DK143819B - Apparat til muliggoerelse af samarbejde mellem en eksekutivdatamaskine og en reservedatamaskine - Google Patents

Description

(19) DANMARK VJji

|f| (12) FREMLÆGGELSESSKRIFT ου 143819 B

DIREKTORATET FOR PATENT- OG VAREMÆRKEVÆSENET

(21) Ansøgning nr. 501/74 (51) fntCI.3 9 06 F 15/16 (22) Indleveringsdag 29· okt. 1974 0 06 F 11/16 (24) Løbedag 29· okt. 1974 (41) Aim. tilgængelig 1 · tnaj 1975 (44) Fremlagt 1 2. okt. 1981 (86) International ansøgning nr. -(86) International indleveringsdag -(85) Videreførelsesdag -(62) Stamansøgning nr. “

(30) Prioritet 50. okt. 1975, 7514715, SE

(71) Ansøger TELEFONAKTIEBOLAGET L M ERICSSON, S-126 25 Stockholm, SE.

(72) Opfinder Bengt Erik Ossfeldt, SE.

(74) Fuldmægtig Ingeniørfirmaet Budde, Schou & Co.

(54) Apparat til muliggørelse af samar= bejde mellem en eksekutivdatama= skine og en reservedatamaskine.

Opfindelsen angår et apparat til et af en eksekutiv datamaskine og en med denne i hovedsagen identisk reservedatamaskine 2 bestående anlæg til muliggørelse af et samarbejde mellem datamaski- 7 nerne, f.eks. reservedatamaskinens opdatering med i den før samar- j bejdet i enkeltdrift arbejdende eksekutivdatamaskine producerede 3 data· således, at reservedatamaskinen derefter arbejder parallelsynkront med eksekutivdatamaskinen, hvilket apparat er af den 0 i krav l's indledning nærmere angivne art.

S

143819 2

Fra f.eks. svensk patentskrift nr. 227.356 kendes en sådan parallel-synkron drift af to datamaskiner, mens det f.eks. fra US-patentskrift nr. 3.631.401 er kendt, hvorledes de anvendte datamaskiner er opbygget.

En form for samarbejdet mellem datamaskinerne er igangsætnings- eller startforløbet, hvormed skal forstås forberedelsen af maskinen til den endelige igangsætning. Under startforløbet forberedes eksekutivmaskinen til paralleldriften. I begge datamaskiner indledes startforløbet med behandling af start-instruktioner. Herved kan der f.eks. gives reservemaskinen ordre om at afbryde eventuelle test-programmer, og endvidere kan der gives ordre til eksekutivmaskinen og ved nærmeste lejlighed - f.eks. ved afslutningen af et rutineprogram - at afgive en startberedskabsimpuls som tilbagemelding.

En anden samarbejdsform er opdateringen af reservemaskinen, for at denne ved behov skal kunne overtage proces-styringen til enhver tid. En yderligere og særdeles vigtig samarbejdsform er en kontinuerlig data-sammenligning, hvortil en dataoverføringskanal kan anvendes. En fjerde samarbejdsform er udførelsen af en diagnose på en fejlbehæftet datamaskine ved hjælp af en identisk datamaskine uden fejl.

Yderligere findes der talrige muligheder for samarbejdet mellem to identiske datamaskiner. Med parallel-synkront samarbejde skal det her forstås, at begge datamaskiners indgange og eksekutivdatamaskinens udgang tilsluttes den proces, der skal styres. De data, som i hvert øjeblik frembringes af maskinerne, sammenlignes kontinuerligt med hinanden. Når der indtræder en fejl, går proces--styringen kun i stå, indtil det er konstateret hvilken af maskinerne der er fejlbehæftet. Derpå fortsættes styringen med den fejlfrie maskine i enkeltdrift, og fejlen afhjælpes snarest muligt, idet man \ i denne driftstilstand er nødt til at arbejde uden den kontinuerlige datasammenligning. En sådan opbygning kaldes også tvillinge-kon-figuration eller twin-konfiguration.

Som anvendt i kravene skal der med udtrykket "taktfase" forstås det korteste tidsrum, som ved den anvendte databehandling står til rådighed for en logisk tilstandsændring, f.eks. datamodtagning.

En sådan med ordrebus og databus forsynet datamaskine kendes som nævnt fra US-patentskrift nr. 3.631.401 og kaldes der 3 143319 en "databehandlingsmaskine med direkte funktion". I forhold til en mere almindelig datamaskine, der er opbygget med henblik på en enkelt bestemt opgave og derfor er forholdsvis stiv, hvad angår dens anvendelighed til andre nyopdukkede opgaver, eller med hensyn til sin evne til at lade sig udbygge eller forny i adskilte dele er den i det nævnte amerikanske patentskrift beskrevne såkaldte fællesbusdatamaskine fleksibel. Takket være fællesbusanlægget, der omfatter et antal parallelle tråde til overføring af data, adresser og ordrer i parallel og digital form, til hvilke tråde samtlige datamaskindele er sluttet, opnås et modulprincip med datamaskinens funktionsenheder som moduler. Funktionsenhederne tilsluttes fællesbusanlægget på en ensartet måde ved hjælp af ensartede såkaldte "grænseflader" eller "grænseafsnit", f.eks. i form af kodepåvirkede registre. Ved at vælge passende moduler fås yderst varierende datamaskineopbygninger, såsom miniregnemaskiner, kalkulatorer eller tidstro datamaskiner til styring af enkle eller komplicerede processer.

Det nævnte fællesbus-modulprincip anvendes også til opbygning af tidstro datamaskinestyrede teletekniske anlæg. De krav, som den tidstro styring af teletekniske processer stiller, gør det imidlertid ofte nødvendigt at adskille hurtigt og langsomt arbejdende funktionsenheder fra hinanden, dvs. at indføre forskellige bussystemer for forskellige hastigheder ved databearbejdningen, hvorved bufferenheder, der er forsynet med de nævnte grænsesnit, udgør forbindelsesorganer mellem bussystemerne. Hvis de centrale funktionsenheder, der udgør datamaskinens behandlingsenhed, og de nævnte bufferenheder mellem de centrale og perifere enheder fremstilles med meget hurtigt reagerende logiske komponenter såsom TTL-kredse (transistor-transistor-logik), og sluttes til et centralt bussystem, udgør bussystemets egenskaber en grænse, der må iagttages ved beregning af den resulterende databearbejdningshastighed.

Den på en bus opnåelige dataoverføringshastighed påvirkes nemlig af antallet af grænseflader, dvs. af antallet af tilsluttede funktionsenheder og af de geometriske trådlængder i bussystemet. En passende indskrænkning af antallet af centrale dele bevirker således optimalt korte behandlingsperioder for over det nævnte centrale bussystem behandlede databearbejdningsinstruktioner og dermed en meget effektiv tidstro styring af den teletekniske proces.

143819 4 I en tidstro styret datamaskine styres behandlingsperioderne ved hjælp af taktimpulser fra en taktgenerator, der over en i bussystemet indgående taktbus er sluttet til funktionsenhederne. Behandlingen af en instruktion strækker sig over et antal, f.eks. fire, taktimpulser og forløber f.eks. på følgende måde:

Hvis der skal transporteres data fra en sendende til en modtagende funktionsenhed,indeholder instruktionen ud over en kode, der udtrykker transporten, den sendende og den modtagende funktionsenheds adresser i digital form. En instruktionsfølgetæller aktiverer de respektive instruktionsregistre under samtlige behandlingsperiodens taktfaser, således, at koden og adresserne påføres skinnesystemets ordreskinne under hele behandlingsperioden. Under den anden til fjerde taktfase påføres de respektive sendende funktionsenheders data bussystemets databus. Endelig indskrives under den fjerde taktfase de nævnte data i den modtagende funktionsenhed.

Eftersom der opstår indsvingningsfænomener i forbindelse med ændring af bussystemets logiske tilstand, er det nødvendigt med en sådan eller lignende faseopdeling af behandlingsperioderne, og med henblik på at opnå den hurtigst mulige databearbejdning vælges taktgeneratorens frekvens så tilpas høj, at tidsforsinkelser på grund af de nævnte indsvingningsfænomener og komponenternes reaktionstid netop beherskes. En taktfrekvens på 20 MHz og behandlingsperioder på 200 ns er praktisk forekommende eksempler.

Ved samarbejde mellem fællesbusdatamaskiner, f.eks. ved et anlæg bestående af en eksekutivdatamaskine og en reservedatamaskine, opstår der problemer i forbindelse med de nævnte tidsforsinkelser. Som det er i og for sig kendt, f.eks. fra det nævnte svenske patentskrift nr. 227.356, anvendes reservedatamaskinen for at Øge den tidstro styrings pålidelighed ved hjælp af en kontinuerlig sammenligning mellem de i datamaskinerne frembragte øjeblikkelige data og til at øge styringens driftssikkerhed ved trods fejl i den ene datamaskine at kunne fortsætte styringen med den fejlfrie datamaskine, men uden den nævnte kontinuerlige sammenligning. Efter en.undersøgelse af den fejlbehæftede datamaskine ved hjælp af den i enkeltdrift tidstro styrende datamaskine og efter en reparation af den fejlbehæftede datamaskine genstartes parallelsynkrondriften, hvor udgangstilstanden er den, at eksekutivdata- 5 143819 maskinen arbejder i enkeltdrift og reservedatamaskinen ikke er opdateret, dvs. at de i datamaskinerne lagrede data ikke stemmer overens. Samarbejdet omfatter derfor, at reservedatamaskinen på en nøje defineret måde igangsættes parallelsynkront med ekseku-tivdatamaskinen, at reservedatamaskinen opdateres, at datamaskinernes øjeblikkelige data sammenlignes kontinuerligt og at der gennemføres en undersøgelse af en datamaskine, der er blevet fejlbehæftet.

Synkronisme mellem datamaskinerne opnås enklest ved hjælp af en fælles taktgenerator, hvis taktfrekvens bestemmer henholdsvis taktfaserne og behandlingsperioderne i begge datamaskiner. I andre kendte parallelsynkrone datamaskiner drives datamaskinerne af hver sin taktgenerator, idet taktgeneratorerne synkroniseres indbyr des. På trods af en på den nævnte måde opnået nøjagtig synkronisering optræder der faseforskydninger mellem datamaskinernes behandlingsperioder som følge af de nævnte tidsforsinkelser på grund af indsvingningsfænomener og komponenternes reaktionstider. Hvis en stabil logisk tilstand på en databus i en i enkeltdrift arbejdende datamaskine ifølge det ovenfor antagne eksempel først opnås under behandlingsperiodernes fjerde taktfase,, bringes den kontinuerlige sammenligning af de samarbejdende datamaskiners øjeblikkelige data i fare allerede ved en faseforskydning mellem datamaskinerne af størrelsesordenen én taktfase.

Dette på grund af faseforskydningerne mellem datamaskinerne opståede problem behandles med hensyn til den kontinuerlige sammenligning f.eks. i svensk fremlæggelsesskrift nr. 361.368, der angår et frekvensdelerapparat, ved hjælp af hvilket faseforskydningerne gøres forsvindende. I sådanne tilfælde sammenlignes kun data fra f.eks. hveranden behandlingsperiode. Hvad angår opdateringen, er et sådant frekvensdelerapparat helt uantageligt, thi dersom opdateringen skal udføres ved hjælp af i eksekutivdatamaskinen frembragte øjeblikkelige data, må samtlige data overføres til reservedatamaskinen, uden at f.eks. hveranden behandlingsperiode springes over. Kendte opdateringsmetoder tillader derfor f.eks. en afbrydelse af det eksekutive arbejde, indtil opdateringen er fuldført. En anden og triviel løsning af opdateringsproblemet er at tillade en formindskelse af taktfrekvensen således, at de nævnte faseforskydninger bliver forsvindende, men sådanne løsninger medfører en almindelig formindskelse af den tidstro styrings databehandlingskapacitet.

143819 6 I tidligere kendte anlæg med en eksekutiv-datamaskine og en reserve-datamaskine er det ved påbegyndelsen af samarbejdet mellem de to maskiner nødvendigt at afbryde eksekutivmaskinens dataoptagelse så længe som det tager at fuldføre programmet til overførsel af data fra eksekutivmaskinen til reservemaskinen. Dette medfører, at det samlede anlæg i et hertil svarende tidsrum ikke står til rådighed til behandling af data, f.eks. ved proces-styringer og lignende.

I modsætning hertil er det opfindelsens formål at anvise en sådan indretning af apparatet, at reserve-datamaskinen kan opdateres mens eksekutiv-datamaskinen arbejder normalt i løbende drift.

Det angivne formål opnås ved et apparat, som ifølge opfindelsen er ejendommeligt ved den i krav l's kendetegnende del angivne udformning og indretning.

Herved opnås, at datamaskinerne kan samarbejde uden at påvirke den i en uden redundans arbejdende datamaskine opnåelige databehandlingshastighed uheldigt og uden at forstyrre det i eksekutivda temaskinen igangværende arbejde, selv om f.eks. opdateringen bevirker i princippet utilladelige tidsforsinkelser ved instruktionernes behandling i reservedatamaskinen.

Opfindelsen forklares i det følgende nærmere under henvisning til fig. 1-3, der viser anlægget omfattende eksekutivdatamaskinen og reservedatamaskinen sammen med det foreslåede apparat i forskellige udførelsesformer.

I samtlige figurer vises en fælles taktgenerator CG og i henholdsvis eksekutivdatamaskinen E og i reservedatamaskinen R indgående funktionsenheder henholdsvis FUe og FUr, der er indbyrdes forbundet, ved..hjælp af bus-systemer bestående af en databus henholdsvis dbe og dbr, og en ordrebus henholdsvis obe og obr og en taktbus henholdsvis tbe og tbr. Det vises endvidere, at datamaskinerne indeholder hver sin instruktionsregisterrække henholdsvis IRSe og IRSr, der består af et antal registre med deri lagrede instruktioner, der udlæses på ordrebussen efter tur eller i en anden rækkefølge f.eks. foreskreven på grund af en hopinstruktion. Af de nævnte instruktionsregistre betegnes med henholdsvis BIRe og BlRr et begyndelsesinstruktionsregister, der lagrer en instruktion, der på nøje bestemt måde starter de respektive datamaskiners arbejde. Det nævnte begyndelsesinstruktionsregister anvises ved hjælp af en på de respektive ordrebusser påført starthopinstruk- 7 143819 tion, hvis behandlingsperiode fastlægger de respektive datamaskiners taktimpulsfaser under datamaskinernes efterfølgende samarbejde således, som det skal beskrives senere. De anvendte hopinstruktioner indgår i en almindelig kendt datamaskineteknik, og hopinstruktionernes behandlingsmåde angår i og for sig ikke opfindelsestanken mere, end hvad der i indledningen er forklaret i forbindelse med instruktionernes behandling ved hjælp af et til funktionsenhederne sluttet fællesbussystem.

Apparatet ifølge opfindelsen til muliggørelse af fællesskinnedatamaskinernes samarbejde omfatter ifølge samtlige tre figurer som hoveddele en dataoverføringskanal DCH og en startimpulskilde SP med mindst ét forsinkelseselement.

Dataoverføringskanalen DCH er rettet i én retning fra eksekutivdatamaskinen til reservedatamaskinen og anvendes til samarbejdet mellem datamaskinerne, f.eks. til reservedatamaskinens opdatering, der sker ved hjælp af de data, der under det udøvende arbejde pålægges eksekutivdatamaskinens databus dbe, og som over kanalen overføres til reservedatamaskinens databus dbr, dvs. uden i det hele taget at forstyrre eksekutivdatamaskinens tidstro, styring. Som det fremgår af de indledende forklaringer, anbringes funktionsenhederne i en ifølge fællesbusprincippet opbygget datamaskine således, at bussystemets geometriske udstrækning forbliver så lille som muligt. Ved to datamaskiners parallelarbejde forekommer der imidlertid mellem datamaskinerne en sådan afstand, at man anvender f.eks. en symmetrisk transmission ved dataoverføringen mellem bussystemerne, hvilket indebærer, at dataoverføringskanalen i sammenligning med en dataskinne omfatter det dobbelte antal tråde samt impulsforstærkere og impulsgeneratorer. Dataoverføringskanalens opbygning antydes kun principielt på tegningen, medens mange udformninger er anvendelige. Det må imidlertid bemærkes, at samtlige løsninger påtvinger de overførte data en tidsforsinkelse, der overskrider en periodelængde for den for begge datamaskiner fælles taktgenerator CG.

Under opdateringen frembringer reservedatamaskinen fejlagtige data, der ikke må sendes til en adresseret funktionsenhed FUr. Derfor hører der til dataoverføringskanalen en kontrolhukommelse CM til på manuel eller automatisk måde at optegne en overføringstilstand, hvilken kontrolhukommelse styrer en overføringslogik TL til ved en pålagt overføringstilstand TS at åbne overføringskanalen 143819 8 samt forhindre en transport af de nævnte fejlagtige data. I de i fig.

1 og 3 viste udførelsesformer er reservedatamaskinens databus dbr delt i en modtagedel, over hvilken data transporteres til en af funktionsenhederne, og i en sendedel, over hvilken data transporteres fra en af funktionsenhederne. Ved hjælp af en til den nævnte overføringslogik hørende første portkreds GI henholdsvis forbindes de nævnte databusdele med hinanden og skilles fra hinanden afhængigt af henholdsvis et igangværende normalt arbejde af reservedatamaskinen og en over kontrolhukommelsen pålagt overføringstilstand. Endvidere tilslutter overføringslogikken ved hjælp af en anden portkreds G2 under opdateringen den nævnte modtagedel til eksekutivdatamaskinens databus-dbe, hvis logiske tilstand under behandlingsperioderne på denne måde overføres til adresserede funktionsenheder i begge datamaskiner.

I udformningen ifølge fig. 2 optegnes en overføringstilstand ikke generelt for hele systemet, men separat for hver enkelt af datamaskinens funktionsenheder. I dette tilfælde aktiveres overføringslogikkens nævnte andet portorgan G2 for at åbne for dataoverføringen fra eksekutivdatamaskinen til reservedatamaskinen ved hjælp af en til de respektive funktionsenheders grænseflade hørende portkreds G, hvis aktiveringsbetingelser er, at en sendedekoder SDEC har opfattet henholdsvis funktionsenhedens adressering til datasending over datamaskinens ordrebus, og at en overføringstilstand TS er optegnet i funktionsenhedens kontrolhukommelse CM, der er anbragt i stedet for eller foruden den ovenfor nævnte fælleskontrolhukommelse. I stedet for den nævnte deling af reservedatamaskinens databus i en modtage- og en sendedel, og i stedet for overføringslogikkens nævnte første portorgan, anvendes i dette tilfælde i datamaskinen et i respektive funktionsenheders grænseflader indgående sendeportorgan SG, der har sine indgange sluttet til funktionsenhedens nævnte kontrolhukommelse CM til manuel eller automatisk optegnelse af funktionsenhedens overføringstilstand TS. Som følge af en optegnet overføringstilstand forhindres sending af reservedatamaskinens data, medens et optegnet overføringstilstand i en af eksekutivdatamaskinens funktionsenheder ikke indvirker på eksekutivdatamaskinens datasending.

For overskuelighedens skyld er der på fig. 2 kun vist en grænseflade, der hører til reservedatamaskinens bussystem og omfatter et grænsefladeregister REG, en modtagedekoder RDEC og et modtageportorgan RG foruden det nævnte portkredsløb G, kontrolhukom 9 143819 melsen CM, sendedekoderen SDEC og sendeportorganet SG. Over bussystemets taktbus tb styres henholdsvis sende- og modtageport-organet således, at en aktivering kun bevirkes under de for henholdsvis sending og modtagning beregnede taktimpulsfaser. Henholdsvis datasending fra grænsefladeregistret over sendeportorganet til bussystemets databus db og datamodtagning fra bussystemets databus over modtageportorganet til grænsefladeregistret sker, dersom den til bussystemets ordrebus ob sluttede henholdsvis sende- eller modtagedekoder opfatter funktionsenhedens adressering til henholdsvis datasending eller datamodtagning og aktiverer en af indgangene på henholdsvis sende- eller modtageportorganet.

Startimpulskilden SP omfatter en brydesignalenhed IU og startorganer SDe og SDr til start af hver sin tilhørende datamaskine henholdsvis E og R. I figurerne er brydesignalenheden vist som en tilføjet funktionsenhed, der på sædvanlig måde omfatter en til eksekutivdatamaskinens bussystem sluttet grænseflade. Imidlertid betyder dette ikke, at bussystemets impedansbelastning øges yderligere, idet brydesignalenheden i realiteten indgår i en indbrydnings-enhed, der indgår i hver tidstro datamaskine for at styre et teleteknisk anlæg, men som for overskuelighedens skyld ikke er vist i figurerne. En sådan i og for sig kendt indbrydningsenhed har til opgave at modtage indkommende afbrydelsessignaler, prioritere disse og for hver prioritetsændring levere en hopinstruktion, der i instruktionsregisterrækken udpeger en til de respektive prioritetsniveauer hørende begyndelsesinstruktion.

Ved et af en eksekutivdatamskine og en reservedatamaskine bestående anlæg foranlediger en primærstartimpuls ps til start af parallelsynkrondriften et sådant afbrydelsessignal i hver af datamaskinerne. For at forklare den principielle igangsætning af startforløbet for datamaskinernes paralleldrift er der i figurerne vist en bistabil multivibrator F, en opkaldsenhed CD og en dekoder DEC. Den bistabile multivibrator sættes ved hjælp af primærstartimpulsen i den første stabile tilstand a, ved hjælp af hvilken opkaldsenheden aktiveres. I instruktionsregisterrækken indgår et regelmæssigt anvist register, der lagrer en transportinstruktion for indbrydningsenhedens eventuelle afbrydelsessignaler. Et afbrydelsessignal fra den nævnte opkaldsenhed CD prioriteres i eksekutivdatamaskinen f.eks. således, at en igangværende tidstro styrende instruktion afsluttes, og at der anvises et instruktionsregister, der indeholder en instruktion om at transportere et kodet klar- 10 143819 signal til start af samarbejdet til brydesignalenheden, hvis dekoder DEC omsætter klarsignalet til en sekundærimpuls ss, der sætter multivi-bratoren F i den anden stabile tilstand b. Uden at fastlægge bestemte konstruktionselementer består brydesignalenhedens opgave sammenfattet i ved aktivering gennem en primærstartimpuls ps at afbryde det igangværende eksekutive arbejde og frembringe en sekundær-startimpuls ss for datamaskinernes paralleldrift. Antages det i indledningen nævnte eksempel, at en behandlingsperiode for en instruktion omfatter fire taktimpulsfaser, og at en til datamodtagning adresseret funktionsenhed registrerer udsendte data i behandlingsperiodens sidste taktimpulsfase, fås den nævnte sekundær s tartimpuls på brydesignalenhedens udgang under den fjerde taktimpulsfase i behandlingsperioden for den nævnte transportinstruktion for klarsignaleto

For de i startimpulskilden indgående startorganer SDe og SDr gælder ligesom for brydesignalenheden, at det drejer sig om organer, der indgår også i i enkeltdrift arbejdende datamaskiner.

For at forklare den principielle igangsætning af enkeltdriften er der i figurerne vist et startinstruktionsregister SIR og en af taktgeneratoren fremført første og anden fasegenerator PG1 og PG2.

Startinstruktionsregistret lagrer startinstruktioner, der er af hopinstruktionstypen. En til ordrebussen overført startinstruktion adresserer den med instruktionsfølgen forsynede funktionsenhed og anviser der det ovenfor nævnte begyndelsesinstruktionsregister BIR, eventuelt over et antal såkaldte blindinstruktionsregistre BLR, som det skal forklares i forbindelse med fig. 2.

Den første fasegenerator PG1 omfatter et skifteregister til trinvis fremføring af en udløsningsimpuls, f.eks. den nævnte sekundærstartimpuls ss, idet den trinvise fremføring i de forskellige udførelsesformer for det foreslåede apparat anvendes til at fastlægge isolerede behandlingsperioder eller dele deraf eller til at udgøre dele af en tidsforsinkelse, som det skal beskrives senere.

Den nævnte anden fasegenerator PG2 omfatter en cyklisk tællekæde, hvis trinantal stemmer overens med antallet af taktimpulsfaser i en behandlingsperiode. Ifølge det hidtil anvendte 11 143819 eksempel har den anden fasegenerator således fire trin, som cyklisk aktiverer generatorens med de respektive taktbusser forbundne udgange. Den cykliske tællekæde er forsynet med en indgang o, der i aktiveret tilstand nulstiller kæden, der forbliver i den nulstillede tilstand, indtil en aktiveret indgang s starter trinfremføringen. På denne måde definerer den logiske tilstand på fællesbussystemets taktbus behandlingsperioderne og deres opdeling i taktfaser.

I den i fig. 1 viste udførelsesform er eksekutivdatamaskinens første fasegenerator PGle sluttet til brydesignalenhedens udgang, der sender den nævnte sekundærstartimpuls ss. Til en første ELLER--port ORle er der sluttet de udgange fra datageneratoren PGle, der aktiveres under den behandlingsperiode, der følger umiddelbart efter ovennævnte behandlingsperiode for at transportere klarsignalet til samarbejdsstarten til brydesignalenheden/ hvilken transport i sin sidste taktimpulsfase resulterer i sekundærstartimpulsen. En fra den nævnte ELLER-port ORle udgående impuls varer en hel behandlingsperiode og aktiverer et første udlæsningsportorgan ANDle, over hvilket den i startinstruktionsregistret SIRe lagrede startiristruktion føres til eksekutivdatamaskinens ordrebus obe. På denne måde fortsætter behandlingsperioderne for eksekutivdatamaskinen helt uden forstyrrelse under overgangen fra enkeltdrift til paralleldrift.

Der forekommer ingen nulstilling og nystart af den anden fasegenerator PG2e, og startinstruktionens behandling styres på normal måde over eksekutivdatamaskinens taktbus tbe. Om det skulle være ønskeligt i forbindelse med en samarbejdsstart at fastlægge eksekutivdatamaskinens behandlingsperioder og disses taktimpulsfaser på ny, kan udformningen ifølge fig. 1 modificeres, f.eks. således som det skal forklares i forbindelse i fig. 2.

Derimod nulstilles reservedatamaskinens anden fasegenerator PG2r altid i forbindelse med starten af paralleldriften. Ifølge fig. 1 aktiverer den første stabile tilstand a for multivibratoren F fasegeneratorens nulstilling, der har til følge, at et eventuelt igangværende arbejde i reservedatamaskinen standses helt. I øvrigt forløber reservedatamaskinens start i princippet i overensstemmelse med eksekutivdatamaskinens start, idet forskellen blot er, at reservedatamaskinens første fasegenerator PGlr sammen med en ELLER-port ORlr fremkalder en impuls, der er tidsforsinket i forhold til den fra ELLER-porten ORle opnåede impuls. Tidsforsinkelsen bevirkes ifølge 143819 12 fig. 1 dels ved hjælp af et forsinkelsesorgan DE, der er tilsluttet mellem brydesignalenhedens udgang og den første fasegenerator PGlr's indgang i reservedatamaskinen, og dels ved hjælp af et antal skifteregistertrin i fasegeneratoren PGlr forud for de skifteregistertrin, der aktiverer ELLER-porten ORlr, og af hvilke det første starter reservedatamaskinens anden fasegenerator PG2r. I en anden mulig, ikke vist udførelsesform kan begge de første fasegeneratorer PGle og PGlr udformes ens, hvorved forsinkelsesorganet bevirker hele tidsforsinkelsen.

Forsinkelsesorganet kan f.eks. have form af en forsinkelsesledning, af et særskilt skifteregister, der føres trinvis frem ved hjælp af særlige taktimpulser eller ved hjælp af taktgeneratorens taktimpulser, af en overføringskanal, hvis konstruktion i hovedsagen stemmer overens med konstruktionen af den mellem datamaskinerne indrettede dataoverføringskanal DCH, af en for begge datamaskiner fælles første fasegenerator PG1 eventuelt i forbindelse med et såkaldt blindinstruktionsregister BLR, som det skal forklares i forbindelse med fig. 2, eller af selve dataoverføringskanalen DCH, som det skal forklares i forbindelse med fig. 3. Hvis der ikke medtages noget blindinstruktionsregister, dimensioneres forsinkelsesorganet uafhængigt af den valgte opbygning således, at den sammenlagte forsinkelse mellem ELLER-portene ORle og ORlr's impulser i hovedsagen stemmer overens med den tidslængde, som vilkårlige data behøver for over dataoverføringskanalen DCH at overføres fra ekseku-tivdatamaskinens databus dbe til reservedatamaskinens databus dbr.

I den i .fig. 2 viste udførelsesform er ELLER-portene ORle og ORlr sluttet til en fælles første fasegenerator PGl, gennem hvilken den nævnte sekundærstartimpuls ss, der i denne udførelsesform også nulstiller to andre fasegeneratorer PG2e og PG2r, føres trinvis frem. Efter et antal skiftninger i fasegeneratoren PGl startes ekse-kutivdatamaskinens anden fasegenerator PG2e, og aktiveringen af ELLER--porten ORle påbegyndes. Efter et yderligere antal skiftninger, i hovedsagen svarende til dataoverføringskanalens overføringstid eventuelt formindsket med et antal behandlingsperioder, startes reservedatamaskinens anden fasegenerator PG2r, og aktiveringen 143819 13 af ELLER-porten ORlr påbegyndes. Den nævnte eventuelle formindskelse med et antal behandlingsperioder indføres, hvis den nødvendige tidsforsinkelse overskrider en behandlingsperiode, og hvis reservedatamaskinens instruktionsregisterfølge omfatter et antal såkaldte blindinstruktionsregistre. Ved et blindinstruktionsregister forstås et instruktionsregister, hvis instruktion kun er at anvise et bestemt andet instruktionsregister, således at anvisningen af et blindinstruktionsregister svarer til et ophold på en behandlingsperiode i datamaskinens arbejde. I fig. 2 ses et til reservedatamaskinens instruktionsregisterfølge hørende blindinstruktionsregister BLR, der indeholder en instruktion til at anvise ovennævnte begyndelsesinstruktionsregister BIRr. I dette tilfælde indeholder startinstruktionsregistret SIRr i reservedatamaskinens startorgan SDr en instruktion til at anvise blindinstruktionsregistret BLR.

I den i fig. 3 viste udførelsesform anvendes selve dataoverføringskanalen DCH til at bevirke, at startimpulskilden indleder reservedatamaskinens start tidsforsinket i forhold til eksekutivdatamaskinens start. Den ved eksekutivdatamaskinens første fasegenerator PGle trinvis fremførte sekundærimpuls ss anvendes til at bestemme de to uden ophold efter sekundærstartimpulsen følgende behandlingsperioder, hvor ELLER-porten ORle i den sidste periode aktiveres til en udlæsning af startinstruktionen til eksekutivdatamaskinens ordrebus obe, som det er forklaret i forbindelse med fig. 1. Ved hjælp af en impuls, der fås fra fasegeneratoren PGle under den første taktimpulsfase af den umiddelbart efter sekundærstartimpulsen følgende behandlingsperiode, aktiveres det til overføringslogikken TL hørende ovenfor nævnte andet portorgan G2 over dataoverføringskanalens kontrolhukommelse således, at dataoverføringskanalen sluttes til reservedatamaskinens databus. Under resten af den nævnte umiddelbart efter sekundærstartimpulsen følgende behandlingsperiode aktiverer datageneratoren PGle over en anden ELLER--port 0R2 og over et andet udlæsningsportorgan AND2 startinstruktionens udlæsning til eksekutivdatamaskinens databus dbe, således at startinstruktionen behandles på samme måde som data, der under en instruktionsbehandling transporteres til en vilkårlig funktionsenhed. Reservedatamaskinens startorgan SDr, hvis anden fasegenerator EG2i 14 143819 er nulstillet på en af de ovenfor angivne måder, omfatter et startsammenligningsorgan med til startinstruktionsregistret SIRr og til reservedatamaskinens databus sluttede indgange.

Startsammenligningsorganet angives i fig. 3 ved hjælp af en EKSKLUSIV-ELLER-kreds EXORs med inverterende udgang. Når den over dataoverføringskanalen indkommende startinstruktion opfattes som værende lig med den i startinstruktionsregistret SIRr lagrede startinstruktion, sender startsammenligningsorganet et lighedssignal, der føres trinvis gennem reservedatamaskinens første fasegenerator PGlr. Ved at afvente et passende antal skift i skifteregistret inden fasegeneratoren PGlr starter fasegeneratoren PG2r, inden den begynder at aktivere ELLER-porten ORlr. samt inden den des-aktiverer det andet portorgan G2, fås en mulighed for at finindstille den samlede tidsforsinkelse således, at der opnås et optimalt samarbejde. Dermed menes, at fra eksekutivdatamaskinen overførte data, f.eks. opdateringsdata, under den til modtagning beregede taktimpulsfase modtages fejlfrit af den funktionsenhed i reservedatamaskinen, der er adresseret på grund af en fra reservedatamaskinens instruktionsregisterfølge til reservedatamaskinens ordrebus ført instruktion. I fig. 3 er det ligesom hidtid antaget, at hver behandlingsperiode omfatter fire taktimpulsfaser, og at data udsendes på de respektive databusser i de sidste tre faser. Endvidere er det antaget, at de bedste opdateringsforhold opnås, hvis lighedssignalet indtræder to taktimpulsfaser før behandlingen af reservedatamaskinens startinstruktion.

Udførelsesformen ifølge fig. 3 medfører, at startforløbet varer en behandlingsperiode længere end ved udformningen ifølge fig. 1, men stiller til gengæld mindre krav til overføringskanalens konstruktionselementers tids- og temperaturafhængighed. Ved hjælp af samtlige udførelsesformer for det foreslåede apparat til mulig-gørelse af samarbejdet mellem to fællesbus-datamaskiner opnås, at reservedatamaskinens instruktioner under hele samarbejdet behandles parallelsynkront, men tidsforsinket i forhold til eksekutivdatamaskinens instruktioner, hvor tidsforsinkelsen er således, at reservedatamaskinen under opdateringens behandlingsperioder billedlig talt ikke mærker, at modtagne data ikke sendes fra en egen funktionsenhed, men fra eksekutivdatamaskinens tilsvarende funktionsenhed .

15 143819

Dette ved hjælp af startimpulskilden opnåede resultat, at den logiske tilstand på dataoverføringskanalens udgang i det mindste under de for datamodtagning i reservedatamaskinen beregnede taktimpulsfaser, ifølge det hidtil antagne eksempel fase 4 i hver behandlingsperiode, stemmer overens med den logiske tilstand på reservedatamaskinens databus, anvendes til ved hjælp af et driftssammenligningsapparat at gennemføre den i indledningen nævnte kontinuerlige sammenligning mellem de af datamaskinerne frembragte øjeblikkelige data. Driftsammenligningsapparatet er vist på fig. 2, hvor det i hovedsagen er symboliseret ved en EKSKLUSIV-ELLER-kreds EXORd, som under de nævnte til datamodtagning i reservedatamaskinen beregnede taktimpulsfaser forsynes med de nævnte to logiske tilstande, og som ved ulighed mellem tilstandene frembringer et alarmsignal.

Driftssammenligningsapparatet EXORd i forbindelse med kon-trolhukommelserne CM, af hvilke en er vist i fig. 2, udnyttes med fordel til at gennemføre en diagnose i en fejlbehæftet fællesbus-datamaskine ved hjælp af en med denne i hovedsagen identisk fejlfri fællesbusdatamaskine. Formålet med diagnosen er at fastslå hvilken byggeenhed, der er fejlbehæftet, således at datamaskinens reparation kun består i at erstatte det fejlbehæftede byggeelement med et fejlfrit. Diagnosen indledes med en paralleldriftstart ifølge ovenstående beskrivelse, idet den fejlbehæftede datamaskine fungerer som reservedatamaskine, medens den fejlfrie datamaskine fungerersom eksekutivdatamaskine, der på normal måde i enkeltdrift styrer f.eks. et teleteknisk anlæg. Derefter opdateres den fejlbehæftede datamaskine, idet en overføringstilstand indskrives i samtlige kontrolhukommelser CM. En efterfølgende fuldstændig overgang til et normalt parallelsynkront samarbejdet af datamaskinerne vil medføre, at driftssammenligningsapparatet EXORd frembringer et alarmsignal, når den funktionsenhed, der frembringer fejlbehæftede data, adresseres til datasending. Imidlertid medfører en successiv overgang til et normalt samarbejde, hvilket f.eks. medfører, at antallet af funktionsenheder med indskrevet overføringstilstand manuelt eller automatisk formindskes mere og mere med passende tidsintervaller, intet alarmsignal, så længe overføringstilstanden er indskrevet i den fejlbehæftede funktionsenhed. Den nævnte successive formindskelse af indskrevne overføringstilstande udgør altså en i høj grad enkel diagnosemetode, idet et alarmsignal bestemmer den funktionsenhed som fejlbehæftet, hvis overføringstilstand er ophævet sidst før alarmen.

Der findes mange modifikationer af denne diagnosemetode, der anvender muligheden for at indskrive overføringstilstanden separat i funktions- 16 143819 enhederne. Et eksempel på en sådan modifikation er at bibeholde samtlige overføringstilstande med undtagelse af in ad gangen, eller at opdele funktionsenhederne i grupper og først bestemme den gruppe, der indeholder det fejlbehæftede funktionselement.

En opdeling i grupper forkorter den gennemsnitlige diagnosetid, selv om en ny opdatering må gennemføres inden diagnosen inden for gruppen med den fejlbehæftede funktionsenhed påbegyndes.

Sammenfattende muliggøres ved hjælp af det foreslåede og ovenfor beskrevne apparat et sådant samarbejde mellem to fællesbusdatamaskiner, at den ene datamaskine med sine frembragte øjeblikkelige data opdaterer den anden datamaskine, at datamaskinerne overvåger hinanden gensidigt ved, at deres øjeblikkelige data kontinuerligt og fuldstændigt sammenlignes med hinanden, samt at en fejlfri i enkeltdrift tidstro styrende datamaskine udfører en diagnose på en fejlbehæftet datamaskine til bestemmelse af den fejlbehæftede funktionsenhed, idet udelukkende den tidstro styrings øjeblikkelige data anvendes.

Claims (16)

143819 17 PATENTKRAV.

1· Apparat til ved et af en eksekutivdatamaskine (E) og en med denne i hovedsagen identisk reservedatamaskine (R) bestående anlæg at muliggøre et samarbejde mellem datamaskinerne, f.eks. reservedatamaskinens opdatering med i den før samarbejdet i enkeltdrift arbejdende eksekutivdatamaskine frembragte data, så at reservedatamaskinen derefter arbejder parallelsynkront med eksekutivdatamaskinen, hvorhos synkronisme opnås ved hjælp af taktimpulser f.eks. fra en for begge datamaskiner fælles og til en taktbus (tbe, tbr) i et bussystem i hver datamaskine sluttet taktgenerator (CG), og hvorhos datamaskinerne hver især indeholder et antal adresserbare funktionsenheder (FUe, FUr), f.eks. hukommelsesenheder, aritmetisk enheder, procesregistre, mellem hvilke funktionsenheder henholdsvis data og adresser og ordrer transporteres over en i det nævnte bussystem indgående henholdsvis databus (dbe, dbr) og ordrebus (obe, obr), og af hvilke mindst én funktionsenhed indeholder en følge af udvælgelige instruktionsregistre (IRSe, IRSr), i hvilke der er lagret instruktioner, der udlæses og behandles en efter en i hver sin af taktgeneratoren aktiveret behandlingsperiode, der omfatter et antal taktfaser, kendetegnet ved a) en startimpulskilde (SP) der fødes fra taktgeneratoren (CG) og er forbundet med det nævnte bussystem i hver datamaskine (E,R), og som ved hjælp af en primærstartimpuls (ps) igangsætter startforløbet for datamaskinernes (E,R) paralleldrift, og ved hjælp af en sekundærstartimpuls (ss) starter datamaskinerne, b) en til samarbejdet anvendt i én retning rettet dataoverføringskanal (DCH) fra eksekutivdatamaskinens (E) databus (dbe) til reservedatamaskinens (R) databus (dbr), hvilken kanal (DCH) på grund af sin opbygning påtvinger de overførte data en bestemt tidsforsinkelse, samt c) mindst ét forsinkelsesorgan, der bevirker, at start-impulskilden (SP) starter reservedatamaskinen (R) i forhold til eksekutivdatamaskinen (E) med en tidsforsinkelse i hovedsagen lig med den tidsforsinkelse, der påtvinges af den nævnte dataoverføringskanal (DCH) på grund af dennes konstruktion.

2. Apparat ifølge krav 1, kendetegnet ved, at der i det nævnte forsinkelsesorgan indgår en forsinkelsesledning. 143819 18

3. Apparat ifølge krav 1, kendetegnet ved, at der i det nævnte forsinkelsesorgan indgår en overføringskanal, hvis opbygning stemmer i hovedsagen overens med opbygningen af den nævnte dataoverføringskanal fra eksekutivdatamaskinens databus til reservedatamaskinens databus.

4. Apparat ifølge krav 1, kendetegnet ved, at der i det nævnte forsinkelsesorgan indgår et skifteregister, der føres trinvis frem ved hjælp af taktimpulser, idet taktimpulsernes periodelængde og registerskiftningernes antal bevirker mindst en del af den nævnte bestemte tidsforsinkelse.

5. Apparat ifølge krav 4, kendetegnet ved, at taktimpulserne for forsinkelsesorganets skifteregister frembringes af taktgeneratoren (fig. 1 og 2).

6. Apparat ifølge krav 1, kendetegnet ved, at der i det nævnte forsinkelsesorgan indgår et antal til reservedatamaskinens instruktionsregisterfølge hørende blindinstruktions-registre (BLR), hvis informationsindhold angiver, at et bestemt instruktionsregister skal udvælges, og hvis informationsindhold behandles efter tur, hvorved behandlingsperioderne bevirker i det mindste en del af den nævnte bestemte tidsforsinkelse (fig. 2).

7. Apparat ifølge krav 1 eller 6, kendetegnet ved, a) at startimpulskilden (SP) omfatter en til eksekutivdatamaskinens bussystem sluttet brydesignalenhed (IU), der ved aktivering ved en primærstartimpuls (ps) afbryder det igangværende eksekutive arbejde og efter modtagning af et tilbagemeldingssignal frembringer den nævnte sékundærstartimpuls (ss), samt et startorgan (SDe, SDr) for hver af datamaskinerne, der ved aktivering ved en udløseimpuls påbegynder arbejdet til udvælgelse af et til den pågældende instruktionsregisterfølge hørende begyndelsesinstruktionsregister (BIRe, BIRr), der lagrer en instruktion, der starter den pågældende datamaskines arbejde, b) at det nævnte forsinkelsesorgan er anbragt mellem brydesignalenheden (IU) og reservedatamaskinens begyndelsesinstruktionsregister (BIRr), og c) at dataoverføringen over den nævnte dataoverføringskanal (DCH) styres ved hjælp af en kontrolhukommelse (CM) til optegnelse af en overføringstilstand (ts) og ved hjælp af en overføringslogik (TL) til ved en påført overføringstilstand at åbne dataoverføringskanalen og forhindre en datatransport mellem reservedatamaskinens funktionsenheder. 19 143819

8. Apparat ifølge krav 7, kendetegnet ved, at overføringslogikken (TL) omfatter et driftssanunenligningsorgan (EXORd) til ved forskel mellem til dataoverføringskanalens udgange overførte data og på reservedatamaskinens databus transporterede data at frembringe et alarmsignal (fig. 2) .

9. Apparat ifølge krav 7 eller 8,kendetegnet ved, at datamaskinernes funktionsenheder omfatter hver sin kontrolhukommelse (CM) til optegnelse af de respektive funktionsenheders overføringstilstand (ts) (fig. 2).

10. Apparat ifølge et af kravene 7-9, kendetegnet ved, a) at startorganerne (SDe, SDr) omfatter i det mindste en første fasegenerator (PGl, PGle, PGlr), der styres af taktgeneratoren (CG), og som ved aktivering ved den nævnte udløseimpuls ud af et antal frembragte taktimpulsfaser fastlægger dem, der danner behandlingsperioden for en i et til det pågældende startorgan hørende startinstruktionsregister (SIRe, SIRr) lagret startinstruktion, hvis behandling fører til den nævnte udvælgelse af det pågældende begyndelsesinstruktionsregister (BIRe, BlRr), samt b) at startorganerne omfatter hver sin anden fasegenerator (PG2e, PG2r), der styres af taktgeneratoren, frembringer taktimpulsfaseme for den pågældende datamaskines behandlingsperioder og er sluttet til den pågældende taktbus, idet c) den til reservedatamaskinens startorgan (SDr) hørende af det andet sæt fasegeneratorer er forbundet med brydesignal-enheden (IU) for senest samtidigt med den nævnte sekundærstartimpuls (ss) at nulstille den anden fasegenerator og dermed afbryde tilførslen af taktfaser til den pågældende taktbus, og endvidere er forbundet med den første fasegenerator (PGl,. PGle, PGlr) for ved hjælp af den taktimpuls, der sammenfalder med den første af de nævnte taktfaser inden for den pågældende startinstruktions behandlingsperiode at genstarte den nævnte anden fasegenerator (PG2e, PG2r) og dermed atter tilføre taktfaserne til den pågældende taktbus.

11. Apparat ifølge krav 5 og 10, kendetegnet ved, at skifteregistret indgår i en for begge startorganer fælles første fasegenerator (PGl), hvis udløseimpuls udgøres af nævnte se-kundærstartimpuls (ss), og som fastlægger behandlingsperioden for reservedatamaskinens startinstruktion tidsforsinket i forhold til 20 U3819 behandlingsperioden for eksekutivdatamaskinens startinstruktion (fig. 2).

12. Apparat ifølge krav 10, kendetegnet ved, at startorganerne (SDe, SDr) omfatter hver sin første fasegenerator (PGle, PGlr), og at sekundærstartimpulsen (ss) udgør udløseimpulsen for eksekutivdatamaskinens første fasegenerator (PGle), der fastlægger startinstruktionens behandlingsperiode således, at den falder sammen med en af perioderne, der frembringes af den fasegenerator (PG2e), der ikke afbrydes fra brydesignalenheden.

13. Apparat ifølge krav 5 og 12, kendetegnet ved, at det nævnte skifteregister indgår i reservedatamaskinens første fasegenerator (PGlr), der modtager sekundærstartimpulsen som udløseimpuls.

14. Apparat ifølge krav 2 og 12, eller 3 og 12, k e n -detegnet ved, at den første fasegenerator (PGlr) i reservedatamaskinens startorgan (SDr) modtager sin udløseimpuls fra forsinkelsesorganet, der aktiveres ved hjælp af sekundærstartimpulsen.

15. Apparat ifølge krav 2, 5 og 12, eller 3, 5 og 12, kendetegnet ved, at det nævnte skifteregister indgår i reservedatamaskinens første fasegenerator (PGlr), der modtager den ved hjælp af det nævnte forsinkelsesorgan forsinkede sekundær-startimpuls som udløseimpuls (fig. 1).

16. Apparat ifølge krav 12, kendetegnet ved, a) at eksekutivdatamaskinens første fasegenerator (PGle) før påbegyndelsen af behandlingsperioden for startinstruktionen fastlægger mindst én yderligere behandlingsperiode, under hvilken en overføringstilstand (ts) optegnes i den nævnte mindste ene kontrolhukommelse (CM), og den i eksekutivdatamaskinens startinstruktionsregister (SIRe) lagrede startinstruktion sendes til eksekutivdatamaskinens databus (dbe) for derfra over dataoverføringskanalen (DCH) at overføres til reservedatamaskinens databus (dbr), og ved b) at reservedatamaskinens startorgan omfatter et startsammenligningsorgan (EXORs) til ved lighed mellem til reservedatamaskinens databus overførte data og den i reservedatamaskinens startinstruktionsregister (SIRr) lagrede startinstruktion