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Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Erstellen und
Übertragen von Informationstelegrammen auf spurgebundene Fahrzeuge, insbesondere
Schienenfahrzeuge, mit längs der Spur verlegten Leiterschleifen, die mit an den
Fahrzeugen vorhandenen Antennen elektromagnetisch gekoppelt und in vorgegebener
Zykluszeit sowie Reihenfolge mit einem zentralen Streckengerät verbunden sind, das
für jede Leiterschleife in der dafür erforderlichen Rechenzeit einen Informationsblock
ermittelt, der in einem ein n-faches der Rechenzeit betragenden Übertragungs-
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intervall der betreffenden Leiterschleife übermittelte wird.
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Zur Steuerung und Sicherung spurgebundener Fahrzeuge, beispielsweise
im Eisenbah nb etrieb, werden besondere Signalüb ertragungsverfahren und -einrichtungen
verwendet. Für die Lösung derartiger Aufgaben werden den Zügen in regelmäßigen Abständen
Informationstelegramme übermittelt, die insbesondere Angaben enthalten, mit Hilfe
derer eine ausreicEende Abstandssicherung der Züge voneinander gewährleistet ist.
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Von den vielen möglichen Verfahren, Informationen auf die Züge zu
übertragen, z. B. mit Hilfe von Funkverbindungen, geht die vorliegende Erfindung
von einem bekannten System aus, das in der deutschen Offenlegungsschrift 1 530 335
näher beschrieben ist.
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Bei diesem System sind die spurgebundenen Fahrzeuge, insbesondere
die Schienenfahrzeuge, mit Sende- und Empfangseinrichtungen für elektrische Signale
versehen, die zwischen den Fahrzeugen und einem an der Strecke befindlichen ortsfesten
Gerät, der Streckenzentrale, ausgetauscht werden. Zu diesem Zweck sind an den Fahrzeugen
Antennen angebracht, die mit längs der Spur verlegten kurzen Leiterschleifen elektromagnetisch
gekoppelt sind. Die einzelnen Leiterschleifen können jeweils über gesonderte Kabel
mit der Streckenzentrale verbunden werden. Es ist aber auch möglich, entlang der
Strecke fernsteuerbare Schalter vorzusehen, welche die einzelnen Leiterschleifen
programmgesteuert mit einem besonderen Kabel verbinden, das nach der Streckenzentrale
führt.
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Mit Hilfe einer derartigen Einrichtung ist es von der Streckenzentrale
her möglich, die Position der Fahrzeuge um so genauer zu ermitteln, und zwar dadurch,
daß beim zyklischen Anschalten aller Leiterschleifen nur diejenigen ein Signal führen,
über deren sich ein sendendes Fahrzeug befindet, je kürzer die Leiterschleifen entlang
der Fahrspur gemacht werden. Die ermittelten Positionsmeldungen können in einem
dafür in der Streckenzentrale vorgesehenen Speicher eingegeben und mit Hilfe eines
Rechners unter Verwendung weiterer Daten zu Steuerbefehlen verarbeitet werden, die
ihrerseits wiederum über das Kurzschleifensystem auf die Fahrzeuge zur Abstandssicherung
übertragen werden.
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Die Sicherung und Steuerung der Fahrzeuge ist allerdings nur dann
ausreichend, wenn unter Berücksichtigung der Fahrgeschwindigkeit pro Zeiteinheit
ausreichend oft ein Informationsaustausch, mindestens jedoch eine Informationsübermittlung
von der Strekkenzentrale auf die Fahrzeuge erfolgt. Zur Kontrolle sind die Fahrzeugeinrichtungen
bei derartigen Systemen so aufgebaut, daß bei einer unzulässig groben Pause in der
Informationsübertragung selbsttätig eine Zwangsbremsung ausgelöst werden kann.
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Besonders in Bahnhofskereiclken von Eisenbahnanlagen mit vielen sich
verzweigenden Gleisen wird zur ausreichenden Steuerung des Fahrzeugserkehrs eine
Vielzahl von Leiterschleifen benötigt, die mit einer einzigen Streckenzentrale eine
Datenübertragung mindestens in einer Richtung von der Zentrale auf die Fahrzeuge
ermöglichen. Die Informationsülnertragung in der anderen Richtung kann beispielsweise
durch Funk erfolgen. Bei derartigen Anlagen kann die Zykluszeit, also der Zeitraum,
der vergeht, bis jede der in dem Bahnhofsbereich vorgesehenen Leiterschleifen erneut
mit der Streckenzentrale xerkur.den ist und einen Informationsblock auf einen im
Bereich
der betreffenden Leiterschleife befindlichen Zug übertragen k-ann, unzulässig
koch werden, wenn nicht besondere Maßrahrren ergriffen werder. Ein weiterer Nachteil
des bekannten Systems zur Sicherung und Steuerung spurgebundener Fahrzeuge kann
darin gesehen werden, daß ein zur Erstellung der für die einzelnen Leiterschleifen
vorgesehenen Informationsblöcke erforderlicher Rechner mit allen seinen Zusatzeinrichtungen
zur Erstellung der Informationsblöcke in seiner Kapazität nicht ausreichend ausgenutzt
ist, weil die zur Übertragung der Informationsblöcke nach den Leiterschleifen erforderlichen
Übertragungskanäle gegenüber der Rechenzeit als langsam bezeichnet werden können.
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Unabhängig davon, ob die einzelnen Leiterschleifen eines größeren
Bereiches über gesonderte Leitungen oder Kanäle mit der Str eck enzentrale verbunden
sind oder mindestens teilweise mehrfach ausgenutzte Übertragungskanäle in Verbindung
mit gesteuerten Schaltern vorhanden sind, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,
eine Einrichtung zum Erstellen und Über tragen von Informationstelegrammen auf spurgebundene
Fahrzeuge zu schaffen, bei der die obengenannten Nachteile vermieden werden, so
daß also der erforderliche Rechner besser ausgenutzt ist und außerdem unter Berücksichtigung
einer hohen Anzahl von Leiterscheifen die definierte Zykluszeit für jede Leiterschleife
einen vorgegebenen Wert nicht überschreitet.
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Außerdem ist es erwünscht, daß sich die Einrichtung an die verschiedensten
Gleispläne mit ihren unterschiedlicksten Leiterschleifenanordnungen leicht anpassen
läßt. Dies schließt mit ein, daß auch nach eventuellen Umbau arbeiten mit zusätzlich
verlegten Leiterschleifen oder mit Leiterschleifen geänderter Verlegung keine besonderen
Umbauarbeiten in dem Streckengerät erforderlich werden.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß jeder in einem
Rechner des Streckengerätes ermittelte Informationsblock in eine Anzahl von n Teilblöcken
mit je m bit aufgeteilt ist, daß die Teilblöcke über n Ausgangsleitungen des Rechners
nacheinander in an diese angeschlossene Parallel-SeIienumsetzer gelangen, die ausgangsseitig
mit n gleichwertigen Eingängen von n Multiplexern verbunden sind, von denen jeder
an den Eingang eines zugeordneten Demultiplexers angeschlossen ist, und daß für
jeden der Demultiplexer höchstens eine Anzahl von k Ausgängen für Übertragungskanäle
von Leiterschleifen vorgesehen ist, derart, daß die Zykluszeit für jeden Übertragungskanal
kleiner ist als das Produkt aus den Größen n, m und k.
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Mit Hilfe einer derartigen Einrichtung zum Erstellen und Übertragen
von Informationstelegrammen auf spurgeburdene Fahrzeuge ist es in vorteilhafter
Weise möglich, die Kapazität des Rechners für die Informatiorstelegramme ur.ter
gleichzeitiger Verringerung der Zykluszeit wesentlich besser auszunutzen als bei
herkcmmlichen Anlagen, weil, und das ist wesentlich, durch die mit der neuen Einrichtung
erzielte besondere Art der gleichzeitigen Verarbeitung und Ütertragung von Informatiorsblöcken
so gut wie keine Wartezeiten des Rechners eintreten.
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In diesem Zusarrrrenkarg ist es von Vorteil, daß die k Ausgänge jedes
Demultiplexers für die Übertragungskanäle örtlich unmittelbar hintereinander liegerder
Leiterscl leifen vorgesehen sind. Da die Inforrr ationstelegrG rr n e für die b
intereinanderliegenden Leiterschleifen im allgemeinen entgegen der
Fahrrichtung
ermittelt werden, ist es erforderlich, zur Informationsbildung auf bestimmte Informationen
zurückzugreifen, die ursächlich zunächst nur für eine Schleife galten, die in Fahrrichtung
vor derjenigen Leiterschleife liegt, für die das Informationstelegramm im Betrachtungsmoment
erstellt werden soll. Hierzu ist im Rechner zur Erstellung der Informationstelegramme
ein gewisser Speicheraufwand erforderlich, der durch die obengenannte Maßnahme in
vorteilhafter Weise gering wird.
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Die nach Ablauf der Rechenzeit für einen Informationsblock von dem
Rechner ausgegebenen n Teilblöcke des ermittelten Informationsblockes müssen ohne
Verwechslung mit Teilblöcken von vorher oder nachher errechneten Informationsblöcken
ordnungsgerecht verarbeitet werden. Eine vorteilhafte Einrichtung hierzu ist dadurch
gekennzeichnet, daß die Ausgangsleitung für den ersten Teilblock jedes Informationsblockes
unmittelbar und die Ausgangsleitung für den zweiten Teilblock unter Zwischenschaltung
eines Speichers für m bit mit den zugehörigen Parallel-Serienumsetzern verbunden
ist, daß die Ausgangsleitung für den dritten Teilblock auf den ersten von zwei hintereinandergeschalteten
Speichern geführt ist, von denen der zweite Speicher an den betreffenden Parallel-Serienumsetzer
angeschlossen ist, und daß schließlich die Ausgangsleitung für den n-ten Teilblock
mit dem ersten von n-1 hintereinandergeschalteten Speichern verbunden ist, von denen
der letzte Speicher den zugeordneten Parallel-Serienumsetzer speist, und daß für
die Parallel-Serienumsetzer ein erstes Steuerregister vorgesehen ist, das jeweils
nach dem Auslösen von m bit der in den Parallel-Serienumsetzern enthaltenen Teilblöcke
an alle Speicher ein Kennzeichen gibt, bei dem der jeweilige Speicherinhalt an den
nachfolgenden Speicher bzw. an den nachgeschalteten Parallel-Serienumsetzer gegeben
wird.
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Die vorstehende Ausführungsform ist deswegen besonders zweckmäßig,
weil für die Parallel-Serienumsetzer sowieso ein Steuerregister vorgesehen werden
muß, das für die serielle Ausgabe der m bit pro Teilblock sorgt. Darüber hinaus
ist allerdings auch eine Anordnung zur Eingabe der einzelnen Teilblöcke in die Parallel-Serienumsetzer
möglich, die an Stelle der Speicher unter anderem mit Laufzeitgliedern arbeitet.
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Zur Synchronisierung des Betliebsablaufs ist es fernerhin von Vorteil,
daß die Kennzeichen des ersten Steuerregisters zum gleichzeitigen Fortschalten aller
Multiplexer dienen und einem zweiten Steuerregister zugeführt sind, das für zyklisch
aufeinanderfolgende Steuerkennzeichen n Ausgänge hat, an welche mit seinem Fortschalteingang
je ein Demultiplexer angeschlossen ist. Das zweite Steuerregister kann aus n-1 Verzögerungsgliedern
aufgebaut werden. Es ist aber auch vorteilhaft, als zweites Steuerregister ein in
Ring geschaltetes Schieberegister zu verwenden.
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Zur Bestimmung der Informationstelegramme in dem Rechner ist es erforderlich,
diesem eine Anzahl von zu verarbeitenden Informationen zukommen zu lassen, unter
anderem eine Information darüber, für welche Leiterschleife das betreffende Informationstelegramm
gerechnet werden soll. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß ein entsprechend
den örtlichen Gegebenheiten der Leiterschleifenanordnung programmierter Festwertspeicher
vorgesehen wird, der vor jeder Bildung eines Informationstelegramms abgefragt wird.
Da im Hinblick auf die Vielfältigkeit der Anwednung der Einrichtung zum Erstellen
und Über
tragen von Informationstelegrammen unabhängig von einer fest vorgegebenen
Leiterschleifenanordnung eine große Freizügigkeit angestrebt wird, ist es von Vorteil,
daß jedem Demultiplexer ein gleichartiger zweiter Demultiplexer zugeordnet ist dessen
Fortschalteingang so mit einem der n Ausgänge des zweiten Steuerregisters verbunden
ist, daß der zweite Demultiplexer jeweils vor dem zugehörigen ersten Demultiplexer
fortschaltbar ist und daß die Ausgänge der zweiten Demultiplexer zwecks Daten- und
Materialsynchronisierung mit dem Rechner verbunden sind.
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Wenn es erwünscht ist, jeweils während der Rechenzeiten für die einzelnen
Informationsblöcke fest gespeicherte Daten auszugeben, die nicht erst durch Verarbeitungsvorgänge
im Rechner erstellt werden müssen, ist es von Vorteil, je zwei zusammengehörende
Demultiplexer stellungsgleich synchron durch das zweite Steuerregister fortzuschalten.
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In der Regel werden bestimmte Streckenabschnitte nur in einer Fahrrichtung
befahren. Es ist aber auch möglich, daß infolge Umleitungen oder Rangierbewegungen
Strecken in anderer als in der normalen Richtung durchfahren werden. Da es in allen
Fällen erwünscht ist, die Leiterschleifen nach wie vor entgegengesetzt zur Fahrrichtung
mit Informationstelegrammen zu versorgen, ist es günstig, daß für die Demultiplexer
Einrichtungen vorgesehen werden, die eine Anpassung der Umlaufrichtung an die jeweilige
Fahrrichtung der Fahrzeuge gestatten. Die Änderung der Umlaufrichtung betrifft bei
einem derartigen Ausbau der erfindungsgemäßen Einrichtung auch diejenigen Demultiplexer,
die zur Daten- und Materialsynchronisierung mit dem Rechner verbunden sind.
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Je nach den örtlichen Gegebenheiten kann es durchaus möglich sein,
daß nicht alle k Ausgänge der Demultiplexer mit Übertragungskanälen von Leiterschleifen
verbunden sind, so daß einige Ausgänge in Reserve bleiben. Diese Reservekanäle können
dazu verwendet werden, daß für die anderen Übertragungskanäle die Zykluszeit verkürzt
wird. In vorteilhafter Weise ist dies dadurch möglich, daß für die Demultiplexer
zusätzliche Steuereinrichtungen vorgesehen werden, die bei jedem zum Fortschalten
der Demultiplexer ausgelösten Steuerkennzeichen eine vorgegebene Mehrfachfortschaltung
auslösen, so daß die Reservekanäle übergangen werden. Es ist aber in vorteilhafter
Weise auch möglich, daß jeweils mehrere Ausgänge eines Demultiplexers sowie des
zugehörigen zweiten je für sich zusammengefaßt einem gemeinsamen Übertragungskanal
einer Leiterschleife zugeordnet werden. Hierdurch steht für diese Leiterschleife
oder ganz allgemein gesehen für den Übertragungskanal ein Mehrfaches des normal
vorgesehenen und als Übertragungsintervall für einen Informationsblock bezeichneten
Zeitraumes zur Verfügung.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend an Hand der
Zeichnung näher erläutert. Die Figuren zeigen im einzelnen: F i g. 1 schematisch
einen sich verzweigenden Streckenteil einer Bahnanlage mit kurzen Leiterschleifen,
F i g. 2 im Blockschaltbild eine Einrichtung zum Ermitteln und Übertragen von Informationen
nach den Leiterschleifen und Fig.3 ein Diagramm mit Informationsblöcken und deren
Zuordnung zueinander bzw. zu den Leiterschleifen.
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Der in F i g. 1 schematisch dargestellte Streckenteil
einer
Bahnanlage wird in Fahrrichtung F von links nach rechts befahren. Im sich verzweigenden
Gleis GS sind kurze Leiterschleifen verlegt, die über gesonderte Leitungen (nicht
weiter dargestellt) mit einer ortsfesten Einrichtung, der Streckenzentrale, verbunden
sind.
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Die Anordnung der kurzen Leiterschleifen entlang der Strecke ist
beliebig. Zur Entkopplung kann bei jeder Leiterschleife mindestens eine Kreuzungsstelle
vorgesehen werden. Die hintereinander angeordneten Leiterschleifen S1.5, S1.4 bis
S1.1, S4.1, S2.5, S2.4 bis S2.1 sowie die Leiterschleifen S3.5, S3.4 bis 53.1 werden
regelmäßig nacheinander mit Informationen versorgt, die auf ein über der betreffenden
Leiterschleife befindliches Schienenfahrzeug (nicht dargestellt) übertragen werden.
Zu diesem Zweck sind an den Schienenfahrzeugen Empfangsantennen installiert, die
mit den Leiterschleifen elektromagnetisch gekoppelt sind.
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Im Blockschaltbild nach F i g. 2 ist ein Ausführungsbeispiel einer
Streckenzentrale mit einer Einrichtung zum Ermitteln und Übertragen der für die
Leiterschleifen vorgesehenen Informationen dargestellt. Für das Ausführungsbeispiel
ist angenommen worden, daß jedes für eine Leiterschleife bestimmte Informationstelegramm
zur Übertragung auf einen über dieser Leiterschleife befindlichen Zug aus einem
Informationsblock mit 40 bit besteht. Diese Informationsblöcke werden in einem Rechner
RR speziell für jede Leiterschleife erstellt. Zu diesem Zweck erhält der Rechner
RR über eine Sammelleitung L1 einen Hinweis darüber, für welche Leiterschleife ein
Informationsblock zu ermitteln ist. Hinzu kommen weitere Informatio:len über die
Leitungen L2 und L3, die beispielsweise aus Speichern (nicht dargestellt) abgefragt
werden können. Da es für die Erläuterung der vorliegenden Erfindung unerheblich
ist, aus welchen Informationen sich die Informationsblöcke zusammensetzen und wie
diese Informationen im einzelnen in dem Rechner RR verarbeitet werden, wird auf
diese Zusammenhänge nicht weiter eingegangen.
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Für das vorliegende Ausführungsbeispiel wurde ferner angenommen,
daß die 40 bit jedes Informationsblockes in einem verhältnismäßig langen Übertragungsintervall
TU in F i g. 3 auf die zugeordnete Leiterschleife übertragen werden. Das Übertragungsintervall
möge beispielsweise ein Vierfaches der Rechenzeit TR in F i g. 3 im Rechner RR betragen
(n = 4). Hieraus resultiert, daß jeder Informationsblock in n = 4 Teilblöcke aufgeteilt
wird, die vom Rechner RR über n = 4 Ausgangsleitungen L5, L6, L7 und L8 gleichzeitig
ausgegeben werden. Von diesen Ausgangsleitungen führt nur die Ausgangsleitung L5
direkt auf einen Parallel-Serienumsetzer PS1, der somit von jedem Informationsblock
nur die ersten 10 bit, also den ersten Teilblock, verarbeitet.
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Weitere Parallel-Serienumsetzer PS2, PS3 und PS4 sind für die serielle
Verarbeitung der restlichen drei Teilblöcke jedes Informationsblockes vorgesehen.
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Zwischen der Ausgangsleitung L 6 des Rechners RR und dem Parallel-Serienumsetzer
PS2 für den zweiten Teilblock jedes Informationsblockes ist ein Speicher SR1 geschaltet,
dereine Speicherkapazitätvon m =10 bit aufweist. In diesem Speicher SR 1 wird also
bei Ausgabe eines Informationsblockes durch den Rechner RR ausschließlich der zweite
Teilblock gespeichert, so daß dieser nicht sofort in den Parallel-Serienumsetzer
PS2 gelangt. Zwischen die Ausgangsleitung L7 des Rechners RR und den Parallel-Serienumsetzer
PS3 sind zwei hintereinandergeschaltete Speicher
SR20 und SR21 angeordnet, die jeweils
ebenfalls nur einen Teilblock mit in 10 bist zwischenspeichern können. Der Speicher
SR20 nimmt jeden über die Leitung L7 gegebenen dritten Teilblock auf und gibt diesen
nach einem besonderen Befehl an den Speicher SR21 ab. Vorher wird ein in diesem
bereits gespeicherter anderer Teilblock an den Parallel-Serienumsetzer PS3 abgegeben.
Weiterhin sind zwischen die Ausgangsleitung L8 fürjeden vierten Teilblock der Informationsblöcke
und den Eingang des Parallel-Serienumsetzers PS4 drei hintereinandergeschaltete
Speicher SR30, SR31 und SR32 für je 10 bit geschaltet. Mit Hilfe dieser Speicher
wird ein über die Leitung L8 abgegebener vierter Teilblock eines Informationsblockes
so verzögert in den Parallel-Serienumsetzer PS4 eingegeben, daß die zugehörigen
drei anderen Teilblöcke desselben Informationsblockes bereits von den Parallel-Serienumsetzern
P51, PS2 und PS3 verarbeitet wurden, wenn es gilt, die restlichen 10 bit des vierten
Teilblockes des betreffenden Informationsblockes seriell auszugeben.
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Den vier Parallel-Serienumsetzern P51, PS2, PS3 und PS4 ist ein gemeinsames
erstes Steuerregister ST1 zugeordnet. Dieses erhält Fortschaltimpulse von einem
Taktgeber TG, der ausgangsseitig ebenfalls mit dem Rechner RR verbunden ist. Die
zehn Steuerleitungen des ersten Steuerregisters ST1 sind gleichzeitig auf die vier
Parallel-Serienumsetzer PS1 bis PS4 geführt und dienen zum Übertragen von Steuerimpulsen
zur seriellen Verarbeitung der an jeden der Parallel-Serienumsetzer gegebenen Teilblöcke.
Nach jeweils zehn Schritten, also jeweils nach der Ausgabe eines vollständigen Teilblockes
mit m = 10 bit durch einen der Parallel-Serienumsetzer PS1 bis PS4, gibt das erste
Steuerregister ST1 ein Kennzeichen ab, das erstens zu seiner Vorbereitung dient,
das zweitens über die Leitung L4 auf den Rechner RR gelangt und das außerdem zum
Steuern der Speicher SR1, SR20 und SR21 sowie der Speicher SR30, SR31 und SR32 dient.
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Den vier Parallel-Serienumsetzern PS1 bis PS4 sind n = 4 Multiplexer
MR1, MR2, MR3 und MR4 zugeordnet. Jeder der vier Multiplexer hat n = 4 Eingänge,
von denen im wesentlichen nur jeweils die ersten und letzten mit Bezugszeichen versehen
sind.
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Gleichwertige Eingänge der Multiplexer MR 1 bis MR4 sind mit 1MR1,
1MR2, 1MR3 und 1MR4 bezeichnet und miteinander verbunden an den Ausgang desjenigen
Parallel-Serienumsetzers PS1 angeschlossen, der von jedem Informationsblock den
ersten Teilblock überträgt. Entsprechendes gilt für die gleichwertigen zweiten Eingänge
der Multiplexer, die mit dem Parallel-Serienumsetzer PS2 verbunden sind.
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Die gleichwertigen dritten Eingänge der vier Multiplexer MR1 bis MR4
sind mit dem Ausgang des dritten Parallel-Serienumsetzers PS3 verbunden, über den
der dritte Teilblock jedes Informationsblockes übertragen wird. Schließlich sind
die gleichwertigen vierten Eingänge 4MR1, 4MR2, 4MR3 und 4MR4 der vier Multiplexer
MIR 1 bis MR4 mit dem Ausgang des Parallel-Serienumsetzers PS4 verbunden. Von der
Steuerung her gesehen sind die Multiplexer an den Ausgang ST1A des ersten Steuerregisters
ST1 angeschlossen und werden also jeweils dann in Pfeilrichtung um eine Stellung
fortgeschaltet, wenn das erste Steuerregister ST1 in den Parallel-Serienumsetzern
die Abgabe eines vollständigen Teilblockes veranlaßt hat und das Kennzeichen abgibt,
das unter
anderem die Speicher SR1, SR20, SR21, SR30, SR31 und SR32
steuert. Die Multiplexer MR1 bis MR4 4 haben - wie später noch näher erläutert wird
-die Aufgabe, jeden in vier Teilblöcke aufgeteilten Informationsblock wieder zusammenzusetzen.
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Jeder der Multiplexer MIR 1 bis MIR 4 ist ausgangsseitig mit dem
Eingang eines zugeordneten Demultiplexers DM1, DM2, DM3 bzw. DM4 verbunden.
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Jeder der Demultiplexer DM1 bis DM4 hat höchstens eine Anzahl k Ausgänge
für Übertragungskanäle insbesondere nach den Leiterschleifen. Einrichtungen zur
Übertragung in einer oder beiden Richtungen sind nur sehr schematisch unmittelbar
an den eigentlichen Ausgängen der Demultiplexer dargestellt und nicht weiter bezeichnet.
Die Ausgänge, an die über Kabel die einzelnen Leiterschleifen (F i g. 1) angeschlossen
werden, sind beim Demultiplexer DM1 mit Al.1 bis A 1.5 und bei den Demultiplexern
DM2 bis DM4 mit A2.1 bis A2.5, A3.1 bis A3.5 und A4.1 bis A4.5 bezeichnet, da angenommen
wurde, daß für jeden der Demultiplexer DM1 bis DM4 dieselbe Anzahl von k = 5 Ausgängen
vorgesehen wird. Wenn angenommen wurde, daß die Zahl n = 4 ist, ferner mit m die
Anzahl bit je Teilblock bezeichnet wird, läßt sich die Zahl k dadurch festlegen,
daß die Zykluszeit, in der alle Ausgänge der vier Demultiplexer einmal mit dem Rechner
RR für die Zeit eines Übeitragungsintervalls verbunden sind, kleiner bleibt als
das Produkt aus den Größen n, m und k.
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Im Ausführungsbeispiel ist davon ausgegangen worden, daß die vier
Demultiplexer DM1 bis DM4 dieselbe Anzahl k = 5 Ausgänge haben. Es ist jedoch durchaus
möglich, Demultiplexer zu verwenden, die eine unterschiedliche Anzahl von Ausgängen
aufweisen.
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Auch bei einer derartigen Ausführungsform wird die vorgegebene Zykluszeit
nicht überschritten, wenn die obengenannte Bedingung sinngemäß berücksichtigt wird.
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Wie bereits oben näher erläutert wurde, muß dem Rechner RR vor jeder
Erstellung eines frJormationsblockes für eine spezielle Leiterschleife eine Meldung
darüber gemacht werden, für welche Leiterschleife bzw. für welchen Übertragungskanal
der zu ermittelnde Informationsblock gehören soll. Zu diesem Zweck ist jedem der
Demultiplexer DM1 bis DM4 ein gleichartiger zweiter Demultiplexer DM10, DM20, DM30
bzw. DM40 zugeordnet. Jeder dieser Demultiplexer hat dieselbe Anzahl von k = 5 Ausgängen
wie der zugeordnete Demultiplexer zur Informationsübertragung. Die Ausgangsleitungen
des Demultiplexers DM10 sind zu einer Sammelleitung zusammengefaßt und mit MSG1
bezeichnet. Entsprechendes gilt für die Ausgangsleitungen der Demultiplexer DM20,
DM30 und DM40, die mit MSG2, MSG3 und MSG4 bezeichnet sind. Diese vier Sammelleitungen
bilden schließlich die Sammelleitung L1, die mit dem Rechner RR verbunden ist. Im
Ausführungsbeispiel besteht die SammelleitungL1 also aus 20 verschiedenen Einzelleitungen.
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Zum Steuern des Fortschaltens der Demultiplexer DM1 bis DM4 und der
zugehörigen Demultiplexer DM10 bis DM40 ist ein zweites Steuerregister ST2 vorgesehen,
das als ein in Ring geschaltetes Schieberegister ausgebildet ist und n = 4 Stufen
aufweist.
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Die Fortschalteingänge der Demultiplexer DM1 und DM20 sind mit dem
Ausgang der vierten Stufe D des zweiten Steuerregisters 5T2 verbunden. Der Ausgang
der ersten Stufe A des Steuerregisters ST2,
der beim zyklischen Fortschalten nach
der letzten Stufe D ein Ausgangssignal abgibt, ist mit den Fortschalteingängen der
beiden Demultiplexer DM2 und DM30 verbunden. Entsprechendes gilt für den Ausgang
der zweiten Stufe B und die Fortschalteingänge der beiden Demultiplexer DM3 und
DM40.
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An die dritte Stufe C des zweiten Steuerregisters ST2 sind die FoItschalteingänge
der beiden Demultiplexer DM4 und DM10 angeschlossen. Hierdurch wird erreicht, daß
jeder der zweiten Demultiplexer DM10 bis DM40 vor dem zugehörigen ersten Demultiplexer
DM1 bis DM4 fortgeschaltet wird.
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Zum Fortschalten des zweiten Steuerregisters ST2 dienen diejenigen
Kennzeichen, die vom ersten Steuerregister ST1 abgegeben werden. Weitere Einzelheiten
im Hinblick auf die Wirkungsweise der Einrichtung nach F i g. 2 zum Erstellen und
Übertragen von Informationsblöcken werden unter Verwendung des Diagramms nach Fig.3
nachfolgend näher erläutert.
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Fig.3 zeigt ein Diagramm mit Informationsblöcken in ihrer zeitlichen
Ausdehnung und zueinander.
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Die Zeitbasis ist mit T bezeichnet. Wie das vorliegende Diagramm erkennen
läßt, können unter den gegebenen Voraussetzungen, nämlich daß der Zeitraum eines
Übertragungsintervalls TU viermal so lang ist wie die Rechenzeit TR sowie unter
Berücksichtigung der Zykluszeit TZ, maximal 20 Informationsblöcke für insgesamt
20 Übertragungskanäle bzw. Leiterschleifen erstellt werden. In diesem Zusammenhang
ist angenommen worden, daß an alle Ausgänge der Demultiplexer DM1 bis DM4 je eine
Leiterschleife angeschlossen ist und somit alle 20 Informationsblöcke durch den
Rechner RR ermittelt werden müssen. Aus dem Diagramm nach F i g. 3 ist ferner zu
ersehen, daß die Informationstelegramme 1.1, 1.2, 1.3 bis 1.5 nacheinander übertragen
werden. Eine mindestens teilweise Gleichzeitigkeit in der Übertragung besteht jeweils
bei übereinanderliegendenlnformationsblöcken, wie beispielsweise 1.1, 2.1, 3.1 und
4.1. Die Informationsblöcke sind jeweils um den Wert der Rechenzeit TR und damit
um einen Teilblock gegeneinander verschoben. Die gleichzeitige Übertragung gilt
also ganz exakt nur für direkt übereinanderliegende Teilblöcke, z. B. beim Zeitpunkt
T1 der vierte und damit der zeitlich letzte Teilblock des Informationsblockes 1.1,
der dritte Teilblock vom Informationsblock 2.1, der zweite Teilblock des Informationsblockes
3.1 und der erste Teilblock vom Informationsblock 4.1.
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Diese vier genannten Teilblöcke sind zum Zeitpunkt T1 gleichzeitig
in den vier Parallel-Serienumsetzern PS1 bis PS4 enthalten.
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Zum weiteren Verständnis des Diagramms nach Fig.3 sind bestimmte
Teilblöcke innerhalb der Informationsblöcke mit einer Schraffur versehen.
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Dies soll den jeweiligen Zeitraum der benötigten Rechenzeit zur Erstellung
des im nachfolgenden Üb ertragungsintervall zu übermittelnden Informationsblockes
darstellen.
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Zunächst soll an Hand des Diagramms nach F i g. 3 kurz erläutert
werden, in welcher Reihenfolge die einzelnen Informationsblöcke durch den Rechner
RR (F i g. 2) erstellt werden und in welcher Reihenfolge die Übertragung erfolgt.
Innerhalb der Rechenzeit TR1 ermittelt der Rechner RR auf Grund der ihm übermittelten
und zur Verfügung stehenden Daten (Meldung der ersten Stellung des Demultiplexers
DM10) den Informationsblock 1.1, zu dessen Über
tragung das Übertragungsintervall
TU 1 zur Verfügung steht. Nach Ablauf der Rechenzeit TR1 ist der Rechner RR wieder
frei und kann den nächsten Informationsblock 2.1 innerhalb der Zeit TR2 berechnen.
Danach schließt sich die Rechenzeit TR3 für den Informationsblock 3.1 an. Nach der
Rechenzeit TR4 zur Ermittlung des Informationsblockes 4.1 folgt die Rechenzeit TR5,
die ebenfalls noch innerhalb des Übertragungsintervalls TU1 für den Informationsblock
1.1 liegt. Im Anschluß an den Informationsblock 1.2 werden nachfolgende Informationsblöcke
vom Rechner RR ausgegeben: 2.2; 3.2: 4.2: 1.3; 2.3; 3.3; 4.3; 1.4; 2.4; 3.4; 4.4;
1.5: 2.5; 3.5; 4.5.
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Aus der Wahl für die Bezugszeichen der einzelnen Leiterschleifen
in der Darstellung nach F i g. 1 einerseits ur.d den Bezugszeichen für die Ausgänge
der Demultiplexer DM1 bis DM4 in Verbindung mit den Bezugszeichen für die Informationsblcoke
im Diagramm nach F i g. 3 andererseits ist die jeweilige Zuordnung zu erkennen.
So ist beispielsweise die Leiterschleife S1.1 an den Ausgang A 1.1 angeschlossen,
so daß dieser Leiterschleife der Informationsblock 1.1 zugeordnet wird. Entsprechendes
gilt für die Leiterschleife S1.2, denAusgangA 1.2 und den Informationsblock 1.2.
Die Leiterschleife S2.1 ist an den Ausgang A2.1 angeschlossen, über den der Informationsblock
2.1 übertragen wird usw.
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Bei den im nachfolgenden Text beschriebenen Arbeitsbeispielen wird
davon ausgegangen, daß der Rechner RR gerade den Informationsblock 1.1 bestimmt
hat und der Betrachtungszeitpunkt kurz vor der Rechenzeit TR2 liegen möge. Ferner
sei angenommen, daß die Speicher SR1, SR20, SR21 sowie die Speicher 51?30, SR31
und SR32 noch nicht belegt sind. Dasselbe möge für die Parallel-Serienumsetzer PS1
bis PS4 gelten. Das zweite Steuerregister ST2 hat bereits über den Ausgang der letzten
Stufe D ein Steuerkennzeichen auf die beiden Demultiplexer DM1 und DM20 abgegeben,
die daraufhin die dargestellte Lage eingenommen haben. Beim Einnehmen der dargestellten
Lage des Demultiplexers DM20 wird diese Tatsache über die Leitungen MSG2 und L1
über einen dynamischen Eingang im Rechner RR gemeldet. Aus dieser Meldung kann der
Rechner RR erkennen, daß nunmehr während der Rechenzeit T)?2 der Informationsblock
2.1 ermittelt werden muß, der der Leiterschleife S2.1 zugeordnet ist.
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Während der Rechenzeit TR1 (F i g. 3) wurde der für die Leiterschleife
S1.1 vorgesehene Informationsblock 1.1 ermittelt, der nach Ablauf der Rechenzeit
TR1 bei einem dann auf der Leitung L4 befindlichen Kennzeichen des ersten Steuerregisters
ST1 über die Leitungen L5, L6, L7 und L8 in n = 4 Teilblöcken mit je in = 10 bit
ausgegeben wurde. Der Ausgabezeitpunkt fällt mit der Einstellung der dargestellten
Lage der Multiplexer MR1 bis MR4 sowie der Demultiplexer DM1 und DM20 zusammen.
Der erste Teilblock des Informationsblockes 1.1 gelangt über die Leitung L5 direkt
in den Parallel-Serienumsetzer PS1, während die restlichen drei Teilblöcke des Informationsblockes
1.1 (F i g. 3) in die dafür vorgesehenen Speicher SR1, SR20 bzw. SR30 gelangen und
dort zunächst auch bleiben. Damit ist in die Parallel-Serienumsetzer PS2, PS3 und
PS4 sowie in die Speicher SR21, SR31 und SR32 noch nichts eingegeben worden. Die
zehn bit des ersten Teilblockes im Parallel-Serienumsetzer PS1 werden beim Fortschalten
des ersten Steuerregisters ST1 durch den
Taktgeber TG seriell ausgegeben und gelangen
über den Eingang lMR1 des Multiplexers MR1 auf den Demultiplexer DM1 und weiterhin
über den Ausgang A 1.1 auf die zugeordnete Leiterschleife S1.1. Da zum Betlachtungszeitpunkt
die Multiplexer MR2, MR3 und MR4 nicht zur Übertragung über deren ersten Eingang
1mm2, 1MR3 bzw. 1MR4 eingestellt sind, kann von dem ersten Teilblock des Informationsblockes
1.1 (F i g. 3) nichts iiber die Demultiplexer DM2, DM3 bzw. DM4 gelangen.
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Nach dem Auslesen des ersten Teilblockes vom Informationsblock 1.1
aus dem Parallel-Serienumsetzer P51 gibt das erste Steuerregister ST1 wiederum ein
Kennzeichen ab, das über die Leitung L4 auf den Rechner RR, die Speicher SR1, SR20,
SR21, SR30, SR31 und SR32 auf die Multiplexer MR1 bis MR4 sowie auf das zweite Steuerregister
ST2 gelangt.
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Hierdurch werden dieses und die Multiplexer MR1 bis MRW fortgeschaltet.
Über den Ausgang der ersten Stufe A gibt das Steuerregister ST2 ein Steuerkennzeichen
ab zum Fortschalten der beiden Demultiplexer DM2 und DM30. Damit sind alle Multiplexer
sowie die beiden Demultiplexer um eins fortgeschaltet.
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Vom Demultiplexer DM30 erhält der Rechner RR den Auftrag, während
der Rechenzeit TR3 den Informationsblock 3.1 zu erstellen.
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Die frühere Meldung des Demultiplexers DM20 an den Rechner RR hatte
zur Folge, daß dieser während der Rechenzeit TR2 den Informationsblock 2.1 bestimmte,
der nunmehr bei dem momentan betrachteten Kennzeichen des ersten Steuerregisters
ST1 über die Leitungen L5, L6, L7 und L8 ausgegeben wird. Von diesem Informationsblock
2.1 wird der erste Teilblock wieder unmittelbar in den Parallel-Serienumsetzer PS1
gegeben, während die restlichen drei Teilblöcke in die Speicher 5)?1, SR20 bzw.
SR30 gelangen, deren Inhalt, nämlich der zweite, dritte bzw. vierte Teilblock des
Informationsblockes 1.1, durch das Kennzeichen des ersten Steuerregisters ST1 vorher
ausgelesen und weitergeleitet wurde. Bei dem Auslesevorgang gelangt der zweite Teilblock
des Informationsblockes 1.1 in den Parallel-Serienumsetzer PS2, während der dritte
Teilblock in den Speicher SS21 und der vierte Teilblock in den Speicher SR31 kommt.
Während der folgenden seriellen Ausgabe über die Parallel-Serienumsetzer PS1 und
PS2 wirkt sich die von dem Demultiplexer DM30 beim Einstellen auf seine erste Stufe
abgegebene Meldung im Rechner RR während der Rechenzeit TR3 aus, und der Informationsblock
3.1 wird errechnet.
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Der Parallel-Serienumsetzer PS1 gibt während der Rechenzeit TR3 (F
i g. 3) den ersten Teilblock des Informationsblockes 2.1 über den Eingang 1MR2 des
Multiplexers MR2 sowie über den Demultiplexer DM2 und dessen Ausgang A2.1 an die
zugeordnete Leiterschleife S2.1 aus. Gleichzeitig verarbeitet der zweite Parallel-Serienumsetzer
PS2 den zweiten Teilblock des Informationsblockes 1.1 und gibt die zehn bit dieses
zweiten Teilblockes über den nunmehr auf dem zweiten Schritt befindlichen Multiplexer
MR1 sowie den noch auf seinem ersten Schritt stehenden Demultiplexer DM1 und dessen
Ausgang A 1.1 aus.
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Nach erfolgter Ausgabe der Teilblöcke durch die Parallel-Serienumsetzer
PS1 und PS2 gibt das erste Steuerregister ST1 erneut ein Kennzeichen ab, bei dem
der Speicherinhalt des Speichers 5R1 auf den Parallel-Serienumsetzer PS2 übergeht.
Das gleiche gilt für den Speicher SR21 und den Parallel-Serienumsetzer
PS3.
Der Speicherinhalt des Speichers SR20 gelangt dabei in den Speicher SR21. Ferner
wird der Speicherinhalt des Speichers SR31 in den Speicher SR32 und der Speicherinhalt
des Speichers SR30 in den Speicher SR31 gegeben. Außerdem wird das zweite Steuerregister
ST2 um einen Schritt fortgeschaltet, so daß das Steuerkennzeichen vom Ausgang der
Stufe B auf die Demultiplexer DM3 und DM40 gelangt, die dadurch um einen Schritt
in Pfeilrichtung fortgeschaltet werden. Über die Sammelleitungen MSG4 und L1 wird
dem Rechner RR dabei eine Meldung für die Erstellung des Informationsblockes 4.1
für die Leiterschleife S4.1 während der Rechenzeit TR4 gemacht. Weiterhin werden
beim Kennzeichen des ersten Steuerregisters ST1 die Multiplexer MR1 bis MR4 fortgeschaltet,
die dann in den Stellungen drei, zwei, eins und vier stehen.
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Vom Informationsblock 3.1, der beim letztgenannten Kennzeichen des
ersten Steuerregisters 5T1 vom Rechner RR über die Leitungen ES bis L8 an die nachgeordneten
Einrichtungen gegeben wird, gelangt der erste Teilblock wiederum auf den Parallel-Serienumsetzer
PS1 und die restlichen drei Teilblöcke des Informationsblockes 3.1 in die Speicher
SR1, SR20 bzw. SR30.
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Während der Rechenzeit TR4 für den Informationsblock 4.1 wird vom
Parallel-Serienumsetzer PS1 der erste Teilblock des Informationsblockes 3.1 über
den Multiplexer MR3 und den Demultiplexer DM3 sowie dessen Ausgang A 3.1 übertragen.
Der Parallel-Serienumsetzer PS2 verarbeitet während dieses Zeitraumes, dem ein Teilübertragungsintervall
entspricht, den zweiten Teilblock des Informationsblockes 2.1 und gibt serielle
Informationen über den Multiplexer MR2, der in seiner zweiten Stufe eingestellt
ist, und den Demultiplexer DM2 sowie dessen Ausgang A 2.1 ab.
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Schließlich verarbeitet der Parallel-Serienumsetzer PS3 den dritten
Teilblock des Informationsblockes 1.1, der ferner über den Multiplexer MIR 1 und
den zugeordneten Demultiplexer DM1 sowie dessen Ausgang Al.1 ausgegeben wird.
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Am Ende der Ausgabe der drei verschiedenen Teilblöcke durch die Parallel-Serienumsetzer
PS1 bis PS3, also beim Ablauf der Rechenzeit TR4 wird vom ersten Steuerregister
ST1 wiederum dasjenige Kennzeichen ausgegeben, das das zweite Steuerregister ST2
und die vier Multiplexer Mai bis MR4 fortschaltet.
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Ferner wird bei dem genannten Kennzeichen durch Abfragen der Speicher
SR1, SR20, SR21, So39, SR31 und SR32 in den Parallel-Serienumsetzer PS2 der zweite
Teilblock des Informationsblockes 3.1, in den Parallel-Serienumsetzer PS3 der dritte
Teilblock des Informationsblockes 2.1 sowie in den Parallel-Serienumsetzer PS4 der
vierte Teilblock des Informationsblockes 1.1 übertragen. Durch Rechnerabfrage gelangt
über die Leitung L5 in den Parallel-Serienumsetzer PS1 der erste Teilblock des Informationsblockes
4.1, dessen restliche Teilblöcke in die Speicher SR1, SR20 bzw. SR30 gelangen.
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Durch Fortschalten des zweiten Steuerregisters ST2 wird dieses in
seiner letzten Stufe D eingestellt und gibt dabei über den Ausgang der vorletzten
Stufe C ein Steuerkennzeichen ab, durch das der Demultiplexer DM10 auf seinen zweiten
Schritt und der Demultiplexer DM4 auf seinen ersten Schritt einge-
stellt wird. Durch
Einstellen des zweiten Schrittes beim Demultiplexer DM10 wird über die Sammelleitungen
MSG1 und L1 dem Rechner RR gemeldet, daß während der Rechenzeit TR5 der Informationsblock
1.2 zu bestimmen ist, der für die Leiterschleife S1.2 bestimmt ist.
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Die serielle Informationsausgabe durch die vier Parallel-Serienumsetzer
PS1 bis PS4 erfolgt nun über die vier Multiplexer MR1 bis MR4, von denen folgende
Eingänge wirksam geschaltet sind: 4mir1, 3MR2, 2MR3 und 1MR4. Zum selben Zeitpunkt
sind die Eingänge der Demultiplexer DM1, DM2, DM3 und DM4 jeweils immer noch mit
dem zugehörigen ersten Ausgang A1.1, A2.1, A3.1 bzw. A4.1 verbunden.
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Während der Rechenzeit TR5 wird vom Informationsblock 4.1 der erste
Teilblock seriell über den Parallel-Serienumsetzer PS1 und den Multiplexer MR4 sowie
den Demultiplexer DM4 auf die Leiterschleife S4.1 übertragen. Der zweite Teilblock
des Informationsblockes 3.1 gelangt vom Parallel-Serienumsetzer PS2 über den Multiplexer
MR3 und den Demultiplexer DM3 über dessen Ausgang A 3.1 auf die Leiterschleife S3.1.
Der Parallel-Serienumsetzer PS3 gibt zu dem Zeitpunkt den dritten Teilblock des
Informationsblockes 2.1 über den Multiplexer MR2 und den zugehörigen Demultiplexer
DM2 aus. Über den Ausgang A 2.1 erIeicht der genannte Teilblock die angeschlossene
Leiterschleife S2.1. Vom Informationsblock 1.1 wird der letzte Teilblock vom Parallel-Serienumsetzer
PS4 über den Multiplexer MR1 sowie den nachgeschalteten Demultiplexer DM1 und dessen
Ausgang A 1.1 an die Leiterschleife 51.1 weitergeleitet. Am Ende des Ebertragungsintervalls
TU1 (F i g. 3), also auch mit dem Ablauf der Rechenzeit TR5, ist für die Leiterschleife
S1.1 ein kompletter Informationsblock und damit ein vollständiges Informationstelegramm
übertragen. Dasselbe gilt nach einer weiteren Rechenzeit TR6 für den Informationsblock
2.1 und die Leiterschleife S2.1. Im Anschluß an den Informationsblock 4.5 wird wieder
der Informationsblock 1.1 vom Rechner RR ermittelt.
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An Hand dieser Arbeitsbeispiele ist zu erkennen, daß dem Rechner
RR im Zeitraum eines Übertragungsintervalls, z. B. TU1, vier aufeinanderfolgende
Rechenzeiten TR2, TR3, TR4 und TR5 zur Verfügung stehen, bei denen vier verschiedene
Informationsblöcke ermittelt werden können. Es ist ferner zu erkennen, daß die Einrichtung
zum Erstellen und Übertragen von Informationstelegrammen in der Lage ist, die erhöhte
Anzahl von Informationsblöcken zu verarbeiten, ohne daß sich die Zykluszeit - wie
eigentlich zu erwarten wäre - auf das n = 4fache erhöht.
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In weiterer Ausgestaltung der beschriebenen Einrichtung ist es beispielsweise
möglich, die Eingänge der Demultiplexer DM1, DM2, DM3 und DM4 über Leitungen L9
mit dem Rechner RR zu verbinden.
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Auf diese Art und Weise sind beispielsweise Positionsmeldungen von
der Fahrspur nach dem Rechner möglich, weil dieser auf Grund der Meldungen der Demultiplexer
DM10 bis DM40 darüber informiert ist, welche der Leiterschleifen mit dem jeweils
zugehörigen Demultiplexer DM1, DM2 bzw. DM3 oder DM4 verbunden ist.