81 decodiert den Start- und Endezustand wie
folgt
-
-
Eine
LIBC-Steuerlogik 74 für
buskritische Signale (LIBC Bus Critical Signal Control logic) aktiviert
eine Busanforderung ('Bus
Request') 71 an
eine SBC-Buszuteilungsentscheidungssteuerlogik
(SBC Bus Arbitration Control logic) 72, wenn der Zustand
der Start/Ende-Decodierung anzeigt, dass gerade eine Funktionskarte
eingesetzt oder entfernt wird. Wenn die Buszuteilungsentscheidungssteuerlogik 72 auf
die Busanforderung 71 mit einer Busbewilligung ('Bus Grant') 73 antwortet,
die anzeigt, dass die LIBC 61 die Steuerung des Busses 63 übernehmen
darf, prüft
die LIBC-Steuerlogik
für buskritische
Signale 74 den Zustand der "buskritischen" Signale (gegebenenfalls entsprechend
der Spezifikation des jeweiligen Busses) und aktiviert ein LIBC-Unterbrechungssignal
('LIBC Interrupt') oder ein LIBC-Anforderungssignal
('LIBC Request') 75. Das
Signal 'LIBC-Unterbrechung/Anforderung' 75 zeigt
einer SBC-Systemunterbrechungs-
und -anforderungssteuerlogik (SBC System Interrupt & Request Control
logic) 76 an, dass alle Zeitablauf- oder Überwachungsfunktionen
während des
Zeitraums eingestellt werden sollten, in dem die LIBC 61 die
Steuerung des Busses 63 übernimmt. Zudem bewirkt das
LIBC-Unterbrechungs-/-Anforderungssignal 75,
dass mehrere Bustreiber-(Bus-Drv-)Schaltungen 77, 78,
die mit der Steuerlogik 74 für buskritische Signale verbunden
sind, auf Masse oder einen Signalpegel "LOW" gelegt
werden. Diese Bustreiberschaltungen 77, 78 sind
die gleichen wie diejenigen, die zur Realisierung des betreffenden
Systembusses festgelegt wurden (z.B. TTL mit drei Zuständen, TTL
mit offenem Kollektor, PCI-Bustreiber usw.). Die "buskritischen" Signale liegen somit
auf Masse oder auf einem Signalpegel "LOW",
bevor die Funktionskarte 62 an die Bussignale angeschlossen
oder von diesen getrennt wird. Eine Funktionskartenbuslogik 79 signalisiert
die Verbindung mit dem Systembus 63 über Stifte mittlerer Länge (MP) 80,
die während
des Einsetzens der Karte nach den langen Stiften (LP) 69 eine
Verbindung herstellen und während
des Entfernens der Karte nach den kurzen Stiften (SP) 70 die
Verbindung trennen.
-
Wenn
die Start/Ende-Decodierlogik 81 anzeigt, dass das Einsetzen
oder Entfernen einer Karte 62 im laufenden Betrieb abgeschlossen
wurde (d.h., anstelle von "Karte
wird gerade eingesetzt/entfernt" wird "Funktionskarte ist
vorhanden oder Funktionskarte ist nicht vorhanden" angezeigt), deaktiviert
die Steuerlogik 74 für buskritische
Signale daraufhin ihre 'Unterbrechungsanforderung', die es den 'buskritischen' Signalen ermöglicht,
in einen inaktiven Zustand zurückzukehren,
und sie deaktiviert auch ihre 'Busanforderung'.
-
Eine
SBC 60 führt üblicherweise Überwachungsfunktionen
aus, um Situationen zu erkennen, in denen der Systembus hängt oder
von einer bestimmten Einheit dominiert wird. Im Falle einer Zeitüberschreitung
erzeugen gewöhnlich
ausgeführte Überwachungsfunktionen
ein "Systemrücksetz"-Signal oder ein "Maschinenfehlerrücksetz"-Signal. Da der Zeitraum
für das
Einsetzen einer Funktionskarte im laufenden Betrieb von der Schnelligkeit
bestimmt wird, mit der die Funktionskarte eingesetzt beziehungsweise
entfernt wird, und da dies ein verhältnismäßig langer Zeitraum sein kann,
ist es gegebenenfalls notwendig, dass manche SBCs den Überwachungszeitgeber
während
des Kartenwechsels im laufenden Betrieb deaktivieren.
-
Ein
weiteres besonderes Merkmal der Erfindung besteht darin, dass nur
kritische Steuersignale, d.h. Signale, die auf einem Down-Pegel
aktiv und daher anfällig
für ungeladene
Signalleitungskapazitäten
(Kurzschluss nach Masse) sind, die durch das Einsetzen einer steckbaren
Einheit in das Bussystem eingeführt
werden, auf einen aktiven oder Down-Pegel gesetzt werden, wodurch
der Systembus unempfindlich gegen Störungen wird, die durch das
Einsetzen einer solchen Einheit im laufenden Betrieb verursacht
werden. Es sei ausdrücklich
erwähnt,
dass die kritischen Steuersignale bei verschiedenen Busarchitekturen
auch völlig
unterschiedlich sind. Hinsichtlich der Steuersignale von mehreren
Busarchitekturen wird auf die 6 bis 9 und die folgende Beschreibung
verwiesen.
-
Micro-Channel-Busumgebung
-
Während des
Einsetzens oder der Entnahme der Funktionskarte wird die Steuerung
des Systembusses der LIBC übergeben.
Nachdem eine Funktionskarte vollständig in das System eingesetzt
oder aus ihm entfernt wurde, wird die Steuerung wieder an die SBC
zurückgegeben.
Im Grunde entspricht die LIBC einem speziellen Busmaster mit Funktionen,
die es ihm ermöglichen,
den Bus während
des Einsetzens von steckbaren Einheiten im laufenden Betrieb zu
steuern und die Systemintegrität
zu gewährleisten.
Durch diese spezielle Funktionalität des Busmasters kann die Erfindung
insbesondere auf Busse angewendet werden, die nicht für das Einsetzen
von steckbaren Einheiten im laufenden Betrieb ausgelegt sind, um
sie um diese Funktion zu erweitern.
-
6 zeigt den zeitlichen Verlauf
der kritischen Steuersignale während
des Einsetzens von steckbaren Einheiten im laufenden Betrieb beim
Micro Channel während
Pseudooperationen der LIBC. In dieser Architekturumgebung sind die
kritischen Steuersignale:
-
- -ADL (-Address Decode Latch) Dieses Signal wird vom steuernden
Busmaster gesteuert und als ein für den untergeordneten Bus (Bus-Slave)
komfortables Mittel zur Zwischenspeicherung von Adressdecodierungen und
Statusbits auf dem Micro-Channel-Bus
bereitgestellt.
- -REFRESH Dieses Signal wird von der Systemlogik gesteuert und
dient zur Anzeige, dass eine Speicherauffrischoperation im Gang
ist. Untergeordnete Speichereinheiten, die keine Auffrischoperationen
durchzuführen brauchen,
brauchen dieses Signal nicht zu empfangen.
- -CMD (- Command) Dieses Signal wird von dem steuernden Busmaster
gesteuert und dient zur Festlegung, wann Daten auf dem Datenbus
gültig
sind. Die fallende Flanke dieses Signals zeigt das Ende des Buszyklus an.
Dieses Signal zeigt dem Bus-Slave an, wie lange Daten gültig sind.
Während
Schreibzyklen sind die Daten so lange gültig, wie -CMD aktiv ist. Während Lesezyklen
sind die Daten nach der steigenden Flanke, aber vor der fallenden
Flanke von -CMD gültig
und werden so lange auf dem Bus gehalten, bis -CMD inaktiv wird.
Untergeordnete Busse (Slaves) können
bei steigender Flanke von -CMD Adress- und Statusinformationen zwischenspeichern.
- -S0, -S1 (-Status 0, -Status 1) Diese Statussignale werden von
dem steuernden Busmaster gesteuert, um den Start eines Datenübertragungszyklus
anzuzeigen, und sie geben auch die Art der Datenübertragung an. Wenn sie mit
M/-IO (Speicher/-Eingabe Ausgabe) verwendet werden, werden Speicherlese-
oder -schreibzyklen von E/A-Lese-
oder Schreibzyklen unterschieden. Diese Signale werden nach Bedarf
vom Bus-Slave zwischengespeichert, wobei die steigende Flanke von
-CMD oder die steigende Flanke von -ADL verwendet wird.
- -ARB/-GNT (Arbitrate/-Grant) Nur der zentrale Zuteilungsentscheidungssteuerpunkt
steuert dieses Signal. Der Übergang
von einem negativen zu einem positiven ARB/-GNT-Signal startet einen
Zuteilungsentscheidungszyklus. Wenn sich dieses Signal im Zustand
ARB befindet, zeigt es an, dass ein Zuteilungsentscheidungszyklus
im Gang ist. Wenn es sich im Zustand -GNT befindet, zeigt dieses
Signal die Bestätigung
vom zentralen Zuteilungsentscheidungssteuerpunkt an die an der Zuteilungsentscheidung
Teilnehmenden und an die DMA-Steuereinheit
für direkten
Speicherzugriff an, dass die Kanaleignerschaft bewilligt wurde.
Dieses Signal wird im Anschluss an das Ende der Übertragung (EOT) vom zentralen
Zuteilungsentscheidungssteuerpunkt in den ARB-Zustand versetzt.
Es sei erwähnt,
dass der zentrale Zuteilungsentscheidungssteuerpunkt gewöhnlich in
der SBC realisiert ist.
-
Wenn
die LIBC ein Meldesignal von der Zielfunktionskarte erhalten hat,
das besagt, dass diese gleich eingesetzt werden wird, erlangt die
LIBC die Steuerung des Systembusses über das Buszuteilungsentscheidungssignal "ARB/-GNT". Zu diesem Zeitpunkt
beginnt die LIBC, das Signal "ARB/-GNT" in Richtung logisch Null
zu setzen. Das mit "//" gekennzeichnete
Zeitintervall zeigt den variablen, von dem mechanischen Vorgang des
Einsetzens/Entfernens einer Funktionskarte in den beziehungsweise
aus dem Systembus bestimmten Zeitraum an. Gemäß dem Busprotokoll des IBM
Micro Channel, bezüglich
welchem auf den Abschnitt "Micro Channel
Architecture" im "IBM Personal System/2
Hardware Interface Technical Reference –Architectures" (IBM P/N 84F8933)
verwiesen sei, werden die Pegel der Befehlsignale "-REFRESH", "-S0" und "-S1" mit einer Verzögerung von
einem Zyklus auf logisch Null gesetzt. Dies gilt auch für die Signale "-ADL" und "-CMD". Zu dem Zeitpunkt,
zu dem alle kritischen Busbefehlsignale auf Masse gesetzt wurden,
wird der Micro Channel unempfindlich gegen Störungen, die durch das Einsetzen
von steckbaren Einheiten im laufenden Betrieb verursacht werden.
Es sei besonders hervorgehoben, dass dieser Teilsatz von Signalen
in Abhängigkeit
von dem jeweiligen zugrunde liegenden Bussystem in einer bestimmten
Abfolge aktiviert und wieder freigegeben werden muss, damit er inaktiv
ist.
-
Der
Zeitraum der Störungsunempfindlichkeit
hält an,
bis das erste kritische Befehlsignal auf den Ausgangspegel zurückkehrt.
In dieser Umgebung ist das erste Signal der Befehl "-ADL", der das Zeitintervall
der Störungsunempfindlichkeit
beendet, und aus den vorstehend genannten Gründen muss der Einsetz-/Entfernungsvorgang
zu diesem Zeitpunkt beendet sein. Dass das Signal "-ADL" auf HIGH gesetzt
wird, bevor die LIBC den Bus freigibt, ist durch die architektonischen
Gegebenheiten des Micro-Channel-Busses bedingt. Danach hält die Dauer
der "Unempfindlichkeit" des Micro Channel
so lange an, bis das kritische Signal "-ADL" auf den
Ausgangspegel zurückkehrt.
Die anderen kritischen Signale befinden sich während dieses Zeitraums auf einem
aktiven oder LOW-Pegel (6).
Bezüglich
weiterer Einzelheiten über
kritische Busbefehlsignale des Micro Channel sei der Leser auf den
Abschnitt "Micro
Channel Architecture" in
der vorstehend genannten technischen Beschreibung verwiesen. Das
Meldesignal von der Funktionskarte, das das Ende des Einsetz-/Entfernungsvorgangs
anzeigt, muss daher von der LIBC nach diesem Zeitraum empfangen
werden.
-
Es
gibt eine Reihe von anderen Busprotokollbefehlen für den Micro
Channel, die einer besonderen Betrachtung bedürfen, in 6 aber nicht gezeigt sind:
-
- – CHRESET
(Rücksetzen
des Kanals) ist ein positives aktiviertes Signal, das eine Punkt-zu-Punkt-Verdrahtung
mit jedem Steckplatz der Funktionskarte erforderlich macht oder
während
des Einsetzens der Funktionskarte im laufenden Betrieb aktiv auf
einen deaktivierten Down-Pegel gesetzt werden muss;
- – das
freilaufende 14,3-MHz-OCS-Taktsignal muss getrennt und mit jedem
Steckplatz in einer Punkt-zu-Punkt-Verdrahtung verbunden werden;
- – IRQn-(Unterbrechungsanforderungs-)Signale
müssen
vom Systemprozessor getrennt werden. Dies kann durch Steuerung der
SBC oder mit Trenngattersteuerlogik erfolgen;
- – Das
CHCK-(Kanalprüf-)Signal
ist während
von der LIBC gesteuerten Pseudooperationen entweder irrelevant ("don't care"), oder es muss vom
Systemprozessor in der gleichen Weise wie die -IRQn-Signale getrennt
werden.
-
Darüber hinaus
wird davon ausgegangen, dass keine Funktionskarte in dem System
Auffrischzyklen benötigt,
da während
des Einsetzvorgangs keine erzeugt werden können. Da die Funktionskarte,
die im laufenden Betrieb eingesetzt wird, während des Einsetzvorgangs auch
ausgeschaltet ist, erfordert sie keine Auffrischzyklen.
-
GHBA-GAB-Umgebung
-
Bei
der GHBA-GAB-Architektur sind die kritischen Signale "-BR", "-BG", "-BUSY", "-CMD", "-SM" und "-RESP", wie in 7 gezeigt ist. "< >" bedeutet, dass dieses
Signal auf HIGH oder auf LOW liegen könnte, es muss jedoch einen
dieser beiden Zustände
aufweisen und darf nicht zwischen HIGH und LOW wechseln. "<XX>" bedeutet, dass die
Adresssignale einen festgelegten Wert haben müssen, und dieser Wert muss
sich in einem Satz von Adressen befinden, die vom System gerade
nicht verwendet werden, zum Beispiel. reservierte Systemadressen.
Der getrennte Teil der Deaktivierung der Signale "-BR" und "-BG" zeigt an, dass diese Signale
bei dieser Busarchitektur während
dieses Zeitraums auf HIGH oder auf LOW liegen dürfen.
-
PCI-Busumgebung
-
Beim
PCI-Bus ist das einzige kritische Signal unter den in 8 gezeigten das Signal FRAME#,
wobei das Zeichen '#' ein negativ aktiviertes
Signal anzeigt. Das Zeitverhalten des Adresssignals "<XXX>" wird entsprechend
dem Signal "<XX>" in 7 geändert.
-
VME-/VME64-Busumgebung
-
Beim
VME-/VME64-Bus sind die in 9 gezeigten
kritischen Signale "BBSY*" und "AS*", wobei das Zeichen '*' ein negativ aktiviertes Signal anzeigt.
-
Darüber hinaus
wird ein Mechanismus bereitgestellt, der den Zustand von nichtzeitkritischen
Signalen steuert, die auf HIGH-Pegel aktiv sind, wie zum Beispiel
ein Steuersignal "- RESET", oder die nicht
auf einen aktiven LOW-Pegel aktiviert werden dürfen, wie zum Beispiel ein
Systemsignal "-ERROR".
-
- –RESET:
Das System steuert den Zustand dieses Signals während des Einsetzvorgangs im
laufenden Betrieb, indem ein einzelnes Signal -RESET mit jedem Steckplatz
der Funktionskarte verdrahtet wird. Sobald dies geschehen ist, kann
das einzelne Signal -RESET für
einen nichtbelegten Steckplatz aktiviert werden, ohne dass sich
dies auf den Betrieb von Funktionskarten in belegten Steckplätzen auswirkt.
Wenn das System es vorzieht, -RESET erst zu aktivieren, nachdem
ein Funktionskartensteckplatz belegt wurde, gelangen Störungen von –RESET,
die während
Einsetzoperationen im laufenden Betrieb auftraten, nicht zu den
belegten und in Betrieb befindlichen Funktionskartensteckplätzen.
- –ERROR:
Das System steuert die Wirkung dieses Signals durch Verwendung des
LIBC-Unterbrechungs-/-anforderungssignals an die SBC, um anzuzeigen,
dass die Meldung von Fehlern während
des Zeitraums, in dem Bus-Pseudooperationen zum Einsetzen von steckbaren
Einheiten im laufenden Betrieb stattfinden, unterbunden oder blockiert
werden muss, oder wenn beispielsweise ein Fehlerbit in einem Fehlerstatus-Melderegister gesetzt
werden soll, muss es vom System nach Beendigung der Bus-Pseudooperationen
zum Einsetzen von steckbaren Einheiten im laufenden Betrieb zurückgesetzt
werden.
-
Im
Gegensatz zu nichtzeitkritischen Signalen werden kritische Zeitsignale
wie beispielsweise Taktsignale punktweise an jede Einheit verteilt,
die im laufenden Betrieb eingesetzt werden kann, so dass sich bei einer
solchen Einheit auftretende Taktstörungen nicht auf andere Einheiten
ausbreiten, die über
eine Schnittstelle an den Bus angeschlossen sind. Die Verteilung
von Taktsignalen in dieser Weise kann hinsichtlich der Notwendigkeit,
dass bei leistungsfähigeren
Bussen der Taktversatz gesteuert werden muss, erforderlich sein. Es
ist bei sehr leistungsfähigen,
getakteten synchronen Bussen (dazu siehe "PCI Local Bus Specification", Revision 2.1) üblich, jedem
Funktionskartensteckplatz einen eigenen Takt zu liefern, um den
Taktversatz zu steuern. Ein Takttreiber mit mehreren Taktausgängen würde gewöhnlich von
der SBC-Logik bereitgestellt werden. Dies dient auch dazu, durch
das Einsetzen von steckbaren Einheiten im laufenden Betrieb verursachte
Störungen
eines Bustakts auf den Steckplatz zu begrenzen, an dem eine Funktionskarte
im laufenden Betrieb eingesetzt wird (d.h., das Bustaktsignal eines
jeden der Funktionskartensteckplätze,
die belegt und in Betrieb befindlich sind, wird nicht an den Steckplatz
angeschlossen, an dem eine Einsetzoperation im laufenden Betrieb stattfindet).
-
Eine
ganz bestimmte Ausführung
der Erfindung ist ein Werkzeug in Form einer getrennten Einheit
in Bezug auf die LIBC, das vor dem Einsetzen einer steckbaren Einheit
im laufenden Betrieb an einen Systembus angeschlossen und nach Abschluss
des Einsetzvorgangs wieder vom Systembus getrennt werden kann. Das LIBC-Werkzeug
kann beispielsweise als Adapterkarte, Systemplatine oder ein anderes
Diagnosewerkzeug realisiert werden, wie zum Beispiel eine "Blackbox", die ein Kundendiensttechniker
mit sich führen
oder irgendwann vor ihrer Verwendung in einem Zielsystem installieren
kann. Das Werkzeug würde über eine
Schnittstelle an das Zielsystem angeschlossen werden, das um die
Funktion des Gerätewechsels im
laufenden Betrieb erweitert werden soll, indem entweder die Adapterkarte
oder die Systemplatine an das Zielsystem oder indem das Werkzeug
oder die "Blackbox" an das Zielsystem
angeschlossen werden. Verfahren nach dem Stand der Technik können eingesetzt
werden, um das Werkzeug dynamisch an das Zielsystem anzuschließen, während dieses
in Betrieb befindlich ist (d.h. Voraufladung, abgestufte Kontaktstifte
usw.). Sobald das Werkzeug an das Zielsystem angeschlossen wurde,
wird das System über
das Werkzeug vorübergehend
um die LIBC-Funktion erweitert. Mit dieser nun installierten Funktion
wird die Möglichkeit
des Einsetzens von steckbaren Einheiten im laufenden Betrieb über die
LIBC bereitgestellt, die mittels des Werkzeugs in das System eingebracht
worden ist. Mit installiertem LIBC-Werkzeug können Karten oder Funktionen
im Zielsystem nun im laufenden Betrieb eingesteckt beziehungsweise
hinzugefügt
oder aber entfernt werden. von dieser Möglichkeit kann Gebrauch gemacht
werden, um Karten zu entfernen oder neu einzustecken, um die Quelle
von Hardwarefehlern oder anderen Problemen im System aufzuspüren. Diese
Möglichkeit
kann ferner genutzt werden, um Einheiten dynamisch hinzuzufügen oder
zu entfernen und damit eine dynamische Neukonfiguration der Hardware-Ressourcen
in dem System zu ermöglichen.
Dieses Werkzeug kann später
von einem Kundendiensttechniker entfernt und mitgenommen werden,
um Probleme in anderen Zielsystemen zu lösen. Das LIBC-Werkzeug kann als
ein tragbares Mittel für
einen Kundendiensttechniker ausgeführt sein, um ein Kundensystem
für die
vorstehend genannten Operationen um die Möglichkeit des Einsetzens von
steckbaren Einheiten im laufenden Betrieb zu erweitern, aber es
ist hinsichtlich seiner potenziellen Einsatzmöglichkeiten keinesfalls auf
die erwähnten
beschränkt.
-
Obgleich
eine ganz bestimmte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht
und in der vorstehenden ausführlichen
Beschreibung dargelegt wurde, versteht es sich, dass die Erfindung
nicht auf die hier beschriebenen bestimmten Ausführungsformen beschränkt ist,
sondern zahlreiche Umgestaltungen, Änderungen und Ersetzungen an
ihr vorgenommen werden können,
ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen. Die folgenden Ansprüche sollen
alle diese Änderungen
umfassen.
-
Beansprucht
wird:
