DE1774513A1 - Schaltungsanordnung zur Bestimmung des Vorrangverhaeltnisses zwischen mehreren Anforderungssignalen fuer programmgesteuerte Datenverarbeitungsanlagen - Google Patents

Description

IBM Deutschland Internationale Büro-Maschinen Gesellschaft mbH

Böblingen, 3. Juli 1968 ru-hn

Anmelderin: International Business Machines

Corporation, Armonk, N. Y. 10 504

Amtliches Aktenzeichen: Neuanmeldung

Aktenzeichen der Anmelderin: Docket KI 9-67-016

Schaltungsanordnung zur Bestimmung des Vorrangverhältnisses zwischen mehreren Anforderungs Signalen für programmgesteuerte Datenverarbeitung s anlagen ^^_^

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Bestimmung des Vorrangverhältnisses zwischen mehreren Anforderungs Signalen, die von den verschiedenen Einheiten einer Datenverarbeitungsanlage wie externen Speichergeräten oder Ein- und Ausgabegeräten zwecks Steuerung des Verbindungsaufbaus zwischen der anfordernden Einheit und einer gemeinsamen Einheit der Datenverarbeitungsanlage erzeugt werden.

In einer Datenverarbeitungsanlage treten von Zeit zu Zeit verschiedene Anforderungs signale bezüglich der Datenverarbeitungsfähigkeit der Zentral-

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einheit von den Ein- und Aus gäbe geräten und den externen Geräten auf« Diese Anforderungen werden bei den bekannten Datenverarbeitungsanlagen durch eine Vorrang-Schaltungsanordnung oder durch Mikroprogramme gesteuert, damit die Anforderungen nicht die Fähigkeit des Datenverarbeitungssystems auf Anforderungen anzusprechen, übersteigen.

Es können gleichzeitig nämlich Anforderungen von einer Bedienungsperson über ein Steuerpult, eine Anforderung durch eine Bandeinheit, welche Daten liefert, eine Anforderung durch eine Bandeinheit, welche Daten annimmt und eine Anforderung aus einem Kartenlocher, der zum Lochen der nächsten Karte bereit ist, vorliegen. Einige dieser Anforderungssignale müssen sofort bearbeitet werden, damit die Kapazität der Rechenanlage voll ausgenutzt ist und andere Anforderungssignale können wiederum gewisse Zeit warten, bis ihre Anforderung erledigt wird.

Zur abschnitt s weis en Verarbeitung mehrerer Programme mit verschiedenem Zeitrang ist durch die deutsche Auslege schrift 1 202 034 eine Steuerschaltung bekannt geworden, die durch einen ZeitrangbeStimmer gekennzeichnet ist, der die Eingangs signale mit Zeitrangkanälen verbindet, weiterhin durch einen Zeitrangvergleicher zum Zeitrangvergleich der anstehenden Eingangsdaten, durch einen vom Zeitrangver-

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gleicher gesteuerten Unterbrecher und durch einen Festwert-Speicher, aus dem durch den Unterbrecher eine Befehlsfolge zur Bestimmung des nach der Unterbrechung des bearbeiteten Programms abgerufen wird. Diese Schaltungsanordnung weist außerdem ein ■Wartelistenregister auf, in dem einlaufende, eine Programmunterbrechung fordernde Signale zu einer Warteliste vereinigt werden.

Diese bekannte Schaltungsanordnung berücksichtigt demnach einmal das zugeordnete Vor rang verhältnis der einzelnen Programme und zum anderen den Zeitrang, d.h. die Zeit, in der ein bestimmtes Programm bzw. eine Anforderung von einem externen Gerät anfällt.

Diese Schaltungsanordnung ist aber nicht in der Lage, Anforderungssignale, die schon sehr lange vorliegen, zu berücksichtigen, wenn Anforderungssignale höherer Priorität vorhanden sind.

Durch die deuts ehe Auslege schrift 1 189 294 ist eine weitere Prioritäts-Ermittlungsvorrichtung für Real-Time-Systeme bekannt geworden, die T or schaltungen steuert, die den Eingang und Ausgang von Informationen über ein oder mehrere der Ein- und Aus gangs signale steuern. Sie ist außerdem dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Unter ρriotitats-Einrichtung einschließt, welche durch Signale von den Ein- und Ausgabewerken gesteuert wird, und die die zeitliche Auf-

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einanderfolge der Kanäle bestimmt, über die Datenübermittlungen, stattfinden können.

Obwohl durch diese Schaltungsanordnung die zeitliche Aufeinanderfolge der Kanäle bestimmt wird, ist diese Schaltungsanordnung jedoch nicht in der Lage, sowohl bestimmte festgelegte Vorrangkriterien, die von der Wichtigkeit der auszuführenden Operation abhängen als auch die zeitliche Folge des Ankommens der Anforderungssignale zu berücksichtigen.

Dadurch kann es z.B. vorkommen, daß ein Anforderungs signal mit zugeordneter niedrigster Priorität fast immer warten ΐημβ, weil Vorrangs-Anforderungs signale mit höherer Priorität anliegen. Diese Verteilung der Vorrangverhältnisse ist jedoch nicht optimal, da für externe Geräte bzw. Programme mit niedrigster Priorität Wartezeiten entstehen können, die nicht mehr vertretbar sind.

Des weiteren ist in der Auslege schrift 1 269 394 eine Schaltungsanordnung zur Bestimmung des Vorrangverhältnisses nach Prioritäten zwischen mehreren Vorranganforderungssignalen durch Freigeben eines Vorrangs mit einem zum entsprechenden Vorrang-Anforderungssignal gehörenden Startsignal für programmgesteuerte Rechenanlagen vorgeschlagen worden, die dadurch charakterisiert ist, daß sie zur Be-

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Stimmung des Vorrangverhältnisses von Vorrang-Anforderungssignalen aus mehreren Ebenen von Schaltungsmoduln mit Sperr- und Freigabegliedern besteht, daß in den Ebenen Eingänge für die Vorrang-Anforderungssignale und Ausgänge für die freigegebenen Startsignale vorhanden sind und daß die Ebenen miteinander vorwärts und rückwärts elektrisch gekoppelt sind.

Diese Schaltungsanordnung weist zwar einen sehr homogenen Aufbau auf, der sich insbesondere zur Realisierung mit Hilfe der integrierten Schaltkreistechnik sehr gut eignet, sie hat jedoch den Nachteil, daß sie das zeitliche Eintreffen der Anforderungs signale überhaupt nicht berücksichtigt.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zu Grunde, eine Schaltungsanordnung zur Festlegung des Vorrangverhältnisses von Anforderungs-Signalen, die von externen Einheiten einer Datenverarbeitungsanlage geliefert werden können, zu schaffen, die sowohl ein vorher festgelegtes Vorrangverhältnis der ankommenden Anforderungs signale als auch das" zeitliche Eintreffen der Anforde rungs signale laufend berücksichtigt, so daß jedes Anforderungs signal innerhalb einer bestimmten Zeit auch bei Anliegen von Anforderungs Signalen mit höherer Priorität bearbeitet bearbeitet wird.

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Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe besteht darin, daß die Anforde rungs signale in einer speichernden Auswahlschaltung zwischengespeichert werden, die mit einer Wahlstatus-Steuer schaltung verbunden ist, die eine erste Wahleinteilung der Anforderungssignale entsprechend der zugeordneten Priorität vornimmt und die Weiterleitung der eingeteilten Anforde rung s signale auf eine Prüfschaltung steuert, wobei das zeitliche Eintreffen der Anforde rungs signale von der Wahlstatus-Steuerschaltung mit berücksichtigt wird, und daß die so ausgewählten Anforderungssignale in der Prüf-Schaltung demnächst folgenden Speicherzyklus zugeteilt werden, in dem die Prüfschaltung mit einer Prüf-Steuerschaltung verbunden ist, die in Abhängigkeit vom Speidierstatus und vom Spei eher zyklus ein Frei-Signal an die Prüfschaltung abgibt.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zur Bestimmung des Vorrangverhältnisses hat den Vorteil, daß zwar Anforderungssignale mit höchster Priorität sofort verarbeitet werden, daß aber auch Anforderungssignale mit niedriger Priorität innerhalb einer bestimmbaren Zeit abgearbeitet werden, ohne daß anstehende Anforderungs signale höherer Priorität die Abarbeitung dieser niedrigwertigeren Anforderungs signale behindern könnte.

Die Erfindung wird anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher bes chrieben. In den Zeichnungen bedeuten:

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- 7 Fig. 1: ein Gesamtschaltbild des Vorrang-Steuersystems,

Fig. 2: ein detaillierteres Schaltbild der Vor rang-Steuer schal

tung und

Fig. 3: ein detailliertes Schaltbild des in Fig. 1 als Block dar-

gestellten Schaltzeichens 20.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel sind vier Übertragungs kanal-Steuergeräte zu einer Gruppe von Bedienungs- oder Speicherzyklus-Anforderungssignalen und vier Verarbeitungselemente zu einer weiteren Gruppe von Speicherzyklus-Anforderungssignalen zusammengefaßt. Es muß jedoch betont werden, daß die vorliegende Erfindung in keiner Weise auf die spezielle dargestellte Konfiguration beschränkt ist und sich für jede Anordnung eignet, in der Gruppen von Bedienungssignalen auf der Basis einer Prioritätsliste und des zeitlichen Auftretens bewertet werden. Die dicken Linien in Fig. 1 stellen mehrere parallele Signalwege dar, während die dünneren Linien grundsätzlich einfache Signalwege anzeigen.

Fig. 1 zeigt ein Gesamtblockschaltbild einer Prioritätsbedienung auf einer Mehrstufenbasis gemäß der vorliegenden Erfindung, die es mehreren Verarbeitungselementen oder zentralen Verarbeitungseinheiten

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(PE) oder mehreren Übertragungskanal-Steuereinheiten (CC) ermöglichen soll, Zugang zu Spei ehe rzyklen einer geteilt betriebenen Speichereinheit zu erhalten. Gemäß der Darstellung in Fig. 1 stellen die Prioritätswahl- und Steuerschaltungen erfindungsgemäß die Priorität für die Speicherwahlsignale von bis zu acht Benutzern sowohl aus der PE-Gruppe als auch aus der CC-Gruppe fest und erzeugen Steuer- und Datenübertragungs signale auf der Basis eines bewertenden Wahl signale s. Jedes Wahlsignal ist bewertet oder einem Speicherzyklus zugeordnet gemäß dem Prioritäts schema der Prio ritäts wahl und Steuer s chaltungen. Das Prioritäts schema arbeitet nach dem Prinzip, daß die Wahlsignale basieren

1. auf der Ankunftszeit des Anforderungssignales und

W 2. auf der relativen Bedeutung des Anforderungssignales bezüg

lich der Anforderungs signale der anderen Benutzer,

Außerdem teil das Prioritäts schema die Speicher zyklen so zum daß ein maximaler Speicherzugriff ermöglicht wird.

Die Schaltoperationen der Prio ritäts wahl - und Steuer schaltungen richtet sich nach den 3 Hauptfunktionen, die in Fig. 1 dargestellt sind:

1. Erste Wahleinteilung

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2. Prioritätsprüfung und

3. Speicher-Zyklus steuerung. '

Die Schaltungen für die erste Wahleinteilung ordnen jedem Anforderungssignal eines Benutzers Prioritäten zu, basierend auf der Art des Benutzers, der das Anforderungs signal abgibt und dem von die-

sem Benutzer empfangenen Anforderungs signal. Die Prioritäts-Prüfschaltungen untersuchen die erste Wahleinteilung vor der Zuteilung jedes Speicherzyklus und bestimmen, welchem Benutzer dieser Zyklus zuzuteilen ist. Am Ende einer Prioritätsprüfung leiten die Speicherzyklus-Steuer schaltungen einen Speicherzyklus ein und erzeugen während dieses ganzen Zyklus Steuer- und Datenleitsignale.

Die erste Wahleinteilung der auf den Leitungen 10 erscheinenden PE-Anforderungssignale und der auf den Leitungen 11 erscheinenden CC- "

Anforderungs signale erfolgt durch die Wahlschaltung 12 und die Wahlstatus-Steuerschaltung 18. Obwohl/Len CC- und PE-Benutzern verschiedene Einteilungen zugeordnet werden und ein CC-Benutzer Anforderungs signale wesentlich höherer Priorität liefern kann, wie im folgenden genauer beschrieben wird, ist das Gesamt-Zuteilungsschema für diese Einteilungen ähnlich. Innterhalb der Gruppen der CC- und PE-Benutzer hängt die Zuordnung einer ersten Wahleinteilung durch die Wahlschaltungen 11 für ein bestimmtes Benutzer-Anforderungssignal außerdem

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von der Einteilung ab, die vorher den Anforderungs Signalen anderer Benutzer zugeteilt wurde. Innerhalb einer CC-Gruppe muß bei der Zuteilung der ersten Wahleinteilung außerdem berücksichtigt werden, wenn ein Benutzer ein Anforderungs signal hoher Priorität abgibt. Da ein Anforderungs signal hoher Priorität von einem CC-Benutzer sowieso eine große Dringlichkeit der Anforderung bedeutet, werden andere Gesichtspunkte wie Ankunftszeit und Status derartiger Anforderungssignale grundsätzlich ignoriert und automatisch die höchste erste Wahleinteilung zugeteilt. Ein erstes Wahlsignal erhält grundsätzlich eine relativ niedrige Prioritätseinteilung und die nachfolgende Auswertung der Einteilung erfolgt auf verschiedene Weise und ist hauptsächlich von dem vergleichsweisen Status anderer Wahleinteilungen abhängig, wie genauer aus der Beschreibung der in Fig. 2 gezeigten Schaltung hervorgeht.

Durch die einem Anforderungs signal zugeordnete erste Wahleinteilung lassen die auf den Leitungen 16 und 17 erzeugten Ausgangs signale die Prioritätsprüf schaltungen über die Prüf-Verriegelungsschaltungen 15 nur die höchste Zuteilungseinteilung für den nächsten Speicherzyklus erreichen. Die Verbindungs/Trennschaltung 20 kann so ausgelegt werden, daß alle eingeteilten CC-Anforderungssignale verarbeitet werden, bevor irgend ein eingeteiltes PE-Anforderungssignal erreicht wird. Die

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Speichersteuerung 28 erzeugt zeitbegrenzte Signale zur Steuerung des Datenflusses zwischen Speicher und dem. dem Speicherzyklus zugeteilten Benutzer sowie zur Vorbereitung der ersten Wahleinteilung und der P rioritäts-Prüf schaltungen für die nächste Prioritätsprüfung, was in Verbindung mit der Zeitsteuerungs-Schaltung 29 erfolgt.

Wie bereits gesagt, wählt das Verarbeitungselement PE die über die Leitungen 10 an das System gegebenen Anforderungssignale, während die Kanalsteuerung CC die über die Leitungen 11 eingegebenen Anforderungssignale auswählt. Alle von PE oder CC eingegebenen Anforderungssignale werden auf mehrere Wahl schaltungen 12 gegeben, welche die Anfοrderungssignale für die Verarb-eitung und die nachfolgenden Prüf zyklen einteilen. Die PE-Anforderungs signale auf den Leitungen 10 werden außerdem direkt auf die P ruf schaltungen oder Abtastsperre 15 gegeben, damit die Verarbeitungselemente bei minimaler Zeitverzögerung einen Speicher zyklus zugeteilt bekommen können, wenn durch die Schaltungen 12 keine eingeteilten Wahlsignale erzeugt werden, d.h. wenn nur ein Verarbeitungs element einen Speicherzyklus anfordert und keine anderen PE- oder CC-Anforderungssignale vorliegen, kann die Zuteilung eines Spei eher zyklus über die Prüf schaltungen 15 sofort beginnen.

Wenn jedoch am Eingang für die Schaltungen 12 eine CC-Anforderung

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oder eine PE-Anforderung vorliegt, werden diese durch die Schaltungen 12 eingeteilt, die dann entsprechende Signale für die PE-Einheiten über die Leitungen 16 und für die CC-Einheiten über die Leitungen 17 an die P ruf schaltungen 15 geben. Die Auswahlstatus-Steuerschaltung 18 bestimmt, welche der eingeteilten PE- und CC-Anforderungen durch die Wahlschaltungen 12 auf die Leitungen 16 und 17 laufen darf, ^ um in den Prüf schaltungen 15 auf die Zuteilung des nächsten Speicher -

zyklus zu warten, d.h. die Steuerschaltung 18 stellt sicher, daß das während einer ersten Periode erscheinende Anf orderungs signal über die Leitungen 16 und 17 durchgelassen wird, um die entsprechenden Prüfschaltungen 15 zur Verarbeitung einzuschalten und daß alle hinterher empfangenen Signale gespeichert werden, damit ihnen später ein Spei eher zyklus zugeteilt werden kann.

ψ Wenn mehrere Wahls chaltungen 12 eingeschaltet wurden und Eingangs-

signale auf die Prüf schaltungen 15 gegeben haben, bestimmt die Verbindungs/Τ renns chaltung 20, welchem dieser bis hierher vorgedrungenen Anf ο rderungs signale der nächste Speicher zyklus tatsächlich zugeordnet wird. Wenn natürlich ein Spei eher zyklus läuft, wird kein Anforderungssignal zugelassen. Die Speicher-Statusschaltung 22 erzeugt alsp ein "Erlaubt"-Ausgangs signal, wenn ein Spei eher zyklus für die Prüfsteuers chaltung 24 zur Verfügung steht. Der Empfang des "Erlaubt"-

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Signales erzeugt die P rüfs teuer schaltung 24 ein Signal "Prüfung erlaubt" für die Prüf schaltungen 15, die dann ein Eingangssignal an die Verbindungs/Trennschaltung 20 geben.

Wenn die Verbindungs/Trennschaltung 20 ausfällt, können Signale erzeugt werden, die anzeigen, daß mehr als ein Anforderungssignal berücksichtigt wird. Eine Abfühl schaltung für Mehrfachempfang 25 würde diesen Fall jedoch erkennen und ein Eingangssignal auf die Speichersteuerschaltung 28 geben, das dieser einen solchen Fehler anzeigt. Daraufhin würden alle P ruf schaltungen 15 gelöscht und die Signale Hefen noch einmal bis zur Verbindungs/Trennschaltung 20. Wenn bei diesem neuen Bestimtnungsversuch durch die Schaltung 25 wieder ein Mehrfachempfang abgefühlt wird, wird durch eine nicht dargestellte Schaltung ein System-Fehler signal erzeugt.

Nachdem einem bestimmten Anforde rungs signal ein Speiche rzyklus zugeteilt wurde, gibt die Sp ei ehe rs teuer schaltung 28 ein Löschsignal für das berücksichtigte Anforde rungs signal sowohl auf die P ruf schaltungen 15 als auch auf die Wahlschaltungen 12, so daß jetzt andere Einheiten zum Zuge kommen. Wenn nach Bedienung eines Anforde rungs signale s immer noch ein eingeteiltes Ausgangs signal auf der Leitung 16 oder der Leitung 17 oder beiden ansteht, wird eine neue Prüfung eingeleitet, um diese weiteren offenen Anforderungen zu bedienen. Die Schal-

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tungen 12 und 15 des nächsten bedienten Anforderungssignales werden gelöscht und die Anlage stellt fest, ob weitere eingeteilte Anforderungssignale auf den Leitungen 16 und 17 anstehen. Dieser Vorgang läuft weiter, bis alle Anforde rungs signale bedient sind. Für diesen Zeitpunkt werden alle noch offenen Anfragen, die in der Schaltung 12 gespeichert waren, aber noch nicht auf die Ausgangsleitungen 16 und 17 gelangen durften, eingeteilt und auf die nächsten Spei ehe rzyklen verteilt.

Die Steuersignale und Datenimpulse, die zur Steuerung der Datenleitungen abgegeben werden und das an den Speicher zusammen mit dem Ausgangssignal der Ze it s teuer schaltung 29 gegebene Anforderungs signal dienen nur der üblichen Steuerung der Speicherzyklen und werden hier nicht näher beschrieben, da sie allgemein bekannt sind.

Die Schaltung nach Fig. 2 ist so konstruiert, daß Speicherzyklen zwei Gruppen von asynchron anfordernden Maschinen auf der folgenden Basis zugeordnet werden: eine Gruppe hat Priorität über die andere, Priorität der Maschinen innerhalb der Gruppe und Wartezeit von Maschinen innerhalb einer Gruppe. Die beiden Hauptgruppen sind als Benutzer mit gerader und ungerader Kennzahl bezeichnet. Die Benutzer mit den ungeraden Kennzahlen 1, 3, 5 und 7 sind typischerweise die im Zusammenhang mit Fig. 1 erwähnten Kanalsteuergeräte, die Priorität über die Benutzer mit gerader Kennzahl 2, 4, 6 und 8 haben, welche die im

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Zusammenhang mit Fig. 1 erwähnten Verarbeitungseinheiten sind. In der Gruppe mit ungerader Kennzahl gibt es noch eine Untergruppe von Benutzern, die die Möglichkeit zu einer hohen Prioritätswahl haben. Die Priorität innerhalb der geradzahligen und ungeradzahligen

Gruppen ist auf der Basis 1, 2, 3 usw. fest verdrahtet, kann jedoch von Hand geändert werden. Innerhalb der ungeradzahligen Benutzer gruppe führt eine Speicheranforderung mit hoher Priorität dazu, daß dieser Benutzer die höchste Prioritätsstufe ungeachtet der fest verdrahteten Priorität erhält. Wenn natürlich zu irgendeinem Zeitpunkt mehr als eine hohe Prioritätswahl auftritt, erfolgt die Ents cheidung dann auf der Basis der festverdrahteten Priorität.

Außerdem werden innerhalb der geradzahligen und ungeradzahligen Gruppen die Speicherzyklen auf der Basis der ersten Ankunft zugeordnet, wenn die Zeitdifferenz zwischen den Speicheranforderungen größer als drei Schaltverzögerungen ist und für die ungeradzahlige ™

Benutzergruppe keine hohe Priorität vorliegt.

Die Zuordnung eines Spei eher zyklus erfordert zwei Ents cheidungsebenen. Die Entscheidung auf der ersten Ebene schaltet die Prüfschaltungen des Benutzers ein und die Entscheidung auf der zweiten Ebene führt zu einem Aus gangs signal der Verbindungs/Trennschaltung 20.

Fig. 2 zeigt die spezielle Schaltung, die für ein ungeradzahliges und

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ein geradzahliges Anforde rungs signal benutzt wird. Obwohl Einzelheiten dieser Schaltung für die ungeradzahligen Benutzer 3, 5 und 7 und die geradzahligen Benutzer .4, 6 und 8.nicht dargestellt sind, so sind doch ihre Schaltverbindungen wiedergegeben. Die Benutzer 3, 5 und 7 haben eine spezielle Schaltung, die der für den Benutzer 1 analog ist, während die Benutzer 4, 6 und 8 eine Schaltung analog zu der für den Benutzer 2 dargestellten aufweisen. Zuerst soll das Einschalten der Prüf schaltungen für die ungeradzahligen Benutzer betrachtet werden. Das auf der Leitung 30 hereinkommende Anforde rungs signal schaltet die erste Wahlschaltung 31 ein (d.h. die Wahlschaltung 31 auf der ersten Ebene). Angenommen, die UND-Schaltung 32 is^eingeschalltet, dann wird jetzt durch das Einschalten der Schaltung 31 die "Wahlschaltung 33 der zweiten Ebene eingeschaltet, d.h. die Schaltung 33 wird über dia Und-Schaltung 32 eingeschaltet, solange kein anderes Anforde rungs signal von einer ungeradzahligen Einheit seine Wahlschaltung der zweiten Ebene für mindestens drei "\ßr zöge rungs zeiten vor diesem Zeitpunkt einges ehaltet hat.

Wenn auf der Leitung 35 ein Anforderungssignal hoher Priorität zusammen mit einem Anforderungssignal auf der Leitung 30 erscheint, wird die Schaltung mit hoher Priorität 36 eingeschaltet, weil das Anforderungssignal auf der Leitung 30 und das Einschalten der Schalter 31 zusammen die UND-Schaltung 37 einschalten und so die Einschaltung

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- 17 der Schaltung 36 mit der hohen Priorität ermöglichen.

Der Benutzer, der ein Anf ο rderungs signal auf die Leitung 30 gibt, wird für die Zuteilung eines Spei eher zyklus vorgesehen, sobald seine Prüfschaltung 40 eingeschaltet ist. Die tatsächliche Kontrolle für die Einschaltung der Prüfschaltung 40 erfolgt durch eine der drei UND-Schaltungen 41, 42 oder 43 über die ODER-Schaltung 44. Die UND-Schaltung 41 wird durch die Einschaltung der Wahlschaltung auf der ersten Ebene 31 leitend, wenn keine andere Wahlschaltung in der zweiten Ebene eines ungeradzahligen Benutzers eingeschaltet ist, keine hohe Prioritäts schaltung eingeschaltet ist und ein Signal "Prüfzeit zulässig" von der ODER-Schaltung 47 und dem Inverter 49 empfangen wird. D.h., jede Wahlschaltung der zweiten Ebene, die innerhalb der unge rad zahligen Benutzer eingeschaltet ist, schaltet die UND-Schaltung 41 ab, so daß keine Wahlschaltung der ersten Ebene mit einer eingeschalteten Wahlschaltung der zweiten Ebene innerhalb der Benutzer gruppe konkurrieren kann. Es ist zu beachten, daß das Einschalten der hohen Prioritäts schaltung 36, die über die ODER-Schaltung 45 erfolgen muß, eine ausreichende Zeitverzögerung ergibt, um die UND-Schaltung 41 noch eingeschaltet zu halten, wenn die Schaltung 31 eingeschaltet wird, so daß ihre Prüfschaltung 40 erst einges ehaltet wird, wenn keine anderen Prioritäts schaltungen eingeschaltet sind. Die UND-Schaltung 42 wird durch die eingeschaltete Wahlschaltung der zweiten

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Ebene 33 eingeschaltet, wenn keine hohe Prioritätsschaltung einges,chaltet ist und ein zulässiger Prüfzeitimpuls empfangen wurde. Wenn irgend eine andere Wahlschaltung der zweiten Ebene durch einen der Benutzer 3, 5 oder 7 eingeschaltet wird, wird die UND-Schaltung 32 abgeschaltet und die Einschaltung der Wahlschaltung 31 führt nicht zur Einschaltung der Wahlschaltung der zweiten Ebene 33. Die UND-Schaltung 43 wird durch die eingeschaltete Schaltung 36 mit hoher Priorität und den zulässigen Prüfzeitimpuls eingeschaltet. Dadurch kann der Benutzer, der das Anfor de rungs signal auf der Leitung 30 abgegeben hat, direkt mit den anderen für die Zuteilung eines Speicherzyklus ein-. geschalteten P ruf schaltungen konkurrieren, ungeachtet dessen, ob die Wahlschaltung der zweiten Ebene 33 eingeschaltet ist oder nicht. Wenn die Prüfschaltung der zweiten Ebene 33 eingeschaltet ist, schaltet die ODER-Schaltung 46 die einander ähnlichen UND-Schaltungen 32 für die Benutzer 3, 5 und 7 ab. Wenn also das auf der Leitung 30 erzeugte Signal die Wahlschaltungen 31 und 33 eingeschaltet hat, bevor einer der anderen Benutzer 3, 5 oder 7 Zeit hatte, die entsprechenden Wahlschaltungen der zweiten Ebene einzuschalten, bewirbt sich nur der Benutzer, der das Anforderungssignal abgegeben hat um die Zuteilung eines Speicherzyklus und erhält in seiner Gruppe die Priorität, vorausgesetzt, daß in der Zwischenzeit kein Signal hoher Priorität auftritt.

Nachdem dem Benutzer 1 ein Spei ehe rzyklue ,zugeteilt wurde, wird durch.

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die Speicher-Steuereinheit auf der Leitung 48 ein Löschsignal für diesen Benutzer erzeugt, das die Schaltungen 31, 33 und 36 zurückschaltet. Ein ähnliches Löschsignal wird zum Zurückschalten der Prüfschaltung 40 erzeugt.

So steuern also die UND-Schaltungen 41, 42 und 43 und ihre Gegenstücke far die Benutzer 3, 5 und 7 die Einstellung der Prüf schaltungen für die jeweiligen Benutzer auf der Basis einer vorliegenden Anforderung hoher Priorität, der Einschaltung einer Prüfschaltung der ersten oder zweiten Ebene oder auch nur der ersten Ebene. Die in einem Zeitraum von ungefähr drei Schaltungsverzögerungen ankommenden Signale können zur Einschaltung von mehr als einer Prüfschaltung führen, wodurch eine Trennung über die Verbindungs/Trennschaltung 50 erforderlich wird.

Die Schaltungen der geradzahligen Benutzer arbeiten ähnlich bis auf zwei Ausnahmen, die darin bestehen, daß keine Möglichkeit der hohen Prioritätsanforderung besteht, dafür aber eine direkte Verbindung für die hereinkommende Anforderung zur Prüfschaltung, d.h., wenn der Benutzer 2 ein Anforderungssignal auf die Leitung 60 gibt und kein anderes Anforderungs signal von einem anderen geradzahligen Benutzer empfangen wurde, wird die UND-Schaltung 61 eingeschaltet, die dann über die ODER-Schaltung 64 die Prüfschaltung 62 einschaltet. Dadurch

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kann der Benutzer 2 direkt eine Zuteilung eines Spei ehe rzyklus bekommen und im Falle eines. Speicher-Leerlaufes eine schnelle Antwort geben. Die UND-Schaltungen 61, 65 und 66 steuern die Einschaltung der-Prüfschaltung 62, basierend auf der Ebene des Anforderungssignales, d.h., innerhalb der geradzahligen Benutzer gruppe hängt die Einschaltung der Schaltung 62 davon, ab, ob eine zweite Wahl schaltung eingeschaltet ist, eine Wahlschaltung der ersten Ebene eingeschaltet ist und keine Wahlschaltung der zweiten Ebene oder ob nur ein gewöhnliches Anforderungssignal empfangen wurde. Wie vorher können gleichzeitig auftretende Anforde rungs signale zur Eins chaltung von mehreren Prüf schaltungen führen, so daß die Zuteilung eines Spei ehe rzyklus wieder durch die Verbindungs/Trennschaltung 50 entschieden wird.

Jeder der Benutzer 4, 6 und 8 hat Wahlschaltungen der ersten und zweiten Ebene, wie sie durch die Schaltungen 68 und 70 für den Benutzer 2 dargestellt sind. Außerdem verfügt jeder ungeradzahlige Benutzer über eine hohe Prioritätsschaltung, die für die geradzahligen Benutzer nicht dargestellt ist. Ein Signal auf der Leitung 60 schaltet die Wahlschaltung der ersten Ebene 68 ein, wenn noch kein anderer Benutzer die Wahlschaltung der zweiten Ebene eingeschaltet hat, auf die Wahlschaltung der zweiten Ebene 70, da die UND-Schaltung 69

andere

eingeschaltet ist. Wenn keineVWahlschaltung der zweiten Ebene eingeschaltet ist, wird die UND-Schaltung 65 leitend und die Prüfschal-

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tung 62 eingeschaltet. Wenn jedoch eine andere Wahlschaltung der zweiten Ebene eingeschaltet ist, so daß die UND-Schaltungen 61 und 65 gesperrt sind, die UND-Schaltung 66 jedoch noch nicht abgeschaltet ist, wird durch das Einschalten der Wahlschaltung der zweiten Ebene 70 auch die Schaltung 62 eingeschaltet, so daß der Benutzer 2 sich um Zuteilung eines Speicherzyklus bewerben kann. Somit sind die Ein-' gangs signale für die ODER-Schaltung 71 die Ausgangs signale aller Wahlschaltungen der zweiten Ebene für die Benutzer 2, 4, 6 oder 8 und die Eingang s signale für die ODER-Schaltung 72 die Ausgangs signale von allen Wahlschaltungen der ersten Ebene für die Benutzer 2, 4, 6 oder 8,

Das zulässige Prüfzeitsignal ist ein Zeitsteuersignal für die Einschaltung der P ruf Schaltungen, welches die Einschaltung der verschiedenen UND-Schaltungen 41, 43, 61, 65 und 66 gestattet. Das zulässige Prüf- "

zeitsignal über die ODER-Schaltung 47 und den Inverter 49 wird abgegeben, wenn die Speicher-Steuerschaltung signalisiert, daß sie nicht belegt ist und das Signal wird nicht gegeben, wenn drei SchaltungsVerzögerungen nach dem Einschalten irgend einer Prüfschaltung vorliegen. Nachdem die Prüfschaltungen sich wieder gelöst haben, trifft die Verbindung s/Trennschaltung 50 die endgültige Entscheidung darüber, welcher Benutzer als nächster Zugang zu einem Speicherzyklus erhält. Das einzige Kriterium auf dieser Ebene ist die Priorität der ungerad-

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zahligen Benutzer vor dem geradzahligen Benutzer, und dann wird der Benutzer höchster Priorität innerhalb der jeweiligen Gruppe festgelegt. Somit werden alle ungeradzahligen Benutzer, deren Prüfschaltungep, z.B. 40, eingeschaltet sind, vor allen geradzahligen Benutzern bedient, deren P ruf schaltungen, z.B. 62, eingeschaltet sind. "Wenn angenommen wird, daß der Prüfzyklus Einschaltungen der zweiten Ebe-

™ ne bedient, werden jedoch alle P ruf schaltungen der zweiten Ebene beider Gruppen bedient, bevor die Wahlschaltungen der ersten Ebene einer Gruppe ihre zweiten Ebenen anwählen und sich damit um die Zuteilung des nächsten Speicherzyklus bewerben können. Es ist zu beachten, daß die Einstellung irgend einer Prüfschaltung in einer der beiden Gruppen der in Fig. 2 gezeigten Ausführung lediglich von Faktoren innerhalb der jeweiligen Gruppe abhängt. Somit können z.B. in der ungeradzahligen Gruppe eingeschaltete P ruf schaltungen der zweiten Ebene (z.B.

P Schaltung 33) mit den direkt eingeschalteten Prüf schaltungen in der

geradzahligen Gruppe (z.B. Einschaltung der Schaltung 62 durch ein Ausgangs signal durch die UND-Schaltung 61) konkurrieren.

Nach erfolgter Prüfung und Bedienung eines Anforde rungs signale s werden alle P ruf schaltungen und alle Wahlschaltungen durch das Prüfschaltungslöschsignal von der Speicher-Steuereinheit für den Benutzer gelöscht, der den ersten Spei ehe rzyklus zugeteilt erhält. Dadurch

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können alle eingeschalteten und noch ausstehenden Prüf schaltungen der zweiten Ebene und hohe Prioritätsschaltungen bedient werden.

Fig. 3 zeigt eine typische Verbindungs/Trennschaltung im besonderen unter Berücksichtigung des Benutzers 2, der ein Anforderungssignal auf der Leitung 60 in Fig. 2 abgibt, das die Prüfschaltung 62 einschaltet. Deren Ausgangssignal wird auf die Eingangsklemme 80 in Fig. 3 gegeben und schaltet die UND-Schaltung 81 ein. Wie bereits gesagt, werden alle für die ungeradzahligen Benutzer 1, 3, 5 und 7 eingeschalteten Prüf schaltungen vor denen für die geradzahligen Benutzer eingeschalteten bedient. Somit wird durch das Einschalten einer Prüfschaltung, z.B. 40 in Fig. 3, für einen der ungeradzahligen Benutzer 1, 3, 5 oder 7 ein Eingangssignal auf die ODER-Schaltung 82 gegeben, wodurch die UND-Schaltung 81 abges ehaltet wird. Wenn man jedoch annimmt, daß keine ungeradzahligen Prüf schaltungen eingeschaltet sind, geben die anderen Prüf schaltungen der geradzahligen Gruppe ihre Eingangs signale an die Klemmen 83, 84 und 85.

Eine dauernde Sperrspannung wird an den Anschluß 86 eingeführt und eine zweite Einschaltspannung auf den Anschluß 88 gegeben. Es wird angenommen, daß der Benutzer 2 unter den geradzahligen Benutzern die höchste Priorität erhalten hat. Dann hat jede der UND-Schaltungen 90, 91 und 92 eine direkte Verbindung, z.B. 93, zur Sperrlei-

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tung 86. Somit erzeugt das Einschalten einer Prüfschaltung für einen Benutzer mit niedrigerer Priorität, in diesem Fall die Benutzer 4, 6 oder 8, kein Ausgangssignal aus einer der UND-Schaltungen 91» 92, infolgedessen erscheint auch kein Ausgangs signal an der ODER-Schaltung 94 und die UND-Schaltung 81 bleibt eingeschaltet. Wenn also keine Prüf schaltungen der ungeradzahligen Benutzer eingeschaltet sind und alle Leitungen zu den UND-Schaltungen 90 und 92 darstellungsgemäß verlaufen, wird die UND-Schaltung 81 eingeschalte^ so daß die eingeschaltete Prüfschaltung für den Benutzer 2 ein Signal auf der Leitung 80 abgeben kann, wodurch an der Klemme 95 ein Ausgangssignal erscheint. Dieses Ausgangs signal zeigt der Speicher-Steuerschaltung an, daß der Benutzer 2 anzunehmen ist und ihm ein Speicherzyklus zugeteilt werden muß. Eine ähnliche derartige Schaltung ist für die Prüf schaltungen der ungeradzahligen Benutzer zu verwenden. Wenn der Benutzer 4 in der geradzahligen Gruppe die höchste Priorität erhalten soll, wird die Verbindung 93 auf den Anschluß 88 gelegt und dadurch ein Eingang der UND-Schaltung 90 dauernd eingeschaltet. Wenn somit beide Prüf schaltungen für die Benutzer 2 und 4 eingeschaltet sind, erzeugt die UND-Schaltung 90 ein Ausgangssignal, wodurch die UND-Schaltung 81 abges ehaltet wird, und somit die Zuteilung eines Spei ehe rzyklus zum Benutzer 2 sperrt, bis eine Bedienungsanfrage vom Benutzer 4 berücksichtigt ist.

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Claims (5)

- 25 - Böblingen, 3. Juli 1968 ru-hn PATENTANSPRÜCHE

1. Schaltungsanordnung zur Bestimmung des Vorrangverhältnisses

zwischen mehreren Anforde rungs Signalen, die von den verschiedenen Einheiten einer Datenverarbeitungsanlage wie externen Speichergeräten oder Ein- und Ausgabegeräten zwecks Steuerung des V er bindung saufbaus zwischen der anfordernden Einheit und einer gemeinsamen Einheit der Datenverarbeitungsanlage erzeugt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Anforderungssignale (PE und CC) in einer speichernden Auswahlschaltung (12) zwischengespeichert werden, die mit einer Wahlstatus Steuerschaltung (18) verbunden ist, die eine erste Wahleinteilung der Anforderungssignale entsprechend der zugeordneten Priorität vornimmt und die Weiterleitung der eingeteilten Anforderungs- %

signale auf eine Prüfschaltung (15) steuert, wobei das zeitliche Eintreffen der Anforde rungs signale (PE und CC) von der Wahlstatus-Steuerschaltung (18) mit berücksichtigt wird, und daß die so ausgewählten Anforderungs signale in der Prüf-Schaltung (15) denn nächstfolgenden Spei ehe rzyklus zugeteilt werden, in dem die Prüfschaltung (15) mit einer Prüf-Steuer schaltung (24) verbunden ist, die in Abhängigkeit vom Spei eher status und vom Speicher zyklus ein Frei-Signal an die Prüfschaltung (15) abgibt.

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2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

der Prüfschaltung (15) eine Verbindungs-/Trennschaltung (20) nachgeschaltet ist, die die Weiterleitung der Anforderungs signale beim Vorliegen mehrerer gleichberechtigter Anforderungs signale seriell steuert und daß dieser Verbindungs/Trennschaltung (20) eine Abfühlschaltung (25) für Mehrfachempfang nachgeschaltet ist, ™ die darauf anspricht, daß mehr als ein Anforderungssignal gleichzeitig berücksichtigt wird, wodurch eine Wiederholung des gesamten Vorganges eingeleitet wird.

3. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicher-Steuerschaltung (28) ein Löschsignal

für ein berücksichtigtes Anforderungs signal sowohl auf die Prüfschaltung (15) als auch auf die Wahlschaltungen (12) gegeben wird, ψ wodurch ein weiteres eingeteiltes Aus gangs signal auf der Leitung

(16 oder 17) geprüft und weitergeleitet wird.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Vorliegen von geradzahligen und ungeradzahligen Gruppen von Anforderungssignalen die Speicherzyklen auf der Basis der ersten Ankunft zugeordnet werden, wenn die Zeitdifferenz zwischen den Speicher-Anforderungs Signalen größer als drei Schaltverzögerungen ist und für die geradzahlige bzw. ungeradzahlige Benutzergruppe kein Anforderungs signal für höhere Priorität vorliegt.

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5. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuordnung eines Speicherzyklus in zwei Ents cheidungsebenen abläuft, in-dem in der ersten Ebene die Prüfschaltungen (15) des Benutzers eingeschaltet werden und in einer zweiten Ebene ein Aus gangs signal, das dem eigentlichen Speicherzyklus zugeordnet wird, durch die Verbindungs-/Trennschaltung (20) freigegeben bzw. gesperrt wird. M

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