DD278681A1

DD278681A1 - DATA TRANSFER METHOD IN LINIENFOERMIGEN, CENTRALIZED STRUCTURED DATA NETWORKS

Info

Publication number: DD278681A1
Application number: DD32377488A
Authority: DD
Inventors: Frank Geisler; Helmar Gruchmann; Wolfgang Duell
Original assignee: Berlin Treptow Veb K
Priority date: 1988-12-23
Filing date: 1988-12-23
Publication date: 1990-05-09

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Datenuebertragung in linienfoermigen, zentralisiert strukturierten Datennetzen. Anwendbar in zentralisiert strukturierten Datennetzen mit einem linienfoermigen, seriellen Bus und ausnahmslos intelligenten Stationen soll die Erfindung durch den Wegfall des Zeitaufwandes fuer die Uebergaben der Sendeberechtigungen innerhalb der Uebertragungszyklen die Uebertragungskapazitaet von Datenuebertragungseinrichtungen verbessern. Erreicht wird dies dadurch, dass vor der eigentlichen Datenuebertragung allen Unterstationen die Netzstruktur uebermittelt und bis zu deren Aktualisierung von saemtlichen Unterstationen abgespeichert wird und dass jeder Uebertragungszyklus nur durch ein einziges Anforderungstelegramm vollstaendig zum Ablauf gebracht wird, indem die Uebergaben der Sendeberechtigungen zur jeweils naechstfolgenden Unterstation nur durch das Erkennen der Vorgaengeradresse und des Steuerzeichens fuer die Beendigung des Uebertragungsvorgangs der Vorgaengerstation ausgeloest werden. Fig. 1The invention relates to a method for data transmission in linienfoermigen, centralized structured data networks. Applicable in centralized structured data networks with a linienfoermigen, serial bus and invariably intelligent stations to improve the transfer capacity of Datenuebertragungseinrichtungen the invention by eliminating the time required for the transfers of the transmission permissions within the transmission cycles. This is achieved by transmitting the network structure to all substations prior to the actual data transmission and storing them by all substations until their updating and that each transmission cycle is completely executed only by a single request telegram in that the transfers of the transmission authorizations to the respective next substation are only be triggered by recognizing the Vorgaengeradresse and the control character for the termination of the transmission process of Vorgaengerstation. Fig. 1

Description

Hierzu 5 Seiten ZeichnungenFor this 5 pages drawings

Field of application of the invention

Die Erfindung ist in Datennetzen mit zentralisierter Struktur anwendbar, die eine intelligente Leitstation (Masterstation) und eine beliebige Anzahl ausnahmslos intelligenter Unterstationen enthalten, wobei die Übertragung sämtlicher Adreß-, Steuer- und Informationsdaten im Halbdupiexverkehr bitseriell über einen seriellen Bus erfolgt, an den sämtliche Stationen linienförmig angeschlossen sind. Das Bussystem kann vollständig oder teilweise auch mit Lichtwellenleitern oder durch Funkverbindungen realisiert sein.The invention is applicable to centralized data networks including an intelligent master station and any number of intelligent sub-stations, where all of the address, control and information data in half-duplex traffic is bit serially transmitted over a serial bus to all the stations are connected in a line. The bus system can be completely or partially realized with optical fibers or by radio links.

Characteristic of the known state of the art

In Datennetzen für den Halbdupiexverkehr mit einem gemeinsamen, sämtlichen Stationen zur Verfügung stehenden Bussystem, ist eine fehlerfreie Datenübertragung nur möglich, wenn zu jedem beliebigen Zeitpunkt höchstens eine der an das Datennetz angeschlossenen Stationen als Datensender auftritt. Zur Gewährleistung dieser Forderung sind bereits zahlreicheIn data networks for Halbdupiexverkehr with a common, all stations available bus system, error-free data transmission is only possible if at any one time at most one of the connected to the data network stations occurs as a data transmitter. To ensure this demand are already numerous

Verfahren bekannt, die sich in zwei grundsätzliche Hauptrichtungen aufgliedern: deterministische und stochastische Verfahren. Die stochastischen Verfahren, von denen das bekannteste das CSMA/CD-Verfahren ist, betreffen einerseits dezentral strukturierte Datennetze und berühren andererseits auch in ihrer Wirkungsweise die vorliegende Erfindung nicht, so daß nachfolgend nur auf deterministische Verfahren Bezug genommen wird.Methods are known, which are divided into two main main directions: deterministic and stochastic methods. The stochastic methods, the most well-known of which is the CSMA / CD method, relate on the one hand to decentrally structured data networks and, on the other hand, also do not affect the mode of operation of the present invention, so that reference will hereinafter be made only to deterministic methods.

Einen grundlegenden Überblick über bekannte Verfahren geben die Fachbücher Löff ler, Helmut: Rechnerverbundsysteme, und Löffler, Helmut: Lokale Netze, beide Akademie-Verlag Berlin.The specialist books Löffler, Helmut: Computer Network Systems, and Löffler, Helmut: Local Networks, both Akademie-Verlag Berlin, provide a basic overview of known methods.

An deterministischen Verfahren, also an solchen, die den Datenverkehr in vorherbestimmbarer Reihenfolge ermöglichen, sind für zentralisierte Datennetze das Stationsauffif- (Stationsabfrage-) Verfahren und das Durchroicheverfahren (Daisy-chaining) und für dezentral strukturierte Datennetze das Tokenbusverfahren sowie verschiedene Verfahren mit Zeitschlitzzuteilung bekannt. Viele der bekannten Verfahren werden in Datennetzen mit intelligenten Stationen realisiert,.worunter beim gegenwärtigen Stand der Technik der Einsatz von Mikrorechneranordnungen verstanden werden soll. Das Stationsaufruf-Verfahren läuft prinzipiell nach folgendem Schema ab:For deterministic methods, ie those which allow the data traffic in a predeterminable order, centralized data networks are aware of station polling (station polling) and daisy-chaining and for decentralized data networks the token bus method as well as various time slot allocation methods. Many of the known methods are implemented in data networks with intelligent stations, which is to be understood in the current state of the art as the use of microcomputer arrangements. The station call procedure basically runs according to the following scheme:

- Aufruf Unterstation 1 durch die Leitstation mit Stationsadresse, Datentelegramm bzw. Befehl und anderes- Call substation 1 by the control station with station address, data telegram or command and other

- Quittierung durch Unterstation 1, Datentelegramm bzw. Meldungen und anderes- Acknowledgment by substation 1, data telegram or messages and other

- Aufruf Unterstation 2 durch die Leitstation...- call substation 2 by the control station ...

- Quittierung durch Unterstation 2... usw.- acknowledgment by substation 2 ... etc.

Bei diesem Verfahren wird also jede Unterstation, sofern die Leitstation von dort Daten oder Meldungen erwartet, von der Leitstation gesondert angesprochen. Damit erreicht man eine Synchronisation des gesamten Systems dergestalt, daß ein Senden von mehreren Stationen gleichzeitig sicher vermieden wird sowie eine hohe mögliche Varianz hinsichtlich unterschiedlicher Telegrammspezifika. Der Nachteil dieses Verfahrens liegt darin, daß durch die zwischendurch immer wieder sendende Leitotation ein relativ hoher Zeitaufwand bei Abfragen des gesamten Netzes entsteht. Sofern die Übertragung per Funk erfolgt, ist dieser Zeitaufwand besonders 'loch, da für das notwendige Warten bis zur Stabilisierung der Sender-HF bei der Leitstation oft mehr Zeit als für die Übertragung der Daten benötigt wird.In this method, therefore, each substation, if the control station expects data or messages from there, addressed separately by the control station. This achieves a synchronization of the entire system such that a transmission from several stations is simultaneously reliably avoided and a high possible variance with respect to different telegram specifics. The disadvantage of this method is that a relatively high amount of time is incurred in interrogating the entire network through the intermittently transmitting Leitotation. If the transmission is carried out by radio, this time is particularly 'hole, because the necessary time to stabilize the transmitter RF at the control station often more time than for the transmission of data is needed.

Die sogenannten Zeitschlitzverfahren, die dadurch gekennzeichnet sind, daß jeder Unterstation innerhalb eines festen, allen gemeinsamen Zeitrahmens bestimmte, vorher genau festgelegte Abschnitte reserviert werden, in denen die Unterstationen auf den Bus zugreifen dürfen, vermeiden zwar die weiteren Masteraufrufe, nehmen jedoch die bei nicht sendebereiten oder sendewilligen Unterstationen entstehenden Totzeiten im Kanal (auf dem Bus) in Kauf, und/ode' schränken die Varianz der Übertragung durch feste Stationsreihenfolgen, starren Telegrammaufbau u. ä. ein.The so-called time slot methods, which are characterized in that each sub-station are reserved within a fixed, previously common time frame, predetermined sections in which the sub-stations are allowed to access the bus, while avoiding the further master calls, but take those at non-ready or sendewilligen substations resulting dead times in the channel (on the bus) in purchase, and / ode 'restrict the variance of transmission by fixed station orders, rigid telegram structure u. a.

Die Tokenbusmethode ist ein Verfahren, bei dem im wesentlichen die Weitergabe der Busherrschaft zwischen ansonsten gleichberechtigten Stationen organisiert wird, um Konkurrenzsituationen auf dem Bus auszuschalten. Der Leitstatus „wandert" dabei nach bestimmten vorher festgelegten Prioritätsrichtlinien dynamisch zwischen den diversen (Unter-) Stationen. Seine Bestimmung ist der wesentliche Kei η der Tokenbusmethode. Die eigentliche Datenübertragung läuft dann - nach Festlegung der gerade aktuellen Leitstation und damit der Busherrschaft - ausgesprochen „klassisch" ab, das heißt mit Quittung, Wiederholung, erneuter Anfrage der (aktuellen) Leitstation usw. Ziele hinsichtlich der Einsparung von Übertrcgungszeit verfolgt dieses Verfahren nicht. Es wird im Gegenteil im Interesse eines streng sequentiellen Buszugriffes eine zusätzliche Tokentransfer-Phase eingeführt und damit zusätzlicher zeitlicher Aufwand in Kauf genommen.The token bus method is a method that essentially organizes the passing of bus dominance between otherwise equal stations to eliminate contention on the bus. The master status "migrates" dynamically between the various (sub-) stations according to certain pre-defined priority guidelines.Its determination is the essential feature of the tokenbus method.The actual data transmission then runs - after defining the current control station and thus the bus mastership. classically, that is to say with acknowledgment, repetition, renewed inquiry of the (current) control station, etc. Targets with regard to the saving of transmission time are not pursued by this method. On the contrary, in the interests of strictly sequential bus access, an additional token transfer phase is introduced and thus additional time expenditure is accepted.

Das Durchreicheverfahren (Daisy-chaining) regelt den Buszugriff aufgrund vorher festgelegter Prioritäten. Dabei ist charakteristisch, daß höher priorisierte Unterstationen die Übertragung niedriger priorisierter Stationen unterbrechen können, um ihrerseits auf den Bus (Kanal) zuzugreifen. Der Vorteil ist hier vor allem im schnellstmöglichen Buszugriff der höchstpriorisierten Station zu sehen. Dazu werden andere Nachteile zwangsläufig toleriert, insbesondere hinsichtlich des Echtzeitverhaltens bei der Übertragung von Informationen, die von niedrig priorisierten Stationen bereitgestellt werden. In der Regel ist darüber hinaus auch ein höherer Aufwand erforderlich, um die Daisy-chain-Kette zu organisieren - entweder durch Aufbau eines zusätzlichen Hardware-Kanals oder durch längere Übertragungszeiten, falls anstelle einer Hardware-Lösung die Anwendung des Zeitschlitzverfahrens o. ä. für die Festlegung der aktuellen Sendeberechtigung gewählt wird.Daisy-chaining controls bus access based on pre-established priorities. It is characteristic that higher-priority substations can interrupt the transmission of low prioritized stations, in turn, to access the bus (channel). The advantage here is to be seen above all in the fastest possible bus access of the highest prioritized station. In addition, other disadvantages are inevitably tolerated, in particular with regard to the real-time behavior in the transmission of information provided by low-priority stations. In general, moreover, a higher effort is required to organize the daisy-chain chain - either by building an additional hardware channel or by longer transmission times, if instead of a hardware solution, the application of the time slot method o. Ä the determination of the current send authorization is selected.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist es, die Übertragungskapazität von Datenübertragungseinrichtungen zu verbessern.The aim of the invention is to improve the transmission capacity of data transmission equipment.

Essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Datenübertragung zu schaffen, das einsetzbar ist in linienförmigen, zentralisiert strukturirrten Datennetzen mit einer intelligenten Leitstation und einer beliebigen Anzahl ausnahmslos intelligenter Unterstationen, mit bitscrieller Übertragung sämtlicher Adreß-, Steuer- und Informationsdaten über einen bidirektionalen Bus, an dem. mit Ausnahme der momentanen Sendestation, sämtliche Stationen ständig den gesamten Datenverkehr des Datennetzes verfolgen, mit Übertragungszyklen, an denen sämtliche oder ein ausgewählter Teil der Unterstationen teilnehmen, mit Anforderungstelegrammen, die von der Leitstation ausgesendet werden, wobei mit dem Verfahren erreicht werden soll, bei konfliktfreien Übergaben der Sendeberechtigung in beliebig auswählbarer Reihenfolge von einer Unterstation zu einer anderen Unterstation den Zeitaufwand für die Übergaben der Sendeberechtigung überflüssig zu machen. Das Verfahren soll weiterhin bei internen Störungen oder Fehlern im Datennetz eine Fehlerbehandlung ermöglichen, die eine weitestgehende Verfügbarkeit des nichtgestörten Teiles des Datennetzes gewährleistet.The invention has for its object to provide a method for data transmission, which can be used in linear, centralized structured data networks with an intelligent control station and any number invariably intelligent substations, with bitscrieller transmission of all address, control and information data via a bidirectional bus , to the. with the exception of the current transmitting station, all stations constantly track the entire data network traffic, with transmission cycles in which all or a selected part of the sub-stations participate, with request messages sent by the control station to be reached with the method in case of conflict-free Submit the transmission authorization in any selectable order from one substation to another substation to make the time required for the transfers of the transmission authorization unnecessary. The method should continue to allow for internal malfunction or errors in the data network error handling, which ensures the widest possible availability of the non-disturbed part of the data network.

Das Verfahren, mit dem diese Aufgabe gelöst wird, besitzt die folgenden erfindungsgemäßen Merkmale: Vor dem Beginn der eigentlichen Datenübertragung wird von der Leitstation ein Informationskomplex zur Netzstruktur der bevorstehenden Übertragungszyklen ausgesendet. Diese Netzstruktur wird in ihrer Gesamtheit mindestens von jeder teilnehmenden Unterstation bis zur nächsten Aktualisierung der Netzstruktur abgespeichert. Die Netzstruktur besteht aus Auswahlanweisungen für die Teilnahme oder Nichtteilnahme einer jeden Unterstation am bevorstehenden Übertragungszyklus sowie aus Festlegungen zur logischen Reihenfolge der zur Teilnahme ausgewählten Unterstationen als Reihenfolge derThe method with which this object is achieved has the following features according to the invention: Before the start of the actual data transmission, an information complex is sent out to the network structure of the forthcoming transmission cycles by the control station. This network structure is stored in its entirety at least by each participating substation until the next update of the network structure. The network structure consists of selection instructions for the participation or non-participation of each sub-station in the forthcoming transmission cycle as well as for the logical order of the sub-stations selected to participate in the order of

teilnehmenden Stationsadressen. Zu jedem Übertragungszyklus wird von der Leitstation nur ein einziges Anforderungstelegramm ausgesendet. Jede Übergabe der Sendeberechtigung von einer teilnehmenden Unterstation zur nächstfolgenden teilnehmenden Unterstation erfolgt in zwei Schritten in der Weise, daß erstens die die Berechtigung übernehmende Unterstation durcn das Erkennen der Identität einer Absenderadresse mit der ihr in der Netzstruktur übermittelten Vorgängeradresse auf eine Datenübertragung vorbereitet wird und daß zweitens die vorbereitete Unterstation unmittelbar nach dem Erkennen eines Steuerzeichens für das Ende der Übertragung mit der eigenen Datenübertragung beginnt.participating station addresses. For each transmission cycle, only one request telegram is transmitted by the control station. Each transfer of the transmission authorization from one participating substation to the next participating substation takes place in two steps in such a way that, firstly, the substation acquiring the authorization is prepared for data transmission by recognizing the identity of a sender address with its predecessor address transmitted to it in the network structure and, secondly the prepared substation begins immediately after the detection of a control character for the end of the transmission with the own data transmission.

Zwischen dem Erkennen des empfangenen Steuerzeichens für das Ende der Übertragung und dem Beginn der eigenen Datenübertragung kann eine gerinoe Verzögerung eingefügt werden.Between the recognition of the received control character for the end of the transmission and the beginning of the own data transmission a small delay can be inserted.

In der den Unterstationen übermittbiten Netzstruktur können Informationen derart enthalten sein, daß nach einer bestimmten Anzahl von Unterstationen eine oder mehrere Pausen in den Übertragungszyklus eingefügt werden. In denen die Leitstation Befehlseinfügungen vornehmen kann.In the network structure transmitted to the substations, information may be included such that after a certain number of substations one or more pauses are inserted in the transmission cycle. In which the control station can make command insertions.

Zur Behandlung von Fehlern vergleicht jede zur Teilnahme am Übertragungszyklus ausgewählte Unterstation den Ablauf des Übertragungszyklus mit der von ihr gespeicherten Netzstruktur. Erkennt eine Unterstation, daß ihre Vorgängerstation nach einer festgelegten Zeitspanne keine Übertragung aufnimmt, setzt sie ihrerseits den Übertragungszyklus durch den Beginn ihrer eigenen Datenübertragung fort.To handle errors, each substation selected to participate in the transmission cycle compares the expiration of the transmission cycle with the network structure it stores. If a substation detects that its predecessor station is not receiving transmission after a specified period of time, it in turn continues the transmission cycle by starting its own data transmission.

Beim Erkennen von Nichtaktivitäten innerhalb des Datennetzes nach einer weiteren festgelegten Zeitspanne setzt die Leitstation durch Ausgabe eines Anforderungstelegramms einen erneuten Übertragungszyklus in Gang.Upon detection of non-activity within the data network after a further predetermined period of time, the control station initiates a renewed transmission cycle by issuing a request message.

Beim Erkennen von fehlerhaften Nichtaktivitäten einer Unterstation während einer festgelegten Anzahl von aufeinanderfolgenden Übertragungsi/klen wird diese betreffende Unterstation von der Leitstation deaktiviert und dem Netz als gestört gemeldet.Upon detection of faulty non-activity of a substation during a fixed number of consecutive transmission cycles, that substation in question is deactivated by the control station and reported as disturbed to the network.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Die zugehörige Zeichnung zeigt inThe invention will be explained in more detail in an embodiment. The accompanying drawing shows in

Fig. 1: ein Datennetz, in dem die Erfindung zur Anwendung kommen kann,1: a data network in which the invention can be used,

Fig.2: a bis 2d: Zeitdiagramme für ausgewählte Datenübertragungszyklen nach dem erfinuungsgemäßen Verfahren.2: a to 2d: time diagrams for selected data transmission cycles according to the method according to the invention.

Zur Erläuteiung des erfindungsgemäßen Verfahrens wurde in Fig. 1 ein Datennetz dargestellt, das aus einer Leitstation LS und einer Anzahl von Unterstationen besteht. Für das Beispiel wurden 20 Unterstationen US 1... US20 gewählt. Sowohl die Leitstation LS als auch sämtliche Unterstationen US1 ...US20 sind jeweils mit intelligenten elektronischen Schaltungen, dem gegenwärtigen Stand entsprechend also mit Rechnern, ausgestattet, wobei die Rechner der Unterstationen US 1 ...US20 beim Empfang entsprechender Befehle, die ihnen von der Leitstation LS übermittelt werden, vorgegebene Programme abarbeiten. Der Datenaustausch zwischen der Leitstation LS und allen Unterstationen US 1... US 20 erfolgt bitseriell über einen seriellen Bus B, an den sämtliche Stationen linienförmig angeschlossen sind. Dies bedeutet, daß sämtliche Unterstationen US 1... US 20 in der Lage sind, den gesamten Datenverkehr, der auf dem Bus B abgewickelt wird, zu empfangen, d. h. mitzuhören. Vor der Aufnahme des eigentlichen Datenverkehrs wird einer jeden Unterstation US1 ...US?0 von der Leitstation LS die gesamte Netzstruktur mitgeteilt. Diese Netzstruktur wird in ihrer Gesamtheit mindestens von jeder teilnehmenden Unterstation US1 ...US20 abgespeichert, bis infolge von äußeren oder fehlerbedingten inneren Bedingungen eine Aktualisierung durch die Leitstation LS erfolgt.In order to explain the method according to the invention, FIG. 1 shows a data network which consists of a control station LS and a number of substations. For the example, 20 substations US 1 ... US20 were selected. Both the control station LS and all substations US1 ... US20 are each equipped with intelligent electronic circuits, according to the current state, ie computers, wherein the computers of the substations US 1 ... US20 upon receipt of commands corresponding to them from the Control station LS are transmitted, run predetermined programs. The data exchange between the control station LS and all substations US 1 ... US 20 is bit series via a serial bus B, to which all stations are connected linearly. This means that all substations US 1... US 20 are able to receive all the data traffic which is being handled on the bus B, that is to say that all substations US. H. overhear. Before the actual data traffic is received, the entire network structure is communicated to each substation US1... US. This network structure is stored in its entirety by at least each participating substation US1 ... US20 until updating by the control station LS occurs as a result of external or error-related internal conditions.

Als Netzstruktur wird ein Informationskomplex bezeichnet, dor Festlegungen über Teilnahme oder Nichtteilnahme einer jeden Unterstation US1 ...US20 an den bevorstehenden Übertragungszyklen sowie über die logische Reihenfolge enthält, in der die teilnehmenden Unterstationen die bevorstehenden Übertragungszyklen abwickeln müssen. Darüber hinaus können in dem Informationskomplex Netzstruktur Zeitabschnitte für zusätzliche Befehlseinfügungen und für eine Fehlerbehandlung vorgegeben werden.A network structure is an information complex that contains provisions for the participation or non-participation of each substation US1 ... US20 in the upcoming transmission cycles and the logical order in which the participating substations must handle the forthcoming transmission cycles. In addition, time intervals can be specified for additional command insertions and for error handling in the network structure information complex.

Die Übertrar ungszyklen, in denen die eigentlichen Datenübertragungen stattfinden, werden jeweils von der Leitstation LS durch Aussenden eines einzigen Anforderungstelegramms in Gang gesetzt und laufen in der Regel ohne weitere steuernde Eingriffe in der vorgesehenen Reihenfolge ab.The Übertrar ungszyklen in which take place the actual data transfers are set by the control station LS by sending a single request telegram in motion and usually run off without further controlling interventions in the intended order.

Zur übersichtlichen Darstellung der wesentlichen Verfahrensschritte sollen zuerst Datenübertragungszyklen betrachtet werden, die noch nicht den Zeitdiagrammen der Fig.2a bis 2d entsprechen, sondern in unveränderter Reihenfolge ablaufen und keinen Veränderungen unterliegen. Hierzu hat die Leitstation LS durch Übermittlung der Netzstruktur eine logische Reihenfolge der Übertragungsvorgänge festgelegt, die der Einfachheit halber mit der physischen Reihenfolge, also mit der Numerierung der Unterstationen US 1... US 20 übereinstimmen soll, was jedoch bei allgemeiner Anwendung des Verfahrens nicht erforderlich ist. Nach dem Abschluß des Anforderungstelegramms beginnt die in der logischen Reihenfolge erste Unterstation, im Beispiel also die Unterstation US1, ihre Datenübertragung. Sämtliche übrigen Unterstationen US2...US20 hören diese Datenübertragung mit, aber nur die gemäß der Netzstruktur in der logischen Reihenfolge als nächste festgelegte Unterstation US 2 bereitet ihre Datenübertragung vor, weil nur sie in der empfangenen Absenderadresse der Unterstation US 1 Übereinstimmung mit der in ihrem Arbeitsspeicher abgelegten Vorgängeradresse erkennt. Der Beginn der Datenübertragung der Unterstation US 2 wird dann dadurch ausgelöst, daß sie ein Steuerzeichen für das Ende der Übertragung erkennt, z.B. EOT (end of transmission). Gegebenenfalls kann zur Sicherheit zwischen dem Empfang dieses Steuerzeichens und dem Beginn der eigenen Übertragung eine kurze Pause eingefügt werden.For a clear presentation of the essential process steps, data transfer cycles are first to be considered which do not yet correspond to the time diagrams of FIGS. 2a to 2d, but run in unchanged sequence and are not subject to any changes. For this purpose, the control station LS has set by transmission of the network structure a logical order of the transmission operations, the sake of simplicity with the physical order, ie with the numbering of substations US 1 ... US 20 match, but this is not required in general application of the method is. After the completion of the request telegram, the first sub-station in the logical sequence, in the example the substation US1, begins its data transmission. All other substations US2 ... US20 listen to this data transmission, but only the according to the network structure in the logical order next specified substation US 2 prepares their data transmission, because only they in the received sender address of the substation US 1 in accordance with their Memory stored predecessor address detects. The beginning of the data transmission of the substation US 2 is then triggered by the fact that it recognizes a control character for the end of the transmission, e.g. EOT (end of transmission). Optionally, for security between the receipt of this control character and the beginning of their own transmission a short break can be inserted.

In dieser Weise wechselt die Datenübertragung reihum von einer Unterstation USi auf die nächstfolgende Unterstation USi + über, indem jede Unterstation USi + 1 mit der Übertragung beginnt, wenn von ihr als Absenderadresse des aktuellen Datenübertragungsvorgangs die in ihrem Arbeitsspeicher abgelegte logische Vorgängeradresse erkannt wurde und anschließend das Steuerzeichen für das Ende der Übertragung auftritt. Damit ist gewährleistet, daß die Datenübertragung einer jeden Unterstation USi + 1 genau dann beginnt, wenn die in der logischen Reihenfolge vor ihr liegende Unterstation USi ihreIn this way, the data transfer in turn from a substation USi on the next substation USi + over by each substation USi + 1 begins with the transmission, if it was detected as the sender address of the current data transfer operation stored in its memory logical predecessor address and then the Control character for the end of the transmission occurs. This ensures that the data transmission of each substation USi + 1 begins exactly when the lying in the logical order in front of her substation USi their

Datenübertragung beendet, unabhängig davon, wie lange diese gedauert hat, ohne daß die Gefahr von Datenkollisionen besteht. Das Verfahren ermöglicht somit extrem unterschiedliche Längen der einzelnen Datenübertragungsvorgänge und gewährleistet ein Minimum an Zeitverlusten, weil zwischen den einzelnen Datenübertragungen keine Anwahl- odor Auswahlschritte eingeschoben werden müssen.Data transfer stopped, regardless of how long it took without the risk of data collisions. The method thus allows extremely different lengths of the individual data transmission operations and ensures a minimum of time losses because no selection odor selection steps must be inserted between the individual data transfers.

Wenn die letzte Unterstation, im Beispiel US20, ihre Übertragung beendet h/?t, schaltet sich die Leitstation LS wieder ein. Dies erfolgt analog zur Verfahrensweise bei den Unterstationen, indem die Leilstatit η LS sendet, nachdem sie als Vorgängeradresse die Adresse der letzten Unterstation US 20 erkennt und das Steuerzeichen für das Ende der Übertragung auftritt. Die Leitstation LS veranlaßt nun entweder einen erneuten Übertragungszyklus in der dargestellten Weise oder setzt durch das Aussenden einer geänderten Netzstruktur einen geänderten Zyklus in Gang, wie er nachfolgend in einem Beispiel dargestellt ist. Nun werden an Hand der Fig.2a bis 2d Übertragungszyklen betrachtet, die nur einen Teil der Unterstationen des Datennetzes umfassen. Für das Beispiel wird angenommen, daß die aktuelle Netzstruktur zuerst durch die Unterstationen US1, US2, US7, US 11, US 15 und US20 gebildet wird, und daß nach zwei Übertragungszyklen die Unterstation US8 hinzutritt. Nach der Übermittlung der geänderten Netzstruktur sendet die Leitstation LS im Zeitpunkt ti ein Anforderungstelegramm aus, wodurch dor Übertragungszyklus im Zeitpunkt t2 mit der Datenübertragung der Unterstation US 1 beginnt. In der bereits erläuterten Weise wechselt dann die Datenübertragung auf die jeweils nachfolgende Unterstation entsprechend der festgelegten logischen Reihenfolge. Die unterschiedlich langen Darstellungen der Datenübertragungen der einzelnen Unterstationen sind willkürlich gewählt und sollen andeuten, deß cie Übertragungsdauor jeweils beliebig lang sein kann. Wie bereits erwähnt, kann die Netzstruktur auch Möglichkeiten zu Befehlseinfügungen SE enthalten, bei denen die Leitstation LS nach einer bestimmten Anzahl von Übertragungsvorgängen auf äußere Ereignisse reagieren kann, ohne erst das Ende eines Übertragungszyklus abwarten zu müssen. Für das gesamte dargestellte Beispiel, also für alle Diagramme der Fig.2a bid 2d, wird angenommen, daß nach den Datenübertragungen von jeweils drei Unterstationen eine Pause vorgesehen ist, die jeweils eine Befehlseinfügung BE ermöglicht. Wird diese Pause nicht genutzt, wie dies in Fig. 2a der Fall ist, dann läuft (zum Zeitpunkt 16) der Zyklus in der vorgesehenen Reihenfolge weiter ab. Gemäß der angenommenen Festlegung wäre eine erneute Pause für eine Befeblseinfügung BE nach weiteren drei Unterstationen, also zum Zeitpunkt t9, vorzusehen. Diese erübrigt sich jedoch, da zu diesem Zeitpunkt t9 ohnehin die Leitstation LS wieder die Steuerung übernimmt, da der Übertragungszyklus beendet ist. So lange keine Änderung der Netzstruktur erfolgt, laufen alle weiteren Übertragungszyklen in dieser Weise ab. Nach einiger Zeit soll durch äußere Einflüsse erst nach dem Beginn eines Übertragungszyklus die Forderung aufgetreten sein, die Unterstation US 8 in die weiteren Übertragungszyklen mit einzubeziehen. Dieser Ablauf, der in Fig. 2 b dargestellt ist, beginnt zum Zeitpunkt t9 wieder damit, daß die Leitstation LS ein Anforderungstelegramm aussendet, das analog zu dem des Zeitpunkts 11 sein soll. Bis zum Abschluß der Datenübertragung der in der logischen Reihenfolge dritten Unterstation US7 läuft demzufolge der Zyklus analog zu dem in Fig. 2 a ab. Inzwischen ist die Forderung nach Einbeziehung der Unterstation US8 in den Übertragungszyklus aufgetreten. Hierzu wird die Pause genutzt, die nach dem Zeitpunkt 113 vorgesehen ist, um eine Befehlseinfügung BE vorzunehmen. Die Leitstation LS sendet an die Unterstation US 8 einen entsprechenden Befehl BEF, und die Unterstation US8 antwortet mit einer Quittung Q. Danach läuft der Übertragungszyklus wieder wie in Fig. 2 a ab, denn die Einbeziehung der Unterstation US 8 wird erst im darauffolgenden Übertragungszyklus wirksam, der aus Fig. 2 c ersichtlich ist. Der in Fig. 2c dargestellte Übertragungszyklus hat bis auf zwei Unterschiede denselben Ablauf wie der an Hand von Fig.2a bereits erläuterte Übertragungszyklus. Die Unterschiede ergeben sich daraus, daß zum einen die Unterstation US8 am Übertragungszyklus teilnimmt und daß zum anderen eine zweite Pause für eine Befehlseinfügung BE eingefügt ist, die drei Übertragungsvorgänge nach der ersten Pause zum Zeitpunkt 126 einsetzt. Beide Pausen sollen jedoch in diesem Übertragungszyklus nicht für die Einfügung von Befehlen genutzt werden.When the last substation, in the example US20, stops its transmission h /? T, the control station LS turns on again. This is analogous to the procedure at the substations by the Leilstatit η LS sends after it recognizes the address of the last substation US 20 as a predecessor address and the control character for the end of the transmission occurs. The control station LS now either initiates a renewed transmission cycle in the manner shown or initiates a modified cycle by emitting a modified network structure, as shown below in an example. Now, with reference to FIGS. 2a to 2d, transmission cycles are considered which comprise only a part of the substations of the data network. For the example it is assumed that the current network structure is first formed by the substations US1, US2, US7, US11, US15 and US20, and that after two transmission cycles the substation US8 is added. After the transmission of the changed network structure, the control station LS transmits a request telegram at the time ti, whereby the transmission cycle begins at the time t2 with the data transmission of the substation US 1. In the manner already explained, the data transmission then changes to the respectively following substation according to the defined logical sequence. The differently long representations of the data transmissions of the individual substations are chosen arbitrarily and are intended to indicate that each transmission duration can be any length. As already mentioned, the network structure can also contain options for command insertions SE, in which the control station LS can respond to external events after a certain number of transmission processes, without having to wait until the end of a transmission cycle. For the entire example shown, that is to say for all diagrams of FIG. 2a bid 2d, it is assumed that after the data transmissions of in each case three substations a pause is provided, which in each case permits an instruction insertion BE. If this pause is not used, as is the case in FIG. 2a, then (at time 16) the cycle continues in the intended sequence. According to the assumed definition, a renewed pause for a Befeblseinfügung BE after another three substations, ie at time t9, should be provided. This is unnecessary, however, because at this time t9 anyway the control station LS takes over again the control, since the transmission cycle is completed. As long as there is no change in the network structure, all other transmission cycles will expire in this way. After some time, the demand should have occurred due to external influences only after the beginning of a transmission cycle to include the substation US 8 in the further transmission cycles. This process, which is shown in Fig. 2 b, begins at time t9 again so that the control station LS emits a request message, which should be analogous to that of the time 11. Consequently, until the data transmission of the third sub-station US7 in the logical sequence has ended, the cycle runs analogously to that in FIG. 2a. Meanwhile, the demand for inclusion of substation US8 has occurred in the transmission cycle. For this purpose, the pause is used, which is provided after the time 113, to make an instruction insertion BE. The control station LS sends to the substation US 8 a corresponding command BEF, and the substation US8 responds with an acknowledgment Q. Thereafter, the transmission cycle takes place again as in Fig. 2 a, because the inclusion of the substation US 8 is effective only in the subsequent transmission cycle which is apparent from Fig. 2 c. The transmission cycle illustrated in FIG. 2c has the same sequence except for two differences as the transmission cycle already explained with reference to FIG. 2a. The differences arise from the fact that on the one hand the substation US8 participates in the transmission cycle and on the other hand a second pause is inserted for an instruction insertion BE, which uses three transmission processes after the first pause at time 126. However, both pauses should not be used in this transmission cycle for the insertion of commands.

In Fig. 2d sind zwei Möglichkeiten gezeigt, wie auf Fehler reagiert werden kann. Beide Möglichkeiten gehen davon aus, daß die Unterstation US8 ausgefallen ist, die vom Netz für den Zeitpunkt t33 und t43 erwartete Sendung von US8 also unterbleibt, was in Fig. 2 d jeweils durch ein Fragezeichen symbolisiert ist. Die erste Möglichkeit, die den Zeitpunkt 133 betrifft, von dem aus keine Übertragungsaktivitäten mehr stattfinden, besteht darin, daß die in der logischen Reihenfolge nachfolgende Unterstation, im Beispiel US 11, an Hand der von ihr gespeicherten Netzstruktur erkennt, daß die vor ihr liegende Unterstation, im Beispiel US8, koine Datenübertragung durchführt und daraufhin ihrerseits den Übertragungszyklus fortsetzt. Die zweite Möglichkeit, die sich an den Zeitpunkt t43 anschließt, beruht auf einer in der Leitstation LS befindlichen Überwachung. Wenn diese über eine festgelegte Zeitspanne hinaus auf dem Bus B keine Signalaktivitäten erkennt, wird ein erneuter Übertragungszyklus, im Beispiel im Zeitpunkt t44, in Gang gesetzt. Meldet sich eine Unterstation in einer festgelegten Anzahl von aufeinanderfolgenden Zyklen nicht, dann wird sie als gestört gemeldet und von der Leitstation LS deaktiviert.In Fig. 2d, two ways are shown how to respond to errors. Both options assume that the substation US8 has failed, which therefore omits the transmission of US8 expected by the network for the time t33 and t43, which is symbolized in FIG. 2d by a question mark in each case. The first possibility, which concerns the time 133 from which no more transmission activities take place, is that the subordinate station following in the logical sequence, in the example US 11, recognizes from the network structure stored by it that the sub-station ahead of it , in the example US8, koine performs data transmission and then in turn continues the transmission cycle. The second possibility, which follows the time t43, is based on a monitoring located in the control station LS. If it does not detect signal activity on bus B for a fixed amount of time, a retransmission cycle, in the example at time t44, is initiated. If a substation does not respond within a specified number of consecutive cycles, it is reported as being disturbed and deactivated by the control station LS.

Claims

1. A method of data transmission in linear, centralized structured data networks, with an intelligent control station and any number of intelligent sub-stations, with bit-serial transmission of all address, control and information data via a bidirectional serial bus, with the exception of the current transmitting station all Stations constantly track the entire data traffic of the data network, with transmission cycles in which participate all or a selected part of the substations, being sent by the Loitstation request telegrams, characterized in that before the start of the actual data transmission from the control station an information complex to the network structure of the upcoming Transmission cycles is sent that this network structure is stored in its entirety at least from each participating substation until the next update of the network structure that the Network structure consists of selection instructions for the participation or non-participation of each substation in the upcoming transmission cycle and contains the determination of the logical order for each of the selected sub-stations as a sequence of station addresses that only one request telegram is sent to each transmission cycle from the control station and that each Transition of the authorization of data transmission from one participating substation to the next participating substation in two steps in such a way that, firstly, the subordinate station acquiring authorization is prepared for data transmission by recognizing the identity of a sender address with its predecessor address transmitted to it in the network structure and secondly, the prepared substation begins to detect its own data transfer immediately after recognizing a control character for the end of the transmission.

2. The method according to claim 1, characterized in that a small delay is inserted between the detection of the received control character for the end of the transmission and the beginning of the own data transmission.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that after a specified in the transmitted network structure number of substations one or more pauses in the transmission cycle are inserted, in which the control station can make command insertions.

4. The method according to claims 1 to 3, characterized in that each selected for participation in the transmission cycle substation compares the course of each transmission cycle with the network structure stored by it and when not recording a data transmission through its predecessor station after a predetermined period in turn the transmission cycle through the Starting to transfer your own data continues.

5. The method according to claims 1 to 3, characterized in that the control station sets in recognition of non-activity within the data network after a specified period of time by issuing a request message a renewed transmission cycle in motion.

6. The method according to claim 4 or 5, characterized in that the control station when detecting erroneous non-activity of a substation during a predetermined number of successive cycles disabled the relevant substation and reports as disturbed.