DATA TRANSMISSION DEVICE WITH A BUFFER MEMORY AND DEVICES FOR DATA PROTECTION

Abstract: 1. A data transmission device having a buffer store (PSP) for the transmission of data in the one or other direction between the buffer store (PSP) and a device (B), with a first safeguarding device (SE1) which serves to safeguard the data on the path to the device (B) by means of a self-correcting code (ECC) and which serves to recognize and correct errors which occur in the data on the path from the device (B) to the buffer store (PSP) with the assistance of the self-correcting code (ECC), having second safeguarding devices (SE2) which operate in accordance with another safeguarding principle and which comprise a device which serves to form safeguarding characters (SI) for the data to be input into the buffer store (PSP) for the simultaneous storage of these safeguarding characters together with the associated data, further comprising a device which serves to form safeguarding characters for the data taken from the buffer store (PSP), further comprising a device which serves to compare the safeguarding characters formed during the output of data from the buffer store with the safeguarding characters (Si) which accompany the data output from the buffer store, and comprising a device which serves to trigger a signal in the event of an error, characterized in that, a) the device (B) operates in serial fashion and is coupled via the data transmission device to a second device (A), where a data exchange takes place between the two devices (A and B) independently of the direction of transmission, with intermediate storage of the data in the buffer store (PSP), b) the second safeguarding device (SE2) has one single device which serves to form safeguarding characters (Si) and can be selectively connected, in accordance with the one or other direction of transmission, to the input or output of the buffer store (PSP), c) in the first safeguarding device (SE1) the items of data supplied from the buffer store (PSP) are subjected, together with the associated safeguarding characters (Si), to safeguarding by means of the self-correcting code (ECC), d) the items of data and safeguarding characters (Si) emitted from the first device (B), which operates in serial fashion, parallel to their direct input into the buffer store (PSP), whilst by-passing the second safeguarding device (SE2), are checked by the first safeguarding device (SE1), and the items of data and safeguarding characters stored in the buffer store are likewise corrected, and e) not until the items of data which have been received by the first device (B) and intermediately stored in the buffer store (PSP) are forwarded to the second device (A), are these items of data, together with the stored, associated safeguarding characters (Si), checked by the second safeguarding device (SE2).

Description: Datenübertragungseinrichtung mit Pufferspeicher und Einrichtungen zur Sicherung der Daten Die Erfindung betrifft eine Datenübertragungseinrich tung zur Kopplung zweier Einrichtungen für die Ubertra- gung von Daten in der einen oder anderen Richtung, wobei die Daten von wenigstens einer der beiden Einrichtungen in Seriendarstellung angeboten bzw. übernommen werden, mit einem Pufferspeicher zur Zwischenspeicherung der Daten und mit Einrichtungen zur Sicherung der Daten auf dem Weg zu und von der einen seriell arbeitenden Einrichtung mit einem selbstkorrigierenden Code. Derartige Datenübertragungseinrichtungen sind allgemein bekannt, Bei der Ubeftragung und Speicherung von Daten in Form von Signalen entstehen gelegentlich Verfälschungen oder Fehler. Es ist daher allgemein üblich, die Daten durch Hinzufügung von Sicherungsinformationen oder -zeichen zu sichern, die das Erkennen von aufgetretenen Fehlern und ggf. sogar eine Fehlerkorrektur ermöglichen. Die allgemein geläufigsten Verfahren zur Fehlererkennung sind die Paritätskontrolle und die zyklische Codesicherung (CRC). Weiterhin gibt es selbstkorrigierende Codes (ECC), die neben der Fehlererkennung eine Korrektur ermöglichen. Beim Einspeichern oder Aussenden von Daten werden die Sicherungszeichen gebildet und den jeweils zugehörigen Daten hinzugefügt. Beim nachfolgenden Ausspeichern oder Empfangen der gesicherten Daten werden nach dem jeweils gleichen Verfahren die Sicherungszeichen erneut gebildet und mit den mit den Daten mitgelieferten Sicherungszeichen verglichen. Besteht dabei keine Übereinstimmung, so liegt ein Lese- bzw. Übertragungsfehler vor. Der Lesebzw. Vbertragungsvorgang ist dann zu wiederholen bzw. die Daten sind bei Verwendung selbstkorrigierender Codes zu korrigieren. Bei einer Reihe von Anordnungen der eingangs genannten Art werden die Daten bisher auf zweierlei Art gesichert, nämlich bei der Speicherung im Pufferspeicher durch Pa ritatsbits und für die Übertragung über den einen seriell arbeitenden Datenweg, insbesondere, wenn es sich um den Zugang zu einem Plattenspeicher handelt, durch selbstkorrigierende Codes. Letztere ermöglichen zwar einen hohen Grad an Sicherheit bei Bündelfehlern oder-Einzelbitfehlern. Jedoch können ausserhalb dieses Rahmens liegende Fehler zu Falschkorrekturen und damit zu Datenverfäl- schungen führen. Analoges gilt für Hardwarefehier der Sicherungseinrichtung selbst, wenn diese selbst nicht durch gesonderte Paritykontrollen überwacht wird. Aufgabe der Erfindung ist es daher, den Sicherungsgrad bei Anordnungen der eingangs genannten Art zu erhöhen, ohne dass der Aufwand dafür in gleichem Masse steigt. Dies wird gemäss der Erfindung dadurch erreicht, a) dass die Daten auf dem Weg vom ?tifferspeicher zur Si cherungseinrichtung über eine zweite, nach einem an deren Sicherungsprinzip arbeitende Sicherungsein richtung geleitet und die Daten von dieser durch Si cherungszeichen erganzt werden, b) dass in der darauffolgenden Sicherungseinheit die zu geleiteten Daten samt ihrer Sicherungszeichen der Sicherung mit einem selbstkorrigierenden Code unter zogen werden, bevor sie an die aufnehmende Einrich tung weitergeleitet werden, c) dass beim Rückempfang der so gesicherten Daten von dieser Einrichtung die empfangenen Daten und Siche rungszeichen der zweiten Sicherungseinrichtung pa rallel zur Einspeicherung in den Pufferspeicher an hand des selbstkorrigierenden Codes überprüft und die in den Pufferspeicher eingespeicherten Daten und Si cherungszeichen im Fehlerfall korrigiert werden, d) dass erst beim Weiterleiten der zwischengespeicherten und mit einem Sicherungszeichen der zweiten Siche rungseinrichtung versehenen und gegebenenfalls korri gierten Daten aus dem Pufferspeicher an die andere Einrichtung diese Daten durch die zweite Sicherungs einrichtung überprüft und die neu ermittelten Siche rungszeichen mit den mitgeführten verglichen werden, wobei im Fehlerfall ein Signal ausgelöst wird. Die neue Lösung verwendet zwar ebenfalls ein zusatzliches Sicherungsverfahren. Dies ermöglicht Jedoch nicht nur die Sicherung der bereits vorhandenen Sicherungseinrichtung, sondern gleichzeitig auch die Sicherung des angeschlossenen seriellen Ubertragungsweges und bei direkter Ansteuerung eines Speichers, z.B. eines Platten speichers, über diesen Übertragungsweg, zugleich auch eine doppelte Sicherung des angeschlossenen Speichers. Zusätzlich wird durch Abspeicherung der zusätzlichen Sicherungszeichen im Pufferspeicher beim Rückempfang und durch die nachfolgende erneute Prüfung der im Pufferspeicher gespeicherten Daten anhand der abgespeicher ten Sicherungszeichen auch der Pufferspeicher in einem Zuge erfasst. Gemass der neuen Lösung wird also das zweite Sicherungsverfahren viel wirksamer angewandt und damit nicht nur die Hardwarekontrolle der vorhandenen Sicherungseinrichtung, sondern auch die des Pufferspeichers für die eine ffbertragungsrichtung umgangen. Auch ist eine Nichterkennung von Fehlern oder eine Falschkorrektur infolge der Überlagerung zweier verschiedener Sicherungsverfahren nahezu ausgeschlossen. Als zusätzliches Sicherungsverfahren eignet sich vor allem ein zyklischer Code. Gemäss einer Weiterbildung der Erfindung lässt sich der Pufferspeicher auch in beiden Übertragungsrichtungen durch das überlagerte Sicherungsverfahren absichern, wenn die von der anderen Einrichtung angelieferten und nicht mit einem selbstkorrigierenden Code gesicherten Daten parallel zur Einspeicherung in den Pufferspeicher ebenfalls der zweiten Sicherungseinrichtung zugeführt werden und das dabei gebildete Sicherungszeichen ebenfalls im Pufferspeicher abgespeichert wird, während bei einer Ausgabe aus dem Pufferspeicher zur Übertragung zu der durch den selbstkorrigierenden Code gesicherten Einrichtung das von der zweiten Sicherungseinrichtung jeweils neu ermittelte Sicherungszeichen mit dem jeweils abgespeicherten Sicherungszeichen verglichen wird. Bei einer sehr häufigen Ausführungsform, bei der die Daten von einer der zu koppelnden beiden Einrichtungen in Paralleldarstellung angeboten bzw. übernommen werden, die Zwischenspeicherung im Puffer ebenfalls in Parallel darstellung erfolgt und ein Serien-Parallelumsetzer vorgesehen ist, erfolgt die Ansteuerung der zweiten Sicherungseinrichtung durch die Daten in Paralleldarstellung und die Übergabe der jeweils abzuspeichernden Sicherungszeichen der zweiten Sicherungseinrichtung an den Pufferspeicher jeweils über den Serienparallelumsetzer. Auf diese Weise wird eine gleichartige Ansteuerung der Si cherungseinrichtungen und des Pufferspeichers sowohl durch die Daten als auch durch die Sicherungszeichen sichergestellt. Auf eine empfangsseftige Sicherungsprü- fang bei Entgegennahme von Daten in Paralleldarstellung und auf die Bereitstellung von Sicherungszeichen für den Übertragungsweg zur die Daten in Paralleldarstel lung aufnehmenden Einrichtung kann dabei verzichtet werden, insbesondere, wenn diese Einrichtung ein Prozessor ist. Ein weiterer Vorteil ergibt sich, wenn bei Unterteilung der Daten in Adress- und Informationsworter beide Arten von Wortern durch die zweite Sicherungseinrichtung getrennt gesichert werden, während die erste Sicherungseinrichtung lediglich die InformationswSrter zusammen mit den zugehörigen Sicherungszeichen der zweiten Sicherungseinrichtung sichert. Weitere Einzelheiten der Erfindung seien nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungs- beispieles näher erlautert. Im einzelnen zeigen: Fig. 1 eine Datenubertragungseinrichtung gemäss der Er findung zur Kopplung einer parallelarbeitenden Einrichtung mit einer seriellarbeitenden Ein richtung und Fig. 2 den Aufbau eines Datenblockes mit Sicherung ge mäss der Erfindung. In Fig. 1 sind die durch die Datenübertragungseinrich- tung miteinander zu koppelnden Einrichtungen mit A und B bezeichnet, wobei die Einrichtung A, z.B. ein Prozessor, die Daten parallel anliefert bzw. entgegennimmt, während die Einrichtung B, z.B. ein Plattenspeicher, die Daten seriell entgegennimmt bzw. anliefert. Die Datenübertra- gungseinrichtung besteht im wesentlichen aus einem Pufferspeicher PSP, einem Parallei/Serienumsetzer S/P, den beiden Sicherungseinrichtungen SEI und SE2, einer Reihe von Auswahlschaitern MU1 bis M75 für die Durchschaltung der verschiedenen Datenwege, sowie einer Ablaufsteue- rung AB-ST.für die Bereitstellung der einzelnen Steuertakte für die gezeigten Teile der Datenübertragungseinrichtung. Die Arbeitsweise dieser Anordnung ist folgende: Bei der Anlieferung der Daten in paralleler Darstellung durch die Einrichtung A werden diese ohne Änderung der Darstellungsform über den Auswahl schalter N(J1 parallel in den Pufferspeicher PSP eingegeben. Gleichzeitig werden die Daten über den Auswahlschalter MU2 und den Parallel/ Serienumsetzer s/p zu der zweiten Sicherungseinrichtung SE2 geleitet, die das jeweils zugehörige Sicherungszeichen Si ermittelt und dies über den Auswahlschalter MU3, den Parallel/Serienumsetzer S/P und den Auswahlschalter MU1 ebenfalls zur Ergänzung der bereits abgespeicherten Daten dem Pufferspeicher PSP zuleitet. Bei einer nachfolgenden Weiterleitung der abgespeicherten Daten an die Einrichtung B werden diese Daten und die Sicherungszeichen über den Auswahlschalter MU2 und den Parallel/Serienumsetzer S/P einerseits der zweiten Sicherungseinrichtung SE2 und andererseits über den Answahlschalter MU4 der ersten Sicherungseinrichtung SEI, die mit einem fehlerkorrigierenden Code arbeitet, und des weiteren über den Auswahlschalter MU5 der Einrichtung B zugeleitet. Die zweite Sicherungseinrichtung SE2 ermittelt aus den zugeführten Daten erneut das Sicherungszeichen und vergleicht dies mit dem mitgeführten Sicherungszeichen. Stimmen dabei beide Zeichen nicht überein, so wird in an sich bekannter Weise ein Fehleralarm ausgelost, der die Ablaufsteuerung AB-ST zu einer Wiederholungsanforderung veranlasst. Der gezeigte Auswahlschalter MU4 ist bei direkter Weiterleitung der im Pufferspeicher abgespeicherten Sicherungszeichen an sich nicht erforderlich, sondern nur, wenn lediglich die Daten aus dem Pufferspeicher PSP direkt weitergeleitet werden und das jeweils neu gebildete Sicherungszeichen Si als solches zugesetzt wird. Der Generatorteil GEN der ersten Sicherungseinrichtung SEI leitet aus der Gesamtheit der jeweils einen Sicherungsblock bildenden Daten und Sicherungszeichen ein weiteres Sicherungszeichen in Form eines Korrekturcodes ab, das jedem Datenblock durch zeitgerechte Umsteuerung des Auswahlschalters MU5 angehängt wird. Die Daten gelangen somit auf zweifache Art gesichert zur Einrichtung B. Die bei umgekehrter Ubertragungsnchtung in gleicher Weise gesichert von der Einrichtung B angelieferten Daten werden unmittelbar über den Auswahlschalter MUN, den Parallel/Serienumsetzer S/P und den Auswahlschalter MU1 an den Pufferspeicher PSP weitergeleitet und abgespeichert. Gleichzeitig werden die Daten samt Sicherungszeichen dem Korrekturteil KOR der ersten Sicherungseinrichtung SEi zugeführt, die anhand des als Sicherungszeichen mitgeführten selbstkorrigierenden Codes die Daten samt der Sicherungszeichen für die zweite Sicherungseinrichtung SE2 überprüft. Ergibt sich dabei ein Fehler, so werden die überprüften Informationen korrigiert und auf demselben Wege wie die ursprunglichen Daten - Auswahlschalter MU3, Parallel/Serienumsetzer S/P und Auswahlschalter M(JI - an deren Stelle in den Pufferspeicher PSP eingeschrieben. Bei der Weiterleitung dieser gespeicherten Daten an die Einrichtung A über den Schalter AW werden diese zasammen mit den zugehörigen Sicherungszeichen über den Auswahlschalter MU2 und den Parallel/Serienumsetzer S/P zur zweiten Sicherungseinrichtung SE2 geleitet und über prüft, wobei im Fehlerfall wiederum ein Fehleralarm zur Ablaufsteuerung AB-ST ausgelöst wird. Neben der mit einem selbstkorrigierenden Code arbeitenden Sicherungseinrichtung SEI für den zur Einrichtung B führenden seriellen Übertragungsweg wird also mit einer einzigen zusätzlichen zweiten Sicherungseinrichtung SE2, die nach einem anderen Sicherungsprinzip arbeitet, die durch die erste Sicherungseinrichtung SEI durchgeführte Korrektur der Daten überwacht. Dadurch wird eine Datenverfälschung, die durch verfahrensbedingte Falschkorrektur beim Auftreten von ausserhalb eines korrigierbaren Bündels liegenden Mehrbitsfehlern auftreten kann, verhindert. Gleichzeitig wird ohne zusätzlichen Hardwareaufwand die gesamte Datenübertragungseinrichtung mit ihren Hardwareteilen und zusätzlich der serielle Über- tragungsweg zur Einrichtung B gesichert, wobei für den seriellen Übertragungsweg infolge der Doppelsicherung ein noch höherer Sicherungsgrad gegeben ist. Eine Weiterleitung der im Pufferspeicher abgespeicherten bzw. der von der zweiten Sicherungseinrichtung SE2 neu gebildeten Sicherungszeichen zur Einrichtung A ist bei der unterstellten Parallelübertragung nicht erforderlich, wenn der parallele Datenweg zwischen der Einrichtung A und dem Pufferspeicher PSP durch Paritätskontrolle gesichert ist. Ebenso kann bei der Übertra- gung von der Einrichtung A zum Pufferspeicher PSP auf eine Übergabe eines zyklischen Sicherungszeichens verzichtet werden da durch die Pantätskontrolle dieser Übertragungsweg ausreichend gesichert ist. Fig. 2 zeigt den Aufbau der über den Auswahlschalter MU5 zur Einrichtung B gesandten Daten für den Fall, dass es sich bei dieser Einrichtung um einen Plattenspeicher handelt. Diese Daten gliedern sich in zwei Datenfelder, nämlich ein Adressfeld AD-F und das eigentliche Datenfeld D-F, wobei die Zahlen unterhalb der einzelnen Abschnitte die Anzahl der Worter angibt. Beide Felder AD-F und D-F beginnen in an sich bekannter Weise mit einem Synchronisationszeichen S, dem dann in einem Falle die Sektoradressen S-AD und im anderen Falle die Daten D folgen. Beide Datenfelder sind durch ein Sicherungszeichen CRC der zweiten Sicherungseinrichtung SE2 ergänzt. Zusätzlich führt das Datenfeld D-F ein Sicherungszeichen ECC der ersten Sicherungseinrichtung SEI. In gleicher Weise könnte auch das Adressfeld AD-F zusätzlich gesichert werden, wenn es notwendig ist. Selbstverständlich können die Datenfelder DF anhand der mitgeführten beiden Sicherungszeichen von der Plattenspeichersteuerung ebenfalls überprüft und die Sicherungszeichen vor Abspeicherung auf der Platte erneut erzeugt werden. 1 Figur 5 Patent ansprüche

Claims: PatentansDrUche 1. Datenübertragungseinrichtung zur Kopplung zweier Einrichtungen für die Übertragung von Daten in der einen oder anderen Richtung, wobei die Daten von wenigstens einer der beiden Einrichtungen in Seriendarstellung angeboten bzw. übernommen werden, mit einem Pufferspeicher zur Zwischenspeicherung der Daten und mit einer Einrichtung zur Sicherung der Daten auf dem Weg zu und von der einen seriellarbeitenden Einrichtung mit einem selbstkorrigierenden Code, d a d u r c h g e kennzeichnet, a) dass die Daten auf dem Weg vom Pufferspeicher (PSP) zur Sicherungseinrichtung (SEI) über eine zweite, nach einem anderen Sicherungsprinzip arbeitende Si cherungseinrichtung (SE2) geleitet und die Daten von dieser durch Sicherungszeichen (Si) ergänzt werden, b) dass in der darauffolgenden Sicherungseinheit (SEI) die zugeleiteten Daten samt ihrer Sicherungszeichen der Sicherung mit einem selbstkorrigierenden Code unterzogen werden, bevor sie an die aufnehmende Ein richtung (B) weitergeleitet werden, c) dass beim Rückempfang der so gesicherten Daten von dieser Einrichtung (B) die empfangenen Daten und Sicherungszeichen der zweiten Sicherungseinrichtung (SE2) parallel zur Einspeicherung in den Pufferspei cher (PSP) anhand des selbstkorrigierenden Codes überprüft und die in den Pufferspeicher eingespei cherten Daten und Sicherungszeichen im Fehlerfall korrigiert werden, d) dass erst beim Weiterleiten der zwischengespeicher ten und mit einem Sicherungszeichen der zweiten Si cherungseinrichtung (SE2) versehenen und gegebenen falls korrigierten Daten aus dem Pufferspeicher (PSP) an die andere Einrichtung (A) diese Daten durch die zweite Sicherungseinrichtung (SE2) überprüft und die neu ermittelten Sicherungszeichen mit den mitgeführ- ten verglichen werden, wobei im Fehlerfall ein Sig nal ausgelöst wird. 2. Datenübertragungseinrichtung nach Anspruch 1, , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass für die Sicherung der Daten durch die zweite Sicherungseinrichtung (SE2) ein zyklischer Sicherungscode (CRC) verwendet wird. 3. Datenübertragungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, d a d u,,r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die von der anderen Einrichtung (A) angelieferten und nicht mit einem selbstkorrigierenden Code gesicherten Daten parallel zur Einspeicherung in den Pufferspeicher (PSP) ebenfalls der zweiten Sicherungseinrichtung (5E2) zuge führt werden und das gebildete Sicherungszeichen ebenfalls im Pufferspeicher (PSP) abgespeichert wird, wäh- rend bei einer Ausgabe aus dem Pufferspeicher (PSP) vor Übertragung zu der durch den selbstkorrigierenden Code gesicherten Einrichtung (B) das von der zweiten Sicherungseinrichtung (SE2) Jeweils neu ermittelte Sich- rungszeichen mit dem jeweils abgespeicherten Sicherungszeichen verglichen wird. 4. Datenübertragungseinrichtung nach einem der Aasprl- che 1 bis 3, bei der die Daten von einer der beiden Einrichtungen in Paralleldarstellung angeboten bzw. übernommen werden, die Zwischenspeicherung im Puffer- speicher ebenfalls in Paralleldarstellung erfolgt und ein Parallel/Serienumsetzer vorgesehen ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Ansteuerung der zweiten Sicherungseinrichtung (SE2) durch die Daten in Paralleldarstellung und die Uebergabe der dazu ermittelten Sicherungszeichen der zweiten Sicherungseinrichtung (SE2) an den Pufferspeicher (PSP) jeweils über den Parallel/Serienumsetzer (S/P) erfolgt. 5. Datenübertragungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass bei Unterteilung der Daten in Adress- und Informationswörter beide Arten von ¯Wörtern durch die zweite Sicherungseinrichtung (SE2) getrennt gesichert werden, während die erste Sicherungseinrichtung (SEI) lediglich die Informationswörter (D) zusammen mit dem Sicherungszeichen (CRC) der zweiten Sicherungseinrichtung (SE2) sichert.

Inventors: HENNENFEIND, KARL, ING. (GRAD.), ROBERT, KARL-HEINZ, ING. (GRAD.)
Applicants: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1980
Main classification: G11B5
IPC codes: G11B20, H04L1