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Gebiet der Erfindung:
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Die Erfindung betrifft Multiprozessor-Kommunikationssysteme.
Insbesondere betrifft die Erfindung solche Systeme, die dazu verwendet
werden können,
Bedingungen in interessierenden Bereichen oder Gebäuden zu überwachen
und anschließend auf
der Basis des Überwachungsvorgangs
zu agieren.
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Hintergrund der Erfindung:
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Detektionssysteme für Umgebungsbedingungen,
bspw. Feuermeldesysteme, sind als nützlich beim Bereitstellen früher Warnungen
potentiell gefährlicher
Zustände,
bspw. Feuer, bekannt. Ein solches System ist in der
US 4,916,432 von Tice et al. mit dem
Titel Smoke and Fire Detection System Communication, welches Patent
auf den Inhaber dieses Patents übertragen
wurde, beschrieben und beansprucht. Die Offenbarung dieser Druckschrift
soll durch Bezugnahme Teil dieser Beschreibung sein.
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Das System des Patents von Tice et
al. sowie viele andere bekannte Systeme verwenden ein auf einem
Abhängigkeitsverhältnis basierendes Kommunikationsprotokoll.
In solchen Systemen ist ein gemeinsames Steuerelement über eine
Kommunikationsverbindung mit einer Anzahl an Umgebungsbedingungsdetektoren
oder Wandlern gekoppelt.
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Das Steuerelement überträgt Steuerbefehle an
anvisierte Detektoren, Vorrichtungen, Gruppen von Detektoren oder
Vorrichtungen. Die Vorrichtungen oder Detektoren antworten durch Übertragung von
Informationen in Bezug auf den Status oder detektieren eine Umgebungsbedingung,
welche das Steuerelement analysiert und darauf geeignet reagiert.
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Während
das auf einem Abhängigkeitsverhältnis (masterslave)
basierende Kommunikationsprotokoll nützlich und effektiv ist, ist
seine Einsetzbarkeit zeitweilig durch die Unfähigkeit beschränkt, auf Ausfälle der
Ausrüstung
oder Übertragung
zu reagieren, indem es in einem reduzierten Modus arbeitet.
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Ein bekannter Versuch zum Erzeugen
einer Funktion in einem reduzierten Modus erfordert, dass den Vorrichtungen
jeweils eine einzigartige Seriennummer zugeordnet ist. In dem Fall,
dass aus irgendeinem Grund das Steuerelement nicht mit einer jeweiligen
Vorrichtung kommunizieren kann und die Vorrichtung eine Umgebungsbedingung
detektiert, die einen Alarm verlangt, kann die jeweilige Vorrichtung
direkt mit einem Ausgangselement kommunizieren, bspw. einem Schalltrichter
oder einem Strobe, wodurch es weiterhin möglich ist, eine Anzeige des Vorhandenseins
eines potentiellen Feuers anzugeben. Ein anderes bekanntes System
erlaubt, dass einige der Prozessoren so programmiert sind, das sie Information
zu anderen Prozessoren übertragen, welche
dem Steuerelement entgegengesetzt sind. Die anderen Prozessoren
sind wiederum dafür
programmiert, auf die übertragene
Information zu antworten.
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In der GB 2,295,070 A ist ein Multiplex-Kommunikationssystem
angegeben, das eine Anzahl an Knotenvorrichtungen umfasst, die mit
mindestens einer aus einer Anzahl von Endknotenvorrichtungen durch
eine Busverbindung verbunden sind. Das System koppelt selektiv jede
der Knotenvorrichtungen und die entsprechende Endvorrichtung, welche
zu kontrollieren ist, sequentiell mit der Busleitung, und zwar gemäß einem
vorgegebenen Zeitverteilungs-Multiplexmuster, während alle anderen Knotenvorrichtungen
und Endknotenvorrichtungen von der Busverbindung entkoppelt sind.
In jenen Momenten, in denen die Kommunikation zwischen einer besonderen
Knotenvorrichtung und einer Endknotenvorrichtung am dringensten
ist, tritt die Kopplung der beiden Vorrichtungen mit dem Bussystem
häufiger auf.
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Die
EP 0,439,331 A2 offenbart ein Kommunikationssystem,
das eine Anzahl an Knoten aufweist, die über einen Datenbus kommunikativ
aneinander gekoppelt sind. Das System lässt einen oder mehrere Hauptknoten
zu, welche Kommunikationen mit anderen Knoten initiieren können, und
Nebenknoten, welche nur auf Nachrichten antworten können, die
durch den/die Hauptknoten ausgegeben werden. Allgemein ist zu einem
gegebenen Zeitpunkt nur ein Hauptknoten aktiv. Wenn jedoch ein Hauptknoten
ausfällt
oder seine Funktion aufgibt, kann ein anderer fähiger Hauptknoten zum Zweck
der Kommunikationsverwaltung seine Aufgaben übernehmen. Auf ähnliche Weise
können
Mehrfachknoten als Quellknoten für eine
Art von Zustandsnachricht wirken. In dem System sind Mittel bereitgestellt,
die koordinieren, welche der Mehrfachknoten die Statusinformation
zur Verfügung
stellen sollten.
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Der Nachteil bekannter Systeme ist
ihre begrenzte Flexibilität.
Darüber
hinaus erfordern die Systeme, welche es spezifischen Vorrichtungen
ermöglichen,
zur Übertragung
von Information zu anderen Vorrichtungen programmiert zu werden,
die wiederum dafür
programmiert sind, auf jene Information zu antworten, eine extensive
Programmierung, welche stark spezifisch für die Vorrichtung sein kann. Das
Kommunikationsprotokoll in solchen Systemen erfordert sehr lange Übertragungen
zwischen Vorrichtung.
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Jedoch besteht weiterhin ein Bedarf
an Kommunikationssystemen, die in Multiprozessorumgebungen eingesetzt
werden können,
wobei verschiedene der Prozessoren leicht miteinander kommunizieren
können
und zusätzlich
mit einem gemeinsamen Steuerelement kommunizieren können, wenn ein
solches vorhanden ist. Es ist wünschenswert,
ein solches Kommunikationsverfahren unter Einsatz von Software zu
implementieren, welche allen Prozessoren gemeinsam ist. Es ist auch
vorzuziehen, dass alle Prozessoren des Systems die Fähigkeit
haben, untereinander zu kommunizieren, sowie auch mit dem gemeinsamen
Steuerelement, wenn ein solches vorhanden ist. Schließlich ist
es vorzuziehen, dass jeder der Prozessoren auf Nachrichten eines
anderen Prozessors antworten kann, wobei eine zusätzliche
Information durch gegebenenfalls vorhandene zweite, dritte oder
vierte zusätzliche
Prozessoren in dem System bereitgestellt werden kann.
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Zusammenfassung der Erfindung:
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Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung
ermöglichen
den Einsatz und Einschub zusätzlicher
Information durch einen dritten Prozessor in eine laufende Kommunikationssequenz
zwischen erste und zweite Prozessoren. Gemäß einem Aspekt initiiert gemäß dem Verfahren ein
erster Prozessor eine Kommunikationssequenz an einen zweiten Prozessor.
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Die Kommunikationssequenz kann eine Adresse
oder ein Richtungssegment und ein Primärinformationssegment umfassen,
das für
die Verwendung durch einen empfangenden oder einen zweiten Prozessor
gedacht ist. Ein dritter Prozessor, der die Übertragung überwachen kann, kann ein zweites
Informationssegment in die Kommunikationssequenz, welche zwischen
dem ersten und dem zweiten Prozessor übertragen wird, einfügen.
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Gemäß einem anderen Aspekt kann
ein vierter Prozessor, der ebenfalls die Kommunikationssequenz überwachen
kann, eine zweite zusätzliche
Informationssequenz in die Sequenz einschieben. Einschübe durch
den dritten und den vierten Prozessor in die Kommunikationssequenz
können
am Beginn oder Ende derselben erfolgen oder ohne Beschränkung dazwischen.
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Der empfangende oder zweite Prozessor verarbeitet
wiederum die primäre
Information sowie Information von den dritten und vierten eingreifenden Prozessoren
und die Antwort darauf. Der empfangende Prozessor kann wiederum
einen bestä tigenden
oder informierenden Prozessor für
einen oder alle der in der anfänglichen
Kommunikation beteiligten initiieren.
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Gemäß einem weiteren Aspekt kann
das System ein primäres
Steuerelement umfassen, das an eine gemeinsame Kommunikationsverbindung gekoppelt
ist. Eine Anzahl an zusätzlichen
Prozessoren kann wiederum an die Kommunikationsverbindung gekoppelt
sein.
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Die Kommunikationen können durch
das primäre
Steuerelement sowie von jedem der Prozessoren initiiert werden.
Das primäre
Steuerelement und die Prozessoren können Übertragungen oder Kommunikationen
miteinander initiieren, wie vorstehend beschrieben, wobei einer
oder mehrere der Prozessoren an eine primäre Informationssequenz zusätzliche
Informationssequenzen anhängen
oder in diese einspeisen kann.
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Gemäß einem anderen Aspekt können die Prozessoren
an verschiedene Kommunikationsverbindungen gekoppelt sein und können bspw.
in verschiedenen Netzwerken untergebracht sein, die miteinander
kommunizieren. In einem solchen Fall kann ein Überwachungsprozessor ein zusätzliches
Informationssegment an ein primäres
Informationssegment koppeln, welches zwischen ersten und zweiten Prozessoren übertragen
werden kann, die in voneinander entfernten Netzwerken gelegen sein
können.
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Zahlreiche andere Vorteile und Merkmale der
vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden detaillierten Beschreibung
der Erfindung und deren Ausführungsformen
hervor, aus den Ansprüchen
und den beigefügten
Zeichnungen.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
ein Gesamtblockdiagramm eines Multiprozessorsystems gemäß der vorliegenden
Erfindung; die 2A bis 2C veranschaulichen exemplarische
Nachrichtenübertragungen
zwischen Prozessoren des Systems von 1;
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3 veranschaulicht
eine alternative Form eines Multiprozessor-Kommunikationssystems
und eine exemplarische Nachrichtenübertragung darin;
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die 3A und 3B veranschaulichen exemplarische
Nachrichtenübertragungen
zwischen Prozessoren des Systems von 3;
und
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die 4A bis 4B veranschaulichen eine
alternative Form der Übertragung,
die vom System von 3 ausgeführt wird.
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Detaillierte Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen:
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Obwohl die Erfindung in vielen verschiedenen
Formen verkörpert
sein kann, sind in der Zeichnung spezifische Ausführungsformen
derselben gezeigt und werden detailliert beschrieben, wobei anzumerken
ist, dass die vorliegende Offenbarung lediglich als beispielhaft
für die
Prinzipien der Erfindung zu betrachten ist. Sie ist nicht dafür gedacht,
die Erfindung auf die spezifischen veranschaulichten Ausführungsformen
zu beschränken.
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1 veranschaulicht
ein Multiprozessorsystem 10, wobei die Prozessoren P1...Pn
entlang einer gemeinsamen Übertragungsverbindung 12 miteinander
kommunizieren können.
Es ist anzumerken, dass die exakte Form der Verbindung 12 für die vorliegende
Erfindung nicht beschränkend
ist, obwohl sie vorzugsweise eine bidirektionale Verbindung ist.
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Die Prozessoren P1...Pn sind vorzugsweise programmierbare
Prozessoren, die vorprogrammierte Übertragungs- und Empfangsfunktionen
ausführen
können.
Einige der Übertragungen
können
arbeitende Programme bei einem gegebenen empfangenden Prozessor
verändern,
ohne den Geist- und Schutzbereich der Erfindung zu verlassen.
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Die Prozessoren P1...Pn können mit
jeder verfügbaren
Architektur konfiguriert sein, ohne vom Geist- und Schutzbereich
der Erfindung abzuweichen. Das vorgestellte Verfahren verbessert
die Fähigkeit
von Multiprozessorsystemen, bpsw. dem System 10, die Information,
die zwischen den Prozessoren übertragen
wird, zu verbessern, indem jeder der die Verbindung 12 überwachenden
Prozessoren dazu befähigt
wird, Information in Nachrichten einzuschieben, welche zu anderen
Prozessoren auf der Verbindung übertragen
werden, während
die Übertragung
im Gang ist. Somit kann jeder Prozessor, der die Verbindung überwacht,
Information in eine Kommunikation einschieben, die von einem beliebigen anderen
Prozessor initiiert wurde, wodurch die in einer gegebenen Nachricht übertragene
Information verbessert und vervollständigt wird.
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2 veranschaulicht
schematisch Nachrichtenübertragungen
gemäß der Erfindung. 2A veranschaulicht ein Basisformat
der Nachrichtenübertragung
zwischen Prozessor P1 und Prozessor P3. Dieses umfasst eine Einleitung,
welche Adressinformationen umfassen kann, die eine Übertragung zwischen
P1 und P3 anzeigen, die zwischen P1 und P3 zu übertragende Information, welche
Daten, Programme oder dergleichen ohne Beschränkung enthalten kann, und einen
das Ende der Nachricht definierenden Anhang.
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2B veranschaulicht
ein Nachrichtenformat, das vom Prozessor P1 initiiert wird und wie
in 2A zum Prozessor
P3 gerichtet ist, welche Nachricht durch einen Einschub in die Nachricht
durch den überwachenden
Prozessor P2 ergänzt
wurde, gerichtet an Prozessor P3. 2C veranschaulicht eine
alternative Übertragung,
die durch den Prozessor 1 initiiert wird, durch den Prozessor 2 erweitert wird
und wiederum durch den Prozessor 4 erweitert wird. In der
Nachricht von 2C wird
die zusätzliche
Informa tion, die vom Prozessor 2 bereitgestellt wird, gerichtet
an den Prozessor 3, wiederum durch Information vom Prozessor 4 ergänzt, gerichtet
an den Prozessor 3.
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3 veranschaulicht
eine spezielle Form eines Multiprozessorkommunikationssystems 20.
In dem System 20 ist eine Anzahl an Prozessoren P1...Pt
an eine gemeinsame Kommunikationsverbindung 22 gekoppelt.
Die Verbindung ist wiederum an ein Hauptsteuerelement C gekoppelt.
Wie im Fall des Systems 10 können die Prozessoren des Systems 20 alle
dafür ausgelegt
sein, miteinander kommunizieren zu können. In dieser Ausführungsform
ist das Hauptsteuerelement C nur ein anderer Prozessor auf der Kommunikationsverbindung 22.
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In einer speziellen Form des Systems 20 können Prozessoren,
bspw. P1, P2...Pn, auch verschiedene Arten von Wandlern umfassen.
Bspw. könnne
interessierende Wandler Feuermelder, Bewegungsmelder, Geräuschmelder
und dergleichen umfassen.
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Die Prozessoren P1...Pn können Information nicht
nur zueinander übertragen,
sondern auch zum Steuerelement C, das erfasste Umgebungsbedingungen
anzeigt. Andere der Prozessoren, bspw. Prozessor Pp...Pt, können eine
Schaltung zum Ausführen
verschiedener Arten von Funktionen umfassen, welche das Öffnen oder
Schlieflen von Schaltern oder Relais oder dergleichen beinhalten,
um Tätigkeiten
in der überwachten
Region auszulösen.
Typische Arten von Tätigkeiten
beinhalten das Sperren oder Entriegeln von Türen oder anderen Einrichtungen,
das Auslösen
von Alarm anzeigenden Vorrichtungen einschließlich akustischer oder optischer Ausgabevorrichtungen.
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Im Fall des Systems 20 kann
die zusätzliche Information,
welche in zwischen den Prozessoren verschickten Nachrichten eingeschoben
ist, dazu verwendet werden, die Lage eines gegebenen Prozessors
in Bezug auf andere Prozessoren zu identifizieren, zu spezifizieren,
welche Prozessoren auf die Information antworten sollten oder die
Art der zu ergreifenden Maßnahme
anzuzeigen.
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3A veranschaulicht
eine Basisnachricht, die beim Prozessor P1 initiiert wurde und zum
Prozessor Pt gerichtet ist. Jene Nachricht wird ihrerseits um eine
Nachricht vom Prozessor 2 ergänzt, die ebenfalls zum Prozessor
Pt gerichtet ist. Schließlich wird
die Nachricht weiter durch eine Meldung des Prozessors Pn ergänzt, die
zum Prozessor Pt gerichtet ist.
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3B veranschaulicht
zusätzliche
Details der Nachricht von 3A
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Wenn bspw. die Prozessoren P1 und
P2 Sensoren für
Umgebungsbedingungen enthalten, bspw. Rauchdetektoren, könnte die
Initiierungsnachricht vom Prozessor P1 zum Prozessor Pt den Zweck erfüllen, dem
Prozessor Pt anzuzeigen, dass der Prozessor P1 ein Niveau einer
Umgebungsbedingung detektiert hat, bspw. ein Rauchniveau, das einen
vorgegebenen Anteil des voreingestellten Schwellwertes erreicht
oder überschritten
hat. Die zusätzliche Nachricht
vom Prozessor P2 könnte
wiederum anzeigen, dass er sich nicht nur physisch in der Nähe des Prozessors
P1 befindet, sondern dass er zuvor ein ähnliches Niveau der jeweiligen
Umgebungsbedingung detektiert hat. Auf ähnliche Weise kann der Prozessor
Pn die Nachricht durch die Anzeige ergänzen, dass er sich in der Nähe des Prozessors
P2 befindet und ebenfalls eine Umgebungsbedingung auf einem vorgegebenen
Niveau detektiert hat.
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Wenn der Prozessor Pt einer Ausgabevorrichtung
zugeordnet ist, zeigt die in der Nachricht empfangene Information
an, dass diese drei Prozessoren, die sich nebeneinander befinden,
eine Umgebungsbedingung detektierten, welche einen vorgegebenen
Schwellwert überschreitet.
Falls gewünscht, können die
verschiedenen Prozessoren mit Information vor programmiert werden,
welche ihre Lage in Bezug auf andere Prozessoren angibt. Eine solche Information
kann dann Bspw. zum Prozessor Pt übertragen werden.
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Die durch den Prozessor Pt empfangene
Information kann ihrerseits als Basis verwendet werden, um zu bestimmen,
welche Maßnahme
als nächstes
zu erfolgen hat . Dies kann das Aktivieren einer oder mehrerer Alarmvorrichtungen
umfassen, das Aktivieren eines oder mehrerer Feuerlöschsysteme
in dem Fall, dass das System 20 ein Feuerdetektionssystem
ist, das Initiieren von Rufen nach den zuständigen Feuerwehr- und Polizeibehörden, wenn eine
solche Maßnahme
angezeigt ist.
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Die 4A und 4B veranschaulichen eine alternative
Nachrichtensequenz. Bspw. soll, wie in 4A veranschaulicht, eine Hauptnachricht
zwischen den Prozessoren P1 und Pt übertragen werden. Diese Nachricht
wird durch Information ergänzt, die
vom Steuerelement C bereitgestellt ist, und nicht nur an den Prozessor
Pt sondern auch an den Prozessor Pp gerichtet ist. Bspw. könnte das
Steuerelement C Informationen bereitstellen, welche den Prozessor
Pt anweisen, die empfangene Nachricht zu bearbeiten oder zu beantworten.
Diese Information kann auch den Prozessor Pp anweisen, die Nachricht zu
beantworten. In diesem Fall hat das Steuerelement C die Information,
die vom Prozessor P1 bereitgestellt wurde, ergänzt, mit dem Ergebnis, dass
beide Prozessoren Pp und Pt die Basisnachricht vom Prozessor P1
beantworten.
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Wenn das System 20 ein Feuerdetektierungssystem
ist, kann das vorliegende Verfahren dazu verwendet werden, Informationen
von einem oder mehreren Prozessoren in eine Nachricht oder in Nachrichten
zu gruppieren. Eine solche gruppierende Information ist insofern
günstig,
als sie die lokalen Speicheranforderungen bei einem gegebenen Prozessor
beschränken
kann.
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Andere Nachrichtenbeispiele umfassen
einen Prozessor, der einen anderen leitet, um die Antwort zu verzögern oder
eine Maßnahme über eine gegebene
Zeitperiode zu ergreifen. Andere Steuerbefehle können durch das Steuerelement
C gegeben werden, oder es kann eine Information von anderen Prozessoren
auf der Verbindung 22 bereitgestellt werden, um eine gegebene
Nachricht zu ergänzen.