DE3780306T2

DE3780306T2 - Adapterbusschalter zur verbesserung der verfuegbarkeit einer steuereinheit.

Info

Publication number: DE3780306T2
Application number: DE8787430011T
Authority: DE
Inventors: Pierre Austruy; Jean-Marie Munier; Michel Poret
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1987-04-22
Filing date: 1987-04-22
Publication date: 1993-02-11
Anticipated expiration: 2007-04-23
Also published as: ATE78114T1; EP0288648B1; JPS63268038A; ES2032851T3; US5140691A; MX169593B; CA1305555C; DE3780306D1; AU1462388A; AU604873B2; EP0288648A1

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf den Aufbau einer Steuereinheit, welche als Aufgabe hat, eine Vielzahl von Adaptern oder andere Geräte, wie z.B. Leitungsadapter eines Übertragungs-Steuergerätes, Plattenantriebe, Bandantriebe etc. ...., zu steuern. Die Steuereinheit ist Teil einer Datenverarbeitungseinrichtung oder eines Netzwerkes und soll Daten und/oder Steuersignale mit den zu verwaltenden Geräten austauschen. Der Aufbau der Steuereinheit ermöglicht die Verbesserung der Gesamtzuverlässigkeit, falls eines ihrer Unterteile ausfällt.
Gebräuchliche Steuereinheiten bestehen aus einer Verarbeitungseinheit (PU), die ein Steuerprogramm (CP) verarbeitet, aus einem Serviceprozessor (SP) zur Ausführung von verschiedenen Aufgaben, wie z.B. das Laden des Steuerprogrammes in die Verarbeitungseinheit, aus einem Übertragungsbus (hierunter Adapterbus genannt), und aus einer Vielzahl von Adaptern.
Ein wesentlicher Nachteil eines solchen Aufbaus besteht darin, daß die Steuereinheit total ausfällt, wenn ein Fehler entweder in der Hardware der Verarbeitungseinheit oder im Steuerprogramm auftritt, da die nur einzeln vorhandene Verarbeitungseinheit mit allen Adaptern verbunden ist.
In einer anderen bekannten Steuereinheit ist die Verarbeitungseinheit dupliziert, wobei jeder Teil nacheinander mit allen Adaptern durch ein zentrales Schaltgerät verbunden wird. Dies ermöglicht es, einen einzelnen PU- oder CP-Ausfall zu eliminieren, jedoch ist der Busschalter selbst nur einzeln vorhanden und darf daher nicht ausfallen oder abgeschaltet werden, ohne die Gesamtfunktion der Steuereinheit zu beeinträchtigen. Der oben erwähnte Nachteil wird daher auch nicht durch diesen beschriebenen Aufbau einer Steuereinheit vermieden.
EP-A-0083422 beschreibt ein Multiprozessorsystem, das aus mehreren jeweils mit einem Serviceprozessor versehenen Uniprozessorsystemen besteht. Nachdem die Serviceprozessoren die Initialisierung der mit ihnen verbundenen Uniprozessorsysteme beendet haben, bleibt nur ein Serviceprozessor aktiv, um das Multiprozessorsystem zu steuern, während die anderen Systeme untätig bleiben. Die untätigen Serviceprozessoren können als Rückfall-(backup)-Prozessoren für den aktiven Serviceprozessor verwendet werden. Damit wird eine Verfügbarkeit eines Rückfall-Serviceprozessors für jedes Uniprozessorsystem erhalten, jedoch nicht die Verbesserung der Gesamt-Zuverlässigkeit des Multiprozessorsystem erzielt.
EP-A-0164015 beschreibt ein System mit zwei parallel arbeitenden Steuereinheiten, welches mit einer Gruppe von Geräten verbunden ist, wobei jede Einheit fähig ist zum Annehmen von Aufgaben für beide Gruppen von Geräten im Falle des Ausfalles der anderen Einheit. Diese Schrift beschreibt weder noch schlägt vor, wie die Umschaltoperation durchgeführt werden kann.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen zuverlässigen Aufbau für eine Steuereinheit und ein zuverlässiges Protokoll zum Betrieb der Steuereinheit zur Verfügung zu stellen, welche eine fortdauernde Steuerung der mit der Steuereinheit verbundenen Geräte gestatten, selbst wenn ein oder mehrere Teile der Steuereinheit ausfallen.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Aufbau einer Steuereinheit zur Verfügung zu stellen, der so entworfen ist, daß er es der Steuereinheit ermöglicht, die Verbindung mit den Geräten und Adaptern ohne wesentliche Verminderung der Leistung bei Ausfall eines Teiles der Steuereinheit aufrechtzuerhalten.

Zusammenfassung der Erfindung

Gemäß der vorliegenden Erfindung enthält die Steuereinheit eine Verarbeitungseinheit (12, PU) und eine Vielzahl von Adaptern (18), mit denen die genannte PU Daten und/oder Steuersignale auf zuverlässige Art austauschen soll, wobei die genannte PU ein Steuerprogramm betreibt und mit einem Serviceprozessor versehen ist, der mit der PU verbunden ist und ihren Status überwacht, wobei die Adapter (18) aufgeteilt sind in zumindest zwei Gruppen (56, 58) und die PU (12) in ähnlicher Weise aufgeteilt ist in zumindest zwei unabhängige PU-Teile (26, 28) PU-A, PU-B, worin ferner eine gegebene Gruppe von Adaptern mit einem gegebenen PU-Teil durch ein Busschaltgerät (30) verbunden ist, welches fähig ist, jede gegebene Gruppe von Adaptern mit einem zugewiesenen PU-Teil über einen primären Bus (52, 65) zu verbinden, sowie jede andere Gruppe von Adaptern zu demselben PU-Teil über sekundäre Busse (46, 48).
Die Steuereinheit ist dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Busschaltgerät (30) zumindest zwei unabhängige Schalterteile SW-A (38), SW-B (40) enthält, wobei jedes Gerät mit einem zugewiesenen PU-Teil PU-A (26), PU-B (28) verbunden ist und ein Schalter- Konfigurationsregister SWCONF-A (88) (bzw. SWCONF-B (90)) aufweist, wobei jedes der genannten SWCONF- Register durch den Serviceprozessor (14) mit binären Werten geladen werden, die die folgenden Betriebsmoden der Steuereinheit in Abhängigkeit vom Status jedes PU-Teiles unter Überwachung durch den Serviceprozessor (14) definieren:
- ein NORMAL-Modus, worin jeder Verarbeitungseinheit- Teil (26, 28) mit einer zugewiesenen Adaptergruppe (56, 58) über seinen bezüglichen Schalterteil (38, 40) und seinen bezüglichen Primärbus (52 oder 54) verbunden ist, wobei die sekundären Busse (46, 48) inaktiv sind,
- RÜCKFALL-Moden (RÜCKFALL-A/RÜCKFALL-B-Moden), worin ein PU-Teil und/oder zugewiesener Schalterteil (PU-B und/oder SW-B) inaktiv ist, wobei zwei Adaptergruppen (56, 58) mit einem aktiven PU-Teil (PU-A (26) über ihre zugewiesenen Schalterteile SW-A (38) und die entsprechenden primären und sekundären Busse (52, 48) verbunden sind, und wobei der primäre Bus (54), der mit dem inaktiven PU-Teil und/oder zugewiesenen Schalterteil verbunden ist, inaktiv ist.
Die vorliegenden Erfindung stellt ferner ein Protokoll für die Umschaltung einer Gruppe von Adaptern von einem ersten PU-Teil, der inaktiv ist, zu einem zweiten PU-Teil zur Verfügung. Dieses Protokoll enthält die folgenden Schritte:
- Freimachen des Busses, der eine Gruppe von Adaptern mit einem ersten PU-Teil verbindet, wenn dieser Teil inaktiv ist;
- Abtrennen des genannten Busses vom ersten PU-Teil;
- Wiederverbindung des genannten Busses mit einem zweiten PU-Teil, der aktiv ist.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 stellt schematisch den Aufbau einer gebräuchlichen Steuereinheit dar.
Fig. 2 stellt schematisch einen anderen gebräuchlichen Aufbau einer Steuereinheit dar.
Fig. 3 stellt schematisch den grundlegenden Aufbau einer Steuereinheit gemäß der vorliegenden Erfindung dar.
Fig. 4 stellt den Steuereinheit-Aufbau von Fig. 3 in einem speziellen Arbeitsmodus dar.
Fig. 5 stellt schematisch eine Verallgemeinerung des in Fig. 3 gezeigten Aufbaus einer Steuereinheit dar.
Fig. 6 stellt eine logische Tabelle dar, welche die möglichen Arbeitsmoden der in den Fign. 7 und 8 gezeigten Steuereinheit definiert.
Fig. 7 zeigt eine genauere Darstellung des Aufbaus der in Fig. 3 gezeigten Steuereinheit für "abgehende" Signale.
Fig. 8 zeigt eine genauere Darstellung des Aufbaus der Steuereinheit von Fig. 3 für "ankommende" Signale.
Fig. 9 zeigt eine genauere Darstellung des Aufbaus der in Fig. 3 gezeigten Steuereinheit für bidirektionelle Signale.
Die Fign. 10 und 11 zeigen in genauerer Darstellung zwei mögliche Ausführungsformen von Merkmalen im Unterteil I von Fig. 3.
Die Fign. 12 und 13 zeigen die Ausführungsformen von zwei zusätzlichen Merkmalen, welche die in Fig. 3 gezeigten Schalterteile zur Verfügung stellen.
Zum besseren Verständnis der Erfindung sollen nun gebräuchliche Aufbauformen einer Steuereinheit kurz erklärt werden.
Wie in Fig. 1 gezeigt, weist eine Steuereinheit (10) normalerweise eine Verarbeitungseinheit (12), einen Serviceprozessor (14), einen Übertragungsbus oder Adapterbus (20) und eine Vielzahl von Adaptern (18) auf. Die Verarbeitungseinheit (12) verarbeitet ein Steuerprogramm, welches vom Serviceprozessor (14), der mit der PU (12) verbunden ist, über einen Steuerbus (16) geladen wird. Die Verarbeitungseinheit (12) ist weiters mit den Adaptern (18) über den Adapterbus (20) verbunden, der eine Vielzahl von Drähten aufweist, auf denen Daten und Steuersignale zirkulieren, die mit den periphären Geräten, wie Plattenantriebe, Bandantriebe ... (nicht gezeigt), die mit den Adpatern (18) über Drähte (22) verbunden sind, ausgetauscht werden.
Bei einem solchen Aufbau, worin alle Adapter mit einer einzigen Verarbeitungseinheit (12) verbunden sind, wird die Steuereinheit (109 total arbeitsunfähig im Falle eines Ausfalls entweder in der Hardware der Verarbeitungseinheit (12) oder im Steuerprogramm. Dasselbe gilt auch, wenn die Verarbeitungseinheit oder das Steuerprogramm zu Wartungszwecken angehalten werden müssen, und die Zuverlässigkeit der Steuereinheit wird dementsprechend beeinträchtigt.
In Fig. 2 ist ein anderer bekannter Aufbau einer Steuereinheit (24) gezeigt, worin die Verarbeitungseinheit in zwei unabhängige Teile (26, 28) aufgeteilt ist.
Diese unabhängigen Teile (26, 28) haben jeder eine zugewiesene Energieversorgung, die entweder mit den Adaptern individuell oder mit Gruppen von Adaptern verbunden ist.
Der Vorteil dieses Aufbaus (24) im Vergleich mit dem in Fig. 1 beschriebenen Aufbau besteht im Vorliegen eines Busschaltgerätes (30), das einerseits mit dem Adapterbus (20) und andererseits mit jeder der unabhängigen Verarbeitungseinheiten (26, 28) über getrennte Busse (32, 34) verbunden ist. Dieses Busschaltgerät (30) gestattet jeder Verarbeitungseinheit (26, 28) die Steuerung aller Adapter (18), wobei zu einem gegebenen Zeitpunkt eine PU aktiv ist und die andere bereitsteht (stand-by).
Die bereitstehende PU muß bereit sein, die Steuerung der Adapter (18) zu jedem Zeitpunkt zu übernehmen. Eine Übertragungsverbindung muß daher zwischen beiden PUs (26, 28) bestehen, die z.B. durch einen Serviceprozessor (14) der mit jedem PU-Teil (26, 28) über einen Steuerbus (16) verbunden ist, geleitet wird. Auf diese Weise überprüft der SP (14) fortdauernd den Status beider PUs (26, 28) und steuert das Busschaltgerät (30) über den Steuerbus (36) bei einem Ausfall einer der PUs in der Weise, daß der Adapterbus (20) immer mit einer aktiven PU (26, 28) über einen Bus (32 oder 34) verbunden ist.
Infolgedessen gestattet es dieser Aufbau, den einzelnen PU-oder CP-Ausfall zu eliminieren. Er gestattet auch die Stillsetzung einer gegebenen PU zu Servicezwecken, ohne die Operation der Steuereinheit zu beeinträchtigen.
In diesem bekannten Aufbau ist jedoch das Busschaltgerät (30) selbst nur einmal vorgesehen, und ein Ausfall dieses Gerätes würde daher die gesamte Arbeit der Steuereinheit beeinträchtigen. In einem anderen bekannten Aufbau könnte dieser theoretische Nachteil dadurch vermieden werden, daß jedem Adapter ein Schaltgerät angeschlossen wird, um somit einen gegebenen Adapter entweder an die eine oder die andere PU anzuschließen, je nach Verfügbarkeit. Die Multiplikation von verteilten Schaltern auf dem Niveau der Adapter ist jedoch viel zu komplex und teuer, sobald die Steuereinheit eine größere Anzahl von Adaptern aufweist.

Ausführungsbeispiele

Der in Fig. 3 gezeigte Aufbau einer Steuereinheit (50) entspricht den Prinzipien der vorliegenden Erfindung und gestattet die Vermeidung der Nachteile von beiden varhergehend beschriebenen Aufbaufarmen (10, 24).
Das grundlegende Prinzip besteht in der Verwendung eines Busschaltgerätes (hiernach auch "Schaltergerät" genannt), das aus zwei identischen Schalterteilen (38, 40) zusammengesetzt ist. Diese Schalterteile sind logisch unabhängig, aber jeder Teil ist logisch ein Teil seiner verbundenen PU (26, 28).
Zu Zwecken der einfachen Erklärung werden die Schalterteile (38, 40) und ihre verbundenen PUs (26, 28) entsprechend auch Schalter A und B (oder SW-A, SW-B), und die Verarbeitungseinheiten A und B (oder PU-A, PU-B) genannt.
Wie in Fig. 3 schematisch dargestellt ist, besteht eine Basis der Steuereinheit (50) nach der vorliegenden Erfindung darin, eine unterteilte PU, die (zumindest) zwei unabhängige PU-Teile PU-A (26) und PU-B (28) aufweist, zu verwenden, zusammen mit einem unterteilten Schaltergerät, welches (zumindest) zwei unabhängige SW-Teile SW-A (38) und SW-B (40) aufweist, wobei das genannte unterteilte Schaltergerät logisch mit dem entsprechenden PU-Teil verbunden ist.
Mit anderen Worten kann SW-A als Teil von PU-A gesehen werden, und wird in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung durch dieselbe (nicht dargestellte) Energiequelle, die auch PU-A speist, mit Energie versorgt. In ähnlicher Weise kann SW-B als Teil von PU-B gesehen werden und wird von derselben Quelle mit Energie gespeist, die auch PU-B versorgt.
Es besteht daher kein SW-Teil, der weder mit PU-A noch mit PU-B eine Beziehung haben würde.
Als praktisches Resultat ergibt sich, daß der Ausfall eines SW-Teiles (entweder SW-A oder SW-B) denselben Einfluß auf die Arbeitsweise auf die Steuereinheit haben würde, wie ein Ausfall der damit verbundenen PU. Das bedeutet, daß, wenn nur ein SW-Teil und/oder PU-Teil A oder B ausfällt, die Steuereinheit ohne Leistungseinbuße weiterarbeiten kann.
Um den oben beschriebenen Aufbau einer Steuereinheit (50) vorteilhaft verwenden zu können, werden die Adapter (18) in zwei Gruppen (56, 58) unterteilt, wobei jede Gruppe mit einem zugewiesenen Adapterbus (52, 54) (Primärbus) verbunden ist.
Der Nutzen der Steuereinheit (50) würde jedoch gering sein, wenn sie nur zwei unabhängige PU-Teile (PU-A, PU-B) die jeweils mit einem zugewiesenen Adapterbus (42, 52) oder (44, 54) verbunden sind, aufweisen würde. Der Nutzen der SW-Teile SW-A (38) und SW-B (40) liegt darin, daß sie die Umschaltung des gesamten Datenverkehrs der Adaptergruppen (56) auf einen PU-Teil PU-A oder PU-B gestatten, wenn der andere PU-Teil ausfällt.
Jeder PU-Teil wird daher, wie in Fig. 3 gezeigt, mit seiner eigenen Gruppe von Adaptern über den primären Bus und mit der anderen Adaptergruppe über den sekundären Bus verbunden. Die PU-A ist z.B. mit der Gruppe von Adaptern (56) über den primären Bus (52) einerseits verbunden, und PU-A kann andererseits mit der Gruppe von Adaptern (58) über den sekundären Bus (48) verbunden werden. In ähnlicher Weise ist der Teil PU-B mit der Adaptergruppe (58) über den primären Bus (54) und mit der Adaptergruppe (56) über den sekundären Bus (46) verbunden.
Einige Geräte müssen demnach die vom Schaltgerät durchgeführten Schaltoperationen gemäß dem Status jedes PU-Teiles zu einem gegebenen Zeitpunkt steuern: arbeitsfähig, oder nicht-arbeitsfähig wegen Ausfall oder Servicearbeiten. Die Steuerung der Umschaltung wird vom Serviceprozessor (14) durchgeführt (siehe CU des Communications Controller IBM 3725). Der SP (14) ist mit jedem PU-Teil (26, 28) durch den Steuerbus (16) verbunden, wodurch ihm die Überwachung des Status jedes PU-Teiles ermöglicht wird. Außerdem ist der SP (14) mit jedem SW-Teil (38, 40) über einen Steuerbus (36) verbunden, über den die Schaltkommandos zu jedem SW-Teil geliefert werden, um einen Wechsel im Verbindungsschema zwischen den PU-Teilen (A, B) und den Adaptergruppen (56, 58) durchzuführen, wenn sich die Notwendigkeit ergibt (Ausfall eines PU- oder SW-Teiles, Service ...). Wenn gegenwärtig kein Ausfall von SP (14) festgestellt wird, steuert jeder PU-Teil (A, B) seine zugewiesene Adaptergruppe (56 bzw. 58): dies kann als Arbeitsmodus "duplex normal" der Steuereinheit bezeichnet werden. Wenn z.B. PU-A (26) ausfällt (schematisch dargestellt durch gestrichelte, gekreuzte Linien in Fig. 4), wird die Adaptergruppe (56) mit der PU-B (28) über den sekundären Bus (46) nach einer Anforderung des SP (14) verbunden: dies kann als Duplex-Rückfall-B-Modus bezeichnet werden, wobei die Adaptergruppe (56), die vorher mit PU-A verbunden war, nunmehr PU-B zufällt, so daß alle Adapter mit der noch arbeitsfähigen PU-B verbunden sind. In gleicher Weise tritt das System in einen synuuetrischen Rückfall-A- Modus ein, sobald die PU-B arbeitsunfähig wird, wenn PU-A arbeitsfähig bleibt. Es ist festzustellen, daß in jedem Rückfallmodus die Arbeitsweise der Adapter, die mit einem PU-Teil (26, 28) über einen Hauptbus (42, 44) und einen primären Bus (52, 54) verbunden sind, nicht von der Schalt-Rekonfiguration gestört werden, welche die Verbindung von Adaptern gestattet, die mit einem sekundären Bus (46, 48) verbunden sind.
Es ist auch festzustellen, daß die Arbeitsweise im Rückfallmodus, wie oben beschrieben, eine Konfiguration des Steuerprogrammes, das von jeder PU (A oder B) durchgeführt wird, verlangt, derart, daß es einem gegebenen PU-Teil ermöglicht wird, beide Adaptergruppen (56, 58) zu steuern. Das Ausmaß jedoch, in dem die Konfiguration des Steuerprogramms eine Leistungsverminderung der Steuereinheit im Rückfallmodus gestattet oder nicht gestattet, unterliegt einer Betrachtungsweise, welche nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist: Zugeständnis einer Leistungsverminderung im Falle eines Rückfallmodus, oder Unterladung jeder PU im Duplexnormalmodus, wenn keine Leistungsverminderung im Rückfallmodus toleriert werden kann.
Anhand von Fig. 5 soll nun beschrieben werden, wie der in den Fign. 3 und 4 gezeigte Grundaufbau der Steuereinheit generalisiert und auf mehrere PUs und Schaltgeräte erweitert werden kann. In den Fign. 3 und 4 wurden zwei PUs betrachtet. Tatsächlich kann der beschriebene Schalteraufbau (50) theoretisch in bezug auf jede Anzahl von PUs generalisiert werden. Fig. 5 zeigt z.B. wie drei PUs (62, 64, 66) verbunden werden können, wobei jede PU eine Adaptergruppe (82, 84, 86) steuert.
Das Schaltgerät besteht nun aus drei Schaltteilen: SW-A (70), SW-B (72), SW-C (74). Jedem Signal auf einem PU-Bus (76) entsprechen drei Signale (P, S, S') auf Adapterbussen. Die normalerweise mit einer PU verbundenen Adapter, welche ausfällt oder gestoppt werden muß, können somit auf eine der noch arbeitsfähigen PUs umgeschaltet werden. Wenn z.B. PU-A oder SW-A ausfallen, fällt die mit SW-A über den primären Bus (78) verbundene Adaptergruppe (82) zurück auf SW-B oder SW-C über den Sekundärbus (80), entsprechend den über den Steuerbus (36) durch SP (68) zu SW-A, SW-B und SW-C gesendeten Steuersignalen. Eine ähnliche Rückfalloperation würde durchgeführt werden, wenn ein weiterer PU-Teil (PU-B, PU-C) oder Schalterteil (SW-B, SW-C) ausfallen würde.
Hierzu ist zu bemerken, daß für den Ausfall eines gegebenen PU-Teiles, derjenige PU-Teil, zu dem die Rückfalloperation durchgeführt wird, im voraus durch geeignete Mittel, wie Z.B. durch im SP gespeicherte Rückfalltabellen, bestimmt werden kann.
Obwohl theoretisch der geschilderte Aufbau für jede Anzahl von PUs generalisiert werden kann, ist er in der Praxis durch die Anzahl von Adaptern, die mit den PUs verbunden werden sollen, und durch die wachsende Komplexität des SP (14), der die verschiedenen SW-Teile zu steuern hat, begrenzt.
Es soll andererseits betont werden, daß die Steuereinheit gemäß der vorliegenden Erfindung in keiner Weise auf eine sehr spezielle Steuereinheit, z.B. auf ein Verbindungssteuergerät beschränkt ist. In einer solchen Anwendung werden die Adapter aus Kanaladaptern des Verbindungssteuergerätes gebildet, welche das Verbindungssteuergerät mit einem Gastrechner verbinden, sowie durch Leitungsadapter, welche das Verbindungssteuergerät mit Übertragungsleitungen über Modems verbinden, während die zentrale Steuereinheit des Verbindungssteuergerätes äquivalent ist mit der PU im vorliegenden Ausführungsbeispiel. Obwohl also die Anwendung der Erfindung auf die zentrale Steuereinheit eines Verbindungssteuergerätes sehr vorteilhaft ist, kann die Steuereinheit gemäß der vorliegenden Erfindung jedoch in vollem Umfang in mehr genereller Form beschrieben werden, wie hierunter ausgeführt.
Die Fign. 6 bis 9 beziehen sich auf die Grundstruktur einer Steuereinheit gemäß der Erfindung, wobei die genannte Steuereinheit zwei duplizierte PU-Teile, PU-A, PU-B, und zwei duplizierte SW-Teile, SW-A, SW-B, wie oben in den Fign. 3 und 4 gezeigt, aufweist. Allgemein gesprochen, weisen die Busse (42, 44, 46, 48, 52, 54, Fign. 7, 8), welche umgeschaltet werden sollen, eine gegebene Anzahl von bidirektionellen Datendrähten auf und übertragen abgehende oder ankommende Signale, wobei die abgehende Richtung der Signale den Signalen entspricht, die von der PU zu den Adaptern übertragen werden.
Es soll weiter angemerkt werden, daß in einigen Verbindungssteuergeräten die entsprechenden Busse 16 Datendrähte enthalten und ca. 15 weitere Drähte für die Übertragung von Kennzeichen oder Kommandos. In der vorliegenden Erfindung können die Busse jedoch jede Anzahl von Daten oder Kommandodrähten enthalten,und die entsprechenden Daten oder Kommandos werden in allgemeiner Form mit "Signale" bezeichnet werden.
Wenn die Notwendigkeit eintritt, als Folge des Ausfalls eines PU-Teiles einen Wechsel in der Konfiguration der Steuereinheit durchzuführen, überträgt der SP (14, Fig. 3) die richtigen Kommandos zum Schalter und die SW-Teile (38, 40) werden entsprechend die benötigte Umschaltung der Busse (46, 48, 52, 54) durchführen. Die Fign. 6 und 7 zeigen,wie die Umschaltkommandos von SP (14) zu den Schalterteilen PU-A, PU-B übertragen werden. Jeder SW-Teil enthält ein Schalter-Konfigurationsregister SWCONF-A (88) oder SWCONF-B (90), deren Verwendung weiter unten beschrieben wird.
Fig. 7 zeigt genauer den Aufbau der Steuereinheit in bezug auf die abgehenden Signale (von den PUs und vom SP zu den Adaptern). Jeder Pu-Teil (26, 28) ist mit dem SP (14) über einen Steuerbus verbunden, wodurch es ermöglicht wird, den SP über den Status jedes PU-Teiles zu informieren (arbeitsfähig, nichtarbeitsfähig ...). PU-A (26) und PU-B (28) sind entsprechend mit SW-A (38) und SW-B (40) über einen Bus (42, 44) verbunden, auf dem abgehende Signale über die Schalterteile zu den Adaptergruppen (52, 54) gesendet werden. Diese abgehenden Signale werden durch Empfängerschaltungen (103) empfangen, die keine logische Funktion haben, jedoch die technologische Anpassung (Spannungsniveaus, ...) zwischen den PUs und den Adaptern, wenn nötig, durchführen. Solche Empfängerschaltungen sind wohl bekannt. Sie werden dementsprechend nicht weiter beschrieben werden.
Das Ausgangssignal jeder Empfängerschaltung (103) wird parallel einer Torschaltung (104, 106) in SW-A (oder (108, 110) in SW-B) mit zwei UND-Torschaltungen (104, 106) oder (108, 110) zugeführt. Der zweite Eingang jeder UND-Torschaltung (104, 106) empfängt ein Schaltsignal PA und SA (oder PB und SB), welches vom Schalter-Konfigurationsregister SWCONF-A (bzw. SWCONF-B) mit zwei Kippschaltungen (92, 94) (bzw. (96, 98) für SW-B) übertragen wird.
Auch hier werden Treiber (102) zur Übertragung der Signale von den UND-Torschaltungen (104, 106, 108, 110) zu den Adaptergruppen (52, 54) benötigt, welche sich in einer Entfernung von mehreren Metern von den SW-Teilen SW-A, SW-B der Steuereinheit befinden können.
Es ist zu sehen, daß je nach binärem Wert (0 oder 1), der in jede Kippschaltung (92, 94) vom SWCONF-A gesetzt wurde, das von der PU-A über den Draht (91) übertragene Signal von SW-A auf den Drähten (105 und/oder 107) ausgegeben wird. Das Signal auf dem Draht (91) wird also entsprechend dem Inhalt vom SWCONF-A zu der Adaptergruppe (56) über den primären Bus (52) (normaler Operationsmodus), oder zu der Adaptergruppe (58) über den sekundären Bus (46) (Rückfall-A-Modus), und/oder zu beiden ausgegeben. In ähnlicher Weise wird das Signal auf den Draht (95) entsprechend dem Inhalt vom SWCONF-B zur Adaptergruppe (58) über den Primärbus (54) (normaler Operationsmodus) und/oder zu der Adaptergruppe (56) über den sekundären Bus (48) (Rückfall-B-Modus) und/oder zu beiden ausgegeben werden. Die Operation, die von einem Schalterteil (SW-A, SW-B) für jedes abgehende Signal (91, 95) durchgeführt wird, besteht also in der Übertragung des genannten Signals (91, 95) zur entsprechenden Adaptergruppe (56 oder 58) oder zu beiden im Falle eines Rückfallmodus.
In Fig. 6 sind alle möglichen Situationen und alle gültigen Inhalte der SWCONF-Register A und B gezeigt. Wenn zum Beispiel die Kippschaltungen (92, 94) vom SWCONF-A auf 1 bzw. 0 gesetzt sind, wird das vom PU-A auf den Draht (91) ausgegebene Signal nur über die UND-Torschaltung (104) durchgelassen und zu einem (oder mehreren) Adapter(n) der Adaptergruppe (56) übertragen. Wenn weiters die Kippschaltungen (96, 98) vom SWCONF-B ebenfalls auf 1 bzw. 0 gesetzt sind, wird das vom PU-A auf den Draht (95) ausgegebene Signal nur durch die UND-Schaltung (108) zu einem (oder mehreren) Adapter der Adaptergruppe (68) durchgelassen.
Diese Situation entspricht dem "Normalmodus", worin jeder PU-Teil und SW-Teil in Verbindung ist mit der mit seinem eigenen Primärbus verbundenen Adaptergruppe. Im gegenteiligen Falle, wenn zum Beispiel PU-B nicht arbeitsfähig ist, kann die Adaptergruppe (58) nur von PU-A über SW-A adressiert werden. Dies verlangt, daß die Kippschaltungen (92, 94) vom SWCONF-A beide auf 1 gesetzt werden, so daß das vom PU-A auf den Draht (919 ausgegebene Signal über SW-A zu der Adaptergruppe (56) über den primären Bus übertragen wird, und zur Adaptergruppe (58) über den sekundären Bus (48). In der Zwischenzeit müssen jedoch die Kippschaltungen (96, 98) vom SWCONF-B beide auf 0 gesetzt werden, um logische Konflikte zwischen den Bussen (52) und (46), oder (54) und (48) zu vermeiden.
Fig. 7 zeigt daß das Setzen von logischen Werten in die Kippschaltungen (92, 94, 96, 98) von beiden SWCONF-Registern von SP (14) über Kommandobusse (36) durchgeführt wird. Der SP wählt automatisch (durch Software) die richtigen Werte, die in die Kippschaltungen gesetzt werden sollen, entsprechend dem Status jedes PU-Teiles, der vom genannten SP festgestellt wird.
Der SP wählt also den besten Operationsmodus (normal, Rückfall, ...), um die Steuereinheit arbeitsfähig zu halten und ladet die Kippschaltungen (92, 94, 96, 98) entsprechend. Es soll festgestellt werden, daß, obwohl ein Draht (91) und eine Torschaltung (104, 106) dargestellt sind, der SW-A so viele Drähte und Kippschaltungen der Type enthält, wie es abgehende vom PU-A übertragene Signale gibt. Der SW-A enthält jedoch nur ein SWCONF-Register, das zwei Kippschaltungen (92, 94) aufweist, welche die Torsignale PA (beziehen sich auf den primären Bus, der mit SW-A verbunden ist) und SA (beziehen sich auf den sekundären Bus, der mit SW-A verbunden ist) zur Verfügung stellen. Ähnliches gilt für SW-B.
Fig. 8 zeigt, wie die ankommenden, von den Adaptern zur Verfügung gestellten Signale zu den PUs PU-A und/oder PU-B je nach ihrer Verfügbarkeit übertragen werden. In Übereinstimmung mit den Prinzipien der vorliegenden Erfindung überträgt jede Adaptergruppe die ankommenden Signale zu beiden SW-Teilen A und B in parallel. Jeder SW-Teil weist eine Auswahlschaltung (111, 115) pro primären (99) oder sekundären (101) ankommenden Draht auf. Die ankommenden Signale werden zu den Auswahlschaltungen (111, 115) über Empfänger (100) übertragen, welche, wie oben beschrieben, die technologische Anpassung der Signale an die PU-Technologie durchführen und für sich bekannt sind. Die von den Auswahlschaltungen (111, 115) durchgeführte Operation besteht in der Auswahl der Adaptergruppe, für die ihre ankommenden Signale zu einer gegebenen PU übertragen werden sollen, in Übereinstimmung mit dem Inhalt des SWCONF-Registers der genannten gegebenen PU. Die Auswahlschaltung (111) von SW-A entscheidet zum Beispiel, ob ein auf dem Draht (99) des primären Busses (52) ankommendes Signal zur PU-A weitergeleitet wird, oder ob ein auf dem Draht (101) des sekundären Busses (48) ankommendes Signal weitergeleitet wird.
Deshalb weist die Auswahlschaltung (111) vom SW-A für jedes Paar ankoinrnender Drähte der Busse (42, 46) zwei UND-Torschaltungen (112, 114) auf, deren einer Eingang jeweils mit einem Draht (99) des primären Busses (52) und einem Draht (101) des sekundären Busses (48) verbunden ist. Ferner wird das andere Eingangssignal von jeder UND-Torschaltung (112, 114) jeweils vom SWCONF-A-Register (92, 94) mit den PA- und SA-Signalen geliefert, wobei diese Signale die Durchschaltung entweder eines Signals auf dem Draht (99) (durch die Adaptergruppe (56)) oder eines Signals auf dem Draht (101) (durch die Adaptergruppe (58)) zu einer ODER-Torschaltung (120) ermöglichen.
Infolgedessen wird vom Ausgang der ODER-Torschaltung (120) der Auswahlschaltung (111) vom SW-A entweder ein ankommendes Signal vom primären Adapterbus (52) oder ein ankommendes Signal vom sekundären Adapterbus (48) zu PU-A zur weiteren Verarbeitung übertragen. Zwecks einer besseren Anpassung der logischen Niveaus findet diese Übertragung vorzugsweise durch einen Treiber (102) statt ähnlich den in Zusammenhang mit Fig. 7 erwähnten Treibern (102).
Es ist klar, daß die Auswahlschaltung (115) von SW-B die gleiche Funktion hat wie die Auswahlschaltung (111) von SW-A und daß sie dementsprechend symmetrisch aus UND-Torschaltungen (116, 118), die mit einer ODER-Torschaltung (122) verbunden sind, aufgebaut ist.
Fig. 9 zeigt, wie bidirektionelle Signale zwischen den PUs PU-A, PU-B und den Adaptergruppen übertragen werden.
Der Aufbau der SW-Teile für jede bidirektionelle Leitung ist gezeigt. Tatsächlich sind die SW-Teile SW-A und SW-B der Steuereinheit für jedes bidirektionelle Signal eine Kombination der in den Fign. 7 und 8 für jeweils abgehende und ankommende Signale gezeigten Aufbauformen, wobei die genannten Aufbauformen parallel verbunden sind.
Zum Beispiel weist SW-A für jedes bidirektionelle Signal, das zwischen PU-A und einer Adaptergruppe übertragen werden soll, für die abgehende Richtung folgendes auf: eine Empfängerschaltung (103), die mit einem Draht (91) des primären Busses (42) und einer Torschaltung verbunden ist, die aus UND-Torschaltungen (104, 106) zum Durchlassen eines abgehenden Signales zum primären Bus (52) oder sekundären Bus (48) über Treiber (102) besteht.
Für die Übertragung von ankommenden Signalen von einer der Adaptergruppen zu PU-A, weist SW-A Empfängerschaltungen (100) auf, deren Eingänge (140) parallel mit den Ausgängen (142) der Treiber (102), die zur Übertragung der abgehenden Signale verwendet werden, verbunden sind.
Ähnlich zu Fig. 8 werden die Ausgänge dieser Empfängerschaltungen (100) mit einem der Eingänge von zwei UND-Torschaltungen (112, 114) verbunden, deren Ausgänge zur Erzielung einer ODER-Funktion mit einer ODER-Torschaltung (120) verbunden sind. Der Ausgang der ODER-Torschaltung (120) wird dann zu PU-A über einen Treiber (102) übertragen.
Es ist deutlich, daß SW-B den gleichen Aufbau aufweist wie SW-A und die gleiche Schaltungsfunktion ausführt, jedoch zwischen PU-B und den Adaptergruppen.
Es ist jedoch zur Übertragung von bidirektionellen Signalen auf einigen der Drähte zwischen jedem PU-Teil und seiner primären oder sekundären Adaptergruppe nötig, daß die Richtung der Übertragung innerhalb jedes Schalterteiles zu jedem Moment angezeigt wird. Infolgedessen wird ein spezielles abgehendes Signal W (schreiben) durch PU-A auf der Leitung (144) verwendet, wobei das Signal W dauernd zur Verfügung gestellt wird. Symmetrische Mittel werden innerhalb PU-B verwendet (Leitung 146). Dieses Signal W allein wird als Vorbereitungskommando für den Empfänger (103) (Fig. 9) verwendet. Das Signal W wird auch vom Inverter (130) invertiert, der entsprechend ein Lesesignal liefert, das als Vorbereitungskommando für den Treiber (102), der parallel mit dem genannten Empfänger (103) verbunden ist, verwendet wird.
Des weiteren wird das Schreibsignal W zur Erzielung einer UND-Funktion mit den Signalen PA und SA, die wie oben beschrieben vom SWCONF-A-Register geliefert werden, in entsprechenden UND-Torschaltungen (132) und (138) kombiniert. Dies ergibt zwei Kommandosignale P.W und S.W, welche jeweils einem Eingang von UND- Torschaltungen (104, 106) zugeführt werden. In ähnlicher Weise wird das Lesesignal R zur Erzielung einer UND-Funktion mit den Signalen P und S, die vom SWCONF-A-Register zur Verfügung gestellt werden, in entsprechenden UND-Torschaltungen (134) und (136) kombiniert. Dies ergibt zwei Kommandosignale PA.R und SA.R, die jeweils einem Eingang von UND-Torschaltungen (112, 114) zugeführt werden.
Aus diesem Aufbau ergibt sich entsprechend den in Fig. 6 gezeigten erlaubten Werten von PA und SA, daß das Signal auf der Leitung (91) ein abgehendes Signal ist, wenn das Signal W auf Leitung (144) vorliegt (W = 1), und daß das Signal zum primären Bus (52) oder sekundären Bus (48) übertragen wird entsprechend dem Wert der PA- und SA-Signale, die vom SP zu SA übertragen werden.
Wenn zum Beispiel W = 1 und PA = 1, während SA = 0 (Normalmodus), wird das vom PU-A übertragene Signal durch den Empfänger (103) geleitet und erreicht die UND-Torschaltung (104). Von dort wird es nur durch den Treiber (102), der mit der UND-Torschaltung (104) verbunden ist, geleitet, da PA.W = 1 und SA.W = 0, und es wird daher zum primären Bus (52) der zu der primären Adaptergruppe führt, geleitet.
Nach einem anderen Beispiel, wenn W = 1, während PA = 1 und SA = 1 (Rückfallmodus auf PU-A), wird das vom PU-A übertragene Signal durch beide UND-Torschaltungen (104, 106) geleitet, da PA.W = 1 und SA.W = 1. Es wird daher sowohl den primären Bus (52), der zu der primären Adaptergruppe führt, als auch den sekundären Bus (48), der zu der mit PU-B und SW-B verbundenen Adaptergruppe führt, erreichen.
In einem weiteren Beispiel, in dem ein ankommendes Signal durch eine Adaptergruppe zu einer der PUs PU-A oder PU-B übertragen werden soll, entsprechend der Entscheidung des SP, wird das ankommende Signal eine gegebene PU nur erreichen, wenn das Lesesignal vorliegt: R = 1.
Wenn das ankommende Signal durch die primäre Adaptergruppe (56) (Fig. 4) auf einem Draht des primären Busses (52) zur Verfügung gestellt wird, erreicht es sowohl SW-A als auch SW-B (auf dem sekundären Bus (46)). Es erreicht also den eingebenden Empfänger (100) vom SW-A und den eingebenden Empfänger (150) vom SW-B. Danach, wenn PA = 1 und SB = 0 (Rückfall-A-Modus), wird das ankommende Signal durch die UND-Torschaltung (112) vom SW-A geleitet und erreicht PU-A über die ODER-Torschaltung (120) und den Treiber (102), während das genannte Signal an den Durchgang durch die UND-Torschaltung (118) von SW-B gehindert ist, da SB = 0 und SB.R = 0 (positive Logik).
Natürlich ist es nicht nötig, alle möglichen Operationsphasen der SW-Teile SW-A und SW-B hier zu beschreiben, doch können diese leicht erhalten werden mit dem zuvor beschriebenen Aufbau des Schalters, wenn die Signale PA, SA, PB, SB und W, R alle gültigen Werte annehmen.
Unter den 16 verschiedenen Kombinationen der Werte PA, SA, PB, SB, sind jedoch einige ungültig, da sie zu Konflikten auf den Bussen führen würden. Wenn zum Beispiel W = 1 (abgehende Signale) und wenn PA = 1, muß das in SW-B verfügbare Signal SB niedrig sein: wenn der logische Wert von SB gleich 1 würde, während PA = 1, würde dies bedeuten, daß beide SW-Teile abgehende Signale auf den Bussen (52 und 46) über zugehörige Treiber (102 und 152 (Fig. 9) übertragen könnten. Dies würde zu Konflikten auf dem Bus (52) führen, da der Bus (46) damit verbunden ist.
Außerdem müssen die Treiber (102) und (152) technologisch flackerfrei sein, wenn deren Speisung an - oder abgeschaltet wird, da ihre Ausgänge zusammen durch Busse (52, 46) verbunden sind, und sie müssen eine hohe Impedanz zeigen, wenn die Speisespannung abgeschaltet ist, um Interaktionen zu vermeiden. Dasselbe gilt für die Treiber, die mit den Bussen (54, 48) verbunden sind.
Obwohl der Aufbau der Steuereinheit wie er im Detail in Fig. 9 dargestellt ist, die Ausführung der Grund-Schaltfunktionen zwischen zwei PUs und zwei Adaptergruppen gestattet, weist die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung mehrere zusätzliche Merkmale zur Erzielung einer zuverlässigen Arbeitsweise der Steuereinheit auf.
Diese zusätzlichen Merkmale sollen nun unter Zuhilfenahme der Fign. 10 bis 13 beschrieben werden.
In allen vorhergehenden Weiterbildungen wurde angenommen, daß es für den SP immer möglich ist, zu den Kippschaltungen (92, 94, 96, 98) der SWCONF-Register zur Definition des Operationsmodus der Steuereinheit einen Zugang zu finden. Dies kann jedoch in manchen Fällen schwierig sein, und die vorgesehenen zusätzlichen Merkmale zielen dahin, eine sehr zuverlässige Ladung und Steuerung der genannten SWCONF-Register zu ermöglichen. In der Steuereinheit ist der aktuelle Konfigurationsstatus von jedem Schalterteil in seinem SWCONF-Register (Fig. 9) gespeichert. Es wäre sehr gefährlich, was die Verfügbarkeit des Systems betrifft, den Inhalt der SWCONF-Register durch einfache, vom SP (14) ausgegebene Kommandos zu ändern.
Es muß also vom SP ein mehr komplexes Verfahren verwendet werden, das die Bestätigung der verschiedenen Inhalt der Kommandoregister einschließt, um unerwartete Modifikationen der SWCONF-Register, die durch Hardware - oder Software-Ausfälle im Serviceprozessor verursacht werden, zu minimieren.
Dieses Ziel wird durch die in Fig. 10 gezeigten Status-Steuermittel erreicht, die sich nur auf einen SW-Teil (z.B. SW-A) der Einfachheit halber beziehen, wobei es selbstverständlich ist, daß die gleichen Merkmale auch innerhalb SW-B vorhanden sind.
SW-A weist zwei zusätzliche Register NEWCONF ( NEW CONFIGURATION) und ACTCONF ( ACTIVATE CONFIGURATION) auf, die beide zwei Zellen (190, 191) und (200, 202) aufweisen. Diese Register NEWCONF und ACTCONF sind vom Serviceprozessor (nicht gezeigt) aus über Drähte (201, 203, 205, 208) zugreifbar, über die der Inhalt der Register geändert werden kann, um jedem Wechsel in der Schalterkonfiguration (Fig. 10) Rechnung tragen zu können. Auf diese Weise kann also das NEWCONF-Register (190, 191) mit den P, S Bits geladen werden, die der erwarteten Konfiguration entsprechen, wobei das ACTCONF-Register (200, 202) dasselbe Konfigurationsmuster haben muß, wie es im Register NEWCONF angezeigt ist, wenn eine Kippschaltung ACTSW (ACTIVATE SWITCH) (218) auf EIN gesetzt ist. Daß in den beiden Registern NEWCONF und ACTCONF der gleiche Inhalt gespeichert ist, wird von Vergleichern (204, 206) getestet, deren Ausgänge in einer UND-Torschaltung (208) zusammen mit dem Status der ACTSW-Kippschaltung (218) kombiniert werden.
Der Inhalt der SWCONF- und NEWCONF-Register wird außerdem durch die XOR-Torschaltungen (210, 212) verglichen, deren Ausgänge über ein WORKCONF-Register (224, 226) (weiter unten beschrieben) zu UND-Torschaltungen (214, 216) zusammen mit dem Ausgang der oben erwähnten UND-Torschaltung (208) geleitet werden. Als Folge davon werden die neuen Werte (P, S) zur Bestimmung der neuen Konfiguration von SW vom NEWCONF-Register (190, 191) nur dann in das SWCONF-Register (192, 194) gebracht, wenn die neue Konfiguration verschieden ist von der gegenwärtig im SWCONF-Register gespeicherten, und wenn der SP zugleich (mittels ACTCONF und ACTSW) die Übertragung der neuen Konfiguration in das SWCONF-Register (192, 194) gestattet.
Beim Vorliegen einer Ungleichheit zwischen NEWCONF und ACTCONF bleibt das SWCONF unverändert.
In ähnlicher Weise wird SWCONF nur geändert, wenn die Speicherinhalte von NEWCONF und ACTCONF verschieden sind vom gegenwärtig im SWCONF gespeicherten Bitinhalt.

UNTERBRECHUNGSFREIE SCHALTEROPERATION

Gemäß der vorhergehenden Beschreibung wird das SWCONF-Register eines gegebenen SW-Teiles auf den neuesten Stand gebracht, sobald der SP die Register NEWCONF und ACTCONF mit den Werten geladen hat, die der neuen erwarteten Konfiguration entsprechen, und wenn die ACTSW-Kippschaltung auf EIN gesetzt ist.
Es ist in der Tat wichtig sicherzustellen, daß diese Operation unterbrechungsfrei verläuft. Wenn beispielsweise ein Wechsel in der SW-Konfiguration durchgeführt werden muß vom Duplexnormalmodus zum Rückfall-B-Modus, darf dieser Wechsel die Operation vom PU-B mit seiner eigenen Adaptergruppe (58) (Fig. 7) nicht stören. Es ist in diesem Falle also nötig, den Konfigurationswechsel durchzuführen, während keine Aktivität auf dem von PU-B durch SW-B betriebenen Adapterbus stattfindet. Zwei mögliche Alternativen können nun in bezug auf die Hauptbusse (42, 44) zwischen den Schalterteilen und den PU-Teilen betrachtet werden:
- Über die SP-Steuerung kann eine spezielle (nicht gezeigte) "Busabschaltleitung" vom SW-Teil zu seinem zugeordneten PU-Teil hochgeschaltet werden, gerade bevor eine Konfigurationsänderung vom SP durchgeführt werden soll. Die PU muß sodann ihre laufende Datenübertragung (falls vorhanden) beenden und ebenso die Behandlung von jeder neuen Übertragungsanforderung von den Adaptern beenden. Der Konfigurationswechsel findet also in einem "Schaltfenster" statt, das vom Hochschalten der Busabschaltleitung definiert wird, und es werden keine weiteren Datenübertragungen bewilligt.
- Häufig ist es nicht möglich, eine neue Busleitung (wie die zuvor erwähnte Busabschaltleitung) hinzuzufügen. Es bestehen jedoch gebräuchliche Bussteuerungsleitungen, die anzeigen, daß eine Busaktivität abläuft, und es somit gestatten, einen Ablauf zu entwerfen, der eine unterbrechungsfreie Schalteroperation gewährleistet.
Eine solche Bussteuerungsleitung, genannt "ablaufende Operation" (225) ist in Fig. 11 gezeigt. Die Leitung wird von der PU zu Beginn von jeder Datenübertragung aktiviert. In diesem Falle wird das Schaltfenster vom inaktiven Zustand der Leitung "ablaufende Operation" definiert.
Fig. 11 zeigt, wie das Signal "SCHALTFENSTER" als Eingang einer UND-Torschaltung (208) verwendet wird, deren Ausgang hoch sein muß, um die Änderung des Inhalts von SWCONF (192, 194) durch NEWCONF (190, 191) zu gestatten.
Ein Schaltfenster (in dessen Dauer die Werte von P und S geändert werden können, um einen Wechsel im Operationsmodus der Steuereinheit zu erzielen) ist jedoch definiert durch die logische Kombination der Inhalte des NEWCONF-Registers (88) und der I/O-Leitung (225, Fig. 11). Genauer gesagt, werden die richtigen Werte von P und S an den Ausgängen der UND-Torschaltungen (228, 230) erhalten, welche den Operationsmodus nach der Schaltoperation definieren, und unter der Voraussetzung, daß an den Eingängen der genannten UND-Torschaltungen (228, 230) die geeigneten Werte anliegen: I/O-Leitung (225) hoch (d.h. PU inaktiv), Ausgang des Inverters (234) hoch, und SWCONF-Register (88) enthält dieselben Werte wie das NEWCONF-Register.
Es muß jedoch der Fall vermieden werden, in dem die Leitung "ablaufende Operation" gerade aktiv wird, nachdem das Schaltfenster aktiviert wurde. Zu diesem Zwecke ist ein Register WORKCONF (224, 226) vorgesehen, dessen Inhalt von (0, 0) verschieden ist, wenn NEWCONF verschieden ist von SWCONF (ablaufender Konfigurationswechsel). Die Ausgänge von beiden Kippschaltungen (224, 226) gelangen an Eingänge einer ODER-Torschaltung (232), deren Ausgang vom Inverter (2349 invertiert wird Der Ausgang des Inverters (234) ist also nur hoch, wenn beide WORKCONF-Kippschaltungen Null sind. Dieses Ereignis wird verwendet zur Übertragung des Signales "ablaufende Operation" auf der Leitung (225) durch die UND-Torschaltungen (228, 230).
Solange das Register WORKCONF nicht lauter Nullen speichert, verhindert das Ausgangssignal des Inverters (234) die Übertragung des Signales "ablaufende Operation", und gestattet somit einen Konfigurationswechsel.

RÜCKSTELL-LEITUNG

Wenn der SP entscheidet, eine Schaltoperation vom Duplex- auf Rückfallmodus nach dem Ausfall einer der PUs durchzuführen, ist der Adapterbus, der mit der ausgefallenen PU verbunden ist, und der auf die noch arbeitsfähige PU geschaltet werden soll, in einem unbekannten Zustand. Es ist deshalb notwendig, eine Rückstelloperation für den Adapterbus durchzuführen, bevor die SW-Konfiguration geändert werden kann. Dies erfolgt durch die Aktivierung einer speziellen Adapterbusleitung, genannt Rückstell-Leitung (Fig. 12). Beim Erhalt dieses Signales stellt jeder Adapter seine Busschnittstelle zurück. D.h. es sind keine Steuerungs-, Daten-, Anf orderungs- oder Unterbrechungs- Leitungen mehr auf dem Adapterbus aktiv, und jeder mit der ausgefallenen PU verbundene Adapter ist somit bereit, nach dem Rückstellen des Adapterbusses ein Kommando von der noch arbeitsfähigen PU nach der Umschaltung anzunehmen.
Diese Adapterbus-Rückstelloperation ist unbedingt nötig, um jede Störung auf dem Adapterbus, mit dem der gegenwärtig gestörte Adapterbus nach dem Umschalten verbunden wird, zu vermeiden.
Normalerweise erfolgt das Rückstellen des Adapterbusses, der mit einem gegebenen PU-Teil und SW-Teil verbunden ist, durch den SP über den genannten SW-Teil.
Es kann jedoch vorkommen, daß der Ausfall, der einen Rückfallmodus notwendig macht, von der Art ist, daß der SP die Rückstell-Leitung des ausgefallenen SW-Teiles zum Rückstellen des entsprechenden Adapterbusses nicht verwenden kann.
Das ist insbesondere dann der Fall, wenn der Ausfall auf eines der SW-Teile (und nicht auf ein PU-Teil) zurückzuführen ist. Um eine Adapterbus- Rückstelloperation in allen Fällen zu gewährleisten, ist der SW derart aufgebaut, daß der SP jeden Adapterbus über irgendeinen SW-Teil und unabhängig von der SW-Konfiguration zurückstellen kann.
Um dies zu erreichen, weist jeder SW-Teil, wie in Fig. 12 gezeigt ist, ein BUSCLEAR-Register (240) auf, das mit dem SP verbunden ist, wobei das BUSCLEAR- Register ein RESET-P-, und ein RESET-S-Signal erzeugen kann. Um die Zuverlässigkeit bei der Erzeugung eines Rückstellsignales zu erhöhen, weist jedes BUSCLEAR-Register vier Bits auf: zwei Busclear-Bits (1, 2) müssen gleichzeitig aktiviert sein, um das RÜCKSTELL-P-Signal zu erzeugen, und zwei Busclear-Bits (3, 4) müssen gleichzeitig aktiv sein, um das RÜCKSTELL-S-Signal zu aktivieren.
Dies ermöglicht dem SP Diagnoseprogramme (außerhalb der vorliegenden Erfindung) abzuarbeiten, und einen vollständigen BUSCLEAR-Registertest ohne die tatsächliche Erzeugung eines RÜCKSTELL-Signales durchzuführen, und zwar einfach durch das Lesen der BUSCLEAR-Registerbits nacheinander und deren Überprüfung. Die RÜCKSTELL-P- und RÜCKSTELL-S-Signale werden von den SW-Teilen auf besonderen Leitungen der primären Busse (52, 54) oder sekundären Busse (46, 48), wie in Fig. 3 gezeigt, ausgegeben.

SCHALTER-ABTRENNUNG

im Falle eines schwerwiegenden Ausfalles in einem SW-Teil (SP-Steuerungsbus-Ausfall oder SW-Teil interner Fehler) ist es notwendig, über einen direkten Weg zu verfügen, den Adapterbus von diesem SW-Teil abzutrennen, um eine Rückfall-Rekonfiguration zu gestatten.
Der SP verwendet deshalb, wie in Fig. 13 gezeigt, zwei spezielle Leitungen (250, 252), eine pro SW-Teil, genannt "ABTRENNEN SW-A" und "ABTRENNEN SW-B".
In jedem SW-Teil wird das entsprechende Signal "ABTRENNEN SW" in einer "ABTRENNUNGS-KIPPSCHALTUNG" (254, 256) verriegelt, deren Ausgang zusammen mit den Signalen PA, SA, PB, SB, die von den (nicht gezeigten) SWCONF-Registern geliefert werden, den Eingängen von (260, 262, 264, 266) zur Durchführung einer UND- Operation zugeführt wird. Unabhängig vom Status der genannten Signale PA, SA, PB, SB kann jede abgehende oder bidirektionelle Leitung (268, 270) logisch abgetrennt werden, sobald eine ABTRENNUNGS-KIPPSCHALTUNG (254, 256) ein Null-Signal zu den UND-Torschaltungen (272, 274, 276, 278) durch die UND-Torschaltungen (260, 262, 264, 266) sendet.
Dies entspricht einer physischen Abtrennung (wie der Abschaltung oder Entfernung eines SW-Teiles) desjenigen SW-Teiles der der aktiven ABTRENNUNGS-KIPPSCHALTUNG entspricht.
Jede Kippschaltung (254, 256) kann weiters durch ein Kommando vom anderen SW-Teil über die Leitungen (280, 282) zurückgestellt werden, wobei das genannte Kommando den Status der ABTRENNUNGS-KIPPSCHALTUNG eines gegebenen SW-Teiles (gleichwertig einer Wiederanschaltung des genannten SW-Teiles) zurückstellt.
Das Rückstellkommando, das von einem gegebenen SW-Teil zu dem anderen SW-Teil gesendet wird, wird von zwei zugewiesenen Registern RDISC (Rückstell-Abtrennung) (284) für SW-A und (286) für SW-B erzeugt, sowie von CRDISC (Rückstell-Abtrennungs-Bestätigung) (288) für SW-A und (290) für SW-B.
Zur Erzielung einer besseren Zuverlässigkeit und Wartung müssen jeweils zwei Bits in beiden RDDDISC- und CRDISC-Registern von jedem Schalterteil aktiv sein, um ein Rückstellen der DISC-Kippschaltung des anderen SW-Teiles zu gestatten.
Gemäß den oben beschriebenen Merkmalen würde eine Umschaltoperation vom Duplex-Normalmodus zum Duplex-Rückfall-B-Modus (z.B. wenn PU-A ausfällt) die folgenden Stufen durchlaufen:
1. Stelle den Adapterbus (52), der mit dem inaktiven PU-Teil (26) verbunden ist, zurück, um Konflikte auf dem genannten Bus (infolge von fehlerhaften Werten) zu vermeiden, wenn er mit dem aktiven PU-Teil (28) verbunden werden soll.
2. Trenne den Adapterbus (52) vom inaktiven PU-Teil (PU-A) ab. Dies würde erfordern:
- Schreiben von Nullen in das NEWCONF-Register (88) des SW-Teiles (SW-A), der dem ausgefallenen PU-Teil (PU-A) entspricht.
- Schreiben von Nullen in das ACTCONF-Register (200, 202) desselben SW-Teiles (SW-A).
- Setze die ACTSW-Kippschaltung (218) des SW-Teiles, der dem ausgefallenen PU-Teil entspricht auf EIN.
Wenn diese Operationen keinen Erfolg zeitigen (d.h. wenn SW-A auch ausgefallen ist), wird es notwendig, ein SCHALTER-ABTRENNUNGS-Kommando durch den SP erzeugen (wie in bezug auf Fig. 13 beschrieben wurde), um eine wirkliche Abtrennung von PU-A von ihrem zugewiesenen Adapterbus (52) zu erzielen.
3. Verbinde den Adapter (52) mit dem noch arbeitsfähigen PU-Teil (PU-B) über den sekundären Bus (48).
Dies bedeutet, daß alle Adapter der Adaptergruppe (56) auf die PU-B zurückfallen. Diese Operation macht es notwendig, daß der Serviceprozessor die folgenden Operationen durchführt:
- Schreiben von lauter Einsen in das NEWCONF-Register (90) des SW-Teiles (SW-B), der der noch aktiven PU (PU-B) entspricht.
- Schreiben desselben Inhaltes in das ACTCONF- Register von SW-B, der auch im NEWCONF-Register von SW-B gespeichert ist.
- Setzen der ACTSW-Kippschaltung desselben SW-Teiles (SW-B) auf EIN.
- Rückstellen der ACTSW-Kippschaltung des genannten SW-Teiles (SW-B).
Nachdem diese Operationen von SP durchgeführt wurden, ist die Steuereinheit im Rückfall-B-Modus, und sind alle Adapter von beiden Adaptergruppen (56, 58) mit PU-B über SW-B verbunden. Dies gestattet eine Fixierung der PU-A, wenn nötig, und hierauf kann eine umgekehrte Umschaltoperation durchgeführt werden: vom Duplex-Rückfall-B-Modus auf den Duplex-Normalmodus, mit zwei Phasen analog den oben beschriebenen:
- Abtrennung des sekundären Busses (48), der die Adaptergruppe (56) mit dein aktiven PU-Teil (PU-B) verbindet.
- Wiederanschalten der genannten Adaptergruppe (56) an den anderen PU-Teil (PU-A) über den primären Bus (52).
Es muß festgestellt werden, daß die Umschaltung vom Duplex-Rückfall-Modus auf den Duplex-Normalmodus zunächst die Rückstellung des Adapterbusses nicht notwendig macht: da er unmittelbar vorher mit einer aktiven PU verbunden war, sollte er im Normalfall keine fehlerhaften logischen Signale auf seinen Leitungen aufweisen.

Claims

1. Steuereinheit mit einer Verarbeitungseinheit (12, PU) und einer Vielzahl von Adaptern (18), mit denen die genannte PU Daten und/oder Steuersignale auf zuverlässige Art auszutauschen hat, wobei die genannte PU ein Steuerprogramm betreibt und mit einem Serviceprozessor versehen ist, der mit der PU verbunden ist und ihren Status überwacht, wobei die Adapter (18) aufgeteilt sind in zumindest zwei Gruppen (56, 58) und die PU (12) in ähnlicher Weise aufgeteilt ist in zumindest zwei unabhängige PU-Teile (26, 28) PU-A, PU-B, worin ferner eine gegebene Gruppe von Adaptern mit einem gegebenen PU-Teil durch ein Busschaltgerät (30) verbunden ist, welches fähig ist, jede gegebene Gruppe von Adaptern mit einem zugewiesenen PU-Teil über einen primären Bus (52, 65) zu verbinden, sowie jede andere Gruppe von Adaptern zu demselben PU-Teil über sekundäre Busse (46, 48),

dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Busschaltgerät (30) zumindest zwei unabhängige Schalterteile SW-A (38), SW-B (40) enthält, wobei jedes Gerät mit einem zugewiesenen PU-Teil PU-A (26), bzw. PU-B (28) verbunden ist und ein Schalter- Konfigurationsregister SWCONF-A (88), bzw. SWCONF-B (90) aufweist, wobei jedes der genannten SWCONF-Register durch den Serviceprozessor (14) mit binären Werten geladen werden, die die folgenden Betriebsmoden der Steuereinheit in Abhängigkeit vom Status jedes PU-Teiles unter Überwachung durch den Serviceprozessor (14) definieren:

ein NORMAL-Modus, worin jeder Verarbeitungseinheit- Teil (26, 28) mit einer zugewiesenen Adaptergruppe (56, 58) über seinen bezüglichen Schalterteil (38, 40) und seinen bezüglichen Primärbus (52 oder 54) verbunden ist, wobei die sekundären Busse (46, 48) inaktiv sind, sowie

RÜCKFALL-Moden (RÜCKFALL-A/RÜCKFALL-B-Moden), worin ein PU-Teil und/oder zugewiesener Schalterteil (PU-B und/oder SW-B) inaktiv ist, wobei zwei Adaptergruppen (56, 58) mit einem aktiven PU-Teil (PU-A (26) über ihre zugewiesenen Schalterteile SW-A (38) und die entsprechenden primären und sekundären Busse (52, 48) verbunden sind, und wobei der primäre Bus (54), der mit dem inaktiven PU-Teil und/oder zugewiesenen Schalterteil verbunden ist, inaktiv ist.

2. Steuereinheit nach Anspruch 1, worin die Anzahl der Schalterteile (38, 40) und die Anzahl der PU-Teile (26, 28) gleich ist der Anzahl von Adaptergruppen.

3. Steuereinheit nach Anspruch 1 oder 2, worin die genannten SWCONF-Register (88, 90) jeweils zwei Kippschaltungen (92, 94 und 96, 98) umfassen, die vom Serviceprozessor (14) über Kommandobusse (36) mit logischen Werten geladen werden, die dem Operationsmodus der Steuereinheit entsprechen, wie er vom Serviceprozessor ausgewählt wurde.

4. Steuereinheit nach Anspruch 3, worin die Ausgangssignale der genannten Kippschaltungen (92, 94 und 96, 98) der SWCONF-Register als Torsignale (PA, SA) und (PB, SB) in paralleler Form Torschaltungen (104, 106) von SW-A und (108, 110) von SW-B zugeführt werden, welche die von den Teilen PU-A und PU-B der Verarbeitungseinheit übertragenen Daten zu den Adaptergruppen (56, 58) weiterleiten.

5. Steuereinheit nach Anspruch 4, worin jeder Schalterteil SW-A (38) und SW-B (40) eine Auswahlschaltung (111, bzw. 115) pro Signal, das von den Adaptergruppen (56, 589 geliefert wird, und zu der PU-A (26) (bzw. PU-B (28)) übertragen werden soll, aufweist, wobei die genannten Auswahlschaltungen (111 und 115) auf die Torsignale (PA, SA) und (PB, SA) ansprechen, indem sie unter zwei ankommenden Signalen (d.h. ein Signal pro Adaptergruppe) das eine Signal, das zu der PU-A (26) (bzw. PU-B (28)) übertragen werden soll, in Übereinstimmung mit dem Inhalt beider SWCONF-Register (88, 90) auswählen.

6. Steuereinheit nach Anspruch 5, worin jede der genannten Auswahlschaltungen (111 und 115) zwei UND-Torschaltungen (112, 114) (bzw. (116, 118)), und eine ODER-Torschaltung (120) (bzw. (122)) aufweisen, wobei jede UND-Torschaltung ein ankommendes Signal, das von einer Adaptergruppe (56, 58) übertragen wird und ein Torsignal (PA, SA) (bzw. (PB, SB)) empfängt, und wobei der Ausgang der UND-Schaltung mit einem der Eingänge der ODER-Torschaltung (120) (bzw. (122)) verbunden ist.

7. Steuereinheit nach Anspruch 4, worin jeder Schalterteil SW-A- oder SW-B- Torschaltungen (111, 115) aufweist, die in paralleler Form verbunden sind, und zur Übertragung von bidirektionellen Signalen zwischen den Teilen der Verarbeitungseinheit (26, 289 und den Adaptergruppen (56, 58) dienen.

8. Steuereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7, worin jeder Schalterteil Statussteuermittel enthält, die ein NEWCONF-Register (190, 191), ein ACTCONF-Register (200, 202) und eine ACTSW-Kippschaltung (218) aufweisen, welche Kippschaltung mit dem SP (14) zur Steuerung der Ladung der SWCONF-Register (192, 194, 196, 198) mit den binären Werten, die dem neuen Operationsmodus der Steuereinheit entsprechen, verbunden ist.

9. Steuereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 8, worin jeder Schalterteil (38, 40) ein BUSCLEAR-Register (240) enthält, das mit dem SP (14) zur Erzeugung von RÜCKSTELL-P- und RÜCKSTELL-S-Signalen verbunden ist, die von irgendeinem Schalterteil auf irgendeinen primären oder sekundären Bus (52, 54, 46, 48) zur Rückstellung des Busses nach jedem Wechsel im Operationsmodus der Steuereinheit ausgegeben werden.

10. Steuereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 9, worin jeder Schalterteil (38, 40) eine ABTRENNUNGS-KIPPSCHALTUNG (254, 256) enthält, die mit dem SP (14) über zwei spezielle Leitungen DISC-SW-A (250) und DISC-SW-B (252) zur direkten Abtrennung der genannten Schalterteile durch den Serviceprozessor im Falle eines internen Ausfalles eines SW-Teiles verbunden sind.

11. Protokoll zum Betreiben der Steuereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 10,

dadurch gekennzeichnet, daß

wenn ein gegebener PU-Teil oder SW-Teil ausfällt, der Übergang vom Normalmodus zum Rückfall-Modus die folgenden Schritte aufweist:

- Rückstellen des primären Busses, der eine Adaptergruppe mit einem ausgefallenen PU-Teil oder SW-Teil verbindet,

- Abtrennen des genannten primären Busses von dem genannten ausgefallenen PU-Teil oder SW-Teil,

- Wiederverbindung der genannten Adaptergruppe mit dem noch arbeitsfähigen PU-Teil über den entsprechenden sekundären Bus.