DE3331572C2 - Highly integrated module with a reduced number of connections for signal processing and / or storage - Google Patents
Highly integrated module with a reduced number of connections for signal processing and / or storageInfo
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- DE3331572C2 DE3331572C2 DE19833331572 DE3331572A DE3331572C2 DE 3331572 C2 DE3331572 C2 DE 3331572C2 DE 19833331572 DE19833331572 DE 19833331572 DE 3331572 A DE3331572 A DE 3331572A DE 3331572 C2 DE3331572 C2 DE 3331572C2
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Description
Die Erfindung betrifft hochintegrierte Bausteine gcmaß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, die z. B. einen Mikroprozessor, einen Speicher, Ein-Ausgabebausteine, eine Ablaufsteuerung oder ein anderes Funktionsnetzwerk darstellen. Solche Bausteine werden in der Regel nicht alleine eingesetzt, sondern miteinander kombiniert, um einer bestimmten Aufgabenstellung gerecht zu werden. Beispielsweise bildet ein Mikroprozessorbaustein zusammen mit mehreren Speicher- und Ein-Ausgabebausteinen ein Mikrocomputersystem.The invention relates to highly integrated modules the preamble of claim 1, the z. B. a microprocessor, a memory, input / output modules, represent a sequence control or another functional network. Such building blocks are in usually not used alone, but combined with each other to meet a specific task to become. For example, a microprocessor module forms together with several memory and input / output modules a microcomputer system.
Die Kommunikation der Bausteine eines Systems untereinander erfolgt über eine Vielzahl von parallelen Leitungen, häufig als Busse bezeichnet. Diese Leitungen verbinden die Anschlüsse (Pins) der Chips miteinander. Sie sind physikalisch als Kabel oder Leiterbahnen ausgeführt und benötigen Platz, verursachen Kosten und Qualitätsprobleme. Es ist daher vorteilhaft, die Anzahl der Anschlüsse pro Baustein zu reduzieren.The components of a system communicate with one another via a large number of parallel Lines, often referred to as buses. These lines connect the connections (pins) of the chips with each other. They are physically designed as cables or conductor tracks and require space, generate costs and Quality problems. It is therefore advantageous to reduce the number of connections per module.
Als Stand der Technik kann hier die DE-AS 2112 637 angeführt werden. In dieser wird die Reduzierung vieler Einzelleitungen durch Parallel-Seriell-Wandlung derDE-AS 2112 637 be cited. In this, the reduction of many individual lines by parallel-serial conversion of the
Einzelsignale und serielle Übertragung derselben erreicht. Individual signals and serial transmission of the same achieved.
Nachteil dieser Lösung ist es, daß die serielle Übertragung der ursprünglich parallelen Signale um ein Vielfaches
länger dauert. Diese Verlängerung der Übertragung wächst linear mit der Anzahl der seriell zu übertragenden
Signale. Dadurch wird die in einem solchen System bei paralleler Signalübertragung mögliche maximale
Geschwindigkeit stark reduziert.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, diesen Nachteil zu beseitigen.The disadvantage of this solution is that the serial transmission of the originally parallel signals takes many times longer. This extension of the transmission increases linearly with the number of signals to be transmitted serially. This greatly reduces the maximum speed possible in such a system with parallel signal transmission.
The object of the present invention is to eliminate this disadvantage.
Gelöst wird diese Aufgabe bei einem Baustein der eingangs genannten Art mit den Merkmalen gemäß dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1. VorteilhafteThis object is achieved with a module of the type mentioned at the beginning with the features according to the characterizing part of claim 1. Advantageous
Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben. Further developments are given in the subclaims.
Wie die nachfolgende Beschreibung zeigt, ist in dem gemäß der Erfindung erzeugten und zur Übertragung verwendeten Gesamtsignal zu jedem Zeitpunkt die Information aller oder mehrerer Einzelsignale in decodierbarer Form vorhanden. Daraus ergeben sich in Systemen mit solchen Bausteinen weitere Vorteile bezüglich der Flexibilität, Selektion und Diagnosemöglichkeiten, wie sie in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen näher dargestellt sind.As the following description shows, is generated in accordance with the invention and for transmission total signal used the information at any point in time all or more individual signals are available in a decodable form. This results in systems with such modules further advantages in terms of flexibility, selection and diagnostic options, as shown in more detail in the following exemplary embodiments.
F i g. 1 zeigt einen hochintegrierten Baustein mit mehreren Sende- und Empfangseinrichtungen.F i g. 1 shows a highly integrated module with several transmitting and receiving devices.
F i g. 2 zeigt einen hochintegrierten Baustein mit nur einer Sende- und einer Empfangseinrichtung.F i g. 2 shows a highly integrated module with only one transmitting and one receiving device.
Fig.3, 4 und 5 zeigen verschiedene Ausführungen von Signalübertragungseinrichtung und Mediumadapter. Fig. 3, 4 and 5 show different versions of signal transmission device and medium adapter.
Fig.6 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines hochintegrierten Bausteines mit unidirektionaler Signalübergabecinrichiung sowie Sende- und Empfangseinrichtung realisiert mit Modulatoren.6 shows an embodiment of a highly integrated Block with unidirectional signal transfer device as well as transmitting and receiving device implemented with modulators.
F i g. 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines hochintegrierten Bausteines, bei dem Sende- und Empfangseinrichtung durch A/D- und D/A-Wandler in Verbindung mit Modulatoren und Demodulatoren realisiert sind.F i g. 7 shows an exemplary embodiment of a highly integrated module in which the transmitting and receiving device are implemented by A / D and D / A converters in connection with modulators and demodulators.
F i g. 8 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines hochintegrierten Bausteines mit verschiedenen Sende- und Empfangseinrichtungen zur Kommunikation mit anderen solcher Bausteine über verschiedenartige Übeciragungsmedien. F i g. 8 shows an exemplary embodiment of a highly integrated module with various transmitting and receiving devices for communication with other such modules via various types of transmission media.
F i g. 9 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit Sende- und Empfangseinrichtung gemäß der Erfindung in Kombination mit herkömmlichen Signalanschlüssen.F i g. 9 shows an exemplary embodiment with a transmitting and receiving device according to the invention in combination with conventional signal connections.
Die Bausteinfamilie besteht aus hochintegrierten Bausteinen, aus denen sich intelligente Systeme zusammensetzen
lassen. Diese dienen beispielsweise zur Datenverarbeitung, Prozeßsteuerung, Analogsignalverarbcitung.
Jeder Baustein besteht im wesentlichen aus folgenden Funktionsgruppen:
Funktionsnetzwerk 19
1 oder mehrere Sendeeinrichtungen 5 1 oder mehrere Empfangseinrichtungen 10 mit Adreßregistern 17The module family consists of highly integrated modules from which intelligent systems can be put together. These are used, for example, for data processing, process control and analog signal processing. Each module essentially consists of the following functional groups:
Function network 19
1 or more transmitting devices 5 1 or more receiving devices 10 with address registers 17
1 oder mehreren Signalübergabeeinrichtungen 2. Die Funktionsgruppen dienen folgenden Zwecken: Das Funktionsnetzwerk 19 ist vom Bausteintyp abhängig und stellt z. B. einen Mikroprozessor, einen ROM-Speicher, einen RAM-Speicher, einen Ein-/Ausgabebaustcin oder Kombinationen solcher Bausteine dar. Im Prinzip kommen hier alle hochintegrierten selbständigen System-Bausteine in Frage, die heute bekannt sind oder zukünftig entwickelt werden. Die Funktionen dieser Bausteine können aber nicht nur. wie heute üblich, durch elektrische Signale, sondern durch z. B. Licht, Luft- oder Hydraulikdruck, Schall, Wärme, oder chemische Reaktionen realisiert sein, wobei jede dieser Möglichkeiten wesentliche Vorteile in spezifisciier Richtung bringt.1 or more signal transfer devices 2. The function groups serve the following purposes: The functional network 19 is dependent on the module type and provides z. B. a microprocessor, a ROM memory, a RAM memory, an input / output module or combinations of such modules In principle, all highly integrated, independent system components that are known today can be used here or to be developed in the future. The functions of these blocks can not only. as usual today, by electrical signals, but by z. B. light, air or hydraulic pressure, sound, heat, or chemical Reactions can be realized, with each of these possibilities having substantial advantages in a specific direction brings.
Die Empfangseinrichtung 10 hat einen Eingang, der mit der Signalübergube-Einrichtung 2 verbunden ist. Über diesen Eingang erhält sie ein Signal in welchem 2 bis /) Einzclsignale parallel und dekodierbar enthalten sind. Aus dem Eingangssignal decodiert die Empfangseinrichtung (10) die parallelen Eingangssignale. Diese lassen sich in typische Gruppen wie z. B. Datensignale, Acließsignale, Steuersignale und Analogsignale einteilen. The receiving device 10 has an input which is connected to the signal transfer device 2. Via this input it receives a signal in which 2 to /) individual signals are contained in parallel and can be decoded are. The receiving device (10) decodes the parallel input signals from the input signal. These can be divided into typical groups such as B. divide data signals, aclass signals, control signals and analog signals.
Die Empfangseinrichtung vergleicht zunächst die decodierten Adreßsignale mit dem Inhalt der aktivierten Adreßregister 17. Bei Gleichheit schaltet die Empfangseinrichtung alle decodierten Signale auf die internen Ausgänge der Empfangseinrichtung 10 in Richtung Funktionsnetzwerk 19 durch. Anzahl und Wirkung der internen Ausgänge ist abhängig vom Funktionsnetzwerk 19. Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß die decodierten Eingangssignal grundsätzlich auf die internen Ausgänge der Empfangseinrichtung 10 in Ricntung Funktionsnetzwerk durchgeschaltet werden. In diesem Fall besitzt jedoch das Funktionsnetzrwerk 19 einen aktivierenden Eingang »FN aktiv (FNa)«. über welchen das Funktionsnetzwerk 19 aktiviert bzw. deaktiviert wird. Diuser Eingang ist mit einem Ausgang der Empfangseinrichtung verbunden. Dieser Ausgang der Empfangseinrichtung ist nur dann aktiv, wenn Gleichheit zwischen dem Adreßregister 17 und den decodierten Adreßsignalen besteht.The receiving device first compares the decoded address signals with the content of the activated address register 17. The number and effect of the internal outputs depends on the functional network 19. Another possibility is that the decoded input signals are basically switched through to the internal outputs of the receiving device 10 in the direction of the functional network. In this case, however, the function network 19 has an activating input “FN active (FNa)”. via which the functional network 19 is activated or deactivated. The input is connected to an output of the receiving device. This output of the receiving device is only active when the address register 17 and the decoded address signals are identical.
Der Adreßregisterblock 16 besteht aus 1 oder mehreren einzelnen Adreßregistern.The address register block 16 consists of 1 or more individual address registers.
Ist nur 1 Adreßregister 17 vorhanden, so ist dieses fest programiert und enthält die Adresse unter der das Funktionsnetzwerk aktiviert werden kann. Die Festprogrammierung dieses einzigen Adreßregisters geschieht in der Regel in einem Programmiergerät. Die so programmierte Adresse ist immer dann gültig, wenn das Gerät oder der Baustein an Spannung gelegt wird oder ein Reset-Impuls erfolgt ist. Diese Adresse wird als Grundadresse des Bausteines bezeichnet.If there is only 1 address register 17, this is permanently programmed and contains the address under which the Function network can be activated. This single address register is permanently programmed usually in a programming device. The address programmed in this way is always valid if the Voltage is applied to the device or module or a reset pulse has occurred. This address is called Designates the basic address of the block.
Sind im Adreßregisterblock 16 weitere Adreßregister 17 vorhanden, so sind diese über die Empfangseinrichtung 10 und das Funktionsnetzwerk 19 mittels spezieller Steuerworte ladbar und aktivierbar.If there are further address registers 17 in the address register block 16, these are available via the receiving device 10 and the functional network 19 can be loaded and activated by means of special control words.
Dadurch ist es möglich, die Struktur eines solchen Systems ohne jegliche Hardwareänderung auf einfachste Weise während des Betriebes grundlegend zu verändern. This makes it possible to simplify the structure of such a system without any hardware changes Way to change fundamentally during operation.
So ist es z. B. möglich, mehrere Speicher-Bausteine zum Zwecke der schnellen Informationsübergabe vorübergehend parallel zu betreiben und sie anschließend wieder einzeln anzusprechen.So it is B. possible, several memory modules for the purpose of fast information transfer temporarily to operate in parallel and then to address them individually again.
Die Aktivierung bzw. Deaktivierung eines bestimm ten Adreßregisters kann auch durch den Baustein selbst aufgrund von Ergebnissen interner Diagnose- oder anderer -Routinen vorgenommen werden.The activation or deactivation of a specific address register can also be done by the block itself based on the results of internal diagnostic or other routines.
Die Diagnoseroutinen werden immer dann gestartet, oder fortgesetzt, wenn das Funktionsnetzwerk des Bausteines eine Funktion beendet hat. Von da ab läuft die Dignoseroutine so lange, bis das Funktionsnetzwerk für die nächste Funktion gestartet wird.The diagnostic routines are always started or continued when the function network of the block has ended a function. From then on, the Dignoseroutine runs until the functional network for the next function is started.
An dieser Stelle wird die Diagnoseroutine angehalten, um nach Beendigung der Funktion wieder fortgesetzt zu werden.At this point the diagnostic routine is stopped and continued again after the function has ended to become.
Auf diese Art und Weise kommt die Diagnoseroutine mit keiner, einer oder mehreren Unterbrechungen zu Ende. Wurde dabei kein Fehler gefunden, wird die Diagnoseroutine erneut gestartet. Findet die Diagnoseroutine einen oder mehrere Fehler, so werden im Adreßregisterblock des Bausteins ein oder mehrere Adreßregister so verändert, daß im System eine sinnvolle Reaktion (z. B. Abschalten, Umschalten, Anzeigen) erfolgt. Eine andere Ausführung des Bausteins enthält eine Alarmschaltung 21, die bei Ermittlung eines Fehlers durch die Diagnoseroutine ein Signal aussendet, welches von einem Zentralbaustein des Systems im Sinne eines Interrupts behandelt wird. Diese Aussendung eines Fehlersignals kann an Stelle oder zusätzlich zu derIn this way, the diagnostic routine comes with zero, one or more interruptions End. If no error was found, the diagnostic routine is started again. Finds the diagnostic routine one or more errors, one or more address registers are in the address register block of the module changed in such a way that a meaningful reaction (e.g. switching off, switching, displaying) takes place in the system. Another embodiment of the module contains an alarm circuit 21, which when an error is detected sends a signal through the diagnostic routine, which is from a central module of the system in the sense of an interrupt is handled. This emission of an error signal can take the place of or in addition to the
beschriebenen Veränderung einer oder mehrerer Adreßregister erfolgen.change one or more address registers as described.
Dadurch können z. B. fehlerhafte Bausteine vollautomatisch abgeschaltet und ersetzt werden.This allows z. B. faulty modules are automatically switched off and replaced.
Die Sendeeinrichtung 5 bildet aus 2 bis η Ausgangssignalen des Funktionsnetzwerkes 19 ein Ausgangssignal. Dieses Signal enthält in decodierbarer Form alle Informationen der 2 bis η Ausgangssignale des Funktionsnetzwerkes. Das Ausgangssignal wird an die Signalübergabeeinrichtung 2 weitergeleitet.The transmitting device 5 forms an output signal from 2 to η output signals of the functional network 19. This signal contains, in a decodable form, all information from the 2 to η output signals of the functional network. The output signal is passed on to the signal transfer device 2.
Die Signalübergabeeinrichtung dient zur Verbindung und Anpassung von Sende- und Empfangseinrichtung an das Übertragungsmedium 22. Sie ist daher schaltbar mit Sende- und Empfangseinrichtung verbunden (F i g. 3,4 oder 5). Sende- und Empfangseinrichtung werden in der Signalübergabeeinrichtung 2 gemeinsam über einen bidirektionalen Mediumadapter 3 oder getrennt über 2 unidirektionelle Mediumadapter 3 an das Übertragungssystem angekoppelt (F i g. 3 und 5).The signal transfer device is used to connect and adapt the transmitting and receiving devices to the transmission medium 22. It is therefore switchably connected to the transmitting and receiving device (Fig. 3, 4 or 5). Transmitting and receiving equipment in the signal transfer device 2 jointly via a bidirectional medium adapter 3 or separately coupled to the transmission system via 2 unidirectional medium adapters 3 (FIGS. 3 and 5).
Es kann jedoch auch in anderen Ausführungen für jede Sende- und jede Empfangseinrichtung je eine Signalübergabeeinrichtung 2 vorgesehen sein (Fig. 1). Diese Signalübergabeeinrichtungen (2) bestehen dann im wesentlichen nur aus einem unidirektionalen Mediumadapter (F ig. 1 und 2).However, there can also be one signal transfer device for each transmitting and each receiving device in other designs 2 be provided (Fig. 1). These signal transfer devices (2) then exist essentially only from a unidirectional medium adapter (Figs. 1 and 2).
Nach dem soeben beschriebenen Schema sind alle hochintegrierten Bausteine gemäß dieser Erfindung aufgebaut. Eine Ausnahme bilden lediglich sogenannte Ein-AAusgabebausteine, die entsprechend ihrer Aufgabe noch zusätzliche Einrichtungen haben.According to the scheme just described, all highly integrated modules are constructed in accordance with this invention. The only exceptions are so-called input / output modules, which, depending on their task still have additional facilities.
Es lassen sich zwei Typen von Ein-/Ausgabebausteinen unterscheiden:Two types of input / output modules can be used differentiate:
— Typ 1 dient dazu, gleiche oder verschiedene Systeme bestehend aus Bausteinen gemäß dieser Erfindung untereinander zu verbinden (F i g. 8).- Type 1 is used to create the same or different systems consisting of building blocks according to this invention to connect with each other (Fig. 8).
— Typ 2 entspricht dem klassischen Ein-/Ausgabebaustein. Er dient dazu, ein System aus Bausteinen gemäß dieser Erfindung mit den Interfaceschaltungen von Ein-/Ausgabegeräten zu verbinden (F i g. 9).- Type 2 corresponds to the classic input / output module. It is used to create a system made up of building blocks to be connected according to this invention to the interface circuits of input / output devices (Fig. 9).
Bei dem Typ 1 hat das Funktionsnetzwerk einen zweiten Satz von Ein-/Ausgängen. Dieser zweite Satz von Ein-/Ausgängen ist mit einem zweiten Satz von Sende- 5a und Empfangseinrichtungen 10a verbunden. Diese sind wiederum mit einem zweiten Satz von Signalübergabeeinrichtungen 2a verbunden, welche dazu dienen, das zweite System anzuschließen. Siehe F i g. 8.With type 1, the functional network has a second set of inputs / outputs. This second set of inputs / outputs is connected to a second set of transmitting 5a and receiving devices 10a. These are in turn connected to a second set of signal transfer devices 2a , which are used to connect the second system. See Fig. 8th.
Typ 2 der Ein-/Ausgabebausteine hat am Funktionsneiz'Ä'crK r-iüsgatigssciiaitüngcn, uic üucf Ausgange 24 am Baustein auf klassische Verbindungsschaltungsmittel wie Stecker, Kabel, Leiterplatten usw. geführt sind, (siehe F i g. 9.) Von dort aus werden die Signale auf die Interfaceschaltungen der zu steuernden abzufragenden oder zu überwachenden Geräte geleitet.Type 2 of the input / output modules has at the function neiz'Ä'crK R-iüsgatigssciiaitüngcn, uic uucf exits 24 are routed to classic connecting circuitry such as plugs, cables, circuit boards, etc. on the module, (See Fig. 9.) From there, the signals are transmitted to the interface circuits of the to be controlled or devices to be monitored.
Ausführungsbeispiel 1 (F i g. 6)Embodiment 1 (Fig. 6)
Die hochintegrierten Bausteine nach dieser Erfindung können z. B. folgendermaßen aussehen:The highly integrated building blocks according to this invention can, for. B. look like this:
Signalübergabeeinrichtung 2; besteht aus einer Schalteinrichtung 4, die durch Halbleiter realisiert ist, und einem Mediumadapter 3, welcher in dieser Ausführung als ein Impedanzadapter aus Kapazitäten und Widerständen besteht oder einen zusätzlichen Verstärker zur Impedanz-Anpassung enthältSignal transfer device 2; consists of a switching device 4, which is implemented by semiconductors, and a medium adapter 3, which in this embodiment is an impedance adapter made up of capacitors and resistors or contains an additional amplifier for impedance matching
Diese Signalübergabeeinrichtung ist im gewähltenThis signal transfer device is selected in the
Beispiel unidirektional. Eine unidireklionalc Einrichtung braucht keine Schalteinrichtungcn zu beinhalten und besteht im wesentlichen aus Mediumadaptern 3.Example unidirectional. A unidirectional facility does not need to contain any switching devices and consists essentially of medium adapters 3.
Von der einen Signalübergabeeinrichtung 2 besteht eine Verbindung zur Empfangseinrichtung 10 und von der anderen Signalübergabeeinrichtung 2 zur Servoeinrichtung 5.One of the signal transfer devices 2 consists a connection to the receiving device 10 and from the other signal transfer device 2 to the servo device 5.
Die Sendeeinrichtung 5 ist aus einzelnen Modulatoren 7 mit Amplituden- oder Frequenz-Modulation zusammengesetzt. The transmission device 5 is composed of individual modulators 7 with amplitude or frequency modulation.
Zur Modulation sind Trägerfrequenzen von einem Mehrfrequenz-Oszillator 9 benutzt. Die modulierten Signale werden zum Mischer 8 geleitet und zu einem Gesamtausgangssignal (GAS) zusammengesetzt.Carrier frequencies from a multi-frequency oscillator 9 are used for modulation. The modulated signals are passed to the mixer 8 and combined to form an overall output signal (GAS) .
Die Empfangseinrichtung 10 beinhaltet eine Filterbank 11, die das Frequenzspektruni des Gesamlcingangssignales (CES)wicder in die ein/einen Signale mit nur einer Trägerfrequenz aufteilt.The receiving device 10 contains a filter bank 11 which divides the frequency spectrum of the overall input signal (CES) into one / one signals with only one carrier frequency.
Diese Filterbank 11 besteht aus passiven oder aktiven Bandfiltern 12.This filter bank 11 consists of passive or active band filters 12.
Nach dieser Filterbank 11 kommen Modulatoren 13 mit nachgeschalteten Impulsformern 14, die die Eingangssignale für das Funktionsnetzwerk 19 erzeugen.After this filter bank 11 come modulators 13 with downstream pulse shapers 14, which the input signals for the functional network 19.
Ein Teil dieser Eingangssignale enthält die Adresse eines bestimmten Bausteines (Selektionsadresse). Diese werden in der Empfangseinrichtung 10 mil den in den Adreßregistern 17 abgespeicherten Adressen verglichen. Nach positivem Vergleich des Adreßsignales mit Adreßregistern 17 durch Komparator 18 wird die Information in das Funktionsnetzwerk 19 übernommen. Wenn die Adresse nicht übereinstimmt, wird die Information nicht übernommen und im Funktionsnetzwerk Va läuft die Diagnoseroutine weiter.Some of these input signals contain the address of a specific block (selection address). These are compared in the receiving device 10 with the addresses stored in the address registers 17. After a positive comparison of the address signal with address registers 17 by comparator 18, the information is transferred to function network 19. If the address does not match, the information is not accepted and the diagnostic routine continues in the functional network Va.
In diesem Beispiel wird gezeigt, daß die Empfangseinrichtung des Bausteines neben dem Register für die Grundadresse über bis zu 8 ladbare Adreßregister verfügt. Aus diesem Grunde sind diesem Adreßregisterblock 16 drei Leitungen zur Selektion der einzelnen Adreßregister und eine Leitung zur Auslösung des Ladevorganges zugeführt.In this example it is shown that the receiving device of the block has up to 8 loadable address registers in addition to the register for the base address. For this reason, this address register block 16 has three lines for selecting the individual Address register and a line for triggering the loading process supplied.
Die Steuerung dieser Leitungen erfolgt durch das Funktionsnetzwerk 19 bei Ausführung der Funktion »Adreßregister laden«.These lines are controlled by the function network 19 when the function is carried out "Load address register".
Alle Bausteine, die über ladbare Adreßregister 17 verfugen, besitzen notwendigerweise eine Adreßladeschaltung 24 im Funktionsnetzwerk 19, welche in der Lage ist, die Funktion »Adreßregister Nr. χ laden« zu erkennen und auszuführen.All blocks that grout via loadable address register 17, necessarily have a Adreßladeschaltung 24 in the functional network 19, which is able to function "address register no. To recognize χ load" and execute.
Nicht alle Bausteine müssen diese Adreßladeschaltung 24 beinhalten und damit diese Fähigkeit besitzen.Not all modules need this address loading circuit 24 and thus possess this ability.
Süllen diese Bausteine als Infoi inäiiuiiMräger Lichtenergie benutzen, muß der Mediumadapter 3 aus Funküonselementen wie Fototransistoren, Fotodioden, Miniaturlasern und Kristallteilen bestehen. Es können soiehe Elemente verwendet werdenderen Empfindlichkeit in einem schmalen Spektralband liegt.Fill these building blocks as information inäiiuiiMräger light energy must use the medium adapter 3 from Funküonselemente such as photo transistors, photo diodes, miniature lasers and crystal parts. Such elements can be used with their sensitivity lies in a narrow spectral band.
Dann übernehmen diese Elemente gleichzeitig die Funktion der Filterbank und/oder der Modulatoren bzw. Demodulatoren.Then these elements take over the function of the filter bank and / or the modulators at the same time or demodulators.
Dadurch wird die Informationsträgerenergie in elektrische Signale umgewandelt und wie oben beschrieben, weiter bearbeitetThis converts the information carrier energy into electrical signals and, as described above, further edited
Es gibt aber auch noch den anderen Weg, Lichtenergie in Lichtform im Baustein weiterzuverarbeiten und auszugeben.But there is also the other way of processing light energy in the form of light in the building block and to spend.
Bei Kommunikation der Bausteine in anderen Medien mit anderer Informationsträgerenergie sind entsprechende Sende- und Empfangselemente vorzusehen, z. B.When the modules communicate in other media with other information carrier energy, corresponding Provide transmitting and receiving elements, for. B.
Piezoelemente, Drucksensoren, Ultraschallgenerator, Ullraschallempfänger, pneumatische Logikzellen, chemisch empfindliche Sensoren.Piezo elements, pressure sensors, ultrasonic generators, ultrasonic receivers, pneumatic logic cells, chemical sensitive sensors.
Auch die Verarbeitung der Signale innerhalb des Bausteines kann mit einem anderen Informationsträgersystem, z. B. mit einem pneumatischen System, erfolgen.Also the processing of the signals within the block can with another information carrier system, e.g. B. with a pneumatic system.
Ausführungsbeispiel 2Embodiment 2
F i g. 7 zeigt einen hochintegrierten Baustein gemäß der Erfindung mit der Funktion eines Mikroprozessors. Der Baustein besteht aus den gleichen Funktionsgruppen wie der im Beispiel 1 beschriebene, weist jedoch einige weitere Ausführungsvarianten auf.F i g. 7 shows a highly integrated module according to FIG of the invention with the function of a microprocessor. The block consists of the same function groups like that described in Example 1, but has a few other design variants.
Dieser Baustein weist nur eine Signalübergabestelle 1 auf, da Gcsamtausgangssignal (GAS) und Gesamteingangssignal (CES) in der Signalübergabeeinrichtung 2 'zusammengefaßt sind.This module has only one signal transfer point 1, since the total output signal (GAS) and total input signal (CES) are combined in the signal transfer device 2 '.
Dies kann beispielsweise durch eine Anordnung nach F i g. 3 erfolgen.This can be done, for example, by an arrangement according to FIG. 3 take place.
Die internen Steuerleitungen (IS) zum Freigeben oder Sperren der in F i g. 3 gezeigten Verstärker sind in der in F i g. 7 gezeigten Gesamtdarstellung des Bausteines weggelassen. Selbstverständlich bestehen zwischen den einzelnen Funktionsgruppen des Bausteines weitere interne Verbindungen (IS), die nach Erfordernis vorhanden sind. Da sie zum Verständnis der Erfindung nichts wesentliches beitragen, sind sie aus Gründen der Übersichtlichkeit weggelassen.The internal control lines (IS) for enabling or disabling the functions shown in FIG. 3 amplifiers are shown in FIG. 7 omitted overall representation of the module. Of course, there are further internal connections (IS) between the individual function groups of the module, which are available as required. Since they do not contribute anything essential to the understanding of the invention, they are omitted for the sake of clarity.
Das Gesamtsignal (GS) wird entweder direkt über die Signalübergabestelle 1 nach außen gegeben, sofern es für das Übertragungsmedium bereits geeignet ist, oder es wird vorher über einen Mediumadapter physikalisch an das Übertragungsmedium angepaßt. Zum Beispiel erfolgt im Mediumadapter eine Umsetzung von einem elektrischen auf ein optisches Gesamtsignal.The overall signal (GS) is either given to the outside directly via the signal transfer point 1, provided it is already suitable for the transmission medium, or it is physically adapted to the transmission medium beforehand using a medium adapter. For example, a conversion from an electrical to an optical overall signal takes place in the medium adapter.
Das GS ist mit den Gesamtsignalen aller anderen Bausteine durch das Übertragungsmedium verbunden und beinhaltet die GAS und GES aller anderen Bausteine des Systems.The GS is connected to the overall signals of all other components through the transmission medium and contains the GAS and GES of all other components of the system.
Das GAS eines Bausteines enthält die gesamte Information aller derjenigen Ausgänge des Funktionsnetzwerkes (FNW) 19, die für die Kommunikation mit den anderen Bausteinen des Systems erforderlich istThe GAS of a module contains the entire information of all those outputs of the functional network (FNW) 19 that is required for communication with the other modules of the system
Im Fall dieses Beispiels, einem Mikroprozessor-Bauslein, werden diese Ausgänge üblicherweise in Daten-Adreß- und Steuerleitungen unterteilt. Ihre Anzahl richtet sich nach Art und Anzahl der Funktionen des Mikroprozessors (Funklionsnetzwerkes).In the case of this example, a microprocessor module, these outputs are usually divided into data address and control lines. Your number judges depending on the type and number of functions of the microprocessor (functional network).
Bei heutigen Mikroprozessoren sind alle diese Leitungen über einzelne Übergänge nach außen geführt. Aufgabe dieser Erfindung ist es, alle Signale dieser Leitungen innerhalb des Bausteines zu einem Gesamtausgabesignal zusammenzufassen und über einen Punkt hier mit Signalübergabestelle 1 bezeichnet nach außen zu geben. Dies wird im gezeigten Beispiel dadurch erreicht, daß die Ausgangssignale des Funktionsnetzwerks 19 auf die Eingänge von einem oder mehreren D/A-Wandlern 6 geführt werden. Die Anzahl der D/A-Wandler ergibt sich aus der Anzahl der zu verarbeitenden Ausgänge des FNW19 und der Anzahl der Eingänge pro D/A-Wandler6.In today's microprocessors, all of these lines are routed to the outside via individual junctions. The object of this invention is to combine all the signals of these lines within the module into a total output signal and to give them to the outside via a point here denoted by signal transfer point 1. In the example shown, this is achieved in that the output signals of the functional network 19 are fed to the inputs of one or more D / A converters 6. The number of D / A converters results from the number of outputs of the FNW19 to be processed and the number of inputs per D / A converter6.
8 Dalcnausgänge, 16 Adreßausgänge und HSteuerlcitungen ergibt 38 zu verarbeitende Ausgänge. Werden D/A-Wandler mit 8 Eingängen verwendet so werden 5 solcher D/A-Wandler benötigt.8 channel outputs, 16 address outputs and H control lines results in 38 outputs to be processed. If D / A converters with 8 inputs are used, then 5 such a D / A converter is required.
Ein Problem beim D/A-Wandler besteht in der Genauigkeit der erzeugten Analogfunktion. Das führt dazu, daß bei der Rückwandlung in die digitalen Ausgangssignale das niederwertigste Bit oder sogar mehrere niederwertige Bit nicht sicher aus dem Analogsignal reproduziert werden können. Sollte sich diese Unsicherheit in den hochintegrierten Bausteinen gemäß dieser Erfindung nicht vermeiden lassen, so besteht die AbhilfeOne problem with the D / A converter is the accuracy of the analog function generated. This leads to, that when converting back into the digital output signals the least significant bit or even several low-order bits cannot be reliably reproduced from the analog signal. Should this uncertainty arise can not be avoided in the highly integrated modules according to this invention, there is a remedy
to darin, daß eine größere als die rechnerisch ermittelte Anzahl von D/A-Wandlern eingesetzt wird. Dann ist es möglich, auf die niederwertigen Eingänge der D/AWandler bei der Umsetzung der Ausgangssignale zu verzichten. Bei der Rückumsetzung über A/D-Wandlerto the fact that a larger than the calculated number of D / A converters is used. Then it is possible to approach the lower-order inputs of the D / A converter when converting the output signals waive. When converting back via A / D converter
!5 15 wird dann ebenfalls auf die Auswertung dieser unsicheren niederwertigen Bits verzichtet.! 5 15 is then also based on the evaluation of this uncertain low-order bits are omitted.
Die analogen Signale AS] bis ASn an den Ausgängen der D/A-Wandler repräsentieren jeweils die Information einer Gruppe von parallelen Ausgangssignalen des FNW19. Die Anzahl der Ausgangssignale pro Gruppe ist gleich oder kleiner der Anzahl der Eingänge der D/A-Wandler.The analog signals AS] to AS n at the outputs of the D / A converter each represent the information of a group of parallel output signals of the FNW 19. The number of output signals per group is equal to or less than the number of inputs of the D / A converter .
Die verschiedenen Analogsignale AS\ bis ASn der D/A-Wandler 6 müssen nun zu einem Gesamtausgangssignal zusammengefaßt werden.The various analog signals AS \ to AS n of the D / A converter 6 must now be combined to form an overall output signal.
Im gezeigten Beispiel geschieht das dadurch, daß die Signale AS\ bis ASn zur Modulation verschiedener Trägerfrequenzen TF\ bis 7Tn durch geeignete Modulatoren 7 verwendet werden. Die Trägerfrequenzen werden durch einen im Baustein vorgesehenen Mehrfrequenzoszillator 9 erzeugt.In the example shown, this is done in that the signals AS \ to AS n are used to modulate various carrier frequencies TF \ to 7T n by suitable modulators 7. The carrier frequencies are generated by a multi-frequency oscillator 9 provided in the module.
Die Modulatoren liefern am Ausgang die modulierten Trägerfrequenzsignale MS\ bis MSn. Diese werden einer Mischeinrichtung 8 zugeführt, welche ein Gesamtausgangssignal (GAS) erzeugt. Dieses wird der Signalübergabeeinrichtung 2 zugeführt. Von dort gelangt es dann über die Signalübergabestelle 1 nach außen und über das Übertragungsmedium zu den anderen Bausteinen. The modulators deliver the modulated carrier frequency signals MS \ to MS n at the output. These are fed to a mixer 8, which generates an overall output signal (GAS). This is fed to the signal transfer device 2. From there it then reaches the outside via the signal transfer point 1 and via the transmission medium to the other modules.
Andererseits nimmt die Signalübergabestelle 1 die GAS anderer Bausteine des Systems entgegen und leitet
sie als Gesamteingabesignal GES der eigenen Empfangseinrichtung 10 zu.
Aufgabe der Empfangseinrichtung ist es, aus dem GES die einzelnen parallelen Eingangssignale für das
Funktionsnetzwerk zu decodieren. Ein Teil dieser Eingangssignale hat die Bedeutung einer Adresse. Diese
Adresse wird durch die Empfangseinrichtung mit einer im Adreßregister (AR) 17 des Bausteines abgespeicher-On the other hand, the signal transfer point 1 receives the GAS from other components of the system and forwards them to its own receiving device 10 as an overall input signal GES.
The task of the receiving device is to decode the individual parallel input signals for the functional network from the GES. Some of these input signals have the meaning of an address. This address is stored by the receiving device with an address in the address register (AR) 17 of the module.
ten Adresse verglichen. Bei Übereinstimmung beider ,Adressen liefert der Comparator IS ein Signa! »FN aktiv« (FNa) an das FNW. Dieses Signal bewirkt, daß das FNWdie Signale an den parallelen Eingängen verarbeitet. th address compared. If both addresses match, the Comparator IS sends a signal! "FN aktiv" (FNa) to the FNW. This signal causes the FNW to process the signals on the parallel inputs.
Die Decodierung der parallelen Eingangssignale aus dem GES geschieht dadurch, daß das GES zunächst einer Filterbank 11 zugeführt wird. Diese kann sowohl aus einer Reihe von analogen als auch digitalen Filtern bestehen. Die Filterbank liefert am Ausgang die modulierten Trägerfrequenzen MS\ bis MSn,. Diese werden Demodulatoren 13 zugeführt, die daraus die Analogsignale AS: bis ASm erzeugen. Aus den Analogsignalen AS1 bis ASn, werden über die A/D-Wandler 15 schließlich die parallelen Eingangssignaie für das FNW19 erzeugt. Dabei können alle Ausgänge der A/D-Wandler 15 verwendet werden, oder, falls aus Genauigkeitsgründen erforderlich, kann auf die niedrigwertigen Ausgänge jedes A/D-Wandlers verzichtet werden.The parallel input signals from the GES are decoded in that the GES is first fed to a filter bank 11. This can consist of a number of analog as well as digital filters. The filter bank supplies the modulated carrier frequencies MS \ to MS n,. These are fed to demodulators 13, which generate the analog signals AS: to AS m therefrom. The parallel input signals for the FNW 19 are finally generated from the analog signals AS 1 to AS n via the A / D converter 15. All outputs of the A / D converter 15 can be used, or, if necessary for reasons of accuracy, the low-order outputs of each A / D converter can be dispensed with.
Hierzu 7 Blatt ZeichnungenIn addition 7 sheets of drawings
Claims (13)
Priority Applications (1)
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DE19833331572 DE3331572C2 (en) | 1983-09-01 | 1983-09-01 | Highly integrated module with a reduced number of connections for signal processing and / or storage |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19833331572 DE3331572C2 (en) | 1983-09-01 | 1983-09-01 | Highly integrated module with a reduced number of connections for signal processing and / or storage |
Publications (2)
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DE3331572A1 DE3331572A1 (en) | 1985-04-04 |
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Family
ID=6208008
Family Applications (1)
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Country Status (1)
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DE19709221A1 (en) * | 1996-06-04 | 1997-12-11 | Hewlett Packard Co | Voltage multiplexed chip I / O for multichip modules |
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1983
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Also Published As
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DE3331572A1 (en) | 1985-04-04 |
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