DE1932614C3

DE1932614C3 - Prüfeinrichtung zur Feststellung einer Mehrfachauswahl von Verarbeitungs einheiten in einem Datenverarbeitungs system

Info

Publication number: DE1932614C3
Application number: DE19691932614
Authority: DE
Inventors: Reinhard 7030 Boeblingen Hartwich; Dipl.-Ing. Heyden Horst Von Der; Hans Hermann 7032 Sindelfingen Lampe; Leopold Dipl.-Ing. Reichl
Original assignee: IBM Deutschland GmbH
Current assignee: IBM Deutschland GmbH
Priority date: 1969-06-27
Filing date: 1969-06-27
Publication date: 1973-11-29
Also published as: DE1932614B2; JPS4944775B1; GB1243619A; DE1932614A1; FR2052422A5

Description

4. Einrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal der bistabilen Schaltung (10; Fig. 2) zu der Zentraleinheit (1; Fig. 3) über eine eigene Leitung (BSLi) zur Anzeige und/oder Registrierung übertragen wird.

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Die Erfindung betrifft eine Prüfeinrichtung in einem Datenverarbeitungssystem zur Feststellung einer Mehrfachauswahl von Verarbeitungseinheiten, die über ein Ringleitungssystem Information zur zentralen Steuereinheit übertragen und von dieser empfan

gen.

Bei einem bekannten Datenverarbeitungssystem erfolgt der Informationsaustausch zwischen der Zentraleinheit und den Anschlußeinheiten der Ein-/Ausgabegeräte über ein Ringieitungssystem, das Zentraleinheit und die Anschlußeinheiten der Ein-/Ausgabegeräte miteinander verbindet. Der Verkehr erfolgt in diesem System im allgemeinen so, daß die Anschlußeinheiten für die Ein-/Ausgabegeräte mit Hilfe einer Steuerinstruktion (CONTROL-Instruktion) Steuerdaten von der Zentraleinheit erhalten. Bei der Ausführung von Abfühlinstruktionen (SENSE-Instruktionen) übertragen die Anschlußeinheiten der Ein-/ Ausgabegeräte Daten zu der Zentraleinheit. Bei einem ordnungsgemäßen Verkehr wird immer nur eine Anschlußeinheit von der Zentraleinheit ausgewählt (adressiert)., da das System so ausgelegt ist, daß immer nur eine Anschlußeinheit Daten zur Zentraleinheit übertragen kann.

Die Adressen und Daten auf der Ringleitung sind im allgemeinen nur paritätsgeprüft, d.h., daß die entsprechenden Informationswörter nur ein Paritätsbit besitzen. Im Falle eines Fehlers, beispielsweise in den Auswahlschaltungen der Anschlußeinheiten, kann es vorkommen, daß mehr als eine Anschlußeinheit Daten über die Ringleitung zu der Zentraleinheit überträgt. Die hieraus resultierenden Fehler sind mit hoher Wahrscheinlichkeit Mehrfachbitfehler, die durch bekannte Paritätsprüfverfahren nicht mehr zuverlässig erkannt werden können.

Bei dem heute von Datenverarbeitungsanlagen geforderten hohen Zuverlässigkeitsgrad kann also die Prüfung auf Mehrtachauswahl von Anschlußeinheiten nicht mehr mit Hilfe der bekannten Paritätsprüfverfahren durchgeführt werden. Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Einrichtung anzugeben, die Mehrfachauswahl-Fehler zuverlässig erkennt.

Für eine Prüfeinrichtung in einem Datenverarbeitungssystem zur Feststellung einer Mehrfachauswahl von Verarbeitungseinheiten, die über ein Ringleitungssystem Information zur zentralen Steuereinheit übertragen und von dieser empfangen, besteht die Erfindung darin, daß in jeder Verarbeitungseinheit eine Mehrfachauswahl-Prüfschaltung vorgesehen ist, die auf eine allen Verarbeitungseinheiten gemeinsame Steuerleitung im Falle einer korrekten oder fälschlichen Auswahl der eigenen Verarbeitungseinheit ein Auswahlsignal übertragt und die im Falle einer Auswahl der eigenen und mindestens einer fremden Verarbeitungseinheit durch UND-Verknüpfung eines über die gemeinsame Leitung übertragenen Au\wahlsignals einer oder mehrerer fremder Einheiten mit dem in der eigenen Auswahlschaltung erzeugten Auswahlsignal das Kennsignal für Mehrfachauswahl erzeugt.

Weitere Merkmale und vorteilhafte Weiterbildungen des Anmeldungsgegenstandes sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Da die Paritätsprüfschaltungen die infolge von Mehrfachauswahl von Anschlußeinheiten mit hoher Wahrscheinlichkeit entstehenden Mehrfachbitfehler nicht zuverlässig erkennen können, wird in jeder Schaltungsanordnung eine Prüfschaltung vorgesehen, die den Vorteil besitzt, daß sie mit großer Sicherheil diese Mehrfachauswahl erkennen kann. Da sie fernei einen relativ einfachen Aufbau mit nur wenigen Komponenten besitzt, stellt sie in vorteilhafter Weise eine sehr wirtschaftliche Lösung dieses Problems dar. In-

folge des einfachen Aufbaus lassen sich die Prüfschaltungen auch in bereits bestehende Systeme, die diese Prüfschaltungen noch nicht besitzen, leicht einbauen.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnungen näher beschrieben Es zeigt

Fig. 1 das Blockdiagramm eines Datenverarbeitungssystems, dessen Anschlußeinheiten für die Ein-/ Ausgabegeräte über ein Ringleitungssystem an die Zentraleinheit angeschlossen sind,

Fig. 2 das Blockschaltbild der beispielsweisen Prüfschaltung,

F i g. 3 das Blockschaltbild des in der Zentraleinheit vorgesehen-sn Prüfteils der Einrichtung und

F i g. 4 das Blockschaltbild der Anordnung zur Gewinnung des Auswahlsignals.

Fig. 1 zeigt das bekannte Anschlußschema, nach dem die Anschlußeinheiten (AE 1 bis AE n) 2 für η nicht dargestellte Ein-/Ausgabegeräte über ein Ringleitungssystem 4 an die Zentraleinheit (CPU) I einer Datenverarbeitungsanlage angeschlossen werden. Diese Anschlußeinheiten können auch selbstän ciige, der Zentraleinheit sehr ähnliche Unterzentraleinheiten sein, die auch für andere Steuerungsaufgahen verwendet werden können.

Der Verkehr zwischen den zugeordneten Steuereinrichtungen der Zentraleinheit 1 und den Anschlußeinheiten 2, beispielsweise für die Ein-/Ausgabegeräte, wird über eine Ringleitung 4 durchgeführt. Diese Ringleitung 4 besteht zunächst aus der DateniLitung DL, die durch die einzelnen Anschlußeinheiten 2 über deren Auswahlschaltungen (AS) 3 durchgeschleift ist und als Leitung DL* wieder zu den Steuerkreisen der Zentraleinheit zurückgeführt ist. Zu der Ringleitung 4 gehört ferner die Adressenleitung AL, die zur Auswahl (Adressierung) der Anschlußeinheit 2 eines bestimmten Ein-/Ausgabegerätes vorgesehen ist. Für die Auswahl stellt jede Anschlußeinheit in der Auswahlschaltung 3 eine Reihe von Torschaltungen, die nicht dargestellt sind, zur Verfügung, die zusammen mit den über die Taktleitung TL übertragenen Zeitsteuersignalen die Datenverteilung von der Anschlußeinheit zur Zentraleinheit und umgekehrt steuern. Sowohl die Adressenleitung AL, als auch die Taktleitung TL werden wieder als Leitung AL* und TL* zu den Steuerkreisen der Zentraleinheit zurückgeführt. Alle diese genannten Leitungen bilden somit, wie bereits erwähnt, eine Ringleitung, über die eine Informationsübertragung in beiden Richtungen, d. h. von der Zentraleinheit 1 zu den Anschlußeinheiten 2, als auch von den Anschlußeinheiten 2 zu der Zentraleinheit 1 erfolgen kann.

Bei dieser Art der Kommunikation zwischen Zentraleinheit 1 und den Anschlußeinheiten 2 kann im Fehlerfalle nicht ausgeschlossen werden, daß im Anschluß an eine von der Zentraleinheit 1 an eine bestimmte Anschlußeinheit 2 ausgegebene Abfühlinstruktion (SENSE-Instruktion) mehr als nur eine Anschlußeinheit 2 ihre Daten über die Datenadern DL der Ringieitung 4 zu der Zentraleinheit 1 überträgt. Bei den bisherigen bekannten, relativ ungeprüften Ringleitungssystemen konnte ein solcher Fehler über die Paritätsprüfschaltungen der Zentraleinheit 1, die für das vorliegende Problem die einzige Prüfmöglichkeit darstellten, nur mit einer Wahrscheinlichkeit von 50 % erkannt werden. Diese außerordentlich gelinge Fehlererkennbarkeit stellt, bei dem heute von Datenverarbeitungsanlagen geforderten hohen Sicheiheitsgrad ein ernstes Problem dar.

Da es sich gezeigt hat, daß dieses Problem nicht mit Mitteln und Methoden der Paritätsprüfung gelöst werden kann, wird durch die Erfindung eine Schal-

tungsanordnung 18 vorgeschlagen, die sich durch einen relativ einfachen logischen und schaltungstechnischen Aufbau auszeichnet. Diese Schaltungsanordnung zeigt das Blockschaltbild in Fig. 2. Zur Erläuterung wird zunächst noch einmal näher auf die

ίο Datenverarbeitungsanlage eingegangen, in der die Prüfschaltung 18 verwendet wird. Die Ringleitung 4' besteht zunächst ohne die für die Prüfschaltung notwendige zweiadrige Erweiterung MAL und BAL aus einer Gruppe von Adressenleitungen AL, die bei-

spielsweise ein Byte zu je. 9 Bit, einschließlich eines Paritätsbits parallel übertragen können. Ferner ist eine Gruppe von Datenleitungen DL in der Ringleitung 4' enthalten, die ebenso wie die Gruppe von Adressenleitungen AL ein Byte parallel übertragen

ao kann. Die Leitung TL, über die die Zeitsteuersignale übertragen werden, ist einadrig.

Die Ringleitung wird dazu benutzt, jeweils ein Datenwort in beiden Richtungen zu übertragen, d. h. von der Zentraleinheit 1 zu einer der Anschlußeinheiten 2

»5 (Abfühlung, CONTROL) oder von einer der Anschlußeinheiten 2 zu der Zentraleinheit 1 (Steuerung, SENSE).

Auf der Ringleitung 4' selbst gibt es nur eine Informations-Übertragungsrichtung. Die Adressenleitun-

gen AL dienen zur Auswahl einer der Anschlußeinheiten 2 während einer Steuer- oder Abfühl-Datenünertragung, wobei jeder Anschlußeinheit 2 eine binäre Adresse oder eine Gruppe von binären Adressen, je nach der Anzahl der angeschlossenen An-Schlußeinheiten, zugeteilt ist.

Wie Fig. 2 zeigt, sind für die Zwecke der Prüfschaltung, mit deren Hilfe eine Mehrfachadressierung von Anschlußeinheiten 2 festgestellt werden soll, die fehlerhaft ist, weil eben immer nur zu einer bestimm-

ten Zeit eine ausgewählte Anschlußeinheit mit der Zentraleinheit kommunizieren darf, zwei zusätzliche Leitungen MAL und BAL in die Ringleitung 4' eingefügt worden. Die Prüfschaltung arbeilet nun so, daß, wenn eine beliebige Anschlußeinheit 2 durch die

Adresseninformation auf der Adressenleitung AL ausgewählt wurde, die Auswahlschaltung 3 dieser Anschlußeinheit auf der Leitung ASL ein Signal erzeugt, das angibt, daß ein Datenwort gerade auf die Ringleitung 4' übertragen wird. Dieses Signal wird so-

wohl zu dem einen Eingang des UND-Tores (Ul) 6, als auch zu dem einen Eingang des ODER-Tores (Öl) 7 übertragen. Über den Ausgang des ODER-Tores 7 gelangt es dann auf die BAL- Ader der Ringleitung 4' und zeigt den übrigen Anschlußeinheiten

an, daß eine bezüglich der Übertragungsrichtung auf der Ringieitung 4' vorher liegende Anschlußeinheit zu dieser Zeit Daten auf die Ringleitung überträgt. Es ist also festzustellen, daß das Signal auf der Leitung BAL durch ODER-Verknüpfung der Auswahlsignale

entsteht, die immer dann erzeugt werden, wenn eine bestimmte Anschlußeinheit 2 von der Zentraleinheit 1 ausgewählt (adressiert) wurde. Das ODER-Tor 7 ist mit seinem zweiten Eingang mit der von der »orhergehenden Anschlußeinheit herangeführten

BAL -Leitung verbunden und dient so, neben seiner Funktion, das Auswahlsignal der eigenen Anschlußeinheit auf die BA L -Leitung zu übertragen, der Durchschleifung dieser Leitung durch die Anschluß-

einheit, so daß auch die Auswahlsignale der in der Ringleitung vorher angeordneten Anschlußeinheiten über die Ringleitungen zur Zentraleinheit 1 übertragen werden können.

Im Falle einer fehlerhaften Doppel- oder Mehrfachauswahl von Anschlußeinheiten 2 erzeugt die Prüfschaltung 18 ein Signal und überträgt es über die Leitung MAL zur Zentraleinheit 1. Die Erzeugung dieses Signals hängt ab einmal von dem Vorliegen eines Signals auf der Leitung BAL und zum anderen von dem Auswahlsignal, das eine richtig oder fälschlich ausgewählte Auswahlschaltung 3, wie bereits erwähnt, liefert. In diesem Falle nämlich ist die UND-Bedingung für das UND-Tor 6 erfüllt. Das Ausgangssignal dieses UND-Tores wird über das ODER-Tor 8 auf die MAL-Ader der Ringleitung 4' übertragen. Das ODER-Tor 8 übernimmt ferner die Aufgabe, die Ringleitung durch die betreffende Anschlußeinheit durchzuschleifen, so daß die auf diese Leitung von den vorher angeschlossenen Anschlußeinheiten möglicherweise übertragenen Signale die Ringleitung 4' zur Zentraleinheit 1 durchlaufen können.

Das Auswahlsignal einer Anschlußeinheit 2, das über die Leitung BAL übertragen und das zur Bildung des Kennsignals für eine Mehrfachauswahl benötigt wird, wobei dieses Kennsignal über die Leitung MAL zur Zentraleinheit 1 übertragen wird, kann beispielsweise in einer Schaltungsanordnung gewonnen werden, die Fig. 4 im Prinzip zeigt. Wenn über die Leitung AL eine Adressenkorrfbination übertragen wird, die einer bestimmten Anschlußeinheit 2 zugeordnet ist, dann erzeugt der Adressendecoder (ADEC) 13 ein Ausgangssignal, das zu dem UND-Tor (U 3) 14 übertragen wird und eine Öffnungsbedingung für dieses UND-Tor darstellt. Das UND-Tor 14 ist in der Anordnung nach Fig. 4 vereinfacht dargestellt, da es im Grunde genommen eine UND-Anordnung ist, die aus acht einzelnen UND-Toren besteht. Jedes dieser acht UND-Tore ist einer Bitleitung der aus acht Bitleitungen bestehenden Datensammelleitung DL zugeordnet. Die zweite Öffnungsbedingung erhält die UND-Anordnung 14 von der Taktleitung TL; die dritte Öffnungsbedingung also von dem Bit auf der zugeordneten Bitleitung. Die acht parallelen Ausgänge der UND-Anordnung 14 werden in dem ODER-Tor (O4) 15 gemäß einer ODER-Funktion verknüpft. Die Ausgangsleitung dieses ODER-Tores ist identisch mit derLeitung ASL, die das Auswahlsignal der zugeordneten Anschlußeinheit 2 überträgt.

Wie F ig. 3 zeigt, wird, wenn auf der Leitung MA!.. bzw. MAL* das Kennsignal für eine Mehrfachauswahl vorliegt, in der Zentraleinheit 1 ein bistabiler Schalter (BS¹) 16 eingestellt. In seiner Einstell- oder T»l«-Lage überträgt dieser Schalter ein Ausgangssignal zu dem UND-Tor (U\ koinzidierend mit einem Prüftaktimpuls PT ein Ausgangssignal auf die Prüfsteuerleirung PSL. Diese Prüfsteuerleitung kann ebenfalls als Ringleitung ausgeführt sein, so daß sie als Leitung PSL* wieder zur Zentraleinheit 1 zurückgeführt wird.

Wie Fi g. 2 zeigt, ist in jeder Prüfschaltung 18 einer Anschlußeinheit 2 ein weiteres UND-Tor (U 2) 9 vorgesehen, dessen einer von zwei Eingängen mit der Prüfsteuerleitung PSL verbunden ist. Der zweite Eingang dieses UND-Tores 9 ist mit der Leitung ASL für das Auswahlsignal verbunden. Wenn also eine Anschlußeinheit korrekt oder fälschlich ausgewählt wurde und außerdem das Kennsignal für eine Mehrfachauswahl in der Zentraleinheit 1 in der bereits im Zusammenhang mit Fig. 3 erläuterten Weise erzeugt

und über die Prüfsteuerleitung PSL übertragen wird, dann ist die UND-Bedingung für das UND-Tor 9 erfüllt. Das in diesem Falle erzeugte Ausgangssignal .dient zur Einstellung des in jeder Prüfschaltung enthaltenen bistabilen Schalters (BS) 10. Dieser bistabile Schalter kann beispielsweise eine Flip-Flop-Stufe, eine Verriegelungsschaltung oder ein sonstiger elektronischer oder möglicherweise auch ein elektromechanischer Schalter sein.

In der »1«-Lage erzeugt der bistabile Schalter 10

•5 ein Ausgangssignal, welches über die Leitung BSLi zu Prüf- und Anzeigeschaltungen 12 in der Zentraleinheit 1 übertragen wird. Wenn die Zentraleinheit 1 nicht mit derartigen Prüf- und Anzeigeschaltungen ausgestattet ist, dann ist es auch möglich, das Signal,

das zu einem Prüfpunkt P in der eigenen Anschlußeinheit 2 geführt wird, mit anderen bekannten Meßverfahren festzustellen.

as Zusammenfassung

Die nur paritätsgeprüften Daten, die über eine Ringleitung übertragen werden, welche die Zentraleinheit einer Datenverarbeitungsanlage mit den Anschlußeinheiten der Ein-/Ausgabegeräte verbindet, können nicht mit Methoden der Paritätsprüfung darauf überprüft werden, ob sie nur in einer Anschlußeinheit entstanden sind. Da im Falle einer Mehrfachauswahl mindestens zwei Anschlußeinheiten ihre Daten auf die Datenleitung übertragen, entstehen mit hoher Wahrscheinlichkeit Mehrfachbitfehler, die durch eine Paritätsprüfung nicht erkannt werden können, weil fehlerhafte Daten entstehen können, die korrekte Paritätsbits besitzen. Es wird deshalb in jeder Anschlußeinheit eine Prüfschaltung vorgesehen, die die Daten der Datenleitung innerhalb der Ringleitung auf Mehrfachauswahl überprüft. Diese Prüfschaltung erzeugt ein Signal, wenn eine Anschlußeinheit korrekt oder fälschlich ausgewählt wurde, und überträgt dieses Signal auf eine gesonderte Leitung, die alle Prüfschal-

tungen miteinander verbindet. Wird von einer vorhergehenden Anschlußeinheit ein solches Signal erzeugt und über die genannte Leitung übertragen und erzeugt die Prüfschaltung einer nachfolgenden Anschlußeinheit in gleicher Weise ein solches Signal, dann wird

durch eine UND-Verknüpfung ein Kennsignal für Mehrfachauswahl erzeugt, das ebenfalls über eine gesonderte Leitung zur Zentraleinheit übertragen wird. Für die Zwecke der Maschinenwartung und -prüfung wird dann in jeder Prüfschaltung, die korrekt

oder fälschlich ausgewählt wurde, ein stabiler Schalter gesetzt. Für die Einstellung dieses Schalters ist ebenfalls eine gesonderte Leitung vorgesdien, über die von der Zentraleinheit ein Prüfsignal zu allen Prüfschaltungen übertragen wird. Wenn also ein solches Signal

von der Zentraleinheit vorliegt und außerdem das Auswahlsignal der eigenen Anschlußeinheit, dann wird dieser bistabile Schalter eingestellt. Das Ausgangssignal dieses bistabilen Schalters liefert dann eine Anzeige darüber, daß die betreffende Anschlußeinheit in einer Situation ausgewählt wurde, in der im System der Fehler einer Mehrfach auswahl vorlag.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Prüfeinrichtung in einem Datenverarbeitungssystem zur Feststellung einer Mehrfachauswahl von Verarbeitungseinheiten, die über ein Ringleitungssystem Information zur zentralen Steuereinheit übertragen und von dieser empfangen, dadurchgekennzeichnet, daß in jeder Verarbeitungseinheit (2; Fig. 2) eine Mehrfach- " auswahl-Prüfschaltung (18) vorgesehen ist, die auf eine allen Verarbeitungseinheiten gemeinsame Steuerleitung (BAL) im Falle einer korrekten oder fälschlichen Auswahl der eigenen Verarbeitungseinheit ein Auswahlsignal überträgt und die »5 im Falle einer Auswahl der eigenen und mindestens einer fremden Verarbeitungseinheit durch IIND-Verknüpfung (z. B. in 6) eines über die gemeinsame Leitung (BAL) übertragenen Auswahlsignals einer oder mehrerer fremder Einhei- ^ao ten mit dem in der eigenen Auswahlschaltung (3) erzeugten Auswahlsignal das Kennsignal für Mehrfachauswahl erzeugt.

2. Prüfeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kennsignal für Mehr- »5 fachauswahl über eine allen Prüfschaltungen (18; Fig. 2) gemeinsame Leitung (MAL bzw. MAL*) zu der Zentraleinheit (1) übertragen wird, daß ferner in der Zentraleinheit (1) ein bistabiler Schalter (16; F i g. 3) vorgesehen ist, der durch das Kennsi- 3» gnal für die Mehrfachauswahl eingestellt wird, daß weiter das Ausgangssignal dieses bistabilen Schalters zu einem UND-Tor (17) übertragen wird, das in Abhängigkeit von einem angelegten Prüftakt (PT) ein Ausgangssignal auf eine allen Verarbeitungseinheiten gemeinsame Prüfsteuerleitung (PSL) überträgt und daß schließlich in jeder Prüfschaltung (18; Fig. 2) ein UND-Tor (9) vorgesehen ist, welches beim gleichzeitigen Vorliegen des eigenen Auswahlsignals und eines Signals auf der Prüfsteuerleitung ein Ausgangssignal erzeugt, das eine bistabile Schaltung einstellt, deren Ausgangssignal eine korrekt oder fälschlich ausgewählte Verarbeitungseinheit im Falle einer Mehrfachauswahl kennzeichnet.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung des Auswahlsignals einer Verarbeitungseinheit (2; Fig. 2) alle zu prüfenden Informationsbits gemäß einer ODEiR-Funktion (z.B. 15; Fig. 4) verknüpft sind, deren Ergebnis das Auswahlsignal darstellt.