DE3123379C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrich­ tung zum Übertragen der Eingabe- und Ausgabedaten eines Prozesses oder einer anderen rechnergesteuer­ ten Vorrichtung oder Anlage zu einem Prozessorsystem mit einer oder mehreren Zentraleinheiten mit zugeordne­ ten Speichern.The invention relates to a method and a device device for transferring the input and output data of a process or another computer controlled device or system for a processor system with one or more central units Save.

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 vollständigen Anlageeinheiten zu unterteilen. Auf diese Weise erhält man übersicht­ liche und leicht zu programmierende Systeme, die leicht gewartet werden können und sich nach Bedarf abändern lassen.With numerous control systems, in which use of computers and the regulation of processes or for controlling complex systems serve, e.g. B. of cranes or complete systems, it is appropriate to perform various individual tasks to assign different central units. Further it is appropriate to use various control devices for parts of plants or complete plant units to divide. In this way you get an overview liche and easy to program systems that are easy can be serviced and change as needed to let.

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 Hilfs­ einrichtungen. 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 er­ forderlich ist, den jeweiligen Zustand der Einrichtung in einem bestimmten Zeitpunkt zu berücksichtigen. Beispielsweise kann es erforderlich sein, den Betäti­ gungszeitpunkt eines bestimmten Endschalters einer oder mehreren Zentraleinheiten zu melden, um eine einwandfreie Regelung zu gewährleisten.In order to facilitate understanding of the invention first definitions for the terms "calculator", "Central unit" and "processor" given. Under a Computer is understood as a whole, to which one or several central units with auxiliary facilities belong, and belong to a central unit one or more processors with associated auxiliary facilities. With such control systems are common  used two or more central processing units, those of a processor from the same input and output data must be supplied, where appropriate he is required, the current state of the facility to be taken into account at a certain point in time. For example, the actuator may need to be actuated time of a certain limit switch or more central units to report one to ensure flawless regulation.

Bis jetzt wird diese Aufgabe bei Regelsystemen dadurch gelöst, daß man entweder alle benötigten Ein- und Ausgabedaten unmittelbar allen sie benötigenden Zentral­ einheiten zuführt oder daß man die Zentraleinheiten mit Hilfe einer entsprechenden Datenübertragungsleitung zusammenschaltet; gegebenenfalls wird sogar ein geson­ derter Ein- und Ausgabeprozessor benutzt, der im fol­ genden 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 Verlang­ samung des Betriebs. Benutzt man dagegen einen Ein- und Ausgabeprozessor, bilden die Kosten dieses Prozes­ sors 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.So far, this has been the task in control systems solved that one either all required inputs and Output data directly to all central users who need it units or that the central units with the help of an appropriate data transmission line interconnects; if necessary, a separate used input and output processor, which in fol is referred to as I / O processor; this serves the necessary data for all central units feed. All of these arrangements result in certain disadvantages; if the input and output data all central units fed directly become, it becomes necessary in any case similar Provide input and output circuits. Hereby increase the manufacturing cost, and the circuit gets complicated. If the input and output data are each only be fed to a central unit and from a data transmission line is used, Although these costs can be reduced, they result in this case creating problems interfaces between the central units, there are additional costs, and in many cases the use of the data line leads to a request operation. On the other hand, if you use a and output processor, make up the cost of this process sors additional costs; there must be interfaces  between the central processing units and these processors be provided, the working speed is important, which can be achieved if several Central units are used. So far it is becoming Manufacture of interfaces from the traditional I / O process or the DMA process (process with direct memory access).

Aus Bernd Schmidt, Betriebssystemstruktur für eine Mehrprozessorkonfiguration mit privaten Speichern, in:
NTG-Fachbericht Band 62 (1978) "Struktur und Betrieb von Rechensystemen", Seiten 253 bis 263 ist eine Ein­ richtung bekannt, bei der Prozeßdaten in einem Prozes­ sorsystem mit mehreren Zentraleinheiten mit jeweiligen zugeordneten privaten Speichern verarbeitet werden.From Bernd Schmidt, operating system structure for a multi-processor configuration with private memories, in:
NTG technical report volume 62 (1978) "Structure and operation of computer systems", pages 253 to 263 a device is known, in which process data in a processor system with a plurality of central processing units with respective assigned private memories are processed.

Es wird ein System beschrieben, bei dem eine besonders zweckmäßige Steuerung der Reihenfolge der Verarbeitung verschiedener Prozesse gewährleistet sein soll. Dazu werden alle Speicher möglichst dezentralisiert (eben als private Speicher) und nur die unbedingt allen Speichern zur Verfügung stehenden Daten in einem Common­ memory CM zusammengefaßt.A system is described in which one particular appropriate control of the processing order different processes should be guaranteed. To all storage facilities are decentralized as possible (just as private storage) and only absolutely everyone Store available data in a common memory CM summarized.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, ein Verfahren und eine Einrichtung vorzuschlagen, die die gleichzei­ tige Zufuhr von Eingabedaten zu unabhängig voneinander arbeitenden Zentraleinheiten ermöglicht, ohne deren Arbeitsprozesse zu beeinträchtigen.In contrast, the object of the invention is a method and to propose a facility that would at the same time supply of input data to independently of each other central units working without their To impair work processes.

Diese Aufgabe wird bei einem eingangs genannten Ver­ fahren dadurch gelöst, daß die Übertragung der Eingabe- und Ausgabedaten durch eine I/O-Kopiereinrichtung zwischen einer Datenadaptereinheit, die die Schnitt­ stelle zu externen Einrichtungen bildet, und separaten, den Zentraleinheiten zugeordneten I/O-Speichern erfolgt, und daß die I/O-Kopiereinrichtung die Eingabedaten gleichzeitig Eingabespeicherteilen der I/O-Speicher aller Zentraleinheiten zuführt, und daß sie einen einer Zentraleinheit zugeordneten Ausgabeblock des Ausgabespeicherteils des I/O-Speichers jeder Zentral­ einheit in gleichwertige Adressen der Ausgabespeicher­ teile der I/O-Speicher der übrigen Zentraleinheiten kopiert und einer Ausgabeeinheit der Datenadaptereinheit zuführt.This task is at a Ver drive solved in that the transmission of the input and output data by an I / O copier between a data adapter unit that the cut to external institutions, and separate,  the I / O memories assigned to the central units, and that the I / O copying means the input data at the same time input memory parts of the I / O memory of all central units, and that they are one an output block assigned to a central unit Output memory part of the I / O memory each central unit in equivalent addresses of the output memory share the I / O memory of the other central units copied and an output unit of the data adapter unit feeds.

Mit einem derartigen Verfahren werden die Zugriffskon­ kurrenzprobleme vermieden, die etwa ein gemeinsamer Speicher wie in dem vorgenannten Stand der Technik aufwirft.With such a method, the access con avoided competition problems, such as a common one Memory as in the aforementioned prior art poses.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich durch hohe Zuverlässigkeit bei gleichzeitig niedrigen Herstel­ lungskosten aus. Darüber hinaus kann es von einer Anordnung von geringerer Kompliziertheit durchgeführt werden.The method according to the invention is characterized by high reliability with low manufacture costs. In addition, it can be from one Arrangement of less complexity performed will.

Eine erfindungsgemäße Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, daß eine I/O-Kopiereinrichtung sowie eine Datenadaptereinheit vorgesehen ist, die die Schnittstelle zu externen Einrichtungen bildet, daß separate, den Zentraleinheiten zugeordnete I/O-Speicher vorgesehen und mit der I/O-Ko­ piereinrichtung verbunden sind, daß Eingabespeicherteile und Ausgabespeicherteile in den I/O-Speichern jeder Zentraleinheit vorgesehen sind und die Datenadapter­ einheit eine Ausgabeeinheit aufweist.An inventive device for implementation The method is characterized in that a I / O copier and a data adapter unit It is provided that the interface to external Facilities forms that separate, the central units assigned I / O memory provided and with the I / O Ko Piereinrichtung are connected that input memory parts and output storage parts in the I / O memories of each Central unit are provided and the data adapter unit has an output unit.

Verfahren und Einrichtungen nach der Erfindung besitzen eine Reihe von Vorteilen. Die Ein- und Ausgabedatenlei­ tungen belasten nicht die an sie angeschlossenen Zen­ traleinheiten. Die Zahl der Zentraleinheiten, die an eine Datenleitung angeschlossen werden können, ist nur durch die elektrische Belastbarkeit der Datenlei­ tung begrenzt. Es ist nicht erforderlich, die Ein- und Ausgabeschaltungen in Mehrfachausführung vorzusehen. Durch diese vorteilhaften Merkmale werden auch die Herstellungkosten einer erfindungsgemäßen Einrichtung verringert.Own methods and devices according to the invention a number of advantages. The input and output data tings do not burden the Zen connected to them  tral units. The number of central units that can be connected to a data line, is only due to the electrical resilience of the data line limited. It is not necessary to and to provide output circuits in multiple designs. Through these advantageous features, the Manufacturing costs of a device according to the invention decreased.

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 Ausgabe­ block jeder Zentraleinheit sowohl für die Ausgabespeicher als auch den gleichwertigen Block der übrigen Zentraleinheiten gleichzeitig kopiert. Hierbei ergibt sich der Vorteil, daß die Synchronisierung der durch die Zentraleinheiten durchge­ führten 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 the data an input multiplexer for the input memory part each Central unit copied at the same time and that they have the output block each central unit for both the output memory and also the equivalent block of the other central units copied at the same time. This has the advantage that the synchronization of the through the central units data processing operations is facilitated because the I / O copying device simultaneously in all I / O memories updates the data it contains.  

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 copying device Performs data transfer without interruption while the system is in operation. Among other things, this offers the Advantage that a reversal of the state of the output circuit is automatically eliminated as a result of a malfunction.

Eine dritte vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Aktualisierung der Eingabe­ daten für die I/O-Speicher und die Aktualisierung der Ausgabe­ daten der I/O-Speicher vollständig ohne jede Belastung der Zentraleinheiten durchgeführt wird. Dies bietet insbesondere den Vorteil, daß einer Zentraleinheit mehrere I/O-Datenlei­ tungen 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 / O memory and the update of the output data of the I / O memory completely without any load on the Central units is carried out. This offers in particular the advantage that one central unit has several I / O data lines tions can be assigned that are not a burden the central unit.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Datenübertragung zwischen den I/O-Speichern und der Anpassungseinheit seriell mit 1 . . . n parallelen Bits erfolgt.Another advantageous embodiment of the invention is characterized in that the data transmission between the I / O memories and the adapter unit in series with 1. . . n parallel bits.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Adressieren von Daten während des Kopiervorgangs für die I/O-Speicher und die Datenadapter­ einheit 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 außer­ dem 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 of the copying process for the I / O memory and the data adapter unit with the help of separate address counters that be synchronized by the I / O copier. This one the two embodiments have the advantage in common that it is possible, an I / O data line of low bandwidth to use because no address data is to be transmitted need. Because of the low bandwidth of the data line and it is beyond the permissible low working speed possible, the data line and the connected to it Central units relatively easy to isolate galvanically, so that there is a reduction in manufacturing costs 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 independent of the timing of the Central units will. Thus there is the advantage that the I / O data line has a low susceptibility to interference, since it is possible with it, with rather slow signals to work.

In einer Ausführungsform der Einrichtung ist außerdem vorteilhafterweise ein I/O-Speicher durch eine örtliche Datenleitung mit der Zentraleinheit verbunden und die Kopiereinrichtung zum Übertragen sowohl der Eingabe- als auch der Ausgabedaten mit der gleichen Datenleitung wie die Datenadaptereinheit und die I/O-Speicher verbunden. 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 Ent­ nehmen 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 Ein­ richtung. Beispielsweise ist die einfache I/O-Kopiereinrich­ tung, von der gemäß der Erfindung Gebrauch gemacht wird, er­ heblich vorteilhafter als die bis jetzt gebräuchlicheren komplizierten I/O-Prozessoren. In one embodiment of the device is also advantageous an I / O memory a local data line connected to the central unit and the copier for transferring both the input as well as the output data with the same Data line such as the data adapter unit and the I / O memory connected. This has the advantage that the I / O Data line the central units connected to them not burdened. Another advantage is that the Central units reading all input signals and that Enter at all outputs using normal operations for outputting information from memories or for ent can take and record. Can continue the central units also the states of all outputs read the I / O memory. Finally, there is an advantage of the invention in the low manufacturing cost of one direction. For example, the simple I / O copier tion, which is used according to the invention, he considerably more advantageous than the ones that have been used up to now complicated I / O processors.  

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand schematischer Zeichnungen näher erläutert, Es zeigt:The following is an embodiment of the invention explained in more detail using schematic drawings, It shows:

Fig. 1 eine Schaltung in einem Blockschalt­ bild; Figure 1 shows a circuit in a block diagram.

Fig. 2 eine Darstellung zur Veranschaulichung des mit Hilfe der I/O-Kopiereinrichtung durchgeführten Kopiervorgangs; FIG. 2 shows a representation to illustrate the copying process carried out with the aid of the I / O copying device; FIG.

Fig. 3 in einem Blockschaltbild den I/O-Speicher mit den zu­ gehörigen Hilfsschaltungen; Figure 3 is a block diagram of the I / O memory associated with the to auxiliary circuits.

Fig. 4 die I/O-Kopiereinrichtung mit den zugehörigen Hilfs­ schaltungen; und Fig. 4, the I / O copying device with the associated auxiliary circuits; and

Fig. 5 in einem Blockschaltbild den Aufbau einer Datenadaptereinheit. Fig. 5 is a block diagram showing the structure of a data adapter unit.

Bei der 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-Spei­ chern 3 und einer Datenadaptereinheit 2 zu übertragen, die die Ein- und Ausgabedaten anpaßt. Die Datenübertragung spielt sich längs einer gemeinsamen I/O-Datenleitung 6 zwischen sämtlichen Zentraleinheiten 4 und der Datenadaptereinheit 2 ab. Die Verbindung zwischen der I/O-Daten­ leitung 6 und den Zentraleinheiten 4 wird bei jeder Zentral­ einheit 4 durch den zugehörigen sogenannten I/O-Speicher 3 her­ gestellt, der seinerseits mit der zugehörigen Zentraleinheit 4 durch eine örtliche Datenleitung 7 verbunden ist. Die I/O- Datenleitung 6 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. The circuit uses an extremely simple I / O processor, which is referred to below as I / O copying device 1 ; this serves to transmit the data from the inputs and outputs between the I / O memory 3 and a data adapter unit 2 , which adapts the input and output data. The data transmission takes place along a common I / O data line 6 between all the central units 4 and the data adapter unit 2 . The connection between the I / O data line 6 and the central units 4 is established in each central unit 4 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 6 is operated at a sufficiently low frequency and synchronized with the central units 4 , so that the use of the I / O memory 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 3 und die Ausgangssignale der I/O-Speicher 3 zu kopieren. Mit anderen Worten, die I/O-Kopiereinrichtung 1 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 zuzu­ führen. Ein Wort umfaßt 1 . . . n Bits, wobei n eine positive ganze Zahl bezeichnet. Daher werden sämtliche Zentralein­ heiten 4 die Daten sämtlicher Eingangssignale gleichzeitig über die zugehörigen I/O-Speicher 3 zugeführt. Die Ausgabe­ speicherteile 17 der I/O-Speicher 3 und die Ausgabespeicher­ teile 12 der Datenadaptereinheit 2 ist gemäß Fig. 2 entsprechend den Ausgabegruppen in Blöcke unterteilt, und jeder dieser Blöcke kann 1 . . . n Wörter umfassen. Die Anzahl der Blöcke hängt 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 unter­ schiedlich schraffiert.The I / O copying machine 1 serves to copy the input signals to the I / O memory 3, and the output signals of the I / O memory. 3 In other words, the I / O copier 1 constantly goes through the same loop. The actual copying process is shown in Fig. 2; The I / O copying device 1 (not shown in FIG. 2 ) copies all input data in the form of a word from the input multiplexer 11 in order to supply them to the I / O memories 3 of all central processing units 4 or, more precisely, the associated input memory part 16 . A word contains 1. . . n bits, where n denotes a positive integer. Therefore, all central units 4, the data of all input signals are supplied simultaneously via the associated I / O memory 3 . The output memory parts 17 of the I / O memory 3 and the output memory parts 12 of the data adapter unit 2 are divided into blocks according to FIG. 2 according to the output groups, and each of these blocks can 1. . . Include n words. The number of blocks depends on the number of central processing units or the input data, but in practice it is not practical to make the number of blocks larger than that of the central processing units. The blocks or output groups are hatched differently in FIG. 2 for the sake of clarity.

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 Zentral­ einheit 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 1 . . . n Bits umfaßt bzw. wenn jede ausgegebene Gruppe 1 . . . n Wörter umfaßt und wenn die Aktualisierung durch mehrere Zentralein­ heiten 4 erfolgt, richtet sich die Einstellung des Zustandes der Ausgangssignale nach der benutzten elektrischen Logik. Somit weist diese Zentraleinheit ihre eigene vorgewählte Ausgabegruppe auf. Die I/O-Kopiereinrichtung 1 kopiert die Ausgangssignale jeweils Wort für Wort und gibt sie den Aus­ gabespeichern 12 jeder Ausgabegruppe und dem Ausgabeteil 17 der I/O-Speicher 3 in allen übrigen Zentraleinheiten 4 ein, und zwar gleichzeitig an gleichwertigen Speicherplätzen. Mit anderen Worten, die Asugangssignale einer Zentraleinheit 4 bilden Eingangssignale für die anderen Zentraleinheiten 4. Alle anderen Zentraleinheiten 4 empfangen somit gleichzeitig Informa­ tionen über die Zustände der Ausgänge bzw. Ausgangssignale.The blocks denoted by hatching A represent output groups into which, for. B. can be entered by the central unit 4.1 in formation; the blocks denoted by hatching B can be entered by the central unit 4.2 , and the blocks denoted by hatching C can be entered by the central unit 4 .m. All central units 4.1 to 4. .m can output data from all blocks of the own I / O memory 3 . If each word output 1. . . comprises n bits or if each group output 1. . . n words and if the update is carried out by several central units 4 , the setting of the state of the output signals depends on the electrical logic used. This central unit thus has its own preselected output group. The I / O copier 1 copies the output signals word for word and gives them to the output memories 12 of each output group and the output part 17 of the I / O memory 3 in all the other central units 4 , at the same time in equivalent memory locations. In other words, the access signals of one central unit 4 form input signals for the other central units 4 . All other central units 4 thus simultaneously receive information about the states of the outputs or output signals.

Die Zentraleinheit 4 kann jederzeit innerhalb der zugehöri­ gen 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 6 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 6 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 Daten­ leitung 6 ebenso wie die Zentraleinheit 4 so synchronisiert werden, daß ihre Adressenänderung nicht gleichzeitig statt­ finden können. Da die Datenleitung 6 allen Zentraleinheiten 4 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 betrie­ ben werden und daß sie verschiedene Flanken der Taktsignale für die Adressenänderung ausnutzen. Damit die I/O-Schaltun­ gen bzw. die Eingabe- und Ausgabedatenschaltungen (I, O) 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 gleichzeitig 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 Adressen­ zähler 18, 13 dadurch im Gleichtakt, daß sie für sie alle ein gemeinsames Taktsignal 8 erzeugt; für die Inbetriebset­ zung sowie zur Gewährleistung der Synchronisation erzeugt sie für sämtliche Schaltungen ein gemeinsames Synchronsignal 9. Damit sich die Manipulation des I/O-Speichers 3 der Zen­ traleinheit 4 nicht auf die Datenleitung 6 auswirkt, oder umgekehrt, erfolgt die zeitabhängige Steuerung der Ausgabe- oder Eingabevorgänge in der Weise, daß die eine oder die andere Einrichtung, und zwar gewöhnlich die Datenleitung 6, langsamer arbeitet als die übrigen Einrichtungen, und zwar in einem solchen Ausmaß, daß die anderen Einrichtungen ihre Eingabe- oder Ausgabeoperationen unterbrechen und ihre eige­ nen Ausgabe- oder Eingabeoperationen so durchführen können, daß sie für den langsamer arbeitenden Teil nicht "sichtbar" sind. Wenn z. B. die Speicherperiode der Zentraleinheit 4 einem Zehntel der Speicherperiode der Datenleitung 6 entspricht, hat diese Unterbrechung von einem Zehntel der Periode der Daten­ leitung 6 keine Wirkung auf die Arbeitsweise der Datenleitung 6.The central unit 4 can extract or enter information from the I / O memory 3 at any time within the associated approved areas. Therefore, the central unit 4 does not have to wait for data from the data line 6 and also not for the data line 6 in question to become free, as has hitherto been required in all known arrangements. To make it impossible for the I / O memory 3 to connect to the data lines 6 of two different devices, e.g. B. in the present case to the central unit 4 and the I / O data line 6 , if this is used, the data line 6 as well as the central unit 4 must be synchronized so that their address change cannot take place simultaneously. Since the data line 6 is assigned to all the central units 4 together, the latter are all operated synchronously with the data line 6 . The synchronization can e.g. B. done in that the central units 4 and the I / O copier 1 are operated with the same clock signal 8 ben and that they take advantage of different edges of the clock signals for the address change. So that the I / O circuits or the input and output data circuits (I, O) and the addressing of the I / O memory 3 on the side facing the data line 6 can be kept in common, synchronization is required. This could be done by the I / O copier 1 generating addresses for all the circuits simultaneously, but in order to keep the bandwidth of the data line 6 small, each I / O memory 3 and each I / O circuit generates its own address itself , and the I / O copier 1 keeps the address counter 18 , 13 in common mode by generating a common clock signal 8 for them all; for commissioning and to ensure synchronization, it generates a common synchronizing signal 9 for all circuits. 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 input operations takes place in such a way that one or the other device, usually the Data line 6 , operates more slowly than the other devices to such an extent that the other devices can interrupt their input or output operations and can carry out their own output or input operations so that they are not "visible" to the slower operating part. are. If e.g. For example, the storage period of the central processing unit 4 corresponds to one tenth of the storage period of the data line 6, this interruption has one tenth of the period of the data line 6, had no effect on the operation of the data line. 6

Fig. 3 zeigt den Aufbau des I/O-Speichers 3 und seine Verbin­ dung mit den übrigen Teilen des Systems in einem Blockschalt­ bild. Gemäß Fig. 3 ist ein Speicher 21 mit direktem Zugriff vorhanden, der doppelte Zugänge sowohl an den Adressenleitun­ gen 19, 27 als auch den Datenleitungen 20, 28 aufweist. Über einen Satz von Zugängen 29 kann die Zentraleinheit 1 dem Speicher 21 Informationen entnehmen oder eingeben, und über den anderen Satz von Zugängen 30 verkehrt der Speicher 21 mit der I/O-Datenleitung 6 und dem Adressenzähler 18. Nur wenn die Zentraleinheit von dem Speicher 21 Gebrauch zu machen wünscht, sind die Zugänge in Richtung auf die Datenleitung 7 aktiv. Der Adressenzähler 18 zählt die Adresse im Gleichtakt mit dem Taktsignal 8, das dem Speicher 21 über die Datenleitung 6 zugeführt wird. Die Adresse wird dem Speicher 21 über die Zugänge 30 zugeführt, die ständig aktiv sind, so lange die Zentraleinheit 4 nicht die Absicht hat, den Speicher 21 zu benutzen. Der Zähler 18 wird mit den zugehörigen Adressen­ zählern der übrigen I/O-Speicher 3 durch das Synchronsignal 9 synchronisiert. Die Einheit 22 kann als I/O-Eingabe/Ausgabe- Wähl- und -Zeitgebereinheit bezeichnet werden. Hierbei han­ delt 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 un­ verändert 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 Zu­ griff und der I/O-Datenleitung 6 bewirken. Fig. 3 shows the structure of the I / O memory 3 and its connec tion with the other parts of the system in a block diagram. Referring to FIG. 3, a memory 21, random access is present, the double access comprises both the Adressenleitun gen 19, 27 as well as the data lines 20, 28. The central unit 1 can extract or enter information from the memory 21 via a set of accesses 29 , and the memory 21 communicates with the I / O data line 6 and the address counter 18 via the other set of accesses 30 . The accesses in the direction of the data line 7 are only active if the central unit wishes to use the memory 21 . The address counter 18 counts the address in synchronism with the clock signal 8 , which is fed to the memory 21 via the data line 6 . The address is supplied to the memory 21 via the accesses 30 , which are always active as long as the central unit 4 does not intend to use the memory 21 . The counter 18 is synchronized with the associated addresses of the remaining I / O memories 3 by the synchronizing signal 9 . Unit 22 may be referred to as an I / O input / output selection and timer unit. This is a logical unit by means of which the input and output areas of the memory 21 are selected. The unit 22 generates the output or input signals and effects the time-dependent control of these processes and the addresses. The means 23 for holding the output data ensures that the data in the data line 6 remains unchanged if the central unit 4 intends to make use of the memory with direct access while data is being input into the data line 6 . The data line buffers 24 are circuits which effect an electrical adaptation of 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 4 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/G-Speicher 3 adressiert wird, wobei während dieser Zeitintervalle die Än­ derungen der Adressenzähler 18, d. h. der Zeitpunkte der Ände­ rung des Signals 3, herbeigeführt werden. Dies geschieht mit Hilfe des Synchrontaktgenerators 25 der I/O-Kopiereinrichtung 1, der auch durch den Taktimpuls 31 einer beliebigen Zentralein­ heit 4 ersetzt werden könnte und mittels dessen alle übrigen Zentraleinheiten 4 und die I/O-Kopiereinrichtung 1 synchroni­ siert werden. Zu der I/O-Kopiereinrichtung 1 gehört ferner eine Unterteilungseinrichtung 25, bei der es sich um einen einfachen Zähler handelt, der durch einen Teilungsvorgang aus dem Synchrontaktsignal 10 ein Taktsignal 8 von geeig­ neter Frequenz für die I/O-Datenleitung 6 und in vorbestimm­ ten Intervallen das I/O-Synchronsignal 9 erzeugt, mittels dessen die Adressenzähler 18 sämtlicher Speicher 21 mit di­ rektem 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 Null­ stellungsimpuls für die Adressenzähler 18 handeln. Die maxi­ male Frequenz der Taktsignale 8 wird durch die Taktfrequenz der Zentraleinheiten 4 und die Länge ihrer Speicherperioden bestimmt.The to be connected to the data line 6 CPUs 4 and the copying operation must be synchronized so that changes in the state of the address counter 18 of the I / O memory 3 of the central processing units 4 are not simultaneously carried out. The central units 4 must therefore be synchronized in relation to one another in such a way that there are time intervals during which no changes take place in the data line 7 of the central unit 4 , via which the I / G memory 3 is addressed, the changes in the during these time intervals Address counter 18 , ie the times of the change of the signal 3 , can be brought about. This is done with the help of the synchronous clock generator 25 of the I / O copier 1 , which could also be replaced by the clock pulse 31 of any central unit 4 and by means of which all other central units 4 and the I / O copier 1 are synchronized. The I / O copying device 1 also includes a subdivision device 25 , which is a simple counter which, by means of a division process from the synchronous clock signal 10, produces a clock signal 8 of a suitable frequency for the I / O data line 6 and in predetermined ten intervals, the I / O synchronization signal 9 is generated, by means of which the address counter 18 of all the memories 21 are synchronized with direct access. If e.g. B. the memory 21 has completed a run with direct access, it can be the I / O synchronizing signal 9 to a simple zero pulse for the address counter 18 . The maximum frequency of the clock signals 8 is determined by the clock frequency of the central units 4 and the length of their storage periods.

Fig. 5 zeigt den Aufbau der Datenadaptereinheit 2 und ihre Verbindungen zu den übri­ gen Teilen des Systems in einem Blockschaltbild. Der I/O- Adressenzähler 13 zählt die Adressen für den Eingabemulti­ plexer 11 und den Ausgabespeicherteil 12 im Gleichtakt mit den über die Datenleitung 6 zugeführten Taktsignale 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 Eingabemultiplexer 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 15 handelt es sich um Schal­ tungen zur elektrischen Anpassung der Eingangs- und Ausgangs­ signale für die I/O-Datenleitung 6. Fig. 5 shows the structure of the data adapter unit 2 and its connections to the remaining parts of the system in a block diagram. The I / O address counter 13 counts the addresses for the input multiplexer 11 and the output memory part 12 in synchronism with the clock signals 8 supplied via the data line 6 . With the help of the I / O synchronization signal 9 , the address counter 13 is synchronized with the address counters 18 of the I / O memory 3 . Unit 14 is the output / input dial and timer unit. This is a logic circuit that selects the output or input process and generates the required output and input pulses. The input multiplexer 11 is controlled both by the address counter 13 and by the output pulses. The output memory part 12 in turn contains the addressable memories which are controlled by the address counters 13 and the input pulses, and the data line buffers 15 are circuits for electrical adaptation of the input and output signals for the I / O data line 6 .

Claims (2)

1. Verfahren zum Übertragen der Eingabe- und Ausgabeda­ ten eines Prozesses oder einer anderen rechner­ gesteuerten Vorrichtung oder Anlage zu einem Prozes­ sorsystem mit einer oder mehreren Zentraleinheiten mit zugeordneten Speichern, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragung der Eingabe- und Ausgabedaten (I/O) durch eine I/O-Kopiereinrichtung (1) zwischen einer Datenadaptereinheit (2), die die Schnittstelle zu externen Einrichtungen bildet, und separaten, den Zentraleinheiten (4) zugeordneten I/O-Speichern (3) erfolgt, und daß die I/O-Kopiereinrichtung (1) die Eingabedaten gleichzeitig Eingabespeicher­ teilen (16) der I/O-Speicher (3) aller Zentralein­ heiten (4) zuführt, und daß sie einen einer Zentral­ einheit (4) zugeordneten Ausgabeblock (A, B, C) eines Ausgabespeicherteils (17) des I/O-Speichers (3) jeder Zentraleinheit (4) in gleichwertige Adressen der Ausgabespeicherteile (17) der I/O-Speicher (3) der übrigen Zentraleinheiten (4) kopiert und einer Ausgabeeinheit (12) der Datenadaptereinheit (2) zuführt.1. A method for transferring the input and output data of a process or another computer-controlled device or system to a processor system with one or more central units with assigned memories, characterized in that the transfer of the input and output data (I / O) by an I / O copying device ( 1 ) between a data adapter unit ( 2 ), which forms the interface to external devices, and separate I / O memories ( 3 ) assigned to the central units ( 4 ), and that the I / O -Copying device ( 1 ) the input data at the same time share input memory ( 16 ) of the I / O memory ( 3 ) of all central units ( 4 ), and that one of a central unit ( 4 ) assigned output block (A, B, C) one output memory portion (17) of the I / O memory of the I / O memory (3) is copied (3) each central unit (4) in equivalent addresses of the output memory parts (17) of the other central processing units (4) and e iner output unit ( 12 ) of the data adapter unit ( 2 ). 2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine I/O- Kopiereinrichtung (1) sowie eine Datenadapterein­ heit (2) vorgesehen ist, die die Schnittstelle zu externen Einrichtungen bildet, daß separate, den Zentraleinheiten (4) zugeordnete I/O-Speicher (3) vorgesehen und mit der I/O-Kopiereinrichtung (1) verbunden sind, daß Eingabespeicherteile (16) und Ausgabespeicherteile (17) in den I/O-Speichern (3) jeder Zentraleinheit (4) vorgesehen sind und die Datenadaptereinheit (2) eine Ausgebeeinheit (12) aufweist.2. Device for performing the method according to claim 1, characterized in that an I / O copying device ( 1 ) and a Datenadapterein unit ( 2 ) is provided which forms the interface to external devices that separate, the central units ( 4 ) assigned I / O memories ( 3 ) are provided and are connected to the I / O copying device ( 1 ), that input memory parts ( 16 ) and output memory parts ( 17 ) are provided in the I / O memories ( 3 ) of each central unit ( 4 ) and the data adapter unit ( 2 ) has an output unit ( 12 ).