DE3213574C2

DE3213574C2 - Schaltung zur Datenübertragung

Info

Publication number: DE3213574C2
Application number: DE3213574A
Authority: DE
Inventors: Robert Smith; Francis Payne
Original assignee: Burr Brown Research Corp
Current assignee: Burr Brown Research Corp
Priority date: 1981-05-07
Filing date: 1982-04-13
Publication date: 1993-10-28
Anticipated expiration: 2002-04-14
Also published as: US4475049A; GB2102253B; FR2505584B1; DE3213574A1; FR2505584A1; JPS57183146A; GB2102253A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Schaltungen dieser Art dienen in Verbindung mit der Verwendung von zwei Eingangsleitungen der Verbesserung der Zuverlässigkeit der Datenübertragung zwischen dem ersten und dem zweiten System, indem die Übertragungskanäle redundant ausgeführt werden.

Bei einer bekannten Schaltung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 (US-PS 4 154 395) ist die zweite Schalteinrichtung außer mit der zweiten Eingangsleitung mit der Ausgangsanordnung der ersten Schalteinrichtung verbunden und steht ausgangsseitig mit der Logikschaltung in Verbindung. Die letztere ist des weiteren mit der Ausgangsanordnung der ersten Schalteinrichtung und mit der zweiten Eingangsleitung verbunden. Die erste Eingangsleitung hat keinen unmittelbaren Kontakt mit der Logikschaltung. Wenn die erste Schalteinrichtung über die erste Eingangsleitung Daten von dem ersten System empfängt, liefert sie ausgangsseitig ein entsprechendes Datensignal an die Logikschaltung, die dieses zum zweiten System durchschaltet, und sie unterdrückt gleichzeitig die eingangsseitige Steuerbarkeit der zweiten Schalteinrichtung und hält diese in einem Zustand, in dem die zweite Schalteinrichtung die Logikschaltung gegen Durchgang von auf der zweiten Eingangsleitung ankommenden Datensignale zum zweiten System hin sperrt. So lange also eine Datenübertragung über die erste Eingangsleitung stattfindet, ist diese gegenüber der zweiten Eingangsleitung bevorrechtigt, von der her demzufolge keinerlei Daten über die Logikschaltung zum zweiten System übertragen werden können, selbst wenn gleichzeitig auf der zweiten Eingangsleitung Daten bei der Schaltung ankommen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gegenüber dem bekannten anderen Lösungsweg zu finden, bei dem die beiden Eingangsleitungen gleichberechtigt sind.

Die vorstehend angegebene Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 genannten Merkmale gelöst.

Die Unteransprüche betreffen bevorzugte Ausführungsformen der Schaltung gemäß Patentanspruch 1.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel noch näher erläutert.

In der Zeichnung zeigt

die Fig. 1 eine Schaltung der Übertragungsstrecke und der Entscheidungslogik nach der vorliegenden Erfindung und

die Fig. 2, 3 und 4 sind Impulsdiagramme zur Erläuterung der verschiedenen Betriebszustände der in der Fig. 1 gezeigten Schaltung.

Die Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform der redundanten Übertragungsschaltung nach der vorliegenden Erfindung. Eine flankengetriggerte 2fach-Entscheidungsschaltung ermittelt, welche der Eingangsleitungen L1_(EIN) oder L2_(EIN) aktiv ist, und schaltet die Daten auf dieser aktiven Leitung selbsttätig auf die zur Verarbeitungseinheit führende Ausgangsleitung. Die zugehörige Sendeleitung L1_(AUS) oder L2_(AUS) wird dabei gleichzeitig bereitgeschaltet.

In einem ersten Betriebszustand erfolgt die Übertragung zwischen dem ersten System, hier einem Wirtssystem, und dem zweiten System, hier einer abgesetzten Einheit, über die eine oder die andere Leitung, nicht aber über beide gleichzeitig. Das erste System entscheidet in diesem Betriebszustand, welche Leitung aktiv sein soll. Falls das zweite System auf gegebene Befehle nicht mehr reagiert, schaltet das erste System auf die andere Leitung um und versucht, die Verbindung wieder herzustellen.

In einem zweiten Betriebszustand erfolgt die Datenübertragung auf beiden Leitungen gleichzeitig. Daten aus dem ersten System liegen im wesentlichen gleichzeitig auf den Leitungen L1_(EIN) und L2_(EIN). Auf diese Weise verringert man den apparativen Aufwand im ersten System und braucht dort keine Entscheidungen zu treffen.

Die Schaltung enthält auch ein erstes und ein zweites D-Flipflop 4 bzw. 6 (beispielsweise 74LS74) und ein erstes, ein zweites und ein drittes UND-Glied 2, 14 bzw. 16 mit jeweils zwei Eingängen (beispielsweise 74LS08) sowie ein erstes, ein zweites und ein drittes NOR-Glied 8, 10 bzw. 12 mit jeweils zwei Eingängen (bspw. 74LS02). Die vom ersten System ankommende erste Übertragungsleitung L1_(EIN) ist an einen Eingang des Flipflops 6 und an einen Eingang des NOR-Glieds 8, der D-Eingang des Flipflops 6 an eine positive Spannung (+V), der Ausgang Q1 des Flipflops 6 an einen Eingang des NOR-Glieds 10, einen Eingang des UND-Glieds 2 und einen Eingang des UND-Glieds 14 und der Ausgang des Flipflops 6 an den zweiten Eingang des NOR-Glieds 8 und an einen ersten Eingang des UND-Glieds 16 gelegt.

Die vom ersten System kommende zweite Übertragungsleitung L2_(EIN) ist an einen Eingang des Flipflops 4 und an den zweiten Eingang des NOR-Glieds 10 gelegt. Sowohl der Eingang D als auch der Setzeingang des Flipflops 4 liegen an (+V). Der Rücksetzeingang des Flipflops 4 ist an den Ausgang des UND-Glieds 2, der Ausgang des Flipflops 4 an den Rücksetzeingang des Flipflops 6 und ein Initialisierungssignal an den zweiten Eingang des UND-Glieds 2 und an den Setzeingang des Flipflops 6 gelegt. Die Ausgänge der NOR-Glieder 8, 10 führen auf die Eingänge des NOR-Glieds 12, von dessen Ausgang D0 die Daten abgenommen und auf das zweite System geleitet werden. Die Daten aus dem zweiten System sind von der Leitung 18 kommend auf die zweiten Eingänge der UND-Glieder 14, 16 gelegt.

Bezüglich der auf den Eingangsleitungen L1_(EIN) und L2_(EIN) auftretenden Signalpegel bezeichnet log·L den Zeichenzustand, log·H den Pausenzustand. Ankommende Daten fließen vom ersten System zum zweiten System, abgehende Daten vom zweiten System zum ersten System.

Während der Einschaltphase ("power up") und der Initialisierung erscheint ein H-Signal (+V) an den D-Eingängen der Flipflops 4, 6 und am Eingang des Flipflops 4. S2 ist also L und Flipflop 4 wird nicht gesetzt. Geht das Signal auf L, geht auch der Ausgang des UND-Glieds 2 () auf L, so daß R2 und auch und damit auf H gehen. Ist =H, bleibt R1=L und wird das Flipflop 6 nicht rückgesetzt, d. h. geht nicht auf H. Da jedoch auch an liegt, wird S1=H, wenn auf L geht; dann geht Q1 auf H.

Daten aus dem ersten System auf der Leitung L1_(EIN) gelangen an den ersten Eingang des NORR-Glieds 8. Da =L, erscheinen die Daten invertiert am Ausgang des NOR-Glieds 8 (Knoten B). Der Ausgang des NOR-Glieds 10 (Knoten A) ist L, da Q1=H. Die Daten (D0) werden vom NOR-Glied 12 erneut invertiert und an das zweite System, hier einen Prozessor, weitergegeben.

Das Ausgangssignal Q1 geht auch an den Eingang des UND-Glieds 14. Ist Q1=H, wird das UND-Glied 14 bereit- bzw. aufgeschaltet und läßt dann Daten auf der Leitung 18 aus dem zweiten System über das UND-Glied 14 auf die Leitung L1_(AUS). Das UND-Glied 16 bleibt gesperrt, da =L ist.

Zur Erläuterung der Arbeitsweise der in Fig. 1 gezeigten Schaltung bei einem Ausfall sei angenommen, daß die Leitung L1_(EIN) im Zustand H ausfällt und daß die Daten vom ersten System her auf der Leitung L2_(EIN) eintreffen. Geht L2_(EIN) auf H, geht auch Q2 auf H, so daß auf L gehen kann, da sowohl als auch Q1=H sind. Der Rücksetzeingang geht auf L, so daß R1 auf H geht und das Flipflop 6 rücksetzt, d. h. Q1=L und =H. Ist =H, bleibt der Knoten B auf L; die Daten auf L2_(EIN) werden jedoch vom Glied 10 invertiert, da Q₁=L1. Die invertierten Daten erscheinen am Knoten A und werden vom Glied 12 erneut invertiert, dessen Ausgang zum zweiten System führt. Nun ist =H bzw. Q1=L, so daß die Daten vom zweiten System auf der Leitung 18 über das UND-Glied 16 auf L2_(AUS) geschaltet werden. Als Q1 auf L ging, ging auch der Ausgang des UND-Glieds 2 auf L, so daß R2 auf H ging; daher gingen sowohl als auch auf H. Mit =H ist R1 wieder L. Die Arbeitsweise der Schaltung bei einem Ausfall von L1_(EIN) im Zustand H und beim Dateneingang auf L2_(EIN), wie oben beschrieben, ist im Impulsdiagramm der Fig. 2 gezeigt. Wie ersichtlich, wird der Zeichenschritt, der eintrifft, nachdem Q1 auf L gesprungen ist, auf die Ausgangsleitung D0 geschaltet.

Ein Teil der Fig. 3 zeigt, wie die Schaltung arbeitet, wenn L1_(EIN) im Zustand L ausfällt. Erfolgt im Signal auf L2_(EIN) ein positiver Sprung während der ersten steigenen Flanke von L2_(EIN), so gehen Q2 auf H und auf L, wie oben. Das Rücksetzsignal R1 spring wieder auf H und setzt das Flipflop 6 zurück, d. h. Q1=L und =H. Da L1_(EIN) im Zustand L ausgefallen ist, ist das am Knoten B stehende Signal H und geht auf L, wenn das Flipflop 6 rückgesetzt wird. Der nächste Zeichenschritt auf L2_(EIN) erscheint invertiert am Knoten A, wie im Zusammenhang mit der vorgehenden Ausfallart beschrieben. Es ergibt sich am Ausgang des NOR-Glieds 12 das Datensignal D0, wie es in Fig. 3 gezeigt ist.

Wie zuvor, geht mit Q1 nach L auch R2 nach H, so daß sowohl als auch ebenfalls auf H gehen. Bei =H werden die Daten aus dem zweiten System über die Leitung 18 und das UND-Glied 16 mit der Leitung L2_(AUS) zum ersten System geleitet.

Wie schließlich die Fig. 4 zeigt, übergibt die Schaltung der Fig. 1 auch solche Daten präzise an das zweite System, die auf L1_(EIN) und L2_(EIN) gleichzeitig eintreffen. Während des ersten positiven Sprungs auf L1_(EIN) und L2_(EIN) gehen der Knoten B auf L, auf L, Q1 auf L und auf H, das Rücksetzsignal auf L und auf H. Da der Knoten A auf L liegt, geht der Ausgang D0 des Glieds 12 auf H. Springen L2_(EIN) und L1_(EIN) auf L, geht der Knoten A auf H, so daß D0 auf L geht. Wähend des nächsten positiven Sprungs an L1_(EIN) und L2_(EIN) gehen Q1 auf H, auf L und wieder auf H. Das Signal am Knoten A fällt wieder auf L, so daß D0 wieder ansteigt. Der nächste negative Sprung an L1_(EIN) und L2_(EIN) bewirkt einen positiven Sprung am Knoten B und damit einen negativen Sprung an D0. Die Daten auf L1_(EIN) und L2_(EIN) werden also am Anschluß D0 genau reproduziert.

Eine weitere Untersuchung der Schaltung zeigt, daß eine geringe Phasenverschiebung zwischen den Datenimpulsen an L1_(EIN) und L2_(EIN) die Zeichen/Pause-Bilanz am Anschluß D0 nicht beeinträchtigt; nur die Breite der Zeichen- und Pausenschritte ändert sich.

Claims

1. Schaltung zur Datenübertragung zwischen einem ersten und einem zweiten System, mit

a) einer ersten Schalteinrichtung (6), die über eine erste Eingangsleitung (L1_EIN) eingangsseitig mit aus dem ersten System ausgegebenen Daten belieferbar ist und eine abhängig vom Zustand der Daten auf der ersten Eingangsleitung (L1_EIN) in einen ersten oder in einen zweiten Zustand steuerbare Ausgangsanordnung (Q1, ) aufweist,
b) einer mit der ersten Schalteinrichtung (6) verbundenen und eingangsseitig über eine zweite Eingangsleitung (L2_EIN) mit den aus dem ersten System ausgegebenen Daten belieferbaren zweiten Schalteinrichtung (4), und
c) einer an die Ausgangsanordnung (Q1, ) der ersten Schalteinrichtung (6) angeschlossenen, entsprechend dem jeweiligen Zustand derselben gesteuerten Logikschaltung (8, 10, 12), die die Daten von einer der beiden Eingangsleitungen (L1_EIN, L2_EIN) auf das zweite System überträgt,
dadurch gekennzeichnet, daß
d) die zweite Schalteinrichtung (4) ausgangsseitig () mit der ersten Schalteinrichtung (6) derart verbunden ist, daß deren Ausgangsanordnung (Q1, ) in den ersten Zustand gebracht wird und dort verbleibt, wenn nur auf der zweiten Eingangsleitung (L2_EIN) eine Zustandsänderung in den Daten stattfindet.
e) die Ausgangsanordnung (Q1, ) der ersten Schalteinrichtung (6) in den zweiten Zustand gebracht wird und dort verbleibt, wenn nur auf der ersten Eingangsleitung (L1TEIN) eine Zustandsänderung in den Daten eintritt,
f) die Ausgangsanordnung (Q1, ) der ersten Schalteinrichtung (6) abwechselnd in den ersten und in den zweiten Zustand gebracht wird, wenn sowohl auf der ersten als auch auf der zweiten Eingangsleitung gleichzeitig dieselbe Zustandsänderung in einer vorgegebenen Richtung in den Daten eintritt,
g) beide Eingangsleitungen (L1_EIN, L2_EIN) auch an die Logikschaltung (8, 10, 12) angeschlossen sind.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsanordnung (Q1, ) der ersten Schalteinrichtung (6) einen ersten (Q1) und einen zweiten Ausgang () aufweist, die jeweils einen ersten und einen zweiten Spannungspegel annehmen können.

3. Schaltung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine an die zweite Schalteinrichtung (4) angeschlossene erste Einrichtung (2), die die erste Schalteinrichtung (6) initialisiert, um den ersten (Q1) und den zweiten () Ausgang in vorbestimmte Zustände zu bringen.

4. Schaltung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, gekennzeichnet durch eine mit dem zweiten System und mit dem ersten (Q1) und dem zweiten () Ausgang der ersten Schalteinrichtung (6) verbundene zweite Einrichtung (14, 16), die Daten aus dem zweiten System übernimmt und diese über eine erste (L1_AUS) oder eine zweite (L2_AUS) Ausgangsleitung an das erste System überträgt.

5. Schaltung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste (6) und die zweite (4) Schalteinrichtung jeweils ein Flipflop sind, an deren erste Eingänge (<) die erste (L1_EIN) bzw. die zweite (L2_EIN) Eingangsleitung gelegt sind und die jeweils ein Ausgangssignal (, ) und ein komplementiertes Ausgangssignal (Q1, Q2) erzeugen, wobei ein Rücksetzeingang (R1) der ersten Schalteinrichtung (6) an den komplementierten Ausgang () der zweiten Schalteinrichtung (4) gelegt ist.

6. Schaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Flipflops (4, 6) von den positiven Flanken der Datenimpulse auf den Eingangsleitungen (L1_EIN, L2_EIN) getriggert werden.

7. Schaltung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Flipflops (4, 6) D-Flipflops sind.

8. Schaltung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Logikschaltung (8, 10, 12) ein erstes NOR-Glied (8), das mit einem ersten Eingang mit dem komplementierten Ausgang () des ersten Flipflops (6) und mit einem zweiten Eingang mit der ersten Eingangsleitung (L1_EIN) verbunden ist und das einen Ausgang hat, ein zweites NOR-Glied (10), das mit einem ersten Eingang mit dem Ausgang (Q1) des ersten Flipflops (6) und mit einem zweiten Eingang mit der zweiten Eingangsleitung (L2_EIN) verbunden ist und das einen Ausgang hat, und ein drittes NOR-Glied (12) aufweist, das mit einem ersten Eingang mit dem Ausgang des ersten NOR-Glieds (8), einem zweiten Eingang mit dem Ausgng des zweiten NOR-Glieds (10) und mit einem Ausgang mit dem zweiten System verbunden ist, um Daten an dieses zu übertragen.

9. Schaltung nach Anspruch 4 und einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Einrichtung (14, 16) ein erstes Koinzidenzglied (14), das mit einem ersten Eingang mit dem Ausgang (Q1) des ersten Flipflops (6), mit einem zweiten Eingang mit dem zweiten System zur Übernahme von Daten aus diesem und mit einem Ausgang mit der ersten Ausgangsleitung (L1_AUS) verbunden ist, und ein zweites Koinzidenzglied (16) aufweist, das mit einem ersten Eingang mit dem komplementierten Ausgang () des ersten Flipflops (6), mit einem zweiten Eingang mit dem zweiten System und mit einem Ausgang mit der zweiten Ausgangsleitung (L2_AUS) verbunden ist.