DE2048670A1

DE2048670A1 - Speicherwartungsanordnung fur Daten verarbeitungsanlagen

Info

Publication number: DE2048670A1
Application number: DE19702048670
Authority: DE
Inventors: Werner Heinrich Schurter
Original assignee: Western Electric Co Inc
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1969-10-06
Filing date: 1970-10-03
Publication date: 1971-04-15
Also published as: NL156839B; SE357634B; BE757040A; JPS4930583B1; GB1326939A; NL7014592A; DE2048670B2; CH531215A; US3609704A; FR2065030A5

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Datenverarbeitungsanlage mit einem zentralen Verarbeiter und einer Vielzahl von Speichereinheiten, die über eine gemeinsame Sammelleitung adressierbar sind, um festzustellen, ob eine adressierte oder eine nicht adressierte Speicher einheit eine fehlerhafte Antwort auf einen von dem Verarbeiter über die gemeinsame Sammelleitung gelieferten Befehl gibt.

Bei vielen Datenverarbeitungsanlagen ist der für die zu verarbeitenden Daten und die Programmbefehle zur Verarbeitung der Daten erforderliche Speicherraum in mehrere Speichereinheiten unterteilt. Eine solche Unterteilung kann aus mehreren Gründen zweckmäßig sein, nämlich zur Trennung des Befehlsspeichers vom Datenspeicher, zur Ermöglichung eines bausteinartigen Aufbaus, zur Berücksichtigung einer späteren Vergrößerung oder bei verdoppelten Speicheranlagen zur Verbesserung der Aussichten für eine Wiederinbetriebnahme der Anlage bei Auftreten von mehreren Bauteilausfällen.

109816/1901

Der Verarbeiter liest Befehle und Daten aus bzw. schreibt Daten in die Speicher über eine Übertragungssammelleitung. Die Verwendung einer direkten Sammelleitung vom Verarbeiter zu jeder einzelnen Speichereinheit würde zwar die Auswahl einer Speichereinheit unempfindlich gegen Ausfälle machen, aber der größere Aufwand und Raumbedarf ist häufig nicht gerechtfertigt. Stattdessen kann eine Anordnung verwendet werden, bei der der Verarbeiter über eine gemeinsame Sammelleitung aus einigen oder allen Speichereinheiten liest bzw. in diese einschreibt. Eine gegebene Speichereinheit antwortet dann nur für den Fall, daß sie eine Wortadresse als in ihrem Adressenbereich liegend erkennt. Die Adresse kann zwei Bit-Gruppen umfassen, wobei die erste Gruppe die jeweilige Speichereinheit bezeichnet und die zweite Gruppe die "relative Adresse" darstellt, nämlich die gewünschte Stelle innerhalb der Speichereinheit.

) Ausfälle von Schaltungsbauteilen während des Einschreibens oder Lesens

von Informationen lassen sich durch redundante Bit-Informationen (Fehlercodierungen, Parität), durch eine Verdoppelung und einen Datenvergleich oder durch spezielle Anzeigeleitungen feststellen. Es ist allgemein üblich, die gemeinsame Sammelleitung sowohl für die Prüfinformationen als auch die Daten zu verwenden.

Die Anzeige eines Speicherausfalls führt im allgemeinen zu einer Unter-

1 0 9 8 1 G / 1 9 0 1 ORIGINAL INSPECTED

*y 2 O /: Γ- 3 7 O

brechung des normalen Datenverarbeitungsprogramms. Ein Fehlererkennungsprogramm identifiziert dann die den Fehler aufweisende Speichereinheit, nimmt sie außer Betrieb, kehrt zur Datenverarbeitung zurück und nach einer gewissen Zeit identifiziert ein Diagnoseprogramm die fehlerhafte Schaltung oder das fehlerhafte Bauteil.

Es wurde festgestellt, daß gewisse Schaltungsfehler in einer Speichereinheit dazu führen können, daß diese Speichereinheit "redet", d. h., auf einen Lesebefehl anspricht, obwohl eine andere Speichereinheit adressiert worden ist. Die redende Speichereinheit überträgt dann gleichzeitig mit der richtig ansprechenden Speichereinheit (die als "adressierte Speichereinheit" bezeichnet wird) Antworteinformationen, die üblicherweise abweichend sind. Die sich dann ergebenden Daten erscheinen verstümmelt im Verarbeiter und können eine oder mehrere Fehlerprüfungen nicht passieren. Das Fehlererkennungsprogramm verdächtigt daraufhin die adressierte Speichereinheit und nimmt sie außer Betrieb, obwohl sie den Fehler nicht enthält. Andererseits bleibt die redende Speichereinheit in Betrieb. Sie macht eine Diagnose bezüglich der guten Speichereinheit unzuverlässig und kann darüberhinaus bewirken, daß weitere gute Speichereinheiten außer Betrieb kommen.

Fehler, die zum ungefragten Reden von Speichereinheiten führen, treten zwar nicht sehr häufig auf, aber die durch sie bewirkten Betriebsunter-

1 o 9 f- ; . /1 9 η 1 original inspected

2048570

brechungen stellen ein schwerwiegendes Problem in selbstprüfenden Anlagen dar. Bisher bestand die einzige Alternative darin, auf einer Sammelleitung besondere Prüfwege für jede einzelne Speichereinheit vorzusehen. Dies ist nicht nur aufwendig, sondern auch schwierig in einer Anlage zu verwirklichen, die für eine zukünftige Speichervergrößerung ausgelegt ist.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, diese Schwierigkeiten durch ein Verfahren zum Betrieb einer Datenverarbeitungsanlage und durch eine verbesserte Datenverarbeitungsanlage selbst zu lösen.

Ausgehend von einem Verfahren der eingangs genannten Art ist die Lösung der Aufgabe dadurch gekennzeichnet, daß der zentrale Verarbeiter über die gemeinsame Sammelleitung einen Lesebefehl zur Gewinnung eines vorbestimmten, an einer vorbestimmten Speicherstelle der adressierten Speichereinheit gespeicherten Bit-Musters überträgt, das der adressierten Speichereinheit individuell zugeordnet ist, daß im Verarbeiter ein der adressierten Speichereinheit besondere zugeordnetes Bit-Muster mit dem durch den Verarbeiter über die Sammelleitung gewonnenen Bit-Muster zur Ableitung eines Fehlersignals verglichen wird, und daß das Fehlersignal geprüft wird, um festzustellen, ob es Bits enthält, die zu anderen Speichereinheiten besonders zugeordneten Identifizierungs-Bitmustern gehören, und um die andere, durch das Bitmuster angegebene

109816/ 1901

ORIGINAL INSPECTED

_ς 20^670

Speicher einheit von der gemeinsamen Sammelleitung abzutrennen.

Eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, daß der zentrale Verarbeiter die vorbestimmte Speicherstelle in den Speichereinheiten neu adressiert, feststellt, ob jetzt die aufgrund der Neuadressierung aus der Speicher einheit gelesene Identifizierung das der adressierten Speicher einheit besonders zugeordnete Bitmuster enthält, die andere Speicher einheit als fehlerhaft markiert, wenn das durch den Verarbeiter aufgrund der Neuadressierung gewonnene Identifizierungs-Bitmuster der adressierten Sp ei ehe reinheit besonders zugeordnet ist, und die adressierte Speichereinheit als fehlerhaft markiert, wenn das durch den Verarbeiter aufgrund der Neuadressierung gewonnene Identifizierungs-Bitmuster der adressierten Speicher einheit nicht besonders zugeordnet ist.

Erfindungsgemäß wird also ein Verfahren angewendet, das den üblichen Fehlererkennungs- und Diagnoseprogrammen vorangeht und dessen Zweck darin besteht, festzustellen, ob eine redende Speichereinheit der Grund für den Speicherausfall war. Dies geschieht durch Lesen eines speziellen Identifizierungswortes aus derjenigen Speichereinheit, welche beim Auftreten des Redens adressiert worden ist. Gemäß der Erfindung ist ein der Speichereinheit besonders zugeordnetes Identifizierungswort an der gleichen relativen Adresse jeder Speichereinheit

109816/1901

des Speicher systems gespeichert. Danach vergleicht der zentrale Verarbeiter das erhaltene Identifizierungswort mit dem erwarteten Wort. Wenn der Vergleich bestätigt, daß das erhaltene Identifizierungswort richtig war, können normale Wartungsverfahren mit Erfolg angewendet werden, da keine Antwort von einer nicht adressierten Speichereinheit erhalten worden ist. Wenn jedoch ein fehlerhaftes Identifizierungswort, erhalten wurde, so kann der Grund dafür entweder ein Fehler der adres-

P sierten Speichereinheit oder eine redende Speichereinheit sein. Erfindungsgemäß ist der Aufbau des Identifizierungswortes so gewählt, daß der Verarbeiter durch eine Analyse seines verstümmelten Musters den gegebenenfalls vorhandenen, redenden Speicher direkt identifizieren und zeitweilig von der gemeinsamen Sammelleitung abtrennen kann. Um festzustellen, ob die auf diese Weise identifizierte Speichereinheit tatsächlich geredet, also ungefragt eine Antwort gegeben hat, wird das Identifizierungswort der adressierten Speichereinheit erneut gelesen. Erhält man jetzt die richtige Identifizierung, so wird die verdächtige Speichereinheit als fehlerhaft markiert und ein Diagnoseprogramm für sie vorgesehen. Erhält man das richtige Identifizierungswort nicht, so kann die adressierte Speichereinheit mit Sicherheit als fehlerhaftmarkiert werden, und normale Wartungsverfahren können die Störung lokalisieren.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels und in Verbindung mit den Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:

10 9 8 16/1901 original inspected

Fig. 1 das Blockschaltbild einer Anlage mit einem verdoppelten Verarbeiter und einem verdoppelten Sammelleitungssystem sowie Speichereinheiten, von denen jede ein Identifizierungs· wort zur Verwirklichung der Wartungsanordnung nach der Erfindung speichern;

Fig. 2 ein genaueres Schaltbild des zentralen Verarbeiters nach Fig. 1;

Fig. 3 ein vereinfachtes Schaltbild einer Speichereinheit, in der das Identifizierungs wort gemäß Fig. 1 gespeichert ist;

Fig. 4 ein Flußdiagramm eines als Beispiel gewählten Verfahrens

und 5

zur Verwirklichung der Wartungsanordnung nach der Erfindung.

In Fig. 1 ist eine Datenverarbeitungsanlage dargestellt, bei der im Interesse einer großen Betriebszuverlässigkeit bestimmte Ausrüstungen verdoppelt sind. Zwei zentrale Verarbeiter 200-1 und 200-2 sind zwei Übertragungssammelleitungen zugeordnet, mit deren Hilfe die Verarbeiter mit einer Vielzahl von Speichereinheiten 300 in Nachrichtenverbindung stehen. Innerhalb einer Sammelleitung sind die Adern entsprechend ihrer Funktion gruppiert. Im normalen Betrieb ist einender zentralen Verarbeiter, beispielsweise der Verarbeiter 200-1, aktiv ("on-line"), d. h., er steuert die peripheren Einheiten (nicht gezeigt), beispielsweise

109816/1901 .*.«p_Ected

2048G70

Schaltungen zur Steuerung und Überwachung eines Fernsprechvermittlungsnetzwerkes. Wie gesagt, sind in jeder Sammelleitung die Adern in Abhängigkeit von ihrer Funktion gruppiert. Beispielsweise kann der aktive Verarbeiter die Speicheradresse zusammen mit einem Lese-, Schreib- oder Wartungsoperationscode und im Fall des Einschreibens außerdem die einzuschreibenden Daten über die vom Verarbeiter zum Speicher führenden Adern 2 den ihnen zugeordneten Gruppen von Speichereinheiten 300-0, 300-2... 300-N zuführen. Im Falle eines Lesevorganges wird die Antworteinformation über die vom Speicher zum Verarbeiter führenden Adern 4 der gleichen Sammelleitung, beispielsweise der Sammelleitung "θ" übertragen. Der inaktive ("off-line") Verarbeiter 200-2 überträgt normalerweise gleichzeitig Informationen zu der ihm zugeordneten Gruppe von Speichereinheiten 300-1, 300-3... 300-M über vom Verarbeiter zum Speicher führende Adern 7 und empfängt Informationen über die vom Speicher zum Verarbeiten führenden Adern der ihm zugeordneten Sammelleitung "1". Die Verarbeiter 200-1 und 200-2 vergleichen periodisch ihre verdoppelten Informationen über eine Vergleichssammelleitung 9, um ihre richtige Arbeitsweise zu bestätigen. Zusätzlich zu den Verarbeitern, Sammelleitungen und Speichereinheiten weist die Datenverarbeitungsanlage einen zentralen Impulsverteiler 101 zur Steuerung peripherer Einheiten und zur Aussendung von Steuersignalen auf, die Steuer-Flipflops in den verschiedenen Speichereinheiten

10 9 8 16/1901 ORIGINAL INSPECTED

204-1570'

einstellen, um diese aus der in Betrieb befindlichen Anordnung herauszunehmen oder in sie einzuschalten.

Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist jede Spei eher einheit fest einer der beiden Sammelleitungen zugeordnet. Die gerade numerierten Speichereinheiten 300-0, 300-2.. . 300-N sind demgemäß fest der Sammelleitung "θ" und die ungerade numerierten Speichereinheiten 300-1, 300-3... 300-M fest der Sammelleitung "l" zugeordnet. Andererseits kann der aktive Verarbeiter eine der beiden Sammelleitungen als aktive Sammelleitung wählen. Diese durch die Verarbeiter getroffene Auswahl, welche Sammelleitung die aktive Sammelleitung sein soll, kennzeichnet dann notwendigerweise auch die dieser Sammelleitung zugeordneten Speichereinheiten als die aktive Gruppe von Speichereinheiten.

Soweit entsprechende Speichereinheiten an den jeweiligen Sammelleitungen identische Informationen enthalten, wird zweckmäßig eine solche Zweiergruppe von Speichereinheiten durch eine einzige Angabe bezeichnet, die hier als Mitgliedsnummer der Zweiergruppe angegeben ist. So haben die Speichereinheit 300-0 der geraden Sammelleitung und die Speichereinheit 300-1 der ungeraden Sammelleitung die Mitgliedsnummer 0, die Speichereinheit 300-2 und 300-3 die Mitgliedsnummer 1 usw. Entsprechend den Grundgedanken der Erfindung enthält jede Speichereinheit

109816/1901

2048G70 AO

ein permanentes Identifizierungswort an der gleichen vorbestimmten relativen Adresse. Die Identifizierungswörter für Speichereinheiten mit der gleichen Mitgliedsnummer sind identisch. Das Identifizierungswort weist ein einzelnes "l"-Bit in einem Feld binärer "(^-Werte auf. Die Position der binären "1" in dem Identifizierungswort ist mit Vorteil gleich der Mitgliedsnummer der Speichereinheit (vergl. Fig. 1). Jede Speichereinheit an einer bestimmten Sammelleitung besitzt also ein P Identifizierungswort, das diese Speichereinheit eindeutig kennzeichnet.

Wenn dann aufgrund eines Schaltungsfehlers gleichzeitig zwei Identifizierungswörter im Verarbeiter ankommen, dann kann der ungefragt antwortende Speicher immer anhand der Position des ungewünschten Bit identifiziert werden. Wie später noch beschrieben wird, kann für diesen Zweck die DRMO-Schaltung des Verarbeiters benutzt werden.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 sind die Speichereinheiten

14 magnetische Twistor-Speicher mit je einer Kapazität von 2 Wörtern, wobei jedes Wort 40 Datenbits und 7 Fehlerprüfbits enthält. Die Speichereinheiten 300 beinhalten entweder Programminformationen oder Daten oder beides. Die verdoppelte Speicherinformation wird als Reserve

nach Speicherausfällen verwendet.

Bei Anzeige irgendeiner Speicherstörung hält ein durch Verdrahtung eingebauten Unterbrechungsmerkmal den inaktiven Verarbeiter sofort

10 9 8 16/1901

ORIGINAL INSPECTED

.. 2040670

λη

an und veranlaßt den aktiven Verarbeiter, auf ein Fehlererkennungsprogramm zu springen, wie oben bereits erwähnt. Dieses Programm •ist in der "Basisspeichereinheitⁿ gespeichert, die alle für eine Wiederinbetriebnahme nach einem Speicherausfall oder anderen kritischen Störungen wesentlichen Programme und Daten enthält. Um sicherzustellen, daß das Fehlererkennungsprogramm nicht von einer ausgefallenen Speicher einheit aus durchgeführt wird, schalten die Verarbeiter zum Zeitpunkt der Unterbrechung die Sammelleitungen immer dann um, wenn die Fehleranzeige von der aktiven Sammelleitung kommt. Aus leicht einzusehenden Gründen wird diese automatische Sammelleitungsumschaltung immer dann vermieden, wenn das Gegenstück der aktiven Basis speicher einheit außer Betrieb ist. Die aktive Basisspeichereinheit wird auch als "steuernde Speichereinheit" bezeichnet.

In Fig. 2 sind die den zentralen Verarbeiter bildenden Bauteile genauer dargestellt. Ein solcher zentraler Verarbeiter ist vollständig in der US-Patentschrift 3 370 274 (20. 2.1968) beschrieben. Es sei jedoch kurz erläutert, daß der zentrale Verarbeiter Informationen, beispielsweise die Speicherwortadresse, den Operationscode und Daten über die vom Verarbeiter zum Speicher führenden Adern, beispielsweise die Adern 2 oder 7 aussendet und Informationen über die vom Speicher zum Verarbeiter führenden Antworteadern, beispielsweise die Adern 4 oder 5

1 ο 9 β ι r, /19 ο ι ^{oraGWAL 1NSPECTED}

der geraden oder ungeraden Sammelleitungen empfängt. Die interne Logik des zentralen Verarbeiters behandelt die eine Hälfte eines Speicherwortes bildenden 20 Bits parallel. Es sind sieben Allzweckregister F, X, Y, Z, G, J, K für je 20 Bits vorhanden. Gemäß Fig. 2 hat die innere Organisation des zentralen Verarbeiters die Form des Großbuchstabens H, wobei die maskierte und die unmaskierte Sammelleitung die vertikalen Striche des H bilden und die Datenänderungsschaltungen | auf dem horizontalen Balken des H angeordnet sind. Es ist eine generelle Entsprechung zwischen Registern und Speicherstellen derart vorgesehen, daß sowohl der Speicher als auch die internen Register des zentralen Verarbeiters zwischen die maskierte und unmaskierte Sammelleitung geschaltet sind, wobei ihre Eingänge und Ausgänge in entgegengesetztem Sinn an die Eingänge und Ausgänge der Datenänderungsschaltungen gelegt sind. Durch diese Anordnung werden die Daten auf ihrem Weg vom Speicher zu einem der internen Register, von einem Register zum Speicher oder von einem Register zu einem anderen Register gezwungen, über die Datenänderungsschaltungen zu laufen. Die Argument-Sammelleitung ermöglicht den internen Registern, ein zweites Argument an die Datenänderungsschaltungen zu liefern. Diese Schaltungen stellen logische Kombinatiorisnetzwerke dar und ermöglichen eine Verschiebung oder Rotation nach links oder rechts um jede beliebige Anzahl von Bit-Positionen zwischen 0 und 20. Die Datenänderungsschaltungen sehen

10 9 8 1 Π/19 01

ORIGINAL INSPECTED

2ΠΛΠ870 JCh

außerdem eine Komplementbildung, logische UND-, ODER- und Exklusiv-ODER-Operationen sowie eine Subtraktion und Addition vor. Für Befehle, die ein Einschreiben in den Speicher verlangen, ist eine sogenannte Einfügungsverdeckung vorgesehen. Dabei werden nur diejenigen Bit-Positionen der Daten übertragen und eingefügt, für die sich "l"-Werte in der Maske befinden. Die Bits der Speicherstelle bleiben für diejenigen Positionen unverändert, in welchen die Maske ¹¹O"-Werte enthält. Die internen Register sind zwar alle Allzweckregister, aber das X-Register ist mit zwei zusätzlichen Logikschaltungen DRMO bzw. ZRMO versehen. Die DRMO-Schaltung kann für das Wort mit 20 Bits im X-Register das am weitesten rechts stehende ^Ifl"-Bit feststellen und in das F-Register diejenige Position eingeben, die dieses "1"-Bit im X-Register einnimmt. Die ZRMO-Schaltung kann die am weitesten rechts stehende ¹¹I¹¹ des Wortes mit 20 Bits im X-Register auf Null stellen.

Dem Speicherzugriffsregister ist eine Puffersammelleitung zugeordnet, die eine Vielzahl von Flipflop-Pufferregistern enthält, beispielsweise das Flipflop B8GHS. Diese Pufferregister speichern Informationen bezüglich des augenblicklichen Betriebszustandes des Verarbeiters. Im Besonderen speichert das Flipflop B8GHS die Nummer der adressierten Sammelleitung. Weitere Erläuterungen bezüglich der Betriebsweise des zentralen Verarbeiters finden sich in der vorgenannten US-Patentschrift 3 370 274.

10 9 8 16/1901 ORIGINAL INSPECTED

Gemäß Fig. 3 enthält die vom Verarbeiter zum Speicher führende Sammelleitung 2 Aderngruppen 331, 341, 351 und 361, die in der unteren linken Ecke der Figur in die Speicher einheit eintreten. Die am weitesten links liegenden Adern 331 können durch einen Verarbeiter aktiviert werden, und liefern dann einen Operations code mit 4 Bits, der angibt, ob aus der Speichereinheit gelesen, in diese eingeschrieben werden oder ein Zugriff für Wartungszwecke erfolgen soll. Die nächste Aderngruppe 341 kann durch einen Verarbeiter aktiviert werden und liefert dann 40 Datenbits und 7 Prüfbits, wenn Daten in die Speichereinheit eingeschrieben werden sollen. Der zentrale Verarbeiter bestimmt durch Aktivierung der nächsten Aderngruppe 341, welche Speichereinheit zu adressieren ist. Diese Adern übertragen die fünf Bits des Speichernamens (ein Code, der einem Speichermitglied besonders zugeordnet ist) und zusätzlich ein Paritätsbit. Die letzte Aderngruppe 361 der Sammelleitung 2 liefert die relative Adresse (14 Bits) für die jeweils zu adressierende Speicher stelle. Mit Hilfe von 14 Bits für die

14

relative Adressierung kann ein Zugriff zu bis zu 2 Wörter im Speicher erfolgen. Mit 5 Bits zur Bezeichnung von Speichernamen lassen sich bis zu 32 Speichermitglieder vorsehen.

Wenn Informationen aus einer Speichereinheit gelesen werden sollen, werden dieser als Eingangssignale auf der vom Verarbeiter zum Speicher

109816/1901

ORIGINAL INSPECTED

20^570

führenden Sammelleitung ein Lese-Operationscode, der Speichername und die relative Adresse zugeführt. Die fünf höherstelligen Bits der Adresse stellen den Speichernamen dar und werden im Speichernamen-Register 301 aufgenommen. Jeder Speichereinheit ist ihr bestimmter Name mit 5 Bits dauernd durch eine variable Schaltung zugeordnet, die mit verdrahtete Namensschaltung 303 bezeichnet ist. Die Namenvergleichsschaltung 302 vergleicht den Inhalt des Namenregisters 301 mit dem durch die verdrahtete Namens schaltung 303 gelieferten Namen und erregt ein Aktivitäts-Flipflop 305, wenn eine Übereinstimmung auftritt. Das Flipflop 305 erregt, wenn es durch die Vergleichsschaltung 302 eingestellt worden ist, das UND-Gatter 306. Dieses Gatter bewirkt das Anlegen der relativen Adresse im Adressenregister 307 an die Speichermodul-Zugriff sschaltung 308. Das Wort an der adressierten Stelle im Speichermodul 309 wird durch die Leseschaltung 310 verstärkt und in das Datenregister 311 eingegeben, von wo es normalerweise an die vom Speicher zum Verarbeiter führenden Adern seiner zugeordneten Sammel leitung angelegt wird. Zum Zwecke der Isolierung bei einer komplizierten Störung kann ein PORT-Flipflop 312 in der Speichereinheit durch ein Signal vom zentralen Impulsverteiler 101 eingestellt werden. Bei eingestelltem PORT-Flipflop 312 ist das Gatter 313 gesperrt und verhindert, daß das Datenregister 311 seinen Inhalt an die Antworteadern seiner zugeordneten, vom Speicher zum Verarbeiter führenden Sammelleitung gibt.

1099 m/190 1

2048-370 Λ

Bei Schreibbefehlen sind die Operationen mit der Ausnahme gleich, daß der Operationscoderegister-Decoder 315 bei Registrierung eines Schreibbefehls die Schreibechaltung 316 veranlaßt, die über die Schreibdatenadern der vom Verarbeiter zum Speicher führenden Sammelleitung zugeführten Daten in den Speichermodul 309 einzuschreiben. Zum Zweck einer speziellen Diagnoseprüfung, nämlich der Sammelleitungs-Register prüfung, können die UND-Gatter 320 und 321 veranlaßt werden, den Inhalt des Namenregisters 301 und des Adressenregisters 307 direkt zum Datenregister 311 und dann zurück zum Verarbeiter über die Antworteadern der vom Speicher zum Verarbeiter führenden Sammelleitung zu geben. Bei der Sammelleitungs-Registerprüfung kann der zentrale Verarbeiter unter anderem feststellen, ob in der Speichereinheit das übertragene Namen-Bitmuster richtig registriert worden ist.

Problem einer ungefragt redenden Speicher einheit (vergl. Fig. 3)

Aus der obigen Erläuterung der Fig. 3 ergibt sich, daß die fünf, eine bestimmte Speichereinheit bezeichnenden Namen-Bits richtig empfangen und im Namenregister 301 gespeichert werden müssen. Wenn das Namenregister 301 einer adressierten Speichereinheit diese Bits nicht richtig registriert, findet kein Zugriff zu der adressierten Speichereinheit statt, da die Namenvergleichs schaltung 302 nicht das richtige Bitmuster im Register 301 feststellt. Wenn andererseits das Namen·

109016/1901

ORfG^MAL INSPECTED

register 301 einer nicht adressierten Speichereinheit ein Namen-Bitmuster fehlerhaft registriert, derart, daß das Muster gleich dem der verdrahteten Namens schaltung 303 erscheint, ermöglicht die Namenvergleichsschaltung 302 eine Abfrage des Speichermoduls 309 in dieser nicht adressierten Speichereinheit, obwohl die über die Namenbitadern der Sammelleitung 2 übertragenen Namenbits nicht mit dem Namenmuster in der verdrahteten Namensschaltung 303 übereinstimmen. Unter diesen Umständen "redet" die Speicher einheit in dem oben beschriebenen Sinn. Die von dem Verarbeiter aufgenommene Antwort besteht dann aus den durch eine ODER-Verknüpfung kombinierten Antworten von zwei Speichereinheiten, wodurch Fehlerprüfungen im Verarbeiter negativ ausgehen.

Bei einer Anzeige eines solchen Paritätsfehlers würde der zentrale Verarbeiter bei bekannten Anlagen die ursprünglich adressierte Speichereinheit außer Betrieb nehmen und für sie ein Diagnoseprogramm ausführen. Bei diesem Programm macht der zentrale Verarbeiter zuerst eine Sammelleitungs-Registerprüfung, d.h., er adressiert die gleiche Speichereinheit noch einmal, überträgt aber außerdem ein Signal zur Betätigung des Gatters 320 in der adressierten Speichereinheit. Dadurch werden die Namen-Bits im Register 301 direkt zum Datenregister 320 und dann zurück zum Verarbeiter übertragen. Das Ergebnis

10 9 8 16/1901 ORIGINAL INSPECTED

2<H0G70

der Sammelleitungs-Registerprüfung hängt von dem Bauteilfehler ab, der zu dem ungefragten Reden geführt hat. Wenn der Fehler im Namenregister der redenden Speichereinheit liegt, geht die Sammelleitungs-Registerprüfung negativ aus, da sie speziell das Namenregister prüft. Das Diagnoseergebnis würde dann den Fehler zwar auf die richtige Schaltung aber in der falschen Speichereinheit lokalisieren, die adressierte Speichereinheit nicht diejenige Speichereinheit ist, die ungefragt ^ redet.

Andererseits kann eine Speichereinheit wegen eines Fehlers in der Diodenmatrix ihrer Namenvergleichs schaltung oder bei verschiedenen Gatteroperationen ungefragt geredet haben, so daß ihr Aktivitäts-Flipflop fehlerhaft eingestellt wird, obwohl das Namenregister richtig arbeitet. Da die Sammelleitungs-Registerprüfung die in Mitleidenschaft gezogene Schaltung nicht benutzt, geht sie positiv aus. Je nach dem genauen Aufbau der übrigen Diagnoseprüfungen gehen diese entweder alle positiv aus, oder sie gehen negativ aus, wobei dann das Diagnoseergebnis den Fehler sowohl in der fehlerhaften Speicher einheit als auch der fehlerhaften Schaltung lokalisiert.

Unabhängig davon, ob die adressierte Speichereinheit in Betrieb bleibt oder nicht, werden weiterhin Speicherfehler durch die redende Speichereinheit in der in Betrieb befindlichen Konfiguration bekannter Anlagen

109816/1901

owgmal _(nspected

20ΑΘ570

verursacht. Dadurch wird jedesmal eine Programmunterbrechung bewirkt, die häufig, wie oben erläutert, eine automatische Sammelleitungsumschaltung umfaßt, welche wiederum von Natur aus die Programmvernunft beeinflussen kann. Außerdem wird nach jedem Fehler das vollständige Diagnoseprogramm angefordert, das jedesmal bis zu mehreren Minuten für seine Durchführung benötigt. Während dieser Zeitspanne geht die Speicherverdoppelung verloren, so daß die Zuverlässigkeit der Anlage schwerwiegend gefährdet ist. Schließlich muß die redende Speichereinheit unter Mitwirkung des Bedienungspersonals außer Betrieb genommen werden, da die Wartungsprogramme nicht in der Lage sind, die redende Speichereinheit zu isolieren. Darüberhinaus sind die Diagnose· ergebnisse unzuverlässig.

In Fig. 4 und 5 ist ein Flußdiagramm für das Verfahren nach der Erfindung dargestellt, mit dessen Hilfe eine redende Speichereinheit bei dem Ausführungsbeispiel festgestellt und isoliert werden kann. Die Verfahrensschritte können durch eine Folge von gespeicherten Programmbefehlen verwirklicht werden, denen in der nachfolgenden Erläuterung Bezugsziffern zugeordnet werden, so daß die einzelnen Schritte in Beziehung mit dem Flußdiagramm nach Fig. 4 und 5 gebracht werden können. Für jeden numerierten Schritt soll nachfolgend außerdem ein symbolischer Operationscode angegeben werden, der tatsächlich bei einem

10 9 8 16/1901

2 O A 8 6 7 O

Ausführungsbeispiel der Erfindung benutzt wird. Es sei angenommen, daß die Befehle, die die Schritte des nachfolgend beschriebenen Verfahrens darstellen, sowie benötigte Daten in den Basis-Speicher einheiten gespeichert sind. Wenn der Verarbeiter einen Speicherfehler feststellt, kann er mit Vorteil die höherstelligen oder Namenbits der Adresse, die zu dem Speicherfehler geführt hat, als Index für eine Übersetzungstabelle benutzen, um die Nummer der Speichereinheit zu gewinnen, die bei Feststellung des Paritätsfehlers adressiert worden ist.

Durch den Befehl 020 wird das PORT-Flipflop der redeverdächtigen Speichereinheit eingestellt. Dadurch wird die verdächtige Speichereinheit für alle Lesevorgänge von ihrer Antwortesammelleitung isoliert. Wenn die verdächtige Speichereinheit die steuernde Speichereinheit ist, würde die Einstellung des PORT-Flipflops zu einer Programm-Unvernunft führen. In diesem Fall wird die Annahme getroffen, daß keine redende Speichereinheit betroffen ist. Dies ist zulässig, da, wenn das Gegenstück der steuernden Speichereinheit in Betrieb gewesen wäre, eine automatische Sammelleitungsumschaltung aufgetreten wäre, so daß die verdächtige Speicher einheit nicht länger die steuernde Speichereinheit geblieben sein würde. Da also das verdoppelte Gegenstück außer Betrieb ist, wäre keine Wiederinbetriebnahme möglich, wenn die steuernde Speichereinheit tatsächlich ungefragt antworten würde. Um festzu-

10 9 8 1U / 1 0 0 1

ORIGINAL INSPECTED

2040670

stellen, ob die verdächtige Speichereinaeit die steuernde Speichereinheit ist, vergleicht der Befehl 015 ein Speicherbit CSB, das die Sammelleitung der im Augenblick steuernden Speicher einheit angibt, mit dem Flipflop B8GHS, das die Sammelleitungsnummer der adressierten Speichereinheit anzeigt.

Bei der nachfolgenden Erläuterung einer als Beispiel gewählten Programmfolge zur Verwirklichung des erfindungsgemäßen Verfahrens sei als Ausgangspunkt angenommen, daß die Bauteilschaltungen (hardware circuitry) einen Fehler bei Empfang der Antwort von einer adressierten Spei ehe reinheit angezeigt haben. Jeder Schritt der als Beispiel gewählten Folge ist getrennt auf der linken Seite durch eine dreiziffrige Zahl identifiziert, beispielsweise 003. Rechts von dieser Zahl ist eine kurze Erläuterung des Verfahr ens schritte s angegeben. Rechts von der Erläuterung findet sich die Kurzbezeichnung des Befehls, die aus dem symbolischen Operations co de besteht, beispielsweise "Y2" für den Schritt 003. Nach einem kurzen Zwischenraum folgt rechts von dem Operationscode ein kombiniertes Feld für Datenadressen und wahlfreie, zusätzliche Befehlsmöglichkeiten (options), mit dessen Hilfe zusätzliche Informationen bezüglich der durchzuführenden Operation angegeben sind. Zum Zweck einer klareren Darstellung ist die folgende Erläuterung tabellarisch in der Tabelle I angegeben.

10 9 816/1901

Tabelle I

Feststellen Pritätsfehler auf Antwortesammelleitung.

Gewinnen der Nummer der adressierten Speichereinheit durch Abfrage der Übersetzungstabelle mit vorher benutzter Adresse. Eingabe der Nummer in Y-Register.

Identifizieren der Sammelleitung der adressierten Spei eher einheit durch Lesen des niedrigststelligen Bit der Einheitennummer.

Einstellen GHS Flipflop, um aktiven Verarbeiter zu veranlassen, mit identifizierter Sammelleitung zu arbeiten.

Kürzen der Einheitennummer (Teilen durch 2) zur Gewinnung der Mitgliedsnummer. Eingabe der Mitgliedsnummer in G-Register.

Verwendung der Mitgliedsnummer zur Gewinnung der Namen-Bits der adressierten Speichereinheit aus der Tabelle "B2NAME" und Eingabe in J-Register.

Eingabe eines "l"-Bit in diejenige Position des Z-Registers, welche durch die Mitgliedsnummer im G-Register bestimmt ist. (Das Wort im Z-Register ist das erwartete ID-Wort).

Verwendung der Speichernamen-Bits für die adressierte Speichereinheit und der relativen Adresse IDADDR des ID-Wortes, Lesen des ID-Wortes, Exklusiv-ODER-Verknüpfung dieses ID-Wortes mit dem erwarteten ID-Wort im Z-Register und Eingabe des Ergebnisses in das X-Register. Das X-Register enthält nur "0^u-Bit8, wenn das erhaltene ID-Wort dem erwarteten Wort entspricht. Im anderen Falle enthält das X-Register das Muster redeverdächtiger Speichereinheiten.

YZ

Ml

PCPDV Z, GHS

YG

M2OHR1

MJN B2NAME, G WZ 1,,HGL

SX IDADDR, J, EZ

109816/1901

ORIGINAL INSPECTED

VS

Wenn das ID-Wort richtig ist, ist keine redende Speicher einheit vorhanden und es erfolgt ein Sprung auf den Befehl 043.

Wenn das ID-Wort fehlerhaft ist, wird unter Verwendung der Namen-Bits und der Adresse entsprechend 010 neu adressiert, um festzustellen, ob das ID-Wort aufgrund irgendeines vorübergehenden Zustandes fehlerhaft war.

Wenn das Wort jetzt richtig ist, handelt es sich um einen vorübergehenden Fehler.

Wenn die fehlerhafte Speichereinheit an die steuernde Sammelleitung angeschlossen war, UND-Verknüpfung des Wortes im X-Register mit Wort/-1. Dadurch wird das niedrigstellige Bit gelöscht, so daß nur Nichtbasis-Speichereinheiten als redeverdächtig angesehen werden.

Eingabe in das F-Register der Position der am weitesten rechts stehenden ¹¹I¹¹ im X-Register. Dies ist die Mitgliedsnummer der ersten redeverdächtigen Speichereinheit. Wenn X * 0 Übergang zum Fehler-Ausgang, da die steuernde Speichereinheit die einzige redeverdächtige Speichereinheit war.

Eingabe der Sammelleitungsnummer in X-Register. TXZ

204PS70

BABB30

SX

IDADDR, J, EZ

TXZ

BABB30

Wenn B8GHS gleich CSB, UND-Verkn. (X,-1, X)

DRMO

BABB30

MjSVE B8GHS, X

irt3

PECTED

1 0 9 H 1 6 / 1 9 Π 1

019

020

022

023

024:

025

027

030

Multiplizieren der Mitglieds- FX nummer der redeverdächtigen Speichereinheit mit 2 und Addieren der augenblicklichen Sammelleitungsnummer zur Gewinnung der ursprünglichen Einheitennummer der redeverdächtigen Speichereinheit. M2OHL,, 0X

Einstellen des PORT-Flipflops der redeverdächtigen Speichereinheit.

STCPD Einst. PORT, X

Kürzen (Division durch 2) der YG Einheitennummer der adressierten Speichereinheit (im Y-Register) zur Gewinnung der Mitgliedsnummer der adressierten Speicher einheit und Eingabe in G-Register.

Verwendung der Mitgliedsnum- MJN mer zur Gewinnung der Namen-Bits der adressierten Speichereinheit auf der Tabelle "B2NAME" und Eingabe in J-Register.

Erneute Prüfung dee ID-Wortes SK M2OHR1

B2NAME, G

Wenn das ID-Wort richtig ist (nur ¹¹O"-Werte im K-Register) Übergang auf BABBlO.

Wenn das ID-Wort fehlerhaft ist, Wiederholen der Prüfung.

Wenn das ID-Wort bei der Wiederholung der Prüfung nicht richtig ist, Sprung auf BABB20.

Durchführen des Befehls 031-041, wenn die Einstellung des PORT-Flipflops der redever dächtige η Speichereinheit bewirkt, daß die adressierte Speichereinheit das richtige ID-Wort abgibt.

TKZ

SK

TKU

IDADDR, J, EZ BABBlO

IDADDR, J, EZ BABB 20

1 0 9 8 1 6 / 1 9 0 1 ORIGINAL INSPECTED

BABBlO 031 Eingabe der augenblickli

chen Sammelleitungsnummer in das Z-Register.

Einstellen eines "1"-Bit im G-Register in der durch das F-Register angegebenen Position (d. h., der durch die Mitgliedsnummer der redeverdächtigen Speichereinheit angegebenen Position.)

ODER-Verknüpfung des Inhalts des Speicherzustande-Wortes "STMAP" für die durch das Z-Register angegebene Sammelleitung mit dem Wort im G-Register und Eingabe des Ergebnisses in "STMAP", d.h., "STMAP" wird auf den neuesten Stand gebracht, um die redende Speicher einheit als wartungs besetzt aufzuzeichnen.

Anforderung des Diagnoseprogramm-Ausgangs zur Anforderung der Folge "Erfolgs aus gang".

BABB20 042 Rückstellen des PORT-Flip-

flops der redeverdächtigen Speichereinheit.

BABB30 043 Ausgang zur Anforderungsfolge "Fehler ausgang".

M0VE B8GHS, Z

WG

1, , HFL

OR(STMAP, Z)j G, ( ( STM AP, Z) )

LODREQ T* 2, J

STCPD T* 0, J

Rückst. PORT, X

1 0981 6/1901 ORIGINAL INSPECTED

2 O I-, ° G 7 O

Zur Vereinfachung der Beschreibung ist bisher angenommen worden, daß das Verfahren zur Feststellung, ob eine redende Speichereinheit eine fehlerhafte Antwort beigetragen hat, durch einen vom Verarbeiter bei der Verarbeitung sinnvoller Daten festgestellten Speicherfehler eingeleitet worden ist. Das Verfahren kann jedoch auch im Verlauf systematischer Speicherprüfungen eingeleitet werden, die entweder aufgrund von Fehlern, die keine Speicherfehler sind, oder als vorbeugende Wartung durchgeführt werden. Das hier beschriebene Verfahren zur Identifizierung der ungefragt antwortenden Speicher einheit kann zweckmäßig als erster Teil solcher Speicherprüfungen ausgeführt werden.

ORIGINAL INSPECTED

109816/1901

Claims

Patentansprüche

Verfahren zum Betrieb einer Datenverarbeitungsanlage mit einem zentralen Verarbeiter und einer Vielzahl von Speichereinheiten, die über eine gemeinsame Sammelleitung adressierbar sind, um festzustellen, ob eine adressierte oder eine nicht adressierte Speicher einheit

eine fehlerhafte Antwort auf einen von dem Verarbeiter über die gemeinsame Sammelleitung gelieferten Befehl gibt, dadurch gekennzeichnet,

daß der zentrale Verarbeiter (200-1, 200-2) über die gemeinsame Sammelleitung (2, 4; 5, 7) einen Lesebefehl (010, Fig. 4) zur Gewinnung eines vorbestimmten, an einer vorbestimmten Speicherstelle der adressierten Speicher einheit (300-0, 300-2, 300-n; 300-1, 300-3, 300-m) gespeicherten Bit-Musters überträgt, das der adressierten Speichereinheit individuell zugeordnet ist,

daß im Verarbeiter ein der adressierten Speichereinheit besonders zugeordnetes Bit-Muster mit dem durch den Verarbeiter über die Sammelleitung gewonnenen Bit-Muster zur Ableitung eines Fehlersignals verglichen wird (014, Fig. 4), und

daß das Fehlersignal geprüft wird (020, Fig. 4), um festzustellen, ob es Bits enthält, die zu anderen Speichereinheiten besonders zugeordneten Identifizierungs-Bitmustern gehören, und um die andere, durch

U iNSPECTED 109816/1901

2 04'° "70

das Bitmuster angegebene Sp ei ehe reinheit von der gemeinsamen Sammelleitung abzutrennen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß der zentrale Verarbeiter die vorbestimmte Speicherstelle in den Speichereinheiten neu adressiert (024, Fig. 5), feststellt, ob jetzt die aufgrund der Neuadressierung aus der Speichereinheit gelesene Identifizierung (027, Fig. 5) das der adressierten Speichereinheit besonders zugeordnete Bitmuster enthält, die andere Speichereinheit als fehlerhaft markiert (031, Fig. 5), wenn das durch den Verarbeiter aufgrund der Neuadressierung gewonnene Identifizierungs-Bitmuster der adressierten Speichereinheit besonders zugeordnet ist, und

die adressierte Speichereinheit als fehlerhaft markiert (042, Fig. 5), wenn das durch den Verarbeiter aufgrund der Neuadressierung gewonnene Identifizierungs-Bitmuster der adressierten Speichereinheit nicht besonders zugeordnet ist.
3. Gemäß dem Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 betriebene Datenverarbeitungsanlage mit einem zentralen Verarbeiter und einer Vielzahl von Speichereinheiten, die an eine gemeinsame Sammelleitung angeschaltet sind, wobei jede Speichereinheit auf eine ihr besonders zuge-

1 0 9 8 1 (Ϊ / 1 S 0 1

OFi(GIrML INSPECTED

204P37Q

ordnete Speicheradresse antwortet,

dadurch gekennzeichnet, daß in jeder der Speichereinheiten (300-0, 300-2, 300-n; 300-1, 300-3, 3 00-n) ein der jeweiligen Speicher einheit besonders zugeordnetes Bitmuster (ID-Wort) an einer vorbestimmten Sp eicher stelle gespeichert ist, das von der Adresse der Speicher einheit verschieden ist,

daß eine Einrichtung (Speicherzugriffsregister) im zentralen Verarbeiter (200-1, 200-2) zur Adressierung der vorbestimmten Speicherstelle einer der Speicher einheiten vorgesehen ist und daß im zentralen Verarbeiter eine Vergleichsschaltung (Vergleichsregister) vorgesehen ist, die auf das über die gemeinsame Sammelleitung erhaltene Bitmuster anspricht, um festzustellen, ob das Bitmuster die adressierte Speicher einheit richtig identifiziert.
4. Datenverarbeitungsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zentrale Verarbeiter Schaltungen (DRMO) aufweist, die auf Ansprechen auf eine Nichtübereinstimmung eine der anderen, an die Sammelleitung angeschlossenen Speicher einheiten abtrennen und die vorbestimmte Speicherstelle der einen Speicher einheit neu adressieren, sowie eine Einrichtung, die auf eine zweite Nichtübereinstimmung ansprechend die adressierte Speichereinheit als fehlerhaft markiert.

109316/1901

■300-0

, 300-2 300-η

ω -ο m

3 rn σ

FIG. I

ZU PERIPHERE/

SPhICHtR. ElVHElT

10- WORT 0

10- WORT O 010

Code u.data/

S.-LT&. 0"C(SERADt)

erarbeiten C i/VA KTl/)
5 C ΑΛΤTlVORl)

(POSiT.-- MlU-

CPQSlT. »/11T6L.

C POoJT- = RlUL. H

OPER., C

10-WORTO IOOO__O

\^CODE υ· DATA

SPEKHEREiAfKElT

SPEICHER ElA/HeiT

42 m 3 13-00 AT: 03.10.1970 OT: 15.04.1971