DE3123379A1 - METHOD AND DEVICE FOR FEEDING EXTERNAL INPUT AND OUTPUT DATA FOR A MULTIPROCESSOR SYSTEM - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTEPATENT LAWYERS

DR.-ING. R. DÖRING DIPL.-PHYS. DR. J. FRICKEDR.-ING. R. DÖRING DIPL.-PHYS. DR. J. FRICKE

BRAUNSCHWEIG MÜNCHENBRAUNSCHWEIG MUNICH

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Kone OyKone Oy

Munkkiniemen Puistotie Helsinki 33, FinnlandMunkkiniemen Puistotie Helsinki 33, Finland

Verfahren und Einrichtung zum Zuführen äußerer Ein- und Ausgabedaten für ein MehrprozessorsystemMethod and device for supplying external input and output data for a multiprocessor system

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Beschreibungdescription

Verfahren und Einrichtung zum Zuführen äußerer Ein- und Ausgabedaten für ein MehrprozessorsystemMethod and device for supplying external input and output data for a multiprocessor system

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Einrichtung, die es ermöglichen, einem Prozessorsystem die Ein- und Ausgabedaten eines Prozesses oder anderer rechnergesteuerter Vorrichtungen oder Anlagen zuzuführen, wobei zu dem System eine oder mehrere Zentraleinheiten mit Speichern gehören.The invention relates to a method and a device which enable a processor system to receive the input and output data of a process or other computer-controlled To supply devices or systems, with one or more central units with memories for the system belong.

Bei zahlreichen Steuer- bzw. Regelsystemen, bei denen von Rechnern Gebrauch gemacht wird und die zur Regelung von Prozessen bzw. zur Steuerung komplizierter Anlagen dienen, z.B. von Kränen oder vollständigen Anlagen, ist es zweckmäßig, verschiedene einzelne Aufgaben verschiedenen Zentraleinheiten zuzuordnen. Ferner ist es zweckmäßig, verschiedene Regeleinrichtungen für Teile von Anlagen oder vollständige Anlageeinheiten zu unterteilen. Auf diese Weise erhält man übersichtliche und leicht zu programmierende Systeme, die leicht gewartet werden können und sich nach Bedarf abändern lassen. Um das Verständnis der Erfindung zu erleichtern, seien zunächst Definitionen für die Ausdrücke "Rechner", "Zentraleinheit" und "Prozessor" gegeben. Unter einem Rechner wird eine Gesamtheit verstanden, zu der eine oder mehrere Zentraleinheiten mit Hilfseinrichtungen gehören, und zu einer Zentraleinheit gehören wiederum ein oder mehrere Prozessoren mit zugehörigen Hilfseinrichtungen. Bei solchen Regelsystemen werden häufig zwei oder mehr Zentraleinheiten verwendet, denen von einem Prozessor aus die gleichen Ein- und Ausgabedaten zugeführt werden müssen, wobei es gegebenenfalls erforderlich ist, den jeweiligen Zustand der Einrichtung inWith numerous control or regulation systems in which computers are used and which are used to regulate processes or to control complex systems, e.g. cranes or complete systems, it is advisable to assign different individual tasks to different central units. It is also useful to use various control devices to subdivide parts of plants or complete plant units. In this way you get a clear overview and easy-to-program systems that are easy to maintain and can be modified as needed. In order to facilitate the understanding of the invention, first definitions for the terms "computer", "central unit" and "processor" given. A computer is understood to mean an entirety to which one or more central units with auxiliary equipment, and one or more processors belong to a central unit associated auxiliary equipment. In such control systems two or more central units are often used, to which the same input and output data must be fed from a processor, although this may be necessary is, the respective state of the facility in

einem bestimmten Zeitpunkt zu berücksichtigen. Beispielsweise kann es erforderlich sein, den Betätigungszeitpunkt eines bestimmten Endschalters einer oder mehreren Zentraleinheiten zu melden, um eine einwandfreie Regelung zu gewährleisten. to take into account at a certain point in time. For example, it may be necessary to specify the actuation time of a certain limit switch to report to one or more central units in order to ensure proper regulation.

Bis jetzt wird diese Aufgabe bei Regelsystemen dadurch gelöst, daß man entweder alle benötigten Ein- und Ausgabedaten unmittelbar allen sie benötigenden Zentraleinheiten zuführt oder daß man die Zentraleinheiten mit Hilfe einer entsprechenden Datenübertragungsleitung zusammenschaltet; gegebenenfalls wird sogar ein gesonderter Ein- und Ausgabeprozessor benutzt, der im folgenden als I/O-Prozessor bezeichnet wird; dieser dient dazu, sämtlichen Zentraleinheiten die benötigten Daten zuzuführen. Bei allen diesen Anordnungen ergeben sich bestimmte Nachteile; wenn die Ein- und Ausgabedaten sämtlichen Zentraleinheiten unmittelbar zugeführt werden, wird es notwendig, in jedem Fall ähnliche Ein- und Ausgabeschaltungen vorzusehen. Hierdurch erhöhen sich die Herstellungskosten, und die Schaltung wird kompliziert. Wenn die Ein- und Ausgabedaten jeweils nur einer Zentraleinheit zugeführt werden und von einer Datenübertragungsleitung Gebrauch gemacht wird, lassen sich diese Kosten zwar verringern, doch ergeben sich in diesem Fall Probleme bezüglich der Schaffung von Schnittstellen zwischen den Zentraleinheiten, es entstehen zusätzliche Kosten, und in vielen Fällen führt die Verwendung der Datenleitung zu einer Verlangsamung des Betriebs. Benutzt man dagegen einen Ein- und Ausgabeprozessor, bilden die Kosten dieses Prozessors zusätzliche Kosten; es müssen Schnittstellen zwischen den Zentraleinheiten und diesen Prozessoren vorgesehen werden, wobei die Arbeitsgeschwindigkeit von Bedeutung ist, die sich erreichen läßt, wenn mehrere Zentraleinheiten benutzt werden. Bis jetzt wird zur Herstellung der Schnittstellen von dem traditionellen I/O-Verfahren oder dem DMA-Verfahren (Verfahren mit direktem Speicherzugriff) Gebrauch gemacht.Up to now, this problem has been solved in control systems by either having all the required input and output data directly to all the central units that they need or that the central units are supplied with the aid of a corresponding one Data transmission line interconnects; if necessary, a separate input and output processor is even used, hereinafter referred to as the I / O processor; this is used to supply the required data to all central units. In all of these arrangements there are certain Disadvantage; If the input and output data are fed directly to all central units, it is necessary to similar input and output circuits are to be provided in each case. This increases the manufacturing costs, and the circuit becomes complicated. If the input and output data are only fed to one central unit and If a data transmission line is used, these costs can be reduced, but they result in this case problems with the creation of interfaces between the central units, additional ones arise Cost, and in many cases the use of the data line slows down operations. Used on the other hand, if you have an input and output processor, the costs of this processor constitute additional costs; there have to be interfaces may be provided between the central processing units and these processors, the speed of operation being important which can be achieved when several central processing units are used. Until now it is used to manufacture the Interfaces from the traditional I / O method or the DMA method (direct memory access method) use made.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Einrichtung zu schaffen, die es ermöglichen, sämtliche vorstehend geschilderten Nachteile 2u beseitigen, wobei eine hohe Zuverlässigkeit erreicht wird, wobei sich niedrige Herstellungskosten ergeben und wobei sich eine Anordnung von geringerer Kompliziertheit ergibt.The invention is based on the object of providing a method and a device that make it possible to use all Eliminate the disadvantages described above 2u, with a high reliability is achieved, with result in low manufacturing costs and an arrangement of less complexity results.

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Ein- und Ausgabedaten von den Zentraleinheiten durch 1/0-Speicher getrennt werden und daß die Übertragung von Daten zwischen der Ein-Ausgabe-Daten-Anpassungseinheit und den I/O-Speichern mit Hilfe einer I/O-Kopiereinrichtung durchgeführt wird. Hierbei ergibt sich der Vorteil, daß die EinAusgabe-Datenleitung die an sie angeschlossenen Zentraleinheiten nicht belastet und daß die Anzahl der Zentraleinheiten, die an eine Datenleitung angeschlossen werden können, nur durch die elektrische Belastbarkeit der Datenleitung begrenzt wird. Ein weiterer Vorteil bästeht darin, daß es nicht erforderlich ist, die Ein- und Ausgabeschaltungen in Mehrfachausführung vorzusehen. Alle diese vorteilhaften Merkmale ermöglichen eine Verringerung der Herstellungskosten einer dem genannten Zweck dienenden Anlage.According to the invention this object is achieved in that the Input and output data from the central units through 1/0 memories are separated and that the transmission of data between the input-output data adapter and the I / O storage carried out using an I / O copier will. This has the advantage that the input / output data line does not load the central units connected to them and that the number of central units, that can be connected to a data line are only limited by the electrical load capacity of the data line will. Another advantage is that it is not required is to provide multiple input and output circuits. Enable all of these advantageous features a reduction in the manufacturing costs of a plant serving the stated purpose.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die I/O-Kopiereinrichtung die Daten aus einem Eingabemultiplexer für den Eingabespeicherteil jeder Zentraleinheit gleichzeitig kopiert und daß sie den Ausgabeblock jeder Zentraleinheit sowohl für die Ausgabespeicher als auch den gleichwertigen Block der übrigen Zentraleinheiten gleichzeitig kopiert. Hierbei ergibt sich der Vorteil, daß die Sjmchronisierung der durch die Zentraleinheiten durchgeführten Datenverarbeitungsvorgänge erleichtert wird, da die I/O-Kopiereinrichtung gleichzeitig die in allen I/O-Speichern enthaltenen Daten auf den neuesten Stand bringt.A preferred embodiment of the invention is thereby characterized in that the I / O copier outputs the data an input multiplexer for the input memory part of each central processing unit at the same time and that it copies the output block each central unit for the output memory as well as the equivalent block of the other central units copied at the same time. This has the advantage that the synchronization of the data carried out by the central units Data processing operations are facilitated because the I / O copier is used in all I / O memories at the same time updates contained data.

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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die I/O-Kopiereinrichtung die Datenübertragung ohne Unterbrechung durchführt, während sich das System in Betrieb befindet. Dies bietet unter anderem den Vorteil, daß eine Umkehrung des Zustandes des Ausgabekreises als Folge einer Störung automatisch beseitigt wird.Another advantageous embodiment of the invention is characterized in that the I / O copier the Transfers data without interruption while the system is in operation. This offers, among other things, the Advantage that a reversal of the state of the output circuit as a result of a disturbance is automatically eliminated.

Eine dritte vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Aktualisierung der Eingabedaten für die I/0-Speicher und die Aktualisierung der Ausgabe daten der I/0-Speicher vollständig ohne jede Belastung der Zentraleinheiten durchgeführt wird. Dies bietet insbesondere den Vorteil, daß einer Zentraleinheit mehrere I/O-Datenleitungen zugeordnet sein können, die nicht zu einer Belastung der Zentraleinheit führen.A third advantageous embodiment of the invention is characterized in that the update of the input data for the I / 0 memory and the update of the output data of the I / 0 memory is carried out completely without any load on the central processing units. This offers in particular the advantage that a central unit has several I / O data lines can be assigned, which do not lead to a load on the central unit.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Datenübertragung zwischen den I/0-Speichern und der Anpassungseinheit seriell mit l...n parallelen Bits erfolgt.Another advantageous embodiment of the invention is characterized in that the data transmission between the I / 0 memories and the adaptation unit in series with l ... n parallel bits.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Adressieren von Daten während des Kopiervorgangs für die I/0-Speicher und die Anpassungseinheit mit Hilfe gesonderter·Adressenzähler erfolgt, die durch die I/O-Kopiereinrichtung synchronisiert werden. Diesen beiden Ausführungsformen ist der Vorteil gemeinsam, daß es möglich ist, eine I/O-Datenleitung von geringer Bandbreite zu benutzen, da keine Adressendaten übertragen zu werden brauchen. Wegen der geringen Bandbreite der Datenleitung und der zulässigen geringen Arbeitsgeschwindigkeit ist es außerdem möglich, die Datenleitung und die an sie angeschlossenen Zentraleinheiten relativ leicht galvanisch zu isolieren, so daß sich eine Verringerung der Herstellungskosten erzielen läßt.Another preferred embodiment of the invention is characterized in that the addressing of data during the copying process for the I / 0 memory and the adaptation unit takes place with the aid of separate address counters, the synchronized by the I / O copier. These two embodiments have the advantage in common that it it is possible to use an I / O data line with a low bandwidth because no address data need to be transmitted. Because of the low bandwidth of the data line and the permissible low operating speed, it is also possible to use the data line and the lines connected to it Central units to isolate relatively easily galvanically, so that a reduction in manufacturing costs can be achieved leaves.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die zeitliche Steuerung der Schnittstellen unabhängig von der zeitlichen Steuerung der Zentraleinheiten wird. Somit ergibt sich der Vorteil, daß . die I/O-Datenleitung eine geringe Störanfälligkeit aufweist, da es bei ihr möglich ist, mit ziemlich langsamen Signalen zu arbeiten.Another advantageous embodiment of the invention is characterized in that the timing of the interfaces is independent of the timing of the Central processing units will. Thus, there is an advantage that. the I / O data line has a low susceptibility to interference, since it is possible with her to work with rather slow signals.

Ferner ist durch die Erfindung eine Einrichtung zum Durchführen des vorstehend beschriebenen Verfahrens geschaffen worden. Zu dieser Einrichtung gehören eine oder mehrere Zentraleinheiten mit Speichern sowie eine Einheit zum Anpassen der Ein- und Ausgabedaten. Die erfindungsgemäße Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß an die I/O-Datenleitung hinter der Anpassungseinheit für jede Zentraleinheit ein einfacher I/O-Speicher angeschlossen ist, der ferner durch eine örtliche Datenleitung mit der Zentraleinheit, verbunden ist, und daß die Kopiereinrichtung zum Übertragen sowohl der Eingabe- als auch der Ausgabedaten mit der gleichen Datenleitung wie die Anpassungseinheit und die I/O-Speicher verbunden ist. Hierbei ergibt sich der Vorteil, daß die I/O-Datenleitung die an sie angeschlossenen Zentraleinheiten nicht belastet. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Zentraleinheiten das Lesen aller Eingangssignale und das Eingeben bei allen Ausgängen mit Hilfe normaler Operationen zum Ausgeben von Informationen aus Speichern bzw. zum Entnehmen und Aufzeichnen durchführen können. Weiterhin können die Zentraleinheiten auch die Zustände sämtlicher Ausgänge der I/O-Speicher ablesen. Schließlich besteht ein Vorteil der Erfindung in den niedrigen Herstellungskosten der Einrichtung. Beispielsweise ist die einfache I/0-rKopiereinrichtung, von der gemäß der Erfindung Gebrauch gemacht wird, erheblich vorteilhafter als die bis jetzt gebräuchlicheren komplizierten I/O-Prozessoren.The invention also provides a device for carrying out the method described above been. This facility includes one or more central units with memories and a unit for adapting the input and output data. The device according to the invention is characterized in that on the I / O data line behind the adaptation unit for each central unit simple I / O memory is connected, which is also through a local data line is connected to the central unit, and that the copier for transmitting both the input and output data with the same data line as the adaptation unit and the I / O memory connected is. This has the advantage that the I / O data line the central units connected to them are not loaded. Another advantage is that the Central units read all input signals and enter all outputs using normal operations for outputting information from memories or for extracting and recording. Furthermore you can the central units also read the states of all outputs of the I / O memories. Finally, there is an advantage of the invention in the low manufacturing cost of the device. For example, the simple I / O copy facility, which is made use of according to the invention, considerably more advantageously than those more commonly used up to now complicated I / O processors.

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Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:The following is an embodiment of the invention explained in more detail with reference to schematic drawings. It shows:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Schaltung in einem Blockschaltbild; 1 shows a circuit according to the invention in a block diagram;

Fig. 2 eine Darstellung zur Veranschaulichung des mit Hilfe der I/O-Kopiereinrichtung durchgeführten Kopiervorgangs;FIG. 2 is an illustration to illustrate the copying process carried out with the aid of the I / O copier; FIG.

Fig. 3 in einem Blockschaltbild den I/O-Speicher mit den zugehörigen Hilfsschaltungen;3 shows the I / O memory with the associated in a block diagram Auxiliary circuits;

Fig. 4 die I/O-Kopiereinrichtung mit den zugehörigen Hilfsschal tungen; und4 shows the I / O copier with the associated auxiliary scarf services; and

Fig. 5 in einem Blockschaltbild den Aufbau der Einheit zum Anpassen der Ein- und Ausgabedaten.5 shows, in a block diagram, the structure of the unit for adapting the input and output data.

Bei der erfindungsgemäßen Schaltung wird ein außerordentlich einfacher I/O-Prozessor benutzt, der im folgenden als I/O-Kopiereinrichtung 1 bezeichnet wird; diese dient dazu, die Daten aus den Eingängen und Ausgängen zwischen den I/O-Speichern 3 und der Einheit 2 zum Anpassen der Ein- und Ausgabedaten zu übertragen. Die Datenübertragung spielt sich längs einer gemeinsamen I/O-Datenleitung 6 zwischen sämtlichen Zentraleinheiten 4 und der Einheit 2 zum Anpassen der Ein- und Ausgabedaten ab. Die Verbindung zwischen der I/O-Datenleitung und den Zentraleinheiten 4 wird bei jeder Zentraleinheit durch den zugehörigen sogenannten I/O-Speicher 3 hergestellt, der seinerseits mit der zugehörigen Zentraleinheit 4 durch eine örtliche Datenleitung 7 verbunden ist. Die I/O-Datenleitung wird mit einer hinreichend niedrigen Frequenz betrieben und mit den Zentraleinheiten 4 synchronisiert, so daß sich die Benutzung der I/O-Speicher 3 der Zentraleinheiten 4 nicht auf den Betrieb der I/O-Datenleitung 6 auswirkt.In the circuit according to the invention, an extraordinary simple I / O processor used, hereinafter referred to as I / O copier 1 is designated; this is used to transfer the data from the inputs and outputs between the I / O memories 3 and the unit 2 for adapting the input and output data. The data transfer plays along a common I / O data line 6 between all Central units 4 and the unit 2 for adapting the input and output data. The connection between the I / O data line and the central units 4 is produced in each central unit by the associated so-called I / O memory 3, which in turn is connected to the associated central unit 4 by a local data line 7. The I / O data line is operated at a sufficiently low frequency and synchronized with the central units 4, see above that the use of the I / O memories 3 of the central units 4 does not affect the operation of the I / O data line 6.

Die I/O-Kopiereinrichtung 1 dient dazu, die Eingangssignale für die I/O-Speicher und die Ausgangssignale der I/O-Speicher 3 zu kopieren. Mit anderen Worten, die I/O-Kopiereinrichtung durchläuft ständig die gleiche Schleife. Der eigentliche Kopiervorgang ist in Fig. 2 dargestellt; die in Fig. 2 nicht gezeigte I/O-Kopiereinrichtung 1. kopiert alle Eingangsdaten jeweils in Form eines Wortes aus dem Eingabemultiplexer 11, um sie den I/O-Speichern 3 aller Zentraleinheiten 4 bzw., genauer gesagt, dem zugehörigen Eingabespeicherteil 16 zuzuführen. Ein Wort umfaßt l...n Bits, wobei η eine positive ganze Zahl bezeichnet. Daher werden sämtlichen Zentraleinheiten 4 die Daten sämtlicher Eingangssignale gleichzeitig über die zugehörigen I/O-Speicher zugeführt. Die Ausgabespeicherteile 17 der I/O-Speicher und die Ausgabespeicherteile 12. der Einrichtung 2 zum Anpassen der Ein- und Ausgabedaten ist gemäß Fig. 2 entsprechend den Ausgäbegruppen in Blöcke unterteilt! und jeder dieser Blöcke kann l...n Wörter umfassen. Die Anzahl der Blöcke hängt nicht von der Anzahl der Zentraleinheiten oder der Eingabedaten ab, doch ist es in der Praxis nicht zweckmäßig, die Anzahl der Blöcke größer zu machen als diejenige der Zentraleinheiten. Die Blöcke oder Ausgabegruppen sind in Fig. 2 der Deutlichkeit halber unterschiedlich schraffiert.The I / O copier 1 is used to read the input signals for the I / O memory and the output signals of the I / O memory 3 copy. In other words, the I / O copier loops over and over again. The actual The copying process is shown in Fig. 2; the I / O copier 1, not shown in FIG. 2, copies all input data each in the form of a word from the input multiplexer 11 to the I / O memories 3 of all central units 4 or, more precisely, to be supplied to the associated input storage part 16. A word comprises l ... n bits, where η is a positive one denotes an integer. Therefore, all of the central processing units 4 become the data of all of the input signals at the same time supplied via the associated I / O memory. The output memory parts 17 the I / O memory and the output memory parts 12. of the device 2 for adapting the input and output data is according to FIG. 2 corresponding to the output groups in Blocks divided! and each of these blocks can contain 1 ... n words. The number of blocks does not depend on the number the central processing units or the input data, but in practice it is not expedient to increase the number of blocks than that of the central units. The blocks or output groups are different in FIG. 2 for the sake of clarity hatched.

Die durch die Schraffur A bezeichneten Blöcke repräsentieren Ausgabegruppen, in" die z.B. durch die Zentraleinheit 4.1 In-" formationen eingegeben werden können; den durch die Schraffur B bezeichneten Blöcken können Informationen durch die Zentraleinheit 4.2 eingegeben werden, und den durch die Schraffur C bezeichneten Blöcken können Informationen durch die Zentral-* einheit 4.m eingegeben werden. Aus sämtlichen Blöcken, der eigenen I/O-Speicher 3 können sämtliche Zentraleinheiten 4.1 bis 4.m Daten ausgeben. Wenn jedes ausgegebene Wort l....n Bits umfaßt, bzw. wenn jede ausgegebene Gruppe l...n Wörter umfaßt und wenn die Aktualisierung durch mehrere Zentraleinheiten 4 erfolgt, richtet sich die Einstellung des ZustandesThe blocks indicated by hatching A represent Output groups into "which information can be entered, for example by the central unit 4.1"; the one by the hatching B marked blocks information can be entered by the central unit 4.2, and the by hatching C designated blocks can provide information through the central * unit 4.m must be entered. All central units 4.1 Output up to 4.m data. If every word returned is l .... n Bits, or if each output group comprises 1 ... n words and if the update by several central units 4 takes place, the setting of the state is based

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der Ausgangssignale nach der benutzten elektrischen Logik. Somit weist diese Zentraleinheit ihre eigene vorgewählte Ausgabegruppe auf. Die I/O-Kopiereinrichtung kopiert die Ausgangssignale jeweils Wort für Wort und gibt sie den Ausgabespeichern 12 jeder Ausgabegruppe und dem Ausgabeteil 17 der I/O-Speicher in allen übrigen Zentraleinheiten ein, und zwar gleichzeitig an gleichwertigen Speicherplätzen. Mit anderen Worten, die Ausgangssignale einer Zentraleinheit bilden Eingangssignale für die anderen Zentraleinheiten. Alle anderen Zentraleinheiten empfangen somit gleichzeitig Informationen über die Zustände der Ausgänge bzw. Ausgangssignale.of the output signals according to the electrical logic used. Thus, this central unit has its own preselected Output group. The I / O copier copies the output signals word for word and sends them to the output memories 12 of each output group and the output part 17 of the I / O memory in all other central processing units, and at the same time in equivalent storage locations. In other words, the output signals of a central processing unit form input signals for the other central units. All other central units receive information at the same time via the states of the outputs or output signals.

Die Zentraleinheit 4 kann jederzeit innerhalb der zugehörigen zugelassenen Bereiche dem I/O-Speicher 3 Informationen entnehmen bzw. eingeben. Daher braucht die Zentraleinheit 4 nicht auf Daten aus der Datenleitung 6 und auch nicht auf das Freiwerden der betreffenden Datenleitung zu warten, wie es bis jetzt bei allen bekannten Anordnungen erforderlich ist. Um es dem I/O-Speicher 3 unmöglich zu machen, sich an die Datenleitungen zweier verschiedener Geräte anzuschließen, z.B. im vorliegenden Fall an die Zentraleinheit 4 und die I/O-Datenleitung 6, wenn diese benutzt wird, muß die Datenleitung 6 ebenso wie die Zentraleinheit 4 so synchronisiert werden, daß ihre Adressenänderungen nicht gleichzeitig stattfinden können. Da die Datenleitung 6 allen Zentraleinheiten gemeinsam zugeordnet ist, werden letztere sämtlich synchron mit der Datenleitung 6 betrieben. Die Synchronisation kann z.B. dadurch erfolgen, daß die Zentraleinheiten 4 und die I/O-Kopiereinrichtung 1 mit dem gleichen Taktsignal 8 betrieben werden und daß sie verschiedene Flanken der Taktsignale für die Adressenänderung ausnutzen. Damit die I/O-Schaltungen bzw. die Eingabe- und Ausgabedatenschaltungen (I, 0) und die Adressierung der I/O-Speicher 3 auf der der Datenleitung 6 zugewandten Seite im Gleichtakt gehalten werden können, ist eine Synchronisierung erforderlich. Dies könnte dadurch geschehen, daß die I/O-Kopiereinrichtung.1 gleichzeitigThe central unit 4 can at any time within the associated permitted areas the I / O memory 3 information remove or enter. Therefore, the central unit 4 does not need data from the data line 6 and neither does it to wait for the data line in question to become free, as has been required up to now in all known arrangements. In order to make it impossible for the I / O memory 3 to access the To connect data lines from two different devices, e.g. in the present case to the central unit 4 and the I / O data line 6, if this is used, the data line must 6 as well as the central unit 4 are synchronized so that their address changes do not take place at the same time can. Since the data line 6 is assigned to all central units in common, the latter are all synchronized operated with the data line 6. The synchronization can take place, for example, in that the central units 4 and the I / O copier 1 operated with the same clock signal 8 and that they use different edges of the clock signals for the address change. So that the I / O circuits or the input and output data circuits (I, 0) and the addressing of the I / O memories 3 on the data line 6 facing side can be kept in synchronicity, synchronization is required. This could be due to this happen that the I / O copier.1 at the same time

Adressen für sämtliche Schaltungen erzeugt, doch um die Bandbreite der Datenleitung 6 klein zu halten, erzeugt jeder I/O-Speicher 3 und jede I/O-Schaltung ihre eigene Adresse selbst, und die I/O-Kopiereinrichtung 1 hält die Adressenzähler 18, 13 dadurch im Gleichtakt, daß sie für sie alle ein gemeinsames Taktsignal 8 erzeugt; für die Inbetriebsetzung sowie zur Gewährleistung der Synchronisation erzeugt sie für sämtliche Schaltungen ein gemeinsames Synchronsignal 9. Damit sich die Manipulation des I/O-Speichers 3 der Zentraleinheit 4 nicht auf die Datenleitung 6. auswirkt, oder umgekehrt, erfolgt die zeitabhängige Steuerung der Ausgabeoder Eingabevorgänge in der Weise, daß die eine oder die andere Einrichtung, und zwar gewöhnlich die Datenleitung, langsamer arbeitet als die übrigen Einrichtungen, und zwar in einem solchen Ausmaß, daß die anderen Einrichtungen ihre Eingabe- oder Ausgabeoperationen unterbrechen und ihre eigenen Ausgabe- oder Eingabeoperationen so durchführen können, daß sie für den langsamer arbeitenden Teil nicht "sichtbar" sind. Wenn z.B. die Speicherperiode der Zentraleinheit einem Zehntel der Speicherperiode der Datenleitung entspricht, hat diese Unterbrechung von einem Zehntel der Periode der Datenleitung keine Wirkung auf die Arbeitsweise der Datenleitung.Addresses are generated for all circuits, but in order to keep the bandwidth of the data line 6 small, each generates I / O memory 3 and each I / O circuit has its own address itself, and the I / O copier 1 holds the address counters 18, 13 in common mode in that it generates a common clock signal 8 for all of them; for commissioning and to ensure synchronization, it generates a common synchronization signal for all circuits 9. So that the manipulation of the I / O memory 3 of the central unit 4 does not affect the data line 6., or vice versa, the time-dependent control of the output or takes place Input operations in such a way that one or the other device, usually the data line, works more slowly than the rest of the institutions, to such an extent that the other institutions operate theirs Interrupt input or output operations and perform their own output or input operations so that they are not "visible" to the slower working part. For example, if the storage period of the central unit is a Corresponds to a tenth of the storage period of the data line, this interruption has a tenth of the period of the data line no effect on the operation of the data line.

Fig. 3 zeigt den Aufbau des I/u-Speichers 3 und seine Verbindung mit den übrigen Teilen des Systems in einem Blockschaltbild. Gemäß Fig. 3 ist ein Speicher 23 mit direktem Zugriff vorhanden, der doppelte Zugänge sowohl an den Adressenleitungen 19, 27 als auch den Datenleitungen 20, 28 aufweist. Über einen Satz von Zugängen 29 kann die Zentraleinheit 1 dem Speicher Informationen entnehmen oder eingeben, und über den anderen Satz von Zugängen 30 verkehrt der Speicher mit der I/O-Datenleitung 6 und dem Adressenzähler 18. Nur wenn die Zentraleinheit von dem Speicher Gebrauch zu machen wünscht, sind die Zugänge in Richtung auf die Datenleitung 7 aktiv. Der Adressenzähler H8 zählt die Adresse 21 im Gleichtakt mit dem Taktsignal 8, das dem Speicher 21 über die DatenleitungFig. 3 shows the structure of the I / u memory 3 and its connection with the remaining parts of the system in a block diagram. Referring to Figure 3, there is a memory 23 with direct access present, which has double accesses both to the address lines 19, 27 and the data lines 20, 28. Above a set of accesses 29, the central unit 1 can retrieve or enter information from the memory, and via the Another set of accesses 30, the memory communicates with the I / O data line 6 and the address counter 18. Only if the If the central unit wishes to make use of the memory, the accesses in the direction of the data line 7 are active. The address counter H8 counts the address 21 in synchronism the clock signal 8, which is sent to the memory 21 via the data line

zugeführt wird. Die Adresse wird dem Speicher 21 über die Zugänge 30 zugeführt, die ständig aktiv sind, solange die Zentraleinheit 4 nicht die Absicht hat, den Speicher 21 zu benutzen. Der Zähler 18 wird mit den zugehörigen Adressenzählern der übrigen I/O-Speicher 3 durch das Synchronsignal 9 synchronisiert. Die Einheit 22 kann als I/0-Eingabe/Ausgabe-Wähl- und -Zeitgebereinheit bezeichnet werden. Hierbei handelt es sich um eine logische Einheit, mittels welcher die Eingabe- und Ausgabebereiche des Speichers 21 gewählt werden. Die Einheit 22 erzeugt die Ausgabe- bzw. Eingabesignale und bewirkt die zeitabhängige Steuerung dieser Vorgänge und der Adressen. Die Einrichtung 23 zum Festhalten der ausgegebenen Daten gewährleistet, daß die Daten in der Datenleitung 6 unverändert bleiben, wenn die Zentraleinheit 4 die Absicht hat, von dem Speicher mit direktem Zugriff Gebrauch zu machen, während der Datenleitung 6 Daten eingegeben werden. Bei den Datenleitungspuffern 24 handelt es sich um Schaltungen, die eine elektrische Anpassung des Speichers 21 mit direktem Zugriff und der I/O-Datenleitung 6 bewirken.is fed. The address is the memory 21 via the Accesses 30 supplied, which are constantly active as long as the Central unit 4 does not intend to use memory 21. The counter 18 is with the associated address counters the remaining I / O memories 3 are synchronized by the synchronizing signal 9. The unit 22 can be used as an I / 0 input / output selector and timer unit. This is a logical unit by means of which the Input and output areas of the memory 21 can be selected. The unit 22 generates the output or input signals and causes the time-dependent control of these processes and the addresses. The device 23 for holding the issued Data ensures that the data in the data line 6 remain unchanged if the central unit 4 intends to make use of the memory with direct access while the data line 6 data is inputted. Both Data line buffers 24 are circuits which electrically adapt the memory 21 with direct access and the I / O data line 6.

Die an die Datenleitung 6 anzuschließenden Zentraleinheiten 4 und der Kopiervorgang müssen synchronisierbar sein, damit die Änderungen des Zustandes der Adressenzähler 18 der I/O-Speicher 3 der Zentraleinheiten 4 nicht gleichzeitig erfolgen. Daher müssen die Zentraleinheiten im Verhältnis zueinander so synchronisiert werden, daß sich Zeitintervalle ergeben, während welcher keine Änderungen in der Datenleitung 7 der Zentraleinheit 4 stattfinden, über welche der I/O-Speicher 3 adressiert wird, wobei während dieser Zeitintervalle die Änderungen der Adressenzähler 18, d.h. der Zeitpunkte der Änderung des Signals 8, herbeigeführt werden. Dies geschieht mit Hilfe des Synchrontaktgenerators 25 der I/O-Kopiereinrichtung, der auch durch den Taktimpuls 31 einer beliebigen Zentraleinheit 4 ersetzt werden könnte und mittels dessen alle übrigen Zentraleinheiten und die I/O-Kopiereinrichtung 1 synchronisiert werden. Zu der I/O-Kopiereinrichtung 1 gehört ferner The central units to be connected to the data line 6 4 and the copying process must be synchronizable so that the changes in the state of the address counter 18 of the I / O memory 3 of the central units 4 do not take place at the same time. Therefore, the central processing units must be in relation to each other are synchronized so that there are time intervals during which no changes in the data line 7 of the Central unit 4 take place, via which the I / O memory 3 is addressed, the changes being made during these time intervals the address counter 18, i.e. the times of the change of the signal 8 are brought about. This is done with the help of the synchronous clock generator 25 of the I / O copier, which could also be replaced by the clock pulse 31 of any central unit 4 and by means of it all the others Central units and the I / O copier 1 are synchronized. The I / O copier 1 also includes

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eine Unterteilungseinrichtung 26, bei der es sich um einen einfachen Zähler handelt, der durch einen Teilungsvorgang aus dem Synchrontaktsignal 10 einen Taktimpuls 8 von geeigneter Frequenz für die I/O-Datenleitung 6 und in vorbestimmten Intervallen das I/O-Synchronsignäl 9 erzeugt, mittels dessen die Adressenzähler 18 sämtlicher Speicher 21 mit direktem Zugriff synchronisiert werden. Wenn z.B. der Speicher 21 mit direktem Zugriff einen Durchlauf beendet hat, kann es sich bei dem I/O-Synchronsignal 9 um einen einfachen Nullstellungsimpuls für die Adressenzähler 18 handeln. Die maximale Frequenz der Taktimpulse 8 wird durch die Taktfrequenz der Zentraleinheiten 4 und die Länge ihrer Speicherperioden bestimmt.a dividing device 26, which is a simple counter that is determined by a dividing process from the synchronous clock signal 10 a clock pulse 8 of a suitable frequency for the I / O data line 6 and in predetermined Intervals the I / O sync signal 9 generated, by means of whose address counters 18 of all memories 21 are synchronized with direct access. For example, if the memory 21 has finished a cycle with direct access, the I / O synchronizing signal 9 can be a simple zero setting pulse act for the address counter 18. The maximum frequency of the clock pulses 8 is determined by the clock frequency of the central units 4 and the length of their storage periods is determined.

Fig. 5 zeigt den Aufbau der Einrichtung zum Anpassen der Eingabe- und Ausgabedaten und ihre Verbindungen zu den übrigen Teilen des Systems in einem Blockschaltbild. Der 1/0-Adressenzähler 13 zählt die Adressen für den Eingabemultiplexer 1! und den Ausgabespeicherteil 12 im Gleichtakt mit den über die Datenleitung 6 zugeführten Impulsen 8. Mit Hilfe des I/O-Synchronsignals 9 wird der Adressenzähler 13 mit den Adressenzählern 18 der I/O-Speicher 3 synchronisiert. Bei der Einheit 14 handelt es sich um die Ausgabe/Eingabe-Wähl- und -Zeitgebereinheit. Dies ist eine logische Schaltung, welche den Ausgabe- oder Eingabevorgang wählt und die erforderlichen Ausgabe- und Eingabeimpulse erzeugt. Der Eihgabemultiplexer 11 wird sowohl durch den Adressenzähler 13 als auch durch die Ausgabeimpulse gesteuert. Der Ausgabespeicherteil 12 enthält wiederum die adressierbaren Speicher, die durch die Adressenzähler 13 und die Eingabeimpulse gesteuert werden, und bei den Datenleitungspuffern 1.5 handelt es sich um Schaltungen zur elektrischen Anpassung der Eingangs- und Ausgangssignale für die I/O-Datenleitung 6.Fig. 5 shows the structure of the device for adjusting the Input and output data and their connections to the rest of the system in a block diagram. The 1/0 address counter 13 counts the addresses for input multiplexer 1! and the output storage part 12 in sync with the pulses 8 supplied via the data line 6. With the aid of the I / O synchronizing signal 9, the address counter 13 is set with the Address counters 18 of the I / O memory 3 are synchronized. In the Unit 14 is the output / input selection and Timer unit. This is a logic circuit that selects the output or input process and the required Output and input pulses generated. The output multiplexer 11 is through both the address counter 13 and through the output pulses controlled. The output memory part 12 in turn contains the addressable memory which is provided by the Address counter 13 and the input pulses are controlled, and the data line buffers 1.5 are circuits for electrical adaptation of the input and output signals for the I / O data line 6.

Es sei bemerkt, daß sich die Erfindung nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt und daßIt should be noted that the invention is not limited to the embodiment described above and that

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im Rahmen der beigefügten Ansprüche die verschiedensten Abänderungen möglich sind.the most varied within the scope of the appended claims Changes are possible.

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Claims (8)

AnsprücheExpectations Iy Verfahren zum Übertragen der Eingabe- und Ausgabedaten eines Prozesses oder einer anderen rechnergesteuerten Vorrichtung oder Anlage zu einem Prozessorsystem mit einer oder mehreren Zentraleinheiten, zu denen Speicher gehören, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingabe- und Ausgabedaten (I/O) von den Zentraleinheiten (4) durch I/O-Speicher (3) getrennt werden und daß die Übertragjung der Daten zwischen einer Einrichtung (2) zum Anpassen der Eingabe- und Ausgabedaten und den I/O-Speichern (3) mit Hilfe einer I/O-Kopiereinrichtung (1) durchgeführt wird.Iy Procedure for transferring the input and output data a process or another computer-controlled device or system to a processor system one or more central processing units, to which memories belong, characterized in that the input and output data (I / O) from the central units (4) through I / O memories (3) are separated and that the transfer of the data between a device (2) for adapting the Input and output data and the I / O memories (3) with With the help of an I / O copier (1). 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die I/O-Kopiereinrichtung die Eingabedaten aus einem Eingabemultiplexer kopiert und sie gleichzeitig den Eingabespeicherteilen aller Zentraleinheiten zuführt und daß sie den Ausgabeblock jeder Zentraleinheit kopiert und sowohl den Ausgabespeichern als auch den gleichwertigen Blöcken der übrigen Zentraleinheiten gleichzeitig zuführt.2. The method according to claim 1, characterized in that the I / O copier device takes the input data from an input multiplexer copied and at the same time the input storage parts of all central units and that they the Copied output block of each central unit and both the Output memories as well as the equivalent blocks of the other central units supplies at the same time. 3·. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,3 ·. Method according to claim 1 or 2, characterized in that daß die I/Ö-Kopiereinrichtung die Übertragung von Daten . ohne Unterbrechung durchführt, während sich das System in Betrieb befindet.that the I / O copier is transferring data . performs without interruption while the system is in operation. 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktualisierung der Eingabedaten für die I/O-Speicher und die Aktualisierung der Ausgabedaten der 1/0-speicher vollständig ohne eine Belastung der Zentraleinheiten durchgeführt wird.4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that the updating of the input data for the I / O memory and the updating of the output data of the 1/0 memories completely without burdening the central processing units is carried out. 5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenübertragung zwischen der Anpassungseinheit der I/O-Speicher seriell mit l...n Bits erfolgt.5. The method according to claim 1 to 4, characterized in that the data transmission between the adaptation unit the I / O memory is serial with 1 ... n bits. -Αβ--Αβ- 6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Adressierung der Daten bei dem Kopiervorgang für die I/O-Speicher und die Anpässungseinheit mit gesonderten Adressenzählern erfolgt, die durch die I/0-Kopiereinrichtung synchronisiert werden.6. The method according to claim 1 to 5, characterized in that the addressing of the data during the copying process for the I / O memory and the adaptation unit with separate Address counters are made by the I / 0 copier be synchronized. 7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zeitabhängige Steuerung der Schnittstellen von der zeitabhängigen Steuerung der Zentraleinheiten unabhängig ist.7. The method according to claim 1 to 6, characterized in that the time-dependent control of the interfaces of independent of the time-dependent control of the central units is. 8. Einrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einer oder mehreren Zentraleinheiten, zu denen Speicher und eine Einheit zum Anpassen der Eingabe- und Ausgabedaten gehören, dadurch gekennzeichnet, daß an die Datenleitung (6) hinter der Anpassungseinheit (2) für jede Zentraleinheit (4) ein einfacher I/O-Speicher (3) angeschlossen ist, der durch eine örtliche Datenleitung (7) außerdem mit der Zentraleinheit verbunden ist, und daß die I/O-Kopiereinrichtung (1) zum Übertragen der Eingabe- und Ausgabedaten mit der gleichen Datenleitung (6) und der Anpassungseinheit (2) sowie den I/O-Speichern (3) verbunden ist.8. Device for performing the method according to claim 1 with one or more central units, to which memory and a unit for adapting the input and output data, characterized in that to the A simple I / O memory (3) is connected to the data line (6) behind the adaptation unit (2) for each central unit (4) is, which is also connected to the central unit by a local data line (7), and that the I / O copier (1) for transferring the input and Output data connected to the same data line (6) and the adaptation unit (2) and the I / O memories (3) is.