DE3232133A1 - Informationsverbundsystem - Google Patents

Informationsverbundsystem

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DE3232133A1
DE3232133A1 DE19823232133 DE3232133A DE3232133A1 DE 3232133 A1 DE3232133 A1 DE 3232133A1 DE 19823232133 DE19823232133 DE 19823232133 DE 3232133 A DE3232133 A DE 3232133A DE 3232133 A1 DE3232133 A1 DE 3232133A1
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Franz Dipl.-Ing. Baljer
Ulrich Dipl.-Ing. Beneke
Winfried Dipl.-Ing. Butsch
Hans Dipl.-Ing. Rebel
Hans Dipl.-Math. Riekert
Roger Rushbrooke
Handojo Dipl.-Ing. 7000 Stuttgart Tanojo
Thomas Dipl.-Ing. 7250 Leonberg Wagner
Franz-Josef 7022 Leinfelden-Echterdingen Winkel
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INFORMATIK BERATUNGSGESELLSCHA
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INFORMATIK BERATUNGSGESELLSCHA
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    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F13/00Interconnection of, or transfer of information or other signals between, memories, input/output devices or central processing units
    • G06F13/38Information transfer, e.g. on bus
    • G06F13/42Bus transfer protocol, e.g. handshake; Synchronisation
    • G06F13/4204Bus transfer protocol, e.g. handshake; Synchronisation on a parallel bus
    • G06F13/4208Bus transfer protocol, e.g. handshake; Synchronisation on a parallel bus being a system bus, e.g. VME bus, Futurebus, Multibus
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    • GPHYSICS
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    • G06F11/22Detection or location of defective computer hardware by testing during standby operation or during idle time, e.g. start-up testing
    • G06F11/26Functional testing
    • G06F11/273Tester hardware, i.e. output processing circuits
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    • G06F13/14Handling requests for interconnection or transfer
    • G06F13/36Handling requests for interconnection or transfer for access to common bus or bus system
    • G06F13/368Handling requests for interconnection or transfer for access to common bus or bus system with decentralised access control
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Description

  • Beschreibung
  • Die Erfindung betrifft ein Informationsverbundsystem zur Verbindung mehrerer Rechenanlagen über einen aus Lichtleitfasern aufgebauten und als Ring ausgebildeten Lichtbus, wobei die Ankopplung der Rechenanlagen an den Lichtbus über Lichtkommunikationsmodule erfolgt.
  • In zunehmendem Maße werden in den verschiedensten industriellen Bereichen Prozesse automatisiert.
  • Dabei reicht es meist nicht mehr aus, jeweils an der Stelle des entsprechenden Datenanfalls oder Datenbedarfs die entsprechenden rechnerischen Einheiten vorzusehen; vielmehr wird es in zunehmendem Maß erforderlich, bei räumlich getrennten Prozeßstationen, die miteinander ein System bilden, unter den den einzelnen Prozeßstationen mit verschiedenen Aufgaben zugeordneten Rechenanlagen einen Informationsverbund herzustellen, der - auf softwaremäßig gleichberechtigt organisierter Basis -eine integrierte Datenerfassung und Datenauswertung ermöglicht, d.h. eine möglichst einfache Kommunikation zwischen allen jeweils durch eine Prozeß- station und zugeordnete Rechenanlage gebildeten Einheiten gewährleistet. Dazu ist eine schnelle und störsichere Datenübertragung erforderlich.
  • Trotz Kopplung mehrerer Teilprozesse soll ein nach außen einheitlich und transparent wirkendes Gesamtsystem gebildet werden. Die Erfindung geht dabei vom Einsatz von Lichtleitfasern als Datenleitungen aus, da die Datenübertragung auf diesen Medien in hohem Maße störsicher ist, insbesondere in Umgebungen, wo infolge des möglichen Auftretens starker elektromagnetischer Störfelder bei Umschaltvorgängen oder Last schwankungen die Übermittlung elektrischer Signale nur mit einem besonders hohen Aufwand an Schirmung und Fehlersicherung durchführbar ist, wie z.B. bei Kraftwerken usw. Außerdem ergibt die Datenübertragung auf Lichtleitfasern auch ihrerseits keine elektromagnetischen Störfelder, die wiederum andere Einrichtungen (z.B. empfindliche Labor-Einrichtungen) stören könnten.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Informationsverbundsystem der eingangs genannten Art zu bilden, das die erforderliche Zusammenschaltung eines durch einen Lichtbus gebildeten Rings mit einer durch Prozeß station und zugeordnetem Mikrorechner gebildeten Einheit ermöglicht. Nun gibt es zwar passive optische Koppelelemente, die im Prinzip durch Y-förmige Lichtgabelschaltungen gebildet werden. Sie weisen jedoch eine relativ hohe Einfügungsdämpfung auf, so daß dadurch der Ausbaufähigkeit eines damit aufgebauten Systems und der Strecken, die damit überbrückt werden können, Grenzen gesetzt sind.
  • Die Schaffung geeigneter Koppelelemente schließt die Erfindung daher mit ein. Dabei muß gewährleistet sein, daß die Funktionsfähigkeit der Koppelelemente geprüft werden kann und bei Störung alternative Verbindungswege hergestellt werden, d.h. daß die Struktur des verwendeten Lichtbus so verändert wird, daß er trotz Störung einer Teilstrecke oder eines Koppelelementes weiter arbeitet.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Lichtkommunikationsmodule mit den zwischen ihnen liegenden Teil strecken des Lichtbus jeweils in Reihe geschaltet sind, wobei zur Umsetzung der optischen in elektronische Signale und umgekehrt elektro-optische Wandler vorgesehen sind, und daß ferner in den Lichtkommunikationsmodulen je ein Kommunikations-Controller vorgesehen ist, der in dem durch den Lichtbus gebildeten Ring umlaufende Datenblöcke anhand an besonders definierter Stelle vorgesehener Zeichen daraufhin überprüft, ob die innerhalb des Datenblocks transportierten Daten für die dem betreffenden Lichtkommunikationsmodul zugeordnete Rechenanlage bestimmt sind, und, wenn dies zutrifft, die Weiterleitung des Datenblocks über eine Steuereinheit und eine Schnittstelle an die Rechenanlage freigibt, wobei die Datenübergabe und die Datenverkehrskontrolle durch eine im Lichtkommunikationsmodul vorgesehene Steuereinheit bewirkt wird, und daß ferner der Kommunikations-Controller bei der Abgabe von Daten von der Rechenanlage auf den durch den Lichtbus gebildeten Ring die Datenübergabe nur dann freigibt, wenn auch der Lichtbus frei ist.
  • Dabei wird die Prüfung des Freiseins bzw. des Belegtseins des Lichtbus dadurch ermöglicht, daß im Falle des Freiseins des Lichtbus ein Token-Byte in dem Lichtbus umläuft. Empfängt ein Lichtkommunikationsmodul ein derartiges Token-Byte bzw.
  • stellt er dessen Vorhandensein fest, dann und nur dann weiß er, daß der Lichtbus in diesem Augenblick nicht durch einen Datenblock, der in dem Lichtbus umläuft, genutzt wird. Der Empfang eines Token-Byte signalisiert also das Freisein des Lichtbus. Das Token wird dann in dem Kommunikations-Controller des betreffenden Lichtkommunikationsmoduls durch die Anfangs-Flag und dem darauffolgenden Datenblock ersetzt und auf den Lichtbus geleitet. Der Lichtbus ist jetzt belegt, was sich für andere Lichtkommunikationsmodule derart darstellt, daß eben ein Token-Byte nicht mehr empfangen werden kann, weil es praktisch durch den Lichtkommunikationsmodul, durch den der erste Zugriff zum Lichtbus erfolgte, aus diesem heraus und durch die zu transportierende Nachricht ersetzt worden ist.
  • Auf diese Weise werden also die Prioritätsprobleme des Zugriffs, die bei bekannten Prioritäts-Schaltungen zum Zugriff auf Ringleitungen und lineare Leitungen mit komplizierten logischen Schaltungen gelöst werden müssen, in besonders einfacher Weise organisiert und damit das Problem des konfliktfreien Zugriffs einfach gelöst.
  • Hat ein Lichtkommunikationsmodul eine bestimmte Nachricht (Datenblock) empfangen, nachdem der Kommunikations-Controller festgestellt hat (anhand der Zieladresse), daß die eingehende Nachricht für die diesem Lichtkommunikationsmodul zugeordnete Rechenanlage bestimmt war, dann wird ja - wie erwähnt - diese Nachricht an die zugeordnete Rechenanlage weitergeleitet. Sie ist damit aus dem Lichtbus praktisch "herausgenommen". Dies wird anderen Lichtkommunikationsmodulen wie folgt signalisiert: Der Lichtkommunikationsmodul, der die Nachricht an die ihm zugeordnete Rechenanlage weitergegeben hat, quittiert dies durch ein Quittungssignal an den Lichtkommunikationsmodul der Station, die den Datenblock gesendet hat. Nach Empfang der Quittung speist dieser seinerseits erneut ein Token-Byte in den Lichtbus ein. Es kann somit von irgend einem anderen Lichtkommunikationsmodul festgestellt und wiederum erneut durch eine Anfangs-Flag mit folgendem Datenblock ersetzt werden. Im Lichtkommunikationsmodul läuft also stets entweder ein Token-Byte, das den Zustand "frei" signalisiert und durch eine Nachricht ersetzt werden kann, oder aber eine Nachricht um.
  • Das erfindungsgemäße Informationsverbundsystem verwendet also ein neuartiges Koppelelement, nämlich einen Lichtkommunikationsmodul, der die notwendigen Einrichtungen aufweist, um die durch Prozeß station und Mikrorechner gebildete Einheit bei Bedarf an den Lichtbus, der als Ring ausgebildet ist und in dem die Datenblöcke umlaufen, anzukoppeln und um umgekehrt die für diese Einheit bestimmten Datenblöcke aus dem Ring auszukoppeln und an den Mikrorechner weiterzuleiten.
  • Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß der durch den Lichtbus gebildete Ring zwei gegenläufige Lichtleitungen umfasst, daß ferner in den Lichtkommunikationsmodulen Einrichtungen vorgesehen sind, um bei Störung des Durchlaufs der Datenblöcke durch den Lichtkommunikationsmodul oder einer Teilstrecke des Lichtbus zwischen zwei Lichtkommunikationsmodulen eine direkte Verbindung der beiden Lichtleitungen an einer Seite des Lichtkommunikationsmoduls herzustellen, so daß durch die Zusammenschaltung der beiden Lichtleitungen eine Umkehr der Richtung des Laufs der Datenblöcke und dadurch ein ge- schlossener Weg ohne Durchlauf durch den gestörten Lichtkommunikationsmodul gebildet wird.
  • Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, daß eine Überwachungsschaltung einen Testgenerator und einen Testmonitor aufweist, wobei die von dem Testgenerator abgegebenen Prüfsignale über die genannten elektro-optischen Wandler und den Lichtbus an den Testmonitor gelangen und bei Störung dieser Übertragung ein Schalter betätigt wird, der den empfangsseitigen elektro-optischen Wandler direkt mit dem sendeseitig vorgesehenen elektro-optischen Wandler verbindet.
  • Als einzelne Bauelemente werden bei der Erfindung zum Teil programmierbare Mikroprozessoren verwendet, so daß die Verwaltung bzw. die Organisation der Daten und des Datenflusses in dem Lichtkommunikationsmodul vorwiegend durch die verwendete Software bestimmt wird.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es stellen dar: Figur 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels; Figur 2 einen Datenblock; Figur 3 einen beim Ausführungsbeispiel verwendeten Lichtkommunikationsmodul; Figur 4 eine Steuereinheit; Figur 5 ein zweites Ausführungsbeispiel; Figur 6a den Verlauf der Lichtleitung bei und 6b gestörtem Lichtkommunikationsmodul bzw. gestörter Teilstrecke der Lichtleitung beim zweiten Ausführungsbeispiel.
  • Das Informationsverbundsystem nach Figur 1 verbindet miteinander beispielhaft die Prozeßstationen 2 P2, P3, denen Rechenanlagen MR NR2, MR3 zugeordnet sind. Die Einheiten (P1, MR1), (P2, MR2), (P3, MR3) werden mit Hilfe des Informationsverbundsystems zusammengeschaltet. Es können aber erheblich mehr Einheiten (Pi, MRi), z.B. 64, auf diese Weise miteinander verbunden werden. Dieses System ist beliebig erweiterbar, wie schematisch durch die Erweiterungen E dargestellt.
  • Die insgesamt mit E bezeichneten Erweiterungen können zu anderweitigen Rechenanlagen, Standardschnittstellen, oder über den weiteren Lichtkommunikationsmodul 15 und einen weiteren Lichtbus 20 zu weiteren Prozeßmodulen führen. Unter Prozeßmodulen sind dabei räumlich kompakte Einheiten aus Mikrorechner, Sensoren, Aktoren und Anschluß für die Kommunikation über Lichtbus zu verstehen.
  • Die einzelnen Prozeßstationen P1, P2, P3 sind, wie durch die Beschriftungen "Standard-Peripherie", "Leittechnik", Technische Prozesse" angedeutet, funktionell verschiedener Art. Es kann sich dabei um Teilaggregate eines Energieversorgungssystems handeln, also z.B. Generatoren, Speicher, Pumpwerke, Schaltstationen, Leitungssysteme, Auswertung, Datenerfassung, Gebührenrechner, Bedarfsanalyse usw., wobei die zugeordneten Rechenanlagen MR1, MR2, MR3 jeweils nach individuell vorgegebener Programmierung arbeiten, also bspw. daraus wiederum für die Steuerung und/oder Regelung der Prozeß station gesamte Prozeßoptimierung betreiben oder neue Daten gewinnen werden, die in derselben oder einer anderen Prozeßstation weiterverarbeitet werden. Das Informationsverbundsystem sorgt nun für eine voll kompatible, von der Software-Organisationsstruktur her gleichberechtigte Zusammenschaltung sämtlicher Rechenanlagen NR1, MR so daß also bspw. die an allen Prozeßstationen P1, P2, ... anfallenden Daten nur an einer Prozeßstation P. ausgedruckt, auf einem Display sichtbar gemacht, gespeichert usw. werden können, während andererseits die Verarbeitung bzw. Bearbeitung von Daten, die an mehreren Prozeßstationen (z.B. durch Wasserkraft betriebenen Generatoren) anfallen, und die stets nach derselben Software bearbeitet werden müssen, an nur einem der verschiedenen Rechenanlagen MR.
  • erfolgen kann.
  • Die Rechenanlagen führen also gegebenenfalls auf die Prozeßstationen abgestellte Anwenderprogramme (Tasks) durch, und zwar einschließlich des Aktivierens, Startens und Suspendierens, sowie einer Interkommunikation mit den anderen Rechenanlagen auf Echtzeit-Basis.
  • Durch die Zusammenschaltung entsteht ein Multiprozessor-Echtzeit-Betriebssystem.
  • Die Zusammenschaltung erfolgt über einen Leitungsring 10 aus Lichtleitfasern, der im folgenden als ~Lichtbus" bezeichnet wird. Die Verbindung des Lichtbus 10 mit den Rechenanlagen MR1, ..., erfolgt über Lichtkommunikationsmodule 11, 12, 13, 14, 15, Der Verlauf der durch Lichtleitfasern aufgebauten Lichtleitung im Lichtbus 10 ist durch mit Pfeilen versehene Linien dargestellt.
  • Die Lichtleitung im Lichtbus 10 ist nun derart aufgebaut, daß in dem durch den Lichtbus 10 gebildeten Ring, der die Lichtkommunikationsmodule einschließt, die Information, dargestellt durch Lichtsignale, umläuft, wie durch die Pfeile dargestellt.
  • Der Aufbau eines Datenblocks ergibt sich aus Figur 2. Er besteht aus einem Anfangssignal (Anfangs-Flag), der Zieladresse ZA, der Absenderadresse AA, wobei mit den beiden Kontroll-Bits C bestimmte Operationen bezeichnet werden können, ferner aus den eigentlichen zu transportierenden Daten "transp.-Daten" (z.B. 128 Bytes), zwei Kontroll-Bytes CRC (Cyclic Redundancy Check) zur Fehlererkennung, sowie einem Schlußsignal (Schluß-Flag), das entweder als Sonderzeichen oder als sog.
  • Token-Byte" aufgebaut ist. Das Anfangssignal mit der Zieladresse ZA dient dazu, innerhalb der einzelnen Lichtkommunikationsmodule zu entscheiden, ob der folgende Datenblock dem zugeordneten Mikroprozessor zugeleitet und dort bearbeitet wird, oder ob der Datenblock lediglich "durchgelassen", also auf die weiteren Streckenabschnitte des Lichtbus weitergeleitet wird, ohne eine bestimmte Aktivität des dem betreffenden Lichtkommunikationsmodul zugeordneten Mikrorechners zu entfalten. Das Sonderzeichen kennzeichnet das Ende einer Nachricht.
  • Das Token-Byte ist für den Lichtkommunikationsmodul, in dem es festgestellt wird, das Freigabesignal. Der Lichtkommunikationsmodul kann das Token-Byte aus dem Lichtbus herausnehmen und durch einen Datenblock nach Figur 2 ersetzen.
  • Ist ein Datenblock, der in einem Lichtkommunikationsmodul eingeht, für den zugeordneten Mikrorechner bestimmt, so wird er an diesen weitergeleitet und damit aus dem Umlauf in dem Lichtbus herausgenommen. Gleichzeitig wird der Empfang des Datenblocks durch die Absendung einer Quittung quittiert. Danach wird nach Empfang der Quittung erneut ein Token-Byte von dem Lichtkommunikationsmodul, der ursprünglich gesendet hat, in den Lichtbus eingespeist. Das Token-Byte gilt dann wiederum für die nächste sendewillige Station als Freigabesignal.
  • Auf diese Weise ist das Token-Byte die Kennung für das Ende einer Übertragungsprozedur zwischen zwei Stationen und gleichzeitig das Freigabesignal für die nächste sendewillige Station, die nach Empfang des Token-Bytes eine Nachricht auf den Lichtbus geben kann, nachdem sie aus dem Token-Byte ein Anfangs-Flag erzeugt hat.
  • Das Token ist ein Buszustandssignal. Um die Wir- kungsweise zu verdeutlichen, kann man sich folgenden einfachen Vergleiches bedienen: Das Token, das in dem durch den Lichtbus gebildeten Ring umläuft, entspricht einer Lokomotive, die in einem geschlossenen Ring umfährt. Die Lichtkommunikationsmodule sind sozusagen Stationen entlang dieses Rings. Nur wenn die eine umlaufende Lokomotive an einer Station festgestellt wird, kann sie von dieser aus dem Gleis genommen und durch einen Zug (entsprechend Anfangs-Flas + folgender Nachricht) ersetzt werden, der dann bis zu seiner Bestimmungsstation (gekennzeichnet durch die Anfangs-Flass) fährt. Ist der Zug (Anfangs-Flag + Nachricht) an seiner Bestimmungsstation angekommen, so wird er dort aus dem Gleis herausgesetzt. Nach Empfang einer Quittung wird von der Sendestation die erstgenannte Lokomotive (Token-Byte) wieder in Umlauf gesetzt, so daß die nächste Station, die sich des Gleises bedienen will, dann, wenn diese Lokomotive ankommt, sich wieder derselben Prozedur bedienen kann.
  • Fig. 3 zeigt den Aufbau eines Lichtkommunikationsmoduls, z.B. 11. Er wird gebildet durch eine Schnittstelle 21 zwischen Lichtbus 10 einerseits und den weiteren elektrischen Schalteinheiten des Lichtkommunikationsmoduls andererseits, einen Kommunikations-Controller 22, eine Steuereinheit 23, eine weitere Schnittstelle 24 zum Mikrorechner, einen Systembus 25, sowie eine Spannungsversorgung 26. Der Zweck des Lichtkommunikationsmoduls ist es - allgemein gesprochen - einerseits die beiden Schnittstellen 21 bzw. 24 zwischen Lichtbus 10 und Mikrorechner zur Verfügung zu stellen, andererseits aber bereits auf niedrigster Software-Ebene den Datenverkehr zu verwalten, d.h. zu organisieren und zu kontrollieren.
  • Zur Schnittstelle 21 gehören elektro-optische Wandler 28, 29 und eine Umschalteinrichtung 30.
  • Bei diesen elektro-optischen Wandlern handelt es sich um handelsübliche Bauelemente. Die Umschalteinrichtung 30 wird, wie weiter unten noch dargestellt werden wird, von einer Überwachungsschaltung, die Teil der Steuereinheit 23 ist, dann betätigt, wenn eine Störung des Lichtkommunikationsmoduls vorliegt, so daß dann praktisch der gesamte Lichtkommunikationsmodul direkt an der Schnittstelle vom Wandler 29 zum Wandler 28 "kurzgeschlossen wird und die Verbindung der beiden Lichtbus-Streckenabschnitte dennoch gewährleistet ist.
  • Der Kommunikations-Controller 22 übernimmt z.B. die Steuerung der Datenübertragung und die Erzeugung des Protokolls. Das Protokoll enthält Angaben über Rahmenstatus, Zieladresse, Absenderadresse, Transportkennungen, Datensicherung, sowie die Daten selbst. Die Steuerung wird hauptsächlich auf Software-Ebene abgewickelt. Verwendet werden kann bspw. ein handelsüblicher Baustein, der dann entsprechend programmiert wird. Die Programmierung sorgt dann für die entsprechenden Erkennungsvorgänge, die Weiterschaltung von Verzweigungen, die Taktherstellung, die Erzeugung entsprechender Anforderungssignale usw. Insbesondere wird im Rahmen des Kommunikations-Controllers das Schluß-Flag des Datenblocks (Figur 2) untersucht und daraufhin entschieden, ob ein Token-Byte vorliegt, dessen Empfang dem Mikrorechner (im Falle von Figur 3: MR2) den Buszugriff zur Abgabe einer Nachricht gestattet.
  • Ist aufgrund der Steuerung durch den Kommunikations-Controller 22 die Entscheidung getroffen, daß eine an den zugeordneten Mikrorechner MR2 adressierte Nachricht vorliegt, so erfolgt die Weiterleitung des Datenblocks über den Systembus 25. Über diesen Systembus erfolgt die Kommunikation mit der Steuereinheit 23, sowie mit der Schnittstelle 24, über welch letztere dann die Kommunikation mit dem Mikrorechner MR2 stattfindet.
  • Die Steuereinheit 23 enthält, ebenfalls in Form handelsüblicher und entsprechend programmierter Bausteine, eine zentrale Recheneinheit (CPU), einen Programmspeicher (PROM) und einen Speicher mit beliebigem Zugriff (RAM).
  • In etwas detaillierterer Form ist die Steuereinheit 23 in Figur 4 dargestellt, wobei jedoch die eingezeichneten Blöcke und Erläuterungen weniger im Sinn des Hardware-Aufbaues (CPU), (PROM), (RAM), usw., sondern vielmehr funktionell zur Erläuterung des Steuerungsablaufs dargestellt sind. Innerhalb der Steuereinheit 23 erfolgt zunächst in den Bereichen 231 bzw. 232 die Datenübergabe, und zwar in 231 zwischen Lichtbus und Steuereinheit, und in 232 zwischen Mikrorechner und Steuereinheit. In den Bereichen 233 und 234 erfolgt die Datenverkehrskontrolle (auslesen oder einschreiben), und schließlich im Bereich 235 die sog. "dynamische Verwaltung", d.h. die programmierte Abwicklung der Kommunikation zwischen Mikrorechner und Lichtbus.
  • Sofern also die Bereiche 231 bis 235 betroffen sind, sichert die Steuereinheit 23 unter Einbeziehung bereits gewisser Steuerungs- und Verwaltungsaufgaben durch entsprechende Software bestimmte Kommunikation zwischen dem Lichtbus einerseits und dem Mikrorechner andererseits.
  • Ferner sind in der Steuereinheit 23 die Bereiche 236 bis 237 vorgesehen. Der Bereich 236 dient dabei der Überwachung der Funktionsweise des betreffenden Lichtkommunikationsmoduls.
  • Die also jeder Steuereinheit 23 zugeordnete Überwachung, die einen Testmonitor enthält (Bereich 236), prüft innerhalb jeder Verwaltung der Kommunikation zwischen Lichtbus und Mikrorechner die Funktionsfähigkeit des einzelnen Lichtkommunikationsmoduls. Ist dieser nicht in Ordnung, ergibt sich also im Testmonitor, daß ein Fehler vorliegt (auch nur zeitweise; also z.B. während der Aufbauphase nach dem Einschalten), so gibt der Testmonitor ein Signal an die oben erwähnte Umschalteinrichtung 30 ab, die dann dafür sorgt, daß praktisch bereits an der Schnittstelle zwischen Lichtbus und Lichtkommunikationsmodul ein Kurzschluß derart stattfindet (s. oben), daß direkt von dem empfangsseitig vorgesehenen elektro-optischen Wandler 29 eie elektrischen Signale wieder auf den sendeseitig vorgesehenen elektrooptischen Wandler 28 weitergegeben werden.
  • Meldet der Testmonitor keinen Fehler, dann erscheinen am Eingang von 28 die Sendedaten bzw.
  • die Empfangsdaten (von 29) am Kommunikations-Controller. Dabei kann im Testmonitor z.B.
  • die Impulsbreite, Impulsform, Anstiegsflanke bzw. die Plausibilität der angekommenen Daten überprüft werden.
  • Wichtig ist, daß bspw., abhängig von den Betriebszuständen, also durch die entsprechende Programmierung der für die Steuereinheit verwendeten Bauelemente, in Abhängigkeit von den Betriebszuständen und von der Betriebsdauer innerhalb des Lichtkommunikationsmoduls selbst Kontrollsignale erzeugt werden können, die die Funktionsfähigkeit überprüfen.
  • Figur 6 zeigt nun eine für das Betriebssystem außerordentlich wichtige vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung, die sich von Figur 1 dadurch unterscheidet, daß der Lichtbus 100.
  • der wiederum durch Lichtleitungen (Lichtleitfasern gebildet wird, zwei Ringe bildet. Diese beiden Ringe sind mit 101 bzw. 102 bezeichnet.
  • Funktionsmäßig sind sie dadurch gekennzeichnet, daß in ihnen, wie durch die Pfeile gezeigt, die Datenblöcke und - sofern sie frei sind - das Token-Byte in entgegengesetztem Sinne umlaufen kann. Damit wird es möglich, wie in Fig. 6a und 6b gezeigt, den zyklischen Umlauf der Datenblöcke auch bei Störung eines Lichtkommunikationsmoduls, nach Fig. 6a des Lichtkommunikationsmoduls 11, oder nach Fig. 6b bei Unterbrechung der Teilstrecke des Lichtleiters, aufrecht zu erhalten, indem nämlich an der Verbindungsstelle mit dem gestörten Lichtkommunikationsmodul die beiden für den gegenläufigen Umlauf der Datenblöcke vorgesehenen Lichtleitungen miteinander verbunden werden, so daß sich trotz Störung wieder ein geschlossener Weg für die Lichtleitung ausbildet, der etwa die Form einer Wurst hat, in dem die Datenblöcke umlaufen können.
  • - Ende der Beschreibung - Leerseite

Claims (5)

  1. Titel: Informationsverbundsystem Patentansprüche G Informationsverbundsystem zur Verbindung mehrerer Rechenanlagen über einen aus Lichtleitfasern aufgebauten und als Ring ausgebildeten Lichtbus, wobei die Ankopplung der Rechenanlagen an den Lichtbus über Lichtkommunikationsmodule erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtkommunikationsmodule (11 bis 15) mit den zwischen ihnen liegenden Teilstrecken des Lichtbus (10) jeweils in Reihe geschaltet sind, wobei zur Umsetzung der optischen in elektronische Signale und umgekehrt elektro-optische Wandler (28, 29) vorgesehen sind, und daß ferner in den Lichtkommunikationsmodulen (11 bis 15) je ein Kommunikations-Controller (22) vorgesehen ist, der in dem durch den Lichtbus (10) gebildeten Ring umlaufende Datenblöcke anhand an besonders definierter Stelle (ZA) vorgesehener Zeichen daraufhin überprüft, ob die innerhalb des Datenblocks transportierten Daten für die dem betreffenden Lichtkommunikationsmodul zugeordnete Rechenanlage (MR1 bis MR4) bestimmt sind, und, wenn dies zutrifft, die Weiterleitung des Datenblocks über eine Steuereinheit (23) und eine Schnittstelle (24) an die Rechenanlage (MR1 bis MR4) freigibt, wobei die Datenübergabe und die Datenverkehrskontrolle durch eine im Lichtkommunikationsmodul vorgesehene Steuereinheit (23) bewirkt wird, und daß ferner der Kommunikations-Controller (22) bei der Abgabe von Daten von der Rechenanlage auf den durch den Lichtbus (10) gebildeten Ring die Datenübergabe nur dann freigibt, wenn auch der Lichtbus (10) frei ist.
  2. 2. Informationsverbundsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kommunikations-Controller (22) vor Freigabe der Datenübergabe von der zugeordneten Rechenanlage (MR1 bis MR3) an den Lichtbus (10) die Prüfung des Freiseins (Abwesenheit des Umlaufs eines Datenblocks) des Lichtbus (10) dadurch feststellt, daß das Vorhandensein eines Token-Signals festgestellt und dieses durch den abzusendenden Datenblock ersetzt wird.
  3. 3. Informationsverbundsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kommunikations-Controller (22) des Lichtkommunikationsmoduls, der einen Datenblock gesendet hat, bei Empfang einer Quittung erneut ein Token-Signal auf den Lichtbus (10) abgibt.
  4. 4. Informationsverbundsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der durch den Lichtbus (10) gebildete Ring (100) zwei gegenläufige Lichtleitungen (101, 102) umfasst, daß ferner in den Lichtkommunikationsmodulen Einrichtungen vorgesehen sind, um bei Störung des Durchlaufs der Datenblöcke durch den Lichtkommunikationsmodul eine direkte Verbindung der beiden Lichtleitungen an einer Seite des Lichtkommunikationsmoduls herzustellen, so daß durch die Zusammenschaltung der beiden Lichtleitungen (101, 102) eine Umkehr der Richtung des Laufs der Datenblöcke und dadurch ein geschlossener Weg ohne Durchlauf durch den gestörten Lichtkommunikationsmodul gebildet wird.
  5. 5. Informationsverbundsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (23) eine Uberwachungsschaltung (236) aufweist, die Prüfsignale über die genannten elektro-optischen Wandler (28, 29) und den Lichtbus (10) an einen ebenfalls in der Steuereinheit vorgesehenen Testmonitor abgibt, der bei Störung der Obertragung einen Schalter (30) betätigt, der den empfangsseitigen elektrooptischen Wandler (29) direkt mit dem sendeseitig vorgesehenen elektro-optischen Wandler (28) verbindet.
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