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Digitales Telefon -Kommunikations system
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Die Erfindung betrifft ein digitales Telefon-Kommunikationssystem
mit einer Vielzahl von Teilnehmerstationen, einem Eingangszustand-Monitor, der den
Zustand eines ereignisabhängigen Eingangssignals von den Teilnehmerstationen feststellt
und für einen passiven Zustand ein erstes logisches Signal sowie für einen aktiven
Zustand ein zweites logisches Signal liefert, einem Kommunikationszentrum, einer
programmierbaren, zwischen die Eingangsschaltung und das Kommunikationssystem geschalteten
Wählsteuerschaltung mit einer Steuerlogik und einem programmierbaren ROM-Speicher,
wobei der Speicher die Rufnummer des Kommunikationszentrums sowie die Identifikation
der Teilnehmerstationen und Speicherungsinstruktionen enthält, um die Steuerlogik
zur aufeinanderfolgenden Durchführung folgender Funktionen im Abhängigkeit von der
Änderung eines der ereignisabhängigen Eingangssignale zu veranlassen: Herstellung
einer Telefonverbindung mit dem Kommunikationszentrum; Abtastung des logischen Zustands
der Eingangs signale; Übertragung einer Tonkodeinformation entsprechend der digitalen
Identifikation der Teilnehmerstationen; Übertragung
Übertragung
der T onkodeinformation zum Kommunikationszentrum entsprechend der digitalen Zustandskennzeichnung
durch jedes der Eingangssignale; und ferner mit einem Datenmultiplexer, der die
parallel abgetasteten Eingangs signale in einer Folge von Seriensignalen umwandelt,
einem Kodeprüfgenerator, der mit der Folge der Seriensignale und ferner mit der
Rufnummer des Kommunikationszentrums sowie der Rufnummer der Teilnehmerstationen
vom ROM-Speicher aus beaufschlagt wird, wobei der Prüfkodegenerator die Eingangssignale
in 4-Bit-Binärzeichen dekodiert Es ist eine Vielzahl von Systemen kommerziell erhältlich,
mit welchen Telefonnetz werke zur Übertragung von Daten von einer Vielzahl von Teilnehmerstationen
zu einem Zentralempfänger benutzt werden können.
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Derartige Systeme umfassen einfache Bandwähler bis zu sehr komplizierten
Systemen, mit denen auch die übertragenen Daten auf Fehlerhaftigkeit überprüft werden
können. Viele dieser kommerziell.erhältlichen Systeme sind jedoch nicht voll an
das Telefonnetzwerk angepaßt, so daß unvorhersagbare Störungen aus dem Telefonnetzwerk
für die Systeme schädlich sind. Die Datenübertragung ist kompliziert aufgrund mehrerer
Faktoren, wie z. B. sehr unterschiedliche Qualität der Übertragungsstrecke, Geräusch
auf der Übertragungsstrecke oder unvorhersagbare Verzögerungen, so daß es möglich
ist, daß zum Beispiel nicht die gewünschte Nummer erreicht wird oder gar das Telefonsystem
den Ruf nicht beachtet. Obwohl derartige Schwierigkeiten in der Regel nur als Unbequemlichkeiten
oder weniger schwerwiegende Nachteile betrachtet werden können, erweisen sich diese
Schwierigkeiten jedoch als äußerst unerwünscht, wenn an das Telefonnetzwerk ein
Sicherheitssystem angeschlossen ist, das auf die Zuverlässigkeit des Telefonsystems
und auf die schnelle Anwählbarkeit des Kommunikationszentrums angewiesen ist. Es
sind bereits derartige Sicherheitssysteme in Verbindung m it einer Telefon-Kommunikaticn
bekannt
bekannt, um ein Wohnbereichen zugeordnetes Sicherheitssystem
an ein zentrales Empfangs system anzukoppeln und einen Alarm übermitteln zu können
(US-PS 3 883 695). Bei diesem System wird eine digitale Information übertragen,
die die Identifikation der Teilnehmerstation und die Art des Alarms kennzeichnet.
Nach der Abgabe eines Startbits werden 26 weitere Bits übertragen, die die Teilnehmerstation
identifizieren und die Information der Gefahrensituation übertragen. Die digitale
Information wird mit Hilfe von zwei Trägerfrequenzen mit 77k, Hz und 941 Hz übermittelt.
Beide Tonfrequenzen werden übertragen, wobei die 770 Hz-Frequenz an- und abgeschaltet
wird, um die digitalen Zeichen zu erzeugen. Die 941 Hz-Frequenz wird an- und abgeschaltet,
um die Zwischenräume zwischen den digitalen Zeichen zu kennzeichnen. Die 27 Bits
der digitalen Information werden in einer zentralen Station gespeichert und ein
Durchschaltsignal von der Zentralstation zur Abtaststation übe rtragen. Nach dem
Empfang des Durchschaltsignals überträgt die Abtaststation die identischen 27 Bits
der digitalen Daten zur Zentralstation. In der Zentralstation werden die beiden
digitalen Datenworte Bit für Bit miteinander verglichen, um die Richtigkeit des
übertragenen Datenwortes zu bestätigen. Die minimale, hierfür erforderliche Zeit
unter Ausschluß der Verzögerung aufgrund der Wähltonanforderung und der Ansprechzeit
der zentralen Station liegt in der Größenordnung von 50 Sekunden bis eine komplette
Datenübertragung abgeschlossen ist. Diese Zeitdauer wird als extrem lang und als
unerwünscht lang für eine effiziente Datenübertragung angesehen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein digitales Telefon-Kommunikationssystem
zu schaffen, mit dem eine Datenübertragung in wesentlich kürzerer Zeit bei gleichzeitiger
Sicherstellung einer fehlerfreien Datenübertragung möglich ist.
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Diese
Diese Aufgabe wird ausgehend von dem eingangs
erwähnten Kommunikations system erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Tongenerator
mit den 4-Bit-Binärzeichen vom Kodeprüfgenerator beaufschlagt wird und ein Tonkodesignal
aus zwei Tonfrequenzen pro Binärzeichen liefert, wobei jedes Tonfrequenzpaar einem
Drucktastenzeichen eines Drucktastenwählers entspricht und ferner ein spezielles
Tonfrequenzpaar jeweils einem weiteren 4-Bit-Binärzeichen entsprechend dem ersten
logischen Signal und dem zweiten logischen Signal zugeordnet ist.
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Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von weiteren
Ansprüchen.
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Durch die Erfindung wird in vorteilhafter Weise ein digitales Telefon-Kommunikationssystem
geschaffen, an welches ein Überwachungs - und Sicherheitssystem insbesondere für
den Wohnbereich anschließbar ist.
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Das System spricht auf verschiedene Alarmbedingungen an und überträgt
zu einem Kommunikationszentrum von unterschiedlichen Teilnehmerstationen aus die
Alarminformation, indem durch geeignete Zwischenstufen die Anwählung erfolgt und
eine Bestätigung, daß das Telefonsystem zur Verfügung st t. Ferner werden Signale
erzeugt, um den Wählvorgang zu vollenden und ein Durchschaltsignal zu liefern, welches
bestätigt, daß die richtige Nummer angewählt wurde und daß der Alarm richtig zum
Kommunikationszentrum übertragen und dort richtig empfangen wurde. Die Wählsteuerung
umfaßt sowohl den Eingangszustand-Monitor, den Datenmultiplexer und den Kodeprüfgenerator,
wobei unterschiedliche Alarmbedingungen abgetastet miteinander verknüpft und in
Form eines 4-Bit-Binärkodes übertragen werden können. Mit Hilfe eines Tongenerators
wird aus dem 4-Bit-Binärkode ein Tonkode geschaffen, der für jedes 4-Bit-Binärkodezeichen
aus einem Frequenzpaar besteht.
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Die Vorteile
Die Vorteile und Merkmale der Erfindung
ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles
in Verbindung mit den Ansprüchen und der Zeichnung. Es zeigen: Fig. 1 ein Prinzipschema
eines ereignisaktivierten Telefon-Kommunikationssystems; Fig. 2 ein Flußdiagramm
zur Erläuterung des Kommunikationssystems gemäß Fig. 1; Fig. 3 ein Blockdiagramm
einer bevorzugten Ausführungsform des ereignisaktivierten Telefon - Kommunikations
systems gemäß Fig. 1; Fig. 4 das Schaltbild eines Eingangszustand-Monitors; Fig.
5 ein Impulsschema zur Erläuterung der Wirkungsweise des Eingangszustand-Monitors
gemäß Fig. 4; Fig. 6 das Schaltbild eines Datenmultiplexers gemäß Fig. 3; Fig. 7
ein Impulsschema zur Erläuterung der Wirkungsweise des Datenmultiplexers gemäß Fig.
6; Fig. 8 das Schaltbild eines Kodegenerators gemäß Fig. 3; Fig. 9 ein Impulsschema
zur Erläuterung der Wirkungsweise des Kodegenerators gemäß Fig. 8; Fig. 10 das Schaltbild
eines Zeitgate-Generators gemäß Fig. 3; Fig. 11 das Schaltbild eines Systemtaktgenerators
gemäß Fig. 3; Fig. 12A,
Fig. 12A, Fig. 12B und Fig. 12C das Schaltbild
der Steuerlogik gemäß Fig. 3.
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Das Blockdiagramm gemäß Fig. 1 zeigt ein ereignisaktiviertes Telefon-
Kommunikations system S, das aus einer Wählsteuers chaltung DC besteht, welche auf
ereignisabhängige Eingangs signale E anspricht, indem ereignis relevante Informationen
über einen einem Telefon T zugeordneten Telefonkoppler TC zu einem entfernt gelegenen
Kommunikationszentrum RC übertragen werden.
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Die elementare, von dem ereignisaktivierten Telefon- Kommunikations
-system S ausgeführten Funktionen sind in einem Flußschaltbild gemäß Fig. 2 dargestellt.
Die Wählsteuerschaltung DC ermittelt den Zustand der Eingangs signale E und spricht
auf eine Änderung dieses Zustandes in der Weise an, daß ein Befehl an den Telefonkoppler
TC abgegeben wird, um einen Wählton zu erhalten. Nach dem Erhalt des Wähltones wird
von der Wählsteuerschaltung DC eine programmierte Zahl gewählt, um Zugang zu dem
entfernt gelegenen Kommunikationszentrum RC zu erhalten. Nach der Bestätigung, daß
die gewählte Zahl korrekt ist, überträgt die Wählsteuerschaltung DC die dem ereignisabhängigen
Eingangs -signal entsprechenden Daten zu dem entfernt gelegenen Kommunikationszentrum
RC. Nach der Bestätigung vom entfernt gelegenen Kommunikationszentrum, daß die übertragenen
Daten empfangen wurden, wird ein Einhängesignal zu der Wählsteuerschaltung DC zurückübertragen.
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Die Überprüfung des Betriebs erfolgt typischerweise an drei Stellen
des Entscheidungsprozesses. Diese drei Stellen sind die Anforderung des Wähltones,
welche bestätigt, daß der Telefondienst verfügbar ist, die Bestätigung, daß die
korrekte Nummer gewählt wurde und schließlich die Bestätigung, daß die Datenübertragung
im Kommunikationszentrum RC korrekt empfangen und dekodiert wurde. Beim Ausfall
einer dieser drei Prüfstufen bedarf es nur einer sehr geringen Information, um
um
festzustellen, wo im System ein Fehler aufgetreten ist. Wenn an einem der drei Prüfpunkte
eine Fehlmeldung auftritt, löst das System das Einhängesignal und einen erneuten
Wählvorgang aus.
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Entsprechend der Arbeitsweise des Flußdiagramms gemäß Fig. 2 bemüht
sich das Kommunikationssystem S um den Erhalt eines Wähltones, bevor ein Versuch
gemacht wird, den Wählvorgang einzuleiten. Es ist eine programmierte Verzögerung
z. B. in der Großenordnung von 1 bis 45 Sekunden vorgesehen, bevor das System einhängt
und einen neuen Wählversuch startet. Wenn eine Nummer gewählt wurde, wartet das
Kommunikationssystem S erneut entsprechend einer programmierten Verzögerung, bis
von dem Kommunikationszentrum RZ ein tonkodierter Impuls übertragen wurde, der zu
erkennen gibt, daß die Übertragung der Information beginnen kann. Wenn die vorgegebene
Verzögerungszeit abläuft, bevor der tonkodierte Impuls empfangen wurde, hängt das
System wiederum ein und beginnt einen neuen Wählzyklus. Schließlich wird ein Kode
erzeugt, der auf dem Ort des Ereignisses und der Art des erfaßten ereignisabhängigen
Eingangssignals basiert. Wenn man anannimmt, daß das System als Teil eines Sicherheitssystems
für Wohnbereiche Verwendung findet, würde der ortsabhängige Kode dem jeweiligen
Benutzer zugeordnet sein, wogegen das ereignisabhängige Signal einer Alarmbedingung
entsprechen könnte. Nachdem die Informationsübertragung beendet ist, wartet das
System auf die Übertragung eines Kodes vom entfernt gelegenen Kommunikationszentrum
RC und wenn der Kode mit dem in der Wählsteuerschaltung DC erzeugten Kode übereinstimmt,
wird davon ausgegangen, daß die Datenübertragung abgeschlossen ist.
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Für die folgende Diskussion wird angenommen, daß das in Fig. 3 im
Blockdiagramm und in den Fig. 4 bis 12 in Schaltbildern dargestellte Kommunikationssystem
ein ereignisabhängiges Telefon-Kommunikations -system ist,
system
ist, welches auf Alarm ereignisse anspricht.
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Die möglichen Eingangsereignisse sind in der nachfolgenden Tabelle
1 aufgelistet, wogegen die Bedeutung der ausgangsseitigen Signale in Tabelle 2 angegeben
ist. Die Bezeichnungen für die internen logischen Signale sind in Tabelle 3 aufgeführt.
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Tabelle 1 IN1 bis IN10 Ereignisabhängige Eingangssignale MO1 Speicheraus
gangs daten (niedrigste Signifikanz) MO2 Speicherausgangsdaten MO3 Speicherausgangsdaten
M04 Speicherausgangsdaten (höchste Signifikanz) Mio 5 Ins truktionsbit (niedrigste
Signifikanz) MO6 Instruktionsbit MO7 Instruktionsbit MO8 Instruktionsbit (höchste
Signifikanz) ATO gesprächsbereit SAB Einstellung des R ückantworthinweises RES Hauptrückstellung
TCL 200 kHz-Takt FCL 100 Hz-Takt HUH Wiederho- q'sforderung VDD +12 V VSS Masse
Tabelle 2 NRM Normalübertragung DRC Anwahl Relaiskontrolle MEM Speicherauswahl PWR
Externe Versorgungsleistungskontrolle MAl Speicheradresse (niedrigste Signifikanz)
MA2 Speicheradresse MA3 Speicheradresse MA4 Speicheradresse MA 5 Speicheradres se
(höchste Signifikanz) IPC Schrittzähler SP Tonsignalausgang Tabelle 3
Tabelle
3 DPG Wähle programmiertes Digit IDP Digitpause DLI Verzögerungsinstruktion LDI
Letzte Verzögerungsinstruktion MTR Speichertrans ferins truktion TRN Übertrage Toninstruktion
SCN Abtastinstruktion TCC übertrag Kodeprüfinstruktion TLK Anrufinstruktion MPX
Multiplexinstruktion REP Wiederhole Dat enübertragungsfolge CL C Instruktion vollständiger
Ruf BEG Startanweisung DEL Verzögerungsfolge wirksam TIN Anruffolge wirksam ABF
Rückantwort erhalten RAB Rückstellung des Rückantworthinweises FCL Schneller Takt
(100 Hz) TTC Tontakt (10 Hz) DCL Verzögerungstakt ( 1 Hz) DPC Wählimpulstakt FCS
Schneller Takt - Auswahl T CS T ontakt Auswahl SCS Langsamer Takt-Auswahl SYS Systemtakt
WAT Warte auf Anruf TMO Zeit ende -Instruktion NRM Übertragung normal STP Übertragung
fehlerhaft RPC Rückstellen Programmre chner FPR Freigabe der ersten Telefonleitung
SCE Abtastungsfreigabe SSE Einstellungsfreigabe RSE Rückstellungsfreigabe DCE Unterbreche
Tonfreigabe DSP Wählstop IIUP Einhängen SPL Belege Telefonleitung CO Zählschlitz
O C1 Zählschlitz 1 C2 Zälilschlitz 2 C3 Zählschlitz 3 C4 Zählschlitz 4 C5 Zählschlitz
5 C6 Zählschlitz 6 C7
Fortsetzung von Tabelle 3 C7 Zählschlitz
7 C8 Zählschlitz 8 C9 Zählschlitz 9 EDI Ende Wählanweisung EMI Ende Multiplexinstruktion
ESI Ende Abtastanweisung EDL Ende Verzögerungsinstruktion STA Speichere Wort A STB
Speichere Wort B STR Startimpuls SCC Speichere Kodeüberprüfung DT C Verzögerungszeit
vollständig CL7 Rufe Versuch No. 7 Ein Eingangszustand-Monitor 10 stellt Eingangssignale
aufgrund von Alarmereignissen einer Vielzahl von Alarmschaltungen AC fest und hält
den Zustand des ereignisabhängigen Eingangssignals fest bzw. speichert diesen für
die weitere Verarbeitung. Diese ereignisabhängigen Eingangssignale am Monitor 10
stehen in Form logischer Binärsignale zur Verfügung, die mit der übrigen Schaltung
kompatibel sind. Der von Monitor 10 festgehaltene Zustand des ereignisabhängigen
Eingangssignals veranlaßt diesen, seinerseits ein Startsignal an eine Steuerlogik
2O zu übertragen. Dieses Startsignal löst die Funktionsfolge der Wähl-Steuerschaltung
DC aus. Der Zustand des festgehaltenen ereignisabhängigen Eingangssignals wird auch
an einen Datenmultiplexer 30 übertragen.
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Der Monitor 10 ist derart aufgebaut, daß er auf ein nefehlssignal
STP der Steuerlogik 20 reagiert und die Übertragung beendet. Ferner wird die Funktionsfolge
der Wählsteuerschaltung CD erneut in Abhängigkeit von einem Befehlssignal REP wiederholt,
welches von einem Instruktionsdekoder 60 erzeugt wird. Um den ereignisabhängigen
Zustand des Eingangssignals Bit für Bit zu übertragen, ist es notwendig, die ini
Monitor 10 festgehaltenen ereignisabhängigen Zustände IN1 bis IN10 abzutasten. Diese
Abtastung wird vom Datenmultiplexer in Abhängigkeit von einem Abtastsignal
signal
SCN durchgeführt, welches in einemprogrammierbaren ROM-Speicher gespeichert ist.
Der Datenmultiplexer 30 tastet die Eingänge ab und überträgt die Datenzustände in
Serie an einen Kodeprüfgenerator 40 über eine Datenleitung L1. Dieser Kodeprüfgenerator
40 kodiert die erhaltenen Signale und überträgt die Ergebnisinformation an einen
Tongenerator 50.
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Der Kodeprüfgenerator 40 führt zwei Basisfunktionen aus. Gemäß der
ersten Basisfunktion werden die ankommenden Daten, welche als Serieninformation
vom Datenmultiplexer 30 oder als Parallelinformation vom ROM-Speicher stammen können,
in einen 4-Bit-Kode umgewandelt, der an die Eingänge A, B, D und E des Tongenerators
50 angelegt wird.
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Dieser Tongenerator 50 spricht auf die Eingangs signale an und erzeugt
Tonpaare mit einer vorgegebenen Kombination von Frequenzen, welche das Vorhandensein
bzw. das Fehlen einer Änderung des ereignisabhängigen Eingangs zustandes entsprechend
der Feststellung durch den Monitor 10 kennzeichnen. Diese kodierten Tonsigiiale
werden vom Tongenerator 50 über einen Verstärker Al an die Telefon-Interfacestufe
TI für die Übertragung zum entfernt gelegenen Konimunikat ions zentrum RC angelegt.
Diese Interfacestufe TI besteht aus einem herkömmlichen Telefonkoppler und überträgt
die Information von dem Kommunikationszentrum RC auch über einen Verstärker A2 zurück
zu einem Tondekoder und Signalwandler TDC, der die empfangenen Daten für die Einspeisung
in die Steuerlogik 20 in logische Signaldaten umgewandelt.
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Wenn der Kodeprüfgenerator 40 dazu benutzt wird, um die Telefoii-Interfacestufe
TI über die Tonsignale zu adressieren, dann werden auch in Parallelschaltung Daten
überdie Leitungen MO1, MO2, MO3 und MOt vom programmierbaren ROM-Speicher empfangen.
Während der Ausführung des Befehls TRN wird das gespeicherte Digit in ein geeignetes
Tonl)aar urngewandelt und nachfolgend zur Telefon-Interfacestufe TI übertragen,
womit der
der Wählvorgang durchgeführt werden kann. neim Adressieren
des Telefonsystems wird die Telefonnummer im Wählspeicher DM als Daten des Befehls
RN gespeichert. Wenn der Teilnehmerkode oder der Benutzerkode bzw. die Nummer des
Benutzers übertragen wird, werden diese Daten im Übertragungsspeicher TM gespeichert.
Abschließend führt der Kodeprüfgenerator 40 eine Art Zusammenfassung durch, um festzustellen
daß die übertragenen Informationen vom entfernt gelegenen Kommunikationszentrum
RC korrekt empfangen wurden. Der Kodeprüfgenerator 40 addiert die aus vier Bits
bestehenden Binärkode und bildet daraus die übertragene Dateninformation, um eine
Summe abzuleiten, die anschließend als Tonpaar zum Kommunikationszentrum RC übertragen
wird. Das dieser Summe entsprechende Datenwort wird während der Ausführung des Befehls
TCC iibertragen. In dem Kommunikations zentrum RC wird seinerseits eine gleichartige
Addition der übertragenen, aus vier Bits bestehenden Binär-Jodes vorgenommen und
die dabei erhaltene Summe mit der empfangenen Summe verglichen, welche in Form eines
Tonpaares vom Kodeprüfgenerator 40 aus üJ>ertragen wurde, um die Basis für die
Bestimmung zu schaffen, daß das Kommunikationszentrum RC die übertragenen Informationen
richtig empfangen hat. Das Informationszentrum RC bestätigt das Übereinstimmen der
übertragenen Summe mit der im Informations zentrum selbst ermittelten Summe, indem
ein Bestätigungssignal über die Telefon-Interfacestufe TI übertragen wird.
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Die Talçtsteuerung des Systems erfolgt mit Hilfe eines Systemtakt
generators 70 und eines 7eitgategenerators 80 in Abhängigkeit von der Erregung durch
einen Takigelier CG. Der Systemtaktgenerator 70 spricht auf das 200 K;Hz Ausgangssignal
FCL des Taktgebers CG an und erzeugt Systemtaktsignale, welche Taktperioden zwischen
3 Om Sek. und 1 Sek. haben, um den verschiedenen 7,eittaktanforderungen des Telefonsystems
zu genügen. Die von del Instruktionsdekoder 60 ausgefilllrte Anweisung entsprechend
der Steuerung dlll ch den programmierbaren ROM-Speicher legt die Auswahl des geeigneten
Taktimpuls es
Taktimpulses vom Systemtaktgenerator 70 fest, der
als Systemtakt Sps zum Zeitgate-Generator 80 übertragen wird, Dieser Zeitgate-Generator
80 unterteilt den Instruktionszyklus in 16 gleiche Zeitperioden, welche die Folge
der Ereignisse während der Ausführung der übertragenen Instruktion durch den Instruktionsdekoder
60 im Zusammenwirken mit der Steuerlogik 20 steuern.
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Die Steuerlogik 20 arbeitet als Zentralsteuerung für die Wählsteuerschaltung
CD. Sie spricht auf externe Signale, Programmanweisungen vom Instruktions -dekoder
60 und interne Zeitsignale vom Systemtaktgenerator 70 sowie dem Zeitgategenerator
80 an, um die Betriebsfunktionen des Telefon-Kommunikationssystems S auszuführen.
Die Prinzipien dieser Betriebsfunktion sind verhältnismäßig grundsätzlicher Natur.
Das Startsignal vom Eingangs zustand-Monitor 10 veranlaßt die Steuerlogik 20, einen
Programmzähler auf die Position 0 einzustellen und dessen Adresse über die Speicherleitungen
MA1, MA2, MA3, MA4 und MA5 des programmierbaren ROM-Speichers abzugeben. Dadurch
erscheint die programmierte Anweisung in dieser Adresse des ROM-Speichers an den
Speicherausgängen MOl bis MO8. Der Instruktionsdekoder 60 erzeugt interne Steuersignale,
welche die korrekte Folge der Systemereignisse für die spezielle im Speicher adressierte
Instruktion einleiten. Wenn die Steuerlogik 20 das Ende eines Instruktionszyklusses
feststellt, wird der interne Programmrechner zur nächsten Instruktion weitergeschaltet,
die wiederum im ROM-Speicher adressiert und über den Instruktionsdekoder 60 verarbeitet
wird. Der programmierbare ROM-Speicher kann sowohl durch eine einzige Speicherschaltung
als auch durch zwei kommerzielle Speicherschaltungen vom Typ IM 5600 (Intersil)
verwirklicht werden.
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Der Tondekoder und Signalwandler TDC kann mit Hilfe einer integrierten
Schaltung XR 2567 (EXAR Systems Inc.) aufgebaut sein. Die Wãhlimpuls-Interface-Stufe
Interface-Stufe
DPI besteht typischerweise aus einem Reed-Relais.
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Das Kommunikationszentrum RC ist als Rechner für spezielle Zwecke
aufgebaut, dessen Funktion darin besteht, Daten vom Telefonsystem anzunehmen, welches
durch die Wählsteuerschaltung DC aktiviert wurde.
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Wenn im Betrieb ein Rufsignal vom Telefonsystem aus ankommt, signalisiert
ein Steuersignal von der Telefon-Interfacestufe TI2 über die Rechner-Interfacestufe
CI an den Computer C, daß ein Service angefordert wird.
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Die Rechner-Interfacestufe CI besteht in einfacher Weise aus Vorrichtungen,
um den Digitalrechner C eingangsseitig und ausgangsseitig zu synchronisieren.
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Wenn der Rechner C einen Serviceruf erkennt, signalisiert er zur Telefon-Interfacestufe
TI2 über die Steuerleitungen den Befehl, den Telefonanruf zu beantworten. Während
dieses Vorganges wird durch die Interfacestufe T12 ein Ton auf die Leitung gegeben,
der von der Wählsteuerschaltung DC als Durchschaltsignal empfangen wird. Der Rechner
C wartet sodann auf die Ubertragung der Daten durch die Wählsteuerschaltung DC.
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Im einzelnen reagiert die Wählsteuerschaltung DC auf das Durchschaltsignal,
indem der Identifikationskode des Benutzers oder eines Kontos des Benutzers ausgesandt
wird, wobei diese Tonpaare über die Interfacestufe TI2 übertragen und anschließend
in Digitalsignale im Signalwandler AL umgewandelt werden. Diese Dekodierung macht
die Kodierung rückgängig, die durch die Wählsteuerschaltung DC erfolgt ist. Nachdem
die angerufene Nummer im Binärkode durch den Rechner C eingelesen wurde, stellt
der Status des eingangsseitigen Ereignisses, z. B. eines Alarmzustandes, die nächste
Datenfolge dar. Schließlich wird das Kodeprüfzeichen dekodiert* Während jedes übertragene
Digit durch den Rechner C gelesen wird, wird es gleichzeitig zur Summe aller vorausgehenden
Digits addiert. Da dies dieselbe arithmetische Operation ist wie die in der Wählsteuerschaltung
DC, sollte das vom Rechner C erzeugte Kodeprüfzeichen gleich dem von der Wählsteuerschaltung
DC übertragenen Zeichen
Zeichen sein. Wenn dies der Fall ist, erzeugt
der Rechner C ein Kodesignal, das nachdem es an den Signalwandler LC angelegt wurde,
die Rückübertragung des Kodeprüftones zur Wählsteuerschaltung CD ;It?rursacht. Schließlich
kann der Rechner C eine Wiederholung der von der Wählsteuerschaltung D C übertragenen
Botschaft einerseits verursachen oder andererseits das Ende eines Rufes bewirken,
indem ein entsprechender Kode an den Signalwandler LC angelegt wird, der seinerseits
die entsprechenden Signalfrequenzen an das Telefonsystem abgibt.
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Während des gesamten Kommunikationsablaufes wird das Kommunikationszentrum
über eine Operator-Interfacestufe OI über die Ereignisse unterrichtet gehalten.
Damit kann der Operator gewünschtenfalls eingreifen und eine Sprachverständigung
während der Periode des ankommenden Rufes mit dem rufenden Teilnehmer herstellen.
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Die Flexibilität und das Ansprechverhalten der Wählsteuerschaltung
DC hängt von den Instruktionen und Anweisungen ab, die in den Wählspeicher und den
Übertragungsspeicher des programmierbaren ROM-Speichers eingespeichert sind.
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In Fig. 4 ist das Schaltbild des Eingangszustand-Monitors 10 dargestellt,
dessen Wirkungsweise anhand des Impulsschemas gemäß Fig. 5 beschrieben wird. Die
Funktion des Eingangszustand-Monitors 10 ist kontinuierlich den Zustand ereignisabhängiger
Eingangs signale festzustellen, die mit IN1 bis INlO bezeichnet sind. Dabei wird
vom Monitor nicht versucht festzustellen, ob ein solches Ereignis aktiv oder passiv
ist, vielmehr reagiert er nur auf die Änderung des Zustandes irgendeines ereignisabhängigen
Eingangssignals.
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Der Monitor 10
Der Monitor 10 vergleicht die jeweils
augenblicklich anliegenden Zustände der Ereignisse mit den vorausgehenden Zuständen,
indem sowohl das Eingangssignal als auch das Ausgangssignal eines D-Flip-Flop 11
miteinander verglichen werden, welche jeweils einen Eingang mit einem exklusiven
ODER-Gatter 12 verbinden. Wenn einer der Eingänge des exklusiven ODER-Gatters 12
das Kompliment des gespeicherten logischen Zustandes, wie er vom Flip-Flop 11 gekennzeichnet
wird, annimmt, speichert der Monitor 10 den neuen Datensatz und erzeugt ein Startsignal
für den Systemtakt gemäß Fig. 5. Für die weitere Betrachtung wird davon ausgegangen,
daß sich mit dem Zeitpunkt TQ eine Änderung des Zustands eines ereignisabhängigen
Eingangs signals ergibt. Das diese Zustandsänderung kennzeichnende Signal ISC fällt
dabei kurzzeitig auf ein niederes Signalniveau, z. B. vom Signalniveau 1 auf das
Signalniveau 0 ab und bewirkt, daß die Leitung SDC auf ein hohes Signalniveau geschaltet
wird. Damit wird der Flip-Flop CLK gesetzt.
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Das Ausgangssignal dieses Flip-Flops CLK wird zum Start-Flip-Flop
STK überragen und schaltet diesen in den Einstellzustand. Mit der nächsten negativ
verlaufenden Flanke des Taktsignals FCL mit 100 Hz wird der Flip-Flop CLK zurückgestellt
und die Daten festgehalten.
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Nunmehr ermöglicht der Monitor 10,den Status der Eingänge während
eines Übertragungszyklus aufgrund eines Wiederholungsbefehles REP vom Instruktionsdekoder
60 zu überprüfen, wie dies zum Zeitpunkt T1 im Impulsschema gemäß Fig. 5 angedeutet
ist.
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Die Ausführung dieses Wiederholungsbefehles REP bewirkt, daß der SDC-Eingang
des Flip-Flop CLK auf ein hohes Signalniveau bzw. eine logische 1 übergeht,und zwar
während eines Instruktionszyklus von gemäß Fig.5 160 Millisekunden. Dies hat keinen
Einfluß auf den Start-Flip-Flop STK, der bereits wieder eingestellt ist, jedoch
wird dadurch das Anlegen des Taktsignals FCL an den Flip-Flop 10 bewirkt. Auf diese
Weise werden die dem Status der Eingangssignale zum Zeitpunkt T2 ententsprechenden
Daten
am Ausgang des Flip-Flop 10 festgehalten und können anschließend zum Datenmultiplexer
30 übertragen werden.
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Der Eingangs zustand-Monitor 10 beginnt einen neuen Übertragungszyklus,
wenn sich eine Änderung des Zustands der ereignisabhängigen Eingangs signale ergibt,
wie zum Zeitpunkt T3gezeigt ist. Das eine Änderung des Eingangs zustandes kennzeichnende
Signal ISC nimmt einen niederen Signalwert an und behält diesen bis das Startsignal
zurückgestellt ist.
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In Fig. 6 ist die schaltungsmäßige Verwirklichung des Datenmultiplexers
30 dargestellt, dessen Funktionsweise anhand des Impulsschemas gemäß Fig. 7 erläutert
wird. Der Datenmultiplexer 30 stellt eine multiplexe Verknüpfung von 34 zu 1 her.
Er arbeitet während der Ausführung der Abtastinstruktion SCN oder der Multiplexinstruktion
MPX, indem parallel anliegende Eingangsdaten dem Kodeprüfgenerator 40 in Serienfolge
im richtigen Zeittakt zugeführt werden, damit sie im Kommunikationszentrum dekodiert
werden können. Während die Abtastinstruktion SCN zur Steuerlogik 20 vom Instruktionsdekoder
60 aus übertragen wird, überträgt der Datenmultiplexer 30 serienmäßig die gespeicherten
Eingangs zustände vom Monitor 10 zum Kodeprüfgenerator 40. Das Impulsschema gemäß
Fig. 7 zeigt zwischen dem Zeitpunkt T0 und T1 die Folge der Funktionen des Datenmultiplexers
30 während der Ausführung der Abtastinstruktion SCN. Zum Zeitpunkt TOwird der Zähl-Flip-Flop
IPF für die Programmweiterschaltung im Zeitgate-Generator 80 gemäß Fig. 10 eingestellt,
so daß der Ausgang IPC ein hohes Signalniveau annimmt. Dadurch wird der Zähler FBC
gemäß Fig. 10 zurückgestellt und der Programmzähler IP der Steuerlogik 20 weitergeschaltet.
Wird die Abtastinstruktion vom Programm zähler angenommenerweise angesteuert, so
geht die Abtastinstruktion SCN auf ein hohes Signalniveau, und zwar dem logischen
Wert 1.
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Das Zusammentreffen der hohen Signalniveaus der Abtastinstruktion
SCN mit einem Zeitschlitz C1 bewirkt die Einstellung des die Abtas tung aus -lösenden
lösenden
Flip-Flops SE, so daß die Parallel-Serienumsetzung der zehn Eingangs zustände IN1
bis IN10 eingeleitet wird.
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Der 2-Bit-Zähler TC wird aufgrund der Tatsache, daß die Multiplexinstruktion
MPX nicht ausgelöst wurde5 zurückgestellt. Damit wird die Dateneingangsleitung L1
des Datenmultiplexers 30 angesteuert bzw.
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adressiert und die Daten vom ereignisabhängigen Eingang IN1 zum Kodeprüfgenerator
40 übertragen. Während der negativen Halbwelle des Systemtaktes SYS in Form eines
10 Hz-Signals wird der Tongenerator 50 für 50 Millisekunden aktiviert und bewirkt,
daß der dem Zustand des ereignisabhängigen Eingangs INt entsprechende Kode als ausgangsseitiges
Tonsignal SP zum Verstärker Al übertragen wird. Nach einer Übertragungs -zeit von
50 Millisekunden wird der Tongenerator 50 abgeschaltet und der Zustandskode für
den ereignisabhängigen Eingang IN1 zu dem Prüfkode durch die SteuerFtter STA und
STB addiert.
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Dieser Ablauf wiederholt sich auch für die Zeitschlitze C 2 bis C9
bis zum Ende der Wählanweisung bzw. Wählinstruktion, wobei jeweils jedem Zeitschlitz
ein ereignisabhängiger Eingang zugeordnet ist. Wenn die Signale SCN und EMI gleichzeitig
auf einer logischen 1 liegen, ist der Flip-Flop SE eingestellt, womit der Tongenerator
50 abgeschaltet wird und die Datenübertragung aufhört. Das gleichzeitige Auftreten
derlogischen 1 für das Signal ESI und das Signal SCN bewirkt die Einstellung des
Flip-Flop IPF, womit der nächste Instruktionszyklus eingeleitet wird.
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In Verbindung mit dem Impulsschema gemäß Fig, 9 wird erläutert werden5
daß eine typische Datenübertragungsfolge, die eingeleitet wird, nachdem das Kommunikationszentrum
RC den Empfang des Durchschaltesignals bestätigt hat, eine 4-Digit- Zahl den Status
der zehn ereignisabhängigen Eingänge und die Kodeprüfinformation umfaßt, welche
in einer Additionsstufe AD aufaddiert
aufaddiert wurde. Im Impulsschema
gemäß Fig. 7 kennzeichnet die Zeitperiode To bis T1 die Ausführung der Abtastinstruktion
SCN. Diese entspricht der Zeitperiode äT5 gemäß Fig. 9. Es sei bemerkt, daß das
Impulsschema gemäß Fig. 7 möglicherweise irreführend sein kann, da es drei aufeinanderfolgende
Perioden zeigt, die von demselben Systemtakt bestimmt werden. In der Tat liegt die
Zeitperiode T1 bis T2, während welcher die Multiplexinstruktion zur Übertragung
der 4-Digit-Zahl ausgeführt wird, vor der Zeitperiode T bis T Zum Zeitpunkt T1 gemäß
Fig. 7 erfolgt durch den Programmzähler IP die Adressierung der Mulv lexinstruktion
MPX, womit dieses Signal einen hohen Signalwert, d. h. eine logische 1 annimmt.
Dadurch wird der Tongenerator 50 für die Dauer des Instruktionszyklusses in Betrieb
gesetzt. Das gleichzeitige Auftreten der logischen 1 des Multillexsignals MPX und
des Zeitschlitzes C0 bewirkt, daß der Kodeprüfgenerator 40 eine Raumfrequenz überträgt
und somit das ASCII-Wortformat startet.
-
In diesem Format wird ein Zwischenraum mit einer logischen 0 und ein
Zeichen mit einer logischen 1 gekennzeichnet. Das gleichzeitige Auftreten der logischen
1 für das Multiplexsignal MPX und den Zeitschlitz C1 bewirkt auch die Einstellung
des Flip-Flop SE, so daß die Vorderkante des Signals SCE für die Abtastungsfreigabe
den 2-Bit-Adressenzähler TC weiterschaltet und das Wort Nummer 2 am Ausgang des
Adressenzählers auswählt. Während der Zeitschlitzsignale C1 bis C8 bewirkt dieses
Wort die Übertragurg der ersten vier Bits eines aus sechs Bits bestehenden Identifikationskodes
und die Übertragung der ersten vier Eingangs zustände.
-
Zu diesem Zeitpunkt sind die zur Verfügung stehenden Datenbits im
ASCII-Format verbraucht. Das Wort wird während des Zeitschlitzes C9 mit dem Ende
der Wählanweisung EDT durch die Übertragung eines Doppeltones beendet. Dann wird
der Instruktionszyklus mit der Koinzidenz für die logischen 1 der Signale EMI und
MPX beendet.
-
Während
Während der Zeitschlitze C1 bis C8 laufen
zwei weitere Maßnahmen ab.
-
Diese Maßnahmen enthalten die Erzeugung und die Speicherung der Kodeprüfzeichen
über die Steuerleitungen STA, STB und SCC. Die Funktion dieser Signale wird im einzelnen
in Verbindung mit dem Kodeprüfgenerator 40 erläutert. Die Ausführung der zweiten
Multiplexinstruktion während der Zeitdauer T1 und T3 ist identisch mit der ersten,
jedoch wird durch die Umschaltung der Abtastfreigabe SCE das Wort Nummer 3 im Datenmultiplexer
30 ausgewählt, womit die letzten zwei Bits des Identifikationskodes und die verbleibenden
Einstellungen übertragen werden.
-
Der Kodeprüfgenerator 40, dessen Schaltbild in Fig. 8 dargestellt
ist, führt drei Funktionen für die Vorbereitung der Daten zur Übertragung aus. Diese
Funktionen bestehen in der Umwandlung der in Serie anliegenden Eingangsdaten in
einen 4-Bit-Steuerkode für den Tongenerator 50,in der Erzeugung eines Prüfkodes
zur Bestätigung der Datenübertragung und in einer multiplexen Verarbeitung der Daten
vom programmierbaren ROM-Speicher vom Datenmultiplexer 30 und vom Kodeprüfgenerator
40 in Eingangs signale A, B, D und E für den Tongenerator.
-
Die Steuersignale des Tongenerators entsprechend den Eingangssignalen
A, B, D und E sind in Tabelle 5 aufgelistet, und zwar für die Adressensignale des
Telefonnetzwerkes und für die internerzeugtenKodesignale zur Datenübertragung. Die
Auflistung der 16 Frequenzpaare stellen die Tonadressen dar. Diese 4-Bit-Kodes sind
als Daten in einer TRN-Anweisung im programmierbaren ROM-Speicher gespeichert und
werden an den Tongenerator bei der Adressierung des Telefonnetzwerkes angelegt.
-
Der nächste Satz von Kodesignalen stellt eine Aufzeichnung der Tonsignale
für den Zweck der Vereinfachung der Schaltung dar, welche die Datenübertragung bewirkt.
Ein weiterer Vorteil, der sich durch die Verwendung binär kodierter Dezimalzahlen
für die Datenkodierung ergibt, ist, daß die Datensteuersignale Teil eines Satzes
von Tonpaaren sein können, welche
welche normalerweise an einem
Telefonhandapparat nicht zur Verfügung stehen. Auf diese Weise kann das Kommunika
tionszentrum RC wesentlicher weniger durch sinnlose Anrufe oder Sabbotageversuche
beeinträchtigt werden. Die Wirkungsweise des Kodeprüfgenerators 40 in Abhängigkeit
von einer typischen Datenübertragungsfolge wird anhand des Impulsschemas gemäß Fig.
9 erläutert. Die Übertragungsfolge wird eingeleitet, nachdem das Kommunikationszentrum
RC den Empfang des Durchschaltsignals bestätigt hat. Es wird angenommen, daß jeder
ereignisabhängige Zustand am Eingang des Monitors 10 ein bestimmtes Alarmsystem
in einem Wohnbereich identifiziert. Jedes dieser Alarmsysteme wird seinerseits durch
die Übertragung einer Teilnehmernummer identifiziert.
-
Diese Teilnehmernummer besteht im vorliegenden Fall aus einer 4-Digit-Zahl
entsprechend einem Zeitsignal,T, «T2, AT und tT4 gemäß 2' 3 Fig. 9. Jedes Digit
der Teilnehmernummer erfordert ein Befehlssignal TRN, welches bewirkt, daß die Ausgangssignale
MOl bis MO4 des ROM-Speichers gleichzeitig an die Eingänge des Kodeprüfgenerators
40 und des Tongenerators 50 angelegt werden. Die Koinzidenz des Befehls -signals
TRN des Systemtakts SYS und des Zeitschlitzes C1 löst die Aktivierung des Tongenerators
50 für eine bestimmte Zeitdauer, z. B.
-
50 Millisekunden, aus, um das betreffende Digit zu übertragen. Gleichzeitig
werden die Steuerleitungen STA und STB angesteuert, womit die Übertragung des Digit
vom Ausgang des Kodeprüfgenerators 40 und das Einlesen in die Pufferregister BR1
und BR2 sowie die anschließende Summierung in der Additionsstufe AD verursacht wird.
Dadurch wird eine Aufsummierung jedes übertragenen Datenelementes verursacht, so
daß ein Kode entsteht, der alle übertragene Information enthält.
-
Bei dem in Fig. 9 dargestellten Beispiel wird als Teilnehmernummer
die Zahl 1-2-3-4 übertragen, wobei jedes Digit serienmäßig aus dem ROM-Speicher
über die Speicherausgänge MO1 bis MO4 ausgelesen wird. Entsprechend
sprechend
der Übertragung eines jeden Digit ermittelt der Kodeprüfgenerator 40 die Modulo-lO-Summe
aus dem übertragenen Digit und der vorausgehenden Teilsumme. Somit nimmt die Kodezahl
für die Teilnehmernummer 1-2-3-4 am Ende der Übertragung der Teilnehmernummer die
Summe dieser vier Ziffern an, d. h. 10, was der kodierten Zahl 0000 entspricht.
-
Im nächsten Arbeitsschritt überträgt der Kodeprüfgenerator 40 die
Zustände der ereignisabhängigen Eingänge. Dies erfolgt durch die Ausführung der
Abtastinstruktion SCN, die im ROM-Speicher gespeichert ist und durch die Logiksteuerung
20 zur Ausführung über den Instruktionsdekoder 60 adressiert wird. Die infolge der
Abtastinstruktion am Ausgang des Datenmultiplexers 30 serienmäßig erscheinenden
Daten werden, wie bereits erwähnt, in die 4-Bit-Kodes umgewandelt, wie sie in der
nachfolgenden Tabelle 5 angegeben sind.
-
Tabelle 5
Tabelle 5 Tonsteuersignal
| Eingänge Tonfrequenzpaar T. T. Digit Dec. Equiv. |
| (A = LSB) |
| 0000 697 1209 1 0 |
| 0010 697 1336 2 4 |
| 0001 697 1477 3 8 |
| 1000 770 1209 4 1 |
| 1010 770 1336 5 5 |
| 1001 770 1477 6 : 9 |
| 3100 852 1209 7 2 |
| 0110 852 1336 8 6 |
| 0101 852 1477 9 10 |
| 1110 941 1336 0 7 |
| 1101 941 1209 * 3 |
| 1101 941 1477 # 11 |
| 0011 697 1633 Zwischenraum 12 |
| 1011 770 1633 Zwischenraum 13 |
| 0111 852 1633 Zwischenraum 14 |
| 1111 941 1633 Zwischenraum 15 |
| Teilnehmernr. & Kodeprüfzahl Tonfrequenzpaare |
| Dec. ABDE Tone pairs |
| 0 0000 697 1209 (Input Normal) |
| Dec. ABDE Tone Pairs |
| 0 0000 697 1209 (Input Normal) |
| 1 1000 770 1209 (Input Active) |
| 2 0100 852 1209 |
| 3 1100 941 1209 |
| 4 0010 697 1336 |
| 5 1010 770 1336 |
| 6 0110 852 1336 |
| 7 1110 941 1336 |
| 8 0001 697 1477 |
| 9 1001 770 1477 |
Startzeichenübertragung 1010 697, 1633 Hz Stopzeichenübertragung 1010 770, 1633
Hz Zwischenraum 0111 852, 1633 Hz Wartezeichen 1111 941, 1633 Hz Die ereignis-
Die
ereignis abhängigen Eingangsniveaus entsprechend einem Aktivzustand werden mit einer
logischen 0 gekennzeichnet. Die ereignisabhängigen Eingangsniveaus, bei denen keine
Änderung des Zustands erfolgt, werden als passiv betrachtet und mit einer logischen
1 gekennzeichnet. Die Ereignisse gemäß den Eingangs zuständen IN1, IN5 und IN7 werden
als aktiv angenommen, so daß die an den Kodeprüfgenerator 40 angelegte Signalfolge
folgenden Wert hat 0-1-1-1-0-1-0-1-1-1. Damit nimmt das Ausgangssignal des Kodeprüfgenerators
40 folgenden Wert an: 0-0-1-2-3-3-4-4-5-6-7. Damit ist die der Summe 7 entsprechende
Kodezahl die Kodeprüfinformation, die zum Kommunikationszentrum zu übertragen ist.
Dieser Betriebsablauf ist in Fig. 9 während der Zeitperiode ST5 dargestellt.
-
Die abschließende Maßnahme in der Datenübertragungsfolge ist die Übertragung
der Kodeprtifinformaiion welc'ne durch die Addition erhalten wurde. Dies wird mit
Hilfe des Befeblssignais TCC während der Zeitdauer A T6 gemäß Fig. 9 durchgeführt.
Dabei werden die Ausgangs signale des Kodeprüfgenerators mit Hilfe eines Multiplexers
MX inMultiplexerform auf die Eingangsleitungen des Ton generators 50 gegeben und
ferner die Kodeprüfzahl mit sich selbst addiert für den Fall, daß eine zweite Kodeprüfübertragung
gewünscht wird.
-
Das Ende der Zeitperiode 6 T fällt mit dem Ende der Datenübertragungs
folge zusammen. Während dieser Datenübertragungsfolge wurde im Kommunikationszentrum
RC dieselbe arithmetische Operation beim Dekodieren der übertragenen Daten durchgeführt.
Diese arithmetische Operation wird mit Hilfe einer geeigneten Schaltung verwirklicht,
wie sie vorausgehend diskutiert wurde. Während der Zeitperiode AT wird 7 ein kodiertes
Stopzeichen übertragen, um das Kommunikationszentrum RC davon zu unterrichten, daß
eine vollständige Mitteilung übertragen wurde, und daß das System in den Verzögerungsbetrieb
übergegangen ist, um die Bestätigung der übertragenen Daten durch das Kommunikationszentrum
abzuwarten. Das kodierte Stopzeichen wird durch den Befehl TRN für
für
die Lbertragung der Toninstruktion erzeugt, wenn die übertragenen Daten gleich dem
kodierten Stopzeichen sind.
-
Der Instruktionsdekoder 60 empfängt vom programmierbaren ROM-Speicher
die Ausgangssignale MOS bis MO8 und dekodiert die 4- Bits auf eine von 16 Leitungen,
welche zum Systemtaktgenerator 70 und zum Zeitgate-Generator 80 führen.
-
Der in Fig. 10 dargestellte Zeitgate-Generator 80 besteht aus einem
synchronen 4-Bit-Zähler FBC und einem 4 auf 16 Leitungsdekoder FSD. Der Zeitgate-Generator
80 unterteilt die ausgeführten Anweisungen in eine Anzahl von Zeitperioden, so daß
eine Folge von Vorgängen innerhalb jeder Instruktion, welche vom Instruktionsdekoder
60 dekodiert wurde, ablaufen kann. Zusätzlich zu den Eingängen für die Instruktionen
ist der Zeitgate-Generator 80 mit Eingängen für die Taktsignale SYS das schnelle
Taktsignal FCL und Steuereingängen versehen, um eine Rückstellung auf 0 und eine
Einstellung auf den Zählstand 15 zuzulassen.
-
Die Einstellung auf die Funktion 15 erfolgt, wenn die Verzögerung
entsprechend der programmierten Länge abgelaufen ist. Durch die Ausführung der Verzögerungsinstruktion
DLI oder LDI wird ein Eingang des die Einstelleitung ansteuernden UND-Gatters AN1
angesteuert. Wenn der Zähler FBC die gespeicherte binäre Zahl erreicht, die der
speziellen ausgeführten Instruktion entspricht, stellt eine Vergleichsschaltung
in der Steuerlogik 20 den den Wählvorgang auslösenden Flip-Flop DSF zurück und steuert
den zweiten Eingang des UND-Gatters ANl an. Der Zähler FBC wird dann auf 15 eingestellt,
welcher dann das das Ende der Verzögerungsinstruktion kennzeichnende Signal EDL
auslöst, das seinerseits den Programmrechner PC der Steuerlogik 20 weiterschaltet.
Die Zurückstellung des Rechners FBC auf 0 erfolgt, wenn der Programmrechner PC weitergeschaltet
wurde oder wenn dieser zurückgestellt worden ist.
-
Dadurch wird sichergestellt, daß jede Instruktion mit einem bekannten
Ausgangs -
Ausgangs zustand ausgeführt wird.
-
Der Tongenerator 50 ist in einer Weise ausgeführt, wie sie fiir kommerzielle
Tastenwählschaltungen bekannt ist. Er spricht auf die Eingangsinformation an den
Eingängen A, B, D und E vom Kodeprüfgenerator 40 einerseits und andererseits auf
die Steuersignale TTE und DCE der Steuerlogik 20 an, indem ein tonfrequentes Ausgangssignal
SP zum Verstärker Al in Übereinstimmung mit den Eingangs bedingungen übertragen
wird, welche durch die Eingangssignale an den Eingängen ABDE repräsentiert werden.
Die Funktion des Tongenerators 50 kann mit einem Tonkodierer vom Typ MC14410 der
Firma Motorola ausgeführt werden.
-
Der Taktgenerator CG, wie er schematisch in Fig. 3 angedeutet ist,
wird von einem 200 kHz-Kristalloszillator aus angesteuert und teilt die Ausgangsfrequenz
durch 2000, um das Taktbasissignal FCL zu schaffen. Dieses Basistaktsignal FCL mit
einer Frequenz von 100 Hz wird dazu benutzt, um drei Systemtaktsignale zu erzeugen,
und zwar das Signal DPC für den Wählimpulstakt (10 Hz bei einem Betriebszyklus von
40-60 Hz), das Tontaktsignal TTC (10 Hz) und das Verzögerungstaktsignal DCL (1 Hz).
Das 10 Hz-Wähltaktsignal DPC und das 15Hz-Tontaktsignal TTC werden beide beim Betrieb
eines Telefonsystems benutzt. Das Tontaktsignal TTC besteht aus einer symmetrischen
Rechteckschwingung, welche primär für die Steuerung der Tonsignale vom Tongenerator
50 Verwendung findet. Das Verzögerungstaktsignal DPC hat die Schwingungsform, wie
sie zur Steuerung des Wählimpulsrelais Verwendung findet und besteht aus einer unsymmetrischen
Impulsfolge mit einem Tastverhältnis von 60 zu 40. Das Wählimpulssignal DPC wird
von dem dreistufigen binären Zähler RC geliefert, der derart angesteuert wird, daß
er zwischen einem Modulo-6-Periodenzähler und einem Modulo - 5 - Periodenzähler
entsprechend dem Systembasistaktsignal FCL alternierend arbeitet.
-
Das dritte
Das dritte Taktsignal, und zwar das Verzögerungstaktsignal
DCL, wird durch Teilung des Jonsignals TTC mit dein Divisor 10 gebildet. Dadurch
entsteht ein 1 Hz-Signal. Dieses Verzögerungstaktsignal DCL wird verwendet, wenn
lange Zeitperioden benötigt werden, wie z. B. bei der Ausführung der dem Verzogerungshetrieb
zugeordneten Instruktionen BEG, DLI und LDI.
-
Der restliche Teil des Taktgenerators besteht aus einer Taktauswahllogik,
welche zwei Arten von Information annimmt. Die eine ist die ausgeführte Instruktion
und die andere die Statuskennung wie z. B. die empfangene Rückantwort und die Bedingung
der abgelaufenen Zeit.
-
Die Steuerlogik 20 ermittelt die notwendige Taktzeit und wählt das
entsprechende '''aktsignal aus, um es als Systenitaktsignal SYS anzulegen.
-
Dieses Ausgangssignal wird dann an den Zeitgate-Generator 80 übertragen.
-
Die in Fig. 12 dargestellte Steuerlogik 29 führt die Adressierung
des Speichers sowie alle peri;)heren Funktionen wie z. B. die Steuerung der Leistungsversorgung
der Schaltung, der Wählimpulsschaltung und der Tongeneratorschaltung aus. Außerdem
erledigt die Steuerlogik 20 die üblichen Betriebsfunktionen wie die Überwachung
der normalen Rufroutine, die Begrenzung der Maximalzahl der wiederholten Rufe sowie
die Handhabung verschiedener Funktionen wie z. B. Verzögerungen oder Übersteuerungen.
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Die Steuerlogik 29 akzeptiert Informationen in Form dekodierter Instruktionen,
Statushinweisen sowie Zeitsperren und verwendet diese zur Erzeugung der Signale,
welche auf der linken Seite des Sehaltbilds gemäß Fig. 12 angegeben sind. Die Funktionen
und die Zeiten für diese Signale wurden bereits vorher diskutiert. Es existieren
jedoch zwei weitere Schaltungen und Funktionen, die noch nachfolgend erläutert werden.
-
Die
Die erste Schaltung ist der Speicheradressen-
oder Programm zähler IP, der als 5 Bit-Zähler aufgebaut ist. Dieser Zähler IP wird
von einem Signal IPC eines Programm zählers zeitlich gesteuert, das im Zeitgate-Generator
80 erzeugt wird. Die Ausgangssignale des Programmzählers an den Ausgängen MAl bis
MAS werden zur Adressierung des externen Speichers benutzt, und zwar des programmierbaren
ROM-Speichers, der die Folge der auszuführenden Instruktionen enthält. Eine Wählimpuls-Relais
logik DPDR wird zur Erzeugung der Impulssignale DRC für die Relaissteuerung benutzt,
die zur Kontrolle der Einstellung der Relaiskontakte dient, welche ihrerseits dazu
dienen, die Relaislogik DPDR mit dem Telefonsystem zusammenarbeiten zu lassen. Mit
Hilfe dieser Relaiskontakte wird die Forderung nach einem gewissen Risiko beim Schließen
der Kontakte erfüllt, um ein abgenommenes Telefon zu simulieren.
-
Diese Simulation erfolgt während der Ausführung der Startanweisung
BEG in Koinzidenz mit dem Zeitschlitz CO und dem Startsignal. Das simulierte Signal
für den abgenommenen Telefonhörer, das vom Ausgangssignal DRC mit einer angenommenen
logischen 1 angezeigt wird, bleibt für etwa zwei Sekunden bis zum Auftreten des
Zeitschlitzes C2 bestehen. Die Koinzidenz des Zeitschlitzes C2 und des Startbefehls
BEG stellt den Flip-Flop DEF zur Wählrelaissteuerung zurück und simuliert einen
auf der Telefongabel aufliegenden Hörer. Eine Sekunde später entsprechend der Festlegung
durch den Verzögerungstakt DCL nimmt das Signal DRC wieder seinen wahren Zustand
an, d. h. den logischen Wert 0, und die Verzögerung für die Wähltonaquisition kann
normal beginnen.
-
Die Ausführung des Befehls beginnt, wenn das Wählprogramm-Digit DPG
und der ROM-Speicher von der SteuerlDgik 20 adressiert wird.
-
Dadurch wird das Tontaktsignal TTC als Systemtaktsignal SYS ausgewählt
und die Ausgangssignale der Ausgänge MAl bis MA4 und das Ausgangssignal
signal
des Zeitgate-Generators 80 an einen 4-Bit-Komparator angelegt, der von den exklusiven
ODER-Gattern EOR gemäß Fig. 12 gebildet wird. Das Auftreten des Signals IPC vom
Inkrementprogrammrechner setzt den Flip-Flop DEF und läßt das Signal DSB auf den
Wert der logischen 0 gehen. Die Koinzidenz der Signale ESP und DPG ermöglicht, daß
die Wählimpulssignale DPC am Ausgang DRC erscheinen. Wenn das Ausgangssignal am
Ausgang DRC auf den logischen Wert 0 geht, sind die Wählrelaiskontakte für eine
vorgegebene Zeitdauer, z. B. 40 Millisekunden geöffnet.
-
Jede ansteigende Flanke des Taktsignals SYS schaltet den Rechner im
Zeitgate-Generator 80 weiter, bis dessen Ausgangs signal an die gespeicherte Zahl
im Speicher angepaßt ist. Das Ausgangs signal des Komparators stellt den Flip-Flop
DEF zurück, womit am Ausgang DRC das Signal auf den Wert einer logischen 1 ansteigt
und das 200 Hz-Taktsignal FCL als Systemtakt SYS auswählt. Der Instruktionszyklus
endet mit der Übereinstimmung des Signals DPG und dem das Ende der Wählinstruktion
kennzeichnenden Signal EDI. Diese erzeugen ein Signal IPC zur Adressierung der nächsten
Instruktion.
-
Diese Instruktion würde notwendigerweise die Anweisung IDP für eine
Digitpause sein, welche zwischen zwei Digits einzufügen ist. Diese Digitpause IDP
bewirkt die Auswahl des Tontaktsignals TTC als Systemtakt SYS und ermöglicht dem
Zeitgate-Generator 80, sechs der Taktsignale TTC auszuzählen, womit eine Verzögerung
zwischen den Digits von 600 Millisekunden bewirkt wird.