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Bereich der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft
den Bereich der Datenverarbeitung und im spezielleren die automatische
Zuweisung individueller Fachadressen an alle Fächer, die sich in einem mehrere
Fächer
umfassenden Gehäuse
befinden, wodurch es ermöglicht
wird, dass die in jedem der Fächer
untergebrachten Plattenlaufwerke von einem oder mehreren Hosts bzw.
Datenprozessoren adressiert werden und zwar unter Verwendung der
Kombination aus einer automatisch zugewiesenen Fachadresse und einer individuellen
Plattenlaufwerksadresse.
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Beschreibung
der verwandten Technik
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Der Einsatz relativ grosser, mehrere
Fächer umfassender
Gehäuse,
um darin physisch eine Vielzahl von Plattenlaufwerken unterzubringen,
ist bekannt. Bei diesen Anordnungen nach dem Stand der Technik werden
Fachadressen entweder manuell zugewiesen oder sie werden überhaupt
nicht zugewiesen. Manuelle Fachadressierung ist anfällig für menschliches
Versagen und ausserdem zeitraubend. Darüber hinaus werden die manuell
zugewiesenen Gehäuse-Fachadressen
jedes Mal ungültig
wenn die Fächer
rekonfiguriert werden.
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Konfigurationen, die eine Form der
automatischen Fächeradressierung
bereitstellen, beinhalten die Verwendung von physischen oder elektrischen Verriegelungen
an jeder Gehäuseposition,
welche für die
Aufnahme eines Fachs bestimmt ist. Diese Anordnungen sind jedoch
anfällig
für mechanische/elektrische
Fehler und es ist nach dem Stand der Technik keine Einrichtung vorgesehen,
um solche Fehler zu erkennen.
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Folglich bleibt nach dem Stand der
Technik ein Bedarf an einer Vorrichtung bzw. einem Verfahren bestehen,
welche(s) nicht nur dazu verwendet werden kann, um logische Adressen
bzw. Datenverarbeitungsfachadressen zuzuweisen, sondern welche(s)
darüber
hinaus bei der automatischen Fachzuweisung auftretende Fehler automatisch
erkennt.
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Die EP 0483434A beschreibt ein System zum
Erkennen und Identifizieren einer Mehrzahl von steckbaren Geräten, die
mit einer zentralen Rechnereinheit verbunden sind. Signale, die
von einem jeden eingesteckten Gerät über eine eigene Signalleitung
empfangen werden, werden an eine Steckerkarte angelegt, welche die
Signale aggregiert, bevor sie das aggregierte Signal an den Prozessor 10 weiterleitet.
Die Grösse
des aggregierten Signals ist dabei repräsentativ für die Anzahl und Position der
eingesteckten Geräte.
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Die EP 0336708A beschreibt eine modular ausbaubare
Buskonfiguration, bei welcher sieben Busleitungen jeweils durch
ein ROM-Modul für
jedes mit dem Bus verbundene Gerät
unterbrochen werden, wobei jedes ROM es seinem entsprechenden Gerät 5 ermöglicht,
eine 7-Bit-Adresse von einem vorgeordneten Gerät zu empfangen und eine andere 7-Bit-Adresse
an ein auf dem Bus nachgeordnetes Gerät zu übertragen.
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Die FR-A-2 641 629 (MERLIN GERIN
(S.A.)) offenbart eine Vorrichtung zur automatischen Bereitstellung
von Adressen an jeden Block einer Mehrzahl von Modulblöcken, die
auf einem Bus in aufeinanderfolgender Reihenfolge angeordnet und über eine Adressleitung
mit diesem verbunden sind. Jeder Block empfängt an seinem Eingabeterminal
eine Adresse von dem vorgeordneten Block, inkrementiert die empfangene
Adresse, speichert die inkrementierte Adresse als seine eigene physische
Adresse ab und überträgt letztere
an seinem Ausgabeterminal an den nächsten Block. D1 schlägt nicht
vor oder impliziert, dass die Adresse eine Spannung sein kann, da die
konkrete, offengelegte Implementierung in jedem Block zum Zweck
der Adressinkrementierung einen Mikroprozessor vorsieht.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung schafft
eine automatische, Fach für
Fach erfolgende Adressenzuweisung für eine Mehrzahl von Fächern, die
in einem mehrere Fächer
umfassenden Gehäuse
enthalten sind.
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Die Erfindung besteht grob gesprochen
in Vorrichtungen zur Bereitstellung einer Datenverarbeitungsfachadresse
für jedes
Fach einer Mehrzahl von Fächern
in einem Gehäuse
eines Datenverarbeitungssystems gemäss Anspruch 1.
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In einer Ausführungsform der Erfindung wird einem
jeden Feld automatisch eine eindeutige Datenverarbeitungsadresse
zugewiesen; jedes Fach beinhaltet acht physisch voneinander getrennte
Plattenlaufwerke und ein gegebenes Plattenlaufwerk wird mittels
einer Kombination aus der zugewiesenen Datenverarbeitungsfachadresse
und der Datenverarbeitungsadresse des betreffenden Plattenlaufwerks adressiert.
Die acht Plattenlaufwerke können
zum Beispiel, was ihre Konfiguration betrifft, in Form eines redundanten
Festplatten arrays (RAID) angeordnet sein. Andere Gehäusekonfigurationen
können
fünfzehn
oder mehr einzelne Fächer
beinhalten.
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Eine Fehlererkennungsvorrichtung
erkennt einen Fehler bei der automatischen Zuweisung von Fachadressen.
Eine Prüfvorrichtung
validiert den Eingabe-/Ausgabe (A/A)-Datenverkehr, welcher zwischen
den einzelnen Gehäusefächern stattfindet.
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Es wird ein physisches Gehäuse bereitgestellt
mit einer Mehrzahl von physisch getrennten und physisch voneinander
beabstandeten Fächern.
Jeder Fächer
kann eine Mehrzahl von individuell adressierbaren Plattenlaufwerken
enthalten. Jedes solche Fach/Plattenlaufwerk hat seine eigene, eindeutige Datenverarbeitungsadresse,
die eine Kombination aus der Fachadresse und der Plattenlaufwerksadresse
umfasst.
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Wie hierin beschrieben, werden die
logischen Fachadressen basierend auf der physischen Lage der Fächer innerhalb
des Gehäuses
zugewiesen.
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Jedes Fach beinhaltet eine Umgebungsüberwachungseinheit
(UÜE),
deren Aufbau und Anordnung im folgenden beschrieben wird. Durch
die Betriebsweise der UÜE
wird jedes Fach "N" mit den folgenden
Fähigkeiten
ausgestattet:
- (1) das Annehmen einer zugewiesenen
Datenverarbeitungsfachadresse "N" von seinem vorgeordneten
Fach, welches die Adresse "N – 1" hat,
- (2) das Setzen der eigenen Fachadresse auf den zugewiesenen
Wert "N",
- (3) das Inkrementieren der eigenen Fachadresse um "1", um so die Fachadresse "N + 1" zu erzeugen, und
- (4) das Übertragen
der so erzeugten Fachadresse "N
+ 1" zu dem nächsten Fach.
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Die beschriebene Ausführungsform
der Erfindung wird betrieben, um folgendes zu erkennen:
- (1) Fachzuweisungsfehler,
- (2) nicht erfolgreiches Inkrementieren der Fachadresse, und
- (3) ungültiges
Festlegen der Fachadresse.
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Vorteilhafterweise wird die im folgenden
beschriebene Vorrichtung auch betrieben, um Fachadressierungsfehler
zu erkennen, die durch fehlende oder schadhafte Verbindungskabel
verursacht werden. Eine Fehlererkennung des Kabelverbindungssystems
zwischen den Fächern
ist nötig,
um sicherzustellen, dass gültige
Fachadressen zugewiesen worden sind. Diese Funktion ist besonders
dann wünschenswert,
wenn ein grosses Gehäuse
eine Vielzahl von einzelnen Fächern
enthält,
und eine Fähigkeit
bereitgestellt werden muss, Verbindungsprobleme zwischen einzelnen
Fächern
zu lokalisieren und zu erkennen. Als Beispiele für Verbindungsprobleme und Fachadressierungsprobleme
sind die folgenden zu nennen:
- (1) ein Problem
mit einem Fach-Eingabekabel,
- (2) ein Problem mit einem Fach-Ausgabekabel,
- (3) ein Problem beim Inkrementieren der Fachadresse, und
- (4) ein Problem im Zusammenhang mit der vorgeordneten Fachadresse.
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Die beschriebene Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung stellt jedesmal wenn das Gehäusesystem
konfiguriert bzw. rekonfiguriert wird eine automatische Fachadressenzuweisung
bereit. Ausserdem werden durch die vorliegende Erfindung die Fachadressenzuweisungen
validiert und es wird die Möglichkeit
eines Fehlers durch menschliches Versagen eliminiert.
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Eine wahre Beziehung zwischen der
physischen Lage eines Fachs und seiner logischen Adresse bzw. Datenverarbeitungsadresse
wird erreicht, weil:
- (1) ein individuelles
Fach-Zwischenverbindungskabel immer nur zur Verbindung zweier benachbarter
Felder verwendet wird,
- (2) der physische Einbau der Fächer in das Gehäuse in einer
physischen Reihenfolge erfolgt, zum Beispiel von unten nach oben,
von oben nach unten, von rechts nach links, oder von links nach
rechts, und
- (3) die Zuweisung der logischen Adressen oder Datenverarbeitungsadressen
der Fächer
in derselben Reihenfolge, d. h. von unten nach oben, von oben nach
unten, von rechts nach links, oder von links nach rechts erfolgt.
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Um die Zuverlässigkeit in noch grösserem Ausmass
zu gewährleisten,
werden die automatische Plattenlaufwerks-Fachadressenzuweisung und
die Fehlererkennungsfunktionen, welche im folgenden beschrieben
werden, durch zwei redundante Vorrichtungen bereitgestellt.
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In einer Ausführungsform der Erfindung beinhaltet
ein Gehäuse
eine Mehrzahl "M" von Fächern (wobei
es sich bei der Dezimalzahl "M" um eine Ganzzahl
handelt). Diese Fächer
sind physisch in einer Reihenfolge von Fach 1 bis Fach "M" angeordnet. Die UÜE von Fach 1 empfängt eine
an die Adresse des ersten Fachs gerichtete, analoge Eingangs-Gleichspannung;
diese hat zum Beispiel eine analoge Grösse, welche mit "a" bezeichnet werden kann. In dieser Ausführungsform
der Erfindung liegt die Adressenspannung für das Fach 1 nämlich um
einen ersten Grössenschritt "a" oberhalb der Grösse 0 VGS.
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Eine innerhalb dieses ersten Fachs
angeordnete UÜE
prüft nun,
ob diese empfangene erste Fachadressen-Spannung (dessen Grösse "a" VGS betragen sollte) auch tatsächlich innerhalb
eines korrekten, analogen Spannungsbereichs gelegen ist, welcher
sich zwischen einem niedrigen Wert von "n" VGS
und einem hohen Wert von ("M" mal "n") VGS erstreckt. In einer Ausführungsform
der Erfindung wird dieser korrekte Spannungsbereich mittels eines 5-VGS-Präzisionsnetzteils
(mit einer Toleranz von plus oder minus 0,02%) erzeugt, und in diesem
Fall befindet sich die Adressenspannung "n" des
ersten Fachs nicht innerhalb des korrekten Bereichs, wenn sich herausstellt,
dass sie entweder gleich 0 VGS oder gleich 5 VGS ist, was darauf
schliessen lässt, dass
in dem analogen Kabel/Verbindungsstecker an der Adresseneingabe
von Fach 1 ein offener Stromkreis bzw. ein Kurzschluss aufgetreten
ist.
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Wenn festgestellt wird, dass die
Adressenspannung "a" des ersten Fachs
in dem korrekten Spannungsbereich liegt, so wird diese analoge Fachadressen-Spannung
mittels eines Analog-Digital-Wandlers (A/D-Wandlers) in eine digitale
Adressenspannung für
das Fach 1 umgewandelt. Die sich daraus ergebende Binärzahl wird
in der Folge als Datenverarbeitungsadresse für das Fach 1 verwendet. Ein
Beispiel für
eine solche Datenverarbeitungsadresse für das erste Fach ist die Binärzahl "00001".
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Die UÜE in Fach 1 tritt nun in Funktion
und inkrementiert diese binäre
Adresse für
das Fach 1 um eine binäre
Eins, d. h. auf den Binärwert "00010", woraufhin diese
inkrementierte Fachadresse in eine analoge Spannung umgewandelt
wird und an den Adresseneingang zu dem zweiten Fach angelegt wird,
wo es als Datenverarbeitungsadresse für das Fach 2 verwendet wird.
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Zum Zweck der Prüfung der Zuverlässigkeit dieser
analogen Adresse für
das Fach 2 wird die analoge Folgefach-Adresse oder Fach-2-Adresse,
die an den Eingang des Fachs 2 angelegt wurde, nun innerhalb der
UÜE von
Fach 1 in eine Binärzahl
zurückgewandelt.
Innerhalb der UÜE
von Fach [2] wird diese binäre
und zurückgewandelte
Folgefach- bzw. Fach-2-Adresse
mit der durch jene UÜE
erfolgten Inkrementierung der binären Fach-1-Adresse verglichen.
Falls keine übereinstimmenden
Werte gefunden werden, wird bei der nächsten Fach-Adressierung eine
Fehlermeldung generiert. Darüber hinaus wird
diese Prüffunktion
auch betrieben, um einen offenen Schaltkreis oder einen Kurzschluss
bei den analogen Kabeln/Verbindungssteckern zu erkennen, mit denen
Fach 1 und Fach 2 miteinander verbunden werden.
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Die obige Vorrichtung bzw. das obige
Verfahren kommt sequentiell bei jedem einzelnen Fach der "M" Fächer
zum Einsatz, wodurch eine Adresse für Fach 2 bereitgestellt wird,
welche gleich einer analogen/digitalen Grösse "2a" ist,
eine Adresse für
Fach 3, welche gleich einer analogen/digitalen Grösse "3a" ist, --------- und
eine Adresse für
Fach M, welche gleich einer analogen/digitalen Grösse "Ma" ist.
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Wie im folgenden beschrieben, ist
die weiter oben beschriebene Funktion der UÜE, welche sich in jedem der
Fächer
befindet, einer Zeitschaltung unterworfen. Das heisst, es wird ein
UÜE-Zeitgeber
gestartet, wenn der Adressierungs/Fehlererkennungsprozess der UÜE startet,
und falls die UÜE
den weiter oben beschriebenen Prozess nicht innerhalb des von dem
Zeitgeber eingestellten Zeitintervalls abgeschlossen hat, wird eine
Adressierungs-Fehlermeldung generiert.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHUNGEN
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Ein genaueres Verständnis der
Erfindung kann aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten
Ausführungsform
gewonnen werden, welche beispielhaften Charakter hat und in Verbindung mit
den beigefügten
Zeichnungen zu verstehen ist, in denen:
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1 eine
Vorderansicht eines sich vertikal erstreckenden, mehrere Fächer umfassenden
Gehäuses
gemäss
einer Ausführungsform
der Erfindung dar stellt, wobei das Gehäuse vier Fächer aufweist, welche physisch
in einer von unten nach oben verlaufenden Reihenfolge konfiguriert
sind, und worin gezeigt wird, dass das Gehäuse bis zu einer Anzahl M von
individuellen Fächern
ausbaubar ist;
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2 eine
von oben/vorne gezeigte Perspektivansicht eines der Fächer aus 1 darstellt;
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3 eine
von oben/hinten gezeigte Perspektivansicht des Fachs aus 2 darstellt;
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4 ein
Draufsicht-Blockdiagramm des Fachs aus 2 bzw. 3 darstellt;
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5 ein
erklärendes
Diagramm darstellt, in welchem die Art und Weise veranschaulicht
wird, in der die vier Fächer
(d. h. Fach 1 bis Fach 4) aus 1 mit
einem Host oder Server 30 zum Zweck der digitalen Datenverarbeitung
sowie zu Zwecken der automatischen Fachadressierung und Fehlerüberwachung
zusammengeschaltet sind;
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6 ein
schematisches Schaltdiagramm darstellt, das den Aufbau und die Anordnung
einer Fach-UÜE
für das
Fach "N" aus 1 zeigt;
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7 eine
Wahrheitstabelle darstellt, welche die Funktionsweise der UÜE aus 6 zeigt;
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8 eine
Erklärung
der Funktionsweise der UÜE
aus 6 in Form eines
Ablaufdiagramms darstellt.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORM
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1 zeigt
eine Vorderansicht eines sich vertikal erstreckenden Gehäuses 10 mit
vier Fächern,
von denen das Fach 1 mit der Zahl 11, das Fach 2 mit der
Zahl 12, das Fach 3 mit der Zahl 13 und das Fach
4 mit der Zahl 14 gekennzeichnet ist. Es ist zu beachten,
dass in diesem nichteinschränkenden
Beispiel die Fächer
in einer von oben nach unten verlaufenden physischen/logischen Reihenfolge
konfiguriert sind.
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Durch gestrichelte Linien wird in 1 angedeutet, dass das Gehäuse 10 eine
Anzahl "M" von individuellen
Fächern
beinhalten kann, in welchem Fall auch eine drei Fächer umfassende
Gruppe "N – 1", "N" und "N + 1" vorgesehen ist.
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Jedes Fach innerhalb des Gehäuses 10 ist mit
einem Paar von unten angebrachten und redundanten Eingabe-Ports
oder -Verbindungssteckern 15 und einem Paar von oben angebrachten
und redundanten Ausgabe-Ports oder -Verbindungssteckern 16 ausgestattet.
Es sei hier beachtet, dass die oberen Ausgabeports 16 eines
unteren Fachs, zum Beispiel des Fachs 2, in grosser Nähe zu den
beiden unteren Eingabeports 15 des unmittelbar benachbarten Fachs
3 angeordnet sind. Wie leicht nachzuvollziehen ist, können die
Ports 15 auch Empfangsports genannt werden, in welchem
Fall die Ports 16 dann als Sendeports bezeichnet würden.
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In vorteilhafter Weise sind die benachbarten Fachports 15, 16 mittels
eines kurzen, zweiadrigen Kabels 17 miteinander verbunden,
welches ein unbeabsichtigtes, falsches Verbinden des Ausgabeports eines
unteren Fachs mit einem Port eines anderen Fachs verhindert. Die
Kabel 17 haben beispielsweise eine Länge von 6 Zoll.
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Wie in 1 ersichtlich,
weist das oberste Fach, sei dies nun Fach 4 oder Fach M, kein Kabel 17 auf,
das mit seinem oben angebrachten, redundanten Paar von Ausgabeports
1 verbunden ist.
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Wie noch genauer ersichtlich werden
wird, verwendet die dargestellte Konstruktion und Anordnung eine
analoge Spannung mit einer genau begrenzten Grösse bzw. einer Präzisionsgrösse, welche
von den beiden Eingabeports 15 eines jeden Fachs empfangen
wird. In 1 umfasst das
Anfangsfach in der logischen/physischen Reihenfolge das untere Fach
1, d. h. das Fach 11, und dieses erste Fach empfängt von
einer Gehäuse-Identifikations(ID)-Box 19 über einen
Leiter 18 eine präzise grössengeregelte
Spannung. Zu beachten ist, dass alle anderen Fächer innerhalb des Gehäuses die
erforderliche, analoge und präzise
grössengeregelte Spannung
von dem Ausgabeport 16 des nächstniedrigeren Fachs über ein
weiter oben beschriebenes Kabel 17 empfangen.
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Alle Fächer aus 1 sind allgemein identisch in Aufbau
und Anordnung. 2 stellt
eine von oben/vorne gezeigte Perspektivansicht eines der Fächer, z.
B. des Fachs 2 bzw. des Fachs 12, aus 1 dar. 3 stellt
eine von oben/hinten gezeigte Perspektivansicht des Fachs 2 dar.
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Wie in 2 gezeigt,
beinhaltet jedes Fach acht physisch getrennte Plattenlaufwerke,
welche individuell und kollektiv mit der Bezugszahl 20 gekennzeichnet
sind. Wie Personen mit einschlägigen
Fachkenntnissen erkennen werden, handelt es sich im Fall eines redundanten
Systems, wie in 1 gezeigt,
bei den Plattenlaufwerken 20 um allgemein bekannte Plattenlaufwerke
mit zwei Ports.
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Jedes Fach ist auch mit einer Umgebungsüberwachungseinheit
oder UÜE 21 ausgestattet,
welche wie weiter unten beschrieben aufgebaut und angeordnet ist.
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Wie aus 3 ersichtlich, beinhaltet jedes Fach
ein redundantes Paar von an gegenüberliegenden Enden angeordneten
Eingabe-/Ausgabemodulen (E/A-Modulen) 22 welche die weiter
oben beschriebenen Eingabe-/Ausgabeports 15/16 beinhalten. Es ist
auch ein redundantes Paar von GS-Netzteilen 23 vorgesehen,
die dazu dienen, den Plattenlaufwerken 20 eine 5-Volt- und eine 12-Volt-Versorgungsspannung
und den E/A-Modulen 22 sowie der UÜE 21 eine 5-Volt-Versorgungsspannung
bereitzustellen.
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Wie in dem Draufsicht-Blockdiagramm
aus 4 gezeigt, beinhaltet
jedes Fach-Netzteil 23 einen Kühllüfter 24 und die verschiedenen
Komponenten eines jeden Fachs sind über ein Rückwandelement miteinander verbunden.
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5 zeigt
ein Schaubild, in dem die Art und Weise erklärt wird, in welcher die vier
Umgebungsüberwachungseinheiten 21 der
ersten vier Fächer 11–14 (d.
h. Fach 1– Fach
4) aus 1 mit einem Host
bzw. Server 30 zusammengeschaltet sind.
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Für
Datenverarbeitungszwecke, einschliesslich der individuellen Fach/Plattenlaufwerk-Datenverarbeitungsadressierung
schaltet ein Bus oder ein Kabel 31 alle 32 Plattenlaufwerke 20 mit
dem Server 30 zusammen. Der Busabschnitt 131 verbindet
das Fach 4 mit dem Fach 5, falls in dem Gehäuse 10 ein solches
zusätzliches
Fach vorhanden ist. Der Datenverarbeitungs-Betriebsmodus kann, wie
einschlägig bekannt,
in vielfältiger
Form erfolgen und wird im folgenden nicht weiter beschrieben. So
können
die in einem einzelnen Fach vorhandenen acht Plattenlaufwerke zum
Beispiel als redundantes Festplattenarray gemäss der RAID-Technologie konfiguriert
sein.
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Zum Zweck der automatischen Fach-Adressierung
und Fehlerüberwachung
schliesst ein Bus bzw. ein Kabel 32 alle vier Umgebungsüberwachungseinheiten 21 mit
dem Server 30 zusammen. Der Kabelabschnitt 132 wird
dazu verwendet, um die UÜE
des Fachs 4 an das Fach 5 anzuschliessen, falls in dem Gehäuse 10 ein
solches zusätzliches Fach
5 vorhanden ist. Wie aus der nachfolgenden Beschreibung hervorgeht,
umfasst die Übermittlung einer
Fach-Adressenzuweisungsfehlermeldung an den Server 30 die
durch eine UÜE 21 erfolgende
Erkennung, dass die Grösse
einer der analogen/digitalen Spannungen, die für die Generierung einer logischen
Fachadresse verwendet wird, ausserhalb eines annehmbaren Spannungsbereichs
gelegen ist. Diese an den Server 30 übermittelte Fehlermeldung kann
auch als "Bandbreitenüberschreitungsmeldung" bezeichnet werden.
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6 stellt
ein schematisches Schaltdiagramm dar, das den Aufbau und die Anordnung
einer Fach-UÜE 21 für das Fach "N" aus 1 zeigt.
Wie bereits weiter oben erwähnt,
sind die verschiedenen Fach-Umgebungsüberwachungseinheiten 21 allgemein
identisch in Aufbau und Anordnung, was die Implementierung der vorliegenden,
erfindungsgemässen
Vorrichtung bzw. des entsprechenden Verfahrens anlangt. Die verschiedenen
Fach-Umgebungsüberwachungseinheiten 21 führen auch
andere Funktionen aus, welche die vorliegende Erfin dung nicht berühren, und
diese zusätzlichen
Funktionen werden hier nicht weiter beschrieben. Der Betrieb der
Umgebungsüberwachungseinheiten 21 kann
bekanntlich mittels eines programmierten Mikroprozessors, durch
die Zusammenschaltung einer Reihe von diskreten logischen Komponenten
und/oder durch den Einsatz einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung
erfolgen.
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In 6 wird
gezeigt, wie der Eingabe-Verbindungsstecker 16 und der
Ausgabe-Verbindungsstecker 15 des Fachs "N" über
zwei kurze Kabel 17 mit dem nächstniedrigeren Fach "N – 1" und mit dem nächsthöheren Fach "N + 1" verbunden sind,
wie dies bereits weiter oben im Zusammenhang mit 1 beschreiben wurde.
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Wie gezeigt, ist der Eingabe-Verbindungsstecker 16 des
Fachs "N" mit einer analogen
Spannung 35 versehen, dessen analoge Grösse das dezimale Äquivalent
des folgenden binären
Werts: (die binäre
Adresse des Fachs "N – 1") plus (eine binäre Eins)
umfasst. Es sei zum Beispiel angenommen, dass die Fachadresse des
Fachs "N – 1" eine dezimale 5
ergibt. Die binäre
5-Bit-Adresse von Fach "N – 1" ist somit "00101". Als Folge daraus
stellt das Fach "N – 1" dem Fach "N" eine Ausgabespannung 35 mit
einer Grösse
bereit, die das Äquivalent
zu der Binärzahl "00110" darstellt. Wie aus
der nachfolgenden Beschreibung hervorgehen wird, ist die UÜE 21 innerhalb
des Fachs "N – 1" in Funktion getreten
und hat gewährleistet,
dass die Grösse
der analogen Spannung 35 die korrekte Adresse für das Fach "N" umfasst.
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Ein Analog-Digitalumwandler (ADU) 36 tritt nun
in Funktion und generiert einen digitalen Wert für die Analogspannung, der in
dem 5-Bit-Eingaberegister 38 abgespeichert wird. Der Inhalt
des Registers 38 ergibt die Datenverarbeitungsadresse des
Fachs "N", die verwendet wird,
wenn die Plattenlaufwerke 20 des Fachs "N" im
Rahmen von Datenverarbeitungsoperationen zur Anwendung kommen. Eine
solche Operation kann, wie bereits erwähnt, vielfältige Formen annehmen und wird
hier nicht weiter beschrieben.
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Die nun im Register 38 gespeicherte,
binäre 5-Bit-Zahl
wird nun einem Netzwerk 39 zugeführt, das in Funktion tritt
und den gespeicherten, binären Inhalt
des Registers 39 um eine binäre 1 inkrementiert. Folglich
ist die Datenverarbeitungsadresse des Fachs "N" um "1" inkrementiert worden und auf dieser
Weise ist die Datenverarbeitungsadresse des Fachs "N + 1" auf dem Leiter 40 generiert
worden. Diese Folgefach-Adresse 40 wird nun in dem 5-Bit-Ausgaberegister 41 abgespeichert
und dem Bus bzw. dem Kabel 44 zugeführt.
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Ein Digital-Analogumwandler (DAU) 42 tritt nun
in Funktion und wandelt diese Folgefach-Adresse 44 in eine
analoge Spannung 43 um, dessen Grösse die Grösse der Binärzahl repräsentiert, welche die Folgefach-Adresse 44 umfasst.
Diese analoge Folgefach-Spannung 43 wird nun an den Eingabe-Verbindungsstecker 16 des
Fachs "N + 1" angelegt.
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Um zu gewährleisten, dass die analoge Spannung 43 die
korrekte "Folgefach-Adressen"-Grösse aufweist,
und um somit eine korrekte, binäre
Datenverarbeitungsadresse für
das nächste Fach "N + 1" bereitzustellen,
wird die analoge Spannung 43 nun als Eingabewert an den
ADU 45 angelegt. Der binäre Ausgabewert 46 des
ADU 45 wird daraufhin in dem 5-Bit-Ausgabevergleichsregister 47 abgespeichert.
Der gespeicherte Inhalt des Registers 47 sollte die Datenverarbeitungsadresse
des Folgefachs "N
+ 1" darstellen.
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Zur Durchführung dieser Fehlererkennung wird
einem digitalen Ausgabevergleichsnetzwerk 48 eine erste
Eingabe, welche den 5-Bit-Ausgabewert 49 des Vergleichsregisters 47 umfasst,
und eine zweite Eingabe, welche den 5-Bit-Ausgabewert 44 des
Ausgaberegisters 41 umfasst, zugeführt. Solange diese beiden binären 5-Bit-Werte
dieselbe Grösse aufweisen,
wird kein Fehlersignal 50 über den Bus 32 an
den Server 30 aus 5 übermittelt.
Wenn jedoch die beiden binären
Werte 44, 49 nicht dieselbe Grösse aufweisen, so wird diese
fehlende Übereinstimmung
als Erkennungszeichen dafür
gewertet, dass die UÜE 21 des
Fachs "N" nicht in der Lage
war, die ordnungsgemässe,
an den Eingabe-Verbindungsstecker 16 des Fachs "N + 1" anzulegende Folgefach-Adresse
zu generieren.
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Die obige Beschreibung behandelte
zwar nur die Verwendung von 5-Bit-Registern, es muss jedoch zugestanden
werden, dass dieses Detail der Beschreibung nicht als eine Einschränkung der
Erfindung aufgefasst werden darf.
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Im weiteren Sinn treten die Fach-Umgebungsüberwachungseinheiten 21 vorteilhafterweise in
Funktion und (1) nehmen ein gültiges,
analoges Fachadressen-Signal 35 von einem vorgeordneten Fach
in Empfang, (2) generieren aus dem analogen Fachadressen-Signal 35 ein
digitales Fachadressen-Signal 38, (3) inkrementieren das
Fachadressen-Signal 38 um "1",
(4) generieren aus dem inkrementierten Signal ein analoges Folgefachadressen-Signal 43,
(5) legen dieses analoge Folgefachadressen-Signal 43 an
den Eingang 16 des nächstfolgenden
Fachs an, (6) prüfen
das generierte Folgeadressen-Signal auf seine korrekte Grösse hin,
und (7) generieren ein Fehlersignal 50, wenn erkannt wird, dass
ein falsches Folgefachadressen-Signal 43 an das nächstfolgende
Fach übermittelt
worden ist.
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Zeichnungsgemäss wird ein Eingabe-Vergleichsnetzwerk 51 bereitgestellt.
Das Netzwerk 51 empfängt
drei binäre
Eingabewerte, d. h. einen 5-VGS- oder binären "11111"-Eingabewert 52, einen null
Volt aufweisenden Grund- oder binären "00000"-Eingabewert 53, und den binären Ausgabewert
des 5-Bit-Eingaberegisters 38.
Der Zweck des Vergleichsnetzwerks 51 besteht darin, zu
bestimmen, ob es sich bei dem über
das Kabel 17/den Verbindungsstecker 16 in das
Fach "N" gelangenden Eingabewert
entweder um einen offenen Schaltkreis oder um einen Kurzschluss
handelt. Tritt ein Kurzschluss ein, so ist die Grösse der
analogen Eingabespannung 35 gleich null und das Vergleichsnetzwerk 51 liefert über den
Bus 32 ein Fehler-Ausgangssignal 55 an den Server 30.
Im Fall eines offenen Schaltkreises ist die analoge Eingangsspannung 55 gleich
5 VGS, und das Vergleichsnetzwerk liefert auch in diesem Fall ein
Fehler-Ausgangssignal 55 an den Server 30.
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Vorteilhafterweise muss die oben
beschriebene Operation einer jeden Fach-UÜE 21 innerhalb einer
gegebenen Zeitspanne abgeschlossen sein, wobei andernfalls ein Fehlersignal 50 generiert
und an den Server 30 übermittelt
wird. Um dieses Endergebnis zu erreichen, wird ein 2-Sekunden-Zeitgeber 60 bereitgestellt.
Der Zeitgeber 60 wird bei Erkennung eines Einschaltereignisses 61 für das Gehäuse 10 (oder
zu einem kurz auf dieses Ereignis folgenden Zeitpunkt) in Betrieb
gesetzt, und die Rücksetzung des
Zeitgebers 60, das heisst die Unterbrechung seiner Zeitgabeoperation
erfolgt durch ein Rücksetzsignal 62,
welches durch ein digitales Vergleichsnetzwerk 48 generiert
wird, nachdem das Netzwerk
48 in Funktion getreten ist
und das Signal 49 mit dem Signal 44 verglichen
hat. Für
den Fall, dass der Zeitgeber 60 ein Time-out-Signal gibt,
bevor das Rücksetzsignal 62 generiert
wird, tritt der Zeitgeber 60 in Funktion und generiert
ein Fehlersignal 63 an den Leiter 50 aus 6.
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Da, wie aus dieser Beschreibung ersichtlich ist,
jedes Fach-zu-Fach-Verbindungskabel 17 ausschliesslich
dazu verwendet wird, zwei physisch aneinandergrenzende Fächer elektrisch
miteinander zu verbinden, da die Fächer von unten nach oben in
das Gehäuse 10 eingebaut
sind, und da die logischen Fachadressen in derselben von unten nach
oben verlaufenden Reihenfolge automatisch zugewiesen werden, decken
sich die physischen Positionen, welche die Fächer innerhalb des Gehäuses 10 einnehmen, unmittelbar
mit den logischen Fachadressen, die für Datenverarbeitungszwecke
verwendet werden.
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Wie in Verbindung mit 1 bereits angedeutet, ist
die Operation der UÜE 21 eines
jeden Fachs insofern redundant als jedes der Fächer 1 bis M zwei Gruppen identischer
Ausgabe-Verbindungsstecker 15, Verbindungskabel 17,
Eingabe-Verbindungsstecker 16, die wie im Zusammenhang
mit 6 beschrieben betrieben
werden.
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7 ist
eine Wahrheitstabelle, welche die Funktionsweise der UÜE aus 6 zeigt. Der Eintrag 70 dieser
Tabelle stellt jenen Zustand dar, in welchem die analoge Spannung 35,
die am Eingabe-Kabel 17 zu dem Fach "N" vorhanden
ist, grösser
als 0 VGS und kleiner als 5 VGS ist; d. h. die Eingabespannung 35 ist
innerhalb des angemessenen analogen Spannungsbereichs für eine Fachadresse
gelegen. Ausserdem enthält
für den
Zustand 70 das Ausgabe-Kabel 17, das sich zu Fach "N + 1" hin erstreckt, einen
Spannungspegel "N
+ 1", und das 2-Sekunden-Zeitgabeintervall
des Zeitgebers 60 ist noch nicht abgelaufen. Treffen alle
drei dieser Bedingungen zu, so meldet das Kabel 32 ein "OK" an den Server 30,
wodurch angezeigt wird, dass ein normales Einschaltereignis für das Gehäuse 10 stattgefunden hat,
dass die Zwischenverbindung zwischen dem Fach "N" und
dem Fach "N + 1" einwandfrei ist,
dass dem Fach "N" eine gültige Fachadresse
bereitgestellt worden ist, und dass eine gültige Folgefach-Adresse für das Fach "N + 1" generiert worden
ist.
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Beim Betrieb der aus Fach 1 bis Fach
M bestehenden Konfiguration aus 1 melden,
während die
In-Betriebnahme der verschiedenen Fächer-Umgebungsüberwachungseinheiten 21 ausgehend
von dem untersten Fach 1 in Richtung zu dem obersten Fach M hin
voranschreitet, alle Fächer,
die sich oberhalb eines aktuell aktiven Fachs befinden, dass eine ungültige Fachadresse
an das Eingabe-Terminal 15 der oberen Fächer angelegt wurde. So sei
zum Beispiel hier angenommen, dass die UÜE 21 von Fach 4 derzeit
erfindungsgemäss
in Betrieb befindlich ist und dass noch keine gültige Folgefach-Adresse an das
Eingabe-Terminal des Fachs 5 angelegt worden ist. In diesem Fall
melden alle Fächer
der Gruppe von Fächern
bestehend aus Fach 5 bis Fach M eine ungültige Fachadresse zurück. In dem
Mass jedoch, in dem der Betrieb der Vorrichtung erfolgreich von
Fach 1 nach oben in Richtung des Fachs M hin voranschreitet, meldet
jedes in Betrieb gehende Fach der Reihe nach eine gültige Fachadresse
zurück.
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Es sei hier angemerkt, dass es gelegentlich erforderlich
sein kann, eine in einem Fach befindliche UÜE 21 durch eine physisch
andere jedoch identische UÜE 21 zu
ersetzen. Dieses Ereignis wird als "UÜE-Tausch
bei laufendem Betrieb" bezeichnet.
Bei Eintreten eines solchen Ereignisses melden alle Fächer, die
sich in der Fächerabfolge
unterhalb und oberhalb jenes Fachs befinden, dessen UÜE gerade getauscht
wird, weiterhin eine gültige
Fachadresse zurück.
Die UÜE 21 für dieses
Fach mit neuer UÜE läuft nun
bzw. ist nun in Betrieb, eine gültige
Fachadresse wird somit für
dieses Fach mit neuer UÜE
gesetzt, und eine gültige
Folgefach-Adresse
wird für
jenes Fach generiert, welches unmittelbar auf das Fach mit neuer
UÜE folgt.
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Der Eintrag 71 aus 7 zeigt die Betriebsweise
der UÜE 21 aus 6 für einen Zustand, in dem die
analoge Spannung 35, die an dem Eingabe-Kabel 17 zu
dem Fach "N" anliegt, wiederum
einer für
eine Fachadresse geeigneten, analogen Spannungsgrösse entspricht
und in 7 mit "n" angegeben wird. In diesem Fall enthält jedoch
der Ausgabe-Verbindungsstecker 15 bzw.
das Ausgabe-Kabel 17, das zu dem Eingabe-Verbindungsstecker 16 des Fachs "N + 1" führt, eine
analoge Spannung, welche nicht dem korrekten analogen Spannungspegel
bzw. der Grösse "N + 1" entspricht. Auch
im Fall des Tabelleneintrags 71 ist das 2-Sekunden-Zeitgabeintervall des
Zeitgebers 60 noch nicht abgelaufen. Treffen diese drei
Bedingungen des Tabelleneintrags 71 zu, so meldet das Kabel 32 einen "FEHLER" an den Server 30,
wodurch angezeigt wird, dass in der UÜE 21 dieses Fachs
ein Fehler vorliegt, dass die Folgefach-Adresse "N + 1" von dem Fach "N" nicht
ordnungsgemäss
generiert worden ist, oder dass ein Fehler bei dem Ausgabe-Verbindungsstecker 15 bzw.
dem Ausgabe-Kabel 17 den Fachs "N" vorliegt.
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Die Einträge 72 und 73 aus 7 entsprechen jeweils den
beiden Fehlerzuständen
offenes Eingabe-Kabel 17 bzw. offener Eingabe-Verbindungsstecker 16 und
kurzgeschlossenes Eingabe-Kabel 17 bzw. kurzgeschlossener
Eingabe-Verbindungsstecker 16. Bei beiden dieser Zustände wird nach
Ablauf des 2-Sekunden-Zeitgabeintervalls des Zeitgebers 60 über den
Bus bzw. das Kabel 32 eine "FEHLER"-Meldung an den Server 30 gesendet.
Die im Fall der Tabelleneinträge 72,73 ausgegebene Fehlermeldung
zeigt in beiden Fällen
an, dass die UÜE 21 des
Fachs "N" fehlerhaft ist,
dass das vorgeordnete Fach "N – 1" nicht in der Lage
war, eine innerhalb des zulässigen,
analogen Bereichs "n" gelegene Folgefach-Adresse
für das
Fach "N" bereitzustellen,
oder dass das Eingabe-Kabel 17 bzw.
der Eingabe-Verbindungsstecker 15 fehlerhaft ist.
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8 ist
ein Schaubild, welches die Betriebsweise der in dem aktiven Fach
befindlichen UÜE 21 aus 6 in Form eines Flussdiagramms
erklärt.
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Den ersten Schritt in diesem Prozess
stellt die Funktion 79 dar, bei welcher der 2-Sekunden-Zeitgeber 60 aus 6 gesetzt wird; d. h. der Zeitgeber
startet bei null zu zählen.
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Schritt 80 in diesem Prozess
ist eine Funktion, bei welcher eine Folgefach-Adresse des Fachs "N" von dem Fach "N – 1" kommend empfangen
wird, bei welcher es sich um die analoge Spannung 35 aus 6 handelt. Im Zuge der Entscheidungsfunktion 81 prüft das Eingabe-Vergleichsnetzwerk 51 aus 6, ob es sich bei der empfangenen
Folgefach-Adresse 80 um eine gültige Adresse handelt. Ist dies
nicht der Fall, so wird bei Funktion 82 eine Fehlermeldung
generiert, jedoch erst nachdem die 2-Sekunden-Zeitgabeperiode des
Zeitgebers 60 abgelaufen ist, was durch die Ausgabe "Ja" der Entscheidungsfunktion 83 angezeigt
wird.
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Ist die Folgefach-Adresse 80 gültig, so
tritt das Netzwerk 39 zur Inkrementierung um eins aus 6 in Funktion und erhöht den binären Wert
der Adresse des Fachs "N" um eins, wie dies
bei Funktion 84 gezeigt wird. Diese inkrementierte, binäre Fachadressen-Grösse wird
dann als analoge Spannung 43 an den Eingabe-Verbindungsstecker 16 des nächsten Fachs,
d. h. an den Eingang des Fachs "N +
1", angelegt, wie
dies bei Funktion 85 gezeigt wird.
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Die UÜE 21 des Fachs "N" tritt nun in Funktion, wie durch drei
Einträge 71, 72, 73 aus 7 gezeigt, und vergewissert
sich, dass eine Reihe von Fehlern nicht eingetreten sind. Die nächste Adress-Prüffunktion
wird in 8 bei der Entscheidungsfunktion 86 angezeigt.
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Der erste der zu prüfenden Zustände betrifft die
Verwendung des Vergleichsnetzwerks 48 aus 6, um sicherzustellen, dass der inkrementierte binäre Wert 40 dem
binären
Ausgabewert 46 des ADU 45 entspricht, d. h. die
Entscheidungsfunktion 86. Es geht hier um die Frage zu
wissen, ob die von dem Fach "N" empfangene Adresse
ordnungsgemäss
auf einen Wert erhöht
wurde, welcher der Adresse des Fachs N + 1 entspricht.
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Der zweite und der dritte zu überprüfende Zustand
betreffen Faktoren, die den Betriebszustand des Kabels/Verbindungssteckers,
welches bzw. welcher die Folgefach-Adresse an das Fach "N + 1" überträgt, beinhalten. Liegt bei dieser
Kabel-/Verbindungssteckeranordnung ein Kurzschluss oder ein offener
Stromkreis vor, so stimmt der binäre Ausgabewert 46 des
ADU 45 nicht ordnungsgemäss mit dem binären Ausgabewert
des Inkrementierungsnetzwerks 39 überein.
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Trifft einer dieser Fehlerzustände zu,
so wird aufgrund der Ausgabe "Nein" der Entscheidungsfunktion 86 eine
Fehlermeldung 82 ausgegeben. Eine Ausgabe "Ja" der Entscheidungsfunktion 86 ermöglicht es
der Funktion 87, den Zeitgeber 60 zu löschen (wobei
zu beachten ist, dass zu diesem Zeitpunkt der Zeitgeber 60 noch
kein Time-out-Signal gegeben hat), woraufhin der in 8 dargestellte Prozess beendet wird.
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Der in 8 dargestellte
Prozess wiederholt sich jedoch nun bei Fach "N + 1", usw. In diesem Fall tritt die Ende-Funktion 90 aus 8 für das oben beschriebene Fach "N" über
die Beginn-Funktion 91 erneut in den in 8 dargestellten Prozess ein, um nun die
in dem Fach "N +
1" befindliche UÜE 21 abzuarbeiten.
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Es ist zu beachten, dass falls der
Zeitgeber 60 ein Time-out-Signal
sendet die Ausgabe "Ja" der Entscheidungsfunktion 83 zu
jedem Zeitpunkt während
der Abarbeitung des in 8 dargestellten
Prozesses und vor dessen Beendigung in Funktion tritt und eine Fehlermeldung 82 generiert.
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Der Zeitgeber 60 stellt
somit eine Zeitüberwachungsfunktion
für die
vorliegende Erfindung bereit. Die Funktion 79 aus 8 tritt in Funktion um den
2-Sekunden-Zeitgeber 60 in Gang zu setzen. Die Entscheidungsfunktion 83 tritt
in Funktion, um den Zustand des Zeitgebers 60 kontinuierlich
zu überwachen
und ist bereit, ein Time-out-Signal des Zeitgebers zu empfangen.
Falls zu irgendeinem Zeitpunkt während
der Abarbeitung des Prozesses aus 8 ein
Time-out-Signal ausgegeben wird, so tritt die Ausgabe "Ja" der Ent scheidungsfunktion 83 in
Funktion und generiert eine Fehlermeldung 82. Wird von der
Entscheidungsfunktion 83 aus 8 kein
Fehler entdeckt, so bewirkt die Funktion 87, dass der Zeitgeber 60 infolge
der Ausgabe "Ja" der Entscheidungsfunktion 86 auf
Null gesetzt wird.
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Im Zuge der obigen Beschreibung von
bevorzugten Ausführungsformen
der Erfindung wurden spezifische Details bezüglich des Aufbaus und der Anordnung
der Vorrichtung/des Verfahrens offengelegt, wie etwa die Verwendung
von binären
5-Bit-Zahlen und die Inkrementierung einer gegebenen Fachadresse
um einen Wert 1 zum Zweck der Generierung einer Folgefach-Adresse.
Die oben angeführten Konstruktionsdetails
haben jedoch nur beispielhaften Charakter und sind nicht als Einschränkungen
des Umfangs der vorliegenden Erfindung zu betrachten.