DD301496A7

DD301496A7 - Method for the asynchronous transmission of information blocks

Info

Publication number: DD301496A7
Application number: DD32992889A
Authority: DD
Inventors: Norbert Dipl Ing Kolczyk; Gerd Dr Ing Duft; Bernd Dipl Ing Hessler; Bernd Dipl Ing Steinhagen
Original assignee: Verkehrsautomatisierung Berlin Gmbh
Priority date: 1989-06-23
Filing date: 1989-06-23
Publication date: 1993-02-11

Abstract

Verfahren zur asynchronen Übertragung von Informationsblöcken, bei dem ein Sender (1) mit einem Einchip-Mikrorechner ununterbrochen ein Datentelegramm (8) sendet, das aus einer Synchronbitfolge (9), die den Telegrammanfang anzeigt und einer flexiblen Anzahl von gleichlangen Informationsbitfolgen (11) und einer festen Anzahl von CRC-Bitfolgen (12) zur Datensicherung besteht, wobei die Bitfolgen, außer der ersten, die gleiche Länge aufweisen, einem Trennbit (10) pro Informationsfolge (11) und einem Telegrammdebit (13) bestehen und der Empfänger mit einem Einchip-Mikrorechner das Datentelegramm (8) nach der Synchronbitfolge (9) absucht und das Datentelegramm (8) bis zum Telegrammdebit (13) aufnimmt, die empfangene CRC-Bitfolge (12) mit der über alle Informationsbits im Empfänger-EMR (2) gebildeten CRC-Bitfolge (12) vergleicht und bei Nichtübereinstimmung das gesamte Datentelegramm (8) nochmals aufnimmt, und die Prüfung wiederholt. Mit dem Verfahren wird es möglich, bei ununterbrochen gesendeten Datentelegrammen (8) und sich bewegendem Sender (1) und Empfänger (2), dessen Anfang zu erkennen. Die Anzahl der Informationstetraden ist flexibel, und die Kennung wird eindeutig übertragen. Fig. 2{Verfahren; Übertragung; Informationsblock, asynchron; Einchipmikrorechner; Sender; Empfänger; Datentelegramm; Synchronbitfolge; Informationsbitfolgen; CRC-Polynom; Datensicherung, vergleichen; Kennung}Method for the asynchronous transmission of information blocks, in which a transmitter (1) with a single-chip microcomputer continuously transmits a data telegram (8) consisting of a synchronous bit sequence (9) indicating the beginning of the telegram and a flexible number of identically long information bit sequences (11) and a fixed number of CRC bit strings (12) for data backup, wherein the bit sequences, except the first, have the same length, a separation bit (10) per information sequence (11) and a telegram bit (13) and the receiver with a single chip -Mikrorechner the data telegram (8) to the synchronous bit sequence (9) scans and the data telegram (8) to Telegrammdebit (13) receives the received CRC bit string (12) with the over all information bits in the receiver EMR (2) CRC Bit sequence (12) compares and resumes the entire data telegram (8) in case of disagreement, and the test is repeated. The method makes it possible, with continuously transmitted data telegrams (8) and moving transmitter (1) and receiver (2), to recognize its beginning. The number of information levels is flexible and the identifier is transmitted uniquely. Fig. 2 {method; Transmission; Information block, asynchronous; Einchipmikrorechner; Transmitter; Receiver; Data telegram; Synchronbitfolge; information bit; CRC polynomial; Data backup, compare; ID}

Description

Hierzu 2 Seiten ZeichnungenFor this 2 pages drawings

Field of application of the invention

Das Verfahren betrifft die asynchrone Übertragung von Informationsblöcken bei der Verwendung von Einchip-Mikrorechnern ohne Peripherie. Das Verfahren kann angewendet werden bei der rechnergestützten Zuglaufüberwachungsanlage des Personennahverkehrs.The method relates to the asynchronous transfer of information blocks when using single-chip microcomputers without peripherals. The method can be applied to the computer-aided train monitoring system of local passenger transport.

Characteristic of the known state of the art

Bekannt ist ein Verfahren zur asynchronen Übertragung von Informationsblöcken (DE G 06 F 03/04, Nr. 3008687) sowie Sender und Empfänger i;ur Durchführung eines solchen Verfahrens. Bei dem Verfahren bestehen die Informationsblöcke aus einem Startsignal, einer Gruppe von Adressensignalen, mindestens einer Gruppe von Informationssignalen und einem Stoppsignal, die von einem Sender zu einem Empfänger übertragen werden, wobei jede Signalgruppe eine feste, vorherbestimmte Zahl von Signalen umfaßt und von jeder Gruppe von Adreßsignalen mindestens zwei Stoppbits und ein Startbit und von jeder Gruppe von Informationssignalen ein Stoppbit und ein Startbit übertragen werden.A method for the asynchronous transmission of information blocks (DE G 06 F 03/04, No. 3008687) as well as transmitters and receivers i for carrying out such a method is known. In the method, the information blocks consist of a start signal, a group of address signals, at least one group of information signals and a stop signal transmitted from a transmitter to a receiver, each signal group comprising a fixed, predetermined number of signals and from each group of signals Address signals at least two stop bits and a start bit and from each group of information signals, a stop bit and a start bit are transmitted.

Beziehungsweise, daß vor jeder Gruppe von Adressensignalen ein Stoppbit und ein Startbit übertngen werden und daß vor jeder Gruppe von Informationssignalen mindestens zwei Stoppbits und ein Startbit übertragen werden.Respectively, that before each group of address signals, a stop bit and a start bit are transmitted and that at least two stop bits and one start bit are transmitted before each group of information signals.

Das Verfahren hat die Mängel, daß bei permanentem Senden der Anfang des Informationsblockes, im weiteren Datentelegramm genannt, nicht erkennbar ist und das Verfahren somit nur für einen stationären Sender und einen stationären Empfänger brauchbar ist.The method has the shortcomings that, in the case of permanent transmission, the beginning of the information block, referred to in the following as the data telegram, is not recognizable and the method can thus only be used for a stationary transmitter and a stationary receiver.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist es, den Anwendungsbereich für die Übermittlung von Datentelegrammen zu erweitern.The aim of the invention is to expand the scope for the transmission of data telegrams.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Die Ursachen der angegebenen Mängel liegen darin, daß bei relativer Bewegung von Sender und Empfänger beim Eintritt des Senders in den Empfangsbereich des Empfängers nicht gleichzeitig der Anfang des Datentelegrammes gesendet wird. Die technische Aufgabe der Erfindung besteht darin, bei der Übermittlung von Datentelegrammen von einem Sender zu einem Empfänger, die sich relativ zueinander bewegen, in kürzester Zeit ein sicheres Datentelegramm zu übertragen und einen sich selbst synchronisierenden Datentelegrammaufbau zu suchen.The causes of the specified deficiencies lie in the fact that in relative movement of the transmitter and receiver at the entrance of the transmitter in the receiving range of the receiver is not sent simultaneously the beginning of the data telegram. The technical object of the invention is, in the transmission of data telegrams from a transmitter to a receiver, which move relative to each other, to transmit a secure data telegram in a very short time and to search for a self-synchronizing data telegram structure.

Erfindungsgemäß besteht das Verfahren darin, daß der Sender, dem ein Einchip-Mikrorechner vorgeschaltet ist, ununterbrochen ein Datentelegramm sendet, das aus einer Synchronbitfolge, die innerhalb des weiteren Datentclegramms nicht vorkommt und den Telegrammanfang anzeigt und eine ungleiche Anzahl von Bits gegenüber den folgenden Bitfolgen aufweist, und einer flexiblen Anzahl von gleichlangen Informationsbitfolgen und einer festen Anzahl von CRC-Bitfolgen zur Datensicherung, wobei die einzelnen Informationsbitfolgen und die einzelnen CRC-Bitfolgen die gleiche Länge aufweisen, einem Trennbit, das den anderen logischen binären Zustand als die Bits der Synchronbitfolge besitzt, pro Informationsbitfolge und einem Teigrammendebit besteht und der Empfänger, dem ein Einchip-Mikrorechner nachgeschaltet ist, das Datentelegramm nach der Synchronbitfolge absucht, um die Synchronbitfolge zu erkennen, und das Datentelegramm bis zum Telegrammendebit, das den gleichen logischen binären Zustand wie die Bits der Synchronbitfolge besitzt, aufnimmt, die empfangene CRC-Bitfolge mit der über alle Informationsbits im Empfänger-EMR gebildeten CRC-Bitfolge vergleicht, um bei Nichtübereinstimmung das gesamte DatentelegrbiTim nochmals aufzunehmen und die Prüfung zu wiederholen. Bei einer näheren Ausgestaltung sendet der Sender ein Datentelegramm, bei dem die Synchronbitfolge aus 5, logisch gleichen Bits und die folgenden Bitfolgen, die Informationsbitfolgen und CRC-Bitfolgen aus Tetraden bestehen. Zur Datensicherung wird das CRC-Prüfwort über die flexible Anzahl von Informationstetraden im Sende-EMR gebildet, als Bestandteil des Telegramms übertragen und im Empfänger-EMR mit dem ebenfalls über alle Informations-Titraden gebildeten CRC-Prüfwort verglichen. Zusätzlich erfolgt die Überprüfung aller Trennbits des Datentelegramms.According to the invention, the method consists in that the transmitter, which is preceded by a single-chip microcomputer, continuously transmits a data telegram consisting of a synchronous bit sequence which does not occur within the further data decimal and indicates the telegram beginning and has an unequal number of bits compared to the following bit sequences and a flexible number of identically long information bit strings and a fixed number of CRC bit strings for data backup, the individual information bit strings and the individual CRC bit strings having the same length, a separation bit having the other logical binary state than the bits of the synchronous bit sequence, per bit sequence information and a tigram bit exists and the receiver, which is followed by a single-chip microcomputer, the data telegram scans for the synchronous bit sequence to detect the synchronous bit sequence, and the data telegram to telegram end bit, the same logical binary Zustan d as having the bits of the synchronous bit string, comparing the received CRC bit string with the CRC bit string formed over all of the information bits in the receiver EMR to resume the entire data telegram if not coincidence and repeat the test. In a further refinement, the transmitter transmits a data telegram in which the synchronous bit sequence consisting of 5, logically identical bits and the following bit sequences, the information bit strings and CRC bit sequences consist of nibbles. For data backup, the CRC check word is formed over the flexible number of information levels in the transmit EMR, transmitted as part of the telegram and compared in the receiver EMR with the CRC check word also formed across all information titrates. Additionally, the check of all separation bits of the data telegram takes place.

Ausführungsbeispieleembodiments

Die Erfindung soll nachstehend an einem Beispiel näher erläutert werden. Die zugehörige Zeichnung zeigt inThe invention will be explained in more detail below by way of example. The accompanying drawing shows in

Fig. 1: eine schematische Anordnung: Sender-Empfänger Fig.2: Datentelegrammaufbau.Fig. 1: a schematic arrangement: transmitter-receiver Fig.2: data telegram structure.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, besteht das Verfahren darin, daß der Sender, als Infrarotsender ausgebildet, dem ein Einchip-Mikrorechner vorgeschaltet ist, auf dem Triebfahrzeug 1 installiert, ununterbrochen ein nur ihm eigenes Datentelegramm 8 sendet, wobei der Abstrahlwinkel des Senders 3 bauelemente- und konstruktionsspezifisch ist und im Modellbeispiel 40° beträgt. Das Fahrzeug 1 bewegt sich mit einer bestimmten Geschwindigkeit 5 während der Datenübermittlung. Wie aus Fig.2 ersichtlich, ist die Länge des Datentelegramms 8 variabel. Das Datentelegramm 8 besteht aus einer Synchronbitfolge 9, die innerhalb des weiteren Datentelegramms 8 nicht vorkommt und den Telegrammanfang anzeigt und eine größere Anzahl von Bits gegenüber den folgenden Bitfolgen aufweist, und einer flexiblen Anzahl von gleichlangen Informationsbitfolgen 11 und einer festen Anzahl von CRC-Bitfolgen 12 zur Datensicherung, wobei die einzelnen Informationsbitfolgen 11 und die einzelnen CRC-Bitfolgen 12diegleicheLängeaufweisen,einem Trennbit 10 pro Informationsbitfolge 11 und einem Telegrammendebit Jede Informationstetrade η ist gefüllt. Die Anzahl der Informationsbits ist also 4n, wobei 1 's η = 64 ist. Dt Zeitpunkt des Empfangs des Datentelegramms 8 durch den Empfänger 2 mit dem Empfangswinkel 4, im Modellbeispiel 110⁰C, bei einem Abstand 6 vom Fahrweg 7 ist stochastisch. Der Empfänger 2, dem ein Einchip-Mikrorechner nachgeschaltet ist, sucht das Datentelegramm 8 nach der Synchronbitfolge b ab, um nach Erkennung das Datentelegramm 8 bis zum Telegrammendebit aufzunehmen und die empfangene CRC-Bitfolge 12 mit der über alle Informationsbit im Empfänger-EMR 2 gebildeten CRC-Bitfolge 12 zu vergleichen und bei Nichtakzeptanz des empfangenen Datentelegramms 8 eine Wiederholung des beschriebenen Empfangsvorganges vorzunehmenAs can be seen from Fig. 1, the method consists in that the transmitter, designed as an infrared transmitter, which is preceded by a single-chip microcomputer, installed on the traction unit 1, continuously sends only his own data telegram 8, the beam angle of the transmitter 3 components - and construction specific and is 40 ° in the model example. The vehicle 1 moves at a certain speed 5 during data transmission. As can be seen from FIG. 2, the length of the data telegram 8 is variable. The data telegram 8 consists of a synchronous bit sequence 9, which does not occur within the further data telegram 8 and displays the telegram beginning and has a larger number of bits compared to the following bit sequences, and a flexible number of identically long information bit strings 11 and a fixed number of CRC bit strings 12th for data backup, wherein the individual information bit strings 11 and the individual CRC bit strings 12 have the same length, a separation bit 10 per information bit sequence 11 and a telegram end bit Each information level η is filled. The number of information bits is thus 4n, where 1 's η = 64. Dt time of receipt of the data telegram 8 by the receiver 2 with the reception angle 4, in the model example 110 ⁰ C, at a distance 6 from the route 7 is stochastic. The receiver 2, which is followed by a single-chip microcomputer, searches the data telegram 8 for the synchronous bit sequence b to record the data telegram 8 to telegram after the detection and the received CRC bit string 12 with the information about all the information bits in the receiver EMR 2 formed CRC bit sequence 12 to compare and make a repetition of the received receive operation in case of non-acceptance of the received data telegram 8

Zwischen den angegebenen Größen des Modellbeispieles besteht der mathematische Zusammenhang Between the specified sizes of the model example is the mathematical relationship

a " [b ν (w + 1))/(2 u · tan alpha)a "[bν (w + 1)) / (2 u · tan alpha)

mit b = Anzahl der Bits eines Datentelegramms ν = Geschwindigkeit des Senders 5 w = Anzahl der möglichen Wiederholungen u = Übertragungsrate alpha = halber Abstrahlwinkel des Senders 3.with b = number of bits of a data telegram ν = speed of the transmitter 5 w = number of possible repetitions u = transmission rate alpha = half radiation angle of the transmitter 3.

Bei Akzeptanz des Datentelegramms 8 nach Übereinstimmung des errechneten CRC-Polynoms mit dem empfangenen CRC-Polynom sperrt der Empfänger 2 für eine technologisch definierte Zeit seine Empfangsbereitschaft. Die empfangenen Informationen werden an einem Zentralrechner weitergegeben. Bei einer näheren Ausgestaltung sendet der Sender auf dem Triebfahrzeug 1 ein Datentelegramm 8, bei dem die Synchronbitfolge 9 aus 5 Bits und die folgenden Bitfolgen, die Informationsbitfolgen 11 und CRC-Bitfolgen 12 aus Tetraden bestehen. Zur Datensicherung wird das CRC-Prüfwort über die flexible Anzahl von Informationstetraden 11 im Sende-EMR gebildet, als p->standteil des Datentelegramms 8 übertragen und im Empfänger-EMR 2 mit dem ebenfalls über alle Informations-Tetraden gebildeten CRC-Prüfwort verglichen. Zusätzlich erfolgt die Überprüfung aller Trennbits 10 des Datentelegramms 8. Ein Vorteil des Verfahrens besteht vor allem darin, daß bei sich relativ zueinander bewegenden Sender und Empfänger, sofern der Sender in den Empfangsbereich des Empfängers gerät, der Anfang des Datentelegrammes erkannt wird und damit das gesamte Datentelegramm bis zu seinem Ende sicher übernommen werden kann. Es liegt also ein sich selbst synchronisierender Datentelegrammaufbau vor. Mit dem Verfahren kann eine Datenübertragungsrate von 9600bit/s erreicht werden. Ein weiterer Vorteil des Verfahrens besteht darin, daß die Anzahl der Informationstetraden flexibel ist und die Information, im konkreten Beispiel die Zugkennung, eindeutig übertragen wird, ohne daß zusätzliche Peripherie benötigt wird.Upon acceptance of the data telegram 8 according to the coincidence of the calculated CRC polynomial with the received CRC polynomial, the receiver 2 blocks its readiness to receive for a technologically defined time. The received information is forwarded to a central computer. In a further embodiment, the transmitter transmits on the traction unit 1 a data telegram 8, in which the synchronous bit sequence 9 of 5 bits and the following bit sequences, the information bit strings 11 and CRC bit strings 12 consist of nibbles. For the purpose of data backup, the CRC check word is formed via the flexible number of information levels 11 in the transmit EMR, transmitted as the p-part of the data telegram 8, and compared in the receiver EMR 2 with the CRC check word, which is likewise formed over all information tetrads. An advantage of the method consists in the fact that in relatively moving transmitter and receiver, if the transmitter is in the receiving range of the receiver, the beginning of the data message is recognized and thus the entire Data telegram can be safely taken over until its end. So there is a self-synchronizing Datenentelegrammaufbau. With the method, a data transfer rate of 9600bit / s can be achieved. A further advantage of the method is that the number of information levels is flexible and the information, in the concrete example the train identifier, is transmitted unambiguously without the need for additional peripherals.

Claims

1. A method for asynchronous transmission of information blocks, characterized in that the transmitter (1), which is preceded by a single-chip microcomputer, continuously transmits a data telegram (8) consisting of a synchronous bit sequence (9) which within the further data telegram (8 ) and the telegram start indicating and having an uneven number of bits compared to the following bit sequences, and a flexible number of identically long information bit strings (11) and a fixed number of CRC bit strings (12) for data backup, wherein the individual information bit sequences (11) and the individual CRC bit strings (12) have the same length, one separation bit (10) per information bit string having the logical state other than the bits of the synchronous bit string (9), and a telegram end bit (13) having the same logical binary state as the bits of the synchronous bit sequence (9) has, and the receiver (2), the one-chip microcomputer nachgescha Ltet, the data telegram (8) to the synchronous bit sequence (9) searches to recognize the synchronous bit sequence (9), and the data telegram (8) to telegramendebit (13) receives the received CRC bit string (12) with the over compares all information bits formed in the receiver EMR CRC Bitfolga (12) and in case of disagreement, although in the meantime again part of the synchronous bit sequence (9) is sent, the immediately following data telegram (8) resumes without sync bit detection, and the test repeated.

2. The method according to claim 1, characterized in that the transmitter (1) transmits a data telegram (8), wherein the synchronous bit sequence (9) of 5 bits and the following bit sequences, the information bit strings (11) and CRC bit sequences (12) consist of tetrads. For data backup, the CRC check word (12) is formed via the flexible number of info-message levels (11) in the transmit EMR (1), transmitted as part of the data telegram (8), and in the receiver EMR (2) with which all Information levels (11) formed CRC check word (12) compared. In addition, the check of all separation bits (10) of the data telegram (8) takes place.