DE3820544C2 - Ortsbereichsnetzsystem mit einem hiermit gekoppelten Mehrcomputersystem und Verfahren zur Steuerung hiervon - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Ortsbereichsnetz(LAN)-System nach dem Oberbegriff des Patentanspruches.

Bisher ist es ungewöhnlich, daß ein Mehrcomputersystem mit einem Ortsbereichsnetz gekoppelt ist. Von typischen Möglichkeiten zur Herstellung einer Verbindung zu einem Ortsbereichsnetz sind zwei Methoden verfügbar, um ein Mehrcomputersystem mit dem Ortsbereichsnetz zu koppeln. Die erste Methode besteht darin, daß einzelne Computer ihre eigenen Übertragungsgeräte haben, durch die sie mit einem Ortsbereichsnetz(LAN)-Bus gekoppelt sind. Um die einzelnen Übertragungsgeräte in dem Ortsbereichsnetz anzugeben, sollten die Steuergeräte verschiedene oder einmalige Adressen entsprechend den Regeln des Ortsbereichsnetzes haben. Entsprechend sollte ein externer Computer, der eine Übertragung mit einem Mehrcomputersystem benötigt, geeignete Einrichtungen aufweisen, um zu erfassen, welcher Computer des Systemes gerade aktiv oder ein "Master" ist, und er sollte Daten zu dem Übertragungssteuergerät senden, das mit diesem Computer gekoppelt ist. Jedoch haben diese Erfaß-Einrichtungen eine komplizierte Struktur und benötigen Mittel, wie beispielsweise PIO-(Prozeß-Eingabe/Ausgabe)- und Systemsteuerprogramme, so daß sie nicht für eine allgemeine Verwendung geeignet sind und auch nicht als kostengünstig bezeichnet werden können.

Die zweite Methode besteht in einer Kopplung eines einzigen Übertragungssteuergerätes mit einem Mehrcomputersystem über einen Mehrcomputerbus, so daß die das System bildenden einzelnen Computer über das Steuergerät mit einem Ortsbereichsnetz gekoppelt sind. Obwohl die Schwierigkeit des ersten Systems überwunden ist, benötigt das zweite System eine Einrichtung, die das Übertragungssteuergerät davon informiert, welcher Computer aktiv ist, und eine Einrichtung zum Bewirken eines Datentransfers zwischen dem aktiven Computer und dem Steuergerät selbst über den Mehrcomputerbus. Im allgemeinen erfordert diese Art von Bus eine komplizierte Steuerung und weist eine langsame Geschwindigkeit im Vergleich mit internen Bussen des Computers auf. Dies behindert eine wirksame Ausnutzung der Hochgeschwindigkeitsübertragung des Ortsbereichsnetzes (insbesondere 2 bis 100 Mbps) und steigert die Herstellungskosten.

In der US 4 672 570 ist ein System der eingangs genannten Art beschrieben. Dabei wird insbesondere der Aufbau einer Schnittstelle erläutert, mit der Hilfscomputer an ein Ortsbereichsnetz angeschlossen werden können.

Auf die Problematik, die intritt, wenn ein externer Computer an das Ortsbereichsnetz angeschlossen wird und gegebenenfalls darüber unterrichtet werden muß, welcher Computer des Ortsbereichsnetzes die Master-Funktion ausübt, wird in der Entgegenhaltung 1 aber nicht eingegangen.

Weiterhin beschreibt die DE 34 12 387 A1 eine Koppelungseinheit zur Koppelung von asynchron laufenden Prozessoren, bei der ein Puffer zwischengeschaltet wird und Kippstufen über eine Gatterlogik einen Hauptprozessor freigeben. Ähnlich ist in der DE 33 14 917 A1 ein Multimikroprozessor-System beschrieben, bei dem die einzelnen Mikroprozessoren über Registerschaltungen für parallelen Austausch miteinander verbunden sind.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Ortsbereichsnetzsystem zu schaffen, mit dem es möglich ist, auf einfache Weise einen externen Computer an das eine Vielzahl von Computer aufweisende Ortsbereichsnetzsystem anzukoppeln, ohne zuvor dem externen Computer mitteilen zu müssen, welcher Computer gerade die Master-Funktion im Ortsbereichsnetzsystem ausübt.

Diese Aufgabe wird bei einem Ortsbereichsnetzsystem nach dem Oberbegriff des Patentanspruches erfindungsgemäß durch die in dessen kennzeichnendem Teil enthaltenen Merkmale gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Ortsbereichsnetzsystem wird zur wirksamen Übertragung von Datenübertragungsblöcken die gleiche Adresse einem Mehrcomputersystem und dem Ortsbereichsnetzsystem zugewiesen.

Obwohl Ortsbereichsnetz(LAN)-Steuergeräte, wie oben beschrieben, für die jeweiligen, ein Mehrcomputersystem bildenden Computer vorgesehen sind, um die Geschwindigkeit eines Datentransfers zwischen zugeordneten Computern und den LAN-Steuergeräten zu erhöhen, kann das Mehr­ computersystem behandelt werden, als ob es nur ein LAN-Steuergerät für externe Computer hat, die mit dem gleichen Ortsbereichsnetz gekoppelt sind. Daher müs­ sen diese externen Computer nicht über die einzelnen LAN-Steuergeräte Überlegungen anstellen und brau­ chen nicht einen gegenwärtig als einen "Master" (Haupt­ computer) dienenden Computer zu berücksichtigen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines Ortsbereichsnetzsystems nach der Erfindung,

Fig. 2A bis 2D Flußdiagramme zur Erläuterung des Daten­ empfangsbetriebs bei dem Ausführungsbeispiel,

Fig. 3A und 3B Flußdiagramme zur Erläuterung eines Da­ tenübertragungsbetriebs bei dem Ausführungsbei­ spiel und

Fig. 4 ein Flußdiagramm zur Erläuterung eines Daten­ empfangsbetriebs nach einem anderen Ausführungs­ beispiel.

Anhand der Zeichnungen wird im folgenden ein Ortsbereichs­ netzsystem nach der Erfindung näher erläutert, das wirksam mit einem Mehrcomputersystem kommunizieren kann.

Fig. 1 zeigt die Struktur eines Ortsbereichsnetz(LAN)-Systems nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dieses LAN-System umfaßt ein Mehrcomputersystem 31, das von üblicher Art ist und Computer 31-i (i = 1 bis n) mit jeweils einer Zentraleinheit (CPU), einem Speicher, einem Plattenantrieb und einem Anschluß (nicht gezeigt) hat. Ortsbereichsnetz(LAN)-Steuergeräte 32-i sind über Busse 34-i mit den jeweiligen Computern 31-i gekoppelt und an einen LAN-Bus 30 über jeweilige Verbindungseinrich­ tungen 33-i angeschlossen, die jeweils aus einem Sender/Emp­ fänger und einem Sender/Empfänger-Bus bestehen. Die Busse 34-i werden zum Transferieren von Befehlen (einschließlich einer Empfangsanforderung) von den Computern 31-i zu den LAN-Steuergeräten 32-i, Unterbrechungen von den letzteren zu den ersteren und Sende/Empfangsdaten da­ zwischen verwendet.

Die einzelnen LAN-Steuergeräte 32-i haben die gleiche Grundstruktur, so daß im folgenden eine Beschreibung eines LAN-Steuergerätes 32-1 gegeben wird. Ein Schnittstellensteuerabschnitt 41-1 übersetzt Befehle von dem zugeordneten Computer 31-1, erzeugt eine Unter­ brechung für den Computer 31-1 und transferiert Daten zum und vom Computer 31-1. Ein Ortsbereichsnetz(LAN)-Zugriffab­ schnitt 42-1 transferiert Daten zum und empfängt Daten vom LAN-Bus 30. Puffer 43-1 und 44-1 wer­ den verwendet, um Daten zwischen dem Schnittstellensteuer­ abschnitt 41-1 und dem LAN-Zugriffabschnitt 42-1 zu transferieren; das erstere Puffer 43-1 ist ein Übertragungspuffer zum Zwischenspeichern von Übertragungs­ daten, die auf dem LAN-Bus 30 vom Computer 31-1 gesandt sind, und das letztere Puffer 44-1 ist ein Empfangspuffer zum Zwischenspeichern von Daten vom LAN- Bus 30, die zum Computer 31-1 zu senden sind. Ein Flagregister 45-1 wird durch den Schnittstel­ lensteuerabschnitt 41 EIN/AUS entsprechend einem Befehl vom Computer 31-1 gesetzt, um dadurch eine Empfangsfreigabe oder -sperrung anzuzeigen. Ein Ortsbereichsnetz(LAN)-Adreßre­ gister 46-1 dient zum Speichern einer Ortsbereichsnetz(LAN)- Adresse, wobei die LAN-Adresse in das LAN-Adreßregister 46-1 durch den Schnittstellensteuerabschnitt 41 entsprechend einem Befehl vom Computer 31-1 gesetzt wird.

Das Mehrcomputersystem 31 umfaßt einen gemeinsam genutzten Speicher 35, und einer der Computer in diesem System 31 ist als der Mastercomputer durch Steuerdaten bezeichnet, die in dem gemeinsam genutzten Speicher 35 gespeichert sind.

Ein externer Computer 101, der nicht ein Bestandteil des Mehrcomputersystems 31 ist, ist mit dem LAN-Bus 30 über ein LAN-Steuergerät 102 gekop­ pelt.

Anhand der Fig. 2A bis 2D wird im folgenden der Betrieb dieses Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Es sei angenommen, daß der Computer 31-1 des Mehrcomputer­ systems 31 aktiv wird (Schritt S2). Dann sendet der Compu­ ter 31-1 eine LAN-Adresse, die einen Befehl setzt, zum LAN-Steuergerät 32-1 über den Bus 34-1 in einem Schritt S4. Dieser Befehl vom Computer 31-1 wird durch den Schnittstellensteuerabschnitt 41-1 im LAN-Steuergerät 32-1 empfangen. Eine LAN- Adresse des die empfangene LAN-Adresse setzenden Befehles wird in das LAN-Adreßre­ gister 46-1 gesetzt; diese LAN-Adresse ist ge­ meinsam für alle Computer 31-1 bis 31-n, die das Mehrcompu­ tersystem 31 bilden. Mit diesem Aufbau kann der Computer 101 mit dem Mehrcomputersystem 31 mittels einer einzigen LAN-Adresse unabhängig davon kommunizieren, welcher Computer innerhalb des Systems 31 als der "Master" bezeichnet ist. Das heißt, entsprechend diesem Ausführungs­ beispiel erscheint das Mehrcomputersystem 31 von dem Computer 101 aus betrachtet, wie wenn es nur einen einzigen Computer (und ein einziges LAN-Steuergerät) hätte, und es ist nicht erforderlich, daß der Computer 101 in irgendeiner Weise bei der Übertragung mit dem System 31 berücksichtigt, welcher Computer der Master ist.

Es sei in einem Schritt S6 angenommen, daß der Computer 31-1 als der Master aufgrund der im gemeinsam genutzten Speicher 30 gespeicherten Steuerdaten bezeichnet ist. Dann wird in einem Schritt S8 ein Flag-EIN-Befehl vom Computer 31-1 auch zu dem Schnittstellensteuerabschnitt 41-1 im LAN-Steuergerät 32-1 gespeist. Dieser Flag- EIN-Befehl setzt das anfänglich AUS gesetzte Flag des Flagregisters 45-1 auf ein.

Nach dem Setzen der LAN-Adresse und des Flag sendet der Computer 31-1 eine Empfangsanforderung zum LAN-Zugriffabschnitt 42-1 über den Schnitt­ stellensteuerabschnitt 41-1 in einem Schritt S10, um dadurch den LAN-Zugriffabschnitt 42-1 bereit für einen Empfang zu machen. Andere Computer 31-j (j = 2 bis n) sind Neben- oder Hilfscomputer, und deren Flags können nicht auf EIN gesetzt werden, selbst wenn deren gemeinsame LAN- Adresse gesetzt wurde. Nach dem Senden der Empfangsanforderung wartet der Computer 31-1 in einem Schritt S14 auf eine Unterbrechung, und während der Zeit, in der der Computer 31-1 auf die Unterbrechung wartet, kann er andere Prozesse ausführen.

Es sei nun angenommen, daß ein Transfer-Datenübertragungs­ block, dessen Bestimmungsadresse die gleiche wie die LAN-Adresse ist, die im LAN-Adreß­ register 46-1 gesetzt ist, auf dem LAN-Bus 30 durch den Computer 101 gesandt wird. Der LAN- Zugriffabschnitt 42-1 überwacht den Transfer-Daten­ übertragungsblock auf dem LAN-Bus 30 in einem Schritt S22. Nach Empfang des Transferdatenübertra­ gungsblockes auf dem LAN-Bus 30 prüft der LAN-Zugriffabschnitt 42-1, ob dieser Trans­ ferdatenübertragungsblock als die Bestimmungsadresse die im LAN-Adreßregister 46-1 gesetzte LAN-Adresse hat oder nicht, indem er auf die Inhalte dieses LAN-Adreßregisters 46-1 Bezug nimmt. Wenn die Bestimmung des Datenübertragungsblockes als das System selbst ermittelt wird, so wird der Datenübertragungsblock zum Empfangs­ puffer 44-1 übertragen, um diesen in einem Schritt S24 zu speichern. Nach Empfang des Transferdatenübertragungs­ blockes (Schritt S26) unterrichtet der LAN- Zugriffabschnitt 42-1 den Schnittstellensteuerabschnitt 41-1 von dem Empfang. Wenn er über den Datenübertragungsblock­ empfang durch den LAN-Zugriffabschnitt 42-1 unterrichtet ist, nimmt der Schnittstellensteuerabschnitt 41-1 auf den Inhalt des Flagregisters 45-1 in einem Schritt S28 Bezug, um zu entscheiden, ob das Flag EIN ist oder nicht. Wenn die Entscheidung negativ (N) ist, kehrt der Datenfluß zu dem Schritt S22 zurück; ist er je­ doch bestätigend (Y bzw. J), dann speichert der Schnitt­ stellensteuerabschnitt 41-1 den empfangenen Datenübertra­ gungsblock im Empfangspuffer 44-1 und sendet diesen über den Bus 34-1 zum Computer 31-1 im Schritt S30. Im nächsten Schritt S32 erzeugt der Schnittstellensteuerabschnitt 41-1 eine Unterbrechung für den Computer 31-1. Nach Erfassen der Unterbrechung im Schritt S14 führt der Computer 31-1 eine Datenverarbeitung im Schritt S16 aus. Wenn die Daten­ verarbeitung abgeschlossen ist, sendet der Computer 31-1 eine Empfangsanforderung erneut in einem Schritt S18, wie dies oben erläutert wurde. Wenn der Computer 31-1 während seines Betriebs von einer Masterfunktion in eine Hilfs­ funktion verändert wird, so ist die Entscheidung im Schritt S6 negativ (N), und der Datenfluß schreitet zum Schritt S12 fort, wo die Flagge des Flagregisters 45-1 auf AUS oder rückgesetzt wird.

Die LAN-Steuergeräte 32-j (j = 2 bis n), die mit den anderen Computern 31-j im Mehrcomputersystem 31 gekoppelt sind haben, anders als das LAN- Steuergerät 32-1 des Computers 31-1, das für eine Über­ tragung bzw. Kommunikation verfügbar ist, die Flags ihrer Flagregister 45-j weiter auf AUS. Selbst wenn da­ her die LAN-Steuergeräte 32-j erfassen können, daß der Transferdatenübertragungsblock vom Computer 101 für ihr eigenes System bestimmt ist, so wird der Daten­ übertragungsblock nicht zu den Computern 32-j von deren Schnittstellensteuergeräten 41-j übertragen.

Im folgenden wird anhand der Fig. 3A und 3B eine Daten­ übertragung zum Computer 101 vom Computer 31-1, der für die Übertragung erlaubt ist, näher erläutert.

Wenn der Computer 31-1 ein Datensenden zum Computer 101 benötigt (Schritt S62), sendet er einen Sendebefehl zum Schnittstellensteuerabschnitt 41-1 des LAN- Steuergerätes 32-1 über den Bus 34-1 im Schritt S64. Nach Empfang des Sendebefehls vom Computer 31-1 (Schritt S70) schickt der Schnittstellensteuerabschnitt 41-1 eine Be­ stätigung zum Computer 31-1 in einem Schritt S72 zurück. Entsprechend der Antwort von dem Schnittstellensteuerab­ schnitt 41-1 (Schritt S66) sendet der Computer 31-1 Sen­ dedaten zum gleichen Abschnitt 41-1 in einem Schritt S68. Nach Empfang der Sendedaten vom Computer 31-1 (Schritt S74) speichert der Schnittstellensteuerabschnitt 41-1 die Daten im Sendepuffer 43-1 und sendet einen Sendebefehl zum LAN-Zugriffabschnitt 42-1 in einem Schritt S76.

Nach Empfang des Sendebefehles verriegelt der LAN- Zugriffabschnitt 42-1 die im Sendepuffer 43-1 ge­ speicherten Daten, befestigt die im LAN-Adreß­ register 46-1 eingestellte LAN-Adresse an den Daten als die Sendeadresse, um einen Sendedatenübertra­ gungsblock zu bilden, und sendet den Datenübertragungs­ block auf dem LAN-Bus 30.

Ein LAN-System nach einem zweiten Ausführungs­ beispiel der Erfindung wird im folgenden näher erläutert.

Struktur und Betrieb des zweiten Ausführungsbeispiels wer­ den, soweit diese mit dem ersten Ausführungsbeispiel gleich sind, nicht näher beschrieben, und es werden lediglich die Unterschiede anhand der Fig. 4 erläutert.

Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel entscheidet ein LAN-Zugriffabschnitt 42-i, ob der Sendedatenüber­ tragungsblock auf dem LAN-Bus 30 entspre­ chend den in deren Flagregistern 45-i gesetzten Flags und der Bestimmungsadresse im Datenübertragungsblock empfan­ gen wird oder nicht.

Wenn der Computer 31-1 ein Master aufgrund der im gemeinsam genutzten Speicher 30 gespeicherten Steuerdaten wird, so wird eine Empfangsanforderung zu dem LAN- Zugriffabschnitt 42-1 über den Schnittstellensteuerabschnitt 41-1 gesandt. Es sei angenommen, daß ein Sendedatenübertra­ gungsblock, dessen Bestimmungsadresse die LAN- Adresse ist, auf dem LAN-Bus 30 vom Computer 101 gesandt wird (Schritt S42). Dann nimmt der LAN- Zugriffabschnitt 42-1 Bezug auf das im Flagregister 45-1 gesetzte Flag (Schritt S44) und die LAN- Adresse im LAN-Adreßregister 46-1 um zu entscheiden, ob der Sende­ datenübertragungsblock empfangen wird oder nicht. Wenn der Computer 31-1 der "Master" ist, empfängt der LAN- Zugriffabschnitt 42-1 den Datenübertragungsblock, und der empfangene Datenübertragungsblock wird in dem Empfangs­ puffer 43-1 gespeichert. Die folgenden Prozesse sind die gleichen wie diejenigen im ersten Ausführungsbeispiel.

Obwohl LAN-Zugriffabschnitte 42-i für die einzelnen Computer in den obigen Ausführungsbeispielen vor­ gesehen sind, kann ein einziger LAN-Zugriffab­ schnitt gemeinsam für das Mehrcomputersytem angeordnet werden. In diesem Fall wird auf das Flag Bezug genommen, und der Datenübertragungsblock wird zu dem Empfangspuffer gesandt, der mit dem Computer gekoppelt ist, welcher als ein "Master" dient.

In ähnlicher Weise können ein einziges Flagregister und ein einziges LAN-Adreßregister gemeinsam für das System vorgesehen werden. In diesem Fall hält das Flagregister Statusdaten, die anzeigen, welcher Computer in dem System ein Master ist, wobei der Betrieb der gleiche ist wie bei der obigen Abwandlung.

Claims (1)

1. Ortsbereichsnetz(LAN)-System mit einer Vielzahl von ein Mehrcomputer­ system bildenden Computern (31-1, . . ., 31-n), mit:

   • - einem LAN-Bus (30) zum Übertragen eines Blockes, der Blockdaten und eine Bestimmungsadresse enthält,
   • - eine Vielzahl von LAN-Steuergeräten (32-1, . . ., 32-n), die mit dem LAN- Bus (30) verbunden sind und von denen jedes jeweils einem Computer des Mehrcomputersystems zugeordnet ist, und
   • - einer Vielzahl von Bussen (34-1, . . ., 34-n), die jeweils zwischen einem entsprechenden Computer (31-1, . . ., 31-n) des Mehrcomputersystems (31) und einem entsprechenden LAN-Steuergerät (32-1, . . ., 32-n) liegen,
     dadurch gekennzeichnet, daß die LAN-Steuergeräte aufweisen:
   • - ein LAN-Adreßregister (46-1, . . ., 46-n), in welchem eine gemeinsame Ortsbereichsnetz(LAN)-Adresse für alle Computer (31-1, . . ., 31-n) des Mehrcomputersystems (31) durch den als Master-Computer dienenden Computer zugewiesen wird, und
   • - ein Flagregister (45-1, . . ., 45-n), das anzeigt, welcher Computer der Master- Computer in dem Ortsbereichsnetz-System ist, so daß nur der Computer, dessen Flag gesetzt ist, den Block empfängt.