DE3331233C2

DE3331233C2 - Datensteuereinrichtung in lokalen Verbindungsnetzen

Info

Publication number: DE3331233C2
Application number: DE3331233A
Authority: DE
Inventors: Michiyuki Nara Horiguchi; Yoshimitsu Kashihara Nara Matsui; Masakazu Kyoto Ohashi
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1982-08-31
Filing date: 1983-08-30
Publication date: 1985-08-22
Also published as: CA1213015A; GB2126458B; US4672543A; GB2126458A; DE3331233A1; DE3331233C3; GB8322996D0

Abstract

Ein örtliches Verbindungsnetz verbindet Computer (A-N), wie z.B. Registrierkassen, untereinander, die über eine verhältnismäßig kleine Fläche verteilt sind. Das örtliche Netzwerk beinhaltet eine Empfangssteuerung (11) zum Ermitteln des Paketformates von einer Daten-Verbindungsleitung (L) empfangener Daten und zum Aufstellen eines Antwortpaketes auf das Ermitteln hin, eine Sendesteuerung (10) zum Abgeben von zu sendenden Daten oder dem Antwortpaket in einem vorgegebenen Paketformat über die Verbindungsleitung (L) und eine Übertragungssteuerung (12) zum Steuern des Übertrages gesendeter und empfangener Daten zwischen den Computer-Terminals (A-N) und der Sende- bzw. der Empfangssteuerung. Zugriff zur Verbindungsleitung, das Erzeugen von Paketen, das Puffern von Daten, die Steuerung eines erneuten Sendens und andere Funktionen werden nicht auf einem höheren Pegel oder einem Anwender-Programmpegel durchgeführt, sondern durch ein Interface (I/F) oder eine Datensteuereinrichtung, die das Terminal anschließt, das als Hauptsystem dient.

Description

gekennzeichnet durch

— eine Datensteuereinrichtung (I/F), die zwischen die Terminals und die Verbindungsleitung geschaltet ist und folgende Baugruppen aufweist:

— eine Empfangssteuerung (11), die ein Paketformat von über die Leitung empfangener Daten ermittelt und daraufhin ein Daten-Antwortpaket bildet,

— arz Sendesteuerung (10), die zu sendende Efeten oder Daten des Antwortpakets in einem vorgegebenen Paketformat für die Verbindungsleitung bereitstellt, und

— eine Übertragungssteuerung (12), die den Übertrag gesendeter und empfangener Daten zwischen den Terminals und der Sende- bzw. Empfangssteuerung (Fig.2) überwacht.

2. Verbindungsnetz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangssteuerung (11) mehrere Empfangspuffer (DSB) zum Speichern der empfangenen Daten entspreche A zu Kanalnummern aufweist, die durch Kopfteile dei Datenpakete bestimmt sind (F i g. 15).

3. Verbindungsnetz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendesteuerung (10) über die Verbindungsleitung (L) zu sendende Daten in einem vorgegebenen Paketformat bereitstellt und ebenfalls das Antwortpaket in einem vorgegebenen Paketformat liefert, welches Antwortpaket innerhalb einer festgelegten Zeit nach dem Datenpaket gesendet wird.

4. Verbindungsnetz nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Kollisionsverhinderungsschaltung zum Sperren des Sendens eines neuen Datenpaketes bis zum Ablauf einer Zeitspanne, die länger ist als die genannte feste Zeitspanne und die läuft, nachdem kein Trägersignal ab der Zeit erzeugt ist, zu der ein Trägersignal auf der Verbindungsleitung ermittelt wurde.

5. Verbindungsnetz nach Anspruch 4. gekennzeichnet durch einen Verzögerungszeitstarter zum gleichzeitigen Starten aller Verzögerungszeiten zum Erlauben des Rücksendens von Datenpaketen, wenn die Kollisionsverhinderungsschaltung das Sperren des Datenpaketsendens wieder aufhebt.

6. Verbindungsnetz nach einem der Ansprüche 1 bis 5 gekennzeichnet durch eine Spannungsausfall-Verarbeitungsschaltung zum Verarbeiten von Information nach Spannungsausfall und beim Wiederherstellen der Spannungsversorgung, mit

— einem Steuerinformationsspeicher zum Speichern des Speicherzustandes der Übertragungssteuerung (12) in den Terminals (A —N),

— einem durch eine Batterie notstromversorgten Speicher zum Speichern der im Steuerinforma-

tionsspeicher gespeicherten Information, wenn Spannungsausfall durch das Terminal festgestellt wird,

— einer Einrichtung zum Feststellen des Abschlusses der Verarbeitung des Spannungsausfalles durch die Datensteuereinrichtung und

— eine Rücksetzeinrichtung für das Terminal und die Datensteuereinrichtung, wenn der Abschluß der Verarbeitung des SpannungsausfaUs durch die Feststellschaltung festgestellt ist

7. Verbindungsnetz nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerinformationsspeicher und der notstromve: sorgte Speicher in der Datensteuereinrichtung (I/F) und die Schaltung zum Verarbeiten des SpannungsausfaUs und die Rücksetzeinrichtung im Terminal (A -N) vorliegen.

8. Verbindungsnetz nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Datenpaket gesendet wird, wenn festgestellt wird, daß sich kein Träger auf der Verbindungsleitung befindet, und ein Antwortpaket empfangen wird, nachdem das Datenpaket gesendet ist, und beim Senden der Pakete Terminalkodes der Pakete kontinuierlich gesendet werden, bis die Vorbereitung für den Empfang abgeschlossen ist

9. Verbindungvietz nach einem dar Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Pakete ein Format mit Flaggen am Anfang und am Ende zu sendender Daten aufweisen, und ein Paket dann gesendet wird, v/^nn festgestellt wird, daß sich kein Träger auf der Verbindungsleitung befindet und das Senden unterbrochen wird, wenn gesendete Pakete kollidieren und diese Pakete nach Ablauf einer festen Zeitspanne wieder gesendet werden, ein Antwortpaket empfangen wird, wenn das Wiedersenden des Paketes erfolgreich ist. wobei die führenden Flaggen beim Senden eines Paketes für eine feste Zeitspanne kontinuierlich übertragen werden.

Die Erfindung betrifft ein örtliches Verbindungsnetz gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs. Mit einem solchen Verbindungsnetz werden Computer, wie zum Beispiel Registrierkassen, die auf einer Verhältnismäßig kleinen Fläche verteilt sind, untereinander verbunden. Das örtliche Verbindungsnetz dient dazu, das Puffern von Daten, das Zusammensetzen und Zerlegen von Datenpaketen, den Zugriff zum Netz und andere Funktionen zu steuern.

Die Steuerung der Datenübertragung in einem örtlichen Verbindungsnetz erfolgt grundsätzlich wie folgt:

Jedes der Terminals, das mit der Verbindungsleitung verbunden ist. liest eine Empfängerterminal-Adresse, die in Kopfangabsn eines Datenpaketes enthalten ist. Wenn die gelesene Adresse mit der eigenen übereinstimmt, werden die folgenden Daten gelesen. Wenn kein Fehler in den Daten auf Grund eines CRC-Kontrolle (Cyclic Redundancy Codes) gefunden wird, sendet das Terminal ein ACK-Pakct (Acknowledge = Bestätigung) an das sendende Terminal zurück. Wenn ein Fehler in den Daten vorliegt, werden die erhaltenen Daten gelöscht. Das sendende Terminal mißt mit einem Zeitgeber die Zeit ab dem Absenden eines Datenpaketes und sendet das Datenpaket nochmals, wenn kein ACK-Paket innerhalb einer gewissen Zeitspanne erhalten

wird. Für genauere Steuerung der Datenübertragung gibt das sendende Terminal ein RACK-Paket (Response Acknowledge) an das empfangende Terminal, wenn ein ACK-Paket erhalten wird

Die beschriebene Steuerung der Datenübertragung wurde bisher durch ein Anwenderprogramm gesteuert, das in jedem Terminal gespeichert war. Ein Steuergerät, das ein Hauptsystem in jedem Terminal mit der Verbindungsleitung verbindet, dient beim Stand der Technik fangenden Terminals zu synchronisieren. Es ist üblich, daß ein ein Datenpaket empfangendes Terminal eine festgesetzte Verlust- oder Verzögerungszeit nach dem Empfang eines Datenpaketes aufweist und daß es dann ein Antwortpaket nach dem Ablaufen der festen Verlustzeit sendet.

Bei einem solchen System ist es jedoch von Nachteil, daß die Verlustzeit unabhängig von der Betriebsart des sendenden Terminals erzeugt wird. Es ist dann möglich,

nur dazu, Pakete zu zerlegen und den Datenpegel (in io daß kein Antwortpaket gesendet wird, selbst wenn das bezug auf Spannung und logische Pegel) anzupassen. Terminal schon für den Empfang bereit ist Diese Situation tritt besonders deutlich dann auf, wenn verschiedene Terminals mit hoher und mit niedriger Geschwindigkeit vorliegen. Die Verzögerungszeit sollte für das Ter-

Das erforderliche Anwenderprogramm belastet jedoch das Hauptsystem zusätzlich, was dazu führt, daß dieses seine Aufgaben weniger effektiv ausführen kann. Da

dazuhin das Rücksenden von Daten und das Erzeugen 15 minal mit der geringsten Geschwindigkeit ausgewählt

¹^ ■._.-_ j—.. .- ..■ sein. Dann wird sie aber zu lang im Vergleich zu der

Zeit, die erforderlich ist, um ein Terminal mit hoher Geschwindigkeit für den Empfang eines Antwortpaketes nach dem Senden eines Datenpaketes freizugeben.

Die bekannte Steuerung der Datenübertragung ist da- 20 Bei der bekannten Obertragungssteurung war es daher her nicht ausreichend verläßlich und schnell. erforderlich, daß die Terminals in ihi.:i Eigenschaften

einander angepaßt wurden. Es war nicht «nöglich, den Wirkungsgrad der Übertragung zu erhöhen.

Ein System, bei dem ein Datenpaketformat mit Hag-Iösen. wird jede Datenübertragung über die Verbin- 25 gen am Anfang und Ende des Formats verwendet wird, dungsleitung gesperrt, sowie eine solche Kollision fest- setzt ein empfangendes Terminal in die Lage, die Beendigung des Empfangs eines Paketes festzustellen, indem die Endflagge des Datenpaketes bei der Übertragungssteuerung ermittelt wird. Wird die Endflagge ermittelt,

gewöhnlich als Verzögerungssteuerung (back-off pro- 30 so erzeugt das empfangende Terminal ein Antwortpacessing) bezeichnet, bei der eine Verzögerungszeit zum ket, wie ein ACK-Paket oder ein NRDY-Paket und sendet dies an das Terminal, das das Datenpaket gesendet hat

Bei dieser bekannten Übertragungssteuerung kann das empfangende Terminal das rückübertragene Paket jedoch normalerweise nicht ordnungsgemäß empfangen, wenn eine Kollision beim Senden des Datenpaketes stattfindet Dies rührt daher, da das Senden von Daten während einer Kollision unterbrochen ist und das emp-

geber erst unr-r der Bedingung gestartet wird, daß kein 40 fangende Terminal in einen Zustand «ersetzt wird, in-Trägersignal auf der Verbindungsleitung läuft, ist die dem °s auf Daten wartet. Das empfangende Terminal

wird dann alle rückübertragenen Datenpakete als zusammenhängend mit den zuvor empfangenen Daten behandeln. So wird insbesondere die führende F!jgge je-Antwortpakete mit einem beliebigen Datenpaket kolli- 45 des rückübertragenen Datenpaketes als Endflagg» des dieren können, das nach Ablauf der du enden Verzöge· vorhergehenden Datenpaketes (das abgeschnitten ist) rungszeitgeber gesetzten Zeit gesendet wird. Da die angesehen werden und die Daten werden auf Grund Terminals, die die Kollisinn herbeigeführt haben, ge- einer verkürzten Datenlänge als fehlerhaft behandelt, trennt voneinander ihre Verzögerungszeitgeber starten. Auch das rückübertragene Datenpaket, das dann folgt, ist die Wahrscheinlichkeit, daß die durch die Zeitgeber 50 wird als fehlerhaft behandelt, da es so behandelt wird, gesetzten Zeitintervalle nicht gleichzeitig ablaufen, als würde es keine Anfangsflagge aufweisen, lnfolgedes-

von Datenpaketen durch ein in der Hierarchie höher stehendes Anwenderprogramm ausgeführt wird, kann Fehlerkorrektur und das Verhindern von Datenkollision nicht wirkungsvoll und schnell durchgeführt werden.

Eine Kollision erfolgt dann auf der VerbinHungslütung, wenn mehrere Terminals gleichzeitig auf ein übertragenes Datenpaket zugreifen. Um dieses ProDiem zu

gestellt ist Nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitspanne wird die Verbindungsleitung wieder freigegeben und das Datenpaket neu gesendet. Diese Steuerungsart wird

Festlegen des erneuten Senden des Datenpaketes aus einer Tabelle zufälliger Zahlen bei jeder Kollision ausgelesen wird, welche Zahlen in jedem Terminal vorhanden sind.

Bei der Verzögerungssteuerung wird das Beseitigen eines Trägersignals in jedem Terminal individuell festgestellt und dann der Zeitgeber ab einer solchen Feststellung gestartet. Wenn jedoch der Verzögerungszeit-

Zeit zum Übertragen des ACK- und des RACK-Paketes in der Zeit enthalten, die durch den Verzögerungszeitgeber gesetzt wird. Dies kann dazu führen, das diese

nicht verringert, so daß die Genauigkeit der Verzögerungssteuerung nicht erhöht werden kann

Wenn ein Empfangspuffer voll ist, können Daten, die mit hoher Priorität gesendet werden sollen, nicht mehr abgesetzt werden und die Übertragungsleitung wird initialisiert, was zu einer erhöhten Zeit für das Leeren des Empfangspuffers und das Erhalten aer nächsten Daten führt. Das Steuergerät weist nur einen Empfangspuffer auf. so daß Daten im Terminal in der Reihenfolge verarbeitet werden, in der sie empfangen worden sind. Dies ist von Nachteil, da Daten höherer Priorität nicht direkt verarbeitet werden können.

Ein ACK-Fehler tritt dann auf, wenn ein ACK-Paket von einem Terminal empfangen wird, das nach einem eigenen Senden noch nicht freigegeben ist, um ein solches ACK-Paket zu empfangen. Um diesen Fehler zu vermeiden, ist es erforderlich, die sendenden und empsen kann das rückübertragene Datenpaket nach einer Kollision nicht richtig von? empfangenden Terminal empfangen werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein örtliches Verbindungsnetz der eingangs genannten Art anzugeben, mit dem das Senden und Empfangen von Datenpaketen mit geringeren Fehlern als bisher gesteuert werden kann.

Die erfindungsgemäße Lösung ist im Hauptanspruch gekennzeichnet. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand von Unterar.snrüchen.

Das erfindungsgemäße Verbindungsnetz zeichnet sich durch eine neue Datensteuereinrichtung aus, die als Interface zwischen eimern Terminal und der Verbindungsleitung dient. Diese Datensteuereinrichtung weist eine Empfangssteuerung zum Steuern des Datenempfangs, eine Sendesteuerung zum Steuern des Sendens

und eine Übertragungssteuerung auf. die dazu dient, das Übertragen zwischen dem Terminal und der Empfangssteuerung bzw. der Sendesteuerung zu überwachen.

In dem erfindungsgemäßen Verbindungsnetz können durch die besondere Datensteuereinrichtung Kollisionen von Datenpaketen mit hohem Wirkungsgrad verhindert werden. Wenn doch eine Kollision stattfindet, so ist sichergestellt, daß rückübertragene Daten dennoch ordnungsgemäß empfangen werden können. Das erfindungsgemäße Verbindungsnetz hat weiterhin den Vorteil, daß beim Ausfall der Spannungsversorgung Daten immer noch richtig übertragen werden. Auch ist es auf Grund der erfindungsgemäß ausgebildeten Datensteuereinrichtung möglich, Terminals mit unterschiedlichen Arbeitsgeschwindigkeiten ohne Probleme miteinander zu verbinden. Es ist auch möglich, empfangene Daten nach ihrer Priorität geordnet zu verarbeiten.

Die Empfangssteuerung ermittelt das Format eines ve" der Verbindungsleit'jng empfangenen Datenpaketes und gibt auf dieses Ermitteln hin ein Antwortpaket aus. Die Sendesteuerung gibt zu sendende Daten oder das Antwortpaket in einem vorgegebenen Paketformat an die Verbindungsleitung. Die Funktion der Übertragungssteuerung ist bereits beschrieben. Beim erfindungsgemäßen Verbindungsnetz erfolgt der Zugriff auf die Verbindungsleitung, das Erzeugen von Datenpaketen, das Puffern von Daten, die Steuerung der Rücksendung und andere Funktionen nicht in einem oberen Level oder auf dem Level eines Anwenderprogrammes, sondern an der Stelle eines Interfaces, also einer Datensteuereinrichtung, die ein Terminal, das als Hauptsystem dient, anschließt. Da die Steuerung der Datenübertragung direkt durch eine Datensteuereinrichtung ausgeführt wird, kann die Steuerung der Umwandlung zwischen empfangender und sendender Betriebsart und das Bereitstellen von Antworten auf das Zerlegen und Zusammensetzen von Datenpaketen in den entsprechenden Betriebsarten hin mit hoher Geschwindigkeit erfolgen. Dadurch ist es möglich. Einrichtungen zum Verhindern von Kollisionen zu verwenden, wie sie zur Übertragungssteuerung in üblichen Kanalsystem erforderlich sind, bei dem die Terminals beliebigen Zugriff auf das Verbindungsnetz haben, in einfacher Hardware ohne Rücksicht auf ein Anwenderprogramm auszuführen. Da die Wirtseinrichtung kein Anwenderprogramm für die Übertragungssteuerung mehr benötigt, ist die Tasksteurung (Aufgabensteuerung) vereinfacht.

Gemäß einer Ausgestaltung weist die Empfangssteuerung mehrere Empfangspuffer auf, die empfangene Daten geordnet nach Kanalnummern speichern, die durch Kopfteile ^Jer Datenpakete festgesetzt sind. Dadurch werden die empfangenen Daten den Empfangspuffern gemäß ihrer Arten oder Prioritäten zugeordnet Da Daten hoher und niedriger Priorität getrennt gepuffert werden können, kann das Terminal jeden beliebigen Datenwert von den Empfangspufl'ern erhalten, um so eine besondere Aufgabe durchführen zu können. Dadurch, daß die Empfangspuffer in der Empfangssteuerung vorhanden sind, besteht keine Möglichkeit eines gefüllten Puffers mehr, was sonst bei Terminals mit niedriger Arbeitsgeschwindigkeit dazu führen würde, daß keine Daten mehr empfangen werden könnten. Dies erhöht den Übertragungswirkungsgrad und macht es möglich, daß Terminals mit niedriger Arbeitsgeschwindigkeit verwendet werden können. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung weist die Datensteuereinrichtung eine Schaltung zum Verhindern von Kollisionen auf. Diese berücksichtigt, dall eine Maximalzeit T erforderlich ist, um ein Antwortdatenpaket zu senden, nachdem ein Datenpaket empfangen worden ist. Die Steuerung sperrt die Übertragung eines neuen Datenpaketes, bis eine Zeit größer als die Zeit T verstrichen ist. Diese Zeit läuft ab dem Moment, zu dem ein Trägersignal auf der Verbindungsleitung ermittelt ist. Während der Zeit wird kein Trägersignal erzeugt. Die Schaltung zum Verhindern von Kollisionen sperrt also das Senden eines neuen Datenpaketes während ein ACK-Paket oder ein RACK-Paket empfangen wird, nachdem ein Datenpaket gesenden worden ist. Nach Ablauf der oben beschriebenen Periode nach dem Empfangen des RACK-Paketes kann auf die Verbindungsleitung wieder zugegriffen werden, um neue Datenpakete zu senden.

Bei einer Kollision wählen die betreffenden Terminals Verzögerungszeiten aus, die direkt nach der Zeitspanne zu laufen beginnen, nach der die Zeit, in der die Datenübertragung gesperrt war. abgestrichen ist. Das Terminal, dessen Verzögerungszeit zuerst abgelaufen ist. versucht wieder. Daten zu übertragen. Wenn die Verbindungsleitung dann schon durch ein Terminal belegt ist, das die Kollision nicht hervorgerufen hat. kann keine Datenrücksendung mit einem Signal von der Kollisionen verhindernden Schaltung erfolgen und das Terminal wartet auf die nächste Datenrücksendung. Ein Terminal jedoch, das die Kollision hervorgerufen hat, kann keine Datensendung vornehmen, da der Verzögerungszeitgebe' noch läuft, so daß keine Gefahr einer Kollision mit diesem Terminal besteht. Es sendet daher dasjenige Terminal, das die kürzeste Verzögerungszeit ausgewählt hat, wiederum ein Datenpaket, und wenn diese Übertragung erfolgreich ist, sendet das Terminal, das die zweitkürzeste Verzögerungszeit gewählt hat. ein Datenpaket zurück. Das Senden eines neuen Datenpaketes wird also gesperrt, bis die oben beschriebene Zeit (die langer ist als die Maximalzeit, die verstreicht, bis nach dem Empfang eines Paketes ein Antwortpaket gesendet wird) verstrichen ist. nachdem kein Tfägersägna! ab dem Zeitpunkt erzeugt ist, zu dem ein Trägersignal auf der Verbindungsleitung ermittelt ist. Die Verzögerungszeitgeber starten gleichzeitig während der obengenannten Verzögerungszeit, was dazu Führt, daß Antwortpakete wie die ACK-Pakete nicht überlappen können. Da die Verzögerungszeiten der Verzögerungszeitgeber von den Terminals, die die Kollision hervorgerufen haben, gleichzeitig gestartet werden, ist die Wahrscheinlichkeit, daß die unterschiedlichen, durch die Zeitgeber gesetzten Zeiten gleichzeitig ablaufen, extrem klein. Dies erhöht die Genauigkeit der Verzögerungsso funktion.

Die Aufgabe kann auch dadurch gelöst sein, d"Q ein Steuerinformationsspeicher in der Datensteuereinrichtung vorhanden ist der den Steuerzustand der Datensteuereinrichtung im Terminal als Hauptsystem speichert Der Speicher weist eine Flagge auf, die den Abschluß der Übertragung von Daten eines Blockes als Beispiel einer Sieuerinformation anzeigt und der durch das Hauptsystem gesetzt wird. Der Speicher spricht zumindest auf einen Spannungsausfall an, um die Steuerinformation zu Beginn des Spannungsausfalls zu speichern. Die Steurinformation kann während einer normalen Periode erneuert und gespeichert werden. Die Datensteuereinrichtung weist weiterhin einen mit einer Hilfsbatterie versorgten Speicher zum Retten und Speiehern der oben genannten Steuerinformation auf. Die Steuerinformation zum Zeitpunkt eines Spannungsausfalls wird durch den von der Hüfsbatterie gespeisten Speicher gespeichert und wird von dort wieder abgcru-

fen, wenn die Spannungsversorgung wieder besteht. Das Terminal weist eine Ermittlungsschaltung auf, die feststellt, wann die durch den Spannungsausfall ausgelösten Verarbeitungsschritte beendet sind. Es ist weiterhin eine Rücksetzeinrichtung zum Rücksetzen des Termi- $ nals und der Datensteuereinrichtung vorhanden, wenn das Abschließen der durch den Spannungsausfall ausgelüsten .irbeitsschritte durch die Ermittlungsschaltung ermittelt ist. Das Terminal und die Datensteuereinrichtung werden rückgesetzt und die Spannungsversorgung wird ausgeschaltet, wenn das Verarbeiten der durch den Spannungsausfall ausgelösten Arbeitsschritte für beide abgeschlossen ist.

Es ist auch dadurch eine Lösung möglich, daß aufeinanderfolgende führende Flaggen eines Paketes für eine gewisse Zeitspanne gesendet werden, wenn das Paket gesendet wird. Mit diesen angeführten führenden Flaggen betrachtet das empfangende Terminal die erste führende Fiagge eines Paketes, das nach einer Koliision rückübertragen wird, als führende Flagge des vorigen Paketes. Dadurch wird ein Fehler verarbeitet, während die führenden Flaggen nacheinander übertragen werden. Nachdem die Fehlerverarbeitung abgeschlossen ist, werden die den führenden Flaggen folgenden, danach empfangenen Daien richtig empfangen. Das empfangende Terminal kann also selbst dann, wenn eine Kollision von Datenpaketen erfolgt, eine Fehlerverarbeitung für die vor der Kollision empfangenen (mindestens führende Flaggen aufweisenden) Daten durchführen, ohne ein zurückgesendetes Paket zu beeinflussen. Dadurch können Daten jederzeit richtig empfangen werden. Da die Fehlerverarbeitung durchgeführt werden kann, während Flaggen ausgegeben werden, können beliebige, nach einer Kollision rückübertragene Daienpakete ohne Fehler empfangen werden.

Die Aufgabe wird auch dadurch gelöst, daß nachei-

lends Codes sines Psketss aufeinanderfolgend eo isn^s übertragen werden, bis die Vorbereitung für den Empfang eines gesendeten Paketes abgeschlossen ist, so daß ein Antwortpaket durch ein empfangendes Terminal gesendet wird, wenn die nacheilenden Codes vollständig empfangen sind. Da das Antwortpaket vom empfangenden Terminal dann gesendet wird, wenn das sendende Terminal zum Empfangen von Datenpaketen freigegeben ist, ist bei dem empfangenden Terminal kein Verzögerungsprozeß zum Senden des Antwortpaketes erforderlich, so daß es das Antwortpaket mit höchstem Wirkungsgrad senden kann. Ein anderer Vorteil besteht darin, daß die Terminals synchron arbeiten und dabei die Arbeitsgeschwindigkeiten der im Verbindungsnetz vorhandenen Terminals keine Rolle spielt

Die Erfindung sowie vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen derselben werden im folgenden an Hand von Figuren näher veranschaulicht Es zeigt

F i g. 1 ein Blockdiagramm eines örtlichen Verbindungsnetzes. das den Anmeldegegenstand beinhaltet;

F i g. 2 ein Blockdiagramm einer Datensteuereinrichtung;

Fig.3 ein detailliertes Blockdiagramm der Datensteuereinrichtung (Interface);

F i g. 4 ein Blockdiagramm eines Kollisionsdetektors in einer Sende-Leitungssteuerschaltung;

F i g. 5 ein Blockdiagramm eines Trägerdetektors in einer Empfangs- Leitungssteuerschaltung;

Fig.6 ein Zeitdiagramm zum Erläutern der Wirkungsweise des Trägerdetektors;

F i g. 7 ein Zeitdiagramm, das die Beziehung zwischen einem Leitungssignal und Trägersignalen CDX und CD 2 darstellt;

F i g. 8 grundsätzliche Übertragungsfunktionen in dem örtlichen Verbindungsnetz;

F i g. 9 «in Diagramm des Formates eines Datenpaketes;

Fig. 1OA bis IOC ein Flußdiagramm für das Senden von Daten;

Fig. HA bis HC ein Flußdiagramm für das Empfangen von Daten;

F i g. 12 ein Flußdiagramm über das Verarbeiten eines Spannungsausi^:alles;

Fig. 13 den Zeitablauf bei einer Kollision, wenn verschiedene Terminals A, B und Cauf eine Leitung zugreifen;

Fig. 14 ein Diagramm zum Erläutern des Aufbaus eines gesendeten Datenpaketes; und

Fig. 15 ein schematisches Blockdiagramm der anmeldegemäßem Datensteuereinrichtung.

Bei der Daicnsieuereinrichtung gemäß Fig. Ϊ5 wird ein Datenpaket von einer Verbindungsleitung L in einem Empfänger 10 zerlegt, und die Daten werden in einen von mehreren Empfangspuffern DSBX-DSBn über zugehörige Kanäle übertragen, die durch einen Kopfteil des Datenpaketes festgelegt sind. Jeder Empfangspuffer DSB fungiert als datenerhaltender Puffer, um von einem (nicht dargestellten) Puffer im Empfänger 20 erhaltene Daten aufrechtzuerhalten. Der Empfangspuffer DSB hat eine Kapazität von maximal m Byte. Daten werden in Datenübertragungsbereichen aufeinanderfolgend von einem Übertragungsbereich BO für das erste Byte: gespeichert Ein Hauptsystem arbeitet auf Grundlage eines Anwendprogramms, um Daten aus einem gewünschten Empfangspuffer DSBX-DSBn aufzunehmen.

Der Empfänger 20 sendet (wie weiter unten beschrieben) ein Signal an das sendende Terminal zurück, wenn

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Datenpaketes festgelegten Kanal entspricht, voll ist. Wenn der Empfangspuffer leer ist, sendet der Empfänger 20 ein ACK- Paket und überträgt die empfangenen Daten an den dem ausgewählten Kanal entsprechenden Empfangspuffer. Der Empfänger 20 steuert das Senden von Daten unabhängig vom Arbeiten des Terminals. Ein Übertrager 21 überträgt Datenpakete und Antwortpakete.

Das örtliche Verbindungsnetz gemäß F i g. 1 weist Terminals A bis N auf, die unabhängig voneinander betreibbare Hauptsysteme darstellen. Diese sind mit einer Verbindungsleitung aus einem Koaxialkabel über ein Interface UF (Datensteuereinrichtung) in anmeldegemäßer Ausführungsform verbunden. Das Interface dient dazu, verschiedene gewünschte Daten zwischen den Terminals zu senden und zu empfangen.

Im Blockdiagramm der Fig.2 ist ein Interface //Fin Grobdarstellung und in F i g. 3 feiner aufgelöst dargestellt Die anmeldegemäße Datensteuereinrichtung wird im folgenden als Interface //Fbezeichnet

Das Interface //F weist eine Sendesteuerung 10, eine Empfangssteuerung 11 und eine Übertragungssteuerung 12 auf. Die Sendesteuerung 10 dient dazu, zu übertragende Daten oder ein Antwortpaket in einem vorgeschriebenen Paketformat auf die Verbindungsleitung L zu geben. Die Empfangssteuerung 11 dient dazu, das Format eines von der Verbindungsleitung L empfangenen Datenpakeies festzustellen und ein Antwortpaket auf Grundlage des Ergebnisses der Feststellung des Datenformates auszugeben. Die Übertragungssteuerung 12 steuert die Übertragung gesendeter und empfange-

ner Daten zwischen den Terminals und der Sendesteuerung 10 bzw. der Empfangssteuerung 11.

Wie aus Fig.3 ersichtlich, weist die Übertragungssteuerung 12 eine Sendeübertragungssteuerung 1 und eine Empfangsübertragungssteuerung 2 auf. Die Sendeübertragungssteuerung 1 beinhaltet ein Register a, um jedes Byte der von einem Terminal gesendeten Daten zwischenzuspeHiern, eine Flagge WEN, die rückgesetzt wird, wenn Daten in das Register a eingeschrieben werden dürfen, eine Flagge WED, die gesetzt wird, wenn das Terminal alle zu sendenden Daten übertragen hat und eine Spannungsausfallflagge PDF, die vom Terminal bei Spannungsausfall gesetzt wird. Die Empfangsübertragungssteuerung 2 beinhaltet ein Register b zum Übertragen eines jeden Byte von Daten, die durch das Interface empfangen sind, auf das Terminal eine Flagge RDY, die gesetzt wird, wenn Daten aus dem Register b ausgelesen werden dürfen, mehrere Flaggen REB, die das Terminal über das Vorhandensein empfangener Daten in jedem Kanal informieren, und eine Flagge KbU: die das Interface des Terminals darüber informiert, daß alle empfangenen Daten übernommen sind.

Die Sendesteuerung 10 und die Empfangssteuerung ti sind durch mehrere Teile gebildet und zwar einen Speicher 4 mit mehreren Empfangspuffern G zum Speichern empfangener Daten in den zugehörigen Kanälen, Puffern A und B zum Speichern zu sendender Daten, einer Tabelle TBL mit Zufallszahlen zum Auswählen einer (weiter unten beschriebenen) Verzögerungszeit und einem Bereich H zum Retten und Speichern von Flaggen in der Übertragungssteuerung bei Spannungsausfall. Der Speicher 4 speichert ein Interfacesteuerprogramm und wird durch eine Batterie E notversorgt. Die Steuerungen 10 und 11 weisen auch weitere Teile auf. und zwar eine Steuerschaltung 6 zum Steuern des Zeitgebers und einer Unterbrechungsfunktion beim Senden und Empfangen, ein DMA-Steuergerät 3 (DMAC = Direct Memory Access Cüniföucf) zürn L-bcrtragcn vcri Daten in einer DMA-Mode zwischen dem Speicher 4 und der Sendeübertragungssteuerung bzw. der Empfangsübertragungssteuerung, ein Verbindungssteuergerät 7, das dazu dient, das Senden und Empfangen zu steuern und Sende- und Empfangspuffer C und F und Sende- und Empfangs-Schieberegister D und E aufweist eine Sende-Leitungssteuerschaltung 8 zum Modulieren und Ausgeben von Daten über die Verbindungsleitung beim Senden, welche Steuerschaltung einen Kollisionsdetektor aufweist, der feststellt, ob von verschiedenen Terminals gleichzeitig Zugriff auf die Leitung beansprucht wird, eine Empfangs-Leitungssteuerung 9 zum Empfangen eines Signales über die Verbindungsleitung und zum Demodulieren und Übertragen des empfangenen Signals an das Verbindungs-(link)Steuergerät 7, und eine Hilfs-Zentraleinheit (CPU) zum Steuern des ganzen Interface auf Grundlage des im Speicher 4 gespeicherten Steuerprogramms.

in F i g. 4 ist der Kollisionsdetektor aus der Sende-Leitungssteuerschaltung 8 genauer dargestellt Ein moduliertes Signal und ein zu demodulierendes Signal werden auf ein EXKLUSIV-ODER-GIied 81 gegeben, das ein Ausgangssignal abgibt das als Setzsignal für ein Flip-Flop 82 dient Diese Anordnung erzeugt ein KoIIisionsermittlungssignal CO, wenn sich gesendete und empfangene Daten voneinander unterscheiden, d.h. wenn der Fall einer Kollision vorliegt.

Die Funktion des Trägerdetektors in der Empfangs-Leitungssteuerschaltung 9 wird nun an Hand 'jer F i g. und 6 erläutert. Der Trägerdetektor dient dazu, zu verhindern, daß Datenpakete während der Sendesteuerung miteinander kollidieren. Es werden zwei Signale erzeugt: Ein Trägersignal CD 1 zeigt den Datenfluß über die Verbindungsleitung an und ein Signal CD 2 gibt die Beseitigung des Trägersignales CD 1 für eine bestimmte Zeitspanne wieder. Von dem Demodulator 90 wird dazu ein Empfangstakt a aus einem von der Leitung empfangenen Signal gebildet und auf einen Binärzähler 91 und eine Halteschaltung 92 gegeben, um die Signale CD 1 und CD 2 zu erzeugen. Wenn kein Empfangstakt vorhanden ist, wird, wie in F i g. 6 dargestellt, der Binärzähler 91 über einen Löschanschluß CL freigegeben, so daß dieser mit einem Grundtakt Φ anfängt zu zählen, um das Trägersignal CD 1 zu erzeugen, das ein spiegelbildliches Signal der Trägerwelle ist. Mit zunehmendem Zählen des Binärzählers 91 wird das Signal CD2 erzeugt, das eine Verarbeitungszeit t beinhaltet, die vorab durch die Periode des Taktes Φ gesetzt ist.

Jeder Anschluß ermittelt für sich die Signale CD\ und CD 2 und wird durch cmc (nicht dargsstCntc) ~*CnS. tung gesteuert, um ein Datenpaket nur dann anzugeben, wenn das Signal CDI niedrig ist (logisch 0). Ein Antwortpaket, wie ein ACK- oder ein RACK-Paket wird nur dann abgegeben, wenn das Signal CD 1 niedrig ist (logisch 0). Durch dieses Steuern des Sendens und des Empfangens durch Überprüfen der Signale CD 1 und CD 2 wird für nach dem Ausgeben eines Datenpaketes abgegebene ACK- und RACK-Pakete sichergestellt, daß diese nicht mit Datenpaketen von anderen Terminals kollidieren können.

In Fi g. 7 ist die Beziehung zwischen dem Signal auf der Verbindungsleitung und den Signalen CDI und CD 2 dargestellt. Als Zeit / ist eine Zeitspanne festgelegt, in der kein Trägersignal auf der Verbindungsleitung läuft. Dieses Zeitintervall ist länger als eine Zeitspanne, die dazu erforderlich ist. ein Antwortpaket wiederzusenden. Wenn kein Antwortpaket innerhalb dem Zeitintervall f gesendet wird, ist die Leitung frei, und es wird zugelassen, daß ein anderes Terminal zugreifen kann.

In Fig.8 sind grundsätzlich". Datenübertragungsarten, die im örtlichen Verbindungsnetz vorkonmen. dargestellt. Die Vorgänge gemäß Fig.8A erfolgen dann, wenn das sendende und das empfangende Terminal normal arbeiten. Ein Datenpaket mit einem Kopfteil, wie einer Flagge, einer Adresse oder dergleichen, wird vom sendenden Terminal an das empfangende Terminal übertragen. Wenn das Datenpaket richtig empfangen wird, gibt das empfangende Terminal ein ACK-Paket ab. Wenn das sendende Terminal das ACK-Paket empfangen hat, gibt es ein Antwortpaket (RACK-Paket) als Antwort auf das ACK-Paket ab. Wenn das empfangende Terminal nicht freigegeben ist, um beliebige gesendete Datenpakete zu empfangen, gibt es ein NRDY-Paket, wie in Fig.8B dargestellt, ab und die Funktion wird abgebrochen. Wenn andererseits der Empfangsspeicher, der dem Kanal zugeordnet ist. über den das Datenpaket übertragen ist voll ist. sendet das empfangende Terminal ein NRÜY-Paket mit einer Anweisung, daß der Puffer voll ist, wie dies in F i g. 8C dargestellt ist. und die Funktion wird abgebrochen.

Bei dem in F i g. 9 dargestellten Datenpaketformat ist ein Datensatz zwischen einer führenden Flagge und einer Endflagge angeordnet. Beide Flaggen weisen Codes 7E(hexadezimale Notation) auf. Die Endflagge dient als Beep.digungscode, der das Ende des Paketes anzeigt. Eine Empfingeradresse DA legt die empfangende Station fest Eine Quelladresse SA legt die sendende Sta-

tion fest. Durch einen Datentypenbereich TYPE ist die Art eines Übertragungsrahmens festgelegt, wobei vier Rahmen in Frage kommen: Daten, ACK, RACK utid NRADY. Die Kanalnummer ist bei CH festgelegt. NO legt die Kanaltype für das Paket fest. Ein Schaltmgsstatus DLS gibt dann eine Anweisung, wenn ein NRADY-Paket gesendet wird. Mögliche Anweisungen sind diejenigen, daß der Empfang unmöglich ist oder der Empfangspuffer voll ist. Byte-Zähler BCL und SCHlegen die Bytezahl von Daten fest. Ein Datenfeld DA TEN dient dazu, zu übertragende Daten zu setzen. Das Datenfeld ist nur im Datenpaket vorhanden. Durch CRC wird ein Fehlerfeststellcode ausgegeben.

Die Wirkungsweise des in F ι g. 3 dargestellten Interface wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 10 bis 12 beschrieben. In den F i g. 10 und 11 sind das Senden bzw. das Empfangen und in Fig. 12 das Durchführen einer Spannungsausfallverarbeitung dargestellt.

(l)Senden

Der Ablauf beim Senden von Daten ist in den Flußdiagrammen der Fig. 1OA bis IOC dargestellt. Es wird davon ausgegangen, daß besondere Daten vom Terminal A an das Terminal N zu übertragen sind.

Das Terminal A schreibt Daten von einem Byte in das Register a in der Sendeübertragungssteuerung 1 und setzt die Flagge WEN'vn einem Schritt π 1. Dabei liefert das Terminal A auch die Länge fcr zu sendenden Daten (Bytezahl) und Kanalinformation CHn, die anzeigt, welcher Kanal die Daten bearbeitet. Das Terminal A Hefen außerdem die vorstehend genannten Daten, die dann in den vorgegebenen Bereichen des Registers gesetzt werden.

Die Sendeübertragungssteuerung 1 wählt nach dem Erhalten dieser Daten einen DRQ 3-Kanal aus (der für Datenübertragung im Interface verwendet wird), der ein DMA-Übertragkanal für gesendete Daten ist, und weist das DMA-Steuergerät 3 für DMA-Übertrag in einem Schritt 2 an. Auf diesen Befehl hin setzt das DMA-Steuergerät 3 eine Adresse im Speicher 4, in den in einem Schritt η 3 Daten übertragen werden. Die Daten im Register a werden an den Sendepuffer A unter dieser Adresse in einem Schritt π 4 übertragen. Wenn das Übertragen eines Byte beendet ist, wird die Flagge WEN in einem Schritt η 5 rückgesetzt Das Terminal A überwacht die Flagge WEN und überträgt die nächsten Daten von einem Byte an das Register A in einem Schritt π 20, wenn die Flagge W£Win einem Schritt π 21 rückgesetzt ist. Dadurch überwacht das Terminal A die Flagge WEN und schreibt Daten von einem Bit in das Register a jedesmal dann, wenn die Flagge WEN rückgesetzt ist. Im Interface werden die Daten im Regisier a aufeinanderfolgend in täner DMA-Mode unter Steuerung durch das DMA-Steuergerät an den Sendepuffer A übertragen. V/enn alle Daten übertragen worden sind, setzt das Terminal A die Flagge WED in einem Schritt π 22 Wenn die Flagge WED gesetzt ist überprüft die Sendeübertragungssteuerung 1 die Bytezahl mit der in Schritt π 7 festgelegten Bytezahl und überprüft auch den Sendebefehl in einem Schritt η 8. Wenn die Bytezahl und der Übertragungsbefehl richtig sind, geht das Programm zu einem Schritt η 9 über. In den Schritten π 9 und π 10 werden Daten vom Puffer A in den Puffer B übertragen, und das Datenpaket wird erzeugt Nachdem die Daten übertragen worden sind, wird die Flagge WED in einem Schritt nil rückgesetzt, um anzuzeigen, daß der Sendepuffer leer ist Auf die rückgesetzte Flagge WED hin überträgt das Terminal A zu sendende Daten an den Puffer A in der oben beschriebenen Weise.

Die Flagge WED stellt also einen Speicher dar, der den Kcntrollzustand des Interface im Terminal anzeigt. Die nach dem Übertragen von Daten vom Terminal rückgesetzte Flagge WED zeigt einen Befehl zum fortlaufenden Übertragen eines vorliegenden Datenblockes an und die nach dem Datenübertrag vom Terminal gesetzte Flagge WED zeigt an, daß die Blockdaten übertragen sind.

Wenn zu übertragende Daten in den Sendespeicher B gelangen, gibt die Zentraleinheit 5 zum Steuern der Funktion des Interface in einem Schritt η 30 die Anweisung, die Daten zu senden, und setzt das Verbindungssteuergerät 7 in einem Schritt π 31 in einen Zustand, ii dem es zum Senden bereit ist. Dann überprüft das Verbindungssteuergerät 7 das vom Trägerdetektor CD er-7PiIOtP "sicma! COi Wpnn rja$ 5i^an2l CD2 niedri" is^f, gibt das Verbindungssteuergerät 7 die führende Flagge Fab. die der erste über die Sende-Leitungssteuerschaltung 8 in einem Schritt π 32 auf die Verbindungsleitung gelangende Daienwert ist. Dann setzt die Zentraleinheit 5 eine Kopfadresse im Puffer B im Speicher 4 und eine Daten-Bytezahl in den Schritten π 33 und η 34 und weist die Datenübertragung vom Puffer B an das Verbindungs-Steuergerät 7 an. Während dieser Zeit gibt das Verbindungs-Steuergerät 7 die führende Flagge F ab und hält dann das Ausgeben der führenden Flagge Fin einem Schritt η 35 nach dem Abschließen des Schrittes η 34 an. Die dauernde Ausgabe der führenden Flagge F erfolgt in den Schritten η 32 bis η 35.

Wenn in einem Schritt π 36 der Sendespeicher C im Verbindungs-Steuergerät 7, in den Daten übertragen werden sollen, leer ist, und wenn das Steuergerät 7 ein Signal an das DMA-Steuergerät 3 zum Übertragen von Daten an den Puffer C in einem Schritt η 37 abgibt, werden Daten von einem Byte vom Puffer B in einem Schritt η 38 an den Puffer C abgegeben. Das Verbindungs-Steuergerät 7 überträgt auch an den Puffer C übertragene Daten an das Schieberegister D in einem Schritt π 39. Wenn Daten von einem Byte in einem Schritt π 40 an das Schieberegister D übertragen werden, kehrt das Programm zum Schritt π 37 fin den DMA-Datentransfer zurück. Die Daten im Schieberegister D werden in Schritten π 41 bis π 44 an die Sende-Leitungssteuerschaltung 8 gegeben, in der die Daten moduliert werden, und die modulierten Daten werden über die Leitung ausgegeben.

Wenn der im vorigen beschriebene Ablauf gleichzeitig in zwei oder noch mehr Terminals gleichzeitig erfolgt tritt eine Kollision dann auf, wenn zumindest eine Quelladresse für die Daten ausgegeben wird. Wenn die Kollision vom Kollisionsdetektor CO festgestellt wird, geht das Programm vom Schritt π 44 auf einen Schritt π 60 über, um das Senden von Daten zu sperren. V/enn keine Kollision auftritt, überträgt das Verbindungs-Steuergerät 7 aufeinanderfolgend Daten vom Puffer C an das Schieberegister D und gibt die in der DMA-Mode an den Puffer Cübertragenen Daten aufeinanderfolgend an die Sende-Leitungssteuerschaltung 8. Die Funktion der Schritte η 37 bis η 35 wird so lange wiederholt bis Daten der vorgegebenen Länge vorliegen, woraufhin das DMA-Steuergerät 3 in einem Schritt η 46 das Verbindungs-Steuergerät 7 von dem Vervollständigen des Erstellens des Rahmens auf das Zählen aller Bytes durch einen Bytezähler im DMA-Steuergerät 3 informiert Auf das Signal vom DMA-Steuergerät 3 hin fügt

das Verbindungs-Steuergerät 7 einen CRC (Cyclic Redundancy Code) an und vervollständigt das Senden der 1-Rahmen Daten und gibt in einem Schritt π 47 ein Unterbrechungssignal an die Zentraleinheit 5 aus, das den Abschluß des Sendens der 1-Rahmen Datensendung anzeigt Darüber hinaus weist das Verbindungs-Steuergerät 7 die Sende-Leitungssteuerschaltung 8 an, die hintere Flagge Fin einem Schritt π 48 auszugeben. Die hintere Flagge F wird so lange ausgegeben, bis die Zentraleinheit 5 in einem Schritt η 49 das Verarbeiten des Sendeabschlusses bewirkt und das Verarbeiten einer Empfangsvorbereitung in einem Schritt π 5(1 bewirkt Wenn diese Verarbeitungsschritte abgeschlossen sind, wird in ?inem Schritt π 51 das Ausgeben der Flagge beendet und in einem Schritt π 51 wird das Interface in eine Ernpfangsbetriebsart versetzt

Solange die hintere Flagge F, wie oben beschrieben, dauernd gesendet wird, bleibt das Signal CD 2 hoch und Zugriff von anderen Terminals ist gesperrt Da das Signal CD 1 hoch ist, während das Terminal Λ/die hintere Flagge F erhält, befindet sich das Terminal N in einem Zustand, in dem es auf ein Antwortpaket wartet

Im folgenden wird der Ablauf beschrieben, we'.n Datenpakete im Schritt π 44 kollidieren.

Datenpakete kollidieren dann miteinander, wenn zwei oder noch mehr Terminals gleichzeitig Daten in einem System mit einem gemeinsamen Bus senden, bei dem die Terminals über gleiche Zugrifferechte verfügen. Das Signal CD 2 verhindert eine Kollision dann, wenn das Zugriffs-Zeitverhalten völlig voneinander verschieden ist. Da die Verzögerung zwischen voneinander beabstandeten Terminals groß ist dauert es relativ lange, eine Sendung von einem anderen Terminal festzustellen, was zu einer größeren Neigung von Kollisionen führt. Um dieses Problem zu lösen, ist es für ein örtlichen Netzwerk mit einem gemeinsamen Bus üblich, ein Datenpaket nochmals eine vorgegebene Zeit nach einer Datenkollision zu senden. Dies wird Verzögerungsverfahren (Back-Off Process) genannt. Dieses Verzögerungsverfahren entspricht den Verfahrensschritten ab Schritt π 60.

Wenn eine Kollision vom Koliisionsdetektor CO ermittelt wird, wird das Senden eines Datenpaketes von einem Terminal im Schritt η 60 gesperrt. Der Pegel der Leitung wird hochgelegt, so daß in einem Schritt π 61 jedes andere Terminal die Kollision leicht feststellen kann. Dann wird in einem Schritt π 62 die abnehmende Flanke des Signales CD 2 ermittelt, in einem Schritt η 63 wird ein vorgegebener Verzögerungswert aus einer Zufallstabelle TBL im Speicher 4 bei der abfallenden Flanke des Signals CD 2 gelesen und die ausgelesene Verzögerungszeit wird in einem Zeitgeber T in der Steuerschaltung 6 in einem Schritt η 64 gesetzt. r4ach Abiauf der so gesetzten Zeit in einem Schritt π 65 ermittelt die Zentraleinheit 5 den Zustand des Signales CD 2 von neuem. Wenn der Pegel des Signales CD 2 niedrig ist und in einem Schritt π 66 Zugriffsmöglichkeit besteht, kehrt das Programm zum Schritt η 30 zurück, um das obengenannte Senden von Daten zu wiederholen. Wenn der Pegel des Signales CD 2 hoch ist und damit die Leitung nicht benutzt werden kann, geht das Programm zu einem Schritt η 67 über, in dem der Verzögerungszeitgeber bei der abnehmenden Flanke des Signalcs CD 2 (im Schritt π 64) gesetzt wird. Dann wird die durch den Zeitgeber gesetzte Zeit abgewartet, bis das Signal CD 2 niederen Pegel einnimmt.

In Fig. 13 ist der Funktionsablauf dargestellt, wenn eine Kollision aufgrund dessen stattfindet, daß die Terminals A, B und C im wesentlicnen gleichzeitig auf die Leitung zugreifen (was durch kleine Fehler durch Ausbreitungsverzögerungen und andere Gründe hervorgerufen werden kann). Wenn die Terminals A, B und C die Kollision, wie dargestellt, ermitteln, wird das Senden direkt unterbrochen und die Verzögerungszeiten 11,12 und f 3 werden gesetzt die durch Tabellen von Zufallszahlen in den jeweiligen Terminals dann erzeugt werden, wenn das Signal CD 2 auf negativen Pegel wechseit Nach Ablauf der Zeit 11 ermittelt das Terminal A den Zustand des Signales CD Z Zu dieser Zeit kennen die Terminals B und C keine Daten übertragen, da die Verzögerungszeiten f2 und f3 noch nicht abgelaufen sind. Daher ist ein Rücksenden vom Terminal A zulässig, da das Signal CD 2 niedrig ist Dies gilt, wenn nicht ein anderes Terminal zugreift Beim dargestellten Beispiel v/erden Datenpakete von A nach B, von B nach C und von C nach N übertragen. Die Terminals B und C, die auf Grund der Kollision keine Datenpakete senden konnten, übersenden diese nochmals, nachdem das Senden vom Terminal A erfolgreich war. Das Senden von Datenpaketen von den Terminals B und C erfoigi in derselben Weise, wie oben beschrieben. Die Verzögerungszeiten f 2 und 13 laufen ab dem Moment wo das Signal CD 2 auf niederen Pegel geht. Nach Ablauf der Zeit 12 überprüft das Terminal B den Zustand Ges Signales CD 2 und überträgt das Datenpaket, wenn das Signal CD 2 niederen Pegel aufweist Entsprechend prüft das Termin«! C nach Ablauf der Zeit f 3 den Zustand des Signaies CD 2 und sendet das Datenpaket nochmals, wenn das Signal CD 2 niederen Pegel aufweist Die Datenpakete werden so von den miteinander kollidierenden Terminals nacheinander nach dem Verzögerungsverfahren übertragen.

Bei der oben beschriebenen Ausführungsform wird die Zeit zu der die Verzögerungszeitgeber gestartet werden, synchron mit der nx negativ wechselnden F!an ke des Signales CD 2 unabhängig von der Art der Terminals bestimmt. Diese Anordnung verringert die Wahrscheinlichkeit daß eine Kollision wieder erfolgt und erhöht die Genauigkeit des Verzögerungszeitgebers. Jede im Schritt π 64 gesetzte Verzögerungszeit bleibt dieselbe, so daß derselbe Wert in einem folgenden Zyklus im Schritt π 64 gesetzt wird, wenn nicht eine neue Kollision auftritt.

Das bei der vorstehend beschriebenen FLiktion übertragene Datenpaket ist in Fig. 14 dargestellt. Es weist /77 führende Flaggen F am vorderen Ende des Paketes und j hintere Flaggen / am hinteren F.nde des Paketes auf. Wie oben beschrieben, werden die m Flaggen in den Schritten η 32 bis η 35 und die j Flaggen in den Schritten η 48 bis η 51 ausgegeben. Durch die am Vorder- ui.d r-iinierende des Paketes aufeinanderfolgend ausgegebenen Flaggen kann das sendende Terminal für Datensendung freigegeben werden, während die hinteren Flaggen aufeinanderfolgend ausgegeben werden. Das empfangende Terminal kann in die richtige Empfangs-Betriebsart versetzt werden, während die führenden Flaggen aufeinanderfolgend empfangen werden.

Es ist aus den Schritten π 48 bis /?51 ersichtlich, daß das sendende Terminal in der Zeit, in der die hinteren Flaggen aufeinanderfolgend ausgegeben werden, zum Datensenden freigegeben werden kann. Während dieser Zeit ist Zugriff von jedem anderen Terminal durch den hohen Pegel des Signales CD 2 gesperrt. Der hohe Pegel des Signales CD 1 sperrt das Senden eines ACK-Pakets vom Terminal N.

(2) Empfang

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Das empfangende Terminal wird im folgenden Fall in die richtige Empfangs-Betnebsart versetzt: Wenn ein empfangendes Terminal zufällig gleichzeitig Daten von zwei oder mehr sendenden Terminals empfängt, kann eine Kollision dann ermittelt werden, wenn eine Quelladresse empfangen wird. Dann hat aber das empfangende Terminal bereits führende Flaggen und seine eigene Adresse empfangen und wartet auf Daten, da die Empfangs-Betriebsart nicht rückgesetzt ist Die zwei oder mehr sendenden Terminals, die die Kollision hervorgerufen haben, haben jedoch das Senden von Daten abgebrochen und warten auf das nächste Senden von Daten. Wenn ein neues Datenpakei von einem von diesen sendenden Terminals oder von einem anderen Terminal gesendet wird, sieht das empfangende Terminal, das auf Daten wartet, die erste führende Flagge des ankommenden Datenpaketes als hintere Flagge an (die führende und die hintere Flagge weisen jeweils den Code »7£« auf). Wenn die führende Flagge empfangen wird, stellt das empfangende Terminal ein fehlerhaftes Paketformai iesi, da die Fürrtiäiiäiige ZU kürz ist Eä Wird dann eine Fehlerverarbeitung durchgeführt Wenn nur eine führende Flagge vorhanden ist, betrachtet das empfangende Terminal jede nach der Fehlerverarbeitung empfangenen Datenwert so. als hätte dieser keine führende Flagge und will daher Fehlerverarbeitung durchführen.

Mit einer geeigneten Anzahl aufeinanderfolgender führender Flaggen im Datenpaket führt ein empfangendes Datenterminal jedoch ab dem Empfangen einer ersten führenden Flagge eine Fehlerverarbeitung durch, während weitere führende Flaggen empfangen werden. Beliebige folgende Flaggen werden dann als Flaggen eines nächsten folgenden Paketes angesehen und das empfangende Terminal befindet sich somit in der richtigen Empfangs-Betriebsart

Durch Anfügen von .ή führenden und jhinteren Flaggen an Datenpakete ist es also möglich, sendende und empfangende Terminals in einen Zustand zu versetzen, in dem sie Datenpakete jederzeit richtig empfangen können.

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Der Funktionsablauf bei Datenempfang ist in den Fig. 11A bis 11Cdargestellt.

Ein über die Verbindungsleitung in der oben beschriebenen Weise übertragenes Datenpaket wird von der Empfangs-Leitungssteuerschaltung 9 des Terminals /V in einem Schritt η 70 empfangen, in einem Schritt π 71 demoduliert und in einem Schritt η 72 an das Schieberegister E im Verbindungs-Steuergerät 7 gegeben. Das Steuergerät 7 ermittelt in einem Schritt π 73, cb das erste empfangene Byte der empfangenen Daten eine Flagge ist oder nicht. Ist dies der Fall, werden die nächsten Daten von einem Byte an das Schieberegister E gegeben, lsi dies nicht der Fall, wird eine Bestimmungsadresse DA gelesen und in einem Schritt η 75 wird ermittelt, ob die Bestimmungsadresse die eigene Adresse ist. Wenn die Empfängeradresse mit der eigenen Adresse übereinstimmt, geht das Programm zu einem Schritt /7 76 über, in dem die empfangenen Daten im Schieberegister E in den Empfangspuffer F übertragen werden. Dann wird in einem Schritt η 77 eine Anweisung ausgegeben, die anzeigt, daß empfangene Daten an das DMA-Steuergerät 3 gegeben sind. Nach derselben Zeit wird DRQi als Kanal zum Übertragen der Daten an den Puffer C ausgewählt Auf diese Anweisung hin überträgt das DMA-Steuergerät 3 aufeinanderfolgend die empfangenen Daten im Empfangspuffer Fan den Empfangspuffer im Speicher 4. Bei dieser Datenübertragung werden die an das Register £ gegebenen Daten Byte für Byte übertragen. Der Datenempfang wird dann als abgeschlossen bewertet wenn in einem Schritt π 79 eine hintere Flagge ermittelt wird, die das Ende der Daten anzeigt Das Verbindungs-Steuergerät 7 weist die Zentraleinheit 5 an, in einem Schritt π 80 den Datenempfang abzuschließen. Auf diesen Befehl hin sperrt die Zentraleinheit 5 die Empfangs-Betriebsart und bestimmt die Art der gesendeten Daten. Wenn die gesendeten Daten Dateninformation darstellen, wird durch die Flagge im Speicher 4 in einem Schritt η 89 festgestellt ob das Terminal zum Empfang bereit ist Die Flagge wird durch das Terminal gesteuert und gesetzt wenn das Terminal in der Lage ist Daten zu empfangen. Wenn das Terminal in der Lage ist. Daten zu empfangen, wird in rnern Schritt η 90 festgestellt, ob der Empfangspuffer £ (im Speicher 4) im festgelegten Kanal (der durch CHJVO im Format gemäß F i g. 9 festgelegt ist) leer ist oder nicht Es sind so viele EiTipfangspufiEr wie Kanäle vorhanden. Wenn der Empfangspuffer für den im Schritt π 90 bestimmten Kanal leer ist vvird ein ACK-Paket an das Terminal gesendet von dem das Datenpaket im Schritt η 91 gesendet wurde. Obwohl dies in F i g. 11 nicht dargestellt ist, sei darauf hingewiesen, daß das ACK-Paket von der Zentraleinheit 5 zusammengestellt wird. Wie in F i g. 9 dargestellt kann das ACK-Paket äußerst einfach zusammengestellt werden. Die anderen Daten als diejenigen der Empfängeradresse DA sind festgelegte Codes. Es ist nicht erforderiich, die Empfängeradresse selbst aufzubereiten, sondern die Quelladresse A4 des zu sendenden Datenpaketes kann hierfür benutzt werden. Das ACK-Paket wird gesendet, wenn kein Träger auf der Leitung L ist d. h. das Signal CD 1 ist auf niedrigem PegeL Wenn der Trägerdetektor CO einen Träger ermittelt, befindet sich das Terminal in einem Zustand, in dem es auf das Senden des ACK-Paketes im Schritt π 91 wartet. Während die hintere Flagge Fdauernd vom Terminal A gesendet wird, befindet sich das Terminal N in einem Zustand, in dem es auf das ACK-Paket im Schritt λ 91 wartet. Nachdem das ACK-Paket gesendet ist setzt die Zentraleinheit 5 eine Flagge REN (für einen bestimmten Kanal) in der Empfangsübertragungssteuerung 2 und wird in eine Wiedersende-Betriebsart gesetzt. Dabei werden Daten im Empfangsspeicher in einen Bereich im Puffer C übertragen, der der Kanalnummer entspricht.

Wenn das Terminal N im Schritt η 89 '-°ine Daten empfangen kann, sendet es ein NRDY-Paket in einem Schritt r 93 und kehr, zur Wiedersende-Betriebsart zurück. Wenn der Empfangsspeicher gemäß Schritt η 90 voll ist. sendet das Terminal in Schritt η 94 ein (NRDY-) Paket, das anzeigt, daß der Puffer voll ist. Das Terminal kehrt dann zur Wiedersende-Betriebsart zurück. Dabei wird das NRDY-Paket gesendet, nachdem die hintere Flagge vollständig gesendet ist.

Obwohl dies nicht näher dargestellt ist, wird die hintere Flagge F dauernd übertragen, bis Empfang für das übersendete AC K- und das NRDY-Paket möglich ist. Daher wird das RACK-Paket vom Terminal A dann gesendet, wenn das Terminal N vollständig für den Empfang bereit ist.

Wenn in den empfangenen Daten ein Daten-, ACK-, RACK-, NRDY- oder Speicher-Voll-Paket bei der oben beschriebenen Funktion fehlen, wird ein solcher Zustand als Fehler behandelt. Wenn eine Kollision von Datenpaketen erfolgt, werden daher Daten nach der

Kollision empfangen und die vordere Flanke F des wiedergesendeten Paketes wird empfangen und dabei werden die empfangenen Daten als nicht zu den vorhergehenden gehörig betrachtet, se daß das Programm vom Schritt η 86 auf den Schritt π 97 wechselt, in dem das Terminal in eine Wiederempfangs-Betriebsart versetzt wird. Ein Verfahren zum Löschen der zunächst empfangenen Daten (eines der Fehlerverfahren) wird durchgeführt, wenn das Programm die Schritte π 86 bis π 97 durchläuft. Wenn ein Datenpaket nach dem Kollidieren von Datenpaketen wieder gesendet wird, wird die erste führende Flagge des wieder gesendeten Paketes empfangen, woraufhin Fehlerverarbeitung durchgeführt wird. Dann wird die Wiederempfangs-Betriebsart eingerichtet und ein nächstes Paket wird in einem Schritt π 7G empfangen. Da an der Vorderseite des wieder gesendeten Paketes aufeinanderfolgende vordere Flaggen F vorhanden sind, werden diese führenden Flaggen ab dem Schritt π 70 empfangen. Dadurch wird das wiedergesendete Paket mit richtigem Format empfangen.

Das Termins:' Λ empfängt das vom Terminal N gesendete ACK-Paket im vorigen Schritt π 91 und das Programm geht daher vom Schritt π 81 über den Schritt π 83 zu einem Schritt η 95. Da das Terminal A normalerweise in einen Zustand gebracht wird, in dem es auf ein ACK-Packet nach dem Senden eines Datenpaketes wartet, geht das Programm ve.η Schritt π 95 zum Schritt η 96 über, in dem ein RACK-Paket an das Terminal sendet, das das ACK-Paket gesendet hat, also das Terminal N. Die Sende- und Empfangs-Steuerung wird in einer Empfangs-Betriebsart in einem Schritt π 97 gesetzt.

Die ACK-Paketsenduna von f hritt π 91 wird durch einen Übertragungszeitgeter Tl gesteuert Wenn das Senden des ACK-Paketes nicht er ; vorgegebene Zeit einhält und kein RACK-Paket empfangen werden kann, selbst wenn das ACK-Paket in einer vorgegebenen Zeit gesendet wird, wird ein Verfahren für richtigen Empfang gestartet

Wenn das RACK-Paket vom Terminal A gesendet wird, geht das Programm vom Schritt π 82 über den Schritt η 83 zum Schritt η 84 und dann zum Schritt π 98 für das Terminal N. Da das Senden des ACK-Paketes 1.1 der Zeit abgeschlossen ist, wenn ein RACK-Paket in normalem Zustand empfangen wird, geht das Programm vom Schritt π 98 zum Schritt π 97 über, in dem die Empfangs-Betriebsar*. eingerichtet wird. Wenn das RACK-Paket empfangen wird, während kein ACK-Paket gesendet wird, wird die Empfangs-Betriebsart im Schritt η 97 gesetzt. Wenn das empfangene Paket das NRDY-Paket von Schritt π 85 ist, geht das Programm vom Schritt η 85 zu einem Schritt η 100. Da das NRDY-Pake? normalerweise empfangen wird, nachdem das Datenpaket gesendet worden ist. geht das Programm vom Schritt η 100 zu einem Schritt η 101, in dem das Terminal darüber unterrichtet wird, daß sich ein angesprochenes Terminal in dem NRDY-Zustand befindet (in dem es keine Daten empfangen kann). Dann wird die Empfangs-Betriebsart im Schritt η 97 eingerichtet.

Das Antwortpaket wird in dem Verfahrensablauf ab Schritt η 82 in der oben beschriebenen Weise gesendet. Wenn ein Datenpaket richtig empfangen und ein ACK-Paket gesendet wird, werden die empfangenen Daten zwischen den Terminals über die Übertragungssteuerungen gemäß einem Ablauf übertragen, der mit einem Schritt η 110 beginnt.

In diesem Schritt η 110 überprüft das Terminal N, ob eine Flagge REN gesetzt ist oder nicht, die einem Kanal entspricht, der durch eine (nicht dargestellte) Hauptzentraleinheit bestimmt ist Wenn die dem bestimmten Kanal entsprechende Flagge REN gesetzt ist, wird ein Lesebefehl für empfangene Daten an die Empfangsüber-

tragungssteuerung 2 in einem Schritt π 111 gegeben. Die Flagge RENwWd in einem Schritt η 112 rückgesetzt und die Zentraleinheit 5 setzt in einem Schritt π 113 die Kopfadresse des Puffers G (der bestimmten Kanalzahl) im Speicher 4 und die Länge der empfangenen Daten im

ίο DMA-Steuergerät 3 zum Vorbereiten des DMA-Übertrags. Die Zentraleinheit 5 setzt in einem Schritt π 114 auch einen Kanal (nicht den oben bestimmten Kanal, sondern einen Datenübertragungskanal im Interface), der dazu dient Datentransfer im DRQ 2 zu bewerkstelligen. DMA-Übertrag wird in einem Schritt π 115 angewiesen. Dann werden in einem Schritt π 116 Daten von einem Byte vom Puffer G in das Register b übertragen, und in einem Schritt π 117 wird ein Unterbrechungssignal an das Terminal N ausgegeben. Auf das U.iterbre-

chungssignal hin geht das Programm von einem Schritt π 130 auf einen Schritt π 131 über, um das Terminal N freizugeben, so daß es die in das Register b übertrage nen Daten übernehmen kann. Dieser Ablauf wird wiederholt bis alle Daten im Puffer G über das Register b

aufgenommen sind, wodurch der DMA-Übertrag abgeschlossen ist und das Programm von einem Schritt π 119 auf einen Schritt η 120 übergeht in dem das DMA-Steuergerät 3 zu arbeiten aufhört.
Das Terminal N überprüft ob die Bytezahl der emp-

fangenen Daten mit der Bytezahl der tatsächlich aufgenommenen Dater, übereinstimmt Wenn Übereinstimmung besteht werden in einem Schritt η 133 die Daten in ein gewünschtes Format geändert Nach dem Abschluß der Formatänderung in einem Schritt π 134 wird die Flagge RED in der Empfangsübertragungsteuerung 2 in einem Schritt η 135 gesetzt und das Interface wird vom Abschluß des Datenlesens informiert. Die Zentraleinheit 5 im Interface ermittelt in einem Schritt π 121 das Setzen der Flagge RED, SP'.zt die Flagge RED in einem Schritt π 122 zurück ;;nd wie freigegeben, um nächste empfangene Daten zu senden.

Im Empfangsbetrieb bildet die Flagge RED eine Einrichtung zum Speichern eines lnterfacesteuerzustandes im Terminal. Durch Setzen der Flagge RED wird eine Anforderung für Datenübertragung für einen nächsten Block vom Interface zugelassen.

Besondere Daten können vom Terminal A zum Terminal N in der vorstehenden Weise übertragen werden.

to (3) Verarbeitung eines Spannungsausfalls

Im Flußplan der Fig. 12 ist der Funktionsablauf bei Spanriungsausfall dargestellt. Ein Spannungsausfall wird durch ein Terminal festgestellt. Wenn ein nicht dargestellter Spannungsausfalldetektor den Spannungsausfall feststellt, informiert das Terminal das erste bis das n-te Interface vom Spannungsausfall. Dazu wird in einem Schritt η 150 eine Flagge PDF für das erste Interface gesetzt. Entsprechende Flaggen PDF werden für die

anderen Interfaces in Schritten η 151 bis η 152 gesetzt.

Wenn die Flagge PDF gesetzt ist. führt das Interface eine Spannungsausfalls-Verarbeitungsroutine aus, die höhere Unterbrechungspriorität aufweist Bei dieser Routine werden in der Sende- und der Empfangsübertragungssteuerung 1 bzw. 2 gesetzte Flaggen in einen Bereich H im Speicher 4 gerettet. Dann werden weitere durch den Spannungsausfall ausgelöste Verfahrensschritte in einem Schritt π 161 durchgeführt und die

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Flagge PDF wird in einem Schritt 162 rückgesetzt Dann geht das Programm in einen HALT-Zustand.

Die Terminals setzen die Flaggen PDF aller Interfaces in einem Schritt π 152 und führen dann einige Spannungsausfalls-Verarbeitungen in einem Schritt π 153 aus. Nach deren Abschließen wird in einem Schritt π 154 ermittelt, ob die Flaggen PDF aller Interfaces rückgesetzt sind. V/enn alle Flaggen PDF rückgesetzt sind, geht das Programm zu einem Schritt η 155 über, in dem ein Rücksetzsignal ausgegeben wird und der Ablauf abgeschlossen wird. Im Schritt π 155 werden alle Terminals und alle Interfaces rückgesetzt und die Spannung wird abgeschaltet

Wenn die Spannungsversorgung wieder arbeitet wird auf die im Bereich //gespeicherten Flaggen bezug genommen und die Datenütertragungssteuerung wird wieder wirksam. Beim Senden wird auf den gesetzten Zustand der Flagge WED und beim Empfangen auf den gesetzten Zustand der Flagge RED bezug genommen. Die gesetzte Flagge WED zeigt an, daß das Obertragen von 1-Black Daten, wie in Fig. !QA, abgeschlossen ist. Die Flagge zeigt also, das Auftreten eines Sp-.nnungsausfalles zu der Zeit auf, zu der der Obertrag von 1-Block Daten abgeschlossen war. Wenn die Flagge WED vom Terminal überprüft wird und beim Wiederherstellen der Spannungsversorgung gesetzt wird, können Daten von einem neuen Block übertragen werden. Wenn umgekehrt die Flagge VKED beim Wiederherstellen der Spannungsversorgung rückgesetzt wird, werden die ursprünglichen 1 -Block Daten wieder übertragen.

Wie beim Senden von Daten können Daten eines nächsten Blockes übertragen werden, wenn die Flagge RED beim Wiederherstellen der Spannungsversorgung gesetzt wird. Wenn umgekehrt die Flagge RED rückgesetzt wird, können die Daten des ursprünglichen Blökkes übertragen werden.

Mit der vorstehend beschriebenen Anordnung wird also der Steuerzustand eines Interface in einem Terminal, das als Hauptsystem dient in einem durch eine Batterie notstro.-iversorgten Speicher festgehalten, wenn die Spannung ausfällt Der Zustand wird rückgesetzt nachdem die Spannungsausfallverarbeitung des Interface und des Terminals abgeschlossen ist Dies führt dazu, daß das Terminal und das Interface während der Unterbrechung der Stromversorgung bis zum Wiederherstel-Ien derselbe-.i in Phase zueinander bleuen.

Hierzu 13 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Örtliches Verbindungsnetz mit

— Datenterminals IA-N) zum Verarbeiten gesendeter und empfangener Daten und

— einer Verbindungsleitung (L) zum Verbinden der Terminals untereinander,