DE4035558C2 - Schaltungsanordnung zur Vermeidung von Störimpulsen auf Datenleitungen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

An Datenverarbeitungssysteme, im speziellen Vermittlungssysteme, werden hohe Anforderungen bezüglich ihrer Betriebsbereitschaft gestellt. Um eine ständige Betriebsbereitschaft des Datenverar­ beitungssystems zu gewährleisten, werden Baugruppeneinheiten, insbesondere Anschlußbaugruppen, oft doppelt in ein Datenverar­ beitungssystem eingebaut. Die jeweils doppelte Baugruppeneinheit wird im Stand-by-Betrieb funktionsbereit gehalten. Dies setzt je­ doch voraus, daß die jeweilige aktive Baugruppeneinheit über eine oder mehrere Datenleitungen Informationen über den Betriebszu­ stand der anderen Baugruppeneinheit erhält.

Die digitalen Daten können dabei entweder statisch oder in defi­ nierten Datenfolgen übertragen werden. Der "Aktiv"-Signalpegel der statisch übertragenen Digitaldaten kann dabei durch "LOW"- Potential oder "HIGH"-Potential definiert sein, wobei das "LOW"- Potential einem dem Massepotential entsprechenden Potential und das "HIGH"-Potential einem von einer Spannungsversorgungseinheit abgegebenen Ausgangspotential entsprechenden Potential entspricht.

Beim Austausch von Systemdaten von einer ersten zur zweiten Bau­ gruppeneinheit ist es von besonderer Bedeutung, daß durch einen definierten "Ruhe"-Signalpegel auf der(n) Datenleitung(en) ein störungsfreier Beginn des Datenaustausches softwaremäßig sowie schaltungstechnisch erreicht wird. So wird z. B. eine Spannungs­ pegeländerung auf der Datenleitung im ungefähren Zeitabstand eines Flankenwechsels eines Datenbits als systemspezifische In­ formation von der Pulsbewertungseinheit bewertet. Zur Vermeidung eines Stördatenbits oder von Stördatenfolgen oder Baustein-Über­ lastungen, wie sie bei offenen, potentialmäßig nicht fixierten Datenleitungen wegen z. B. einer nicht gesteckten oder abgeschal­ teten ersten Baugruppeneinheit (Sender-Baugruppe) entstehen, wird bei der eingangs genannten Schaltungsanordnung wegen der schalt­ kreistechnischen Systemeinpassung üblicherweise die die erste mit der zweiten Baugruppeneinheit verbindende Datenleitung über einen am Eingang der zweiten Baugruppeneinheit angeordneten Widerstand mit dem auf der zweiten steckbaren Baugruppeneinheit vorhandenen "HIGH"-Potential der Spannungsversorgungseinheit verbunden. Der scheinbar genügend gesicherte Datentransfer zwischen den beiden Baugruppeneinheiten weist jedoch störkritische Übergangsphasen beim Ein-/Ausstecken der ersten Baugruppeneinheit oder Ein-/Aus­ schalten der Spannungsversorgung der ersten Baugruppeneinheit auf. So kann z. B. ein Prellen der Kontaktzungen bei Steckverbin­ dungen eine mehrfache Spannungsunterbrechung für die auf der Baugruppeneinheit angeordneten Bauelemente nach sich ziehen. Eine Unterbrechung der Spannungsversorgung hat ebenso zur Folge, daß ein von der Spannungsüberwachungseinheit abgegebenes Rück­ setzsignal Programmroutinen im Mikroprozessor mehrfach startet und abbricht. Die durch die Programmroutinen ausgelösten "Daten­ folgen" werden ebenso wie beliebige Spannungspegeländerungen von der Pulsbewertungseinheit auf der zweiten Baugruppeneinheit als Systeminformation von der ersten Baugruppeneinheit interpretiert.

Aus U. Tietze, Ch. Schenk "Halbleiter-Schaltungstechnik", Springer-Verlag, 9. Auflage 1989, insbes. S 663, ist es bekannt, daß ein Mikroprozessor nach dem Einschalten der Betriebsspannung über ein LOW-Signal an seinem Reset-Eingang zurückgesetzt wird. Probleme, die beim Wechsel bzw. Spannungsanfall einer Baugruppe im Zusammenwirken mit einer anderen Baugruppe auftreten, sind hier nicht angesprochen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg zu zei­ gen, wie bei einer Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art bei störkritischen Übergangsphasen, z. B. beim Wechsel oder bei In­ betriebnahme einer korrespondierenden, steckbaren Baugruppenein­ heit, ein definierter "Ruhe"-Signalpegel auf der die beiden Bau­ gruppeneinheiten verbindenden Datenleitung(en) erreicht werden kann.

Die Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Eine zweckmäßige Ausgestaltung besteht darin, daß der Widerstand einen Widerstandswert von 100 Ω<R<500 Ω, bevorzugt von 250 Ω<R<300 Ω, hat.

Die Erfindung zeichnet sich durch die Vorteile aus, daß sich der Spannungspegel auf der die erste und zweite steckbare Baugruppen­ einheit verbindenden Datenleitung während einer Auswechslung (Ein-/Aussteck- bzw. Ein-/Ausschaltvorganges) der ersten steck­ baren Baugruppeneinheit entsprechend dem "Ruhe"-Signalpegel nicht ändert.

Ebenso unterbleiben Spannungspegeländerungen vor und während des Anliegens des Rücksetzsignals am Mikroprozessor und am Leitungs­ treiber auf der ersten steckbaren Baugruppeneinheit. So entste­ hen z. B. beim Stecken der ersten Baugruppeneinheit keine Kaska­ den von Störimpulsen in Folge von prellenden Kontaktzungen oder kein sich undefiniert einstellendes "HIGH"-Spannungspotential auf der Datenleitung. Insgesamt bleibt jeder mögliche Spannungspegel­ wechsel von "LOW"- nach "HIGH"-Signalpegel auf der die erste und zweite Baugruppeneinheit verbindenden Datenleitung vor Beginn der eigentlichen Programmroutine des Mikroprozessors unterdrückt. Eine vorteilhafte Weiterentwicklung der Erfindung liegt in der Kombination des durch die Spannungsüberwachungseinheit abgegebe­ nen Rücksetzsignals und des dadurch ausgelösten "Ruhe"-Signalpe­ gels am Ausgang des Mikroprozessors sowie des Leitungstreibers mit dem an der Datenleitung gegen Massepotential am Eingang der zweiten steckbaren Baugruppeneinheit angeordneten Widerstand. Durch die Anbindung des Widerstandes an das Massepotential bleibt in allen kritischen Übergangsphasen bis zum Ende des Rücksetzsi­ gnals und darüber hinaus bis zum Beginn der steuernden Programm­ routine des Mikroprozessors oder Datenübertragung der "Ruhe"- Signalpegel auf der Datenleitung unverändert zugeordnet. Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß es innerhalb der Schaltungsanordnung auf der zweiten Baugruppeneinheit keiner zusätzlichen programmgesteuerten Auswertelogik sowie keiner zu­ sätzlichen Hardware bedarf, um Störimpulse oder Stördatenfolgen zu extrahieren.

Weitere Besonderheiten der Erfindung werden aus der nachfolgen­ den Erläuterung eines in einer Zeichnung dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiels ersichtlich.

Das Ausführungsbeispiel zeigt schematisch in einem zum Verständ­ nis der Erfindung erforderlichen Umfang eine Schaltungsanordnung S, bestehend aus einer ersten und zweiten steckbaren Baugruppen­ einheit BG1, BG2 mit jeweils eigener Spannungsversorgungseinheit SP1, SP2. Die beiden Baugruppeneinheiten BG1, BG2 sind durch eine Datenleitung DL verbunden. Auf der ersten steckbaren Baugruppen­ einheit BG1 ist ein Mikroprozessor MP, ein Leitungstreiber LT und eine Spannungsüberwachungseinheit WD, sowie auf der zweiten steckbaren Baugruppeneinheit BG2 eine Pulsbewertungseinheit PB angeordnet.

Die Spannungsversorgungseinheit SP1 ist über Anschlüsse GA1, PA1 mit den korrespondierenden Anschlüssen GE1 und PE1 auf der Bau­ gruppeneinheit BG1 verbunden. Analog dazu sind bei der Spannungs­ versorgungseinheit SP2 die Anschlüsse GA2, PA2 mit den Anschlüs­ sen GE2 und PE2 auf der Baugruppeneinheit BG2 verbunden. Ein Lei­ tungsanschluß WDA der Spannungsüberwachungseinheit WD ist mit einem Anschlußpunkt R des Mikroprozessors MP und mit einem An­ schlußpunkt EN des Leitungstreibers LT verbunden. Ausgangsseitig ist der Mikroprozessor MP über den Anschlußpunkt MPA mit dem Ein­ gang LTE des Leitungstreibers LT verbunden. Der Leitungstreiber LT ist über einen Ausgang LTA mit einem Anschlußpunkt A der Bau­ gruppeneinheit BG1 verbunden. Auf der zweiten Baugruppeneinheit BG2 ist ein Anschlußpunkt P mit dem Eingang PBE der Pulsbewer­ tungseinheit PB verbunden. Die Datenleitung DL zwischen den bei­ den Baugruppeneinheiten BG1, BG2 verbindet den Anschlußpunkt A der Baugruppeneinheit BG1 mit dem Anschlußpunkt P der zweiten Baugruppeneinheit BG2. Der Anschlußpunkt PBE der Pulsbewertungs­ einheit PB ist über einen Widerstand R, dessen Widerstandswert vorzugsweise zwischen 250 Ω und 300 Ω liegt, mit dem Massepoten­ tial G auf der Baugruppeneinheit BG2 verbunden.

Die Spannungsüberwachungseinheit WD gibt in Folge eines Spannungs­ abfalls oder eines Spannungsanstiegs beim Ein-/Aussteckvorgang der ersten Baugruppeneinheit BG1 und/oder Ein-/Ausschaltevorgang der Spannungsversorgungseinheit SP1 ein Rücksetzsignal RE an den Mikroprozessor MP und an den Leitungstreiber LT ab. Das Rücksetz­ signal RE kann dabei durch einen Rechteckimpuls kürzerer oder längerer Dauer gebildet sein. Der Mikroprozessor MP wird dadurch zurückgesetzt und der Leitungstreiber LT in "Tristate"-Zustand geschaltet. Nach Beendigung des Rücksetzsignals RE steuert der Mikroprozessor MP vor Beginn seiner steuernden Programmroutine auf der Datenleitung DL den Leitungstreiber LT mit einem "Ruhe"- Signalpegel derart an, daß der Leitungstreiber LT ein einem Masse­ potential entsprechendes Potential an die Datenleitung DL anlegt. Der Spannungspegel auf der die erste und zweite Baugruppenein­ heit BG1, BG2 verbindenden Datenleitung DL wird dabei durch den "Ruhe"-Ausgangssignalpegel des Leitungstreibers LT und durch die Anbindung der Datenleitung DL über einen niederohmigen Wider­ stand R an das Massepotential G bestimmt.

Nach einer Wartezeit, während der alle undefinierten Übergangs­ vorgänge abgeklungen sind, gibt der Mikroprozessor programmge­ steuert seine "Nutzdaten" über die Datenleitung DL an die zweite Baugruppeneinheit BG2 ab.

Bei der Schaltungsanordnung S ergibt sich bei den verschiedenen Betriebszuständen (gesteckte/gezogene erste Baugruppeneinheit BG1 und/oder ein-/ausgeschaltete Spannungsversorgung SP1, SP2) für die steckbare Baugruppeneinheit BG2 stets ein definierter Spannungspegel auf der Datenleitung DL.

Einer der Betriebszustände ist z. B.: Die Baugruppeneinheit BG1 ist nicht gesteckt, die Spannungsver­ sorgungseinheit SP1 ist ausgeschaltet; die Baugruppeneinheit BG2 ist gesteckt und die Spannungsversorgungseinheit SP2 ist einge­ schaltet.

Durch das Stecken der Baugruppeneinheit BG1 besteht über den An­ schlußpunkt A der Baugruppeneinheit BG1 und P der Baugruppenein­ heit BG2 eine Verbindung des Ausgangs LTA des Leitungstreibers LT mit dem Eingang PBE der Pulsbewertungseinheit PB. Durch die Anbindung des Einangs PBE der Pulsbewertungseinheit PB über den Widerstand R an das Massepotential G der zweiten Baugruppenein­ heit BG2 ist der Spannungspegel am Eingang PBE der Pulsbewer­ tungseinheit PB gleich dem Massepotential G. Wird die Spannungs­ versorgung SP1 der ersten Baugruppeneinheit BG1 eingeschaltet, so erzeugt die Spannungsüberwachungseinheit WD ein Rücksetzsignal RE. Durch das von der Spannungsüberwachungseinheit WD abgegebene Rücksetzsignal RE wird der Mikroprozessor MP zurückgesetzt, wo­ durch ein "Ruhe"-Signalpegel am Eingang des Leitungstreibers LT anliegt.

Der "Ruhe"-Signalpegel am Eingang des Leitungstreibers LT schal­ tet den Leitungstreiber LT in den "Tristate"-Zustand.

Das Leitungspotential ("Ruhe"-Signalpegel) der an den Leitungs­ teiber LT angeschlossenen Datenleitung DL wird über den an Masse­ potential G gelegten Widerstand R auf der zweiten Baugruppenein­ heit BG2 bestimmt.

Nach Ende des Rücksetzsignals RE hat der Spannungspegel der Span­ nungsversorgungseinheit WD einen für die ordnungsgemäße Funktion der ersten Baugruppeneinheit BG1, stabilen Wert erreicht. Der Mikroprozessor MP erzeugt sicherheitshalber bis zum Beginn seiner die Datenübertragung auf der Datenleitung DL steuernden Programmroutine an seinem Ausgang MPA weiter den "Ruhe"-Signal­ pegel den der Leitungstreiber LT jetzt aktiv auf die Datenleitung DL weitergibt.

Durch das Anliegen des "Ruhe"-Signalpegels am Ausgang MPA des Mikroprozessors MP und am Ausgang LTA des Leitungstreibers LT wird das Leitungspotential (Massepotential G) auf der Datenlei­ tung DL bestimmt.

Claims (2)

1. Schaltungsanordnung (S) zur Vermeidung von Störimpulsen, bestehend aus einer ersten und zwei­ ten steckbaren Baugruppeneinheit (BG1, BG2) mit jeweils eigener Spannungsversorgungseinheit (SP1, SP2) und mindestens einer die beiden Baugruppeneinheiten (BG1, BG2) verbindenden Datenleitung (DL), wobei auf der ersten steckbaren Baugruppeneinheit (BG1) ein Mikroprozessor (MP), ein Leitungstreiber (LT) und eine Span­ nungsüberwachungseinheit (WD) sowie auf der zweiten steckbaren Baugruppeneinheit (BG2) eine Pulsbewertungseinheit (PB) derart angeordnet sind, daß der durch die Spannungsüberwachungseinheit überwachte Mikroprozessor (MP) ausgangsseitig über die an den ebenfalls spannungsüberwachten Leitungstreiber (LT) angeschlossene Datenleitung (DL) mit einem Eingang der Pulsbewertungseinheit (PB) verbunden ist und daß die Spannungsüberwachungseinheit (WD) in Folge einer Spannungsänderung bei einem Einsteckvorgang und/oder Einschaltevorgang der ersten Baugruppeneinheit ein Rücksetzsignal erzeugt, gekennzeichnet durch die Merkmalskombination, daß mit dem Rücksetzsignal der Mikroprozessor (MP) und den Leitungstreiber (LT) angesteuert sind, wodurch der Mikroprozessor (MP) zurückgesetzt und der Leitungstreiber (LT) in einen "Tristate"-Zustand geschaltet wird, wobei der Mikroprozessor (MP) mit dem Ende des Rücksetzsignals (RE) vor Beginn der die Datenübertragung auf der Datenleitung (DL) steuernden Programmroutine den Leitungstreiber (LT) derart ansteuert, daß der Leitungstreiber (LT) ein dem Massepotential (G) entsprechendes Potential an die Datenleitung (DL) anlegt und daß die Datenleitung (DL) am Eingang der zweiten steckbaren Baugruppeneinheit (BG2) mit dem Massepotential (G) der auf der zweiten steckbaren Baugruppeneinheit (BG2) vorhandenen Spannungsversorgungseinheit (SP2) über einen Widerstand R verbunden ist.

2. Schaltungsanordnung nach Patentanspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand R einen Wert von 100 Ω<R<500 Ω, bevorzugt von 250 Ω<R<300 Ω hat.