DE2917441B2

DE2917441B2 - Verfahren und Schaltungsanordnung zur datenwegunabhängigen Reservierung, Freigabe und Wiederverbindung nach Unterbrechung von Ein- und/oder Ausgabegeräten und Speichergeräten in einen datenverarbeitenden Multiprozessorsystem

Info

Publication number: DE2917441B2
Application number: DE2917441A
Authority: DE
Inventors: Fernando Augusto Monte Sereno Calif. Luiz; Harlan Claire Saratoga Calif. Snyder; John Holliday Los Gatos Calif. Sorg jun.
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1978-05-08
Filing date: 1979-04-28
Publication date: 1981-04-16
Also published as: SE440960B; GB2020456A; ES480295A1; BR7902718A; SE7903939L; AU4564079A; NL7903614A; IT1166776B; JPS5838818B2; AU521915B2; CH637229A5; FR2425676B1; JPS54146941A; DE2917441A1; IT7922196A0; US4207609A; CA1116260A; FR2425676A1; DE2917441C3; GB2020456B

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 Speichergeräie 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-Operalion. 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 Kanalprogramme aus. Während der latenten Perioden dei Gerätetäligkeit werden die den Geräten entsprechenden Kanalprogramme in Gerätewaiieschlangen 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 Uiid 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 Daten «veges 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 Multiprozessorsystemen 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- uvid Ausgabegeräten und Speichern in einem Multiprozessorsystem 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 Überwachungsprogiammaufwand zu groß wird sowie eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen.

Die erfindungsgemäße Lösung ergibt sich aus dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1. Weitere Merkmale sind in den Ansprüchen 2 bis 6 gekennzeichnet.

In dieser Erfindung ist jede CPU ein Quellenknotenpunkt mit einer Gruppe von Ausleitwegen (Kanälen). Diese Wege werden von zusammenarbeitenden Steuerknotenpunkten (Steuereinheiten) aufgenommen, um in einem Bestimmungsgerät -:u enden. Jede CPU kann ein Gerät über einen Kanal reservieren und später eine E/A-Operation mil denselben 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 Dattnweges 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

ίο (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,

ι ? bezogen auf die Zentraleinheit, wird dadurch verbessert, daß verschiedene Datenweggruppeti 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 verbessert, die in die Wahl der reservierten Geräte oder den Wiederanschluß des Gerätes und der Zentraleinheit einbezogen sind.

Schließlich werden die Kanäle auch nicht länger 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, dab die oben beschriebenen äußeren Einrichtungen die Ausführung dieser Vernetzung gestatten.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden anschließend

)5 näher beschrieben.
Es zeigt

Fig. 1 ein Paar Zentraleinheiten, die gemeinsam Zugriff zu einem Untersystem von Speichergeräten auf herkömmliche \rt 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 Peripheriegeräten, die während einer Initialisierungsphase beliebig festgelegt werden können,

F i g. 4a und 4b Matrixdarstellungen der Netzwerkbeziehungen in der Fig. 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 sogenannten Gerätebelegungsvektor und ein Beispiel für eine Gerätezuordnungs-Tabelle, sowie Fig. 6a bis 6b eine logische Implementierung des

dynamischen Datenwegspeichers 25' des in der Fig. 2

dargestellten Ausführungsbeispiels auf der zweiten Ebene.

In der F i g. 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

μ Steuereinheiten haben über die Schalteinrichtung 25 gemeinsam direkten Zugriff zu den Speichergeräten 27 und 29. Zunächst sollen die Verhältnisse bei einer von der ersten Zentraleinheit (CPU Π beeonnenen Aufeabe.

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-Folgc 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 wiederum über den Kanal an die Steuereinheit 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 Steuereinheilen 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 gelrennten 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 CCW SEEK, 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 Sieuereinheit 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 Zugriffarmes 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 Lisle 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

is 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 gegebenen Folge bezieht.

Arbeitsweise der Steuereinheit
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 die 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 Kopfarm auf die Spur gemäß der Adresse ein und gibt ein Abschlußsignal ab. Die Steuereinheit wiederum fragt asynchron ein

ü 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 Y ausführen. Dasselbe gilt für den Kanal, d. h. der Kanal kann auch in einem anderen Kanalprogramm eingesetzt

4> 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

3d Steuereinheit die Identifikationssignale der Steuereinheit und des Gerätes. Der Kanal spricht darauf an 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 Datenbo wegzuordnung 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 ^s 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 Kanalprogramnie, 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-ldentifikalion und Tabellen verwendet. 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 V?«. in 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 r> sendet, kann die Steuereinheit alle von der CPU Il dominierten Kanäle identifizieren, basierend auf einer Tabelle, welche die Abschlüsse von CU-Kanal/Anschluß und die CPU-Identifikation enthält. Daraus folgt, daß eine den Wiederanschluß verlangende Steuereinheit _>o 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 Datenverarbeilungssy- :\ stern 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 in Kanäle hinaus feststellen. Somit wird jeder Kanal einmalig behandelt. Wenn der erste Kanal 5 beispielsweise das Speichergerät 27 reserviert hatte, dann kann der zweite Kanai 7 dieses Gerät nicht ansteuern, weil die erste Steuereinheit 21 nicht, »weiß«, daß eine CPU 1 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

In der Fig. 2 ist eine Konfiguration mit mehreren Zentraleinheiten und mit gemeinsam benutzten j> Speichergeräten nach dem Erfindungsgedanken gezeigt. Die drei Zentraleinheiten werden nachfolgend mit römischen Zahlen als CPUI. CPUII und CPUIlI bezeichnet und sind in geeigneter Weise mit den beiden Steuereinheiten 21 und 23 verbunden, die nachfolgend ™ für die Kanäle mit CU I und CU Il bezeichnet sind. So ist also die CPU I mit vier Kanälen 5, 7, 8 und 10, die CPU !1 mit zwei Kanälen 9 und 12 und die CPU Hl mit den beiden Kanälen 14 und 16 verbunden. Die ersten beiden Kanäle 5 und 7 der CPU I führen zu den η 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 CU II. Diese direkte 1 :1-Beziehung zwischen Kanal und CU-Anschluß unterscheidet sich von der in der F i g. 1 gezeigten Konfiguration, wo der b5 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 Il eine Gruppe von E/A-Geräten 53 über die Geräte-Steuerungen 27 und 29 und über eine Anfrage/ Antworlschnittstelle 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 Il mit der Geräte-Steuerung 29.

In der Anforderungs/Antwortschnittstelle 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 von Operationen nur 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 Daienwegspeicher 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 Anschlußschaltung angesteuert werden können. So kann die CU 1 diese Speicher 43 und 45 über die Anschlußschaltung 39 und die Leitung 67 für das Lesen, Schreiben oder Fortschreiben der Information ansteuern. Die CU Il kann beide Speicher über die Anschlußschaltung 47 und die Leitung 65' ansteuern. Die mit der Adressierung der E/A-Geräte 53 zusammenhängenden Operationen, welche 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 Anschlußschaltung 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

cine Gerätesteuerung 29, die CU Il und die Kanäle 8 und 10. Das erste Problem besteht dann darin, ein Verzeichnis über die verfügbaren Datenwege 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 und/oder Baumstrukturen dargestellt oder aufgezeichnet werden. Beispiele für Baumstrukturen sind in der F i g. 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 and der Kontextinformation muß ein System aus mehreren Zentraleinheiten und gemeinsam benutzten E/A-Geräten auch systematisch für die Einrichtung nach diesen Aspekten und für eine 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 zugehörigen Gerätesteuerungen verantwortlich, um zu der im dynamischen Datenwegspeicher 25' gespeicherten Information Zugriff zu erhalten. Die notwendigen Operationselemente für die Unterstützung der wegunabhängigen Gerätereservierung und Wiederverbindung jmfassen 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 gemeinsam benutzter Geräte und Steuereinheiten, welche Daten über die Systenitopologie 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

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 Funktionssteuerbyte 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

ι» 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. Dieser ID-Wert kann nur durch eine Systemrückstellung verändert werden. Jeder nachfolgende SHID-Befehl auf diesem Datenweg, der an dasselbe Gerät oder ein anderes an diese Steuereinheit angeschlossenes Gerät adressiert ist, muß einen identischen ID-Wert haben oder das CCW wird zurückgewiesen.

Der SHID-Befehl sollte vorzugsweise ein Funktions-

2-i steuerbyte enthalten, das die nachfolgende Benutzung der Parameter innerhalb des SHID-Befehls definiert. Unter den interessierenden Funktionen befindet sich der Aufbau einer Gruppe. In 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

v> Das CCW SHID ist nur der Mechanismus, durch den die Steuereinheit ein Netzwerkverzeichnis formuliert. Verschiedene in den F i g. 3 und 5 gezeigte Zusammenhänge dienen dem besseren Verständnis des Netzwerk-Topologieverzeichnisses (Verzeichnis der verfügbaren

tu Datenwege) und der Kontextinformation. Die nachfolgenden Ausführungen beziehen sich auf ein Beispiel der Verzeichnisbildung und der Beteiligung der Systemelemente bei der Erstellung und Wartung dieser Verzeichnisse.

Es sei angenommen, daß die CPU 1 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

V) Anschluß »e« der CU II. In ähnlicher Weise soll die CPU II mit den Geräten 0 und I 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 Kanalbefehlswort SHID aus. Ein erstes SHID wird z. B, für die Kopplung des

bo 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

b5 »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-Folge 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 g"trennt, während der zugehörige Zugriffsarm im Plattenspeicher verstellt wird. Die CU I empfängt den SEEK-Befehl beispielsweise für das Gerät I am Anschluß »a«. Diese CU I muß dann eine Tabelleneintragung vornehmen, welche die Zuordnung des κι adressierten Gerätes im CCW SEEK 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 Speichergerät 1 ein Signal für den Abschluß der i^r> Operation ab. Die CU I fragt asynchron den Gerätestaius ab. Die Steuereinheit ersieht den CPU ID-Weri für das Gerät 1 aus einer Zuordnungstabelle. Aus den Baumverzeichnis kann dann die CU die Anschlüsse und Kanäle identifizieren, welche an die CPU gekoppelt sind.

Wie aus der Fig. 2 zu ersehen ist, haben sowohl die C¹J 1 als auch die CU II augenblicklich parallelen Zugriff zu den Gerätestatus/Abschlußdaten. Wie aus der Fig. 3a zu ersehen ist. kann der Status von einer oder beiden Steuereinheiten abgefragt und die Wiederanschlußanforderung entsprechend an die Anschlüsse »a« und »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

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 erfolgte. 4«

In der vorliegenden Erfindung wird die Besitzbezeichnung (CPU) aus der Zuordnungstabelle entfernt, sobald eine CCW-Kette bei Fehlen eines CCW RESERVE beendet ist. Ein Gerät / hat beispielsweise eine Zuordnung zur CPU I, angezeigt durch ein Kennzeichen 4-5 in der Zuordnungstabelle, während der ganzen Zeit, in der die CU eine CCW-Kette für die CPU I ausführt, oder 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-identifikation und nicht durch den äußeren Anschluß (Kanal) gekennzeichnet werden. Deshalb kann eine CPU für die Wiederbenutzung des Gerätes jeden möglichen Weg 5ί 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 de^r CPU einbezo- ^5 gen sind. Die für die dynamische Zuordnung notwendigen Strukturen stehen im gemeinsam benutzten dynamischen Datenwegspeicher 25' zwischen den Geräte-Steuerungen 27 und 29. Anschließend wird dei Aufbau der in den F i g. 4 und 5 dargestellten Tabellen entsprechend den Netzwerken 3a — c beschrieben.

Zuerst wird die CPU ID-Liste aufgebaut, die in der Fig. 5a gezeigt ist. Das ist eine linear verknüpfte Liste, deren Kapazität genauso groß angesetzt wird wie die Anzahl der Anschlüsse a bis h von den Steuereinheiten. Diese Liste zeigt die Korrespondenz zwischen allen in der F i g. 3 dargestellten Quellenknotenpunkten und Knotenpunkten der mittleren Ebene, d. h. die Korrespondenz zwischen der CPU-Identität und den CU-Anschlüssen. So endet die CPU 1 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 III ist schließlich die einzige Eintragung für den Anschluß »d«.

Als nächstes wird die Gerätegruppentabelle aufgebaut — die CPU I D-Tabelle in den F i g. 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 F i g. 3b ist z. B. zu entnehmen, daß das Gerät 0 über die Knotenpunkte »c« oder »f« angesteuert werden kann. In der Zeile »c« der Fig.4a erscheint somit eine 1 in den Positionen »c« und »f«. Im Gegensatz dazi: weist die Zeile »a« in der F i 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 Gerätebenutzungsstatus 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 Geräteschrittstelle steht natürlich zur Verfügung, wenn das Gerät frei ist.

Die in der Fig.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 Il die Verbindung mit dem Gerät 0 wünscht Wenn die Anforderung von der CU I empfangen wurde, fragt sie die in der F i g. 5c dargestellte Gerätezuordnungstabelle in der dem Gerät 0 entsprechenden Zeile ab und findet eine 1 in den Anschlußpositionen »c« und »f«. Da der Anschluß »f« nicht in der CU 1 endet, stellt die Steuereinheit fest, daß nur der Anschluß »c« das Gerät benutzen darf. Die

CPU Il sendet ein CCWSEEK 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 1 die entsprechend;.· Tabelle fort, um den richtigen Wiederanschluß zu finden, wenn das CCW SEEK vom Gerät 0 beendet ist. Diese Fortschreibjng 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 Fig. 5b ein. Zu dieser Zeit trennt sich dann die Steuereinheit vom Kanal. Wenn der Magnetkopfarm im Gerät 0 zur Ruhe kommt, wird ein Abschlußstatusbit gesetzt (nicht dargestellt).

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 Il die Geräte abfragen und den Abschlußstatus des Gerätes 0 erkennen. Die Cu Il 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 Bedienungsanforcierungssignal 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 Abschlußsigna! in ein Fortsetzungssignal oder eine Anforderung zur Fortsetzung bezüglich der Kanäle verzeichnet werden soll. Außerdem entnimmt die Steuereinheit aus einer Geräte- oder CU-Anschluüzuordnungstabelle 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 Erhaubnissignal (SELECT OUT). Die Steuereinheit spricht auf dieses Erlaubnissignal an und antwortet mit dem Gerätenamen ID als Zeiger auf die Hauptspeicherlabelle 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, muC

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.

!>. Der Kanal die Geräteidentifikation als Zeiger fü die wiederaufzunehmende CCW-Liste benutzen.

6. Entscheiden, welche Steuereinheit Zugriff zu einen Gerät hat. wo ein einzelnes Geräteendesigna mehrere Erlaubnissignale von den Steuereinheitei anhebt, die mehrere Signale REQUEST IN abge ben und beide Steuereinheiten einen Kana aufgrund desselben Geräteendesignales beleg haben.

Dynamischer Datenwegspeicher,
Adressierung und Steuerungen

Aus den F i g. 6 und 2 ist zu ersehen, daß dii Geräte-Steuerungen 27 und 29 mehrere Speichergeräti 53 über entsprechende Datenwege 55 und 51 ansteuerr Zu jeder Geräte-Steuerung 27 und 29 gehört eini Kennzeichenleitung 65, 67 bzw. 65', 67', um Befehle ai das Plattenlaufwerk und ein Kennzeichenleitsignal zi senden, um eine Torschaltung für die Kennzeichensam

?ü melleitung in jedem der Geräte 53 zu betätigen. Eini DatenausgangssammeJleilung 59 bzw. 63 liefert zusatz lieh Befehlsinformation und auch die Modulnummer de Plattenlaufwerkes zum Wählen eines bestimmte! Laufwerkes, d. K Gerät 0 bis Gerät 3. Obwoh

>■> Einzelheiten der Steuerung und der Beziehungen de Datenwege zwi. ?hen der Steuereinheit, der Geräte steuerung und dem Plattenlaufwerk nicht unbedingt zu Erfindung gehören und im einzelnen beispielsweise ii der US-Patentschrift 38 24 563 beschrieben sind, wer

«ι den bestimmte Gesichtspunkte näher erläutert, die zi dem neuartigen Gerät und dem Verfahren nach den Erfindungsgedanken gehören.

Die Kennzeichensammelleitungen 65, 67 und 65', 67 führen über zugeordnete Pufferregister in entsprechen

(> de programmierte logische Schaltungen 66 und 68. Dii programmierten logischen Schaltungen arbeiten al: Kernzeichendecodierer, so daß eine vorgegebene Zah binärer Zeichen auf der Kennzeichensammelleitunj decodiert und für die Betätigung einer Anzahl voi

4(i St'suerleitungen benutzt wird. In einer Plattendatei is die Adresse einer bestimmten Spur durch eini Kombination der Zylinderadres'.se und der Kopfadressi angegeben. Die Steuerung fordert durch Erregen de entsprechenden Kennzeichsnleitungen und Ausgangs

4j Sammelleitungen die Zieladresse an. Die Steuerung is so angelegt, daß eine SEK-Operation von einen Zylinder zum andern durch Vorwärts- und Rückwärts Bewegungsbefehle an den Zugriffsmechanismus übe eine bestimmte Anzahl von Zylindern ausgeführt wird

i» Genauere Informationen über die Befehle und dii zugehörigen Vorgänge sind der oben erwähntet Patentschrift zu entnehmen.

Die Geräte-Steuerungen 27 und 29 senden nicht nu Befehle und Parameter für die Adressierung und der

^γλ Zugriff zu Information von den Geräten aus, sondern sii steuern auch Information vom dynamischen Datenweg speicher 25' an. Dieser besteht aus ein Paar Speichen mit wahlfreiem Zugriff 43 und 45, von denen jeder vor einem Ausgabepufferregister 75 bzw. 81 bedient wird

w Die Spcicheradrcßsammelleitungen 69 und 71 sine durch eine entsprechende Umschalt- und Kombina lionslogik 73 bzw. 79 miteinander gekoppelt wie die Schrcibleitungcn 59, 67a; 63, 65a und die Leseleitunger 676, 91, 89 und 57, oder 656, 85, 87 und 61. Außerden

h'i sind Sieuerschaltungen dargestellt, mit denen de Zugriff zu der einen oder anderen Gerätc-Steuerunj basierend auf den Freisignalcn 83 oder 84 gesperr 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 9.7 aufgebrochen.

Die beiden Speicher werden an einer Adresse angesteuert, die auf die Speicheradreßsanimelleitungen 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 Schreibleilungen 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 Daten wegspeichcr 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

to 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 ge sendet 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

Patentansprüche:

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 Ober 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 einer Unterbrechung über einen anderen Kanal die Befehlsfolge fortsetzt, dadurch gekennzeichnet,

daß zwischen den Gerätesteuerschaltungen (27 und 29), welche Anschlußschaltungen (39) und eine Reihenfolgesteuerung (41) enthalten, ein dynamischer Datenwegspeicher (25') angeordnet ist, der aus zwei getrennt ansteuerbaren Speichern (43, 45) besteht,

daß in diesem dynamischen Datenwegspeicher ein Verzeichnis der Netzwerktopologie und die von den Steuereinheiten (21, 23) bei der Verwaltung der Datenverbindungen zwischen den Prozessoren und den Ein- und/oder Ausgabegeräten benutzte Information gespeichert wird, und daß im Falle einer anstehenden Reservierungs- oder Wiederanschlußanforderung das Verzeichnis durch 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 Eirv 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 I₁ CPU Il 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 Anschlußschaltung (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 2J) 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 Anschlußschaltung (39) über zwei Einrichtungsverbindungen (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 Kennzeichendecodierer arbeiten, indem eine vorgegebene Zahl binärer

ίο 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 Speiche; adreßregister (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 Speicheradreßsammelleitung 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.