DE3726742C2

DE3726742C2 - Störüberwachungsschaltung für ein lokales Netzwerk

Info

Publication number: DE3726742C2
Application number: DE3726742A
Authority: DE
Inventors: Gottlieb Dipl Ing Schwarz
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Motorola Solutions Inc
Priority date: 1987-08-07
Filing date: 1987-08-07
Publication date: 1999-02-04
Anticipated expiration: 2007-08-08
Also published as: DE3726742A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Störüberwachungsschaltung nach der Gattung des Anspruchs 1.

Stand der Technik

Es ist ein lokales Netzwerk bekannt (DE-OS 36 01 243), bei dem die Daten sende- und -empfangsstationen des Netzwerkes über je eine Teilnehmerleitung mit einem allen Datensende- und -empfangsstationen gemeinsamen Datenbus ver bunden sind. Jede Datensende- und -empfangsstation enthält einen Einchip- Rechner, der über eine Leitungstreiberschaltung mit der Teilnehmerleitung verbunden ist. Tritt bei einer Datensende- und -empfangsstation des lokalen Netzwerks eine Störung auf, die den Sendeteil des Leitungstreibers ein schaltet und damit den Sendezustand vortäuscht, so wird das gesamte lokale Netzwerk blockiert, weil bei Potentialwechsel auf dem Datenbus alle Daten sende- und -empfangsstationen den Datenbus als belegt feststellen oder bei einem festen Potential (H oder L) auf dem Datenbus ein Sendeversuch durch eine Kollisionsdetektorschaltung abgebrochen wird, da alle Datensende- und -empfangsstationen einen Kollisionsdetektor enthalten.

Aus Patent Abstracts of Japan, section E, Volume 3, No. 54 (E-109) vom 10.05.1997 ist bezüglich der JP54-33 638A bekannt, daß ein dort vorhandener Schalter eine Datensende-/ -Empfangsstation vom Bus trennt, wenn entweder die Busleitung oder die Datensende-/-Empfangsstation oder die Sende- oder die Empfangsschaltung oder der Sende/Empfangskontrollkreis ausgefallen sind. Dies stellt dort der in all diesen Fällen von der CPU nicht mehr korrekt aufgezogene Watchdogtimer fest und bewirkt die Öffnung des Schalters.

Aufgabe

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Teilnehmerleitung einer Daten sende- und -empfangsstation automatisch zu unterbrechen, wenn ein Störungs fall länger als zulässig anhält. Durch das völlige Abschalten der betreffen den Datensende- und -empfangsstation soll verhindert werden, daß das gesamte lokale Netzwerk blockiert wird.

Lösung und erzielbare Vorteile

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen störüberwachungsschaltung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die Teilnehmerleitung einer gestörten Datensende- und -empfangsstation auto matisch unterbrochen wird, so daß andere Datensende- und -empfangsstationen des lokalen Netzwerks nicht blockiert werden.

Beschreibung von Ausführungsbeispielen

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung anhand zweier Figuren dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines lokalen Netzwerks mit einer erfindungsgemäßen Datensende- und -empfangsstation und

Fig. 2 einen durch weitere Schaltungseinzelheiten ergänzten Ausschnitt aus dem Blockschaltbild nach Fig. 1.

In Fig. 1 ist ein lokales Netzwerk gezeigt, dessen zweiadriger Datenbus 10 an den Enden durch Widerstände 11, 12 wellenwiderstandsgerecht abgeschlossen ist. An den Datenbus 10 sind Datensende- und -empfangsstationen 13, 14, 15 angeschlossen. Jede Datensende- und -empfangsstation hat den in Fig. 1, Pos. 14, gezeigten Schaltungsaufbau. Ein Einchip-Rechner 16 steht über vier Leitungen 17, 18, 19, 20 mit je einem Anschluß R (receive data). D (transmit data), REN (receive enable) und TEN (transmit enable) einer Leitungstreiber schaltung 22 in Verbindung. Zwei Anschlüsse A, B der Leitungstreiberschaltung sind über eine Teilnehmerleitung 23, die zwei Schalter 24, 25 enthält, mit dem Datenbus 10 verbunden. Die vierte Leitung 20 zwischen dem Einchip-Rechner 16 und der Leitungstreiberschaltung 22 steht über einen Zeitkreis 26 mit einer Steuervorrichtung 27 in Verbindung, die die Schalter 24, 25 steuert.

Der Zeitkreis 26 enthält eingangsseitig ein RC-Glied aus einem Wider stand R1 in Serie mit einem Kondensator C. Der Widerstand R1 ist durch eine Diode D1 überbrückt. Zwischen dem Widerstand R1 und dem Konden sator C zweigt eine Leitung 28 ab, die mit dem invertierenden Eingang eines Komparators 30 verbunden ist. Der nichtinvertierende Eingang des Komparators liegt auf einem Referenzpotential U_R. Ein Ausgang des Kom parators steht mit einem ersten Eingang 31 der Steuervorrichtung 27 bzw. mit einem ersten Eingang E1 einer UND-Schaltung 32 in Verbindung, deren zweiter Eingang E2 erstens über einen Widerstand R2 mit dem positiven Betriebspotential U_B und zweitens über eine im Ruhezustand geöffnete Rücksetztaste 33 mit Masse verbunden ist. Der zweite Eingang 34 der Steuervorrichtung 27 ist außerdem ebenso wie der Ausgang 35 einer Selbsttestschaltung 36 (watch dog) mit einem Rücksetzeingang RS des Einchip-Rechners 16 verbunden. Die Selbsttestschaltung 36 steht mit einem Ausgang 37 des Einchip-Rechners 16, in Verbindung. Der Ausgang des Komparators 30 ist auch mit einem Eingang INT (interrupt) des Einchip- Rechners 16 verbunden.

Innerhalb der Steuervorrichtung 27 steht der Ausgang der UND-Schaltung 32 über einen Widerstand R3 mit der Basis eines Transistors T1 in Ver bindung, dessen Emitter auf dem Massepotential liegt und dessen Kollek tor über ein Relais RL mit dem positiven Betriebspotential U_B verbunden ist. Das Relais RL ist durch eine Diode D2 überbrückt und steht in Wirk verbindung (vgl. gestrichelte Linie) mit den Schaltern 24, 25.

Die Wirkungsweise der vorstehend beschriebenen Schaltungsanordnung nach Fig. 1 ist folgende. Im Ruhezustand steuert der Einchip-Rechner 16 die Datensende- und -empfangsstation 14 auf Datenempfang, das heizt die dritte Leitung 19 führt ein L-Signal an den REN-Eingang der Leitungs treiberschaltung 22 und die vierte Leitung 20 ein L-Signal an den TEN- Eingang. Der Kondensator C des Zeitkreises 26 kann sich somit nicht auf laden. Das Referenzpotential U_R an dem nichtinvertierenden Eingang des Komparators 30 ist somit größer als das Potential an dem invertierenden Eingang. Folglich gibt der Komparator an den ersten Eingang E1 der UND- Schaltung 32 und an den INT-Eingang des Einchip-Rechners 16 ein H-Signal ab, das auf den Einchip-Rechner keine Wirkung ausübt. An dem zweiten Eingang E2 der UND-Schaltung 32 liegt zur gleichen Zeit ebenfalls ein H-Signal, weil die Rücksetztaste 33 geöffnet ist, so daß die UND-Schaltung 32 an ihrem Ausgang ebenfalls ein H-Signal abgibt, das den Transistor T1 durch steuert. Damit wird der Stromkreis für das Relais RL geschlossen und das Relais erregt. Das Relais schließt somit die Schalter 24 und 25. Über den Datenbus 10 und die Teilnehmerleitung 23 empfangene Datensignale werden über die Leitungstreiberschaltung 22 an den Ausgang R (receive data) und über die erste Leitung 17 an den entsprechenden Eingang des Einchip- Rechners 16 zur Auswertung weitergeleitet, sofern der Einchip-Rechner 16 über die dritte Leitung 19 ein L-Signal an den REN(receive enable)-Ein gang der Leitungstreiberschaltung 22 und über die vierte Leitung 20 ein L-Signal an den TEN(transmit enable)-Eingang geliefert hat.

Steuert der Einchip-Rechner 16 die Datensende- und -empfangsstation 14 in den Sendebetrieb, so liefert sie an den REN-Eingang der Leitungs treiberschaltung 22 ein H-Signal und an den TEN(transmit enable)-Eingang ein H-Signal. Durch das H-Signal auf der vierten Leitung 20 kann sich der Kondensator C über den Widerstand R1 aufladen. Gleichzeitig sendet der Einchip-Rechner 16 über die zweite Leitung 18 Daten an den D(transmit data)-Eingang der Leitungstreiberschaltung 22. Die Datensignale gelangen dann über die Teilnehmerleitung 23 und die geschlossenen Schalter 24, 25 an den Datenbus 10 und eine der Datensende- und -empfangsstationen 13, 15. Die Zeitkonstante des Zeitgliedes aus dem Widerstand R1 und dem Kondensa tor C ist derart bemessen, daß das Kondensatorpotential den Wert des Refe renzpotentials U_R normalerweise, das heißt innerhalb einer vorgegebenen maximalen Sendezeit t_Smax nicht erreicht. Der Komparator 30 gibt somit nach wie vor ein H-Signal ab, das über die Steuervorrichtung 27 die Schalter 24, 25 geschlossen hält.

Wird im Störungsfall die vorgegebene maximale Sendezeit t_Smax überschrit ten, so würden normalerweise die Schalter 24, 25 geschlossen bleiben. Da durch würde der Datenbus 10 blockiert werden, da die anderen Datensende- und -empfangsstationen 13, 15 den Datenbus als belegt erkennen würden. Beim Überschreiten der maximalen Sendezeit t_Smax erreicht das Kondensa torpotential den Wert des Referenzpotentials U_R. Dadurch wechselt das Signal am Ausgang des Komparators 30 von einem H-Signal zu einem L-Signal.

An dem ersten Eingang E1 der UND-Schaltung 32 liegt somit ein L-Signal, während am zweiten Eingang E2 nach wie vor ein H-Signal liegt. Die UND- Schaltung 32 liefert demzufolge an ihrem Ausgang ein L-Signal, das den Transistor T1 sperrt und das Relais RL stromlos macht. Die Schalter 24, 25 nehmen dann wieder die in Fig. 1 gezeigte geöffnete Lage ein, so daß die Datensende- und -empfangsstation 14 vollständig von dem Datenbus 10 abgeschaltet ist.

Das L-Signal am Ausgang des Komparators 30 liegt außerdem auch an dem INT(interrupt)-Eingang des Einchip-Rechners 16, der dadurch programm gesteuert den Sender abschaltet, indem er an den TEN-Eingang der Lei tungstreiberschaltung 22 ein L-Signal liefert. Die Diode D1 ist dann für die Spannung des Kondensators C in Durchlaßrichtung geschaltet, so daß sich der Kondensator sehr schnell entladen kann. Nach dem Entladen des Kondensators C schließt die Steuervorrichtung 27 wieder die Schalter 24, 25. Ist die Störung inzwischen nicht beseitigt und schaltet der Einchip-Rechner 16 wieder die Datensende- und -empfangsstation auf Senden, so überschreitet das Kondensatorpotential nach der maximalen Sendezeit t_Smax das Referenzpotential U_R, und die Steuervorrichtung 27 öffnet die Schalter 24, 25. Mittels der Rücksetztaste 33 kann von Hand in den Überwachungsvorgang eingegriffen werden, indem durch Betätigen dieser Taste ein L-Signal (Massepotential) an den zweiten Eingang E2 der UND-Schaltung 32 und den Rücksetzeingang RS des Einchip-Rechners 16 gelegt wird.

Stellt die zu dem Einchip-Rechner 16 gehörende Selbsttestschaltung 36 zu irgendeinem Zeitpunkt fest, daß der Einchip-Rechner fehlerhaft arbeitet, so gibt sie an ihrem Ausgang 35 ein L-Signal ab, das an den Rücksetzein gang RS des Einchip-Rechners 16 und an den zweiten Eingang E2 der UND- Schaltung 32 gelangt. Dadurch werden die Schalter 24, 25 solange offen gehalten, bis die Störung behoben ist.

Die Datensende- und -empfangsstation 14 wird auch von dem Datenbus 10 ab geschaltet, wenn die Betriebsspannung U_B ausfällt. Dann erhält nämlich das Relais RL keinen Erregerstrom, und die Schalter 24, 25 werden geöffnet.

Nach Fig. 2 ist die Steuervorrichtung 27 durch eine erste Anzeigevorrich tung ergänzt, die eine Lichtquelle 40, das ist vorzugsweise eine Leucht diode, enthält. Die Leuchtdiode ist in Reihe mit einem Widerstand R4 dem Relais RL parallelgeschaltet. Immer wenn das Relais RL erregt ist und demzufolge die Schalter 24, 25 geschlossen sind, leuchtet die Leuchtdiode auf, so daß eine Bedienungsperson feststellen kann, ob die Datensende- und -empfangsstation 14 einwandfrei arbeitet. Das Erlöschen der Leuchtdiode zeigt der Bedienungsperson an, daß entweder die maximale Sendezeit t_Smax überschritten worden ist oder daß die Selbsttestschaltung 36 angesprochen hat oder daß die Betriebsspannung U_B ausgefallen ist oder daß die Leucht diode entzwei ist.

Eine zweite Störungsanzeige wird beispielsweise dadurch gebildet, daß der Kollektor des Transistors T1 über einen Widerstand R5 mit der Basis eines zweiten Transistors T2 verbunden ist, dessen Emitter mit Masse und dessen Kollektor mit einer Alarmleitung 42 verbunden ist, die zu einer bemannten Überwachungszentrale führt, in welcher eine mit der Alarmleitung verbundene Alarmvorrichtung 43 vorhanden ist. Die Alarmvorrichtung ist beispielsweise ein optischer und/oder akustischer Alarmgeber.

Claims

1. Störüberwachungsschaltung für ein lokales Netzwerk mit mehreren Datensende- und -empfangsstationen, deren Einchiprechner über je eine Leitungstreiberschaltung mit einem allen Datensende- und -empfangsstationen gemeinsamen zweiadrigen Datenbus verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwei in der Teilnehmerleitung (23) einer Datensende- und empfangsstation (14) liegende, im Sende- und Empfangsbetrieb normalerweise geschlossene Schalter (24, 25) durch eine Steuerschaltung (27) geöffnet werden, wenn ein zusammen mit einem Freigabeeingang (TEN) der Leitungstreiberschaltung(en) (22) vom Chiprechner (16) angesteuerter Zeitkreis (26) ein Überschreiten einer vorher festgelegten Maximalsendezeit (t_Smax) feststellt und eine erste Steuerspannung (L-Signal) an die Steuerschaltung abgibt.

2. Störüberwachungsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem Zeitkreis (26) im Falle des Überschreitens der maximalen Sendezeit (t_Smax) abgegebene erste Steuerspannung (L-Signal) gleichzeitig einem Eingang (INT) des Einchip-Rechners (16) zugeführt wird, der dadurch an den Sendefreigabeeingang (TEN) der Leitungstreiberschaltung (22) eine die Sendefreigabe unterbindende und den Zeitkreis (26) zurücksetzende Signalspannung liefert.

3. Störüberwachungsschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitkreis (26) ein RC-Zeitglied (R1, C) enthält, dessen Kondensatorpotential einem invertierenden Eingang eines Komparators (30) zugeführt wird, an dessen nichtinvertierendem Eingang ein Referenzpotential (U_R) liegt und daß die Ausgangsspannung des Komparators die erste Steuerspannung für die Steuerschaltung (27) bildet.

4. Störüberwachungsschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die normalerweise geschlossenen Schalter (24, 25) auch geöffnet werden, wenn eine mit dem Einchiprechner (16) verbundene Selbsttestschaltung (35) einen Fehler im Programmablauf feststellt und eine zweite Steuerspannung (L-Signal) an die Steuerschaltung (27) abgibt, daß die Steuerschaltung (27) zwei mit einer Und-Schaltung (32) verbundene Eingänge (31, 34) aufweist, von denen dem ersten Eingang (31) die erste Steuerspannung und dem zweiten Eingang (34) die zweite Steuerspannung zugeführt wird, und daß der Ausgang der Und- Schaltung (32) mit der Basis eines Transistors (T1) verbunden ist, dessen Kollektor-Emitterstrecke in Serie mit dem Relais (RL) an der Betriebsspannung (U_B) liegt.

5. Störüberwachungsschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß dem Widerstand (R1) des RC-Zeitgliedes (R1, C) eine Diode (D1) parallelgeschaltet ist.

6. Störüberwachungsschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem zweiten Eingang (E2) der UND-Schaltung (32) eine Rück setztaste (33) verbunden ist, bei deren Betätigung dem zweiten Eingang (E2) eine dritte Steuerspannung (L-Signal) zugeführt wird.

7. Störüberwachungsschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Steuerspannung das Massepotential ist.

8. Störüberwachungsschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Transistors (T1) der Steuer schaltung (27) über eine Transistorstufe mit einem Transistor (T2) mit einer Alarmleitung (42) verbunden ist, an die eine Alarmvorrich tung (43) angeschlossen ist.

9. Störüberwachungsschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß dem Relais (RL) eine Reihenschaltung aus einem Widerstand (R4) und einer Lichtquelle (40) parallelgeschaltet ist.

10. Störüberwachungsschaltung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (40) eine Leuchtdiode ist.

11. Störüberwachungsschaltung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Alarmvorrichtung (43) ein akustischer und/oder optischer Alarmgeber ist.