DE3119394A1 - Rechnernetz - Google Patents

Description

73-

Anmelder:

Data General Corporation Westboro, Massachusetts V.St.A.

Stuttgart, den 13.4.1981 P 4041 R-Pi

Vertreter:

Kohler-Schwindling-Späth Patentanwälte
Hohentwielstraße 41 7000 Stuttgart 1

Rechnernetz

Die Erfindung betrifft im allgemeinen Rechnernetze und mehr im einzelnen Rechnernetzte der Art,bei denen eine Mehrzahl von geographisch verbeil Lan RechnerStationen
für den Verkehr zwischen den Stationen durch einen einzigen bidirektionalen Bus miteinander verbunden sind.

In den letzten Jahren wurde eine .Anzahl von unterschiedlichen Typen von Rechnernetzen vorgeschlagen und in einigen Fällen tatsächlich ausgeführt, bei denen eine Mehrzahl von geographisch verteilten Rechnerstationen miteinander verbunden sind, entweder für Zwecke des Informationsaustausches oder um gemeinsam dem System gestellte Aufgaben von unterschiedlichen Orten aus zu lösen, oder um eine Datenspeichereinrichtung bei einer der Rechnerstationen gemeinsam zu benutzen. Wenn bei dem Fetz die Rechnerstationen relativ dicht benachbart sind, d.h. einen gegenseitigen Abstand von ungefähr 1 km haben, wii-d das Wetz oft als lokales Rechnernetz bezeichnet.

Bei einer Art eines lokalen Rechnernetzes sind die Rechnerstationen durch einen einzigen bidirektionalen Bus miteinander verbunden, der von den Staionen in einer Nachrichten- oder Paket-Yerteilungs-Betriebsart benutzt wird. Einer der Vorteile des Netzwerkes mit einem einzigen bidirektionalen Bus sind seine geringen Kosten, daß es insgesamt einfach ist, und die Möglichkeit, daß leicht Rechnerstationen hinzugefügt oder entfernt werden können, wenn dies gewünscht oder gefordert wird. Bei dem bidirektionalen Netz mit einem einzigen Bus erfolgt der gesamte Verivehr von Station zu Station, einschließlich von Status- und Steuersignalen über den Bus. Eine Nachricht kann von jeder beliebigen mit dem Bus vei'bundenen Rechnerstation gesendet werden und sie kann durch jede andere mit dem Bus verbundene Rechnerstation empfangen werden. Jedoch kann zur gleichen Zeit über den Bus nur eine einzige Nachricht übertragen werden. Palis zwei oder mehr Rechnerstationen versuchen, Nachrichten über den Bus zur gleichen Zeit auszusenden, kollidieren die Nachrichten und gehen verloren. Zusätzlich können die kollidierenden Nachrichten eine neue Nachricht schaffen,

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die von allen ursprünglichen nachrichten verschieden ist. Die neue Nachricht kann durch den beabsichtigten Empfänger einer der ursprünglichen Wachrichten enipfangen v/erden, oder sogar von einer Rechners bat ion, die nicht als Empfänger einer der ursprünglichen Nachrichten vorgesehen war. Daher ist es beim Betrieb eines Netzwerkes mit einem einzigen bidirektionalen Bus notwendig, dab der Zugriff von den Reehnerstalioiuiii zum Bus kontrolliert; wird.

Es wurde eine Anzahl von unterschiedlichen Verfahren geschaffen, um den Zugriff zum Bus in einem Netz mit einem einzigen bidirektionalen Bus zu kontrollieren. Soweit bekannt ist, wurde jedoch !rein Verfahren entworfen, das sich hinsichtlich seiner Leistung vollständig bewährt hat.

Bei einem bekannten Verfahren, das als Auswahlverfahren bekannt ist, hat eine Rechnerstation nur dann die Möglichkeit für einen Zugriff zum Bus, wenn ihr ein Signal gegeben worden ist, daß sie mit dem Zugriff an der Reihe ist. Bei einer Klasse von dieses Verfahren benutzenden Netzen werden die Signale, aie die Rechner steuern, durch eine zentrale Steuereinheit erzeugt und dann zu den verschiedenen RechnerStationen durch eine Daisy-Chain-Anordnung, durch eine Aufrufanordnung (Polling) oaer durch eine Anordnung übertragen, ο ie als "unabhängige Anforderungen" (independent-requesis)bekannt ist. Bei einer anderen Klasse von dieses Vex'fahren benutzenden Netzen ist keine zentrale Steuereinhei vorgesehen. Statt dessen ist die Steuerlogik gleichmäßig unter den Rechnerstationen verteilt. Die Steuersignale, die durch die Rechnerstationen erzeugt werden, werden von der einen zur anderen durch daisy-chaining, Aufruftechnik oder durch

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unabhängige Anforderungen übertragen. Das hauptsächliche Problem bei der Auswahltechnik für die Steuerung det'. Zugriffs besteht darin, daß das Wetz vollständig von der Tätigkeit einer einzigen Einheit abhängig ist. Wenn das Netz eine zentrale Steuereinheit enthält und die zentrale Steuereinheit ausfällt, kann das Netz nicht arbeiten. Wenn das Netz keine zentrale Steuereinheit aufweist und die zur Zeit die Steuerung wahrnehmende Rechnerstation ausfällt, kann das Netz nicht arbeiten.

Bei einem anderen bekannten Verfahren, das als Verfahren des wahlfreien Zugriffs (random access) bekannt ist, muß eine Rechnerstation, die Zugriff sum Bus wünscht, nicht warten, bis sie angesteuert wird, sondern sie überwacht einfach den Bus auf seine Tätigkeit. Wenn Tätigkeit oder Aktivität vorhanden ist, wartet die Rechnerstation. Wenn keine Tätigkeit während eines vorbestimmten Zeitintervalls vorhanden ist, nimmt die Rechnerstation an, daß der Bus frei ist, und überträgt ihre Nachricht. Das Problem bei diesem Verfahren besteht darin, daß wegen des grundsätzlichen Zusammenhanges zwischen Zeit und Raum, daß "man zu einem gegebenen Zeitpunkt nicht an mehr als einem Platz sein kann", zwei (odex* mehr) Rechnerstationen zu der Schlußfolgerung, daß der Bus frei ist, zu ungefähr der gleichen Zeit kommen können und gleichzeitig zum Bus Zugriff nehmen. Wenn dies eintritt, kollidieren die zwei Nachrichten und gehen verloren.

Wieder bei einem anderen als Reservierungsverfahren bekannten Verfahren gibt eine Rechnerstation, die wünscht, eine Nachricht au übe pt ΐ'.υρ;ππ, eine Anforderung; hiupfiir ab und empfängt, dann eine in der Zukunft liegende Zeit, während der sie ihre Nachricht übertragen kann. Die Hauptprobleme bei diesem Verfahren bestehen daxün, daß

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es von der Operation der Einheit, durch die die Anforderungen gemacht werden müssen, abhängt, und daß es relativ langsam ist.

Wie man sieht, leidet das Auswahlverfahren daran, daß die kontinuierliche Tätigkeit des Netzes von einer einzigen Einheit abhängig ist, das Verfahren des wahlfreien Zugriffs leidet daran, daß Kollisionsmöglichkeiten bestehen, und das Reservierungsverfahren leidet daran, daß es relativ langsam ist und daß die kontinuierliche Tätigkeit des Netzes von einer einzigen Einheit abhängt.

Eine genauere Diskussion der obengenannten Verfahren kann in einem Aufsatz von E.G. Luczak unter dem Titel Global Bus Computer Communication Techniques , erschienen in I.E.E.E. 1978 gefunden werden.

Für viele vorgesehene und aktuelle Anwendungsfälle wird ein Netz mit einem einzigen Bus benötigt, das nicht nur einen Nachteil auf Kosten der Entstehung eines anderen vermeidet oder verringert, sondern das vielmehr keines der obengenannten Probleme oder der genannten Beschränkungen aufweist. Die vorliegende Erfindung schafft ein solches Netz.

Ein Rechnernetz, das entsprechend dieser Erfindung aufgebaut ist, weist einen einzigen bidirektionalen Bus und eine Mehrzahl von Rechnerstationen auf. Jede Rechnerstation weist einen Rechner und eine Adaptereinheit auf. Jede Adaptereinheit weist einen Leitungsaktivitätsanzeiger zum Überwachen des Busses auf Aktivität auf, einen Zeitgeber zum Messen der Zeit der Inaktivität auf dem Bus, eine Einrichtung zum Erzeugen von Impulsen, eine Steuerlogik und eine Interfacelogikschaltung.

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Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, daß sie ein neues und verbessertes Rechnernetz schafft.

Ein weiterer Torteil der Erfindung besteht darin, daß sie ein neues und verbessertes Rechnernetz der Art schafft, bei der eine Mehrzahl von Rechnerstationen durch einen einzelnen Bus miteinander verbunden sind.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung'besteht darin, daß sie ein Rechnernetz schafft, in dem eine Mehrzahl von Rechnerstationen durch einen einzelnen Bus miteinander verbunden sind, und bei dem der Zugriff zum Bus durch eine Methode gesteuert wird, die vollständig zuverlässig ist.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß sie ein Rechnernetz schafft, bei dem eine Mehrzahl von Rechnerstationen durch einen einzelnen Bus miteinander verbunden sind, und bei dem der Zugriff zum Bus durch eine Methode gesteuert wird, die nicht von der Operation einer zentralen Steuereinheit oder einer Hauptrechnerstation abhängt, und das nicht Kollisionssituationen unterworfen ist.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß sie eine neue Methode schafft, um eine Mehrzahl von Rechne rstationen, die durch einen einzigen Bus miteinander verbunden sind, in die Lage zu setzen, unter sich selbst zu entscheiden, welche Rechnerstation die Steuerung des Busses vornehmen sollte.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß sie eine Adaptereinheit zum Verbinder einer Rechnerstation mit einem einzigen bidirektionalen Netz-Übertragungsbus und zum Steuern ihres Zugriffs zuu Bus schafft.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß sie eine neue und verbesserte phasenstarre Schaltung schafft.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Beschreibungen anhand der Zeichnung, aus der auch die Organisation und der Umfang der Erfindung besser verständlich werden. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Rechnernetzes;

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer der Adoptereinheiten des Rechnernetzes von Fig. 1;

Fig. 3 ein Blockschaltbild der Mikrosteuerung der Adaptereinheit von Fig. 2;

r^ Fig. 4· eine schematische Schaltung des in der Adaptereinheit der Fig. 2 gezeigten Steuerspeichers;

Fig. 5A eine schematische Darstellung des Befehlszählers der in Fig. 3 gezeigten Mikrosteuerung;

Fig. 5B ist eine schematische Darstellung des Befehlsdecoders der in Fig. 3 gezeigten Mikrosteuerung;

Fig. 5C ist eine schematische Darstellung des unmittelbaren Registers der in Fig. 3 gezeigten Befehlssteuerung;

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Fig. 5 D ist eine schematische Darstellung des

Quellendecoders der in Fig. 3 gezeigten Mikro steuerung;

Fig. 5 E ist eine schematische Darstellung des Zieldecoders in der in Fig. 3

gezeigten Mikrosteuerung;

Fig. 5 F ist eine schematische Darstellung der Tergleichsschaltung in der in Fig. 3 gezeigten Mikrosteuerung;

Fig. 5 G ist eine schematische Darstellung der Änderungsschaltung in der in Fig. 3 gezeigten Mikrosteuerung;

Fig. 5 H ist eine Darstellung des Multiplexers in der in Fig. 3 gezeigten Mikrosteuerung;

Fig. 5 I ist eine schematische Darstellung des Zwischenregisterspeichers der in Fig. gezeigten Mikrosteuerung;

Fig. 5 J ist eine schematische Darstellung des Inkrementors in der in Fig. 3 gezeigten Mikrosteuerung;

Fig. 5 K isb eine schematische Darstellung des Impulsdecoders in der in Fig. 3 gezeigten Mikrosteuerung;

Pig. 6 ist eine schein at is ehe Darstellung des

Adressspeichers in der Adaptereinheit in . 2;

Fig. 7 ist eine schematische Darstellung des Digitalschalters in der Adaptereinheit in Pig. 2;

Fig. 8 ist eine schematische Darstellung der Relaisschaltung der Adaptereinheit in Fig. 2;

Fig. 9 ist eine schematische Darstellung der Treiberschaltung der Adaptereinheit in Fig. 2;

Fig. 10 ist eine schematische Darstellung der

Empfängerschaltung in der Adaptereinheit in Fig. 2;

Fig. 11 ist eine schematische Darstellung des Leitungsaktivitätsindikators in der Adaptereinheit in Fig. 2;

Fig. 12 ist eine schematische Darstellung des Hachrichtendetektors in der Adaptereinheit in Fig. 2;

Fig. 13 ist eine schematische Darstellung der Schreibschaltung in der Adaptereinheit in Fig. 2;

Pig. 14 ist eine schematische Darstellung der digitalen phasenstarren Schleife und des Datenseparators in der Adaptereinheit in Fig. 2;

Fig. 15 ist eine schematische Darstellung der Leseschaltung in der Adaptereinheit in Fig. 2; und

Fig. 16 ist ein Zustanddiagramia, das die von der Adaptereinheit ausgeführten Subroutinen zeigt.

Bei der vorliegenden Erfindung ist ein Rechnernetz vorgesehen, in dem eine Mehrzahl von geographisch verteilten Rechnerstationen durch einen einzigen bidirektionalen Bus miteinander verbunder: sind, der von den Rechner Stationen, die Nachrichten, Steuersignale und Statussignale übertragen müssen, benutzt wird und bei dem der Zugang zum Bus durch die RechnerStationen selbst durch eine bei jeder Rechnerstation angeordnete Adaptereinheit gesteuert wird. Die Adaptereinheiten sind gemeinsam mit einem Prozeß befaßt, bei dem ein und mir ein Mitglied der im Nachrichtenaustausch stehenden Gruppe dynamisch ausgewählt wird, um die Steuerung des Busses zu übernehmen. Zu jeder Zeit veranlaßt das NichbVorhandensein der Steuerung des Busses die Auswahl einer Adaptereinheit aur übernähme der Steuerring. Das Ergebnis des Auswahlverfahrens ist hundertprozentig sicher.

Das Rechnemetz weist keine zentrale Steuereinheit auf und arbeitet ohne Konkurrenz. Das Netz ist ohne zentrale Steuereinheit in dem Sinn, daß es nicht die Verwendung

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einer zentralen Steuereinheit notwendig macht und nicht zu irgendeiner Zeit von der Tätigkeit irgendeiner speziellen Adaptereinheit abhängig ist, um ständig arbeiten zu können. Das Netz ist ohne Konkurrenz in dem Sinn, daß zu keiner Zeit zwei oder mehr Adaptex'einheiten gleichzeitig zum Bus Zugriff nehmen, um Nachrichten zu senden.

Zusätzlich zum Koordinieren des Zugriffs zum Bus dient jede Adaptereinheit auch als Interface zwischen dem Bus und dem Rechner, der an ihrer Rechnerstation angeordnet ist.

Die Adaptereinheiten steuern den Zugriff zum Bus in der folgenden Weise.

Jeder Adaptereinheit ist eine eindeutige Nummer zugewiesen.

Wenn das Netz in normaler Weise läuft, wird die Steuerung des Busses kontinuierlich von einer aktiven Adaptereinheit zu einer anderen in numerischer Reihenfolge weitergegeben; dabei übergibt jede Adaptereinheit die Steuerung an diejenige Adaptereinheit, die die nächst höhere zugex^iesene Nummer trägt, und die Adaptereinheit mit der höchsten zugewiesenen Kummer übergibt die Steuerung an die Adaptereinheit mit der niedrigsten zugewiesenen Nummer. Die aktiven Adaptereinheiten machen periodisch Abfragen, um festzustellen, welche mit dem Bus verbundenen Adaptereinheiten in Betrieb sind, und um dann, falls erforderlich, Änderungen in der Anordnung der Übergabe der Steuerung zu machen. Während eine Adaptereinheit die Steuerung innehat, überträgt sie eine

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Nachricht oder sendet Zustands- oder Steuersignale über den Bus aus. Somit ist der Bus ständig aktiv, wenn das Fetz in normaler V/eise läuft.

Falls aus irgendeinem Grund auf dem Bus über ein vorbestimmtes Zeitintervall hinaus keine Aktivität vorhanden sein sollte, treten alle Adaptereinheiten, die diesen Zustand feststellen, in einen Auf;wahlmodus ein, um unter sich zu entscheiden, welche Adaptereinheit die Steuerung übernehmen sollte und die Aktivität wieder beginnen sollte. Das Fehlen von Aktivität kann das Ergebnis eines Ausfalles einer Adaptereinheit sein, während sie die Steuerung innehat, oder es kann das Ergebnis eines einfachen Einschaltens des Hetzes entweder beim ersten Mal oder nach einem totalen Stromausfall sein. Bei dieser Auswahl sendet jede teilnehmende Adaptereinheit einen Impuls über den Bus und überwacht dann den Bus während einer Zeitperiode, die direkt proportional ihrer eindeutigen Nummer ist. Falls eine teilnehmende Adaptereinheit Aktivität vor dem Ablauf ihrer speziellen Überwachungsperiode feststellt, hat sie die Auswahl verloren. Falls eine nicht teilnehmende Adaptereinheit den von irgendeiner teilnehmenden Adaptereinheit ausgesendeten Impuls vor dem Ablauf des vorbestimmten Zeitintervalles feststellt, wird sie nicht ein Teilnehmer, weil sie nicht die Grundvoraussetzung zum Teilnehmen bei der Auswahl erfüllt hat. Die erste teilnehmende Adaptereinheit, die innerhalb ihrer speziellen Überwachungsperiode keine Aktivität feststellt, ist der Gewinner der Auswahl und sendet einen weiteren Impuls über den Bus aus, der bewirkt, daß alle übrigen teilnehmenden Adaptereinheiten die Aktivität vor dem Ablauf ihrer entsprechenden Zeitperioden feststellen und Verlierer bei der Auswahl werden. Wie man

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sieht, ist der Gewinner der Auswahl immer die teilnehmende Adaptereinheit mit der niedrigsten zugewiesenen Nummer, weil diese Adaptereinheit den Bus auf Inaktivität immer während der kürzesten Zeitperiode überwacht. Wie man weiterhin sieht, gibt es immer nur einen einsigen Gewinner, v/eil der zweite Impuls bewirkt, daß alle anderen teilnehmenden Adaptereinheiten Verlierer werden.

Nachdem die Adaptereinheit,die die Auswahl gewonnen hat, die Steuerung über den Bus übernimmt, veranlaßt sie einen Konfigurationszyklus, um die numerische Reihenfolge zu bestimmen, in der die Steuerung unter den aktiven Adaptereinheiten weitergegeben wird.

Wie man sieht, hängt die Methode nicht von der 'fätigkeit irgendeiner individuellen Rechnerstation oder einer zentralen Steuereinheit ab und ist nicht Kollisionssituationen unterworfen.

Jede Adaptereinheit weist einen Adressspeicher zum Halten ihrer eindeutigen zugeordneten Nummern auf, ein Register "nächste Adaptereinheit^l! zum Halten der Adresse der aktiven Adaptereinheit mit der nächsten numerischen Nummer, einen Leitungsaktivitätsindikator zum liberwachen des Busses auf Aktivität, ein Zeitglied zum Zeitmessen, um Impulse zu erzeugen, die während des AuswahlVerfahrens über den Bus ausgesendet werden. Jede Adaptereinheit enthält außerdem eine Mikrosteuerung zum Steuern der Ox>erationen der Adaptereinheit und eine Interfaceschaltung zum Verarbeiten der vom Bus her empfangenen Baten in eine Form, die sum Verarbeiten durch ihren zugeordneten Rechner geeignet ist, und zum Verarbeiten von Daten, die sie von ihrem zugeordneten Rechner her empfangen hat, in eine Form, die zur

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Übertragung über den Bus geeignet ist.

Die grundlegenden Regeln des Protokolls, durch das die Steuerung von einer Adaptereinheit zu einer anderen übergeben wird, sind folgende:

1. Jeder Adaptereinheit ist eine unterschiedliche Nummer zugeordnet.

2. Nur eine Adaptereinheit, die von dem Netz als _Wi_ die Steuerung des Busses innehabende Adaptereinheit bestimmt worden ist, kann eine Übertragung veranlassen.

3. Nach einer Übertragung übergibt die die Steuerung ausübende Adaptereinheit die Steuerung an die aktive Adaptereinheit mit der nächsthöheren Nummer, oder im Falle der Adaptereinheit mit der höchsten Nummer an die Adaptereinheit mit der niedrigsten Nummer.

4. Es werden durch die Adaptereinheiten periodisch Abfragen ausgeführt, um Adaptereinheiten zu berücksichtigen, die den Bus verlassen und zum

v.„ Bus kommen.

5. Während eine Adaptereinheit die Steuerung innehat, kann sie eine Datenverbindung zwischen sich selbst und anderen Adaptereinheiten einrichten, falls sie von ihrem Rechner eine derartige Anweisung erhält.

6. Falls die Aktivität auf dem Bus während einer vorbestimmten Zeitdauer aussetzt, wird eine Auswahl von den Adapüereinheiten vorgenommen, JIe diesen Zustand feststellen, um eine und nur eine Adaptereinheil; zur Aufnahme der Steuerung auszuwählen.

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Die spezielle Zeitdauer, innerhalb der auf dem Bus Inaktivität vorhanden sein muß, um eine Auswahl zu veranlassen, wird durch folgende Formel α abgedrückt;:

T₁ ϊ Έ χ Λ

Hierbei ist:

T. = das Zeitintervall der Inaktivität;

N = die maximale Anzahl der iechner-

Stationen, die von dem Bus bedient werden können;

Λ = 2 λ;
λ » l/v;

1 = die größte Entfernung zwischen irgend zwei mit dem Bus verbundenen Rechenstationen; und

ν = die Ausbreitungsgeschwindigkeit der elektrischen Wellen auf dem Bus.

Inaktivität des Busses kann aus irgendeinem Grund verursacht werden, z.B. durch das erstmalige Einschalten, das Einschalten nach einem Stromausfall oder durch den Fehler einer Rechnerstation, während sie die Steuerung oder Kontrolle innehat. Was auch immer die Ursache sei, immer dann, wenn Inaktivität auf dem Bus während eines Zeitintervalls ^ (oder größer) vorhanden ist, treten alle diesen Zustand erkennenden Adaptereinheiten in einen Auswahlmodus ein.

Beim Auswahl-Modus oder-Betriebszustand wird jede Adaptereinheit, die eine Inaktivität während eines Zeitintervalls 'I^ gemessen hat, ein Teilnehmer und sendet einen einzelnen Impuls P^ über den Bus aus. Jede Adaptereinheit,

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die den Impuls P. feststellt, bevor ihre eigene Zeitperiode '£* abgelaufen ist, nimmt an der Ausvahl nicht teil, weil sie nicht während des erforderli<hen Zeitintervalls die Inaktivität beobachtet hat. lie Breite des Impulses P^ ist mindestens gleich JL, um sicherzustellen, daß irgendwelche Impulse, die durch Teilnehmer im .Anschluß an den ersten Teilnehmer ausgesendet werden, den vom ersten Teilnehmer ausgesendeten Impuls überlappen.

Nach dem Aussenden eines Impulses P_x, über den Bus überwacht jede teilnehmende Adaptereinheit den Bus auf Aktivität während eines Zeitintervalle T₂, wobei

T₂ = Δ χ n; und

η = die zugewiesene eindeutige Nummer der speziellen Adaptereinheit

Falls eine Adaptereinheit Aktivität feststellt, bevor ihre spezielle Überwachungsperiode abgelaufen ist, hat sie die Auswahl verloren. Die erste Adaptereinheit, deren Zeitperiode T₂ abläuft, ohne Aktivität auf dem Bus festzustellen, ist der Gewinner der Auswahl und sendet einen anderen Impuls Pp über den Bus aus. Dor Impuls Pp bewirkt, daß alle übrigen Adaptereinheiten Aktivität vor Ablauf ihrer entsprechenden Zeitperioder. T₂ feststellen und somit ebenfalls Verlierer bei der Auswahl werden. Somit ist diejenige Adaptereinheit, die den zweiten Impuls aussendet, der einzige Gei\^rinner. Wie man feststellen kann, wird der Gewinner immer die Adaptereinheit mit der niedrigsten Zahl η sein. Die Breite des Impulses P₂ wird geeignet gewählt.

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Wenn beispielsweise die größte Zahl von Rechnerstationen, die mit dem Bus verbunden werden kann, sechzehn ist, und wenn tatsächlich fünf Rechnerstationen mit dem Wetz verbunden sind, die zugeordneten Nummern der Logikeinheiten in den RechnerStationen 2, 5, 6, 7 und 11 sind, die Entfernung zwischen den entferntesten zwei von den sechzehn Rechnerstationen ein Kilometer ist und die Ausbreitungsgeschwindigkeit der elektrischen Wellen über den Bus

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2 χ 10 cm/sec ist, dann ist:

Τ1	β 160	»	cm
N	= 16	/XS5	cm/sec:
λ	= 5	/ιε 5
A	= 10	000
1	= 100	1010
ν	= 2 χ

P^ = 5 /is; und

T₂ ⁼ 20 ^s für die Adaptereinheit Nr. 2;

To = 50 p.s für die Adaptereinheit Nr. 5;

Ϊ£ = 60 jas für die Adaptereinheit Nr. 6;

Tp = 70 μ3 für die Adaptereinheit Nr. 7 und

T₂ = 110 jms für die Adaptereinheit Nr.

Es wird nur auf Fig. 1 Bezug genommen. Dort ist ein Rechnernetz dargestellt, das entsprechend der Lehre dieser Erfindung aufgebaut ist und allgemein durch das Bezugszeichen 11 bezeichnet ist.

Das Rechnernetz 11 weist eine Mehrzahl von räumlich getrennten Rechnerstationen 12 auf, die einzeln mit dem Bezugszeichen 12-1, 12-2, 12-3, 12-4 und 12-5 bezeichnet

sind; die gezeigte spezielle Anzahl der Rechnerstationen dient nur für Zwecke der Erläuterung. Die iiechnerstationen 12 sind durch einen einzigen Übertragungsbus 13 miteinander verbunden, der elektrisch ununterbrochen und bidirektional, also in zwei Richtungen wirksam ist. Der Bus 13 kann beispielsweise in Form eines Koaxialkabels oder eines verdrillten Paares von Drähten oder einer optischen Verbindung aufgebaut sein.

Jede Rechner station weist eine Adaptereinheit 14- und einen Rechner 15 auf. Die Adaptereinheiten 14 sind einzeln mit 14-1, 14-2, 14-3, 14-4- und 14-5 bezeichnet, und die Rechner 15 sind einzeln mit 15-I, 15-2, 15~3, 15-4 und 15-5 bezeichnet. Jeder Rechner 15 ist mit seiner zugeordneten Adaptereinheit 14 durch eine Busleitung 16 verbunden,und jede Adaptereinheit ist mit dem Bus 13 durch eine Leitung 17 verbunden.

Die Rechner 15 können intelligente Anzeigegeräte, durch Rechner betriebene Fernschreiber, durch Rechner betriebene Speichereinrichtungen oder andere Arten von intelligenten datenverarbeitenden Geräten sein und können sich in ihrer Form von Station zu Station unterscheiden. Die spezielle Form des Rechners 15 an jeder Station kann frei gewählt werden. Jeder Rechner 15 ist in der Lage, als unabhängiges Datenverarbeitungsgerät zu arbeiten. Jeder Rechner 15 ist ebenfalls in der Lage, mit irgendeinem der anderen Rechner 15 über den Bus 13 Nachrichten auszutauschen. Die Adaptereinheiten 14 sind funktionell gleich. Jede Adaptereinheit 14 dient als ein Interface oder eine Schnittstelle zwischen ihrem zugeordneten Rechner 15 und dem Bus 13. Zusätzlich koordinieren die Adaptereinheiten 14 gemeinsam den Zugriff zum Bus 13.

In Fig. 2 sind in einem Blockschaltbild die Einzelheiten der Adaptereinheit 14 dargestellt.

Dort ist eine Empfangsschaltung 200 zum Empfangen vor ankommenden Signalen vom Bus 13 vorgesehen, und eine Treiberschaltung 300 zum Übertragen von Ausgangssignalen zum Bus 13· Die Empfangsschaltung 200 übersetzt die vom Bus 13 ankommenden Analogsignale in digitale Pegel, während die Treiberschaltung 300 die abgehenden Digitalsignale in analoge Pegel umsetzt. Der Eingang der Empfangsschaltung und der Ausgang der Treiberschaltung 300 sind mit einem Verbindungspunkt 21 verbunden, der mit einer Seite einer Relaisschaltung 400 verbunden ist. Die andere Seite der Relaisschaltung 400 ist mit dem Bus I3 durch die Leitung verbunden. Wenn die Relaisschaltung 400 offen ist, sind die Empfangsschaltung 200 und die Treiberschaltung 300 elektrisch vom Bus '13 abgetrennt, und wenn die ReI als schaltung 400 geschlossen ist, sind die Empfangsschaltung 200 und die Treibex»- schaltung 300 elektrisch mit dem Bus I3 gekoppelt. Die Relaisschaltung 400 wird durch einen digitalen Schalter 5OO angesteuert, dessen Schaltzustand durch Signale gesteuert wird, die von einer MikroSteuerung 600 her über ein Paar von Leitungen 22 empfangen werden. Aus Gründen der übersichtlichen Darstellung ist das Paar der Leitungen 22 als einzelne Leitung gezeichnet.

Die MikroSteuerung 600 empfängt ihren Befehl von einem Steuerspeicher 700, der mit der Mikrosteuerung 600 durch eine Gruppe von 16 Leitungen 23 und eine Gruppe von 10 Leitungen 24 verbunden ist. Der klaren Darstellung wegen sind beide Gruppen von Leitungen 23 und 24 als einzelne Leitungen gezeichnet. Die von der MikroSteuerung 600 ausgeführten Funktionen schließen das Erzeugen von Steuersignalen für bestimmte der anderen Einheiten innerhalb der Adaptereinheit 14 ein, außerdem das Interpretieren von Status- oder Bedienungs-Signalen, die von anderen Einheiten innerhalb der Adaptereinheit 14 empfangen werden, und das Bewegen von Datensignalen zwischen verschiedenen Einheiten in der Adaptereinheit 14- und sich selbst.

Die MikroSteuerung 600 ist mit einem 8-Bit-Bidirektionalbus 25 verbunden. Ebenfalls mit dem Bus 25 verbunden sind ein Adreßspeicher 800, eine Schreibschaltung 900, eine Leseschaltung 1000 und ein Paar von Datenaustauschregistern 1100 und II50. Der Adreßspeicher 800 enthält die 8-Bit-Zahl, die die eindeutige zugeordnete Nummer der speziellen Adaptereinheit 14 ist. Diese Nummer wird auf den Bus 25 gegeben, wenn der Adreßspeicher 800 die Anweisung hierzu durch die MikroSteuerung 600 über eine Leitung 26 erhält. Die Datenaustauschregister 1100 und 1150 übertragen Daten zwischen dem Bus 25 und dem Rechner 15 auf Signale hin, die von der MikroSteuerung 600 über Leitungen 27 bzw. 28 gesendet wurden. Die Schreibschaltung 9OO empfängt parallele Daten vom Bus 25 und wandelt die Daten in eine serielle Form um. Die Schreibschaltung 900 wird durch Signale gesteuert, die von der

MikroSteuerung 600 über eine Gruppe von vier Leitiingen 29 gesendet werden. Aus Gründen der Deutlichkeit ist die Gruppe von vier Leitungen als eine einzige Leitung gezeichnet. Statussignale, die der Mikrosteuerung 600 mitteilen, ob ein Byte benötigt wird oder nicht, werden zur Mikrosteuerung 600 von der Schreibschaltung 900 über eine Leitung 30 gesendet. Die Leseschaltung 1000 wandelt serielle Daten in parallele Daten um, informiert die Mikrosteuerung 600, wenn ein Byte verfügbar ist, über eine Leitung 50, und gibt die parallelen Daten auf den Bus 25, wenn sie hierzu durch ein Signal von der Mikrosteuerung 600 über eine Leitung 5'¹ die Anweisung erhielt.

Der Ausgang der Schreibschaltung 900 ist mit dem Eingang der Treiberschaltung 300 durch einen positiven Kanal y\ und einen negativen Kanal 32 verbunden. Die Schreibschaltung 900 enthält ein mit dem positiven Kanal 31 verbundenes Element 1200, das in bestimmten Fällen verwendet wird, um einen einzelnen Impuls auf Signale hin zu erzeugen, die von der Mikrosteuerung 600 über eine der Leitungen 29 empfangen werden.

Der Ausgang der Empfangsschaltung 200 ist mit dem Eingang einer digitalen phasenstarren Schleife und eines Datenseparators 13OO durch eine Leitung 33 verbunden. Ebenfalls mit der Leitung 33 verbunden sind ein Leitungsaktivitätsindikator 1400 und ein Nachrichtendetektor I5OO. Die digitale phasenstarre Schleife und der Datenseparator I3OO trennt die von der Empfangsschaltung 200 her empfangenen

Daten in Takt- und Datenimpulse und sendet die getrennten Signale zur Leseschaltung 1000 entlang einzelner Leitungen 34- und 35· Der Leitungsaktivitätsindikator 1400 überwacht die Aktivität der Leitung 33· Signale, die die Anwesenheit oder Abwesenheit von Aktivität anzeigen, werden zur Mikrosteuerung 600 über eine Leitung 36 gesendet, und Steuersignale zum Steuern des Leitungsaktivitätsindikators 14-00 werden von der Mikrosteuerung 600 über eine Leitung 37 gesendet. Der Nachrichtendetektor 1500 stellt die Anwesenheit einer Nachricht (das ist eine Mehrzahl von Pegelübergangen innerhalb einer gegebenen Zeitperiode) auf der Leitung 33 fest und teilt diesen Zustand der Mikrosteuerung 600 über eine Leitung 38 mit.

So werden vom Bus 13 eintreffende Signale, die in serieller Form und mit analogen Pegeln vorliegen, in digitale Pegel durch die Empfangsschaltung 211 umgeformt, in Takt- und Datensignale durch die digitale phasenstarre Schleife und den Datenseparator I3OO getrennt, in parallele Form durch die Leseschaltungen 1000 umgewandelt und dann auf den Bus 25 gegeben, während abgehende Signale vom Bus 25, die in paralleler Form und mic digitalen Pegeln vorliegen, durch die Schreibschaltung 900 in serielle Form umgewandelt werden, durch die Treiberschaltung 300 in analoge Pegel umgewandelt werden und dann zum Bus 13 übertragen werden.

Es wird nun auf Fig. 3 Bezug genommen, \io ein Blockschaltbild der Mikrosteuerung 600 gezeigt ist. Wie man s-.ieht,

enthält die MikroSteuerung 600 einen Befehlszähler 610, einen Befehlsdecoder 620, ein unmittelbares Register 6350, einen Quellendecoder 640, einen Zieldecoder 650, eine Vergleichsschaltung 660, eine Änderungsschaltung 6?0, einen Multiplexer 680, einen Zwischenregisterspeicher 690, einen Incrementor 61ΊΟ und einen Impulsdecoder 6120. Die Funktionen dieser Komponenten und die Art, in >.er diese Komponenten miteinander verbunden sind, wird im einzelnen in Verbindung mit den Fig. 5 A bis 5L unten be-"~" schrieben.

Die Einzelheiten der MikroSteuerung 600 und des Steuerspeichers 700 sind in Fig. 4 und 5A bis 5L gezeigt. In Fig. 4 und 5A bis 5L ebenso wie in den Figuren, die die Einzelheiten anderer Komponenten in der Adaptereinheit 14 zeigen, erscheinen die Eingänge im allgemeinen auf der linken Seite der Komponenten und die Ausgänge erscheinen auf der rechten Seite der Komponenten. Steuerleitungen erscheinen im allgemeinen an der Oberseite und Unterseite der Komponenten. Eine Ausgangsleitung, die mit einer speziellen Bezeichnung versehen ist, soll so verstanden v/erden, daß sie mit einer Eingangsleitung verbunden ist, die dieselbe Bezeichnung trägt. Aus Gründen der Klarheit der Darstellung ist nicht jede Verbindung wörtlich beschrieoen und die volle Bedeutung und das Verständnis der Erfindung wird besser erreicht durch Bezugnahme auf die Zeichnungen, in denen die Leitungsbezeichnungen die Verbindungen deutlich zeigen.

3G

Der Steuerspeicher 700 enthält vier programmierbare 1K χ 4 - Lesespeicher 7IO, 720, 73O und 740. Jeder einzelne der Speicher kann durch ein integriertes Speicherchip Nr. 6353-1J gebildet sein.

Der Befehlszähler 610 enthält, wie man aus Fig. 5A sehen kann, drei Befehlszählerchips 611, 612 und 6I3, die in Serie geschaltet sind, und ein Verknüpfungsglied 614. Jedes einzelne der Befehlszählerchips kann ein Chip Nr. 74-S163 von Texas Instrument sein. Das Verknüpfungsglied kann 1/4 eines Chip Nr. 74S08 von Signetics sein. Jedes Chip enthält 4 Bits. Die Ausgangsleitungen LPAD2 bis LPAD11 der Befehlszählerchips 611 bis 613 sind mit jedem einzelnen der PROMS 710, 720, 730 und 740 verbunden. Der Befehlszähler 610 adressiert ständig die PROMS 7IO, 720, 73O und 740. Falls somit der Befehlszähler 610 ein Bitmuster von 200 liest, dann liest das Befehlszählerchip 601 O, das Befehlszählerchip 602 liest O und das Befehlszählerchip 603 liest 2. Entsprechend dem ausgeführten Befehl kann der Befehlszählerstand incrementiert werden oder vollständig oder teilweise modifiziert werden, entsprechend den Logikpegeln, die an den "Y"-Leitungen bei der Ausführung des Befehls anliegen. Die Leitungen YO, Y1, Y2 gehen auch zu dem Befehlsdecoder 620 (Fig. 5B), der alle Befehle aus den PROMS 710 bis 740 decodiert und diese Befehle über acht Leitungen «^LP0-LP7 ^ ausgibt.

BAD ORfGfNAL

Der Befehlsdecoder 620 kann ein Chip Nr. 74S138 von Texas Instrument sein. Vier unterschiedliche Kategorien von Befehlen können von dem Befehlsdecoder 620 ausgegeben werden. Es sind dies die Befehle Übertragen (move), der Impulsbefehl, der bedingte Sprung und der unbedingte Sprung.

Das unmittelbare Register 630 enthält ein Register 631, das ein Chip Nr. 7ALS244 von Motorola sein kann, und ein . Verknüpfungsglied 632, das 1/4 eines Chip Nr. 74S08 von Signetics sein kann. Als ein Teil des "übertragungsbefehls" wird das unmittelbare Register 630 (Fig. 5C) benutzt, um ein Datenbyte auf den Bus 25 zu bringen, dessen Quelle der Programmspeicher 700 (Leitungen YA bis Y11) ist.

Der Quellendecoder 640 (Pig. 5D), der ein Chip Nr. 74S138 von Texas Instrument sein kann, empfängt Eingangssignale von dem Steuerspeicher 700 über die Leitungen Y9 bis Y11, und gibt Signale über die Leitungen LPS0 bis LPS7 aus. Wenn der decodierte Befehl Übertragen 1 ist, wird der Quellendecoder 640 das Quellenfeld des Befehls decodieren und die ausgewählte Quellensteuerleitung niedrig halten. Jede Leitung LPS0 bis LPS7 bewirkt, daß ein Register, das zum Bus 25 ausgeben kann, seinen Inhalt ausgibt. Der Zieldecoder 650 (Fig. 5E) enthält ein Chip 651, das ein Chip Nr. 743138 von Texas Instrument sein kann, und ein Verknüpfungsglied 652, das 1/4 eines Chip Nr. 74S08 von Signetics sein kann. Der Zieldecoder 650 empfängt Eingangssignale von dem Steuerspeicher 700 über die Leitungen Y13 YI5 und gibt Ausgangssignale über die Leitungen LPD0 bis LPD7 aus. Falls der decodierte Befehl ein ÜBERTRAGEN ist, decodiert der Zieldecoder 650 das Zielfeld des Befehls und gibt einen Impuls auf die geeignete Zielsteuerleitung ab.

BAD ORIGINAL

Die Vergleichsschaltung 660 (Fig. 5F) enthält ein Register 661, einen 8-Bit-Komparator 662 und ein Verknüpfungsglied 663. Das Register 661 kann ein Chip Nr. 74LS374 von Signetics sein; der Komparator 662 kann ein Chip Nr. 25LS2521 von American Mico Devices sein; und das Verknüpfungsglied 663 kann 1/4 eines Chip Nr. 74S08 von Signetics sein. Der Komparator 662 vergleicht ein früher zum Register 661 üoertragenes Byte mit dem Byte, das auf dem Bus 25 zur Zeib der Ausführung eines bedingten Sprungbefehls erscheint. Das Ausgangssignal Eo des Komparators 662 ist LA=LB. Vena die verglichenen Bytes gleich sind, ist das Ausgangssignal Eo niedrig. Falls die verglichenen Bytes nicht gleich sind, ist LA=LB hoch. Das Ausgangssignal Eo des Komparators 662 wird in die Inderungsschaltung 670 durch den 8-zu-1-Multiplexer 680 geleitet.

Die Inderungsschaltung 670 (Fig. 5G) wird durch ein Flip-Flop 671 und ein ODER-Glied 672 gebildet. Das Flip-Flop 671 kann ein Chip Nr. 74-S74- von Texas Instrument sein, und das Verknüpfungsglied 672 kann 1/4 eines Chip Nr. 74S08 von Signetics sein. Der Multiplexer 680 kann ein Chip Nr. 74LSI5I von Texas Instrument sein. Der Multiplexer 680 (Fig. 5H) empfängt Eingangssignale von den Leitungen LPCO, LPC1, LPC2, LPC3, LPCT, LPC5, LPC6 und 0_A und wählt durch die an den Stiften SO, odar S1 und S2 über die Leitungen Y5, Γ6 und Y7 von dem Steuerspeicher 700 ankommenden Adressen aus, welches Signal am Ausgang am Stift 6 erscheinen wird. Auf diese Weise werden die Bedingungen geprüft. Dann wird, falls die spezielle Bedingung erfüllt wird, der Ausgang der Anderungsschaltung 670 (LPAMEND) niedrig und bewirkt, daß der Befehlszähler 611 seinen Wert in Verbindung mib den Werben Y12-Y15 ändert. Wenn die geprüfte Bedingung nicht erfüllt ist, wird der Befehlszähler 611 regulär inkrementiert.

Der Zwischenregisterspeicher oder Arbeitspufferspeicher 690 (Fig. 51) enthält die Adapterzustandsinformation, die nächste Adaptereinheit-Registernummer und alle Information, die sich auf das Senden und Empfangen von Funktionen bezieht. Der Arbeitspufferspeicher 690 enthält vier Speicher mit wahlfreiem Zugriff (HAMS) 691, 692, 695 und 694, einen Puffer 695» eine Pull-up-Widerstandsbank 696 und ein Verknüpfungsglied 697. Jeder RAM kann ein Chip Er. AM3101A von American Micro Devices sein, der Puffer 695 r- kann ein Chip Nr. 74LS240 von Motorola sein, und das Verknüpfungsglied 697 kann 1/4 eines Chip Nr. 74-LS08 von Texas Instrument sein. Jeder RAM ist mit 16 Worten zu 4 Bit organisiert. So liefern die RAMS insgesamt einen Arbeitspufferspeicher mit 32 Bytes. Der Puffer 695 wird benutzt, um den Inhalt der adressierten RAM-Stelle auf den Bus 25 zur Zeit der Ausführung des Übertragungsbefehls zu bringen, und wird durch das Verknüpfungsglied 697 aktiviert und abgeschaltet.

Der Inkrementer 6110 (Fig. 5J) enthält zwei Dreizustands-Auf wärt s/Abwärt s-Zähler 6111 und 6112, ein NICHi'-Glied 6113 und ein ODER-Glied 6114. Die Aufwärts/Abwärts-Zähler 6111 und 6112 können jeweils ein Chip Nr. AM25LS2569 von American Micro Devices sein, das NICHT-Glied 6113 kann 1/8 eines Chip Nr. 74LS240 von Motorola sein, und das ODER-Glied 6114 kann 1/4 eines Chip Nr. 74-S08 von Signetics sein.

Die Mikrosteuerung 600 kann (1) den Inhalt der Zähler 6111 und 6112 inkrementieren,(2) prüfen, ob die Inhalte gleich 0 sind, und (3) ein Byte in die Zähler 6111 und 6112 bringen. Somit ist der Inkrementer 6110 der Mechanismus, durch den die Mikrosteuerung 600 Ereignisse oder die Zeit zählen kann. Unter Verwendung des Inkrementers 6110 kann die Mikrosteuerung 600 Ereignisse zählen, beispielsweise eine

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Anzahl von Bytes, die übertragen oder empfangen werden, oder sie kann Zeit zählen, beispielsweise eine Zeitperiode der Inaktivität auf der Leitung 33_} um zu bestimmen, ob eine Auswahl vorgenommen werden sollte, oder die verwendete Zeitperiode ηΔ, itfährend die Adaptereinheit 14 im Auswahl-Betriebszustand ist.

Die Impulsdecodereinheit 6120 (Fig. 5K) enthält zwei Impulsdecoder 6121 und 6122. Jeder Impulsdecoder 6121 und 6122 kann ein Chip Ur. 74S138 von Texas Instrument sein. Der eine Impulsdecoder 6121 gibt Impulse über Leitungen LPPO bis LPP7 aus, während der andere Impulsdecoder 6122 Impulse über die Leitungen LPP8 bis LPPI5 ausgibt. Wenn der decodierte Befehl ein Impuls ist, decodiert die Impulsdecodereinheit 6120 das Impulsfeld des Befehls und gibt einen Impuls auf die geeignete Leitung (LPPO bis LPPI5) aus.

Unter Bezugnahme auf Fig. 6 enthält der Adressspeicher 800 eine 8-Bit-Schalterbank 810 und einen Puffer 820. Die Schalterbank 810 enthält die 8-Bit-Nummer, die die echte Adresse der speziellen Adaptereinheit 14 ist. Der Puffer 820 bringt diese Kummer auf den Bus 25, wenn er einen Befehl hierzu erhält.

Es wird nun auf Fig. 7 Bezug genommen. Der digitale Schalter 500 enthält ein Flip-Flop 510, einen Puffer 520 und eine Anschlußwiderstandsschaltung 530. Das Flip-Flop 510 kann 1/2 eines Chip Nr. 7^LS74 von Texas Instrument sein, und der Puffer 520 kann 1/2 eines Chip Nr. 75452 von Texas Instrument sein. Der digitale Schalter 500 steuert die Relais schaltung 400. Unter Verwendung der Impulsbef elile schaltet die Mikr ο steuerung 600 da.3 Relais in der Relaisschaltung 400 über die Leitung LPP12 ein und über die Leitung LPP1J aus.

Es wird nun auf Fig. 8 Bezug genommen. Die Relaisschaltung 400 enthält ein Relais 410. Die Eingänge des Relais 410 sind mit Anschlüssen CONN+ und CONN- verbunden, die die Ausgange des digitalen Schalters 500 sind. Die normalerweise offenen Kontakte (Anschlüsse 7 und 9) des Relais 410 sind mit dem Bus 13 verbunden.

Es wird nun auf Fig. 9 Bezug genommen. Die Treiberschaltung 300 enthält zwei Abschnitte, einen zum Verarbeiten der von der Schreibschaltung 900 her über den positiven Kanal 31 empfangenen Signale, und den anderen zum Verarbeiten der von d®r Schreibschaltung 900 her über den negativen Kanal 32 empfangenen Signale. Der Abschnitt zum Verarbeiten der vom positiven Kanal 31 empfangenen Signale enthält einen optischen Isolator 310 zur Masseisolation, einen Pull-up-Widerstand und einen Uberbrükkungskondensator 320, einen Puffer 330, einen Gleichstromsperrkondensator 340 und eine Treibertransistorschaltung 350. Die Treibertransistorschaltung 350 enthält einen !transistor 351, eine Emitter-Beschaltung 352, Basis-Beschal tung 353> eine Diode 354 und ein Paar von parallelen Widerständen 355- In ähnlicher Weise enthält der Abschnitt zum Verarbeiten der vom negativen Kanal 2 empfangenen Signale einen optischen Isolator 360, einen Pull-up-Widerstand und Überbrückungskondensator 370, einen Puffer 380, einen Gleichstromsperrkondensator 390 und eine Treibertransistorschaltung 3010 mit einem Transistor 3011, Emitter-Beschaltung 3012, Basia-Beschaltung 3013, einer Diode 3014 und einem Paar von parallelen Widerständen 3015. In den Transistoi scha] tunken. 350 und 3010 werden die Signale auf Pegel angehoben, die für die übertragung über den Bus 13 geeignet sind, und zum Bus 13 über die Leitung 17 gesendet.

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kl»

Es wird nun auf Fig. 10 Bezug genommen. Die Empfangsschaltung 200 enthält einen Eingangsoperationsverstärker 210, dessen Ausgangssignal durch ein Tiefpaßfilter 220 geleitet wird. Das Ausgangssignal des Tiefpaßfilters 220 wird einem anderen Operationsverstärker 230 zugeführt und von dort zu einer Differenzierschaltung 240, die der auf dem Bus 13 auftretenden Signalverzerrung entgegenwirkt. Das Ausgangssignal der Differenzierschaltung 240 wird in einen Komparatorabschnitt 250 eingespeist, der zwei Komparatcren 251 und 252 enthält. Der eine Komparator 251 vergleicht das Eingangssignal gegenüber Masse, während der andere Komparator 252 das Eingangssignal mit einem gegenüber Masse durch eine Schwellenwertschaltung 260 geringfügig angehobenen Pegel vergleicht. Die Ausgangssignale der Komparatoren 25"I und 252 werden in Puffer 270 bzw. 280 eingegeben. Das Ausgangssignal des Puffers 270 wird auf einer Leitung 33 zur digitalen phasenstarren Schleife und zum Datenseparator 13OO ausgesendet, während das Ausgangssignal des Puffers 280 zum Leitungsakbivitätsindikator 1400 und zum Nachrichtendetektor I5OO gesendet wird. Somit werden die beiden Ausgangssignale erzeugt, das eine zum Verarbeiten und das andere zum groben Feststellen der Anwesenheit von nutzbaren Signalen auf der Leitung.

Es wird nun auf Fig. 11 Bezug genommen. Der Leitungsaktivitätsindikator 1400 weist ein Flip-Flop 1410 auf, das 1/2 eines Chip Mr. 74279 von Texas Instrument sein kann. Das Flip-Flop 1410 hat einen Eingang S, der mit der Leitung 33 verbunden ist, und einen Eingang R, der mit der Pulsdecodereinheit 6120 über die Leitung LPP4 verbunden ist, und einen Auügang Q, der mit dem 8-zu-1-Multiplexer 680 über die Leitung LPC4 verbunden ist.

- -ί-Γ -

Die MikroSteuerung 600 setzt da« Flip-Flop 1410 zurück und überwacht dann den Q-Ausgang auΓ Aktivität auf der Leitung 3i- Solange dort keine Aktivität vorhanden ist, bleibt der Setzeingang S hoch und das Flip-Flop 1410 bleibt zurückgesetzt. Wenn der Setzeingang S für irgendeine Zeitperiode niedrig wird, wird das Flip-Flop 1410 gesetzt und der Q-Ausgang wird hoch und signalisiert dadurch der Mikrosteuerung 600, daß auf dem Bus 13 (das ist auf der Leitung 33) Aktivität aufgetreten ist. Das Flip-Flop 1410 bleibt gesetzt, bis die Mikrosteuerung 600 es durch Pulten des Rücksetzeingangs R zurücksetzt.

Es wird mn auf Fig. 12 Bezug genommen. Der Nachrichtendetektor 15ΟΟ enthält einen optischen Isolator I510 zur Masseisolation, einen 4-Bit-Binärzähler 1520 zum Feststellen, ob die Leitung 33 pulsiert, einen 4-Bit-Binärzähler 1530, um vier Übergänge zu zählen, bevor das Signal hoch wird, wodurch angezeigt wird, daß Daten eintreffen, ein Paar von NICHT-Gliedern 1540 und I550 und ein negatives ODER-Glied 156Ο. Der optische Isolator 151Ο kann ein Chip Nr. HPCL-2602 von Hewlett Packard sein, der *~ Zähler 1520 kann ein Chip Nr. 74LS193 von Signetics sein, der Zähler 1530 kann ein Chip Nr. 7413161 von Texas Instrument sein, die NICHT-Glieder 1530 und 1540 können jeweils 1/8 eines Chip Nr. 74LS240 von Motorola sein, und das ODER-Glied 156Ο kann 1/4 eines Chip Nr. 74S08 von Signetics sein.

Es wird nun auf Fig. 13 Bezug genommen. Die ßchreibschaltung 900 weist ein Halteregister 910, einen Parallel-Serien-Umsetzer 920, ein Paar von Flip-Flops 930 und 9²I-O, ein Paar von Ausgangs-Flip-Flops 950 und 960, ein Paar von Puffergliedern 970 und 980, eine Reihe von Verknüpfungsgliedern 990, ein Paar von Flip-Flops 9010 und 9020,

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einen Zähler 9030 und ein Zeitglied 9040 auf. Das Zeitglied 9040 enthält ein Paar von Flip-Flops 9041 und 9042. Das Halteregister 910 kann ein Chip Mr. 74LS374 von Signetics sein, der Parallel-Serien-umsetzer 920 kann ein Chip Nr. 7^166 von Texas Instrument sein, je eines der Flip-Flops 930 und 940 kann 1/4 eines Chip Nr. 74279 von Texas Instrument sein, und die Flip-Flops und 960 können jeweils 1/2 eines Chip Nr. 74LS112 von Signetics sein. Jeder der Puffer 970 und 980 kann 1/4 eines Chip Nr. 74S37 von Signetics sein, die Serie der Verknüpfungsglieder 990 kann 1/8 eines Chip Nr. 74LS240 von Motorola sein, das Flip-Flop 9010 und 9020 kann jeweils 1/2 eines Chip Nr. 74LS161 von Texas Instrument sein, und die Flip-Flops 9041 und 9042 können jeweils 1/2 eines Chip Nr. 74LS74 von Texas Instrument sein. Die Daten werden vom Bus 25 her durch das Halteregister empfangen und dann parallel zum Parallel-Serien-Umsetzer 920 geschoben, wo sie in serielle Form umgewandelt werden. Das Ausgangssignal vom Parallel-Serien-Umsetzter 920 wird zu den Flip-Flops 950 und 960 durch die Verknüpfungsschaltung 990 gesendet. Die Ausgangssignale der Flip-Flops 95O und 960 werden durch die Puffer-Verknüpfungsglieder 970 bzw. 980 gesendet. Das Ausgangssignal vom Puffer-Verknüpfungsglied 980 wird zum positiven Kanal gekoppelt, und das Ausgangssignal vom Puffer-Verknüpfungsglied 980 wird zum negativen Kanal 32 gekoppelt. Die Flip-Flops 950 und 960 empfangen auch ein Eingangssignal von den Flip-Flops 930 bzw. 940, die Signale von der Mikrosteuerung 600 über Leitungen IPP5, LPP6 und LPP7 empfangen. Der Zählur 9030 zählt die Anzahl der in Serie ausgegebenen Bits.

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Die Flip-Flops 930 und 950 wirken auch als eine einzige Sendevorrichtung 1200; das heißt, bei einer Betriebsart werden sie als Teil der Schreibschaltung 900 verwendet, und in einer anderen Betriebsart werden sie verwendet, um die positive Kanalleitung 23 zu pulsen. Ein Impuls wird durch Senden eines Signals zum Anschluß S des Flip-Flops 950 über die Leitung LPP15 erzeugt, wodurch bewirkt wird, daß der Ausgang Q am Anschluß 5 des Flip-Flops 950 hoch wird, und wodurch dann ein Signal zum Eingang R des Flip-Flops 950 eine Zeitperiode später gesendet wird, was bewirkt, daß der Ausgang Q niedrig wird. Die Zeitperiode (d.h. die Impulsbreite) wird durch die Steuereinrichtung 600 gesteuert.

Es wird nur auf Fig. 14 Bezug genommen. Die digitale phasenstarre Schleife und der Datenseparator 1300 enthalten vier Flip-Flops 1310, 1320, 1330 und 134-0, die das Auftreten aller Übergänge auf den Fin- oder Fin-Leitungen feststellen. Fin und Fin sind die digitalisierte Version dessen, was auf dem Netzbus 13 auftritt. Da eine Methode mit zweifacher Frequenzmodulation verwendet wird, existiert immer ein am Beginn jeder Bifc-Zelle auftretender Übergang zuzüglich einem anderen Übergang in der Mitte der Bit-Zelle, falls die Bit-Zelle ein EINS-Bit ist. Die Flip-Flops 1310, 1320, 1330 und 1340 empfangen auch Eingangssignale an ihren Dateneingängen vom Zähler 1350 und von einem den Zustand "7" decodierenden UND-Glied 1360. Der Zähler 1350 wird jedes Mal, wenn ein einer Bit-Zellen-Grenze (READ DATA CLOCK PULSE, RDCP, Datenlesetaktimpuls) entsprechender Übergang auftritt, auf Null voreingestellt. Mit solch einer Anordnung wird eines der Flip-Flop-Paare I31O und 1320 seinen Zustand bei jedem Taktübergang ändern, und eines vom Paar 1330, 1340 wird seinen Zustand bei jedem Datenübergang ändern. Das Ausgangssignal jedes Flip-

ι ι

Flop-Paares wird durch die Verknüpfungsglieder 15020 oder 13030 mittels "ODER"-Verknüpfung verknüpft und als Eingangssignal den Flip-Flops 13040 und 13050 angeboten. Das Ausgangssignal des Flip-Flop 13040 ist der Taktimpuls (RDCP), und das Ausgangssignal des Flip-Flop 13050 ist der Datenimpuls (RDDP). Die phasenstarre Schleife und Datenseparator 13ΟΟ enthalten auch eine Einrichtung 13Ο6Ο, die das Synchronisationsbit entfernt, und die aus zwei Flip-Flops 13070 und 13Ο8Ο besteht. Das Ausgangssignal der Einrichtung zum Entfernen des Synchronimpulses 13Ο6Ο wird durch einen Zähler 13090 geleitet, der die Anzahl der empfangenen, in Serie umgesetzten Bits zählt.

Jedes der Flip-Flops 1310, 1320, 1330 und 1340 kann 1/2 eines Chip Mr. 74S74 von Texas Instrument sein, der Zähler 1350 kann ein Chip Fr. 74S163 von Texas Instrument sein, das Verknüpfungsglied 1360 kann ein Chip Fr. 74S30 von Fational Semiconductor sein, und jedes der"ODER"-Glieder kann 1/2 eines Chip Fr. 74S08 von Signetics sein. Die Flip-Flops 13040 und 13Ο5Ο können jeweils 1/2 eines Chip Fr. 74S74 von Texas Instrument sein, die Flip-Flops I3070 und 13Ο8Ο können jeweils 1/2 eines Chip Fr. 74LS74 von Texas Instrument sein, und der Zähler 13090 kann ein Chip Fr. 74LS161 von American Micro Device sein.

Die Leseschaltung 1000, die in Fig. 15 gezeigt ist, enthält ein Flip-Flop 1010, ein 8-Bit-Schieberegister 1020, das als Serien-Parallel-Umsetzer wirkt und das seine Ausgangssignale in ein Halteregister 1030 abgibt. Die Ausgangssignale vom Halteregister 1030 werden zum Bus 25 auf Befehlssignale von der Mikrosteuerung 600 hin übertragen. Der Parallel-Serien-Umsetzer 1020 kann ein Chip Fr. 74LS164 von Texas Instrument sein, und das Halteregister 1030 kann ein Chip Fr. 74LS374 von Signetics sein.

Arbeitsweise der Mikrosteuerung 600

Die von der Mikrosteuerung 600 ausgeführten grundlegenden Befehle sind:

1. "IMPULS" - Gib einen Impuls auf einer der acht Impulsleitungen aus, die von der Mikrosteuerung 600 ausgehen;

2. "ÜBERTRAGUNG" - Übertrage ein Byte von Daten von irgendeiner der acht Quellen zu irgendeinem der acht Ziele. Sollte die Übertragung den Arbeitspufferspeicher berühren, so gibt der Befehl die Adresse des Bytes an;

3. "BEDINGTE VERZWEIGUNG" - Falls die Bedingung (hoher Pegel) auf jeder der acht Eingangsbedingungsleitungen erfüllt wird, modifiziere den niedrigstwertigen Abschnitt des Befehlszählers in Übereinstimmung mit dem im Befehl spezifizierten Feld. Falls die Bedingung nicht erfüllt wird, gehe zum nächsten Befehl;

4. "SPHUNG" - Modifiziere den Programmzähler unbedingt in Übereinstimmung mit dem im Befehl gezeigten Feld.

Diese Befehle sind in Subroutinen angeordnet, so daß die in dem in Fig. 15 gezeigten Zustanddiagramm angezeigte Funktion in der unten beschriebenen Weise ausgeführt wird.

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INITIALISIEREN: Nach dein Einschalten der Stromversorgung schaltet die Mikrosteuerung 600 ihre Sendeschaltungen ab und stellt sicher, daß sie vom Bus 15 abgeschaltet ist. Sie führt dann gewisse Selbst-Diagnosevorgänge aus, um die Unversehrtheit der Geräte festzustellen. Anschließend geht sie, wenn alle Prüfungen erfolgreich sind, zum LEER-LAUF-Zustand Nr. 1 (IDLE)

LEEELAUE¹ (IDLE): Wenn der Bus 15 inaktiv ist, läßt jeder Mikroprozessor einen Auszeit-Zähler laufen. Falls au:* der Leitung während der Auszeitperiode keine Aktivität vorhanden ist, pulst der Mikroprozessor die Leitung einmal, und die Adaptereinheit tritt in den Auswahlzustand ein.

Falls die Mikrosteuerung irgendeine Aktivität vor dem Ende der Auszeitperiode feststellt, setzt sie den Auszeitzählerstand zurück und hält ihn auf Null. Falls die Aktivität eine Nachricht ist, springt die Mikrosteuerung zur LESE-Routine. Falls die Leitungsaktivität wiederum anhält, startet die Mikrosteuerung wiederum die Auszeitzählung.

Wenn die Nachricht eine ANFRAGE 2 ist, "IRGENDWELGIiE NEU-ANKÖMMLINGE?", und der Mikroprozessor nicht ins Netz eingeführt worden ist, wird er durch einmaliges Pulsen der Leitung antworten. Dies informiert die Adaptereinheit, die die Abfrage verursachte, daß ein KONFIGURATION-Zyklus ausgeführt werden sollte.

Der Mikroprozessor wird auf eine ANFRAGE 2 in zwei Fäl]en antworten. Erstens, falls die Adaptereinheit im LEERLAUF-Zustand 1 ist, weil sie gerade initialisiert worden ist und ins Netz eingeführt werden muß. Zweitens wird er antworten, falls er schon auf eine ANFRAGE 2 geantwortet hat und ihm nicht die Steuerung übertragen worden ist.

In diesem Fall hat sich möglicherweise irgend etwas ereignet, um das Netz von der Annahme der Anfrage abzuhalten. Beispielsweise könnte die Adaptereinheit, die die letzte ANFRAGE 2 erzeugt hat, ausgeschaltet worden sein, bevor sie einen KDKFIGURATIONS-Zyklus veranlassen konnte. In beiden Fällen sollte die Adaptereinheit dadurch antworten, daß sie die Leitung einmal pulst und wartet.

Wenn die Nachricht an eine andere Adapt er einheit adressiert ist, kehrt die Adaptereinheit zurück zum LEERLAUF.

Wenn die Nachricht lautet "DU KANNST DIE STEUERUNG ÜBERNEHMEN" wird die Mikrosteuerung die Steuerung übernehmen, es sei denn, sie ist im LEERLAUF-Zustand 1. Eine solche Nachricht sollte nicht auftreten, weil das Vorhandensein einer Adaptereinheit im LEERLAUF-Zustand 1 bedeutet, daß sie dem Rest des Netzes unbekannt ist.

Wenn die Nachricht eine ANFRAGE Λ ist, dann ist ein KDNFIGURATION-Zyklus im Gange. Die Mikrosteuerung wird sich dem Zyklus anschließen, es sei denn, sie ist im LEERLAUF-Zustand 3, in welchem Fall sie den KDNFIGURATION-Zyklus beenden wird.

Falls die Nachricht eine "Aufforderung zum Senden (RTS)" ist, wird die MikroSteuerung zur EMPFANGS-Routine springen.

AUSWAHL: Falls die im Leerlauf befindliche Mikrosteuerung die Auszeitperiode T1 durchläuft, ohne auf dem Bus Aktivität festzustellen, geht sie in den AUSWAHL-Betriebszustand. Dieses Verfahren stellt sicher, daß eine und nur eine Adaptereinheit die Steuerung des inaktiven Netzes erhalten wird.

Als erstes pulst die Mikrosteuerung die Leitung einmal und wartet ein Zeitintervall To. Dann überwacht sie den Bus während einer Zeitperiode T2, die proportional ihrer eigenen Adresse multipliziert mit A ist, wobei Δ die doppelte Laufzeit durch den Netzbus ist. Wenn sie irgendeine Aktivität feststellt, bevor diese Zeitperiode T2 verstrichen ist, hat sie die Auswahl verloren. Sie wird dann in den LEERLAUF-Zustand 2 gehen.

Da alle Adaptereinheiten im Netz in den AUSWAHL-Betriebszustand innerhalb eines gegenseitigen Zeitabstands von A^2 eingetreten sein werden, wird die Adaptereinheit mit der niedrigsten Adresse üblicherweise das Ende ihres Zählvorganges als erste erreichen. Wenn sie das Ende ihres Zählvorganges erreicht, hat sie die Auswahl gewonnen. Sie pulst dann die Leitung, um alle anderen Adaptereinheiten aus dem AUSWAHL-Betriebszustand herauszubringen. Dann veranlaßt sie einen KONFIGURATIONS-Zyklus.

KONFIGURATION: Die Mikro steuerung tritt in den KONFIGURA-TION-Betriebszustand nach dem Empfang von ATiFRAGE 1 oder dem Gewinnen einer Auswahl ein.

Sie beginnt durch einmaliges Pulsen der Leitung. Dann sendet sie eine ANFRAGE 1 - Nachricht (BIST DU DA) zu der Adaptereinheit mit der nächsthöheren Adresse. Dann überwacht die Adaptereinheit die Aktivität auf dem Netzbus während einer Zeitperiode von Δ. Wenn leine Aktivität vorhanden ist, fragt sie die nächste Adaptereinheit. Wenn sie die höchstmögliche Adresse erreicht, ohne irgendwelche Aktivität zu sehen, startet sie bei Null und fährt fort. Wenn sie ihre eigene Adresse erreicht, geht sie auf LEERLAUF zurück.

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Wenn die Mikrosteuerung Aktivität feststellt, schreibt sie die Adresse der entsprechenden Adaptereinheit in ihr Register "Nächste Adaptereinheit;". Das wird die Adaptereinheit sein, zu der die Mikrosteuerung die Steuerung übertragt, wenn sie beendet ist.Sie geht dann in den LEERLAUF-Zustand 3- Die Adaptereinheit, die die ANFRAGE empfängt, wird nun im EDNFIGURATIONS-Zustand sein. Sie pulst die Leitung einmal, wodurch sie der anfragenden Adaptereinheit mitteilt, daß sie existiert. Nach einer kurzen Zeit beginnt sie, ihre eigenen Nachfolger zu fragen. Der KDNFIGURATIONS-Zustand läuft in dieser Weise im Netz um, bis die letzte Adaptereinheit im Zyklus die erste fragt. Somit beendet, wenn eine Adaptereinheit im LEERLAUF-Zustand 3 eine ANFRAGE 1 empfängt, sie den KON-FIGURATIONS-Zyklus und sie kann nun die Steuerung übernehmen.

STEUERUNG INNEHABEN: Dieser Zustand beginnt immer dadurch, daß die Adaptereinheit ihren Rechner fragt, ob er zu einer entfernten Station zu senden wünscht oder nicht. Wenn die Antwort negativ ist, springt die Mikrosteuerung zum Ende von STEUERUNG INNEHABEN. Wenn der treibende Rechner positiv antwortet, springt die Adaptereinheit zur SENDEROUTINE.

ENDE DES INNEHABENS DER STEUERUNG: Bevor sie die Steuerung der nächsten Adaptereinheit überläßt, prüft die MikroSteuerung ihren K-Zählerstand. Der K-Zählerstand ist eine Zahl, die jedes Mal inkrementiert wird, wenn eine gültige Nachricht auf dem Bus des Netzes erscheint. Wenn die Mikrosteuerung ihren K-Zählerstand vervollständigt findet, gibt sie eine Nachricht "GIBT ES EINE NEUE NUMMER" auf den Bus. Indem sie die Aktivität während der

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folgenden Δ-Periοde überwacht, wird die Mikrosteuerung feststellen, ob ein Neuankömmling existiert. Wenn ein Neuankömmling existiert (es wird auf dem Bus innerhalb der Periode Aktivität festgestellt), dann springt die MikroSteuerung zur EDHPIGURATIOF-Subroutine. Wenn keine Aktivität innerhalb der Δ-Periode vorhanden ist,oder wenn der K-Zählerstand nicht vollständig ist, sendet die Mikrosteuerung eine Nachricht "DU KAMST DIE 3!EEUERUNG HABEN" auf dem Bus, die zu der Adaptereinheit mit der Nummer gerichtet ist, die in dem Register "Nächste Adaptereinheit" gespeichert ist, und springt zum Zustand LEERLAUF 2.

SCHSEIBEN: Diese Subroutine wird verwendet, wenn die Adaptereinheit Nachrichten auf dem Bus des Netzwerkes sendet. Diese Subroutine formatiert die Nachricht in geeigneter Weise und hängt ihr das Prüfwort an.

LESEN: Diese Subroutine wird immer verwendet, wenn eine Nachricht auf dem Bus des Netzwerkes erscheint. Sie gewinnt die Information wieder, die in der Nachricht enthalten ist, und bestätigt auch die Nachricht durch Vergleichen des anhängenden PrüfWortes mit dem durch den residenten Prüfwortgenerator errechneten Prüfwort.

EMPFANGEN: Der Eintritt in diese Subroutine erfolgt vom LEERLÄUF-Zustand aus, wenn eine an. den Adapter gerichtete Nachricht "SENDEANFORDERUNG" auf dem Bus des Netzwerkes festgestellt wird. Die Adaptereinheit gibt diese Tatsache an ihren Rechner weiter und wartet auf Anweisungen. Wenn der Rechner negativ antwortet, gibt die Adaptereinheit eine Nachricht ¹ICH KANN NICHT EMPFANGEN" ab, die an den Absender gerichtet ist, und geht zurück auf den LEERLAUF Wenn die Antwort des Rechners positiv ist, wird die abgehende Nachricht ein "BEREIT ZUM SENDEN" sein. In diesem

Pall erscheint eine Textnachricht auf dem Bus. Wenn diese Nachricht erfolgreich empfangen wird (was durch das der Nachricht angehängte Prüfwort beurteilt wird), wird eine Nachricht "BESTÄTIGEN" gesendet, andernfalls wird eine Nachricht "NICHT BESTÄTIGEN" gesendet. Die Subroutine endet durch einen Sprung zu ihrem Ausgangspunkt.

SENDEN: Der Adapter tritt in diese Subroutine ein, wenn er die Steuerung innehat und wenn sein Rechner ihn anweist, einen Text zu einer entfernten Adaptereinheit zu senden. Zuerst sendet die Subroutine eine Nachricht "ICH WILL AN DICH SENDEN" an die entfernte Adaptereinheit unter Verwendung der SCHREIB-Routine. Dann überwacht sie die nächste auf dem Bus des Netzwerkes erscheinende Nachricht. Unter normalen Bedingungen ist die nächstfolgende Nachricht entweder "NEIN ICH KANN NICHT EMPFANGEN" oder "BEREIT ZUM SENDEN". Venn die letztgenannte Nachricht vorliegt, holt die Routine die Information aus dem Speicher des Rechners und formatiert sie (unter Verwendung der SCHREIB-Subroutine) in eine Textnachricht. Wenn die folgende Nachricht lautet "BESTÄTIGEN", gibt die Routine diese an ihren Rechner weiter. Auch falls die Antwort auf das ursprüngliche "ANFORDERUNG ZUM SENDEU" lautet "NEIN, ICH KANN NICHT EMPFANGEN", endet die übertragung hier, und diese Tatsache wird dem Rechner mitgeteilt.

Die Erfindung kann in anderen speziellen Ausführungsformen verwirklicht sein, ohne vom Kern oder von wesentlichen charakteristischen Eigenschaften der Erfindung abzuweichen. Daher sind die hier beschriebenen Ausführungsformen in jeder Hinsicht nur als Erläuterung und nicht als Beschränkung aufzufassen. Alle Abweichungen innerhalb des Äquivalenzbereiches sollen vom Schutz miterfaßt sein.

Bei dem beschriebenen Rechnernetz ist eine Mehrzahl von RechnerStationen durch einen einzigen Bus miteinander verbunden, und der Zugriff zum Bus wird durch die Rechnerstationen selbst mitteln einer Adaptereinheit bei jeder Station gesteuert. Jeder Adaptereinheit ist eine eindeutige Nummer zugeordnet. Wenn das Netzwerk normal läuft, wird die Steuerung des Busses kontinuierlich von einer aktiven Adaptereinheit zu einer anderen in numerischer Folge weitergegeben, und auf dem Bus sind Nachrichten, Steuersignale oder Zustandssignale von der speziellen Adaptereinheit vorhanden, die zufällig gerade zu diesem Zeitpunkt die Steuerung innehat. Falls aus irgendeinem Grund während eines vorbestimmten Zeitintervalles keine Aktivität auf dem Bus vorhanden sein sollte, treten alle Adaptereinheiten, die diesen Zustand feststellen, in einen Auswahlbetriebszustand ein, um unter sich selbst eine Adaptereinbeit auszuwählen, die die Steuerung übernehmen soll und die Aktivität wieder herstellen soll. Im Auswahlbetriebszustand sendet jede teilnehmende Adaptereinheit einen Impuls über den Bus aus und überwacht dann den Bus auf Aktivität während einer Zeitperiode, die direkt proportional ihrer zu- ^ geordneten Nummer ist. Die erste Adaptereinheit, deren Zeitperiode abläuft, ohne daß sie Aktivität feststellt, ist der Gewinner und sendet einen weiteren Impuls über den Bus aus, der bewirkt, daß die anderen teilnehmenden Adaptereinheiten Aktivität feststellen, bevor ihre Zeitperioden ablaufen, und somit Verlierer bei der Auswahl werden. Jede Adaptereinheit enthält einen Leitungsaktivitätsindikator ziim Überwachen des Busses auf Aktivität, ein Seitglied zum Zeitmessen, einen Schalter, der verwendet wird, um Impulse zu erzeugen, und eine Schaltung zum Verbinden des Rechners mit dem Bus bei seiner zugeordneten Station.

BAD

Claims (34)

1. Patentansprüche

   Rechnernetz rait einem Übertragungsbus und einer Mehrzahl von räumlich getrennten, mit dem Bus verbundenen Rechnerstationen, dadurch gekennzeichnet, daß die Rechnerstationen (12) derart ausgebildet sind, daß sie in der Lage sind, entweder als unabhängige Arbeitsstation zu arbeiten, oder Information zu einer oder mehr der anderen Rechnerstationen über den Bus zu übertragen oder Information von einer oder tiu?hr der anderen Rechnerstationen über den Bus zu empfangen, und daß jede Rechnerstation aufweist:

   I. einen Rechner (15) und

   II.eine Adaptereinheit (14), wobei jede Adaptereinheit dazu dient, ihren Rechner mit dem Bus (13) zu verbinden, und wobei die Adaptereinheiten gemeinsam den Zugriff durch die Rechnerstationen zum Bus ohne zentrales Steuergerät und ohne Konkurrenz steuern.
2. 2. Rechnernetz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bus (13) einen einzigen Zweirichtungsbus aufweist.

   BAD
3. 3· Rechnernetz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Adaptereinheit aufweist:

   a) eine Steuerung (600) zum Steuern der Operationen der Adaptereinheit (I¹O, wobei die Steuerung ein Zeitglied zum Zeitmessen enthält,

   b) einen Leitungsaktivltätsindikator (1400) zum überwachen des Busses (13) auf Aktivität, der mit dem Zeitglied verbunden ist, und

   c) eine Impulserzeugungsvorrlchtung C1200), um Signale über den Bus auf von der Steuerung (600) stammende empfangene Signale hin zu erzeugen.
4. 4. Rechnernetz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Adaptereinheit aufweist :

   a) einen Adreßspeicher (800) zum Halten einer eindeutigen Zahl, die der Adaptereinheit zugeordnet ist, und

   b) einen Steuerspeicher (700) zum Hai ten des Befehls für die Steuerung (600).
5. 5· Rechnernetz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Adaptereinheit (14) aufweist:

   a) eine Treiberschaltung (300), um von der Adaptereinheit (14) ausgehende Signale in analoge Pegel umzuwandeln, und

   b) eine Empfangsschaltung (200) zum Umwandeln der von dem Bus ankommenden Signale in digitale Pegel.

   BAD ORIGINAL
6. 6. Rechnernetz nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Adaptereinheit (14) aufweist:

   a) eine digitale phasenstarre Schleife und Datenseparator (1300) zum Trennen von Daten, <i1 e von der Empfangsschaltung her umpfangen werden, In Takt«Ignale und Datensignale,

   b) eine Leseschaltung (1000) zum Umwandeln von empfangenen seriellen Daten in parallele Daten, und

   c) eine Schreibschaltung (900) zum Umwandeln von parallelen Daten in serielle Form zur übertragung über den Bus (13).
7. 7. Rechnernetz nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Adaptereinheit (14) aufweist:

   a) eine Relaisschaltung (400) zum Verbinden der Treiberschaltung (300) und der Empfängerschaltung (200) mit dem Bus (13), und

   b) einen Schalter (500) zum öffnen und Schließen der Relaisschaltung (400).
8. 8. Rechnernetz nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Adaptereinheit (14) einen Inneren Bus (25) aufweist, und daß die Steuerung (600), die Schreibschaltung (900), die Leseschaltung (1000) und die Adresse mit dem inneren Bus (25) verbunden sind.
9. 9· Rechnernetz nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung eine MikroSteuerung (600) ist.
10. 10. Rechnernetz nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulserzeugungsvorrichtung (1200) einen Schalter aufweist, der durch die Mikrosteuerung (600) betätigt wird.
11. 11. Rechnernetz nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Adaptereinheit (1.4) einen Nachrichtendetektor (1500) zum Peststellen der An-Wesenheit einer Nachricht auf dem Bus (13) aufweist.
12. 12. Rechnernetz nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Leitungsaktivlbätsindlkator (1400) ein Flipflop aufweist.
13. 13· Rechnernetz nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die MikroSteuerung (600) einen Befehlszähler (610), einen Befehlsdecodierer (620), ein unmittelbares Register (630), einen Quellrmdecoder (640), einen Zieldecoder (650), eine Vergleichsschaltung (660), eine Snderungsschaltung (670), einen MuI-tiplexer (680), einen Zwischenregisterspeicher (690), einen Incrementor (6110), und einen Impulsdecoder (6120) aufweist.
14. 14. Rechnernetz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die digitale phasenstarre Schleife (1300) eine Mehrzahl von Flipflops, einen Zähler und einen Synchronbitabstreifer (13060) aufweist.

    BAD ORIGINAL.
15. 15. Adaptereinheit zur Verwendung bei der Verbindung eines Rechners mit einem Rechnernetzbus und zur Steuerung des Zugriffs des Rechners zu dem Rechnernetzbus gemeinsam mit anderen gleichen Adaptereinheiten, die andere Rechner mit dem Rechnernetzbus verbinden, dadurch gekennzeichnet, daß die Adaptereinheit aufweist:

    a) eine Steuerung (6OO) zum Steuern der Operationen der Adaptereinheit (14), wobei die Steuerung ein Zeitglied zum Zeitmessen aufweist,

    b) einen Leitungsaktivitätsindikator (1400) zum überwachen des Busses (13) auf Aktivität, der mit dem Zeitglied verbunden ist, und

    c) eine Impulserzeugungsvorrichtung, um Impulse über den Bus auf von der Steuerung her empfangene Signale hin zusenden.
16. 16. Adaptereinheit nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß sie aufweist:

    a) einen Adreßspeicher (8OO) zum Halten einer eindeutigen Zahl, die der Adaptereinheit (14) zugeordet 1st, und

    b) einen Steuerspeicher (700) zum Halten des Befehls für die Steuerung (6OO).
17. 17. Adaptereinheit nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß sie aufweist:

    a) eine Treiberschaltung (300) zum Umwandeln der von der Adaptereinheit (14) ausgehenden Signale in analoge Pegel, und

    b) eine Empfangsschaltung (200) zum Umwandeln der von dem Bus her ankommenden Signale in digitale Pegel.
18. 18. Adaptereinheit nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß sie aufweist:

    a) eine digitale phasenstarre Schleife und Datenseparator (13OO) zum Trennen der von der Empfangsschaltung her empfangenen Daten in Taktsignale und Datensignale,

    b) ein Leseschaltung (1000) zum Umwandeln von empfangenen seriellen Daten in parallele Daten, und

    c) eine Schreibschaltung (900) zum Umwandeln von parallelen Daten in eine serielle Form zum Senden über den Bus.
19. 19. Adaptereinheit nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß sie aufweist:

    a) eine Relaisschaltung (400) zum Verbinden der Treiberschaltung (300) und der Empfangsschaltung (200) mit dem Bus (13) j und

    b) einen Schalter (500) zum öffnen und Schließen der Relaisschaltung (100).
20. 20. Adaptereinheit nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen inneren Bus (25) aufweist, und daß die Steuerung (6OO), die Schreib- «ohaltung (900), die Leno.-mhal tung (1000) und dip Adresse (800) mit dem inneren Bus verbunden sind.

    BAD ORIGINAl,
21. 21. Adapterschaltung nach einem der Ansprüche 15 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung -'ine tyikrosteuerung (600) ist.
22. 22. Adaptereinheit nach einem der Ansprüche 15 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulserzeugungsvorrichtung einen Schalter aufweist, der durch die Mikrosteuerung (600) betätigt wird.
23. 23. Adaptereinheit nach einem der Ansprüche 15 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Adaptereinheit einen Nachrichtendetektor (1500) zum Peststellen der Anwesenheit einer Nachricht auf dem Bus (13) aufweist.
24. 24. Adaptereinheit nach einem der Ansprüche 15 bis 23_} dadurch gekennzeichnet, daß der Leitungsaktivitätsindikator (1400) ein Flipflop aufweist.
25. 25. Adaptereinheit nach einem der Ansprüche 15 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrosteuerung (600) einen Befehlszähler (6l0), einen Befehlsdecoder (620), ein unmittelbares Register (630), einen Quellendecoder (640), einen Zieldecoder (650), eine Vergleichsschaltung (660), eine Änderungsschaltung (670), einen Multiplexer (680), einen Zwischenregister-Speicher (690), einen Incrementor (611.0) und einen Impul sd^coder (6120) aufweist.

    BAD ORIQfNAL
26. 26. Adaptereinheit nach einem der Ansprüche l8 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß He digitale phasenstarre Schleife (1300) eine Mehrzahl von Flipflops, einen Zähler und einen Synchronbitabstreifer aufweist.
27. 27. Verfahren, ura eine Rechnerstation aas einer Mehrzahl von Rechnerstationen, die mit einem gemeinsamen Netzbus verbunden sind und die in gleicher Weise in der Lage sind, den Bus zu steuern, in einen in Bezug auf die anderen Rechnerstationen zum Zweck der Erlangung der Steuerung über den Bus eindeutigen Zustand zu steuern, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren folgende Schritte auf vielst:

    a) Zuordnen einer eindeutigen Zahl zu jeder Rechnerstation,

    b) es wird veranlaßt, daß mindestens eine Rechnerstation (12) einen ersten Impuls über den Bus (13) sendet, anschließend

    c) wird veranlaßt, daß jede Rechnerstation (1?) den Bus (13) auf Aktivität während einer Zeitperiode überwacht, die ihrer zugeordneten Nummer zugeordnet ist, anschließend

    d) wird veranlaßt, daß die erste Rechnerstation (12), die keine Aktivität während ihrer speziellen Zeitperiode feststellt, einen zweiten Impuls über den Bus (13) aussendet, der bewirkt, daß alle anderen Rechnerstationen (12) Aktivität während ihrer speziellen Zeitperioden feststellen, wodurch sich die erste Rechnerstation im Vergleich zu den anderen Rechnerstationen in einem eindeutigen

    BAD ORIGINAL

    Zustand zum Zweck der Erlangung d&p steuerung über den Bus befindet.
28. 28. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des ersten Impulses mindestens gleichX ist, wobei \, dem Wert l/v gleich ist, wobei 1 gleich dem größten Abstand zwischen zwei beliebigen mit dem Bus verbundenen Rechnerstationen ist, und ν

    ■/<-*· gleich der Ausbreitungsgeschwindigkeit der elek

    trischen Wellen über den Bus (13) ist.
29. 29. Verfahren nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, daß jede Rechnerstation (12) den Bus (13) während einer Zeitperiole auf Aktivität überwacht, die direkt proportional der ihr jeweils zugeordneten Nummer ist.
30. 30. Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitperiode zum überwachen der Aktivität größer ist als Δ χ η, wobei Δ dem zweifachen Wert von As gleich ist, und η die dor Adaptereinheit zugeordnete Zahl ist.
31. 31. Verfahren, um eine Mehrzahl von mit einem gemeinsamen Übertragungsbus verbundenen Rechnerstationen in die Lage zu versetzen, unter sich zu jeder Zelt zu entscheiden, welche Rechnerstation die Steuerung über den Bus übernehmen sollte, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren folgende Schritte aufweist:

    31ί y ^ y

    a) Zuordnen einer eindeutigen Zahl zu jeder Rechnerstation,

    b) kontinuierliches Weitergeben der Steuerung von einer aktiven Rechnerstation zu einer anderen in numerischer Folge entsprechend ihren eindeutigen Zahlen, und

    c) Veranlassen, daß die aktiven Rechnerstationen (12) eine Auswahl zwischen sich treffen, um eine aktive

    ν Rechnerstation dazu zu bestimmen, die Steuerung

    über den Bus (13) für den Fall zu übernehmen, daß das Weitergeben der Steuerung aufhört.
32. 32. Verfahren nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß zur Durchführung der Auswahl folgende Schritte vorgesehen sind:

    a) Es wird veranlaßt, daß jede aktive Rechnerstation (12) den Bus (13) auf Aktivität überwacht,

    b) es wird veranlaßt, daß jede aktive Rechne rs tation (12), die Inaktivität während einer Zeitperiode Tl feststellt, einen ersten Impuls mit einer Impulsbreite Pl über den Bus (13) sendet,

    c) es wird veranlaßt, daß jede aktive Rechnerstatton (12), die einen Impuls Pl über den Bus gesendet hat, den Bus auf Inaktivität während einer Zeitperiode T2 überwacht,

    d) es wird veranlaßt, daß die erste aktive Rechnerstation, die nicht, während der Zeitperiode T2 Aktivität feststellt, etrum zweiten Impuls üb-3r den Bus aussendet, wobei gilt:

    BAD ORfGINAL

    Tl > N χΔ;

    N = die größte Anzahl der Rechnerstationen, die

    von dem Bus bedient werden können; A = 2 X; X = l/v;
    1 = die größte Entfernung zwischen zwei

    beliebigen mit dem Bus verbundenen

    Rechnerstationen;
    ν =* Ausbreitungsgeschwindigkeit der

    elektrischen Wellen auf dem Bus; Pl *= X;
    T2 = η χ A ; und
    η = die eindeutige zugeordnete Nummer der

    Rechnerstationen.
33. 33· Digitale phasenstarre Schleife und Datenseparator zur Verwendung in einem Datenverarbeitungssystem, dadurch gekennzeichnet, daß sie aufweist:

    a) eine erste Flipflopeinrichtung, die so ausgebildet ist, daß sie Eingangsdatensignale empfängt und zwei diskrete Ausgangsignale erzeugt, wobei eines der Ausgangssignale seinen Zustand bei jedem Taktübergang ändert, und das andere der Ausgangssignale seinen Zutand bei jedem Datenübergang ändert, und

    b) eine zweite Flipflopeinrichtung, die mit dem Ausgang der ersten Flipflopeinrichtung verbunden ist, und die zwei Ausgangssignale erzeugt, von denen das eine Ausgangssignal Taktimpulse und das andere Ausgangssignal Datenimpulse darstellt.
34. 34. Digitale phasenstarre Schleife und Datenseparator nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß ein Synchronbitabstreifer (13O6O) zum Abstreifen des Synchronisationsbits von den Eingangsdatensignalen und ein Zähler (13090) zum Zählen der Anzahl der empfangenen in serielle Form umgewandelten Bits vorgesehen sind.

    35· Digitale phasenstarre Schleife und Datenseparator nach Anspruch 33 oder 34, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Flipflopeinrichtung zwei Paare von F.Mpflops, einen Zähler und ein Verknüpfungsglied aufweist.

    BAD ORIGINAL