DE68917961T2

DE68917961T2 - Einkanal-Kommunikationsbussystem, Verfahren und Station zur Verwendung in einem derartigen Kommunikationsbussystem.

Info

Publication number: DE68917961T2
Application number: DE68917961T
Authority: DE
Inventors: Leeuw Henricus Franciscus A De; Steenbrugge Bernard Van
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1988-03-16
Filing date: 1989-03-10
Publication date: 1995-03-30
Anticipated expiration: 2009-03-11
Also published as: ATE111276T1; US5128936A; FI97841B; EP0333269B1; EP0333269A1; JP2685078B2; KR890015147A; JPH0210936A; US4937816A; FI891183A; NL8800639A; DE68917961D1; FI891183A0; KR0145080B1; FI97841C

Description

Die Erfindung betrifft ein Kommunikationsverfahren zur Verwendung mit einem Mehrstationsbus, wobei das Verfahren folgendes umfaßt:
- Übertragung eines Master-Stations-Blockarbitriersignals;
- Detektion eines positiven oder negativen Arbitrierergebnisses in Abhängigkeit von Arbitriersignalen anderer Stationen;
und wobei der Block eine Slave-Stationsadresse mit Slave-Steuersignal umfaßt, gefolgt von einer bis zu einer vorbestimmten Höchstanzahl pro Block einstellbaren Reihe aus Datenbyteplätzen und wobei der Block jedes der entsprechenden Datenbytes als letztes Datenbyte oder als nichtletztes Datenbyte signalisiert und in jedem Datenbyteplatz die Kommunikation eines Quittungssignals für das betreffende Datenbyte aufnimmt; wobei ein Sperrsteuersignal von der Master- Station übertragen wird um anzugeben, daß eine Vielzahl von Datenbytes als einheitliche Meldung übertragbar ist, indem jedes einzelne Datenbyte wiederholt wird, bis diesbezüglich ein positives Quittungssignal empfangen wird.
Ein derartiges System wurde beschrieben in New Electronics, Vol. 17, Nr. 8, April 1984, London, T.D. Danbury, "D²B - A digital data bus for small area networks", S. 27, 28, 31, 33.
Das bekannte System ist auf Bit-Ebene gut definiert, beschreibt aber nicht die durchzuführenden Vorgänge, wenn eine von zwei miteinander kommunizierenden Stationen bei Mehr-Byte-Meldungen die dort eintreffenden Informationen nicht korrekt verarbeiten kann.
Der Erfindung liegt unter anderem die Aufgabe zugrunde, einfache Anpassungen bereitzustellen, um die Steuerung des Informationsflusses zwischen der übertragenden Station und der empfangenden Station zu aktivieren, so daß ein hoher Grad an Sicherheit bezüglich des korrekten Empfangs der Informationen vorliegt und so daß bei Empfangsfehlern vorteilhafte Schritte ergriffen werden, um eine wirksame Übertragung zu verwirklichen, indem eine geeignete Wahl aus Deaktivierung und Wiederholung der Daten getroffen wird und insbesondere bei Mehr-Byte-Meldungen sichergestellt wird, daß der Empfänger sämtliche Teile der Meldung korrekt empfangen hat. Hinsichtiich eines Aspekts der Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die quittierte Übertragung des vorletzten Datenbytes der Meldung deren aktuellen Block abschließt, so daß das letzte Datenbyte in einen getrennten Block übertragen wird, der auch ein Entsperrsteuersignal enthält, das in Abhängigkeit von einem positiven Quittungssignal in Zusammenhang mit dem letzten Datenbyte wirksam wird.
Die Erfindung behandelt ferner eine Mehrstations-Kommunikationsbusanordnung mit mindestens einer Master-Station und mindestens einer Slave-Station, wobei die Master-Station mit dem Bus verbundene blockbildende Mittel hat mit einem Arbitriersignalgenerator, einem Arbitrierergebnisdetektor, einem Slave-Adreßgenerator, einem Slave-Steuersignalgenerator und blockbegrenzenden Mitteln, um jeden einzeinen Block nach einer dort bis zu einem vorbestimmten und festen Höchstwert einstellbaren Anzahl von Datenbytes abzuschließen, und wobei die Anordnung Übertragungsmittel hat zur Übertragung eines Blocks, gesteuert durch die vom Detektor erkannte positive Arbitrierung; wobei die Master-Station Signalmittel hat, um in jeder Meldung jedes dazugehörige Datenbyte als letztes oder als nichtletztes Datenbyte der Meldung zu signalisieren und wobei innerhalb der Anordnung eine Übertragungsstation einen Leerraumsignalgenerator hat, um pro Datenbyte während des Leerraumsignals den Empfang eines Quittungssignals aufzunehmen; mit Quittungsergebnisdetektor, um während des Leerraumsignals ein Quittungssignal zu dem betreffenden Byte zu erkennen; und wobei eine Empfangsstation einen Quittungssignalgenerator hat, um beim Empfang eines bestimmten Datensignals in dem dazugehörigen Leerraum ein diesbezügliches Quittungssignal zu erzeugen, wobei der Steuersignalgenerator so eingerichtet ist, daß im Slave-Steuersignal ein Sperrsteuersignal enthalten ist, um eine Vielzahl von als einheitliche Meldung übertragbaren Datenbytes anzugeben, wobei die Sendestation so eingerichtet ist, daß sie jedes einzelne Datenbyte wiederholt, bis ein diesbezügliches positives Quittungssignal erkannt wird; dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungsmittel so eingerichtet sind, daß die quittierte Übertragung des vorletzten Datenbytes einer Meldung erkannt wird, um daraufhin einen aktuellen Block abzuschließen, und daß der Steuersignalgenerator so eingerichtet ist, daß bei der Detektion des Abschlusses dieses aktuellen Blocks innerhalb des Slave-Steuersignals ein Entsperrsteuersignal aufgenommen wird um anzugeben, daß der nächste Block lediglich das letzte Datenbyte der vorangegangenen Meldung umfaßt.
Der Sperrmechanismus stellt die Slave-Station als privilegierten Kommunikationspartner für die Master-Station bereit: Falls die Slave-Station bei dieser Kommunikation als Empfänger arbeitet, empfängt sie die Datenbytes der Meldung korrekt und in der korrekten Reihenfolge, ohne dazwischen angeordnete Bytes möglicher anderer Meldungen. Nach dem Abschluß eines Blocks kann die dazugehörige Master-Station selbstverständlich bei einem darauf folgenden Arbitriervorgang verlieren, doch kann die begünstigte andere Master-Station den Slave-Empfänger nicht adressieren, da sie bezüglich der unvollständigen Meldung noch gesperrt ist. Eine ähnliche Situation liegt beim Slave-Sender vor, wo die Bereitstellung eines gesonderten Blocks für das letzte Byte die größte Wahrscheinlichkeit für die korrekte Detektion der Entsperrung sicherstellt. Es ist ersichtlich, daß eine Slave-Station, die eine Entsperrsteuerung nicht erkennt, für den Kommunikationsvorgang anschließend effektiv verloren ist, sofern kein anderer strategischer Plan auf höherer Ebene verfolgt wird. Die korrekte Detektion der Entsperrsteuerung und die zusätzliche korrekte Kommunikation des letzten Meldungsbytes erhöhen die Wahrscheinlichkeit für den korrekten Betrieb auf einen sehr hohen Wert.
Die Erfindung behandelt ferner eine Sendestation und eine Empfangsstation zur Verwendung in einem derartigen System. Weitere vorteilhafte Aspekte sind in den diesbezüglichen Patentansprüchen beschrieben.

KURZBESCHREIBUNO DER FIGUREN

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine allgemeine Darstellung eines Einkanal-Kommunikationsbussystems;
Fig. 2 die Struktur eines Kommunikationsvorgangs;
Fig. 3 eine Ausführungsform einer Schnittstellenschaltung.

BESCHREIBUNG EINER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

Fig. 1 ist eine allgemeine Darstellung eines Einanal-Kommunikationsbussystems. Die Leitung 20 stellt den Kanal dar, beispielsweise zwei verdrillte Leiter. Drei Stationen 22, 24 und 26 sind bereitgestellt, mit jeweils einer dazugehörigen Schnittstellenschaltung 28, 30 beziehungsweise 32. Die Stationen können unterschiedlich komplex sein. Als Anwendungsgebiet können beispielsweise Kommunikationssteuersignale zwischen der Anordnung und Einrichtung in einem Haus oder in einer Wohnung vorgesehen sein. Anordnungen dieser Art können einfach oder komplex sein, beispielsweise Fernsehempfänger, Tonaufzeichnungsgeräte, Waschmaschinen, Mikrowellenherde, zentrale Zeitschaltuhren, Sensoren für Umgebungstemperatur oder Sonnenstrahlung, Steuerschaltungen für die Luftaufbereitung, Beleuchtungs-(Sub)-Systeme. Die Erfindung behandelt nicht die Funktionen dieser Geräte. Zur Steuerung der Funktionsweise kann ein lokales Steuersystem vorliegen mit einem Mikrocomputer, Sensoren, Treibern, A-D- und D-A-Umsetzern, einem Speicher und einer E/A-Ausrüstung. Im Interesse der Vereinfachung wird diese Ausstattung nicht beschrieben. Einige Anordnungen werden gegenüber dem Bus als Master-Station wirken, und andere Anordnungen sind Slave- Stationen. Einige Anordnungen wirken als Sendeeinrichtungen für Daten, und andere Anordnungen sind Empfangseinrichtungen. Ferner kann eine Vielzahl von gemischten oder abwechselnden Situationen eintreten. Die im folgenden beschriebenen Vorgänge erfolgen am Kommunikationsbussystem und werden durch die Schnittstellenschaltungen ausgeführt.

BESCHREIBUNG DES BUSPROTOKOLLS

Fig. 2 zeigt die Struktur eines Kommunikationsvorgangs auf Datenebene. Hinsichtlich der Form der Datenbits und der sonstigen Bits wird auf die zitierte Veröffenflichung Bezug genommen. Die Figur zeigt die Zeitachse als schlangenförmige Linie 40, an der die Bitzellen als eng nebeneinanderliegend angeordnet angenommen werden. Das Bezugszeichen 42 gibt das Startbit an. Das Bezugszeichen 44 betrifft die Betriebsartangabe, die die Bitrate angibt, mit der anschließend Daten übertragen werden; dies betrifft höchstens 3 Bits. Eine begrenzte Anzahl standardisierter Übertragungsfrequenzen ist definiert. Das Bezugszeichen 46 gibt die Adresse der entsprechenden Master-Station an; diese Adresse enthält 12 Bits, gefolgt von einem Paritätsbit P. An der Betriebsartangabe und an der Master-Adresse wird ein Arbitriervorgang ausgeführt. Bei der Wahl der Betriebsart hat die niedrigste (= langsamste) Betriebsart Vorrang. Bei den Adressen hat die Station mit der höchsten Priorität Vorrang. Die Betriebsartanzeige und die Master-Adresse bilden gemeinsam ein Prioritätssignal. Nach der Übertragung der Master-Adresse bleibt nur noch eine Master- Station. Diese Station überträgt anschließend die Slave-Adresse 48. Diese Adresse enthält 12 Adreßbits, ein Paritätsbit P und einen Raum für ein Adreßquittungsbit A. Wenn eine Slave-Station ihre eigene Adresse erkennt, überträgt sie ein Adreßquittungsbit in den Block A. Wird letzteres Bit nicht empfangen, ist die vorgesehene Slave- Station entweder nicht vorhanden oder nicht in Betrieb, oder die Adresse hat eine falsche Parität. Zwischen diesen drei Möglichkeiten wird nicht unterschieden. In diesem Fall wird der in Fig. 2 dargestellte Block sofort abgeschlossen. Ist die Quittierung durch die Slave-Station korrekt, überträgt die Master-Station ein Steuersignal 50. Dieses Signal enthält vier Steuerbits, ein Paritätsbit P und einen Raum für ein Steuerquittungsbits A. Die Behandlung der Bits P und A entspricht dem Vorgehen bei der Slave- Adresse. Erscheint das Steuerquittungsbit nicht, wird der Block direkt von der Master- Station abgeschlossen. Ist die Quittierung durch die Slave-Station korrekt, wird ein Datenbyte übertragen (52). Die Beschreibung bezieht sich einstwellen auf eine Master- Sendestation. Das Datenbyte enthält 8 Bits, ein Anzeige für das "letzte" Datenbyte (EOD), ein Paritatsbit P und einen Leerraum für ein Datenquittungsbit A. Die EOD- Anzeige gibt an, ob die Sendestation das betreffende Byte als letztes Byte oder als ein nichtletztes Byte der Meldung betrachtet. Die Blocklänge beträgt bei der Betriebsart 0 höchstens 2 Byte; bei der Betrtebsart 1 beträgt sie 32 Byte im Fall der Master-Station oder 16 Byte im Fall der Slave-Station; in der Betriebsart 2 beträgt sie 128 Byte im Fall der Master-Station oder 64 Byte im Fall der Slave-Station; kürzere Meldungen sind jedoch ebenfalls zulässig. Das Paritätsbit P hat die zuvor beschriebene Funktion, wird aber ebenfalls auf der Grundlage des EOD-Bits bestimmt. Falls das Datenquittungsbit nicht empfangen wird, können dafür verschiedene Gründe vorliegen: Paritätsfehler; seit dem Empfang des Steuersignals 50 deaktivierte Slave-Station; oder Slave-Station, die das Datenbyte nicht empfangen oder puffern kann, beispielsweise weil die Abarbeitung der Daten zuviel Zeit beansprucht hat. In all diesen Fällen wird die Master-Station auf den Wiederholungszustand gesetzt. In diesem Zustand wird das entsprechende Datenbyte einschließlich der EOD-Anzeige, P und A wiederholt, bis schließlich das Datenquittungsbit empfangen wird. Falls dann das entsprechende Datenbyte nicht das letzte Byte war, bleibt der Wiederholungszustand aktiviert, und das nächste Datenbyte wird übertragen (beispielsweise 54). Falls es dagegen das letzte Datenbyte war, werden der Block und die Meldung abgeschlossen. Anschließend beginnt eine neue Meldung beziehungsweise ein neuer Block. Bei jeder Übertragung eines Datenbytes wird der Zähler um jeweils eine Position heraufgesetzt. Erreicht der Zahlwert die maximale Blocklänge oder ist die Meldung vollständig - wobei das Vorliegen des zuerst eingetretenen Ereignisses dieser beiden Grenzwerte maßgeblich ist - wird das "letzte" Datenbyte angegeben. Nach dem "letzten" Byte wird der Block abgeschlossen. Falls das Datenquittungsbit nach dem "letzten" Byte nicht korrekt empfangen wurde, wird das "letzte" Byte wiederholt, solange es in die festgelegte Blocklänge paßt. Ist die Meldung noch nicht vollständig, wenn die maximale Blocklänge erreicht ist, wird ein neuer Block begonnen. Das erste Datenbyte dieses Blocks wird als erstes noch nicht übertragenes Datenbyte der Meldung betrachtet beziehungsweise als das Datenbyte, zu dem noch kein korrektes Datenquittungsbit empfangen wurde. Dementsprechend kommt es zu keiner Doppelübertragung eines bereits erfolgreich übertragenen Datenbytes. Normalerweise wird der Sperrmechanismus diesbezüglich verwendet, so daß die betreffende Slave- Station für die aktuelle Übertragung reserviert bleibt. Dies wird im folgenden ausführlich beschrieben. Durch diesen Sperrmechanismus kann eine andere Master-Station mit höherer Priorität zwischenzeitlich das Monopol über den Bus erhalten; sie kann aber keinen Zugriff auf die Slave-Station erhalten, die gesperrt worden war. Diese Organisationsstruktur vereinfacht den Ablauf in der Slave-Station (die üblicherweise einen vergleichsweise einfachen Aufbau hat).
Die beschriebene Organisationsstruktur kann auch bei einem Aufbau mit einem Master-Empfänger und einem Slave-Sender verwendet werden. Soweit die Datenbytes und die dazugehörigen Paritätsbits betroffen sind, wird die Übertragungsrichtung dann umgekehrt. Das gilt auch für die Übertragungsrichtung der Datenquittungsbits.

WEITERE ORGANISATIONSSTRUKTUREN

Die Master-Station kann das Sperr-Flag an der Slave-Station über ein vorgegebenes Steuersignal setzen beziehungsweise zurücksetzen und die Slave-Station somit anweisen, nur der betreffenden Master-Station zu folgen. Die Slave-Station wird von der Master-Station entsperrt, indem letztere Station einen 1-Byte-Datenblock mit dem Freigabe- beziehungsweise Entsperrbefehl überträgt. Das Sperr-Flag muß von der Slave-Station gesetzt beziehungsweise zurückgesetzt werden, nachdem mindestens 1 Byte des dazugehörigen Blocks korrekt gesendet beziehungsweise übertragen worden ist.
In folgenden Fällen wird ein Slave-Adreßquittungsbit nicht ausgegeben:
- Slave nicht vorhanden.
- Slave kann die Betriebsart (Geschwindigkeit) des Blocks nicht verarbeiten.
- Paritätsfehler in der Master-Adresse und/oder Slave-Adresse.
- Falsche Taktgebung verursacht Busfehler, so daß Synchronisations- oder Paritätsfehler auftreten.
Auf ein negatives Adreßquittungsbit kann die Master-Station folgendermaßen reagieren:
Wiederholung des Blocks, nach Möglichkeit in einer langsarneren Betriebsart.
Abfrage des Status der dzzugehörigen Slave-Station in der Betriebsart 0 (nach Möglichkeit wiederholt). Aus dem Status wird die schnellste Betriebsart abgeleitet, in der die Slave-Station betrieben werden kann. Anschließend wird die Meldung in der schnellstmöglichen Betriebsart wiederholt.
Hält die Übertragung wiederholt beim negativen Slave-Adreßquittungsbit an, muß auf eine nicht vorhandene Slave-Station geschlossen werden. In diesem Fall ist eine weitere Wiederholung sinnlos.
In folgenden Fällen wird ein Steuerquittungsbit nicht ausgegeben:
- Paritätsfehler.
- Taktfehler.
- Unfähigkeit der Slave-Station, die angeforderte Funktion auszuführen.
Die Master-Station kann zunächst die Meldung wiederholen. Wird erneut kein Steuerquittungsbit empfangen, wird die Master-Station an der Slave-Station abgefragt, um zu bestimmen, warum das Quittungsbit nicht empfangen wurde.
Ein negatives Datenquittungsbit wird durch folgende Fehler verursacht:
- Paritätsfehler.
- Taktfehler.
- Empfangspuffer voll.
Im Fall eines Paritätsfehlers oder bei vollem Empfangspuffer wird dieses Byte solange wie möglich wiederholt, bis entweder das Byte quittiert ist oder bis die Blocklänge erschöpft ist. Falls das Byte nicht innerhalb des Blocks übertragen wurde, wird für dieses Byte (und gegebenenfalls für das nächste) ein neuer Block begonnen. Vorzugsweise werden bereits erfolgreich übertragene Datenbytes in diesem neuen Block nicht wiederholt. Infolgedessen bleibt die Übermittlungsgeschwindigkeit hoch.
Folgende Steuersignale sind definiert:
HEX 0 (0000): Status der Schnittstellenschaltung der Slave-Station lesen. Falls auf diesen Vorgang kein Quittungssignal folgt, wird auf eine defekte Schnittstellenschaltung der Slave-Station geschlossen. Ein Wiederholungsvorgang kann aber durchgeführt werden. Die Schnittstellenschaltung der Master-Station meldet den Defekt an das Steuersystem der Master-Station (beispielsweise an eine der zuvor definierten Anordnungen). Falls eine korrekte Quittierung empfangen wird, gibt die Slave-Station anschließend ein Datenbyte aus, in dem ihr Status angegeben wird.
HEX 2 (0010): Status lesen und Slave-Station mit dem Sperrsignal beaufschlagen. Ist die Slave-Station durch eine andere Master-Station gesperrt, wird dieser Umstand im Datenbyte angegeben. Die anfordernde Master-Station muß einen erneuten Versuch unternehmen; dies wird dem Steuersystem der Master-Station gemeldet.
HEX 3 (0011): Daten lesen und Slave-Station mit dem Sperrsignal beaufschlagen. Wird keine Antwort empfangen, erfolgt die Abfrage des wie folgt angegebenen Status:
Bit 0 = 0: Der Sendepuffer der Slave-Station ist leer; dies wird dem Steuersystem gemeldet.
Bit 2 = 1: Die Slave-Station ist durch eine andere Station gesperrt; das Steuersystem empfängt die Anweisung, einen erneuten Versuch zu unternehmen.
Bit 4 = 0: Die Slave-Station kann keine Daten übertragen; dies wird dem Steuersystem gemeldet. In allen anderen Fällen für die Bits 0, 2, 4 wird ein neuer Block mit dem gleichen Steuercode begonnen.
HEX 4 (0100): Die beiden niedrigstwertigen Tetraden der Adresse lesen, an der die Slave-Station gesperrt ist. Falls die Slave-Station nicht gesperrt ist, wird dieser Umstand über ein negatives Quittungsbit dem Steuersystem der Master-Station gemeldet.
HEX 5 (0101): Entsprechend für die höchstwertige Tetrade.
HEX 6 (0110): Status der Slave-Station lesen und entsperren. Falls die Slave-Station durch eine andere Master-Station gesperrt ist, wird dies durch ein negatives Quittungsbit gemeldet, und die Master-Station bricht ihren Versuch ab. Der Host oder die Anwendung können jedoch die betroffene Master-Station anweisen, einen erneuten Versuch zu unternehmen.
HEX 7 (0111): Daten lesen und entsperren. Mit Ausnahme der Entsperrung entspricht dies dem Code 0011.
HEX 8 (0100): Zugriffsanforderung schreiben. Falls ein negatives Quittungsbit folgt, erfolgt eine Abfrage der Merkmale beziehungsweise des Status der Slave-Station.
Hierbei werden die Bits wie folgt interpretiert:
Bit 1 = 1: Der Empfangspuffer der Slave-Station ist nicht leer; Meldung an das Steuersystem der Master-Station.
Bit 2 = 1: siehe oben.
Bit 3 = 0: Slave hat keinen Speicher. Das heißt, daß die Slave-Station keine Abfragen nach Merkmalen/Status beantworten kann. Diese Situation ist statisch und wird dem Steuersystem gemeldet.
Hat keines der drei Bits ein Ergebnis, erfolgt ein erneuter Versuch.
HEX A (1010): Befehl schreiben und sperren. Anschließend wird bei negativem Quittungsbit der Status gelesen und folgendermaßen interpretiert:
Bits 1, 2 wie oben; falls keines der Bits ein Ergebnis hat, erfolgt ein erneuter Versuch.
HEX B (1011): Daten schreiben und sperren. Anschließend wird bei negativem Quittungsbit der Status gelesen. Die Interpretation entspricht HEX A.
HEX E (1110): Befehl schreiben und entsperren. Der Rest entspricht A.
HEX F (1111): Daten schreiben und entsperren. Der Rest entspricht A.
Am Ende jedes Blocks prüft die Sendestation (Master-Station oder Slave- Station), ob alle erforderlichen Bytes übertragen worden sind. Ist dies nicht der Fall, beginnt die Master-Station einen neuen Block, und die Sendestation lädt die restlichen Bytes in den lokalen Sendepuffer.

BESCHREIBUNG EINER SCHNITTSTELLENSCHALTUNG

Fig. 3 gibt eine Ausführungsform einer Schnittstellenschaltung wieder. Die Schaltung (60) umfaßt folgende Anschlüsse, im Uhrzeigersinn vom Oszillator (6 MHz) aus betrachtet:
- Stromversorgung Vcc; Masse GND; Teststeuerung Test; 8 Bits mit Daten für das lokale Steuersystem mit Synchronisations-(Strobe)-Pin , Lese/Schreib-Steuerung R/ , Auswahl zwischen Adresse und Daten (A/ ), Interrupt-Signal Int, einem I²C- Anschluß (in diesem Fall ohne weitere Bedeutung), drei diesbezüglichen voreingestellten Adreßbits (A0, A1, A2), zwei Leitungen für Daten auf TTL-Ebene und einem verdrillten Leiterpaar für die Einkanal-Kommunikation (D²B) entsprechend der oben wiedergegebenen Beschreibung. Das Element 62 umfaßt den Taktgeber und die Steuerkomponenten für das Rücksetzen der Schaltung, wenn die Versorgungsspannung ansteht (POR = "Power-on reset"/Einschaltrücksetzen). Hiervon gehen ein "Chip-ready"/Chip- bereit-Signal, das POR-Signal und die Taktsignale 0P und 1P aus. Das "Chip-ready"/Chip-bereit-Signal gibt an, daß die Schaltung nach dem Einschalten und Rücksetzen wieder betriebsbereit ist.
Der Block 64 ist eine Schaltung zum Filtern, zur Detektion und zur Steuerung von Signalen in den D²B- und TTL-Leitungen. Der Dateninhalt der an D²B und TTL anstehenden Signale ist identisch mit Ausnahme der folgenden elektrischen Unterschiede: TTL ist unidirektional, wohingegen D²B bidirektional ist, und die jeweiligen Spannungspegel sind unterschiedlich. In den Leitungen 65 werden die Leitungsbits auf TTL-Ebene übermittelt. In Block 66 erfolgt eine Übersetzung zwischen den Leitungsbits und den logischen Bits. Der Block 67 stellt zwei unidirektionale Latch- Schaltungen zwischen den Blöcken 66 und 68 dar. Die Leitung 69 führt ein Signal zur Aktivierung des nächsten Bits. Der Block 68 bildet den Kern der Schnittstellenschaltung. Dort werden die Paritätsbits gebildet, die Quittungsbits werden erkannt, und die unterschiedlichen Steuerbits und Statusbits werden analysiert und gegebenenfalls für die Abfrage gespeichert. Weiter werden die Informationen mit dem Steuersystem ausgetauscht, und eine Wechselbeziehung mit dem RAM-Puffer 70 wird organisiert. Der Puffer 70 hat eine Datenbreite von 8 Bit; die Anzahl der Bytes wird durch die Anwendung bestimmt. Die Adressen stehen in Leitung 71 an; Block 72 ist ein Daten-Gate mit einer Breite von 8 Bit zum Anschluß an das (nicht dargestellte) lokale Steuersystem. Block 74 ist eine Schittstelleneinheit für einen I²C-Bus. Das dazugehörige Protokoll ist beschrieben in der USA-Patentschrift Nr. 4.689.740. Zum korrekten Verständnis der Schaltung muß der I²C-Bus daher nicht näher beschrieben werden. Die Signale Betriebsart 0 (mode 0) und Betriebsart 1 (mode 1) sind sekundäre Taktsignale mit der gleichen Frequenz wie 0P und 1P beziehungsweise, in Abhängigkeit von der Betriebsart am externen Bus D²B, mit einer um den Faktor 4 niedrigeren Frequenz. Die Leitung 76 steuert die Umschaltung des Taktsignals auf die Bit-Ebene (für die unterschiedlichen Bitlängen), die für Startbit, Betriebsart-/Adreß-/Steuer-Bits und Datenbits nicht gleich sein muß. Leitung 75 hat die gleichen Funktionen auf Blockebene. Leitung 77 ist eine Freigabeleitung (EN); die Leitungen 78, wie auch die Leitungen 79, stellen einen Synchronisations-Handshake bereit.
Bei einer einfachen Ausführungsform eignet sich die Schaltung für die Verwendung in den Betriebsarten 0 und 1; ferner eignet sie sich sowohl für den Betrieb als Master-Station als auch für den Betrieb als Slave-Station. Nach einem Rücksetzsignal (POR, "Power-on reset"/Einschaltrücksetzen) wird die Schaltung initialisiert. Der Mikroprozessor kann die Adresse der Schaltung für die Schnittstellenschaltung verfügbar machen, indem einige frei zugängliche Register geladen werden. Außerdem werden einige Flag-Bits gesetzt, die die Möglichkeiten der Anwendungen angeben (wenn ein lokaler Speicher vorliegt und die Slave-Station auch als Sender arbeiten kann). Das POR-Signal bewirkt auch ein Interrupt-Signal für das lokale Steuersystem (üblicherweise ein Mikroprozessor). Der Bus-Status des Slave-Teils der Schaltung ist im Slave-Status- Register gespeichert. Ist die Schaltung durch eine andere Station gesperrt, wird die Adresse der letzteren Station im Sperradreßregister gespeichert. Um eine Schaltung als Master-Station zu aktivieren, muß die Steuerschaltung der Anwendung folgende Informationen bereitstellen:
- Adresse der Slave-Station, Steuercode und, bei einem Schreibvorgang, die Datenbytes, die übertragen werden werden sollen, um sie in den Puffer der Master-Station zu laden.
Das Betriebsartsignal, das die zu verwendende Leitungsbetriebsart angibt, und das Anforderungssignal der Master-Station werden in das Befehlsregister der Master-Station geladen.
Die Station beginnt anschließend eine Meldung und ist erforderlichenfalls an der entsprechenden Arbitrierprozedur beteiligt. Wird der Block nach einem positiven Arbitrierergebnis abgeschlossen, wird ein Interrupt-Signal für das lokale Steuersystem (INT) abgegeben. Das lokale Steuersystem kann anschließend den Grund für das Interrupt-Signal im Interrupt-Register lesen (Master-Interrupt, Slave-Sender-Interrupt oder Slave-Empfänger-Interrupt). Das Statusregister der Master-Station enthält die Anzahl der positiven Quittungsbits und gibt an, ob die Meldung erfolgreich war.
Letzteres Register arbeitet somit als Zähler. Ferner enthält der Master-Puffer nach einem Interrupt-Signal bei einem Lesevorgang die empfangenen Daten. Das Interrupt- Register wird nach dem erfolgten Lesen zurückgesetzt; dies erfolgt über einen expliziten Schreibvorgang im betreffenden Register.
Bei einer Slave-Empfängerfunktion werden praktisch die gleichen Vorgänge durchgeführt. Die Anzahl der positiven Quittungsbits wird dann im Slave- Empfangsregister gespeichert. Wenn der Slave-Empfangspuffer gelesen worden ist, wird das Slave-Empfänger-Befehlsregister mit der Information 00 (HEX) gefüllt.

Claims

1. Kommunikationsverfahren zur Verwendung mit einem Mehrstationsbus (20), wobei das Verfahren folgendes umfaßt:

- Übertragung eines Master-Stations-Blockarbitriersignals (44, 46),

- Detektion eines positiven oder negativen Arbitrierergebnisses in Abhängigkeit von Arbitriersignalen anderer Stationen,

- und wobei der Block eine Slave-Stationsadresse (48, 50) mit Slave-Steuersignal umfaßt, gefolgt von einer bis zu einer vorbestimmten Höchstanzahl pro Block einstellbaren Reihe aus Datenbyteplätzen (52, 54, ...) und wobei der Block jedes der entsprechenden Datenbytes als letztes Datenbyte oder als nichtletztes Datenbyte signalisiert (E) und in jedem Datenbyteplatz die Kommunikation eines Quittungssignals (A) für das betreffende Datenbyte aufnimmt, wobei ein Sperrsteuersignal (CB) von der Master-Station übertragen wird um anzugeben, daß eine Vielzahl von Datenbytes als einheitliche Meldung übertragbar ist, indem jedes einzelne Datenbyte wiederholt wird, bis diesbezüglich ein positives Quittungssignal empfangen wird,

dadurch gekennzeichnet, daß die quittierte Übertragung des vorletzten Datenbytes dieser Meldung deren aktuellen Block abschließt, so daß das letzte Datenbyte in einen gesonderten Block übertragen wird, der auch ein Entsperrsteuersignal (CB) enthält, das in Abhängigkeit von einem positiven Quittungssignal in Zusammenhang mit dem letzten Datenbyte wirksam ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, das die Übertragung der Datenbytes in beiden Richtungen zwischen der Master-Station und der Slave-Station ermöglicht.

3. Mehrstations-Kommunikationsbusanordnung mit mindestens einer Master- Station und mindestens einer Slave-Station (22-24), wobei die Master-Station mit dem Bus verbundene blockbildende Mittel hat mit einem Arbitriersignalgenerator, einem Arbitrierergebnisdetektor, einem Slave-Adreßgenerator, einem Slave-Steuersignalgenerator und blockbegrenzenden Mitteln, um jeden einzelnen Block nach einer dort bis zu

einem vorbestimmten und festen Höchstwert einstellbaren Anzahl von Datenbytes abzuschließen, und wobei die Anordnung Übertragungsmittel hat zur Übertragung eines Blocks, gesteuert durch die vom Detektor erkannte positive Arbitrierung, wobei die Master-Station Signalmittel hat, um in jeder Meldung jedes dazugehörige Datenbyte als letztes oder als nichtletztes Datenbyte der Meldung zu signallsieren und wobei innerhalb der Anordnung eine Übertragungsstation einen Leerraumsignalgenerator hat, um pro Datenbyte während des Leerraumsignals den Empfang eines Quittungssignals aufzunehmen, mit Quittungsergebnisdetektor, um während des Leerraumsignals ein Quittungssignal zu dem betreffenden Byte zu erkennen, und wobei eine Empfangsstation einen Quittungssignalgenerator hat, um beim Empfang eines bestimmten Datensignals in dem dazugehörigen Leerraum ein diesbezügliches Quittungssignal zu erzeugen, wobei der Steuersignalgenerator so eingerichtet ist, daß im Slave-Steuersignal ein Sperrsteuersignal enthalten ist, um eine Vielzahl von als einheitliche Meldung übertragbaren Datenbytes anzugeben, wobei die Sendestation so eingerichtet ist, daß sie jedes einzelne Datenbyte wiederholt, bis ein diesbezügliches positives Quittungssignal erkannt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungsmittel so eingerichtet sind, daß die quittierte Übertragung des vorletzten Datenbytes einer Meldung erkannt wird, um daraufhin einen aktuellen Block abzuschließen, und daß der Steuersignalgenerator so eingerichtet ist, daß bei der Detektion des Abschlusses dieses aktuellen Blocks innerhalb des Slave-Steuersignals ein Entsperrsteuersignal aufgenommen wird um anzugeben, daß der nächste Block lediglich das letzte Datenbyte der vorangegangenen Meldung umfaßt.

4. Anordnung nach Anspruch 3, wobei die Master-Station so eingerichtet ist, daß sie die Funktion der Sendestation oder die Funktion der Empfangsstation übernimmt.

5. Empfangsstation zur Verwendung in einer Anordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Sperrzustandsartzeige hat mit vorgegebener Eingabe, die so eingerichtet ist, daß sie gesteuert vom Sperrsteuersignal in Zusammenhang mit korrekt empfangenen Datenbytes der Meldung aktivierbar ist, und mit einer Rücksetzeingabe, die so eingerichtet ist, daß sie gesteuert vom Entsperrsteuersignal in Zusammenhang mit einem korrekt empfangenen Datenbyte der Meldung aktivierbar ist.

6. Sendestation zur Verwendung in einer Anordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendemittel Datenbyte-Ordnungsmittel haben, um gesteuert von einem empfangenen Quittungssignal für ein bestimmtes Datenbyte anschließend das nächste Datenbyte der Meldung entweder in den gleichen Block oder in den nächsten Block zu übertragen.

7, Sendestation nach Anspruch 6 und mit Zahlermitteln zum Zahlen der Anzahl der empfangenen Quittungsbits sowie mit einer Rücksetzeingabe, die so eingerichtet ist, daß sie von den Blockbegrenzungsmitteln aktivierbar ist.