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Dokumentenidentifikation DE3632997C2 07.09.1995
Titel Schaltungsanordnung zur Steuerung des Datentransfers zwischen miteinander verbundenen Steuereinrichtungen
Anmelder Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München, DE
Erfinder Hinrichsen, Gerhard, Dipl.-Ing., 8192 Geretsried, DE;
Thümmler, Tobias, Dipl.-Ing., 8000 München, DE;
Weiß, Martin, Dipl.-Ing., 8000 München, DE;
Wilmers, Gerhard, Dipl.-Phys., 6430 Bad Hersfeld, DE
DE-Anmeldedatum 29.09.1986
DE-Aktenzeichen 3632997
Offenlegungstag 31.03.1988
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 07.09.1995
Veröffentlichungstag im Patentblatt 07.09.1995
IPC-Hauptklasse G06F 13/364
IPC-Nebenklasse G06F 13/366   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Steuerung des Datentransfers zwischen über ein zentrales Bussystem miteinander verbundenen Steuereinrichtungen, von denen ein Teil jeweils als aktive Steuereinrichtung mit einer über ein dezentrales Bussystem verfügenden Mikroprozessoranordnung ausgebildet ist, wobei die aktiven Steuereinrichtungen jeweils auf ein einer Zugriffe auf das zentrale Bussystem steuernden Busverwaltungseinrichtung zugeführtes Busanforderungssignal hin von diesem durch Abgabe eines Busfreigabesignals das zentrale Bussystem für einen Datentransfer zu bzw. von einer passiven Steuereinrichtung zugeführt erhalten.

Derartige Schaltungsanordnungen sind bereits bekannt (Proc. AFIPS Fall Joint Computer Confernce 1972, Seiten 719 bis 740). Bei diesen Schaltungsanordnungen sind an das zentrale Bussystem neben aktiven Steuereinrichtungen auch passive Steuereinrichtungen in Form von Speicheranordnungen angeschlossen, auf die auf eine Buszuteilung hin von den aktiven Steuereinrichtungen sequentiell zugegriffen werden kann.

Eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art ist außerdem aus EP-0 166 272 A2 bekannt. Bei dieser Schaltungsanordnung sind in der jeweiligen aktiven Steuereinrichtung erste Mittel zum Generieren eines Anforderungssignals für die Benutzung des zentralen Bussystems vorgesehen. Durch zweite Mittel wird dabei die CPU der jeweiligen aktiven Steuereinrichtung bis zum Empfang eines Bestätigungssignals für die Benutzung des zentralen Bussystems in einen "HOLD"- Zustand überführt.

Weiterhin ist es aus DE-29 43 564 A1 bekannt, bei einem paarweisen Dialog von Steuereinrichtungen bei einer Adressierung der Steuereinrichtungen eine Abtrennung von einem Dialogbus vorzunehmen.

Darüber hinaus ist bereits ein Verfahren zum Übertragen von binären Signalen zwischen Anschlußgeräten, die über ein zentrales Busleitungssystem miteinander und mit einer die Signalübertragung zwischen ihnen steuernden zentralen Steuereinrichtung verbunden sind, bekannt (DE-PS 30 03 340). Bei diesem Verfahren wird in von jedem Anschlußgerät vor der Übertragung von binären Signalen zu einem anderen Anschlußgerät hin zunächst nur für einen zentralen Prozessor der zentralen Steuereinrichtung ein Meldesignal bereitgestellt, welches die an die jeweilige gewünschte Signalübertragung zu beteiligenden Anschlußgeräte bezeichnet. Der zentrale Prozessor gibt bei Vorhandensein von Signalen für eine Signalübertragung an die an der Übertragung beteiligten Anschlußgeräte jeweils ein Einstellsignal ab. Durch das Auftreten eines solchen Einstellsignals wird das die Signale abgebende Anschlußgerät in einen Sendezustand und das für eine Signalaufnahme bestimmte Anschlußgerät in einen Empfangszustand überführt.

Nach dieser Einstellung der Anschlußgeräte wird von dem im Sendezustand sich befindenden Anschlußgerät ein Signalübertragungs-Anforderungssignal an eine zu der zentralen Steuereinrichtung gehörenden Speicherzugriffseinrichtung abgegeben, die daraufhin den zentralen Prozessor der zentralen Steuereinrichtung hinsichtlich einer Abgabe von Signalen an das zentrale Busleitungssystem unwirksam steuert. Von dieser Speicherzugriffseinrichtung werden sodann gesonderte Steuersignale in wechselnder Folge an die betreffenden Anschlußgeräte für eine Signalübertragung abgegeben.

Es ist nun Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Weg zu zeigen, wie eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art ausgebildet werden kann, um mit einem geringen Steuerungsaufwand einen Datentransfer sowohl zwischen aktiven Steuereinrichtungen als auch zwischen aktiven und passiven Steuereinrichtungen zu ermöglichen.

Die vorstehend aufgezeigte Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

Der Vorteil der Erfindung besteht einerseits darin, daß von den aktiven Steuereinrichtungen aus über das zentrale Bussystem nicht nur auf mit diesen verbundene passive Steuereinrichtungen, wie z. B. Speicheranordnungen, sondern auch beispielsweise auf Speicheranordnungen im direkten Speicherzugriff zugegriffen werden kann, die an dezentrale Bussysteme der aktiven Steuereinrichtungen angeschlossen sind. Damit kann beispielsweise ein Teil von zwischenzuspeichernden Datensignalen dezentral in den einzelnen aktiven Steuereinrichtungen gespeichert werden. Der für einen Speicherzugriff erforderliche Steuerungsaufwand ist dabei wesentlich geringer als der Steuerungsaufwand für die Signalübertragung zwischen Anschlußgeräten bei den genannten bekannten Verfahren.

Andererseits besteht der Vorteil der Erfindung darin, daß der Zugriff auf die dezentralen Bussysteme auch für Testzwecke ausnutzbar ist, indem beispielsweise von einer ausgewählten aktiven Steuereinrichtung im Zuge einer Routineprüfung zu den übrigen aktiven Steuereinrichtungen hin Prüfsignale übertragen bzw. von diesen abgefragt werden können.

Eine hinsichtlich des schaltungstechnischen Aufwandes und der Flexibilität zweckmäßige Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ergibt sich aus dem Patentanspruch 2.

Im folgenden wird nun die Erfindung anhand eines in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Die in der Zeichnung dargestellte Schaltungsanordnung weist eine Vielzahl von Steuereinrichtungen auf, die an ein zentrales Bussystem BUSZ angeschlossen sind. Von diesen Steuereinrichtungen sind aktive Steuereinrichtungen EAP1, EAP2 und EAP3 sowie eine passive Steuereinrichtung ZSP in Form einer Speicheranordnung dargestellt. Die aktiven Steuereinrichtungen weisen dabei jeweils eine Mikroprozessoranordnung auf. Die zu den Steuereinrichtungen EAP1 und EAP2 gehörenden Mikroprozessoranordnungen sind dabei in der Zeichnung ausschnittweise angegeben.

Die der Steuereinrichtung EAP1 zugehörige Mikroprozessoranordnung weist einen Mikroprozessor MP1 auf, der über ein dezentrales Bussystem BUS1 mit einem Programmspeicher und Schreib-/Lese-Speicher als Datenspeicher aufweisenden Speicheranordnung DSP1 verbunden ist. An dieses dezentrale Bussystem sind außerdem eine Leitungsanschlußschaltung LS1, eine Busanschlußschaltung BSS1 und eine Ein-/Ausgabeschaltung DBS angeschlossen. Mit der Leitungsanschlußschaltung mögen dabei beispielsweise Übertragungsleitungen für die Aufnahme und/oder Abgabe von Datensignalen angeschlossen sein. Die Busanschlußschaltung BSS1 dient dagegen für den Anschluß der Steuereinrichtung EAP1 an das zentrale Bussystem BUSZ. Es kann sich hierbei beispielsweise um bidirektionale Bustreiber handeln. Die Ein-/Ausgabeschaltung DBS verbindet die Steuereinrichtung EAP1 über Leitungen HOLD2 und HOLDA2 bzw. HOLD3 und HOLDA3 mit der Steuereinrichtung EAP2 bzw. EAP3.

Der Mikroprozessor MP1 der Steuereinrichtung EAP1 steht darüber hinaus mit BA1 und BF1 bezeichneten Leitungen mit einer Busverwaltungseinrichtung BV in Verbindung. Diese Busverwaltungseinrichtung steuert, wie im folgenden noch erläutert werden wird, die Zugriffe auf das zentrale Bussystem BUSZ. Bei Verwendung eines Mikroprozessors vom Typ 8085 der Firma Intel als Mikroprozessor MP1 kann die Leitung BF1 an einen der Unterbrechungseingänge (Interrupt-Eingänge) angeschlossen sein. Dagegen kann die genannte Leitung BA1 mit dem Ausgang SOD des Mikroprozessors verbunden sein. Die Leitung BF1 ist im übrigen auch noch an einen Steuereingang der bereits genannten Busanschlußschaltung BSS1 herangeführt.

Die der Steuereinrichtung EAP2 zugehörige Mikroprozessoranordnung weist einen Mikroprozessor MP2 auf, der über ein mit BUS2 bezeichnetes dezentrales Bussystem mit einer Programmspeicher und Schreib-/Lese-Speicher aufweisenden Speicheranordnung DSP2 verbunden ist. Neben dieser Speicheranordnung sind an dieses dezentrale Bussystem noch eine Leitungsanschlußschaltung LS2 und eine Busanschlußschaltung BSS2 angeschlossen. Die Funktionen dieser beiden Schaltungen entsprechen den Funktionen der in der Steuereinrichtung EAP1 vorhandenenen Leitungsanschlußschaltung LS1 und der Busanschlußschaltung BSS1.

Der Mikroprozessor MP2 steht außerdem einerseits über die bereits genannten Leitungen HOLD2 und HOLDA2 mit der Steuereinrichtung EAP1 und andererseits über Leitungen BA2 und BF2 mit der bereits genannten Busverwaltungseinrichtung BV in Verbindung. Wird auch für diesen Mikroprozessor ein Mikroprozessorbaustein vom Typ 8085 verwendet, so kann die Leitung BF1 wieder an einen der Unterbrechungseingänge und die Leitung HOLD2 an den Eingang HOLD des Mikroprozessors angeschlossen sein. Dagegen kann die Leitung BA1 mit dem Ausgang SOD und die Leitung HOLDA2 mit dem Ausgang HOLDA des betreffenden Mikroprozessors verbunden sein.

Die der Steuereinrichtung EAP3 zugehörige Mikroprozessoranordnung möge den gleichen Aufbau aufweisen wie die der Steuereinrichtung EAP2 zugehörige, in der Zeichnung ausschnittweise dargestellte Mikroprozessoranordnung. Die Steuereinrichtung EAP3 steht über die bereits genannten Leitungen HOLD3 und HOLDA3 mit der Steuereinrichtung EAP1 und über mit BA3 und BF3 bezeichnete Leitungen mit der bereits genannten Busverwaltungseinrichtung BV in Verbindung. Diese Leitungen sind an einem dem Mikroprozessor MP2 der Steuereinrichtung EAP2 entsprechenden Mikroprozessor herangeführt.

Die genannte Busverwaltungseinrichtung BV besteht aus einer Mikroprozessoranordnung, von der ausschnittweise ein Mikroprozessor MP3 und eine über ein Bussystem mit diesem verbundene Ein-/Ausgabeschaltung BST dargestellt ist. Diese Ein-/Ausgabeschaltung ist dabei über die bereits genannten Leitungen BA1 und BF1 bzw.BA2 und BF2 bzw. BA3 und BF3 mit der Steuereinrichtung EAP1 bzw. EAP2 bzw. EAP3 verbunden.

Bei den in der Zeichnung mit BST und DBS bezeichneten Ein- /Ausgabeschaltungen kann es sich im übrigen um unter der Bezeichnung 8255 bekannte Ein-Ausgabe-Bausteine der Firma Intel handeln. Derartige Bausteine sind von einem Mikroprozessor her derart steuerbar, daß über sie sowohl auf Einzelleitungen auftretende Datensignale aufgenommen als auch Datensignale an Einzelleitungen abgegeben werden können.

Im folgenden wird nun die Wirkungsweise der in der Zeichnung dargestellten Schaltungsanordnung näher erläutert. Hierzu sei angenommen, daß ein Datentransfer zwischen einer der aktiven Steuereinrichtungen, beispielsweise der Steuereinrichtung EAP1, und der zentralen Speicheranordnung ZST bzw. einer weiteren aktiven Steuereinrichtung gewünscht ist. Für die Einleitung eines solchen Datentransfers gibt der Mikroprozessor MP1 der Steuereinrichtung EAP1 über die Leitung BA1 ein Busanforderungssignal in Form eines statischen Signals an die Busverwaltungseinrichtung BV ab. Diese teilt daraufhin dem Mikroprozessor MP1 ggf. nach einer Wartezeit, falls das zentrale Bussystem BUSZ gerade durch eine andere Steuereinrichtung belegt ist, das zentrale Bussystem für einen Datentransfer zu. Die Zuteilung erfolgt dabei durch Abgabe eines Busfreigabesignals über die Ein-/Ausgabeschaltung BST und die Leitung BF1. Mit diesem Busfreigabesignal wird gleichzeitig auch die Busanschlußschaltung BSS1 für einen Datentransfer wirksam gesteuert. Im Anschluß daran erfolgt dann ein Datentransfer beispielsweise zwischen der Steuereinrichtung EAP1 und der zentralen Speicheranordnung ZSP für das Einschreiben bzw. Auslesen von Datensignalen in Speicherzellen bzw. aus Speicherzellen der zentralen Speicheranordnung.

Darüber hinaus besteht auch die Möglichkeit, einen Datentransfer zwischen zwei aktiven Steuereinrichtungen, beispielsweise zwischen den Steuereinrichtungen EAP1 und EAP2 durchzuführen.

Hierzu erfolgt zunächst in der gerade dargestellten Weise eine Buszuteilung durch die Busverwaltungseinrichtung BV, indem diese beispielsweise wieder dem Mikroprozessor MP1 der Steuereinrichtung EAP1 auf dessen Anforderungssignal hin ein Busfreigabesignal zuführt. Nach dieser Buszuteilung überträgt der Mikroprozessor MP1 ein Steuersignal über die Ein-/Ausgabeschaltung DBS und die Leitung HOLD2 zu dem Mikroprozessor MP2 der Steuereinrichtung EAP2 hin. Auf das Auftreten dieses Signales hin wird der Mikroprozessor MP2 von seinem Steuerzustand in einen Trennzustand überführt, der auch als "HOLD"- Zustand bezeichnet wird. In diesem Trennzustand ist der Mikroprozessor MP2 von dem zugehörigen dezentralen Bussystem BUS2 abgetrennt. Die bei Übergang in den Trennzustand gerade ablaufenden Steuerungsvorgänge werden dabei unterbrochen. Die Einnahme des Trennzustandes wird dem Mikroprozessor MP1 durch ein über die Leitung HOLDA2 übertragenes und durch die Ein- /Ausgabeschaltung DBS aufgenommenes Bestätigungssignal angezeigt. Mit dem Auftreten des genannten Steuersignals wird im übrigen die der Steuereinrichtung EAP2 zugehörige Busanschlußschaltung BSS2 für einen Datentransfer wirksam gesteuert.

Nach Empfang des zuvor genannten Bestätigungssignals kann der Mikroprozessor MP1 über das zentrale Bussystem BUSZ und die Busanschlußschaltung BSS2 auf das dezentrale Bussystem BUS2 der Steuereinrichtung EAP2 und damit auf die mit diesem verbundenen Einrichtungen zugreifen. Beispielsweise ist es möglich, einen Datentransfer zwischen dem Mikroprozessor MP1 und der Speicheranordnung DSP2 der Steuereinrichtung EAP2 nach Art eines direkten Speicherzugriffs durchführen. Darüber hinaus können aber auch für Testzwecke Prüfsignale zwischen den an das dezentrale Bussystem der Steuereinrichtung EAP2 angeschlossenen Einrichtungen und dem Mikroprozessor MP1 ausgetauscht werden.

Nach Abschluß des gerade erwähnten Datentransfers wird zunächst der Mikroprozessor MP2 durch Wegnahme des ihm über die Leitung HOLD2 zugeführten Steuersignals von seinem Trennzustand in seinen Steuerzustand überführt, in welchem ihm das dezentrale Bussystem BUS2 wieder zur Verfügung steht. Danach ist es beispielsweise möglich, von der Steuereinrichtung EAP2 aus in der zuvor dargestellten Weise für einen weiteren Datentransfer auf das der Steuereinrichtung EAP3 zugehörige dezentrale Bussystem zuzugreifen.

Nach Abschluß der von der Steuereinrichtung EAP1 abzuwickelnden Datentransfervorgänge gibt schließlich der Mikroprozessor MP1 durch Wegnahme des bis dahin der Busverwaltungseinrichtung BV zugeführten Anforderungssignals das zentrale Bussystem BUSZ wieder frei. Danach kann die Busverwaltungseinrichtung das zentrale Bussystem weiteren Steuereinrichtungen für einen Datentransfer zur Verfügung stellen.

Bezüglich der Steuerung des Zugriffs auf das zentrale Bussystem BUSZ sei noch darauf hingewiesen, daß von der Busverwaltungseinrichtung BV die Dauer des Bestehens der einzelnen Busbelegungen überwacht wird. Dafür kann beispielsweise in der Busverwaltungseinrichtung BV eine mit Taktsignalen beaufschlagte Zähleranordnung vorgesehen sein, die auf die Abgabe eines Busfreigabesignals von einem vorgegebenen Anfangszählerstand aus ihren Zählbetrieb aufnimmt. Bei Erreichen eines der für eine Busbelegung maximal zulässigen Belegungsdauer entsprechenden Zählerstandes gibt die betreffende Zähleranordnung ein Steuersignal an den der Busverwaltungseinrichtung BV zugehörigen Mikroprozessor MP3 ab. Dieser Mikroprozessor trennt daraufhin diejenige Steuereinrichtung, der das zentrale Bussystem BUSZ gerade zugeteilt ist, durch Wegnahme des bis dahin abgegebenen Busfreigabesignals von dem zentralen Bussystem. Auf diese Weise wird verhindert, daß bei Ausfall einer Steuereinrichtung, die gerade das zentrale Bussystem für einen Datentransfer belegt hat, das zentrale Bussystem für die übrigen Steuereinrichtungen blockiert ist.

Wird dagegen das zentrale Bussystem vor Ablauf der maximal zulässigen Belegungsdauer von der jeweiligen Steuereinrichtung durch Wegnahme des von dieser bis dahin abgegebenen Busanforderungssignals wieder freigegeben, so wird die genannte Zähleranordnung vor Erreichen ihres maximalen Zählerstandes in ihren Anfangszählerstand zurückgesetzt. Dieses Rücksetzen kann beispielsweise auf die Wegnahme des gerade erwähnten Busanforderungssignales hin erfolgen.

Im übrigen kann die Busverwaltungseinrichtung BV auch derart ausgebildet sein, daß den einzelnen Steuereinrichtungen für einen Zugriff auf das zentrale Bussystem BUSZ unterschiedliche Prioritäten zugewiesen werden.

In der Zeichnung ist lediglich der Fall dargestellt, daß, wie vorstehend erläutert worden ist, von der Steuereinrichtung EAP1 her auf die dezentralen Bussysteme der Steuereinrichtung EAP2 und EAP3 zugegriffen werden kann. Die dargestellte Schaltungsanordnung kann aber auch derart ausgebildet sein, daß jede der mit dem zentralen Bussystem verbundenen Steuereinrichtungen entsprechend der Steuereinrichtung EAP1 aufgebaut ist. Für diesen Fall sind den einzelnen zu den Steuereinrichtungen gehörenden Mikroprozessoren jeweils neben Leitungen BA, BF für die Belegung des zentralen Bussystems auch die einzelnen Steuereinrichtungen miteinander verbindende Leitungen HOLD und HOLDA zuzuführen, über die der jeweilige Mikroprozessor in seinen Trennzustand überführbar ist.


Anspruch[de]
  1. 1. Schaltungsanordnung zur Steuerung des Datentransfers zwischen über ein zentrales Bussystem (BUSZ) miteinander verbundenen Steuereinrichtungen (EAP1, EAP2, EAP3 und ZSP), von denen ein Teil jeweils als aktive Steuereinrichtung (EAP1, EAP2, EAP3) mit einer über ein dezentrales Bussystem (BUS1 bzw. BUS2) verfügenden Mikroprozessoranordnung ausgebildet ist, wobei die aktiven Steuereinrichtungen jeweils auf ein einer Zugriffe auf das zentrale Bussystem (BUSZ) steuernden Busverwaltungseinrichtung (BV) zugeführtes Busanforderungssignal hin von dieser durch Abgabe eines Busfreigabesignals das zentrale Bussystem für einen Datentransfer zu bzw. von einer passiven Steuereinrichtung (ZSP) zugeteilt erhalten, dadurch gekennzeichnet,

    daß von derjenigen aktiven Steuereinrichtung (z. B. EAP1) her, der das zentrale Bussystem (BUSZ) zugeteilt worden ist, an wenigstens eine der übrigen aktiven Steuereinrichtungen ein gesondertes Steuersignal abgegeben wird, durch welches diese von ihrem zugehörigen dezentralen Bussystem (z. B. BUS2) abgetrennt wird,

    und daß von derjenigen aktiven Steuereinrichtung, der das gesonderte Steuersignal zugeführt worden ist, ein Bestätigungssignal an die erstgenannte aktive Steuereinrichtung abgegeben wird, die daraufhin über das zentrale Bussystem (BUSZ) Zugang zu dem dezentralen Bussystem (BUS2) der aktiven Steuereinrichtung erhält, von der das genannte Bestätigungssignal abgegeben worden ist.
  2. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der aktiven Steuereinrichtungen (EAP1, EAP2, EAP3) Zugang zu den dezentralen Bussystemen aller übrigen Steuereinrichtungen erhält und daß sämtliche aktive Steuereinrichtungen für die Abgabe von Busanforderungssignalen und Steuersignalen sowie für die Aufnahme von Busfreigabesignalen und Bestätigungssignalen einerseits mit der als Mikroprozessoranordnung ausgebildeten Busverwaltungseinrichtung (BV) und andererseits miteinander über gesonderte Steuerleitungen in Verbindung stehen.
  3. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Busverwaltungseinrichtung (BV) die Dauer der Belegung des zentralen Bussystems durch die aktiven Steuereinrichtungen (EAP1, EAP2, EAP3) überwacht, und daß die Busverwaltungseinrichtung bei Überschreiten einer vorgegebenen maximalen Belegungsdauer die das zentrale Bussystem gerade belegende aktive Steuereinrichtung von diesem trennt.






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