DE2917441C3 - Verfahren und Schaltungsanordnung zur datenwegunabhängigen Reservierung, Freigabe und Wiederverbindung nach Unterbrechung von Ein- und/oder Ausgabegeräten und Speichergeräten in einem datenverarbeitenden Multiprozessorsystem - Google Patents
Verfahren und Schaltungsanordnung zur datenwegunabhängigen Reservierung, Freigabe und Wiederverbindung nach Unterbrechung von Ein- und/oder Ausgabegeräten und Speichergeräten in einem datenverarbeitenden MultiprozessorsystemInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und eine Anordnung
nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 3.
Beim bisherigen Stand der Technik, wie er z. B. in der US-Patentschrift 37 25 864 beschrieben ist, wurde für
die Datenübertragung von und zu einer Zentraleinheit, im folgenden kurz CPU genannt, und der angesteuerten
(adressierten) Speicherstelle in einem Speichergerät eine Verbindung benutzt, zu der ein sogenannter Kanal,
eine mit dem Kanal kommunizierende Steuereinheit auf der einen Seite und auf der andern Seite angewählte
Speichergeräte gehören, die asynchron arbeiten. Das Betriebssystem, d. h. das Steuerprogramm der CPU,
leitete diese Datenübertragung durch eine START-I/O-Instruktion
ein. Dadurch wurde die Steuerung einer Folge von Kanalbefehlen (CCW) überlassen. Eine
weitere Folge oder Kette von Kanalbefehlen wurde dann von der CPU über den Kanal an die Steuereinheit
gesendet, um den Speicher zu wählen und anzusteuern, sowie die Datenbewegung über die Schnittstelle zu
bewirken.
Wie in der erwähnten Patentschrift gezeigt wird, konnte eine Zentraleinheit (CPU) an ein Peripheriegerät
nur über diesen zugeordneten Datenweg für ein gegebenes Kanalprogramm angeschlossen werden. Für
die Trennung und den Wiederanschluß über einen anderen Weg mußte eine neue START-I/O-Operation
ausgeführt werden. Das Auffinden und die Wahl des Weges auf der Ebene der CPU belegte somit einen
beträchtlichen Teil der Verarbeitungszeit der Zentraleinheit für jede START-I/O-Operation. Bisher erschienen
solche Einzelwegverbindungen für einzelne Transaktionen von Daten ausreichend.
In der erwähnten Patentschrift wird auch die adaptive Trennung und Wiederverbindung der Kanäle und
Peripheriegeräte beschrieben, wodurch die CPU und die Gerätezuordnung wegunabhängig werden. Das geschieht
in dem beschriebenen System durch die Verwendung mehrerer Kanäle für die Planung und
Ausführung von E/A-Programmen. Jeder Kanal oder jede Kanalsteuereinheit kann logisch mit einem
Peripheriegerät über eine Art Kreuzschienenschalter verbunden werden. E/A-Aufgaben werden in eine für
die Kanäle gemeinsame Warteschlange gesetzt Die Kanäle holen die Aufgaben aus der Warteschlange
heraus und führen die zu den Aufgaben gehörenden Kanalprogramrne aus. Während der latenten Perioden
der Gerätetätigkeit werden die den Geräten entsprechenden Kanalprogramme in Gerätewarteschlangen
eingereiht Dadurch wird der Kanal zwischenzeitlich für andere Aufgaben freigesetzt Wenn das Gerät an einem
Punkt ankommt, wo das Kanalprogramm fortgesetzt werden kann, beginnt irgend ein freier Kanal, der zu
dem Gerät Zugriff hat, das Programm von neuem, indem er es aus der Gerätewarteschlange herausnimmt
und dadurch die Ausführung des Programmes wieder aufnimmt.
In der bisherigen Technik wurden auch öfters Anordnungen beschrieben, die den Speicher und die
Übertragungseinrichtungen gemeinsam benutzen. Auch Multiprozessorsysteme wurden entsprechend eingerichtet.
In der US-Patentschrift 35 81 286 wird beispielsweise die Vielfachschaltung der Kanäle und ihrer
Steuereinheiten beschrieben, während in der US-Patentschrift 40 04 277 der Einsatz der Steuereinheit für
die Wahl des Datenweges von den Peripheriegeräten zur CPU über einen sogenannten intelligenten Schalter
beschrieben wird. Dadurch kann eine zweite CPU einen Teil des Betriebssystems einer ersten CPU durch die
Adressierung von Rückgriffspeichern benutzen, wenn diese off-line geschaltet sind. Beispiele für die
Konfigurationssteuerungen in Muitiprozessorsystemen finden sich in den US-Patentschriften 37 68 074.
33 86 082 und 39 34 232.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur datenwegunabhängigen Reservierung,
Freigabe und Wiederverbindung von gemeinsam benutzten Ein- und Ausgabegeräten und Speichern in
einem Multiprozessorsyst?m zu schaffen, bei dem die Kanäle je nach anstehender Aufgabe variabel sowohl
den Prozessoren als auch den Ein- und Ausgabeeinheiten zugeordnet werden können, ohne daß der
technische Aufwand und Überwachungsprogrammaufwand zu groß wird suwie eine Schaltungsanordnung zur
Durchführung des Verfahrens zu schaffen.
Die erfindungsgemäße Lösung ergibt sich aus dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1. Weitere Merkmale
tind in den Ansprüchen 2 bis 6 gekennzeichnet.
In dieser Erfindung ist jede CPU ein Quellenknotenpunkt mit eineF Gmppe von Ausleitwegen (Kanälen).
Diese Wege werden von zusammenarbeitenden Steuer* Knotenpunkten (Steuereinheiten) aufgenommen, um in
einem Bestimmungsgerät zu enden. Jede CPU kann ein Gerät über einen Kanal reservieren und später eine
E/A-Operation mit demselben Gerät über einen anderen Kanal beginnen Wenn der erste Kanal
beispielsweise belegt ist, können die Operationen dennoch sofort eingeleitet werden und brauchen nicht
darauf zu warten, bis der erste Kanal wieder frei ist, wie es beim gegenwärtigen Stand der Technik noch
erforderlich ist Der wesentliche Punkt der Erfindung liegt darin, daß die Wahl des Datenweges mittels eines
Verfügbarkeitsverzeichnisses der Wege von der Steuereinheit her erfolgt Infolgedessen kann jetzt ein Gerät
von einem Kanal getrennt und später mit einem anderen Kanal für die Fortsetzung einer Folge von Befehlen
(CCW) wieder verbunden werden. Wenn ein Peripheriegerät eine ganze Befehlskette nicht über eine einzelne
Schnittstelle ausführen muß, wird es über den ersten freien Weg mit der einleitenden CPU verbunden.
Die Geräteverfügbarkeit im Speicheruntersystem, bezogen auf die Zentraleinheit, wird dadurch verbessert, daß verschiedene Datenweggruppen von Geräten und Zentraleinheiten dynamisch auf Grund eines zeitweiligen Unterordnungsverhältnisses zugeordnet werden. Dadurch wird die Wahrscheinlichkeit der Benutzbarkeit von Signalwegverbindungen durch die Peripheriegeräte zu den zugehörigen Zentraleinheiten .erbessert, die in die Wahl der reservierten Geräte oder d*_n Wiederanschluß des Gerätes und der Zentraleinheit einbezogen sind.
Die Geräteverfügbarkeit im Speicheruntersystem, bezogen auf die Zentraleinheit, wird dadurch verbessert, daß verschiedene Datenweggruppen von Geräten und Zentraleinheiten dynamisch auf Grund eines zeitweiligen Unterordnungsverhältnisses zugeordnet werden. Dadurch wird die Wahrscheinlichkeit der Benutzbarkeit von Signalwegverbindungen durch die Peripheriegeräte zu den zugehörigen Zentraleinheiten .erbessert, die in die Wahl der reservierten Geräte oder d*_n Wiederanschluß des Gerätes und der Zentraleinheit einbezogen sind.
Schließlich werden die Kanäle auch nicht langer mehr
als unabhängige logische Prozessoren, sondern als Bestandteil einer Gruppe kooperativer Kanäle betrachtet,
von denen jeder eine Aufgabe beginnen kann. Jeder Kanal kann auch eine Aufgabe wiederaufnehmen,
vorausgesetzt daß die oben beschriebenen äußeren Einrichtungen die Ausführung dieser Vernetzung
gestatten.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden anschließend
näher beschrieben.
Es zeigt
Es zeigt
F i g. 1 ein Paar Zentraleinheiten, die gemeinsam Zugriff zu einem Untersystem von Speichergeräten auf
herkömmliche Art haben,
F i g. 2 mehrere Zentraleinheiten, die ein gemeinsam benutztes Untersystem von Peripheriegeräten adressieren,
welches die erfindungsgemäße Einrichtung der dynamischen Zuordnung von Datenwegen enthält,
Fig. 3 Netzwerkbeziehungen unter den Zentraleinheiten, Steuereinheiten und Peripheripgeräter-, die während einer Initialisierungsphase beliebig festgelegt werden können,
Fig. 3 Netzwerkbeziehungen unter den Zentraleinheiten, Steuereinheiten und Peripheripgeräter-, die während einer Initialisierungsphase beliebig festgelegt werden können,
F i g. 4a und 4b Matrixdarstellungen der Netzwerkbeziehungen in der F i g. 3 für zwei Geräte »DEVICE 0«
und »DEVICE 1«,
F i g. 5a bis 5c die Beziehungen zwischen den Anschlüssen von Zentraleinheiten und von Steuereinheiten,
einen sogenanntem Gerätebelegungsvektor und eir Be.jp.el für eine Gerätezuordnungs-Tabelle, sowie
F i g. 6a bis 6b eine logische Implementierung des dynamischen Datenwegspeichers 25' des in dir F i g. 2
dargestellten Ausführungsbeispiels auf der zweiten Ebene.
In der Fig. 1 ist eine erste Zentraleinheit 1 und eine
zweite Zentraleinheit 3 dargestellt, die über einen ersten Kanal 5 und einen zweiten Kanal 7 (Datenwege 11,13)
bzw. über den zweiten Kanal 7 und über einen dritten Kanal 9 (Datenwege 15, 17) mit den entsprechenden
Steuereinheiten 21 und 23 gekoppelt sind. Die Steuereinheiten habrn über die Schalteinrichtung 25
gemeinsam direkten Zugriff zu den Speichergeräten 27 und 29. Zunächst sollen die Verhältnisse bei einer von
der ersten Zentraleinheit (CPU I) begonnenen Aufgabe,
den zugeordneten Datenwegverbindungen zwischen der CPU 1 und dem Speichergerät 27 für den Befehl und
die Daten, nach dem bisherigen Stand der Technik betrachtet werden, wie er beispielsweise aus den
US-Patentschriften 33 36 582 und 35 64 502 ersichtlich ist.
START-I/O-Instruktion und Übergabe der Steuerung
an die CCW-Folge der Kanalbefehle
an die CCW-Folge der Kanalbefehle
Die Beziehung einer Zentraleinheit (CPU) zu einem Speichergerät (DASD) beginnt, wenn die CPU die
Instruktion START I/O aufruft. Mit dieser Instruktion wird eine Verbindung zwischen der CPU und einem
adressierten Gerät aufgebaut und die Ausführung eines Kanalprogrammes mit diesem Gerät festgelegt. Durch
den Aufruf der Instruktion START I/O wird die Steuerung für eine Folge von Kanalbefehlen freigegeben.
Diese Folge oder Kette von Kanalbefehlen (CCW) wird wiprjpriim iihpr rlpn Kanal an dip fstenpreinheit
gesendet, um das Gerät auszuwählen und zu adressieren und eine Datenbewegung über die Schnittstellen zu
bewirken. Jedes Kanalprogramm besteht aus einer sequentieller Liste von Operationen, die im Hauptspeicher
der CPU steht. Die Übertragung an die Steuereinheiten und die Ausführung der Kanalbefehle
(CCW) erfolgt nur, nachdem die erste Verbindung zwischen der CPU und der Steuereinheit hergestellt ist.
Für jede Operation (CCW) im Kanalprogramm sind eine oder mehrere Operationen auf der Gegenseite über
eine aktive Verbindung entweder auf der Ebene der Steuereinheit oder auf Geräteebene erforderlich. Die
Liste oder CCW-Folge kann auch diskontinuierlich, d. h. in Segmenten ausgeführt werden.
Aktive Verbindungen für die Datenübertragung
und den getrennten Betrieb für CCWs
zur Gerätesteuerung
Eine Aufzählung der aktiven Verbindungen zwischen Kanal, Steuereinheit und Geräten möge vorangestellt
werden. Die erste aktive Verbindung ist die einer ersten Wahlfolge. Diese Folge wird mit der Operation
START I/O aufgerufen, in der ein erster Datenweg sowohl elektrisch als auch logisch durch die Geräteadresse
(virtuell/real) und den Gerätestatus (frei/belegt) aufgebaut wird. Die nächste aktive Verbindung bezieht
sich auf die Übertragung und die Ausführung von Kanalsbefehlsworten (CCW). Ein Steuer-CCW, wie das
CCWSEEK, verlangt eine mechanische Einstellung oder Tätigkeit am Gerät Nach dem Empfang eines
Steuer-CCW kann eine Steuereinheit das CCW im getrennten Betrieb, d.h. selbständig, ausführen. Das
bedeutet, daß die Steuereinheit sich vom Kanal trennt, während sie die angegebene Operation ausführt Die
Steuereinheit benötigt eine Kanaltätigkeit erst wieder bei der Wiederverbindung mit besagtem Kanal. In
einem typischen System IBM 370 trennt sich die Steuereinheit für 30 Millisekunden oder mehr vom
Kanal, nachdem sie das SEEK CCW und die Parameter (Zieladresse) empfangen hat 30 Millisekunden ist eine
mittlere Durchschnittszeit für die Bewegung eines Zugriffannes in einem Speichergerät, um die angesteuerte
Spur in einem interessierenden Zylinder zu erreichen. Während dieser »Totzeit« sind Kanal und
Steuereinheit freigegeben für den Aufbau anderer Verbindungen. Im Gegensatz zum getrennten Betrieb
verlangen jedoch solche Befehle (CCw), wie_ READ oder WRITE, bei denen die Bewegung oder Übertragung
von Daten zwischen dem Kanal und dem Gerät betroffen ist, einen bleibenden Anschluß der Steuereinheit
an den Kanal, um die Daten völlig übertragen zu können.
Verkettete und nicht-verkettete Endfolgen
Jedes Befehlswort (CCW) muß von der Liste im Hauptspeicher der Zentraleinheit (CPU) über den Kanal
in die Steuereinheit übertragen werden. In der Steuereinheit (CU) wird das CCW ausgeführt. Nach der
Ausführung tritt eine Endfolge ein. Wenn das CCW ein Steuer-CCW ist, das die mechanische Einstellung eines
Gerätes verlangt, trennt sich die Steuereinheit vom Kanal und muß erneut wieder angeschlossen werden,
wenn die Steuerung oder die Geräteeinstellung beendet ist. Dann folgt eine Endfolge. Die Endfolgen können in
zwei Typen unterteilt werden, nämlich die verkettete Endfolge zwischen CCWs in derselben Reihenfolge und
die nichtverkettete Endfolge, die sich auf das letzte CCW in einer eeeebenen Folee bezieht.
Arbeitsweise der Steuereinheit
im getrennten Betrieb
im getrennten Betrieb
Zur Arbeitsweise der Steuereinheit im getrennten Betrieb gehört die Abtrennung von der Kanalsteuereinheitsschnittstelle
für jedes einzelne CCW, das keine aktive Verbindung verlangt. Die Klasse der CCWs, die
keine derartige aktive Verbindung verlangen, enthält auch d't Befehle für mechanische Bewegungen von
Speichergeräten. Das CCW SEEK führt beispielsweise zum Abtrennen der Steuereinheit nach dem Empfang
der Zieladresse. Auf Befehle von der Steuereinheit selbst reagierend, stellt das Gerät den Kopf arm auf die
Spur gemäß der Adresse ein und gibt ein Abschlußsignal ab. Die Steuereinheit wiederum fragt asynchron ein
Abschlußsignalregister ab und stellt die Kanalidentität fest, für die ein Wiederanschluß angefordert werden
müßte. Diese Identität wird aus internen Tabellen bestimmt Die Steuereinheit fordert dann den Wiederanschluß
an den Kanal. Nebenbei bemerkt, kann die Steuereinheit im abgetrennten Betrieb nach dem
Einsetzen des Gerätes X für die Ausführung eines CCWSEEK auch eine Operation mit dem Gerät V
ausführen. Dasselbe gilt für den Kanal, d. h. der Kanal kann auch in einem anderen Kanalprogramm eingesetzt
werden.
Der Wiederanschluß der Steuereinheit an den Kanal ist mit Bezug auf den Kanal zulässig. Nachdem der
Kanal die Wiederanschlußanforderung durch ein Anforderungserlaubnissignal bestätigt sendet die
so Steuereinheit die Identifikationssignale der Steuereinheit und des Gerätes. Der Kanal spricht darauf ' Λ und
benutzt besagte Identifikationen (ID) als Zeiger, die dem Kanal die Rückorientierung auf das interessierende
Kanalprogramm gestatten.
Kurzer Blick auf die dynamische Datenweg-
zuordnung beim Wiederanschluß und der
Reservierung von CPU und Gerät
Einrichtung und Verfahren zur dynamischen Datenwegzuordnung
gestatten eine Vernetzung von zu demselben System gehörenden Kanälen. Die Vernetzung
wird bei der ersten Wahl eines Kanalprogrammes und beim Wiederanschluß der Steuereinheit angewendet
Die erste Wahl ist eine Befehlsfolge vorgegebener Form, d. h. ein sogenanntes Protokoll zwischen einem
Kanal und einer Steuereinheit für den Aufbau der
elektrischen Verbindung und der logischen Steuerverbindung, damit die gewählte Steuereinheit eine CCW-
Kette verarbeiten kann. Da die Kanalprogramme, wie schon erwähnt, bei der Zentraleinheit durch die
Instruktion START I/O aufgerufen werden, muß die Steuereinheit während des Aufrufes die logische
Führung übernehmen, z. B. »Darf Kanal 3 das Gerät Y benutzen?«, Das wird dadurch gelöst, daß die
Steuereinheit die CPU-Identifikation und Tabellen verwp.idet. Die Frage kann in Teilfragen aufgelöst
werden: »Gehört der Kanal 3 der CPU II? Wenn das der Fall ist, welcher CPU gehört dann das Gerät Y?«.
Für den Wiederanschluß der Steuereinheit ist zu
beachten, daß die Steuereinheit den »Besitz« (zeitweilige Unterordnung) eines Gerätes mittels der CPU-Identifikation
(ID) und nicht mittels der Kanalidentifikation aufzeichnet. Wenn ein Gerät also ein Abschlußsignal
sendet, kann die Steuereinheit alle von der CPU II dominierten Kanäle identifizieren, basierend auf einer
Tabelle, weiche die Abschlüsse von CU-Kanal/Anschluß
und die CPU-ideniifikaiion enthält. Daraus folgt, daß
eine den Wiederanschluß verlangende Steuereinheit eine solche Anforderung gleichzeitig auf alle Kanäle
setzt, die an die Steuereinheit gekoppelt sind und zu der betreffenden CPU ID und dem Gerät gehört.
Auch die Reservierung eines Gerätes durch eine CPU möge betrachtet werden. In dem Datenverarbeitungssystern
IBM 370 verknüpft das CCW RESERVE ein Gerät mit einem Kanal, wogegen bei der dynamischen
Datenwegzuordnung das CCW RESERVE ein Gerät mit einem CPU-Namen verbindet. Im System 370 kann
die Steuereinheit außerdem keine Identität über die Kanje hinaus feststellen. Somit wird jeder Kanal
einmalig behandelt. Wenn der erste Kanal 5 beispielsweise das Speichergerät 27 reserviert hatte, dann kann
der zweite Kanal 7 dieses Gerät nicht ansteuern, weil die erste Steuereinheit 21 nicht »weiß«, daß eine CPU I
existiert. Bei der dynamischen Datenwegzuordnung würde die Reservierung aber wegunabhängig vorgenommen
(CPU I, DASD 27), wenn die CPU I das Gerät 27 reserviert hatte.
Systemkonfiguration mit mehreren Zentraleinheiten und gemeinsamen Speichergeräten
mit dynamischer Datenwegzuordnung
mit dynamischer Datenwegzuordnung
In der Fig.2 ist eine Konfiguration mit mehreren Zentraleinheiten und mit gemeinsam benutzten
Speichergeräten nach dem Erfindungsgedanken gezeigt Die drei Zentraleinheiten werden nachfolgend mit
römischen Zahlen als CPUI, CPUII und CPUIII
bezeichnet und sind in geeigneter Weise mit den beiden Steuereinheiten 21 und 23 verbunden, die nachfolgend
für die Kanäle mit CU I und CU II bezeichnet sind. So ist tlso die CPU I mit vier Kanälen 5, 7, 8 und 10, die
CPU II mit zwei Kanälen 9 und 12 und die CPU III mit den beiden Kanälen 14 und 16 verbunden. Die ersten
beiden Kanäle 5 und 7 der CPUI führen zu den Anschlüssen a und b der CU I, während die beiden
nächsten Kanäle 8 und 10 der CPU I an den Anschlüssen e und f der CU II enden. Der erste Kanal 9 der CPU II
endet am Anschluß c der CU I und der zweite Kanal 12 der CPU II endet am Anschluß g der CU II. Der erste
Kanal 14 der CPU III speist den Anschluß d der CU I und der zweite Kanal 16 der CPU III speist den
Anschluß h der CUII. Diese direkte 1 : !-Beziehung
zwischen Kanal und CU-Anschluß unterscheidet sich von der in der F i g. 1 gezeigten Konfiguration, wo der
zweite Kanal 7 der CPU I sowohl in einem Anschluß der Steuereinheit 21 als auch in einem Anschluß der
Steuereinheit 23 endet
Aus der F i g. 2 ist zu ersehen, daß an die CU I und an die CU II eine Gruppe von E/A-Geräten 53 über die
Geräte-Steuerungen 27 und 29 und über eine Anfrage/ Antwortschnittstelle angeschlossen sind, die Kennzeichen-
und Datenleitungen umfaßt. Die Schnittstelle zwischen der CU I und der Geräte-Steuerung 27 enthält
die Kennzeichenleitungen 65 sowie die Dateneingangsleitungen 59. In ähnlicher Weise koppeln die Kennzeichenleitungen
67 sowie die Dateneingangsleitungen 63 und die Datenausgangsleitungen 61 die CU II mit der
Geräte-Steuerung 29.
In der Anforderungs/Anlwortschnittstelle bezeichnet
das Ausgangskennzeichen die Information auf der Datenausgangsleitung und erklärt sie gültig und
umgekehrt. Insofern arbeitet jede CPU/Steuereinheit/ Geräte-Konfiguration asynchron, wobei die Richtungssteuerung
oder Rangordnung von oben nach unten festgelegt ist. Wie erwähnt, muß die Verbindung
zwischen den Elementen für die Ausführung vnn
Operationen r.ur bei der Verschiebung von Daten vom Gerät zum Kanal oder vom Kanal zum Gerät längere
Zeit bestehen. Im übrigen können Aufgaben oder Operationen systemunabhängig ausgeführt werden.
E/A-Geräte werden entweder über die Geräte-Steuerung
27 oder die Geräte-Steuerung 29 angesteuert. Die Geräte-Steuerung 27 enthält eine Anschlußschaltung 39
und eine Reihenfolgesteuerung 41, welche die Geräte 53 über Datenwege 55 koppeln. In ähnlicher Weise enthält
die Geräte-Steuerung 29 eine Anschlußschaltung 47 und eine Reihenfolgesteuerung 49, welche die Geräte 53
über Datenwege 51 betätigt. Es sind vier Geräte dargestellt, die für die Beschreibung der Arbeitsweise
mit 0,1,2 und 3 von oben nach unten bezeichnet sind.
Zwischen den Geräte-Steuerungen 27 und 29 liegt ein dynamischer Datenwegspeicher 25', der das Verzeichnis
der Netzwerktopologie und die von den Steuereinheiten bei der Verwaltung der Datenverbindungen
zwischen den CPUs und den E/A-Geräten benutzte Zusammenhangsinformation enthält. Hierbei wird besonders
Wert auf den schnellen Zugriff gelegt Der dynamische Datenwegspeicher 25' besteht aus einem
Paar von Speichern mit direktem Zugriff (RAM) 43 und 45, die gemeinsam von jeder Steuereinheit (CU) über die
entsprechende Anschiußschaltung angesteuert werden können. So kann die CU I diese Speicher 43 und 45 über
die Anschiußschaltung 39 und die Leitung 67 für das Lesen, Schreiben oder Fortschreiben der Information
ansteuern. Die CU II kann beide Speicher über die Anschiußschaltung 47 und die Leitung 65' ansteuern.
Die mit der Adressierung der E/A-Geräte 53 zusammenhängenden Operationen, weiche die Verstellung
und Einstellung elektromechanischer Elemente, wie etwa der Zugriffsarme bei den Plattenspeichern 0 bis 3
betreffen, werden durch Befehle und Parameter geregelt die von der Steuereinheit über die Anschiußschaltung
und die Reihenfolgesteuerung gesendet werden.
Notwendigkeit von Verzeichnissen über Datenwegverfügbarkeit
und Systeminitialisierung
Aus der F i g. 2 geht hervor, daß jede CPU selbst ihre gewünschten Kanäle, Steuereinheiten und daher auch
• Geräte-Steuerungen wählen kann. Selbstverständlich gibt es viele mögliche Wege zum Koppeln eines
gegebenen Gerätes, z. B. des Plattenspeichers 0, mit der CPU I. Ein Weg kann z. B. über die Geräte-Steuerung
27, die Steuereinheit CU I und einen der Kanäle 5 oder 7 verlaufen. Zu einem anderen Weg gehört beispielsweise
eine Gerätesteuerung 29, die CU Il und die Kanäle 8 und 10. Das erste Problem besteht dann darin, ein
Verzeichnis über die verfügbaren Dalenwege auf der Basis aufzubauen, daß die Zentraleinheiten die Geräte
bezeichnen, mit denen sie verbunden werden wollen. Da die Zentraleinheiten und die Geräte mit bestimmten
Steuereinheiten und deren Anschlüssen gekoppelt sind, können dann solche Zuordnungen durch Netzwerke,
Verzeichnisse 'Jiid/oder Baumstrukturen dargestellt oder aufgezeichnet werden. Beispiele für Baumstrukluren
sind in der Fig.3 gegeben, das Tabellenäquivalent
ist in den F i g. 4a und b und die Kontextinformationstabellen sind in den F i g. 5a bis c gezeigt.
Außer der Netzwerktopologie und der Kontextinforfnation
muß ein System aus mehreren Zentraleinheiten Und gemeinsam benutzten E/A-Geräten auch systematisch
für die Einrichtung nach diesen Aspekten und für •ine Änderung nach Bedarf zunächst einmal initialisiert
Werden. Anschließend werden daher die Eigenschaften verschiedener Kanalbefehlswörter bezüglich der Initialisierung
der Steuereinheit sowie der Statuserkennung des Netzwerkes beschrieben. Jede Steuereinheit wiederum
ist für die Abgabe von Befehlen an die tugehörigen Gerätesteuerungen verantwortlich, um zu
der im dynamischen Datenwegspeicher 25' gespeicherten Information Zugriff zu erhalten. Die notwendigen
Operationselemente für die Unterstützung der wegun-Abhängigen Gerätereservierung und Wiederverbindung
umfassen sowohl zugeordnete Steuereinheiten mit einer Reihe von Anschlüssen, eine ganze Gruppe von
E/A-Geräten, eine Schaltung für die Auflösung von Konkurrenzsituationen bei der Adressierung gemeinlam
benutzter Geräte und Steuereinheiten, welche Daten über die Systemtopologie durch einen Lese/
Schreibzugriff zu einem Speicher (RAM) gemeinsam benutzen, der zwischen den Gerätesteuerungen angeordnet
ist, wobei die Steuereinheiten die notwendige Datenverarbeitung für das Durchschalten von Kanälen
und Geräten übernehmen.
Systeminitialisierung mit neu definierten
Kanalbefehlsworten
Kanalbefehlsworten
Zusätzlich zu den in der US-Patentschrift 32 26 689 und in der Veröffentlichungen »IBM System 370
Principles of Operation« beschriebenen Ergänzungen gibt es zwei weitere neue CCWs, nämlich SHID (Set
Host ID) und SNID (Sense ID). Das Kanalbefehlswort SHID ist eine Erklärung durch eine initiierende CPU,
die über eine Steuereinheit eine Bezeichnung aus mehreren Bytes für eine Zuordnung (KONKORDANZ)
zwischen irgend einem Gerät und irgend einer CPU benutzt, d.h. Gerätename und CPU-Name. Diese
zeitweilige Zuordnung wird durch die Steuereinheit (CU) aufgrund dieses CCW gebildet. Die Anzahl der
Bytes sollte ausreichen für die Code-Kapazität zur Unterteilung zweier oder mehr logischer Systeme für
Mehrprozessorenanlagen, d. h. zwei oder mehr Identifikationen
für jede CPU. Eine Zentraleinheit sollte daher für jede interessierende Paarung CPU-Gerät ein neues
CCW SHID ausführen.
Das zweite neu definierte Kanalbefehlswort SNID bezieht sich auf einen Abfühlbefehl für die Abfrage des
Netzwerkes (Baumstruktur) eines E/A-Gerätes. Das Befehlswort wird benutzt, wenn eine CPU den Besitz
auf eine andere CPU überträgt oder die Steuerung abgibt
Im CCW SHID ist das erste Byte das FunkhOnssteuerbyte
und das folgende Byte bildet die CPU-Bezeichnung. Das CCW SHID sollte vorzugsweise nicht in einer
CCW-Kette mit einem anderen Befehl verbunden werden. Die Funktion der CPU-Bezeichnung besteht in
der Zuordnung der Geräteidentität zur Identität des dieses Gerät wählenden Systems. Mit Ausnahme des
Wertes Null kann von der CPU jede Identifikation vergeben werden. Da vorzugsweise einer CPU zu einem
bestimmten Zeitpunkt jeweils nur ein ID-Signal zugeordnet ist, braucht eine Steuereinheit nicht eine
lö CPU ID für jedes Gerät einer jeden Schnittstelle zu
speichern. Für jede Schnittstelle braucht die Steuereinheit daher nur eine CPU ID, ungeachtet der Anzahl der
an die Steuereinheit angeschlossenen Geräte, zu speichern. Das erste an ein Gerät bei der Steuereinheit
adressierte Befehlswort CCWSHID. das von der CU angenommen wird, ordnet diesen ID-Wert derjenigen
Schnittstelle zu, über die es empfangen würde. Diese< ID-Wert kann nur durch eine Systemrückstellung
verändert werden. Jeder nachfolgende SHID-Befehl auf
2b diesem Üalenweg, der an dasselbe Gerät oder ein
anderes an diese Steuereinheit angeschlossenes Gerät adressiert ist, muß einen identischen ID-Wert haben
öder das CCW wird zurückgewiesen.
Der SHID-Befehl sollte vorzugsweise ein Funktionssteuerbyte
enthalten, das die nachfolgende Benutzung der Parameter innerhalb des SHID-Befehls definiert.
Unter den interessierenden Funktionen befindet sich der Aufbau einer Gruppe, !n diesem Zusammenhang
versteht man unter einer Gruppe die Zuordnung einer CPU ID zu bestimmten Geräte-IDs. Andere interessierende
Funktionen können die Auflösung der Gruppe und der Austritt aus der Gruppe sein.
Netzwerke, Verzeichnisse und Baumstrukturen
Das CCW SHID ist nur der Mechanismus, durch den die Steuereinheit ein Netzwerkverzeichnis formuliert.
Verschiedene in den Fig.3 und 5 gezeigte Zusammenhänge
dienen dem besseren Verständnis des Netzwerk-Topologieverzeichnisses (Verzeichnis der verfügbaren
Datenwege) und der Kontextinformation. Die nachfolgenden Ausführungen beziehen sich auf ein Beispiel der
Verzeichnisbildung und der Beteiligung der Jystemelemente
bei der Erstellung und Wartung dieser Verzeichnisse.
Es sei angenommen, daß die CPU I über den Anschluß »a« der Steuereinheit CU I mit dem
Speichergerät 0 in Verbindung treten will. Außerdem soll sie mit dem Gerät 1 in Verbindung treten über die
Anschlüsse »a« und »b« der CU 1 und über den Anschluß »e« der CU II. In ähnlicher Weise soll die
CPU II mit den Geräten 0 und 1 verbunden werden über
den Anschluß »c« der CU I und den Anschluß »f« der CU II. Die CPU III soll schließlich mit dem Gerät 0 über
den Anschluß »d« der CU I verbunden werden.
Graphisch sind diese Netzwerkbeziehungen in den F i g. 3a bis 3c dargestellt.
Die CU I führt systematisch für jeden Anschluß und jede Gerätereservierung ein Kanalbefehiswort SHID
aus. Ein erstes SHID wird z. B. für die Kopplung des Anschlusses »a« und des Gerätes 0 gesendet, ein
weiteres für die Verbindung des Anschlusses »a« und des Gerätes 1. Ein drittes SHID wird gesendet für die
Verbindung des Anschlusses »b« und des Gerätes 1 und ein weiteres SHID für die Verbindung des Anschlusses
»e« und des Gerätes 1. Beide Steuereinheiten adressieren dieses Zuordnungsverzeichnis, um es zu
ergänzen. Für jedes Gerät wird auch eine unabhängige Baumstruktur erhalten. Nach der Systeminitialisierung,
d. h. nachdem die Tabellen aufgebaut sind, leiten die
Zentraleinheiten eine CCW-FoIge mit einer Operation START I/O ein. Diese Folge wird typischerweise
begonnen mit einem CCW SEEK. Durch dieses Kanalbefehlswort wird die Steuereinheit von dem
Kanal gelrennt, während der zugehörige Zugriffsarm im Plattenspeicher verstellt wird. Die CU t empfängt den
SEEK-Befehl beispielsweise für das Gerät 1 am
Anschluß »a«. Diese CU I muß dann eine Tabelleneintragung vornehmen, welche die Zuordnung des
adressierten Gerätes im CCWSEEK angibt. Die CU »rennt sich dann vom Kanal, so daß sowohl die
Steuereinheit als auch der Kanal Operationen selbständig schalten können. Zu einem späteren Zeitpunkt setzt
das Speichirgerät 1 ein Signal für den Abschluß der Operation ab. Die CU I fragt asynchron den Gerätestaius
ab. Die Steuereinheit ersieht den CPU ID-Wert für das Gerät 1 aus einer Zuordnungstabelle. Aus den
Baumverzeichnis kann dann die CU die Anschlüsse und Kanäie identifizieren, weiche an die CPu gekoppeil
lind.
Wie aus der Fig.2 zu ersehen ist, haben sowohl die
GU I als auch die CU Ii augenblicklich parallelen Zugriff »u den Gerätestatus/Abschlußdaten. Wie aus der
Fig.3a zu ersehen ist. kann der Status von einer oder
beiden Steuereinheiten abgefragt und die Wiederan-•chlußanforderung
entsprechend an die Anschlüsse »a« ind »b« der CU I und den Anschluß »e« der CU II
gegeben werden, wenn das Gerät 1 fertig ist und jetzt für andere Aufgaben zur Verfügung steht.
Reservierung von Geräten durch die
Zentraleinheiten
Zentraleinheiten
Die Gerätereservierung durch eine CPU ist gleichzeitig eine Art Verriegelung, wodurch der Zugriff zu
diesem Gerät durch eine andere CPU als der reservierenden CPU verboten ist. Im System 370 gilt die
»Treue« oder Zuordnung eines reservierten Gerätes gegenüber den Kanal, über den die Reservierung
trfolgte.
In der vorliegenden Erfindung wird die Besitzbeteichnung
(CPU) aus der Zuordnungstabelle entfernt, lobald eine CCW-Kette bei Fehlen eines CCW RESERVE
beendet ist. Ein Gerät / hat beispielsweise eine Zuordnung zur CPU I, angezeigt durch ein Kennzeichen
in der Zuordnungstabelle, während der ganzen Zeit, in der die CU eine CCW-Kette für die CPU I ausführt,
«der für die ganze Zeit, in der das CCW RESERVE für das Gerät abgegeben wurde und kein RELEASE kam.
Durch RELEASE wird RESERVE aufgehoben. In diesem Sinn besagt der Ausdruck »wegunabhängige
Reservierung«, daß Geräte durch die CPU-Identifikalion
und nicht durch den äußeren Anschluß (Kanal) gekennzeichnet werden. Deshalb kann eine CPU für die
Wiederbenutzung des Gerätes jeden möglichen Weg einschlagen.
Aufbau der Tabellen
Die Erfindung ordnet dynamisch verschiedene Datenweggruppen den Geräten durch die CPUs auf der Basis
einer Unterordnung zu, um die Wahrscheinlichkeit der Verfügbarkeit einer Signalwegverbindung von den
Geräten zu den zugehörigen Zentraleinheiten zu erhöhen, die in die Reservierung, die Freigabe oder die
Wiederverbindung von Geräten mit der CPU einbezogen sind. Die für die dviunnischs Zuordnung notwendigen
Strukturen stehen im gemeinsam benutzten dynamischen Datenwegspeicher 25' zwischen den
Geräte-Steuerungen 27 und 29. Anschließend wird dtr Aufbau der in den Fig.4 und 5 dargestellten Tabellen
entsprechend den Netzwerken 3a - c beschrieben.
Zuerst wird die CPU ID-Liste aufgebaut, die in der Fi g. 5a gezeigt ist. Das ist eine linear verknüpfte Liste,
deren Kapazität genauso groß angesetzt <friro wie die
Anzahl der Anschlüsse a bis h von din Steuereinheiten. Diese Liste zeigt die Korrespondenz zwischen allen in
der Fig.3 dargestellten Quellenknotenpunkten und Knotenpunkten der mittleren Ebene, d. h. die Korrespondenz
zwischen der CPU-Identität und den CU-Anschlüssen. So endet die CPU I mit dem Anschluß »a«
und mit einer Verbindungsanzeige zum Anschluß »b«. Die entsprechende Eintragung zum Anschluß »b« für
die CPU I zeigt eine weitere Verbindung zum Anschluß »e«. Die Eintragung für den Anschluß »e« zeigt eine
Verbindung zurück zum Anschluß »a«. In ähnlicher Weise erfolgen Eintragungen der CPU II für die
Anschlüsse »c« und »f« mit entsprechenden Verbindungen von »f« und »c«. Die CPU TiI ist schließlich die
einzige Eintragung für den Anschluß »d«.
Als nächstes wird die Gerätegruppentabelle aufgebaut - die CPU ID-Tabelle in den Fig.4a und 4b.
beispielsweise für die Speichergeräte 0 und 1. Da jeder
Anschluß nur einen Namen haben kann, können für acht Anschlüsse (a, b, c ... h) nur bis zu acht verschiedene
Namen existieren (CPU ID). Jedes der genannten acht Geräte kann jedoch eine Zuordnung von bis zu acht
Anschlüssen haben, d. h. für insgesamt 8x8 oder 64
geordnete Paare Gerät/Anschluß. Jede horizontale Zeile in jeder Gerätegruppentabelle legt die Knotenpunkte
der zweiten Ebene in der entsprechenden Baumstruktur für dieses Gerät fest. Aus den Netzwerkbeziehungen
in der Fig. 3b ist z. B. zu entnehmen, daß das Gerät 0 über die Knotenpunkte »c« oder »f«
angesteuert werden kann. In der Zeile »c« der F i g. 4a erscheint somit eine 1 in den Positionen »c« und »f«. Im
Gegensatz dazu weist die Zeile »a« in der Fi g. 4a eine
Einereintragung nur für den Anschluß »a« auf. Das entspricht der Ansteuerung des Gerätes 0 durch die
CPU I nur über den Anschluß »a«, wie es in der F i g. 3a dargestellt ist.
In der Fig.5b ist ein typischer Belegungsvektor
gezeigt Der Belegungsvektor zeigt den GeräVbenutzungsstatus an. Die Geräte werden entsprechend durch
die Vektorbitpositionen 0 bis 3 dargestellt Eine 0 in der Vektorbitposition stellt ein freies Gerät dar, während
eine 1 ein belegtes Gerät wiedergibt Eine Geräteschnittstelle steht natürlich zur Verfügung, wenn das
Gerät frei ist
Die in der F i g. 5c aufgeführte Gerätezuordnungstabelle korreliert den Status der CU-Anschlüsse »a« bis
»h« mit denen der Geräte 0 bis 3. Die Zuordnung oder Verfügbarkeit des Gerätes und der Anschlußschnittstellen
ändert sich laufend dynamisch und gibt alle Anschlüsse wieder, für die ein belegtes Gerät gerade
belegt bleibt
Anschließend wird ein Beispiel für den Aufbau und die Benutzung der Gerätezuordnungstabelle und die
anderen Zusammenhänge beschrieben.
Es wird angenommen, daß die CPU II die Verbindung mit dem Gerät 0 wünscht Wenn die Anforderung von
der CU I empfangen wurde, fragt sie die in der Fi g. 5c
dargestellte Gerätezuordnungstabelle in der dem Gerät 0 entsprechenden Zeile ab und findet eine 1 in den
Anschlußpositionen »c« und »ic Da der Anschluß »f« nicht in der CU I endet, stellt die Steuereinheit fest daß
nur der Anschluß »c« das Gerät benutzen darf. Die
CPU U sendet ein CCW SEEK über den im Anschluß »c« endenden Weg. Daraufhin sendet die CU I Befehle
an das Gerät O, die den entsprechenden Zugriffsarm verstellen. Vor der Trennung vom Kanal schreibt die
CU I die entsprechende Tabelle fort, um den richtigen Wiederanschluß zu finden, wenn das CCW SEEK vom
Gerät 0 beendet ist Diese Fortschreibung der Kontextinformation besteht aus dem Kopieren des
gesamten Inhaltes der Zeile »c« von der beispielsweise in der F i g. 4a gezeigten Gruppentabelle für das Gerät 0
in die Verfügbarkeitstabelle für das Gerät 0. Die Steuereinheit schaltet auch das Belegungsvektorbit für
das Gerät 0 gemäß der Darstellung in der F i g. 5b ein. Zu dieser Zeit trennt sich dann die Steuereinheit vom
Kanal. Wenn der Magnetkopfarm im Gerät 0 zur Ruhe kommt, wird ein Abschhsßstatusbit gesetzt (nich'
dargestoiit).
Der Status der an die Steuereinheit angeschlossenen Geräte wird auf Veranlassung der Steuereinheit
abgefragt Wenn beispielsweise die CU I als belegt betrachtet wird, kann die CU H die Geräte abfragen und
den Abschlußstatus des Gerätes 0 erkennen. Die Cu II sucht dann die Geräteverfügbarkeitstabelle ab, und
erkennt, daß das Gerät 0 an die Anschlüsse »c« und »f« gekoppelt ist. Die CU II gibt dann ein Bedienungsanforderungssignal
an den Anschluß »f«.
Wiederanschlußfolge im Einzelnen
Es erhebt sich die Frage, was passiert, wenn die CU I und das Gerät 0 gerade getrennt sind, während eine
andere CPU den Status oder den Anschluß verlangt. Hier genügt die Feststellung, daß beide Steuereinheiten
in einer Anordnung von zwei CU's das Abschlußsignal eines Gerätes erkennen und aus einer gemeinsam
benutzten Tabelle feststellen können, daß das Abschlußsignal in ein Fortsetzungssignal oder eine Anforderung
zur Fortsetzung bezüglich der Kanäle verzeichnet werden soll. Außerdem entnimmt die Steuereinheit aus
einer Geräte- oder CU-Anschlußzuordnungstabelle die
Identität. Aufgrund der Anforderung zum Wiederanschluß kennt der Kanal die Identität der CPU nicht und
somit auch nicht die erneut aufzurufende CCW-Liste. Daher sendet der Kanal ein Erlaubnissignal (SELECT
OUT). Die Steuereinheit spricht auf dieses Erlaubnissignal an und antwortet mit dem Gerätenamen ID als
Zeiger auf die Hauptspeichertabelle der CCW-Listen, welche die Geräteidentifikation und die interessierende
CCW-Liste paart. Danach nimmt der Kanal die Ausführung der CCW-Folge wieder auf.
Man kann also folgendermaßen zusammenfassen: Um ein Gerät wieder an eine CPU anzuschließen, muß
1. Eine Steuereinheit den sequentiellen Aufruf der Geräteabschlußsignale einleiten.
2. Die Steuereinheit das Signal REQUEST IN auf den zum Gerät gemäß Bestimmung der Gerätezuordnungstabelle
gehörenden Kanälen anheben.
3. Jeder auf das Signal REQUEST IN ansprechende zugehörige Kanal kann ein Erlaubnissignal erzeugen
(SELECTOUT). Wenn mehrere Erlaubnissignale gleichzeitig auftreten, wird diese Situation
gelöst und der Kanal mit der höchsten Priorität angeschlossen. Sonst wird der Kanal zuerst bedient,
dessen Signal zuerst kommt.
4. Die Steuereinheit die Identifikation des den Wiederanschluß verlangenden Gerätes an den
zugehörigen Kanal senden.
5. Der Kanal die Geräteidentifikation als Zeiger für die wiederaufzunehmende CCW-Liste benutzen.
6. Entscheiden, welche Steuereinheit Zugriff zu einem Gerät hat, wo ein einzelnes Geräteendesignal
mehrere Erlaubnissignale von den Steuereinheiten anhebt, die mehrere Signale REQUEST IN abgeben
und beide Steuereinheiten einen Kanal aufgrund desselben Geräteendesignales belegt
haben.
Dynamischer Datenwegspeicher,
Adressierung und Steuerungen
Adressierung und Steuerungen
Aus den Fig.6 und 2 ist zu ersehen, daß die Geräte-Steuerungen 27 und 29 mehrere Speichergeräte
53 über entsprechende Datenwege 55 und 51 ansteuern. Zu jeder Geräte-Steuerung 27 und 29 gehört eine
Kennzeichenleitung 65, 67 bzw. 65', 67', um Befehle an das Plattenlaufwerk und ein Kennzeichenleitsignal zu
senden, um eine Torschaltung für die Kennzeichensammelleitung in jedem der Geräte 53 zu betätigen. Eine
Datenausgangssarnmeüvitung 59 bz'.v. 63 liefert zusätzlich
Befehlsinformation und auch die Modulnummer des Plattenlaufwerkes zum Wählen eines bestimmten
Laufwerkes, d. h. Gerät 0 bis Gerät 3. Obwohl Einzelheiten der Steuerung und der Beziehungen der
Datenwege zwischen der Steuereinheit, der Gerätesteueiung
und dem Plattenlaufwerk nicht unbedingt zur Erfindung gehören und im einzelnen beispielsweise in
der US-Patentschrift 38 24 563 beschrieben sind, werden bestimmte Gesichtspunkte näher erläutert, die zu
dem neuartigen Gerät und dem Verfahren nach dem Erfindungsgedanken gehören.
Die Kennzeichensammelleitungen 65, 67 und 65', 67'
führen über zugeordnete Pufferregister in entsprechende programmierte logische Schaltungen 66 und 68. Die
programmierten logischen Schaltungen arbeiten als Kennzeichendecodierer, so daß eine vorgegebene Zahl
binärer Zeichen auf der Kennzeichensammelleitung decodiert und für die Betätigung einer Anzahl von
Steuerleitungen benutzt wird. In einer Plattendatei ist die Adresse einer bestimmten Spur durch eine
Kombination der Zylinderadresse und der Kopfadresse angegeben Die Steuerung fordert durch Erregen der
entsprechenden Kennzeichenleitungen und Ausgangs-Sammelleitungen die Zieladresse an. Die Steuerung ist
so angelegt, daß eine SEK-Operation von einem Zylinder zum andern durch Vorwärts- und Rückwärts-Bewegungsbefehle
an den Zugriffsmechanismus über eine bestimmte Anzahl von Zylindern ausgeführt wird.
Genauere Informationen über die Befehle und die
zugehörigen Vorgänge sind der oben erwähnten Patentschrift zu entnehmen.
Die Geräte-Steuerungen 27 und 29 senden nicht nur Befehle und Parameter für die Adressierung und den
Zugriff zu Information von den Geräten aus. sondern sie steuern auch Information vom dynamischen Datenwegspeicher
25' an. Dieser besteht aus ein Paar Speichern mit wahlfreiem Zugriff 43 und 45, von denen jeder von
einem Ausgabepufferregister 75 bzw. 81 bedient wird.
Die Speicheradreßsammelleitungen 69 und 71 sind durch eine entsprechende Umschalt- und Kombinationslogik
73 bzw, 79 miteinander gekoppelt wie die Schreibleitungen 59,67a; 63,65a und die Leseleitungen
67b, 91, 89 und 57, oder 65b, 85, 87 und 61. Außerdem
sind Steuerschaltungen dargestellt, mit denen der Zugriff zu der einen oder anderen Geräte*Steuerung
basierend auf den Freisignalen 83 oder 84 gesperrt werden kann.
Die programmierten Logikschaltungen 66 und 68 steuern den Geräte- und Datenwegzustand und sorgen
für programmierte Verriegelungen und die Geräte-Kanal-Zuordnungsinformation, die von den entsprechenden
Steuereinheiten verwendet wird. Im Falle eines gleichzeitigen Zugriffs wird eine Bindung oder Blockierung
unter Steuerung der Systemtaktgeber und der Steuerelemente 93,95 und 97 aufgebrochen.
Die beiden Speicher werden an einer Adresse angesteuert, die auf die Speicheradreßsammelleitungen
69, 71 gegeben wird und mit sich selbst über den Datenweg 77 durch die Kombinationslogikschaltungen
73 und 79 verglichen wird. Die Speicheradresse wird über die Ausgangsdatenleitungen 59 oder 63 mit den
entsprechenden Kennzeichen auf den Kennzeichenleitungen 65, 67 und 65', 67' geliefert. Wenn die Speicher
43 und 45 gelesen werden, wird der Inhalt der auf der Speicheradreßsammelleitung angegebenen Adresse in
die Pufferregister 75 oder 81 kopiert und über die Datenwege 67b, die Kombinationslogikschaltung 91 und
das Register 89 in die Dateneingabe-Leitungen 57 und 61 übertragen. In die Speicher zu schreibende Daten
werden über die Datenausgabe-Leitungen 59 oder 63 durch Kombinationslogikschaltungen auf die Schreibleitungen
67a oder 65a gesendet
Bei der Wahl und Abwahl muß jeder Speicher initialisiert werden. Unter Initialisierung versteht man
das Setzen der oben erwähnten Tabellen in die Speicher, damit eine spätere Wahl, ein Wiederanschluß und die
Reservierung möglich sind. Die erste Wahl erfolgt von einer Steuereinheit, welche die Gerätesteuerung und die
Geräteadresse auf die Datenausgabeleitungen 59 oder 63 setzt und ein Ausgangswahlsignal auf die Kennzeichenleitungen
65 oder 67 bzw. 65' oder 67' sendet. Nachdem die angesteuerte Geräte-Steuerung die
Wahladresse geprüft hat, wird die gesamte Adresse auf der Datenausgangssammelleitung für die spätere
Benutzung in der Wahlfolge gespeichert An diesem Punkt läuft der Wahlprozeß auf bekannte Weise weiter
und ein entsprechendes Belegungsbit wird in den Belegungsvektor eingetragen und die üblichen Software-
und Hardwareverriegelungen betätigt
Zur Erfindung gehört die Modifizierung des von der Steuereinheit an die Gerätesteuerung gesendeten
Befehlssatzes nur insoweit, als der dynamische Datenwegspeicher
25' angesteuert und sein Inhalt gelesen und/oder modifiziert werden muß. Jede Steuereinheit
sendet daher einen Befehl, durch den die Daten aus dem der Steuereinheit zugeordneten Speicher 43 oder 45
gelesen werden. Die CU I läßt also die Daten aus dem
ίο Speicher 43 lesen und die CU II aus dem Speicher 45.
Durch einen solchen Lesebefehl werden aus dem ersten Speicher gelesene Daten gleichzeitig mit den an
derselben Adresse aus dem zweiten Speicher angesteuerten Daten verglichen und über entsprechende
Dateneingangsleitungen übertragen. Die Anfangsadresse kann durch eine vorgegebene Zahl sequentieller
Bytes spezifiziert werden, die an die Gerätesteuerung auf der Datenausgangsleitung nach dem auf die
Kennzeichenausgangsleitungen gegebenen Befehl gesendet werden. Die Länge der Datenübertragung wird
vollständig von der einleitenden Steuereinheit gesteuert Durch einen Schreibbefehl sollen Daten von der
einleitenden Steuereinheit übertragen und in beide Speicher 43 und 45 geschrieben werden. Wieder kann
die Startadresse durch eine vorgegebene Anzahl sequentieller Bytes spezifiziert werden, die an die
Gerätesteuerung auf den Datenleitungen nach dem auf die Kennzeichenausgangsleitungen gesendeten Befehl
übertragen werden. Die Länge der Datenübertragung
wird ebenfalls von der einleitenden Steuereinheit gesteuert
Die Reservierung von Geräten ist natürlich nur mit einem Befehl möglich, durch den eine Sperre gesetzt
wird. Eine einleitende Steuereinheit sollte daher einen Befehl senden, der eine programmierte Sperrfunktion
liefert um die unberechtigte Adressierung der Speicher 43 und 45 zu verhindern. Andere Befehle schließen die
Rückstellung der Verriegelungen, das Abfühlen des Status und des Kopieren des Inhaltes eines der Speicher
in den anderen ein.
Hierzu 5 Blatt Zeichnungen
Claims (6)
1. Verfahren zur datenwegunabhängigen Reservierung, Freigabe und Wiederverbindung nach
Unterbrechung von Ein- und/oder Ausgabegeräten und Speichergeräten in einem datenverarbeitenden
Multiprozessorsystem mittels Kanälen, wobei die Zentraleinheiten der Prozessoren Quellenknotenpunkte
mit Gruppen von Kanälen sind, wobei mehrere Steuereinheiten als Steuerknotenpunkte
über zuteilbare Anschlüsse die Kanäle aufnehmen und sie selektiv zu Ein- und/oder Ausgabegeräten
durchschalten können, und wobei jeder Prozessor ein Ein- und/oder Ausgabegerät über einen Kanal
reserviert und später eine Ein- und/oder Ausgabeoperation in demselben Ein- und/oder Ausgabegerät
über einen anderen Kanal beginnt und nach «iner Unterbrechung über einen anderen Kanal die
Befehlsfolge fortsetzt, dadurch gekenn reichne t,
daß zwischen den Gerätesteuerschaltungen (27 und
29), welche Anschlußschaltungen (39) und eine Reihenfolgesteuerung (41) enthalten, ein dynamischer
Datenwegspeicher (25') angeordnet ist, der aus iwei getrennt ansteuerbaren Speichern (43, 45)
besteht,
«laß in diesem dynamischen Datenwegspeicher ein Verzeichnis der Netzwerktopo'ogie und die von den
Steuereinheiten (21, 23) bei der Verwaltung der Datenverbindungen zwischen den Prozessoren und
den Ein- und/oder Ausgabegeräten benutzte Information gespeichert wirü, und jaß im Falle einer
instehenden Reservierung- oder Wiederanschlußanforderung
das Verzeichnis durc mindestens eine der Steuereinheiten (21 oder 23) abgefragt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß auf ein initiierendes Signal eines ein Anforderungssignal abgebenden Prozessors mindestens
eine Steuereinheit (21 oder 23) den Datenweg zu der angeforderten Ein- und/oder Ausgabeeinheit herstellt, woraufhin sich die Steuereinheit
(21 oder 23) vom vermittelnden Kanal (5,7,8, 10, 9, 12, 14 oder 16) des Prozessors (CPU I, CPU II
Oder CPU III) abtrennt.
3. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Gerätesteuerschaltungen (27 und 29) jeweils aus einer Änschlußschaltung (39
bzw. 47) und einer Reihenfolgesteuerung (41 bzw. 49) bestehen, daß zwischen den beiden Gerätesteuerschaltungen
(27 und 29) ein dynamischer Datenwegspeicher (25') angeordnet ist, der das Verzeichnis
der Netzwerktopologie und die von den Steuereinheiten (21 und 23) bei der Verwaltung der
Datenverbindungen zwischen den Prozessoren und den Ein· und Ausgabegeräten benutzte Information
enthält und der aus einem Paar von Speichern (43, 45) mit direktem Zugriff besteht, die mit jeder
Steuereinheit (21 und 23) über eine entsprechende Anschlußschaltung (39 bzw. 47) ansteuerbar verbunden
sind, wobei beide Speicher direkt ansteuerbar sind und mit der Reihenfolgesteuerung (41 bzw, 49)
über eine Zweiwegverbindung (69 bzw. 71) verbunden sind.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (21) mit der
AnschluDschaltung (39) über zwei Einrichlungsver-
bindungen (57 und 59) und über eine Zweirichtungsverbindung (65) mit der Reihenfolgesteuerung (41)
verbunden ist.
5. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 3
und 4, dadurch gekennzeichnet, daß Kennzeichensammelleitungen (65 und 67) über Register mit
programmierbaren logischen Schaltungen (66 bzw. 68) verbunden sind, die als Kennzeichenriecodierer
arbeiten, indem eine vorgegebene Zahl tmärer Zeichen auf der Kennzeichensammelleitung decodiert
und für die Betätigung einer Anzahl von Steuerleitungen benutzt wird, daß die Ausgänge der
programmierbaren logischen Schaltungen (66 und 68) über Speicheradroßregister (73, 79) mit den
beiden genannten Speichern (43,45) verbunden sind und daß die Ausgänge mit nachgeschalteten
Vergleichern (82, 80) verbunden sind und daß ein weiterer Eingang dieser Vergleicher (82, 80) mit
Steuerausgängen jeweils einer programmierbaren logischen Schaltung (66 bzw. 68) verbunden sind.
6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Speicheradreßsammelleitungen
(69 und 71) durch Umschalt- und Kombinationslogikschaltungen (73 bzw. 79) miteinander
gekoppelt sind und daß beim Auslesen der Speicher (43 und 45) der Speicherinhalt unter der auf der
Speicheradreßsarcmelleitung angegebenen Adresse in Pufferregistern (75 bzw. 81) codiert wird und über
einen Datenweg (676 bzw. 65b) eine Kombinationslogikschaltung
(91 bzw. 85) und ein Register (89 bzw. 87) in Dateneingabeleitungen (57 bzw. 61) übertragen
wird.
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OD | Request for examination | ||
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
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