DE19714762A1

DE19714762A1 - Bus data communication connection for communication network

Info

Publication number: DE19714762A1
Application number: DE19714762A
Authority: DE
Inventors: Siegfried Gotterbarm; Manfred Reich; Juergen Keppner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Ericsson AB
Priority date: 1997-04-10
Filing date: 1997-04-10
Publication date: 1998-10-15

Abstract

The data communication connection is operated with an interrogation and response protocol and contains a central processor (Z) and a number of subscriber units. A bus (B) contains a number of partial paths with point-to-point connections. The bus is connected in a ring, divided into two successive path sections (W,O) at the connection with the central processor and with each subscriber unit. The block structure of the data transferred is monitored along the bus, for by-passing a fault location to maintain the integrity of the connection path.

Description

State of the art

Die Erfindung geht aus von einer busförmigen Datenkommunikationsverbindung, die nach einem Abfrage/Antwort- Protokoll, sogenanntes Polling-Protokoll, betrieben wird, der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Gattung.The invention is based on a bus-shaped Data communication link that after a query / response Protocol, the so-called polling protocol, which is operated in the Preamble of claim 1 defined genus.

Eine derartige Anordnung ist aus der DE 44 05 575.3 A1 bekannt. Danach ist eine Datenkommunikationsverbindung, die nach einem Abfrage/Antwort-Protokoll, dem sogenannten Polling-Protokoll, betrieben wird, mit einer Zentraleinheit und mehreren Teilnehmereinheiten ausgestattet. Der Bus enthält gegebenenfalls Teilstrecken, welche aus an sich nicht busfähigen Punkt-zu-Punkt- Verbindungen bestehen, und die Stationen sind über ihnen zugeordnete Busanschalteinheiten mit dem Bus verbindbar beziehungsweise von ihm trennbar. Such an arrangement is known from DE 44 05 575.3 A1. After that, there is a data communication connection, which after a Query / response protocol, the so-called polling protocol, is operated with a central unit and several Participant units equipped. The bus may contain Sections that consist of point-to-point Connections exist and the stations are above them Assigned bus interface units can be connected to the bus or separable from it.

Bei dieser bekannten Datenkommunikationsverbindung, die einen Bus in einem Kommunikationsnetz mit Leit- und Trabantenstationen emuliert, wird es ermöglicht, ein Kommunikationsnetz mit Buscharakter in beliebiger Größe aufzubauen.In this known data communication connection, which is a bus in a communication network with control and satellite stations emulated, it is possible to use a communication network Build bus character in any size.

Ein gängiges Übertragungsprotokoll zu Abfrage und Antwort zwischen einer zentralen Rechnereinheit und abgesetzten Teilnehmern ist beispielsweise das HDLC-Protokoll. HDLC steht für High Level Data Link Control. Mit diesem sogenannten Polling-Protokoll ist ein Busbetrieb von mehreren Subsystemen an einer Zentraleinheit möglich.A common transmission protocol for querying and answering between a central computer unit and remote participants for example the HDLC protocol. HDLC stands for high level data Link control. With this so-called polling protocol is a Bus operation of several subsystems on one central unit possible.

Ein Nachteil von Bussystemen ist jedoch ihre Empfindlichkeit gegenüber Leitungsunterbrechungen. Bereits bei einer einfachen Unterbrechung sind alle Teilnehmer am fernen Busende nicht mehr erreichbar.A disadvantage of bus systems is their sensitivity against line interruptions. Even with a simple one All participants at the far end of the bus are no longer an interruption reachable.

Dieser Nachteil wird üblicherweise durch die Verwendung einer Ringstruktur mit einem geeigneten Ring-Protokoll überwunden. Dies setzt allerdings die komplette Umrüstung aller Teilnehmer auf das Ring-Protokoll voraus. Dieses ist mit ganz erheblichem Aufwand verbunden und verbietet sich zur Anwendung bei bereits bestehenden Systemen.This disadvantage is usually overcome by using a Ring structure overcome with a suitable ring protocol. This however, the complete conversion of all participants relies on the Ring protocol ahead. This is with very considerable effort connected and is forbidden for use with existing ones Systems.

Entsprechend einem aus der EP 0 645 911 A2 bekannten anderen Ansatz, als bei vorliegender Erfindung, ist zur Ausfallsicherung von Datenbussen ein Doppelbus-System vorgesehen, bei welchem zu diesem Zweck doppelte Leitungswege aufgebaut und zusätzliche Baugruppen installiert werden. Es ist auf der Hand liegend, daß dieses erheblichen Aufwand erfordert. Corresponding to another known from EP 0 645 911 A2 Approach, as in the present invention, is for failover of data buses, a double bus system is provided, in which to for this purpose, double lines and additional Assemblies are installed. It is obvious that this requires considerable effort.

Advantages of the invention

Die erfindungsgemäße busförmige Datenkommunikationsverbindung, die nach einem Abfrage/Antwort-Protokoll, dem sogenannten Polling- Protokoll, betrieben wird, mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil der Ausfallsicherung eines auf einem Polling-Protokoll beruhenden Datenbussystem ohne Änderungen an den Teilnehmern durch Betreibung als Ring. Damit wird eine einfache und zuverlässige Lösung zur Verfügung gestellt, mit welcher auch ein bestehendes busförmiges Kommunikationsnetz ausfallsicher gemacht wird.The bus-shaped data communication connection according to the invention, the according to a query / response protocol, the so-called polling Protocol that is operated with the characteristic features of the Claim 1 has the advantage of failover a data bus system based on a polling protocol without Changes to the participants by operating as a ring. In order to a simple and reliable solution is provided with which also an existing bus-shaped communication network is made fail-safe.

Gemäß dem Verfahren nach der Erfindung wird dazu prinzipiell die Blockstruktur der Daten, die auf dem Bus fließen, überwacht und bei festgestellten Störungen werden Steuerschritte eingeleitet, um den Bus zu einem Ring zu schließen, die Teilstrecken des Busses voneinander und von den Teilnehmeranschlüssen zu entkoppeln sowie die Zentraleinheit als auch die Teilnehmereinheiten an die Teilstrecken des Busses anzuschließen.According to the method according to the invention, this is in principle Block structure of the data flowing on the bus, monitored and If faults are detected, control steps are initiated in order to to close the bus into a ring, the sections of the bus to decouple from each other and from the subscriber lines as well the central unit as well as the subscriber units to the To connect sections of the bus.

Gemäß der grundlegenden Anordnung nach der Erfindung wird der Bus zu einem Ring geschlossen, der ringförmig geschlossene Bus ist an der Anschlußstelle der Zentraleinheit und an den Anschlußstellen der Teilnehmereinheiten in Teilstrecken auftrennbar, die Zentraleinheit ist über eine Ringanschalteinheit für die Zentraleinheit an jeweils zwei Teilstrecken des Busses bei Bedarf anschließbar, die Teilnehmereinheiten sind über jeweils eine Ringanschalteinheit für Teilnehmer an jeweils zwei Teilstrecken des Busses bei Bedarf anschließbar, und in den Anschalteinheiten sind Sensoren vorgesehen, welche die ankommenden Signale zur Einleitung bestimmter Steuerschritte auf Zugehörigkeit zu bestimmten Kategorien hin untersuchen. According to the basic arrangement according to the invention, the bus closed to a ring, the ring-closed bus is on the connection point of the central unit and at the connection points the subscriber units can be separated into sections that Central unit is via a ring interface for the Central unit on two sections of the bus if required connectable, the subscriber units are each one Ring interface unit for participants on two sections each of the bus can be connected if necessary, and in the connection units sensors are provided which the incoming signals for Initiation of certain tax steps towards belonging examine certain categories.

Durch die in den weiteren Ansprüchen niedergelegten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Anordnung möglich.Through the measures laid down in the further claims are advantageous developments and improvements in Claim 1 specified arrangement possible.

Nach einer besonders zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen daß die Ringanschalteinheit für die Zentraleinheit, durch welche die Zentraleinheit an eine von jeweils zwei Teilstrecken des Busses anschließbar ist, mit zwei Arten von Datenschnittstellen zum Anschluß an die beiden Busteilstrecken ausgestattet ist, wobei die erste Art Datenschnittstellen zum Anschluß der Busteilstrecken umfaßt, die mit Sensoren ausgestattet sind, welche die von der Busteilstrecke ankommenden Signale mindestens in Kategorien "Abfrage", "Antwort" und "Gestört" klassifiziert, und welche über Signaleinspeiseeinrichtungen verfügen, die anhand der Klassifizierung der ankommenden Datensignale im Störfall ein definiertes Datenmuster in abgehender und ankommender Richtung einspeisen können, und wobei die zweite Art eine weitere Datenschnittstelle zum Anschluß der Zentraleinheit umfaßt, durch die ankommende Daten an die zu den Busteilstrecken abgehenden Schnittstellen verzweigt werden, und die mit einer Einheit zur Erkennung von Datentelegrammen, die von den beiden Busteilstrecken ankommen, ausgestattet ist und die über eine Aufschalteinheit verfügt, welche die von den Busteilstrecken ankommenden Datentelegramme auf den Ausgang in Richtung der Zentraleinheit aufschalten kann, und die mit einem Schnittstellenumschalter ausgestattet ist, der anhand von Steuersignalen ankommende Datentelegramme an einen oder mehrere Datenausgänge weiterreicht, sowie mit einer Steuereinheit versehen ist, die aufgrund einer geeigneten Verknüpfung anhand der von den Sensoren vorgenommenen Klassifizierung der ankommenden Signale und anhand von Signalen der Einheit zur Erkennung von Datentelegrammen an der Teilnehmerschnittstelle den Schnittstellenumschalter ansteuert. According to a particularly expedient development of the invention provided that the ring interface unit for the central unit, through which the central unit to one of two Parts of the bus can be connected with two types of Data interfaces for connection to the two bus sections is equipped, the first type of data interfaces for Connection of the bus sections includes equipped with sensors which are the signals arriving from the bus section at least in categories "query", "answer" and "disturbed" classified, and what about signal feeders have, based on the classification of the incoming Data signals in the event of a fault a defined data pattern in outgoing and incoming direction, and where the second Kind of another data interface for connecting the Central unit includes, through the incoming data to the Outgoing interfaces are branched, and the with a unit for the detection of data telegrams, which by the two bus sections arrive, is equipped and the over an intrusion unit, which the of the bus sections incoming data telegrams to the output in the direction of Central unit can switch, and that with a Interface switch is equipped, which is based on Control data incoming data telegrams to one or more Data outputs passed on, as well as provided with a control unit which is based on a suitable link based on the information provided by the Classification of incoming signals and sensors based on signals from the unit for recognizing data telegrams the interface switch at the subscriber interface controls.

In vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung ist vorgesehen, daß die Ringanschalteinheit für Teilnehmer, durch welche die Teilnehmer an eine von jeweils zwei Teilstrecken des Busses anschließbar sind, mit zwei Arten von Datenschnittstellen zum Anschluß an die beiden Busteilstrecken ausgestattet ist, wobei die erste Art Datenschnittstellen zum Anschluß der Busteilstrecken sind, welche mit Sensoren ausgestattet sind, die die von der Busteilstrecke ankommenden Signale mindestens in Kategorien Abfragell, "Antwort" und "Gestört" klassifiziert, und welche über Signaleinspeiseeinrichtungen verfügen, die anhand der Klassifizierung der ankommenden Datensignale im Störfall ein definiertes Datenmuster in abgehender und ankommender Richtung einspeisen, wobei die zweite Art eine weitere Datenschnittstelle zum Anschluß des Teilnehmers umfaßt, die mit einer Einheit zur Erkennung von Datentelegrammen, die vom Teilnehmer ankommen, ausgestattet ist, und die über einen Schnittstellenumschalter verfügen, der anhand von Steuersignalen ankommende Datenströme an einen oder mehrere Datenausgänge weiterreichen kann, und die über eine Aufschalteinheit verfügt, welche die von der Teilnehmerschnittstelle ankommenden Datentelegramme in den Antwortdatenstrom einspeisen kann, sowie mit einer Steuereinheit versehen ist, die aufgrund einer geeigneten Verknüpfung anhand der von den Sensoren vorgenommenen Klassifizierung der ankommenden Signale und anhand von Signalen der Einheit zur Erkennung von Datentelegrammen an der Teilnehmerschnittstelle den Schnittstellenumschalter ansteuert.In an advantageous embodiment of the arrangement according to the invention provided that the ring interface for participants, by which the participants of one of each two sections of the Busses are connectable with two types of data interfaces is equipped for connection to the two bus sections, the first type of data interface for connecting the Bus sections are, which are equipped with sensors that the signals arriving from the bus section at least in Categories of query, "answer" and "disturbed" classified, and which have signal feed devices that are based on the Classification of the incoming data signals in the event of a fault defined data pattern in outgoing and incoming direction feed in, the second type another data interface for connecting the subscriber, which includes a unit for Detection of data telegrams arriving from the subscriber, is equipped, and that via an interface switch have the incoming data streams based on control signals can pass on one or more data outputs, and the over an intrusion unit, which the by the Participant interface incoming data telegrams in the Answer data stream can feed, as well as with a control unit is provided, which is based on a suitable link using the classification of the incoming by the sensors Signals and signals from the unit for the detection of Data telegrams on the subscriber interface Interface switch controlled.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß für Teilstrecken, deren Schnittstelle aufgrund ihrer technischen Ausführung keine Klassifizierung in die Kategorie "Gestört" zuläßt, während Sendepausen sowohl von der Ringanschalteinheit für die Zentraleinheit als auch von den Ringanschalteinheiten für Teilnehmer ein definiertes Datenmuster eingespeist wird, das es ermöglicht, Sendepausen der Zentraleinheit und der Teilnehmereinheiten eindeutig sowohl von Übertragungsunterbrechungen als auch von Datenverkehr zu unterscheiden.According to a particularly advantageous embodiment of the invention it is provided that for sections whose interface is due their technical execution no classification in the Category "Disturbed" allows while pauses from both the Ring interface unit for the central unit as well as the Ring interface units for participants have a defined data pattern is fed in, which makes it possible to pause the transmission Central unit and the subscriber units clearly both from Transmission interruptions as well as data traffic too differentiate.

Gemäß einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß bei solchen Datenkommunikationsverbindungen, bei denen aufgrund des eingesetzten Datenprotokolls nicht zwischen "Abfrage" und "Antwort" unterschieden werden kann, von der Ringanschalteinheit für die Zentraleinheit in Sendepausen ein Datenmuster eingespeist wird, welches vom Datenmuster, das die Ringanschalteinheiten für Teilnehmer in Sendepausen einspeisen, unterscheidbar ist.According to a further particularly advantageous embodiment of the Invention is provided that in such Data communication connections, where due to the data protocol used between "query" and "Answer" can be distinguished from the ring interface unit a data pattern is fed in for the central unit in transmission breaks which is from the data pattern that the ring interface units for Feed participants into pauses in transmission, is distinguishable.

Nach einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Anordnung ist ein gesteuerter FIFO-Speicher vorgesehen, über welchen Daten, die von einer Busschnittstelle zu einer anderen Busschnittstelle durchgereicht werden, geführt werden, wobei der FIFO-Speicher mit einer ausreichenden Speichertiefe ausgestattet ist, um zulässige Taktunterschiede und Jitter während eines kompletten Datentelegramms abzufangen, und welches über einen Sensor verfügt, welcher durchlaufende Datentelegramme erkennt, und welches über einen Steuereingang verfügt, über den Ausgleichsvorgänge während durchlaufender Datentelegramme unterdrückbar sind.According to another advantageous development of the The arrangement according to the invention is a controlled FIFO memory provided on which data from a bus interface to be passed through to another bus interface be, the FIFO memory with a sufficient Memory depth is adjusted to allow for clock differences and Intercept jitter during a complete data telegram, and which has a sensor which is continuous Detects data telegrams, and which one via a control input has the balancing operations during continuous Data telegrams can be suppressed.

In vorteilhafter Weiterbildung der erfindungsgemäßen Anordnung ist ein gesteuerter FIFO-Speicher vorgesehen, über welchen Daten, die von einer Teilnehmerschnittstelle zu einer Busschnittstelle durchgereicht werden, geführt werden, wobei der FIFO-Speicher mit einer ausreichenden Speichertiefe ausgestattet ist, um zulässige Taktunterschiede und Jitter während eines kompletten Datentelegramms abzufangen, und welches über einen Sensor verfügt, welcher durchlaufende Datentelegramme erkennt, und welches über einen Steuereingang verfügt, über den Ausgleichsvorgänge während durchlaufender Datentelegramme unterdrückbar sind.In an advantageous development of the arrangement according to the invention a controlled FIFO memory is provided, via which data the from a subscriber interface to a bus interface be passed through, the FIFO memory with has a sufficient memory depth to allow Clock differences and jitter during a complete Intercept data telegram, and which has a sensor, which recognizes continuous data telegrams, and which via has a control input through which balancing operations during continuous data telegrams can be suppressed.

drawing

Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:The invention is based on one shown in the drawing Exemplary embodiment in the following description explained. Show it:

Fig. 1 schematisch in einem Blockschema die Ringanschalteinheit für die Zentraleinheit, und Fig. 1 shows schematically in a block diagram the ring interface for the central unit, and

Fig. 2 schematisch in einem Blockschema die Ringanschalteinheit für Teilnehmer. Fig. 2 shows schematically in a block diagram the ring interface unit for participants.

Description of the embodiment

Es soll zunächst anhand einer Funktionsbeschreibung Arbeitsweise und Wirkung der Erfindung beschrieben werden. In einer Anordnung mit Busemulation wie etwa gemäß Patentanmeldung DE P 44 05 512.3 werden statt Busanschalteeinheiten Ringanschalteinheiten eingesetzt. Weiterhin werden die bisherigen Busenden miteinander verbunden. Dadurch wird eine ringförmige Konfiguration erreicht, die eine Leitungsunterbrechung an beliebiger Stelle abfangen kann.It should initially work on the basis of a functional description and effect of the invention will be described. In an order with bus emulation, such as according to patent application DE P 44 05 512.3 are ring interface units instead of bus interface units used. Furthermore, the previous bus ends are together connected. This creates an annular configuration which can intercept a line break at any point.

Neben der bisherigen Busemulationsfunktion ändern die Ringanschalteinheiten anhand der empfangenen Signale gegebenenfalls die Überwachungsrichtung und speisen gegebenenfalls Ersatzsignale in den Ring ein. Dazu werden die auf dem Bus fließenden Signale untersucht und klassifiziert. Anhand der Klassifizierung werden Umschaltungen der Signalwege vorgenommen und falls erforderlich Ersatzsignale eingespeist.In addition to the previous bus emulation function, the Ring interface units based on the received signals if necessary, the monitoring direction and feed if necessary Substitute signals in the ring. This will be done on the bus flowing signals examined and classified. Based on Classifications are switched over the signal paths and if necessary, substitute signals are fed in.

Ankommende Signale werden klassifiziert in die Kategorien
Daten: Datensignal kommt von Teilnehmern
Anfragen: Datensignal kommt von der Zentraleinheit
Gestört: Datensignal fehlt oder ist erkennbar gestört
eingeteilt. Im vorliegenden Fall erfolgt die Unterscheidung zwischen den Klassen "Daten" und "Anfragen" anhand des zwischen den Datenblöcken des Polling-Protokolls empfangenen Signals. Abhängig vom konkreten Einsatzfall sind aber auch andere Kriterien möglich.Incoming signals are classified into the categories
Data: Data signal comes from participants
Requests: Data signal comes from the central unit
Disturbed: data signal is missing or is visibly disturbed
assigned. In the present case, the distinction between the classes "data" and "requests" is based on the signal received between the data blocks of the polling protocol. Depending on the specific application, other criteria are also possible.

Die Fig. 1 und 2 zeigen Blockschemata der beiden Ringanschalteinheiten, Fig. 1 für die Ringanschalteinheit für die Zentraleinheit RAE/Z und Fig. 2 für die Ringanschalteinheit für Teilnehmer RAE/T. Figs. 1 and 2 show block diagrams of the two Ringanschalteinheiten, Fig. 1 for the Ringanschalteinheit for the central unit RAE / Z and Fig. 2 for the Ringanschalteinheit for participants RAE / T.

In Fig. 1 ist die Ringanschalteinheit für die Zentraleinheit RAE/Z dargestellt, durch welche die Zentraleinheit Z an eine von jeweils zwei Teilstrecken W bzw. O des Busses B anschließbar ist. Sie ist mit zwei Arten von Datenschnittstellen 10 und 11 zum Anschluß an die beiden Busteilstrecken W und O ausgestattet.In Fig. 1, the ring interface unit for the central unit RAE / Z is shown, through which the central unit Z can be connected to one of two sections W or O of the bus B. It is equipped with two types of data interfaces 10 and 11 for connection to the two bus sections W and O.

Die erste Art Datenschnittstellen 10 und 11 zum Anschluß der Busteilstrecken W und O ist mit Sensoren 12 bzw. 13 ausgestattet, welche die von der Busteilstrecke W oder O ankommenden Signale mindestens in Kategorien "Abfrage", "Antwort" und "Gestört" klassifiziert. Die Datenschnittstellen W und O verfügen über Signaleinspeiseeinrichtungen 14 und 16 bzw. 15 und 17, die anhand der Klassifizierung der ankommenden Datensignale im Störfall ein definiertes Datenmuster in abgehender und ankommender Richtung einspeisen können.The first type of data interface 10 and 11 for connecting the bus sections W and O is equipped with sensors 12 and 13 , respectively, which classifies the signals arriving from the bus section W or O at least into the categories "query", "answer" and "disturbed". The data interfaces W and O have signal feed devices 14 and 16 or 15 and 17 which, based on the classification of the incoming data signals, can feed a defined data pattern in the outgoing and incoming direction in the event of a fault.

Über eine zweite Art von weiterer Datenschnittstelle 101 wird der Anschluß der Zentraleinheit Z, wobei diese über eine Buslogik 110, die nicht Gegenstand vorliegender Erfindung ist, erfolgt, mit dem Bus B hergestellt. Dadurch werden die ankommende Daten an die zu den Busteilstrecken W oder O abgehenden Schnittstellen 10 bzw. 11 mit ihren abgehenden Signaleinspeisungen 14 bzw. 15 verzweigt. Die Datenschnittstelle 101 ist mit einer Einheit 102 zur Erkennung von Datentelegrammen, die von den beiden Busteilstrecken ankommen, ausgestattet und verfügt über eine Aufschalteinheit 103, welche die von den Busteilstrecken ankommenden Datentelegramme auf den Ausgang in Richtung der Zentraleinheit aufschalten kann, und die mit einem Schnittstellenumschalter 104 ausgestattet ist, der anhand von Steuersignalen ankommende Datentelegramme an einen oder mehrere Datenausgänge weiterreicht. Die Datenschnittstelle 101 ist weiterhin mit einer Steuereinheit 102 versehen, die aufgrund einer geeigneten Verknüpfung anhand der von den Sensoren 12 bzw. 13 vorgenommenen Klassifizierung der ankommenden Signale und anhand von Signalen der Einheit 102 zur Erkennung von Datentelegrammen an der Teilnehmerschnittstelle den Schnittstellenumschalter 104 ansteuert.A second type of further data interface 101 is used to connect the central unit Z, which is implemented via bus logic 110 , which is not the subject of the present invention, to the bus B. As a result, the incoming data is branched to the interfaces 10 and 11 outgoing to the bus sections W or O with their outgoing signal feeds 14 and 15, respectively. The data interface 101 is equipped with a unit 102 for recognizing data telegrams arriving from the two bus sections, and has an activation unit 103 which can connect the data telegrams arriving from the bus sections to the output in the direction of the central unit, and which has an interface switch 104 is equipped which forwards incoming data telegrams to one or more data outputs on the basis of control signals. The data interface 101 is further provided with a control unit 102 , which controls the interface switch 104 on the basis of a suitable linkage based on the classification of the incoming signals by the sensors 12 and 13 and on the basis of signals from the unit 102 for recognizing data telegrams at the subscriber interface.

Die Buslogik 110 enthält eine Aufschalteinheit 113, mit der von der Aufschalteinheit 103 die Daten von der Ringlogik bzw. Datenschnittstelle 101 übernommen oder übergeben werden. Über eine Busemulation 112 ist diese Aufschalteinheit 113 mit einer lokalen Schnittstelle 111 der Buslogik 110 verbunden, um den Datenaustausch zur Zentraleinheit Z herzustellen. Je nach der Notwendigkeit des Zustandes wird von dort der Datenfluß in östlicher Richtung über die Datenschnittstelle O oder in westlicher Richtung über die Datenschnittstelle W abgewickelt, wozu der Schnittstellenumschalter 104 die jeweilige Richtung vorgibt.The bus logic 110 contains an intrusion unit 113 with which the intrusion unit 103 accepts or transfers the data from the ring logic or data interface 101 . Via a bus emulation 112 , this activation unit 113 is connected to a local interface 111 of the bus logic 110 in order to establish the data exchange with the central unit Z. Depending on the necessity of the state, the data flow is processed from there in an eastward direction via the data interface O or in a westward direction via the data interface W, for which purpose the interface switch 104 specifies the respective direction.

Anhand der Fig. 2 ist die Ringanschalteinheit für Teilnehmer RAE/T dargestellt, durch welche ein Teilnehmer T an eine von jeweils zwei Teilstrecken W bzw. O des Busses B anschließbar ist. Sie ist mit zwei Arten von Datenschnittstellen 20 und 21 zum Anschluß an die beiden Busteilstrecken W und O ausgestattet.With reference to FIG. 2, the subscriber Ringanschalteinheit for RAE / T is shown by which a subscriber to a T of two sections W and O of the bus B is connected. It is equipped with two types of data interfaces 20 and 21 for connection to the two bus sections W and O.

Die erste Art Datenschnittstellen 20 und 21 zum Anschluß der Busteilstrecken W und O ist mit Sensoren 22 bzw. 23 ausgestattet, welche die von der Busteilstrecke W oder O ankommenden Signale mindestens in Kategorien "Abfrage", "Antwort" und "Gestört" klassifiziert. Die Datenschnittstellen 20 und 21 verfügen über Signaleinspeiseeinrichtungen 24 und 26 bzw. 25 und 27, die anhand der Klassifizierung der ankommenden Datensignale im Störfall ein definiertes Datenmuster in abgehender und ankommender Richtung einspeisen können.The first type of data interface 20 and 21 for connecting the bus sections W and O is equipped with sensors 22 and 23 , respectively, which classifies the signals arriving from the bus section W or O at least into the categories "query", "answer" and "disturbed". The data interfaces 20 and 21 have signal feed devices 24 and 26 or 25 and 27 , which can feed in a defined data pattern in the outgoing and incoming direction in the event of a fault based on the classification of the incoming data signals.

Über eine zweite Art von weiterer Datenschnittstelle 201 wird der Anschluß des Teilnehmers T, wobei dieser über eine Buslogik 210, die nicht Gegenstand vorliegender Erfindung ist, erfolgt, mit dem Bus B hergestellt. Dadurch werden die ankommende Daten an die zu den Busteilstrecken W oder O abgehenden Schnittstellen 20 bzw. 21 mit ihren abgehenden Signaleinspeisungen 24 bzw. 25 verzweigt. Die Datenschnittstelle 101 ist mit einer Einheit 202 zur Erkennung von Datentelegrammen, die vom Teilnehmer ankommen, ausgestattet ist, und die über einen Schnittstellenumschalter 204 verfügt, der anhand von Steuersignalen ankommende Datenströme an einen oder mehrere Datenausgänge weiterreichen kann, um die Richtungsumkehr in Richtung W oder O vorzunehmen. The connection of the subscriber T is established via a second type of further data interface 201 , this being done via a bus logic 210 , which is not the subject of the present invention, with the bus B. As a result, the incoming data is branched to the interfaces 20 and 21 outgoing to the bus sections W or O with their outgoing signal feeds 24 and 25, respectively. The data interface 101 is equipped with a unit 202 for recognizing data telegrams arriving from the subscriber and which has an interface switch 204 which can forward incoming data streams to one or more data outputs on the basis of control signals in order to reverse the direction in the direction W or O to make.

Die Datenschnittstelle 201 verfügt weiterhin über eine Aufschalteinheit 205, welche die von der Teilnehmerschnittstelle ankommenden Datentelegramme in den Antwortdatenstrom nach West oder Ost einspeisen kann. Darüber hinaus ist die Datenschnittstelle 201 mit einer Steuereinheit 202 versehen, die aufgrund einer geeigneten Verknüpfung anhand der von den Sensoren 22 bzw. 23 vorgenommenen Klassifizierung der ankommenden Signale und anhand von Signalen der Einheit 202 zur Erkennung von Datentelegrammen an der Teilnehmerschnittstelle 201 den Schnittstellenumschalter 204 ansteuert.The data interface 201 also has an activation unit 205 which can feed the data telegrams arriving from the subscriber interface into the response data stream to the west or east. In addition, the data interface 201 is provided with a control unit 202 , which controls the interface switch 204 on the basis of a suitable linkage based on the classification of the incoming signals by the sensors 22 and 23 and on the basis of signals from the unit 202 for recognizing data telegrams at the subscriber interface 201 .

Die Buslogik 210 enthält eine Aufschalteinheit 213, mit der von der Aufschalteinheit 203 die Daten von der Ringlogik bzw. Datentschnittstelle 201 übernommen oder übergeben werden. Über eine Busemulation 212 ist diese Aufschalteinheit 213 mit einer lokalen Schnittstelle 211 der Buslogik 210 verbunden, um den Datenaustausch zur Teilnehmereinheit T herzustellen. Je nach der Notwendigkeit des Zustandes wird von dort der Datenfluß in östlicher Richtung über die Datenschnittstelle O oder in westlicher Richtung über die Datenschnittstelle W abgewickelt, wozu der als Richtungsumschalter fungierende Schnittstellenumschalter 204 die jeweilige Richtung vorgibt.The bus logic 210 contains an intrusion unit 213 with which the intrusion unit 203 accepts or transfers the data from the ring logic or data interface 201 . This intrusion unit 213 is connected to a local interface 211 of the bus logic 210 via a bus emulation 212 in order to establish the data exchange with the subscriber unit T. Depending on the necessity of the state, the data flow is processed from there in an eastward direction via the data interface O or in a westward direction via the data interface W, for which purpose the interface changeover switch 204 , which acts as a changeover switch, specifies the respective direction.

Es wird nun die Funktionsweise anhand allgemeiner Umschaltstrategien erläutert.The operation will now be more general Switching strategies explained.

Umschaltungen der Ringrichtung erfolgen anhand von einigen Steuersignalen, die von den Eingangsschnittstellen geliefert werden. Jede der beiden Schnittstellen zu den geographischen Richtungen Ost und West muß die Zustände ANFRAGEN, DATEN, GESTÖRT unterscheiden. Die Zustände gelten für die Eingänge und haben folgende Bedeutung:
ANFRAGEN: An der Schnittstelle werden dauernd HDLC-Flags empfangen (hex 7E).Switching of the ring direction takes place on the basis of some control signals which are supplied by the input interfaces. Each of the two interfaces to the geographic directions east and west must differentiate between the INQUIRIES, DATA, DISTURBED states. The states apply to the inputs and have the following meaning:
INQUIRIES: HDLC flags are continuously received at the interface (hex 7E).

Der Schnittstellenzustand ANFRAGEN wird gesetzt, wenn mindestens 8 direkt aufeinanderfolgende Flags empfangen werden.
DATEN: An der Schnittstelle werden Daten oder Dauer-Null empfangen.The interface status REQUEST is set when at least 8 consecutive flags are received.
DATA: Data or permanent zero is received at the interface.

Der Schnittstellenzustand DATEN wird gesetzt, wenn mindestens 1024 Bytes Daten empfangen werden. Der Datenstrom darf von beliebig vielen Flag-Sequenzen mit einer maximalen Länge von jeweils 7 Flags unterbrochen werden.
GESTÖRT: Vom Eingangsdecoder wird AIS oder KDS gemeldet. AIS bedeutet "Alarm-Identifizierungs-Sequenz", es wird ein definiertes Datenmuster gesendet, und KDS bedeutet "Kein-Daten-Signal" und zeigt totalen Ausfall an.The interface status DATA is set when at least 1024 bytes of data are received. The data stream may be interrupted by any number of flag sequences with a maximum length of 7 flags each.
DISTURBED: AIS or KDS is reported by the input decoder. AIS means "alarm identification sequence", a defined data pattern is sent, and KDS means "no data signal" and indicates total failure.

Der Schnittstellenzustand GESTÖRT wird sofort nach Erkennen der Störbedingung gesetzt.The interface status is FAILED immediately after detection of the Fault condition set.

Die Reaktionen der Ringanschalteinheit für die Zentraleinheit RAE/Z und der Ringanschalteinheit für Teilnehmer RAE/T sind unterschiedlich. Diese Reaktionen sind in den nachfolgenden Tabellen 1 bis 4 angegeben.The reactions of the ring interface unit for the central unit RAE / Z and the ring interface unit for participants RAE / T are differently. These reactions are in the following Tables 1 to 4 indicated.

Die Umschaltregeln für die Ringanschalteinheit für die Zentraleinheit RAE/Z beinhalten, daß von den Schnittstellen die gleiche Signalisierung erwartet wird wie bei Relaisstellenbetrieb. Es wird hier angenommen, daß die Vorzugsrichtung des Rings "West" ist, d. h. im ungestörten Fall erfolgt die gesamte Ringversorgung über die Schnittstelle "West".The switching rules for the ring interface unit for the Central processing unit RAE / Z contain that of the interfaces the same signaling is expected as for relay operation. It is assumed here that the preferred direction of the "West" ring is, d. H. in the undisturbed case, the entire ring supply takes place via the interface "West".

Für die Schaltung der Signalwege auf Kopfstellen in Abhängigkeit von den Schnittstellenzuständen gelten folgende Regeln:
The following rules apply to switching the signal paths to headends depending on the interface status:

1. In the direction of an incoming FAULT always becomes zero sent, d. H. no flags.
2. The headend has a preferred direction to the west.
3. In the event of a collision, H. flags from both sides here received, the output East sends permanent zero, i.e. H. DATA.

Anhand der Zustandsmeldungen werden entsprechend der unterschiedlichen Betriebszustände der Zentraleinheit unterschiedliche Signalwege geschaltet. Die Reaktionen auf die Zustände der beiden Schnittstellen "West" und "Ost" sind bei der Ringanschalteinheit für Zentraleinheiten RAE/Z voneinander unabhängig. Tabelle 1 zeigt nachfolgend die Reaktionen der Schnittstelle in Abhängigkeit von den verschiedenen Zuständen:
On the basis of the status messages, different signal paths are switched in accordance with the different operating states of the central unit. The reactions to the states of the two interfaces "West" and "East" are independent of each other in the ring interface unit for central units RAE / Z. Table 1 below shows the reactions of the interface depending on the different states:

Betriebszustände der ZentraleinheitOperating states of the central unit

Das Verhalten der Ringanschalteinheit der Zentraleinheit RAE/Z wird anhand der nachfolgenden Tabelle 2 in Abhängigkeit der verschiedenen in der Spalte Betriebszustand angegebenen Betriebszuständen näher dargestellt und jeweils ausführlich erläutert.The behavior of the ring interface unit of the central unit RAE / Z is based on the following Table 2 depending on the various specified in the operating status column Operating states shown in more detail and each in detail explained.

Verhalten der Zentraleinheit in BetriebszuständenBehavior of the central unit in operating states

Die Umschaltregeln für Ringanschalteinheiten für Teilnehmer RAE/T sind folgende und für die Schaltung der Signalwege auf Relaisstellen in Abhängigkeit von den Schnittstellenzuständen gelten folgende Regeln:
The switching rules for ring interface units for participants RAE / T are the following and the following rules apply for switching the signal paths to relay points depending on the interface status:

1. In the direction of an incoming FAULT always becomes zero sent, d. H. no flags.
2. Unused outputs send permanent zero, i. H. DATA.
3. The relay point has no preferred direction.
4. In the event of a collision, i. H. DATA runs from both sides or from FLAGS converge on both sides, become both Directions switched through and the local interface severed.

Anhand der Zustandsmeldungen der Schnittstellen ergeben sich die Betriebszustände der Ringanschalteinheit für Teilnehmer RAE/T wie in nachfolgender Tabelle 3 in matrixartiger Darstellung für die Schnittstellen "West" und "Ost" gezeigt:Based on the status messages of the interfaces, the Operating states of the ring interface unit for participants RAE / T like in Table 3 below in a matrix-like representation for the Interfaces "West" and "East" shown:

Betriebszustände der RingteilnehmerOperating states of the ring participants

Das Verhalten der Ringanschalteinheit der Teilnehmer RAE/T wird anhand der nachfolgenden Tabelle 4 in Abhängigkeit der verschiedenen in der Spalte Betriebszustand angegebenen Betriebszuständen näher dargestellt und jeweils ausführlich erläutert. The behavior of the ring interface unit of the participants RAE / T is based on the following Table 4 depending on the various specified in the operating status column Operating states shown in more detail and each in detail explained.

Verhalten der Ringteilnehmer in BetriebszuständenBehavior of the ring participants in operating states

Die erfindungsgemäß gestaltete busförmige Datenkommunikationsverbindung kann durch vorteilhafte Erweiterungen für besondere Einsatzfälle anwendbar gemacht werden.The bus-shaped designed according to the invention Data communication connection can be advantageous Extensions can be made applicable for special applications.

So ist der Einsatz mit Teilstrecken ohne KDS-Erkennung, d. h. es liegt kein Datensignal vor, möglich. In einem Ring können Teilstrecken enthalten sein die aufgrund ihrer Schnittstelleneigenschaften keine Klassifizierung "kein Signal" zulassen, z. B. V.11. Dann wird anstatt "Dauer-Null" in Sendepausen und bei Störungen jeweils ein Pausenmuster eingespeist. Dieses Muster ist dann so gewählt, daß es vom Empfänger von einer Leitungsunterbrechung unterschieden werden kann. Gleichzeitig ist das Muster aber auch so gewählt, daß es nicht zur Klassifizierung in der Kategorie "Daten" oder "Abrufe" führt. So the use with sections without KDS recognition, i. H. it there is no data signal, possible. Can in a ring Partial routes are included due to their Interface properties no classification "no signal" allow, e.g. B. V.11. Then instead of "permanent zero" in Transmission pauses and a pause pattern in the event of interference fed. This pattern is then chosen so that it from A distinction can be made between the receiver and a line interruption can. At the same time, the pattern is also chosen so that it not for classification in the categories "data" or "views" leads.

In der vorliegenden Realisierung wurde hierzu ein Muster "63 Bit "0", 1 Bit "1"" gewählt. Dieses Muster ist von einer Leitungsunterbrechung, die meist zum Signal "Dauer-Null" am Empfänger führt, und von den Signalmustern für "Daten" bzw. für "Anfragen" unterscheidbar.In the present implementation, a "63 bit." "0", 1 bit "1" "is selected. This pattern is of one Line interruption, which mostly leads to the "permanent zero" signal on Receiver leads, and of the signal patterns for "data" or for "Inquiries" distinguishable.

Die Erfindung ist auch in der Lage zum Einsatz mit untereinander nicht synchronen Teilstrecken. Wenn Teilstrecken des Rings mit unterschiedlichen Takten betrieben werden, wird dazu für durchlaufende Daten ein Taktausgleich durchgeführt. Dies vermeidet unkontrollierte Bit-Slips in der zu erwartenden Anzahl, welche normalerweise für die verwendeten Datenprotokolle nicht zuträglich sind.The invention is also capable of being used with one another non-synchronous sections. If sections of the ring with different clocks are used for this continuous data a clock compensation performed. This avoids uncontrolled number of bit slips to be expected normally not beneficial for the data protocols used are.

Um einen protokollangepaßten Taktausgleich zu erreichen werden durchlaufende Daten durch einen hinreichend tiefen gesteuerten FIFO-Speicher geschleust. Vorher durchlaufen die Daten eine Erkennungseinrichtung, damit die Datenblocks von Sendepausen unterschieden werden. Ausgleichsvorgänge in diesem gesteuerten FIFO-Speicher werden nur während Sendepausen zugelassen und werden so ausgeführt, beispielsweise byteweise, daß die Blockerkennung nachfolgender Einheit dadurch nicht gestört wird.To achieve a protocol-adapted clock compensation continuous data by a sufficiently deep controlled FIFO memory ejected. The data go through one beforehand Recognition device so that the data blocks from transmission pauses be distinguished. Compensation operations in this controlled FIFO memories are only allowed during pauses in transmission executed, for example byte by byte, that the block detection subsequent unit is not disturbed.

Mit dem gemäß der Erfindung vorgeschlagenen Verfahren und der erfindungsgemäß gestalteten Anordnung werden in vorteilhafter Weise busförmig aufgebaute Datenkommunikationsverbindungen gegen Unterbrechung von Teilstrecken geschützt. Dies ist insbesondere dann von besonderem Interesse, wenn Teilstrecken über systematisch ausfallgefährdete Verbindungen wie z. B. fadinggefährdete Richtfunkstrecken aufgebaut werden. Dabei ist die sehr kurze Rekonfigurationszeit des Verfahrens besonders wertvoll. With the proposed method according to the invention and the Arrangement designed according to the invention are advantageous Way against bus-shaped data communication connections Interruption of sections protected. This is particularly so of particular interest if sections are systematic failure-prone connections such as B. vulnerable to fading Radio links are established. The very short one Reconfiguration time of the process is particularly valuable.

Der besondere Vorteil der Erfindung liegt darin, daß weder an den Teilnehmern noch an den Teilstrecken Änderungen vorgenommen werden müssen. Das Verfahren ist kostengünstig und leicht installierbar.The particular advantage of the invention is that neither Participants can still make changes to the sections have to. The process is inexpensive and easy to install.

Claims

1. Bus-shaped data communication connection, which is operated according to a polling / answering protocol, the so-called polling protocol, contains a central unit (Z) and several subscriber units (T), the bus (B) optionally contains sections which are not bus-compatible per se Point-to-point connections exist and the units can be connected to or disconnected from the bus via the bus interface units assigned to them, characterized in that
the bus is closed into a ring,
the ring-shaped closed bus can be separated into sections at the connection point of the central unit (z) and at the connection points of the subscriber units (T),
if necessary, the central unit can be connected to two sections (W, O) of the bus (B) via a ring interface for the central unit (RAE / Z),
the subscriber units (T) can each be connected to two sections (W, O) of the bus (B) via a ring connecting unit for subscribers (RAE / T), and
sensors ( 12 , 13 ; 22 , 23 ) are provided in the connection units (RAE / Z, RAE / T), which examine the incoming signals to initiate certain control steps for belonging to certain categories.

2. Data communication link according to claim 1, characterized in that
the ring interface unit for the central unit (RAE / Z), by means of which the central unit (Z) can be connected to one of each two sections (W, O) of the bus, is equipped with two types of data interfaces for connection to the two bus sections,
The first type of data interface ( 10 , 11 ) for connecting the bus sections (W, O), which are equipped with sensors ( 12 , 13 ), which the signals arriving from the bus section at least in the categories "query", "answer" and "Disturbed" classified, and which have signal feed devices that can feed a defined data pattern in the outgoing and incoming direction based on the classification of the incoming data signals in the event of a fault, and
the second type comprising a further data interface ( 101 ) for connecting the central unit, through which incoming data is branched to the interfaces going out to the bus sections, and which has a unit ( 102 ) for recognizing data telegrams arriving from the two bus sections, is equipped and has an activation unit ( 103 ), which can connect the data telegrams arriving from the bus sections to the output in the direction of the central unit (Z),
and which is equipped with an interface switch ( 104 ) which forwards incoming data telegrams on the basis of control signals to one or more data outputs and which is provided with a control unit ( 102 ) which, based on a suitable linkage, uses the classification of the incoming signals carried out by the sensors and uses signals of the unit for recognizing data telegrams at the subscriber interface controls the interface switch.

3. Data communication link according to claim 1 or 2, characterized in that
the ring interface unit for subscribers (RAE / T), by means of which the subscribers (T) can be connected to one of each two sections (W, O) of the bus, is equipped with two types of data interfaces for connection to the two bus sections,
wherein the first type of data interfaces ( 20 , 21 ) for connecting the bus sections (W, O), which are equipped with sensors ( 22 , 23 ) that the signals arriving from the bus section at least in the categories "query", "answer" and Classified "disturbed", and which have signal feed devices that feed a defined data pattern in the outgoing and incoming direction based on the classification of the incoming data signals in the event of a fault,
the second type comprising a further data interface ( 201 ) for connecting the subscriber, which is equipped with a unit ( 202 ) for recognizing data telegrams arriving from the subscriber and which have an interface switch ( 204 ) which is based on control signals can forward incoming data streams to one or more data outputs,
and which has an activation unit ( 203 ) which can feed the data telegrams arriving from the subscriber interface ( 201 ) into the response data stream,
and is provided with a control unit ( 202 ) which, on the basis of a suitable linkage, controls the interface switch at the subscriber interface on the basis of the classification of the incoming signals carried out by the sensors and on the basis of signals from the unit for recognizing data telegrams.

4. Data communication link according to claim 1, 2 or 3, characterized in that for sections whose Interface due to its technical design none Classification in the category "disturbed" allows while Transmission pauses both from the ring interface unit for the Central unit (RAE / Z) as well as the ring interface units a defined data pattern for participants (RAE / T) is fed in, which makes it possible to pause the transmission Central unit (Z) and the subscriber units (T) clearly both transmission interruptions and Distinguish traffic.

5. Data communication connection according to one of the previous Claims, characterized in that in such Data communication connections, where due to the data protocol used between "query" and "Answer" can be distinguished from that Ring interface unit for the central unit (RAE / Z) in Transmission pauses a data pattern is fed, which from Data pattern that the ring interface units for participants (RAE / T) feed in pauses, is distinguishable.

6. Data communication connection according to one of the previous Claims, characterized in that a controlled FIFO memory is provided, via which data from a Bus interface to another bus interface be passed through, the FIFO memory is equipped with a sufficient memory depth in order to allowable clock differences and jitter during a intercept complete data telegram, and which one Sensor has which continuous data telegrams recognizes, and which has a control input, via the compensation processes during data telegrams are suppressable.

7. Data communication connection according to one of the previous Claims, characterized in that a controlled FIFO memory is provided, via which data from a Subscriber interface to a bus interface be passed through, the FIFO memory is equipped with a sufficient memory depth in order to allowable clock differences and jitter during a intercept complete data telegram, and which one Sensor has which continuous data telegrams recognizes, and which has a control input, via the compensation processes during data telegrams are suppressable.

8. Method for operating a bus-shaped Data communication link, according to a Query / response protocol, so-called polling protocol, is operated, a central unit and several Contains subscriber units, the bus if necessary Contains sections which are not bus-compatible per se Point-to-point connections exist, and the units over assigned bus interface units can be connected to the bus or are separable from it, especially for Operation of a data communication connection according to one of the Claims 1-7, characterized in that the block structure of the data flowing on the bus, is monitored and if faults are detected Control steps are initiated to ring the bus to close the sections of the bus from each other and from to decouple the subscriber lines and the Central unit as well as the subscriber units to the To connect sections of the bus.