DE3126363A1

DE3126363A1 - Verfahren und vorrichtung zur steuerung einer datenuebertragung mit direktem speicherzugriff

Info

Publication number: DE3126363A1
Application number: DE3126363A
Authority: DE
Inventors: Tetsuo Machida Tokyo Machida; Kazuaki Yokohama Kanagawa Ohya; Kuniaki Tokyo Tabata
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1980-07-04
Filing date: 1981-07-03
Publication date: 1982-05-06
Also published as: JPH0146892B2; JPS5717049A; FR2486290B1; DE3126363C2; FR2486290A1; US4658349A

Description

Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuerschaltung mit direktem Speicherzugriff zur Datenübertragung zwischen einem von einer Zentraleinheit zu verwendenden Pufferspeicher und zugehörigen Peripherieeinheiten, sowie auf ein Datenverarbeitungssystem, das es gestattet, Daten mit hoher Geschwindiqkeit zwischen zwei Peripherieeinheiten mit unterschiedlichen Übertragungswortlängen über den Datenpufferspeicher zu übertragen.

Zur Datenübertragung mit hoher Geschwindigkeit zwischen einer Mehrzahl von Peripherieeinheiten unter Verwendung eines Datenpufferspeichers werden bisher Steuerschaltungen mit direktem Speicherzugriff, sogenannte DMA-Schaltungen, verwendet. Sollen bei einem derartigen System Daten von einer ersten Peripherieeinehit einer zweiten Peripherieeinheit übermittelt werden, dann steuert die der ersten Peripherieeinheit zugeordnete DMA-Schaltung den Datentransfer in einen bestimmten Speicherbereich eines Pufferspeichers, während dann die der zweiten Peripherieeinheit zugeordnete DMA-Schaltung den Datentransfer von dem Pufferspeicher zur zweiten Peripherieeinheit steuert. Dieser Vorgang kann mit minimalem Steueraufwand von Seiten der Zentraleinheit des Systems durchgeführt werden, so daß die Zentraleinheit während der Datenübertragung andere Aufgaben durchführen kann, somit das Gesamtsystem mit einer sehr hohen Geschwindigkeit arbeitet.

Falls sich jedoch die Sektorlängen der beiden Peripherieeinheiten voneinander unterscheiden und die entsprechenden

Sektorlängen keine geradzahligen Vielfachen voneinander darstellen, können konventionelle DMA-Schaltungen nicht alle innerhalb des Pufferspeichers eingespeicherten Daten innerhalb eines einzigen Übertragungsvorganges an die empfangene Peripherieeinheit weiterleiten. Demzufolge bleibt ein Teil der Daten entsprechend der Sektorlänge der empfangenen Peripherieeinheit übrig. Demzufolge erweist es sich als notwendig, daß für die Übertragung weiterer Daten von der abgebenden Peripherieeinheit an den Pufferspeicher die Zentraleinheit zuerst

die verbleibenden Daten an den Anfang des Speicherbereiches verschiebt, so daß dann die Daten in der richtigen Reihenfolge in den Speicher eingegeben werden können. Die Verwendung der Zentraleinheit in diesem Fall verringert natur-5. gemäß jedoch die Gesamtgeschwindigkeit des Systems.

Um eine Übertragung von Daten/ die die Pufferbereichskapazität überschreiten, zwischen den Peripherieeinheiten mit hoher Geschwindigkeit zu ermöglichen, sieht die Erfindung eine DMA-Schaltung vor, die zunächst einem Zugriff zu denjenigen Daten gestattet, die zwischen der übertragungs-Startadresse, die irgendwo zwischen der Anfangs- und der Endadresse des Pufferbereiches liegt, und der Endadresse gespeichersind, woraufhin diejenigen Daten übertragen werden, die zwischen der genannten Endadresse und der Übertragungs-Endadresse vorhanden sind, die irgendwo zwischen der Anfangsadresse und der Übertragungs-Startadresse liegt.

Zu diesem Zweck ist die erfindungsgemäße DMA-Steuerschaltung mit einer Einrichtung zur Speicher der Anfangsadresse des Speichers, einer Einrichtung zur Speicherung der Endadresse, einer Einrichtung zum Vergleichen der für den Speicherzugriff gerade benutzten laufenden Adresse mit der Endadresse, sowie mit einer Einrichtung ausgerüstet, die die für den Speicherzugriff jeweils nachfolgend zu benutzende Adresse auf den Stand der Anfangsadresse bringt, wenn die Vergleichseinrichtung Koinzidenz anzeigt.

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Die Erfindung soll nunmehr anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert und beschrieben werden, wobei auf die beigefügte Zeichnung Bezug genommen ist. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm eines konventionellen Datenverarbeitungssystems,

Fig. 2 ein Blockdiagramm eines Datenverarbeitungssystems gemäß der Erfindung, Fig. 3 ein schematisches Diagramm zur Erläuterung der Datenverarbeitung innerhalb des Pufferspeichers bei einem Datenverarbeitungssystem gemäß Fig. 2, und . Fig. 4 eine Tabelle zur Erläuterung der verschiedenen Informationen in Verbindung mit der Datenverarbeitung gemäß Fig. 3.

Bei einem Datenverarbeitungssystem bekannter Bauweise gemäß Fig. 1 sind Periphereinheiten 3OA und 3OB über DMA-Schaltungen 4OA und 4OB mit der Zentraleinheit 50 und einem Pufferspeicher 60 verbunden. Sobald von der Periphereinheit 3OA Daten an die Periphereinheit 3OB übermittelt werden, führt die DMA-Schaltung 4OA eine wortweise Datenübertragung von der Periphereinheit 3OA in den Pufferspeicher 6 0 durch. Die übermittelten Daten werden dann sequentiell in einem vorgegebenen Pufferbereich des Pufferspeichers 60 eingespeichert, wobei die Einspeicherung an einer vorgegebenen Anfangsadressierposition beginnt. Die Gesamtmenge der transferierten Daten ist so gewählt, daß sie innerhalb der Speicherkapazität des gewählten Speicherbereiches

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liegt und gleich einem ganzzahligen Vielfachen der Sektorlänge der Periphereinheit 3OA ist. Sobald die Einspeicherung der Daten in dem Pufferbereich vollendet ist, liest die DMA-Schaltung 4OB die Daten wortweise aus dem Pufferspeicher 60 aus und gibt sie an die Periphereinheit 3OB. Die Datenübertragung aus dem Pufferspeicher 60 an die Periphez'einheit 3OB über die DMA-Schaltung 4OB erfolgt wortweise bis zu jener Wortzahl, welche ein ganzzahliges Vielfaches der Sektorlänge der Periphereinheit 3OB ist, wobei jedoch diese Menge nicht die Datenmenge überschreiten kann, die von der Periphereinheit 30 dem Pufferspeicher 60 zugeführt worden ist.

Sobald die Datenübertragung mit Hilfe der DMA-Schaltung 4OB vollendet worden ist, führt die DMA-Schaltung 4OA erneut Daten von der Periphereinheit 3OA dem Pufferspeicher 60 zu.

Falls die Sektorlänge der beiden Periphereinheiten 3OA und 3OB dieselbe ist, dann sind alle von der Periphereinheit 3OA dem Pufferspeicher 60 zugeführten Daten von dem Pufferspeicher 60 ebenfalls an die Periphereinheit 3OB abgegeben worden. Die folgenden Daten können somit wortweise in dem vorgegebenen Pufferbereich des Pufferspeichers 60 unter Verwendung der Anfangsadresse eingespeichert werden. Derselbe Vorgang wird somit solange wiederholt, bis die Datenübertragung zwischen den Periphereinheiten 3OA und 3OB über den Pufferspeicher 6 0 vollendet worden ist.

Falls die Sektorlänge der Periphereinheiten 3OA und 3OB sich voneinander unterscheidet, können nicht alle Daten, welche von der Periphereinheit 30A dem Pufferspeicher 60 zugeführt worden sind, bei Verwendung einer konventionellen DMA-Schaltung der Periphereinheit 3OB zugeführt werden. Es verbleiben somit nicht übertragene Daten innerhalb des Pufferspeichers. Damit in der Folge erneut Daten von der Periphereinheit 3OA in den Pufferspeicher 60 eingeleitet werden können, müssen die nicht übermittelten Daten zuerst bis in den Anfancsbe-

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reich in der Nähe der Anfangsadresse des vorgegebenen Pufferbereiches des Pufferspeichers 60 geschoben werden, worauf dann die neuen Daten der Periphereinheit 3OA derart zugeleitet werden, daß sie sich an die nicht übermittelten Daten nach der Verschiebung anschließen. Die Zentraleinheit 30 muß somit eine Datenverarbeitung durchführen, um die nicht übermittelten Daten innerhalb des Pufferbereiches zu verschieben, falls zwischen den Periphereinheiten größere Datenmengen übermittelt werden sollen, die die Kapazität des Pufferbereiches überschreiten.

Dies führt dazu, daß bei dem bisher bekannten System die übertragungsgeschwindigkeit reduziert wird.

Fig. 2 zeigt ein Datenübertragungssystem gemäß der Erfindung, bei welchem eine Periphereinheit 3OA entsprechend Fig. 1, eine Zentraleinheit 50 sowie eine gemäß der Erfindung ausgebildete DMA-Schaltung 4OA vorgesehen sind. Letztere verbindet die Periphereinheit 3OA mit der Zentraleinheit 50. Da die DMA-Schaltung 4OB entsprechend wie die DMA-Schaltung 4OA ausgebildet ist, ist dieselbe in Fig. 2 nicht gezeigt. Die DMA-Schaltung 4OB ist dabei über Signalleitungen, beispielsweise eine Datenleitung DB und eine Adressierleitung AB, in entsprechender Weise wie die DMA-Schaltung 4OA mit der Zentraleinheit 50 und dem Pufferspeicher 60 verbunden. Die einzelnen Kreise der DMA-Schaltung 4OB sind in entsprechender Weise wie die Kreise von der DMA-Schaltung 4OA bezeichnet, wobei jedoch die Indizes von A in B abgeändert sind. Der in Fig. 2 strichpunktiert dargestellte Bereich der DMA-Scha]tung 40A entspricht jenem Bereich, welcher entsprechend der Erfindung hinzugefügt worden ist, während der Rest der Kreise einer konventionellen DMA-Schaltung entspricht.

Bei Beginn der DMA-Übertragung zwischen der Periphereinheit 30A und der Zentraleinheit 50 liefert letztere ein Signal DVN,

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mit welcher die Periphereinheit 3OA einem bestimmten Zahl enen tcodierer 13A zugeordnet wird. Dieser Zahlenentcodierer 13A entcodiert das Signal DVN und steuert einen Befehlsentcodierer 10A, welcher nur dann arbeitet, wenn die . Periphereinheit 3OA festgelegt ist. Die Anfangsadresse TOP, die Endadresse BTM, die Übertragungsstartadresse BGN sowie die Übertragungswortzahl W der DMA-Übertragung werden in den Adressierregistern 1A, 2A, dem Adressierzähler 4A und dem Wortzähler 5A gespeichert. Dies wird dadurch erreicht, indem die Zentraleinheit 50 hintereinander die Werte TOP, BTM, BGN und W über die Datenleitung sendet und einen vorgegebenen Befehl auf die Leitung ODR gibt, mit welchem jedes Register entsprechend dem Befehlsentcodierer 1OA eingestellt wird. Es existieren dabei zwei Arten der Datenübertragung, nämlich ein Lesemodus, bei welchem innerhalb des Lesespeichers 60 eingeschrieben wird, und ein Schreibmodus, bei welchem aus dem Lesespeicher 60 herausgelesen wird. Der Wählbefehl MS für den Leseoder Schreibmodus in oder aus dem Lesespeicher 60 wird von der Zentraleinheit 50 an den Lesespeicher 60 abgegeben.

Sobald der Startbefehl der DMA-Übertragung von der Zentraleinheit 50 über die Leitung ODR abgegeben wird, entcodiert der Befehlsentcodierer 1OA den Befehl und betätigt einen Anforderungsgenerator 9A. Dieser Anforderungsgenerator 9A gibt ein Anforderungssignal REQ an die Zentraleinheit 50 ab, wobei eine zeitliche Übereinstimmung mit einem Zeitsignal TIM der Zentraleinheit 40 vorhanden ist. Fernerhin wird ein Datenübertragungssynchronisiersignal CLK an die Periphereinheit 30 abgegeben. Die beiden Signale REQ und CLK werden von dem Anforderungsgenerator 9A immer dann abgegeben, wenn nach dem Beginn der DMA-Übertragung ein Wort übertragen wird.

Von der Periphereinheit 3OA wird dann ein Datenwort an das Datenregister 6A abgegeben. Dieses Datenwort wird über die Datenleitung DE an den Pufferspeicher 60 geleitet und an der Adressierposition gespeichert, welche mit Hilfe des Adressierzählers 4A festgelegt und über die Adressierleitung AB zugeleitet wird. Sobald ein Wort übertragen worden ist, zählt der Wortzähler 5A nach abwärts, während der Adressierzähler 4A nach aufwärts zählt. Gemäß der Erfindung wird der Wert des Adressierzählers 4A mit der Adresse BTM des Adressierregisters 2A innerhalb eines Vergleichskreises 3A verglichen. Sobald eine Koinzidenz vorhanden ist, wird dann die in dem Adressierregister 1A gespeicherte Anfangsadresse TOP in den Adressierzähler 4A eingesetzt und die folgende Datenübertragung auf der Basis des korrigierten Inhalts des Adressierzählers 4A unterbrochen. Auf diese Weise werden die Daten innerhalb der Anfangsadresse nunmehr der Reihe nach im Anschluß an die Daten der Endadresse des Pufferspeichers 60 übermittelt.

Die Funktionsweise der beschriebenen Vorrichtung für die Datenübertragung von der Periphereinheit 3OA an die Periphereinheit 3OB soll nunmehr unter Bezugnahme auf die Fig. 3 und 4 erläutert werden. Es sei angenommen, daß der Pufferbereich eine Wortkapazität von 1o24 Worten besitzt, daß fernerhin die Anfangsadresse TOP an der Adressierposition 1000 liegt, daß fernerhin die Endadresse BTM an der Adressierpositon 2023 liegt und daß die Sektorlänge für die Periphereinheit 3OA 256 Worte und für die Periphereinheit 3OB 100 Worte betrage. Die Datenübertragung zwischen der Periphereinheit 3OA und der Zentraleinheit 50 wird dabei unter Verwendung eines geradzahligen Vielfachen der 256 Worte der Sektorlänge durchgeführt, während die Datenübertragung zwischen der Zentraleinheit 50 und der Periphereinheit 3OB in Form eines Vielfachen von 100 Worten durchgeführt werden muß.

1) Im Anfangszustand ist der gesamte Inhalt des Pufferbereiches informationsfrei. Daraufhin werden Daten der Periphereinheit 3OA in diesen Pufferbereich hineingeleitet. Da die Kapazität des Pufferbereiches von 1024 Worten ein Vielfaches der Sektorlänge der Periphereinheit 3OA von 256 Worten ist, werden 1024 Datenworte von der Periphereinheit 3OA in den Pufferbereich zwischen der Adresse 1000 und der Adresse 2023 eingeschoben. Die Zentraleinheit 50 führt dann die folgende Verarbeitung der DMA-Schaltung 40A durch. Die Zentraleinheit 50 übermittelt eine vorgegebene DVN-Zahl an den Nummernentcodierer 13A. Fernerhin übermittelt die Übertragungsstartadresse BNG = 1000 die Übertragungswortzahl W = 1024, die Pufferbereichsanfangsadresse TOP = 1000 und die Pufferbereichendadresse BTM = 2023, wobei diese Daten innerhalb des Adressierzählers 4A,des Wortzählers 5A und den Adressierregistern 1A und 2A unter Steuerung des Befehlsentcodierers 10A eingeleitet werden. In diesem Zusammenhang sei bemerkt, daß die Kapazität des Pufferbereiches von 1024 Worten zweckmäßigerweise ein geradzahliges Vielfaches der Wortsektorlänge der Periphereinheit 3OA ist, so daß der Datentransfer mit acht Sektoren durchgeführt werden kann.

Sobald das Setzen von Daten innerhalb der Register 1A und 2A und der Zähler 3A und 4A durchgeführt worden ist, erzeugt die Zentraleinheit 50 einen Startbefehl für die DMA-Übertragung an die DMA-Schaltung 40, wodurch die Datenübertragung zwischen der Periphereinheit 3OA und der Zentraleinheit 50 wortweise über das Datenregister 6A vorgenommen wird, welches eine Speicherkapazität von einem Wort besitzt. In Abhängigkeit dieses Übertragungsstartbefehles werden die Daten der Periphereinheit 3OA wortweise in Synchronisation mit dem Synchronisationssignal CLK des Anforderungsgenerators 9A in dem Daten-

register 6A gespeichert. Nachdem ein Datenwort innerhalb des Datenregisters 6A eingespeichert worden ist, wird der Inhalt des Adressierzählers 4A gelesen und über die Adress'ierleitung der Zentraleinheit 50 zugeführt. In der Folge wird das von dem Datenregister 6A ausgelesene Datenwort an jener Stelle des Pufferspeichers innerhalb der Zentraleinheit gespeichert, welche der erwähnten Adresse entspricht. Das Auslesen der Daten von dem Adressierzähler 4A und dem Datenregister 6A wird synchron mit den Signalen AR und DR der Zentraleinheit 50 durchgeführt. In Abhängigkeit des Signals REQ erzeugt die Zentraleinheit 50 zuerst ein Signal AR und dann nach einer vorgegebenen Zeitperiode ein Signal DR. Der Anforderungsgenerator 9A gibt in Abhängigkeit des Taktsignals TIM das Anforderungssignal REQ ab. Auf der anderen Seite wird ein Datenwort von der Periphereinheit 3OA in Abhängigkeit des Synchronisiersignals SLK des Anforderungsgenerators 9A in dem Datenregister 6A gespeichert. Die Zentraleinheit 50 erzeugt gleichfalls bei Erhalt des zweiten und der folgenden Signale REQ die Signale AR und DR und erlaubt dem Pufferspeicher- 60,die Daten innerhalb des Datenregisters 6A zu speichern. Sobald diese Einwortübertragung durchgeführt worden ist, wird der Inhalt des Adressierzählers 4A mit Hilfe des Signals AR um den Wert 1 erhöht, während der Inhalt des Wortzählers 5A durch das Signal DR um den Wert 1 erniedrigt wird.

Sobald der Inhalt des Wortzählers 5A den Wert 0 erreicht, ist die Datenübertragung für eine vorgegebene Anzahl W von Worten vollendet. Zu diesem Zeitpunkt wird von dem Zähler 5A an die Zentraleinheit 50 ein Unterbrechungssignal INT geliefert/ so daß die Vollendung von einer Übertragung von W Datenworten innerhalb der Zentraleinheit 50 erkannt wird. Zur selben Zeit wird dann auch ein

Entleerungssignal EMP entsprechend einem Nullinhalt des WortZählers 5A von demselben abgegeben, so daß der Anforderungsgenerator 9A aufhört, Signale CLK und REQ abzugeben. So wie dies durch die gestrichelten Linien in Fig. 3a angedeutet ist, sind nunmehr 10 24 Worte in dem Pufferbereich zwischen den Adressen 1000 und 2023 gespeichert.

2) In Abhängigkeit eines Unterbrechungssignals des Wortzählers 5A führt die Zentraleinheit 50 eine Datenübertragung an die DMA-Schaltung 4 0B durch. Da 1024 Worte innerhalb des Pufferbereiches zwischen den Adressen 1000 und 2023 eingespeichert sind, und da die Sektorlänge der Periphereinheit 3OB 100 beträgt, legt die Zentraleinheit 50 die Übertragungsstartadresse BBN = 1000 und die Übertragungswortzahl W = 1000 für die DMA-Schaltung 40B fest, wobei 1000 Worte das nächste geradzahlige Vielfache der Sektorlänge der Periphereinheit 3OB im Vergleich zur Kapazität des Pufferbereiches ist. Es wird fernerhin festgelegt, daß die Übertragungsendadresse END = 1999 ist.

Die Zentraleinheit 50 führt die folgende Verarbeitung für die DMA-Schaltung 4OB aus. Sie gibt an die DMA-Schaltung 4OB die Übertragungsstartadresse BGN = 1000, die Übertragungswortzahl W = 1000, zusammen mit der Anfangsadresse TOP = 1000 und der Endadresse BTM = 2023 des Puf- ferspeichers 60, wobei diese Daten über die Datenleitung übertragen werden. Die Zentraleinheit 50 liefert fernerhin die Zahl DVN für die Festlegung der Periphereinheit 3OB und den Datensetzbefehl an den Nummernentcodierer 13B bzw. den Befehlsentcodierer 10B. Diese Daten werden kann in dem Adressierzähler 4A, dem Wortzähler 5A und den beiden Adressierregistern 1A und 1B gespeichert.

In der Folge gibt dann die Zentraleinheit 50 einen Ubertragungsstartbefehl an die DMA-Schaltung 4OB. Die DMA-Schaltung 4OB übermittelt das übertragungsanforderungssignal· REQ des Anforderungsgenerators 9B. In Abhängigkeit dieses Signals REQ gibt die Zentraleinheit 50 das Andressierlesesignal AR und das Datenschreibsignal DW an den Adressierzähler 4B, den Datenzähler 6B und den Wortzähler 5B ab. Auf diese Weise wird ein Datenwort entsprechend der von dem Adressierzähler erzeugten Adresse 1000 von dem Pufferbereich 60 ausgelesen und über die Datenleitung in dem Datenregister 6B gespeichert. Dieses Wort wird in Abhängigkeit des Synchronisiersignals CLK an die Periphereinheit 3OB geleitet. In der Folge wird dann der Zählwert des Adressierzählers 4B in Abhängigkeit des Signals AR um 1 erhöht, während der Zählwert des Wortzählers 4B in Abhängigkeit des Signals DW um 1 erniedrigt wird, worauf dann wiederum die übertragung eines Datenwortes vorgenommen wird. Sobald der Wortzähler den Wert Null erreicht hat, wird ein Unterbrechungssignal INT von dem Wortzähler 5B ähnlich wie bei der DMA-Schaltung 4OA der Zentraleinheit 50 zugeführt.

Auf diese Weise werden von den 1024 Wortdaten des Pufferspeichers 1000 Worte von der Adresse 1000 bis zur Adresse 1099 der Periphereinheit 3OB zugeführt, so wie dies in Fig. 3b dargestellt ist. 24 Datenworten entsprechende Adressierpositionen 2000 bis 2023 werden jedoch nicht übertragen, weil die Sektorlänge der Periphereinheit 3OB 100 Worte beträgt. Somit werden (1024/100) χ 100 = 1000 Datenworte der Periphereinheit 3OB zugeführt, wobei diese Klammern () dem Gauss'sehen Zeichen entsprechen.

3} Innerhalb des Pufferbereiches verbleiben somit zwischen den Adressen 2000 und 2023 nicht übertragene Daten. Der von diesen Adressen nicht umfaßte Bereich, d.h. der 1000-Wörtbereich zwischen den Adressen 1000 und 1999 wird nunmehr als Pufferbereich für die Zufuhr von Daten von der Periphereinheit 3OA verwendet. Da die Sektorlänge der Periphereinheit 3OA 256 Worte beträgt, können innerhalb des 1000-Wortbereiches 768 Worte eingeschrieben werden, was gleich dem Ausdruck (1000/256) χ 256 ist. Drei Sektoren von 256 Worten entsprechen somit dem nächsten Vielfachen des vorhandenen Speicherbereiches, so daß nunmehr von der Periphereinheit 3OA in die Adressierpositionen 1000 bis 1767 des Pufferspeichers Daten übertragen werden. Die Zentraleinheit legt dabei die Anfangsadresse TOP mit 1000 und die Endadresse BTM mit 2023, die Übertragungsstartadresse BGN mit 1000 und die Übertragungswortzahl W mit 768 fest, wobei diese Informationen der DMA-Schaltung 4OA zugeführt werden. Auf diese Weise wird der Periphereinheit 30 gestattet, Daten dem Pufferbereich zuzuführen.

4) Nach der Datenübertragung führt die Zentraleinheit 50 die Verarbeitung durch, um Daten mit der Adresse 2000 und folgend des Pufferbereiches 60 der Periphereinheit 3OB zuzuführen. Die Daten mit den Adressen 2000 bis 2023 und die Daten mit den Adressen zwischen 1000'und 1067 sind dabei kontinuierlich. Obwohl in dem Pufferbereich insgesamt 792 Worte vorhanden sind, werden nur 700 Worte = (792/100) χ 100 zu diesem Zeitpunkt übertragen, weil die Sektorlänge der Periphereinheit 3OB 100 Worte beträgt. Somit werden die Daten von den Adressen 2000 bis 2023 und den Adressen 1000 bis 1675, d.h. insgesamt 700 Datenworte, an die Periphereinheit 3OB

übertragen. Die Zentraleinheit 50 legt somit die Anfang 3-adresse TOP = 1000, die Endadresse BTM = 2023, die Übertragungsstartadresse BGN = 2000 und die Übertragungswortzahl W- = 700 fest und übermittelt diese Werte an die DMA-Schaltung 4 0B.

Die DMA-Schaltung 4 OB überträgt wortweise die Daten von dem Pufferbereich an die Periphereinheit 3OB. Nach der übertragung eines Wortes wird der Inhalt eines Adressierzählers 4B in Abhängigkeit eines Signals AR auf die Adressierleitung gegeben und nach der Übermittlung um den Wert 1 erhöht. Zum Zeitpunkt, bei welchem der Inhalt des Adressierzählers 4B auf die Adressierleitung AM gegeben wird, wird der Inhalt des Adressierzählers 4B und die Endadresse BTM innerhalb des Vergleichskreises 3B miteinander verglichen. Nachdem der Inhalt des Adressierzählers 4B in Abhängigkeit des Signals AR der Adressierleitung AB zugeführt worden ist und für eine wortweise Datenübertragung verwendet wurde, wird der Inhalt des Adressierzählers 4B nicht erhöht, falls am Ausgang des Vergleichskreises 4B eine Übereinstimmung festgestellt wird. In diesem Fall wird die Anfangsadresse TOP innerhalb des Registers 4B gespeichert. In der Folge wird dann die wortweise Datenübertragung in der gleichen Weise wiederholt, wobei der Inhalt des Adressierregisters 4B herangezogen wird. Der Inhalt des Adressierregisters 4B wird dabei kontinuierlich soweit korrigiert, bis BGN,

BGN+1, ...., BTM-1, BTM, TOP, TOP+1, erreicht ist,

wann immer eine Einwortübertragung nach dem Start der DMA-übertragung durchgeführt wird. Sobald die Datenübertragung einer vorgegebenen Anzahl W von Worten beendet ist, wird an die Zentraleinheit 50 ein Unterbrechungssignal INT abgegeben.

*z- 20-

In dem betreffenden Beispiel wird die Datenübertragung von der Übertragungsstartadresse BGN = 2000 begonnen. Nachdem die 24 Datenworte übertragen worden sind, wird der Inhalt des Adressierzählers AB auf die Anfangs-.idrosso 'J¹OP = 1000 korrigiert. Wenn dann die Daic-n von dieser Adresse bis zur Adresse 167 5 dos Paf f erbere J chesr übertragen werden, wird am Schluß ein Unteibrochungssignal INT mit Hilfe der DMA-Schaltung 4 0B erzeugt. Entsprechend Fig. 3c werden im Anschluß an die 24 Worte von den Adressen 2000 bis 2023, 676 Worte von den Adressen 1000 bis 1675, somit insgesamt 700 Worte, übertragen, so daß nunmehr 92 Worte von den Adressierstellen 16 76 bis 1767 als noch nicht übertragene Daten verbleiben.

5) 7\nhand des 932 Wortboroi chos zwischen den /idrcssi erste! len 1767 und 2023 sowie 1000 und 1676 des Pufferspeichers entscheidet die Zentraleinheit 50, daß die von der Periphereinhe.it 3OA zu übertragende Wortzahl W (932/256) χ 256 = 768 ist. Zur selben Zeit wird als Anfangsadresse TOP der Wert 1000,als Endadresse BTM = 2023,als Übertragungsstartadresse BGN = 1768 festgelegt und der DMA-Schaltung 4OA übermittelt. Diese DMA-Schaltung 4OA liest die 768 Worte einzeln von der Periphereinheit 3OA und speichert sie in dem Pufferbereich 60. Wenn dann der Vergleichskreis 3A eine Übereinstimmung des Inhalts des Adressierzählers 4A mit dem Wert TOP des Adros.si orregist ers 1A feststellt, wird dieser Wert TOP in das Adressierregister 4A eingegeben und für die folgende übertraqungsadresse des Pufferbereiches verwendet. Die Funktionsweise der DMA-Schaltung 40A ist ir.

diesem Fall dieselbe wie die dc-r DMA-Schaltung 4OB entsprechend Punkt 4 mit der Ausnahme, daß die Datenübertragungsrichtung unterschiedlich ist. Demzufolge werden 768 Datenworte insgesamt eingespeichert, um auf diese

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Weise die Adressen 1768 bis 2023 sowie 1000 bis 1511 aufzufüllen. Auf diese Weise werden innerhalb des Pufferbereiches 60 348 Körte zwischen den Adressierpunkten 1676 und 2023 und 512 Worte zwischen den /^dressi erpunkten 1000 bis 1511, d.h. insgesamt 860 Worte, entsprechend. Fig. 3e, eingespeichert.

6) Die Zentraleinheit 50 legt nunmehr als An ffinqpad ror.se TOP = 1000,die Endadresse BTM = 2023, die tibert ragungsstartadresse GGN = 1676 und die Übertragungswort:-:.ahl W= (860/100).-, = 800 fest, wobei diese Worte der DMA-Schaltung 4OB zugeführt werden. Gleichzeitig erfolgt der Befehl des Beginns einer Übertragung von 800 Worten. Nach der übertragung von 34 8 Worten zwischen den Adressierpunkten 1676 und 2023 korrigiert die DMA-Schaltung 4OB

1S den Wert des Adressierzählers 4A auf den Wert TOP = 1000 des Ädressierregisters 1A, worauf dann in der Folge einzeln 452 Worte zwischen den Adressierpunkten 1000 und 1451,somit insgesamt 800 Worte, übertragen werden. Auf diese Weise ergeben sich zwischen den Adressierpunkten 14 52 und 1511 60 noch nicht übertragene Worte innerhalb des Pufferbereiches 60, so wie dies Fig. 3f zeigt.

7) Wenn durch Auftreten des Unterbrechungssignals INT festgestellt wird, daß die DMA-Schaltung 40B, die 400 Wortübertragung vollendet hat, stellt die Zentraleinheit 50 fest, daß die von der Periphereinheit 3OA an den Pufferbereich 60 abgegebene Datenmenge den gewünschten Umfang von 2560 Worten bereits erreicht hat. Da nunmehr keine Daten von der Periphereinheit 3OA dem Pufferspeicher 60 zugeführt werden müssen, legt die Zentraleinheit 50 die Übertragungswortzahl W = 60, die Anfangsadresse TOP = 1000, die Endadresse BTN = 2023

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und die Ubertragunasstartadresse BGN rait 14 52 fest, wobei diese Werte dor DMA-Schalt.ung 4OB zugeführt werden, um die noch nicht übertragenen Daten mit Hilfe der DMA-Schaltung 4OB der Peri phereinhe.it 3OB zuzuführen und um die DMA-Schaltung 4OB in den Zustand zu versetzen, diese 60 Datenworte zu übermitteln. Es ergibt sich somit, daß diese 2560 Datenworte mit Hilfe des Pufferbereiches übertragen werden können, ohne daß dabei Daten verschoben werden müssen.

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Claims

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Hitachi, Ltd.

DEA-25498 ³· ^{Juli 1981}

Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Datenübertragung mit direktem Speicherzugriff

/Ί Λ Steuerschaltung mit direktem Speicherzugriff, wobei ein Speicher über eine Adressenleitung und eine Datenleitung mit einer Zentraleinheit verbunden ist und Zugriff zu einem vorgegebenen Speicherbereich direkt über die Adressenleitung und die Datenleitung unter Umgehung der Zentraleinheit bewirkt wird, gekennzeichnet durch

(a) einen ersten Speicherkreis (1A) zur Einspeicherung einer ersten Grenzadresse des Speicherbereichs, (b) einen zweiten Speicherkreis (2A) zur Einspeicherung einer zweiten Grenzadresse des Speicherbereichs,

(c) einen dritten Speicherkreis (4A) zur Einspeicherung der an die Adressenleitung zu übermittelnden Adresse, um auf diese Weise Zugriff zu dem vorgegebenen ,Speicherbereich zu erlangen, und

(d) einen Vergleichskreis (3A), welcher den Inhalt des zweiten Speicherkreises (2A) mit dem des dritten Speicherkreises (4A) vergleicht,

wobei der dritte Speicherkreis (4A) eine Einrichtung enthält, die den Speicherinhalt des dritten Speicherkreises (4A) jeweils auf den neuesten Stand bringt, sobald ein Zugriff zu dem Speicher erfolgt ist, und zwar in der Art, daß bei NichtVorhandensein einer Koinzidenz am Ausgang des Vergleichskreises (3A) der Inhalt des dritten Speicherkreises (4A) um einen vorgegebenen Wert verändert wird, während bei Auftreten einer Koinzidenz am Ausgang des Vergleichskreises (3A) der Inhalt des dritten Speicherkreises (4A) gleich der ersten Grenzadresse des Speicherbereiches gemacht ist.
2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die drei Speicherkreise (1A, 2A, 4A) zum Zugriff zu der ersten Grenzadresse, zu der zweiten Grenzadresse und zu einer Startadresse des Speichers dienen.
3. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrektur des Speicherinhalts des dritten Speicherkreises (4A) derart durchgeführt ist, daß die Differenz zwischen der innerhalb des dritten Speicherkreises (4A) gespeicherten Adresse und dem Wert der zweiten Grenzadresse bei Nichtvorhandensein einer Koinzidenz am Ausgang des Vergleichskreises (3A) verringert wird.
4. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Speicherkreis (4A) einen Speicherinhalt korrigiert, nachdem dieser in Abhängigkeit eines vorgegebenen Signals der Zentraleinheit (50) an die Adressenleitung gegeben worden ist.
5. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch Kreise (5A, 6A) zur Einspeicherung einer von der Zentraleinheit (50) über die Datenleitung abgegebenen Adresseninformation in die drei Speicherkreise (1A, 2A, 4A) in Abhängigkeit von einem vorgegebenen Befehl.
6. Datenverarbeitungseinheit mit einer Zentraleinheit, einem Speicher, einer ersten und einer zweiten Steuerschaltung zur direkten Speicherzugriff, sowie einer Datenleitung und einer Adressenleitung, die die Zentraleinheit, den Speicher und die Steuerschaltungen miteinander verbinden, wobei die Datenübertragung zwischen Klemmen der Steuerschaltungen über diese Steuerschaltungen sowie einen in den Speicher vorgegebenen Bereich erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Steuerschaltungen (4OA, 40B) folgende Bauelemente umfassen:

(a) eine erste und eine zweite Einrichtung (1A, 2A) zur Speicherung zweier über die Datenleitung zugeführter Grenzadressen des vorgegebenen Speicherbereichs,

(b) eine dritte Einrichtung (4A) zur Speicherung einer Adresse für den Zugriff zu dem vorgegebenen Speicherbereich zum Auslesen bzw. zum Einspeichern von Daten aus dem bzw. in den Speicher, wobei zu diesen Daten eine von der Datenleitung zugeführte Übertragungs-Startadresse als Anfangswert gehört,

(c) eine mit der dritten Einrichtung (4A) verbundene vierte Einrichtung (6A), die den Speicherinhalt der dritten Einrichtung (4A) der Adressenleitung zuführt, sooft Zugriff zu dem Speicher erfolgt,

(d) eine fünfte Einrichtung (5A) zum Speichern einer Wortzahl, die gleich der Anzahl der an den Speicher zu übertragenden Wörter ist, wobei diese fünfte Einrichtung (5A) mit der Zentraleinheit (50) verbunden ist, um die von der Zentraleinheit über die Datenleitung als Anfangswert zugeführte Wortzahl zu speichern und diese Wortzahl um eine vorgegebene Zahl vermindert, sooft Zugriff zu dem Speicher erfolgt,

(e) eine sechste Einrichtung (3A), die den Speicherinhalt der zweiten Einrichtung (2A) mit dem der dritten Einrichtung (4A) vergleicht und mit der Zentraleinheit (50) verbunden ist, so daß der Speicherinhalt der dritten Einrichtung (4A) erhöht wird, sooft Zugriff zu dem Speicher erfolgt, und zwar derart, daß bei fehlender Koinzidenz an der sechsten Einrichtung (3A) der Speicherinhalt der dritten Einrichtung (4A) erhöht wird, während er bei vorhandener

Koinzidenz gleich der in der ersten Einrichtung (1) gespeicherten ersten Grenzadresse wird.
7. Mit direktem Speicherzugriff arbeitendes Verfahren zur Steuerung für die Übertragung von Datenwörtern zwischen zwei Peripherieeinheiten mit unterschiedlicher Sektorlänge unter Verwendung eines vorgegebenen Speicherbereichs mit Angangs- und Endadresse, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
(a) Einspeichern der Anfangsadresse,

(b) Einspeichern der Endadresse,

(c) Einspeichern einer Startadresse einer innerhalb des Speicherbereiches vorhandenen Speicherstelle,

(d) Durchführung der Übertragung eines Datenwortes an den bzw. aus dein vorgegebenen Speicherbereich unter Verwendung der Startadresse,

(e) Erhöhung der Startadresse nach der Übertragung des Datenwortes,

(f) Vergleichen der erhöhten Startadresse mit der gespeicherten Endadresse,

(g) Wiederholung der Schritte (d) bis (f) solange,

bis Koinzidenz der erhöhten Startadresse und der gespeicherten Endadresse vorliegt,

(h) Ersetzen der erhöhten Adresse durch die gespeicherte Anfangsadresse, und

(i) Wiederholung der Schritte (d) und (e).
8. Verfahren nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch folgende zusätzliche Schritte:

(j) Einspeichern einer Wortzahl, welche gleich der Anzahl der zu übertragenden Datenworte zum Zeitpunkt der Einspeicherung der Anfangs- und Endadressen ist,

(k) Verringerung der Wortzahl, sooft entsprechend dem Schritt (d) ein Datenwort übertragen wird, und

(1) Wiederholung des Schrittes (i), bis die Wortzahl· den Wert Null erreicht.
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9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Wortzahl in dem Verfahrensschritt (j) derart gewählt wird, daß sie ein ganzzahliges Vielfaches der Sektorlänge derjenigen Peripherieeinheit beträgt, von der aus die Datenwörter übertragen werden sollen, und gleich oder kleiner ist als die verfügbare Wortspeicherkapazität des vorgegebenen Speicherbereiches.