NL8800698A

NL8800698A - Werkwijze voor het vanuit een besturingseenheid quasi parallel besturen van een aantal perifere eenheden en stelsel voor het uitvoeren van deze werkwijze.

Info

Publication number: NL8800698A
Application number: NL8800698A
Authority: NL
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1988-03-21
Filing date: 1988-03-21
Publication date: 1989-10-16
Also published as: CA1318408C; JPH0211037A; ES2042964T3; EP0342720B1; EP0342720A1; DE68906959D1; DE68906959T2; US5138610A; KR890015144A

Description

/ # PHN 12.490 1 N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven.

Werkwijze voor het vanuit een besturingseenheid quasi parallel besturen van een aantal perifere eenheden en stelsel voor het uitvoeren van deze werkwijze.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het vanuit een besturingseenheid besturen van een aantal perifere eenheden waarbij in een geheugen van de besturingseenheid een programma is opgeslagen en waarbij de perifere eenheden met elkaar en met de centrale 5 besturingseenheid kunnen communiceren via een gemeenschappelijke bus in opeenvolgende frames van een tijdmultiplex systeem.

Een dergelijke werkwijze is algemeen bekend voor de communicatie tussen een centrale bewerkingseenheid (CPU) en een aantal perifere eenheden, hierbij bestaat het probleem dat een perifere eenheid 10 dikwijls voor het uitvoeren van de aan deze perifere eenheid toegekende taken, dat wil zeggen voor het uitvoeren van diens programma, gegevens van andere perifere eenheden nodig heeft. Dit probleem wordt gewoonlijk opgelost door tijdens de afloop van een programma regelmatig de status op te vragen van een perifere eenheid of van een aantal perifere 15 eenheden en afhankelijk van de ontvangen status informatie te bepalen welk programmagedeelte door een perifere eenheid afgewerkt kan worden zonder dat essentiële gegevens van een of meer ander perifere eenheden ontbreken. Dit principe vraagt echter veel programmaruimte en veel tijd. Het is vanzelfsprekend ook mogelijk om iedere perifere eenheid te 20 voorzien in een bijbehorende processor, maar dit is kostbaar en dus ongeschikt voor toepassing op grote schaal.

De uitvinding beoogt te voorzien in een inrichting en werkwijze waarbij het mogelijk is een aantal perifere eenheden vanuit een enkele besturingseenheid te besturen zonder dat dit ten koste van 25 programmaruimte en-tijd gaat.

Volgens de uitvinding wordt op zeer efficiënte wijze een besturing van de diverse perifere eenheden vanuit de besturingseenheid via een gemeenschappelijke bus door middel van tijdmultiplex verkregen doordat ieder frame in het tijdmultiplex systeem verdeeld is in een 30 aantal tijdsleuven dat tenminste gelijk aan het aantal perifere eenheden, waarbij steeds aan een perifere eenheid in ieder frame dezelfde tijdsleuf is toegekend, en doordat iedere perifere eenheid 8800698 Λ

V

\ ΡΗΝ 12.490 2 tijdens of tenminste direct voorafgaand aan de aan de eenheid toegekende tijdsleuf in het volgende frame aan het geheugen in de besturingseenheid door de perifere eenheid geinitialiseerde gegevens overdraagt omtrent de status van deze perifere eenheid.

5 Bij voorkeur is het aantal tijdsleuven in een frame precies gelijk aan het aantal perifere eenheden terwijl ook het aantal programmastappen dat iedere perifere eenheid tijdens een tijdsleuf kan uitvoeren gelijk is.

Volgens een verder aspect van de uitvinding vormt de 10 status informatie van een perifere eenheid tezamen met een teller signaal een adres voor het geheugen dat is uitgevoerd als programmable logic array (PLA).

Door de maatregelen volgens uitvinding wordt een quasi parallele besturing van de perifere eenheden verkregen doordat gedurende 15 ieder frame voor elke perifere eenheid een tijdsleuf, bij voorkeur met voor iedere pèrifere eenheid eenzelfde duur, beschikbaar is. Hierdoor kan een aantal perifere eenheden vanuit slechts één besturingseenheid via slechts een enkele bus door middel van een enkel programma bestuurd worden. Om een goede afloop van de door de diverse 20 perifere eenheden te verrichten taken te verzekeren is het noodzakelijk om voor iedere perifere eenheid te weten in welke fase van het programma deze is op het moment dat de besturingseenheid de volgende perifere eenheid tijdens de volgende tijdsleuf activeert. Hiertoe wordt volgens de uitvinding de statusinformatie van de perifere eenheden tijdens een 25 tijdsleuf of in ieder geval voor het begin van de volgende tijdsleuf als gedeelte van het adres voor het geheugen van de besturingseenheid gebruikt, zodat deze status niet zoals bij bekende systemen behoeft te worden opgevraagd.

De uitvinding voorziet tevens in een werkwijze voor het 30 vanuit een besturingseenheid besturen van een aantal perifere eenheden waarbij in een geheugen van de besturingseenheid een programma is opgeslagen en waarbij de perifere eenheden met elkaar en met de besturingseenheid kunnen communiceren via een gemeenschappelijke bus in opeenvolgende frames van een tijdmultiplex systeem.

35 De uitvinding zal hiernavolgende nader worden toegelicht aan de hand van een uitvoeringsvoorbeeld onder verwijzing naar de tekening, hierin toont: .8800698 * ί i ΡΗΝ 12.490 3

Figuur 1 een blokschema van een stelsel waarbij de uitvinding kan worden toegepast en

Figuur 2 een schematische weergave langs de tijdas van de activiteiten van de diverse perifere eenheden tijdens een frame.

5 Figuur 1 toont schematisch een informatieverwerkend stelsel bestaande een bestuuringseenheid 1, een viertal perifere eenheden, respectivelijk 2, 3, 4 en 5 die met de eenheid 1 verbonden zijn via een bus 6. Elk van de perifere eenheden 2, 3 en 4 is via een bidirectionele bus verbonden met een bijbehorend randapparaat, zoals een 10 microcomputer 7, een integrated services bus (IST-bus) 8 en een codeer/decodeer keten (codec) 9. De vierde perifere eenheid vormt de aansluiting voor het 64 kbit/s D-kanaal voor data transmissie volgens het ISDN principe.

Het in figuur 1 getoonde stelsel in principe bestemd om 15 te dienen als local area network (LAN) voor zowel spraak als dataverkeer. De IST-bus 8 dient voor de communicatie tussen de diverse in een ISDN-achtig stelsel mogelijk op te nemen eenheden, zoals een telefoon, een microcomputer of een alarm, waarbij elk van deze eenheden via het in figuur 1 getoonde LAN is aangesloten op de IST-bus. Voor een 20 nadere toelichting van het principe van de IST-bus wordt verwezen naar de Nederlandse octrooiaanvrage PHN 11.115.

In een ISDN systeem vindt alle data transport sychroon plaats met een frequentie van 8 kHz. Ook de IST-bus werkt synchroon met 8 kHz, Dit betekent dat er in een frame voor het data transport frames 25 beschikbaar zijn van 125 microseconden.

Volgens de uitvinding wordt elke van deze frame opgedeeld in een aantal delen dat gelijk is aan het aantal op de besturingseenheid aangesloten perifere eenheden, in casu dus 4. In de opeenvolgende tijdsleufdelen van het tijdmultiplex frame krijgt elk van 30 de perifere eenheden de gelegenheid een daarbij behorend gedeelte van het door het stelsel volgens figuur 1 uit te voeren programma te verrichten. Alhoewel het gehele programma serieel wordt uitgevoerd lijkt het door de opdeling van de opeenvolgende frames alsof de perifere eenheden parallel elk een gedeelte van het programma uitvoeren. Deze 35 quasi parallele besturing van de perifere eenheden heeft als voordeel dat de programmatijd minimaal kan worden gehouden.

Het is dikwijls zo dat een bepaalde perifere eenheid voor .880 069 8 τ' \ PHN 12.490 4 het verder uitvoeren van het programma een gegeven van een andere perifere eenheid, dat deze tijdens het uitvoeren van diens programma genereert, nodig heeft. Indien nu de diverse perifere eenheden in de opeenvolgende tijdsleufgedeelten van het tijdmultiplex frame zonder 5 meer een eigen programmagedeelte zouden uitvoeren, zouden er reeds snel problemen ontstaan omdat een bepaald gegeven van een bepaalde perifere eenheid niet tijdig ter beschikking zou zijn voor een andere perifere eenheid. Dit probleem ontstaat vooral omdat een conventioneel programma vele "if"-statements zijn opgenomen, waarbij in het geval van "if...yes" 10 de ene weg in het programma en in het geval "if...no" de andere weg in een programma wordt gevolgd. Het is duidelijk dat bij opeenvolgende "if"-statements nooit tevoren te voorspellen is uit hoeveel stappen een programmagedeelte zal bestaan. Er is echter wel een maximale tijd af te leiden. Het is vanzelfsprekend mogelijk om met behulp van besturings 15 signalen er voor te zorgen dat de verschillende tijdsleufgedeelten niet alle even lang zijn, zodat een perifere eenheid die mogelijk een lang programmagedeelte moet uitvoeren ook de ruimte krijgt die nodig is in het geval het programma op de meest ongunstige wijze verloopt, dat wil zeggen de grootst mogelijke lengte heeft. Dit vraagt echter een complexe 20 besturing om tijdsleufgedeelten met verschillende, variabele lengten te realizeren.

Volgens een tweede aspect van de uitvinding bevat het door de diverse perifere eenheden onder besturing van de besturingseenheid 1 uit te voeren programma geen "if"-statements, maar 25 wordt daarentegen de status van iedere perifere eenheid direct als ingangsvariabele voor het in het geheugen 10 van de eenheid 1 opgeslagen programma benut. Daartoe is dit programma niet, zoals gebruikelijk, opgeslagen in een ROM of RAM waarin de opeenvolgende programma regels onder besturing van een teller worden afgelopen, maar 30 in een programmable logic array (PLA). Dit PDA ontvangt naast het ingangssignaal dat de status van de perifere eenheid aangeeft tevens het besturingssignaal van een teller 11. Het programma in de PDA is zo georganiseerd dat onder besturing van de teller afhankelijk van de status informatie hetzij de ene, hetzij de andere reeks programma regels 35 wordt afgelopen, waarbij de status informatie bepaald welk gedeelte van het programma dient te worden uitgevoerd. Daarbij is het programma tevens zodanig georganiseerd dat iedere perifere eenheid tijdens de .8800698 PHN 12.490 5 daaraan toegekende tijdsleuf 32 programma regels afloopt, waardoor synehroniteit in het programma tussen de verschillende quasi parallel werkzame perifere eenheden verzekerd is. In de meeste gevallen zal na deze 32 programma stappen de status van de perifere eenheid gedurende de 5 drie volgende tijdsleufgedeelten, die door de programma's van de andere perifere eenheden in beslag worden genomen, in welke tijdsleufgedeelten de perifere eenheid door het doorlopen programmagedeelte aangegeven taken kan uitvoeren, veranderen, zodat de nieuwe status informatie voor de PLA voorafgaand aan het volgende tijdsleufgedeelte beschikbaar is.

10 Het is echter ook mogelijk dat nog tijdens de 32 programma stappen de status verandert, zodat gedurende een tijdsleufgedeelte van het ene programmagedeelte wordt overgesprongen naar een ander programmagedeelte. De status informatie van de diverse perifere eenheden wordt via een bij iedere perifere eenheid behorende status 15 informatielijn, resp. 12-15 toegevoerd aan de PLA 10 in de eenheid 1.

Bij de opbouw van een programma volgens de uitvinding kan het vanzelfsprekend voorkomen dat een perifere eenheid in een bepaald stadium van het programma geen 32 programma statements kan uitvoeren. In een dergelijk geval dient een aantal niet functionele programma regels 20 te worden opgenomen om het totale aantal regels toch op 32 te brengen.

Gedurende ieder tijdframe is op deze wijze verzekert dat iedere perifere eenheid die externe gegevens ter beschikking gesteld krijgt die noodzakelijk zijn voor het verder uitvoeren van diens programma, omdat nu in ieder frame precies het aantal door iedere 25 perifere eenheid afgelopen programma stappen bekend is. Doordat volgens de uitvinding de status informatie plus de teller informatie samen het adres vormen voor het PLA en er in het programma geen *if“ statements behoeven te worden opgenomen, kan het programma aanzienlijk bekort worden.

30 Figuur 2 toont bij wijze van toelichting schematisch een frame van 125 microseconden dat is opgedeeld in tijdsleufgedeelten 20-23, waarbij bijvoorbeeld in tijdsleufgedeelte 20 de perifere eenheid 2, 32 programma stappen kan uitvoeren; in het tijdsleufgedeelte 21 de perifere eenheid 13 32 programma stappen; etcetera.

35 Alhoewel de uitvinding in het voorgaande is toegelicht aan de hand van de toepassing in een LAN voor een ISDN systeem, kan het principe van de uitvinding ook worden toegepast in voor andere doeleinden bestemde geintregeerde schakelingen.

,B800B98

Claims

1. Werkwijze voor het vanuit een besturingseenheid besturen van een aantal perifere eenheden waarbij in een geheugen van de besturingseenheid een programma is opgeslagen en waarbij de perifere eenheden met elkaar en met de besturingseenheid kunnen communiceren via 5 een gemeenschappelijke bus in opeenvolgende frames van een tijdmultiplex systeem, met het kenmerk dat ieder frame in het tijdmultiplex systeem verdeeld is in een aantal tijdsleuven dat tenminste gelijk is aan het aantal perifere eenheden, waarbij steeds aan een perifere eenheid in ieder frame dezelfde tijdsleuf is toegekend, en doordat iedere perifere 10 eenheid tijdens of tenminste direct vooraf aan de aan de perifere eenheid toegekende tijdsleuf in het volgende frame aan het geheugen in de besturingseenheid door de perifere eenheid geinitialiseerde gegevens overdraagt omtrent de status van deze perifere eenheid.

2. Informatieverwerkingsstelsel omvattende een 15 besturingseenheid en een aantal perifere eenheden, waarbij in een geheugen van de besturingseenheid een programma is opgeslagen en waarbij voorzien is in een bus via welke de perifere eenheden met elkaar en met de besturingseenheid kunnen communiceren gedurende opeenvolgende frames van een tijdmultiplex systeem, met het kenmerk dat het aantal 20 tijdsleuven in ieder frame tenminste gelijk is aan het aantal perifere eenheden en dat voor de communicatie tussen de besturingseenheid en een bepaalde perifere eenheid steeds in ieder frame dezelfde tijdsleuf ter beschikking staat en dat voorzien is in middelen om tijdens of direct voorafgaand aan de aan een perifere eenheid toegekende tijdsleuf in het 25 volgende frame aan een geheugen in de besturingseenheid gegevens omtrent de status van die perifere eenheid over te dragen.

3. Stelsel volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat het aantal sleuven gelijk is aan het aantal perifere eenheden.

4. Stelsel volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat iedere 30 perifere eenheid gedurende de daaraan toegekende tijdsleuf een gelijk aantal programma regels afloopt.

5. Stelsel volgens conclusie 4, met het kenmerk dat het aantal programma regels 32 is.

6. Stelsel volgens tenminste een der conclusies 2 tot en met 35 5, met het kenmerk, dat het geheugen in de besturingseenheid de vorm heeft van een te programeren logisch netwerk (programmable logic array, PLA), waarbij de status informatie van een perifere eenheid tezamen ,8800698 ψ ΡΗΝ 12.490 7 met de tellerstand van een in de besturingseenheid opgenomen teller het adres van de PLA vormt. . 8800698