NO167111B - Lagerprogrammerbar styring. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en lagerprogrammerbar styring med syklisk gjennomløpende brukerprogram og bestående av minst: a) en ordprosessor til å behandle operativsystem- og ord-kommandoer, b) en bitprosessor til å behandle binære sammenknytningskommandoer, c) operativsystemlager, brukerprogramlager, datalager med binær prosessgjengivelse og periferi-komponenter, samt d) busser til å forbinde de ovennevnte komponenter.

Lagerprogrammerbare styringer er nærmere beskrevet f.eks.

i tidsskriftet Siemens Energitechnik 1979, hefte 2, side 43-47; 1979, hefte 4, side 136-139 eller 1980, hefte 9, side 360-363 såvel som i europeisk patentskrift 10 170 og US-PS 3 921 146 eller 3 942 158.

En bekvem lagerprogrammerbar styring skal både kunne gjennomføre logiske sammenknytninger med data av en bits bredde og også kunne utføre komplekse funksjoner med data av et ords bredde, f.eks. aritmetikkfunksjoner, dataoverføring, tidsdannelse og telleprosesser. Vesentlig i den forbindelse er at de rent binære sammenknytningskommandoer i det syklisk realiserte program gjennomløpes hyppigere enn de komplekse funksjoner. Det samlede programs kjøretid og dermed styringens reaksjonstid avhenger altså vesentlig sterkere av tiden for utførelse av de binære sammenknytningsprogrammer enn av kjøre-tiden for de komplekse funksjoner.

Det er derfor gunstig å benytte et flerprosessorsystem hvor utførelsen av binærkommandoene blir overlatt en særskilt rask bitprosessor, mens en relativt langsom ordprosessor derimot kan utføre de komplekse funksjoner (jfr. f.eks. tidsskriftet Siemens Energietechnik 1980, hefte 9, s. 361). Ved den kjente lagerprogrammerbare styring med ord- og bitprosessor er også inngangs- og utgangskomponéntene tilkoblet styringens busser. Da disse bussystemer derfor strekker seg utenfor prosessorkomponentene og eventuelt også må gå utover rammene for det egentlige styreapparats kapsel, fås relativt lange bussgangtider og dermed relativt lange tider for utførelse av kommandoene.

Den foreliggende oppfinnelses oppgave består i å gi anvisning på en enkel oppbygning av en lagerprogrammerbar flerprosessorstyring av den innledningsvis angitte art, hvormed det blir mulig å minimere gangtiden for det samlede program.

Denne oppgave blir ifølge oppfinnelsen løst ved hjelp

av følgende trekk:

e) Ordprosessoren disponerer en særskilt periferibuss til datautveksling med periferikomponentene og en derfra adskilt intern systembuss til datautveksling med de øvrige nevnte komponenter, f) dataoverføring mellom periferikomponentene og datalager forløper utelukkende over ordprosessoren, idet bit-prosessoren stanses ved ordprosessorens aksess til datalageret, g) bitprosessoren har bare via egne separate interne busser aksess til brukerprogramlager og datalager, h) bitprosessoren som gjennomfører brukerprogrammet, går når en ordkommando fastslås, til holdetilstand og utløser

dermed ordprosessorens avvikling av vedkommende

ordkommando, og

i) ordprosessoren starter etter avvikling av ordkommandoen bitprosessoren påny.

Takket være avkoblingen av bitprosessoren og av ordprosessorens interne systembuss fra periferien, blir det mulig å utføre kommandoer meget raskt og dermed å forkorte den samlede kjøretid for programmet.

For at programmets kjøretid' ikke skal tilta for sterkt

på grunn av den ved syklusgrensene nødvendige utveksling av prosessgjengivelsen mellom periferi og datalager, er det videre gunstig om de? binærsignaler som kommer fra periferikomponentenes prosessignalformer, blir overført med ordbredde, f.eks. 8 bit brede, over periferi- og internsystembuss.

Oppfinnelsen vil bli belyst nærmere under henvisning

til tegningen:

Den strekpunktert innrammede sentralenhet 3 hos den lagerprogrammerbare styring bearbeider de fra periferienhetene kommende signaler i samsvar med det forhåndsbestemte brukerprogram og består i det vesentlige av en ordprosessor 1 og en bitprosessor 2. Ordprosessoren 1 er en vanlig mikroprosessor, f.eks. organisert med 8 bits bredde, og tjener til å utføre den komplekse funksjon med ordbrede data. Til disse hører f.eks. aritmetiske operasjoner, dataoverføring, tidsdannelse og/eller telleprosesser. Ordprosessoren 1 styrer og adresserer den såkalte periferibus 11, som via et drivertrinn 15 er koblet til dens interne buss 13. Til denne periferibuss 11 er koblet trinn 4 for inn- og utgang fra og til prosessoren, intelligent periferi 5, som f.eks. vei- og hastighets-analysekomponenter, og koblingskomponenter 6 for tilslutning til en datamaskin. Ordprosessoren 1 disponerer videre et serielt grensesnitt 14 hvormed der kan settes opp en forbindelse til en programmerings- og testeinnretning, og også en intern systembus 12 som er tilkoblet over drivertrinn 16, og som ikke går utenfor prosessorkomponenten og dermed er meget hurtigvirkende. Til denne interne systembuss 12 er koblet driftssystemlageret 17 for ordprosessoren samt et arbeidslager 18. Videre har ordprosessoren via denne systembuss 12 aksess til bitprosessoren og via datapenser 9 også aksess til det påstikkbare brukerprogramlager 7 og til datalageret 8 med prosessgjengivelse. Styringen arbeider bare med denne prosessgjengivelse ved periferikomponentenes inngangs- og utgangssignaler og utveksler ved syklusendene prosessgjengivelsen med periferien.

Den raske bitprosessor 2 har via datapensene 9 bare aksess til brukerprogramlager 7 og datalager 8. Denne bitprosessor 2 leser de i brukerprogramlageret 7 stående kommandoer i brukerprogrammet sekvensielt og manipulerer ved binære sammenknytningskommandoer prosessgjengivelsen, dvs. de binære data i datalageret 8 tilsvarende. Hvis bitprosessoren 2 under lesningen av brukerprogrammet støter på en ordkommando, stanser den og stiller den nødvendige informasjon for behandling av ordkommandoen til rådighet for ordprosessoren, fordelaktig på den måte at der i. bitprosessoren stilles til rådighet for ordprosessoren en inngangsadresse i en tilsvarende pro-

gramdel for utførelse av kommandoer.

Er ordkommandoen - eventuelt under aksess til bruker-

programlager 7 og datalager 8 - fullført, så starter ordpro-

sessoren 1 påny bitprosessoren 2, som går videre med av-

viklingen av brukerprogrammet. I den forbindelse er ordpro-

sessoren 1 ikke belastet med lange bussgangtider på periferi-

bussen under sin innhenting av kommandoer og under andre operasjoner.

Ordprosessoren 1 har også til oppgave å besørge dataover-

føring mellom prosessignalformene i periferikomponentene 4 og datalageret. Til dette gjør den bruk av periferibussen 11 og den interne systembuss 12. For også ved utveksling av data å holde tidene kortest mulig, er prosessignalformene i periferikomponentene 4 organisert med ordbredde (f.eks. 8 bits), slik at det til enhver tid er mulig å overføre flere binærsignaler, f.eks. svarende til bryterstillinger "inn"

og "ut", samtidig.

Ennvidere har ordprosessoren til oppgave å behandle operativsystemfunksjoner som f.eks. startfunksjoner, selv-

diagnose, kobling til programmerings- og testinnretningen over det serielle grensesnitt samt test- og igangsettelses-

funksjoner.

Ordprosessoren 1 behandler bitprosessoren 2 som en intel-

ligent periferikomponent. Da begge prosessorene kan kommuni-

sere med både brukerprogramlageret 7 og datalageret 8, må ordprosessoren 1 når den aksesserer et av disse to lagre,

stanse bitprosessoren 2. Begge prosessorene kan drives taktsyn-

kront og ved behov synkroniseres internt i bitprosessoren.

Claims (3)

1. Lagerprogrammerbar styring med syklisk gjennomløpende brukerprogram og bestående av minst:

a) en ordprosessor til å behandle operativsystem- og ord-kommandoer, b) en bitprosessor til å behandle binære sammenknytningskommandoer, c) operativsystemlager, brukerprogramlager, datalager med binær prosessgjengivelse og periferikomponenter, samt d) busser til å forbinde de ovennevnte komponenter, karakterisert ved følgende trekk: e) ordprosessoren (1) disponerer en særskilt periferibuss (11) til datautveksling-med periferikomponentene (4,5) og en derfra adskilt intern systembuss (12) til datautveksling med de øvrige nevnte komponenter, f) dataoverføring mellom periferikomponenter (4,5) og datalager (8) forløper utelukkende over ordprosessoren (1), idet bit-prosessoren (2) stanses ved ordprosessorens aksess til datalageret, g) bitprosessoren (2) har bare via egne separate interne busser (21,22) aksess til brukerprogramlager (7) og datalager (8), h) bitprosessoren (2) som gjennomfører brukerprogrammet, går når en ordkommando fastslås, til holdetilstand og utløser derved ordprosessorens (1) avvikling av vedkommende ordkommando , og i) ordprosessoren (1) starter etter avvikling av ordkommandoen bitprosessoren (2) påny.

2. Styring som angitt i krav 1, karakterisert ved at den over ordprosessoren (1) forløpende dataoverføring av proseasgjengivelsen mellom periferikomponenter (4,5) og datalager (8) er organisert med ordbredde.

3. Styring som angitt i krav 1, karakterisert ved at der til periferibussen i tillegg kan kobles komponenter (6) for datamaskintilkobling.