DE2438536A1 - Elektrisches datenverarbeitungssystem fuer echtzeitdatenverarbeitung - Google Patents

Elektrisches datenverarbeitungssystem fuer echtzeitdatenverarbeitung

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DE2438536A1
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Dirk Dipl Ing Heger
Max Dr Syrbe
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F13/00—Interconnection of, or transfer of information or other signals between, memories, input/output devices or central processing units
    • G06F13/38—Information transfer, e.g. on bus
    • G06F13/42—Bus transfer protocol, e.g. handshake; Synchronisation
    • G06F13/4204—Bus transfer protocol, e.g. handshake; Synchronisation on a parallel bus
    • G06F13/4208—Bus transfer protocol, e.g. handshake; Synchronisation on a parallel bus being a system bus, e.g. VME bus, Futurebus, Multibus
    • G06F13/4213—Bus transfer protocol, e.g. handshake; Synchronisation on a parallel bus being a system bus, e.g. VME bus, Futurebus, Multibus with asynchronous protocol

Description

-Gesellschaf t mx *** * 4 3 8 5 3 6
der angewandten Forschung e. V., Sitz, München 8000 München 19, Leonrodstraße 54
Elektriscn.es Datenverarbeitungssystem für Echtzeitdatenverarbeitung
Bekannt sind EDV-Systeme, mit an einem Ort untergebrachter Zentraleinheit, die gelegentlich als Doppelrechner zur Erhöhung der Zuverlässigkeit ausgeführt sind (Pleßmann, K.W.: Prozeßsignalelemente. Elektro-Anzeiger 1974, ITr, 5 und Ur.9; Syrbe, M.: Messen, Steuern, Regeln mit Prozeßrechnern. Akademische Verlagsgesellschaft, Frankfurt (1972), Kap.4.4). Der Anschluß aller Meßfühler und Stellglieder erfolgt meistens über einen Zentralkabelverteiler, was zu hohen Leitungskosten führt. Gelegentlich, meist im Zuge einer Lahoraromatisierung, werden die einzelnen Geräte über eine Sammelleitung (Bus) miteinander verbunden (Klaus, J.: Programmierbare Vielstellen-Meßanlage nach dem Party-line-System. Elektronik 1972. H.10; Hailing, H.: Serielles GAMPAC-Loop System mit intelligenten Crate Controllern. PDV-Entwicklunsnotiz, PDV-E18, P 3.2/2; M-PCS/1 (1973); Färber,G.: Duplexringleitungssystem mit normierten Schnittstellen. PDV-Entwicklungsnotiz, PDV-E18, P3.2/2; M-PGS/1 (1973), was zwar die Leitungskosten senkt, jedoch Zuverlässigkeit und Echtzeitverarbeitungsleistung auch senkt bestenfalls erhält. Weiter sind sogenannte hierarchische Rechnersysteme bekannt, die jedoch dispositive Aufgaben in das System einbeziehen, aber keine Optimierung und Maßnahmen hierzu im geschilderten Sinne enthalten (Syrbe,M0: Messen, Steuern, Regeln mit Prozeßrechnern. Akademische Verlagsgesellschaft, Frankfurt (1972), Kap.2 U.3)· Im Bereich der komerziellen Datenverarbeitung sind EDV-Systeme mit verteilten Prozessorstationen zur Dateneingabe bekannt geworden (Färber,G,: Dezentralisierte Datenverarbeitungskonzepte mit Hilfe von Mikroprozessoren. On-line 1973, S.784-789.).
Diese Nachteile zu vermeiden, ist Zweck der Erfindung.
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EDV-Systeme für Echtzeitdatenverarbeitung gemäß der Erfindung sind
dadurch gekennzeichnet,
daß mehrere i. a. räumlich verteilte, echt simultan arbeitende und untereinander durch ein Sammelleitungssystem über jeweils mindestens zwei unabhängige Wege verbundene Prozessorstationen allein oder ergänzt durch einen zentralen Rechner die gestellten Datenverarbeitungsaufgaben ausführen.
Der Aufbau der Prozessorstationen enthält Fehlerdetektionssehaltungen und -programme, Umschalter zur Fremdsteuerung der Ein- / Ausgabe und zur Auswahl eines Übertragungsweges sowie Einrichtungen zur Übernahme von Aufgaben von Nachbarstationen. Durch Verwendung hochintegrierter Halbleiterschaltungen (LSI), insbesondere von Mikroprozessoren, ist ein Aufbau in abgeschlossenen Schaltkasten (z. B. G-ußkästen) möglich. Hierdurch ist eine Aufgabenverteilung möglich, die die Zuverlässigkeit des Gesamtsystems zu erhöhen, insbesondere zu optimieren, gestattet. Die Erhöhung ist proportional der Zahl der Prozessorstationen und je Station aufgrund obiger Maßnahmen gleich einem Doppelrechnersystem üblicher Art. Ebenso kann eine räumliche Verteilung der Prozessorstationen gefunden werden, die die Länge der Anschlußleitungen für Meßfühler und Stellglieder minimiert. Schließlich kann durch die echte Simultanarbeit der Prozessorstationen die Echtzeitverarbeitungsleistung erhöht im besonderen optimiert werden. Durch entsprechende Gestaltung der Programmierung des Betriebssystems und des Kompilierers kann die Geräteschaltung wirkungsvoll unterstützt werden.
Um die Wirkungsweise des Gegenstandes der Anmeldung zu erläutern sind zwei Veröffentlichungen von M. Syrbe und D. Heger beigefügt, die Teile der Patentanmeldung sind. Darüberhinaus wird ein besonderes Programmierungssystem vorgeschlagen. Danach soll das Programmieren der auszuführenden Programmteile unabhängig von den zu Ausführungszeit tatsächlich belegten Prozessorstationen möglich sein. Ebenso wird die Kompilierung unabhängig von der späteren Aufgabenverteilung vorgenommen. Ein weiterer Programmteil sieht die Zuordnung einzelner Programme zu Prozessorstationen statisch sowie dynamisch vor.
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Die dynamische Aufgab enveru ei lung vrLrd abhängig vom Systemzustand durchgeführt. Der Systemzustand ergibt sich aus den
lurch Fehlerdetektionsprogramme ermittelten Daten. Der gesamte im System vorhandene* Speicherraum wird statisch und dynamisch verwaltet. Mit Hilfe besonderer Speicherzugriffswerke wird der direkte Zugriff einer beliebigen Prozessorstation zu Speicherplätzen, die physikalisch einer anderen Prozessorstation zugeordnet sind, ermöglicht.

Claims (1)

  1. 4. Patentansprüche
    EDV - System für Echtzeitdatenverarbeitung, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere i. a. räumlich verteilte, echt simultan arbeitende und untereinander durch ein Sammelleitungssystem über jeweils mindestens zwei unabhängige Wege verbundene Prozessorstationen allein oder ergänzt durch einen zentralen Rechner die gestellten Datenverarbeitungsaufgaben ausführen.
    2. EDV - System nach Anspruchs ,dadurch gekennzeichnet, daß die Prozessorstationen Umschalter zur Fremdsteuerung der Ein-/ Ausgabe sowie Fehlerdetektionschaltungen ( BiIdI , Pos.1 ) und -programme enthalten, die die Betriebsbereitschaft der Station melden und bei Störung des Prozessors den Umschalter betätigen und eine Fremdsteucrung abrufen.
    3. EDV - System nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Prozessorstationen Umschalter für die Sammelleitungsanschlüsse und Fehlerdetektionsschaltungen ( Bild 1, Pos.2 ) und -programme enthalten, die die Betriebsbereitschaft des Sammellei t. .ungssystems der Station melden und bei Lei t ungsstörung den Umschalter betätigen, so daß ein ungestörter Weg für die Übertragung gewählt und die Leit ungsstörung unwirksam gemacht wird.
    4. EDV - System nach Ansprüchen 1,2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß LSI - Schaltkreise verwendet werden und die Prozessorstationen jeweils in geschlossenen Schaltkästen (Gußeisen) untergebracht werden.
    5. EDV - Systeme nach Anspruch 1,2 und 3,dadurch gekennzeichnet, daß die Stromversorgung der Prozessorstationen über das Sammelleitungssystem erfolgt.
    6. EDV - System nach Anspruch 1 und 3 dadurch gekennzeichnet, daß das Sammelleitungssystem als Ringleitung ausgeführt ist. ( Bild2 , Pos. 1 )
    7. EDV - System nach Anspruch 1,.dadurch gekennzeichnet, daß als Sammelleitung Lichtleiter verwendet werden.
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    B. EDV - System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mittels eines Optimierungsverfahrens die Prozessorstationen räumlich so verteilt werden, daß die Summe der Kabelanschlußkosten für Ein- und Ausgabeelemente (z.B.Fühler und Stellglieder] minimal wird.
    9. EDV - System nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ausfal1 kritische Ein- bzw. Ausgabeelemente an 2 oder mehr Prozessorstat-ionen angeschlossen sind ( Bild 2 · Pos. 2 )
    10. EDV - System nach Anspruch 1; dadurch gekennzeichnet, daß zur Minimierung des Datenflusscs in dem Sammelleitungssystem alle ein- bzw. auszugebenden Signale über eine Redundanzreduktionseinrichtung laufen.
    11. EDV - Systeme nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Verkehr zwischen den Prozessoren zur Erhöhung der Zuverlässigkeit dezentral gesteuert wird, 'beispielsweise durch Weitergeben prioritätsmarkierter Zeitsch e-iben .
    12. EDV - System nach Anspruch 1,2,3 und 10 dadurch gekennzeichnet, daß die im EDV - System arbeitenden Programme unabhängig von der Prozessorstation ,auf der sie zur Ausführungszeit laufen, formuliert und kompiliert worden können.
    13. EDV - System nach Anspruch 12 dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe einer erweiterten Programmiersprache die Zuordnung einzelner Programme ( Tasks ] zu Prozessorstat ionen statisch sowie abhängig von Zustand des EDV - Systems dynamisch formuliert werden kann.
    14. EDV - System nach Anspruch 12 und 13 dadurch gekennheichnet, daß im Betriebssystem die von Programmierer formulierte Verteilung der Programme in System aufgrund des Systemzustandes vornimmt und selbsttätig bei Systemstörungen nach vorgegebener Strategie disponiert.
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    15. EDV - System nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der gesamte Speicherraum des Systems gemeinsam verwaltet wird und jeder Prozessorstation über das Sammelleitungssystem und besondere Speicherzugriffswerke der direkte Zugriff zu Speichern anderer Prozessorstationen möglich ist.
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    Leerseite
DE2438536A 1974-08-10 1974-08-10 Multiprozessoranordnung mit räumlich verteilten Mikroprozessorstationen Expired DE2438536C2 (de)

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