CZ289035B6 - 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. V syst mu se identifikuj ty zpr vy pro vys l n , u nich po et datov²ch bajt p°esahuje prvn maxim ln po et datov²ch bajt na r mec jako prvn maximum, a zpr vy se d l na d l zpr vy, tvo° c ka d odpov daj c datov² r mec p°i°azen² t to zpr v a maj c po et datov²ch bajt ni , ne je uveden prvn maximum. Vys laj c stanice, pracuj c jako ° dic stanice, form tuje datov²\

Description

Způsob jednokanálové komunikace ve vícestanicovém komunikačním sběrnicovém systému a zařízeni pro jeho provádění

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 vysílajícími 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 aje 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 nebo přijímat takovou zprávu z podřízené vysílací stanice, musí tak učinit formou sekvence rámců, které dohromady představují danou zprávu. V takovém případě se příslušné řídicí stanici často umožňuje udržovat adresovanou stanici ve stavu zablokovaném proti tomu, aby mohla být adresována jinými řídicími stanicemi mezi jednotlivými po sobě jdoucími rámci dané 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 tomto spisuje zvýšena spolehlivost přenosu tím, že přímo po úspěšném přijetí datových bajtů (bytů - dále v celém textu: bajtů) přijímací stanice odpovídá potvrzovacím bitem. Neobjeví-li se potvrzovací bit, vysílač bude opakovat příslušný datový bajt. Jestliže se potvrzovací bit neobjeví, vysílač bude dotyčný datový bajt. Potvrzovací bit může být nepřítomný (nepřichází) z různých důvodů, například proto, že vyrovnávací paměť na straně přijímače je plná, je chybná parita nebo dochází k elektrické interferenci. Postup vůči podřízené adrese a řízení potvrzování podřízenou stanicí je odlišný, ale jde o postup odlišné povahy, než jakého se týká vynález.

V záhlaví rámce jsou signál vázání a signál uvolnění vázání. To vede k postupu, kdy se vysílá poslední datový bajt zprávy spolu se signálem uvolnění vázání v samostatném rámci. Přídavný rámec působí další zatížení sběrnice, zejména v takových případech, kdy pravděpodobnost, že délka rámce by byla v daném případě přesáhnuta, je jen malá, takže potřeba vázání je řídká.

V případě relativně krátkých zpráv je proto možné vázání předcházet. To však vede k novému problému, a to, že přijímač dat může zpracovávat zprávu pouze tehdy, až byla přijata jako celek. Dokončení zprávy však může být zmařeno různými způsoby, jako když řídicí stanice s vyšší prioritou požaduje přístup na stejnou podřízenou stanici, a stále vyhrává rozhodovací proces (arbitrační proces - arbitration process, dále v celém textu: rozhodovací proces), i když by mohla být odmítnuta příslušnou podřízenou stanicí, protože tato je obsazená. Alternativně může být dovoleno řídicí stanici konverzovat (komunikovat) střídavě se dvěma řídicími stanicemi,

-1 CZ 289035 B6 avšak to klade velké nároky na software. Všechny tyto problémy samozřejmě se samozřejmě násobí s počtem řídicích stanic.

Podstata vynálezu

Vynález si proto klade mimo jiné za úkol umožnit přenos relativně krátkých zpráv v systému výše uvedeného druhu, v němž by nebyl vázací mechanismus potřebný, při současném udržování souvislosti úplné zprávy bez potřeby složitého zpracovávání dat v přijímači.

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, přičemž podstata způsobu spočívá v tom, že se v systému identifikují ty zprávy pro vysílání, u nichž počet datových bajtů přesahuje první maximální počet datových bajtů na rámec jako první maximum, a zprávy se dělí na dílčí zprávy, tvořící každá odpovídající datový rámec přiřazený této zprávě a mající počet datových bajtů nižší, než je uvedené první maximum, přičemž vysílací stanice, pracující jako řídicí stanice, formátuje datový rámec, takže obsahuje adresu adresované přijímací stanice, která pracuje jako podřízená stanice, a ovládací signály pro tuto adresovanou stanici, a má délku více časových úseků, z nichž každý časový úsek je k dispozici pro vysílání odpovídajícího datového bajtu z vysílací stanice na přijímací stanici, až po uvedený první maximální počet datových bajtů na rámec, přičemž každý časový úsek dále obsahuje, přídavně kjeho datovému bajtu, místo pro konkrétní potvrzovací bit z přijímací stanice, přičemž vysílací stanice vysílá formátovaný rámec, a v systému se počítají, při vysílání každého rámce, jak časové úseky rámce, tak i přijaté potvrzovací bity, přičemž na nepřítomnost jakéhokoli potvrzovacího bitu odpovídá vysílající řídicí stanice opakovaným vysíláním odpovídajícího datového bajtu, přičemž v případě, kdy počet časových úseků rámce dosáhne uvedené první maximum dříve, než počet přijatých potvrzovacích bitů dosáhl počet datových bajtů rámce, vysílací stanice signalizuje selhání přenosu rámce a nově vysílá obsah datového rámce, při ignorování předchozího úspěšného vysílání jakýchkoli datových bajtů tohoto rámce.

Důsledkem tohoto řešení je, že krátké zprávy jsou téměř vždy přijímány plné. Rámec, jehož přenos se nezdařil, se jednoduše opakuje, takže přijímač (obvykle podřízená stanice, přičemž se však vynález neomezuje na totožnost vysílače s řídicí stanicí) nemusí čekat na dokončení zprávy.

S výhodou uvedené dílčí zprávy mají, pro konkrétní dělenou zprávu, v podstatě stejné počty datových bajtů rámce. To zlepšuje statistické parametry přenosu.

Podle dalšího znaku vynálezu je uvedený počet datových bajtů rámce nanejvýše rovný druhému počtu datových bajtů jako druhému maximu, který je nižší, než uvedené první maximum.

S výhodou je maximální délka dílčí zprávy znatelně kratší, než je délka rámce, což zvyšuje pravděpodobnost úspěchu. Pokud délka zprávy přesahuje uvedené druhé maximum (menší než první maximum), takže se blíží k maximální délce rámce, dělí se s výhodou na dílčí zprávy. Je-li například mez rámce (první maximum) 32 bajtů, může se maximální (dílčí) délka zprávy (druhé maximum) omezit na hodnoty jako 16 bajtů, ale mohou se rovněž použít i jiné hodnoty, jako 20, 24 nebo 28. Není nutné, aby toto druhé maximum bylo v celém systému stejné. Může záviset na identitě přijímací stanice, na rozhodující povaze příslušné zprávy nebo na komplexních požadavcích na zpracovávání této zprávy, momentálním zatížení sběrnice nebo dalších parametrech.

-2CZ 289035 B6

Podle dalšího znaku vynálezu zahrnuje vysílání datového rámce ze stanice, pracující jako řídicí stanice, na stanici pracující jako podřízená stanice, vysílání signálu vázání a signálu uvolňování vázání, takže jiná stanice systému, které je poté umožňováno pracovat jako řídicí stanice, bude alespoň předem určeným způsobem blokována po dobu trvání vícerámcové zprávy proti přístupu na vázanou podřízenou stanici.

Podle výhodného provedení způsobu podle vynálezu jsou komunikační protokoly na sběrnici 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 a je jí dovolováno jako jediné dále pracovat jako řídicí stanice, přičemž jí adresovaná přijímací stanice pracuje jako podřízená stanice, jehož podstatou je, že zařízení obsahuje počítací prostředky pro identifikování těch zpráv pro vysílání, u nichž počet datových bajtů přesahuje první maximální počet datových bajtů jako první maximum, a dělení zpráv na dílčí zprávy, tvořících každá odpovídající datový rámec přiřazený této zprávě a mající počet datových bajtů nižší, než je uvedené první maximum, formátovací prostředky, na stanici pracující jako řídicí stanice, pro formátování datového rámce, takže obsahuje adresu přijímací stanice pracující jako podřízená stanice, a ovládací signály pro tuto adresovanou stanici, a má délku více časových úseků, z nichž každý časový úsek je k dispozici pro vysílání odpovídajícího datového bajtu z vysílací stanice na přijímací stanici, až po uvedený první maximální počet datových bajtů na rámec, přičemž každý časový úsek dále obsahuje, přídavně k jeho datovému bajtu, místo pro konkrétní potvrzovací bit z přijímací stanice, vysílací prostředky, na stanici pracující jako řídicí stanice, pro vysílání formátovaného rámce, a zařízení dále obsahuje počítací prostředky pro počítání, při vysílání každého rámce, jak časových úseků rámce, tak i přijatých potvrzovací bitů, a dále obsahuje na stanici, pracující jako řídicí stanice, prostředky pro opětovné vysílání, při nepřítomnosti jakéhokoli potvrzovacího bitu, odpovídajícího datového bajtu, a přičemž stanice, pracující jako řídicí stanice, obsahuje prostředky pro signalizaci a opakované vysílání, které jsou uzpůsobeny v případě, kdy počet časových úseků rámce dosáhne uvedené první maximum dříve, než počet přijatých potvrzovacích bitů dosáhl počet datových bajtů rámce, signalizovat selhání přenosu rámce a nově vysílat obsah datového rámce, při ignorování předchozího úspěšného vysílání jakýchkoli datových bajtů tohoto rámce.

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 práce vysílací stanice a obr. 5 vývojový diagram práce přijímací stanice.

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

-3CZ 289035 B6 obvod rozhraní 28, 30, 32. Stanice mohou být různě složité. Přístroje tohoto druhu mohou být jednoduché nebo složité, např. televizní 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 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; arbitrační 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 nejvyšší 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 není tento posledně uvedený bit přijat, 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 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 dokončena 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

-4CZ 289035 B6 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 řídícího 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 byla správně odvysílána/přenesena. Příznak vázání by měl být nastaven nebo znovu nastaven podřízenou stanicí poté, co byl 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 O (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.

- 5 CZ 289035 B6

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 správné potvrzení, podřízená stanice následně vydá na výstupu datový bajt, který uvádí její stav.

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

bit 2 = 1: viz 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.

-6CZ 289035 B6

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

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

Na konci každého rámce podřízená stanice nebo řídicí stanice kontroluje, 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 řídicího 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, AI, 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 OP, 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 řídicí 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 71. Blok 72 je datovým hradlem se šířkou 8 bitů k propojení s neznázoměným místním řídícím systémem. Signály módů OP, 1P jsou sekundárními hodinovými signály o stejné frekvenci jako OP 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

-7CZ 289035 B6 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 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 podřízené stanice jako 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 se předpokládá maximální délka zaváděného rámce 32 bajtů, bez doplňkových bitů jako je spouštěcí bit, bitů záhlaví, adresy řídicí stanice, adresy podřízené stanice, signalizace řízení podřízené stanice, atd. Maximální délka zprávy pro uvažovaný přenos bez vázání je mnohem kratší, např. 16 bajtů. Tato mez mimo jiné závisí na kapacitě vyrovnávací paměti přijímače: čím má vyrovnávací paměť přijímací stanice větší kapacitu, tím je pravděpodobnost úspěšného přenosu větší. V bloku 100 se provádí spouštění. V bloku 102 se inicializuje přenos zprávy. Jak je patrné z obrázku, zpráva se zavádí, rámec se podrobuje rozhodovacímu procesu (arbitration), čítač bajtů rámce se resetuje (znovunastaví) a čítač bajtů zprávy se resetuje (znovunastaví). Předpokládá se, že byl proveden rozhodovací proces (arbitration), daný vysílač zvítězil v rozhodovacím procesu a pracuje dále jako řídicí stanice, a že přijímač podřízené stanice reaguje správně na adresu podřízené stanice a signalizaci řízení podřízené stanice.

V bloku 104 se vysílá bajt, a odpovídá-li to situaci, signalizuje se konec zprávy. V bloku 106 se zvýší (inkrementuje) hodnota v čítači délky rámce. V bloku 108 se očekává následný příjem bitu potvrzení. Je-li negativní, v bloku 114 se zkouší naplnění délky rámce. Je-li výsledek NE, musí být poslední bajt vyslána ještě jednou a systém se vrací do bloku 104. Je-li výsledek ANO, znamená to, že se přenos zprávy nezdařil a zpráva musí být celá znovu odeslána a systém se proto vrátí do bloku 102. Je-li potvrzení pozitivní, v bloku 109 se inkrementuje stav čítače délky zprávy. V bloku 110 se zkouší dokončení zprávy. Je-li dokončena, odchází se ze systému do bloku 112. Jestliže zpráva ještě nebyla dokončena, systém postupuje do bloku blok £14. V praxi lze realizovat různé čekací limity, např. výstup ze systému, jestliže během určitého časového intervalu nedojdou žádné další bajty.

Kdyby vysílač byl podřízená stanice, pochody by byly zrcadlovými obrazy těch, jaké jsou zde znázorněny a popisovány.

Obr. 5 znázorňuje vývojový diagram přijímací stanice, který je do jisté míry zrcadlovým obrazem operace na obr. 5. Postup začíná v bloku 116 stejným způsobem, jak bylo popsáno u bloku 100 na obr. 5. V bloku 117 se čítač přijímacího rámce nastaví na nulu. V bloku 118 se

-8CZ 289035 B6 přijímá datový bajt. V bloku 120 se provádí kontrola správnosti příjmu, jako např. kontrola správnosti parity (také v bloku 121) a kontrola správnosti uložení ve vyrovnávací paměti přijímače. Je-li negativní, přijímací stanice v bloku 119 vyšle negativní potvrzení a postup se vrátí do bloku 118. Je-li pozitivní, z bloku 122 se vyšle potvrzovací bit. Řízení ukládání dat do vyrovnávací paměti přijímače, jako způsobem FIFO, není pro jednoduchost uvažováno.

Jestliže příjem nebyl správný a parita byla rovněž chybná, přijímač v bloku 124 detekuje, zda byl přijat konec zprávy. V bloku 123 se provádí detekce signalizace konce zprávy. Je-li negativní, postup se vrací do bloku 118. V bloku 124 se provádí detekce signálu konce zprávy. Je-li pozitivní, byla zpráva v celém rozsahu přijata a může se dále zpracovávat (blok 126). Je-li negativní, přenos (dílčí) zprávy nebyl úspěšný a systém se vrací do bloku 117, přičemž se ignoruje příjem jakéhokoli datového bajtu příslušného rámce. Systém byl zjednodušen tím, že přijímač zná maximální délku rámce (blok 123). Přechod z bloku 121 do bloku 124 obvykle signalizuje, že přijímací vyrovnávací paměť je zaplněná. V uvedeném postupu se tvorba dílčích zpráv obvykle provádí aplikačním procesem stanice, který zná maximální délku zpráv a dílčích zpráv, a formátuje je. Formátování zpráv samo o sobě se provádí obvyklým způsobem.

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims (6)

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 se v systému identifikují ty zprávy pro vysílání, u nichž počet datových bajtů přesahuje první maximální počet datových bajtů na rámec jako první maximum, a zprávy se dělí na dílčí zprávy, tvořící každá odpovídající datový rámec přiřazený této zprávě a mající počet datových bajtů nižší, než je uvedené první maximum, přičemž vysílací stanice, pracující jako řídicí stanice, formátuje datový rámec, takže obsahuje adresu adresované přijímací stanice, která pracuje jako podřízená stanice, a ovládací signály pro tuto adresovanou stanici, a má délku více časových úseků, z nichž každý časový úsek je k dispozici pro vysílání odpovídajícího datového bajtu z vysílací stanice na přijímací stanici, až po uvedený první maximální počet datových bajtů na rámec, přičemž každý časový úsek dále obsahuje, přídavně kjeho datovému bajtu, místo pro konkrétní potvrzovací bit z přijímací stanice, přičemž vysílací stanice vysílá formátovaný rámec, a v systému se počítají, při vysílání každého rámce, jak časové úseky rámce, tak i přijaté potvrzovací bity, přičemž na nepřítomnost jakéhokoli potvrzovacího bitu odpovídá vysílající řídicí stanice opakovaným vysíláním odpovídajícího datového bajtu, přičemž v případě, kdy počet časových úseků rámce dosáhne uvedené první maximum dříve, než počet přijatých potvrzovacích bitů dosáhl počet datových bajtů rámce, vysílací stanice signalizuje selhání přenosu rámce a nově vysílá obsah datového rámce, při ignorování předchozího úspěšného vysílání jakýchkoli datových bajtů tohoto rámce.

2. Způsob podle nároku 1, vyznačený tím, že uvedené dílčí zprávy mají, pro konkrétní dělenou zprávu, v podstatě stejné počty datových bajtů rámce.

-9CZ 289035 B6

3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačený tím, že uvedený počet datových bajtů rámce je nanejvýše rovný druhému počtu datových bajtů jako druhému maximu, který je nižší, než uvedené první maximum.

5 4. Způsob podle nároku 3, vyznačený tím, že jakákoli zpráva, u níž by počet datových bajtů uvedeného rámce přesáhl uvedené druhé maximum, se dělí na dílčí zprávy.

5. Způsob podle kteréhokoli z nároků laž4, vyznačený tím, že vysílání datového rámce ze stanice, pracující jako řídicí stanice, na stanici pracující jako podřízená stanice,

10 zahrnuje vysílání signálu vázání a signálu uvolňování vázání, takže jiná stanice systému, které je po té umožňováno pracovat jako řídicí stanice, bude alespoň předem určeným způsobem blokována po dobu trvání vícerámcové zprávy proti přístupu na vázanou podřízenou stanici.

6. Způsob podle kteréhokoli z nároků laž5, vyznačený tím, že komunikační

15 protokoly na sběrnici jsou v souladu s protokoly D2B.

7. Zařízení pro vícestanicový jednokanálový sběmicový komunikační systém, pro provádění způsobu podle kteréhokoli z nároků 1 až 6, obsahující stanice, které mohou pracovat jako řídicí stanice a stanice, které mohou pracovat jako podřízené stanice, komunikační sběrnici,

20 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, vyznačený tím, že zařízení obsahuje počítací prostředky pro identifikování těch zpráv pro vysílání, u nichž počet datových bajtů přesahuje první maximální počet datových bajtů 25 jako první maximum, a dělení zpráv na dílčí zprávy, tvořících každá odpovídající datový rámec přiřazený této zprávě a mající počet datových bajtů nižší, než je uvedené první maximum, formátovací prostředky, na stanici pracující jako řídicí stanice, pro formátování datového rámce, takže obsahuje adresu přijímací stanice pracující jako podřízená stanice, a ovládací signály pro tuto adresovanou stanici, a má délku více časových úseků, z nichž každý časový úsek je 30 k dispozici pro vysílání odpovídajícího datového bajtu z vysílací stanice na přijímací stanici, až po uvedený první maximální počet datových bajtů na rámec, přičemž každý časový úsek dále obsahuje, přídavně kjeho datovému bajtu, místo pro konkrétní potvrzovací bit z přijímací stanice, vysílací prostředky, na stanici pracující jako řídicí stanice, pro vysílání formátovaného rámce, a zařízení dále obsahuje počítací prostředky pro počítání, při vysílání každého rámce, jak 35 časových úseků rámce, tak i přijatých potvrzovací bitů, a dále obsahuje na stanici, pracující jako řídicí stanice, prostředky pro opětovné vysílání, při nepřítomnosti jakéhokoli potvrzovacího bitu, odpovídajícího datového bajtu, a přičemž stanice, pracující jako řídicí stanice, obsahuje prostředky pro signalizaci a opakované vysílání, které jsou uzpůsobeny v případě, kdy počet časových úseků rámce dosáhne uvedené první maximum dříve, než počet přijatých potvrzovacích 40 bitů dosáhl počet datových bajtů rámce, signalizovat selhání přenosu rámce a nově vysílat obsah datového rámce, při ignorování předchozího úspěšného vysílání jakýchkoli datových bajtů tohoto rámce.