DE3818392A1

DE3818392A1 - Verfahren zur versorgung von baugruppen mit synchronen signalen und einrichtung zum durchfuehren des verfahrens

Info

Publication number: DE3818392A1
Application number: DE19883818392
Authority: DE
Inventors: Juergen Dr Pfaff; Juergen Dr Jahns
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1988-05-30
Filing date: 1988-05-30
Publication date: 1989-12-14

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren nach dem Oberbe griff des Patentanspruches 1.

Beim gemeinsamen Betrieb elektronischer Baugruppen beispiels weise in einem Mehrrechnersystem besteht das Problem der gegen seitigen Synchronisierung der Datenverarbeitung in den Baugrup pen. Dieses Problem tritt auch dann auf, wenn die elektroni schen Baugruppen von einem zentralen Geber her mit Takt- und/oder Synchronisiersignalen versorgt werden. Durch unter schiedliche Laufzeiten der Signale von dem zentralen Geber zu den einzelnen Baugruppen kommt es zu einer mehr oder weniger zeitversetzten Datenverarbeitung in den einzelnen Baugruppen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 anzugeben, das eine möglichst synchrone Versorgung elektronischer Baugruppen mit Takt- und/oder Synchronisiersignalen eines zentralen Gebers ermöglicht.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1. Vorteilhafte Einrichtungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Ansprüchen 2, 3, 5 und 10 angegeben; vorteilhafte Ausgestal tungen dieser Einrichtungen finden sich in den Unteransprüchen 4, 6 bis 9 und 11 bis 13.

Die Erfindung ist nachstehend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Die Zeichnung zeigt

in Fig. 1 eine Einrichtung zur Durchführung des erfindungsge mäßen Verfahrens mit gegeneinander versetzt angeord neten optoelektrischen Wandlern an den Baugruppen,

in Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel für die räumliche Anordnung der optoelektrischen Wandler bei einer Einrichtung nach Fig. 1,

in Fig. 3 eine Einrichung zur Durchführung des Verfahrens bei der die optoelektrischen Wandler der Baugruppen über teildurchlässige Spiegel beleuchtet werden,

in Fig. 4 eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens unter Zuhilfenahme mehrerer Lichtwellenleiter und

in Fig. 5 eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einem Sternkoppler im Übertragungsweg vom zentralen Geber zu den Baugruppen.

Fig. 1 zeigt einen vorzugsweise als Leuchtdiode ausgebildeten elektrooptischen Wandler EOW, der von einem nicht dargestell ten zentralen Geber zur Ausgabe von Takt- und/oder Synchroni siersignalen an elektronische Baugruppen B 1 bis B 4 bedarfsweise anschaltbar ist. Die vom elektrooptischen Wandler ausgegebenen lichtelektrischen Signale passieren einen Kollimator K und werden von diesem auf die Eingänge optoelektrischer Wandler OEW 1 bis OEW 4 der Baugruppen B 1 bis B 4 gelenkt. Diese opto elektrischen Wandler sind gegeneinander versetzt angeordnet, damit jede die vom Kollimator abgestrahlten lichtelektrischen Signale aufnehmen kann. Sie sind vorzugsweise als Fotodioden oder Fototransistoren ausgebildet und so ausgebildet, daß sie durch nicht vom elektrooptischen Wandler stammende Fremdstrah lung möglichst nicht beeinflußt werden. Ihre mögliche Anordnung bei zehn gemeinsam zu steuernden Baugruppen ist in Fig. 2 zu sehen. Die Gehäuse der Fototransistoren bzw. Fotodioden sind dort als Kreise, ihre optisch aktiven Elemente als schraffierte Quadrate dargestellt. Die optisch aktiven Elemente sind mög lichst dicht beieinander anzuordnen, um mit einer möglichst wenig weit aufgefächerten Strahlung auszukommen.

Unter der Voraussetzung, daß die optoelektrischen Wandler der einzelnen Baugruppen baugleich ausgeführt sind und damit gleiches Ansprechverhalten aufweisen und daß die Intensität der vom Kollimator ausgehenden Strahlung im Empfangsbereich der optoelektrischen Wandler homogen ist, geben die optoelektri schen Wandler ausgangsseitig Takt- bzw. Synchronisiersignale ab, die lediglich um die Laufzeit der optischen Signal zwischen den einzelnen Baugruppen voneinander verschieden sind. Bei einem angenommenen Abstand von z.B. 6 cm zwischen zwei benach barten Baugruppen ergibt sich eine Laufzeitdifferenz von 0,2 ns. Zwischen der ersten und einer zehnten Baugruppe tritt folglich eine Zeitverzögerung von lediglich 1,8 ns auf. Diese gering fügige Verzögerung könnte auf den Baugruppen noch durch zu sätzliche Verzögerungsleitungen kompensiert werden; dies würde jedoch die Zuordnung von Verzögerungsleitungen mit unterschied lichen Laufzeiten zu den einzelnen Baugruppen erfordern, was die Reservehaltung der Baugruppen erschweren würde. Ein weite res Erschwernis der Einrichtung nach Fig. 1 ist das, daß die optoelektrischen Wandler jeweils gegeneinander versetzt an den Baugruppen anzubringen sind. Auch dies macht eine individuelle Beschaltung der Baugruppen mit optoelektrischen Wandlern er forderlich und erschwert die Reservehaltung dieser Baugruppen für den Störungsfall.

Vorteilhafter, wenn auch teuerer, ist eine Einrichtung zur Durchführung des erfinderungsgemäßen Verfahrens, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist. Dort gelangt die über einen Kollimator K achsparallel aufgefächerte Strahlung eines elektrooptischen Wandlers EOW auf in Abstrahlrichtung hintereinander angeordnete Strahlteiler S 1 bis S 10 zum Auskoppeln von Strahlung auf die Eingänge optoelektrischer Wandler EOW 1 bis EOW 10 der Baugruppen B 1 bis B 10. Die Strahlteiler weisen dabei ein abgestuftes Tei lungsverhältnis auf zur Auskopplung jeweils gleich hoher Strah lungsamplituden an die einzelnen optoelektrischen Wandler der Baugruppen. Das jeweilige Teilungsverhältnis ist in Fig. 3 je weils unterhalb der Bezeichnung des jeweiligen Strahlteilers in Klammern angegeben. Die Strahlteiler S 1 bis S 9 sind als teil durchlässige Spiegel, der Strahlteiler S 10 als hundertprozentig reflektierender Spiegel ausgebildet.

Bei den Ausführungsbeispielen der Fig. 1 bis 3, bei denen die optoelektrischen Wandler der Baugruppen im kollimierten Strahlengang eines elektrooptischen Wandlers angeordnet sind, müssen die Baugruppen räumlich benachbart angeordnet sein. Dies ist bei den Einrichtungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wie sie in den Fig. 4 und 5 näher verdeutlicht sind, nicht zwingend erforderlich.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 4 gelangt die Strahlung des von einem nicht dargestellten zentralen Gebers anschalt baren elektrooptischen Wandlers EOW über eine der Anzahl der Baugruppen B 1 bis B 4 entsprechende Zahl von Lichtwellenleitern L 1 bis L 4 auf die Eingänge optoelektrischer Wandler EOW 1 bis EOW 4 der Baugruppen. Zur möglichst homogenen Auffächerung der in die Lichtwellenleiter L 1 bis L 4 einkoppelbaren Strahlung ist den Lichteintrittsenden der Lichtwellenleiter ein Kollimator K vorgeschaltet. Dieser Kollimator ist in vorteilhafter Weise als Lichtmischstab ausgeführt. Dieser Lichtmischstab ist vorzugs weise als zylinderförmige Linse mit Gradientenindexprofil aus geführt. Um gleiche Laufzeiten zwischen dem elektrooptischen Wandler EOW und den einzelnen optoelektrischen Wandlern OEW 1 bis OEW 4 zu erhalten, sind die Lichtwellenleiter L 1 bis L 4 unter der Voraussetzung, daß sie jeweils gleiche Übertragungs eigenschaften aufweisen, jeweils gleichlang auszuführen.

Das gleiche gilt auch für das Ausführungsbeispiel der Fig. 5, bei dem die von einem elektrooptischen Wandler EOW abgegebene Strahlung über einen Lichtwellenleiter L auf einen Lichtwellen leiter-Sternkoppler SL und von dort über eine der Anzahl der Baugruppen entsprechenden Zahl weiterer Lichtwellenleiter L 11 bis L 101 auf die Eingänge optoelektrischer Wandler OEW 1 bis OEW 10 der Baugruppe B 1 bis B 10 gelangt. Der Sternkoppler SL erfüllt hier die Aufgabe des Kollimators nach dem Ausführungs beispiel der Fig. 4 und sorgt für eine gleichmäßige Aufteilung der eingekoppelten Strahlung auf die zu den optoelektrischen Wandlern führenden Lichtwellenleiter.

Die Ausführungsbeispiele der Fig. 4 und 5 haben neben dem Vorteil, daß die mit Takt- oder Synchronisiersignalen zu versorgenden Baugruppen nicht zwangsweise räumlich benachbart angeordnet sein müssen, den weiteren Vorteil gegenüber den Ausführungsformen der Fig. 1 bis 3, daß sie absolut unemp findlich gegen Fremdstrahlung ausführt werden können. Dies läßt sich in einfacher Weise durch entsprechende konstruktive Ausge staltung der optoelektrischen Wandler und der Lichtaustritts enden der Lichtwellenleiter sowie durch Abschirmung des Licht eintrittsendes des Lichtwellenleiters bzw. des Kollimators gegen Fremdstrahlung bewirken.

Claims

1. Verfahren zur Versorgung einer Mehrzahl von vorzugsweise räumlich benachbart angeordneten Baugruppen mit synchronen elektrischen Signalen eines zentralen Gebers, dadurch gekennzeichnet,
daß die elektrischen Signale des Gebers an zentraler Stelle in optische Signale umgesetzt werden,
daß diese optischen Signale aufgefächert und den einzelnen Baugruppen zugeführt werden
und daß die den Baugruppen zugeführten optischen Signale dort in elektrische Signale umgesetzt werden.

2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zentrale Geber auf einen elektrooptischen Wandler (EOW in Fig. 1) wirkt, dessen Strahlung über einen Kollimator (K) auf die Eingänge räumlich gegeneinander versetzter optoelektrischer Wandler (OEW 1 bis OEW 4) der Baugruppen (B 1 bis B 4) gelangt.

3. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zentrale Geber auf einen elektrooptischen Wandler (EOW in Fig. 3) wirkt, dessen Strahlung über einen Kollimator (K) auf in Ab strahlrichtung hintereinander angeordnete Strahlteiler (S 1 bis S 10) zum Auskoppeln von Strahlung auf die Eingänge optoelektri scher Wandler (OE 1 bis OE 10) der Baugruppen (B 1 bis B 10) ge langt, wobei die Strahlteiler ein abgestuftes Teilungsverhält nis aufweisen zur Auskopplung jeweils gleichhoher Strahlungs amplituden an die optoelektrischen Wandler der Baugruppen.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß die Strahlteiler (S 1 bis S 10) als Spiegel mit einem Teilungsverhältnis von 1: (n-x) ausgebildet sind, wobei n die Gesamtzahl der Spiegel und x die Position des be treffenden Spiegels im Strahlengang des elektrooptischen Wand lers ist.

5. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zentrale Geber auf einen elektrooptischen Wandler (EOW in Fig. 4) wirkt, dessen Strahlung über eine der Anzahl der Baugruppen (B 1 bis B 4) entsprechende Zahl von Lichtwellenleitern (L 1 bis L 4) auf die Eingänge optoelektrischer Wandler (OE 1 bis OE 4) der Bau gruppen gelangt.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn zeichnet, daß alle Lichtwellenleiter (L 1 bis L 4) gleiche Länge und gleiche Übertragungseigenschaften aufweisen.

7. Einrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß den Lichteintrittsenden der Lichtwellenleiter (L 1 bis L 4) ein Kollimator (K) vorgeschaltet ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn zeichnet, daß der Kollimator (K) als Lichtmischstab ausgeführt ist.

9. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn zeichnet, daß der Kollimator (K) als zylinderförmige Linse mit Gradientenindexprofil ausgeführt ist.

10. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zentrale Geber auf einen elektrooptischen Wandler (EOW in Fig. 5) wirkt, dessen Strahlung über einen Lichtwellenleiter (L) auf einen Lichtwellenleiter-Sternkoppler (SL) gelangt und von dort über eine der Anzahl der Baugruppen (B 1 bis B 10) entsprechende Zahl weiterer Lichtwellenleiter (L 11 bis L 101) auf die Eingänge optoelektrischer Wandler (OE 1 bis OE 10) der Baugruppen.

11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekenn zeichnet, daß die an die Ausgänge des Sternkopplers (SL) angeschlossenen Lichtwellenleiter (L 11 bis L 101) gleiche Länge und gleiche Übertragungseigenschaften aufweisen.

12. Einrichtung nach Anspruch 2, 3, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrooptische Wandler (EOW) als Leuchtdiode ausgebildet ist.

13. Einrichtung nach Anspruch 2, 3, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die optoelektrischen Wandler (OEW 1 bis OEW 11) der Baugruppen baugleich ausgeführt sind.