DE3137627C1 - Anordnung zur schnellen Nachrichtenuebertragung zwischen Rechnern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur schnellen Nachrichtenübertragung zwischen mehreren, jeweils einen eigenen Speicher aufweisenden Rechner, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Eine derartige Anordnung zur schnellen Nachrichtenübertragung zwischen Rechnern ist aus »Microcomputer Architectures«, J.-D. Nicoud, J. Wilmink, R. Zaks, Euromicro 1977, North Holland Publishing Company, S. 23 bis 34 bekannt. In dieser Anordnung sind die Rechner mit einer einzigen Sammelleitung verbunden, an die ferner ein Hauptspeicher angeschlossen ist. Die Steuerung des Zugriffs der einzelnen Rechner auf die gemeinsame Sammelleitung kann zentral durch einen ebenfalls an die Sammelleitung angeschlossenen Zentralrechner erfolgen.

Bei derartigen Anordnungen kann die Datenübertragung von einem Rechner zu einem anderen erfolgen, indem die zu übertragenden Daten zunächst in den gemeinsamen Hauptspeicher eingeschrieben und anschließend von dem Rechner, für den diese Daten bestimmt sind) aus dem Hauptspeicher ausgelesen werden. Die Steuerung des Zugriffs auf den Hauptspeicher erfolgt durch den Zentralrechner. Je größer die zu jedem einzelnen Rechner gehörenden Speicher sind, desto langer sind die mittels der Sammelleitung zu übertragenden Nachrichten. Der Datenaustausch zwischen den einzelnen Rechnern führt also zu einer zusätzlichen erheblichen Verkehrsbelastung der Sammelleitung.

Aus der US-PS 39 84 819 ist es bekannt, eine Mehrzahl von Datenquellen, bei denen es sich auch um Rechner handeln kann, über ein matrixartiges Schaltwerk miteinander zu verbinden. Jede Datenquelle weist eine eigene Sammelleitung auf, die über das matrixartige Schaltwerk mit der Sammelleitung einer anderen Datenquelle verbunden werden kann. Die Steuerung des Schaltwerks erfolgt dezentral durch die verschiedenen Datenquellen bzw. Rechner. Insbesondere kann die Steuerung nach einem in dem betreffenden Rechner abgewickelten Programm erfolgen. Diese Anordnung ist zwar sehr flexibel, aufgrund der komplizierten Sammelleitungssysteme aber aufwendig und nur schwer erweiterbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Anordnung der eingangs genannten Art mit geringem zusätzlichen Aufwand eine erhebliche Entlastung der gemeinsamen Sammelleitung zu erreichen.

Diese Aufgabe wird durch die Lehre des Patentanspruchs gelöst.

ίο Bei der erfindungsgemäßen Anordnung zur schnellen Nachrichtenübertragung zwischen Rechnern erfolgt der Datenaustausch zwischen den einzelnen Rechnern nicht über die Sammelleitung, sondern über den elektronischen Vermittlungsschalter. Durch den Datenauslausch zwischen den einzelnen Rechnern wird daher die Sammelleitung nicht noch zusätzlich belastet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der Anordnung.

Es wird nun auf diese einzige Figur Bezug genommen. Der das System leitende Rechner ist der Zentralrechner 1, der einen im eigenen Speicher sowie eine Vorrichtung 3 zur zeitlichen Einteilung des Zugriffs zu dem Hauptspeicher 6 aufweist, mit einer Prüfschaltung, die es ermöglicht, den peripheren Rechner zu erkennen, der über die bidirektionale Verbindung 4 eine Verbindung mit der Sammelleitung 5 angefordert hat, um Zugriff zu dem Hauptspeicher 6 zu erlangen, und mit einer Ent-Scheidungsschaltung, welche demjenigen Rechner den Zugang gewährt, der ihn angefordert hatte, sobald letzter frei war.

In der Figur sind nur drei periphere Rechner 7, 8, 9 mit jeweils einem zugeordneten Speicher 10,11,12 dargestellt; es ist jedoch offensichtlich, daß die Anzahl dieser peripheren Rechner von 3 verschieden sein kann. Bei einem Ausführungsbeispiel hat der Hauptspeicher 6 eine Kapazität von 512 k Wörtern zu 16 Binärelementen, während die zugeordneten Speicher 2, 10, 11, 12 eine Kapazität von 256 k Wörtern aufweisen.

Um zu vermeiden, daß die zwischen zwei Rechnern ausgetauschten Nachrichten über die Sammelleitung 5 und den Hauptspeicher 6 laufen und um auf diese Weise den Verkehr auf der Sammelleitung 5 zu vermindern und gleichzeitig die Nachrichtenübertragiingsgeschwindigkeit zu erhöhen, ist ein elektronischer Vermittlungsschalter 13 an jeden der Rechner angeschlossen.

Bei dem Ausführungsbeispiel ist der Vermittlungsschalter 13 ein bekannter Fernsprechvermittlungsschalter, der imstande ist, die Umschaltung von 16 Digitalverbindungen bei einer Geschwindigkeit von 8 MBit/s ohne Blockierung vorzunehmen.

Dieser Vermittlungsschalter 13 wird über die Sammelleitung ebenfalls vom Zentralrechner 1 gesteuert. Wenn ein Rechner, z. B. der Rechner 9, zu einem anderen Rechner, z. B. dem Rechner 7, eine Nachricht schicken will, adressiert er über die bidirektionale Verbindung 4 diese Anforderung an den Zentralrechner 1. Da der Rechner 9 keinen Zugriff zum Hauptspeicher 6 verlangt, kann die Nachricht direkt über den elektronischen Vermittlungsschalter 13 zum Rechner 7 gesandt weiden. Dieser empfängt dann über die Sammelleitung 5 den Befehl, die beiden Rechner 9 und 7 miteinander zu verbinden, wenn nicht der angeforderte Rechner bereits belegt ist.

Auf diese Weise können mehrere Verbindungen zwischen Rechnern gleichzeitig hergestellt werden, wodurch eine sehr beträchtliche Steigerung der Nachrich-

tenübertragungsgeschwindigkeit erreicht wird.

Ferner sind die Sammelleitung 5 und der Hauptspeicher von ihren Funktionen bei der Nachrichtenübertragung befreit und stehen so für andere Aufgaben zur Verfügung.

Wenn bei dem betrachteten Beispiel normalerweise 3,5 Mikrosekunden erforderlich sind, um ein Wort aus 16 Binärelementen von einem Rechner zum Hauptspeicher zu übertragen, und weitere 3,5 Mikrosekunden erforderlich sind, um dasselbe Wort aus dem Hauptspeieher zu einem zweiten Rechner zu überführen, und unter Berücksichtigung, daß der Zentralrechner 1 die Sammelleitung 5 die Hälfte der Zeit belegt, beträgt die gesamte Zeit für die Überführung eines Wortes von einem Rechner zu einem anderen 14 Mikrosekunden. Bei dem erfindungsgemäßen System erfolgt die Überführung in nur 2 Mikrosekunden, also siebenmal schneller.

Ferner wird die Wartezeit beträchtlich vermindert, da mehrere gleichzeitige Verbindungen hergestellt werden können.

Es muß jedoch zu diesem Zweck in jedem Rechner eine zusätzliche Ein/Ausgabe-Schnittstdle vorgesehen sein, und zwar um so mehr, als die Übertragung im Synchronbetrieb erfolgen muß.

Je nach der gewählten Schnittstellenschaltung kann der Vermittlungsschalter 13 vom räumlichen oder zeitlichen Typ sein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Leerseite

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Anordnung zur schnellen Nachrichtenübertragung zwischen mehreren, jeweils einen eigenen Speicher aufweisenden Rechnern, die mit einer einzigen Sammelleitung verbunden sind, an die ferner ein Hauptspeicher angeschlossen ist, wobei einer der Rechner als Zentralrechner die Anordnung leitet, dadurch gekennzeichnet, daß eine bidirektionale Verbindung (4) vorgesehen ist, an die der Zentralrechner (1) und die übrigen Rechner (7,8,9, ...) angeschlossen sind und über die jeder dieser Rechner eine Aufforderung zur Verbindung mit einem anderen Rechner an den Zentralrechner (1) richtet, und daß die Rechner (t, 7,8,9,...) an einen elektronischen Vermittlungsschalter (13) angeschlossen sind, der durch den Zentralrechner (1) über die Sammelleitung (5) so gesteuert wird, daß direkte Nachrichtenübertragungen zwischen den Rechnern über den. elektronischen Vermittlungsschalter (13) ermöglicht werden, damit die Sammelleitung (5) sowie der Hauptspeicher (6) von den Nachrichtenübertragungen zwischen den Rechnern befreit sind.