DE2938228C2

DE2938228C2 - Verfahren und Schaltung zur Synchronisation

Info

Publication number: DE2938228C2
Application number: DE2938228A
Authority: DE
Inventors: Hagen Ing.(Grad.) 7054 Korb Hofmeister; Helmut Ing.(grad.) 7153 Weissach Wahl
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Bosch Telecom GmbH
Priority date: 1979-09-21
Filing date: 1979-09-21
Publication date: 1982-02-25
Also published as: SE8006525L; DE2938228A1; US4408327A; NO150936B; CA1170747A; NO802791L; NO150936C; SE451774B

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung /ur Synchronisation von Schaltwerken «der Programmabläufen in Geräter¹ der Datenübertragung auf einen mit Schwankungen innerhalb einer vorgegebenen Toleranz behafteten externen Rahmentakt.

Beim Entwurf moderner Datenübertragungsgeräte beispielsweise werden in zunehmendem Maße die Modulatoren als rein digitale Schaltungen ausgebildet. Diese Schaltungen arbeiten mit festen .Schaltzyklen, d. h. die angelieferten Daten müssen innerhalb eines vorgegebenen Taktzeitrahmens verarbeitet werden. Das hierzu notwendige Rechenprogramm muß deshalb auf einen externen, mit Schwankungen behafteten Takt synchronisiert werden können,

Bei der Datenübertragung ist es nicht möglich, die Synchronisation sprunghaft durchzuführen, da sprunghafte Änderungen in der Übertragungsketie zu Störungen führen können, die nicht mehr zulässig sind. Es können dabei z. B. einzelne Datenbits verloren gehen, was auf jeden Fall vermieden werden muß.

Da der externe Takt in der Regel Schwankungen in der Frequenz und Jitter aufweist, ist eine ständige allmähliche Anpassung des internen Taktes an den externen Takt notwendig.

Aus der DE-PS 12 87 609 ist ein Verfahren zur Schrittsypchronisation in Synchronübertnigungssystemen bekannt, das je nach Bedarf eine höhere ot'er keine oder eine niedrigere Taktfrequenz an den Eingang einer Teilerkette gibt, wobei am Ausgang der Teilerkette der gewünschte Fakt erscheint.

Bei diesem Verfahren wird also der interne Takt je nach Bedarf geringfügig erhöht oder erniedrigt und so dem externen Takt angeglichen.

Dieses Verfahren läßt sich nur mit einer aufwendigen Schaltung realisieren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art anzugeben, das eine schrittweise allmähliche Angleichung des internen Taktes an einen schwankenden externen Takt erlaubt und mit geringe rem Aufwand realisiert werden kann und wobei der resultierende litter kleiner gehallen werden kann als es bisher möglich war.

Die Aufgabe wird gelöst, wie im Anspruch t und 2 beschrieben.

Das erfindimgsgemäße Verfahren gehl nun davon so aus. daß der abzuarbeitende Zvklus zeitlich etwas kurzer ist als der externe Takt, so daß ein Toleranzabschnitt entsieht, innerhalb dessen der externe Takt erscheinen sollte. Erseheint der externe Takt nicht rei'ht/eitig. dann muß das interne Rechenproirramni trol/deni so frühzeitig gestartet v. orden, daß es bis /um Eintreffen der nächsten externen Taklflanke auf leden fall abgelaufen ist Hat das abzuarbeitende Programm oder der Schalt/yklus eine zeitlich feste l.anpe. so kann diese Länge als Bezug gewonnen werden. Bei variablen 4<i Längen dagegen muß ein besonderer Zähler für eine Zeitbasis sorgen

Das besondere an der Losung der Aufgabe besteht nun darin, daß nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitspanne ein »Fenster«, d. h. eine fest definierte Zeitspanne, geschaffen wird. Kommt die zu synchronisierende Taklflanke zeillich vor diesem Fenster, so wird mit der Fenstervorderkante synchronisiert. Kommt die Taktflanke während des Fensters, so wird direkt auf eben diese Flanke synchronisiert. Kommt hingegen diese Flanke später als die Fensterrückkanle oder bleibt sie ganz aus. so wird spätestens mit der Fensterrückkanle synchronisiert. Dadurch wird zwar nicht eine sofortige exakte Synchronisation erreicht, aber im zeitlichen Mittel gleicht man sicn dadurch dem externen Takt so genau an. daß eine fehlerfreie Datenübertragung möglich wird. Der Synchronisationsvorgang besteht darin, daß das Schallwerk nach Ablauf des Schaltzyklus eine Ruhelage einnimmt und durch den Synchronisationsimpuls aul seine Anfangslage gesetzt wird. Handell es sich um ein Piogramm. so wird nach Ablauf des entsprechenden Programmabschnittes oder des üesamtprogramms eine Warteschleife udcr ein zeitlich begrenzter Wartezyklus gefahren.

Eine Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht beispielsweise darin, daß bei einem Programm öder einem SchaUzyklus mit fester zeitlicher Länge ab einer Zeit vordem Erwartungszeilpunkt der Taklflanke, auf die synchronisiert werden soll, bis zu einer Zeit r

nach eoen diesem Erwartungszeitpunkt dieser externe Takt abgefragt wird und das Programm oder Schaltzyklus neu gestartet wird, wenn der Takt einen bestimmten logischen Pegel eingenommen hat. Ebenso kann das Auftreten der Taktflanke gespeichert werden und der Speicherinhalt abgefragt und gelöscht werden. Eine schaltungsmäßige Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt die Fig. 1. Der von einem Quarzgenerator t gelieferte Puls wird von der Teilerkette 2 binär gezählt. Der Decodierer 3 gibt einen Impuls ab, sobald der Teiler die Stellung m einnimmt. Dieser Impuls setzt den Speicher 5, womit das Tor 6 geöffnet wird. Kommt nun auf dem zweiten Eingang des Tores 6 ein Nadelimpuls oder wechselt der Takt zur logischen »1«, so wird über die ODER-Verknüpfung 7 der Teiler 2 auf seine Anfangsposition gesetzt. Kommt innerhalb einer gewissen Zeitspanne kein Impuls auf den zweiten Eingang von 6 oder wechselt der Takt nicht zur logischen »1«, so nimmt der Teiler 2 die Stellung π ein. Dies vird vom Decodierer 4 erkannt und derTeilrr wird zwangsweise über 7 zurückgesetzt.

Die Fig. 2 zeigt ein Impulsdiagramm des externen Taktes in Bezug auf den internen Schaltzyklus. Dabei bedeutet

3: fester Programmablauf

b: fest definierte Zeitspanne, »Fenster«

c: exakter externer Takt

d: zu früh ankommender externer Takt

e: zu spät ankommender externer Takt

f: externer Takt innerhalb des »Fensters«.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Synchronisation von Schaltwerken oder Programmabläufen in Geräten der Datenübertragung auf einen mit Schwankungen innerhalb einer vorgegebenen Toleranz behafteten externen Rahmentakt, dadurch gekennzeichnet, daß die allmähliche Angleichung der Flanken eines internen Taktes an die zu wechselnden Zeitpunkten ankommenden Flanken des externen Takts dadurch erreicht wird, daß

a) im Falle des Auftretens der Flanke des externen Taktes während eines festgelegten Zeitabschnitts die Synchronisation direkt mit der Flanke des externen Takts erfolgt,

b) im Falle des Auftretens der Flanke des externen Taktes vor diesem festgelegten Zeitabschnitt, die Synchronisation mit der Vorderkante dieses festgelegten Zeitabschnitts erfolgt.

c) im Faiii: des Auftretens der Flanke des externen Taktes nach diesem festgelegten Zeitabschnitt, die Synchronisation mit der Hinterkante dieses festgelegten Zeitabschnitts erfolgt.

2. Schaltung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang eines Oszillators (1) i.?it dem Eingang einer Teilerkette (2) verbunden ist, daß der Ausgang der Teilerkette (2) den Taktausgang der .Schaltung bildet, daß der Ausgang der Teilerkette (2) mit dem Eingang eines ersten Decodierers (3) und mit dem Eingang eint.s zweiten Decodierers (4) verbunden ist, daß der Ausgang d> s zwei· .n Decodierers (4) mit dem ersten Eingang einer »ODER«-Schaltung (7) und der Ausgang des ersten De .dierers (3) mit dem Eingang eines Speichers (5) verbunden ist. daß der Ausgang der »ODER«-Schaltung (7) mit dem Rücksetz-Eingang (Reset) der Teilerkette (2) und mn dem Rücksetz-Eingang (Reset) des Speichers (5) verbunden ist. daß der Ausgang des Speichers (5) mil dem ersten Eingang einer »UND«-Schaltung (6) verbunden ist. daß der Ausgang der »UND«-Schaltung mit dem /weilen Eingang der »ODER«-Schai lung (7) verbunden ist und daß am /weiten Eingang der »ÜND«-Schaltu.ig (6) der externe Takt anliegt.