DE68916496T2 - Örtliches Kommunikationsbussystem mit einer Anzahl miteinander verbundener Einrichtungen, einem Steuerbus und einer Anzahl von Signalverbindungen, sowie einer Einrichtung und einem Schaltkasten zur Verwendung in einem derartigen System. - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft ein örtliches Kommunikationsbussystem, das einen seriellen Steuerbus umfaßt, der an eine Vielzahl von Einrichtungen angeschlossen ist, die außerdem paarweise durch entsprechende Signalverbindungen miteinander verbunden sind und mindestens ein Schaltkastenmittel mit mehreren Anschlüssen enthalten, wobei dieses System einen Signalpfad zwischen einer Ausgangs- oder Quellenstation und einer Zielstation schaffen kann. Ein Einkanal-Steuerbus ist in EP 257 684 beschrieben. Dieses Dokument läßt nur eine direkte Verbindung der Einrichtungen untereinander zu und benötigt hierfür eine relativ umfangreiche zentrale Intelligenz. Das Dokument gestattet keine Verbindung der Einrichtungen untereinander über Zwischenstationen wie z.B. Schaltkasten. Ein derartiger Kommunikationsbus eignet sich besonders für die Übertragung von Steuersignalen zwischen versch Geräten der Unterhaltungselektronik, Haushaltsgeräten und Einrichtungen zum Erzeugen verschiedener Wartungs- und Bedienungs-Steuersignale in einer häuslichen Umgebung. Seriell bedeutet in diesem Zusammenhang, daß die übertragenen Informationen von höchstens zwei Leitersignalen verkörpert werden, wobei jeder weitere Leiter ausschließlich zur Steuerung und/oder Synchronisierung der Übertragung verwendet wird. Zusätzlich zum Steuerbus sind die verschiedenen Einrichtungen paarweise durch Signalverbindungen miteinander verbunden. In diesem Dokument bedeutet paarweise, daß entweder exakt zwei Einrichtungen miteinander verbunden sind oder daß eine bestimmte Einrichtung als Signalquelle arbeitet, während die anderen ausschließlich die Funktion einer Signalzielstation haben. Ein Beispiel wäre ein Audioverstärker, der selektiv jede von zwei (oder mehr) Lautsprecherboxen speisen kann. Die Signale können analog oder digital sein und sich auf Audio- oder Videoinformationen oder sonstiges beziehen. Bestimmte Einrichtungen müssen, auch wenn sie an den Steuerbus angeschlossen sind, nicht mit einer derartigen Signalverbindung verbunden werden, weil sie nur geringe oder überhaupt keine Signalverarbeitungseinrichtungen haben, beispielsweise Schalter, Sensoren usw. Bei diesen Einrichtungen würde der Steuerbus einen Datenweg mit ausreichendem Transportvermögen zur Verfügung stellen. Besondere Eigenschaften eines derartigen Systems sind der geringe Grad an Datenverarbeitungseinrichtungen vieler der verbundenen Geräte sowie die häufigen Konfigurationsänderungen, die dadurch auftreten, daß viele Geräte tragbar sind und an verschiedenen Anschlußstellen des Steuerbusses ein- und ausgesteckt werden. Unter typischen Bedingungen könnte ein derartiger Steuerbus in alle Zimmer eines Hauses oder einer Wohnung verlegt werden und in jedem angeschlossenen Zimmer eine oder mehrere Wandsteckdosen haben. Natürlich würden auch einfachere Konfigurationen genügen. Die Geräte haben oft nur eine einzelne Signalverbindung; jedoch haben die Schaltkastenmittel mindestens zwei derartige Signalverbindungen, wobei typische Werte vier bis sechs sind.
KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
• Die vorliegende Erfindung hat unter anderem die Aufgabe, eine einfache und fehlerfreie Herstellung eines Signalpfads zwischen einer Ausgangseinrichtung und einer Zieleinrichtung zu ermöglichen, ohne daß entweder eine zentrale Steuereinrichtung oder die Speicherung aller vorhandenen und gültigen paarweisen Signalverbindungen in jeder entsprechenden Einrichtung erforderlich sind, wobei aber nur die Speicherung einer örtlichen Verbindungstabelle in jeder Einrichtung ermöglicht wird. Nach einem der Aspekte der Erfindung schafft diese hierfür ein örtliches Kommunikationsbussystem, das einen seriellen Steuerbus umfaßt, der an eine Vielzahl von Einrichtungen angeschlossen ist, die außerdem paarweise über Stecker durch entsprechende Signalverbindungen miteinander verbunden sind und mindestens ein Mehrfachstecker-Schaltkastenmittel enthalten, wobei dieses System zur Herstellung und Vorgabe eines Signalpfads zwischen einer Ausgangs- und einer Zieleinrichtung folgendes umfaßt:
• - in jeder Einrichtung Verbindungstabellenmittel, die abfragbar Informationen über jede andere mit dieser Einrichtung paarweise verbundene Einrichtung und das Steckerpaar zur Verbindung der anderen Einrichtung speichern;
• - in der Ausgangseinrichtung ein erstes Nachrichtengenerierungsmittel zum Generieren eines Nachrichtensteuerbefehls Verbinden im Steuerbus, wenn die Ausgangs- und die Zieleinrichtung nicht paarweise miteinander verbunden sind, der an das erste paarweise mit der Ausgangseinrichtung verbundene Schaltkastenmittel adressiert wird und die Zieleinrichtung vorgibt, und im Zusammenhang damit eines Nachrichtensteuerbefehls Auswählen an die Zieleinrichtung, um dieser die Herstellung der Verbindung zu signalisieren und vorzugeben;
• - im ersten adressierten Schaltkastenmittel Abfragemittel zur Abfrage seines Verbindungstabellenmittels, um den mit der Zieieinrichtung verbundenen Stecker (falls vorhanden) zu identifizieren, und wenn dies erfolglos ist, Steuermittel zum Steuern des ersten Schaltkastenmittels als zweite Ausgangseinrichtung zum Erzeugen eines weiteren Steuerbefehls Verbinden an ein damit verbundenes zweites Schaltkastenmittel, bis nach einer ersten Folge derartiger Steuerbefehle Verbinden die Zieleinrichtung erreicht wird; hiermit wird der Pfad als zweite Folge solcher paarweisen Verbindungen zwischen zusammengehörigen Steckerpaaren von der Ausgangseinrichtung bis zur Zieleinrichtung gekennzeichnet, wodurch die Zieleinrichtung durch das Steuersignal Auswählen eingeschaltet wird, um die vorgesehene Signalübertragung zu bewirken, wobei das System Einschaltmittel zur Aktivierung des Verbindungstabellenmittels im Initialisierungszustand umfaßt.
• In dieser Hinsicht ist die Ausgangseinrichtung die Quelle der Steuernachricht; auf der Signalübertragungsebene kann sie entweder als Signalquelle oder als Signalzielort funktionieren. Nun verfügt jede Einrichtung über eine Verbindungstabelle, die nur eine Liste aller örtlichen Stecker, ob explizit oder implizit, den Namen oder eine sonstige Angabe der damit verbundenen Einrichtung und den zur Herstellung der Verbindung verwendeten Stecker dieser Einrichtung speichern muß. Der Stecker kann eine physisch getrennte Verbindung zu einem einzelnen Signalpfad sein, an dem die damit miteinander verbundenen Einrichtungen beteiligt sind, wobei je nach Fall das Umschalten mittels physischer Verbindungs- und Trennvorgänge erfolgt. Alternativ kann das Schaltkastenmittel seine Stecker durch Frequenzwahl miteinander verbinden, wobei der Signalfrequenzbereich eines ersten Steckers bestimmt, welcher der anderen frequenzabhängigen Stecker damit verbunden wird. Daher findet am ersten Stecker ein Frequenz-Multiplexen statt. Jeder Schaltkasten kann jederzeit zwei oder mehr seiner Stecker oder mehrere Paare seiner Stecker miteinander verbinden.
• Ist nun das erste Schaltkastenmittel nicht paarweise mit der vorgesehenen Zieleinrichtung verbunden, funktioniert es über den Steuerbus als zweite Ausgangseinrichtung und sucht jedes weitere paarweise damit verbundene Schaltkastenmittel; diese Funktion kann in einer Baumstruktur ausgeführt werden. Im allgemeinen endet die Suche nach dem Zugriff auf nur einige wenige Schaltkastenmittel in Folge.
• In der obigen Beschreibung gibt der Steuerbefehl Verbinden an, welche Einrichtung als Zieleinrichtung (für die Steuerung) dienen soll; der Steuerbefehl Auswählen gibt an, was die Zieleinrichtung tun soll. Bei einem Videorekorder kann dieses Signal beispielsweise vorgeben, ob der Rekorder ein Video aufnehmen oder abspielen soll, und bei einem Monitor, ob das Signalformat YUV oder RGB ist, wovon der Betrieb des Monitors abhängt.
WEITERE ASPEKTE DER ERFINDUNG
• Die Erfindung betrifft außerdem eine Einrichtung zur Verwendung in einem derartigen System, die eventueli mehrere miteinander verbundene Untereinrichtungen, unter anderem mindestens einen Schaltkasten als Schnittstelle zu anderen Einrichtungen, hat.
• Außerdem betrifft die Erfindung einen Schaltkasten, der als Einrichtung oder Untereinrichtung funktioniert.
• Weitere vorteilhafte Aspekte der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
• Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
• Figur 1 ein Blockdiagramm eines Grundsystems zur Verwendung mit der Erfindung;
• Figur 2 ein detaillierteres Blockdiagramm dieses Systems;
• Figur 3 ein Nachrichtenformat;
• Figur 4 ein Blockdiagramm eines Schaltkastens.
BESCHREIBUNG EINER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
• Figur 1 ist ein Blockdiagramm eines Grundsystems zur Verwendung mit der Erfindung. Das System umfaßt drei Einrichtungen 20, 22, 24, von denen die Einrichtung 22 ein Schaltkasten ist. Die Verbindungen 26, 28 sind Signalverbindungen mit hohem Durchsatz, beispielsweise für digitale oder analoge Videosignale. Die Verbindung 30 ist ein serieller Steuerbus für Nachrichtensteuersignale mit relativ niedrigem Durchsatz.
• Figur 2 ist ein detaillierteres Blockdiagramm einer Ausführungsform der Erfindung. Das System ist typischerweise auf Video ausgerichtet. Natürlich sind auch auf Audio, Audio/Video usw. ausgerichtete Systeme möglich. Es sind zehn Geräte vorhanden: ein Satellitentuner 40, Videorekorder 42, 44, CD-Videoabspielgeräte 46, 58, Videomonitoren 54, 56, ein Fernsehgerät 52 und Schaltkasten 48, 50. Der Videorekorder 42 hat als Untereinrichtungen ein Kassettendeck -DECK-, einen Videotuner TUN, ein Steuerelement CTR und einen örtlichen Schaltkasten SB. Das Fernsehgerät 52 hat als Untereinrichtungen einen Monitor MON, einen Bild-im-Bild- Generator PIP, einen Videoverstärker AMP, ein Steuerelement CTR und einen örtlichen Schaltkasten SB. Alle Einrichtungen haben ein Steuerelement CTR. Alle Stecker der Einrichtungen und/oder Untereinrichtungen zu den Signalverbindungen sind numeriert. Diese Nummern beziehen sich auf eine örtlich gültige Steckerfolge. Alle Steuereinrichtungen sind an den Einpfad-Steuerbus 60 angeschlossen. Dieser kann ein Koaxkabel, eine verdrillte Doppelleitung oder ein optischer Bus sein. Die Steuereinrichtungen steuern verschiedene Betriebszustände der Einrichtung und, falls zutreffend, ihrer Untereinrichtungen. In der gezeigten Ausführungsform sind die verschiedenen Signalverbindungen alle voneinander getrennt. Andere Lösungen sind möglich; so können beispielsweise die Verbindungen 3 und 5 des Schaltkastens 50 in Frequenzmultiplex in Bezug auf eine Ausgangssignalverbindung arbeiten, deren Frequenzbereich bestimmt, auf welchem der Monitore 56, 58 das Abspielen erfolgen soll. Hierzu kann das Schaltkastenmittel einen selektiv einschaltbaren Frequenzwandler umfassen, oder die Signalquelle kann bereits diese Umwandlung vornehmen.
• Figur 3 zeigt ein Nachrichtenformat im Steuerbus. Die Bitform ist im eingangs genannten Dokument beschrieben. Die Zeit ist als Kurve 140 aufgetragen, auf der die Bits eine zusammenhängende Folge bilden. Dem Startbit 142 folgt eine Modusangabe 144 (1-3 Bits), die die vorgesehene Bitzellenfrequenz angibt. Die Angabe 146 enthält eine 12-Bit-Ursprungsadresse plus einem Paritätsbit P. Die Angabe 148 enthält eine 12-Bit-Empfangsadresse plus einem Paritätsbit P und einem Quittierungsbit A, das vom vorgesehenen Zielort auf dem Steuerbus zu generieren ist, der nicht unbedingt die Zielstation des herzustellenden Signalpfads sein muß, sondern auch irgendeine Zwischenstation auf diesem Pfad sein kann. Die Angabe 150 ist ein 4-Bit- Steuersignal plus Paritätsbit P und einem Quittierungssignal A. Die Angaben 152, 154 beziehen sich auf die Datenbytes einschließlich eines Datenendesignals, eines Paritätsbits und eines Quittierungsbits. Die Steuerangabe 150 bezieht sich auf den Betrieb des Einkanal-Busses und der damit verbundenen Steuereinrichtungen CTR. Die Datenbytes 152, 154 auf dieser Ebene wirken als Daten, die gerade übertragen werden. Auf der nächsten Ebene können sie als Daten, Adresse oder Steuerangaben für die verschiedenen örtlichen (Unter-)Einrichtungen wirken.
BESCHREIBUNG DER SIGNALE UND FUNKTION IN EINER TYPISCHEN AUSFÜHRUNGSFORM
• Nachstehend werden verschiedene Signale für Steuerfunktionen sowie ein Beispiel für den Betrieb in einer typischen Ausführungsform beschrieben. Bei einem Stecker in einer Untereinrichtung ist bekannt, an weiche andere Untereinrichtung und an welchen Stecker an dieser Untereinrichtung er angeschlossen ist. Bei internen Verbindungen zwischen einer Schaltkasten-Untereinrichtung und einer Signalausgangs- oder Signalziel-Untereinrichtung in derselben Einrichtung ist dies schon vorher bekannt (z.B. vom Gerätehersteller einprogrammiert); bei externen Verbindungen (Signalverbindungskabel) wird dies vom Anwender während der Initialisierung angegeben. Bei Systemen geringer Komplexität werden die erforderlichen Informationen nach dem sogenannten Default-Prinzip (Standardeinstellung), das allgemein in Personal Computern usw. verwendet wird, bescheschaft.
• Darüber hinaus kenne jede Schaltkasten-Untereinrichtung ihre aktuellen internen Verbindungen. Dies bedeutet, daß jeder ihrer Stecker die Kennung jedes anderen Steckers (Null oder darüber), mit dem er derzeit intern verbunden ist, kennt. Alle nachstehend beschriebenen Steuerbefehle werden in dem unter Bezugnahme auf Figur 3 erläuterten Nachrichtenformat formatiert.
• Zum Aufbau einer Signalverbindung werden die Busbefehle Verbinden und Auswählen verwendet. Verbinden ist ein Befehl für Schaltkasten(Unter-)Einrichtungen. Er definiert eine Signalverbindung zwischen einem Stecker dieser Schaltkasten-(Unter-)Einrichtung und einer anderen (Unter-)Einrichtung, die als Ausgang oder Ziel eines Signalflusses dient. Diese letztere (Unter-)Einrichtung kann mit der Schaltkasten-(Unter-)Einrichtung direkt oder über einen oder mehrere zwischengeschaltete Schaltkasten verbunden sein. Der Befehl Auswählen wird an die Signalausgangs- und Signalziel-(Unter-)Einrichtungen gesandt; er teilt einer Signalausgangs-(Unter-)Einrichtung mit, daß sie ein Signal liefern soll, oder einer Signalziel-(Unter-)Einrichtung, daß sie ein Signal empfangen wird; außerdem sind weitere nähere Angaben enthalten.
• Zum Abbau einer Signalverbindung werden die Befehle Trennen, Deaktivieren Untereinrichtung und Deaktivieren Stecker verwendet. Trennen ist ein Befehl für Schaltkasten-(Unter-)Einrichtungen. Dieser Befehl hat die gleichen Operandenkategorien wie der Befehl Verbinden: er wird zum Abbau eines mit dem Befehl Verbinden aufgebauten Signalpfads verwendet.
• Deaktivieren Untereinrichtung ist ein Befehl für Signalziel- und Signalausgangs-(Unter-)Einrichtungen. Er soll der (Unter-)Einrichtung mitteilen, daß sie kein weiteres Signal erhält bzw. daß sie keine Signale mehr erzeugen muß.
• Deaktivieren Stecker ist ein Befehl für Schaltkasten-(unter-) Einrichtungen. Er soll dem Schaltkasten mitteilen, daß der Signalpfad über den bestimmten Stecker nicht mehr benötigt wird.
• Darüber hinaus wird eine Reihe von Anforderungen zur Überprüfung einer aktuellen Signalverbindung verwendet; diese werden ebenfalls über den Steuerbus übertragen.
• Die Anforderung "Verbunden?" dient zum Überprüfen, ob der letzte Befehl Verbinden erfolgreich war. Sie ist eine Anforderung von Schaltkasten-(Unter-) Einrichtungen.
• Die Anforderung "Verbunden mit Untereinrichtungen?" ist eine Anforderung von Signalausgangs- und Signalziel-(Unter-)Einrichtungen. Damit wird überprüft, ob eine solche (Unter-)Einrichtung derzeit aktiv ist, und wenn ja, mit welcher anderen (Unter-)Einrichtung und mit welchem Stecker dieser Untereinrichtung sie derzeit eine Signalverbindung unterhält.
• Die Anforderung "Verbunden mit Schaltkasten?" ist eine Anforderung von Schaltkasten-(Unter-)Einrichtungen. Damit wird überprüft, mit welchen anderen (Unter)-Einrichtungen und Steckern dieser (Unter-) Einrichtungen ein bestimmter Stecker dieses Schaltkastens derzeit Signalverbindungen unterhält.
• Mit den beiden letzten Anforderungen ("Verbunden mit Untereinrichtung?" und "Verbunden mit Schaltkasten?") erhält man die direkt verbundenen Untereinrichtungen und Stecker (falls vorhanden). Die betreffende Verbindung kann innerhalb der Einrichtung bestehen, sofern der Schaltkasten und die verbundene Untereinrichtung beide Untereinrichtungen derselben Einrichtung sind; im anderen Fall ist sie ein Signalkabel vom Schaltkasten zu einem Stecker in einer anderen Einrichtung.
• Nachstehend werden drei Beispiele für die Verwendung der oben beschriebenen Befehle angegeben:
• Beispielsweise wird angenommen, daß die CDV-Einrichtung 46 in Figur 2 auf (TV, PIP) (52) abspielen will und daher eine Signalverbindung zu (TV, PIP) herstellen muß.
• Hierzu können folgende Steuerbusbefehle und Anforderungen verwendet werden; die Busnachrichten adressieren die Einrichtungen und Untereinrichtungen mit ihrem Namen; der Absender der Nachricht muß nicht unbedingt wissen, wo sich die Zieleinrichtung der Nachricht physisch befindet.
• CDV (46):
• - CDV sendet an den Schaltkasten 50 den Befehl "Stecker 2 mit (TV, PIP) verbinden".
• - CDV sendet an den Schaltkasten 50 die Anforderung "Stecker 2 mit (TV, PIP) verbunden?".
• - CDV wiederholt diese Frage in Abständen so lange, bis eine Antwort "Verbunden" oder "Nicht verbunden" eingeht.
• Schaltkasten 50:
• - Erhält den Befehl "Bus verbinden" von CDV und gibt daher einen weiteren Befehl "Bus verbinden" an den Schaltkasten 48 auf die gleiche Weise aus, wie CDV 46 dies vorher an den Schaltkasten 50 getan hat. Die Parameter für den Befehl Verbinden sind Stecker 4 (des Schaltkastens 48) und (TV, PIP). Keine andere Einrichtung erhält diesen Befehl, da im Schaltkasten 50 keine TV-PIP-Untereinrichtung als direkt mit dem Schaltkasten 50 verbunden bekannt ist und auch keine andere Schaltkasten- Untereinrichtung außer dem Schaltkasten 48 direkt mit dem Schaltkasten 50 verbunden ist. In komplizierteren Fällen kann es sich jedoch als notwendig erweisen, eine baumartige Suche mittels der Busbefehle/-anforderungen über die verbundenen Schaltkasten-(Unter-)Einrichtungen durchzuführen. Es ist zu beachten, daß es keine Einschränkung priori hinsichtlich des Verbindungsmusters der Schaltkasten gibt. In Verbindung mit dem obigen Befehl Verbinden gibt der Schaltkasten 50 an den Schaltkasten 48 die Anforderung "Verbunden?" mit denselben Parametern (Stecker 4, TV, PIP) aus. Diese Anforderung wird ebenfalls so lange wiederholt, bis die Antwort "Verbunden" oder "Nicht verbunden" eingeht. Lautet die eingehende Antwort "Verbunden", stellt der Schaltkasten 50 intern eine Verbindung zwischen seinen Steckern 2 (verbunden mit CDV 46) und 1 (verbunden mit Schaltkasten 48) her. Die Antwort auf die vom CDV 48 ausgegebene Anforderung "Verbunden?" lautet nun "Verbunden". Lautet die im Schaltkasten 50 eingehende Antwort "Nicht verbunden", stellt der Schaltkasten 50 keine neue Verbindung zwischen seinen Steckern her. Falls zutreffend, bleibt jede bestehende Verbindung aktiv. Die Antwort des Schaltkastens 50 auf die von der CDV-Einrichtung 46 ausgegebene Anforderung "Verbunden?" lautet nun "Nicht verbunden".
• Schaltkasten 48:
• Der Schaltkasten erhält den Befehl Verbinden und die Anforderung "Verbunden?" vom Schaltkasten 50. Zunächst weiß er nicht, mit welchen der anderen Schaltkasten (SB) in den Einrichtungen VCRI (42), VCR2 (44) und TV (52) die Untereinrichtung TV-PIP tatsächlich verbunden ist. Daher fragt er nacheinander alle drei Schaltkasten ab. Für den Schaltkasten der TV-Einrichtung 52 lauten die Befehlsparameter (Stecker 1, TV, PIP). Für den Schaltkasten der Einrichtung VCR1 (42) lauten die Parameter (Stecker 3, TV, PIP). Der letzte Befehl kann offensichtlich nicht erfolgreich sein, und nach Eingang der folgenden Antwort "Nicht verbunden" geht der Schaltkasten 48, falls zutreffend, dazu über, einen anderen Schaltkasten abzufragen. Im Fall des Schaltkastens TV, SB lautet die Antwort "Verbunden", und der Schaltkasten 48 stellt daraufhin eine Verbindung zwischen seinen Steckern 4 (mit Schaltkasten 50 verbunden) und 5 (mit Schaltkasten SB in Einrichtung 52 verbunden) her. Die Reaktion auf die Antwort "Nicht verbunden" ist bereits weiter oben beschrieben.
• Schaltkasten in Einrichtung TV 52:
• Dieser erhält den Befehl Verbinden vom Schaltkasten 48, und daher:
• - gibt er den Befehl Auswählen an PIP im Fernsehgerät aus;
• - stellt er eine interne Verbindung zwischen Stecker 1 und 3 her;
• - antwortet (TV, SB) auf eine Anforderung "Verbunden?" vom Schaltkasten mit "Verbunden".
• PIP im Fernsehgerät:
• - erhält den Befehl Auswählen von (TV, SB) und beginnt, das an der nun aktivierten Signalverbindung eingegangene Signal anzuzeigen.
• Nun wird die Vorgehensweise für die Änderung einer Verbindung beschrieben. Dies kann bedeuten, daß in einer bestimmten Schaltkasten-Einrichtung eine Verbindung (oder eine Vielzahl von Verbindungen) hergestellt wird, während eine oder mehrere andere Verbindungen getrennt werden. Besteht beispielsweise die Verbindung 2 - 5 im Schaltkasten 48 und der Schaltkasten wird auf Verbindung 2 - 6 geändert (und die Verbindung 2 - 5 nun unterbrochen), werden folgende Befehle ausgegeben:
• Schaltkasten:
• - weil die Verbindung zum Stecker 5 des Schaltkastens unterbrochen ist: Schaltkasten an (TV, SB): Stecker 1 deaktivieren.
• SB in TV:
• - erhält den Befehl "Stecker 1 deaktivieren" vom Schaltkasten.
• - Ist beispielsweise Stecker 1 von (TV, SB) derzeit mit Stecker 2 von (TV, SB) verbunden, gibt (TV, SB) den Befehl "Deaktivieren Untereinrichtung" an (TV, Mon) aus, weil Stecker 2 von (TV, SB) mit (TV, Mon) verbunden ist.
• Mon in TV:
• - erhält den Befehl "Deaktivieren Untereinrichtung". Das heißt, daß er keinen Signaleingang mehr erhält. Daher kann (TV, Mon) sich beispielsweise dafür entscheiden, auf Bereitschaftsbetrieb zu schalten.
• Falls der zu unterbrechende Kanal durch mehrere Schaltkästen verläuft, kann eine ähnliche Suche wie beim Aufbau einer Verbindung durchgeführt werden. Da jedoch jede (Unter-)Einrichtung ihre zum Aufbau des Pfads hergestellten internen Verbindungen kennt, kann die Suche diesem Pfad folgen und daher schneller ausgeführt werden. Im Zusammenhang mit dem Trennvorgang kann die geänderte Verbindung auf die gleiche Weise wie oben beschrieben aktiviert werden.
• Nun wird die Vorgehensweise zum Verfolgen einer bestehenden Verbindung beschrieben.
• Man nimmt beispielsweise an, daß das Deck von VCR1 (42) die Quelle eines Monitorsignals wissen möchte, das tatsächlich vom Monitor 56 geliefert wird. Diese Information ist jedoch zunächst in der Einrichtung 42 nicht vorhanden. Nun werden folgende Anforderungen verwendet. Zuerst gibt die auslösende Untereinrichtung (VCR 1, Deck) eine Anforderung "Mit Untereinrichtung verbunden?" an den Monitor 56 aus. Ist dieser Monitor aktiv, antwortet er, daß er mit Stecker 5 des Schaltkastens 50 verbunden ist. Daraufhin gibt die Untereinrichtung (VCR1, Deck) eine Anforderung "Mit Schaltkasten 50, Stecker 5 verbunden?" an den Schaltkasten 50 aus. Falls die Stecker 1,5 des Schaltkastens 50 derzeit miteinander verbunden sind, antwortet der Schaltkasten 50 auf diese Anforderung - Stecker 4, Schaltkasten 48 -. Nun können im Schaltkasten 48 die Stecker 3 und 4 miteinander verbunden sein, wobei der erstere mit der Schaltkasten-Untereinrichtung von VCR2 (44) verbunden ist. Daher wird der Schaltkasten 48 nach Adressierung mittels der Anforderung "Mit Schaltkasten 48 verbunden, Stecker 4 mit Untereinrichtung verbunden?" antworten: "Stecker 3 von (VCR2, SB)". Schließlich gibt die Untereinrichtung (VCR1, Deck) aus "Verbunden mit Schaltkasten (VCR2, SB), Stecker 3 mit Untereinrichtung (VCR2, SB)". Angenommen, Stecker 3 von (VCR2, SB) ist derzeit mit Stecker 1 von (VCR2, SB) verbunden, dann ist dieser Stecker mit (VCR2, Deck) verbunden. Daher antwortet (VCR2, SB) auf die Anforderung: (VCR1, Deck).
• Nun weiß (VCR 1 Deck), daß der Monitor eine Signalverbindung zu (VCR2, Deck) hat. (VCR1, Deck) kann nun eine Anforderung an (VCR2, Deck) senden, um zu überprüfen, ob diese aktiv ist.
• Die Anforderungen und Befehle enthalten verschiedene Operanden und Steuercodes. Die Geräteadresse besteht gewöhnlich aus 12 Bits, die in drei Felder unterteilt sind: Betriebsart (z.B. Angabe von Audio-Video-Geräten) mit 4 Bits, Geräteart mit 5 Bits und Gerätenummer mit 3 Bits. Zusammen mit 4 Füllbits füllt dies zwei Nachrichtenbytes aus. In ähnlicher Weise wird eine 10-Bit-Untergeräteadresse definiert. Die Steckernummer wird in einem Byte angegeben; 64 verschiedene Werte sind definiert. Der Befehl Verbinden hat einen Opcode von einem Byte, zwei Operanden zur Angabe der Steckernummer und der Geräte-/Untergeräteadresse des Ein- bzw. Ausgangs der Verbindung. Der Befehl Trennen unterscheidet sich hauptsächlich in Bezug auf den Opcode. Der Befehl Auswählen hat einen Opcode von einem Byte; er kann eine Signalart angeben. Ein Adreßparameter ist nicht erforderlich. Der Befehl Deaktivieren Untereinrichtung hat ein ähnliches Format. Der Befehl Deaktivieren Stecker hat dasselbe Format, ergänzt um eine Steckernummer. Die Anforderung "Verbunden?" hat einen Opcode von einem Byte, zwei Operanden zur Angabe der Steckernummer und eine Adresse der Einrichtung/Untereinrichtung. Die Antwort enthält ein oder zwei Bytes an den Absender der Anforderung mit Angabe des Ergebnisses. Die Anforderung "Mit Untereinrichtung verbunden?" besteht hauptsächlich aus einem Byte Opcode. Die Antwort kann folgendes enthalten:
• - Untereinrichtung in Bereitschaft (nur 2 Opcode-Bytes);
• - Untereinrichtung in Betrieb, mit Angabe der Adresse der Einrichtung/ Untereinrichtung und der mit der verbundenen (Unter-)Einrichtung kommunizierenden Signalart;
• - dito, extern mit Schaltkasten verbunden, mit Angabe der Einrichtung/ Untereinrichtung, der Signalart und Steckernummer.
• Die Anforderung "Verbunden mit Schaltkasten?" gibt den Anforderungscode und die Steckernummer an. Die Antwort gibt den(die) Steckernummer(n) und die entsprechenden Adressen der Einrichtung/Untereinrichtung an.
BEISPIEL EINER SCHALTKASTEN-EINRICHTUNG
• Figur 4 ist ein Blockdiagramm einer Schaltkasten-(Unter-)Einrichtung. Die Linie 134 zeigt einen Einkanal-Steuerbus gemäß dem eingangs erwähnten Bezugsdokument. Das Element 100 bildet hierzu die Schnittstelle, die für die Zuteilung auf Bitebene verantwortlich ist, wobei sie die eigene Adresse des Schaltkastens erkennt, Meldungen formatiert und Daten extrahiert. Diese Daten werden dann an das Byteregister 110 gesandt. Das Register 110 bildet eine Schnittstelle mit dem internen Bus 132, auf dem der Verkehr nach allgemeinen Datenverarbeitungsgrundsätzen vom Prozessor 130 gesteuert wird. Allgemein ist keine Beschreibung der Adreß-/Daten/Steuerwege angegeben. Der Prozessor 130 fragt das Register 110 ab, decodiert verschiedene Opcode- und andere Steuerbytes und steuert erforderlichenfalls die Verbindung zwischen den vier Signalverbindungen 116...132 über die Kreuzschienenanordnung 114; mit den zwei Leitungen 124, 126 können zwei beliebige Paare zwischen den Verbindungen 116...122 gebildet werden. Die eigentliche Steuerung erfolgt durch das Register 112, das ebenfalls vom Prozessor 130 über den Bus 132 geladen wird. Die Daten, zum Beispiel Adressen der Einrichtungen/Untereinrichtungen/Steckernummern/Signalarten für die vier Verbindungen, werden im Verbindungs-RAM 128 gespeichert, in dem der entsprechende Speicherplatz für jede der Verbindungen 116...122 zugewiesen ist. Der Prozessor 130 steuert somit ständig alle anderen Elemente. Hinsichtlich der Signale an den Verbindungen 116...122 ist der Schaltkasten organisatorisch passiv. Der Einfachheit halber ist die Organisation auf einer Ebene unterhalb des Prozessors 130 nicht dargestellt: Programmspeicher, ALU, Befehlsdecodierung, Register-Stapelspeicher, Daten-RAM, Busschnittstelle zum Bus 132, die alle im allgemeinen herkömmlich ausgeführt sein können.
• Die anderen Einrichtungen können ähnlich aufgebaut sein. Jedoch ist keine Kreuzschiene 114 erforderlich, weil sie nur eine Signalverbindung aufweisen, und die weitere Steuerung ist ebenfalls vereinfacht. Zu beachten ist, daß der Verbindungs- RAM durch einen oder einige wenige Hardware-Register ersetzt werden kann. Auf einer anderen Ebene können derartige andere Einrichtungen wesentlich komplexer als der Schaltkasten sein, aber deren Komplexität hat keinen Bezug zur Taktik der Netzwerkfunktion.

Claims (10)

1. Örtliches Kommunikationsbussystem, das einen seriellen Steuerbus (60) umfaßt, der an eine Vielzahl von Einrichtungen (40-58) angeschlossen ist, die außerdem paarweise von Stecker zu Stecker durch entsprechende Signalverbindungen miteinander verbunden sind und mindestens einen Schaltkasten mit mehreren Steckern (48, 50) enthalten, wobei dieses System einen Signalpfad zwischen einer Ausgangseinrichtung und einer Zieleinrichtung schafft und vorgibt, dadurch gekennzeichnet, daß es folgendes umfaßt:

- in jeder Einrichtung Verbindungstabellenmittel, die abfragbar Informationen über jede andere mit dieser Einrichtung paarweise verbundene Einrichtung und das Steckerpaar zur Verbindung der anderen Einrichtung speichert;

- in der Ausgangseinrichtung ein erstes Nachrichtengenerierungsmittel zum Generieren eines Nachrichtensteuerbefehls Verbinden im Steuerbus, wenn die Ausgangs- und die Zieleinrichtung nicht paarweise miteinander verbunden sind, der an das erste paarweise mit der Ausgangseinrichtung verbundene Schaltkastenmittel adressiert wird und die Zieleinrichtung angibt, und im Zusammenhang damit eines an die Zieleinrichtung adressierten Nachrichtensteuerbefehls, um dieser die Herstellung der Verbindung zu signalisieren und vorzugeben;

- im ersten adressierten Schaltkastenmittel Abfragemittel zur Abfrage seines Verbindungstabellenmittels (128) zur Identifizierung des mit der Zieleinrichtung verbundenen Steckers (falls vorhanden), und wenn dies erfolglos ist, Steuermittel (130) zum Steuern des ersten Schaltkastenmittels als zweite Ausgangseinrichtung zum Erzeugen eines weiteren Steuerbefehls Verbinden an ein damit verbundenes zweites Schaltkastenmittel, bis nach einer ersten Folge derartiger Steuerbefehle Verbinden die Zieleinrichtung erreicht wird, womit der Pfad als zweite Folge solcher paarweisen Verbindungen zwischen zusammengehörigen Steckerpaaren von der Ausgangseinrichtung bis zur Zieleinrichtung festgelegt wird, wodurch die Zieleinrichtung durch den Steuerbefehl Auswählen eingeschaltet wird, um die vorgesehene Signalübertragung zu bewirken, wobei das System Einschaltmittel zum Aktivieren des Verbindungstabellen mittels im Initialisierungszustand umfaßt.

2. Örtliches Kommunikationsbussystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangseinrichtung ein zweites Nachrichtengenerierungsmittel zum Generieren eines Nachrichtensteuerbefehls Trennen an den ersten Schaltkasten im Steuerbus und zur Angabe der Zieleinrichtung und im Zusammenhang damit eines ersten Nachrichtensteuerbefehis Deaktivieren zum Signalisieren an die Zieleinrichtung, daß der Signalpfad getrennt werden kann, hat, und daß das derart adressierte erste Schaltkastenmittel Wiederholungsmittel zum Wiederholen der Abfrage für die Identifizierung des Steckers zum Abbau der Verbindung und, falls erfolglos, zum Generieren eines weiteren Nachrichtensteuerbefehls Trennen an das weitere Schaltkastenmittel hat, bis der Pfad für den Verbindungsabbau aller im Pfad angeordneten Einrichtungen neu festgelegt ist, wodurch die Zieleinrichtung bezüglich des Pfads deaktiviert wird.

3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Nachrichtengenerierungsmittel ein erstes Erzeugungsmittel zum Erzeugen eines Befehls Verbinden, der einen vorgesehenen Signalpfad zwischen einem bestimmten Stecker einer Schaltkasten-Untereinrichtung und einer bestimmten Ziel-(Unter-)Einrichtung vorgibt, und ein zweites Erzeugungsmittel zum Erzeugen eines Befehls Auswählen, der die Ziel-(Unter-)Einrichtung von einer vorgesehenen Signalübertragung informiert und die Übertragung vorgibt, umfaßt.

4. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Nachrichtengenerierungsmittel ein drittes Erzeugungs mittel zum Erzeugen eines Befehls Trennen, der einen nicht mehr benötigten Signalpfad zwischen einem bestimmten Stecker einer Schaltkasten-(Unter-)Einrichtung und einer bestimmten Ziel(Unter-)Einrichtung vorgibt, ein viertes Erzeugungsmittel zum Erzeugen eines Befehls Deaktivieren Untereinrichtung, der die Ziel-(Unter-)Einrichtung von einer beendbaren Signalübertragung informiert, und ein fünftes Erzeugungsmittel zur Erzeugung eines Befehls Deaktivieren Stecker, der ein bestimmtes Schaltkastenmittel von einer beendbaren Signalübertragung in Bezug auf einen bestimmten Stecker dieses Schaltkasten mittels informiert, umfaßt.

5. System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der serielle Steuerbus ein Einkanalbus ist.

6. Einrichtung zur Verwendung als Ausgangseinrichtung in einem örtlichen Kommunikationsbussystem, die einen seriellen Steuerbus (60) umfaßt, der an eine Vielzahl von Einrichtungen (40-58) angeschlossen ist, die außerdem paarweise von Stecker zu Stecker durch entsprechende Signalverbindungen miteinander verbunden sind und mindestens einen Schaltkasten mit mehreren Steckern (48, 50) enthalten, wobei dieses System einen Signalpfad zwischen einer Ausgangseinrichtung und einer Zieleinrichtung schafft und vorgibt, dadurch gekennzeichnet, daß es folgendes umfaßt:

- in jeder Einrichtung Verbindungstabellenmittel, die abfragbar Informationen über jede andere mit dieser Einrichtung paarweise verbundene Einrichtung und das Steckerpaar zur Verbindung der anderen Einrichtung speichert;

- in der Ausgangseinrichtung ein erstes Nachrichtengenerierungsmittel zum Generieren eines Nachrichtensteuerbefehls Verbinden im Steuerbus, wenn die Ausgangs- und die Zieleinrichtung nicht paarweise miteinander verbunden sind, der an das erste paarweise mit der Ausgangseinrichtung verbundene Schaltkastenmittel adressiert wird und die Zieleinrichtung angibt, und im Zusammenhang damit eines an die Zieleinrichtung adressierten Nachrichtensteuerbefehls Auswählen, um dieser die Herstellung der Verbindung zu signalisieren und vorzugeben;

- wobei das erste Nachrichtengenerierungsmittel Anforderungserzeugungsmittel aufweist, um nach dem Steuerbefehl ständig ein Anforderungssignal Verbunden? zu erzeugen, um entweder die Antwort Ja oder Nein von der Ziel-(Unter-)Einrichtung oder einer anderen (Unter-)Einrichtung in einer zweiten Folge paarweiser Verbindungen zwischen der Ausgangseinrichtung und einer schließlich erreichten Zieleinrichtung hervorzurufen.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, die ein zweites Anforderungserzeugungsmittel umfaßt, um ein Anforderungssignal Mit Untereinrichtung verbunden? zu erzeugen, um zu prüfen, ob eine bestimmte (Unter-)Einrichtung aktiv ist, und wenn sie aktiv ist, zu prüfen, mit welchem Stecker einer anderen (Unter-)Einrichtung die bestimmte (Unter-)Einrichtung kommuniziert hat.

8. Einrichtung nach Anspruch 6 oder 7, die ein drittes Anforderungserzeugungsmittel umfaßt, um ein Anforderungssignal Mit Schaltkasten verbunden? zu erzeugen, um zu prüfen, ob ein bestimmter Stecker eines bestimmten Schaltkastenmittels mit einer anderen (Unter-) Einrichtung und einem anderen Stecker (anderen Steckern) dieser anderen (Unter-)Einrichtungen eine aktive Signalverbindung hat.

9. Einrichtung nach Anspruch 6, 7 oder 8, die eine Schaltkasten- Untereinrichtung und mindestens zwei weitere Untereinrichtungen umfaßt, wobei die weiteren Untereinrichtungen paarweise mit der Schaltkasten-Untereinrichtung über entsprechende Signalverbindungen verbunden sind und die Schaltkasten-Untereinrichtung eine Signalverbindung außerhalb der Einrichtung herstellt und Verbindungstabellenmittel mit einer Tabelle hat, die die mit der Einrichtung verbundene Untereinrichtung und das Steckerpaar angibt.

10. Schaltkastenmittel zur Verwendung in einem örtlichen Kommunikationsbussystem, das einen seriellen Steuerbus (60) umfaßt, der an eine Vielzahl von Einrichtungen (40-58) angeschlossen ist, die außerdem paarweise von Stecker zu Stecker durch entsprechende Signalverbindungen miteinander verbunden sind und mindestens ein Schaltkastenmittel mit mehreren Steckern (48, 50) enthalten, wobei dieses System einen Signalpfad zwischen einer Ausgangseinrichtung und einer Zieleinrichtung schafft und vorgibt, dadurch gekennzeichnet, daß es folgendes umfaßt:

- in jeder Einrichtung Verbindungstabellenmittel, die abfragbar Informationen über jede andere mit dieser Einrichtung paarweise verbundene Einrichtung und das Steckerpaar zur Verbindung der anderen Einrichtung speichert;

- in der Ausgangseinrichtung ein erstes Nachrichtengenerierungsmittel zum Generieren eines Nachrichtensteuerbefehls Verbinden im Steuerbus, wenn die Ausgangs- und die Zieleinrichtung nicht paarweise miteinander verbunden sind, der an das erste paarweise mit der Ausgangseinrichtung verbundene Schaltkastenmittel adressiert wird und die Zieleinrichtung angibt, und im Zusammenhang damit eines an die Zieleinrichtung adressierten Nachrichtensteuerbefehls Auswählen, um dieser die Herstellung der Verbindung zu signalisieren und vorzugeben;

- im Schaltkastenmittel Abfragemittel zur Abfrage seines Verbindungstabellenmittels (128) zum Identifizieren des mit der Zieleinrichtung verbundenen Steckers (falls vorhanden), und wenn dies erfolglos ist, Steuermittel (130) zum Steuern des Sehaltkastenmittels als zweite Ausgangseinrichtung zum Erzeugen eines weiteren Steuerbefehls Verbinden an ein damit verbundenes zweites Schaltkastenmittel (48, 50).