CZ289034B6 - Způsob jednokanálové komunikace ve vícestanicovém komunikačním sběrnicovém systému a zařízení pro jeho provádění - Google Patents

Abstract

P°i jednokan lov komunikaci ve v cestanicov m komunika n m sb rnicov m syst mu, podporuj c m pracovn protokol, v n m n kter stanice pracuj jako ° dic stanice a n kter stanice pracuj jako pod° zen stanice, se vys laj r mce dat mezi vys lac mi stanicemi a p°ij mac mi stanicemi, a na z klad rozhodovac ho procesu z sk v vys lac stanice, j je p°i°azena nejvy priorita, kontrolu sb rnice a p° stup na adresovanou stanici, a tato vys lac stanice z stane jako jedin stanice, kter je dovoleno d le pracovat jako ° dic stanice, p°i em j adresovan p°ij mac stanice pracuje jako pod° zen stanice. Stanice, pracuj c jako ° dic stanice, generuje konkr tn form tovanou zpr vu, obsahuj c v ce r mc a zahrnuj c v zac sign ly pro v z n adresovan stanice, kter pracuje jako pod° zen stanice, po dobu komunikace, nebo sign ly pro uvol ov n v z n po ukon en komunikace, p°i em doba komunikace je ur ena po tem r mc , kter zpr va obsahuje, tak e po vytvo°en spojen mezi ° dic\

Description

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu jednokanálové komunikace ve vícestanicovém komunikačním sběrnicovém systému, podporujícím pracovní protokol, v němž některé stanice pracují jako řídicí stanice a některé stanice pracují jako podřízené stanice, při němž se vysílají rámce dat mezi vysílacími stanicemi a přijímacími stanicemi, a na základě rozhodovacího procesu získává vysílací stanice, jíž je přiřazena nejvyšší priorita, kontrolu sběrnice a přístup na adresovanou stanici, a tato vysílací stanice zůstane jako jediná stanice, které je dovoleno dále pracovat jako řídicí stanice, přičemž jí adresovaná přijímací stanice pracuje jako podřízená stanice. Dále se vynález týká zařízení pro vícestanicový jednokanálový sběmicový komunikační systém, pro provádění způsobu, obsahující stanice, které mohou pracovat jako řídicí stanice a stanice, které mohou pracovat jako podřízené stanice, komunikační sběrnici, a rozhodovací prostředky pro provádění rozhodovacího procesu, na jehož základě získává vysílací stanice, jíž je přiřazena nejvyšší priorita, kontrolu sběrnice a je jí dovolováno jako jediné dále pracovat jako řídicí stanice, přičemž jí adresovaná přijímací stanice pracuje jako podřízená stanice.

Dosavadní stav techniky

Takové komunikační systémy obecně kladou omezení maximální přípustné délky rámce, aby konkrétní řídicí stanice nemohla obsadit celý systém po dobu delší než je přiměřený časový interval. Důsledkem toho je, že chce-li řídicí stanice vyslat dlouhou zprávu na určitou podřízenou stanici, musí tak učinit formou sekvence rámců, které dohromady představují danou zprávu. V takovém případě by se příslušné řídicí stanici mělo umožňovat, aby udržovala adresovanou stanici ve stavu zablokovaném proti tomu, aby mohla být adresována jinými řídicími stanicemi mezi jednotlivými po sobě jdoucími rámci této zprávy.

Pro tento účel byl navržen blokovací mechanismus, který je například popsaný v patentech USA 4 937 816, 5 128 936, 5 249 182 (PHN 12.484) přihlašovatele a na tyto spisy se pro další podrobnosti odvoláváme jako součást popisu. V konkrétním provedení může být maximální doba vázání 300 milisekund. Jestliže se jiná řídicí stanice pokouší vyslat rámec na danou podřízenou stanici, když je tato podřízená stanice vázaná, tak se jí to nepovede. Řešením může být, že tato jiná řídicí stanice zopakuje svůj pokus o něco později.

Přístup by však měl proveditelný co možná nejrychleji jak v situacích, kdy je podřízená stanice vázaná nebo kdy není vázaná. V tomto ohledu je zřejmé, že i při uvolnění vázání může být přístup jiné řídicí stanice dočasně zablokovaný, např. proto, že přijímací vyrovnávací paměť podřízené stanice je ještě zaplněná předtím přijatou zprávou. Jiné, méně časté důvody takového zablokování mohou být elektrické interference a dočasné poruchy.

Vynález si proto klade mimo jiné za úkol umožnit komunikaci ve sběrnicovém systému výše popsaného druhu, kde by řídicí stanice mohla mít co možná nejrychlejší přístup na podřízenou stanici, a to jak v případě, kdy je podřízená stanice dočasně vázaná, tak i v případě, kdy je uvolněná z vázání.

-1 CZ 289034 B6

Podstata vynálezu

Uvedeného cíle je dosaženo způsobem jednokanálové komunikace ve vícestanicovém komunikačním sběmicovém systému, podporujícím pracovní protokol, v němž některé stanice pracují jako řídicí stanice a některé stanice pracují jako podřízené stanice, při němž se vysílají rámce dat mezi vysílacími stanicemi a přijímacími stanicemi, a na základě rozhodovacího procesu získává vysílací stanice, jíž je přiřazena nejvyšší priorita, kontrolu sběrnice a přístup na adresovanou stanici, a tato vysílací stanice zůstane jako jediná stanice, které je dovoleno dále pracovat jako řídicí stanice, přičemž jí adresovaná přijímací stanice pracuje jako podřízená stanice, jehož podstatou je, že stanice, pracující jako řídicí stanice, generuje konkrétně formátovanou zprávu, obsahující více rámců a zahrnující vázací signály pro vázání adresované stanice, která pracuje jako podřízená stanice, po dobu komunikace, nebo signály pro uvolňování vázání po ukončení komunikace, přičemž doba komunikace je určena počtem rámců, které zpráva obsahuje, takže po vytvoření spojení mezi řídicí stanicí a adresovanou podřízenou stanicí je jiná řídicí stanice, která mezitím získala kontrolu sběrnice, blokována alespoň předem určeným způsobem proti přístupu na vázanou podřízenou stanici, přičemž po potvrzení adresy podřízenou stanicí řídicí stanice vyšle konkrétně formátovanou zprávu, přičemž jiná řídicí stanice, která se mezitím pokouší o spojení s adresovanou podřízenou stanicí, vykonává detekci, zda je podřízená stanice blokována, a po detekci této skutečnosti vykoná první sekvenci opakovaných pokusů o spojení při první frekvenci a s kombinovanou časovou délkou sekvence, která je kratší, než je standardní maximální časová délka pro dobu komunikace mezi stanicemi, a poté vykoná druhou sekvenci opakovaných pokusů s druhou frekvencí, která je nižší než první frekvence, a s kombinovanou časovou délkou delší než je standardní maximální časová délka pro dobu komunikace mezi stanicemi.

Uvedená jiná řídicí stanice může při detekování blokovaného stavu podřízené stanice vykonávat první sekvenci relativně častých opakovaných pokusů o komunikaci v kombinované časové délce sekvence, která je podstatně kratší než je standardní maximální hodnota uvedené doby, a po níž následuje druhá sekvence relativně méně častých opakovaných pokusů o komunikaci v kombinované časové délce, která je delší než je standardní maximální hodnota uvedené doby. Prvními, relativně častými pokusy může krátký poruchový stav pouze málo zdržet přístup na podřízenou stanici bez ohledu na to, zda je stanice vázaná nebo není-li vázaná. Druhými, relativně málo častými pokusy, se stane přístup opět možný poté, co vázání bylo ukončeno. I když došlo k dočasnému poruchovému (chybovému) stavu, relativně dlouhý interval mezi po sobě následujícími prvky druhé sekvence zruší korelaci se stejnou chybou (poruchou) při následujících pokusech druhé sekvence. Dojde ke kompromisu mezi častějšími pokusy, které zlepšují výkon, a méně častými pokusy, které zjednodušují postup a snižují zatížení komunikační sběrnice a připojených stanic.

Při detekci nepotvrzení adresy adresované podřízené stanice, s níž se jiná řídicí stanice pokouší vejít ve spojení, může podle výhodného provedení způsobu podle vynálezu jiná řídicí stanice vykonávat před upuštěním pokusu o spojení třetí sekvenci kvaziokamžitých pokusů o adresování podřízené stanice, přičemž pouze v případě detekce potvrzení uvedené adresy dojde k přístupu na uvedenou podřízenou stanici. V určitých situacích podřízená stanice nepotvrdí svoji adresu jen pro nějaký velmi krátkodobě platný důvod. Jiný důvod nepotvrzení může být to, že stanice je skutečně nepřítomná. V obou případech kvaziokamžitý opakovaný pokus na úrovni adresy podřízené stanice dále uiychlí celkovou operaci, i když důvody takového urychlení jsou různé. V prvním případě může důvod rychle pominout, takže přístup se stane úspěšný. Ve druhém případě se může řídicí stanice obrátit jinam.

Podle dalšího znaku způsobu podle vynálezu obsahuje nejméně jedna z uvedených prvních a uvedených druhých sekvencí nejméně tři po sobě jdoucí pokusy.

-2CZ 289034 B6

Komunikační protokoly na sběrnici jsou při výhodném provedení způsobu podle vynálezu v souladu s protokoly D2B.

Vynález dále navrhuje zařízení pro vícestanicový jednokanálový sběmicový komunikační systém, pro provádění výše uvedeného způsobu, obsahující stanice, které mohou pracovat jako řídicí stanice a stanice, které mohou pracovat jako podřízené stanice, komunikační sběrnici, a rozhodovací prostředky pro provádění rozhodovacího procesu, na jehož základě získává vysílací stanice, jíž je přiřazena nejvyšší priorita, kontrolu sběrnice aje jí dovolováno jako jediné dále pracovat jako řídicí stanice, přičemž jí adresovaná přijímací stanice pracuje jako podřízená stanice, přičemž podstata zařízení spočívá vtom, že stanice, pracující jako řídicí stanice, obsahuje formátovací prostředky pro generování konkrétně formátované zprávy, obsahující více rámců a zahrnující vázací signály pro vázání adresované stanice, která pracuje jako podřízená stanice, po dobu komunikace, nebo signály pro uvolňování vázání po ukončení komunikace, přičemž doba komunikace je určena počtem rámců, které zpráva obsahuje, takže po vytvoření spojení mezi řídicí stanicí a adresovanou podřízenou stanicí je jiná řídicí stanice blokována alespoň předem určeným způsobem proti přístupu na vázanou podřízenou stanici, a dále obsahuje vysílací prostředky konkrétně formátované zprávy, a detekční a počítací prostředky pro detekci, že je adresovaná podřízená stanice blokována, a prostředky pro vykonávání první sekvence- opakovaných pokusů o spojení s adresovanou podřízenou stanicí při první frekvenci a s kombinovanou časovou délkou sekvence, která je kratší, než je standardní maximální časová délka pro dobu komunikace mezi stanicemi, a pro vykonávání druhé sekvence opakovaných pokusů s druhou frekvencí, která je nižší než první frekvence, a s kombinovanou časovou délkou delší než je standardní maximální časová délka pro dobu komunikace mezi stanicemi.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález je blíže vysvětlen v následujícím popisu na příkladech provedení s odvoláním na připojené výkresy, ve kterých znázorňuje obr. 1 schéma jednokanálového komunikačního sběmicového systému, obr. 2 grafické vyjádření struktury komunikační operace, obr. 3 blokové schéma obvodu rozhraní, obr. 4 vývojový diagram postupu opakovaných pokusů, obr. 5 vývojový diagram postupu uvolňování vázání, obr. 6 vývojový diagram druhého uvolňování vázání a obr. 7 vývojový diagram zlepšeného postupu opakovaného pokusu.

Příklady provedení vynálezu

Obr. 1 znázorňuje schéma jednokanálového sběmicového komunikačního systému, kde provoz sběrnice je v souladu s komunikačními protokoly D2B (Domestic Digital Bus - Domácí číslicová sběrnice), jak jsou specifikovány v normě Standard IEC 1030, publikované Intemational Electrotechnical Committee. Ženeva. Švýcarsko. Vedení 20 představuje kanál, například zkroucený pár vodičů. Systém obsahuje tři stanice 22, 23, 24, z nichž každá obsahuje příslušný obvod rozhraní 28, 30, 32. Stanice mohou být různě složité. Přístroje tohoto druhu mohou být jednoduché nebo složité, např. televizí přijímač, pračka, mikrovlnná trouba, centrální časovač, čidlo měření okolní teploty okolí a slunečního záření, osvětlovací (sub)systém. Některé přístroje budou působit vůči sběrnici jako řídicí stanice a jiné jako podřízená stanice. Některé stanice působí jako vysílače dat, jiné jako přijímače. Dále popisované činnosti se odehrávají v komunikačním sběmicovém systému a provádí se pomocí obvodů rozhraní.

Nejprve bude popsán protokol sběrnice. Obr. 2 ukazuje strukturu komunikační operace na úrovni rámce. Obrázek ukazuje časovou osu jako meandrovitou čáru 40, přičemž se předpokládá, že podél této osy k sobě přiléhají jednotlivé bitové buňky. Na obrázku je vyznačen startovací bit 42, dále indikace 44 režimu (módu), udávající bitovou rychlost, s níž se pak mají přenášet data, přičemž tato indikace obsahuje nejvýše 3 bity. Byl definován omezený počet standardizovaných

-3CZ 289034 B6 přenosových frekvencí. Dále je na obr. 2 vyznačena adresa 46 příslušné řídicí stanice, sestávající z 12 bitů, po nichž následuje paritní bit P. Rozhodovací proces (arbitration; arbítrační proces, při němž jak známo různé řídicí stanice soutěží o ovládnutí rámce pro použití pro dopravu jejich vlastní zprávy) se provádí podle indikace módu a adresy řídicí stanice. Pokud jde o volbu módu, zvítězí (tj. bude vybrán) nejnižší (=nejpomalejší) mód. Pokud jde o adresy, zvítězí stanice s nej vyšší prioritou. Indikace módu a adresa řídicí stanice dohromady představují signál priority.

Po vyslání adresy řídicí stanice zůstane pouze jedna řídicí stanice. Tato stanice pak vyšle adresu podřízené stanice 48. Tato adresa se skládá z 12 adresových bitů, jednoho paritního bitu P a místa pro potvrzovací bit adresy A. Jestliže podřízená stanice rozpozná svoji adresu, vyšle potvrzovací bit adresy v bloku A. Jestliže se tento posledně uvedený bit nepřijme, je hledaná podřízená stanice buď nepřítomná, nebo nepracuje, anebo adresa nemá správnou paritu.

V takovém případě je rámec znázorněný na obr. 2 ihned ukončen. Je-li potvrzení podřízenou stanicí správné, řídicí stanice vyšle řídicí signál 50. Tento signál se skládá ze čtyř řídicích bitů, jednoho paritního bitu P a místa pro potvrzovací bit A. Zpracování bitů P a A je shodné se zpracováním v případě adresy podřízené stanice. Jestliže se potvrzovací bit neobjeví, rámec se přímo ukončí. Je-li potvrzení podřízenou stanicí správné, vyšle se datový bajt (byte - dále: bajt) 52.

Datový bajt obsahuje 8 bitů, signalizaci posledního datového bajtu (EOD), jeden paritní bit P a místo pro potvrzovací bit A. Signalizace EOD udává, zda vysílací stanice považuje příslušný bajt jako poslední nebo jako jiný než poslední bajt zprávy. Délka rámce má v módu (režimu) 0 nejvýše 2 bajty, v módu 1 má do 32 bajtů (z řídicí stanice) nebo 16 bajtů (z podřízené stanice) a v módu 2 má do 128 bajtů (zřídící stanice) nebo 64 bajtů (z podřízené stanice). Připouští se však i kratší zprávy. Paritní bit P se určuje také na základě bitu EOD. Nepřijetí potvrzovacího bitu dat může mít mnoho různých příčin. Může být způsobeno chybou parity, deaktivovanou podřízenou stanicí z důvodu přijetí řídicího signálu 50, nebo tím, že podřízená stanice není schopna přijmout a uložit ve vyrovnávací paměti datový bajt, např. proto, že zpracování dat trvá příliš dlouho. Ve všech těchto případech je řídicí stanice přepnuta do stavu opakování.

V tomto stavu se příslušný datový bajt, včetně bitů EOD, P, A, opakuje až do doby, než se nakonec přijme potvrzovací bit dat. Jestliže příslušný datový bajt nebyl posledním bajtem, od stavu opakování se ustoupí a vyšle se další datový bajt (např. 54). Pokud však šlo o poslední bajt, rámec a zpráva se ukončí. Následně pak může začít nová zpráva/rámec. Při každém vyslání datového bajtu se inkrementuje poloha čítače (zvýší se načítaná hodnota o jednotku). Jakmile čítač dosáhne nejvyšší délky rámce, nebo když je zpráva dokončena, indikuje se poslední datový bajt (přítomnost první z obou mezí je rozhodující). Rámec se ukončí po posledním bajtu. Jestliže potvrzovací bit dat není řádně přijat po posledním bajtu, poslední bajt se bude opakovat až do té doby, dokud se vejde do definované délky rámce.

Pokud vysílání zprávy nebylo dokončeno do okamžiku dosažení maximální délky rámce, znamená to, že se přenos rámce nezdařil a musí být jako celek vysílán znovu. Normálně se v tomto ohledu používá vázací mechanismus, takže příslušná podřízená stanice zůstane rezervována pro daný aktuální přenos. To bude podrobně popsáno dále. Podle tohoto vázacího mechanismu může mezitím jiná řídicí stanice s vyšší prioritou získat výhradní právo na obsazení sběrnice, ale nemůže získat přístup k podřízené stanici, která byla vázána. Tato organizace zjednodušuje postupy v podřízené stanici.

Jsou však možné i další organizace. Řídicí stanice může nastavovat nebo znovu nastavovat (resetovat) příznak vázání na podřízené stanici pomocí daného řídicího signálu, čímž dává pokyn podřízené stanici, aby poslouchala pouze příslušnou řídicí stanici. Vázání podřízené stanice se uvolní řídicí stanicí tím, že řídicí stanice vyšle jednobajtový datový rámec, obsahující uvolňovací nebo odblokovací povel. Příznak vázání se nastaví nebo znovunastaví podřízenou stanicí poté, co nejméně 1 bajt odpovídajícího rámce byl správě odvysílán/přenesen. Příznak vázání by měl být

-4CZ 289034 B6 nastaven nebo znovu nastaven podřízenou stanicí poté, co byla správně vyslán alespoň 1 bajt přiřazeného rámce.

Potvrzovací bit adresy podřízené stanice se nevydá, jestliže: - podřízená stanice je nepřítomná, podřízená stanice nemůže zvládnout mód (rychlost) rámce vyskytne se chyba parity v adrese řídicí stanice a/nebo adrese podřízené stanice, časování je nesprávné, což způsobuje chyby sběrnice, takže se objevují chyby synchronizace nebo parity.

řídicí stanice reaguje na negativní bity potvrzení adresy:

opakováním rámce, popřípadě při nižším módu, dotazem na stav příslušné podřízené stanice v módu 0 (popřípadě opakovaně). Nejvyšší mód, v němž může pracovat podřízená stanice, je mód odvozený od stavu. Následně je zpráva opakovaná v nejvyšším proveditelném módu.

Jestliže se vysílání opakovaně zastavuje na negativním bitu potvrzení adresy podřízené stanice, musí se učinit závěr, že podřízená stanice je nepřítomná. V takovém případě není další opakování účelné.

Bit potvrzení řízení se nevydá v případě:

chyby parity chyby časování neschopnosti podřízené stanice vykonat žádanou funkci.

V prvním případě může řídicí stanice odpovědět opakováním zprávy. Jestliže ani pak není přijat bit potvrzení řízení, požádá se řídicí stanice z podřízené stanice, aby určila, proč neobdržela tento potvrzovací bit.

Negativní potvrzovací bit dat je způsoben:

chybou parity chybou časování zaplněním vyrovnávací paměti přijímače.

V případě chyby parity nebo zaplnění vyrovnávací paměti přijímače se tento bajt bude opakovat, co nejdéle, až do okamžiku, kdy se buď potvrdí bajt, anebo se vyčerpá délka rámce. Jestliže bajt nebyl vyslán v průběhu rámce, celý rámec se znovu vysílá.

Jsou definovány tyto řídicí signály:

HEX 0 (0000): čti stav obvodu rozhraní podřízené stanice. Jestliže po této činnosti nenásleduje signál potvrzení, znamená to, že obvod rozhraní podřízené stanice má poruchu. Je však možné provést opakování. Obdrží-li se správný bit potvrzení, podřízená stanice následně vydá na výstupu datový bajt, který uvádí její stav.

-5CZ 289034 B6

HEX 2 (0010): čti stav a použij signál vázání pro podřízenou stanici. Je-li podřízená stanice vázána jinou řídicí stanicí, tato okolnost se signalizuje v datovém bajtu. Žádající řídicí stanice musí opakovat pokus.

HEX 3 (0011): čti data a použij signál vázání pro podřízenou stanici. Neobdrží-li se žádná odpověď, stav se prověřuje, což je specifikováno následovně:

bit 0 = 0; vyrovnávací paměť vysílače podřízené stanice je prázdná, což je signalizováno řídícímu systému;

bit 2 = 1; tj. podřízená stanice je vázána jinou stanicí a řídicí systém přijímá pokyn k provedení dalšího pokusu;

bit 4 = 0; tj. podřízená stanice nemůže přenášet data, což je signalizováno do řídícího systému.

Ve všech ostatních případech pro bity 0, 2, 4 se začne nový rámec se stejným řídicím kódem.

HEX 4 (0100): čti dvě řádově nejméně významné tetrády adresy, kníž je podřízená stanice vázána. Jestliže podřízená stanice není vázána, tato skutečnost se signalizuje do řídicího systému řídicí stanice pomocí bitu negativního potvrzení.

HEX 5 (0101): detto pro řádově nej významnější tetrádu.

HEX 6 (0110): čti stav podřízené stanice a zruš vázání. Jestliže je podřízená stanice vázána jinou řídicí stanicí, signalizuje se to bitem negativního potvrzení, a řídicí zastaví své pokusy.

HEX 7 (0111): čti data a uvolni (zruš) vázání. Kromě pro případ uvolňování vázání odpovídá tento kód kódu 0011.

HEX 8 (1000): zapiš požadavek na obsazení; vznikne-li bit negativního potvrzení, provede se dotaz ohledně vlastností/stavu podřízené stanice. Ten se pak interpretuje takto:

bit 1 = 1; vyrovnávací paměť přijímače podřízené stanice není prázdná, signalizuj do řídicího systému řídicí stanice.

bit 2= kviz výše bit 3 = 0: podřízená stanice nemá paměť, což znamená, že podřízená stanice není schopna odpovědět na dotazy o vlastnostech/stavu.

Jestliže ani jeden ze tří bitů nepřinese výsledek, provede se nový pokus.

HEX A (1010): zapiš příkaz a proveď vázání. Pak se čte stav, a v případě bitu negativního potvrzení se to interpretuje takto:

bity 1,2 stejně jako výše; jestliže žádný z těchto bitů nepřinese výsledek, provede se nový pokus.

HEX B (1011): zapiš data a proveď vázání. Poté se čte stav, jde-li o případ bitu negativního potvrzení; interpretace je stejná jako u HEX A.

HEX Ε (1110): zapiš příkaz a uvolni vázání; zbytek je shodný s A.

HEX F (1111): zapiš data a uvolni vázání, zbytek je shodný s A.

-6CZ 289034 Β6

Na konci každého rámce kontroluje podřízená stanice nebo řídicí stanice, zda všechny nezbytné bajty byly odeslány. Není-li tomu tak, řídicí stanice začne nový rámec a vysílající stanice uloží zbývající bajty do lokální vyrovnávací paměti vysílače.

Obr. 3 zobrazuje obvod rozhraní. Obvod 60 se skládá z následujících spojů, ve směru hodinových ručiček od oscilátoru (6 MHz): napájení VCC, uzemnění GND, kontroly řídícího testu, 8 datových bitů pro místní řídicí systém, se synchronizačním kolíkem (impulsu volby) DS, řízení záznamu/čtení R/W, volby mezi adresou a daty (A/D), signálu přerušení Int, tří předem nastavených adresových bitů (A0, Al, A2), dvou vedení pro data na úrovni TTL a zkrouceného páru vodičů pro jednokanálovou komunikaci (D2B), jak bylo vysvětleno výše. Prvek 62 se skládá z hodin a řídicích komponent pro znovunastavení obvodu v případě, že se objeví napětí (POR = Power on Reset, napětí při znovunastavení). Signál čip připraven, signál POR a signály hodin 0P, IP pocházejí odsud. Signál čip připraven” indikuje, že obvod po připojení napětí a znovunastavení je opět provozuschopný.

Blok 64 je obvod pro filtrování, detekci a řízení signálu na vedení D2B a TTL. Datové obsahy signálů na D2B a TTL jsou shodné, s výjimkou následujících elektrických rozdílů: TTL je jednosměrný oproti D2B, který je dvojsměmý, a napěťové úrovně se liší. Po vedení 65 se přenáší bity na úrovni TTL. V bloku 66 probíhá převod mezi bity vedení a logickými bity. Bloky 67 představují dva jednosměrné blokovací obvody mezi bloky 66 a 68. Vedení 69 přenáší signál pro aktivaci dalšího bitu. Blok 68 představuje jádro obvodu rozhraní. Tvoří se v něm paritní bity, detekují se potvrzovací bity a analyzují se různé řídící a stavové bity nebo se popřípadě ukládají pro dotazování. Dále se vyměňuje informace s řídicím systémem a zajišťuje se interakce s vyrovnávací pamětí RAM 70. Vyrovnávací paměť 70 má datovou šířku 8 bitů. Počet bajtů se stanovuje podle aplikace. Adresy se objevují na vedení 7L Blok 72 je datovým hradlem se šířkou 8 bitů k propojení s neznázoměným místním řídicím systémem. Signály módů 0P, IP jsou sekundárními hodinovými signály o stejné frekvenci jako 0P a IP, nebo mají frekvenci, která je čtyřikrát nižší, v závislosti na provozovaném módu na externí sběrnici D2B. Vedení 76 řídí přepínání hodin na bitovou úroveň pro různé délky bitů, která nemusí být shodné pro spouštěcí bit, bity módu/adresy/řízení a datové bity. Vedení 75 má stejnou funkci na úrovni rámce. Vedení 77 je aktivační vedení (EN). Vedení 78 a 79 zajišťují synchronizační spojení pro výměnu dat (handshake).

V jednoduchém provedení se obvod hodí pro použití v módu 0 a 1. Kromě toho se hodí jak pro operaci jako řídicí stanice, jakož i pro operaci jako podřízená stanice. Obvod se inicializuje po signálu znovunastavení (power-on-reset, POR). Mikroprocesor může učinit adresu obvodu dostupnou pro obvod rozhraní zavedením do určitých volně dostupných registrů. Dále se nastavují některé příznakové bity, které udávají kapacitu aplikace (jestliže je k dispozici lokální paměť a podřízená stanice může také pracovat jako vysílač). Signál POR též generuje signál přerušení pro místní řídicí systém. Stav sběrnice obvodu na straně podřízené stanice je uložen do stavového registru podřízené stanice. Je-li obvod vázán jinou stanicí, pak se adresa této stanice uloží v registru vázacích adres. Aby se obvod aktivoval jako řídicí stanice, ovládací obvod aplikace by měl poskytnout tyto informace:

adresu podřízené stanice, řídicí kód a, v případě zápisové operace, datové bajty určené k přenosu, aby se mohly vložit do vyrovnávací paměti řídicí stanice, signál módu, udávající mód vedení, který má být použit, který je se signálem dotazu na řídicí stanici uložen do registru příkazů řídicí stanice.

Stanice pak inicializuje zprávu a podílí se v případě potřeby na příslušném rozhodovacím procesu (arbitration). Když rámec skončí po získání pozitivního výsledku rozhodovacího

-7CZ 289034 B6 procesu, vydá se signál přerušení pro místní řídicí systém (INT). Místní řídicí systém pak následně přečte důvod signálu přerušení v registru přerušení (přerušení řídicí stanice, přerušení vysílače podřízené stanice nebo přerušení přijímače podřízené stanice). Registr stavu řídicí stanice obsahuje počet bitů pozitivního potvrzení a udává, zda byla zpráva úspěšná. Funguje tedy jako čítač. Navíc po signálu přerušení při čtecí operaci obsahuje vyrovnávací paměť řídicí stanice přijatá data. Registr přerušení se znovu nastaví poté, co byl jeho obsah přečten. To se provede explicitní operací zápisu do příslušného registru.

Prakticky stejné operace se provádí pro funkci podřízeného přijímače. Počet bitů pozitivního potvrzení se pak uloží v registru podřízeného přijímače. Po přečtení vyrovnávací paměti přijímače podřízené stanice se registr příkazů podřízeného přijímače naplní informací 00 (HEX).

Obr. 4 je vývojový diagram opakovaného pokusu (retry) prováděného řídicí stanicí. V tomto zobrazení je maximální délka doby vázání 300 milisekund. Blok 100 představuje počátek vysílacího postupu, což znamená, že příslušná stanice ví, která data má přenést a na kterou podřízenou stanici. Postup se může rovněž vztahovat úplně nebo částečně k situaci, kdy by podřízená stanice byla vysílače. V bloku 102 se parametr opakovaného pokusu opět nastaví na nulu. V bloku 104 řídicí stanice provede vyslání rámce, které může obsahovat rozhodovací proces (arbitration). Pro vstup do bloku 106 se předpokládá, že jak inicializování, tak i rozhodovací proces (arbitration) pro příslušný rámec byly pro řídicí stanici úspěšné. V bloku 106 se zkouší, zda podřízená stanice vyšle pozitivní potvrzení při přijetí její vlastní adresy a při řídicím kódu CC, přičemž řídicí kód udává, že řídicí stanice žádá od podřízené konkrétní aktivitu.

Je mnoho možností, z nichž jednou je že řídicí kód bude pouze žádat, aby podřízená stanice nahlásila svůj stav aktivity, který by nekolidoval s aktivitami, které představují samotný stav vázání. Jiný řídicí kód by mohl žádat rozsáhlou výměnu dat, která by nebyla dovolena s vázanou podřízenou stanicí. Jestliže je potvrzení pozitivní, systém přejde do bloku 108, v němž se provádí operace, které se nakonec dokončí. Jestliže blok 106 vydá negativní potvrzení, prověřuje se parametr opakování pokusu v bloku 110. Je-li hodnota pod 3, blok 116 krátkou dobu vyčká a v bloku 120 se zvýší (inkrementuje) parametr. Smyčka bloků 104, 106. 110. 116, 120 oběhne nejvýše třikrát. Dosáhne-li parametr hodnoty 3, systém přejde do bloků 112. 118, které realizují delší dobu čekání. I tato posledně jmenovaná smyčka se nechá oběhnout nejvýše třikrát. Jestliže hodnota parametru nakonec dosáhne 6, systém připustí selhání a vrátí se do výstupního bloku 114. Celkový čas na provedení postupuje asi 324 milisekund.

Existují tedy tri relevantní kategorie poruchových stavů. Prvním poruchovým stavem je dočasná porucha vysílače, např. elektrické rušení. Neexistuje žádné pravidlo časování, neboť tato chyba trvá velmi krátkou dobu. Druhou chybou (poruchovým stavem) je, že vyrovnávací paměť podřízeného přijímače je zaplněná. Pravidlem časování je, že podřízená stanice musí obsloužit čip své přijímací vyrovnávací paměti do 25 milisekund. Řídicí stanice musí opakovat vysílání třikrát s alespoň 8 milisekundovým přerušením, neboť 3x8 milisekund plus čas vysílání přidružených rámců je delší než 25 milisekund. Třetím poruchovým stavem je, že podřízená stanice je vázána jinou řídicí stanicí. Pravidlem časování je, že žádná řídicí stanici nesmí držet podřízenou stanici vázanou déle než 300 milisekund. V případě poruchy by podřízená měla sama sebe uvolnit z vázání po 300 milisekundách.

Kromě toho existuje postup pro podřízenou stanici, aby se sama uvolnila z vázání v případě, že řídicí stanice v důsledku vnitřní chyby neuvolní vázání podřízené stanice, což je zobrazeno na obr. 5 a 6. Vývojový diagram na obr. 5 začíná v bloku 130 po přijetí rámce. V bloku 132 se potom rámec přítomný v přijímací vyrovnávací paměti okopíruje do místního zpracovací zařízení stanice. V bloku 134 se detekuje, zda rámec takto získaný obsahuje kód uvolnění z vázání. Jestliže rámec obsahuje signalizaci uvolnění z vázání (Y), časování se v bloku 136 zastaví. Jestliže signalizace odblokování není nalezena (N), v bloku 138 se znovu nastartuje časování. Při

-8CZ 289034 B6 této konkrétní organizaci každý rámec zahrnuje buď uvolnění z vázání (= poslední rámec), nebo vázání (= jiný než poslední rámec). V obou případech se zpracuje rámec nebo zpráva v bloku 140. V bloku 142 je postup ukončen. Na obr. 6 je znázorněn postup samočinného uvolnění z vázání. V bloku 144 se detekuje uplynutí časování pro uvolnění z vázání po 300 milisekundách. V bloku 146 je podřízená stanice skutečně uvolněna z vázání. V bloku 148 postup končí. Je samozřejmé, že řídicí stanice, která o tom neví, může při dalším rámci ještě neukončené zprávy příslušnou podřízenou stanici znovu vázat.

Obr. 7 je vývojovým diagramem postupu opětovného pokusu (retry), který je propracovanější oproti obr. 4. Odpovídající bloky jsou označeny stejně. Rozdíly jsou následující. V bloku 101 jsou oba parametry opakovaného pokusu Retry a Retry 1 znovunastaveny na nulu, z nichž první již byl vysvětlen v souvislosti s obr. 4. V bloku 103 se zkouší, zda podřízená stanice vysílá pozitivní potvrzení pokud jde o její vlastní adresu. Jestliže se toto potvrzení neobdrží, řídící stanice v bloku 109 provede test hodnoty parametru Retry 1. Jestliže byl přenos proveden méně než třikrát, v bloku 113 se hodnota parametru Retry 1 zvýší o 1, čímž se systém vrátí do bloku 104. Jestliže parametr Retry 1 dosáhne hodnoty 3 systém vystupuje do bloku 111 a řídicí stanice musí sama sebe nasměrovat na jiné operace. Smyčka takto popsaná se realizuje kvaziokamžitě. To znamená, že její doba cykluje zjevně kratší než je doba cyklu další pomalejší smyčky, jejíž doba cyklu je v podstatě určena blokem 116. Zpoždění je řádově mikrosekundové, ale i hodnota několika milisekund může být přiměřená.

Je-li v bloku 103 test pozitivní, pak se v bloku 105 parametr Retry 1 znovunastaví na nulu. Tímto opatřením se předejde náhlému ukončení pokusu, jestliže po třech probězích přes blok 113 a následném úspěšném pokusu v bloku 113 ještě jednou náhodně selže potvrzení adresy podřízené stanice. Při určitých provedeních však může být blok 105 vypuštěn. V bloku 107 se provádí test na řídicí kód CC. V případě obou možných výsledků systém postupuje dál jako podle obr. 4.

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims (4)

1. Způsob jednokanálové komunikace ve vícestanicovém komunikačním sběmicovém systému, podporujícím pracovní protokol, v němž některé stanice pracují jako řídicí stanice a některé stanice pracují jako podřízené stanice, při němž se vysílají rámce dat mezi vysílacími stanicemi a přijímacími stanicemi, a na základě rozhodovacího procesu získává vysílací stanice, jíž je přiřazena nejvyšší priorita, kontrolu sběrnice a přístup na adresovanou stanici, a tato vysílací stanice zůstane jako jediná stanice, které je dovoleno dále pracovat jako řídicí stanice, přičemž jí adresovaná přijímací stanice pracuje jako podřízená stanice, vyznačený tím, že stanice, pracující jako řídicí stanice, generuje konkrétně formátovanou zprávu, obsahující více rámců a zahrnující vázací signály pro vázání adresované stanice, která pracuje jako podřízená stanice, po dobu komunikace, nebo signály pro uvolňování vázání po ukončení komunikace, přičemž doba komunikace je určena počtem rámců, které zpráva obsahuje, takže po vytvoření spojení mezi řídicí stanicí a adresovanou podřízenou stanicí je jiná řídicí stanice, která mezitím získala kontrolu sběrnice, blokována alespoň předem určeným způsobem proti přístupu na vázanou podřízenou stanici, přičemž po potvrzení adresy podřízenou stanicí řídicí stanice vyšle konkrétně formátovanou zprávu, přičemž jiná řídicí stanice, která se mezitím pokouší o spojení s adresovanou podřízenou stanicí, vykonává detekci, zda je podřízená stanice blokována, a po detekci této skutečnosti vykoná první sekvenci opakovaných pokusů o spojení při první frekvenci a s kombinovanou časovou délkou sekvence, která je kratší, než je standardní maximální časová délka pro dobu komunikace mezi stanicemi, a poté vykoná druhou sekvenci opakovaných pokusů

-9CZ 289034 B6 s druhou frekvencí, která je nižší než první frekvence, a s kombinovanou časovou délkou delší než je standardní maximální časová délka pro dobu komunikace mezi stanicemi.

2. Způsob podle nároku 1, vyznačený tím, že při detekci nepotvrzení adresy

5 adresované podřízené stanice, s níž se jiná řídicí stanice pokouší vejít ve spojení, vykonává jiná řídicí stanice před upuštěním pokusu o spojení třetí sekvenci kvaziokamžitých pokusů o adresování podřízené stanice.

3. Způsob podle nároků 1 nebo 2, vyznačený tím, že nejméně jedna z uvedených ío prvních a uvedených druhých sekvencí obsahuje nejméně tři po sobě jdoucí pokusy.

4. Způsob podle kteréhokoli z nároků 1 až 3, vyznačený tím, že komunikační protokoly na sběrnici jsou v souladu s protokoly D2B.

15 5. Zařízení pro vícestanicový jednokanálový sběmicový komunikační systém, pro provádění způsobu podle kteréhokoli z nároků 1 až 4, obsahující stanice, které mohou pracovat jako řídicí stanice a stanice, které mohou pracovat jako podřízené stanice, komunikační sběrnici, a rozhodovací prostředky pro provádění rozhodovacího procesu, na jehož základě získává vysílací stanice, jíž je přiřazena nejvyšší priorita, kontrolu sběrnice a je jí dovolováno jako jediné 20 dále pracovat jako řídicí stanice, přičemž jí adresovaná přijímací stanice pracuje jako podřízená stanice, vyznačené tím, že stanice, pracující jako řídicí stanice, obsahuje formátovací prostředky pro generování konkrétně formátované zprávy, obsahující více rámců a zahrnující vázací signály pro vázání adresované stanice, která pracuje jako podřízená stanice, po dobu komunikace, nebo signály pro uvolňování vázání po ukončení komunikace, přičemž doba 25 komunikace je určena počtem rámců, které zpráva obsahuje, takže po vytvoření spojení mezi řídicí stanicí a adresovanou podřízenou stanicí je jiná řídicí stanice blokována alespoň předem určeným způsobem proti přístupu na vázanou podřízenou stanici, a dále obsahuje vysílací prostředky konkrétně formátované zprávy, a detekční a počítací prostředky pro detekci, že je adresovaná podřízená stanice blokována, a prostředky pro vykonávání první sekvence 30 opakovaných pokusů o spojení s adresovanou podřízenou stanicí při první frekvenci a s kombinovanou časovou délkou sekvence, která je kratší, než je standardní maximální časová délka pro dobu komunikace mezi stanicemi, a pro vykonávání druhé sekvence opakovaných pokusů s druhou frekvencí, která je nižší než první frekvence, a s kombinovanou časovou délkou delší než je standardní maximální časová délka pro dobu komunikace mezi stanicemi.