DE3209037A1

DE3209037A1 - Verfahren und anordnung zur selbststeuerung bei verteilter vorrang-kollision

Info

Publication number: DE3209037A1
Application number: DE3209037A
Authority: DE
Inventors: Yuzaburo Iwasa; Kazuhisa Hitachi Matsunaga; Hiromasa Yamaoka
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1981-03-13
Filing date: 1982-03-12
Publication date: 1982-09-23
Also published as: US4494113A; DE3209037C2

Description

SCHIFF ν. FÜNER STREHL SCHÜBEL-HOPF EBBINGHAUS FINCK

MAUlAHIl FMLATZ 2 * 3, MÖNCHEN BO I ·Ο·,IAI)IVI !>til : l'OiilFACH OB O1 ΘΟ, D-BOCJO MONCHE^-N OfS

ALSO PROFESSIONAL REPRESENTATIVES BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFICE

KARL LUDWIG SCHIFF (1964-197Θ) DIPL. CHEM. QR. ALEXANDER V. FÜNER DIPL. INQ. PETER STREHL DIPL. CHEM. DR. URSULA SCHÜBEL-HOPF DIPL. INQ. DIETER EBBINGHAUS DR. INO. DIETER FINCK TELEFON (OBS) 4S SO B4 TELEX 6-33 6SB AURO D TELEORAMME AUROMARCPAT MÜNCHEN

DEA-24146 - 1 - 12. März 1982

Verfahren und Anordnung zur Selbststeuerung bei

verteilter Vorrang-Kollision

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Anordnung zur Selbstkontrolle oder Selbststeuerung bei verteilter Prioritäts- oder Vorrang-Kollision,, wobei eine Anzahl von Einheiten, die sich eine gemeinsame Einheit teilen, selbst kontrolliert oder gesteuert werden, um eine Zugriffskollision von der Anzahl von Einheiten zu verhindern.

Die Erfindung ist beispielsweise anwendbar auf eine Anordnung, bei der Informationen über eine gemeinsame Schiene durch ein zentrales Datenverarbeitungsgerät und mehrere Daten- oder Endstationen übertragen werden, und auf eine Andordnung, bei der sich mehrere Rechner einen gemeinsamen Speicher teilen. Derartige Anordnungen haben zwar im allgemeinen eine gemeinsame Schiene, die Erfindung ist jedoch auf eine solche Anordnung nicht beschränkt. Beispielsweise ist die Erfindung bei einer Anordnung anwendbar, bei der eine gemeinsame Einheit und mehrere Endstellen über zugehörige Informationsübertragungsleitungen miteinander verbunden sind, jedoch ein gleichzeitiger Zugriff von den Endstellen auf die gemeinsame Einheit nicht

möglich ist.

Kollisionsschwierigkeiten treten im allgemeinen dann auf, wenn sich mehrere Endstellen ein gemeinsames Datenverarbeitungsgerät teilen. Es wurden bereits vielerlei Verfahren vorgeschlagen, diese Schwierigkeit zu beseitigen.

Nach einem^bekannten Verfahren ist ein Prioritätssteuergerät vorgesehen, um die Zugriffsanforderungen von mehreren Endgeräten zu steuern. Das Prioritäts- oder Vorrangsteuergerät empfängt von den Endgeräten Zugriffs-Forderungssignale und gibt gemäß einer vorgegebenen Vorrangsliste an die Endgeräte Zugriffs-Erlaubnissignale aus. Nur dasjenige Endgerät, das ein Zugriffs-Erlaubnissignal empfangen hat, hat Zugriff zu der gemeinsamen Einheit, beispielsweise dem zentralen Datenverarbeitungsgerät. Das Prioritäts-Steuergerät und die Signalleitungen für die Zugriffs-Forderungssignale und die Zugriffs-Erlaubnissignale werden jedoch zusätzlich benötigt. Tritt in dem Vorrang-Steuergerät ein Fehler auf, so sind sämtliche Endgeräte betroffen.

Nach einem anderen Verfahren sind die Endgeräte in einer geschlossenen Schleife verbunden und der Zugriff zum zentralen Datenverarbeitungsgerät wird sequentiell weitergegeben. Gibt ein Endgerät die Zugriffsanforderung zum zentralen Datenverarbeitungsgerät aus, wenn dieses Endgerät das Zugriffsrecht hat, so kann es mit dem zentralen Datenverarbeitungsberät in Verbindung treten. Dieses Verfahren wird als round-robin-Verfahren oder als Gänseblümchenkettenverfahren (daisy chain method) bezeichnet. Tritt bei diesem Verfahren jedoch in einem der Endgeräte ein Fehler auf, so sind sämtliche in der Schrittrichtung liegenden Endgeräte, und damit sämtliche Endgeräte, betroffen.

Aus der am 20. Februar 1980 offangelegten japanischen Patentanmeldung 55-23 643 ist tain Vorfohmri brkönnl, b«l t'Uuii

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mehreren Endgeräten bestimmte Adressen zugeordnet sind und ein Signal zum Sperren der Aussendung von Daten von anderen Endgeräten zu einer den Adressen zugeordneten Zeit einer Sperrlei-Lung zugeführt wird. Bei diesem Verfahren ist jedoch zusätzlieh zu den Datenleitungen eine Sperrleitung notwendig.

Aus der US-PS 4 063 220 ist schließlich ein Verfahren bekannt, bei dem bei einer Anforderung der Datenübertragung durch die Endgeräte diese zur Datenübertragung zugelassen werden. Ein Kollisionsdetektor erfaßt jegliche Kollision und durch einen Zufallszahlengenerator wird ein Zeitintervall bis zur nächsten übertragung bestimmt. Bei diesem Verfahren wird die Kollision verarbeitet, nachdem eine Datenübertragung durch die Endgeräte zugelassen wurde.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Selbststeuerung der Priorität in einer Anordnung anzugeben, bei der sich mehrere Einheiten eine gemeinsame Einheit teilen und die ohne Verwendung eines Prioritätssteuergeräts eine Kollision mit der gemeinsamen Einheit verhindern. Ferner soll eine Prioritätskontrolle in einer Anordnung ermöglicht werden, bei der die gemeinsame Einheit und die mehreren Einheiten nur über Datenübertragungsleitungen miteinander verbunden sind und keine Sperrleitung vorgesehen ist, die bei der bekannten Anordnung notwendig ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind gemäß einem Merkmal der Erfindung die Datenübertragungsleitungen und die Sperrleitungen geteilt.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird die Zeit nach dem Ende der Datenübertragung unter Verwendung der Datenübertragungsleitungen gemessen. Ist die vergangene Zeit gleich einer vorbestimmten Zeit, die einem der mehreren Endgeräte zugeordnet ist, und gibt dieses eine Endgerät ein übertragungs-

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Anforderungssignal aus, so wird die übertragung von diet;c»in einen Endgerät zur gemeinsamen Einheit zugelassen und die Übertragung der anderen Endgeräte durch die übertragungsleitung gesperrt, während dieses eine Endgerät Daten überträgt.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung steuern sich die mehreren Endgeräte selbst, so daß die Kollision mit der gemeinsamen Einheit verhindert wird.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird die Kollision verhindert, indem den jeweiligen Endgeräten eine bestimmte Zeitperiode zugeordnet wird. Der Ausdruck "bestimmte Zeitperiode" bedeutet hier eine Zeit, die von einem Zeitpunkt, zu dem sämtliche der mehreren Endgeräte nicht mehr auf die gemeinsame Einheit zugreifen, vergangen ist. Da die vergangene Zeit für jede übertragungsleitung gezählt wird, tritt keine Fehleranhäufung auf.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung erzeugen die mehreren Endgeräte Taktsignale und zählen aufgrund der Taktsignale die abgelaufenen Zeiten der jeweiligen Endgeräte. Demzufolge ist es nicht notwendig, den Endgeräten ein gemeinsames Taktsignal zuzuführen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1A und 1B Blockschaltbilder erfindungsgemäß ausgeführter Anordnungen,
Fig. 2 das Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Endgeräte

TD₁ bis TD_n,
Fig. 3A die Schaltbilder des Modulators, des Übertragertreibers

und des Empfängerkomparators der Fig. 2,

Fig. 3B in einem Zeitablaufdiagramm den Verlauf der wichtigsten Signale in der Schaltung der Fig. 3A,

Fig. 4 das Schaltbild des Übertragungsrechts-Steuergeräts 300 der Fig. 2,

Fig. 5 in einem Zeitablaufdiagramm den Verlauf der Signale in der Schaltung der Fig. 4,

b Fitj. 6 ein Ze it ablauf diagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise der Zwangssynchronisation für mehrere Endgeräte,

Fig. 7 ein Zeitablaufdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise der Prioritätsunterbrechungs-Steuerung,

Fig. 8 das Schaltbild eines Übertragungsrechts-Steuergeräts mit Prioritätsunterbrechungs-Steuerung,

Fig. 9 in einem Zeitablaufdiagramm den Verlauf der Signale der Schaltung der Fig. 8,

Fig.10A und 10B ein Fließbild bzw. ein Zeitablaufdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise der Schaltung der Fig.8, Fig.11 in Zeitablaufdiagrammen den Verlauf der Hauptsignale in drei typischen Fällen der Prioritätsunterbrechungssteuerung,

Fig.12A und 12B das Schaltbild eines Kupplungsabschnittes des Prioritätsrechts-Steuergeräts und des übertragungs-Steuergeräts bzw. ein Zeitablaufdiagramm mit dem Verlauf der Signale der Schaltung der Fig. 12A und

Fig.13A bis 1 3D Abwandlungen von Zeit-Einstelleinrichtungen zur Bestimmung der Zeitperiode der Prioritäts-Reihenfolge.

Fig. 1A und 1B zeigen den Gesamtaufbau der erfindungsgemäßen Anordnung. Gemäß Fig. 1A sind mehrere Übertragungseinheiten TD₁, TD_ ... TD mit einer übertragungsleitung 10 verbunden. Die übertragungsleitung 10 endet an Abschlußeinheiten. Die übertragungsleitung 10 ist eine gemeinsame Einheit und die Ubertragungseinheiten übertragen untereinander über die übertragungsleitung 10 Daten.

In der Anordnung der Fig. 1B teilen sich mehrere Endgeräte TD₁ bis TD ein zentrales Datenverarbeitungsgerät 15. In d sem Falle umfaßt die gemeinsame Einheit das zentrale Daten-

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Verarbeitungsgerät 15 und die übertragungsleitung 10. In jedem Fall wird die Prioritätssteuerung so ausgeführt, daß Kollisionen der Informationsübertragung zur übertragungsleitung 10 oder zum zentralen Datenverarbextungsgerat 15 über die übertragungsleitung verhindert werden.

Es s.ei darauf 'hingewiesen,- daß die gemeinsame Einheit nicht auf ein zentrales Datenverarbeitungsgerät beschränkt ist, sondern beispielsweise auch aus einem Speicher bestehen kann, den sich mehrere Rechner teilen, oder aus einer Hauptstation oder einer zentralen Überwachungseinheit, die entfernte Unterstationen in einem entfernten Überwachungs-Steuersystem überwacht.

Während die Bezeichnungen "übertragungseiheiten" und "Endgeräte" im Zusammenhang mit den Figuren 1A und 1B benutzt werden, bezeichnet der Ausdruck "Endgeräte TD₁ bis TD " im folgenden unbestimmt beide Gruppen.

Im folgenden werden nachstehende Symbole benutzt:

RTS Aufforderung oder Abfrage zum Senden eines Signals

CTS Bereit zum Senden eines Signals

TXD übertrage Daten Signal

TXC Übertrager-Takt Signal

RXD Empfänger-Datensignal

RXC Empfänger-Taktsignal

ZDET O-Erfassungssignal

SYNC Synchronisierimpuls

GND Masse

VCC Kollektorspannung

AND UND-Gatter

OR ODER-Gatter

FF Flip-Flop

TRS Transistor

PT Impulsübertrager

OA Operationsverstärker

CLK Taktsignal

OSC Oscillator

COMP Komparator

TD Endgeräte

DIV Teiler

IRTS ünterbrechungsförderung, ein Ausgangssignal zu senden

ITXD Unterbrechung der übertragung eines Datenausgangssignals

Fig. 2 zeigt das Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen An-Ordnung. Jedes der in Fig. 1A und 1B gezeigten Endgeräte TD₁ bis TD enthält eine Übertragungsleitungs-Steuer- · einheit 100 und eine Übertragungs-Steuereinheit. Die Übertragungs-Steuereinheit unterscheidet sich von Typ zu Typ des Endgeräts; eine detaillierte Beschreibung unterbleibt hier jedoch, weil die Übertragungs-Steuereinheit nicht in direkter Beziehung zur Erfindung steht. Die Übertragungs-Steuereinheit kann aus einem Rechner oder einer Unterstation in einem entfernten Überwachungs-Steuersystem bestehen, ist hierauf jedoch nicht beschränkt. Die Übertragungs-Steuereinheit gibt ein RTS aus, um Daten TXD und TXC zu übertragen. Die Erfindung ist gekennzeichnet durch die Übertragungsleitungs-Steuereinheit 100.

Die Übertragungsleitungs-Steuereinheit 100 enthält ein Übertragungsrechts- Steuergerät 300, einen Modulator 400, einen Übertragertreiber 450, einen Demodulator 50, einen Empfängerkomparator 60 und einen Koppler 65, der in vielen Fällen aus einem Impulstransformator besteht.

Fig. 3A zeigt das Schaltbild des Modulators 400, des Übertragertreibers 450 und des Empfängerkomparators 60. Der Demodulator 50 kann beliebiger Bauart sein; wichtig ist nur, daß er ein empfangenes Signal auf RXD und RXC trennen oder das empfangene Signal ohne Fehler unterscheiden kann. Eine detaillierte Beschreibung erübrigt sich hier.

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Der Modulator 400 enthält UND-Gatter 402, 408, 410, ein ODER-Gatter 404 und ein Flip-Flop 406. Gibt das Übertragungsrecht-Steuergerät 300 ein CTS-Signal aus, so kann das Übertragungssteuergerät 200 Daten (TXD, TXC) übertragen.

Fig. 3B zeigt das Zeitablaufdiagramm der verschiedenen Signale. Der Transistoren enthaltende Übertragertreiber 450 bildet eine bipolare Schaltungsanordnung. Das Übertragungssignal auf der Übertragungsleitung 10 ist in Fig. 3B(e) gezeigt.

Der Empfängerkomparator 60 enthält Operationsverstärker 62, 64, ein ODER-Gatter 66 und Widerstände 68, 70, 72, 74, 76, 78, 80 und 90. Ist die Übertragungsleitung 10 durch andere Endgeräte besetzt, so stellt dies der Empfängerkomparator 60 eines Endgeräts über einen PT durch ZDET fest. überträgt dieses eine Endgerät ein Signal, so wird dies durch ZDET festgestellt. Während der Erfassung des ZDET-Signals gibt das Übertragungsrecht-Steuergerät 300 kein Signal CTS ab, selbst wenn eine Sendeanforderung oder das RTS-Signal empfangen wird. Wenn aber dieses eine Endgerät bereits das Signal überträgt, so wird die übertragung des Signals erlaubt, selbst wenn das ZDET-Signal erfaßt wird. Dies wird im weiteren noch erläutert.

Fig. 4 zeigt ein detailliertes Schaltbild des Übertragungsrecht-Steuergeräts 300 der Fig. 2. Dieses enthält Flip-Flops 310, 312, einen Frequenzteiler 302, einen Zähler 304, einen Komparator 306 und UND-Gatter 308, 314 sowie ein Schwingelement 318 (z.B. einen Kristall) und einen Oszillator (OSC) 316, der mit der Frequenz des Schwingelements 318 schwingt.

Fig. 5 zeigt in einem Zeitablaufdiagramm den Verlauf der verschiedenen Signale. Das Ausgangssignal Pa des Oszillators 316 ist ein Basis-Taktsignal (Fig. 5(b)). Eine Zyklusperiode des Impulses beträgt etwa 4 με, was vom Übertragertakt- oder TXC-Signal abhängt. Das Ausgangssignal Pb des Frequenzteilers 302 hat den in Fig. 5(c) gezeigten Verlauf. Eine Zyklusperiode dos

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heruntergeteilten Signalimpulses beträgt etwa 128. με, was etwa dem Zehnfachen der TXC-Periode entspricht. Das in Fig. 5(a) gezeigte ZDET-Signal bezeichnet die Gegenwart von Daten auf der übertragungsleitung 10. Es sei angenommen, daß die übertragungsleitung 10 zum Zeitpunkt t.. frei wird. Die Endgeräte beginnen gleichzeitig vom Zeitpunkt t.. an zu zählen. Fig.5(a) bis 5(e) zeigen den Zeitablauf für TD₃. Die Zählung wird fortgesetzt, bis die Zählung der Signale Pb im Zähler 304 eine vorgegebene Zählung C erreicht, die im Komparator 306 durch Schalteinrichtungen 330 voreingestellt wird. Die Ausgangssignale Q_A, Q_ß, Q_c und Q_D des Zählers 304 sind in Fig. 5(d) gezeigt. Es sei angenommen, daß die voreingestellte Zählung C von TD₃ gleich 3 beträgt. Erreicht der Inhalt des Zählers 304 den Stand 3, so nimmt das Signal Pc einen hohen Pegel und, mit einer gewissen Zeitverzögerung, das Signal Pd einen niedrigen Pegel an. Durch die UND-Verknüpfung des niedrigen Pegels von Pd und des hohen Pegels von RTS (d.h., das übertragungsanforderungs-Signal ist vorhanden), nimmt CTS einen hohen Pegel an (Fig. 5(e), (f), (g), (h)). Durch den hohen Pegel von CTS beginnt die Übertragungs-Steuereinheit, das Signal TXD zu übertragen. Auf das Signal TXD hin läßt der Komparator 306 das Signal ZDET einen hohen Pegel annehmen (Fig. 5(a)), so daß das Signal Pb einen niedrigen Pegel (Fig. 5(c)) annimmt und der Zähler 304 rückgesetzt wird (Fig. 5(d)). Während der übertragung von TXD zählt der Zähler 304 nicht aufwärts.

Wenn zum Zeitpunkt t- die übertragung von TXD endet, liegen RTS und CTS auf niedrigem Pegel. ZDET nimmt ebenfalls einen niedrigen Pegel an und das Signal Pb wird dem Zähler 304 wiederum zugeführt, der zu zählen beginnt.

Die Arbeitsweise des Endgeräts TD., nachdem RTS von TD^ zur gleichen Zeit wie RTS von TD₃ ausgegeben wurde, ist in Fig. 5(m) bis 5(s) gezeigt. RTS von TD₄ (Fig. 5(o)) wird vor der Ausgabe von RTS von TD₃ ausgegeben (Fig. 5(g)). Wird ZDET in TD. erfaßt, so wird der Zähler 304 rückgesetzt, so daß die

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in Fig. 5(m) bis 5(r) gestrichelt gezeigten Signale nicht auftreten (unter der Annahme, daß C von TD. gleich 4 ist). D.h.,

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selbst wenn RTS von TD. vor RTS von TD- ausgegeben wird, hat TD_ Vorrang zur Übertragung des Signals (oder Besetzung der gemeinsamen Einheit), weil C₃ < C .. TD- hat nämlich einen höheren Prioritätspegel als TD₄. Bei der vorliegenden Auwführungsform hat dasjenige Endgerät eine höhere Priorität des Übertragungsrechts, dessen Zeitperiode von dem Zeitpunkt an kürzer ist, zu dem sämtliche Endgeräte aufhören, zur gemeinsamen Einheit Zugriff zu nehmen.

Wenn das Endgerät das Signal überträgt, wird die Übertragung des Signals durch dieses Endgerät nicht durch sein eigenes ZDET-Signal gesperrt. Es sei nun angenommen, daß TD-, das Übertragungsrecht gefordert und begonnen hat, TXD zu übertragen (Fig. 5(i)). Wenn ZDET von TD₃ erfaßt wird, liegen Pb und Pc auf niedrigem Pegel und das Signal Pd ändert sich auf hohen Pegel. Da jedoch RTS auf hohem Pegel bleibt, wird CTS nicht rückgesetzt und bleibt auf hohem Pegel. Demzufolge wird die übertragung des Signals durch TD₃ nicht gesperrt.

Fig. 6(a) bis 6(k) zeigen den Signalverlauf bei Zwangssynchronisation. Gibt keines der Endgeräte das Signal RTS ab, so akkumulieren die Differenzen der Perioden der Taktsignale der jeweiligen Endgeräte. Demzufolge ist es vorzuziehen, zu einer bestimmten Zeit ein SYNC-Signal zu erzeugen, um den Zähler auf 0 einzustellen. Bei dem gezeigten Beispiel wird das SYNC-Signal erzeugt, wenn festgestellt wird, daß die jeweiligen Endgeräte nicht das Signal RTS abgegeben haben. Das Endgerät TD, wird betrachtet. C wird auf 3 eingestellt. Das Signal Pc ändert sich zum Zeitpunkt t_g und das Signal Pd zum Zeitpunkt t₇, weil RTS fehlt. Die Signale TXD und CTS ändern sich jedoch nicht. Zum Zeitpunkt t„ geht das Signal Pe auf hohen Pegel. Wenn im nächsten Zyklus der Zählerstand C = 3 erreicht ist, wird das Signal Pd abgegeben und die Signale RTS habpn

niedrigen und das Signal Pe hohen Pegel. Das das SYNC-Signal über die ODER-Gatter 404 (Fig. 3A) zur Übertragungsleitung 10 gesendet wird, erfaßt der Empfänger-Komparator das Signal als ZDET, so daß der Zähler 304 zwangsweise rückgesetzt wird. Da diese Rücksetzung durch die Empfanger-Komparatoren 306 sämtlicher an die übertragungsleitung 10 angeschlossener Endgeräte durch das SYNC-Signal erfaßt wird, das von TD₃ ausgegeben wird, werden die Zähler der jeweiligen Endgeräte gleichzeitig rückgesetzt. Auf diese Weise wird eine Operation ausgeführt, die der zwangsweisen Synchronisation oder Nulleinstellung gleichwertig ist. Wird die Synchronisation der Taktsignale der jeweiligen Endgeräte durch andere Einrichtungen aufrecht erhalten, so ist die zwangsweise Synchronisation nicht notwendig.

Im folgenden wird die erfindungsgemäße Unterbrechungs-Prioritätssteuerung erläutert. Fig. 7 zeigt die Betriebsweise in einem Zeitablaufdiagramm. Es sei angenommen, daß drei Endgeräte vorgesehen sind und in TD₁ C = 2, in TD₀ C = 3, und in TD^ C =4 gesetzt ist. Der Gesamtaufbau ist in Fig. 7(1) gezeigt. Fig. 7 (a) zeigt die Zählungen. Die dicken Pfeile zeigen die Zeitpunkte an, zu denen RTS oder IRTS ausgegeben werden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist C = 1 der Prioritätsunterbrechung zugeordnet.

Es sei angenommen, daß in TD₁ das Signal RTS₁ und in TD₃ das Signal IRTS₃ sowie nach einer gewissen Zeitperiode in TD₂ das Signal IRTS₀ ausgegeben wird. Diejenigen Endgeräte, die das Signal IRTS ausgegeben haben, können die Daten vor den Endgeräten übertragen, die RTS₁ ausgeben. Die IRTS-Signale werden in der Prioritätsordnung der Signale RTS ausgegeben, wie in Fig. 7(a) bis (k) gezeigt. Wenn der Zähler den Zählerstand 2 erreicht und RTS₁ vorhanden ist, wird das Signal von TD₃ übertragen, weil IRTS₃ vorhanden ist. Darauf wird das Signal von TD₀ , das IRTS₀ abgibt, übertragen, und schließlich wird das Signal von TD₁ übertragen, das RTS₁ abgibt.

Fig. 8 zeigt ein konkretes Schaltbild des Übertragungsrecht-Steuergeräts 300 mit der oben beschriebenen Prioritäts-Unterbrechungs-Steuerfunktion. Ähnliche oder gleiche Elemente sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet wie in Fig. 4. Zusätzlich zu den in Fig. 4 gezeigten Elementen sind ODER-Gatter 364, 362, UND-Gatter 366, 368, 370, 358, 364, Flip-Flops 350, 354, ein monostabiler Multivibrator 356 und ein Komparator 352 vorgesehen.

Fig. 9(a) bis (u) zeigen ein Zeitablaufdiagramm der Signale in Fig. 8; die Arbeitsweise ist anhand der Fließdiagramme der Figuren 10A und 10B erläutert. Fig. 9 zeigt den übergang von TD₂ auf TD..

Gemäß Fig. 10A und 10B zählt der Zähler 304 die Zeit, die vom Ende der Signalübertragung auf der übertragungsleitung 10 vergangen ist. Beim Schritt 300a von Fig. 10A prüft der Komparator 352, ob der Zählerstand des Zählers 304 gleich 1 ist. Ist der Zählerstand gleich 1, so wird geprüft, ob IRTS des zugehörigen Endgeräts Ein (1) ist. Ist dies der Fall, so wird festgestellt, daß die Unterbrechungsförderung ausgegeben wurde (Schritt 300b), Wenn Pm auf hohem und Pb auf niedrigem Pegel ist, wird FF 354 gesetzt, wenn IRTS nach 1 geht (Schritt 300c). Das Signal SYNC wird durch das Signal Pl erzeugt (Schritt 30Od). Ist IRTS beim Schritt 300b nicht 1, so bleibt FF 354 rückgesetzt (Schritt 30Oi).

Zur weiteren Erläuterung des Schrittes 300c seien die Zeitablaufdiagramme von IRTS, CTS, FF 354 und TXD der Figuren 10B (a) bis 10B(d) herangezogen.

Im Schritt 30Of wird geprüft, ob der Stand des Zählers 304 gleich 1 und das Signal ZDET gleich 1 ist. Ist ZDET gleich 1, so wird das Unterbrechungs-Feststellungs-FF 3^r>0 gewotKi (Schritt 300g); ist ZDBT nicht 1, -/MhIt dwr ZHJi Ir-1 U) Λ wnl ter aufwärts (Schritt 300h).

Weil der Zähler 304 weiter aufwärts zählt, wird geprüft, ob die Zählung den voreingestellten Wert C des zugehörigen Endgeräts erreicht hat (COMP 306 im Schritt 30Oi). Stellt der Komparator 306 fest, daß A=B (C ) ist, so wird geprüft,

5 ob das Ausgangssignal des Unterbrechungs-Forderungs-FF 354 gleich 0 und das Ausgangssignal des Unterbechungs-Feststellungs-FF 350 gleich 1 ist (Schritt 30Oj). Ist das Ergebnis "Nein", so wird geprüft, ob RTS oder IRTS gleich 1 sind (Schritt 300k). Ist RTS oder IRTS gleich 1, so wird CTS abgegeben und das Signal vom zugehörigen Endgerät übertragen (Schritt 3001). Wird das Ende der Signalübertragung festgestellt, so werden die Schritte 300a bis 3001 gemäß Fig. 10A wiederholt.

Fig. 11 zeigt die Zeitablaufdiagramme der wichtigsten Signale in drei typischen Fällen. Im Fall 1 geben weder das betrachtete noch die anderen Endgeräte das Signal IRTS ab. Im Fall 2 gibt das betrachtete Endgerät das Signal IRTS und die anderen Endgeräte kein Signal IRTS ab (oder sie geben IRTS ab). Im Fall 3 gibt das betrachtete Endgerät nicht das Signal IRTS ab, während die anderen Endgeräte IRTS abgeben. Fig. 11(a) bis (1) zeigen die wichtigsten Signale. Sie werden hier nicht erläutert, weil sie aus der Beschreibung der Figuren 10 und 9 leicht verständlich sind.

Fig. 12A und 12B zeigen die Kopplung zwischen den Übertragungs-Steuereinheiten 200 und 300. Die Kopplungseinheit in der Übertragungs-Steuereinheit 200 enthält UND-Gatter 280., 282, ein FF 284 und Zeitverzögerungsschaltungen 286, 288 (Fig.12A). Fig. 12B(a) bis (k) zeigen die Zeitablaufdiagramme der wichtigsten Signale. Wenn CTS zu den Signalen RTS und IRTS abgegeben wird, unterscheidet die Ubertragungs-Steuereinheit 200 das Signal nach RTS als CTS¹ und das Signal nach IRTS als ICTS. Durch Trennung von ICTS und CTS' können die entsprechenden Daten ausgesendet werden (z.B. Daten ITXD für IRTS).

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Wenn IRTS zusätzlich zum normalen RTS ausgegeben wird, erfolgt die Signalübertragung nach IRTS erfindungsgemäß vorzugsweise über RTS. Auf diese Weise kann im Notfall eine bevorzugte Signalverarbeitung in Priorität über die normale Signalverarbeitung durchgeführt werden.

In der Ausfuhrungsform der Fig. 1B wird auch die übertragungsleitung 10 als gemeinsame Einheit behandelt. Alternativ können für die jeweiligen Endgeräte exklusive Übertragungsleitungen vorgesehen werden (Fig. 13A). In diesem Fall hat ein Kopplungsgerät 20 die Fähigkeit, die Besetzung von CPU 15 durch andere Endgeräte zu prüfen.

Die Prioritätspegel der Endgeräte können durch Einstelleinrichtungen 330 (Fig. 4) oder durch WRITE-Signale zu einem Komparator 306 über Datenschienen des CPU eingestellt werden (13B). Im letzteren Fall können die Prioritätspegel on-line auf beliebige gewünschte Pegel eingestellt werden, obwohl sie über die Datenschienen des CPU eingestellt werden müssen. Nach einem anderen Verfahren lassen sich nur ausgewählte Endgeräte mit den Schienen koppeln.

Gemäß Fig. 13C können die voreingestellten Werte bei einem vorbestimmten Zyklus durch ein vorbestimmtes Wert-Inkrement-Signal und ein WRITE-Signal geändert werden, um die voreingestellten Werte zu verschieben. In diesem Fall werden die Prioritätspegel zu den jeweiligen Endgeräten gemittelt; es müssen jedoch eine getrennte Inkrement-Signalleitung und WRITE-Signalleitungen vorgesehen werden.

Die Ausführungsform der Fig. 13D ist anwendbar, wenn die Endgeräte in Gruppen gleicher Prioritätspegel unterteilt sind und die Prioritätspegel innerhalb jeder der Gruppen geändert werden. Hierbei werden jedoch, ähnlich wie in Fig. 13C, eine getrennte Inkrement-Signalleitung und eine getrennte WRITE-Signal1 οίLung

sowie eine Signalleitung für Prioritätspegel niedriger Ordnung benötigt.

Claims

.:..^TENrAnwälte ·.,*.:..

SCHIFF ν. FÜNER STREHL SCHÜBEL-HOPF EBBINGHAUS FINCK

MARIAHILFPLATZ 2 Λ 3, MÖNCHEN BO POSTADRESSE: POSTFACH S5 Ο1 6Ο, D-8OOO MÖNCHEN 95

ALSO PROFESSIONAL REPRESENTATIVES BEFORE THE EUROPEAN PATENT OPFICE

" KARL LUDWIO SCHIFF (19a4-1p?H)

DIPL. CHEM. DR. ALEXANDER V. FUNPH

DIPL. INQ. PETER STREHL

DIPL. CHEM. DR- URSULA SCHÜBEL HOPr

DIPL- INO. DIETER EBBINIaHAUS

OR. INO. DIETER FINCK

TELEFON (OBO) 48 2O 64 TELEX S-SSBBB AURO D

TELEORAMME auromarcpat München

DEA-24146 12. März 1982

Patentansprüche

/ 1. ^Verfahren zur Selbststeuerung bei verteilter Prioritäts- ^-""^^ kollision für eine Anordnung mit mehreren Einrichtungen (TD₁ bis TD ) und einer gemeinsamen Einheit (15, 10), die sich die mehreren Geräte teilen, wobei die mehreren Gerate je nach Erfordernis Zugriff zur gemeinsamen Einheit haben, dadurch gekennzeichnet , daß die von einem Zeitpunkt, zu dem sämtliche mehreren Geräte aufhören, auf die gemeinsame Einheit zuzugreifen, vergangene Zeit gemessen wird, und daß vorzugsweise demjenigen der mehreren Geräte Zugriff zur gemeinsamen Einheit gewährt wird, in dem die vergangene Zeit eine bestimmte voreingestellte Zeitperiode früher als in allen anderen Geräten erreicht hat, unter der Bedingung, daß das eine Gerät der gemeinsamen Einheit eine Zugriffsforderung zusendet und die gemeinsame Einheit nicht besetzt ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsame Einheit eine übertragungs leitung (10) umfaßt, die sich die mehreren Geräte (TD₁ bis

TD ) teilen,
η

J. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich net, daß die Übertragungsleitung (10) auch als Sperrleitung verwendet wird, . so daß der Zugriff zur gemeinsamen Einheit durch andere Geräte durch Aussenden eines Signals zur übertragungsleitung gesperrt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich· net, daß die voreingestellten Zeitperioden, die den mehreren Geräten zugeordnet sind, variabel sind.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Signal zur zwangsweisen Synchronisation zum Rücksetzen der Einrichtungen zur Messung der vergangenen Zeit in den mehreren Geräten zur Messung der Nicht-Zugriffszeit zur gemeinsamen Einheit erzeugt wird, wenn keines der mehreren Geräte für eine bestimmte Zeitperiode die Zugriffsforderung ausgibt.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die voreingestellten Zeitperioden durch Ausgangssignale eines Rechners eingestellt werden.

7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die voreingestellten Zeitperioden bei einem vorbestimmten Zeitintervall schrittweise weiter erhöht werden, so daß die den mehreren Geräten zugeordnete Prioritätsordnung sequentiell verschoben wird.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedem der mehreren Geräte erlaubt wird, zusätzlich zum normalen Zugriffsforderungssignal ein Prioritätsunterbrechungs-Zugriffsforderungssignal auszugeben, und daß der gemeinsamen Einheit Zugriff zu demjenigen Gerät der mehreren Geräte in Präferenz zu den normalen Zugriffsforderungssignalen von den anderen Geräten gewährt wird, das" das Prioritätsunterbrechungs-Zugriffsforderungssignal ausgegeben hat.

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9» Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn mehrere Geräte das Prioritätsunterbrechungs-Zugriffsforderungssignal ausgeben, die Prioritätsunterbrechungs- Zugriffsforderungen der mehreren Geräte, die das Prioritätsunterbrechungs-Zugriffsforderungssignal ausgeben, in der Reihenfolge der normalen Prioritätsfolge in Präferenz zu den Geräten angenommen werden, die die Prioritätsunterbrechungs-Zugriffsforderungssignalc nicht ausgeben.

10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn das Prioritätsunterbrechungs-Zugriffsforderungssignal ausgegeben wird, dem Prioritätsunterbrechungs-Zugriffsforderungssignal eine Zeitperiode zugeordnet wird, die kürzer ist als die dem entsprechenden Gerät zugeordnete voreingestellte Zeitperiode, so daß die Zugriffsforderung in Präferenz zur normalen Zugriffsforderung angenommen wird.

11. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwangssynchronisationssignal erzeugt wird, wenn die Zeitperiode, innerhalb der keines der mehreren Geräte auf die gemeinsame Einheit zugreift, für eine maximale voreingestellte Zeitperiode andauert, die den mehreren Geräten zugeordnet ist.

12. Anordnung zur Selbststeuerung bei verteilter Vorrang-Kollision in einem System mit mehreren Geräten (TD₁ bis TD ) und einer gemeinsamen Einheit (15, 10), mit der die mehreren Geräte zusammenwirken, wobei die gemeinsame Einheit nach Erfordernis von den mehreren Geräten zugreifbar ist, gekennzeichnet durch Meßeinrichtungen (304) zur Messung der fortdauernden Zeitperiode, während der keines der mehreren Geräte mit der gemeinsamen Einheit in Verbindung tritt, durch eine Zeitkoinzidenz-Erfassungseinrichtung (306) zum Vergleich voreingestellter Prioritätsfolge-Zeitperioden, die den mehreren Geräten zugeordnet

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wind, mit der von der Meßeinrichtung gemessenen fortdauernden Nichtzugriffs-Zeitperiode, zur Erfassung der Koinzidenz beider Zeitperioden, und durch eine Zugriffs-Gewährungseinrichtung (310·) zur Erzeugung eines Zugriffs-Erlaubnissignals zur gemeinsamen Einheit zu einem der mehreren Geräte unter der Bedingung, daß das Ausgangssignal von der Zeitkoinzidenz-Erfassungseinrichtung des einen Gerätes, ein Zugriffsforderungssignal von dem einen Gerät und ein Signal vorhanden sind, das anzeigt^ daß die gemeinsame Einheit frei ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch Taktsignalgeneratoren (316, 302) in den mehreren Geräten zur Erzeugung von Taktsignalen für die Geräte.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsame Einheit eine gemeinsame übertragungsleitung (10) umfaßt.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch einen Empfängerkomparator zur Erfassung der Gegenwart oder Abwesenheit der übertragung auf der gemeinsamen übertragungsleitung (10).

16. Vorrichtung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch Zähler (304) in den mehreren Geräten zum Zählen der Taktsignale der Taktsignalgeneratoren (316, 302) zur Messung der fortdauernden Zeitperioden des Nichtzugriffs zur gemeinsamen Einheit.

17. Vorrichtung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch Ausgabeeinrichtungen zur Ausgabe von Prioritätsunterbrechungs-Zugriffsforderungssignalen zusätzlich zu den normalen Zugriffsforderungssignalen, in den mehreren Geräten, so daß, wenn die Ausgabeeinrichtung eines der Geräte ein Prioritätsunterbrechungs-Zugriffsforderungssignal ausgege-

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ben hat, diese Zugriffsforderung in Präferenz zur normalen Zugriffsforderung angenommen wird.