DE3739629C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Schaltungsanordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine solche Anordnung ist aus der DE-OS 30 19 668 bekannt. Sie dient insbesondere dem Erfassen und Verar­ beiten physiologischer Signale. In einen der Einbauplätze sind Einschübe zur Übertra­ gung von Signalen einschiebbar, die beispielsweise am Körper eines Patienten gemessen werden. Für den Informationsaustausch sind in herkömmlicher Weise Koppelglieder vorgesehen, bei­ spielsweise optische Sende- und Empfangseinrichtungen, die auf einer gemeinsamen Rückplatte für die Einschübe angeordnet sind.

Weiterhin ist es bekannt, Rahmen bzw. Gestelle als Teileinhei­ ten eines Übertragungssystems über ein optisches BUS-System, d. h. ein BUS-System mit optischem Übertragungsverfahren, mit­ einander zu verbinden.

Auch ist es durch die DE-OS 34 00 480 bekannt, Schaltkreisbau­ steine, die selbständige Funktionsmodule wie beispielsweise Ver­ arbeitungseinheit, Arbeitsspeicher usw. bilden, auf einer pla­ naren Lichtleiterplatte anzuordnen, die in Verbindung mit bau­ steinindividuellen optischen Sende- und Empfangseinrichtungen als optisches BUS-System arbeitet. Die Lichtleiterplatte ist zu diesem Zweck beidseitig mit einem Grenzschichtmaterial be­ schichtet und weist an ihrer Oberfläche kleine Fenster auf, sogenannte Koppelfenster, auf die die Schaltkreise aufgesetzt sind. Elektro-optische bzw. opto-elektrische Wandlerelemente dienen zur Ein- bzw. Auskopplung der von der Lichtleiterplatte übertragenen Lichtsignale, wobei Parallel-Serien-Umsetzer und Serien-Parallel-Umsetzer zur Umwandlung paralleler Verarbei­ tungsdaten in serielle Übertragungsdaten, sowie Sende- bzw. Empfangsverstärker und Taktschaltungen die Übertragung über die Lichtleiterplatte steuern.

Zur Herstellung solcher Lichtleiterplatten sind sehr hohe An­ forderungen hinsichtlich der Wahl der geometrischen Abmessungen und der Materialien zu erfüllen.

Bekanntlich werden Einschübe mit einer Vielzahl integrierter Schaltungen und elektrischer Leiterbahnen innerhalb eines da­ tenverarbeitenden Geräts in einem Rahmen an vorgegebenen Ein­ bauplätzen parallel zueinander angeordnet und durch in der Rückwand angeordnete Verdrahtungen miteinander gekoppelt, wobei Steckverbindungen zwischen den Einschüben und den Rückwandver­ drahtungen vorgesehen sind. Diese Rückwandverdrahtungen können als BUS-System ausgebildet sein, das selbständige Funktionsein­ heiten bildende Einschübe, wie z. B. Verarbeitungseinheit, Ar­ beitsspeicher, Ein-/Ausgabe-Einheit usw., als BUS-Teilnehmer verbindet.

Ausgehend von Anforderungen der eingangs genannten Art, ist es Aufgabe der Erfindung, eine Lösung zu schaffen, die in einfa­ cher Weise eine optische Kopplung der Einschübe eines Rahmens ermöglicht.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die kennzeichnen­ den Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Demnach erhält jeder Einschub optische Sende- und Empfangsein­ richtungen, die jeweils auf verschiedenen Seiten des Einschubs angeordnet sind. Die optischen Sende- und Empfangseinrichtungen aller Einschübe liegen dabei auf einer gemeinsamen optischen Achse, die senkrecht zur Einschubebene verläuft. So wird in einfacher Weise erreicht, daß die von den optischen Sendeein­ richtungen jeweils ausgesandte Strahlung direkt auf die opti­ schen Empfangseinrichtungen des nächstfolgenden Einschubs trifft. Die so ausgebildeten Strahlstrecken bilden zusammen mit den jeweiligen optischen Sende- und Empfangseinrichtungen ein optisches BUS-System zur Übertragung von Informationen zwischen den einzelnen Einschüben. Für die Stromversorgung der einzelnen Einschübe sind Anschlüsse in den Einschubhalterungen vorgese­ hen.

Gemäß weiterer Ausgestaltungen der Erfindung lassen sich die optischen Sendeeinrichtungen des letzten Einschubs eines Rah­ mens sowohl mit den optischen Empfangseinrichtungen des ersten Einschubs desselben Rahmens als auch mit den optischen Emp­ fangseinrichtungen des ersten Einschubs eines anderen Rahmens eines aus mehreren Rahmen bestehenden Geräts oder Systems über Lichtwellenleiter optisch koppeln. Mehrere Geräte oder Systeme können zu einem, beispielsweise ringförmig ausgeführten, loka­ len Netz zur optischen Übertragung von Informationen zusammen­ geschaltet werden.

Ist eine Funktionseinheit auf mehrere Einschübe verteilt, so wird gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung eine opti­ sche BUS-Kopplung dadurch ermöglicht, daß nur für einen dieser Einschübe optische Sende- und Empfangseinrichtungen vorgesehen sind und daß die übrigen Einschübe der Funktionseinheit an­ stelle der Sende- und Empfangseinrichtungen Aussparungen auf­ weisen, die den direkten Strahlengang von den eigenen Sendeein­ richtungen zu den Empfangseinrichtungen einer anderen Funk­ tionseinheit bzw. von den Sendeeinrichtungen einer anderen Funktionseinheit zu den eigenen Empfangseinrichtungen nicht be­ einflussen. Dabei sind alle Einschübe, die die Funktionseinheit bilden, über herkömmliche Leitungen zusammengeschaltet.

Zusätzliche Ausbildungen der Erfindung beziehen sich auf Ein­ richtungen für die Verstärkung der von den jeweiligen optischen Sendeeinrichtungen auszusendenden Strahlung und auf Einrichtun­ gen zur Bündelung der direkten Strahlung in den Sende- und Emp­ fangseinrichtungen.

Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläu­ tert.

Im einzelnen zeigt

Fig. 1A einen Einschub,

Fig. 1B die Anordnung der optischen Sende- und Empfangseinrich­ tungen auf dem Einschub,

Fig. 2 die optische Kopplung der Einschübe in einem Rahmen,

Fig. 3 die optische Kopplung mehrerer Rahmen in einem Gerät.

Fig. 1A zeigt einen Einschub ES herkömmlicher Art, der in Fig. 1B gemäß der Erfindung auf verschiedenen Seiten optische Sendeein­ richtungen OS und optische Empfangseinrichtungen OE aufweist. Deren Anordnung wird dadurch festgelegt, daß die Sende- und Empfangseinrichtungen aller parallel angeordneten Einschübe auf einer optischen Achse A liegen, die senkrecht zur Einschubebene verläuft.

So ist eine einfache optische Kopplung der Einschübe in einem Rahmen gemäß Fig. 2 möglich, in dem die beispielsweise von den optischen Sendeeinrichtungen des ersten Einschubs EES ausge­ sandte Strahlung direkt auf die optischen Empfangseinrichtungen OE des folgenden Einschubs ES2 trifft. Ebenso wird Einschub ES2 mit dem darauffolgenden Einschub direkt optisch gekoppelt usw. Um eine Verbindung zwischen den Sendeeinrichtungen des letzten Einschubs LES eines Rahmens und den Empfangseinrichtungen OE des ersten Einschubs EES herzustellen, sind Lichtwellenleiter LWL vorgesehen.

Ist die Funktionseinheit beispielsweise auf mehrere Einschübe ES2 und ES3 verteilt, so erhält z. B. lediglich der Einschub ES2 optische Sende- und Empfangseinrichtungen, während Einschub ES3 anstelle der Sende- und Empfangseinrichtungen Aussparungen AS aufweist, die den direkten Strahlengang zwischen den opti­ schen Sendeeinrichtungen des Einschubs ES2 und den optischen Empfangseinrichtungen OE einer anderen Funktionseinheit nicht beeinflussen. Die die Funktionseinheit bildenden Einschübe ES2 und ES3 werden dabei in herkömmlicher Weise miteinander zusam­ mengeschaltet, z. B. über Steckerkabel.

Es können aber Informationen nicht nur zwischen den Funktions­ einheiten aufweisenden Einschüben innerhalb eines Rahmens über das aus dem optischen Übertragungsweg und den optischen Sende- und Empfangseinrichtungen gebildete optische BUS-System über­ tragen werden, sondern auch gemäß Fig. 3 zwischen mehreren Rah­ men RA1, RA2, RA3 usw. innerhalb eines Geräts oder Systems SYS. Die jeweiligen optischen Sendeeinrichtungen des jeweils letzten Einschubs eines Rahmens und die jeweiligen optischen Empfangseinrichtungen des jeweils ersten Einschubs eines ande­ ren Rahmens werden ebenfalls über Lichtwellenleiter LWL verbun­ den.

Koppelt man mehrere Geräte oder Systeme SYS optisch über Licht­ wellenleiter LWL miteinander, so entsteht ein lokales Netz, das ein optisches BUS-System zur Übertragung von Informationen nutzt und beispielsweise ringförmig ausgeführt sein kann.

Die Erfindung läßt sich durch geeignete Wahl der Sendeverstär­ ker und Wandlerelemente mit für Ein- bzw. Auskopplung der Lichtleistung geeigneten Strahlungscharakteristiken sowie durch Zusatzoptiken für die Strahlbündelung den jeweils gegebenen An­ forderungen leicht anpassen. Für die Übertragung der Informa­ tionen über das optische BUS-System kann eines der bekannten Verfahren verwendet werden, wie es beispielsweise in der DE-OS 34 00 480 angesprochen ist. Dabei muß sichergestellt sein, daß im Empfangszustand ankommende Signale von den Emp­ fangseinrichtungen über einen Kurzschlußweg auch unmittelbar an die Sendeeinrichtungen und damit auf dem BUS-System weiterge­ leitet werden.

Claims (6)

1. Schaltungsanordnung für in einem Rah­ men mit mehreren Einbauplätzen parallel angeordneten, unterein­ ander Informationen übertragende Einschübe innerhalb eines da­ tenverarbeitenden Geräts, wobei die Einschübe jeweils optische Sende- und Empfangseinrichtungen aufweisen und durch Einschub­ halterungen im Rahmen befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Sende- und Empfangseinrichtungen jeweils auf verschiedenen Seiten eines Einschubs angeordnet sind, daß die optischen Sende- und Emp­ fangseinrichtungen aller Einschübe auf einer gemeinsamen, senk­ recht zur Einschubebene verlaufenden optischen Achse (A) ange­ ordnet sind, wobei die von den optischen Sendeeinrichtungen je­ weils ausgesandte Strahlung jeweils direkt auf die optischen Empfangseinrichtungen des nächstfolgenden Einschubs trifft und die so gebildeten Strahlstrecken zusammen mit den jeweiligen Sende- und Empfangseinrichtungen ein optisches BUS-System zur Übertragung von Informationen zwischen den einzelnen Einschüben bilden und daß in den Einschubhalterungen lediglich die Strom­ versorgungsanschlüsse für die Einschübe vorgesehen sind.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Sendeeinrichtung (OS) des letzten Einschubs (LES) eines Rahmens mit der Empfangseinrich­ tung (OE) des ersten Einschubs (EES) über einen Lichtwellenlei­ ter (LWL) verbunden ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei aus mehreren Rahmen (RA1, RA2, . . .) bestehenden Geräten oder Systemen (SYS) die Sen­ deeinrichtungen (OS) des jeweils letzten Einschubs (LES) eines Rahmens mit den Empfangseinrichtungen (OE) des jeweils ersten Einschubs (EES) eines anderen Rahmens eines Geräts oder Systems über Lichtwellenleiter (LWL) verbunden sind.

4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehre­ ren, eine Funktionseinheit bildenden Einschüben jeweils ledig­ lich einer dieser Einschübe mit optischen Sende- (OS) und Emp­ fangseinrichtungen (OE) ausgerüstet ist und die übrigen Ein­ schübe der Funktionseinheit jeweils den direkten Strahlengang von den eigenen Sendeeinrichtungen zu den Empfangseinrichtungen der nächsten Funktionseinheit bzw. von den Sendeeinrichtungen einer anderen Funktionseinheit zu den eigenen Empfangseinrich­ tungen nicht beeinflussende Aussparungen (AS) aufweisen und daß die Einschübe innerhalb einer Funktionseinheit jeweils über herkömmliche Verbindungsleitungen miteinander gekoppelt sind.

5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die opti­ schen Sendeeinrichtungen (OS) jeweils einen Verstärker enthal­ ten, der in Abhängigkeit vom Abstand zweier optisch gekoppelter Einschübe und/oder in Abhängigkeit von der Strahlungsintensität einstellbar ist.

6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die opti­ schen Sende- (OS) und/oder Empfangseinrichtungen (OE) jeweils Einrichtungen zur Bündelung der direkten Strahlung aufweisen.