PL171677B1

PL171677B1 - Sposób rozprowadzania danych w sieci obrazowania danych czasu rzeczywistego PL

Info

Publication number: PL171677B1
Application number: PL93299391A
Authority: PL
Inventors: Warren A Edblad; Linda L Santoline; Gilbert W Remley; Carl J Staab; Albert W Crew
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Priority date: 1992-06-19
Filing date: 1993-06-18
Publication date: 1997-06-30
Also published as: ES2076091A2; CN1049059C; GB2268035B; ES2076091R; DE4319912B4; GB9312417D0; JPH0695986A; DE4319912A1; ES2076091B1; GB2268035A; PL299391A1; CN1081007A; US5864680A

Abstract

1. Sposób rozprowadzania danych w sieci obrazowania danych czasu rzeczywistego, zawiera- jacej wiele stacji czasu rzeczywistego, z których kazda zawiera centralna jednostke przetwarzajaca, pamiec i siec komunikacyjna laczaca te stacje przez interfejsy sieciowe, znamienny tym, ze zestawia sie powtarzalnie dane w indywidualnie wyrózniane bloki danych zawierajace najnowsze zobrazowanie danych w centralnej jednostce przetwarzajacej w kazdej ze stacji, rozsyla sie kazde powtórzenie kazdego z indy- widualnie wyróznianych bloków danych, zestawio- nego przez kazda stacje, za posrednictwem sieci komunikacyjnej do kazdej innej stacji oraz zapamie- tuje sie w pamieci kazdej stacji kazdy indywidualnie wyrózniony blok danych odebrany z innych stacji za posrednictwem sieci komunikacyjnej pod tym samym indywidualnym adresem w pamieci dla kazdego indy- widualnie wyróznionego bloku danych. FIG. 1 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób rozprowadzania danych w sieci obrazowania danych czasu rzeczywistego, przeznaczony zwłaszcza do zastosowania w rozproszonych systemach przetwarzania danych.

W większości sieci komputerowych dane transmitowane torem informacyjnym łączącym różne stacje sieci, adresowane są do konkretnej jednej lub do wielu stacji. Komunikat jest ignorowany przez pozostałe stacje w sieci, a interfejs sieciowy w zaadresowanej stacji przerywa pracę centralnej jednostki przetwarzającej stacji, która następnie przetwarza komunikat. Często stacja odbiorcza wysyła wstecznie potwierdzenie do stacji nadawczej. W tych systemach komunikat wyróżnia zarówno stację odbiorczą, jak i nadawczą. Taki sposób postępowania jest efektywny w zastosowaniach wymagających łączności interakcyjnej między stacjami.

W rozsyłowych sieciach wielodostępnych informacje nie są adresowane do konkretnej pojedynczej stacji. Każda stacja odbiera wszystkie nadawane dane i zwykle wybiera to, co jest

171 677 jej potrzebne. Wymaga to przetwarzania komunikatu przez centralną jednostkę przetwarzającą stacji odbiorczej. Zwykle w celu zmniejszenia obciążenia sieci dane są rozsyłane wyłącznie w drodze wyjątku. Znaczy to, że komunikat jest wysyłany tylko wtedy, kiedy zmieniła się wartość części danych. Tak więc, na przykład, w sieci sterowania procesami wykonującej różne funkcje za pośrednictwem wielu włączonych do sieci stacji dane rozsyłane są tylko wtedy, kiedy zmieniają się wartości zmiennych. Inne sieci deterministyczne, na przykład automatyczne maszyny giełdowe przyłączone do jednostki centralnej za pośrednictwem sieci, również wysyłają dane tylko wtedy, kiedy występuje potrzeba dokonania operacji. Jednak takie sieci mogą ulegać przeciążeniom przy występowaniu dużych zaburzeń w kontrolowanym procesie lub przy wystąpieniu dużej liczby operacji równocześnie.

Znana jest sieć rozsyłowa opracowana przez zgłaszającego, w której dane z różnych stacji łączone są w pakiety, czyli blok danych, które są nadawane periodycznie, z krótkim przetrzymywaniem, z dużą częstotliwością powtarzania, podczas gdy inne dane, które są mniej krytyczne lub zmieniają się z mniejszą prędkością, transmitowane są w rzadziej rozmieszczonych interwałach czasowych. W tej sieci wszystkie dane transmitowane są powtarzalnie i odbierane przez wszystkie stacje. Każda stacja sprawdza każdy blok odebranych danych i wydziela do zapamiętania tylko te dane, których potrzebuje. Sieć ta obliczonajest na sytuacje najgorszego przypadku i dlatego nie ulega przeciążeniu przy dużych zaburzeniach. Jednak potrzebne jest lokalne przetwarzanie każdego bloku danych w celu wyznaczenia danych do zapamiętania w pamięci tej stacji, co ogranicza prędkość strumienia danych przekazywanych w sieci. Występuje zatem potrzeba opracowania udoskonalonego sposobu rozprowadzania danych sieci rozsyłowej z większą prędkością przekazywania danych, a przy tym nie poddającego się przeciążeniu w sytuacji najgorszego przypadku. Poza tym powinien on zapewniać tego rodzaju komunikację okresową bez obniżenia wydajności w czasie rzeczywistym.

Istotą sposobu rozprowadzania danych w sieci obrazowania danych czasu rzeczywistego, zawierającej wiele stacji czasu rzeczywistego, z których każda zawiera centralną jednostkę przetwarzającą, pamięć i sieć komunikacyjną łączącą te stacje przez interfejsy sieciowe, jest to, że zestawia się powtarzalnie dane w indywidualnie wyróżniane bloki danych zawierające najnowsze zobrazowanie danych w centralnej jednostce przetwarzającej w każdej ze stacji, rozsyła się każe powtórzenie każdego z indywidualnie wyróżnianych bloków danych, zestawionego przez każdą stację, za pośrednictwem sieci komunikacyjnej do każdej innej stacji oraz zapamiętuje się w pamięci każdej stacji każdy indywidualnie wyróżniony blok danych odebrany z innych stacji za pośrednictwem sieci komunikacyjnej pod tym samym indywidualnym adresem w pamięci dla każdego indywidualnie wyróżnionego bloku danych.

Korzystnie według wynalazku na etapie zapamiętywania zapamiętuje się każdy indywidualnie wyróżniony blok danych odebrany z innych stacji za pośrednictwem sieci komunikacyjnej w dostępnej fizycznej przestrzeni adresowej pamięci i przetwarza się dostępną fizyczną przestrzeń adresową na indywidualną wirtualną przestrzeń adresową dla indywidualnie wyróżnionego bloku danych.

Korzystne jest także, gdy przetwarza się wybraną dostępną przestrzeń adresową na indywidualną wirtualną przestrzeń adresową indywidualnie wyróżnionego bloku danych zapamiętanego w tej fizycznej przestrzeni adresowej przez umieszczenie fizycznej przestrzeni adresowej, w której zapamiętane zostało poprzednie powtórzenie indywidualnie wyróżnionego bloku danych, na liście dostępnych fizycznych przestrzeni adresowych.

Dalsze korzyści z wynalazku uzyskuje się, gdy listę dostępnych fizycznych przestrzeni adresowych prowadzi się w interfejsie sieciowym, przy czym indywidualnie wyróżnione bloki danych odebrane za pośrednictwem sieci komunikacyjnej zapamiętuje się w pamięci, zaś wirtualne przestrzenie adresowe przetwarza się na wybrane adresy fizyczne w bloku adresowania pamięci.

Inne korzyści z wynalazku uzyskuje się, gdy centralną jednostkę przetwarzającą każdej sieci programuje się do prowadzenia listy dostępnych fizycznych przestrzeni adresowych i do przetwarzania wirtualnych przestrzeni adresowych na wybrane fizyczne przestrzenie adresowe

171 677 oraz zapamiętuje się indywidualnie wyróżniane bloki danych odebrane za pośrednictwem sieci komunikacyjnej w wybranych fizycznych przestrzeni adresowych.

Zaletą wynalazku jest zapewnienie sprawnego przekazywania strumienia danych, zwłaszcza w rozproszonych sieciach przetwarzania danych. Przekazywanie wszystkich danych czasu rzeczywistego do wszystkich stacji potrzebujących danych czasu rzeczywistego i zapamiętywanie wszystkich nadawanych danych w każdej takiej stacji, niezależnie od tego, czy wszystkie te dane są niezbędne w danej konkretnej stacji, mimo, że może wydawać się nieefektywne w rzeczywistości zwiększa przepustowość dzięki temu, że wymagane jest tylko bardzo nieznaczne przetwarzanie na każdym z końców transmisji. Na końcu nadawczym przekazywany jest cały blok danych. Nie jest potrzebne przetwarzanie w celu określenia, które wartości uległy zmianie. Na końcu odbiorczym nie jest potrzebne przetwarzanie w celu określenia, które dane należy zapamiętać. Zastosowanie zamiast identyfikacji każdego bloku danych przez stację nadawczą i stację odbiorczą bloku zaopatrzonego w indywidualny identyfikator powoduje, że każda stacja odbiorcza zapamiętuje kolejne powtórzenia każdego indywidualnie wyróżnionego bloku danych w tej samej indywidualnie wyróżnionej przestrzeni adresowej w stacji.

Wynalazek zostanie dokładniej objaśniony na podstawie poniższego opisu przykładu wykonania wynalazku i w oparciu o załączone rysunki, na których fig. 1 przedstawia s^heimatycznie system sieci zobrazowania danych czasu rzeczywistego według wynalazku, fig. 2 strukturę indywidualnie wyznaczanych bloków danych, które są transmitowane przez system z fig 1, fig. 3 - schematycznie działanie bloku adresowania pamięci, który stanowi część systemu z fig. 1, przy przenoszeniu wirtualnej przestrzeni adresowej pamięci do fizycznej przestrzeni adresowej pamięci, fig, 4A i 4B - zapamiętywanie w pamięci stacji odbiorczej dwóch kolejnych obrazów konkretnego bloku danych transmitowanych przez sieć stanowiącą część systemu, fig. 5 - sieć działań programu komputerowego dla interfejsu sieci w stacji odbiorczej, realizującego proces z fig. 4A i 4B, fig. 6A i 6B - inne wykonanie wynalazku, służące do zapamiętywania w stacji odbiorczej dwóch kolejnych obrazów indywidualnie wyróżnionych bloków danych transmitowanych przez sieć, fig. 7 - sieć działań odpowiedniego programu komputerowego dla centralnej jednostki przetwarzającej stacji realizującego proces z fig. 6A i 6B, a fig. 8 - sieć działań odpowiedniego programu komputerowego centralnego bloku przetwarzającego stacji do realizacji dostępu do danych zapamiętanych w wykonaniu z fig. 6A, 6B i 7.

Przedstawiony na fig. 1 rozłożony system sterowania procesami bazuje na systemie sieci 1 zobrazowania w czasie rzeczywistym. System 1 zawiera pewną liczbę stacji 3 połączonych siecią komunikacyjną 5. Stacje, czyli jak się je często nazywa końcówki, zawierają, choć nie wyłącznie, bloki przetwarzania danych 3a jednostek sprzężenia człowiek-maszyna 36. W sieć mogą być włączone również inne końcówki, nie wymagające danych czasu rzeczywistego. Bloki 3a połączone są zwykle z urządzeniami fizycznymi przyporządkowanymi kontrolowanemu procesowi. Urządzenia fizyczne obejmują czujniki wejściowe, na przykład termopary 7, oraz elementy wyjściowe, na przykład styki 9. Każdy blok przetwarzania danych 3a zapewnia sterowanie w przyporządkowanej mu pętli przez sprawdzania działania każdej pętli i kontroli, czy wartości odpowiednich zmiennych są zgodne z ich nastawami. Blok przetwarzania danych 3a realizuje to przez wywoływanie algorytmu, który dokonuje przeglądania sygnałów wyjściowych z czujników, porównuje rzeczywiste wartości zmiennych z ich nastawami, dokonuje obliczeń niezbędnych do normalizacji wartości zmiennych do poziomu nastaw i wyprowadza sygnał sterujący do końcowego urządzenia stenującego procesu, na przykład styków 9, które mogą na przykład sterować zawór lub silnik. Tak więc za dane przez system sterujący uważane są fizyczne parametry otoczenia, na przykład poziom czynnika chłodzącego lub przepływ pal iwa. Informacja o zmiennej procesu zapamiętywana jest w bloku przetwarzania danych 3a jako punktowy zapis danych. Informacja w tym zapisie danych może być rozsyłana w sieci komunikacyjnej 5 do wykorzystania do innych stacji, czyli końcówek, lub może być zatrzymywana w końcówce, której jest przyporządkowana. Punktowy zapis danych zawiera informacje jednego z dwóch różnych rodzajów informacji. Jednym z nich jest informacja dynamiczna, która jest funkcją fizyczną sygnałów wejściowych końcówki. Przykładem informacji dynamicznej jest robocza wartość strumienia odczytana z czujnika przepływu 7. Innym rodzajem informacji jest

171 677 informacja statyczna, która zawiera informacje o konfiguracji i inne dane, które zmieniają się rzadko. Przykładem informacji statycznej mogą być stałe przetwarzania, granice alarmowe i opisy strukturalne skojarzone z danymi wejściami analogowymi. Podczas gdy informacja dynamiczna musi być rozsyłana okresowo, dane statyczne rozsyłane są na podstawie zapotrzebowania.

Każdy z bloków przetwarzania danych 3a zawiera centralną jednostkę przetwarzającą CPU 11, która odbiera informację wejściową z czujnika 7, realizuje algorytmy sterowania i steruje elementy wyjściowe 9. Każdy z bloków przetwarzania danych 3a zawiera również interfejs sieciowy 13 między jednostką CPU i 1 i siecią komunikacyjną 5. Każdy z bloków przetwarzania danych 3a zawiera poza tym pamięć 15, która jest rozdzielana między jednostkę CPU 11 i interfejs sieciowy 13.

Blok adresowania pamięci MAU 17 zapewnia odwzorowanie adresów wirtualnych względem fizycznych dla pamięci 15, służącej do zapisu i odczytu danych. Przydzielana pamięć 15 i blok MAU 17 mogą być zrealizowane fizycznie w jednostce CPU 11 lub interfejsie sieciowym 13.

Każda ze stacji, czyli końcówek 3b, interfejsu sprzężenia człowiek-maszyna zawiera stanowisko robocze 19, w którego skład wchodzi ekran 21 do wyświetlania informacji i jednostkę CPU 23. Końcówki 3b zawierają również interfejs sieciowy 13 i przedzielaną pamięć 15 z jej blokiem MAU 17, który z kolei może być zrealizowany fizycznie w stanowisku roboczym 19 lub interfejsie sieciowym 13.

Sieć komunikacyjna 5 zawiera współosiowe, w postaci pary skręconej lub włókna optycznego, kable 25 i 27 przeciągnięte dowolnie między stacjami i zestawione tak, aby zapewnić redundacyjne połączenia komunikacyjne. Na fig. 2 przedstawiono to w postaci dwóch przeciwbieżnych pierścieni.

Każda z końcówek 3 musi być autonomiczna, to znaczy musi mieć możliwość funkcjonowania bez sieci komunikacyjnej 5. Nakłada to warunek, aby baza danych systemu była rozłożona. Dla bloku przetwarzania danych 3a wszystkie jego dane konfiguracyjne muszą być przechowywane wewnętrznie w końcówce, tak że blok przetwarzania danych 3a może rozpoczynać pracę i wykonywać swoje funkcje sterujące bez danych z jakiegokolwiek źródła zewnętrznego. W przypadku interfejsu sprzężenia człowiek-maszyna 3b dane konfiguracyjne muszą być również przepiłowywane wewnętrznie, tak aby końcówka mogła dokonać ponownego uruchomienia. Jednak ponieważ podstawową funkcją interfejsu 3b jest działanie w charakterze sprzężenia maszyna-człowiek, to stanowisko robocze wymaga obecności sieci komunikacyjnej 5 dla otrzymania danych procesu przeznaczonych dla jego ekranów wyświetlających.

W korzystnym wykonaniu sieć komunikacyjna 5 ma architekturę systemu otwartego spełniającego normę FDDI (wymiany danych rozprowadzanych światłowodami). Sieć komunikacyjna 5 zapewnia zarówno łączność indywidualną, jak i łączność ogólnego przeznaczenia. Łączność ogólnego przeznaczenia odbywa się według rozpoznanego protokołu znormalizowanego, na przykład protokołu TPC/IP lub UDP/IP zestawu protokołów Internet, zapisanego w asynchronicznym komunikacie FDDI. Protokół łączności ogólnego przeznaczenia stosowany jest zawsze, kiedy występuje odpowiednia przepustowość. Natomiast protokół łączności indywidualnej, opisany poniżej, wykorzystywany jest do obsługi przesyłania komunikatów, kiedy wymagania przetirzymywania danych uniemożliwiają wykorzystanie protokołu wyższego poziomu, na przykład do przekazywania dynamicznie wskazywanych danych.

Elementy danych systemowych, które transmitowane są przez sieć komunikacyjną 5 nazywane są wskaźnikami sieci. Elementy danych, które są lokowane dla końcówki, nazywane są wskaźnikami lokalnymi. Dane dynamiczne przyporządkowane periodycznym wskaźnikom sieci transmitowane są okresowo, albo z MAŁĄ PRĘDKOŚCIĄ albo z DUŻĄ PRĘDKOŚCIĄ. W wyniku występowania dużej liczby dynamicznych wskaźników danych w systemie i ogólnych wymagań dotyczących przepustowości przy przekazywaniu dynamicznych danych wskaźnikowych, oprogramowanie nadrzędne przyporządkowane przetwarzaniu komunikatów zapobiega transmisji dynamicznych danych wskaźnikowych związanych z periodycznymi wskaźnikami sieci jako komunikatów indywidualnych. Z tego powodu dane dynamiczne przy6

1721 677 porządkowane periodycznym wskaźnikom sieci łączone są w dynamiczne bloki danych (DDB) do transmisji w sieci. Dynamiczny blok danych jest przyporządkowany końcówce, która generuje wskaźniki zawarte wewnątrz bloku i oznaczona jest identyfikatorem liczbowym nie powtarzającym się w systemie. Każdy z dynamicznych bloków danych ma stałą prędkość transmisji (dużą lub małą) i stały rozmiar przydzielonego obszaru pamięci przeznaczonego do jego zapamiętania. Jako periodyczne, wskaźniki sieci są podawane do każdej końcówki 3 i przyporządkowane dynamicznemu blokowi danych i odpowiedniej prędkości transmisji przez tę końcówkę Maksymalne przetrzymywanie przy łączeniu danych dynamicznych jest krytyczne dla poprawnego działania systemu. Z tego powodu transmisja bloków danych dynamicznych odbywa się w postaci synchronicznych ramek FDDI i realizowana jest przez interfejs sieciowy 13 bez interwencji oprogramowania aplikacyjnego. Cała komunikacja ogólnego przeznaczenia realizowana jest w postaci asynchronicznych ramek FDDI.

Strukturę bloku danych dynamicznych DDB 29 przedstawiono na fig. 2. Blok DDB 29 składa się z pola zawierającego indywidualny indeks wyróżniający DDB-ID, część nagłówkową o stałej wielkości wykorzystywaną do sterowania i kontroli stanu oraz część danych zawierającą przyporządkowane dynamiczne wskaźniki danych DDP. Nagłówek zawiera licznik wieku, który jest miarą czasu istnienia DDB. Stacja źródłowa ustawia licznik wieku na próg wiekowy dla DDB. W procesie aplikacyjnym przebiegającym w każdej z końcówek odbiorczych to pole jest okresowo zmniejszane. Jeżeli jego zawartość osiągnie zero, to blok uznany zostaje za stary i nie jest wykorzystywany.

Część aktywna długości nagłówka zawiera liczbę bajtów bloku DDB zawierającego wskaźniki DDB oraz wielkość nagłówka oraz pól ID. Część oznaczająca wersję nagłówka jest uaktualniana za każdym razem po dodaniu wskaźników DDP, po ich modyfikacji lub usunięciu z DDB.

W rozwiązaniu według wynalazku bloki danych dynamicznych DDB, wytwarzane przez każdą stację czasu rzeczywistego, są rozsyłane siecią komunikacyjną do każdej innej stacji czasu rzeczywistego i zapamiętywane w całości w jej pamięci. Podczas gdy w znanych systemach rozsyłowych zwiększenie efektywności uzyskuje się przez zmniejszenie strumienia danych, w systemie według wynalazku w rzeczywistości transmituje się wszystkie dane, do wszystkich stacji czasu rzeczywistego, niezależnie od tego, czy potrzebują one wszystkich wskaźników danych, czy nie. Podstawowym czynnikiem jest tu fakt, że w takim rozwiązaniu nie jest potrzebna, lub jest potrzebna tylko w małym stopniu, obsługa łączności przez jednostkę CPU stacji odbiorczej, co odbywa się przez bezpośrednie zapamiętywanie wszystkich powtarzanych, wyróżnionych, indywidualnie bloków danych w indywidualnie wyróżnionej przestrzeni adresowej w każdej stacji czasu rzeczywistego, tak że indywidualnie wyróżniona przestrzeń adresowa zawiera bieżący, czyli najnowszy, obraz tego bloku danych. Indywidualna przestrzeń adresowa przydzielana jest lokalnie przez stację i nie musi być taka sama w każdej stacji.

Kiedy indywidualnie wyznaczany blok danych dynamicznych odbierany jest w stacji przez interfejs sieciowy 13, zostaje wyróżniony przez interfejs sieciowy spośród komunikatów o niższym poziomie priorytetu. Interfejs sieciowy zawierając procesor prowadzi listę indywidualnych adresów tej stacji dla każdego indywidualnie wyróżnionego bloku danych, W korzystnym ukształtowaniu wynalazku te indywidualne adresy dla indywidualnie wyróżnianych bloków danych dynamicznych są adresami wirtualnymi, a nie absolutnymi adresami fizycznymi w pamięci 15.

Wynalazek w korzystnym wykonaniu minimalizuje obciążenie procesora zarządzającego przez wykorzystanie układu zarządzania pamięcią oraz układów stosowanych w większości komputerów ze zredukowanym zestawem instrukcji RISC współczesnych stanowisk roboczych. Taka realizacja zakłada, że procesor zarządzający 11, 23 wykorzystuje układowy blok 17 adresowania pamięci w celu realizacji przenoszenia wirtualnych przestrzeni adresowych pamięci do odpowiadających im fizycznych przestrzeni adresowych pamięci. Ogólnie biorąc, blok MAU 17 może być zorganizowany w postaci obszaru układowych rejestrów 31 indeksowanych częścią wirtualnego adresu pamięci. Jak to pokazano na fig. 3, rejestr indeksowany zaopatrzony jest w adresy (A_n-Ai2 w przykładzie z fig. 3) pamięci fizycznej, które układ zestawia z pozostałą częścią

171 677 adresu wirtualnego (An-Ao w tym przykładzie) w celu otrzymania fizycznego adresu pamięci. Zazwyczaj bloki mAu 17 pracują w wielkością pamięci wynoszącą 4096 bajtów, która dobrze dostosowana jest do wielkości bloku DDB wynoszącej 4 K, przy czym każdy z bloków DDB zajmuje pełną stronę. Wielkość bloku DDB może być modyfikowana w celu dopasowania do rozmiaru strony lub wielu stron, które można wykorzystać dla każdego z bloków DDB.

Figura 4A i 4B przedstawiają urządzenie 32, w którym cztery bloki DDB 1-4 są przedstawione jako zapamiętywane na stronach 33 pamięci 15. Dla stanu przedstawionego na fig. 4A blok MAU 17 przetwarza wirtualny adres pamięci dla ostatniego bloku obrazu danych DDB 1 na stronę 45 w pamięci fizycznej. Zobrazowania bloków DDB 2, 3 i 4 przechowywane są, odpowiednio, na stronach 43,48 i 50 w pamięci fizycznej. Interfejs sieciowy 13 przechowuje listę dostępnych stron. W niniejszym przykładzie tymi dostępnymi stronami są w kolejności strony 47, 49, 44 i 46. Przy następnym powtórzeniu pierwszego bloku danych, DDB 1a, odebranego przez interfejs sieciowy w postaci ramki FDDI, interfejs sieciowy 13 automatycznie zapamiętuje to bieżące zobrazowanie pierwszego bloku DDB bezpośrednio na stronie 47 pamięci, pierwszej stronie listy dostępnych stron.

Interfejs sieciowy 13 następnie odwzorowuje blok MAU 17 przedstawiony na fig. 4b w celu wskazania, że najnowsze zobrazowanie pierwszego bloku danych DDB 1 a przechowywane jest na stronie 47. Strona 45 dołączona jest do końca dostępnej listy buforów, a strona 49 przesuwa się na początek listy. Następne zobrazowanie komunikatu (DDBn), zapamiętywane jest na stronie 49, jak to pokazano na fig. 4B. Tak więc dane wejściowe zapamiętywane są w całości na następnej wolnej stronie pamięci 15. Interfejs sieciowy 13 jest obciążany przetwarzaniem w stopniu minimalnym. Procesor zarządzający nie jest w ogóle obciążany, z wyjątkiem sytuacji, kiedy aktualizacja bloków rejestru 31 bloku MAu 17 może wymagać minimalnego działania procesora zarządzającego.

Figura 5 przedstawia sieć działań odpowiedniego programu komputerowego wykonywanego przez interfejs sieciowy 13 przy realizacji procedury przedstawionej na fig. 1A i 1B, jak to oznaczono odnośnikiem 35 na fig. 5, przy odbiorze ramki FDDI uruchamiany jest interfejs sieciowy 13. W punkcie 37 dokonuje się sprawdzenia ważności komunikatu. Jeżeli komunikat nie jest blokiem DDB, jak to pokazano w punkcie 39, to komunikat przepuszczany jest wprost przez punkt 41 do standardowego zestawu protokołu FDDI bez specjalnej obróbki.

Jeżeli komunikat jest blokiem DDB, jak to pokazano odnośnikiem 39, cała ramka przekazywana jest na pierwszą stronę pamięci, na początek listy wolnego bufora, a ten bufor usuwany jest z listy wolnych buforów w miejscu oznaczonym 43. Odpowiadający blokowi MAU rejestr 46 aktualizowany jest w punkcie 45 zawartością nowoodebranego bufora z wykorzystaniem indywidualnego numeru identyfikacyjnego bloku DDB z odebranego komunikatu.

Strona pamięci, która została usunięta z rejestru MAU, dołączana jest na koniec listy wolnych stron w miejscu 47, a rejestr sieciowy oddaje sterowanie procesorowi nadrzędnemu oczekując na następną ramkę FDDI w miejscu 49.

Inna realizacja 52 wynalazku nie wykorzystuje bloku MAU 17, jednak obciąża wykonaniem procesor nadrzędny. W tej realizacji 52, która przedstawiona jest w charakterze przykładu na fig. 6A i 6B, odebranie nowego zobrazowania bloku DDB sterowane jest przez procedurę obsługi urządzenia FDDI, rezydującą w oprogramowaniu procesora zarządzającego. Ten program obsługi urządzenia FDDI potrzebny jest do prowadzenia listy wolnych stron w tablicy 51, z której wybiera on następną dostępną stronę. Każdy dostęp aplikacyjny do danych odbywa się bezpośrednio, przez dojście do adresu bazowego strony zaadresowanej na podstawie tablicy 53, która indeksowana jest przez liczbę bloków DDB. Procedura aplikacyjna musi następnie wyliczyć odpowiedni adres przydzielonej pamięci przez połączenie adresu bazowego z przesunięciem na stronie. To obliczenie musi zostać wykonane przed każdym odczytem lub zapisem do bloku DDB.

Jak to pokazano na fig. 6A, interfejs sieciowy 13 odbierając nowy obraz DDB la pierwszego komunikatu, zapamiętuje go bezpośrednio w przydzielonej pamięci pod adresem bazowym 4000i6 pierwszej wolnej strony na liście wolnych stron. Podczas tej operacji realizowany proces przy dostępie do danych pobiera dane zawarte w ostatnim zobrazowaniu pierwszego komunikatu DDB 1. Dostęp ten realizowany jest przez indeksowanie identyfikatora DDB_ID tablicy 53 w celu otrzymania bieżącego adresu bazowego (2000ió) przez obliczenie z niego przesunięcia i dojście do strony 33 przydzielonej pamięci w celu pobrania danych. Po zakończeniu odbioru całego bloku DDB 1a sterownik urządzenia musi zastąpić adres bazowy nowoodebranego obrazu bloku DDB la przez stronę zawartą w znajdującym się DDB_lD tablicy 53 indeksie 1 ,jak to pokazano na fig. 6B. Strona 2000i6, adres poprzedniego zobrazowania DDB 1 poprzedniego komunikatu, dodawana jest do dołu listy 51 wolnych stron. Fig. 6B pokazuje również inne zobrazowanie komunikatu DDBn, zapamiętane przez interfejs sieciowy 13 na stronie 6000i6, którego adres został przesunięty na początek listy 51 wolnych stron.

Figura 7 przedstawia sieć działań zarządzającej jednostki CPU przy wykonywaniu powyższych etapów odmiany wykonania wynalazku. Oprogramowanie sterownika w zarządzającej jednostce CPU uruchamiane jest po otrzymaniu ważnej ramki FDDI wskazanej odnośnikiem 55. Sprawdzenie ważności wykonane jest przez interfejs sieciowy 13. Jeżeli odebrano adres wieloprzeznaczeniowy i indywidualny identyfikator protokołu wskazany odnośnikiem57, który nie jest pakietem DDB, to ramka nie-DDB przechodzi wprost do zestawu protokołu znormalizowanego bez specjalnej obróbki, jak to wskazano odnośnikiem 59.

Jeżeli jest on DDB, jak to oznaczono odnośnikiem 57, to cała ramka przekazywana jest na stronę pamięci, do nagłówka listy wolnych buforów, i ten bufor jest usuwany z listy wolnych buforów w miejscu 60. Zawartość tablicy 53 w miejscu wskazanym przez pole DDB_ID z odebranej ramki zostaje zmieniona na adres strony, gdzie ramka została właśnie zapamiętana, jak to pokazano odnośnikiem 61. Strona pamięci zastąpiona w tablicy 53 dołączana jest do końca listy wolnych stron, jak to wskazano odnośnikiem 63. Następnie odbywa się wyjście z procedury w miejscu oznaczonym 65 do oczekiwania na następną ramkę FDDI w celu ponownego uruchomienia sterownika.

W przypadku odmiany wynalazku przedstawionej na fig. 6A, 6B i 7, oprogramowanie aplikacyjne wykorzystuje procedurę przedstawioną na sieci działań stanowiącej fig. 8 w celu zapewnienia dostępu do zawartości bloku DDB. Dlatego, kiedy program aplikacyjny żąda dostępu do zawartości bloku DDB, jak to wskazano odnośnikiem 67, to indywidualny indeks ID bloków DDB wykorzystywany jest do wskazania tablicy 53 identyfikatorów DDB_ID, jak to pokazano odnośnikiem 69. Przy wykorzystaniu adresu odczytanego z tablicy 51 identyfikatorów DDB_ID przesunięcie wewnątrz tego bloku danych dla konkretnej wartości parametru wymaganego przez proces aplikacyjny jest dodawane w celu otrzymania rzeczywistego adresu pamięci, jak to wskazano odnośnikiem 61. Adres pamięci komputera następnie pobierany jest w punkcie oznaczonym odnośnikiem 73 w celu otrzymania potrzebnej danej, która zwracana jest do procesu aplikacyjnego w miejscu oznaczonym 75.

171 677

POLE

ID

NAGŁÓWEK

DDB

CZĘSC DDP Z DDB

DDB-ID

LICZNIK WIEKU DŁUGpgC AKTYWNA

WERSJA DDB

FIG. 2

ADRES PAMIĘCI WIRTUALNEJ

A|2 A||

REJESTRY ODWZOROWUJĄCE

BLOK ADRESOWANIA PAMIĘCI (MAU) ^PI3 ^PI2

ADRES PAMIĘCI FIZYCZNEJ

-VFIG. 3

171 677

FIG.4A

171 677

FIG.4B

(±

NORMALNE

PRZETWARZANIE

FIG.5

171 677

TABLICA

DDB-ID

4000

5000

6000

7000

FIG.6A

TABLICA

Ddb_id

FIG.6B

171 677

FIG.7

FIG.8

171 677

FIG. I

	I
INTERFEJS c τ τζγ¹ τ r»rjv		INTERFEJS
		O1ŁŁ1UWI »

I3-Q

mem	X¹⁷ MAU\|
	-L_L'

CPU

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 4,00 zł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób rozprowadzania danych w sieci obrazowania danych czasu rzeczywistego, zawierającej wiele stacji czasu rzeczywistego, z których każda zawiera centralną jednostkę przetwarzającą, pamięć i sieć komunikacyjną łączącą te stacje przez interfejsy sieciowe, znamienny tym, że zestawia się powtarzalnie dane w indywidualnie wyróżniane bloki danych zawierające najnowsze zobrazowanie danych w centralnej jednostce przetwarzającej w każdej ze stacji, rozsyła się każde powtórzenie każdego z indywidualnie wyróżnianych bloków danych, zestawionego przez każdą stację, za pośrednictwem sieci komunikacyjnej do każdej innej stacji oraz zapamiętuje się w pamięci każdej stacji każdy indywidualnie wyróżniony blok danych odebrany z innych stacji za pośrednictwem sieci komunikacyjnej pod tym samym indywidualnym adresem w pamięci dla każdego indywidualnie wyróżnionego bloku danych.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że na etapie zapamiętywania zapamiętuje się każdy indywidualnie wyróżniony blok danych odebrany z innych stacji za pośrednictwem sieci komunikacyjnej w dostępnej fizycznej przestrzeni adresowej pamięci i przetwarza się dostępną fizyczną przestrzeń na indywidualną wirtualną przestrzeń adresową dla indywidualnie wyróżnionego bloku danych.
3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że przetwarza się wybraną dostępną przestrzeń adresową na indywidualną wirtualną przestrzeń adresową indywidualnie wyróżnionego bloku danych zapamiętanego w tej fizycznej przestrzeni adresowej przez umieszczenie fizycznej przestrzeni adresowej, w której zapamiętane zostało poprzednie powtórzenie indywidualnie wyróżnionego bloku danych, na liście dostępnych fizycznych przestrzeni adresowych.
4. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że listę dostępnych fizycznych przestrzeni adresowych prowadzi się w interfejsie sieciowym, przy czym indywidualnie wyróżnione bloki danych odebrane za pośrednictwem sieci komunikacyjnej zapamiętuje się w pamięci, zaś wirtualne przestrzenie adresowe przetwarza się na wybrane adresy fizyczne w bloku adresowania pamięci.
5. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że centralnąjednostkę przetwarzającą każdej sieci programuje się do prowadzenia listy dostępnych fizycznych przestrzeni adresowych i do przetwarzania wirtualnych przestrzeni adresowych na wybrane fizyczne przestrzenie adresowe oraz zapamiętuje się indywidualnie wyróżniane bloki danych odebrane za pośrednictwem sieci komunikacyjnej w wybranych fizycznych przestrzeni adresowych.