DE2461527A1

DE2461527A1 - Anordnung zum adressieren eines steuerspeichers

Info

Publication number: DE2461527A1
Application number: DE19742461527
Authority: DE
Inventors: Jean-Louis Fressineau; Pierre Hoffmann; Maurice Hubert
Original assignee: Compagnie Internationale pour lInformatique
Current assignee: Compagnie Internationale pour lInformatique
Priority date: 1973-12-27
Filing date: 1974-12-27
Publication date: 1975-07-10
Also published as: US3959783A; FR2256705A5; ES433380A1; BE823750A; DE2461527C3; GB1488271A; DE2461527B2; NL7415741A; IT1027017B

Description

Anordnung zum Adressieren eines Steuerspeichers

Die Erfindung betrifft Datenverarbeitungseinheiten, welche zur Ausführung ihrer Arbeiten von einem Steuerspeicher Gebrauch machen, der Befehlsmikroprogramme enthält, die in Zonen oder "Seiten" in dem Steuerspeicher gespeichert sind. Damit die Kosten dieses Speichers möglichst gering sind, besteht er gewöhnlich aus zwei Teilen: - einem Festspeicherteil, in den die Steuerwörter entsprechend vorgefertigten Mikroprogrammen ein für allemal eingeschrieben sind und der folglich im Verlauf des Betriebes oder der Arbeit der Datenverarbeitungseinheit lediglich gelesen werden kann; - einem Arbeitsspeicherteil, in den die Steuerwörter in jedwedem Zeitpunkt der Arbeit eingegeben und somit im Verlauf dieser Arbeit auf eine Maschinen-Entscheidung oder auf eine Bediener-Entscheidung hin modifiziert werden können. Die Maschinen-Entscheidung

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wird im Verlauf der Ausführung aus dem Programm selbst kommen: - beispielsweise könnte dieses Programm gemäß den Bedingungen seines Ablaufs entscheiden, ob es von einem in dem Arbeitsspeicher vorhandenen Mikroprogramm Gebrauch macht oder ob es weiterschreitet und in diesen Arbeitsspeicher ein Mikroprogramm eingibt, welches es bei seiner Arbeit später ausführen wird; - oder aber, wenn beispielsweise ein Fehler in einem Mikroprogramm im Verlauf seiner Ausführung festgestellt worden ist, kann sich das Programm unterbrechen und in den Arbeitsspeicher dieses selbe Mikroprogramm eingeben, welches durch automatische Korrektureinrichtungen korrigiert worden ist, die in Datenverarbeitungsanlagen üblicherweise vorhanden sind. Die Bediener-Entscheidung, die von einem Bedienerpult aus eingegeben wird, könnte vor allem davon herrühren, daß die Maschine einen Programmierungsfehler meldet, den sie nicht selbst beseitigen kann.

Die fortschreitende Modifikation der Adressen von Mikrobefehlen wird im Verlauf der Arbeit durch eine Anordnung ausgeführt, die gewöhnlich wie folgt arbeitet: - jedes in dem Steuerspeicher gelesene Steuerwort enthält einen Teil, welcher die Speicheradreßzone bezeichnet, in der das nächste Steuerwort gelesen werden soll; es enthält außerdem einen Teil, welcher, bei Bedarf, einen Adressenkettenmodifikationsbefehl bezeichnet. Eine Steuerwartadresse, beispielsweise die Adresse.des Steuerworts, welches soeben gelesen worden ist, wird in einem Register der Logik der Einheit gespeichert. Die Codegruppen dieser Adresse, dieser Zonenbezeichnung und dieser Adressenkettenmodifikationsbezeichnung werden einem Rechenwerk zugeführt, das aus ihnen die Adresse des Steuerworts berechnet, welches nach der Ausführung des Steuerworts, aus welchem diese Bezeichnungen stammen, aus dem Speicher zu entnehmen ist.

Diese Anordnung kann indessen nicht selbst eine Adreß-

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modifikation ausführen, welche den übergang von dem Festspeicher in den Arbeitsspeicher bewirkt, wenn der Zugriff auf ein Mikroprogramm, das in den Festspeicher eingegeben war, nicht ausgeführt werden konnte und wenn ein korrigiertes Mikroprogramm gemäß dem oben angegebenen Verfahren in den Arbeitsspeicher eingegeben worden ist.

Die Erfindung bezweckt, eine Anordnung zum Adressieren zu. schaffen, die diese Unzulänglichkeit der Modifikationsorganisation der Adressen beseitigt, und zwar auf Kosten einer geringen Vergrößerung der Hardware der Organisation.

Bei den Datenverarbeitungseinheiten der betreffenden Art gibt es bereits eine Organisation zur Überwachung des Fortganges der gerade ausgeführten Arbeit. Diese Organisation bildet und speichert entsprechend der Arbeit Wörter, welche den Zustand der verschiedenen Einrichtungen der Datenverarbeitungseinheit beschreiben. In diesen den Maschinenzustand beschreibenden Wörtern gibt es selbstverständlich Teile, welche den Zustand des SteuerSpeichers der Datenverarbeitungseinheit beschreiben. Diese Wörter stehen für ihre Auswertung in Registern zur Verfügung, in welche sie entsprechend ihrer Bildung eingegeben werden«

Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, daß jedwede Mikroprogrammveränderung von einer Festspeicherzone zu einer Arbeitsspeicherzöne von der Bildung einer Codegruppe begleitet wird, die in einem Maschinenzustandswort diese Operation beschreibt: - ihr Vorhandensein, die Festspeicherzonenadresse, die von jetzt an unterbunden ist, und die Arbeitsspeicherzonenadresse, auf welche diese Unterbindung hinweist-, und daß die Zonenadresse dieser Codegruppe ständig mit derjenigen Adresse verglichen wird, die aus der normalen Adreßmodifikationsorganisation stammt, um ihre zusätzliche Modifikation sicherzustellen, wenn das Ergebnis dieses Vergleichs die Gleichheit angibt und wenn das Kennzeichen des Vorhandenseins des Übergangs dieser Codegruppe aus dem Festspeicher in den Arbeitsspeicher dieses Ergebnis freigibt,

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Zur ausführlichen Erläuterung der Erfindung wird auf ein nicht als Einschränkung zu verstehendes Beispiel ihrer praktischen Ausführung Bezug genommen, aus weichem sich jedwede im Rahmen der Erfindung liegende Ausführungsabwandlung herleiten läßt. Dieses Ausführungsbeispiel ist in der beigefügten einzigen Figur dargestellt, die nur diejenigen Teile der Datenverarbeitungseinheit im einzelnen zeigt, welche an der Anwendung der Erfindung beteiligt sind.

So ist in der dargestellten Datenverarbeitungseinheit die Logik LU lediglich mit ihrem Rechenwerk 0 und den beiden Ausgaberegistern S und Z dieses Rechenwerks, mit zwei internen Registern A und B, mit dem internen Datenspeicher MLU und mit einer Schaltung EP zum Feststellen von Programmierungsfehlern gezeigt, die mit dem Rechenwerk 0 verbunden ist. Das Register S ist ein Datenregister und das Register Z ist ein Adreßregister, die neben anderen Funktionen, welche außerhalb des eigentlichen Gebietes der Erfindung liegen, wie beispielsweise das Laden des Arbeitsspeichers, an der praktischen Durchführung der Erfindung beteiligt sind. Die Register A und B, die Teil der üblichen Register der Logik einer Datenverarbeitungseinheit sind, sind dargestellt, da sie auf der Ebene der Modifikationen von Adressen der Steuerwörter betrieben werden können, wenn wenigstens die Datenverarbeitungseinheit mit Multimikroprogrammierung arbeitet und zu gewissen Betriebszeiten nicht über das Register Z für derartige Modifikationen verfügen kann.

Die Logik LU kann gegenseitig und in üblicher Weise mit einem "zentralen" Datenspeicher MC in Verbindung stehen, d.h. mit einem innerhalb der Datenverarbeitungsanlage, von der die Datenverarbeitungseinheit ein Teil ist_r vorgesehenen Speicher, und mit einer "Ferninformations"-Quelle TI, welche Daten aus einer Informationsquelle liefern kann, die sich außerhalb der Datenverarbeitungsanlage befindet. Die programmierten Verbindungen mit diesem Speicher und dieser

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Quelle sind bei MC bzw. TI angegeben. Sie steht außerdem, üblicherweise, mit einem Bedienerpult in Verbindung, dessen programmierte Verbindung bei CP angegeben ist.

Der Steuerspeicher (MK) der Datenverarbeitungseinheit besteht aus einem Festspeicherteil MKM und einem Arbeitsspeicherteil MKV, die gemeinsam ein Adreßregister ZMK und ein Leseregister RK haben. Das Register ZMK ist zwar außerhalb der Logik dargestellt, es kann jedoch selbstverständlich ein Teil derselben sein, ja sogar aus einem Teil des Registers Z der Logik LU bestehen. Das Register RK, welches bei jedem Arbeitsanfang auf Null zurückgestellt wird, wie bei RAZ angegeben, empfängt bei jeder Auswahl in dem Speicher (MK) ein Steuerwort, von dem nur diejenigen Teile oder "Felder" dargestellt sind, die für die vorliegende Beschreibung nützlich sind, nämlich: - ein Teil KLU, der mit der Logikeinheit LU über eine Verbindung CK für die Ausführung der Mikrobefehle verbunden ist, die diese Steuerwörter darstellen; - ein Teil KAK, welcher die Zonenadreßcodegruppe des Steuerworts enthält, welches dem in das Register RK eingegebenen ¥ort folgen wird; - ein Teil KMA zur Adreßmodifikationssteuerung; - ein Teil KAR zur Steuerung der Auswahl der zu modifizierenden Adresse. Tatsächlich bilden die Codegruppen in dem Teil KMA( Adressenkette) und in dem Teil KAR( Auswahl der zu modifizierenden Adresse) zusammen die Steuerung einer Schaltung 0MA nach Art eines Multiplexierers, welche die Speicherzonencodegruppe in dem Teil KAK mit der Codegruppe vereinigt, die entweder in dem Register Z-," oder in dem Register A oder in dem Register B enthalten ist, d.h. Registern, die alle von dem Steuerwort aus adressierbar sind und die in der Logikeinheit LU Adressen enthalten können, welche für die Ausführung eines Mikroprogramms ausgewertet werden können. Zur Veranschaulichung kann man es so betrachten, daß die Codegruppe in dem Teil KMA das passende Register unter den drei Registern für jeden das Lesen in dem Speicher (MK) steuernden Befehl auswählt und daß die Codegruppe in dem Teil KAR die Auswahl des Inhalts des Registers Z

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für jedwedes Einschreiben eines Wortes in den Arbeitsspeicher steuert, das dann in dem Register S der Logikeinheit LU vorhanden ist, wobei die Adresse in dem Register Z dann durch die Schaltung 0MA in das Register ZMK eingegeben wird und wobei diese Auswahl des Registers Z durch Decodierung eines Teils des Inhalts des Registers Z ein Entsperrungssignal für die Torschaltung GM erzeugt, welche den Inhalt des Registers S zu dem Arbeitsspeicher MKV weiterleitet. Der Inhalt des Teils KAR ist somit in einem solchen Fall ein Hinweis über das Einschreiben in den Arbeitsspeicher, der zu dem laufenden Mikroprogramm gehört und insbesondere zu jedwedem Mikroprogramm, welches das Einschreiben eines Mikroprogramms in den Arbeitsspeicher bewirkt, das ein fehlerhaft in den Festspeicher eingeschriebenes Mikroprogramm ersetzt.

Das Ersatzmikroprogramm kann die Logikeinheit LU entweder aus dem Zentralspeicher MC oder aus der Ferninformationsquelle TI erhalten. Die Entscheidung über den Ersatz wird, wie gesagt, getroffen, nachdem in der Fehlerfeststell~ schaltung EP ein Programmierungsfehler in einem in den Festspeicher eingeschriebenen Mikroprogramm festgestellt worden ist. Diese Feststellung unterbricht das laufende Mikroprogramm und die Entscheidung über den Ersatz kann, wie gesagt, entweder durch die Logikeinheit LU oder durch die Bedienungsperson getroffen werden, der dieser Fehler gemeldet ..wird. Unabhängig davon,ob die Steuerung des Ersetzens direkt durch die Logikeinheit oder ferngesteuert über diese Logikeinheit von dem Bedienerpult aus erfolgt, soll gemäß der Erfindung ein Maschinenzustandsregister REM der Datenyerarbeitungseinheit in einem Teil PMK die Adreßcodegruppe der Festspeicherzone, die von nun an untersagt ist, einen Hinweis RMK über das tatsächliche Vorhandensein dieser Untersagung und die Adreßcodegruppe PMV des Arbeitsspeichers speichern, in welchem das Ersatzmikroprogramm gespeichert worden ist. Definitionsgemäß werden die Maschinenzustandsregister der Datenverarbeitungseinheit automatisch durch die Logikeinheit der Datenverarbeitungseinheit entsprechend

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der Entwicklung einer Arbeit geladen. Insbesondere wird bei einer Programmfehlerfeststellung in der Schaltung EP das Register REM automatisch die Zonenadresse des fehlerhaften Mikroprogramms empfangen, die dann der Datenverarbeitungseinheit bekannt ist, und es genügt für die Zwecke der Erfindung,zu dem Teil PMK in einer solchen Operation des durch den Inhalt des Registers Z adresssierten automatischen Ladens des Registers REM mit den Codegruppen PMK und RMK den Hinweis RMK (eine Binärziffer) hinzuzufügen; diese Codegruppen stehen dann in dem Register S und werden dem Register REM über die Torschaltung GE zugeleitet, welche durch die Decodierung eines Teils des Inhalts des R_egisters Z entsperrt ist. Der Inhalt des Teils PMV wird in gleichartiger Weise in das Register REM durch das Mikroprogramm zur Steuerung des Speichers des Ersatzprogramms in dem Arbeitsspeicher eingegeben, da dieses Mikroprogramm für das Eingeben in den Speicher MKV am Anfang die Zone des Speichers MKV kennt, die es adressiert.

Außerdem empfängt gemäß der Erfindung und zum Auswerten der Daten PMK, RMK₁PMV in dem Register REM ein Komparator COMP ständig die Codegruppe, die in dem Teil PMK enthalten ist, und den Speicherzonenadreßteil von jeder von der Schaltung 0MA abgegebenen Wortadreßcodegruppe. Dieser Komparator liefert somit ein Gleichheitssignal bei der Entsprechung dieser beiden Adreßzonencodegruppen des Steuerspeichers. Ein solches Resultat wird indessen nur dann freigegeben, wenn der Hinweis RMK angibt, daß die in das Register ZMK einzugebende Adresse den Arbeitsspeicher MKV betreffen soll. Tatsächlich ist somit der Komparator COMP nur entsperrt oder sein Ausgang nur demaskiert, wenn der Hinweis RMK effektiv den Arbeitsspeicher in dem Speicher (MK) angibt. Die Modifikation der aus der Schaltung 0MA stammenden Adresse wird dann in einer Schaltung CONC ausgeführt, welche die Adresse aus der Schaltung 0MA und die Zonenadresse PMV des Arbeitsspeichers empfängt und durch . das Gleichheitssignal des Komparators COMP aktiviert wird, welcher, wie angegeben, freigegeben ist. Praktisch kann die Schaltung CONC wie ein Multiplexierer beschaffen

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sein, der bei Abwesenheit des Gleichheitssignals des Kompara· tors COMP zu dem Register ZMK die aus der Schaltung 0MA stammende Adresse überträgt und der bei Vorhandensein dieses Signals die in dem Teil PMV bezeichnete Zonenadresse mit der in dem Rechenwerk 0MA gebildeten Mikrobefehlsstellenadresse verkettet.

Es ist indessen zweckmässig, die Adressierung derjenigen Zone des Arbeitsspeichers, deren Zonenadresse gleich der in dem Teil PMK stehenden Festspeicherzonenadresse ist, in dem Fall nicht zu blockieren, in welchem die Zonenadressen der Festspeicher- und Arbeitsspeicherteile übereinstimmen, wenigstens für einen Teil dieser Speicherteile, und in welchem die Differenzierung zwischen Arbeitsspeicheradressen und Festspeicheradressen durch ein "Präfix" in den von der Schaltung 0MA abgegebenen Codegruppen sichergestellt wird.Zu diesem Zweck, und wenn dieses Präfix in dem Komparator COMP nicht berücksichtigt wird, genügt es, das Präfix an der Stelle D zu entnehmen und die Schaltung CONC zu sperren, wenn die Decodierung dieses Präfixes angibt, daß es sich bereits an dem Ausgang der Schaltung 0MA um eine Arbeitsspeicheradresse handelte, genauer gesagt genügt es, die Steuerung der Schaltung CONC durch das Signal zu sperren, welches aus dem Komparator COMP kommt. Selbstverständlich enthält in einem solchen Fall die Codegruppe PMV das Präfix, welches den Arbeitsspeicher angibt, und die Schaltung CONC setzt, wenn sie aktiviert ist,dieses Präfix an die Stelle desjenigen Präfixes, das in der Codegruppe der Schaltung 0MA vorhanden ist.

Wenn das System so ausgebildet ist, daß ein Ersatzmikroprogramm nur in eine einzige Zone oder Seite des Arbeitsspeichers MKV eingegeben werden kann, so nimmt man dann vorteilhafterweise die erste Seite dieses Arbeitsspeichers, -d.ii. die Adresse "0". Die Stelle PMV bleibt in diesem Fall

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leer und der Ausgang des Komparators COMP sperrt lediglich die Übertragung der Adreßcodegruppe der. in dem Speicher MKM angegebenen Zone zu dem Register ZMK.

In dem Diagramm ist angegeben, daß das Register ZMK nur in denjenigen Zeitpunkten aktiviert wird, in welchen es ein Signal ACQ empfängt, welches die Ausführung des Steuerwortes bestätigt, das der Bildung seiner Adresse vorangegangen ist. -

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Claims

Patentansprüche

/Iy Anordnung zum Adressieren eines Steuerspeichers, welcher einen Festspeicherteil und einen Arbeitsspeicherteil enthält, die in Mikroprogrammzonen in einer mikroprograinmierten Einheit organisiert sind, in welcher eine Organisation zur automatischen Modifikation der Steuerspeicheradressen für ihre Fortschaltung im Verlauf einer Arbeit der Einheit vorhanden ist, und in welcher, wenn sich ein Mikroprogramm einer Zone des Fest_-._ Speicherteils als fehlerhaft erweist, ein Ersatzmikroprograinm in eine Zone des Arbeitsspeichertels des Steuerspeichers eingeschrieben wird, gekennzeichnet durch Einrichtungen, die bei jeder Operation des Ersetzens eines Mikroprogramms in dem Festspeicherteil durch ein Mikroprogramm in dem Arbeitsspeicherteil eine Hinweiscodegruppe über eine derartige Operation und die Zonenadressen dieses Festspeicherteils und dieses Arbeitsspeicherteils in ein Register der Einheit einschreiben, durch Einrichtungen, die durch die Hinweiscodegruppe freigegeben werden und ständig die aus der Adreßmodifikationsorganisation stammende Speicherzonenadresse mit der im Register stehenden Adresse vergleichen, und durch Einrichtungen, die durch jedes von den Vergleichseinrichtungen erzeugte Gleichheitssignal freigegeben werden und dann in der modifizierten Adresse die Arbeitsspeicherteil-Zonenadresse des Ersatzmikroprogramms an die Stelle der Festspeicherteil-Zonenadresse setzen, die in der durch die automatische Organsisation modifizierten Adresse erscheint.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Ersetzen der Zonenadresse des Steuerspeichers aus einer Übertragungsschaltung mit zwei Zonenadreßeingängen bestehen, von denen ein Eingang mit dem Ausgang der Adreßmodifikationsorganisation und ein Eingang mit dem Ausgang des Registers der Einheit verbunden ist, die die Zonenadresse des Arbeitsspeichers ent-

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hält, wobei von dem ersten Eingang auf den zweiten Eingang durch das Freigabe-'Gleichheitssignal umgeschaltet wird, welches die Vergleichseinrichtungen liefern.
3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsspeicherteil-Zonenadresse ständig Null ist und daß sich die Einrichtungen zum Ersetzen der Adresse auf ein System von Torschaltungen beschränken, welches die Zonenadreßziffern des Ausganges der Adreßmodifikationsorganisation empfängt, die durch das Frei·?· gabe-Gleichheitssignal der Vergleichseinrichtungen gesperrt werden, wobei dann keine Arbeitsspeicherteil-Zonenadresse in dieses Register eingeschrieben wird.
4. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Detektor für den Bestimmungsort der Adressen in dem Arbeitsspeicherteil, die aus der Adreßmodifikationsorganisation kommen, die Einrichtungen zum Ersetzen der Festspeicherteil-Zonenadresse durch die Arbeitsspeicherteilzonenadresse sperrt.

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