DE10049796B4

DE10049796B4 - Verfahren zur Übertragung von Daten mittels eines Utopiabus sowie Utopiabus zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE10049796B4
Application number: DE2000149796
Authority: DE
Inventors: Armin Erich; Birgit Stehle; Josef Wahler
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2000-10-09
Filing date: 2000-10-09
Publication date: 2005-03-03
Anticipated expiration: 2020-10-10
Also published as: DE10049796A1

Abstract

Verfahren zur Übertragung von Daten (10) mittels eines Utopiabus (1), an dem ein Master (2), ein erster Slave (3) und ein zweiter Slave (4) angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten (10) über eine Datenleitung (9) direkt vom ersten Slave (3) zum zweiten Slave (4) übertragen werden, indem die Slaves (3, 4) über eine Steuerung durch den Master (2) synchronisiert werden, wobei der erste Slave (3) in einem Wartezustand gehalten wird, solange der zweite Slave (4) signalisiert, dass er nicht bereit ist, Daten (10) zu empfangen.

Description

Die Erfindung befasst sich mit einem Verfahren zur Übertragung von Daten mittels eines Utopiabus, an dem ein Master, ein erster Slave und ein zweiter Slave angeschlossen sind, sowie einem zur Durchführung des Verfahrens verwendeten Utopiabus.
Utopia wurde vom ATM-Forum definiert und ist der Standard für einige ATM(Asynchronous Transfer Mode)-Interfaces. An einem Utopiabus sind bei Utopia Level 1 in der Regel ein Master und ein Slave angeschlossen. In dieser Konstellation kann logischerweise keine Übertragung von Daten von einem Slave zu einem anderen Slave stattfinden. Allerdings ist es auch möglich, mehr als einen Slave an einen einzigen Master anzuschließen. Dies gilt ebenso für Utopia Level 2, wobei dieses jedoch für einen Einsatz mit mehreren Slaves besser ausgebildet ist. Der Master ist eine aktive Station, welche die Initiative bei einem Datenaustausch mit den Slaves übernimmt. Dagegen sind die Slaves passive Stationen, die nur durch den Master angesprochen werden können. Um Daten von einem Slave zum anderen zu übertragen, werden diese in den bekannten Verfahren von einen Slave zum Master und vom Master weiter zum anderen Slave übertragen. Dies ist zum einen sehr aufwendig, da der Master die Signale zuerst erhalten und dann weitergeben muss. Außerdem führt dies zu einer großen Anzahl an belegten Pins und die für den Datenaustausch benötigte Zeitspanne ist sehr groß.
Auf einem Utopiabus werden auf jeder Leitung unidirektional Daten transportiert. Dies bedeutet, dass ein unabhängiges Senden und Empfangen erfolgen kann. In der Regel handelt es sich um einen 8-Bit-Datenbus. In der Zwischenzeit gibt es jedoch auch schon 16-Bit-Datenbusse.

Eine derartiger Umweg über den Master bei einer Datenübertragung zwischen zwei Slaves ist auch bei Utopia Level 3 gemäß der Spezifikation „ATM Forum Technical Commitee, AF-PHY-0136.000, ,UTOPIA 3 Physical Layer Interface'" vom November 1999 sowie bei Utopia Level 4 gemäß der Spezifikation „ATM Forum Technical Commitee, AF-PHY-0144.001, ,UTOPIA Level 4'" vom März 2000, erforderlich.

Eine direkte Datenübertragung zwischen zwei Slaves eines adressgesteuerten Bussystems ist aus der Druckschrift DE 196 46 526 A1 bekannt. Die direkte Übertragung wird hierbei durch ein bestimmtes Adressierungsschema auf dem Adressbus realisiert. Ein solches Adressierungsschema ist jedoch nicht ohne weiteres bei einem Utopiabus verwendbar.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Übertragung eines Datensignals von einem Slave zu einem anderen Slave über einen Utopiabus zu vereinfachen und zu beschleunigen.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie einen Utopiabus mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Durch eine erfindungsgemäße Synchronisation der beiden Slaves, wobei der erste Slave in einem Wartezustand gehalten wird, solange der zweite Slave signalisiert, dass er nicht bereit ist, Daten zu empfangen, ist es möglich, die Daten, die vom ersten Slave zum zweiten Slave gesendet werden sollen, direkt zu übertragen, ohne diese über den Master laufen lassen zu müssen. Dadurch wird eine Einsparung an Logik sowie eine Reduktion der Anzahl der benötigten Pins und Leitungen auf der Baugruppe erreicht und der Datentransfer erheblich beschleunigt.

Der erste Slave ist hierbei sofort bereit mit der Datenübertragung zu beginnen, wenn der zweite Slave signalisiert, dass er bereit ist, Daten zu empfangen.

Vorteilhaft ist es, wenn das Verfahren auf Utopia Level 1, Utopia Level 2, Cell-Level-Handshake und Octet- Level-Handshake angewandt wird. Dadurch ist es möglich, dass auf die Bedürfnisse des Anwenders eingegangen werden kann, je nachdem, wie viele Slaves benötigt werden.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn mehr als zwei Slaves am Utopiabus angeschlossen sind und Daten direkt miteinander austauschen. Dadurch wird eine große Flexibilität der Datenübertragung mittels des Utopiabus erreicht. Eine Übertragung von Daten ist dann zwischen allen am Utopiabus angeschlossenen Slaves direkt untereinander möglich, ohne dass die Daten umständlich über den Master geleitet werden müssen.

Weiterhin ist vorteilhaft, wenn in Utopia Level 2 die Slaves vom Master versetzt über jeweils eine Adress-Leitung gepollt werden. Dadurch ist es möglich, obwohl sich das Utopiabus-Timimg auf der Sende- und Empfangsseite unterscheidet, eine Synchronisierung der Slaves zu erreichen.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn erst der erste Slave ein erstes Enable-Signal über eine erste Enable-Leitung und danach der zweite Slave ein zweites Enable-Signal über eine zweite Enable-Leitung vom Master bekommt. Dadurch wird sicher gestellt, dass nach dem Pollen eine Datenübertragung vom ersten Slave zum zweiten Slave erst erfolgt, wenn beide Slaves für eine solche Übertragung bereit sind.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der Master die für den Datentransfer nötigen Taktzyklen mitzählt. Dadurch ist es dem Master möglich, festzustellen, wann er wieder anfangen muss, die Slaves zu pollen und wann die Enable-Signale wegzunehmen sind.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn nach Beendigung eines Datentransfers die Enable-Leitungen zu den Slaves für mindestens einen Taktzyklus inaktiv sind oder ein Back-to-Back unterstützt wird. Durch eine Inaktivität während eines Taktes wird gewährleistet, dass bei einer Änderung der Sender nach Beendigung eines Datentransfers diese nicht aufeinandertreiben. Falls alle verwendeten Slaves Back-to-Back beherrschen, können sie ohne einen Takt Pause Daten vom gleichen Sender weitersenden, wenn sie vom Master entsprechend angesteuert werden.

Die oben beschriebenen Vorteile sind auch durch einen erfindungsgemäßen Utopiabus erzielbar.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels beschrieben. Die einzige Figur zeigt einen erfindungsgemäßen Utopiabus mit einem Master und zwei Slaves.
In der Figur ist ein Utopiabus 1 dargestellt, der einen Master 2 mit einem ersten Slave 3 und einem zweiten Slave 4 vebindet. Mit der dargestellten Anordnung wird ein Verfahren in Utopia Level 2 durchgeführt. Der Utopiabus 1 weist zwischen dem Master 2 und dem ersten Slave 3 eine erste Adress-Leitung 13, eine erste Enable-Leitung 7 und eine Cell-Available-Leitung 11 auf. Zwischen dem Master 2 und dem zweiten Slave 4 bestehen eine zweite Adress-Leitung 14, eine zweite Enable-Leitung 8 und eine zweite Cell-Available-Leitung 12. Außerdem weist der Utopiabus 1 zwischen dem ersten Slave 3 und dem zweiten Slave 4 eine Start-of-Cell-Leitung 15 sowie eine Daten-Leitung 9 auf. Bei allen Leitungen handelt sich beim Utopiabus 1 um unidirektionale Leitungen.
Über die Daten-Leitung 9 werden Daten 10 vom ersten Slave 3 direkt zum zweiten Slave 4 über den Utopiabus 1 übertragen, ohne dass sie über den Master 2 geleitet werden. Dies ist aufgrund der im folgenden beschriebenen Synchronisation mittels einer speziellen Steuerung möglich.
Ein Pollen des ersten Slave 3 durch den Master 2 erfolgt über die erste Adress-Leitung 13, indem er über diese Leitung 13 ein Signal an den ersten Slave 3 sendet. Über die erste Cell-Available-Leitung 11 antwortet der erste Slave 3 dem Master 2, sobald er zum Senden von Daten 10 bereit ist.
Nachdem der erste Slave 3 vom Master 2 gepollt wurde, pollt der Master 2 aus Synchronisationsgründen zeitversetzt den zweiten Slave 4 über die zweite Adress-Leitung 14. Auf die Enable-Anfrage des Masters 2 antwortet der zweite Slave 4 über die Cell-Available-Leitung 12, ob er bereit ist, Daten zu empfangen.
Solange der zweite Slave 4 signalisiert, dass er nicht bereit ist, Daten zu empfangen, wird der erste Slave 3 über die erste Enable-Leitung 7 im Wartezustand gehalten. Sobald sowohl der erste Slave 3 zum Senden von Daten 10 als auch der zweite Slave 4 zum Empfang von Daten 10 bereit ist, bekommt zuerst der erste Slave 3 vom Master 2 ein aktives Enable-Signal 5 über die erste Enable-Leitung 7. Danach bekommt der zweite Slave 4 vom Master 2 ebenfalls ein aktives Enable-Signal 6 über die zweite Enable-Leitung 8. Somit sind die beiden Slaves 3, 4 aufeinander synchronisiert und eine Übertragung von Daten 10 kann erfolgen. Der erste Slave 3 sendet dafür über die Start-of-Cell-Leitung 15 ein Signal und gleichzeitig Daten 10 in Zellen über die Daten-Leitung 9 an den zweiten Slave 4. Der Master 2 zählt die für den Transfer der Daten 10 notwendigen Taktzyklen mit. Frühestens fünf Taktzyklen vor Ende der Zelle kann der Master 2, gemäß der Utopia-Spezifikation, wieder anfangen die beiden Slaves 3, 4 zu pollen. Nachdem der Zellentransport beendet ist, müssen die beiden Enable-Signale 5, 6 für mindestens einen Taktzyklus inaktiv sein, außer Back-to-Back wird unterstützt.
Für eine weitere Übertragung von Daten direkt vom ersten Slave 3 zum zweiten Slave 4 laufen die oben beschriebenen Vorgänge erneut ab.
Bei einer Anwendung des Verfahrens in Utopia Level 1 werden die Slaves nicht über Adress-Leitungen gepollt, sondern es liegen die Cell-Available-Leitungen aller Slaves direkt am Master an. Zu jedem Slave führt eine Enable-Leitung. Die beiden Slaves schalten ihr Signal auf den Cell-Available-Leitungen auf aktiv, wenn sie bereit sind Signale zu senden oder zu empfangen. Daraufhin aktiviert der Master die Enable-Signale mit dem gleichen Timing wie bei Utopia Level 2 und startet so den Datentransfer.
Wird das Verfahren in Octet-Level-Handshake angewandt, so ergeben sich gegenüber Utopia Level 2 folgende Unterschiede: Anstatt der Cell-Available-Signale wird vom sendenden Slave ein Empty-Signal und vom empfangenden Slave ein Full-Signal gesendet. Der Datentransfer kann hier jederzeit unterbrochen werden. Der Master muss die Reaktionen der Slaves an die jeweils anderen Slaves entsprechend der Utopia-Spezifikation weitergeben. Wenn der sendende Slave meldet, dass er keine Daten mehr senden kann, gibt der Master dies über die Enable-Leitung an den empfangenden Slave weiter. Wenn dagegen der empfangende Slave meldet, dass er keine Daten mehr empfangen kann, quittiert dies der Master mit einem Enable-Signal, entsprechend der Utopia-Spezifikation nach vier Taktzyklen, und gibt es mittels eines Enable-Signals an den sendenden Slave weiter.

1: Utopiabus
2: Master
3: erster Slave
4: zweiter Slave
5: erstes Enable-Signal
6: zweites Enable-Signal
7: erste Enable-Leitung
8: zweite Enable-Leitung
9: Datenleitung
10: Daten
11: erste Cell-Available-Leitung
12: zweite Cell-Available-Leitung
13: erste Enable-Leitung
14: zweite Enable-Leitung
15: Start-of-Cell-Leitung

Claims

Verfahren zur Übertragung von Daten (10) mittels eines Utopiabus (1), an dem ein Master (2), ein erster Slave (3) und ein zweiter Slave (4) angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten (10) über eine Datenleitung (9) direkt vom ersten Slave (3) zum zweiten Slave (4) übertragen werden, indem die Slaves (3, 4) über eine Steuerung durch den Master (2) synchronisiert werden, wobei der erste Slave (3) in einem Wartezustand gehalten wird, solange der zweite Slave (4) signalisiert, dass er nicht bereit ist, Daten (10) zu empfangen.
Verfahren nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass es auf Utopia Level 1, Utopia Level 2, Cell-Level-Handshake und Octet-Level-Handshake angewandt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehr als zwei Slaves (3, 4) am Utopiabus (1) angeschlossen sind und Daten (10) direkt miteinander austauschen.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Utopia Level 2 die Slaves (3, 4) vom Master (2) versetzt über jeweils eine Adress-Leitung (13, 14) gepollt werden.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass erst der erste Slave (3) ein erstes Enable-Signal (5) über eine erste Enable-Leitung (7) und danach der zweite Slave (4) ein zweites Enable-Signal (6) über eine zweite Enable-Leitung (8) vom Master (2) bekommt.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Master (2) die für den Datentransfer nötigen Taktzyklen mitzählt.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach Beendigung eines Datentransfers die Enable-Leitungen (7, 8) zu den Slaves (3, 4) für mindestens einen Taktzyklus inaktiv sind oder ein Back-to-Back unterstützt wird.
Utopiabus (1) zur Durchführung eines der vorgenannten Verfahren mit einem Master (2) und mindestens zwei Slaves (3, 4), der jeweils eine erste Cell-Available-Leitung (11), eine erste Adress-Leitung (13) und eine erste Enable-Leitung (7) zwischen dem Master (2) und dem ersten Slave (3), jeweils eine zweite Cell-Available-Leitung (12), eine zweite Adress-Leitung (14) und eine zweite Enable-Leitung (8) zwischen dem Master (2) und dem zweiten Slave (4) sowie eine Start-of-Cell-Leitung (15) und eine Daten-Leitung (9) zwischen dem ersten Slave (3) und dem zweiten Slave (4) aufweist, wobei der Master (2) derart ausgestaltet ist, dass der erste Slave (3) in einem Wartezustand gehalten wird, solange der zweite Slave (4) signalisiert, dass er nicht bereit ist, Daten (10) zu empfangen.