DE10225914B4 - Verfahren zur Informationsübertragung zwischen mehreren Übertragungsmodulen - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Informationsübertragung zwischen einem ersten Übertragungsmodul (TM1) und einem zweiten Übertragungsmodul (TM2), bei dem
a) durch das erste Übertragungsmodul (TM1) zyklisch ein Synchronisationssignal (SSIG) übertragen wird, dem mehrere am Synchronisationssignal (SSIG) zeitlich ausgerichtete Zeitintervalle (CIA, CIT) nachfolgen, die jeweils einem Übertragungsmodul (TM1, TM2) zugeordnet sind,
b) ein jeweiliges Übertragungsmodul (TM1, TM2) ein bevorstehendes Senden einer Information (INF) durch Senden eines logischen Ankündigungssignals (LSIG) in dem diesem Übertragungsmodul (TM1, TM2) jeweils zugeordneten Zeitintervall (CIA, CIT) ankündigt und in einen Sendezustand übergeht, und das jeweils andere Übertragungsmodul (TM2, TM1) nach Erkennen des in diesem Zeitintervall (CIA, CIT) gesendeten, logischen Ankündigungssignals (LSIG) in einen Empfangszustand übergeht, und
c) nach Abschluss einer Informationsübertragung das erste (TM1) und das zweite (TM2) Übertragungsmodul hinsichtlich des Sendens des Synchronisationssignals (SSIG) und/oder der Zuordnung zu den Zeitintervallen (CIA, CIT) ihre Rollen vertauschen.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur blockierungsfreien Informationsübertragung zwischen mehreren Übertragungsmodulen.
  • Eine digitale Informations- bzw. Datenübertragung zwischen elektronischen Schaltungsbaugruppen erfolgt in der Regel über serielle oder parallele Schnittstellen. Während bei einer seriellen Schnittstelle die einzelnen Datenbits von zu übertragenden Daten nacheinander über eine einzelne Übertragungsleitung zu übertragen sind, werden bei einer parallelen Schnittstelle Datenbits parallel über mehrere Übertragungsleitungen übermittelt. Die eigentliche Datenübertragung wird dabei häufig durch schnittstellenspezifische Übertragungsmodule ausgeführt.
  • Häufig sind derartige Schnittstellen als sog. Master-Slave-Schnittstellen ausgeführt, bei denen jede Informationsübertragung von einem sog. Master-Übertragungsmodul gesteuert wird. Dieses Master-Übertragungsmodul steuert insbesondere auch das oder die anderen an einer jeweiligen Informationsübertragung beteiligten Übertragungsmodule, die meist als Slave-Übertragungsmodule bezeichnet werden. Die zentrale Übertragungssteuerung durch ein Master-Übertragungsmodul erlaubt eine blockierungsfreie Datenübertragung vom Master- zum Slave-Übertragungsmodul sowie in umgekehrter Richtung.
  • Ein Problem einer solchen Master-Slave-Schnittstelle besteht jedoch darin, dass neben den datenführenden Leitungen zusätz liche Signalleitungen zur Übertragungssteuerung erforderlich sind, um Slave-Übertragungsmodulen ein Senden von Daten zu ermöglichen. Eine von einem Slave-Übertragungsmodul ausgehende Datenübertragung kann entweder mittels eines Anfrage/Bestätigungsverfahrens oder durch periodischen Abfragen aller Slave-Übertragungsmodule, von denen potentiell Daten ausgehen könnten, durch das Master-Übertragungsmodul realisiert werden. Eine derartige periodische Abfrage wird häufig auch als polling bezeichnet. Beide Verfahrensalternativen sind jedoch verhältnismäßig aufwendig und vermindern die erzielbare Übertragungsrate.
  • Aus der Druckschrift „Time Division Multiplexed Vectored Interrupt" des "IBM Technical Disclosure Bulletin", Vol. 35, No. 6, S. 476–478, datiert vom November 1992 ist ein Verfahren zur Datenübertragung zwischen einem Prozessor und daran angeschlossenen Baugruppen bekannt. Ähnlich wie bei einer Master-Slave-Übertragung, sind die jeweiligen Übertragungspartner hierbei jedoch nicht gleichberechtigt, insofern jede Datenübertragung nur zu oder von dem die Übertragung steuernden Prozessor erfolgt. Insbesondere wird ein jeweiliger Sendevorgang nicht eigeninitiativ durch eine Baugruppe, sondern erst auf Veranlassung des Prozessors eingeleitet. Dies bedingt jedoch zusätzlichen Signalisierungsaufwand.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Informationsübertragung zwischen mehreren Übertragungsmodulen anzugeben, das mit geringem Aufwand den Übertragungsmodulen erlaubt, eigeninitiativ, blockierungsfrei und untereinander möglichst gleichberechtigt Informationen zu übertragen.
  • Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
  • Zur Informationsübertragung zwischen einem ersten Übertragungsmodul und einem zweiten Übertragungsmodul wird durch das erste Übertragungsmodul zyklisch ein Synchronisationssignal übertragen. Das Synchronisationssignal kann beispielsweise durch einen vorgegebenen logischen Pegel oder durch eine steigende oder fallende Pegelflanke definiert sein. Dem Synchronisationssignal folgen mehrere, an diesem zeitlich ausgerichtete Zeitintervalle, die jeweils einem Übertragungsmodul zugeordnet sind. Ein jeweiliges Übertragungsmodul kündigt ein bevorstehendes Senden einer Information durch Senden eines logischen Ankündigungssignals in dem diesem Übertragungsmodul jeweils zugeordneten Zeitintervall an und geht in einen Sendezustand zum Senden der Information über. Somit ist für ein jeweiliges Übertragungsmodul gewissermaßen ein zugeordnetes Zeitintervall reserviert, in dem dieses Übertragungsmodul einen Sendewunsch ankündigen kann. Das zur Ankündigung zu nutzende logische Ankündigungssignal kann beispielsweise ein vorgegebener logischer Pegel oder eine steigende oder fallende Pegelflanke sein. Nach Erkennen des von einem jeweiligen Übertragungsmodul gesendeten logischen Ankündigungssignals durch das jeweils andere Übertragungsmodul geht dieses in einen Empfangszustand zum Empfangen der zu übertragenden Information über.
  • Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung gegenüber herkömmlichen Master-Slave-Schnittstellen besteht darin, dass prinzipiell jedes Übertragungsmodul eigeninitiativ Informationen senden kann.
  • Da keine zusätzlichen Steuerleitungen erforderlich sind, ist das erfindungsgemäße Verfahren besonders vorteilhaft für serielle Informationsübertragungen über serielle Übertragungsstrecken, wie z.B. einzelne Übertragungsleitungen, Lichtleiter, Funkstrecken oder Koaxialkabel, verwendbar. Eine derartige serielle Schnittstelle ist aufgrund ihrer minimalen Leitungsanzahl in der Regel mit erheblich geringerem Schaltungsaufwand realisierbar als eine parallele Schnittstelle.
  • Die Erfindung ist ferner auch für Informationsübertragungen zwischen drei oder mehr Übertragungsmodulen vorteilhaft einsetzbar.
  • Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • In vorteilhafter Weise können bei der Erfindung nach Abschluss einer Informationsübertragung das erste und das zweite Übertragungsmodul hinsichtlich des Sendens des Synchronisationssignals und/oder der Zuordnung zu den Zeitintervallen ihre Rollen vertauschen. Auf diese Weise können sich das erste und das zweite Übertragungsmodul beim Senden des Synchronisationssignals abwechseln. Weiterhin kann die zeitliche Reihenfolge der dem ersten und zweiten Übertragungsmodul zugeordneten Zeitintervalle gewechselt werden. Da die zeitliche Reihenfolge der Zeitintervalle gewissermaßen die Sendepriorität der zugeordneten Übertragungsmodule festlegt, werden durch einen derartigen zyklischen Rollenwechsel das erste und das zweite Übertragungsmodul hinsichtlich der Informationsübertragung im Wesentlichen gleichberechtigt. Darüber hinaus kann durch einen zyklischen Rollenwechsel auf einfache Weise eine blockierungsfreie Informationsübertragung in unterschiedlichen Übertragungsrichtungen gewährleistet werden.
  • Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann als Information eine Lesanforderung zum Auslesen eines Speichers des die Information empfangenden Übertragungsmoduls oder eine Schreibanforderung zum Beschreiben eines Speichers des die Information empfangenden Übertragungsmoduls übermittelt werden. Eine auszulesende bzw. zu beschreibende Speicherzelle kann hierbei durch eine in einem Informationsrahmen übermittelte Adressinformation identifiziert werden.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens kann die Information innerhalb eines vorgegebenen Informationsrahmen übertragen werden. Hierbei können Informationsrahmen für unterschiedliche Übertragungsoperationen vorgesehen sein, wobei ein Rahmentyp eines Informationsrahmens durch eine mit diesem übermittelte Rahmentypinformation identifiziert wird. Als Übertragungsoperationen können beispielsweise eine Leseanforderung (Read Request), eine Schreibanforderung (Write Request) oder eine Ausleseantwort (Read Response) spezifiziert werden. Leseanforderung, Schreibanforderung und Ausle seantwort können dabei anhand einer Rahmentypinformation unterschieden werden.
  • Weiterhin kann die Vertauschung der Rollen des ersten und des zweiten Übertragungsmoduls abhängig vom Rahmentyp eines übertragenen Informationsrahmens erfolgen. Beispielsweise kann so nach Übertragung einer Leseanforderung an das zweite Übertragungsmodul, dieses automatisch vom Empfangszustand in den Sendezustand übergehen und erst nach Senden einer Ausleseantwort mit dem ersten Übertragungsmodul die Rollen vertauschen.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann der Informationsrahmen sowohl eine Dateninformation als auch eine Adressinformation enthalten. Durch eine solche Adressinformation kann beispielsweise eine Speicherzelle beim Empfänger des Informationsrahmens adressiert werden.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann bei Vorhandensein von mehr als zwei Übertragungsmodulen, in einem Informationsrahmen eine dasjenige Übertragungsmodul identifizierende Adressinformation übertragen werden, an das dieser und/oder ein nachfolgender Informationsrahmen zu übermitteln ist.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann ein im ersten Übertragungsmodul implementierter Zustandsautomat zum Steuern der Zustands- und/oder Rollenwechsel mit einem im zweiten Übertragungsmodul implementierten Zustandsautomaten im Wesentlichen übereinstimmen. Hierdurch verringert sich der Implementierungsaufwand für das erfindungsgemäße Verfahren erheblich. Insbesondere lässt sich das Verfahren mit verhältnismäßig geringem Aufwand mittels Hardwarekomponenten realisieren.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann zwischen dem ersten und dem zweiten Übertragungsmodul ein Taktsignal zum zeitlichen Ausrichten der Zeitintervalle übertragen werden.
  • Weiterhin kann eine anfängliche Rollenverteilung des ersten und des zweiten Übertragungsmoduls hinsichtlich des Sendens des Synchronisationssignals und/oder der Zuordnung zu den Zeitintervallen durch ein jeweils zum ersten und zum zweiten Übertragungsmodul übermitteltes, externes Rücksetzsignal festgelegt werden.
  • Ferner kann ein Übertragungsmodul nach Abschluss einer Informationsübertragung, insbesondere nach einer Anforderungsoperation, wie z.B. einer Lese- oder Schreibanforderung, unmittelbar vom Sendezustand in den Empfangszustand oder vom Empfangzustand in den Sendezustand übergehen.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert.
  • Dabei zeigen jeweils in schematischer Darstellung
  • 1 zwei über eine serielle Schnittstelle gekoppelte Übertragungsmodule,
  • 2 einen Signallaufplan zur Veranschaulichung von im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens übertragenen Signalen,
  • 3 ein Diagramm zur Veranschaulichung der Struktur eines Informationsrahmens,
  • 4 ein Zustandsdiagramm zur Veranschaulichung von Zustandsübergängen der Übertragungsmodule und
  • 5 ein Blockschaltbild einer seriell abgesetzten Prozessorschnittstelle.
  • 1 zeigt zwei über eine bidirektionale serielle Schnittstelle SI gekoppelte Übertragungsmodule TM1 und TM2 in schematischer Darstellung. Die serielle Schnittstelle SI umfasst eine Taktleitung zum Übertragen eines Taktsignals CLK, an dem zu übertragende Signale zeitlich ausgerichtet werden, sowie eine bidirektionale Datenleitung zum erfindungsgemäßen Übertragen von Informationen INF. An die Datenleitung sind die Übertragungsmodule TM1 und TM2 jeweils über einen nicht dargestellten Ausgangstreiber angeschlossen.
  • 2 zeigt einen Signallaufplan zur Veranschaulichung der im Rahmen des erfindungsgemäßen Übertragungsverfahrens über die serielle Schnittstelle SI übertragenen Signale. In 2 werden die Übertragungsmodule TM1 und TM2 durch ihren jeweiligen Betriebsmodus "Arbiter" bzw. "Target" unterschieden. Die Betriebsmodi schließen sich gegenseitig aus d.h. befindet sich ein Übertragungsmodul im Betriebsmodus Arbiter, dann befinden sich das oder die anderen Übertragungsmodule im Betriebsmodus Target. Für das vorliegende Ausführungsbeispiel sei angenommen, dass sich das Übertragungsmodul TM1 zunächst im Betriebsmodus Arbiter und das Übertragungsmodul TM2 zunächst im Betriebsmodus Target befinden. Die anfängliche Zuordnung der Betriebsmodi Arbiter und Target zu den Übertragungsmodulen TM1 und TM2, bzw. deren dadurch bedingte anfängliche Rollenverteilung wechselt im weiteren Verfahren gemäß festen Regeln, die durch einen unten näher erläuterten Zustandsautomaten bestimmt werden. Die anfängliche Rollenver teilung der Übertragungsmodule TM1 und TM2 kann durch ein externes Rücksetzsignal (Reset) hergestellt werden. Im Folgenden wird ein sich momentan im Betriebsmodus Arbiter bzw. Target befindliches Übertragungsmodul auch kurz als Arbiter bzw. Target bezeichnet.
  • Durch die obere Hälfte von 2 wird der Signalablauf bei einem Zugriff des Arbiters auf die serielle Schnittstelle SI veranschaulicht, während durch die untere Hälfte von 2 der Signalablauf bei einem Zugriff des Targets auf die serielle Schnittstelle SI veranschaulicht wird.
  • In beiden Figurenhälften von 2 sind jeweils dem Verlauf des Taktsignals CLK der Verlauf des auf die Datenleitung ausgegebenen Ausgangssignals des Arbiters sowie der Verlauf des auf die Datenleitung ausgegebenen Ausgangssignals des Targets gegenübergestellt. In beiden Fällen sendet der Arbiter zyklisch ein Synchronisationssignal SSIG, das im vorliegenden Ausführungsbeispiel durch einen während eines Taktintervalls angelegten, logischen Nullpegel realisiert ist. An das zyklisch gesendete Synchronisationssignal SSIG schließt sich jeweils ein dem Arbiter zugeordnetes Taktintervall CIA und an dieses wiederum ein dem Target zugeordnetes Taktintervall CIT an.
  • Sofern weder vom Arbiter noch vom Target eine Information über die serielle Schnittstelle SI zu übertragen ist, wiederholt der Arbiter das drei Taktintervalle umfassende Sendemuster bestehend aus dem Synchronisationssignal SSIG und den Taktintervallen CIA und CIT. Dieses Sendemuster wird vom Target beobachtet, wobei sich dessen Ausgangstreiber in einem hochohmigen Zustand befindet. Ein hochohmiger Zustand eines jeweiligen Ausgangstreibers wird in 2 durch eine ge kreuzte Schraffur veranschaulicht. Anhand des beobachteten Synchronisationssignals SSIG ordnet das Target die nachfolgenden Taktintervalle CIA und CIT dem Arbiter und dem Target zu.
  • Sobald bei einem der Übertragungsmodule Arbiter oder Target ein Sendewunsch besteht, kann das betreffende Übertragungsmodul Arbiter bzw. Target ein bevorstehendes Senden durch Senden eines Ankündigungssignals LSIG in dem diesem Übertragungsmodul zugeordnetem Taktintervall CIA bzw. CIT ankündigen. Das Ankündigungssignal LSIG ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel durch einen logischen Nullpegel realisiert. Da sowohl dem Arbiter als auch dem Target ein jeweiliges Taktintervall CIA bzw. CIT zugeordnet ist, haben sowohl Arbiter als auch Target Gelegenheit zur eigeninitiativen Informationsübertragung über die serielle Schnittstelle SI.
  • Eine vom Arbiter veranlasste Informationsübertragung wird durch die obere Hälfte von 2 veranschaulicht. Der Arbiter kündigt hierbei seinen Sendewunsch dadurch an, dass er in dem ihm zugeordneten Taktintervall CIA, das unmittelbar auf ein Taktintervall mit dem Synchronisationssignal SSIG folgt, das Ankündigungssignal LSIG, d.h. einen logischen Nullpegel sendet. Anschließend geht der Arbiter unmittelbar in einen Sendezustand über. Ein jeweiliger Sendezustand ist in 2 durch eine linksgeneigte Schraffur angedeutet.
  • Das Target beobachtet während des dem Arbiter zugeordneten Taktintervalls CIA mit hochohmigem Ausgangstreiber die Datenleitung und erkennt das im Taktintervall CIA gesendete Ankündigungssignal LSIG des Arbiters. Infolge des Erkennens des Ankündigungssignals LSIG geht das Target in einen Empfangszu stand über. Ein jeweiliger Empfangszustand ist in 2 durch eine rechtsgeneigte Schraffur angedeutet.
  • Sende- und Empfangszustand sind den Übertragungsmodulen jeweils wechselweise zugeordnet; d.h. befindet sich ein Übertragungsmodul im Sendezustand, dann befindet sich das jeweils andere Übertragungsmodul – bzw. bei mehr als zwei Übertragungsmodulen die jeweils anderen Übertragungsmodule – im Empfangszustand. Während der Ausgangstreiber eines sich im Sendezustand befindlichen Übertragungsmoduls die Datenleitung mit logischen Pegeln belegt, ist der Ausgangstreiber eines sich im Empfangszustand befindlichen Übertragungsmoduls hochohmig. Vorzugsweise wird das Senden und Empfangen von Signalen zeitlich nach komplementären Taktflanken ausgerichtet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel werden logische Pegel bei steigender Taktflanke angelegt und bei fallender Taktflanke detektiert.
  • Mit dem Übergang des Arbiters in den Sendezustand beginnt der Arbiter einen Informationsrahmen IR zu übertragen, der die zu übertragende Information INF enthält. Der Informationsrahmen IR wird vom in den Empfangszustand übergegangenen Target empfangen.
  • Ein vom Target veranlasste Informationsübertragung in Richtung vom Target zum Arbiter wird durch die untere Hälfte von 2 veranschaulicht. In diesem Fall detektiert das Target während des dem Arbiter zugeordneten Taktintervalls CIA kein Ankündigungssignal des Arbiters und erkennt so, dass beim Arbiter kein Sendewunsch besteht. Infolgedessen kann das Target seinen eigenen Sendewunsch durch ein Ankündigungssignal LSIG in dem ihm zugeordneten Taktintervall CIT ankündigen. Nach dem Senden des Ankündigungssignals LSIG im Taktintervall CIT geht das Target unmittelbar in den Sendezustand über.
  • Der Arbiter beobachtet mit hochohmigem Ausgangstreiber während des dem Target zugeordneten Taktintervalls CIT die Datenleitung der seriellen Schnittstelle SI und erkennt das im Taktintervall CIT gesendete Ankündigungssignal LSIG des Targets. Infolge des Erkennens des Ankündigungssignals LSIG geht der Arbiter in den Empfangszustand über.
  • Mit dem Übergang des Targets in den Sendezustand beginnt das Target einen Informationsrahmen IR zu übertragen, der vom in den Empfangszustand übergegangenen Arbiter empfangen wird.
  • Da dem Arbiter im vorliegenden Ausführungsbeispiel das erste Taktintervall CIA nach dem Synchronisationssignal SSIG zugeordnet ist, kann der Arbiter einen eventuellen Sendewunsch vor dem Target ankündigen. D.h. nur wenn der Arbiter keinen Sendewunsch im Taktintervall CIA ankündigt, kann das Target einen eigenen Sendewunsch im anschließenden Taktintervall CIT ankündigen. In diesem Sinne wird durch die Reihenfolge der den Übertragungsmodulen zugeordneten Zeitintervalle eine Sendepriorität festgelegt. Durch den oben erwähnten Betriebsmoduswechsel der Übertragungsmodule TM1 und TM2 zwischen Arbitermodus und Targetmodus, können die Übertragungsmodule TM1 und TM2 zumindest im zeitlichen Mittel hinsichtlich der Zugriffspriorität auf die Datenleitung gleichberechtigt werden.
  • Die Struktur eines vom Arbiter bzw. vom Target übertragenen Informationsrahmens IR wird nachfolgend anhand von 3 näher erläutert. In 3 sind Informationselemente des Informationsrahmens IR gegen das Taktsignal CLK aufgetragen.
  • Wie im Zusammenhang mit 2 bereits erwähnt, wird der Informationsrahmen IR unmittelbar im Anschluss an ein Ankündigungssignal LSIG übertragen. Die in 2 und 3 dargestellten Informationsrahmen IR sind durch eine dickere Umrandung hervorgehoben.
  • Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird pro Taktintervall ein Informationsbit des Informationsrahmens IR übertragen. Hierbei werden zunächst ein Lese/Schreibbit R/W sowie ein Anforderungsbit REQ/RES, die zusammen eine Rahmentypinformation bilden, übermittelt. Während das Lese/Schreibbit R/W angibt, ob der Informationsrahmen IR einer Lese- oder einer Schreiboperation zugeordnet ist, gibt das Anforderungsbit REQ/RES an, ob der Informationsrahmen IR einer Anforderungs- oder einer Antwortoperation zugeordnet ist. Auf diese Weise können durch die Rahmentypinformation (R/W, REQ/RES) unterschiedliche Übertragungsoperationen gekennzeichnet werden.
  • Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind als Übertragungsoperationen eine Schreibanforderung WREQ (Write Request), eine Leseanforderung RREQ (Read Request) sowie eine Ausleseantwort RRES (Read Response) vorgesehen. Hierbei dient die Schreibanforderung WREQ zum Beschreiben und die Leseanforderung RREQ zum Auslesen einer Speicherzelle des Empfängers des Informationsrahmens IR. Eine jeweils beschreibende bzw. auszulesende Speicherzelle wird dabei durch eine im Informationsrahmen IR enthaltene Adressinformation ADR adressiert. Die Adressinformation ADR umfasst N einzelne Adressbits ADR#0, ...., ADR#N, die im Anschluss an das Anforderungsbit REQ/RES bitweise im Informationsrahmen IR übertragen werden.
  • Bei der Schreibanforderung WREQ wird im Anschluss an die Adressinformation ADR eine Dateninformation DATA im Informati onsrahmen IR übertragen, die in der durch die Adressinformation ADR identifizierten Speicherzelle zu speichern ist. Die Dateninformation DATA umfasst P einzelne Datenbits DATA#0, ..., DATA#P, die im Anschluss an die Adressinformation ADR bitweise im Informationsrahmen IR übertragen werden.
  • Bei der Leseanforderung RREQ sind die für die Dateninformation reservierten Felder des Informationsrahmens IR, wie durch X...X, angedeutet frei und werden nicht weiter ausgewertet.
  • Die Ausleseantwort RRES wird vom Empfänger einer unmittelbar vorhergehenden Leseanforderung RREQ an den Sender dieser Leseanforderung RREQ zurückgesendet. Durch die Ausleseantwort RRES wird die durch die vorhergehende Leseanforderung RREQ angeforderte Dateninformation DATA übertragen. Die Dateninformation DATA wurde hierzu aus derjenigen Speicherzelle ausgelesen, die durch die in der Leseanforderung RREQ enthaltene Adressinformation ADR identifiziert wurde.
  • Die Ausleseantwort RRES wird unmittelbar im Anschluss an die Leseanforderung RREQ übertragen, wobei der Empfänger der Leseanforderung RREQ unmittelbar, d.h. ohne Ankündigungssignal LSIG, vom Empfangs- in den Sendezustand übergeht. Entsprechend geht der Sender der Leseanforderung RREQ unmittelbar vom Sende- in den Empfangszustand über. Allenfalls kann bei den automatischen Wechseln zwischen dem Empfangs- und dem Sendezustand zur Erhöhung der Schaltsicherheit ein Taktintervall vorgesehen sein, in welchem sich die Ausgangstreiber beider Übertragungsmodule im hochohmigen Zustand befinden. Durch den automatischen Wechsel zwischen Sende- und Empfangszustand bei beiden Übertragungsmodulen wird die Sequenz aus Leseanforderung RREQ und zugeordneter Ausleseantwort RRES durch keine andere Informationsübertragung unterbrochen.
  • Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist generell vorgesehen, dass unmittelbar nach Übermittlung eines Informationsrahmens IR mit einer Schreibanforderung WREQ oder einer Leseanforderung RREQ der Empfänger dieses Informationsrahmens IR Senderecht erhält, ohne ein Ankündigungssignal LSIG senden zu müssen. Darüber hinaus tauschen nach Abschluss der Informationsübermittlung beide Übertragungsmodule ihren Betriebsmodus. D.h. der bisherige Arbiter geht in den Betriebszustand Target und das bisherige Target geht in den Betriebszustand Arbiter über. Damit vertauschen die Übertragungsmodule TM1 und TM2 hinsichtlich des Sendens der Synchronisationssignale SSIG und der Zuordnung der Taktintervalle CIA und CIT ihre Rollen.
  • Dagegen verbleibt unmittelbar nach Übermittlung eines eine Ausleseantwort RRES enthaltenden Informationsrahmens IR das Senderecht beim Sender dieser Ausleseantwort RRES, ohne dass dieser ein Ankündigungssignal LSIG senden müsste. Ebenso behalten beide Übertragungsmodule TM1 und TM2 ihren jeweiligen Betriebsmodus Rrbiter bzw. Target.
  • Durch die angegebenen Regeln zum Wechsel des Sende/Empfangszustands und des Betriebsmodus Arbiter bzw. Target werden Blockierungssituationen sowie eine unerwünschte Dominanz eines der Übertragungsmodule TM1 oder TM2 vermieden.
  • Die angegebenen Regeln werden durch einen Zustandsautomaten realisiert, der in beiden Übertragungsmodulen TM1 und TM2 identisch implementiert ist. Durch die identische Implementierung wird der Aufwand zur Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens erheblich verringert. Darüber hinaus wird die Anzahl erforderlicher Signale minimiert.
  • 4 zeigt ein Zustandsdiagramm zur Veranschaulichung der Zustandsübergänge und Betriebsmodusübergänge der Übertragungsmodule TM1 und TM2. Die einzelnen Zustände bzw. Betriebsmodi sind hierin durch Ellipsen dargestellt. Übergänge zwischen den einzelnen Zuständen bzw. Betriebsmodi werden durch Pfeile veranschaulicht. Das Bezugszeichen sd bezeichnet den jeweiligen Zustand eines jeweiligen Ausgangstreibers der Übertragungsmodule TM1 und TM2. Ein hochohmiger Zustand wird hierbei durch Z, ein Nullpegel durch 0 und ein Einspegel durch 1 gekennzeichnet. Dabei bedeuten ein einfaches Gleichheitszeichen, z.B. wie bei sd = Z, dass ein betreffender Ausgangstreiber den bezeichneten Zustand inne hat und ein doppeltes Gleichheitszeichen, z.B. wie bei sd == 0, dass ein betreffender Ausgangstreiber den bezeichneten Zustand auf der Datenleitung detektiert. Weiterhin wird durch Dreiecks- und Viereckssymbole veranschaulicht, welche Zustände bzw. Betriebsmodi von den Übertragungsmodulen TM1 und TM2 gleichzeitig eingenommen werden können. Befindet sich eines der Übertragungsmodule TM1 oder TM2 in einem durch ein ausgefülltes Symbol markierten Zustand bzw. Betriebsmodus, so befindet sich das jeweils andere der Übertragungsmodule gleichzeitig in einem durch ein leeres Symbol gleichen Typs markierten Zustand bzw. Betriebsmodus. Im Übrigen werden in den vorhergehenden Figuren verwendete Bezugszeichen in 4 sinngemäß weiterverwendet.
  • 5 zeigt als Beispiel einer konkreten Anwendung der Erfindung ein Blockschaltbild einer seriell abgesetzten Prozessorschnittstelle. Hierbei ist eine abgesetzte Teilnehmerschaltung über eine erfindungsgemäße serielle Schnittstelle SI an einen Prozessor CPU gekoppelt. Ein Vorteil dieser Anordnung besteht darin, dass zwischen der abgesetzten Teilneh merschaltung und dem Prozessor CPU nur eine schmale Verbindungsschnittstelle SI, die nur eine Takt- und eine Datenleitung umfasst, benötigt wird. Der Prozessor CPU kann über die serielle Schnittstelle SI verschiedene Register der abgesetzten Teilnehmerschaltung lesen oder beschreiben. Ein jeweiliges Register wird dabei durch eine jeweils übertragene Adresse ADR ausgewählt. Die abgesetzte Teilnehmerschaltung speichert die vom Prozessor CPU übertragenen Daten im ausgewählten Register oder überträgt die vom Prozessor CPU angeforderten Daten aus dem ausgewählten Register zum Prozessor CPU. Darüber hinaus kann die abgesetzte Teilnehmerschaltung eigeninitiativ einen Statusvektor, z.B. einen Interruptvektor, an den Prozessor CPU übertragen, sobald sich dieser Statusvektor ändert. Im Übrigen ist 5 weitgehend selbsterklärend.
  • Es sei schließlich noch angemerkt, dass das erfindungsgemäße Verfahren auch zur Informationsübertragung zwischen drei oder mehr Übertragungsmodulen verwendbar ist. Die Übertragungsmodule können hierbei über eine Busschnittstelle über einen gemeinsamen Datenbus angeschlossen sein. Zur Identifizierung eines jeweiligen Übertragungsziels eines Informationsrahmens kann in diesem zusätzlich eine das Übertragungsziel identifizierende Adressinformation übertragen werden. In sinngemäßer Weiterbildung des obigen Ausführungsbeispiels folgt dem Synchronisationssignal SSIG entsprechend der höheren Anzahl von Übertragungsmodulen eine höhere Anzahl von Taktperioden, die jeweils einem dieser Übertragungsmodule zugeordnet sind. Somit ist für jedes dieser Übertagungsmodule ein Zeitintervall reserviert, in dem dieses Übertragungsmodul eigeninitiativ einen Sendewunsch ankündigen kann.

Claims (11)

  1. Verfahren zur Informationsübertragung zwischen einem ersten Übertragungsmodul (TM1) und einem zweiten Übertragungsmodul (TM2), bei dem a) durch das erste Übertragungsmodul (TM1) zyklisch ein Synchronisationssignal (SSIG) übertragen wird, dem mehrere am Synchronisationssignal (SSIG) zeitlich ausgerichtete Zeitintervalle (CIA, CIT) nachfolgen, die jeweils einem Übertragungsmodul (TM1, TM2) zugeordnet sind, b) ein jeweiliges Übertragungsmodul (TM1, TM2) ein bevorstehendes Senden einer Information (INF) durch Senden eines logischen Ankündigungssignals (LSIG) in dem diesem Übertragungsmodul (TM1, TM2) jeweils zugeordneten Zeitintervall (CIA, CIT) ankündigt und in einen Sendezustand übergeht, und das jeweils andere Übertragungsmodul (TM2, TM1) nach Erkennen des in diesem Zeitintervall (CIA, CIT) gesendeten, logischen Ankündigungssignals (LSIG) in einen Empfangszustand übergeht, und c) nach Abschluss einer Informationsübertragung das erste (TM1) und das zweite (TM2) Übertragungsmodul hinsichtlich des Sendens des Synchronisationssignals (SSIG) und/oder der Zuordnung zu den Zeitintervallen (CIA, CIT) ihre Rollen vertauschen.
  2. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Information eine Leseanforderung (RREQ) zum Auslesen eines Speichers des die Information empfangenden Übertragungsmoduls oder eine Schreibanforderung (WREQ) zum Beschreiben eines Speichers des die Information empfangenden Übertra gungsmoduls übermittelt wird.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Information (INF) innerhalb eines vorgegebenen Informationsrahmens (IR) übertragen wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass Informationsrahmen (IR) für unterschiedliche Übertragungsoperationen (WREQ, RREQ, RRES) vorgesehen sind, wobei ein Rahmentyp eines Informationsrahmens (IR) durch eine mit diesem übermittelte Rahmentypinformation (R/W, REQ/RES) identifiziert wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertauschung der Rollen des ersten (TM1) und des zweiten (TM2) Übertragungsmoduls abhängig vom Rahmentyp eines übertragenen Informationsrahmens (IR) erfolgt.
  6. Verfahren nach einem Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Informationsrahmen (IR) sowohl eine Dateninformation (DATA) als auch eine Adressinformation (ADA) übertragen wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei Vorhandensein von mehr als zwei Übertragungsmodulen, in einem Informationsrahmen (IR) eine dasjenige Übertragungsmodul identifizierende Adressinformation übertragen wird, an das dieser und/oder ein nachfolgender Informationsrahmen zu übermitteln ist.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein im ersten Übertragungsmodul (TM1) implementierter Zustandsautomat zum Steuern der Zustands- und/oder Rollenwechsel mit einem im zweiten Übertragungsmodul (TM2) implementierten Zustandsautomaten im Wesentlichen übereinstimmt.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten (TM1) und dem zweiten (TM2) Übertragungsmodul ein Taktsignal (CLK) zum zeitlichen Ausrichten der Zeitintervalle (CIA, CIT) übertragen wird.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine anfängliche Rollenverteilung des ersten (TM1) und zweiten (TM2) Übertragungsmoduls hinsichtlich des Sendens des Synchronisationssignals (SSIG) und/oder der Zuordnung zu den Zeitintervallen (CIA, CIT) durch ein jeweils zum ersten (TM1) und zweiten (TM2) Übertragungsmodul übermitteltes, externes Rücksetzsignal (Reset) festgelegt wird.
  11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Übertragungsmodul (TM1, TM2) nach Abschluss einer Informationsübertragung unmittelbar vom Sendezustand in den Empfangszustand oder vom Empfangzustand in den Sende zustand übergeht.
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IBM Technical Disclosure Bulletin: Time Division Multiplexed Vectored Interrupt, Vol. 35, No. 6, Nov. 1992, S. 476-8 *

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