DE3023880A1 - Bub-system mit adress- und status-leitungen - Google Patents

Description

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DIEHL GMBH h CO., 35oo Nürnberg

Bus-System mit Adress- und Status-Leitungen

Die Erfindung betrifft ein Bus-System gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Ein solches Bus-System ist aus der DE-OS 26 Uk 1o6 bekannt.

Es benötigt zwei Bus-Leitungen, nämlich eine für die Anwahl von durch Zählerstellungen individualisierten Stationen und eine für etwaige Informations-Rückmeldungen von solchen Stationen, sowie außerdem eine Taktleitung. Die Taktleitung führt in zyklischer Folge Taktimpulse, wobei die Zyklen durch ein von den Taktirapulsen unterscheidbares Signal voneinander getrennt sind» In einer zentralen Kommandestation und in sämtlichen an das Bus-System angeschlosse-' nen Empfängerstationen sind Zählschaltungen an die Taktleitung angeschlossen. Die Anwahl einer Empfängerstation erfolgt dadurch, daß bei Auftreten der ihr zugeordneten Zählstellung am Taktimpuls-Zähler in der zentralen Kommandostation ein Koinzidenzimpuls auf die Anwahl-Statusleitung geschaltet wird, der über eine Dekodierschaltung nur in derjenigen Station bzw. in denjenigen gleichzeitig anzusprechenden Stationen zusammen mit dem empfängerseitigen Zähler-Ausgangssignal eine Koinzidenzstufe durchschaltet, der/die dieser individuellen Zählstellung innerhalb eines jeden Taktimpulsfolge-Zyklus zugeordnet ist/sind. Gleichzeitig wird gegebenenfalls in dieser durch die momentane Zählstellung individualisierten Station ein Tor zur Ausgabe eines Quittier- oder sonstigen Rückmeldeimpulses auf die Rückmelde-Statusleitung geöffnet, d«,h., die Informationsübermittlung zu der und von der angewählten Station erfolgt gleichzeitig auf unterschiedlichen Leitungen des

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Bus-Systems, je nach der Informationsübertragungsrichtun^. Wenn eine Information mit dem Informationsumfang von mehreren Bit, etwa eine seriell-binärverschlüsselte Information rückgemeldet werden soll, dann ist die Station durch Zuordnung von aufeinanderfolgenden Zähler-Zählstellungen • entsprechend oft nacheinander anzuwählen. Das Zyklus-Trennsignal zwischen zm. Taktimpulsfolge-Zyklen wird in den einzelnen Stationen als Rücksetzbefehl in die Zäh¹'mf angsstellungen entschlüsselt.

Das vorbekannte System zeichnet sich zwar durch hohe Störunempfindlichkeit bei relativ einfach durchführbarer Fehleranalyse aus, weil die Anwahl einer Station und deren Rückmeldung gleichzeitig aber auf unterschiedlichen Leitungszügen erfolgt, so daß mit vergleichsweise geringer Taktimpulsfolgefrequenz gearbeitet werden kann, ohne störend-große Zykluszeiten in Kauf nehmen su müssen. Andererseits mangelt es dem vorbekannten Bus-System im Hinblick auf verschiedene in der Praxis vorkommende Anwendungsfälle an der wünschenswerten Flexibilität; nämlich, insbesondere wegen des Erfordernisses, alle vorkommenden Adressen stets zyklisch durchlaufen zu müssen und dafür auf einer Taktleitung unterschiedlich= Informationen (Zähltakte und Zyklus-Trenninformationen) zur Verfügung stellen zu müssen.

Aus der DE-OS 27 5o 818 ist ein gattungsähnliches Bus-System bekannt, bei dem nur eine einzige Leitung (auch hier und im folgenden ist stets die Rück-Leitung für den geschlossenen elektrischen Kreis sowie die Leistungsversorgung außer Betracht gelassen) vorgesehen ist. Auch dieses System führt eine zyklische Folge von Taktimpulsen zur Stations-Adressierung, wobei die Zyklen-Trennung wieder durch eine zusätzliche Information von den Taktimpulsen unterscheid-

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bar ist. Für die Adressierung, also die individuelle Anwahl von Stationen, wird wieder die Folge der innerhalb eines jeden Zyklus auftretenden Taktimpulse gezählt, wobei diese Takt-Zyklen auch intern in den dann gesondert miteinander zu synchronisierenden Stationen erzeugt v/erden können. Die Status-Informationen erscheinen zwischen je zwei aufeinanderfolgenden Taktimpulsen.

Nachteilig an diesem System ist insbesondere wieder die unflexible Adressenerzeugung und darüberhinaus die Störempfindlichkeit bei hohem Fehlersuch-Aufwand aufgrund der engen Ineinanderschachtelung von Steuerungsinformationen (Adressenfortschaltung) und Nutzinformationen (Status-Bitfolgen).
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Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Bus-System gattungsgemäßer Art in dem Sinne weiterzubilden, daß es unter Beibehaltung hoher Störsicherheit Möglichkeiten zur entscheidenden Verringerung von Zugriffszeiten,zumindest hinsichtlich der Status-Informationsübermittlungen zwischen einigen der angeschlossenen Stationen, eröffnet und zugleich eine v/eitere Steigerung der Störsicherheit erfährt„

Diese Aufgabe ist bei einem Bus-System eingangs erwähnter Art erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst, daß es gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 ausgestaltet ist.

Diese Lösung zeichnet sich durch günstige Service-Gegebenheiten aus, da für die Fehlersuche auf die beiden unabhängig voneinander vorliegenden Bus-Leitungen für einerseits Adressierung und andererseits Status-Informationsübermittlung zurückgegriffen werden kann_s wobei eine weitere Sr-

leichterung dadurch gegeben ist, daß Adress-Bitmuster und Status-Bitmuster deutlich gegeneinander versetzt er"^r*heinen. Diese Service-Freundlichkeit ist insbesondere bei kritischen Einsatzfällen wie etwa an Bord von Flugzeugen von großer Bedeutung.

Die weiterbildende Maßnahme nach Anspruch 2 erbringt eine Steigerung der Störsicherheit mit Verbesserung der Wartungsund Fehlersuchmöglichkeiten bei verringertem Aufwand, indem die Taktimpulse nun licht mehr in zyklisch aufeinanderfolgende und durch zusätzliche Informationen voneinander zu trennende Gruppen aufgetält sind. Zugleich erleichtert das den Verzicht auf eine zusätzliche Takt-Bus-Leitung durch Einbeziehung von Taktgeneratoren in die einzelnen Stationen, da ein hinreichender Gleichlauf - gegebenenfalls synchronisiert über aus Status-Leitungen abgeleitete Impulse - frequenzstabiler Oszillatoren genügt, also schaltungstechnischer Aufwand und Störquellen in Zusammenhang mit Erzeugung und Synchronisation von Zyklus-Trenninformationen entfallen.

Der freie Adressen-Aufruf ermöglicht unterschiedliche Aufrufzyklen für unterschiedliche Teilnehmer (Stationen) am Bus-System.

Die zusätzliche Maßnahme nach Anspruch 3 ermöglicht die Vorschaltung von Bereitschafts-Bitmustem vor den Informations-Bitmustern im Interesse störungssicherer Dekodierung des Adress-Bitmusters sowie des Status-Bitmusters bei dennoch, im Vergleich zu zyklisch durchzählenden Adressierungen, vergleichsweise kleiner Zugriffszeit zu den Stationen. .

Die aus Maßnahmen nach Anspruch 2 oder 3 folgende Freizügigkeit der individuellen Zugriffsmöglichkeiten zu ausgewählten Stationen wird durch die zusätzliche Maßnahme nach Anspruch 4 noch erweitert, indem aufgrund des großen Bitumfanges der Status-Bitmuster feste Zuordnungen zwischen korrespondierenden Stationen über bestimmte Bit-

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f=l <*=s (% β Λ f^i

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Postionen im Status-Bitmixster hergestellt werden können.

Im letztgenannten Falle ist es zweckmäßig, gemß der zusätzlichen Maßnahme nach Anspruch 5 den Beginn flor De3-:odierung des Stotus-Bitmusters aus dem Adress-Bereitschafts-Bitmuster abzuleiten, \robei vorteilhafterweise genfiß Anspruch G lediglich die Status-Verschlüsselung adressiert gesteuert wird, d.h. ein Status-Bitmuster kann gleichzeitig allen Stationen zugeordnete Informationen und adressiert aufgerufene Rückmeldungen enthalten»

Die Maßnahme nach Anspruch 7 ergibt eine besonders störunempfindliche Dekodierung, veil nicht mit Informationen belegte Bits stets LOW-Potential führen, also niederohniig auf Massepotential schaltbar sind. Zugleich ermöglicht diese "EIN-Zustands¹⁹-Informationsubermittlung ein praktisch beliebiges Zu- und Abschalten von Stationen, ohne in weiteren Stationen Änderungen vornehmen zu müssen.

Die Maßnahme nach Anspruch 8, also dem Adress-Bitmuster ein stets identisch wiederkehrendes Bereitschafts-Bitmuster vorzuschalten, eröffnet besonders einfache schaltungstechnische Möglichkeiten zur internen Stelbststeuerung der Adress-Dekodierung und gegebenenfalls ~ur Auslösung der adressenzugeordneten Status-Dekodierung, zumal wenn das Bereitschafts-Bitmuster mit der definierten Bitfolge gemäß Anspruch 9 endet„

Die weiterbildende Maßnahme nach Anspruch 1o ist von besonderer Bedeutung in Zusammenhang mit der Maßnahme nach Anspruch 3, weil dann eine genügend lange Warte-Zeitspanne mit L-Potential auf das Adress-Bitmuster folgt, in der zu Beginn des Status-Bitmusters die funktionell wichtigsten und deshalb unbedingt störungsfrei zu dekodierenden Status-Informationen untergebracht werden können.

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Umgekehrt ist ©s_s gssäß Ansprach 11₉ aus gleichem Grunde vorteilhaft, während der Dekodierung des Adress-Bitmusters dem Status-Bitmuster eine Status-Bereit Schafts spanne vor·= zuschalten j, und das_p einem Vorlauf-Bit gemäß Anspruch 12 folgende _s 8tatus-=BitEuster gemäß Anspruch 13 zu dimensionieren,, Andererseits besteht ohne weiteres die Möglichkeit₅ das Status-Bitsustsr noch "bis in das Bereitschafts-Bitmuster vor dem nächstfolgenden Mress-Bitmuster hinein zu verlängem, da dann auf der Adress-Leitung konstant HIGH- (H-=) Po-1© tantial ansteht, also jedenfalls kein® Uaschaltirorgäng® auftreten» di@ die Statusdskodisrung beeinträchtigen könnten₀

Die zyklisch auf der Adress=Lsitimg wiederkehrenden Bitmuster xisrden Eweekmäßigerx-yeise geiiMß Anspruch 14 erzeugt ₉ weil das schaltumgstechnisch besonders lisnig aufwendig und im Falle von Umstsllungserfordarnisssn l@ieht modifizierbar ist«

Di® Serien-Parallel-Uiisetgung für die Dekodierung der Status-Information und der Ädress-Information erfolgt vorteil-

2© liaft gemäß Anspruch 15 ₈ also unter selbststeuernder Mitwirkraig der schon en-jShnten Vorlauf-Bits vor jedem Adress-bzw. Status-Bitiaustero Das stets zu Beginn einer Adress- und einer Status-Information auftretende Vorlaufbit steuert den Abschluß der Seri®n-Parallel=Uiasetzung für die Dskodierung, so daß Dekodieraufwand (und Delcodierzait) eingespart werden kann₉ indem zj_o gemäß Anspruch 16 je nach dem in Betracht kommenden Umfang der Status-Information bestimmte Stationsdekoder nur bestimmten Bereichen im Anschluß an das Status-Bereitschaf tsMtmuster zugeordnet werden.

Die Dimensioniarung der Taktimpuls® gemäß Anspruch 17 weist den besonderen Vorteil auf, ohne das Erfordernis schaltungstechnischen Zusatsaufwändes beim Dekodieren eindeutige Aus-

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sagen auch dann zu gewinnen, wenn im Interesse weiterer Erhöhung der Storsicherheit die Ankopplung der Stationen an das Bus-System über Tiefpaßglieder erfolgt.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich ' aus nachstehender Beschreibung von in der Zeichnung unter Beschränkung auf das Wesentliche vereinfacht dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispielen zur erfindungsgemässen Lösung, wobei im Interesse der Übersichtlichkeit für die Gesamtheit aller Bits jeweils eines Bitmusters ebenso wie für das letzte - also die Anzahl - der Bits in einem Bitmuster stets derselbe Bezugs-Buchstabe gewählt ist. Es zeigt:

Fig. 1 in Prinzipdarstellung ein Bus-System nach der Erfindung für einen bevorzugten Einsatzfall, nämlich die Steuerung von Sprechstellen neben der Übermittlung weiterer Steuerungs- und Rückmeldeinformationen, unter zusätzlicher Berücksichtigung einer zentralen Adressgeber- und gegebenenfalls Taktgenerator-Station,

Fig. 2 eine Bitmuster-Belegung auf Bus-Leitungen gemäß Fig. -1, '

Fig. 3 ein Prinzip-Schaltungsbeispiel für die Dekodier-

und Enkodier-Vorgänge bei adressierungsgesteuerter Dekodierung des Status-Bitmusters und

Fig. 4 in Abwandlung des Schaltungsbeispieles nach Fig. 3 eine entsprechende Prinzipdarstellung für den Fall nicht-adressgesteuerter Dekodierung des Status-Bitmusters.

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Die Prinzipdarstellung gemäß Fig. 1 zeigt ein Bus-System 1o1_s das vom Grundsatz her zwei Bus-Leitungen aufweist, nämlich eine Adress-Leitung 1o2 und eine Status-Leitung 1o3-Außerdem kann, wie in Fig. 1 bereits berücksichtigt, als weitere Bus-L_eitung eine Takt-Leitung 1o4 vorgesehen sein. Für den Fall, da0 über das Bus-System 1o1 Sprechstellen 1o7, •z.B. Wechselsprechanlagen,angesteuert werden sollen, ist wenigstens eine einadrige, bevorzugt (wie in Fig. 1 berücksichtigt) eine zweiadrige Sprech-Leitung 1o5 zusätzlieh vorgesehen. Bei der praktischen Realisierung wird zum Bus-System 1o1 in der Regel auch eine einpolige oder zweipolige Speise-Leitung (in Fig. 1 nicht berücksichtigt) verlegt.

An das- Bus-System 1o1 ist eine Mehrzahl von Stationen 1o6 zueinander parallel angeschlossen, von denen die drei oben dargestellten Stationen 1o6.1, 1o6.2 und 1o6.3 mit Sprechstellen 1o7 ausgestattet, also auch an die Sprech-Leitung 1o5 angeschlossen, sind. Zugleich können sie über die Status-Leitung 1o3 seriell übermittelte, binär kodierte Informationen empfangen bzw, an ausgewählte andere der Stationen 1o6 übermitteln. Zu solchen Informationen zählt insbesondere die Nachricht,, von x>/elcher der Sprechstellen 1o7 sin Ruf ausgeht und an welche der weiteren Sprechstellen (einzeln oder mehrere gleichzeitig) dieser Ruf geht sowie welche des* weiteren Sprechstellen 1o7 sprechbereit ist, nämlich z„ B, durch Abnehmen des Handapparates eine Quittumgsinformation lückübermittelt (Stationskennung).

Mit der Station 1o6„4 ist in Fig. 1 eine solche symbolisch vereinfacht dargestellt, die lediglich dafür ausgelegt ist, an bestimmte Adressaten, also Z₀ B₀ an die passive Station 1o6o5, Informationen zu übermitteln„ otin® selbst Rückmeldungen odsr sonstige Informationen entgegennehmen zu können.

Di© passive Station 1q6„5 dagegen ist im in Fig, 1 darge-

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stellten Prinzipbeispiel nur für Entgegennahme von Informationen über die Status-Leitung 1o3 eingerichtet, ohne selbst Quittungsmeldungen oder sonstige Informationen an andere der Stationen 1o6 übermitteln zu können. 5

An das Bus-System 1o1 ist ferner ein Adressgeber 1o8 angeschlossen, der in die Adress-Leitung 1o2 zueinander distanziert seriell-binärkodierte Adress-Informationen zur Ansteuerung bestimmter der an das Bus-System 1o1 angeschlossenen Stationen 1o6 einspeist» Grundsätzlich kann vorgesehen sein, wie in Fig. 1 durch e±m manuell betätigbare Setzeinrichtung 1o9 prinzipiell berücksichtigt, die Folge interessierender Adress-Informationen extern vorzugeben und nacheinander in die Adress-Leitung 1o2, unter Ersatz der gerade auf der Leitung anstehenden Adress-Information₉ einzuspeisen. Im Interesse guter Ausnutzung des Bus-Systems 1o1 und hoher Flexibilität hinsichtlich der Ersetzbarkeit von Stationen 1o6 ist es in der Regel jedoch zweckmäßiger, das gesamte Spektrum möglicher Adress-Informationen selbsttätig nacheinander, zyklisch durchlaufen zu lassen, wie ebenfalls in Fig. 1 berücksichtigt.

Für die Adress-Bildung ist ein Taktgenerator 11o vorgesehen, der Bestandteil des Adressgebers sein oder gesondert an die Taktleitung 1o4 des Bus-Systems 1o1 angeschlossen sein kann. Im Beispielsfalle gem. Fig. 1 ist eine Takt-Koppelleitung 111 zwischen einem in den Adressgeber 1o8 einbezogenen Taktgenerator 11o und der in diesem Falle zusätzlich zu den Adress- und Status-Leitungen 1o2, 1o3 im Bus-System 1o1 vorgesehenen Takt-Leitung 1o4 berücksichtigt, so daß in den einzelnen Stationen 1o6 keine individuellen (aber miteinander gleichlaufenden) Taktgeber für die digitale Signalverarbeitung erforderlich sind, weil die Taktung für alle Stationen 1o6 parallel aus

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der Takt-Leitung 1o4 erfolgt.

Weil diese Lösung jedoch nicht z'^ingend ist, ist im Bun-Systera gemäß Fig. 2 die Takt-Leitung 1o4 nur ctrichpunktiert dargestellt; sie kann entfallen, wenn die Stationen *1o6 mit eigenen, z.B. aufgrund hoher Frequenzstabilität hinreichend synchron arbeitenden Taktgeneratoren 11o* ausgestattet sind.

Die Adress-Leitung 1o2 führt Zyklen, von - im dargestellten, bevorzugten Realisierungsfalle 48 - Bits in wiederkehrender Folge mit veränderbaren Adress-Informationen a. Innerhalb jeden Zyklus erscheint die eigentliche Adressinformation a m-stellig, hier z. B. als vierstellig binärkodierte Zahl im 13- bis 16. Bit. Dieser Adress-Information a voran geht ein Bereitschafts-Bitmuster n, das einen konstanten Pegel über n-2 Bits aufweist, gefolgt von einem Pegelwechsel über zwei ireitere Bits. Der konstante Pegel beträgt bevorzugt High (H); wobei im Interesse der Störsicherheit und Systemflexitilität nur Η-Pegel als Bit-Informationen ausgewertet werden. Für den Rest des Zyklus p, über die verbleibenden q Bits, sich zwischen dem Ende der Adress-Information a des momentanen Zyklus ρ und dem Anfang der nächstfolgenden Bereitschafts-Bitmuster η erstreckend, wird der Pegel auf der Adress-Leitung 1o2 auf L-Potential gehalten.

Ein Adress-Zyklus besteht somit aus ρ Zyklus-Bits, die sich in eine Folge von Bitmustern mitnBereitschafts-Bits, m Adress-Bits und einen verbleibenden Rest von q Warte-Bits gliedern.

Zu beliebigem Zeitpunkt zwischen zwei aufeinanderfolgenden Adress-Bitmustern m in zwei aufeinanderfolgenden

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Adress-Zyklen kann die Adrass-Information a geändert werden, .insbesondere durch binärkodiertes Weiterzählen um eine Zähleinheit im Adressgeber 1o8„ Dieser kann im Prinzip, wie in Fig. 1 (unten) berücksichtigt, im wesentlichen aus einem Ringzähler 112 bestehen, der so viele diskrete, , abfragbare Taktstellungen aufweist, wie in einem Adress-Zyklus Zyklus-Bits ρ vorgesehen sind» Die Weitertastung des Ringzählers 112 erfolgt mit den Taktimpulsen t vom Ausgang des Taktgenerators 11o„ Die Ringzähler-Ausgänge entsprechend denjenigen Bit-Positionen des Adress-Zyklus.ρ, die - nämlich im Zuge des Bereitschafts.-Bitmusters η - stets Η-Potential aufweisen sollen, sind über ein ODER-Gatter 113 auf die Adress-Leitung 1o2 geschaltet. Diejenigen Bit-Positionen des Adress-Zyklus, die stets L-Potential .

aufweisen sollen (im Falle der Darstellung in Fig„ 2 also das 11. Bit und das 17. bis 48. Bit eines Adress-Zyklus .p) werden ausgangsseitig am Ringzähler 112 nicht für eine Signaleinspeisung in die Adress-Leitung 1o2 abgefragte Auf den Zähleingang eines seriell auslesbaren m-stelligen Binärzählers 114 ist einer der den Adress-Bits m vorangehenden Ausgänge des Ringzählers 112 geschaltet, beispielsweise (wie in Fig.yj dargestellt) der 11. Ausgang» ¥enn im Züge des Durchschaltens des Ringzählers 112 hier vorübergehend Η-Potential auftritt, wird das zu binärkodiertem Weiterzählen im Zähler 114 um einen Zählschritt abgefragt» Dabei ist gerade die Verwendung des 11„ Ringzähler-Ausganges vorteilhaft, weil dieser nicht an die Adress-Leitung 1o2 des Bus-Systems 1o1 angeschlossen ist, also keine im Bus-System 1o1 etwa auftretenden Störimpulse auf den Binärzähler 114 einwirken können°₃ und weil bis zum Beginn des seriellen Auslesens der Zählstellung mit dem 13» Bit des Adress-Zyklus noch eine Ruhezeit von einem Bit Dauer gegeben ist, so daß sich keine Einschwingvorgänge störend auswirken können, sondern mit Gewißheit die neue, statio-

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näre Zählstellung des BinärZählers 11h verarbeitet wird. Für das Auslesen der neuen m-Bit-Zählerstandsinformation sind die dem m Adress-Bits entsprechenden Ausgangs des Ringzählers 112 über ein dynamiseiles ODER-Gatter 115 auf den Auslese-Takteingang 116 des Binärzählers 114 geschaltet, so daß der binärkodierte Zählerstand seriell über das ODER- * Gatter 113 in die Adress-Leitung 1o2 eingespeist wird, die danach, vom 17. Bit des Adress-Zyklus an, über die Wartezeit spanne von q Warte-Bits auf L-Potential gehalten bleibt, indem keine weitere Ansteuerung des ODER-Gatters 113 für den Rest des Durchlaufs des Ringzählers 112 erfolgt»

Bestimmten der an das Bus-System 1o1 angeschlossenen Stationen 1o6 können bestimmte Adress-Informationen a - in Form von unterschiedlichen binärkodierten Zählinformationen gemäß dem Muster der in Adress-Bits - zugeordnet sein. Stationen, die - z. B. für eine einseitige, eine Wechsel- oder eine Konferenz-Sprechverbindung bzw. für sonstige Datenübermittlung - miteinander in Verbindung stehen sollen, ist die gleiche binärkodierte Zählstellung des Adressgebers 1o8 zugeordnet; eine Teilnehmerkennungs-Meldung kann, z.B. über spezifisch zugeordnete Positionen, im Status-Bitrouster r erfolgen. Sämtliche Stationen 1οβ sind für die nacheinander auf der Adress-Leitung 1o2-anstehenden Adress-Informationen a stets empfangsbereit. In jeder .Station 1οβ (von denen in Fig. 3 nur eine soxrohl aktiv als passiv arbeitende aber nicht mit Sprechstelle ausgestattete- dargestellt ist) ist ein Adressdekoder 117 einem an die Adress-Leitung 1o2 angeschlossenen Serien-Parallel-Umsetzer 118 nachgeschaltet.

Dieser ist ferner an die Takt-Leitung 1o4 angeschlossen (wenn nicht die Station 1o6 mit einem eigenen Taktgenerator 11o· ausgestattet ist, der aber über eine Synchronisationseinrichtung 119 im Gleichtakt mit den Taktimplsen t gehalten werden muß, die die digitale Informationsverarbeitung in den gleichzeitig arbextenden Stationen 106 steuern).

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Die echte, auszuwertende Adress-Information a erstreckt sich über m aufeinanderfolgende Bits im Zuge der Zyklus-Bits p. Im Zuge einer Bereitschafts-Bitmusters η treten vor Auftreten der m Adress-Bits unmittelbar aufeinanderfolgend mehr Bits mit Η-Potential auf, als ansonsten - und .insbesondere als binärkodierte Adress-Zählstellungen - im Adress-Zyklus ρ Jemals · vorkommen, gefolgt von einem Bit-Paar mit Potentialwechsel LOW (L) - HIGH (H). Dafür kann die Anzahl (n-2) der Η-Bits gleich m gewählt werden, mit 1ο Unterdrückung der letzten Zählstellung vor Rücksprung des Binärzählers 114; oder es wird die Bit-Anzahl (n-2) größer als m gewählt, wie in Fig. 2/3 als bevorzugt dargestellt.

Innerhalb des Serien-Parallel-Umsetzers 118 werden (vgl.Fig. 3) aus der Adress-Leitung 1o2 einlaufende Η-Bits in einen . Steuerzähler 12o gezählt, der über eine Inverterstufe auf seine Zählanfangsstellung zurückgesetzt wird, sobald in der Folge der Bit-Positionen auf der Adress-Leitung 1o2 einmal nicht Η-Potential ansteht. Nur wenn die Zählstellung > m erreicht ist, gibt der Steuerzähler 12o ein Ausgangssignal ab, um eine bistabile Kippstufe 122 zu setzen und ein Adress-Schieberegister 123 in einen definierten Ausgangszustand zu setzen. Auf der Adress-Leitung 1o2 folgt das (in Pig. 2:11.) Bit mit L-Potential, was ein Rücksetzen des nun in diesem Adress-Zyklus nicht mehr benötigten Steuerzählers 12o zur Folge hat. Danach wird aus der Adress-Leitung 1o2 kommend das stets Η-Potential aufweisende letzte(12.) Bit der Bereitsshafts-Bitmusters η in das Adress-Schieberegister .123 eingegeben , weil ein vor dem Takteingang liegendes UND-Gatter 124 von der gesetzten bistabilen Kippstufe 122 geöffnet gehalten wird, gefolgt von dem m-stelligen Bitmuster der Zähl-, also Adress-Information a. Das Adress-Schieberegister 123 des Serien-Parallel-Umsetzers 118 für die Adressen-Dekodierung weist m+1

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Stellen auf. Am letzten Ausgang erscheint somit das H-Signal zum Rücksetzen der bistabilen Kippstufe 122, wenn die gesamte m-stellig binärkodierte Adress-Information a in die weiteren Stellen dieses Adress-Schieberegisters 123 übernommen ist. Deshalb wird das UND-Gatter 124 nun gesperrt, d.h. für den Rest des Adress-Zyklus gemäß den q Warte-Bits findet keine Beeinflussung der Ausgangsinformation des Adress-Schieberegisters 123 mehr statt. Zugleich wird von der rückgesetzten bistabilen Kippstufe 122 nun der Ehable-EIngang 125 des Adressdekoders 117 freigegeben, bei dem es sich um eine - gegebenenfalls einzelne Bit-Stellen invertierende - Koinzidenzschaltung handelt, die nur bei dem Adress-Bitmuster m, das der Adresse gerade dieser der Stationen 1o6 entspricht, Ausgangssignal abgibt, um ein Informations-Flipflop 126 zu setzen.

Denn nun, nach Übermittlung der momentanen Adress-Information a über die Adress-Leitung 1o2 des Bus-Systems 1oi£olgt auf dessen Status-Leitung 1o3 eine Status-Information s bzw. s'.Im Interesse störsicherer Adress-Dekodierung wurde, wie in Fig. 2 oben ersichtlich, jedenfalls während des Potentialwechsels der beiden letzten Bereitschafts-Bits (Nr. 11 und Nr. 12. im Bitmuster η ) und insbesondere während der m Adress-Bits die Status-Leitung 1o3 auf L-Potential gehalten, so daß über diese keine kapazitive Störeinkopplung während der Adress-Dekodierung erfolgen kann. Zweckmäßigerweise folgt u*U. auf die Adress-Bits m noch ein weiteres Bit mit L-Potential auf der Status-Leitung 1o3, um vor Einsetzen der Dekodierung der hierüber übermittelten Status-Information s stationäre Zustände insbesondere hinsichtlich der Umschaltvorgänge von dem Adressdekoder 117 über das Informations-Flipflop 126 sicherzustellen; notwendig ist die ser Zusatzaufwand eines Leer-Bit aber jedenfalls dann nicht, wenn die erfolgreiche Adress-Dekodierung selbst die Status-Dekodierung startet. Im Falle des in Fig.2 für ein bevor zugtes Realisierungs- ...15

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beispiel dargestellten Zyklus-Umfanges von ρ = 48 Bit folgt somit auf der Status-Leitung 1o3, als Abschluß des L-Bereitschafts-Bitmusters v, ein Status-Vorlaufbit, das (vergleichbar dem Adress-Vorlaufbit) stets Il-Potential aufweist, und diesem folgt vom 19. Bit an die eigentliche ^vStatus-Information s, die sich Jedenfalls bis sum Ende des Zyklus (48. Bit) erstrecken kann; bei größerem Informationsbedarf ist eine Verlängerung bis in das Bereits chafts-Bitmuster η des nächstfolgenden Adress-Zyklus hinein zulässig, .weil der ja über n-2 Bits hin mit Dauer-H-Potential beginnt (was wegen nicht vorkommender Potentialwechsel ebenfalls relativ störunanfällig ist).

Zur Einleitung des Dekodiervorganges (also der Serien-Parallel-Umsetzung der Status-Information s) wird z. B. während des L-Potential führenden Bereitschafts-Bitmusters v, bei Setzen der Kippstufe 122, ein Status-Schieberegister I3o zurückgesetzt. Ein UND-Gatter 141 wird vom gesetzten Informations-Flipflop 126 für Taktimpulse t freigegeben, so daß das Status-Schieberegister 13o die. auf der Status-Leitung 1o3 einlaufende Bitfolgs übernimmt. Das erste Mutzsignal führende Bit auf der Status-Leitung 1o3 ist das Vorlauf-Bit, da es stets Η-Potential führt. Für die Steuerung der Serieii-Parallel-Umsetzung mit Dekodierung der Status-Information s wird derjenige der Ausgänge des Status-Schieberegisters 13o zum Rücksetzen des Informations-Flipflop 126 abgefragt, der dem vorgegebenen r-Bit-Umfang der Status-Information s entspricht. Innerhalb des Umfariges r (ggf. + η -*2) kann die zu dekodierende Sta tueinformation also beliebig kurz sein* die Dekodierung wird stets selbstgesteuert eingeleitet, sobald das Vorlauf-H-Bit das auf den stationsspezifischen Status-Umfang ausgelegte Schieberegister 13o durchlaufen hat, die Status-Serien-Parallel-Umsetzung also abgeschlossen ist. Wenn nämlich die erste

Information ._r

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mit Η-Potential, also das Vorlauf-Bit dessen letzten Ausgang (z.B. r-j-1-49.Bit b@i Adress-Zyklus gem«" Pig,2) erreichtest die gesamte seriell aus der Status-Leitung 1o3 abgefragte Status-Information s im Status-Schieberegister 13o enthalten und kann an dessen Ausgängen 1...r vom Statusdekoder 131 parallel abgefragt werden, der über seinen Enable-' Eingang 132 vom rückgesetzten Informations-Flipflop 126 freigegeben wird.

Ähnlich wie der Adressdekoder 117 arbeitet auch der Statusdekoder 131 im wesentlichen als Koinzidenzschaltung, nun aber mit mehreren Ausgangsinformationen, die unterschiedlichen Teilen des Bit-Musters der Status-Information s zugeordnet sind. Dementsprechend können ζ Steuer- oder Schaltfunktionen vom Statusdekoder 131 ausgelöst werden, beispielsweise unterschiedliche optische und/oder akustische Signalgaben und Schaltfunktionen in einer Warte 133 ausgelöst werden. Bei den Schaltfunktionen handelt es sich beispielsweise um den Durchschaltvorgang einer Sprechstelle 1©7 auf die Sprech-Leitung 1o5 im Falle einer Station I06.I bis 1o6„3 gemäß Fig. 1, und bei den optischen und/oder akustischen Signalgaben kam es sich um Rufsignale unterschiedlicher Priorität handeln, die von einer Sprechstelle 1o? aus bei denjenigen anderen ausgelöst vrerden, die in Stationen 1o6 mit gleicher Adresse vorhanden sindj die also gleichzeitig von einer auf der Adress-Leitung 1o2 anstehenden Adress-Information a angesteuert und damit parallelgeschaltet sind«

Um einen solchen Ruf auszulösen (bztr. ein Quittungssignal gezielt rückzuübertragen oder an alle Stationen 1o6 gleicher Adresse nach abgehobenem Handapparat ein diesen individualisierendes Besetztsignal zu übermitteln) ist in den betreffenden Stationen 1o6 auch ein Statusenkoder 13^ vorgesehene rSeine Funktion entspricht der¹ der Setzeinrichtung

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1o9 im Falle des extern, gezielt setzbaren Adressgebers 1o8 (Fig. 1); d.h., eine Anzahl von y Gebern 135 (wie manuell betätigbaren Schaltern und/oder Relaisgebern oder Meßwertaufnehmern) ist, über ein Netzwerk und gegebenenfalls vorgeschalteten Binärkodierer im Statusenkoder 134, «parallel auf die r Setzeingänge eines Statusregisters geschaltet. Das war zuvor vom Ausgangssignal des Adressdekoders 117 dieser Station 1o6 über einen dynamischen Inverter 137 gelöscht worden. Die daraufhin über die Setzeingänge eingeprägte Status-Information s¹ wird, gesteuert durch die Taktimpulse t bei rückgesetzter bistabiler Kippstufe 122(vgl. oben), seriell ausgelesen, also über die Status-Leitung 1o3 an alle Stationen 1o6 übermittelt, die, z.B. aufgrund übereinstimmender Adressierung,dekodierbereit für eine anstehende Status-Information s* sind. Dazu gehört auch der Statusdekoder 131 der eigenen Station 1o6, so daß, bei entsprechender Ankopplung an diesen,über die Warte eine read-after-write-Kontrolle der zur Bus-Übermittlung eingegebenen Status-Information s'möglich ist.

Zweckmäßigerweise arbeiten die Statusdekoder 131 mit einer Zeitverzögerung gegenüber den Statusenkodern 134, damit keine durch Umschaltzeiten und insbesondere durch Laufzeiten (Impulsflanken-Abrundung) möglichen Fehlinformationen erfaßt werden, sondern nur Bit-Pegel im wenigstens angenähert eingeschwungenen Zustand ausgewertet werden. Das ermögliäit es, bei Anschluß der Statusdekoder 131 an die Status-Leitung 1o3 in als solcher bekannter Weise Tiefpaßglieder zum Aussieben von gegenüber den Nutzimpulsen sehr kurzen Störsignalen vorzusehen und dadurch die Störunempfindlichkeit des Bus-Systems 1o1 insgesamt noch bedeutend zu steigern.

Ein definierter Versatz der Arbeitsweise von Statusenkoder

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134 und Statusdekoder 131 gegeneinander ist besonders vorteilhaft und apparativ wenig aufwendig realisierbar, indem für die Frequenz der Rechteck-Taktimpulse t das Doppelte der Bit-Folgefrequenz gewählt wird. Wie in Fig. 3 für die Symbole für dynamische Ansteuerung durch L-H-Impulsflanke bzw. H-L-Impulsflanke beim Statusenkoder 134 bzw. beim Statusdekoder 131 berücksichtigt, erfolgt dadurch die serielle Übermittlung der Status-Information s^f auf die Status-Leitung 1o3 und damit zu den Statusdekodern ¹31 der einzelnen Stationen I06 jeweils am Übergang zwischen zwei aufeinanderfolgenden Bits, nämlich bei ansteigender Flanke eines Taktimpulses t, während in den Statusdekodern 131 die Status-Information s ausgewertet wird, die Jeweils erst bei abfallender Flanke des Taktimpulses t in das Status-Schieberegister 13o übernommen wurde.

Insbesondere dann, wenn das dargestellte Bus-System Ιοί nur für eine relativ beschränkte Anzahl unterschiedlicher Adressen (wenige Adress-Bits m) bei im Vergleich dazu relativ sehr großer Anzahl von Status-Bits r ausgelegt ist, wie in Fig. 2 berücksichtigt, kann es zweckmäßig sein, innerhalb wenigstens einiger der Stationen I06¹ gegenüber Fig. 3 die Abwandlung gemäß Fig. 4 vorzunehmen. Das erweist sich insbesondere beim bevorzugten Einsatzgebiet des erfindungsgemäßen Bus-Systems Ιοί als zweckmäßig, nämlich für die Steuerung der Kommunikationsverbindungen zwischen den Sprechstellen 1o7 an Bord eines Großraum-Verkehrsflugzeuges. In diesem Falle sind bei allen in Betracht kommenden Teilnehmer-Stationen I0&¹ stets alle Statusdekoder 131 an die Status-Leitung 1o3 angeschlossen. Das entspricht also dekodierseitig dem Fall, daß alle hierfür in Betracht gezogenen Stationen I06¹ mit der gleichen Adresse aufgerufen sind, weil ihre Statusdekoder 131 (mit vorgeschalteten Serien-Parallel-Umsetzern 127) stets parallel empfangsbereit

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sindj somit kann aber hinsichtlich der für diese Betriebsweise in Betracht gezogenen Stationen 106' dekodierseitig auf eine Adressierung ganz verzichtet werden« Deshalb wird bei der Station 1o6^! gemäß Fig. 4 (im Gegensatz zu den Verhältnissen bei der Station 1o6 in Fig. 3) der Serien-Paral- - lel-Umsetzer 127 über seine Dekodier-Freigabeleitung 138^ (nicht melir vom Adressdekoder 117? sondern)stets parallel zur Adress-Dekodierung, etwa beginnend mit der Auswirkung des Adress-Voriaufbits zum Setzen der bistabilen Kippstufe 122, aktiviert, unabhängig vom aktuellen Adress-Inhalt.

In diesem Falle wird die Adress-Dekodierung nur noch für die Ansteuerung des Parallel-Serien-Umsetzers ^39 der übergabe der Status-Information s' vom Statusenkoder 134 auf die Status-Leitung 1o3 herangezogen. Dafür erfolgt vom Adressdekoder 117 über eine Enkodier-Freigabeleitung I4o die Vorbereitung eines UND-Gatters 141',das von den Taktimpulsen t dann periodisch durchgeschaltet wird, um - aufgrund entsprechend ausgelegten dynamischen Einganges des Statusregisters 136 - bei jeder positiven Flanke, also zu Beginn eines jeden Taktimpulses t, das serielle Auslesen des Statusregisters 136 fortzuschalten.

Beim geschilderten bevorzugten Einsatzfall des Bus-Systems Ιοί gemäß der vorliegenden Erfindung und dieser spezifi-. sehen erfindungsgemäßen Weiterbildung entspricht diese Funktionsweise etwa dem Ruf des Flugzeug-Kapitäns an eine bestimmte der Sprechstellen 1o7_s mit der Folge₉ daß sämtliche angeschlossenen Sprechstellen 1o7 über ihre Statusdekoder 131 auf die Sprech-Leitung 1©5 geschaltet werden, um am Sprechverkehr passiv teilnehmen zu können, während nur die Sprechstelle 1o7 in der adressierten Station I06 als Status-Information s' _s mittels ihres Statusenkoders nach Abnahme des Handgerätes,, eine "Belegt"»Information

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rückmeldet. Diese steht an ganz "bestimmter Stelle des Status-Bitmusters und wird von allen anderen Stationen 106', die ja im Beispielsfalle nach Fig. k adressunabhängig stets dekodierbereit sind, aufgrund der vorgegebenen zeitlichen Zuordnung im Status-Bitmuster als solche erkannt und als .Belegt-Information bezüglich der adressierten otations-Sprechstelle 1o7 auf den Warten 133 angezeigt.

Im Interesse der Übersichtlichkeit sind bei den Prinzip-Schaltbildern gemäß Fig. 3 und Fig.4 Maßnahmen außer Betracht gelassen, die zweckmäßigerweise bei einem erfindungsgemäßen Bus-System Ιοί Anwendung finden können, um die Sicherheit der Informationsübermittlung weiter zu steigern. Solche Maßnahmen sind insbesondere Quittierschaltungen, die Steuerinformationen nur dann weiterleiten, wenn die aufgerufene Adresse mehrfach hintereinander erscheint bzw. die einer Adresse zugeordnete Steuerinformation auf der Status-Leitung 1o3 in mehreren aufeinanderfolgenden Zyklen ρ bestätigt wird.

ORIGINAL INSPECTED

Claims (1)

1. Patentansprüche

   Bus-System mit einer Adress-Leitung und einer Status-Leitung, an die parallel zueinander Stationen mit programmierbaren Adressdekodern und mit Statusdekodern
   und/oder Statucenkodern angeschlossen sind, v/obei die Adress-Leitung eine Folge von Adress-lnforraationen und die Status-Leitung diesen zeitlich zugeordnete Status-Informationen führt, dadurch gekennzeichnet, daß die
   Adress-Leitung (1o2) zueinander distanziert seriell-binärkodterte Bitmuster aus jeweils m Adress-Bits (Adress-Bitmuster m) und die Status-Leitung (1o3), dem Adress-Bitmuster (m) gegenüber versetzt, ein serielles Bitmuster von r Status-Bits (Status-Bitmuster r) führt.

   2. Bus-System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß 15- das Adress-Bitmuster (m) mittels eines Adressgebers (1o8), von einer ununterbrochenen Folge von Taktimpulsen (t) getriggert, frei einstellbar ist. . *

   3· Bus-System nach einem der vorangehenden Ansprüche, da-

   durch gekennzeichnet, daß das Adress-Bitmuster (in) einen

   wesentlich geringeren Bit-Umfang aufweist, als das Status-Bitmuster (r).

   4. Bus-System nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bestimmte Bits des Status-Bitmusters (r) bestimmten Informationen fest zugeordnet sind.

   5. Bus-System nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei vorbestimmten Stationen

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   ORIGINAL INSPECTED

   (1o<>') aus einem dem Adress-Bitmuster (m) vorangehenden Bereits cha fts-Bitmuster (n) die Detektion eines dem Status-Bitmunter (r) vorangehenden Bereitschafts-Bitnrusters (v) ausgelost vri.rd.
   5

   6. Bus-System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeiclinet, daß bei diesen vorbestimmten Stationen (1o6^f) das Einlesen von parallel-serien-umgesetzten Status-Informationen (s¹) von einem Enkoder (13^·) in die Status-Leitung (1oJ>) ι vom Adressdekoder (117) ausgelöst wird.

   7. Bus-System nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Adress-Leitungen und die Status-Leitungen (Io2, 1oj5) nur bei einer der beiden digitalen Bit-Potentiale Informationen führen,

   8. Bus-System nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Adress-Bitmuster (m) ein starr vorgegebenes Bereitschafts-Bitmuster (n) vorangeht.

   9. Bus-System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Bereitschafts-Bitmuster aus einer lückenlosen Folge von (n-2) H-Bit-Potentialen, gefolgt von einem Bit-Potentialwechsel L-H, besteht; mit H = HIGH-Potential und L = LOW-Potential.

   1o. Bus-System nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Adress-Leitung (1o2) zwischen dem Ende eines Adress-Bitmusters (m) und dem Beginn des nächstfolgenden Bereitschafts-Bitmusters (n) ein Warte-Bitmuster (r) in Form von konstantem L-Potential gegeben ist.

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   11. Bus-System nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Status-Leitung (1o3) wenigstens während Anstehens des Adress-Bitmusters (m)
   auf der Adress-Leitung (1o2) ein Bereitschafts-Bitmu-

   ster (v) mit konstantem L-Potential führt.

   12. Bus-System nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Status-Leitung (Io3) vor einem Status-Bitniuster (r) ein Bereitschafts-Bitmuster

   (v) führt, das mit einem Vorlauf-Bit mit stets H-Potential endet.

   13· Bus-System nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Status-Leitung (1o3) das Status-Bitmuster (r) endet, ehe auf der Adress-Leitung (1o2) das nächstfolgende Adress-Bitmuster (m) beginnt*

   14. Bus-System nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß stets mit Η-Potential belegte Bits der Bitmuster (Bereitschafts-Bitmuster n) auf der Adress-Leitung (1o2), die keine Adress-Informationen (a) enthalten,, von den Ausgängen eines Ringzählers (112) angesteuert sind, der von den Taktimpulsen (t) weitergeschaltet und mit diesen abgefragten Ausgängen über ein ODER-Gatter (113) auf die Adress-Leitung (1o2) geschaltet ist.

   15. Bus-System nach einem der vorangehenden Ansprüche, da-

   durch gekennzeichnet, daß für die Dekodierung der Adressinformation (a) und der Status-Information (s) eine
   Serien-Parallel-Umsetzung (118) vorgesehen ist, die
   über jeweils ein Vorlauf-Bit unmittelbar vor dem Adress-Bitmuster (m) bzw. dem Status-Bitmuster (r) selbst-

   35 gesteuert ist.

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   16. Bus-System nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß bestimmte der Stationen (1o6) bestimmten Teilen des Status-Bitmusters (r) zugeordnet sind.

   17o Bus-System nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für die Kodierung und für die Dekodierung eine fortlaufende Folge von Taktimpulsen (t) vorgesehen ist, deren Fulsfolgefrequenz das Doppelte der Bit-Frequenz auf den Adress- und Status-Leitungen (1o2, 1o3) beträgt.