DE3402577C2 - Kollisionsfreies Zugriffsverfahren - Google Patents

Abstract

Um schnelle, kollisionsfreie Datenübertragung zwischen einer Vielzahl von Teilnehmern zu ermöglichen, wird eine gemeinsame Busanordnung, bestehend aus einem Datenbus, vier Steuerleitungen, einem Taktgeber und einer Rückstelleinheit, verwendet. Der Taktgeber liefert über eine Taktleitung regelmäßig Impulse, die in sämtlichen Teilnehmereinheiten gezählt werden, wenn mindestens eine Einheit auf der Bedienungsanforderungsleitung einen Sendewunsch angezeigt hat und die Sendeleitung noch nicht gesetzt wurde. Stimmt die Adresse eines Teilnehmers, welcher zuvor die Bedienungsanforderungsleitung gesetzt hatte, mit dem aktuellen Zählerstand überein, so ist dieser Teilnehmer sendeberechtigt und kann seine adressierten Daten einem anderen Teilnehmer über den Datenbus zusenden.

Description

ber (1) verbundene Taktleitung CLK (4) und eine In der Nachrichtentechnischen Zeitschrift 1982, Heft

Sendeleitung TRM(5) hat daß jeder Teilnehmer (9) 10, Seite 636 bis 637 wird eine Datenübertragungsein-

den Wunsch nach einer Datenübermittlung zu einem richtung für eine Vielzahl von Teilnehmern beschrieben,

anderen Teilnehmer (9) durch ein Signal auf der Be- bei der ein Kennzeichen (Token) von Teilnehmer zu

dienungsanforderungsleitung SRQ (6) anzeigt, daß 20 Teilnehmer weitergegeben wird. Der Teilnehmer, der

bei belegter Bedienungsanforderungsleitung gerade im Besitz des Kennzeichens ist, hat Sendebe-

SRQ (6) alle Teilnehmer (9) die Taktimpulse auf der rechtigung. Geht durch einen schadhaften Teilnehmer Taktleitung CLK (4) zählen, daß von den Teilneh- das Kennzeichen verloren, so muß es durch ein zeitauf-

mern (9), die ein Signal auf der Bedienungsanforde- wendiges Verfahren regeneriert werden. Dabei kann

rungsleitung SRQ{6) gesetzt haben, jeweils derjeni- 25 Sendeinformation verlorengehen und für eine begrenz-

ge die Berechtigung zur Datenübertragung über den te Zeit die Datenübertragung zwischen den Teilneh-

Datenbus DATA (3) erhält dessen Zählerstand mit mern unterbrochen sein. Die Datenübenragungsein-

der eigenen Adresse übereinstimmt, daß er dieses richtung hat daher den Nachteil der erhöhten Ünzuver-

durch ein Signal auf der Sendeleitung TRM(S) an- lässigkeit Ferner benötigt sie aufwendige elektronische

zeigt und gleichzeitig sein Signal auf der Bedie- 30 Schaltungen bei den Teilnehmern. Sie arbeitet wegen

nungsanforderungsleitung SRQ(G) zurücknimmt der Größe des benötigten Datenrahmens und wegen

daß mit der Belegung der Sendeleitung TRM(5) der des verwickelten Weitergabeverfahrens des Kennzei-

Zählvorgang von allen Teilnehmern (9) unterbro- chens im Falle von abgeschalteten Teilnehmern nur

chen wird, daß der jeweils sendende Teilnehmer (9) dann wirtschaftlich, wenn große Datenblöcke übertra-

am Ende seiner Übertragung das Signal von der 35 gen werden.

Sendeleitung TRM(S) zurücknimmt, daß mit der Zu- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein kolli-

rücknahme des Signals auf der Sendeleitung sionsfreies Zugriffsverfahren großer Zuverlässigkeit zu

TRM (5) der Zählvorgang von allen Teilnehmern (9) schaffen, das einen geringen Aufwand an Steuerungs-

wieder fortgesetzt wird, falls durch einen anderen und Überwachungseinrichtungen erfordert und auch

Teilnehmer (9) ein Signal auf der Bedienungsanfor- 40 bei kurzen Datenblöcken wirtschaftlich arbeitet,

derungsleitung SRQ(S) gesetzt wurde und daß alle Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angege-

Teilnehmer (9) ihren mod-n-Zähler auf Null setzen, benen Merkmale gelöst. Die Unteransprüche stellen

wenn sowohl auf der Sendeleitung TRM(S) als auch vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstan-

auf der Bedienungsanforderungsleitung SRQ(S) des dar.

kein Signal gesetzt ist. 45 Die Erfindung hat insbesondere die Vorteile, daß der

2. Zugriffsverfahren nach Anspruch !,dadurch ge- Aufwand an elektronischen Schaltelementen bei den kennzeichnet, daß außer den Teilnehmern (9) ein Teilnehmern gering ist, daß die Anzahl der Teilnehmer weiterer Teilnehmer (Master) (10) an das Bussystem praktisch unbegrenzt ist, daß auch kurze Datenmengen angeschlossen ist, daß der Steuerbus eine Masterlei- schnell nacheinander übertragen werden und daß tung MST(S) enthält, auf der nur durch den Teilneh- 50 grundsätzlich keine Kontrolleinheit benötigt wird.

mer (10) ein Signal gesetzt werden kann, daß durch Die Erfindung wird nachfolgend anhand von zwei

das Setzen eines Signals auf der Masterleitung Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeich-

MST(S) der Teilnehmer (10) eine Bevorrechtigung nungen näher erläutert. Es zeigt

zur Datenübertragung erhält, daß diese Bevorrechti- Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Schal-

gung einer laufenden Datenübertragung unterge- 55 tungsanordnung zur Durchführung des Zugriffsverfah-

ordnet ist und daß der Teilnehmer (10) so lange be- rens gemäß der Erfindung,

vorrechtigt ist, wie ein Signal auf der Masterleitung Fig. 2 ein Zeitdiagramm zur Schaltungsanordnung

MST(S)gesetzt ist. gemäß Fig. 1,

3. Anordnung zur Durchführung des Zugriffsver- Fig.3 als zweites Ausführungsbeispiel eine gegenfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn- 60 über Fig. 1 erweiterte Schaltungsanordnung zur zeichnet, daß der Datenbus DATA (3) aus einer ein- Durchführung des Zugriffsverfahrens gemäß der Erfinzigen Datenleitung besteht und daß die Teilnehmer dung.

(9, 10) im Fall einer Sendeberechtigung ihre Daten- In der Schaltungsanordnung nach F i g. 1 besitzt jeder mengen über diese Leitung in asynchroner serieller Teilnehmer 9 einen Mod-n-Zähler, der über die Taktlei-Form übertragen. 65 tung CLK 4 die Taktimpulse eins Taktgebers 1 zählen

kann und der im Ruhezustand den Wert Null einnimmt.

Ferner ist jedem Teilnehmer eine verschiedene natürliche Zahl als Adresse zugeordnet.

Ein oder mehrere Teilnehmer können den Wunsch nach einer Datenübertragung zu einem anderen Teilnehmer durch ein Signal auf der Bedienungsanforderungsleitung (Service-Request-Leitung) SRQ 6 nacheinander oder gleichzeitig anzeigen. Um tine Kollision zu vermeiden, beginnen alle Teilnehmer die Taktimpulse des Taktgebers 1 zu zählen, sobald mindestens ein Teilnehmer ein Signal auf die Bedienungsanforderungsleitung SRQ 6 gesetzt hat Erreicht der aktuelle Zählerstand eines Teilnehmers, der vorher ein Signal auf die Bedienungsanforderungsleitung gesetzt hat, die eigene Adresse, so erhält dieser Teilnehmer die Sendeberechtigung. Da die Adressen aller Teilnehmer verschieden sind, ist diese Zuteilung eindeutig und kollisionsfrei.

Der Teilnehmer, der die Sendeberechtigung zugeteilt bekommt, zeigt dieses ohne Verzögerung durch ein Signal auf der Sendeleitung (Transmit- Leitung) TRM 5 an. Sobald ein Signal auf der Sendeleitung TRM 5 erscheint, wird der Zählvorgang bei allen Teilnehmern unterbrochen. Der aktuelle Zählerstand ist während der Unterbrechung gleich der Adresse des Teilnehmers mit Sendeberechtigung.

Der Teilnehmer mit Sendeberechtigung nimmt sein Signal von der Bedienungsanforderungsleitung SRQ 6 zurück und sendet über den Datenbus DATA 3 Daten aus. Diese Daten werden von allen Teilnehmern, bis auf den Teilnehmer mit Sendeberechtigung, empfangen. Die ausgesendeten Daten enthalten an einer definierten Stelle einen Adreßteil, aus dem der adressierte Teilnehmer durch Vergleich mit seiner eigenen Adresse die Information erhält, daß die ausgesendeten Daten für ihn bestimmt sind.

Nach Beendigung der Datensendung nimmt der Teilnehmer mit Sendeberechtigung das Signal auf der Sendeleitung TRM5 wieder zurück. Damit wird der Zähl-Vorgang bei allen Teilnehmern fortgesetzt, sofern noch ein Signal auf der Bedienungsanforderungsleitung SRQ 6 vorhanden ist. Der Zählvorgang wird so lange fortgesetzt, bis ein weiterer Teilnehmer die Sendeberechtigung erhält.

Nimmt ein Teilnehmer mit Sendeberechtigung das Signal auf der Sendeleitung TRM 5 wieder zurück und ist kein Signal mehr auf der Bedienungsanforderungsleitung SRQ 6 vorhanden, so gehen alle Teilnehmer in den Ruhezustand zurück und setzen ihre Zähler auf den Wert Null.

Die Rückstelleinheit 2 dient dazu, durch Setzen eines Signals auf die Rückstelleitung (Reset-Leitung) RES 7 die Datenübertragungseinrichtung mit höchster Priorität in den Ruhezustand zu versetzen.

Die Realisierung der beschriebenen Einheiten durch elektronische Schaltungen ist dem Fachmann hinreichend bekannt und bedarf keiner weiteren Erläuterung. F i g. 2 zeigt ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der Abläufe des Zugriffsverfahrens. Zum Zeitpunkt 7"1 möge der Teilnehmer mit der Adresse 3 seinen Wunsch nach einer Datenübertragung durch Setzen eines Signals auf der Bedienungsanforderungsleitung SRQ anzeigen. Damit beginnen alle Teilnehmer die Taktimpulse CLK zu zählen. eo

Zum Zeitpunkt Tl möge ein weiterer Teilnehmer iuit der Adresse 5 ein Signal auf die Bedienungsanforderungsleitung SRQ setzen. Der Zustand der Bedienungsanforderungsleitung SRQ ändert sich nicht, da bereits vom Teilnehmer mit der Adresse 3 ein Signal gesetzt ist (z. B.Open-Collector-Prinzip).

Zum Zeitpunkt T3 ist von allen Teilnehmern erkannt worden, daß der Zählerstand 3 erreicht wurde. Der Teilnehmer mit der Adresse 3 setzt ein Signal auf die Sendeleitung TRM und beginnt mit der Datenübertragung. Gleichzeitig nimmt er sein Signal von der Bedienungsanforderungsleitung SRQ zurück. Der Zustand der Bedienungsanforderungsleitung ändert sich nicht, da vom Teilnehmer mit der Adresse 5 noch ein Signa! gesetzt ist Solange ein Signal auf der Scndeieitung TRM gesetzt ist, bleibt der Zählerstand 3 unverändert

Zum Zeitpunkt T4 hat der Teilnehmer mit der Adresse 3 seine Datenübertragung beendet und nimmt sein Signal von der Sendeieitung TRM zurück. Da zu diesem Zeitpunkt ein Signal auf der Bedienungsanforderungsleitung SRQ gesetzt ist, wird der begonnene Zählvorgang fortgesetzt

Zum Zeitpunkt 7" 5 hat der Teilnehmer mit der Adresse 5 seine Sendeberechtigung erkannt Er setzt ein Signal auf die Sendeleitung TRM und beginnt mit der Datenübertragung. Gleichzeitig nimmt er sein Signal von der Bedienungsanforderungsleitung SRQ zurück. Solange ein Signal auf der Sendeleitung TRM gesetzt ist bleibt der Zählerstand 5 unverändert.

Zum Zeitpunkt T6 hat der Teilnehmer mit der Adresse 5 seine Datenübertragung beendet und nimmt zu diesem Zeitpunkt sein Signal von der Sendeleitung TRM zurück. Da zu diesem Zeitpunkt kein Signal auf der Bedienungsanforderungsleitung SRQ gesetzt ist, wird die Schaltungsanordnung dadurch in den Ruhezustand gebracht, daß alle Teilnehmer ihren Mod-n-Zähler auf den Wert Null setzen.

Im Ruhezustand können erneut Bedienungsanforderungen auftreten. So möge zum Zeitpunkt Tl der Teilnehmer mit der Adresse 2 eine Bedienung anfordern. Er erhält zum Zeitpunkt 7"8 die Sendeberechtigung.

F i g. 3 zeigt eine gegenüber der F i g. 1 erweiterte Schaltungsanordnung. Zusätzlich zu den in F i g. 1 dargestellten Einheiten ist ein weiterer Teilnehmer als Master 10 an die Busleitungen angeschlossen. Weiterhin ist die Busanordnung um eine Master-Leitung MSTS erweitert.

Allein der Master-Teilnehmer 10 ist berechtigt, ein Signal auf die Masterleitung MSTS zu setzen. Dieses Signal wird von allen Teilnehmern 9 empfangen. Setzt der Master-Teilnehmer 10 kein Signal auf die Kontrolleitung MSTS, so wird sie am Datenverkehr in gleicher Weise wie alle übrigen Teilnehmer beteiligt.

Setzt der Master-Teilnehmer 10 ein Signal auf die Leitung MSTS und ist zu diesem Zeitpunkt kein Signal auf der Sendeleitung TRM 5, so erhält allein der Master-Teilnehmer 10 Sendeberechtigung. Die Sendeberechtigung dauert so lange an, wie das Signal auf der Masterleitung MSTS gesetzt bleibt.

Setzt der Master-Teilnehmer 10 ein Signal auf die Leitung MSTS und ist zu diesem Zeitpunkt ein Signal auf der Sendeleitung TRM 5, so wird die gerade laufende Datenübertragung zu Ende geführt. Wenn nach Beendigung der Datenübertragung das Signal von der Sendeleitung TRM5 zurückgenommen wild, erhält der Master-Teilnehmer 10 Sendeberechtigung und behält diese, solange das Signal auf der Master-Leitung MSTS gesetzt bleibt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1 2 Die Erfindung geht von einem Zugriffsverfahren für Patentansprüche: eine kollisionsfreie Übertragung von Datenmengen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aus.

1. Zugriffsverfahren für eine kollisionsfreie Über- Ein derartiges Zugriffsverfahren ist durch die DlN tragung von Datenmengen, die aus einem Adreßteil 5 IEC 625, Teil 1, Beuth Verlag GmbH, Berlin/Köln, Mai und einem Informationsteil bestehen, zwischen einer 1981 bekannt Dieses Zugriffsverfahren ist insbesondere Vielzahl von mit entsprechenden Adressen versehe- für die Datenübertragung zwischen Meßgeräten mit annen Teilnehmern, die über eine aus Datenbus und deren Geräten und Zubehörteilen als Teilnehmer, aus Steuerbus mit Bedienungsanforderungsleitung be- denen das Meßsystem besteht, ausgelegt Das Zugriffsstehende Busstruktur untereinander verbunden sind, 10 verfahren ist auf maximal 15 Teilnehmer beschränkt dadurch gekennzeichnet, daß jeder Teil- Der geometrische Abstand ist auf 20 Meter begrenzt nehmer (9) einen mod-n-Zähler hat daß die Adres- Dieses Zugriffsverfahren erfordert bei den Teilnehmern sen der Teilnehmer (9) verschiedene, natürliche Zah- aufwendige Steuerungs- und Überwachungseinrichtunlen sind, daß der Steuerbus neben der Bedienungsan- gen und für die Organisation des kollisionsfreien Zuforderungslätung SRQ (S) eine mit einem Taktge- 15 griffs eine Bus-Kontrolleinheit