DE10102496A1

DE10102496A1 - Bridge circuit between two networks with user stations connected via bus has switch unit for direct connection between circuit units for bit connection layer while bypassing buffer memory

Info

Publication number: DE10102496A1
Application number: DE2001102496
Authority: DE
Inventors: Dieter Haupt
Original assignee: Deutsche Thomson Brandt GmbH
Current assignee: Deutsche Thomson Brandt GmbH
Priority date: 2001-01-19
Filing date: 2001-01-19
Publication date: 2002-08-01

Abstract

The circuit has a circuit unit (101,105) per bridge portal for the bit transmission layer, a circuit unit (102,106) per bridge portal for the connection layer and a switch unit (114) for a direct connection (113) between the two circuit units for the bit connection layer, either manually controled or automatically established while bypassing the buffer memory used for data packets in the other mode.

Description

Die Erfindung betrifft das technische Gebiet von sogenannten Brückenschaltungen, die zur Verbindung zweier Netzwerke von Busteilnehmerstationen dienen. Im spezielleren kann es sich um eine Brückenschaltung handeln, die zwei gleichartige Bussysteme miteinander verbindet.The invention relates to the technical field of so-called Bridge circuits that connect two networks of Bus subscriber stations serve. In more specific it can are a bridge circuit, the two of the same kind Connects bus systems with each other.

State of the art

Sowohl in der Unterhaltungselektronik als auch für Computeranwendungen gibt es die Entwicklung, daß der Datenaustausch zwischen verschiedenen elektronikgeräten immer wichtiger wird und zu immer mehr multimedialen Anwendungen führen soll. Ein Bussystem hat sich dabei mittlerweile etabliert. Dieses Bussystem ist unter dem Stichwort IEEE 1394 Serial Bus bekannt. Mit diesem Bussystem steht bereits seit längerem ein international standardi sierter und weitestgehend akzeptierter Bus zum Datenaus tausch zwischen Endgeräten zur Verfügung. Die genaue Bezeichnung des erwähnten Standards lautet: IEEE Standard For High Performance Serial Bus, (IEEE STD 1394/1995, IEEE; New York, August 1996).Both in consumer electronics and for Computer applications there is the development that the Data exchange between different electronic devices is becoming more and more important and more and more multimedia Applications. A bus system was there meanwhile established. This bus system is under the Keyword IEEE 1394 Serial Bus known. With this bus system has been an international standard for a long time based and largely accepted bus for data transfer exchange between devices is available. The exact The name of the standard mentioned is: IEEE Standard For High Performance Serial Bus, (IEEE STD 1394/1995, IEEE; New York, August 1996).

Der standardisierte Bus ist ein drahtgebundener Bus, der hervorragende Eigenschaften aufweist:
The standardized bus is a wired bus that has excellent properties:

1. Practically freely selectable bus topology (e.g. chain, Tree, star, etc.) with up to 63 end devices,
2. Bit serial data transmission over a cable with four or six wires with a maximum distance of 4, 5 Meters between two devices,
3. Transfer rates of 100, 200 and 400 Mbit / s and in Future also about
4. Connection and disconnection of end devices is in progress Operation possible.

Über diesen Bus können daher problemlos auch z. B. komprimierte Video- und Audiodatenströme übertragen werden. Im Fall der Übertragung von Daten eines DV-Camcorders fallen für den Videodatenstrom ca. 25 Mbit/s an Datenrate an, da in dem DV-System lediglich intrakodierte Bildkompression angewendet wird. Hinzu kommen noch ca. 3 bis 4 Mbit/s Datenrate für die digitalen Audiodaten, die Zeitcodes und die Overhead-Dateneinträge in den Datenpaketen. Für ein Fernsehprogramm mit SDTV-Qualität, das MPEG-2 komprimiert ist, fällt eine Datenrate für den Videodatenstrom von lediglich ca. 7 Mbit/s an. Somit wird ersichtlich, das die zur Verfügung gestellte Datentransportkapazität in dem IEEE 1394-Bus ausreichend ist für mehrere gleichzeitig zu übertragende TV-Programme.This bus can also be used for B. compressed video and audio data streams are transmitted. In the event of data transfer from a DV camcorder fall for the video data stream about 25 Mbit / s data rate, because in the DV system only intra-coded image compression is applied. In addition there are approx. 3 to 4 Mbit / s Data rate for the digital audio data, the time codes and the overhead data entries in the data packets. For a TV program with SDTV quality that compresses MPEG-2 , a data rate for the video data stream drops from only about 7 Mbit / s. This shows that the provided data transport capacity in the IEEE 1394 bus is sufficient for several at the same time broadcasting TV programs.

In der Zwischenzeit hat sich gezeigt, daß in Zukunft durchaus Anwendungsfälle auftreten werden, wo die festgelegte Beschränkung auf 63 Endgeräte in dem 1394- Standard ein Problem sein wird. Daher waren weitere Arbeiten der Standardisierungsgremien auf eine Erweiterung dieses Standards in der Hinsicht ausgerichtet, daß ermöglicht werden sollte, Datenpakete von einem lokalen 1394-Netzwerk zu einem anderen lokalen 1394-Netzwerk mit Hilfe einer Brückenschaltung weiterzuleiten und umgekehrt. Mittlerweile ist eine solche Brückenschaltung in einem Entwurf zu einer Erweiterung des 1394-Standards spezifiziert. Die genaue Bezeichnung dieses Entwurfs der Erweiterung lautet: P 1394.1 "Draft standard for high performance serial bus bridges", draft 0.15, 11 January 2001, IEEE, New York 2001.In the meantime, it has been shown that in the future use cases will definitely occur where the specified restriction to 63 devices in the 1394 Standard will be a problem. So there was more work to do the standardization bodies on an extension of this Standards aligned in the way that allows should be packets of data from a local 1394 network to another local 1394 network using a Forward bridge circuit and vice versa. meanwhile is such a bridge circuit in a design for one Extension of the 1394 standard specified. The exact The name of this draft of the extension is: P 1394.1 "Draft standard for high performance serial bus bridges", draft 0.15, January 11, 2001, IEEE, New York 2001.

Die Verwendung von einer Brückenschaltung zwischen zwei lokalen Netzwerken wurde nicht nur deshalb notwendig, weil in bestimmten Anwendungsfällen die Beschränkung auf 63 Teilnehmerstationen überschritten werden muß, sondern es gibt auch Anwendungsfälle, wo durch häufiges Zu- und Abschalten von Teilnehmerstationen vielfache Bus-Resets ausgelöst werden, die dann zeitweilig das gesamte lokale Netzwerk behindern, weil nämlich nach einem Bus-Reset zunächst sich erst alle Teilnehmerstationen wieder melden müssen und so das Netzwerk neu konfiguriert wird, was mit einer Menge zusätzlich zu übertragender Botschaften einhergeht. Die Verwendung von einer Brückenschaltung kann hier Abhilfe schaffen. Die Brückenschaltung leitet nämlich in einem solchen Fall den Bus-Reset auf einer Seite nicht an die andere Seite der Brücke weiter, so daß diese Seite dann von den Bus-Resets auf der anderen Seite isoliert ist. Somit kann eine solche Brückenschaltung also auch den Busverkehr effektiver mitgestalten, wenn, wie zuvor erwähnt, in einem Bereich häufiges Zu- und Abschalten von Teilnehmerstationen erforderlich wird, wie beispielsweise in Multimedia Showrooms, oder auch in "Small Offices" mit ständig wechselndem Personal, etc.The use of a bridge circuit between two local networks became necessary not only because in certain applications the limitation to 63 Subscriber stations must be exceeded, but it are also use cases where frequent additions and Switching off subscriber stations multiple bus resets are triggered, which then temporarily the entire local Impeding the network, because after a bus reset First, all subscriber stations report back need and so the network is reconfigured what with a lot of additional messages to be transmitted accompanied. The use of a bridge circuit can remedy this. The bridge circuit conducts in such a case the bus reset on one side does not work the other side of the bridge continues, so that side then is isolated from the bus resets on the other side. Consequently such a bridge circuit can also be used for bus traffic help shape more effectively when, as previously mentioned, in one Area frequent switching on and off of subscriber stations is required, such as in multimedia Showrooms, or even in "small offices" with constantly changing personnel, etc.

Andererseits ist eine Brückenschaltung nach der Spezifikation relativ kompliziert aufgebaut und enthält entsprechende Programmkomponenten, die z. B. für die Steuerung bzw. Koordinierung der Brückenportale nötig sind. Das sind z. B. sogenannte Routing Tabellen, in denen die Information gespeichert ist, welche Datenpakete von welchen Teilnehmerstationen des einen angeschlossenen lokalen Netzwerkes an welche Teilnehmerstation innerhalb des anderen angeschlossenen netzwerkes weiterzuleiten sind. Um die Routing Tabellen zu erstellen, muß die Brückenschaltung bei der Konfiguration der jeweils angeschlossenen Netzwerke entsprechende Botschaften abhören und gegebenenfalls auch noch eigene Botschaften erzeugen zur Abfrage von bestimmten Informationen und diese Informationen dann sammeln. Da über den 1394-Bus sowohl isochrone Datenpakete als auch asynchrone Datenpakete in beiden Richtungen übermittelt werden können, ist zur vollständigen Erstellung der Routing Tabellen eine hohe Anzahl von Zusatznachrichten zu senden und auszuwerten.On the other hand is a bridge circuit after the Specification is relatively complex and contains corresponding program components, the z. B. for the Control or coordination of the bridge portals are necessary. These are e.g. B. so-called routing tables in which the Information is stored, which data packets from which Subscriber stations of the one connected local Network to which subscriber station within the other connected network are to be forwarded. To the The bridge circuit must be used to create routing tables the configuration of the connected networks listen to the relevant messages and, if necessary, also generate your own messages to query certain ones Information and then collect that information. Over there the 1394 bus both isochronous data packets as well asynchronous data packets transmitted in both directions is to complete the routing Tables to send a large number of additional messages and evaluate.

invention

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß es Anwendungsfälle geben kann, wo eine Brückenschaltung zur Verbindung zweier Netzwerke zwar von vornherein eingeplant ist, jedoch in einer ersten Ausbauphase, deren Notwendigkeit nicht von vornherein gegeben ist. Z. B. aus dem Grund, daß in beiden miteinander verbundenen Netzwerken wesentlich weniger als die erlaubte maximale Anzahl von 63 Teilnehmerstationen in beiden Netzwerken zusammen vorhanden sind. Deshalb wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, die Brückenschaltung so auszulegen, daß sie einen Betriebsmode hat, in dem beide Brückenportale quasi direkt miteinander verbunden werden, so daß praktisch eine Zusammenschaltung beider an die Brückenschaltung angeschlossenen Netzwerke erreicht wird und resultierend der Datenverkehr zwischen den Teilnehmerstationen beider Teilnetzwerke so stattfindet, wie in einem einzigen Netzwerk. Die Brückenschaltung wirkt quasi an beiden Brückenportalen wie ein Repeater, so daß die Signale des an das jeweilige Portal angeschlossenen Netzwerkes auch in das an das andere Brückenportal angeschlossene Netzwerk weitergeleitet werden. Dies geschieht praktisch ohne Zeitverzug wie auch sonst üblich bei den entsprechenden Bus-Schnittstellen, z. B. des IEEE 1394-Buses. Der Zusatzaufwand in der Brückenschaltung für diesen zusätzlichen Betriebsmode ist sehr gering. Die Direktverbindung kann im einfachsten Fall manuell gesteuert aktiviert werden.The invention is based on the knowledge that it Use cases where a bridge circuit for Connection of two networks planned from the start is, however, in a first expansion phase, its need is not given from the outset. For example, for the reason that essential in both interconnected networks less than the allowed maximum number of 63 Subscriber stations exist together in both networks are. Therefore, the invention proposes that Bridge circuit to be designed so that it is an operating mode in which both bridge portals are almost directly connected to each other be connected so that practically an interconnection of both networks connected to the bridge circuit is reached and as a result the data traffic between the Subscriber stations of both subnetworks take place as in a single network. The bridge circuit acts as it were on both bridge portals like a repeater, so that the Signals from the connected to the respective portal Network to the other bridge portal connected network can be forwarded. This happens practically without delay as usual with the corresponding bus interfaces, e.g. B. the IEEE 1394 Buses. The additional effort in the bridge circuit for this additional operating mode is very low. The In the simplest case, direct connection can be controlled manually to be activated.

Der Datendurchsatz wird durch diese Maßnahme in Anwendungsfällen erhöht, wo der Grenzwert für die maximale Anzahl von Busteilnehmerstationen noch nicht erreicht ist. Auch der Stromverbrauch der Brückenschaltung kann in diesem Fall geringer sein.The data throughput is in this measure Use cases increased where the limit for the maximum Number of bus subscriber stations has not yet been reached. The power consumption of the bridge circuit can also be used in this Case be less.

In einer anderen Ausführungsart kann die Steuerung auch automatisch erfolgen. Gemäß der Erfindung ist dazu lediglich eine Überwachungseinheit erforderlich, die den Belegungssta tus und/oder die Busauslastung in den an die Brückenschal tung angeschlossenen Netzwerken ermittelt und in dem Fall, daß die Belegung und/oder die Busauslastung in beiden Netzwerken von Busteilnehmerstationen zusammengenommen bestimmte Grenzwerte unterschreitet, die Direktverbindung zwischen den beiden Schaltungseinheiten für die Bit- Übertragungsschicht in jedem Brückenportal herstellt.In another embodiment, the control can also done automatically. According to the invention, this is only a monitoring unit required, the occupancy status tus and / or the bus load in the to the bridge scarf connected networks and in the case that the occupancy and / or the bus utilization in both Networks of bus subscriber stations taken together falls below certain limits, the direct connection between the two circuit units for the bit Establishes the transmission layer in every bridge portal.

Weitere vorteilhafte Maßnahmen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Brückenschaltung sind in den weiteren abhängigen Ansprüchen enthalten. Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung werden die beiden Schaltungseinheiten für die Bit-Übertragungsschicht in den beiden Brückenportalen über ihre Schnittstellen zu der Verbindungsschicht (Datensicherungsschicht) verbunden. In diesem Fall ist es nötig, daß noch eine Anpaßschaltungseinheit vorgesehen wird, die die Signale von der Bit-Übertragungsschicht-Schaltungs einheit des Brückenportals, das gerade ein Datenpaket empfängt, in entsprechende Signale für die Verbindungs schicht-Schnittstelle der Bitübertragungsschicht-Schaltungs einheit für das andere Brückenportal umsetzt.Further advantageous measures and improvements in Claim 1 bridge circuit specified in the others dependent claims included. According to an embodiment the invention, the two circuit units for the Bit transmission layer in the two bridge portals above their interfaces to the link layer (Data link layer) connected. In this case it is necessary that a matching circuit unit is provided, which are the signals from the bit link layer circuit unit of the bridge portal, which is just a data packet receives, in corresponding signals for the connection layer interface of the physical layer circuit unit for the other bridge portal.

Bei einer anderen Ausgestaltung der Erfindung besitzt jede Schaltungseinheit für die Bit-Übertragungsschicht in einem Brückenportal jeweils mindestens zwei Netzwerkanschlüsse und die Direktverbindung zwischen beiden Bit-Übertragungs schicht-Schaltungseinheiten wird durch Zusammenschalten zweier korrespondierender Netzwerkanschlüsse hergestellt. Bei dem 1394-Bus ist es spezifiziert, daß die Netzwerkan schlüsse in einer Bit-Übertragungsschicht-Schaltungseinheit jeweils die gleichen Signale aufweisen. Dies wird durch entsprechende Repeater in der Bit-Übertragungsschicht- Schaltungseinheit sichergestellt. Diese Lösung wird daher als sehr einfache Lösung angesehen, die keinen größeren Implementierungsaufwand verursacht.In another embodiment of the invention, each has Circuit unit for the bit transmission layer in one Bridge portal at least two network connections each the direct connection between the two bit transmissions Layer circuit units is made by interconnection two corresponding network connections. For the 1394 bus, it is specified that the networks on in a bit transfer layer circuit unit each have the same signals. This is through corresponding repeaters in the bit transmission layer Circuit unit ensured. This solution is therefore viewed as a very simple solution, no major one Implementation effort caused.

Die Erfindung kann insbesondere bei einer Brückenschaltung gemäß der geplanten Erweiterung des IEEE 1394-Standards angewendet werden.The invention can be used in particular in the case of a bridge circuit according to the planned extension of the IEEE 1394 standard be applied.

drawings

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:Embodiments of the invention are in the drawings are shown and are described in the following description explained in more detail. Show it:

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung für die Verbindung zweier gleichartiger Netzwerke von Busteilnehmerstationen über eine Brückenschaltung; FIG. 1 is a schematic diagram for the connection of two similar networks of bus user stations via a bridge circuit;

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Brückenschaltung gemäß der Spezifizierung in der geplanten Erweiterung des IEEE 1394-Standards; Fig. 2 is a block diagram of a bridge circuit in accordance with the specification in the plan extension of the IEEE 1394 standard;

Fig. 3 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Brückenschaltung; Fig. 3 is a block diagram of the bridge circuit according to the invention;

Fig. 4 ein Blockschaltbild der Zusatzmittel für die Brückenschaltung bei der Lösung gemäß der Ausführungsform mit zusammengeschalteten Netzwerkanschlüssen und Fig. 4 is a block diagram of the additional means for the bridge circuit in the solution according to the embodiment with interconnected network connections and

Fig. 5 ein Flußdiagramm für ein Programm zur Realisierung der Überwachungseinheit in der Brückenschaltung gemäß der Erfindung. Fig. 5 is a flowchart for a program for implementing the monitoring unit in the bridge circuit according to the invention.

Detailed description of the invention

Fig. 1 zeigt den typischen Anwendungsfall einer Brücken schaltung zur Verbindung zweier Netzwerke mit Busteilnehmer stationen. In dem dargestellten Beispiel bezeichnet die Bezugszahl 10 die Brückenschaltung. Mit der Bezugszahl 1 ist eine Busteilnehmerstation des linken Netzwerkes bezeichnet. Dargestellt worden ist lediglich eine Busteilnehmerstation, es ist aber im allgemeinen Anwendungsfall davon auszugehen, daß noch weitere Busteilnehmerstationen zu diesem Netzwerk gehören. Für den Fall, daß es sich um das IEEE 1394- Bussystem handelt, sind maximal 63 Busteilnehmerstationen in einem Netzwerk erlaubt. Auch an der rechten Seite der Brückenschaltung 10 ist ein Netzwerk von Busteilnehmersta tionen angeschlossen. Die Bezugszahl 2 bezeichnet eine Busteilnehmerstation dieses Netzwerkes. Das verwendete Bussystem für dieses Netzwerk ist im einfachsten Fall mit demjenigen auf der linken Seite der Brückenschaltung 10 identisch. Fig. 1 shows the typical application of a bridge circuit for connecting two networks with bus subscriber stations. In the example shown, reference numeral 10 denotes the bridge circuit. The reference number 1 denotes a bus subscriber station of the left network. Only one bus subscriber station has been shown, but in the general application it can be assumed that other bus subscriber stations also belong to this network. In the event that the IEEE 1394 bus system is concerned, a maximum of 63 bus subscriber stations are permitted in a network. A network of bus subscriber stations is also connected to the right side of the bridge circuit 10 . The reference number 2 designates a bus subscriber station of this network. In the simplest case, the bus system used for this network is identical to that on the left side of the bridge circuit 10 .

In der Fig. 2 ist der Aufbau der Brückenschaltung 10 gezeigt. Und zwar handelt es sich bei dem gezeigten Blockschaltbild um das aus der geplanten Erweiterung des IEEE 1394-Standards bekannte Blockschaltbild einer Brückenschaltung zur Verbindung zweier 1394-Netzwerke. Die Bezugszahl 100 bezeichnet eine sogenannte Zyklustakt-Erzeu gungseinheit. In ihr wird der Zyklustakt erzeugt, mit dem beide Brückenportale synchronisiert werden. Dieser Zyklustakt ist nötig, wenn die Brückenschaltung auch isochrone Datenübertragung in beiden Richtungen durchführen soll.The structure of the bridge circuit 10 is shown in FIG. 2. The block diagram shown is the block diagram of a bridge circuit for connecting two 1394 networks known from the planned expansion of the IEEE 1394 standard. Reference numeral 100 denotes a so-called cycle clock generating unit. It generates the cycle clock with which the two bridge portals are synchronized. This cycle clock is necessary if the bridge circuit is also to carry out isochronous data transmission in both directions.

Die Bezugszahl 101 bezeichnet die Schaltungseinheit für die Bit-Übertragungsschicht für das linke Brückenportal. An diese Schaltungseinheit werden die 1394-Busleitungen von dem linken Netzwerk angeschlossen. Die Bezugszahl 102 bezeichnet die entsprechende Schaltungseinheit für die Verbindungs schicht bzw. Datensicherungsschicht des 1394-Bussystems. Diesbezüglich wird angemerkt, daß die erwähnten Schichten begriffsmäßig aus dem OSI/ISO-Referenzmodel der Datenkom munikation bekannt sind. Mit der Bezugszahl 103 ist dann noch eine Schaltungseinheit für die Netzwerkschicht (im englischen auch Transaction Layer genannt). Die Funktionalität innerhalb der einzelnen Schichten ist in dem 1394-Standard bereits spezifiziert. Entsprechende Schaltungskomponenten sind auf dem Markt schon seit längerem verfügbar. Auch für das rechte Brückenportal sind entsprechende Schaltungseinheiten vorgesehen. Die Bezugszahl 105 bezeichnet die Schaltungseinheit für die Bit-Übertra gungsschicht, die Bezugszahl 106 bezeichnet die Schaltungseinheit für die Verbindungsschicht und die Bezugszahl 107 wiederum die Schaltungseinheit für die Netzwerkschicht. Zwischen den erwähnten Schaltungseinheiten sind eine Anzahl von Pufferspeichern vorgesehen. Mit der Bezugszahl 109 sind Pufferspeicher für den isochronen Datenverkehr bezeichnet. Es handelt sich um sogenannte FIFO- Pufferspeicher, die die Eigenschaft haben, daß die zuerst eingetragenen Daten auf der anderen Seite dann auch als erstes ausgelesen werden. Mit der Bezugszahl 110 sind die Pufferspeicher für den asynchronen Datenverkehr bezeichnet. Wie gezeigt, sind jeweils ein Pufferspeicher pro Datenübertragungsrichtung vorgesehen. Und zwar sind die Pufferspeicher auch noch getrennt nach Anforderungsbotschaften und Antwortbotschaften. Damit ist es möglich, daß die Anforderungen von dem linken Netzwerk an das rechte Netzwerk in einem separaten Pufferspeicher eingetragen werden, ebenso die zugehörigen Antwortbotschaften in einem weiteren eigenen Pufferspeicher und in umgekehrter Richtung die Anforderungen von dem rechten Netzwerk an das linke Netzwerk in einen weiteren eigenen Pufferspeicher eingetragen werden und die dazugehörigen Antworten ebenfalls in einen vierten Pufferspeicher separat eingetragen werden. Auch die Pufferspeicher 110 sind als FIFO-Speicher ausgebildet.Reference numeral 101 denotes the circuit unit for the bit transmission layer for the left bridge portal. The 1394 bus lines from the left network are connected to this circuit unit. The reference number 102 designates the corresponding circuit unit for the connection layer or data link layer of the 1394 bus system. In this regard, it is noted that the layers mentioned are conceptually known from the OSI / ISO reference model of data communication. With the reference number 103 is then a circuit unit for the network layer (also called transaction layer). The functionality within the individual layers is already specified in the 1394 standard. Corresponding circuit components have been available on the market for a long time. Corresponding circuit units are also provided for the right bridge portal. Reference numeral 105 denotes the circuit unit for the bit transmission layer, reference numeral 106 denotes the circuit unit for the connection layer and reference numeral 107 in turn denotes the circuit unit for the network layer. A number of buffer memories are provided between the circuit units mentioned. The reference number 109 denotes buffer memories for isochronous data traffic. These are so-called FIFO buffers, which have the property that the data entered first on the other side is then also read out first. The reference number 110 denotes the buffer memories for the asynchronous data traffic. As shown, one buffer memory is provided for each data transmission direction. The buffers are also separated according to request messages and response messages. It is thus possible that the requests from the left network to the right network are entered in a separate buffer memory, the associated response messages in another separate buffer memory and, in the opposite direction, the requests from the right network to the left network in another separate one Buffer memory are entered and the associated answers are also entered separately in a fourth buffer memory. The buffer memories 110 are also designed as FIFO memories.

Mit der Bezugszahl 104 ist eine Steuereinheit für das linke Busportal bezeichnet. Darin befinden sich die verschiedenen Steuerregister, in denen charakteristische Werte für das angeschlossene Bussystem eingetragen sind, wie z. B. die Buszeit, Zykluszeit, Time-Out-Einstellungen, Knotenadresse usw. Im einzelnen wird nicht näher auf diese Steuereinheit eingegangen, da deren Funktionalität aus der erwähnten Erweiterung des 1394-Standard bekannt ist. Eine entsprechende Steuereinheit ist auch für das rechte Busportal vorhanden. Diese Steuereinheit ist mit der Bezugszahl 108 bezeichnet.The reference number 104 denotes a control unit for the left bus portal. It contains the various control registers in which characteristic values for the connected bus system are entered, such as. B. the bus time, cycle time, time-out settings, node address, etc. This control unit is not dealt with in detail, since its functionality is known from the aforementioned extension of the 1394 standard. A corresponding control unit is also available for the right bus portal. This control unit is designated by reference number 108 .

Sämtliche festgelegte Parameter für die Brückenschaltung sind in dem Konfigurations-ROM 112 enthalten. Im Blockschaltbild ist dargestellt, daß ein gemeinsames Konfigurations-ROM 112 für beide Brückenportale vorgesehen ist. Bei einer anderen Implementierung können zwei getrennte Konfigurations-ROMs für die jeweiligen Brückenportale vorgesehen sein. Auch die Einträge in dem Konfigurations-ROM 112 sind aus der erwähnten Erweiterung des 1394-Standards bekannt und brauchen deshalb hier nicht näher erläutert zu werden.All defined parameters for the bridge circuit are contained in the configuration ROM 112 . The block diagram shows that a common configuration ROM 112 is provided for both bridge portals. In another implementation, two separate configuration ROMs can be provided for the respective bridge portals. The entries in the configuration ROM 112 are also known from the aforementioned extension of the 1394 standard and therefore do not need to be explained in more detail here.

Desweiteren ist in der Brückenschaltung 10 eine Einheit für die Routing Tabellen vorgesehen. Diese ist mit der Bezugszahl 111 bezeichnet. Die Routing Tabellen sind insbesondere für isochrone Verbindungen nötig. Es sind jeweils zwei korrespondierende Steuerregister für die Weiterleitung von isochronen Datenpaketen in der Brückenschaltung vorhanden. Ein Steuerregister ist für das linke Brückenportal vorgesehen und das andere für das rechte Brückenportal. Die Einträge in diesen Steuerregistern bestimmen, welche Datenpakete an welchen Pufferspeicher für die Weitergabe in das nächste Netzwerk weiterzuleiten sind und wie der Status der eingerichteten Verbindungen ist. Auf die weiteren Einträge in diesen Tabellen wird nicht näher eingegangen, da auch diese aus der erwähnten Erweiterung des 1394-Standards bekannt sind.Furthermore, a unit for the routing tables is provided in the bridge circuit 10 . This is designated by the reference number 111 . The routing tables are particularly necessary for isochronous connections. There are two corresponding control registers for the forwarding of isochronous data packets in the bridge circuit. One control register is provided for the left bridge portal and the other for the right bridge portal. The entries in these control registers determine which data packets are to be forwarded to which buffer memory for forwarding to the next network and what the status of the connections set up is. The other entries in these tables are not dealt with in detail, since these are also known from the aforementioned extension of the 1394 standard.

In der Fig. 3 ist nun ein modifiziertes Blockschaltbild der Brückenschaltung 10 gezeigt. Gleiche Bezugszahlen wie in der Fig. 2 werden nicht noch einmal erläutert. Zusätzlich eingezeichnet ist in das Blockschaltbild eine Direktverbin dung zwischen den Schaltungseinheiten 101 und 105 für die Bit-Übertragungsschicht. Diese Direktverbindung ist mit der Bezugszahl 113 bezeichnet. Erkennbar ist die Direktver bindung für beide Übertragungsrichtungen ausgelegt. Die Direktverbindung kann über elektronische Schalter 114 an- und abgeschaltet werden. Das An- und Abschalten der Direktverbindung wird entweder manuell gesteuert (nicht näher dargestellt) oder automatisch durch eine Überwachungs einheit 115. Die Überwachungseinheit 115 wertet dazu den Belegungsgrad in beiden mit der Brückenschaltung verbundenen Netzwerken aus. Dazu wertet die Überwachungseinheit 115 die Informationen, die von der Verbindungsschicht der jeweiligen Brückenportale bereitgestellt werden, aus. Die genaue Funktionsweise der Überwachungseinheit 115 wird nachfolgend noch näher erläutert. Mit der Bezugszahl 116 ist eine optionale Schaltungseinheit bezeichnet. Es handelt sich um eine Anpaßschaltungseinheit, die dann vorzusehen ist, wenn die Direktverbindung der beiden Schaltungseinheiten 101 und 105 für die Bit-Übertragungsschicht über die Verbindungs schicht-Datenausgänge der Schaltungseinheiten 101, 105 für die Bit-Übertragungsschicht geschieht. Dann müssen nämlich die Ausgangssignale der einen Bit-Übertragungsschicht- Schaltungseinheit in entsprechende Eingangssignale für die andere Bit-Übertragungsschicht-Schaltungseinheit umgesetzt werden.A modified block diagram of the bridge circuit 10 is now shown in FIG. 3. The same reference numbers as in FIG. 2 are not explained again. Additionally shown in the block diagram is a direct connection between the circuit units 101 and 105 for the bit transmission layer. This direct connection is designated by the reference number 113 . The direct connection is clearly designed for both transmission directions. The direct connection can be switched on and off via electronic switches 114 . The switching on and off of the direct connection is either controlled manually (not shown in detail) or automatically by a monitoring unit 115 . To this end, the monitoring unit 115 evaluates the degree of occupancy in both networks connected to the bridge circuit. For this purpose, the monitoring unit 115 evaluates the information that is provided by the connection layer of the respective bridge portals. The exact functioning of the monitoring unit 115 is explained in more detail below. Reference number 116 denotes an optional circuit unit. It is a matching circuit unit that is to be provided when the direct connection of the two circuit units 101 and 105 for the bit transmission layer occurs via the connection layer data outputs of the circuit units 101 , 105 for the bit transmission layer. Then the output signals of the one bit transmission layer circuit unit must be converted into corresponding input signals for the other bit transmission layer circuit unit.

Eine solche Anpaßschaltungseinheit 116 ist in einer anderen Ausgestaltung der Erfindung jedoch nicht erforderlich. Diese Ausgestaltung der Erfindung ist in der Fig. 4 näher dargestellt. In Fig. 4 sind allerdings nur noch die für den betrachteten Betriebsmode wesentlichen Komponenten dargestellt. Bei dieser Ausgestaltung besitzt die Schaltungseinheit für die Bit-Übertragungsschicht 101 und 105 jeweils drei Busanschlüsse 117 und 118. In dem Fall, daß beide Netzwerke den IEEE 1394-Bus betreffen, kann es sich um kommerziell erhältliche Bit-Übertragungsschicht-Bausteine handeln. Solche Bausteine sind mit einem, drei, sechs oder acht Busanschlüssen erhältlich. Dies kommt daher, weil in dem 1394-Standard die Bustopologie variabel sein darf, so daß durchaus auch sternförmige Bustopologien eingerichtet werden können, wofür dann mehrere Busanschlüsse an einem Baustein nötig sind.Such a matching circuit unit 116 is, however, not required in another embodiment of the invention. This embodiment of the invention is shown in more detail in FIG. 4. In FIG. 4, however, only the essential components for the considered operating mode are shown. In this embodiment, the circuit unit for the bit transmission layer 101 and 105 has three bus connections 117 and 118, respectively. In the event that both networks relate to the IEEE 1394 bus, they can be commercially available bit transfer layer devices. Such modules are available with one, three, six or eight bus connections. This is because the 1394 standard allows the bus topology to be variable, so that star-shaped bus topologies can also be set up, for which purpose several bus connections on a module are necessary.

In dem 1394-Standard ist vorgesehen, daß die einzelnen Busanschlüsse gleichwertig sind, so daß die Signale von einem. Zweig jeweils auch auf den anderen Zweig weitergeleitet werden. Dazu kann zwischen den Zweigen jeweils ein Repeater-Schaltkreis vorgesehen sein. Gemäß der Erfindung werden jetzt noch zwei unbelegte Busanschlüsse der beiden Schaltungseinheiten 101 und 105 miteinander verbunden. Die Verbindung kann wieder über elektronische Schalter 114 an- und abgeschaltet werden. Wenn die Verbindung zustande gekommen ist, werden die Signale von dem einen Netzwerk in das andere Netzwerk gespiegelt und umgekehrt. Faktisch existiert dann nur noch ein einziges Netzwerk und die Brückenschaltung hat ihre eigentliche Funktionalität in diesem Betriebsmode dann aufgegeben. Allerdings wertet die Überwachungseinheit 115 die Botschaften in dem zusammengeschalteten Netzwerk nach wie vor aus. Dazu übernimmt sie Informationen von wenigstens einer Schaltungseinheit 102 für die Verbindungsschicht, die auch noch in diesem Betriebsmode aktiviert ist. Gestrichelt ist auch noch die zweite Schaltungseinheit 106 für die Verbindungsschicht des rechten Busportals eingezeichnet. Aber diese Schaltungseinheit muß nicht notwendigerweise aktiv bleiben, da die nötigen Informationen dann auch von der anderen Schaltungseinheit 102 übernommen werden können.The 1394 standard provides that the individual bus connections are equivalent, so that the signals from one. Branch can also be forwarded to the other branch. For this purpose, a repeater circuit can be provided between the branches. According to the invention, two unused bus connections of the two circuit units 101 and 105 are now connected to one another. The connection can be switched on and off again via electronic switches 114 . When the connection is established, the signals are mirrored from one network to the other network and vice versa. In fact, there is only a single network left and the bridge circuit has given up its actual functionality in this operating mode. However, the monitoring unit 115 still evaluates the messages in the interconnected network. For this purpose, it takes over information from at least one circuit unit 102 for the connection layer, which is also activated in this operating mode. The second circuit unit 106 for the connection layer of the right bus portal is also shown in dashed lines. But this circuit unit does not necessarily have to remain active since the necessary information can then also be taken over by the other circuit unit 102 .

Ein Spezialfall ist gegeben, wenn die Brückenschaltung vor dem Einschalten der Direktverbindung zwei getrennte Netzwerke eingerichtet hatte. In diesem Fall existieren zwei verschiedene Bus-Adressen in dem System. Nach Verschmelzung der Netzwerke darf nur noch eine einzige Bus-Adresse, nämlich bei einem IEEE 1394 Bus die Adresse 3FFh für den gemeinsamen lokalen Bus verwendet werden. Hierfür muß dann eine entsprechende Umkonfigurierung durch den Umschaltvorgang ausgelöst werden.A special case is given when the bridge circuit is in front switching on the direct connection two separate Networks. In this case there are two different bus addresses in the system. After the merger the networks may only have one bus address, namely for an IEEE 1394 bus the address 3FFh for the shared local bus. For this then a corresponding reconfiguration by the Switching process are triggered.

Die Überwachungseinheit 115 wertet insbesondere die Botschaften innerhalb des Netzwerkes nach einem Bus-Reset aus, weil sich dann alle aktiven Busteilnehmerstationen erneut anmelden müssen und die Überwachungseinheit dann von der Verbindungsschicht die Informationen sammeln kann, wie viele Busteilnehmerstationen insgesamt in beiden Netzwerken aktiv sind. Wenn die Zahl insgesamt deutlich unter der maximalen Grenze von 63 möglichen Busteilnehmerstationen liegt, kann die Brückenschaltung in dem Direktverbindungs mode bleiben. Andernfalls wird die Überwachungsschaltung 115 die Direktverbindung mit Hilfe des elektronischen Schalters 114 trennen und ihre volle Brückenfunktionalität neu aufnehmen.The monitoring unit 115 in particular evaluates the messages within the network after a bus reset because all active bus subscriber stations then have to log on again and the monitoring unit can then collect information from the connection layer on how many bus subscriber stations are active in total in both networks. If the total number is significantly below the maximum limit of 63 possible bus subscriber stations, the bridge circuit can remain in the direct connection mode. Otherwise, the monitoring circuit 115 will disconnect the direct connection using the electronic switch 114 and resume its full bridge functionality.

Zusätzlich zu den Informationen über aktive Busteilnehmer stationen kann die Überwachungseinheit 115 auch noch die den Verkehr auf dem Bus auswerten. Dies kann die Überwachungseinheit dann auch benutzen, um eine frühzeitige Unterbrechung der Direktverbindung zwischen den Netzwerken zu erreichen. In addition to the information about active bus subscriber stations, the monitoring unit 115 can also evaluate the traffic on the bus. The monitoring unit can then also use this to achieve an early interruption of the direct connection between the networks.

Entsprechende Flußdiagramme für Programme zur Realisierung der Überwachungseinheit 115 sind in der Fig. 5 und 6 dargestellt und werden nachfolgend näher erläutert.Corresponding flow diagrams for programs for implementing the monitoring unit 115 are shown in FIGS . 5 and 6 and are explained in more detail below.

Das Fußdiagramm in Fig. 5 betrachtet den Fall, daß die Brückenschaltung sich in dem Betriebsmode mit voller Brückenfunktionalität befindet. Dieser Betriebsmode ist in dem Flußdiagramm mit der Marke bezeichnet. Das dargestellte Programm wird immer nach einem Bus-Reset aufgerufen. In der Abfrage 1151 überprüft die Überwachungseinheit 115 ob die Summe der Anzahl #L der Busknoten im linken Netzwerk und der Anzahl #R der Busknoten im rechten Netzwerk kleiner als ein vorgegebener Schwellwert T_N1 ist. Wenn diese Bedingung nicht erfüllt ist, wird das Programm ohne weitere Konsequenzen beendet und es wird auf den nächsten Bus-Reset gewartet.The foot diagram in Fig. 5 considers the case where the bridge circuit is in the operating mode with full bridge functionality. This operating mode is identified by the mark in the flow chart. The program shown is always called after a bus reset. In query 1151 , the monitoring unit 115 checks whether the sum of the number #L of the bus nodes in the left network and the number #R of the bus nodes in the right network is less than a predefined threshold value T _N1 . If this condition is not met, the program is terminated without further consequences and the next bus reset is waited for.

Ein Bus-Reset wird immer nach Einschaltung eines Netzwerkes ausgelöst und nach Zu- oder Abschaltung eines Knotens während des laufenden Betriebes. Um die Anzahl der Busknoten zu ermitteln, wertet das Programm die nach einem Bus-Reset von jeder Teilnehmerstation auszusendenden sogenannten "Self-ID"-Pakete aus. Es ist in dem IEEE 1394-Standard festgelegt, daß jede Teilnehmerstation ein "Self-ID"-Paket auszusenden hat um das Netzwerk nach einem Bus-Reset neu konfigurieren zu können.A bus reset is always carried out after switching on a network triggered and after connecting or disconnecting a node during operation. The number of bus nodes To determine, the program evaluates the after a bus reset so-called to be sent by each subscriber station "Self-ID" packages. It is in the IEEE 1394 standard stipulated that each subscriber station a "Self-ID" packet has to send out again to the network after a bus reset to be able to configure.

War im Programmschritt 1151 der Schwellwert T_N1 unterschritten, so wird im nächsten Programmschritt 1152 überprüft, ob die für isochronen Datenverkehr zugewiesene Bandbreite allBW_L und allBW_R im linken und rechten Netzwerk zusammengenommen kleiner als ein vorgegebener weiterer Schwellwert T_BW1 ist.If the threshold T _{N1 was} undershot in program step 1151 , the next program step 1152 checks whether the bandwidth allBW _L and allBW _R allocated for isochronous data traffic in the left and right networks taken together is less than a predetermined further threshold value T _BW1 .

Die in den Netzwerken zugewiesene Bandbreite für isochronen Datenverkehr, kann leicht ermittelt werden. Dazu ist nämlich in jedem Netzwerk in einem Netzknoten ein sogenannter IRM "Isochronous Resource Manager" eingerichtet, der von der Brückenschaltung abgefragt werden kann. In dem IRM ist ein Spezialregister vorgesehen, in dem eingetragen ist, wieviel Bandbreiten-Einheiten in dem Netzwerk für isochrone Verbindungen vergeben sind. Maximal darf 4/5 der Bandbreite vergeben werden. In der Brückenschaltung selber kann der IRM auch eingerichtet sein. Das IRM-Konzept ist in dem IEEE 1394-Standard detailliert beschrieben.The isochronous bandwidth allocated in the networks Traffic, can be easily determined. This is because a so-called IRM in each network in a network node "Isochronous Resource Manager" set up by the Bridge circuit can be queried. In the IRM is a Special register provided, in which is entered how much Bandwidth units in the isochronous network Connections are assigned. A maximum of 4/5 of the bandwidth be awarded. In the bridge circuit itself, the IRM also be set up. The IRM concept is in the IEEE 1394 standard described in detail.

Ist die in Programmschritt 1152 abgefragte Bedingung nicht erfüllt, so wird das Programm ebenfalls ohne weitere Konsequenzen beendet und es wird auf den nächsten Bus-Reset gewartet. Im anderen Fall, wenn auch die in Programmschritt 1152 überprüfte Bedingung erfüllt ist, wird im Programmschritt 1153 der Betriebsmode mit voller Brückenfunktionalität verlassen und die Direktverbindung zwischen beiden Netzwerken erstellt, so daß nach der entsprechenden Neukonfigurierung nur noch ein gemeinsames lokales Netzwerk existiert. Dieser Betriebszustand ist in dem Flußdiagramm mit der Marke bezeichnet.If the condition queried in program step 1152 is not met, the program is also ended without further consequences and the next bus reset is waited for. In the other case, if the condition checked in program step 1152 is also fulfilled, the operating mode with full bridge functionality is exited in program step 1153 and the direct connection between the two networks is established, so that after the corresponding reconfiguration, only one common local network still exists. This operating state is identified by the mark in the flow chart.

In dem Flußdiagramm der Fig. 6 wird jetzt der Fall betrachtet, daß die Brückenschaltung 10 in dem Direktverbindungsmodus ist, d. h. ihre Brückenfunktionalität aufgegeben hat. Im Programmschritt 1154 werden 2 Bedingungen überprüft. Zum Einen ist das die Abfrage, ob die Anzahl #N an Netzknoten in dem zusammengeschalteten Netzwerk größer als ein weiterer vorgegebener Schwellwert T_N2 ist. Da das Programm jeweils nach einem Bus-Reset aufgerufen wird, werden auch in diesem Programmschritt die "Self-ID"-Pakete ausgewertet, wie in Programmschritt 1151 der Fig. 5. Als zweite Bedingung wird überprüft, ob die zugewiesene Bandbreite in dem zusammengeschalteten Netzwerk einen weiteren Schwellwert T_BW2 überschreitet. Auch hierzu wird wie in Programmschritt 1152 von Fig. 5 eine Anfrage an den IRM im Netzwerk gerichtet. Wenn keine der beiden Abfragen erfüllt ist, wird das Programm ohne weitere Konsequenzen beendet und auf den nächsten Bus-Reset gewartet. Wenn eine der beiden Bedingungen erfüllt ist, oder beide Bedingungen erfüllt sind, wird in Programmschritt 1155 die Direktverbindung zwischen den Stationen auf beiden Seiten der Brückenschaltung 10 unterbrochen und die Brückenschaltung 10 als Brücke mit voller Brückenfunktionalität neukonfiguriert.The flowchart of FIG. 6 now considers the case where the bridge circuit 10 is in the direct connection mode, that is to say that it has given up its bridge functionality. Two conditions are checked in program step 1154 . On the one hand, this is the query whether the number #N of network nodes in the interconnected network is greater than a further predetermined threshold value T _N2 . Since the program is called after a bus reset, the "Self-ID" packets are also evaluated in this program step, as in program step 1151 of FIG. 5. As a second condition, it is checked whether the allocated bandwidth is in the interconnected network exceeds a further threshold value T _BW2 . Here too, as in program step 1152 of FIG. 5, a request is made to the IRM in the network. If neither of the two queries is fulfilled, the program is ended without further consequences and the next bus reset is waited for. If one of the two conditions is met, or both conditions are met, the direct connection between the stations on both sides of the bridge circuit 10 is interrupted in program step 1155 and the bridge circuit 10 is reconfigured as a bridge with full bridge functionality.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungs beispiele beschränkt. Es sind vielfältige Abwandlungen möglich. Die Direktverbindung 113 muß nicht in drahtge bundener Form ausgeführt sein. Sie kann auch in drahtloser Form vorliegen. Dazu müssen natürlich entsprechende Schaltungsteile in den Schaltungseinheiten 101 und 105 geändert werden. Die Übertragung, ob drahtgebunden oder drahtlos, kann optisch oder elektrisch erfolgen.The invention is not limited to the exemplary embodiments described. Various modifications are possible. The direct connection 113 does not have to be executed in wired form. It can also be in wireless form. Corresponding circuit parts in the circuit units 101 and 105 must of course be changed for this. The transmission, whether wired or wireless, can be optical or electrical.

Die Brückenschaltung muß auch nicht in einem einzigen Gerät mit allen Komponenten realisiert sein. Sie kann quasi auch über mehrere Geräte verteilt sein, wenn die Verbindung zwischen den beiden Portalen über eine längere Distanz ausgeführt ist und entsprechende Verbindungsstrecken vorhanden sind. Häufig wird die Brückenschaltung jedoch in einem einzigen Gerät z. B. in Form eines Personalcomputers mit entsprechenden Einsteckkarten aufgebaut sein.The bridge circuit does not have to be in a single device be realized with all components. It can, so to speak be distributed across multiple devices when connecting over a longer distance between the two portals is executed and corresponding connecting routes available. Often, however, the bridge circuit is in a single device e.g. B. in the form of a personal computer be built with appropriate plug-in cards.

Die Erfindung kann auch bei Brückenschaltungen eingesetzt werden, die Netzwerke verbindet, die auf anderen als dem IEEE1394-Standard basieren.The invention can also be used in bridge circuits that connects networks based on other than that Based on the IEEE1394 standard.

Claims

1. Bridge circuit between two networks of bus subscriber stations ( 1 , 2 ) in which data packets are forwarded from one network to another network or vice versa, the bridge circuit ( 10 ) having a circuit unit ( 101 , 105 ) for the physical layer for each bridge portal and a circuit unit ( 102 , 106 ) for the connection layer, characterized in that the bridge circuit ( 10 ) has a switching unit ( 114 ) which has a direct connection ( 113 ) between the two circuit units ( 101 , 105 ) for the bit transmission layer either manually controlled or automatically manufactured, bypassing the buffer memories ( 109 , 110 ) used for the data packets in the other operation of the bridge circuit ( 10 ).

2. Bridge circuit according to claim 1, wherein the bridge circuit ( 10 ) has a monitoring unit ( 115 ) which determines the occupancy status in the connected networks and / or the bus load, and in the event that the occupancy and / or the bus load in both networks taken together falls below certain limit values, the direct connection ( 113 ) between the two circuit units ( 101 , 105 ) produces for the bit transmission layer.

3. bridge circuit according to claim 1 or 2, wherein (, 105 101) there is provided a Anpaßschaltungseinheit (116) for the bit transmission layer between the two circuit units, which at direct connection of the two circuit units (101, 105) for the bit transmission layer, the signals at the Link layer data output of a circuit unit ( 101 , 105 ) for the bit transmission layer into corresponding signals for the corresponding data input of the other circuit unit ( 105 , 101 ) for the bit transmission layer.

4. Bridge circuit according to claim 1 or 2, wherein the circuit units ( 101 , 105 ) for the bit transmission layer each have a number of network connections ( 117 , 118 ) and the direct connection between the two circuit units ( 101 , 105 ) by interconnecting two network connections ( 117 , 118 ) is produced.

5. Bridge circuit according to one of claims 1 to 4, wherein the direct connection of the network connections ( 117 , 118 ) is wired by means of electrical conductors or optical fibers or wirelessly by means of a radio transmission link or an optical transmission link.

6. Bridge circuit according to one of claims 1 to 5, wherein the networks connected to the bridge circuit ( 10 ) correspond to the IEEE 1394 bus standard.