DE68914065T2

DE68914065T2 - Kommunikationsbussystem, Station zur Verwendung in einem derartigen System, und Gatterverbindungselement zur Verwendung in einem derartigen System und Gerät mit einem derartigen Gatterverbindungselement.

Info

Publication number: DE68914065T2
Application number: DE68914065T
Authority: DE
Inventors: Hendrik Marie Hubertus Goeertz
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1988-08-30
Filing date: 1989-08-28
Publication date: 1994-09-29
Anticipated expiration: 2009-08-29
Also published as: FI894008A0; ATE103441T1; DE68914065D1; ES2051988T3; FI96995B; EP0357136A1; KR900003756A; FI894008A; JPH02113695A; US5046065A; NL8802132A; EP0357136B1; FI96995C; KR0142086B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kommunikationsbussystem mit einem ersten Bus und einem zweiten Bus, die durch ein erstes Gatterverbindungselement miteinander Verbunden sind, wobei das Kommunikationssystem eine an den ersten Bus angeschlossene Sendestation und eine an den ersten oder den zweiten Bus angeschlossene Empfangsstation umfaßt, wobei die Sendestation einen Rahmengenerator aufweist, zur Erzeugung eines Datenübertragungsrahmens mit mindestens einer Adresse und einem Datenelement und, wenn es sich um ein langes Rahmenformat handelt, einer ersten festen Adreßlänge, die ausschließlich auf demselben Bus aktiv ist, an den auch die Sendestation angeschlossen ist, und die die Möglichkeit bietet, entweder die Empfangsstation als Bestimmungsadresse anzugeben, wenn die Empfangsstation an denselben Bus wie die Sendestation angeschlossen ist, oder das erste Gatterverbindungselement als Zieladresse zu bezeichnen, wenn der Empfänger an den zweiten Bus angeschlossen ist, wobei das lange Rahmenformat im letzteren Fall auch der Bestimmungsadresse der Empfangsstation Platz bietet und wobei das erste Gatterverbindungselement Austauschmittel umfaßt, die dann den Inhalt des Bestimmungsadreßfeldes in das Zieladreßfeld umsetzen, wodurch die Empfangsstation bei Übermittlung des betreffenden Rahmens über den zweiten Bus direkt adressiert werden kann. Derartige Systeme werden zum Beispiel im Privatbereich für die Übermittlung von Steuersignalen eingesetzt, wobei die Anordnung derart getroffen ist daß sowohl die Kosten des Systems als auch die Betriebskosten niedrig gehalten werden. Infolge der Organisation auf der Grundlage von Datenübertragungsrahmen kann eine Vielzahl von Stationen abwechselnd miteinander kommunizieren; im Grunde kann mit jedem neuen Rahmen eine neue Kombination aus Sende- und Empfangsstation hergestellt werden. Die Sendestation kann zum Beispiel ein steuernder Mikrocomputer sein. Bei der Empfangsstation kann es sich um ein Gerät der Unterhaltungselektronik, ein Haushaltsgerät (Uhr, Mikrowellenofen, Waschmaschine) einen Sensor (Temperatur, Sicherheit), einen Schalter (Lichtschalter, Türschalter oder Regelventil) oder eine Station für externe Kommunikation (Modem, Telefonbeantworter) handeln. Das Adreßfeld eines derartigen lokalen Kommunikationsbussystems umfaßt eine feste Anzahl von Bitpositionen, zum Beispiel 8, so daß maximal 256 Objekte bezeichnet werden können. In besonderen Fällen reicht diese Zahl jedoch nicht aus. Dann könnte ein Bestimmungsadreßfeld größerer Länge definiert werden. Infolge der Rahmenorganisation auf der Grundlage von Bytes würde die Adreßlänge in diesem Fall jedoch sofort doppelt so lang werden, d.h. der Rahmen würde 8 Bits länger. Bei einem Rahmen, der viele Bytes enthält, wäre dies nur ein relativ geringer Nachteil. Bei den vorstehend genannten Schaltern und anderen genannten Stationen strebt man jedoch normalerweise eine möglichst geringe Rahmenlänge an, so daß eine Erweiterung um 8 Bits doch ein relativ großer Nachteil wäre, da dies den Platzbedarf stark vergrößern würde. Ein weiterer Nachteil der Erweiterung der Bestimmungsadresse liegt darin, daß dann alle Stationen mit einem komplizierten Adreßdecoder ausgestattet sein müßten.
Ein System gemäß dem Oberbegriff ist aus EP-A-0 060 535 bekannt. Diese Veröffentlichung richtet sich auf das Problem, die verschiedenen Busse des Bussystems von der Notwendigkeit zu befreien, auf Übermittlungen zwischen Stationen, die an einen anderen Bus angeschlossen sind, warten zu müssen. Dies wird dadurch erreicht, daß man zwischen den Bussen getrennt adressierbare Gatterverbindungselemente zwischenschaltet. Solange sie nicht adressiert werden, bleiben die Verbindungselemente geschlossen. Die bekannte Lösung sieht jedoch keine erweiterbare Adreßlänge vor, was jedoch für die örtliche Adressierung einfacher Stationen und komplexerer Stationen und für die Adressierung einer beliebigen Station über eines oder mehrere der Gatterverbindungselemente, im letzteren Fall auch mit langen Datenfeldern, nützlich wäre.
Die Erfindung hat unter anderem die Aufgabe, die Adressiermöglichkeiten eines im einleitenden Absatz erwähnten Bussystems dahingehend zu verbessern, daß es möglich wird, mit einer festen Adreßfeldlänge eine bereits innerhalb des Adreßfeldes vergebene Adresse nochmals zu benutzen, ohne daß dadurch eine mißverständliche Adressierung entsteht, so daß eine unbeabsichtigte Adressierung ausgeschlossen ist, andererseits jedoch die Möglichkeit der Definition einer (sehr) geringen Rahmenlänge unter bestimmten Umständen beibehalten wird. Nach einem ersten Aspekt der Erfindung ist diese nun dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmengenerator den Rahmen so generieren kann, daß er einen Rahmenlängenindikators enthält, wobei ein erster Inhalt des Rahmenlängenindikator das lange Rahmenformat mit einer bestimmbaren Datenelementlänge und ein zweiter Inhalt des Rahmenlängenindikators ein kurzes Rahmenformat mit einer zweiten festen Adreßlänge und einer festen Datenelementlänge angibt, die jeweils ausschließlich auf demselben Bus aktiv sind, an den auch die Sendestation angeschlossen ist.
Jetzt können kurze Datenübertragungsrahmen bei einem Bus gleicher Art verwendet werden, wobei in einem Gatterverbindungselement nur wenig Intelligenz vorgesehen werden muß. Wenn man davon ausgeht, daß die Bestimmungsstation ein Videorecorder ist, dann kann die Station sowohl an den ersten Bus, der nur durch die Bestimmungsadresse adressiert wird, als auch an den zweiten Bus, der durch die Kombination aus Zieladresse und Bestimmungsadresse adressiert wird, angeschlossen werden. Alternativ ist es möglich, zwei Videorecorder mit gleichen Adressen zu benutzen, die jeweils an den ersten bzw. den zweiten Bus angeschlossen sind. Diese Adressen werden oft durch die innere Hardware der Empfangsstationen bestimmt, so daß Veränderungen dieser Hardware nicht erforderlich sind. Auch Sendestationen, die eine Empfangsstation über denselben Bus adressieren, brauchen nicht verändert zu werden. Zum Beispiel kann ein Fernsehempfänger einen ihm zugeordneten Videorecorder in unveränderter Weise adressieren. Nur wenn eine Sendestation eine Empfangsstation über einen anderen Bus über Gatterverbindungselement adressieren soll, muß der betreffende Datenübertragungsrahmen sowohl die Zieladresse als auch die Bestimmungsadresse enthalten. Derartige Sendestationen sind jedoch üblicherweise software- programmierbar, wie dies zum Beispiel bei Heimcomputern oder Steuereinrichtungen für die Licht- und Raumklimasteuerung der Fall ist; die Einrichtung der Zieladresse ist in einem derartigen Fall einfach.

WEITERE ASPEKTE DER ERFINDUNG

Die Anzahl der Busse kann größer sein, wobei ein oder mehrere Gatterverbindungselemente zwischen jeweils zwei miteinander verbundenen Bussen vorgesehen sind. In einem solchen Fall sind verschiedene Adreß-Austauschstrategien möglich. Von Vorteil ist es, wenn das Bestimmungsadreßfeld als erstes Feld Teil einer Reihe verschiedener Felder mit vorbestimmten Längen ist, wobei die Reihe zwischen diesem ersten Feld und einem letzten Feld liegt und die Austauschmittel Rotationsmittel umfassen, die den Inhalt der übrigen Felder der Reihe jeweils in Verbindung mit der Austauschoperation um eine Position in Richtung des ersten Feldes bewegen, so daß das erste Feld die dann aktuelle Bestimmungsadresse enthält, und ferner Mittel zum Versetzen des Inhalts des empfangenen Zieladreßfeldes in dieses letzte Feld umfaßt. Aufgrund dieser Rotation ist an der Bestimmungsstation eindeutig feststellbar, welchen Weg der Datenübertragungsrahmen genommen hat. Es ist dann auch einfach, ein Bestätigungssignal über denselben Weg zurückzusenden. Die Sendestation schreibt dann ihre eigene Adresse in das letzte Feld. Dabei braucht es sich nicht unbedingt um das physisch letzte Feld der Reihe zu handeln. Auch die ursprüngliche Adresse kann in diese Rotation aufgenommen werden.
Spezielle Bestimmungsadressen können einer speziellen Art von Stationen, wie Videorecordern, Thermostaten oder Bewegungsmeldern von Einbruchsicherungen, dauerhaft zugeordnet werden. Vorzugsweise sind mehrere Adreßinhalte für Gatterverbindungselemente reserviert, so daß für jeden Bus mit einer Zieladresse jeweils verschiedene Adreßinhalte angegeben werden können. Dadurch wird eine flexible Konfiguration möglich. Zum Beispiel kann an jeden Bus ein Videorecorder angeschlossen werden, der durch dieselbe Bestimmungsadresse und den jeweiligen Inhalt des Zieladreßfeldes adressiert werden kann. Desgleichen ist es möglich, zwei oder mehr Videorecorder dieser Art per Bus zu verbinden, so daß es für den Inhalt der Bestimmungsadresse zwei (oder mehr) Möglichkeiten gibt.
Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Sendestation und ein Gatterverbindungselement zur Verwendung in einem erfindungsgemäßen Kommunikationsbussystem. Außerdem bezieht sich die Erfindung auf eine Anordnung mit einem Gatterverbindungselement der vorstehend beschriebenen Art sowie mindestens zwei externen Anschlüssen für ebensoviele Busse und einer zwischen einer Benutzerfunktion in dieser Anordnung und mindestens einem der letztgenannten Busse zwischengeschalteten inneren Station. Dies vereinfacht den Aufbau eines derartigen Kommunikationssystems für den Benutzer, da die Gatterverbindungselemente jetzt nicht mehr sichtbar sind und folglich die tatsächlichen Verbindungsbefehle einfacher geworden sind.
Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Sendestation zur Verwendung in einem Kommunikationssystem der vorstehend beschriebenen Art, die an einen Bus angeschlossen werden kann und einen Rahmengenerator aufweist, zur Erzeugung eines Datenübertragungsrahmens mit mindestens einer Adresse und einem Datenelement und, wenn es sich um ein langes Rahmenformat handelt, einer ersten festen Adreßlänge, die ausschließlich auf demselben Bus aktiv ist, an den auch die Sendestation angeschlossen ist, und die die Möglichkeit bietet, entweder eine Empfangsstation als Bestimmungsadresse anzugeben, wenn die Empfangsstation an denselben Bus wie die Sendestation angeschlossen ist, oder ein erstes Gatterverbindungselement als Zieladresse anzugeben, wenn der Empfänger an einen zweiten Bus angeschlossen ist, wobei das lange Rahmenformat im letzteren Fall auch der Bestimmungsadresse der Empfangsstation Platz bietet, um in dem ersten Gatterverbindungselement die den Inhalt des Bestimmungsadreßfeldes gegen den Inhalt des Zieladreßfelds auszutauschen, wodurch die Empfangsstation bei Übermittlung des betreffenden Rahmens über den zweiten Bus direkt adressiert werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmengenerator den Rahmen mit einem Rahmenlängenindikator generieren kann, wobei ein erster Inhalt des Rahmenlängenindikators das lange Rahmenformat mit einer bestimmbaren Datenelementlänge und ein zweiter Inhalt des Rahmenlängenindikators ein kurzes Rahmenformat mit einer zweiten festen Adreßlänge und einer festen Datenelementlänge angibt, die jeweils ausschließlich auf demselben Bus aktiv sind, an den auch die Sendestation angeschlossen ist, und daß das Zieladreßfeld sich in einer Rahmenposition vor allen Bestimmungsadreßfeldern befindet, wenn die zu aktivierende Empfangsstation mit einem anderen Bus als die Sendestation verbunden ist.
Die Erfindung bezieht sich ferner auf ein Gatterverbindungselement zur Verwendung in einem Kommunikationssystem der vorstehend beschriebenen Art, wobei das Gatterverbindungselement Austauschmittel umfaßt, mittels derer der Inhalt des Bestimmungsadreßfeldes in das Zieladreßfeld versetzt werden kann, so daß bei Übermittlung des vorstehend bezeichneten Rahmens über den zweiten Bus die Empfangsstation direkt adressiert werden kann, und wobei das Gatterverbindungselement einen örtlichen Speicher zum Speichern des Inhalts aller genannten Felder in der Reihenfolge ihres Eingangs und Lese-Steuermittel umfaßt, mittels derer der Inhalt des Bestimmungsadreßfeldes bei Eingang zu einem Zeitpunkt ausgelesen wird, der einer Empfangsposition des Zieladreßfeldes innerhalb des Rahmens entspricht, wobei das Gatterverbindungselement ferner Ansprechmittel aufweist, die auf einen in dem empfangenen Rahmen enthaltenen Rahmenlängenindikator ansprechen, wobei ein erster Inhalt des Rahmenlängenindikators das lange Format angibt, wodurch Erkennungsmittel aktiviert werden, die die Adresse des Gatterverbindungselementes erkennen und, wenn sie erkannt wird, den Empfang eines den örtlichen Speicher steuernden Rahmenlängen-Anzeigeelements ermöglichen, und wobei ein zweiter Inhalt des Rahmenlängenindikators ein kurzes Rahmenformat angibt, das diese Erkennungsmittel für die Erkennung deaktiviert.
Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Anordnung mit einem Gatterverbindungselement zur Verwendung in einem Kommunikationssystem der vorstehend beschriebenen Art, wobei das Gatterverbindungselement Austauschmittel umfaßt, mittels derer der Inhalt des Bestimmungsadreßfeldes in das Zieladreßfeld versetzt werden kann, so daß bei Übermittlung des vorstehend bezeichneten Rahmens über den zweiten Bus die Empfangsstation direkt adressiert werden kann, und wobei das Gatterverbindungselement einen örtlichen Speicher zum Speichern des Inhalts aller genannten Felder in der Reihenfolge ihres Eingangs und Lese-Steuermittel umfaßt, mittels derer der Inhalt des Bestimmungsadreßfeldes bei Eingang zu einem Zeitpunkt ausgelesen wird, der einer Empfangsposition des Zieladreßfeldes innerhalb des Rahmens entspricht, wobei das Gatterverbindungselement ferner Ansprechmittel aufweist, die auf einen in dem empfangenen Rahmen enthaltenen Rahmenlängenindikator ansprechen, wobei ein erster Inhalt des Rahmenlängenindikators das lange Format anzeigt, wodurch Erkennungsmittel aktiviert werden, die die Adresse des Gatterverbindungselementes erkennen und, wenn sie erkannt wird, den Empfang eines den örtlichen Speicher steuernden Rahmenlängen-Anzeigeelements ermöglichen, und wobei ein zweiter Inhalt des Rahmenlängenindikators ein kurzes Rahmenformat angibt, das diese Erkennungsmittel für die Erkennung deaktiviert, und mit mindestens zwei externen Anschlüsse für ebenso viele Busse sowie einer zwischen einer Benutzerfunktion in dieser Anordnung und mindestens einem der letztgenannten Busse zwischengeschalteten inneren Station.
Dies vereinfacht den Aufbau eines derartigen Kommunikationssystems für den Benutzer, da die Gatterverbindungselemente jetzt nicht mehr sichtbar sind und folglich die tatsächlichen Verbindungsbefehle einfacher geworden sind.
Weitere vorteilhafte Aspekte sind in den Unteransprüchen dargelegt.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
Figur 1 ein Diagramm eines Kommunikationsbussystems;
Figur 2 ein kurzes Rahmenformat;
Figur 3 ein langes Rahmenformat;
Figur 4 ein Blockdiagramm einer Anordnung mit einem Gatterverbindungselement; und
Tabelle 1 eine Leitwegoperation.

BESCHREIBUNG EINER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

In Figur 1 ist ein Blockdiagramm eines erfindungsgemäßen Kommunikationssystems dargestellt. Es umfaßt 3 Busse 20, 47, 56. Die seriellen Busse (1 Bit breit) können nach unterschiedlichen Technologien wie der Koaxial- und optischen Technologie oder als verdrilltes Leitungspaar ausgelegt sein. Vorhanden sind zwei Gatterverbindungselemente 22, 50 und vier weitere Stationen 46, 48, 52 und 54. Bei einer Adreßlänge von 8 Bits kann die Anzahl der Stationen pro Bus zwischen 0,1 ... bis maximal 256 variieren, einschließlich der mit diesem Bus gekoppelten Gatterverbindungselemente. Für eine sinnvolle Kommunikation sind normalerweise mindestens zwei Stationen ohne Gatterverbindungselement an jeden Bus angeschlossen. Das Netzwerk kann unterschiedlich aufgebaut sein. Breitere Busse, mehr Busse, mehr Stationen, mehr Gatterverbindungselemente. Zwischen einem Buspaar kann eine Vielzahl von Gatterverbindungselementen gekoppelt sein. Auch die Gatterverbindungselemente selbst können zu einer matrixartigen Struktur miteinander gekoppelt sein. Die Busse können jeweils in unterschiedlichen Technologien ausgebildet sein, wobei in diesem Fall die Gatterverbindungselemente entsprechende Umwandlungsmechanismen, zum Beispiel zwischen Koaxialkabel, verdrilltem Kabelpaar, Infrarotverbindung oder Glasfaserverbindung, aufweisen müssen. Die Busse können auch nach unterschiedlichen Protokollen organisiert sein, wobei sich diese Unterschiede auf unterschiedlichen Ebenen, zum Beispiel der Ebene der physikalischen Werte (Spannung, Zeit), des Bitformats (NRZ, NRZ-1 und vielen anderen), des Wortformats und auf höheren Ebenen zeigen können. In diesem Fall müssen die Gatterverbindungselemente einen Protokoll-Umsetzer umfassen. Der Einfachheit halber bleiben diese Umsetzungen hier außer Betracht. Alle Stationen arbeiten in diesem Beispiel bidirektional. Zum Beispiel umfaßt die Station 46 ein Sendegerät 36, ein Empfängergerät 34 und ein Datenverarbeitungsgerät 38. Die Station 48 besitzt ein Sendegerät 24, ein Empfangsgerät 44 und ein Datenverarbeitungsgerät 40. Das Gatterverbindungselement 22 umfaßt Sendegeräte 26, 30, Empfangsgeräte 24, 32 und ein Datenverarbeitungsgerät 28. In der Praxis ist jede Verbindung zum Bus eine Zweiwegverbindung. Grundsätzlich kann eine sehr einfach aufgebaute Station auch nur als Empfangsstation arbeiten und nicht einmal ein Bestätigungssignal zurücksenden. Grundsätzlich können die Stationen sehr einfach oder auch komplizierter sein. Die Breite des Bus-Datenpfades kann auch größer sein, zum Beispiel 8 Bits betragen.

BESCHREIBUNG VERSCHIEDENER RAHMENFORMAT-BEISPIELE

Figur 2 zeigt ein Beispiel eines kurzen Rahmenformats. Dieses kann zum Beispiel für die Steuerung einer einfachen Station, zum Beispiel eines Schalters, verwendet werden. Die Rahmen zählt 16 Bits. Die Bits b0 ... b7 bilden eine Prioritätsgruppe. Der Wert der Bits b2, b3, b4 ist (011): Dieser Wert bezeichnet das Rahmenformat. Die übrigen Bits b0, b1, b5, b6, b7 bestimmen die Prioritätsebene des entsprechenden Rahmens. Grundsätzlich kann die Priorität nach der Art der Kommunikation, der Identität der Sendestation und der Identität der Empfangsstation festgelegt werden. Wenn zwei oder mehr Sendestationen gleichzeitig mit einer Sendeoperation beginnen wollen, wird mittels bekannter Zuteilungsverfahren eine Station ausgewählt, so daß die Station mit dem Rahmen niedriger Prioritätsstufe die Doppelbelegung erkennt und sich zurückzieht. Dies tritt zum Beispiel dann ein, wenn der Bus eine fest verdrahtete UND-Funktion ausbildet: Jede logische -0- überdeckt in diesem Fall gleichzeitig auftretende logisch -1-Signale. Die Bedeutung der übrigen Bits kann auf die Identität der Sendestation oder die Art der zu übersendenden Mitteilung bezogen sein. Die Bits a0...a5 bilden ein Bestimmungsadreßfeld. Infolgedessen können maximal 64 einfache, an denselben Bus angeschlossene Stationen adressiert werden. Wenn die Zuteilung mittels der Prioritätsgruppe nicht eindeutig ist, kann die Zuteilung über die Bestimmungsadreßbits erfolgen. Die Bits c0, c1 definieren einen einfachen Befehl, der in zweckmäßiger und möglicherweise für die betreffende Empfangsstation kennzeichnender Art gebildet sein kann. Bei einem Schalter kann er zum Beispiel bedeuten: Schalter ein, Schalter aus, umschalten, Schalterposition feststellen. Grundsätzlich ist es möglich, daß zwei Sendestationen genau denselben Befehl gleichzeitig einer Empfangsstation zuführen. Dagegen bestehen keine Bedenken.
Figur 3 zeigt ein Beispiel eines langen Rahmenformats. Es besteht aus einer Folge von 8-Bit-Bytes, die jeweils durch eine Buchstabenkombination bezeichnet sind. Das Byte PR beinhaltet den Prioritätscode, wobei die Bits b2 bis b4 natürlich einen anderen Wert als < 011> haben. Das Byte SA beinhaltet die Absenderadresse oder die Ausgangsadresse. Diese kann von der Empfangsstation als Bestimmungsadresse DA für die Rücksendung eines Bestätigungssignals verwendet werden. Diese Bestimmungsadresse reicht für jeden Bus aus, um unzweideutig eine Empfangsstation zu bezeichnen. Die Bestimmungsadresse einer bestimmten physischen Station ist immer gleich dem Bus (20, 47, 56), an den die betreffende Station tatsächlich angeschlossen ist. Das Byte CC beinhaltet einen Verifikationscode. An den Bitpositionen b0 ...b2 in Figur 2 gibt dieses Byte die Anzahl der Leitwegadreßpositionen an. Die übrigen Bitpositionen des Bytes CC sind hier nicht von Bedeutung. Das Byte BC beinhaltet den Rahmenlängencode, der eine Länge zwischen 1 ... 256 bezeichnen kann. Die Leitwegadressen sind in den Bytes (RA1 ... RA7) enthalten, sofern diese vorhanden sind. Die Menge dieser Adressen wird durch das Byte CC angegeben. Wenn der Code in CC also -0- ist, ist keine einzige Leitwegadresse vorhanden. Maximal können in diesem Fall 7 Leitwegadressen vorhanden sein. Die erste Leitwegadresse wird in die Position des Zieladreßfelds DA im ersten Gatterverbindungselement eingesetzt, die der betreffende Rahmen erreicht. Während dieser Operation werden die Inhalte der Felder SA, DA, RA1, RA2 ... RA7 wie folgt verschoben: DA, RA1, RA2 ... RA7, SA.
Nachdem das zweite Gatterverbindungselement erreicht ist, wird die Folge wiederum um eine Position verschoben: RA1, RA2 ... RA7, SA, DA.
Schließlich ist nach höchstens 7 Gatterverbindungselementen die gewünschte Empfangsstation erreicht. Wird die Empfangsstation schon früher erreicht, werden die nicht benötigten Leitwegadressen übersprungen. In diesem Fall zeigt das entsprechende Gatterverbindungselement zum Beispiel: RA5, SA, DA, RA1 ... RA4. Jetzt steht die Zieladresse für die Adresse, die den Transport über den aktuellen Bus bestimmt, die Bestimmungsadresse für die Adresse, die den Transport über den nächsten Bus bestimmt.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung bleibt die Ausgangsadreßfolge fest stehen; die Reihe der Leitwegadressen besteht zunächst aus der Zieladresse DA, gefolgt von den "realen" Leitwegadressen, soweit diese von Bedeutung sind. Für den ersten Bustransport wird die Adresse DA in das Zieladreßfeld kopiert, für den zweiten Bustransport die Adresse RA1, für den dritten Bustransport die Adresse RA2 usw., bis die gewünschte Empfangsstation erreicht ist. Die jeweils zu kopierende Adresse wird durch Bits im Byte CC angegeben. Die übrigen Bytes des Rahmens werden nur zum Zwecke der Erläuterung erwähnt: Das Byte HD liefert zum Beispiel einen Nachrichtenvorsatz, zum Beispiel eine laufende Nummer oder einen Code, der anzeigt, daß jetzt die eigentliche Mitteilung beginnt. Das Byte SFA beinhaltet eine Quellenfunktionsadresse, die die Funktion der Quelle mittels einer Adresse für den lokalen Speicher (in der bestimmten Empfangsstation) angibt. Das Byte DFA erfüllt die gleiche Aufgabe für die Funktion der letzten Empfangsstation. Das Byte CD bezeichnet eine Dateneinheit oder einen Befehl, das Byte TC einen Endcode. Damit können verschiedene CD-Bytes einander folgen. Danach kann ein neuer Nachrichtenvorsatz erscheinen. Das Rahmenende wird durch den Inhalt des Bytes BC angezeigt. Durch Herunterzählen weiß die Empfangsstation, wann dieses Ende auftritt.

AUSFÜHRUNGSBEISPIEL EINER ANORDNUNG MIT EINEM GATTERVERBINDUNGSELEMENT

Figur 4 zeigt ein Blockdiagramm einer Anordnung mit einem Gatterverbindungselement. Der Block 100 umfaßt eine Sende-Empfangsanordnung, die an einen durch den Anschluß 80 symbolisierten Einleiter-Bus anzuschließen ist. Mit diesem Anschluß 80 gekoppelt sind ein Empfangsverstärker 82, der Signale einem Signalvergleicher 86 zuführt, sowie ein Schieberegister 90. Ein Reihenausgang des Schieberegisters 90 ist mit dem Sendeverstärker 84 und auch mit dem Vergleicher 86 verbunden. Der Sendeverstärker ist auch an den Bus angeschlossen. In Empfangsposition wird das Schieberegister 90 seriell geladen. In Sendeposition wird das Schieberegister 90 der Reihe nach ausgelesen. Wenn der Vergleicher 86 im letzteren Fall eine Abweichung feststellt, bedeutet dies, daß das übermittelte Signal bei einem Zuteilungsverfahren verliert und die betreffende Station, in diesem Fall das Gatterverbindungselement, das Senden einzustellen hat. Dies wird einer lokalen Steuerung 102 signalisiert: Das Senden wird beendet und möglicherweise zu einem später zu bestimmenden Zeitpunkt wieder aufgenommen. Diese Mechanismen sind an sich bekannt und werden der Einfachheit halber hier nicht weiter erörtert. Das Element 88 ist ein Detektor. Dieser kann zunächst Bits erkennen, die einen kurzen Rahmen anzeigen; werden diese Bits empfangen, wird das Gatterverbindungselement deaktiviert. Die Bits des Prioritätsbytes werden dann nur für die Regelung der Zuteilung zwischen Sendestationen, die senden wollen, verwendet. Falls kein kurzer Rahmen vorliegt, wird das Byte PR vom Datenregister 94 im Daten-RAM 96 gespeichert. In besonderen Fällen erzeugt das Gatterverbindungselement, wenn der Rahmen transportiert wird, sein eigenes individuelles Prioritätsbyte und deaktiviert das empfangene Prioritätsbyte, das damit überlagert wird. Nach dem Byte PR wird das Byte SA empfangen. Dieses wird über den Bus 92 dem Datenregister 94 zugeführt. Dann wird das Byte DA, die Zieladresse, empfangen. Dieses Byte wird im Vergleicher 86 mit der entsprechenden Adresse des Gatterverbindungselementes verglichen. Wird Übereinstimmung festgestellt, ergeht über die Leitung 104 ein o.k.-Signal an den örtlichen Mikroprozessor 106, der mittels des Adreßzählers 108 die aufeinanderfolgenden Bytes in den jeweiligen Positionen des Daten-RAM 96 speichert. Während dieser Operation haben die Bytes CC und BC, wie bereits erwähnt, ganz bestimmte Funktionen: Das Byte BC lädt einen Abwärtszähler und zeigt bei Erreichen des Zählstandes "0" an, daß der Rahmen vollständig empfangen wurde. Der Zähler ist an den Bus 92 angeschlossen, was der Einfachheit halber nicht dargestellt ist. Das Byte CC enthält die Anzeige der Anzahl der Leitwegadressen. Diese werden in das Register 110 (drei Bits) geladen. Anschließend werden die übrigen Bytes des Rahmens gespeichert.
In gleicher Weise ist eine zweite Sende/Empfangsanordnung 98 vorgesehen, die der Anordnung 100 entspricht und daher nur angedeutet ist. Der Busanschluß ist mit 112 bezeichnet. Bei dem Mikroprozessor 106 kann es sich um einen herkömmlichen, jedoch in besonderer Weise programmierten Baustein handeln. Wenn im Speicher 96 Adressen von 0 ... 255 vorhanden sind und die Anzahl der Leitwegadressen zwischen 0 ... 7 liegt, lesen sich die Adressen nach der Umsetzung wie in Tabelle 1 dargestellt. Die erste Zeile zeigt die Reihenfolge, in der die Bytes geschrieben werden. Die zweite Zeile zeigt die Reihenfolge, in der sie bei nur einer Leitwegadresse, der letzten Bestimmungsadresse, ausgelesen werden. In diesem Fall wird RA1(5) an Position 2 und DA (Zieladresse) an Position 1, die Quellenadresse SA(1) an Position 5 gelesen. Bei zwei Leitwegadressen wird SA an Position 7 gelesen usw., bis Position 11 bei 7 Leitwegadressen. Die Adressen werden von der Steuerung 108 des an das Register 110 angeschlossenen Mikroprozessors 106 geliefert.
In dem in Rede stehenden Fall besitzt der Mikroprozessor 106 nicht mehr als einen Bus 92 für Daten und Adressen. In vielen Fällen sind jedoch zwei getrennte Busse vorhanden. Zur Vereinfachung soll dies hier jedoch nicht weiter erörtert werden: In einem derartigen Fall werden im allgemeinen mehr als 8 Adreßbits vorhanden sein. Der Speicher 96 kann dann zum Beispiel zwei Rahmen aufnehmen, die (mehr oder weniger) gleichzeitig an den Anschlüssen 80, 112 eingehen. Danach kann der Speicher 96 weitere Benutzerdaten aufnehmen, wenn zum Beispiel das entsprechende Gatterverbindungselement Teil einer Steuerung ist, die zu gegebenen Zeiten voreingestellte Steuerungsdatenrahmen an die jeweiligen Stationen übermittelt. Hierzu kann das örtliche Gerät auch ein Eingabe-/Ausgabegerät 114, zum Beispiel eine Tastatur und einen Bildschirm, umfassen. In diesem Fall ist die Funktion der Station weitgehend mit der des Gatterverbindungselements zusammengefaßt. Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung umfaßt die Benutzerfunktion eine einzelne, mit einem der beiden Bus-Anschlüsse verbundene Sende-Empfangsanordnung (100, 98). Verschiedene andere mögliche Anordnungen wurden der Vereinfachung halber nicht gesondert dargestellt:
- Die Umwandlung der Signale an den Anschlüssen 80, 112 (I.R./verdrilltes Kabelpaar/Koaxialkabel),
- desgleichen die Protokollumwandlung,
- die gesonderte Datenverarbeitung in der Benutzerfunktion,
- der detaillierte Aufbau des Mikroprozessors des Gatterverbindungselements.

Claims

1. Kommunikationsbussystem mit einem ersten Bus (20) und einem zweiten Bus (47, 56), die durch ein erstes Gatterverbindungselement (22, 50) miteinander verbunden sind, wobei das Kommunikationssystem eine an den ersten Bus angeschlossene Sendestation (46, 52) und eine an den ersten oder den zweiten Bus angeschlossene Empfangsstation (48, 54) umfaßt, wobei die Sendestation einen Rahmengenerator aufweist, zur Erzeugung eines Datenübertragungsrahmens mit mindestens einer Adresse und einem Datenelement und, wenn es sich um ein langes Rahmenformat handelt, einer ersten festen Adreßlänge, die ausschließlich auf demselben Bus aktiv ist, an den auch die Sendestation angeschlossen ist, und die die Möglichkeit bietet, entweder die Empfangsstation als Bestimmungsadresse anzugeben, wenn die Empfangsstation an denselben Bus wie die Sendestation angeschlossen ist, oder das erste Gatterverbindungselement als Zieladresse zu bezeichnen, wenn der Empfänger an den zweiten Bus angeschlossen ist, wobei das lange Rahmenformat im letzteren Fall auch der Bestimmungsadresse der Empfangsstation Platz bietet und wobei das erste Gatterverbindungselement Austauschmittel umfaßt, die dann den Inhalt des Bestimmungsadreßfeldes in das Zieladreßfeld umsetzen, wodurch die Empfangsstation bei Übermittlung des betreffenden Rahmens über den zweiten Bus direkt adressiert werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmengenerator den Rahmen so generieren kann, daß er einen Rahmenlängenindikator (b2, b3, b4) enthält, wobei ein erster Inhalt des Rahmenlängenindikators das lange Rahmenformat mit einer bestimmbaren Datenelementlänge und ein zweiter Inhalt des Rähmenlängenindikators ein kurzes Rahmenformat mit einer zweiten festen Adreßlänge und einer festen Datenelementlänge angibt, die jeweils ausschließlich auf demselben Bus aktiv sind, an den auch die Sendestation angeschlossen ist.

2. Kommunikationssystem nach Anspruch 1, wobei das erste Gatterverbindungselement als Sendestation für ein zweites Gatterverbindungselement dient, das mit dem zweiten Bus verbunden ist, um an diesem als Empfangsstation zu dienen, und das zusammen mit einer zweiten Empfangsstation mit einem dritten Bus verbunden ist.

3. Kommunikationssystem nach Anspruch 2 mit einer Reihe untereinander verbundener Busse, wobei zwischen jedem Paar gekoppelter Busse entsprechende Gatterverbindungselemente zwischengeschaltet sind.

4. Kommunikationssystem nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei zwei Empfangsstationen, die identische Bestimmungsadressen haben, mit verschiedenen Bussen des Systems verbunden sind und von einer bestimmten Sendestation mittels identischer Bestimmungsadressen und unterschiedlicher Zieladressen adressiert werden können.

5. Kommunikationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Bestimmungsadreßfeld als erstes Feld Teil einer zwischen diesem ersten Feld und einem letzten Feld befindlichen Reihe verschiedener Felder gleicher Länge ist und die Transportmittel Rotationsmittel umfassen, die den Inhalt der übrigen Felder der Reihe jeweils in Verbindung mit der Austauschoperation um eine Position in Richtung des ersten Feldes verschieben, so daß das erste Feld jeweils die dann gültige Bestimmungsadresse enthält, und ferner Mittel für den Austausch des Inhalts des empfangenen Zieladreßfeldes gegen das letzte Feld umfassen.

6. Kommunikationssystem nach Anspruch 5, wobei die Sendestation ferner einen Absenderadreßgenerator umfaßt, mittels dessen das letzte Feld jeweils mit einer Absenderadresse aufgefüllt wird, so daß der Rahmen in diesem letzten Feld immer den jeweils gültigen Absender für jenen Bus anzeigt.

7. Kommunikationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Empfangsstation zu einer Klasse von Stationen gehört und der Inhalt der von der Sendestation gebildeten Bestimmungsadresse dieser Klasse dauerhaft zugeordnet ist.

8. Kommunikationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei von einer Vielzahl von mit einem beliebigen Bus verbundenen Gatterverbindungselementen jedes einzelne durch den Inhalt des Zieladreßfeldes bestimmt werden kann.

9. Kommunikationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei alle Busse einen Datenpfad mit einer Breite von 1 Bit umfassen.

10. Kommunikationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die erste feste Datenelementlänge geringer ist als ein unterer Grenzwert der zweiten spezifizierbaren Datenelementlänge.

11. Kommunikationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das kurze Rahmenformat eine Länge aufweist, die geringer ist als ein zweiter unterer Grenzwert der Länge des langen Rahmenformats.

12. Sendestation (52) zur Verwendung in einem Kommunikationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, die an einen ersten Bus angeschlossen werden kann und einen Rahmengenerator aufweist, zur Erzeugung eines Datenübertragungsrahmens mit mindestens einer Adresse und einem Datenelement und, wenn es sich um ein langes Rahmenformat handelt, einer ersten festen Adreßlänge, die ausschließlich auf demselben Bus aktiv ist, an den auch die Sendestation angeschlossen ist, und die die Möglichkeit bietet, entweder eine Empfangsstation als Bestimmungsadresse anzugeben, wenn die Empfangsstation an denselben Bus wie die Sendestation angeschlossen ist, oder ein erstes Gatterverbindungselement als Zieladresse anzugeben, wenn der Empfänger an einen zweiten Bus angeschlossen ist, wobei das lange Rahmenformat im letzteren Fall auch der Bestimmungsadresse der Empfangsstation Platz bietet, um in dem ersten Gatterverbindungselement den Inhalt des Bestimmungsadreßfeldes gegen den Inhalt des Zieladreßfeldes auszutauschen, wodurch die Empfangsstation bei Übermittlung des betreffenden Rahmens über den zweiten Bus direkt adressiert werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmengenerator den Rahmen so generieren kann, daß er einen Rahmenlängenindikator (b2, b3, b4) enthält, wobei ein erster Inhalt des Rahmenlängenindikators das lange Rahmenformat mit einer bestimmbaren Datenelementlänge und ein zweiter Inhalt des Rahmenlängenindikators ein kurzes Rahmenformat mit einer zweiten festen Adreßlänge und einer festen Datenelementlänge angibt, die jeweils ausschließlich auf demselben Bus aktiv sind, an den auch die Sendestation angeschlossen ist, und daß das Zieladreßfeld sich in einer Rahmenposition vor allen Bestimmungsadreßfeldern befindet, wenn die zu aktivierende Empfangsstation mit einem anderen Bus als die Sendestation verbunden ist.

13. Gatterverbindungselement zur Verwendung in einem Kommunikationssystem nach den Ansprüchen 1 bis 11, wobei das Gatterverbindungselement Austauschmittel umfaßt, mittels derer der Inhalt des Bestimmungsadreßfeldes in das Zieladreßfeld versetzt werden kann, so daß bei Übermittlung des vorstehend bezeichneten Rahmens über den zweiten Bus die Empfangsstation direkt adressiert werden kann, und wobei das Gatterverbindungselement einen örtlichen Speicher zum Speichern des Inhalts aller genannten Felder in der Reihenfolge ihres Eingangs sowie Lese-Steuermittel umfaßt, mittels derer der Inhalt des Bestimmungsadreßfeldes bei Eingang zu einem Zeitpunkt ausgelesen wird, der einer Empfangsposition des Zieladreßfeldes innerhalb des Rahmens entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß das Gatterverbindungselement ferner Ansprechmittel aufweist, die auf einen in einem empfangenen Rahmen enthaltenen Rahmenlängenindikator (b2, b3, b4) ansprechen, wobei ein erster Inhalt des Rahmenlängenindikators das lange Format angibt, wodurch Erkennungsmittel aktiviert werden, die die Adresse des Gatterverbindungselementes erkennen und, wenn sie erkannt wird, den Empfang eines den örtlichen Speicher steuernden Rahmenlängen- Anzeigeelements ermöglichen, und wobei ein zweiter Inhalt des Rahmenlängenindikators ein kurzes Rahmenformat angibt, das diese Erkennungsmittel für die Erkennung deaktiviert.

14. Anordnung mit einem Gatterverbindungselement zur Verwendung in einem Kommunikationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das Gatterverbindungselement Austauschmittel umfaßt, mittels derer der Inhalt des Bestimmungsadreßfeldes in das Zieladreßfeld versetzt werden kann, so daß bei Übermittlung des vorstehend bezeichneten Rahmens über den zweiten Bus die Empfangsstation direkt adressiert werden kann, und wobei das Gatterverbindungselement einen örtlichen Speicher zum Speichern des Inhalts aller genannten Felder in der Reihenfolge ihres Eingangs sowie Lese-Steuermittel umfaßt, mittels derer der Inhalt des Bestimmungsadreßfeldes bei Eingang zu einem Zeitpunkt ausgelesen wird, der einer Empfangsposition des Zieladreßfeldes innerhalb des Rahmens entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß das Gatterverbindungselement Ansprechmittel aufweist, die auf einen in dem empfangenen Rahmen enthaltenen Rahmenlängenindikator (b2, b4, b6) ansprechen, wobei ein erster Inhalt des Rahmenlängenindikators das lange Format anzeigt, wodurch Erkennungsmittel aktiviert werden, die die Adresse des Gatterverbindungselementes erkennen und, wenn sie erkannt wird, den Empfang eines den örtlichen Speicher steuernden Rahmenlängen- Anzeigeelements ermöglichen, und wobei ein zweiter Inhalt des Rahmenlängenindikators ein kurzes Rahmenformat angibt, das diese Erkennungsmittel für die Erkennung deaktiviert, und daß mindestens zwei externe Anschlüsse für ebenso viele Busse sowie eine zwischen einer Benutzerfunktion in dieser Anordnung und mindestens einem der letztgenannten Busse zwischengeschaltete innere Station vorgesehen sind.