DE2648229A1

DE2648229A1 - Einschaltkreis als urlader fuer digitalrechner

Info

Publication number: DE2648229A1
Application number: DE19762648229
Authority: DE
Inventors: Jun Robert A Armstrong
Original assignee: Digital Equipment Corp
Current assignee: Digital Equipment Corp
Priority date: 1975-11-05
Filing date: 1976-10-25
Publication date: 1977-05-18
Also published as: US4030073A; DE2648229C2; JPS601643B2; JPS5278333A; GB1563138A; CA1081365A

Description

Digital Corporation, Maynard, Ma., USA

Einschaltkreis als Urlader für Digitalrechner

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Digitalrechner zur Verwendung in Datenverarbeitungssystemen und im einzelnen auf die Weiterbildung von Arbeitsaufnahmebedingungen, sogenanntes Urladen,für solch einen Digitalrechner.

übliche Datenverarbeitungssysteme enthalten einen Digitalrechner zur Verarbeitung der Daten abhängig von einer Folge von Befehlen eines Programms, einen Arbeitsspeicher, wel-

-2-

709820/0908

eher die Daten und Befehle speichert und periphere Geräte, von welchen zu und von dem Rechner, dem Speicher und anderen Einheiten Informationen übertragen werden. Zusätzlich enthält der Digitalrechner üblicherweise eine Bedienungskonsole. Die Konsole enthält üblicherweise Schalter zum Einspeichern von Adressen und Datensignalen in den Digitalrechner und auch zur Steuerung der Daten- und Adressenübertragung zwischen der Konsole und dem Digitalrechner. Es enthält auch Anzeigelämpchen zur Anzeige des Inhaltes in verschiedenen Registern, Plätzen usw. und zur Anzeige anderer Informationen, welche den Zustand des Rechners kennzeichnen.

Beim Einschalten eines üblichen Datenverarbeitungssystems sind im allgemeinen zunächst keine Befehle in dem Speicher, um den Digitalrechner zu steuern. Gleichzeitig sind die Inhalte der Speicher notwendigerweise gelöscht, wenn es sich nicht um Dauerspeicher handelt, sobald die Stromversorgung abgeschaltet wurden. In jedem dieser Fälle benötigt der Operator des Systems die Konsolenschalter,um mit Hand ein "ürladeprogramm" (bootstrap -Programm) in den Speicher einzugeben. Das Urladeprogramm enthält üblicherweise einige Befehle, welche dann von dem digitalen Rechner verarbeitet werden können, um andere Befehle und Daten in einem zweiten Programm einzugeben. Das zweite Programm umfaßt ein "selbstladendes Urprogramm", welches Befehle zum Lesen von Informationen von einem einzelnen speziellen Eingabegerät,, wie beispielsweise einem Tastenfeld oder einen Bandleser enthält. Sobald der Arbeitsspeicher diese Informationen erhalten hat, kann der Digitalrechner anschließend mit peripheren Geräten zusammenarbeiten, um andere Programme in den Speicher von diesen peripheren Geräten zu übernehmen.

-3-

709820/0908

Der Operator verwendet die Schalter und Leuchtanzeigen auch zum Erkennen des Arbeitsablaufes des Rechners.Bestimmte Steuerschalter veranlassen den Operator zur Prüfungen und zur Veränderung von Daten an gekennzeichneten Stellen. Andere Schalter veranlassen den Operator, eine Analyse des Rechenprogramms in einer Schritt-auf-Schrittmethode, durchzuführen.

Obwohl Konsolen allgemein bei allen digitalen Rechenanlagen vorhanden sind, stellen sie doch einige Nachteile für die Benutzer der Datenverarbeitungssysteme dar. Z.B. muß ein Operator am Ort des Rechners physisch anwesend sein, um den Rechner anlaufen zu lassen oder um Überwachungsfunktionen über die Konsole durchzuführen. Sofern ein Stromausfall oder andere Arbeitsprobleme auftreten, kann nur ein anwesender Operator eingreifen und das Problem beseitigen.

Die Konsolenpaneele weist eine große Anzahl von Schaltern und Kontrollampen als Konsolenelemente auf. Diese Elemente erhöhen die Herstellkosten eines Digitalrechners, weil die ' Paneele entsprechend groß gefertigt werden muß, um diese Elemente zu tragen, und weil diese Elemente mit den Rechnerschaltkreisen geeignet verdrahtet werden müssen. Da die Kosten von elektronischen Schaltkreisen eines Digital- · rechners mit der Einführung weitgehender Normierung und einer weitgehenden integrierten Herstelltechnik gesenkt werden,können die Konsolenherstellpreise einen wesentlichen Teil der Gesamtkosten eines Digitalrechners darstellen.

Dementsprechend ist es Aufgabe der Erfindung einen Digitalrechner anzugeben, in welchem die Computereinschaltung und Überwachung vereinfacht wird. Hierbei soll gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung die Einschaltung des Digital-

-4-

709820/0908

- jt-

rechners und. Überwachungsoperationen auch von einem Platz durchgeführt werden können, welcher entfernt von dem Aufstellort des Rechners ist. Dabei sollen komplexe Schalter und Leuchtanzeigeanordnung in üblichen Digitalrechnerkonsolen weitgehend vermieden oder ganz beseitigt werden.

Diese Aufgabe wird durch einen Schaltkreis zum Einschalten eines Digitalrechners, gemäß dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Im einzelnen besteht die Erfindung darin, daß die Signale, welche eine freiwillige oder unfreiwillige Stromunterbrechung und die darauffolgende Wiederanschaltung anzeigen, einen Ladeschaltkreis veranlassen, Adressensignale zu übertragen, welche den Digitalrechner von seinem normalen Ansprechen auf das Anschlaten der Stromversorgung umschalten auf ein Einschaltunterprogramm, welches dauerhaft in diesem Kreis gespeichert ist. Dieses Einschalt-Unterprogramm kann Überwachungs- und ürladeprogramme für mögliche anschließende Verfahrensschritte umfassen, um diese ohne die Notwenigkeit der Betätigung von Handschaltern und die Beobachtung von Kontrollampen, wie sie sich auf üblichen Konsolen befinden durchzuführen, um andere periphere Geräte an entfernten Plätzen in den Stand zu setzen, die Konsole zu emulieren.

Die Erfindung bezieht sich somit auf die automatische Einschaltung eines digitalen Rechners. Sobald der Operator die Spannungsversorgung für einen Digitalrechner anschaltet, oder einen Konsoleschalter betätigt, überträgt ein Einschaltkreis Korrekturadressignale. Diese Signale steuern den Digitalrechner von einem normalen Urladezustand zu'

709820/0908 -5-

einem Unterprogramm, welches durch den Einschaltkreis bestimmt ist. Das Unterprogramm in dem Einschaltkreis enthält eine Befehlsfolge zur Durchführung erster Überwachungsfunktionen und zum Übertragen von Befehlen von einem Hauptspeicher eines vorbestimmten peripheren Gerätes. Wenn das Unterprogramm vollständig abgearbeitet ist, ist der Rechner vorbereitet, um andere Programme abzuwickeln und mit anderen peripheren Geräten zusammenzuarbeiten.

Weitere Merkmale der Erfindung sind im einzelnen in den anliegenden Ansprüchen aufgeführt.

Die vorerwähnten und weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden unter Bezugnahme auf die folgende Beschreibung in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen erläutert. In diesen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 ein schematisches Diagramm eines Digitalrechners, der entsprechend dem Vorschlag nach der Erfindung ausgerüstet ist,

Fig. 2 ein detailliertes schematisches Diagramm eines Teiles des Einschaltkreises nach Fig. 1 und

Fig. 3 ein Flußdiagramm zur Darstellung des Arbeitsablaufes, welcher durchgeführt werden kann abhängig von den Befehlen, welche in den Festwertspeicher in dem Einschaltkreis der Fig. 1 und 2 enthalten sind.

Das in Fig. 1 dargestellte Verarbeitungssystem enthält einen Digitalrechner 10 und einen Einschaltkreis 11, welche

709820/0908

über die Vielfachleitung 12 miteinander verbunden sind. Speichereinheiten 13 und periphere Geräte 14 sind ebenfalls über Vielfachleitung 12 verbunden, um einen Daten- und Befehlstransport zwischen ihnen zu ermöglichen. Ein Datenverarbeitungssystem, das entsprechend der Darstellung in Fig. 1 aufgebaut ist und einen Digitalrechner 10, Speichereinheiten 13 und periphere Einheiten 14 aufweist, ist vorzugsweise ein PDP11 Datenverarbeitungssystem, wie ihn die Anmelderin der vorliegenden Erfindung herstellt und verkauft (Programmable Data Processor der Firma D.E.C). Aufbau und Konstruktion eines PDP11 Datenverarbeitungssystems sind im einzelnen in den US-PS'en 3 614 740, 3 614 741 und 3 710 324 beschrieben.

Bei der in den vorgenannten Patenten beschriebenen Ausführungsform besitzt die den Digitalspeicher 10 verbindende Vielfachleitung 12 eine Vielzahl von Anschlüssen. Die erste Verbindung führt zu einer Anpaßeinheit 15, bestehend aus einem Sammeladressregister 16, einer Sammelanpaßeinheit 17 und Unterbrechungsprioritäteinheit 18. Informationen in Form von Daten oder Befehlen werden zu Plätzen übertragen oder von diesen übernommen, welche in der Speichereinheit 13 und in den peripheren Einheiten 14 vorgesehen sind. Jeder Platz ist durch eine Adresse in dem Hauptadressregister 16 festgelegt und die Daten oder Befehle werden über die Vielfachleitung 12 übertragen.

Üblicherweise kann das Sammeladressregister 16 Informationen zu einer Konsoleneinheit übertragen, welche mit der Vielfachleitung 12 für Zwecke einer Anzeige verbunden ist. Andererseits kann eine Adresse übertragen werden von der Konsoleneinheit, wird jedoch nicht benötigt, wenn ein Ein-

-7-

709820/0908

/ο

schaltkreis gemäß der Erfindung vorgesehen wird, wie er in Fig. 1 gezeigt ist. Obgleich in Fig. 1 eine Konsoleneinheit 20 wiedergegeben ist, so handelt es sich um eine einfache und billige Einheit, wie im einzelnen später offenbart wird, und welche mit dem Einschaltkreis 11 verbunden ist.

Ein Registerspeicher 21 enthält einen Steuerteil und eine Vielzahl von Speicherregistern. Lediglich das Register R7 (PC-Register 22) ist in Fig. 1 dargestellt. Dieses Register ist der Programmzähler und er wird entweder als das R7 oder PC-Register entsprechend seiner Funktion bezeichnet.

Eine Arithmetic- und Logikeinheit 23 übernimmt Eingangssignale von dem Register in dem Registerspeicher 21 über eine Vielfachleitung 24 und von der Sammelanpaßeinheit 17 über eine Vielfachleitung 25. Diese Ausgangssignale dieser Einheit 23 werden über eine Vielfachleitung 26 . zurück an den Registerspeicher 21, das Sammeladressregister 16, die Sammelanpaßeinheit 17, die Unterbrechungsprioritäteinheit 18 und an eine Zustandseinheit 27 übertrage. Die Zustandseinheit 27 enthält ein Zustandswortregister 28 und ist innerhalb eines Steuerkreises 30 angeordnet .

Das Zustandswortregister 28, wie es in Fig. 1 dargestellt ist, speichert eine Anzahl von Bit, welche die Priorität der Zentraleinheit vorhergehender Abläufe, ob der Digitalrechner 10 angehalten oder "springen" ("trapped") kann nach einem Befehl und andere Informationen bestimmen.Z. B. können die Bits 5, 6 und 7 eine von acht Verfahrens-

709820/0908

Prioritäten bestimmen. T₇N,Z,V und C-Bits bezeichnen
Sprünge, negative Ergebnisse, Nullresultate, Übertragsbedingungen bzw. die Anwesenheit eines Übertragsbits.

Der Steuerkreis 30 überwacht den Informationstransfer
innerhalb des Digitalrechners 10. Befehle werden allgemein von der Sammelanpaßeinheit 17 mit einem Befehlsregister 31 in dem Steuerkreis 30 über die Vielfachleitung 25 zugeführt. Andere Elemente im Steuerkreis 30, die jedoch nicht dargestellt sind, dekodieren die Befehle und erzeugen dabei Taktsignale, um die übertragung der Daten innerhalb des Digitalrechners 10 zu steuern.

Der Digitalrechner 10 führt einen Befehl in einer Folge von Arbeitszyklen aus. Während eines "Abruf"-Zyklus überträgt der Steuerkreis 30 den Programmzählerstand in das PC-Register 22 über die Arithmetik- und Logikeinheit 23 zu dem Sammeladressregister 16 ohne Änderungen. Der
Programmzähler ist auch Teil von dem PC-Register 22 und auf dieses zurückgeführt. Zusätzlich bildet der
Steuerkreis 30 eine Leseoperation, um den Inhalt von dem Speicherplatz, welcher durch das Hauptadressregister 16 adressiert ist, über die Vielfachleitung 12 zu übertragen und über die Sammelanpaßeinheit 17 in das Befehlsregister 31 als einen Befehl. Nachdem der Steuerkreis 30 den Befehl dekodiert hat, bildet er einen zusätzlichen Lesevorgang, um irgend einen Operanden in den Registerspeicher 21 oder in die Arithmetik- und Logikeinheit 23 zu übertragen, wenn Operanden benötigt werden.

Nachdem der Abrufzyklus vollständig durchgeführt ist, bildet der Digitalrechner 10 einen "Ausführungs-" C'execute")-Zyklus. Während des Ausführungszyklus spricht der Digitalrechner

709820/0908

10 auf den Operationscode an und bildet, sofern notwenig,, eine Einschreibeoperation, um Daten zu der bezeichneten Stelle zu übertragen. Während eines folgenden "Term" oder "Bedienungs"-Zyklus bestimmt der Steuerkreis 30, ob irgend eine Bedingung existiert, welche eine Umlenkung zu* einem Unterbrechungsunterprogramm oder einem "Sprung"-Unterprogramm erfordert. Schreib- und Leseoperationen können während eines solchen Unterprogramms durchgeführt werden. Anschließend setzt der Digitalrechner 10 die Abarbeitung : weiterer Befehle fort.

Während eines Lese- oder Schreibvorganges wird eine "Master"-Einheit, um den Ablauf zu steuern, sowie eine "Slave"-(mitgezogene) Einheit bestimmt, um abhängig von den Signalen von der Master-Einheit zu arbeiten. Der Digitalrechner 10 und die peripheren Einheiten 14 sind grundsätzlich geeignet, als Master-Einheit und als Slave-Einheit zu arbeiten, während die Speichereinheit 13 normalerweise nur als mitgezogene Einheit arbeitet.

Während eines Lese- oder Schreibvorganges bildet die festgelegte Mastereinheit ein "Belegt-Signal" ("BUSY-Signal") und überträgt Adressensignale, um einen Platz in der mitgezogenen Einheit zu identifizieren, Richtungssteuersignale um festzulegen, ob eine Lese- oder Schreiboperation durchgeführt wird, und ein Master-Synchronisationssignal. Wenn sich ein Schreibvorgarig abspielt, überträgt die Mastereinheit die Daten gleichzeitig mit den Adress- und Steuersignalen. Alle Einheiten, welche über die Vielfachleitung 12 miteinander verbunden sind, empfangen die Adressignale, aber nur die Einheit, welche die Adressignale geeignet dekodiert, arbeitet anschließend mit der Mastereinheit als mitgezogene Einheit zusammen.

-10-

709820/090 8

Wenn die mitgezogene Einheit die Master-Synchronisationssignale empfängt, übernimmt sie die Daten von der Vielfachleitung 12 in den bezeichneten Platz oder holt die Daten von dem bezeichneten Platz und überträgt diese über die Leitung in Antwort auf die Richtungssteuersignale. Dann überträgt die mitgezogene Einheit ein mitgezogenes Synchronisationssignal, welches die Mastereinheit veranlaßt, das Mastersynchronisationssignal zu beenden. Die mitgezogene Einheit tastet die Beendigung des Master-Synchronisationssignales ab und beendet das mitgezogene Synchronisationssignal zur Vervollständigung des Lese- oder Schreibvorganges.

Die Steuereinheit 30 enthält auch einen Ersatz-Generator

32 (Vector-Generator) oder equivalente Mittel, einen Wechselstromversorgungskreis 33 und einen Gleichstromversorgungskreis 34. Der Wechselstromversorgungskreis

33 überwacht die WechselStromspannung, welche dem Digitalrechner 10 zugeführt wird, und überträgt eine BUS-AC-LO-Signal, sofern die WechselStromspannung unter einen vorbestimmten Wert absinkt. Entsprechend überträgt der Gleichstromversorgungskreis 34 ein BüS-DC-LO-Signal sofern die Gleichstromspannung, mit welchen die verschiedenen Logiksignale gebildet werden, unter einen Sicherheitssignalpegel absinkt.

Sobald ein Operator einen Digitalrechner nach Fig. 1 einschaltet, werden beide Signale BUS-AC-LO und BUS-DC-LO auftreten. Sobald die Stromversorgung stabilisiert ist, gint das BUS-DC-LO-Signal die Anzeige, daß die Gleichspannung seinen Arbeitspegel erreicht hat. Dann zeigt das BUS-AC-LO-Signal an, daß die Wechselstromspannung seinen

-11-

709820/0 908

Arbeitspegel erreicht hat und die Kapazitäten dieser Stromversorgung ausreichend aufgeladen sind. Der Steuerkreis 30 beginnt dann eine "Einschalt"-Operation, während welcher zwei aufeinanderfolgende Leseabläufe zwei Datenworte von zwei aufeinanderfolgenden Plätzen, welche durch den Ersatz-(Vector-)Generator 32 identifiziert sind, und lädt diese zwei Datenworte in das PC-Register 22 und das Statuswortregister 28. Bei einem PDP-11 Digitalrechner sind dies die zwei Plätze 24„ und 26g. Dies veranlaßt den Digitalrechner 10 zu arbeiten und der Steuerkreis 30 bildet einen "Term"- oder Bedienungsablauf. Normalerweise ruft der Steuerkreis 30 einen nächsten Befehl (d.i. der erste Befehl in dem "Einschalt"-Unterprogramm) von dem Platz, welcher durch den Inhalt des Platzes 24« identifiziert ist.

In Übereinstimmung.mit der Erfindung jedoch reagiert der Einschaltkreis 11 auch auf die BUS-AC-LO- und BUS-DC-LO-Signale. Wenn diese enden, überträgt ein Steuerkreis 35 ein ENB-ADR-Signal. Ein Adressgenerator 36 reagiert durch Übertragung von überschreibungsadressenbits höherer Ordnung über die Adressleitungen in der Vielfachleitung 12. Diese Adressignale von dem Adressgenerator 36 erscheinen auf den Adressleitungen der Leitung 12 gleichzeitig mit den Signalen von dem Ersatz-(Vector-)Generator 32.Beide Sätze von Adressignalen werden dabei kombiniert in einer inklusiven ODER-Verknüpfung. Da nur eine mitgezogene Einheit, welche durch die Adressignale identifiziert ist, während der Leseoperation antworten kann, wird die gespeicherte Information an den Plätzen, die allein von der Adresse von dem Generator 32 identifiziert sind, nicht abgerufen. In diesem Fall reagiert ein Adresskreis 37 auf die kombinierten Adressignale durch Geltendmachen eines VALID-ADR-Signals zur Bezeichnung des Einschaltkreises als mitgezogene Einheit.

709820/0908

-12-

Wenn der Steuerkreis 35 die Master-Synchronisationssignale über die Vielfachleitung 12 empfängt und das VALID-ADR-Signal anliegt, bildet der Einschaltkreis 11 einen Lesevorgang. Danach erhält der Digitalrechner 10 während dieser Einschaltoperation neue Daten für den Programmzähler 22 und das Statuswortregister 28 von dem Festwertspeicher 40 über einen Datentorkreis 41 und nicht von den normalerweise bezeichneten Plätzen "24g" und "26g". Danach steuern die Befehle in dem Festwertspeicher 40 den Digitalrechner 10 bis das Unterprogramm oder die Programme, welche in dem Speicher gespeichert sind, durchgeführt wurden.

Der Festwertspeicher 40 enthält eine Zahl von diskreten Unterprogrammen, welche verschiedene Funktionen während des Einschaltvorganges bilden. Z.B. existiert ein Unterprogramm zum Erkennen des Zustandes des Digitalrechners 10. Dieses Unterprogramm testet den Digitalrechner in Antwort auf alle Befehle in der Folge. Wenn ein Fehler auftritt, gibt das Unterprogramm einen Alarm, beispielsweise durch den Ausdruck einer Mitteilung. Wenne alle Überprüfungstests durchgeführt sind, kann der Einschaltkreis 11 in ein anderes Unterprogramm zur "Emulierung" einer üblichen Konsoleneinheit mit üblichen peripheren Eingabe/Ausgabeeinheiten, beispielsweise mit einem Eingabe/Ausgabe-Fernschreibers oder einer Bildschirmeinheit und ein Tastenfeld.

Da die vorgenannten Verfahren das Emulieren einer peripheren Eingabe/Ausgabe-Einheit an einer üblichen Konsoleneinheit zulassen, ist es auch möglich für den Urladevorgang andere Typen von peripheren Einheiten vorzusehen,wie beispielsweise Plattenspeicher, Magnetbandspeicher oder Belegleser. Diese peripheren Einheiten können automatisch

-13-

709820/0908

4b

oder durch die die peripheren Eingabe-VAusgabe-Einheiten, welche die übliche Konsoleneinheit nachbildet, angeschaltet werden.

Sobald alle Schritte für das Einschalten des digitalen REchners durchgeführt werden, läuft die Steuerung des ' digitalen Rechners entweder Eu einem Programm in der peripheren Urlade-Einheit oder zurück zu dem Programm, welches in dem Speicher 40 gespeichert ist, um weitere Steuerungen durch die die Konsoleneinheit ersetzende periphere Einheit zu ermöglichen.

Die Vielfachleitung 12 in Fig. 1 ist in Fig. 2 als Leitung 12a und Leitung 12b in Fig. 2 aufgeteilt, um die Darstellung des Schaltkreises zu vereinfachen. Jede Leitung führt Daten-, Adress- und Steuerleitungen, wie in den oben genannten Patents beschrieben ist. Für die Zwecke der weiteren Darstellung wird angenommen, daß die Signale auf den Leitungen "massebezogen" (ground assertion) sind. Dies bedeutet, daß ein Signal Erdpotential führt, wenn es "wahr" (TRUE) ist, und ein positives Potential, wenn es "falsch" (FALSE) ist.

Der Einschaltkreis 11 nach Fig. 1 wird entweder aktiviert, wenn die BUS-AC-LO- und BUS-DV-LO-Signale zu Ende sind, oder wenn der Operator einen Hauptschalter 50 (Fig. 2) niederdrückt, welcher üblicherweise an der Konsoleneinheit 20 angeordnet ist. In jedem Fall steuert ein Abtastkreis 51, welcher die BUS-AC-LO- und BUS-DC-LO-Signale auswertet, oder ein Abtastkreis 52, welcher den externen Hauptschalter 50 überwacht, eine NICHT-ODER-Schaltung 53, um Erdpotential an einen Multivibrator 54 anzulegen. Da

-14-

709820/0908

26A8229

4)

nur ein nach positiv gehender Potentialwechsel von diesen Signal von der NICHT-ODER-Schaltung 53 den Multivibrator 54 umsteuert, verbleibt der Multivibrator zunächst aktiv. Wenn sowohl das BUS-AC-LO- als auch das BUS-DC-LO-Signal zurückkehren zu einem nichtbestimmten Pegel, steuert die NICHT-ODER-Schaltung 53 den Mulitvibrator 54. Der Mulitvibrator 54 überträgt dann einen Impuls bestimmter Dauer, welcher das Intervall überschreitet, welches zur Bildung von zwei Anfangsleseoperationen benötigt wird, die der Digitalrechner 10 als Teil der Einschaltoperation bildet. Dieser Impuls veranlaßt den Adressgenerator 36 zur Übertragung einer Korrektur- .oder Versetzungsadresse über die Adressleiter in der Vielfachleitung 12b.

Im einzelnen enthält der Adressgenerator 36 eine Mehrzahl von Invertierschaltungen, wie z.B. die NICHT-ODER-Schaltung 55, welche die Massepotential bezogenen Signale übertragen/ sofern sich der Multivibrator 54 in seinem unstabilen Zustand befindet. Der Multivibrator 54 bereitet auch ein taktgesteuertes Flip-Flop (JK Flip-Flop) 56 vor, abhängig von einem Taktsignal gesteuert zu werden, welches durch ein ENB-Datensignal von dem Adressdekoder 57 im Adresskreis 37 abgegeben wird.

Der Adressgenerator 36, wie er in Fig. 2 dargestellt ist, überträgt Adressenbits höherer Ordnung über die Adressleitungen in den Verbindungsleitungen 12b. Angenommen, beispielsweise, daß der Generator 32 in Fig. 1 die Zahl "00024g" überträgt/ so überträgt der Adressgenerator 36 z.B. entweder 772xxXg oder 765xxXg. Die zwei Ziffern werden verkettet, um eine Sprungadresse (d.h. 773024 oder 765024) zu erhalten, welche der Adressendekoder 57 de-

-15-

709820/0908

kodiert. Damit erhält während.der Anfangszeit der Stromeinschaltoperation der Adressdekoder 57 das Adressversetzungssignal, ein RichtungsSteuersignal C1, welches eine Leseoperation (MSYN) anzeigt. Wann auch immer die signale zusammenfallen, der Adressdekoder 57 bildet das ENB-Datensignal. Dieses Signal wird an das Flip-Flop 56 gegeben, wobei der Übergang ins positive den Zustand des Flip-Flop 56 nicht ändert. Wenn das MSYN-Signal nach der ersten Übertragung zu dem Programmzähler endet, wird das ENB-Datensignal ebenfalls beendet und setzt das Flip-Flop 56, sofern die beiden Eingänge J und K durch den Multivibrator 54 angesteuert sind. Nachdem das neue Zustandswort über die Leit-ngen 12 während der zweiten Leseoperation übertragen ist, enden die MSYN und ENB-DATA-Signale wieder, wobei sie das Flip-Flop 56 zurücksetzen. Sobald das Flip-Flop 56 zurückgesetzt ist, steuern ein Verzögerungskreis 60 und eine UND-Schaltung 61 eine ODER-Schaltung 62 für ein Intervall an, das durch den Verzögerungskreis 60 bestimmt ist, um den Multivibrator freizugeben und beenden die Korrekturadressignale. Die ODER-Schaltung 62 ist auch mit einem Inverter 63 verbunden.

Abhängig von den ENB-DATA-Signal des Adressdekoders 57 in Fig. 2, überträgt ein Verzögerungskreis 64 und ein Inverter 65 über die Leitungen 12a ein massebezogenes mitgezogenes Synchronisationssignal"(SSYN) während jeder Leseoperation.

Es ist ersichtlich, daß während des Einschaltvorganges für das Interval!,während welcher das PC-Register 22 und das Zustandswortregister 28 in Fig. 1 neue Daten aufnehmen, der Multivibrator 54 Korrekturadressignale überträgt.Diese Signale veranlassen das Abrufen neuer Daten von Plätzen in einem Festwertspeicher 40 anstelle von normalerweise anzusteuernden Plätzen.

709820/0908 ~¹⁶~

Im Abtastkreis 51 werden, wenn die Stromversorgung eingeschaltet wird, beide Anschaltsignale, als BUS-DL-LO und BUS-AC-LO wirksam. Damit öffnet der Inverter 63 eine UND_Schaltung 67 und gleichzeitig wird die ODER-Schaltung 62 durchgeschaltet. Ebenso steuert ein Inverter 70 eine UND-Schaltung 71. Wenn ein Versorgungsschalter 72 geschlossen wird, steuert ein Inverter 73 die UND-Schaltung 71 an, wodurch ein Programmübergangssignal beendet wird, welches über den Inverter 74 an eine Verrxegelungsschaltung 75 gegeben wird. Gleichzeitig steuert die UND-Schaltung 71 auch die UND-Schaltung 67 aus,setzt die Verrxegelungsschaltung 75 und sperrt die NICHT-ODER-Schaltung 53. Sobald das BUS-DC-LO-Signal beendet ist, sperrt der Inverter 63 die UND-Schaltung 67 und hebt das Einschaltsignal am Multivibrator 57 auf. Während des Intervalls bleibt die Sperrschaltung 75 gesetzt. Wenn, jedoch das BUS-AC-LO-Signal beendet ist, wird die UND-Schaltung 71 stromlos. Der Inverter 74 setzt die Verriegelungsschaltung 75 zurück und die NICHT-ODER-Schaltung 53 schaltet den Multivibrator 54. Auf diese Weise wird der Multivibrator 54 abhängig vom Abtastkreis 51 jedesmal geschaltet, wenn die Stromversorgung über den Einschaltstromkreis 11 angeschlossen wird.

Ein Operator kann auch selbst den Einschaltstromkreis anschalten, sofern die Stromversorgung angeschlossen ist. Soclh eine Arbeitsweise kann notwendig werden, wenn die Digitalrechner 10 eine Endlosschleife verarbeitet oder einen HALT-Befehl durchführt. Der Operator betätigt hierzu den externen Hauptschalter 50 und erzeugt dabei einen negativen Impuls an dem Eingang eines Inverters 67 und setzt ein Flip-Flop 77. Wenn das Flip-Flop 77 gesetzt ist, erzeugt es ein AO-LO-Signal, das ist ein invertiertes BüS-AC-LO~Signal, und gibt dieses über den In-

709820/0908 -17-

verter 80. Gleichzeitig steuert das Flip-Flop 77 die NICHT-ODER-Schaltung 53. Sobald der Schalter 50 gelöst wird, steuert der Spannungssprung an seiner Hinterkante einen monostabilen Multivibrator 81. Nach dem das Intervall beendet ist_f das an dem Ausgang des monostabilen Multivibrators 81 auftritt, wird das Flip-Flop 77 zurückgesetzt und beendet dabei das AC-LO- und damit das BUS-AC-LO-Signal. Damit wird die NICHT-ODER-Schaltung 53 stromlos und steuert den Mulitivibrator 54 um.

Wenn der Digitalrechner 10 eingeschaltet wird oder einen "Rücksetzbefehl" durchführt, überträgt er ein INIT-Signal. Ds INIZ-Signal steuert eine UND-Schaltung 82 und einen Verzögerungskreis 83 aus, wobei ein PWR-UP-CLR-Impuls erzeugt wird, welcher das Flip-Flop 77 und den Multivibrator 81 zurücksetzt.

Damit wird bei jedem der vorgenannten Verfahren durch den Digitalrechner eine Stromeinschaltoperation durchgeführt. Sofern die Übertragung vollständig ist, arbeitet der digitalrechner 10 in Verbindung mit dem Inhalt des Festwertspeichers 40. Der Inhalt von jedem Speicherplatz in dem Speicher 40 wird zu dem Digitalrechner 10 über den Datensteuerkreis 41 übertragen, wobei diese während der Übertragung und der folgenden Überarbeitung des Programms in dem Speicher 40 verbleiben. Der Kreis 41 enthält eine Mehrzahl von Verknüpfungsschaltungen entsprechend jeder Bitstelle in dem Festwertspeicher 40. Ein Schaltkreis in Verbindung mit solch einer Bitstelle ist im einzelnen, dargestellt.

Imm wenn der Digitalrechner 10 die Inhalte der Plätze in dem Festwertspeicher 40 "liest", öffnet das ENB-Datensignal

709820/0908

von dem Adressdekoder 57 eine UND-Schaltung 90 und eine normalerweise geöffnete NICHT-UND-Schaltung 91, um die entsprechenden Bitsignale über die Leitungen 12b als ein massebezogenes Signal zu übertragen.

In einem einfachen Einschaltkreis könnte ein einfaches Unterprogramm auch bei Vorhandensein von Adressignalen von dem Adressgenerator 36 durchgeführt werden, welche die Umsteuerrücksetzsignale auslösen. Jedoch können flexible Operationen erreicht werden, wenn unterschiedliche Unterprogramme ausgewählt werden können durch den Operator. Eine typische Gruppe von Unterprogrammen wird später beschrieben in Verbindung mit der Fig. 3.

Die Fig. 2 zeigt auch auf, daß in dem Datenverknüpfungskreis 41 Schalter vorhanden sind, welche die niederwertigen Bitsignale steuern, welche über die Verbindungsleitungen 12b übertagen werden. Immer wenn eine Adresse entsprechend der versetzten Stelle, welche den neuen Programmzähler enthält, angesprochen wird, (d.i. 773 024g, wenn in Fig. 1 der Adressgenerator 36 773xxx und der Vector-Generator 024g überträgt), steuert ein Adressverknüpfungskreis und ein VALID-ADR—Signal eine UND-Schaltung 93 und einen Inverter 94. Ein Schalter 95, welcher einer von einer Vielzahl von ausgewählten Schaltern darstellt, steuert das entsprechende Bitsignal, welche die NICHT-UND-Schaltung 91 überträgt über die Leitungen 12b. Wenn der Schalter 95 geschlossen wird, verbindet der Inverter 94 den Schaltereingang mit der NICHT-UND-Schaltung 91 mit Masse, und die NICHT-UND-Schaltung 91 erzeugt ein FALSE-Signal über die Leitungen 12b. Wenn der entsprechende Auswahlschalter 95 geöffnet wird, besteht keine Möglichkeit, einen Ausgangswert von dem Festwertspeicher 40 zu er-

709820/0908

halten. Schaltkreise entsprechend dem Inverter 94, dem Schalter 95 und der NICHT-UND-Schaltung 91 sind mit dem entsprechenden Ausgang zu den niederwertigen Bitstellen des von dem Speicher 40 abgerufenen Wortes verbunden, um eine Übertragung zu ermöglichen. Damit empfangen, sofern alle diese Schalter geschlossen sind, der Programmzähler und das Statuswort-Register neue Adressen, entsprechend der Verkettung der höherwertigen Bits von dem Adress— generator 36 und dem Vector-Generator 32 (d.i. von den Plätzen 773024 und 773026) . Wenn jedoch irgend einer der Auswahlschalter geöffnet ist, erhöht der Programmzähler den Inhalt von einem anderen Ersatzplatz aus dem Festwertspeicher 40. Dieser verbundene Platz kann jederzeit adressiert werden, wobei der Adressen-Verknüpfungskreis 92 und das VALID-ADR-Signal die UND-Schaltung 93 . ansteuern.

Die Fig. 3 zeigt graphisch die Bedienung des Einschaltkreises 11 in Bezug auf das Betätigen der verschiedenen Schalter 95 in dem Datenverknüpfungskreis 41. Wie aus Fig. 3 zu ersehen, beginnt der vorausgehend beschriebene Ablauf durch Betätigen des Hauptschalters 50 (Fig. 2) im Block 100 oder durch Einschalten des Digitalrechners 10 gemäß Block 101. Die Befehle in dem Festwertspeicher 40 testen die Schalter 95 und springen entsprechend ihrem Wert gemäß Block 102. Wenn die Schalter 95 gesetzt sind, um ein Konsolenemulations-Ünterprogramm zu bezeichnen (d.h. ADR = Konsole) springt das System auf den Block 103 und überwacht die Arbeitsweise des Digitalrechners 10. Dies umfaßt die Prüfung des Digitalrechners 10 abhängig zu jedem der Befehle in dem Digitalrechnerbefehlssatz. Wenn der Digitalrechner 10 den Diagnostiktest durchläuft, zeigt der Stromkreis 11 gemäß Block 104, den Inhalt der Register in dem Register-

709820/0908

-20-

ft

speicher 21 (Fig. 1) auf einer Eingabe/Ausgabe- peripheren Einheit, wie beispielsweise auf einem Fernschreiber an. Dann tritt das System in ein Konsolenemulations-Unterprogramm ein, wie es dargestellt ist durch den Block 105. Dieses Unterprogramm ermöglicht alle Funktionen einer üblichen Konsoleneinheit mit allen seinen Schaltern und Anzeigen durchzuführen und kann über Fernschreiber und andere üblichen Eingabe/Ausgabe-Einheiten abgewickelt werden. Bestimmte Tasten ermöglichen Konsolenschalterfunktionen. Die Signale, die normalerweise zur Betätigung der Leuchtanzeige dienen, werden umgeformt und ausgedruckt oder wiedergegeben auf einer Eingabe/Ausgabe-Einheit.

Während des Konsolenemulations-Unterprogramms gibt der Operator einen Code ein, welcher ein Urladeunterprogramm für eine andere spezielle periphere Einheit identifiziert. Ehe der Digitalrechner 10 das entsprechende Unterprogramm bildet, gibt jedoch der Festwertspeicher 40 Befehle zur Bildung eines verlängerten Diagnostikunterprogramms für den Digitalrechner (Block 106) zusätzlich kann der Speicher 40 Unterprogramme zum Überprüfen der Speicherbesetzung gemäß Block 107 erhalten und zur Bildung eines Speicherdiagnostikunterprogramms, um dem Operator zu zeigen, daß der Speicher betriebsfähig ist gemäß Block. 108. Dann führt der Digitalrechner das Urladeunterprogramm gemäß Block 109, das durch den Eingangscode ausgewählt wurde.

Ein anderes Beispiel für das Einschalten des Digitalrechners durch Setzen der Schalter 95 ist gegeben, wenn die Adresse irgendeine von den mit ADR=PERIPHERAL BOOTSTRAP +2 bezeichneten Plätzen identifiziert. Wenn solch ein Schaltzustand existiert, verarbeitet der Digitalrechner

-21-

709820/0908

nur das bezeichnete Urladeunterprogramm (Block 120) und gibt die Unterprogramme frei, welche zur Diagnostik des Digitalrechners und der Speicher dienen. Wenn beispielsweise die Stromversorgung an einer fernen Stelle, an welcher kein Operator anwesend ist, ausfällt, wird die ' vorgenannte Folge, wenn die Stromversrogung wieder einsetzt, automatisch den Digitalrechner einschalten und die Urladung der bezeichneten peripheren Einheit durchführen.

Damit ist also ein Einschaltkreis vorgesehen, welcher die Notwendigkeit teurer Konsolen in Digitalrechnern beseitigt. Dieser Einschaltkreis arbeitet automatisch mit der Einschaltung der Stromversorgung an einem Rechner oder nach Betätigen eines externen Auslöseschalters.

Durch den automatischen Ablauf wird zum Einschalten des Digitalrechners kein Operator benötigt. Darüberhinaus können die externen Urladeschalter an beliebige Stellen in Bezug auf den Digitalrechner angeordnet werden, wodurch eine weitere Erhöhung der Flexibilität von Digitalrechners erreicht wird. Zusätzlich reduziert der offenbarte Schaltkreis die Konsolenkosten. Eine Konsoleneinheit-20, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, benötigt nur einen einzigen Hauptschalter 50 (in Fig. 2), einen Leistungsschalter, einen HALT-Fortsetzungsschalter, eine Wechselstromanzeigelampe, eine Glexchstromanzeigelampe und, wenn ein Halbleiterspeicher als Speicher verwendet wird mit einer Batterieauflademöglxchkext, eine Batteriezustandsleuchte.

- Patentansprüche -

709820/0908 __i2_

NACHGEREICHT

Digital Equipment

D-4038

4. Nov.1976 m

Beschriftung zu Fig. 3

100 = Hauptschalter 50

101 = Einschaltung der Stromversorgung

102 = Test mit Schalter 95

103 — Rechnerdiagnostikunterprogramm

104 = Speicherinhaltsanzeige

105 = Konsolenemulationsunterprogramm für Tasteneingabe

106 = Prüfprogramm

107 = Überprüfung der Speicherzustände

108 = Speicherdiagnostikunterprogramm

109 = Urladeunterprogramm für ein : Peripheriegerät abhängig

von der Tasteneingabe

110 = Rechnerdiagnostikunterprogramm

111 = Benutzer - Stromversorgungsunterprogramm

112 = Speicherinhaltsanzeige

113 = Konsolenemulationsunterprogramm für Tasteneingabe

114 = Urladeunterprogramm für ein Peripheriegerät abhängig

von der Tasteneingabe

115 = Rechnerdiagnostikunterprogramm

116 = Prüfprogramm

117 *= Überprüfung der Speieherzustände

118 = Speicherdiagnostikunterprogramm

119 = urladeunterprogramm für periphere Einheit bezeichnet

durch Schalter 95

120 = Urladeunterprogramm für periphere Einheit bezeichnet

durch Schalter 95

709820/09-OS

Leerseite

Claims

Patentansprüche

1.'Einschaltkreis zum Laden von Urinformationen in einem Digitalrechner, welcher mit einer Vielfachleitung verbunden ist, und welcher eine Stromversorgung Mittel zum Erzeugen von Adressensignalen, wenn die Stromversorgung eingeschaltet wird, Mitteln zum Übertragen eines Strom- : versorgungszustandssxgnals über die Sammelleitungen, Mittel zum Abgeben und Aufnahmen von Übertragungssteuersignalen über die Vielfachleitung zur übertragung von Informationen über diese, dadurch gekennzeichnet daß ein Speicherglied (40), welches Befehle zur Übernahme der Urladeinformationen in den Digitalrechner enthält, ein Adressgenerator (36) zur Übertragung der Adresssignale und Steuerglieder (11) vorgesehen sind, die abhängig von den Stromversorgungsstatussignalen über die Vielfachleitung zum Auslösen den Adressgenerator zur Übertragung der Adressensignale über die Vielfachleitung auslösen und gleichzeitig durch die Adressensignale den Digitalrechner veranlassen, vorbezeichnete Speicherplätze in dem Speicher aufzurufen.

2. Schaltkreise nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Digitalrechner Mittel zum übertragen der Adressensignale über die Vielfachleitungen Mittel zum übertragen von Steuersignalen abhängig von einer Leseoperation zum Übertragen des Inahltes von einem.identifizierten Speicherplatz durch die Adressignale zu einem anderen Speicherplatz in dem Digitalrechner enthält.

-23-

709820/0908

3. Schaltkreis nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher eine Mehrzahl von Speicherplätzen aufweist, von denen jeder Speicherplatz eine Identifizierungsadresse besitzt.

4. Schaltkreis nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Einschaltkreis zusätzlich einen Adressendekoder (57) aufweist zur Erzeugung eines gültigen Adressensignals sofern die Adressensignale 'auf der Vielfachleitung einem Speicherplatz in dem genannten Speicher ansprechen und die Steuersignale eine Leseoperation bezeichnen.

5. Schaltkreis nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkreis abhängig von dem Empfang eines gültigen Adressignals von dem Adressendekoder den Inhalt eines adressierten Platzes in dem Speicher über die Vielfachleitung überträgt.

6. Schaltkreis nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Speicher ein Festwertspeicher vorgesehen ist, der über die Adressensignale der Steuerleitung ansteuerbar ist.

7. Schaltkreis nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verknüpfungskreis vorgesehen ist, der mit dem Festwertspeicher und den Steuergliedern verbunden ist, und der die Übernahme des Inhalts der Speicherplätze des Festwertspeichers über die Vielfachleitung steuert.

8. Schaltkreis nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Verknüpfungskreis für jedem von einer Vielzahl von wählbaren Signalen von dem Festwertspeicher Schaltglieder und Verknüpfungsglieder enthält, die in Abhängigkeit von den Steuergliedern ein entsprechendes Signal von den Festwertspeichern und einem Auslösesignal von den Schaltglieder empfangen.

709820/0908 _₂₄_

9. Schaltkreis nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Adressdecoder Schaltglieder zum Auslösen auf eine vorbestimmte Adresse jedes der Schalter enthält, um ein Signal über die Vielfachleitung einzugeben, welches das korrespondierende Signal aus dem Festwertspeicher korrigieren kann.

10. Schaltkreis nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich Schalter und Steuerglieder zu diesen Schaltern vorgesehen sind, zur Übertragung eines Korrektursignals zu dem Stromversorgungsstatussignal, wobei die Steuermittel die Übertragung der Korrekturadressensignale verursachen.

709320/0908