FI88219C - Foerfarande foer drift av en multiprocessor-styrraeknare, saerskilt foer centralstyrenheten vid ett telefonfoermedlingssystem - Google Patents

Description

Menetelmä multiprosessori-ohjauslaskimen käyttämiseksi, etenkin puhelunvälitysjärjestelmän keskusohjausyksikköä varten 1 88219

Keksintö lähtee patenttivaatimuksen 1 johdanto-osassa mainitusta erityisestä menetelmästä, joka on erikseen esitetty suomalaisessa patenttihakemuksessa nioVtt^ft · Keksintö soveltuu ennen kaikkea erittäin suuren välitysjärjestelmän keskusohjaus-yksikköön, esim. puhelunvälityksiä, kaukokirjoittimia, kuvapuhelimia jne. varten, jossa on suoritettava usein erittäin paljon välitysteknisiä toimintoja simultaanisesti tai vast, kvasisi-multaanisesti, kuten esim. kaikkien tilaajien valvontaa kuulokkeen noston ja kutsunumerovalinnan suhteen, tienhakuja, tien-läpikytkentää, signaaliääniä, maksujen laskentaa, ilmoituksia, mitä erilaisimpia apulaitteita jne.

Tällaisilla ohjauslaskimilla on oltava usein erittäin suuri käytettävyys. Esim. nimittäin kaikkien jatkuvatoimisesti käytetyn puhelunvälitysjärjestelmän kaikkien keskusohjausyksiköstä johtuvien kokonaishäiriöiden tulee olla mahdollisuuksien mukaan lyhyempiä kuin 1 minuutti vuotta kohden. Tällaisten keskus-ohjausyksiköiden sekä korkea käytettävyys että myös erittäin suuri luotettavuus ovat sinänsä tunnettuja tehtäviä.

Ohjauslaskimet, myös välitysjärjestelmien keskusohjausyksiköt, jotka muodostetaan suuresta määrästä prosessoreita (paikallis-muistilla varustettuna tai ilman) kaikille prosessoreille yhteisen väyläjärjestelmän avulla ovat olleet sinänsä jo pitkään keskustelun aiheena, niitä on kehitetty eri tavoin ja niitä on toteutettu, joka tapauksessa osaksi, ainakin kokeellisesti.

Väyläjärjestelmät, jotka mahdollistavat tehtävien valinnaisen jaon eri prosessoreille, etenkin arbiterien avulla, ovat sinänsä tunnettuja mitä erilaisimpina muunnelmina. Näissä on myös erittäin mukavia, monipuolisia, erittäin varmoja, itsenäisesti kaksinkertaistettuja väyläjärjestelmiä, joilla on erittäin suuri käytettävyys, vrt. esim. esi julkaisematon DE-hakemusjul kaisu 33 28 405.

2 8 82'! 9 Välitysjärjestelmien keskusohjausyksikköjen on tunnetusti suoritettava yllä esitettyjen välitysteknisten toimintojen lisäksi myös muita toimintoja, etenkin vielä käyttöteknisiä ja varmuusteknisiä toimintoja. Käyttöteknisiin toimintoihin kuuluvat etenkin kutsunumeroiden järjestelyt ja uudelleenjärjestelyt tilaajaliitäntöihin, välitysjärjestelmän eri elinten yhteistyön ohjaus yleisellä, yksittäiseen ajankohtaiseen yhteyteen kuulumattomalla tavalla, kuten maksutariffimuutokset, välitysjärjestelmät tai vast, tilaajaliitäntöjen muistilaajen-nus ja siihen liittyvät osoitetilanlaajennukset, edelleenlaajen-nus, tähän asti esiintymättömien apulaitteiden asennukset, ohjaustienohjausmuutokset ja lyhyttiemuutokset, kuvapuhelinliitäntä, automaattiset osakatkaisut ja asteittaiset uudelleen-kytkennät käyttöhäiriöiden jälkeen, kuormituksenjakomuutokset jne. Varmuustekniset toiminnat ovat sitä vastoin rutiininmu-kaisia ja/tai hälytyksillä laukaistuja vianhakuja tai vast, viantunnistustoimintoja, jotka ovat keskenään hierarkkisesti hienosti jäsentyneitä erittäin kompleksisten vianhakuraenetelmien mukaisesti hyvin suurissa, esim. 50 000 tilajaliitännän välitysjärjestelmissä yhdessä ainoassa puhelinkeskuksessa.

On sinänsä lisäksi tunnettua valvoa prosessoreiden toiminnan kuormitusta ja virheettömyyttä ja rekisteröidä nämä mitä erilaisimmin tavoin jatkuvasti, etenkin kun kyseisen prosessorin on suoritettava ajallisesti sisäkkäin useita erilaisia ohjelmia kvasisimultaanisesti.

Keksinnön tehtävänä on kehittää edelleen patenttivaatimuksen 1 johdanto-osassa esitettyä menetelmää, jossa on useita, usein voimakkaasti kuormitettuja, ehkä erilaisia tehtäviä suorittavia, rinnakkain toimivia prosessoreita, niin että haittaamatta normaalitoimintaa ja haittaamatta käytettävyyttä ja luotettavuutta ohjauslaskimen erotettu osa on käytettävissä rinnalla 3 882 ! 9 pitkälti riippumattomasti/itsenäisesti toimivana erikoislaski-mena. Erikoislaskinta voidaan käyttää esim. myös ohjauslaski-men normaalin ohjausohjelman muuntamiseksi ohjauslaskimen normaalitoiminnan aikana valmistelevasti niin, että myöhemmin ohjauslaskin voi suorittaa muunnettua normaalitoimintaa.

Tämä tehtävä ratkaistaan patenttivaatimuksessa esitetyillä toimenpiteillä.

Keksintöä selitetään lähemmin kuviossa esitetyn - selvyyden vuoksi yksinkertaistetun - ohjauslaskimen esimerkin avulla, jossa on prosessorit BP, CP, IOC, IOP, väyläjärjestelmä B:CMY ja päämuistin CMY muistipankit MB.

Kuvio esittää nimittäin kaikki erityisesti tärkeät välitysjärjestelmän keskusohjausyksikön osat, jossa yksikössä kaksi niin kutsuttua perusprosessoria BP0/BP1 sekä 10 muuta prosessoria CP0...CP9 toimivat yhdessä väyläjärjestelmän B:CMY kautta. Varmuussyistä on väyläjärjestelmä itsenäisesti kaksinkertaistettu, vrt. B:CMY0 ja B:CMY1. Jokainen prosessori sisältää varsinaisen, varmuussyistä itsenäisesti samoin kaksinkertaistetun prosessoriyksikön PU lisäksi kulloinkin yhden prosessoriyksi-löllisen paikallismuistin LMY.

Kaikki aktiivisesti normaalitoiminnassa olevat prosessorit BP/CP suorittavat, kun esiintyy riittävästi yhteysvaatimuksia, simul-taanisesti kulloinkin välitysteknisiä toimintoja, so. toimintoja hetkellisten vaatimusten täyttämiseksi, joita kutsuvat ja kutsutut tilaajat asettavat välitysjärjestelmälle.

Olennaisesti keskenään rakenteeltaan samanlaisista prosessoreista molemmat perusprosessorit BP suorittavat normaalitoiminta-aikoina, mieluummin yhdessä jaetuilla rooleilla käyttö- ja/tai varmuusteknisiä toimintoja sekä, etenkin korkeammissa liikenne-tiheyksissä, mahdollisesti myös vielä välitysteknisiä toimintoja. Muut aktiiviset, normaalitoiminnassa olevat prosessorit suorittavat sitä vastoin vain välitysteknisiä toimintoja. Perusproses- 4 832 i:) soreiden BP tämä kaksinkertaistus on varmuussyistä edullista, jotta aina on käytettävissä moitteettomasti toimiva perusproses-sori BP näiden käyttö- ja/tai varmuusteknisten toimintojen suorittamiseksi, etenkin hälytystapauksessa välitysjärjestelmän uudelleenkäynnistyksessä osittaisen tai täydellisen välitysjärjestelmän katkaisun jälkeen kytkimien S ja SW myötävaikutuksella. Näitä toimintoja ei tällöin mieluummin tule jättää jollekin mielivaltaiselle muulle prosessorille CP, koska, etenkään äärimmäisissä hätätapauksissa tällöin ei useinkaan ole riittävästi aikaa etsiä tätä varten ensin moitteettomasti toimiva prosessori CP, etenkään etsiä sitä välitysjärjestelmän mainittua uudelleenkäynnistystä varten.

Esitetyssä esimerkissä on väyläjärjestelmään B:CMY liitetty päämuisti CMY muodostettu useista, itsenäisesti kaksinkertaistetuista muistipankeista MBO...MB3, jolloin mahdollisesti jopa kaikilla prosessoreilla BP, CP on kytkimien S avulla väylä järjestelmän B:CMY kummankin puoliskon kautta ja edelleen kytkimien SW kautta pääsy päämuistin CMY kummankin puoliskon kaikkiin tietoihin tai vast, sen muistipankkien MB kummankin puoliskon kaikkiin tietoihin, mikäli - esim. rajoittamalla osoitteita - oikeutus pääsyyn ei ole rajoitettu. Kytkimet S ja SW mahdollistavat siis, muistipankkien kulloinkin ainakin toisen, nimittäin mielivaltaisen puoliskon esim. MB3a yhdistämisen ainakin yhden, nimittäin samoin mielivaltaisen väyläjärjestel-män puoliskon, esim. B:CMYl kautta kulloinkin kyseessä olevaan prosessoriin vapaavalintaisesti. Kytkimillä S on kulloinkin kaksi erikseen ohjattavaa kytkentäväliä, nimittäin prosessorista toiseen väyläjärjestelmän puoliskoon B:CMYO ja prosessorista toiseen väyläjärjestelmän puoliskoon B:CMY1, jolloin valinnaisesti molemmat kytkentävälit voidaan kytkeä läpi, molemmat kytkentävälit voidaan sulkea, ja mielivaltaisesti vain toinen tai vain toinen kytkentäväli voidaan kytkeä läpi. Tästä poiketen on kytkimillä SW jopa kulloinkin neljä, tarvittaessa myös erikseen ohjattavaa kytkentäväliä, nimittäin kulloinkin yksi kytkentäväli kummastakin väyläjärjestelmän puoliskosta B:CMYO/ B:CMYl kumpaankin muistipankkipuoliskoon esim. MB3a/MB3b.

r p o : ^ J O / i

Kytkinten S ja SW kaikkien kytkentävälien erillinen kytkettä-vyys mahdollistaa siis mielivaltaisten teiden muodostamisen tietovuota varten keskusohjausyksikön kaksinkertaistuksen avulla ylimääräisten osien kautta ja katkaista ne tarvittaessa/ hälytyksissä ja muodostaa uudelleen, - etenkin automaattisessa uudelleenkäynnistyksessä yleisvian jälkeen. Ammattimiehelle on ohjauslaskimen asteittainen automaattinen uudelleenpystytys yleisvikojen jälkeen periaattessa hyvin tuttu käyttömenetelmä välitysjärjestelmien keskusohjausyksikköjen yhteydessä. Nämä kytkimet S ja SW voivat toimia normaalitoiminta-aikoina myös toiminnan kytkemiseksi itsenäisesti kaksinkertaistettujen osien toisesta puoliskosta niiden ylimääräiseen toiseen puoliskoon, esim. BPOtsta BPlreen, tai - molempien yhteenkuuluvien puoliskojen täydessä toiminnassa normaalitoiminta-aikoina - katkaista tai vast, erottaa toinen puoliskoista esim. väyläjärjes-telmän puoliskon M:CMY1 ja/tai muistipankin MB3 puoliskon MB3b katkaisemiseksi ja siten täyden normaalitoiminnan jatkamiseksi yksinään kulloinkin toisen puoliskon kanssa, vrt. B:CMYO ja MB3a. Kytkimet S ja SW toimivat esitetyssä esimerkissä siis kulloinkin kyseessä olevan ohjauslaskinrakenteen ja siihen kuuluvan tieto-vuon muodostamiseksi myös normaalitoiminta-aikoina.

Kuvio esittää siis esimerkin erittäin kompleksisesta multipro-sessori-ohjauslaskimesta, jolloin ainakin osalla prosessoreista, vrt. BP, CP, IOC, IOP on ensimmäisen kytkimen S ja siten keskeisen, itsenäisesti kaksinkertaistetun väyläjärjestelmän B:CMY kummankin puoliskon B:CMYO, B:CMY1 ja siihen liitetyn toisen kytkimen SW kautta pääsy useita muistipankkeja MB0...MB3 sisältävän päämuistin CMY yhden tai useamman, itsenäisesti kaksinkertaistetun muistipankin MB kumpaankin puoliskoon, esim. MB3a tai MB3b.

Keksinnön mukaisesti käytetyssä multiprosessori-ohjauslaskimes-sa, jossa on laitteistoylimäärät, jotka toimivat normaalisti varmistamiseksi yleisvialta yksittäisten ohjauslaskinosien jäädessä pois toiminnasta, voidaan ylimääräiset laskinosat erottaa C 0 0 O ' ·

b i.1 <j I

tilapäisesti kytkimien S ja SW avulla niin laskimesta, joka on edelleen kuluvassa toiminnassa, että erotetut osat muodostavat sinänsä pitkälti riippumattoman laskimen. Myös normaalitoimintaa varten järjestettyjä erotuskohtia, jotka on järjestetty joka tapauksessa jo yksittäisten osien vikaa varten ja jotka ovat ohjattavissa esim. ohjelmistolla ja/tai viantunnistavilla laitteiston valvontakytkimillä, käytetään mieluummin siis sekä molempien osalaskinten erottamiseksi että myöhemmin osalaskimien yhdistämiseksi automaattisesti normaalitoimintaiseksi kokonaiseksi oli jauslaskimeks i . Oli jauslask im i in joka tapauksessa useimmiten järjestetyt eri valvontalaitteet, jotka toimivat käynnistystä ja/tai hälytystä varten jonkin osan vioittuessa, voivat siis tällöin ohjata mukana sekä molempien osalaskinten erottamista että ennen kaikkea laskinmuodostusta kytkimien S ja SW avulla, ennen kaikkea kuluvan normaalitoiminnan yleisvian välttämiseksi .

Kaksinkertaistuksilla aikaansaadut ylimäärät palvelevat siis normaalitoiminta-aikoina vain käytettävyyttä, jotta yksittäisten osien vioittuessa muut ylimääräiset osat voivat jatkaa tilapäisesti täysin normaalitoimintaa, jotta siis voidaan välttää yleisvika ja myös yritykset automaattisen uudelleenkäynnistyksen suorittamiseksi tällaisissa yksittäisten osien vioissa. Tästä syystä ei normaalitoiminnassa kuitenkaan tarvita kaikkia ylimääräisiä osia aina; valvontalaitteet ohjaavat yhden osan käynnistyksessä ja vauriossa kytkimiä S ja SW niin, että vaihto-kytkentä johonkin toiseen tähän asti ylimääräiseen puoliskoon välttää yleisvian.

Keksinnössä erotetaan useita tällaisia - aluksi - vielä tarpeettomia osia erikoistoiminta-ajaksi normaalitoiminnan aikana mul-tiprosessori-ohjauslaskimesta siten, tämän ollessa kuluvassa normaalitoiminnassa, että nämä erotetut ylimääräiset osat muodostavat sinänsä oman, pitkälti riippumattoman laskimen, siis niin kutsutun erikoislaskimen. Myös normaalitoimintaa varten järjestetyt erotuskohdat, esim. S ja SW, voivat tällöin 7 Q P 9 '· i.1 yj z. 1 esim. ohjelmistolla ja viantunnistavilla laitteiston valvon-takytkennöillä ohjattuina toimia molempien laskimien erottamiseksi että molempien laskinten uudelleenyhdistämiseksi automaattisesti. Uudelleenyhdistäminen toimii esim. edelleen kuluvassa normaalitoiminnassa käytetyn varsinaisen ohjauslaski-men yleisvaurion välttämiseksi sen olennaisen osan ollessa vioittunut.

Siis erikoistoiminta-ajan alussa ohjauslaskimen ylimääräisten osien erottamiseksi ja näiden katkaistujen osien kytkemiseksi yhteen omaksi - ainakin suhteellisen - pieneksi, itsenäiseksi erikoislaskimeksi häiritsemättä muun ohjauslaskimen normaalitoimintaa kytketään erikoistoiminta-aikana yksittäiset prosessorit, esim. vain yksi ainoa niistä, esim. CP9 ja/tai I0C1 sen IOP:n kanssa väyläjärjestelmän B:CMY puoliskon, esim. B:CMYl:n kanssa ja yhdessä päämuistin CMY muistipankkien MB yhden tai useamman puoliskon, esim. MBOa:n ja MB3b:n kanssa yhteen erikoislaskimeksi erikoisohjelmaa varten kytkimien S ja SW avulla. Erikoisohjelma voi olla sinänsä aivan mielivaltainen, siis se voi toimia esim. myös ohjauslaskimen - myöhemmän - normaalitoiminta-ohjelman enemmän tai vähemmän suuren muunnoksen valmistelemiseksi. Tämä erikoisohjelma tapahtuu siis erikoislaskimessa, kun taas ohjauslaskimen muissa osissa, siis jäännöslaskimessa, vrt. BP, CP ilman CP9:ää, IOCO:ta sen IOP:n kanssa, B:CMYO:a ja CMY:n loppuosaa jatkuu edelleen tähänastinen normaalitoiminta-ohjelma, esim. välitysteknisiä toimintoja varten. Myöhemmin erikoistoiminta-ajan päättyessä, viimeistään edelleen normaali-ohjelmaa käsittelevän jäännöslaskimen ylikuormittuessa, etenkin jäännöslaskimen erään olennaisen osan vioittuessa katkaisee tai päättää erikoislaskin erikoisohjelmansa ja erikoislaskimen osat, ainakin sen prosessoreiden olennainen osa ja/tai ainakin sen väyläjärjestelmän puolisko, vrt. B:CMY1, yhdistetään kytkimien S/SW avulla jäännöslaskimeen jälleen niin oikeaan aikaan, että, joka tapauksessa olennaisesti enää normaalitoiminta-ohjelma, tai sen esim. erikoistoiminta-aikana uutena syötetty muunnos voi tapahtua häiritsemättä jäännöslaskimen/ohjauslas-kimen käytettävyyttä.

8 3 8?i 9

Keksinnössä on siis kysymyksessä ohjauslaskimen erityisestä toimintatavasta sen erottamiseksi kahdeksi laskimeksi, jotka voivat toimia toisistaan riippumatta - lukuunottamatta konfi-guratiivisia rajoituksia ylimääräisiin osiin tapahtuvan vaihto-kytkennän suhteen. Jäljelle jäävä laskin kehittää edelleen normaalitoimintaa, esim. välitystoimintaa, kun taas erotettu eri-koislaskin ei suorita esim. mitään normaalitoimintaa, sillä ei ole ehkä esim. pääsyä myöhemmin vielä selitettäkään välitys-tekniseen piiriin MBG, mutta on käytettävissä esim. DV-tehtäviä varten, esim. normaalitoiminnan systeemiohjelman vaihtamiseksi ja/tai ohjelmistotestejä varten, joskin ehkä myös rajoitetusti. Jos kuitenkin jäljellä olevassa laskimessa esiintyy sen normaalitoiminnan aikana sen uhkaavan yleisvian johdosta alkukäynnis-tysehto, niin alkukäynnistys tapahtuu mieluummin koko ohjaus-laskinta mukaanlukien erikoislaskinta varten. Erikoislaskimen on käynnistyttävä mieluummin vain vaatimuksen johdosta erityisen käytön avulla, mieluummin käsikäyttöisesti, ja mieluummin sen ei tule suorittaa mitään automaattisia konfiguratiivisia laajennuksia. Koska myös keksinnön mukaisessa toiminnassa on otettava aina huomioon koko ohjauslaskimen automaattinen käynnistys lataustapahtumilla, on eräässä edullisessa muunnelmassa varmistettu erikoislaskimen levyjen vastaavan merkinnän avulla, että myös näissä lataustapahtumissa voidaan päästää vain oikeisiin tiedostoihin.

Keksinnön mukaisen menetelmän varustaminen käynnistetään mieluummin komentosyötöllä ilmoittamalla erikoislaskimen kokoonpano. Erikoislaskin kytketään yhteen esim. perusprosessorista, vrt.

BPl, väyläjärjestelmän puoliskosta yhteiseen muistiin CMY tapahtuvaa pääsyä varten, muistipankkien täydellisestä sarjasta, esim. muistipankkien MBO...MB3 kaikki a-puoliskot, IO-proses-sorista IOC paikallisväylineen B:IOC, ja esim. systeemilevyllä varustetusta levy .laitteesta sekä ehkä omasta käyttölaitteesta -esim. erikoisohjelman ja siihen kuuluvien käsiteltävien tietojen syöttämiseksi.

9 8 8 2 'i 9

Ensin selitetään muita kuviossa esitetyn piirustuksen yksityiskohtia, ennen kuin selitetään lähempiä tämän esimerkin keksinnön mukaisten muunnelmien yksityiskohtia.

Kuvio esittää oheisyksikköjä MBG, jotka vaikuttavat välillisesti tai välittömästi välitysverkoston johtoihin, esim. tienhaku-jen, läpikytkennän, signaloinnin jne. puitteissa. Nämä oheis-yksiköt. MBG ovat tässä samoin itsenäisesti kaksinkertaistettuja, vrt. johtojen risteilyt. Niillä on esitetyssä esimerkissä omat IO-yksiköt, vrt. IOP:MB. Muita tällaisia IO-yksikköjä on liitetty paikallisväyliin B:IOC, vrt. IOP, jotka on yhdistetty kulloinkin tosin muihin tällaisiin oheisyksikköihin, mutta joita ei ole selvyyden vuoksi esitetty enää kuviossa.

Nämä IO-yksiköt IOP:MB...IOP tai vast, niiden paikallisväylät B:IOC on yhdistetty IO-prosessoreiden IOC kautta, vrt. IOCO, I0C1, väyläjärjestelmään B:CMY. Pisteillä on kuviossa esitetty, että voi olla järjestetty vielä muita tällaisia IOC-prosessoreita, etenkin erittäin suurissa välitysjärjestelmissä.

Oheisyksiköt, vrt. MBG ovat kulloinkin yhdistettävissä pää-muistiin CMY tai vast, sen muistipankkien MB osiin ja/tai mahdollisesti myös eri prosessoreihin BP/CP, tapauksesta riippuen toisin jaetusti. Näiden yhteyksien kautta voidaan suorittaa ilmoituksia ja/tai kyselyjä oheisyksiköistä MBG ja ilmoituksia ja/tai kyselyjä tällaisiin oheisyksikköihin. Oheisyksikön MBG välitystekniset ilmoitukset ja/tai kyselyt jaetaan tällöin mieluummin autonomisesti siihen yhdistetyn IO-yksikön IOP kautta kutsua kohden esim. siten, että kulloinkin kyseessä oleva IO-yksikkö IOP, kun se saa kutsun oheisvksiköstä MBG, jakaa tälle kutsuvalle oheisyksikölle MBG jonkin prosessorin CP/BP tai vast, päämuistin CMY/MB osan tai vast, antaa sen jaettavaksi väyläjärjestelmän B:CMY kautta. Tämä erityisen prosessorin ja/tai päämuistin CMY/MB erityisen osan jako esim. kahdelle oheisyksikölle MBG (1 yhteys varaa esim. kaksi MBG:tä) tallennetaan sitten vielä erityiseen tietokenttään, jolloin tämä tieto-kenttä voi olla sijoitettu myös päämuistin CMY muistipankkiin MB.

10 38?',? Näiden tietokenttään tapahtuvien tallennusten ansiosta, etenkin kulloinkin kyseessä olevien oheisyksikköjen MBG kulloinkin kyseessä olevan IO-yksikön myötävaikutuksella, kaikki kyseisten oheisyksikköjen MBG myöhemmät ilmoitukset tai kyselyt, jotka seuraavat kutsua, voidaan lähettää kulloinkin samaan, edellä jaettuun prosessoriin BP/CP tai vast, samaan päämuistin osaan MB, jotta siinä voidaan jatkaa kyseessä olevia välitysteknisiä toimintoja, jotka laukaistaan kutsulla. Tämä autonominen jako kutsua kohden mahdollistaa kaikkien prosessoreiden CP tai vast. BP lähes tasaisen kuormituksen välitysteknisillä toiminnoilla - ainakin tätä jakoa voidaan tällöin ohjata kulloinkin kyseisen prosessorin BP/CP hetkellisen kuormituksen mukaisesti niin, että kutsua seuraavat välitystekniset ilmoitukset ja/tai kyselyt voidaan suorittaa todella kulloinkin nopeasti jollakin prosessoreista, jolla on vielä riittävästi vapaata kapasiteettiä.

Kuten kuviossa on esitetty, on väyläjärjestelmään B:CMY liitetty keskeinen päämuisti CMY tai vast, sen muistipankit MB. Vähintään prosessoreiden BP/CP enemmistöllä, jos ei jopa kaikilla prosessoreilla BP/CP voi olla esim. kvasisimultaanisesti niille kulloinkin järjestettyjen aikarakojen tai vast, aikakanavien kautta aikamultipleksiperiaatteen mukaisesti pääsy päämuistiin CMY tai sen osiin MB. Väyläjärjestelmän B:CMY aikamultipleksi-t.oimintatavan johdosta ei tarvitse enää odottaa kulloinkin pitkähköjen kommunikaatioita päämuistin CMY ja mielivaltaisten prosessoreiden CP tai vast. BP välillä, kunnes jokin toinen prosessori puolestaan voi lopulta päästä muistin CMY tietoihin tai vast, jättää sinne tietoja. Tämä aikamultipleksitoiminta-tapa on siten hyvin edullinen ottaen huomioon useat samanaikaisesti rinnakkain toimivat ja kulloinkin erilaisia tehtäviä suorittavat prosessorit BP, CP pääsyäjän lyhentämiseksi yhteiseen muistiin CMY. Erittäin edullista on kun päämuistissa on useita toisistaan riippumattomasti toimivia muistiohjauksia tai vast, dekoodereita, jolloin kulloinkin yksi tällainen muistiohjaus voi olla järjestetty yhdelle prosessoreista CP/BP yksilöllisesti tilapäisesti. Näin siis etenkin silloin, kun 11 4 S 2 i ? päämuisti CMY muodostuu useista rinnakkain toimivista muisti-pankeista MB, jolloin kvasisimultaanisessa pääsyssä aika-multipleksiperiaatteen mukaisesti päämuistin CMY osiin kulloinkin yksittäiset aikaraot tai vast, aikavälit väyläjärjestelmässä B:CMY vo.i olla järjestetty kulloinkin yksittäisille muisti-pankeille MB.

Tämän keskeisen ohjausyksikön yksittäisten elinten, esim. prosessoreiden BP/CP, muistipankkien MB tai vast, päämuistin CMY, IO-prosessoreiden IOC rakenne, joissa voi olla esim. myös eri määrä paikallisia järjestelmäväyliä B:IOC, vrt. IO-prosessorin IOCO ulostulot 0...7, voi olla kulloinkin sinänsä mielivaltainen. Niiden on sovittava vain valittuun väyläjärjestelmään B:CMY tai vast, ne on sovitettava sen rakenteeseen tai vast, toimintatapaan.

Paikallisen, prosessoriyksilöllisen muistin LMY RAM-osaan voidaan tallentaa kulloinkin pääsyjen vähentämiseksi päämuistiin CMY toiminnalle dynaamisesti tärkeät koodit ja paikallistiedot. Paikallisen tällöin suhteellisen suuren muistin LMY ROM-osaan voi olla tallennettu kulloinkin myös suuri osa keskusyksikön ohjausohjelmasta - esim. yksittäisissä prosessoreissa CP kulloinkin identtisestä - esim. käynnistys- ja viantunnistus-ohjelmat tarvittaessa näiden prosessoreiden käynnistys- ja vian-määritysnopeuden parantamiseksi sekä - kaikkien näiden identtisestä ladattujen prosessorien nopean täydellisen korvattavuuden ansiosta kytkemällä johonkin toiseen näistä prosessoreista -keskusyksikön käytettävyyden parantamiseksi. Prosessorit BP/CP voivat periaatteessa olla siis kulloinkin pitkälti autonomisia laskimia, joilla on kutsua kohden jaetut, sinänsä pitkälti identtiset tehtävät tai vast, roolit ja jotka toimivat väylä-järjestelmän B:CMY kautta, mieluummin päämuistin CMY avulla, tapauksesta riippuen yhdessä keskusohjausyksikköjen muiden elinten kanssa.

n «8219

Oheisyksiköt MBG voivat olla sekä laiteteknisiä elimiä että oheiselinten välitysteknisiä osatoimintoja, jotka suorittavat erilaisten toimintojen suuremman kompleksin. Yleisesti riittää, kun ne liitetään kaksinkertaistamattomien, siis yksinkertaisina esiintyvien IO-yksikköjen, vrt. IOP:MB...IOP kautta IO-prosossoreihin IOC, kun oheiselimet, vrt. MBG, sisältävät itsenäisesti risteilyjä , vrt. kuvio. Nämä IO-yksiköt XOP ja/tai niille kuuluvat IO-prosessorit IOC voivat sisältää itsenäisesti ylimääräisiä tarkastustoimintoja kontrolloimattomien pääsyjen vaikeuttamiseksi prosessoreihin BP, CP ja päämuistiin CMY, jotka pääsyt perustuvat virheisiin.

Kuvion mukaisessa esimerkissä on käytetty prosessoreita BP/CP varten kulloinkin SAB 80286-mikroprosessoreita, joilla on kulloinkin 16 Mtavun fysikaalinen osoitetila. Kaikkiaan on sijoitettu 12 tällaista prosessoria, joilla on kussakin 2 Mtavun muistia LMY. Kaikki prosessorit, ei ainoastaan perusprosesso-rit on kaksinkertaistettu viantunnistuksen parantamiseksi ja ne voidaan katkaista kulloinkin vain pareittain. Kyseiset pro-sessoriparit toimivat synkronisesti. Kirjoitussykleissä otetaan signaalit aina jokaisen parin edullisemmasta prosessorista, lukusykleissä hoidetaan parin molemmat prosessorit. Yksittäisiä prosessoreita varten on erotus paikallisen, prosessoriyksi-löllisen muistin LMY ja päämuistin CMY/MB välillä suoritettu kulloinkin osoitteen kautta, so. paikallista, prosessoriyksilöl-listä muistia varten varatut osoitteet eivät ole saavutettavissa suoraan päämuistissa kyseistä prosessoria varten (tai vast, kaksinkertaistuksen yhteydessä tätä kyseistä prosessori-paria varten). Prosessorien BP ja/tai CP ja/tai IOC välinen kommunikointi tapahtuu väyläjärjestelmän B:CMY ja muistipank-kien MB kautta kiireellisyysasetuksen avulla. Varmuussyistä kaksinkertaistetut yksiköt, jotka muodostuvat IO-prosessorista IOC sille kuuluvan väylän B:IOC kanssa ja 10-yksiköst.ä IOP, jakavat yleensä muodostuvat kuormitukset. IO-yksikköjen IOP ja prosessoreiden BP/CP välinen tietojenvaihto tapahtuu esitetyssä esimerkissä päämuistin CMY/MB kautta, jolloin prosessoreita IOC varten voidaan käyttää kulloinkin esim. moduuleja 8086.

13 8821 9

Myös paikallisväyliä B:IOC on käytetty aikamultipleksitoimin-nassa, so. syklisisäkkäisyydellä, mikä parantaa huomattavasti näiden väylien tehoa siten, että toinen sykli voidaan käynnistää jo silloin ennen kuin ensimmäinen sykli on päätetty.

Puhtaassa normaalitoiminnassa ilman erikoistoimintaa toimivat väyläjärjestelmän B:CMY molemmat väylät yleensä rinnakkain ja käsittelevät identtisiä informaatioita niin kauan kun kumpikaan väyläpuolisko B:CMY0/B:CMY1 ei jää pois toiminnasta. Väylä järjestelmä B:CMY toimii mul11 pieksi menotelmän mukaisesti mieluummin neljällä aikaraolla, mikä riittää ainakin aluksi käytettäessä 12 prosessoria BP/CP puhelunvälitysjärjestelmässä, jossa on useita kymmeniätuhansia tilaajia. Neljälle aikaraolle on järjestetty tässä ainoastaan neljä muistipankkia MBO...MB3 niin, että jokainen aikarako on järjestetty kiinteästi yhdelle muistipankille. Arbitrointi suoritetaan ennen aikaraon jakamista prosessoreille BP/CP/IOC väyläjärjestelmän tehon parantamiseksi .

Oheisyksikköihin kuuluvat myös O/M-yksiköt (Operation and Maintenance), joita on tähän asti jo usein käytetty keskusohjaus-yksiköissä, vrt. esim. tällaisten keskusohjausyksikköjen, etenkin tyypin SSP112D esitys julkaisussa Siemens, telcom report 4 (1981), liite "Digitalvermittlungssystem EWSD". Tässä julkaisussa on esitetty lähemmin myös etenkin oheisyksikköjen toiminta.

“ Muita kuviossa esitetyn esimerkin yksityiskohtia on esitetty i .· samanaikaisesti jätetyissä suomalaisissa patenttihakemuksissa ..·/:· n:ot 843755, 843756, 843757, 843758, 843760.

Keksinnön mukainen erotus erikoislaskimen muodostamiseksi on .·. : kuviossa esitetyssä esimerkissä sallittu mieluummin vain, kun nämä kyseessä olevat ylimääräiset erotetut osat ovat käytettävissä ja kun välittävän jäännöslaskimen IO-yksikkö I0B:MB on ak-*’ tiivisessa tilassa. Tarvittaessa voidaan erikoislaskimelle 14 8 8 2 i 9 jakaa jopa useita välitysprosessoreita CP, mikäli jäännös-laskimen siten alentunut tehokkuus on oikeutettu.

Riippuen suoritettavista tehtävistä voi erikoislaskin tarvita myös magneettinauhuria ja/tai pikakirjoitinta. Nämä voidaan sitten järjestää erikoislaskimen tai jäännöslaskimen tarpeen mukaisesti ja ne voidaan jopa erikoistoiminta-aikana poistaa ohjauslaskimen toisesta laskimesta ja sitten kytkeä ohjauslas-kimen toisessa laskimessa. Käyttöhenkilön tulee välttää tällöin sallimattomia tarvekonfliktejä.

Seuraavat toimintatapaukset voidaan erottaa erikoistoiminnan puitteissa: - erikoislaskimen muodostaminen, - erikoislaskimen kumoaminen, - käynnistys jäännöslaskimessa ja - käynnistys erikoislaskimessa.

Muodostettaessa erikoislaskinta suoritetaan asetettaessa esim. prosessori BP ja/tai CP pois toiminnasta normaalitoiminnan lyhyen pysähtymisen jälkeen kyseisessä prosessorissa tällaista prosessoria kohden uudelleenkäynnistys, esim. muuttamalla välity steknistä syöttöä/tulostusta, jakamalla uudelleen välitys-tekniset tehtävät jne. Mieluummin muodostaa ainakin yksi perus-prosessoreista BP, esim. BPO kaikkien siihen jääneiden osien/ käyttölaitteiden kanssa välittävän jäännöslaskimen. Välittävässä jäännöslaskimessa ei tapahdu muita käynnistystoimia.

Esim. toinen perusprosessori BP voi muodostaa sille järjestettyjen erotettujen osien/käyttölaitteiden kanssa ei-välittävän erikoislaskimen. Sen käyttöönotto tapahtuu ensin esim. vielä ladatulla systeemiohjelmajärjestelmällä, joka voi olla tallennettu sen paikallismuistiin LMY ja esim. yhteen muistipankki-puoliskoon. Käynnistyskykyisen muodon valmistamisen jälkeen otetaan prosessoreiden BP (CP) uudelleenkäynnistyksen, jälleen-käynnistyksen tai manuaalisen alkukäynnistyksen avulla erikois- 15 8821 9 laskin (jälleen) toimintaan. Erikoislaskimessa kaikkien prosessien on otettava huomioon ohjauslaskimen erotettu tila välittävän jäännöslaskimen kaikenlaisen häiriön välttämiseksi.

Erotetun tilan kumoaminen voidaan saada aikaan mieluummin välittävällä jäännöslaskimella. Kaikki osat/käyttölaitteet ei-välittävässä erikoislaskimessa syötetään, mieluummin nimittäin yksittäiskäyttöönoton yhteydessä, välittävään jäännöslaskimeen vähitellen. Erikoislaskinprosessorit käsitellään tällöin kuten yksittäisprosessorin käyttöönotossa.

Käynnistyksen yhteydessä välittävässä jäännöslaskimessa sen muodostuksen jälkeen säilyvät käynnistyksen kaikki toiminnat ja vaiheet välittävässä jäännöslaskimessa. Lisäksi kuitenkin pätevät mieluummin seuraavat täydennykset: Jäännöslaskin ei huomioi vikoja ja käynnistyksiä ei-välittävässä erikoislaskimessa. Edelleen tulee automaattisen alkukäynnistyksen välittävässä jäännöslaskimessa laukaista koko ohjauslaskimen käynnistyksen, jolloin kahden laskimen erotettu tila kumotaan automaattisesti. Alkukäynnistyksen aikana ladataan prosessorit CP mieluummin aivan uudestaan.

Ei-välittävän erikoislaskimen käynnistyksessä on manuaaliset ja automaattiset käynnistystoiminnat ja käynnistysvaiheet rajoitettava mieluummin seuraavasti: Alkukäynnistystä ei voi lau kaista erikoislaskimesta; prosessorin CP alkukäynnistys on mahdollista kulloinkin mieluummin vain manuaalisesti ei-välittä-vän erikoislaskimen käyttölaitteilla, jolloin vastavaikutuksia välittävään jäännöslaskimeen on vältettävä kaikissa olosuhteissa; aina on erikoislaskimen kaikissa sallituissa käynnistys-tapauksissa otettava huomioon ohjauslaskimen erotettu tila, jotta välittävän jäännöslaskimen häiriö on suljettu pois.

Erikoistoiminta päätetään viimeistään komentosyötöllä tai alkukäynnistysehdolla laitteiston vaurion jälkeen jäännöslaskimessa. Tämä voi tapahtua esim. seuraavassa järjestyksessä.

ie 8821 9

Kyseinen erikoislaskimen prosessori palautetaan,tarkastetaan ja otetaan lopuksi käyttöön. Mahdollisesti nyt tapahtuu välitysteknisten syötön/tulostuksen uudelleenorganisointi/laa-jennus, edelleen manuaalisessa käyttöönotossa mahdollisesti listauksen tulostus ja ohjauslaskimen tilan osoitus systeemi-taulussa.

Claims (1)

17 c 8 2 i > Patenttivaatimus Menetelmä multiprosessori-ohjauslaskimen käyttämiseksi, etenkin puhelunvälLtysjärjestelmän keskusohjausyksikköä varten, jolloin - ainakin osalla prosessoreista (BP, CP, IOC, IOP) on ensimmäisten kytkimien (S) ja siten keskeisen, itsenäisesti kaksinkertaistetun väyläjärjestelmän (B:CMY) kummankin puoliskon (B:CMYO, B:CMY1) ja siihen liitettyjen toisten kytkimien kautta (SW) valinnainen pääsy -- itsenäisesti kaksinkertaistetun päämuistin (CMY) kumpaankin puoliskoon tai vast. - useita muistipankkeja (MB0...MB3) sisältävän päämuistin yhden tai useamman, itsenäisesti kaksinkertaistetun muistipankin (MB) kumpaankin puoliskoon (esim. MB3a ja/tai MB3b), tunnettu siitä, että erikoistoiminta-aikana ohjaus-laskimen ylimääräisten osien erottamiseksi ja niiden kytkemiseksi omaksi itsenäiseksi erikoislaskimeksi häiritsemättä jäljelle jäävän ohjauslaskimen normaalitoimintaa, - yksittäiset ylimääräiset prosessorit (esim. CP9 ja/tai I0C1) kytketään yhdessä väyläjärjestelmän (B:CMY) toisen puoliskon (esim. B:CMY1) kanssa ja yhdessä päämuistin (CMY) osan tai vast, päämuistin (CMY) muistipankkien (MB) yhden tai useamman puoliskon kanssa itsenäisesksi erikoislaskimen erikoisohjelmaa varten, esim. ohjauslaskimen normaalitoimintaohjelman uuden muunnoksen valmistelemiseksi, - samalla kun ohjauslaskimen muissa osissa, siis jäännöslaski-messa (BP, CP ilman CP9:ää, IOCO:a sen IOP:n kanssa, B:CMYO:a, CMY:n loppuosaa), tähän astinen normaalikäyttöohjelma, esim. välitysteknisiä toimintoja varten jatkuu, myöhemmin, viimeistään jäännöslaskimen ylikuormittuessa, etenkin jäännöslaskimen olennaisen prosessorin vaurioituessa erikoislaskimen erikoisohjelman päättämiseksi tai vast, katkaisemiseksi - erikoislaskimen osat, ainakin sen prosessoreiden olennainen osa ja/tai ainakin sen väyläjärjestelmän puolisko (B:CMY1) yhdistetään jälleen jäännöslaskimeen niin,että tämän jälkeen joka tapauksessa olennaisesti enää vain normaalikäyttöohjelma tai sen erikoistoiminta-aikana uudelleen syötetty muunnos jatkuu. ie 8 8 21 9 PfrtentJcrav Förfarande för drift av en styrdator med flera processorer, särskilt för centralstyrenheten i ett telefonväxelsystem, var-vid - ätminstone en del av processorerna (BP, CP, IOC, IOP) via första strömställare (S) och därigenom via varje hälft (B:CMY, B:CMY1) av ett centralt, dubblerat bussystem (B:CMY) och via en därtill ansluten andra strömställare (SW) valfritt har ät-komst -- tili varje hälft av ett dubblerat primärminne (CMY), resp. -- tili varje hälft (t.ex. MB3a och/eller MB3b) av en eller flera, dubblerade minnesbanker (MB) i ett primärminne (CMY), som innehäller ett flertal sädana minnesbanker (MB0...MB3), kännetecknat av att i och för avskiljning av under en specialdrifttid redundanta delar av styrdatorn och för hop-koppling av dessa delar tili en separat, självständig special- dator, utan att därvid nägon störning av den äterstäende delen av styrdatorn skall ästadkommas vid dennas normala drift, - enskilda sädana redundanta processorer (t.ex. CP9 och/eller I0C1)) tillsammans med en hälft (t.ex. B:CMY1) av bussystemet (B:CMY) och tillsammans med en eller flera hälfter av primär-minnet (CMY), resp. med en eller flera hälfter av minnesban-kerna (MB) i primärminnet, kopplas samman tili en självständig : specialdator för ett sepcialprogram, t.ex. för förberedande av en ny modifikation av det normala driftprogrammet för styrda-.·. torn, - under det att fortfarande det dittillsvarande normala drift- ·. programmet, t.ex. för växeltekniska funktioner, förlöper i restdatorn (BP, CP utom CP9, IOC med dess IOP, B:CMYO, resten av CMY) för att senare, dock senast vid en överbelastning av restdatorn, särskilt vid bortfall av en väsentlig processor i denna, avsluta eller avbryta specialdatorns specialprogram, - beständsdelarna av specialdatorn, ätminstone en väsentlig del av dess processorer och/eller ätminstone dess bussystem-hälft (B:CMY1), äter förbinds med restdatorn pä sädant sätt, att därefter, i varje fall i huvudsak, endast normaldrift-programmet, eller en under specialdrifttiden nyinmatad modifikation därav, förlöper.