DK157954B - Databehandlingsanlaeg med direkte lageradgang - Google Patents

Description

i

DK 157954 B

Opfindelsen vedrører et databehandlingsanlæg og specielt et anlæg med hurtig dataoverførsel, mellem ydre ind/ud-enheder og anlæggets hovedlager.

I databehandlingsanlæg, hvor der overføres datablokke 5 mellem ydre enheder og anlæggets hovedlager, sker dette normalt via en passende busledning, som kan benævnes en ind/ud-databus, hvilket indebærer, at anlæggets centralenhed (CPU) skal afbryde sin igangværende funktion, idet centralenheden indeholder registre, som skal benyttes under data-10 overførslen. Endvidere skal centralenhedens interne lagerstyresignaler benyttes til styring af dataoverførsler til og fra lageret via centralenheden. Por hvert dataord, som er en del af blokken af dataord, som skal overføres, er centralenheden nødvendig til overføring af en adresse 15 fra ind/ud-enheden til centralenheden, hvilken adresse enten benyttes direkte som en fysisk indgangsadresse til lageret eller benyttes i forbindelse med en lagerallokering og lagerbeskyttelse, hvor centralenheden oversætter de logiske adresser, som modtages, til fysiske indgangs-20 adresser til lageret, til eller fra hvilket der skal overføres data. De aktuelle dataord skal således behandles i centralenhedens registre, således at der kan overføres data til eller fra lageret via databehandlingsanlæggets lagerbus. Por hvert dataord, som skal overføres, skal 25 centralenheden behandle en adresse og et dataord. Behandlingen af adressen i centralenhedens registre og i adresseallokeringsenheden tager normalt relativt lang tid, og den samlede overførselscyklus kan i nogle anlæg være så stor som 1,5-2 mikrosekunder. I dette tidsrum kan een-30 tralenheden ikke udføre andre operationer, som forudsætter brug af de til overførslen benyttede registre, hvorfor centralenhedens effektivitet er lav. Ved sådanne datakanaloverførsler kan de ydre enheder være så langsomme, at det ikke kan svare sig at benytte andet end en datakanal med 35 langsom dataoverførsel. Imidlertid findes der ydre enheder, som har en så stor dataoverførselskapacitet, at det er ønskeligt at undgå de unødvendigt lange tidsrum til overføring af adresser og ‘data, således at centralenheden beslaglægges så lidt som muligt.

DK 157954 B ' 2

Ved databehandlingsanlægget ifølge opfindelsen opnås, at 5 hurtige, ydre enheder tillades at overføre data direkte til databehandlingsanlæggets hovedlager via en anden lagersluse, som er forskellig fra den lagersluse, der benyttes af centralenheden. Ved hjælp af styrelogik for en hurtig kanal tillades en sådan dataoverførsel at foregå uden brug 10 af centralenhedens interne registre, og uden at der skal benyttes styresignaler fra centralenheden. Dataoverførslen forløber således uden om centralenheden, således at der kan kommunikeres direkte med hovedlageret. En sådan hurtig kanal benyttes primært i forbindelse-med ydre enheder, som 15 har stor dataoverførselshastighed, og som har et tilpasningskredsløb til kanalen. Den hurtige kanal indebærer en multipleksning af overførsler af databyger fra et antal forskellige, ydre enheder, hvorfor kanalen kan kaldes en ,,bygemultiplekser"-kanal, men sædvanligvis benyttes ud-20 trykket en hurtig datakanal, som vil blive benyttet i det følgende.

Da den hurtige datakanal har sin egen lagersluse i stedet for at benytte centralenhedens lagersluse, genereres de nødvendige lagerstyresignaler indeni den hurtige kanals 25 interne, logiske styrekredsløb, og det sikres, at lageret kun er styret af et sæt lagerstyrekanaler, som udledes af en kombination af lagerstyresignaler fra centralenheden og lagerstyresignaler fra den hurtige kanal. Til dette formål findes også særlige styrelogikkredse for lagerporten.

30 Den hurtige datakanal har også sin egen lagerstyring i form af en lagerallokerings- og beskyttelsesenhed (MAP), og komplette datablokke kan overføres således, at der kun er behov for en enkelt adresse, dvs. begyndelsesadressen for det første ord i datablokken. Når først begyndelses-

DK 157954 B

3 adressen er blevet passende allokeret i den hurtige datakanal, arrangeres denne til at frembringe de efterfølgende adresser for hver af de på hinanden følgende dataord, som skal overføres til eller fra lageret. Den eneste yder-5 ligere information, der er nødvendig, er længden af datablokken, som overvåges således, at når det sidste dataord er overført med hensyn til den sidste adresse, er den hurtige kanal klar over, at overførselen af datablokken er slut.

10 Den hurtige datakanal genererer i hovedsagen samme type lagerstyresignaler, som genereres i centralenheden, og endvidere findes der logiske kredsløb, som er indrettet til at tillade en større grad af overlapning ved lageradgangen, end det normalt kan opnås ved centralenheden.

15 For eksempel kan den hurtige datakanal være indrettet til at tilvejebringe tre overlappende lageradgangsoperationer i modsætning til de sædvanligvis to lageradgangsoverlapninger, som kan tilvejebringes ved visse centralenheder.

Sådan overlapning af lageradgangen benyttes med en passende 20 blanding af lag^rmoduler for en lagerlæsetilstand. Under en lagerskrivetilstand er skriveoperationerne tilstrækkeligt hurtige til, at overlapning ikke er nødvendig, og overlapningen er derfor primært beregnet på overførsler af datablokke af læsetypen.

25 Den hurtige datakanal er ifølge opfindelsen indrettet til at benytte samme datavej for indlæsning af adresser til den hurtige kanals MAP, som benyttes til overføring af datablokke. Endvidere er den hurtige datakanal indrettet således, at dens tabeller i MAP, som er lagret i hovedlage-30 ret, kan indlæses til MAP-enheden ved passende identifikation af bestemte MAP-tabeller, som skal benyttes, og ved angivelse af disses lokationer i hovedlageret, således at den hurtige kanal kan få adgang til MAP-tabelinformationen og indlæse denne direkte fra hovedlageret via sin egen la-35 gersluse, hvilket medfører, at der ikke er behov for in-

DK 157954 B

4 struktioner fra centralenheden til overføring af MAP-informationen.

Opfindelsen vil blive nærmere forklaret ved den følgende beskrivelse af en udførelsesform* idet der henvises til 5 tegningen, hvor fig. 1 viser et blokdiagram af den hurtige datakanal ifølge opfindelsen, fig. 2 og 3 viser mere detaljeret blokdiagrammer af dele af den på fig. 1 viste kanal, 10 fig. 4 viser et skema over logiske og fysiske adressetilstande, som benyttes i den på fig. 1-3 viste hurtige kanal , fig. 5 og 6 viser tidsstyrediagrammer, som har relation til overføring af data i eller ud af lageret, 15 fig. 7-12 viser diagrammer af logiske kredsløb, som benyttes i den på fig. 1 viste kanal, medens fig. 13-14 viser rutediagrammer, som er nyttige til forståelse af virkemåden for den på fig. 1-3 viste kanal.

Pig. 1 viser et samlet blokdiagram af en datakanal med 20 stor dataoverføringshastighed, hvilket i det følgende vil blive betegnet en hurtig datakanal, medens fig. 2 og 3 viser visse dele af datakanalen i nærmere detaljer. Som det kan ses, har den hurtige datakanal to bussystemer for · ekstern kommunikation med kanalen, hvor det første bus-25 system vil blive benævnt som et hurtig-kanalbussystem 10, medens det andet bussystem vil blive benævnt som et centralenhedbussystem 22. Ved den viste udførelsesform er den hurtige datakanal indrettet til forbindelse med et antal I/O-enheder via hurtig-kanalbussystemet. I/O-en-

DK 157954 B

5 hederne kan være indrettet med en forudbestemt prioritering for at undgå konflikt mellem dataoverførsler. Ved en fore-trukken udførelsesform kan enhederne for eksempel have en forudbestemt prioritet, som er indeholdt i fast optrådede, 5 logiske kredsløb, således at de enheder, som lægger mindst beslag på kanalen, har højere prioritet, hvilket er en velkendt teknik. Når det logiske styrekredsløb for den hurtige kanal modtager en forespørgsel om dataoverførsel, accepterer kanalen et styre- og adresseord og overfører den ønskede 10 datablok. Den hurtige datakanal indeholder et bufferregister for et enkelt dataord og er indrettet til at forsinke efterfølgende dataord, hvis bufferen er fuld, og hvis den hurtige datakanals lagersluse ikke er tilgængelig. Yed en foretrukken udførelsesform er den maksimale dataudlæs-'15 ningshastighed til lageret (dvs. i læsetilstanden, hvor data læses fra en I/O-enhed og. skrives i lageret) 10 M-bytes pr. sekund (dvs. 200 nanosekunder pr. ord). I løbet af skrivetilstanden (dvs. hvor data læses fra lageret og overføres til en I/O-enhed) er den maksimale middelda-20 tahastighed 6,67 M-bytes pr. sekund. Skrivetilstanden kan forøges til 10 M-bytes pr. sekund, hvis der benyttes en overlapningsteknik, som det senere vil blive forklaret.

Under henvisning til fig. 1-3 indeholder den hurtige datakanal en logisk styreenhed 12A for kanalen og en logisk 25 styreenhed 12B for lageret, som nærmere vil blive forklaret i forbindelse med de efterfølgende figurer, hvor styrelogikken for kanalen kommunikerer med hurtig-kanalens bussystem 10 til modtagelse og udsendelse af forespørgsels- og styresignaler, og styrelogikken for lageret komunikerer 30 med den logiske styreenhed 12A og centralenhedens lagerstyrelogik til frembringelse af fysiske lagerstyresignaler, som overføres på centralenhedens bussystem 22.

Kanalstyrelogikken 12A dirigerer og aktiverer den hurtige datakanal og er organiseret omkring en mikroprogramstyre-35 enhed, som tidsstyrer processen for dataoverførsel til de DK 157954B · 6 eksterne I/O-enheder og for overførsel af MAP-data til den hurtige kanal. Den hurtige kanal styres til at indlæse et nyt adresseord og tælleord, til at tælle tælleordet frem, til at tælle adresseordet op samt til overførsel af datablok-5 ken. Styrelogikken styrer endvidere ind- og udlæsning af MAP-enhedens indhold og aktiverer MAP-adresseomsætningen for konvertering af logiske adresser til fysiske adresser. Lagerstyrelogikken 12B er indrettet til at styre lagersluserne og til opretholdelse af driften af lagerdata-10 drivenheden og bufferregisteret med hensyn til begge sluser (som her er angivet ved sluserne AØ og Al), og styrelogikken kan valgfrit være anbragt i forbindelse med selve den hurtige datakanal eller være anbragt et andet sted i hele anlægget.

15 Databehandlingen ved overførsel af data gennem den hurtige kanal foregår helt synkront, og ved hjælp af en taktimpuls-kilde for den hurtige kanal styrer dataoverførslen gennem denne tilligemed at databehandlingen på bussystemet 10 styres.

20 Dataoverføringslogikken, som generelt er angivet ved 19 øverst på fig. 1, og som er angivet mere specifikt på fig.

2, sørger for dataveje for lagerdata til og fra de eksterne I/O-enheder og adresseveje til den hurtige kanals MAP-registre 17 og til hovedlageret. Dataoverføringslo-25 gikken omfatter et dataudgangsregister 11, et dataindgangsregister 13, en indgangsmultiplekser 14 og en paritetsgenerator 15. Den hurtige kanal mellemlagrer lagerudgangsdata (som på fig. 1 og 2 er angivet ved BMEMØ-15) i bufferen 16, beregner en paritetsbit og lagrer data og pari-30 tetsbit i et dataudgangsregister 11, hvorfra der opnås dataudgangs- og paritetsbit, som er angivet ved HSC OUT 0-15 og MEM PAR. Data- og paritetsbit fra dataudgangsregisteret 11 overføres til det aktive tilpasningskredsløb via busdrivkredse 11A på hver SYN CLOCK-cyklus, hvorved data-35 og paritetsbit overføres fra dataudgangsregisteret 11 til

DK 157954 B

7 den hurtige kanalbus 10.

Indgangsdata til den hurtige kanal overføres tilligemed et paritetsbit (som er angivet ved HSC 0-15 og HSC DPAR) til dataindgangsregistret 13, hvorfra der til hver SYN CLOCK-5 cyklus fås data, som er angivet ved HSCINØ-15 og HSC IN PAR). Sådanne dataord overføres til lageret via en multiplekser-enhed 14 og drivkreds 18 til centralenhedens bus 22. Disse data overføres ikke alene til lageret, men også tilbage gennem den datasløjfe, som udgøres af bufferen 16, i pari-10 tetsgeneratoren 15, når der overføres data til lageret.

Paritetsgeneratoren frembringer et datafejlsignal (DATA ERR), hvis den beregnede paritet og den lagrede paritet ikke stemmer overens.

Dataoverførslen mellem lageret og MAP-registrene i MAP-15 enheden 17 sker på i det væsentlige samme måde. Dataudgangsregisteret 11 modtager MAP-data fra lageret via bufferen'16 under benyttelse af i det væsentlige samme datavej, som blev benyttet ved overføring af data fra lageret til den hurtige bus 10. MAP-data i MAP-enheden 17 20 kan læses tilbage i lageret fra lagerbusdrivkredsen 18 via den interne bus 27 og multiplekserenheden 14. Ved overførsel af MAP-data er paritetskontrol ikke nødvendig.

Adresselogikken, som generelt er vist ved 20 i den midterste del af fig. 1, og som også er vist på fig. 2 og 3, 25 er indrettet til at modtage adresser fra apparattilpasningskredsløb på den hurtige kanalbus 10 eller fra registre i selve den hurtige kanal (sådanne adresser er angivet ved 21 bit, som omfatter bittene CBK 0-2, XCA 0-2 og CA 1-15). Den hurtige datakanal adresserer fysiske lager-30 lokationer via en fysisk adressebus 21, som overfører den fysiske adresse til centralenhedsbussen 22 og derfra til lageret via adressedrivenheden 23, hvor de fysiske adressebits er identificeret som BANK 0-2, XPA 0-2 og" PA 1-15.

Det første adresseord i en datablok, som skal overføres,

DK 157954 B

8 lagres i et adressetælleregister 24, hvis udgangssignal er angivet ved bittene PBK 0-2, XADDR 0-2 og ADDR 1-15.

En adresseparitetsgenerator 25 kontrollerer pariteten på _ adresseordet, som er modtaget fra tilpasningskredsløbet 5 (angivet ved paritetsbit HSC APAR) og frembringer en passende paritetsfejlindikator (ADDR ERROR), hvis den beregnede adresseparitet ikke stemmer overens med den lagrede adresseparitet.

De højere betydende bits i adressen fra adressetælleregi-10 steret 24 (PBK 0-2, XADDR 0-2 og ADDR 1-5) angiver den ønskede sideadresse. Hvis MAP-registrene i MAP-enheden 17 ikke benyttes, deaktiveres MAP-enheden (et ENAB RAM overføres til bufferregisteret 26), hvorved MAP-enheden 17 ikke kan aktiveres, og den ønskede sideadresse føres di-15 rekte til lageret via bufferen 26 og de interne busser 27, 28 og 29 (de fysiske sideadressebits er angivet ved BK 0-2, XPHY 0-2 og PHY 1-5). Hvis MAP-enheden 17 skal benyttes, aktiveres denne (et ENB RAM-signal overføres til MAP-enheden 17), hvorved den logiske sideadresse overføres til 20 MAP-enheden via den interne bus, hvorved de tidligere indlæste MAP-registre oversætter den logiske sideadresse til den fysiske sideadresse, som overføres til bussen 21 og bussen 22 via de interne busser 27, 28 og 29 og drivenheden 23. Uanset om sideadressen overføres direkte fra 25 adressetælleregisteret 24 eller overføres fra MAP-registrene, føres de lavere ordens adressebits (ADDR 6-15) direkte til den fysiske adressebus 21 med henblik på at definere adresseord inden for de valgte sider, som er identificeret ved sideadressen.

30 Hvis MAP-registrene skal benyttes til overførsel af logiske sideadresser til fysiske sideadresser, skal det programmel, som benyttes, medføre instruktioner til identificering af en begyndelsesadresse i MAP-registeret og en lagerstart-adresse, inden der overføres data til MAP. Logiske 1/0-35 styrekredsløb 42 er indrettet til at afkode instruktionerne

DK 157954 B

9 i overensstemmelse med programmellet og føre den afkodede information til et sæt af tællere 31, 32, 33 og 34. To af tællerne, nemlig tællerne 31 og 33, specificerer lager-adressen for datatilgang til MAP via multiplekseren 43 og 5 bufferregisteret 44. En tredje tæller 32 er indrettet til at frembringe adressen, som angiver, hvor i MAP-registeret MAP-data skal hen. Den fjerde tæller 34 benyttes i forbindelse med ordtællelogikken, som vil blive nærmere beskrevet nedenfor.

10 Ordtællelogikken, som er vist generelt nederst på fig. 1 og er vist på fig. 3, modtager et tælleord (dvs. en repræsentation for det totale antal af ord, som skal overføres i datablokken) fra enhedernes tilpasningskredsløb via den hurtige kanalbus 10 eller fra tælleregisteret 34 i selve 15 den hurtige kanal, hvilke tælleord er angivet ved bittene WCNT 1-7. Ordtællelogikken tæller alle de ord, som skal overføres, dvs. en tæller 36 tælles frem for hvert ord, og eventuelt angives operationens afslutning, når det sidste ord er overført, ved hjælp af et signal LAST ADDR.

20 Programmellet skal også være indrettet til at frembringe et tælleord for en MAP-dataoverførselsinstruktion. I/O-styrelogikken 42 er indrettet til at afkode tælleordet for MAP-dataoverførselsinstruktionen og til at overføre denne information til en frem-tæller 34 via centralenhedsbussen 25 22 og bufferregisteret 37. Tælleren 34 tæller frem i trin sammen med ordtælleren 36 og angiver multiple MAP-overførsler ved hjælp af et passende signal SET MULTI.

Yderligere logiske kredsløb indeni I/O-styrelogikenheden 42 er indrettet til at frembringe et flagsignal, som angiver 30 overførselsretningen, dvs. en ind- eller ud-læsning af MAP, via et I/O-flagregister 38 og drivkreds 39, og endvidere er den yderligere logik indrettet' til at angive, om der har været en fejl i løbet af dataoverførslen, ved hjælp af et fejlflagsregister 40 og drivkredse 4l.

DK 157954 B

10

Den på fig. 1-3 viste hurtige datakanal har to adressetyper. En første adressetype er en fysisk (eller direkte) adressetilstand", hvor der benyttes den adresse, som er specificeret af den hurtige kanals tilpasningskredsløb til be-5 stemmelse af adressen for det første ord i en lagerdatablok, som skal overføres. Medens dataoverførslen skrider frem, tæller tilpasningskredsløbet den fysiske adresse frem svarende til en følge af lagerlokationer.

En anden adressetilstand er en logisk (dvs. en kortlagt) 10 adressetilstand, hvor der benyttes et tabelopslag i MAP-registrene til oversættelse af den logiske sideadresse, som er specificeret ved den hurtige kanals tilpasningskredsløb, til en fysisk sideadresse. Den hurtige kanalstyreenhed definerer de mere betydende bit i en lageradres-15 se (PBK 0-2 og ADDR 1-5) som sideadressen og de mindre betydende bit (ADDR 6-15) som ordadressen på den valgte side. Ved en foretrukken udførelsesform kan hver sideadresse for eksempel angive en gruppe af på hinanden følgende lagerlokationer (ved en foretrukken udførelsesform kan der 20 være 1024 sådanne på hinanden følgende lagerlokationer).

Den tilhørende ordadresse definerer en individuel lagerlo-kation inden for en bestemt, valgt side. Under den kortlagte eller logiske adressetilstand angiver den logiske sideadresse et indgangsregister i MAP-registrene, hvor 25 registerets indhold medfører en oversættelse af den logiske sideadresse til frembringelse af den fysiske sideadresse, som derefter rekombineres med den logiske ordadresse (APDR 6-15) til dannelse af en fysisk adresse, som overføres til lageret via drivkredse 23 på den fysiske adresse-30 bus 21. Medens dataoverførslen skrider frem, tæller tilpasningskredsløbet den logiske adresse frem svarende til på hinanden følgende lagerlokationer.

Hvis enhedens tilpasningskredsløb tæller den logiske sideadresse frem i løbet af den sekventielle adresseringspro-35 ces, definerer MAP-registrene en ny fysisk sideadresse som

DK 157954 B

11 adgang til en anden blok af lagerlokationer. Fig. 4 viser adresseformaterne for kanaladresseordet og de fysiske adresseord, som benyttes i den fysiske og den logiske adressetilstand. I overensstemmelse hermed kan kanaladresseordet blive overført direkte som det fysiske adresseord, som er 5 vist til venstre på fig. 4, eller kan blive overført som det logiske adresseord og blive oversat ved hjælp af MAP-registrene til opnåelse af det fysiske adresseord, som er vist til højre på fig. 4.

Ved den på fig. 1-3 viste foretrukne udførelsesform 10 overfører den hurtige kanalbus 10 fjorten signaler til kanal tilpasningskredsløbene. Disse signaler omfatter taktimpulssynkroniseringssignaler (SYN CLOCK), dataforespørgselssignaler (HSCR 0-7), dataoverførselsstyresignaler (READY, DATA, ADDR ERROR, DATA ERROR), kanalstyresignaler 15 (HSC DATAIN, WCNT 0-7, HSC ENB PAR, HSC MAP, EXT), adressesignaler (CBKØ-2, XCAØ-2, CA1-15, HSC APAR) og datasignaler (HSC 0-15, HSC DPAR).

Tidsstyresignalpt er identificeret som et SYN CLOCK-signal, som synkroniserer alle aktiviteter på den hurtige kanalbus 20 10. Det nedadgående signalspring benyttes til at strobe alle informationer mellem den hurtige kanal og kanaltilpasningskredsløbene. Perioden af SYN CLOCK varierer, hvor den mindste periode ved den foretrukne udførelsesform er 200 nanosekunder, som svarer til en maksimal dataoverførings-25 hastighed ved 5 MHz. Perioden kan udstrækkes, hvis den hurtige kanal forsinkes, medens der ventes på en lagercyk-. lus.

Hvert kanaltilpasningskredsløb har sin egen forespørgselsledning til initiering af dataoverførsler, hvilket angives 30 ved forespørgselssignalet HSCR 0-7· „. Hvert forespørgsels-signal er tillagt en prioritet, hvor HSCR7 er den højeste prioritet, medens HSCR'Ø er den laveste prioritet. Forespørgselsledningerne ved den foretrukne udførelsesform gribes parallelt til alle tilpasningskredsløbene, således at 12

DK 157954 B

hvert tilpasningskredsløb kan fastslå, om et andet tilpasningskredsløb har rejst en forespørgsel. En konflikt mellem forespørgsel om lageradgang løses af den hurtige kanals tilpasningskredsløb, og ved en foretrukken udførelsesform 5 gøres dette ved at tillægge hvert tilpasningskredsløb et karakteristisk forespørgselssignal (denne tillægning sker samtidigt med konstruktionen af systemet). Den hurtige kanal overvåger alle forespørgselsledninger, men kun et enkelt tilpasningskredsløb vil blive bestemt som havende den høje-10 ste prioritet og kunne præsentere et adresse- og kanalstyreord og derefter kunne overføre en datablok.

Dataoverførselsstyresignalerne omfatter READY, DATA, ADDR ERROR og DATA ERROR. Den hurtige datakanal accepterer kun overførselsforespørgsler, når den er klar til at behandle 15 dem, og en overførselsforespørgsel, "som optræder, før den hurtige kanal er klar, forsinkes, indtil den hurtige kanal afgiver signalets READY. Når signalet READY er frembragt, overfører det tilpasningskredsløb, som havde den højeste prioritet, et adresse- og kanalstyreord på bussen samtidigt 20 med det første SYN CLOCK-signal efter signalet READY. Når dataoverføringen har retning til lageret, genfrembringes, signalet READY samtidigt med, at det sidste ord i blokken begynder at blive overført. Når overførselsretningen er bort fra lageret, frembringes signalet READY samtidigt med, 25 at det næstesidste ord i blokken overføres. Denne teknik . tillader et overlap mellem overførslen af kanalstyreinformation og overførslen af data.

Den hurtige datakanal frembringer DATA-sighalet i løbet af den aktuelle dataoverførsel. Overførslen af dataord sker 30 på taktimpulskanter, når DATA-signalet er til stede.

Den hurtige kanal kan forsinke taktimpulssignalet i korte periode i løbet af dataudvekslingen, hvis lageret ikke er klar, hvorved, der undgås overløb/underløb i den hurtige kanal.

/

DK 157954 B

13

Den hurtige kanal regulerer også for ulige paritet på adresseordene og dataindgangsordene, når paritetskontrollen er sat i gang. Den hurtige kanal mærker således adresseparitetsfejl (ADDR ERROR) og dataparitetsfejl (DATA 5 ERROR) i tilpasningskredsløbenej således at det aktive tilpasningskredsløb kan foretage korrektioner. Hvis den hurtige kanal frembringer et ADDR ERROR-signal, afbrydes dataoverførselen, og den hurtige kanal frembringer READY-sig-nalet i løbet af den følgende cyklus.

10 Andre kanalstyresignaler modtages fra enhederne og omfatter HSC DATA ΪΝ, WCNT 0-7, HSC ENB PAR, HSC MAP og EXT.

Dataindgangssignalet (HSC DATA IN) i den hurtige kanal angiver dataretningen for bagefter følgende dataoverførsel (dvs. dataindførsel svarer til skrivning af datalageret, 15 og dataudførsel svarer til udlæsning af data fra lageret), og tælleordsignalet (WCNT 0-7) angiver antallet af dataord i datablokken, som skal overføres. Tilpasningskredsløbet kan aktivere paritetskontrollen på adressedataordet ved i den hurtige kanal at frembringe et paritetsaktiverings-20 signal (HSC ENB PAR) og kan aktivere den hurtige kanal til at tillade en oversættelse af MAP-adressen (HSC MAP). Et signal (EXT) er tilgængeligt som reserve for andre formål, som ikke benyttes ved den viste udførelsesform.

Adressesignalet (CBK 0-2, XCA 0-2, CA 1-15 og HSC APAR) an-25 giver en startadresse på 21 bit for en dataoverførsel, og hvis pariteten er aktiv, vil tilpasningskredsløbet bringe adresseparitetbittet (HSC APAR) til at give for eksempel ulige paritet på adressebussen (ved ulige paritet menes, at den totale sum af et-taller i adresseordet, inklusive pari-30 tetsbitten, er ulige). Adressetælleregisteret 2M i den hurtige kanal fastlåser startadress^n og tæller frem, medens dataoverførselen foregår. Tælleren kan generere direkte, fysiske adresser, eller MAP kan frembringe en oversættelse fra logiske til fysiske adresser. Datasignalerne

DK 157954 B

1Ί (HSC 0-15 og HSC DPAR) overfører dataord på seksten bit, og hvis pariteten er aktiv, sættes paritetsbittet (HSC DPAR) til at opretholde ulige paritet på databussen.

Den hurtige datastyrekontrol er tilvejebragt med mikrokodet 5 materiel, som det vil blive nærmere forklaret. Mikrokoden. er lagret i et læselager (ROM). Ved en foretrukken udførelsesform findes der i hvert af mikroprogramadresseområderne 32 styreord på hver 19 bit. Der findes otte mikro-programområder, hvor hvert område definerer en operations-10 tilstand. I den nedenstående tabel er lokationen for hvert mikroprogramadresseområde i ROM og de tilsvarende funktioner vist.

Adresse Type 000 Standard data-overførsel

15 037 Overførsel til MAP

040 077 100 Overlappende data-overførsel

137 Overførsel til MAP

20 140 177 200 Yderligere data-overførsel 277 300 Yderligere data-overførsel 25 337 340 Yderligere data-overførsel 377

Det første mikroprogramområde definerer de ovenfor diskuterede standard-operationer, dvs. sådanne typer, som under-30 bygger dataoverførsel til MAP og standard-overførsel i den hurtige kanals tilpasningskredsløb med normal datahastighed (6,67 M-bytes pr. sekund ved udlæsning og 10 M-bytes pr. sekund ved indlæsning).

DK 157954 B

15

Det andet og fjerde mikroprogramområde definerer diagno-stieeringstyper, som ikke udgør en del af opfindelsen, og som derfor ikke vil blive nærmere beskrevet. Disse funktionstyper kan for eksempel være tilgængelige således, at 5 et diagnosticeringsprogram kan kontrollere de hurtige data-kanaldataveje, som ikke benyttes under en normal MAP LOAD/ DUMP-sekvens. Det tredje mikroprogramområde er reserveret for trefoldigt overlap ved læsning i lageret (op til 10 M-bytes/sekund). Skriveoperationerne i lageret og MAP-opera-10 tionerne er de samme som ved standardtypen. De sidste fire områder er tiltænkt fremtidig udvidelse af dataanlægget og udgør ikke en del af opfindelsen.

På fig. 5 og 6 er der for forskellige dataindgangs- og dataudgangssituationer vist eksempler på signalformerne for 15 SYN CLOCK, REQUEST, READY og DiTA.

Det fremgår således af fig. 5 (bølgeformerne A), hvorledes de indbyrdes relationer er mellem signalerne, når der modtages en enkelt forespørgsel for dataoverførsel af et enkelt ord i lagenet. Der er også vist andre situationer, 20 såsom læsning af et enkelt ord i lageret (bølgeformerne B), overførsel af flere ord (bølgeformerne C) og flere forespørgsler (bølgeformerne D, E og P). På fig. 6 er lignende situationer vist med hensyn til dataudførsel.

På fig. fig. 1-3 var vist et samlet blokdiagram af en 25 hurtig datakanal (fig. 1) og nærmere detaljer ved denne datakanal (fig. 2 og 3), medens fig. 7-14 angiver nærmere detaljer ved anlægget.

Pig. 7-12 viser logiske diagrammer for den hurtige datakanalstyring og den logiske taktimpulsstyring 12. Et hur-30 tigkanal-forespørgselssignal (HSCRØ-J) fra et"af de otte tilpasningskredsløb (se fig. 2) overføres til de logiske kredsløb 50 (fig· 7) tilligemed med et REQ TEST-signal til at afgøre, om der er forespurgt om en dataoverfør-

DK 157954 B

16 sel, samt et MAP TEST-signal til bestemmelse af, om der er forespurgt om en MAP-overførsel. Logikkredsløbet 50 er indrettet til" at kombinere ROM-adressesignaler (RADØ-3), som overføres til programmerbare ROM 51 (fig. 8) til igang-5 sættelse af en dataoverførsel, hvis der er et hurtigkanal-styresignal (HSCMC1) til stede, og hvis der findes et "sidste adresse"-signal fra en tidligere overførsel (LAST ADDR). Samtidigt overføres READY-signalet fra logikkredsløbet 52 (fig. 11) til tilpasningskredsløbet (se fig. 2).

10 Når tilpasningskredsløbet har modtaget READY-signalet, kan den forespørgende enhed overføre sin adresseinformation, enten for en læse- eller for en skriveoperation i lageret.

Hvis der er tale om en skriveoperation, overfører den forespørgende enhed et HSC DATA IN-signal (se fig. 2). HSCMAP-15 signalet angiver, om der benyttes logisk eller fysisk adressetilstand. Hvis data skal overføres til eller fra lageret, medfører den forespørgende enheds tilpasningskredsløb et lageradresseord og antallet af dataord, som skal overfø res. Hvis pariteten skal kontrolleres for både adressen og 20 dataenes vedkommende, frembringes også et signal HSC ENAB PAR.

Logikkredsløbene 55A-55D er afhængige af udgangssignalerne fra de programmerbare lagre ROM 51 og frembringer de viste, forskellige styresignaler til internt brug i den hurtige 25 kanal for styring af de forskellige enheder, som er omtalt i forbindelse med fig. 1-3. Når kanalen er klar til en aktuel dataoverførsel, frembringes datasignalet ved logikkredsløbet 55C, og for hvert taktimpulssignal overføres et dataord, indtil hele datablokken er overført, hvor "sid-30 ste adresse"-signalet på udgangen af fremtælleren 36 (fig.

3) forhindrer yderligere frembringelse af DATA-signalet, således at den hurtige datakanal bliver bragt i en tilstand for efterfølgende dataoverførsel i afhængighed af et nyt forespørgselssignal.

DK 157954 B

17

Det på fig. 9 i forbindelse med logikkredsløbet 58 viste taktimpulssignal benyttes til frembringelse af SYNCLK-signalet samt HSCCLK-signalet. De yderligere logiske kredsløb i den hurtige kanal, dvs. forskellige drivkreds-5 løb, buffere, dataregistre, paritetsgeneratorer, multi-pleksere og registrene i MAP-enheden er opbygget på kendt måde, som ikke vil blive nærmere beskrevet. Med et nærmere kendskab til adressevejene, som fremgår af fig. 1-3, og til den logiske styreenhed 12, som fremgår af fig. 7-12, 10 vil en fagmand kunne opnå tilstrækkeligt kendskab til systemets virkemåde.

Til yderligere forståelse af den hurtigekanals virkemåde vil det imidlertid være nyttigt at betragte de på fig. 13 og 14 viste rutediagrammer, hvor fig. 13 dokumenterer data-15 overførselen, medens fig. l4 dokumenterer, hvad der sker ved en MAP-overførsel.

Som det kan ses af fig. 13, vil den hurtige kanal, når den er sat til at acceptere en forespørgsel (dvs. den er i en RESET-tilst§,nd), frembringe READY-signalet og under-20 søge, om der findes en dataoverførselforespørgsel fra et tilpasningskredsløb. Hvis.der ikke findes nogen dataoverførselforespørgsel, undersøger den hurtige kanal, om der er forespurgt om en MAP-overførsel. Hvis dette er tilfældet, vil den hurtige kanal udføre de funktioner, som neden-25 for er nærmere forklaret i forbindelse med fig. l4. Hvis der ikke findes nogen forespørgsel om MAP-overførsel, vil den hurtige kanal vende tilbage til sin RESET-tilstand og gennemløbe processen en gang til.

Hvis undersøgelsen (DATA?) viser, at der findes en fore-30 spørgsel om dataoverførsel, vil den hurtige kanal starte overførseloperationen og indlæse styyeinformation fra den ydre enhed, som har forespurgt om en dataoverførsel. 1 denne tilstand vil HSC ophøre med at frembringe READY-signalet. I overensstemlse med en HSC-busprotokol vil HSC-tilpasningskredsløbet vende et styreord på den næste signal- 18

DK 157954B

kant af SYNCLK. Styreordet består af en logisk eller fysisk lagerbegyndelsesadresse, tælleordet, retningen for dataoverførsel og vil angive, om der skal benyttes kortlægning eller paritetskontrol.

5 Den hurtige kanal starter herefter lageret. Hvis der er angivet en ,,læse,,-overførseloperation, vil frembringelsen af DATA-signalet midlertidigt blive standset, indtil begyndelseslager lokationen, hvor læsningen skal foregå, er ‘frembragt. Endvidere skal signalet READY holdes tilbage, .

10 således at ingen anden ydre enhed kan få adgang til den hurtige kanal i løbet af dataoverførselen, medmindre dataoverførselen kun involverer skrivning af et enkelt ord.

En sådan enkelt skriveoperation sker tilstrækkeligt hurtigt til, at READY-signalet ikke behøver at blive holdt 15 tilbage, da en sådan enkelt skriveop'ération vil være tilendebragt inden for den tid, som en efterfølgende, forespørgende enhed er om at forberede sin dataoverførsel.

Hvis· der konstateres en adresseparitetsfejl, skal systemet slettes således, at den forespørgende enhed kan udføre den 20 nødvendige fejlkorrektion, før den igen kan forespørge om en dataoverførsel.

Lagrene startes og indlæses eller udlæses på overlappende måde, indtil alle ordene i blokken er overført. Der benyttes forskellige dataveje i mikrokoden afhængigt af, om der 25 skal læses et enkelt ord, skrives et enkelt ord, læses flere ord eller skrives flere ord. Hvis der, medens en datablok bliver overført, forekommer en anden forespørgsel (fra et andet tilpasningskredsløb), fungerer mikrokoden således, at kommandoordet for den anden forespørgsel over-30 lapper slutningen af dataoverførselen hidrørende fra den første forespørgsel.

Hvis dataoverførselen er en multipel skriveoperation, vil den hurtige kanal (se fig. 13) tilvejebringe den multiple

DK 157954 B

19 skrivning af på hinanden følgende dataord inden for en datablok i lageret, indtil tælleordet er lig med 1, som svarer til, at det næstsidste ord er overført. Den hurtige kanal sørger herefter for en forespørgselsprøve for 5 at undersøge, om en anden ydre enhed samtidigt har frembragt en forespørgsel. Hvis dette er tilfældet, kan den kombinerende operation benævnes som en ryg-mod-ryg (B til B) operation. Hvis det ikke er tilfældet, vil systemet skrive det sidste ord (som om det var i en tilstand for 10 skrivning af et enkelt ord) og derefter atter tilvejebringe den nødvendige forespørgselsprøve og MAP-prøve for at finde ud af, om der skulle findes en efterfølgende forespørgsel.

Hvis dette ikke er tilfældet, vendes der tilbage til RESET-tilstanden, og processen begynder forfra.

15 Hvis der er forespørgt om en ryg-mod-ryg skriveoperation, vil den hurtige kanal skrive det sidste ord fra den første forespørgsel og samtidigt modtage den nødvendige styreinformation for den efterfølgende datablokskrivning. Den hurtige kanal vil herefter straks starte den første lager-20 adresse for den,næste skriveoverførsel og modtage de første dataord fra tilpasningskredsløbet.

Hvis dataoverførselen er en multipel læseoverførsel, vil den hurtige kanal læse på hinanden følgende ord af datablokken fra lageret, indtil tælleordet er lig med nul, dvs.

25 alle ordene er hentet fra lageret. Den hurtige kanal foretager herefter en yderligere forespørgselsprøve for at finde ud af, om en anden ydre enhed ønsker at lave en ryg-mod-ryg-overførsel, og hvis dette er tilfældet, vil kanalen indlæse den nødvendige styreinformation for en sådan efterfølgende 30 dataoverførsel og derefter begynde at udføre overførselen.

Hvis der ikke er forespørgsel om nogen ryd-mod-ryg-overfør-sel, vil den hurtige kanal være tilbage til sin READY-tilstand og som før gennemføre sin forespørgsels- og MAP-prøve .

DK 157954 B

20

Hvis læseforespørgselen drejer sig om læsning af et enkelt ord i lageret, vil den hurtige kanal læse det enkle ord og atter frembringe sit READY-signal og som før udføre en forespørgselsprøve for at finde ud af, om der ønskes en ryg-5 mod-ryg-overførsel.

Hvis en MAP-overførselsprøve viser, at centralenheden har forespurgt om en MAP-overførsel, vil den hurtige kanal starte en MAP-overførselsoperation som angivet på fig. 14.

Til at begynde med indlæses den adresse i lageret, hvor 10 de ønskede MAP-data er placeret, i adressetælleregisteret 24 via registrene 31 og 33, multiplekseren 43 og bufferen '44 (se fig. 3). MAP-tælleordet overføres også til ord-tælleregisteret 36 fra registeret 34 via drivkredsen 35· READY-signalet frembringes, og der foretages atter en 15 dataoverførselsforespørgselsprøve for at bestemme, om der ønskes en dataoverførsel.

Hvis der forespørges om en dataoverførsel, vil MAP-over-førselen begynde. Datadressen indlæses i registeret 24 og overskrives til MAP-dataadressen. Ordtælleregisteret 20 36 overlæses også.

Dataoverførselen udføres (se fig. 13), medens registrene * 31 og 33 fastholder MAP-dataadressen, og medens registeret 34 fastholder tælleordet. Disse registre modificeres ikke, medmindre et MAP-ord er ved at blive overført. Hvis der 25 ikke længere forespørges om dataoverførsel, fortsætter overførselen af MAP-data.

Lageret startes, og adressen på MAP-data overføres til lageret via drivkredsen 23 til bussystemet 22’s adressebus. Adressen på det MAP-reigster, i hvilket MAP-data skal ind-30 læses, overføres derefter til adresseregisteret 24 via registeret 32, multiplekseren 43 og bufferen 44, når signalet INC forekommer.

Kanalen er herefter klar til MAP-overførselen og fastslår,

DK 157954 B

21 om overførselen skal foregå fra lageret ind i MAP eller skal foregå fra MAP ind i lageret.

Hvis der ønskes en læseoperation (en multipel overføring), læses den løbende lagerlokation, og lagerdata udlæses fra 5 lageret til HSC OUT-registeret 11 via bussystemet 22, bufferregisteret 16, og på den samme taktimpuls indlæses lokationen af de data, som er specificeret ved MAP-adressen, til adresseregisteret 24. Derefter overføres MAP-data i HSC OUT-registeret til MAP i den MAP-adresse, som forefin-10 des i adresseregisteret 24, den næste lageradresse sættes op og indlæses i adresseregisteret 24, READY-signalet frembringes atter, og en dataoverførselsforespørgselstest foretages for at bestemme, om der er en forespørgsel om dataoverførsel. Hvis der findes en forespørgsel, tilveje-15 bringes dataoverførselen som tidligere forklaret (se fig.

13).

Hvis der ikke findes nogen forespørgsel om dataoverførsel, fortsættes overførselen af MAP-data til MAP-registeret som tidligere (hvor der efter hver på hinanden følgende overfør-20 sel af MAP-data foretages en dataforespørgselsprøve), indtil det sidste ord af MAP-operationen angives ved tilstedeværelsen af et LÅST ADDR-signal, til hvilket tidspunkt det sidste ord af MAP-data er overført til MAP-enheden,. READY-signalet frembringes, og der foretages atter en datafor-25 spørgselsprøve. Hvis der er forespurgt om en dataoverførsel, angives en MAP-indlæsning som værende tilendebragt (CLR MAP), og dataoverførselen begyndes med indlæsning af den første adresse af datablokken, som skal overføres, og dataoverførselen foretages som forklaret i forbindelse med 30 fig. 13.

Hvis der ikke findes en forespørgsel om dataoverførsel, an- gives MAP-indlæsningen som tilendebragt (CLR MAP), READY-signalet frembringes, og der foretages en ny forespørgselsprøve, og systemet vender tilbage til sin START-tilstand

DK 157954B

22 (fig. 13), hvis der er forespurgt om en overførsel, eller vender tiltage til sin RESET-tilstand, hvis der ikke er forespurgt om nogen overførsel (fig. 13).

Skriveoperationerne, såvel "multipel skrivning" som "sid-5 ste skrivning", er i det væsentlige tilsvarende til læse-operationerne og indebærer dataoverførselforespørgselsprøver, både i løbet af den multiple skrivning og den sidste skriveoperation.

Claims (12)

1. Databehandlingsanlæg omfattende en central processorenhed og et lager, kendetegnet ved, at der findes kanalorganer, som er funktionsmæssigt uafhængige af centralenheden, og som er indrettet til at 5 tillade direkte adgang til lageret fra ydre ind/ud-en- heder, hvilke kanalorganer omfatter en lagerallokeringsenhed (17), som er indrettet til at oversætte logiske adresser fra en ind/ud-enhed til fysiske adresser i lageret efter anmodning fra ind/ud-en-10 heden, dataoverførselsorganer (19), som er indrettet til at tilvejebringe en overførsel af en blok bestående af et eller flere dataord direkte mellem en ind/ud-enhed og lageret efter anmodning fra ind/ud-enheden og til 15 at tilvejebringe en direkte overførsel af lagerallokeringsdata mellem lagerallokeringsenheden og lageret efter anmodning fra centralenheden, adresseoverførselsorganer (20), som til lageret kan overføre fysiske adresser, som er oversat fra logiske 20 adresser modtaget fra ind/ud-enheden, og som endvide re til lageret kan overføre fysiske adresser, som er modtaget fra ind/ud-enheden, styreorganer (12A), som er afhængige af en anmodning fra en ind/ud-enhed om overførsel af en blok, og som endvidere hovedsagelig samtidig med denne anmodning 25 er afhængig af et indgangssignal fra ind/ud-enheden, som identificerer overførselsretningen for blokken, og af et andet indgangssignal, som identificerer,, om . overførslen kræver en oversættelse af lageradresse ved DK 157954 B hjælp af lagerallokeringsenheden, hvorhos styreorganerne overfører styresignaler til adresseoverførselsorganerne, til dataoverførselsorganerne og til lagerallokeringsenheden til styring af disses funktioner.

2. Anlæg ifølge krav 1, kendetegnet ved, at adresseoverførselsorganerne omfatter organer (36), som er afhængige af data til identifikation af antallet af dataord, som skal overføres, og som er indrettet til at tælle antallet af dataord, medens disse se-10 kventielt overføres mellem ind/ud-enhederne og lageret, og til frembringelse af et signal, som angiver, hvornår det sidste dataord er blevet overført.

3. Anlæg ifølge krav 2, kendetegnet ved, at der endvidere findes organer (13) til at fastslå, om 15 der har været en dataordsfejl, og til standsning af dataoverførselen, indtil fejlen er blevet korrigeret.

4. Anlæg ifølge krav 3, kendetegnet ved, at der endvidere findes organer (25), som er indrettet til at fastslå, om der har været en adressefejl, og 20 til at standse overførselen af dataord, indtil fejlen er blevet korrigeret.

5. Anlæg ifølge krav 1, kendetegnet ved, at organerne til overføring af data og lagerallokeringsdata omfatter fælles dataoverførselsveje (27), som er 25 interne i kana1organerne, og som kan overføre de nævnte dataord og de nævnte lagerallokeringsdata.

6. Anlæg ifølge krav 5, kendetegnet ved, at der findes multiplekserorganer (14) til tilvejebringelse af en multiplekset overførsel af de nævnte data-30 ord og de nævnte lagerallokeringsdata fra kanalorganerne til lageret. DK 157954 B

7. Anlæg ifølge krav 1, kendetegnet ved, at organerne til overføring af adressen indeholder adresseregisterorganer (24), som i løbet af en overførsel af lagerallokeringsdata fra lageret til lager-5 allokeringsenheden er afhængige af de første adresser, som identificerer lokationerne for lagerallokeringsdataene i lagerenheden, og som er afhængige af andre adresser, som identificerer lokationerne i lagerallokeringsenheden, hvor allokeringsdata skal anbringes.

8. Anlæg ifølge krav 7, kendetegnet ved, at organerne til overføring af adressen indeholder mul-tiplekserorganer (43) til tilvejebringelse af en multi-plekset overførsel af de første og de andre adresser til de nævnte adresseregisterorganer.

9. Anlæg ifølge krav 8, kendetegnet ved, at der findes adressetælleorganer (34), som er indrettet til at angive, hvornår de sidste lagerallokeringsdata er overført til lagerallokeringsenheden.

10. Anlæg ifølge krav 1, kendetegnet ved, 20 at de nævnte adresser indeholder sideadresseinformati- on og ordadresseinformation, og at organerne (20) til overføring af adresserne indeholder en første overførselsvej (26) for overførsel af ordadresseinformationen direkte til lageret og indeholder en anden overførsels-25 vej (30), som er indrettet til selektivt at tillade sideadresseinformationen at blive direkte overført til lageret eller at blive overført til lagerallokeringsenheden for oversættelse af sideadressen til en fysisk sideadresse for efterfølgende overførsel direkte til 30 lageret.

11. Anlæg ifølge krav 1, kendetegnet ved, at styreorganerne (12A) omfatter organer til frembrin- DK 157954 B gelse af et klarsignal til den valgte ydre ind/ud-en-hed til angivelse af, hvornår kanalorganerne er klar til dataoverførsel, og omfatter organer til frembringelse af et datasignal, som tillader et eller flere 5 dataord at blive overført.

12. Anlæg ifølge krav 1, kendetegnet ved, at de nævnte styreorganer endvidere omfatter organer (25), som er afhængige af et paritetsaktiveringssignal fra ind/ud-enheden med henblik på at styre detekterin-10 gen af fejl i adresse- og dataordene.