DE2740620A1

DE2740620A1 - Adressierverfahren und einrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE2740620A1
Application number: DE19772740620
Authority: DE
Inventors: Charles G Diefenderfer
Original assignee: Honeywell Inc
Current assignee: Honeywell Inc
Priority date: 1976-09-14
Filing date: 1977-09-09
Publication date: 1978-03-16
Also published as: DE2740620C2; CA1086397A; US4149144A; GB1565562A; JPS5336121A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Gattungsbegriff des Anspruches 1 sowie eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Datenübertragungssystem, bei welchem eine Zentralstation in die Lage versetzt wird, mit Fernstationen in Nachrichtenaustausch zu treten, indem diejenigen Fernstationen identifiziert und adressiert werden, welche Daten an die Zentralstation zu senden haben.

In einem herkömmlichen Nachrichtenaustauschsysteni dieser Art sind mehrere Fernstationen an aufeinanderfolgenden Positionen der Reihe nach an einem Datenübertragungsweg angeordnet, wobei eine Zentralstation von jeder Fernstation,die Daten über den Datenübertragungsweg zu senden wünscht, eine Antwort anfordert. Um Daten von den Fernstationen zu erhalten, kann die Zentralstation eine codierte Anforderung an jede Fernstation aussenden. Beim Empfang der codierten Anforderung antwortet eine durch den speziellen Anforderungscode gekennzeichnete Fernstation mit einem Datensignal auf dem Datenübertragungsweg, sofern die Fernstation Daten zu der Zentralstation zu übertragen hat. Um die auf dem Datenübertragungsweg Datenantwortsignale ausgebenden Fernstationen zu identifizieren, sind die Datenantwortsignale so codiert, daß sie durch die Zentralstation entsprechend zugeordnet werden können. Ein solches bekanntes System erfordert ein serielles Abfragen einer jeden Fernstation durch die Zentralstation, um festzustellen, ob die jeweils abgefragte Fernstation Daten zu der Zentralstation zu übertragen hat. Diese Abfrage ist zeitaufwendig im Hinblick auf die Belegung des Datenübertragungsweges und beschneidet die Zeitzuteilung hinsichtlich der Bedienung der Fernstationen.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Datenübertragungssystem anzugeben, mit dem eine Bedienung anfordernde Fernstationen durch eine Zentralstation

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identifiziert worden können/ ohne daß eine serielle Abfrage einer jeden Fernstation erforderlich ist. Die Lösung dieser Aufgabe gelingt gemäß dem im Anspruch 1 gekennzeichneten Verfahren. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sowie einer Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens sind den Unteransprüchen entnehmbar.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird bei einem Datenübertragungssystem zwischen einer Zentralstation und mehreren Fernstationen von einer Umwandlung einer Impulsposition in eine binäre /Adresse Gebrauch gemacht. Der Umwandlungsschaltkreis umfaßt einen durch ein Taktsignal angesteuerten Zähler, wobei die Frequenz den zeitlich gestaffelten Antwortimpulspositionen der Fernstationen entspricht. Die Fernstationen und die Zentralstation sind an einen Datenübertragungsweg angeschlossen, der der Reihe nach mehrere Fernstationen mit der Zentralstation verbindet. Der Zähler wird nach dem übertragungsende eines Sendeaufrufbefehles der Zentralstation über den Datenübertragungsweg zu den Fernstationen gestartet. Die Taktimpulse, die während den zeitlich gestaffelten Antwortimpulspositionen der Fernstationen auftreten, werden durch den Zähler gezählt. Beim Empfang eines Antwortimpulses von einer Fernstation wird der Zählstand im Zähler zum Zeitpunkt des Empfangs des Antwortimpulses in einen Digitalspeicher übertragen. Gleichzeitig wird der Speicheradresszähler um eins erhöht, um eine aufeinanderfolgende Speicherung der Zählstände bei aufeinanderfolgenden Antwortimpulsen in aufeinanderfolgenden Speicherplätzen zu bewirken.

Anhand eines in den Figuren der beiliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles sei die Erfindung im folgenden näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Zeitdiagramm zur Veranschaulichung der

Beziehung zwischen dem Sendeaufrufbefehl der Zentralstation und den Antwortsignalen der Fernstationen,

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Fig. 2 ein Blockdiagrairan eines Impuls-Umwandlungs-

schaltkreises gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig. 3 einen geeigneten Taktsignal-Erzeügungsschaltkreis zur Verwendung bei der vorliegenden Erfindung,

Fig. 4 ein Taktdiagrairan zur Veranschaulichung der durch den Taktsignalschaltkreis gemäß Fig. 3 erzeugten Taktsignale,

Fig. 5 ein Blockdiagramm eines Zählerschaltkreises zur Verwendung bei der vorliegenden Erfindung,

Fig. 6 einen im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung verwendbaren typischen Signal-Gatterschaltkreis und

Fig. 7 ein Blockdiagramm des Speicherteiles des Systems gemäß Fig. 2.

Gemäß Fig. 1 wird durch die Zentralstation ein Sendeaufrufbefehl ausgegeben und über einen Zweirichtungs-Datenübertragungsweg den Fernstationen zugeleitet, die der Reihe nach an diesem Datenübertragungsweg angeordnet sind. Die Zeitfenster bzw. Antwortsignalpositionen, die nach dem Ende des Sendeaufrufbefehles auftreten, entsprechen in ihrer Anzahl der Anzahl der Fernstationen. Die Länge eines jeden Fensters ist so gewählt, daß eine angemessene Antwortzeit für eine Fernstation verbleibt, während die für die Aufrufoperation benutzte Gesamtzeit innerhalb den Zuteilbedingungen des Datenübertragungssystemes verbleibt. Die typische Länge für ein jedes Zeitfenster liegt bei 8 Ais für ein System, das 28 Fernstationen und eine Aufrufoperation alle 10 ms aufweist. Die Länge eines jeden Antwortsignales der Fernstation wird dementsprechend so gewählt, daß es mit der Zeit von 8 us, d. h. mit dem Antwortfenster kompatibel ist.

Gemäß Fig. 2 sendet eine Steuerung 2 in der Zentralstation einen Sendeaufrufbefehl, d. h. ein Digitalwort,auf einem Zwelrichtungs-Datenübertragungsweg 3 aus und versetzt gleichzeitig

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einen Fensterzähler 4 in die Lage, Taktsignale einer Taktim- * pulsquelle 6 zu zählen. Der Sendeaufrufbefehl wird in gleichen Abständen auf den Datenübertragungsweg 3 gegeben, wobei dieser durch einen Zeitgeber in der Steuerung 2 alle 10 ras ausgegeben wird. Das Taktsignal für den Fensterzähler 4 ist so gewählt, daß es eine Wiederholfrequenz aufweist, die mit dem zeitlichen Auftreten eines jeden Antwortsignal-Zeitfensters gemäß Fig. 1 übereinstimmt. Das Taktsignal wird dem Fensterzähler 4 beginnend mit dem Ende des Sendeaufrufbefehles der Zentralstation-Steuerung zugeführt. Der Zählerausgang ist an einen Speicher 8 angeschlossen, um eine Speicherung des binären Zählstandes des Fensterzählers 4 im Speicher 8 zu gestatten. Der Speicher 8 kann als herkömmlicher bipolarer Speicher ausgebildet sein, wie er unter der Nummer 7489 von der Firma Texas Instruments hergestellt und vertrieben wird.

Der Sendeaufrufbefehl wird jeder der Fernstationen 1OA bis 1OD zugeführt, die das zugeführte Digitalwort mittels entsprechender Code-Detektoren interpretieren. Die Ausgangssignale der Detektoren, die den Empfang eines Sendeaufrufbefehles veranschaulichen, erzeugen einen Antwortimpuls zur Übertragung an die zentrale Steuerung 2, wenn die entsprechende Fernstation eine Bedienung durch die zentrale Steuerung 2 anfordert. Eine Signalverzögerung in jeder Fernstation findet ihren Niederschlag in dem entsprechenden Antwortimpuls und wird anfänglich eingestellt, wenn die Fernstation an den Datenübertragungsweg 3 angeschlossen wird, wodurch der Antwortimpuls einer Fernstation vor der Aufschaltung auf den Datenübertragungsweg 3 um einen festen Verzögerungsbetrag verzögert wird und die Verzögerung im Hinblick auf den Empfang des Sendeaufrufbefehles erfolgt. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel antwortet jede der Fernstationen 1OA bis 1OD in einem Zeitfenster entsprechend der seriellen Anordnung der Fernstation entlang des Datenübertragungsweges 3, d. h. zum Beispiel, daß die dritte Fernstation entlang des Datenübertragungsweges 3 betrachtet von der zentralen Steuerung 2 in dem dritten Zeitfenster nach dem Sendeaufrufbefehl antwortet.

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Diese Einstellung der Signalverzögerung einer jeden Fernstation 10A bis 1OD v/ird solange aufrechterhalten, bis entweder die Anordnung der Fernstation geändert wird oder eine neue Fernstation in das System eingefügt wird. Eine typische Fernstation wird durch die Station 10A veranschaulicht, wobei ein herkömmlicher auf den codierten Sendeaufrufbefehl ansprechender Detektor 11A die Signale von dem Datenübertragungsweg 3 aufnimmt und entsprechende Ausgangssignale erzeugt. Die Ausgangssignale werden entweder einem Schaltkreis 11C mit einstellbarer Verzögerung zwecks übertragung als Antwortsignal an den Datenübertragungsweg oder einem Endgerät 11B, beispielsweise einer Ventilsteuerung,zugeführt, wobei beide Einrichtungen von dem empfangenen Befehl der zentralen Steuerung 2 Gebrauch machen.

Ein Antwortimpuls einer jeden Fernstation 1OA bis 1OD wird über die Steuerung 2 dem Speicher 8 zugeführt, um die Speicheroperation des gespeicherten Zählstandes im Fensterzähler 4 im Speicher 8 zu bewirken und einen Adressenzähler 12 um eins auf die nächste Speicheradresse des Speichers 8 zu erhöhen. Der Adressenzähler 12 und der Fensterzähler 4 können jeweils durch den Baustein 74161 der Firma Texas Instruments realisiert werden. Die Erhöhung des Adressenzählers 12 führt zu einer Adresse bzw. einem fortlaufenden Speicherplatz, um aufeinanderfolgende übertragene Binärzählstände des Fensterzählers 4 in aufeinanderfolgenden Speicherplätzen abzulegen. Die Speicherplätze können fortwährend der Reihe nach ausgelesen werden, um die Gegenwart eines gespeicherten binären Zählstandes festzustellen, durch den die Fernstation identifiziert wird, die nach einem Sendeaufrufbefehl ein Signal auf dem Datenübertragungsweg zurückschickt. Die im Speicher 8 gespeicherte Information wird nachfolgend als Binäradresse für die Fernstation benutzt, um von dieser Daten während einer Datensammeloperation des Systems gemäß Fig. 2 anzufordern.

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Die Frequenz der Taktsignale des Taktsignalgenerators und die Synchronisiersignale stehen zueinander in einer festen Beziehung, da sie von einem Taktsignalgenerator abgeleitet werden, der benutzt wird, um sowohl Zählsignale für den Fensterzähler 4, als auch Zeittaktsignale für den Adressenzähler 12 und den Speicher 8 zu erzeugen. Der Schaltkreis gemäß Fig. 3 ist ein Beispiel für einen typischen Taktsignal-Generatorschaltkreis, mit dem unterteilte Frequenz-Ausgangssignale als Ausgangssignale mit einer vorbestimmten Phasen- und Zeitbeziehung im Hinblick auf die Ausgangssignale des Taktsignalgenerators erzeugt werden. Zu diesem Zweck liefert ein Taktsignalgenerator 30 Ausgangssignale mit fester Frequenz an einen Zähler 32 und die sich ergebenden Ausgangssignale des Zählers werden auf entsprechende NAND-Gatter 33 bis 36 gegeben. Die Durchschaltung dieser Zähler-Ausgangssignale durch die NAND-Gatter 33 bis 36 wird verzögert bis zum Auftritt des Impulses TMPL, der ein durch den Zähler 32 übertragenes Taktsignal darstellt. Der Zeittaktimpuls TMPL tritt dementsprechend mit einer höheren Frequenz als die Zähler-Ausgangssignale auf, die über die NAND-Gatter 33 bis 36 durchgeschaltet werden. Die durch die NAND-Gatter 33 bis 36 tatsächlich durchgeschalteten Signale sind somit Teile der Zähler-Ausgangssignale des Zählers 32. Die Ausgangssignale der NAND-Gatter werden entweder direkt oder nach einer logischen Umkehrung durch die Inverter 37 bis 40 benutzt. In Fig. 4 ist ein entsprechendes Impulsdiagramm der Zähler-Ausgangssignale und der sich ergebenden Zeittaktimpulse dargestellt, wobei die Zeittaktimpulse aus den Zähler-Ausgangssignalen mittels des Frequenzteilerschaltkreises gemäß Fig. 3 hergeleitet werden.

In Fig. 5 ist ein Zählerschaltkreis dargestellt, der zur Verwendung als Fensterzähler 4 gemäß Fig. 2 geeignet ist. Das Eingangssignal für den Fensterzähler 4 wird daher aus einem der durch den Schaltkreis gemäß Fig» 3 erzeugten Zeittaktimpulse ausgewählt; z. B. wird der Schaltkreis gemäß Fig. 3 als

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Taktsignalgenerator 6 verwendet und an den Eingang eines ersten' Zählers 50 angeschlossen. Der Ausgang des ersten Zählers 50 wird als Eingang einem zweiten Zähler 52 zugeführt, wobei die Zähler-Ausgangssignale des ersten und zweiten Zählers 50 bzw. 52 der Reihe nach bezeichnet sind. Die Ausgangssignale den ZählerSchaltkreises gemäß Fig. 5 können in einem herkömmlichen Gatterschaltkreis, beispielsweise gemäß Fig. 6 verwendet werden, um weitere Steuersignale abzuleiten, z. B. die Signale BCH und BCH sowie das Signal CNT 30, wobei dies unter Steuerung durch das Zeittaktsignal TP4 erfolgt. Die Verwendung solcher Logikschaltkreise ist im Stand der Technik bekannt und bedarf keiner näheren Erläuterung.

Gemäß Fig. 7 ist ein Blockdiagramm eines Schaltkreises zur Eingabe der Zählsignale des Zählerschaltkreises gemäß Fig. 5 in einen Speicherschaltkreis 70 unter der Steuerung eines Adressenzählers 72 dargestellt, wobei der Adressenzähler 72 einen der durch den Schaltkreis gemäß Fig. 3 hergeleiteten Zeittaktimpulse TP4 zählt. Der Speicher 70 bildet eine herkömmliche Einrichtung, welche einen Speicherschaltkreis, einen Decodierer für die Steuersignale des Adressenzählers 72 und Treiberschaltkreise für das Lesen und die Einspeicherung von Eingangssignalen unter Steuerung des Decodierers aufweist. Solche Speichereinrichtungen sind im Stand der Technik bekannt und werden beispielsweise unter der Nummer 7489 von der Firma Texas Instruments hergestellt und vertrieben. Der Zeittaktimpuls TP4 weist eine solche Frequenz auf, daß nur ein Zeittaktimpuls für jedes der Signalfenster gemäß Fig. 1 erzeugt wird. Der Adressenzähler 72 zählt den Zeittaktimpuls TP4 unter Steuerung durch den Antwortimpuls RPLS, wobei dieser Antwortimpuls von den Fernstationen aufgenommen wird. Der Adressenzähler 72 wird daher bei jedem der Antwortsignale einer Fernstation um eins erhöht. Dies versetzt den Adressenzähler 72 in die Lage, fortlaufende Speicherplatze im Speicher 70 zu adressieren. Die Zählersignale des Fensterzählers 4 gemäß Fig. 5 werden dem Speicher 70 zugeführt, um darin unter Steuerung durch ein Ubertragungssignal gespeichert zu werden,

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wobei das Ubertragungssignal von der Steuerung 2 in Abhängigkeit eines Antwortsignales von einer Fernstation erzeugt wird. Der binäre Zählstand des Fensterzählers 4, der eine auf dem Datenübertragungsweg antwortende Fernstation identifiziert, wird somit in dem Speicher 70 unter einem Speicherplatz gespeichert, der durch den Adressenzähler 72 festgelegt ist. Während einer nachfolgenden Operation des Speicherschaltkreises, wenn ein Auslesen der in dem Speicher 70 gespeicherten Stationskennzeichnungen gefordert wird, wird ein Abrufsignal an den Speicher 70 angelegt, um die gespeicherte Information auszulesen, welche an einen Multiplexerschaltkreis 74 angelegt wird. Als Multiplexerschaltkreis 74 kann ein herkömmlicher Baustein 74150 der Firma Texas Instruments verwendet werden. Der Multiplexer 74 legt das Ausgangssignal des Speichers 70 an eine Multiplexer-Ausgangsleitung unter Steuerung durch die Zählsignale des Zählerschaltkreises gemäß Fig. 5 an und er gibt ein von der Steuerung 2 an den Multiplexer 74 angelegtes Abrufsignal weiter. Das Ausgangssignal des Multiplexers 74 wird sodann an den Datenübertragungsweg 3 angelegt, um an die Fernstationen 1OA bis 10D als ein Steuersignal gesendet zu werden, wobei das Steuersignal durch die Fernstationen 1OA bis 10B decodiert und zur Freigabe der dadurch gekennzeichneten Fernstation benutzt wird. Daraufhin kann die auf diese Weise bestimmte Fernstation ihre gespeicherten Daten auf dem Datenübertragungsweg 3 an die Steuerung 2 senden.

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Claims

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HONEYWELL INC.

Honeywell Plaza · 04-4093 Ge

Minneapolis, Minn., USA

Adressierverfahren und Einrichtung zur
Durchführung des Verfahrens.

Patentansprüche:

Verfahren zur Umwandlung der Positionen von entlang eines Datenübertragungsweges angeordneten Fernstationen in getrennte Binäradressen, gekennzeichnet
durch folgende Schritte:
Ausgabe eines Befehles an die Fernstationen,
Beginn der Zählung von Takten mit. dem Ende des Befehls in einem Zähler,

Auslösung eines Antwortsignales auf den Befehl durch jede Fernstation zu einem Zeitpunkt nach Befehlsempfang, wobei dieses Antwortsignal der entsprechenden Fernstation am Datenübertragungsweg zugeordnet ist,

Übertragung des in dem Zähler gespeicherten Zählstandes in einen Speicher beim Auftritt eines Antwortsignales und
gleichzeitige Erhöhung eines Speicher-Adressregisters, um fortlaufende Zählstände in aufeinanderfolgenden Speicherplätzen zu speichern.

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2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch das aufeinanderfolgende Auslesen der Speicherplätze des Speichors, um Adressen für die Fernstationen zu erhalten.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Antwortsignal in einer Folge entsprechend der Reihenfolge der Fernstationen entlang des Datenübertragungsweges ausgelöst v/erden.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antwortsignale während entsprechender Zeitfenster ausgegeben werden, wobei die Anzahl der Zeitfenster der Anzahl der Fernstationen entspricht.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Taktsignale so gewählt sind, daß sie während eines entsprechenden Zeitfensters auftreten.
6. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, gekennzeichnet durch die Umwandlung der Zeitdauer zv/ischen dem Befehl und jedem der Antwortsignale der Fernstationen in entsprechende Adressen für jede ein Antwortsignal aussendende Fernstation.
7. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Zweirichtungs-Datenübertragungsweg (3), mehrere an auseinanderliegenden Stellen an den Datenübertragungsweg (3) angeschlossene Fernstationen (1OA,1OB,1OC, 1OD), wobei die Fernstationen auf einen Sendeaufrufbefehl ansprechende Mittel (11A,11C) zur Ausgabe eines Antwortsignales zu einem vorbestimmten Zeitpunkt nach dem Sendeaufrufbef ehl entsprechend dem Ort der Fernstation aufweisen, eine Steuereinrichtung (2) zur Ausgabe eines Sendeaufrufbef ehls auf dem Datenübertragungsweg (3),

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eine Taktsignal-Erzeugungseinrichtung (6) , eine Zähleinrichtung (4) zur Zählung der von der Taktsignal-Erzeugungseinrichtung (6) ausgegebenen Taktsignale, eine an die Zähleinrichtung (4) angeschlossene Speichereinrichtung (8), und

eine an die Speichereinrichtung (8) angeschlossene Adressen-Zähleinrichtung (12) zur Adressierung von Speicherplätzen in der Speichereinrichtung, wobei die Steuereinrichtung (2) auf das Antwortsignal einer jeden Fernstation anspricht, um ein Ubertragungssteuersignal zu erzeugen, welches die Speichereinrichtung in die Lage versetzt, den in der Zähleinrichtung gespeicherten Zählstand in einen Speicherplatz hereinzuholen, der durch den in der Adressen-Zähleinrichtung gespeicherten Zählstand vorgegeben ist und welches Ubertragungssteuersignal der Adressen-Zähleinrichtung zwecks Erhöhung des Zählstandes zugeführt wird.
8. Einrichtung nach.Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine an die Speichereinrichtung (70) angeschlossene Multiplexereinrichtung (74), der die gespeicherten Zählsignale zugeführt werden und die diese gespeicherten Zählsignale zu einer Multiplexer-Ausgangsleitung überträgt und durch Schaltkreise zur Verbindung dieser Multiplexer-Ausgangsleitung mit der Steuereinrichtung, um die Steuereinrichtung in die Lage zu versetzen, das Ausgangssignal auf der Multiplexer-Ausgangsleitung auf den Datenübertragungsweg zu geben und eine Fernstation zu adressieren.
9. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß die auf den Sendeaufrufbefehl ansprechenden Mittel umfassen:

einen an den Datenübertragungsweg (3) angeschlossenen Signaldetektor (HA) zur Feststellung des Sendeaufrufbefehls und zur Erzeugung eines entsprechenden Ausgangssignales, und eine einstellbare Signalverzögerungseinrichtung (11C) zwischen dem Signaldetektor (11A) und dem Datenübertragungsweg (3), um das Ausgangssignal mit einer vorbestimmten Verzögerungszeit als Antwortsignal auf den Datenübertragungsweg zu geben.

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