DE2232324A1

DE2232324A1 - Adressenverifikation fuer nebenstationen durch adressbedingte kodierung

Info

Publication number: DE2232324A1
Application number: DE2232324A
Authority: DE
Inventors: Gary M Macheel
Original assignee: Hydril LLC
Current assignee: Hydril LLC
Priority date: 1971-06-29
Filing date: 1972-06-27
Publication date: 1973-01-11
Also published as: CA957081A; IT958540B; GB1356751A; US3735351A; CH554124A

Description

H 574-patentanwAlte

ässs ^223232A

Hydril Company, Los Angeles, California, V.St.A.

Adressenverifikation für Nebenstationen durch adressbedingte Kodierung

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Überwachungs- und Steuersysteme*und insbesondere die Erhöhung des Wirkungsgrades der Datenübertragung in solchen Systemen.

In vielen Überwachungs- und Steuersystemen ist es erforderlich. Daten über Verbindungsstücken von einer. Zentral- bzw. Hauptstation an eine oder mehrere Nebenstationen zu übertragen. Ein Beispiel eines derartigen Systems ist in der Patentanmeldung P 21 04 820.4 vom 2. Februar 1971 der Anmelderin beschrieben. Es ist gewöhnlich sehr wichtig, dass die ausgesandten und die empfangenen Daten übereinstimmen; zur Erfassung von Übertragungsfehlern sind verschiedene Sicherheitskodes entwickelt worden. Einer der wirkungsvolleren und vielfach verwendeten dieser Kodes ist der Bos-Chaudhuri-Kode. Bei der Verwendung eines solchen Kodes v/erden die auszusendenden Daten seriell mit einem Primpolynom verknüpft; am Ende der Übertragung des noi'maleri Datenwortes ergibt diese Verknüpfung eine Gruppe von Datenbits, die sich bei einer Teilung der Daten durcn dieses Pxlj.ipolynorii als Teilungsrest auffassen lassen. Diesen Quasire:Jt b-j^cichnet man als Bose-Chaudhuri- bzw. BC-Kode. Das Da- t^muu^t2i- deo letzteren wird nach dem normalen Datonwort aus-

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gesanut; zusammen bilden sie eine zusammenhängende Nachricht, die mit dem BC-Koae enc.et. Am empfangsseitigen Enae aer Datenstrecke wird aie Nachricht wiederum mit dem Primpolynom verknüpft, Ist die Nachricht i'ehlerfrei aufgenommen worden, ist das Ergebnis dieser (-iuaoitoiluag gleich Null. Das Verfahren erlaubt also eine Prüfung auf Gültigkeit der Daten.

Bei den meisten Datensystemen mit mehl- als einer Nebenstation liegen gewöhnlich mehrere Nebenstationen am gleichen Datenkanal und benötigen daher einen Kennaeichriungskode bzw. eine Adresse in der Rückmeldung, die angibt, dass die richtige Nebenstation geantwortet hat. Da dieser Kennzeichnungskode bzw. die Adresse keine signifikanten Daten enthält, wird infolge der für ihre Übertragung erforderlichen Zeit der Wirkungsgrad der Übertragung herabgesetzt.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Notwendigkeit einer kennzeichnenden Adresse in der zur Hauptstation ausgesandten Rücknachricht zu eliminieren. Im Ergebnis wird der Wirkungsgrad der Nachrichtenübertragung infolge der wesentlichen Verringerung der Rücknachricht-übertragungszeit verbessert.

Die folgende Erläuterung eines Verfahrens nach der vorliegenden Erfindung fasst das erfinderische Konzept zusammen, wobei die Erwähnung von Schaltkreisen zur Verarbeitung Bose-Chaudhuri-Kodes nur beispielhaft erfolgt.

SCHRITT 1: Bei der Übertragung von Daten von einer Hauptstation an eine Nebenstation ist die Adresse der Nebenstation ein Teil des übertragenen Datenworts. Während der übertragung der Adresse wird die Bose-Chaudhurl-Prüfanordnung in der Hauptstation in Betrieb gesetzt, um die Adresse der Nebenstation während der Übertragungszeit vorzuverarbeiten.

SCHRITT 2; Die empfangende Nebenstation vollzieht die Böse-

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'Chauuhuri-Prüfung wie bei j euer- anderen Nachricht, um die Gültigkeit eier empfangenen Nachricht au prüfen.

S₁CH₁ItITT p: Vor dem Rücksenden einer Nachricht an die Hauptstation gibt die Nebenstation ihre eigene Adresse zuerst durch einen Bote-Chaudhuri-Kodegenerator. 3οdann beginnt sie mit der Übertragung der Daten, wobei diese Daten ebenfalls auf den Bose-Chaudhuri-Kodegenerator gegeben werden. Nach uern Ende der Übertragung uer normalen Daten wird der BC-Kode sodann als letzter Teil der Datennachricht mit übertragen.

SCHRITT 4: Die Hauptstation unterwirft die ankommende Datennachricht der Bose-Chaudhuri-Prüfung, nachdem sie die Adresse cer Nebenstation bereits während ihrer eigenen Sendezeit vorverarbeitet hatte. Da die Nebenstation ihrerseits ihre Adresse mittels ihres BC-Kodegenerators vor der Rücksendung vorverarbeitet hatte, liegt im Resultat bezüglich des BC-Kodes eine Rücksendung der Adresse von der Nebenstation vor. Wenn also eine andere Nebenstation irrtümlich ansprechen sollte, stimmt die vorverarbeitete BC-kodierte Information infolge des Unterschiedes der vorbearteteten Adressinformation nicht mit der erwarteten Information überein, wodurch die Daten die Bose-Chaudhuri-Prüfung nicht bestehen. Die ankommenden Daten werden also als ungültig abgewiesen, und die Nachricht kann wiederholt werden, bis eine richtige Antwort einläuft.

Im einzelnen weist eine typische Nebenstation Eingangs- und Ausgangsanschlüsse auf sowie einen Generator für dieNachrichtendaten D,,(:c); eine Quelle für die Adressdaten A (x) der . Nebenstation; eine Vorrichtung mit einem Kodierer, die auf die gelieferten Adressdaten A (x) anspricht und Dp(x) bearbeitet, um von D..(;c) eine kodierte Datenfunktion R_o(x) abzuleiten, ...,i-o auch eine Funktion von A (x) ist; sowie eine Ausgangsvori-iciitung, die D,,(χ) und ii.,(x) an den Aus gangs anschluss der ' Nebenstation gibt, von wo sie an die Hauptstation übertragen warnen. Hierbei kann es sich beispielsweise um eine erste Tor-

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schaltung handeln, aie während eines ersten Zeitintervalls das Signal D_o(x) an den Ausgangsanschluss durchgibt, und eine zweite Torschaltung, die während eines folgenden, zweiten Zeitintervalls das Signal FU(x) an den Ausgangsanschluss durchgibt.

Die Hauptstation weist typischerweise Schaltungseinheiten auf, die betrieblich Eingangsnachrichtendaten D,(x) zusammen mit den Adressdaten A (x) der Nebenstation sowie einer kodierten Datenfuitktion R-,(x) an den Eingangs anschluss der Nebenstation übertragen. Wenn weiterhin D₂(x) + Ro(^x) ^von der Nebenstation her empfangen wird, wird dieses Eingangssignal in der Prüfschaltung geprüft, um zu verifizieren, dass die Nebenstation, die auf die Aussendung von D-. (x) und A (x) durch die Hauptstation hin Ro(x) und Dp(x) aussendet, die durch A' (x) definierte gewünschte Adresse hat.

Die vorliegende Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.

Fig. 1 ist ein allgemeines Blockdiagramm einer Hauptstation;

Fig. 2 ist ein allgemeines Blockdiagramm einer Nebenstationj

Fig. 3 ist ein genaueres Blockdiagramm einer Haupts tat ion Fig. Ij

Fig. 4 ist ein genaueres Blockdiagramm einer Nebenstation nach Fig. £j und die

Fig. 5 und 6 zeigen Wellenzüge der Stationen der Fig. 3 und

Gemäss Fig. 1 gibt die Anlage in der Hauptstation die Nachrichtendaten D-j(x) mit der Nebenstationsadresse A (x) und deih Prüfzeichen R,(x) auf den zum·Eingangsanschluss der Nebensta-• tion führenden Nachrichtenkanal. Beispieinweise erzeugt ein Da-

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tengruppengenerator 10 eine Nachricht in der Form eines Polynoms D₁(x) = d xⁿ + +d x+d , das mit der Adressangabe

A (x) zusammen an den Ausgangsanschluss 11 geht. Zu Prüfzwecken wird auf den Anschluss 11 auch ein Prüfzeichen gegeben, das man durch Teilung von AAx) und D-,(x) durch ein Primpolynom (beispielsweise Bose-Chaudhuri-Kode) erhält, bei der •das Prüfzeichen sich als "Rest" R₁(X) ergibt. Polglich wird eine durchgehende Nachricht A (x.) + D, (x) + R₁(X) auf den Kanal 12 gegeben. Der Generator 10 kann als die Mittel zur Erzeugung von R-,(x) enthaltend aufgefasst werden. ·

Die der Adresse A (x) entsprechende Nebenstation - vergl. Fig.. 2 - weist auf die Eingangs- bzw. Ausgangsanschlüsse und 15; eine Einheit 16, die sich als Einheit zur Verarbeitung der Eingangsnachricht und als Generator für die Rücknachricht Dg(x), auffassen lässt; einen Generator I7 für die Adresse A (x) der Nebenstation, sowie eine Vorrichtung 18. Letztere kann eine seriell arbeitende arithmetische Einheit enthalten, die A (x), D-,(:x) und R-i(x) durch ein Generatorpolynom G(x) - geliefert beispielsweise vom Kodegenerator 19 teilt, wenn die Nachricht, bitweise seriell einläuft. Wenn die gesendete Nachricht fehlerfrei empfangen wurde, ist der Rest dieser Teilung am Prüfausgang 20 gleich Null. Wenn der Rest der Teilung nicht gleich Null ist, bedeutet dieser Zustand,dass die empfangene Nachricht nicht fehlerfrei ist. Dieses Verfahren ist in der US-P3 3 336 467 beschrieben.

Die Vorrichtung 18 spricht auch auf die Adressdaten ^A _n(^x) (im Kanal 23) und D₂(x) (auf der Leitung 22 gesendet) an und erzeugt eine kodierte Datenfunktion Rp(x), die ebenfalls eine Funktion von A (x) ist. Die Leitung 24 erlaubt die Übertragung von Da(x) + Ro(x) an den Ausgangsanschluss 15.

Insbesondere kann - vergl. Fig. 4 - die Vorrichtung eine Kodiervorrichtung 30 mit einem Kodegenerator 3I (beispielsweise

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u —

Bose-Chaudhuri-Koue) und eiern Teller Jo enthalten, uie die Nachricht Λ (χ) + D-, (χ) + Rn(x) auf üen Leitungen Jd - 35 entgegennimmt, um aie Teilung von A (x), D-, (x) und R, (x) durch G(x) durchzuführen. Weiterhin nimmt die Vorrichtung 30 über die Leitungen JJ,Ju und 33 während des Vorverarbeitungsintervalls ¹Jd - vergl. D in Fig. 6 - die Nachricht A (x) auf, um den Kodierer zu veranlassen, D₂(x), die über die Leitungen j5ö,39 und 35 empfangen wurde, zu bearbeiten. Aus der Verarbeitung von A (x) und D₂(x) ergibt sich auf der Leitung 40 das Signal R_p(x) und wird über die Leitungen 4l und 42 an den Aus gangs anschluss gegeben. Der liest R,-,(x) ist also eine Funktion von D_o(x) sowohl als auch von A (x).

Ein erstes AND-Glled 26 gibt D_o(x) während des Intervalls 28 des Wellenzuges J3 in Fig. 6 auf die Leitungen 59 und 42, während ein zweites AND-Glied 29 während des Intervalls 54 im Wellenzug F der Fig. 6 das Signal R_o(x) auf die Laitungen 41 und 42 gibt. R_p(x) wird also unmittelbar nach D₂(x) an die Hauptstation übertragen. Der Taktgenerator 60 schaltet die AND-Glieder entsprechend den Wellenzügen der Fig. 6 durch. Das AND-Glied 46, das die Leitungen 33 und 34 verbindet, wird entsprechend dem wellenzug A in B¹Ig. 6 geschaltet, und uas OR-Glied 47 liegt zwischen den Leitungen 34, 'Ju und 39 und der Leitung 35. Das AND-Glied 44, aas die Leitungen 37 und 38 verbindet, wird entsprechend dem Wellanzug D der Fig. 6 geschaltet.

Die einlaufende Nachricht D₂(x) + R₂(^) - vergl. Fig. 1 und 3 ■ wird auf die Vorrichtung 62 gegeben, die einen Kodegenerator 63 (Bose-Chaudhuri-Kode) sowie eine BC-Kode-Prüfschaltung 64 enthalten kann. Die Vorrichtung 62 hat zuvor auf den Leitungen 74, 75 und 76 üie übertragenen Adressdaten A_n(x) erhalten, um eine kodierte Form R* (x) von diesen vorzuerzeugen. Beim Eingang der Signale D₂(x) + R₂(x) von der Nebenstation verarbeitet die Prüfschaltung diese Informationen, wobei sie vom Zustand R'_n(x) aus fortfährt. Da R₂(x) mit A_n(x) in der Neben-

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— *"? —

• ο tat ion verknüprt worden viar, "blelit" der Koao^eiierator 6_v in aer Hauptstatioii die Adresce A, (x) der Hebenstation. Wenn also eine falsche Nebenstation geantwortet hat, ist der Verarbeitungsrest H₇(x) nicht gleich Null und die Daten bestehen die Prüfung nicht. Die einlaufenden Daten werden daher nicht akzeptiert, und de Nachricht kann wiederholt werden, bis die richtige Antwort einläuft.

Die AND- und OR-Glieder 80 und 81 verbinden die Leitungen 82, 8.3 und 76, wie in Fig. 3 ersichtlich, wobei der Wellenzug C in Fig. 5 die Durchschaltung des Gliedes 80 - beispielsweise durch einen Takt 84 - anzeigt. Das AND-Glied 85 wird nach V/ellenzug B in Fig. 5 geschaltet, um A (x) über die Leitungen 74, 75 und 76 nach 6^ zu übertragen.

Patentansprüche

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Claims

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Pate η t a η s ρ r ü c Ii e

Datonübartragungssystem mit einer Hauptstation und melii'cx-tn Nebenstationen, wobei minuestens eine Nebenstation aufweist: Ein- und Ausgangsanschlüsse; einen¹ Generator für Naohrichttaiuaten D,_.(x)j eine Quelle für der Nebenstation entsprechende Adressdaten A (x); und eine Vorrichtung, die Kodierrnittel enthält, üie auf die gelieferten Adressdaten A (x) ansprechen, um Dg(x) und A (x) zur Erzeugung einer kodierten ■ Datenfunktion R (x) zu verarbeiten; sowie eine Ausgangsvorrichtung, die D₂(x) und R₂(x) an den Ausgangsanschluss gibt.

d.) DatejiUbertragungssystern nach Anspruch 1, wobei die Nebenstation eine Verarbeitungseinheit für die Eingangsnachricht aufweist, eine Eingangsνorrichtung, die die Eingangünachrichtenaaten D-. (λ) plus die Adressdaten A (x) plus ein Prüfzeichen R-, (x) an den Eingangs anschluss der vorgenannten Vorrichtung s ow id an die Verarbeitungeeinlieit legt, und Mittel zur Verarbeitung von D-, (x) + A (x) + R-I (x) zur Gültigkeitsprüfung der gesendeten Nachricht.

p.) Datenübertragungssystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Ausgangsvori'ichtung eine erste Torschaltung enthält, die wahrend eines ersten Zeitintervalls das oignal D₂(x) an den Ausgangs anschluss durchgibt, sowie eine zweite Torschaltung,'die während eines darauffolgenden zweiten Zeitintervalls das Signal Ro(x) ^an den Ausgangsanschluss durchgibt.

h.) Datenübertragungssystem nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die Hauptstation Mittel enthält, um D₁(X) + ^_n(x) + R₁(X) an den Eingangsanschluss der Nebenstation zu übertragen.

5.) Datenübertragungssystem nach Anspruch 4, mit einer Vorrichtung in der Hauptsütion, die eine !-Codiereinrichtung enthält

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una auf die übertragenen Adressdaten A (χ) der Nebenstation anspricht, um eine kodierte Funktion R'(x) von A (x) vorzuerzeugen. . ■

6.) Datenübertragungssystem nach Anspruch 5, mit einer Prüfschaltung in der Hauptstation, die die von der Nebenstation •empfangenen Signale D_o(x) und H₀ (x) verarbeitet und in Verbindung mit dem vorerzeugten Signal K^r(x) feststellt, ob die Adresse des antwortenden Nebenanschlusses die gewünschte Adresse A (x) ist. "

7.) Datenübertragungssystem mit einer Hauptstation und mehreren Nebenstationen, das im wesentlüien nach den vorstehenden Angaben in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen auf· gebaut und betreibbar ist.

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J»

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