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25.02.1977 - 

DEC PDP-1145 im Verbund mit einer TR 440:

Fremdrechner emuliert Bildschirm-Gruppenanschluß

TÜBINGEN - Im Rechenzentrum der Universität Tübingen steht seit Anfang des vergangenen Jahres neben einer CDC 3300 auch eine TR 440, deren Rechenleistung wir im Physikalischen Institut durch Anschluß unserer DEC PDP-11/45 nutzen wollten.

Die TR 440 bietet neben dem direkten Kanalanschluß nur die beiden Möglichkeiten, entweder einen Fremdrechner für Remote Job Entry (RJE) oder Sichtgeräte für Dialog-Ein- und -Ausgabe über einen Konzentrator als "Sichtgeräte-Gruppenanschluß" (SGA) anzuschließen. Da sich beides gegenseitig ausschließt, haben wir uns für einen Anschluß der PDP-11 als SGA entschlossen - Stapelverarbeitung kann durch ein spezielles Dialog-Programm in der PDP-11 simuliert werden.

Der Anschluß mußte so vorgenommen werden, daß alle Online-Experimente, die mit dem DEC-Rechner gesteuert werden, weiterhin bedient werden können, auch wenn gleichzeitig bis zu 16 Terminals mit dem Zentralrechner kommunizieren. Jeder Benutzer sollte also unter dem Realtime-Multi-User-Betriebssystem RSX11M das auf der PDP-11 gefahren wird, jederzeit in der Lage sein, das Terminal wahlweise für eine TR 440-Datenstation oder ein lokales RSX-Terminal zu "erklären". Die Belastung des Digital-Prozeßrechners sollte dabei so klein wie möglich gehalten werden.

Ein Mikroprozessor LSI-11 als Vorschaltrechner schien uns der beste Weg zu sein, die PDP-11 von fast allen DFV-Problemen zu entlasten. Der LSI-11-Mikro emuliert den SGA-Konzentrator an der TR 440 (Grafik). Er bedient - soweit erforderlich - alle Leitungsprozeduren wie Senden, Empfangen, Prüfen und Wiederholen.

Die PDP-11 unter RSX11M ist dagegen nur für die reine Terminal-Ein-/Ausgabe zuständig.

Um diese Lösung zu verwirklichen, haben wir einen neuartigen Interprozessor-Puffer, genannt DA11MS, sowie ein synchrones serielles Interface DPQ11 entwickelt.

FIFO-Puffer als Silo-Speicher

Das DPQ sollte einerseits den vollen CCITT V.24-Standard erfüllen und - um vielseitig einsetzbar zu sein - möglichst wenig Hardware enthalten, andererseits sollte die relativ langsame LSI-11 in die Lage versetzt werden, auch schnelle Vollduplex-Leitungen zu bedienen. "Doppelherz" der Schnittstelle ist deshalb je ein FIFO-Puffer für den Sende- und den Empfangskanal. Der Empfangs-FIFO dient - während die LSI-11 anderweitig beschäftigt ist - als "Silo" für die einlaufenden Daten. Sie kommen durch einen Seriell-Parallel-Wandler herein, werden gebündelt und fallen dann "herunter" - bis sie auf die früher empfangenen Daten "aufstoßen". Die CPU kann sie dann jederzeit von "unten auslesen", und zwar in der gleichen Reihenfolge, wie sie hereingekommen sind, wobei jedesmal ein freier Platz nach oben "blubbert". Entsprechend puffert der Sende-FIFO diejenigen Daten, die von der CPU (parallel) "oben" eingespeist und "am Boden" (seriell) ausgelesen werden.

Unkonventionelle Konstruktion

Die Kommunikation zwischen DEC-Mikro und DEC-Mini läuft über das DA11MS-Interface, das aus zwei Platinen besteht: Eine für den PDP- und eine für den LSI-Anschluß - beide miteinander verbunden über zwei 40adrige Kabel.

Das DA11MS kann in einen DMA-Kanal, einen NPR-Kanal und einen programmgesteuerten Kanal unterteilt werden. DMA- und NPR-Kanal sind zueinander voll symmetrisch. Im Gegensatz zu den üblichen DMA-Verbindungen zwischen benachbarten Rechnen weisen sie jedoch eine Besonderheit auf: Jeder Kanal "sieht " für die jeweils ansteuernde CPU wie ein programmgesteuerter Kanal aus und von der CPU auf der anderen Seite wie ein DMA-Kanal. Diese unkonventionelle Konstruktion bringt den entscheidenden Vorteil, daß Pufferspeicher für die Kommunikation zwischen LSI-11 und DMP-11 entbehrlich sind: Jede CPU kann außer dem eigenen Speicher - ohne Verlust an Adreßbereich - den gesamten Speicher des gegenüberliegenden Partners "sehen".

Ein abschließendes Wort zur Software: um die Realzeit-Prozesse in der PDP-11 durch den Emulator und seine Datenfernverarbeitungs-Aktivitäten für bis zu 16 Terminals möglichst wenig zu stören, sind alle Module, die die Leitungsprozeduren betreffen, in der LSI-11 untergebracht.

Friedrich Frank. Michael Mörike und Rudi Seitz sind Mitarbeiter des physikalischen Instituts der Universität Tübingen