DK161547B - Tidsmultiplex-styret dataanlaeg - Google Patents

Description

! DK 1615 4 7 B

Opfindelsen vedrører et dataanlæg med et antal tidsmulti-plex-styrede databehandlingsenheder, som er forbundet med en styreenhed for modtagelse af tidsmultiplexordrer, som er indeholdt i en mutiplextabel i styreenheden. Opfindelsen vedrører specielt sådanne dataanlæg, som har et stort antal databehandlingsenheder eller såkaldte ydre enheder, 5 såsom skærmterminaler, skrivere, hulkortlæsere, modem-udstyr for datatransmission og lignende.

Ved kendte anlæg har de ydre enheder sædvanligvis været forbundet til en eller flere databusser for flervejs- 1Π transmission af data. For at styre datatransmissionen har der til hver ydre enhed været knyttet tilhørende styreapparatur for styring af sende-modtagefunktionen, således at der ikke forekommer kollision mellem flere datastrømme. Det er sædvanligt kendt at tidsmultiplexstyre de ydre 15 enheder, men på grund af den beskrevne opbygning af anlægget har der ikke hidtil kunnet opnås en effektiv tildeling af tidsafsnit til de enkelte enheder. Den kendte styring og multiplexdeling er især vanskelig at få til at fungere tilfredsstillende, når et stort antal ydre enhe-

Pfi der skal kommunikere indbyrdes via lange kabelforbindelser.

Et eksempel på ovennævnte vanskeligheder kan ses ved det fra beskrivelsen til USA patent nr. 3 706 853 kendte for-25 søg på at forenkle busforbindelserne til et stort antal ydre enheder. Denne kendte teknik omfatter aktive busledninger som forbinder de ydre enheder i en kaskadekobling.

Ved en aktiv busledning menes, at bussen ved passage af hver af de ydre enheder brydes af aktive kredsløbselemen-30 ter og anlæggets funktion vil derfor ophøre, hvis blot et enkelt af de mange kredsløbselementer svigter.

Formålet med opfindelsen er at angive et anlæg med en rationelt virkende struktur, som er billigt at fremstille, 33 og som især er velegnet, hvor der findes et stort antal

DK 161547 B

2 ydre enheder anbragt med relativt store indbyrdes afstande.

Dette formål opnås ved, at anlægget er udformet som angi-5 vet i krav 1' s kendetegnende del. Opfindelsen er således ejendommelig ved, at al den information, som skal udvek-les mellem de ydre enheder indbyrdes passerer i kun én retning gennem styreenheden via busledningerne, og at informationen ved passage gennem styreenheden suppleres med 10 en adresseinformation, som angiver hvilken enhed, der skal sende i næste tidsafsnit. Alle enheder modtager den via styreenheden udsendte information og kan være indrettet til at sortere informationen, dvs. på basis af en modtageradresse og/eller afsenderadresse i informationen.

15 Busledningerne er fortrinsvis passive dvs. at de ikke indeholder aktive kredsløb til ændring af data, som derfor til et givet tidspunkt er ens på busledningen. Når enheden er forbundet til busledningerne på denne måde, kan enhedernes fysiske placering uden videre ændres langs bus-20 ledningerne, som kan være meget lang og/eller omfatte stjernekoblede forgreninger, idet det er billigt at indskyde simple forstærkere i busledningerne, når datatransmissionen kun foregår i en bestemt retning. De lange bus-ledninger medfører således kun en uundgåelig tidsforsin-25 kelse på grund af signalhastigheden, men ved at al information passerer gennem styreenheden, og at den kombineres med information vedrørende multiplex-styringen, kan der opnås en hurtig og driftssikker styring af de ydre enheder, således som det vil fremgå nærmere af den følgende 30 beskrivelse.

Foruden de ovennævnte fordele udgør de i krav 1 angivne foranstaltninger en grundstruktur som muliggør yderligere fordele således som det fremgår af den nedenstående for-35 klaring af underkravene.

DK 161547 B

3

Fortrinsvis er de nævnte busledninger indrettet til serietransmission, idet der derved kan opnås en tilstrækkelig transmissionshastighed ved de fleste anvendelser.

Hver busledning kan f.eks. omfatte en skærmleder og to 5 snoede inderledere, som kan overføre et differentielt signal og det vil derfor være relativt billigt at trække sådanne kabler rundt i f.eks. en bygning, og på passende steder at anbringe tilslutningsdåser for ydre enheder, hvor disse dåser ikke behøver at være nummererede.

10

Ved hjælp af de i krav 2 angivne foranstaltninger kan opnås optimal tidsmultiplex-styring af anlægget, idet en ydre enhed kan frembringe sådanne ændringer i tidsmulti-plex-tabellen, at den pågældende enhed tildeles flere el-15 ler færre tidsafsnit i forhold til de andre enheder, dvs. enheder selv kan allokere transmissionsbåndbredden.

Når datatransmissionen på de nævnte forbindelsers anden busledning kun foregår i retning fra styreenheden til de 20 tilkoblede enheder opnås endvidere den fordel, at der u-afbrudt kan sendes taktimpulssignaler fra styreenheden til de tilkoblede ydre enheder, således som det fremgår af krav 3, med henblik på at styre de ydre enheders sende- og modtagefunktion. Derved kan det forhindres, at 25 flere ydre enheder samtidigt sender information ud på forbindelsens første busledning samtidig med, at opholdene mellem informationsudsendelser fra forskellige ydre enheder kan gøres så lille som mulig.

30 Da signaltidsforsinkelsen i kablerne medfører, at der skal være en vis sikkerhedsafstand mellem de udsendte datablokke, vil anlæggets tidsstyring fastlægge en forudbestemt, maximal busledningslængde. Antallet af ydre enheder vil dog kunne forøges væsentligt, idet der til styre-35 enheden kan være forbundet flere dataforbindelser, som hver består af en første og en anden busledning med tilhørende ydre enheder. Antallet af sådanne forbindelser

DK 161547B

4 kunne styres af et overordnet tidsmultiplex-system, men er fortrinsvis forbundet, så styreenheden har en fælles dataindgang for alle med styreenheden forbundne, første busledninger og har en fælles dataudgang for alle de bus-5 ledninger, som fører information ud fra styreenheden, hvorved der opnås en grenstruktur, som er mulig på grund j af envejstransmissionen gennem busledningerne.

Ved hjælp af de i krav 4 nævnte foranstaltninger vil den 10 nævnte sikkerhedsafstand kunne reduceres væsentligt, idet tidsforsinkelsen i styreenheden medfører, at den modtagne information kan resynkroniseres, før den genudsendes.

Opfindelsen vil blive nærmere forklaret ved den følgende 15 beskrivelse af nogle udførelsesformer, idet der henvises til tegningen, hvor fig. 1 viser en udførelsesform for anlægget ifølge opfindelsen, hvor et antal ydre enheder er forbundet med en 20 styreenhed via to envejsbusledninger, fig. 2A og 2B viser principielt et eksempel på formatet for en datablok på henholdsvis den øverste og den neder-ste af de på fig. 1 viste busledninger, medens 25 fig. 3 viser en anden udførelsesform for anlægget ifølge opfindelsen, hvor styreenheden dels er forbundet til tre par busledninger med tilhørende ydre enheder og dels er indrettet til at kommunikere med et eksternt datanlæg.

30

Figur 1 viser en styreenhed 1, som er forbundet til et antal ydre enheder 2A, 2B, 2N, hvor N f.eks. kan være 256, via to busledninger, henholdsvis 3 og 4. Ifølge opfindelsen foregår datatransmissionen på busledningerne 3 35 og 4 kun i den ene ved pile angivne retning, således at al den information, som skal udveksles mellem de ydre enheder 2 indbyrdes, passerer gennem styreenheden 1. Som

DK 161547 B

5 antydet ved pile I/O, har de ydre enheder dataforbindelser, f.eks. for modtagelse af information fra et tastatur og for afgivelse af information til en lysskærm. Af hensyn til signaldæmpningen langs busledningerne, kan der 5 med passende mellemrum være indskudt forstærkere, som antydet ved 5 og 6. Disse forstærkere er meget simple, idet signaltransmissionen kun foregår den ene vej gennem den respektive forstærker.

10 Styreenheden 1 indeholder som vist på figuren, et lager 7, som er bestemt til at indeholde multiplex-information. Lageret 7 kan f.eks. være indrettet således, at hver af dets lagerceller indeholder nummeret på en ydre enhed, således at der ved cyclisk skandering af lageret opnås 15 den rækkefølge, hvorefter de ydre enheder tillades at sende information ud på busledningen 3. Ifølge opfindelsen passerer informationen på busledningen 3, f.eks. i form af en på figur 2A vist datablok pr. tidsafsnit, gennem styreenheden 1, hvorfra der på busledningen 4 udsen-20 des information f.eks. i form af den på figur 2B viste datablok. Den på figur 2A viste datablok omfatter kendingsflag F, styredata SD samt egentlige data D og kan endvidere indeholde ikke viste data, f.eks. med henblik på fejlrettelse. Den på figur 2B viste datablok adskiller 25 sig fra datablokken fra figur 2A ved, at der er indført multiplex-information MUL fra lageret 7, hvilken information fastlægger nummeret på den ydre enhed, som kan udsende den næste datablok (figur 2A) på busledningen 3. I-følge opfindelsen er styreenheden 1 indrettet således, at 30 den, i afhængighed af i datablokken (figur 2A) indeholdt information kan modificere indholdet af lageret 7, således at en ydre enhed, som f.eks. skal af med en større informationsmængde, kan tildele sig selv en større brøkdel af multiplex-cyclus, idet datablokken 2A kan inde-35 holde information om, at den pågældende enheds nummer skal indføres flere gange i lageret 7. Når enheden er kommet af med sin information, kan den atter foranledige,

DK 161547 B

6 at dens nummer kun optræder f.eks, én gang i lageret 7.

Det skal bemærkes, at de på figur 2A og 2B viste dataformater kun er tænkt som et foretrukket eksempel, idet in-5 formationen MUL kan være anbragt andre steder i datablokken, eventuelt helt uden for denne.

Envejstransmissionen ifølge opfindelsen medfører også en yderligere fordel, idet der uafbrudt kan udsendes taktim-10 pulser til de ydre enheder fra en taktimpulsgenerator 8 i styreenheden 1. Taktimpulserne kan overføres ved, at der anvendes en taktimpulsgenererende kode ved informationsoverførslen, såsom koden SPL/D (differential split phase), hvor polariteten skifter ved hvert bits begyndelse og 15 endvidere skifter midtvejs i de bit, som angiver logisk 0. Hver af de ydre enheder indeholder et kredsløb 9 til regenerering af taktimpulserne, som benyttes til styring af datamodtagelse fra busledningen 4 og dataudsendelse på busledningen 3, således som det skematisk er antydet ved 20 skifteregistrene, henholdsvis 10 og 11, Den væsentligste fordel herved består i, at tidsforsinkelsen hidrørende fra de lange busledninger ikke forhindrer en korrekt afkodning af datasignalerne, da datasignalerne og taktim-pulsinformationen forsinkes lige meget. Endvidere kan der 25 opnås en automatisk synkronisering af sendetidspunkterne på busledningen 3. Informationsudsendelsen på busledningen 3 kan f.eks. initieres ved genkendelse af et karakteristisk bitmønster mellem de på figur 2B viste datablokke på busledningen 4. Den centrale generering af taktimpul-30 serne løser endvidere det velkendte fasefejlsproblem i modem-udstyr.

Hvis informationen på busledningen 3 passerede direkte gennem styreenheden 1 i fortsættelse af multiplexinforma-35 tionen, vil det kunne indses, at der f.eks. måtte regnes med en sikkerhedsafstand mellem datablokkene svarende til forsinkelsen hidrørende fra begge busledningers samlede 7

DK 16.1547 B

længde, når enheden 2N sender information blandt andet til sig selv. Denne sikkerhedsafstand kan imidlertid reduceres til alene at hidrøre fra busledningen 3 ved, at informationen resynkroniseres i styreenheden 1. For at 5 resynkronisere informationen skal denne forsinkes et forud bestemt tidsrum, som med fordel kan være et tidsafsnit, hvilket endvidere tillader mere omfattende datakontrol i styreenheden 1.

10 Det vil herefter kunne forstås, at der kan opnås en meget pålidelig og rationel styring ved hjælp af anlægget ifølge opfindelsen, som er meget billig at installere, idet der kun skal trækkes to af de beskrevne busledninger gennem f.eks. en bygnings lokaler, i hvilke der anbringes 15 tilslutningsstik for de ydre enheder. De ydre enheder kan frit flyttes rundt og tilsluttes et vilkårligt sted langs busledningerne, uden at der skal foretages ændringer i installationen eller i styreprogrammerne.

20 Som tidligere nævnt fastlægges ved anlæggets konstruktion normalt en maximal længde for busledningerne, for at der ikke optræder for lang dødtid hidrørende fra forsinkelser i signaludbredelsen, og ved meget store anlæg kan der derfor benyttes den på figur 3 viste anden udførelsesform 25 for anlægget ifølge opfindelsen, hvor en styreenhed 20 er indrettet til at modtage information via tre busledninger 21, 23 og 25 og er indrettet til at udsende information på tre busledninger, henholdsvis 22, 24 og 26. Ifølge opfindelsen er de nævnte busledninger alle beregnet til kun 30 at føre information i de ved pilene på figuren angivne retninger. Busledningerne er forbundet til respektive sæt af ydre enheder, således som det kan ses på figuren, og virkemåden for enhederne kan være den samme som ovenfor beskrevet i forbindelse med figur 1. Af hensyn til in-35 stallationen af busledningerne kan det være hensigtsmæssigt med en eller flere forgreninger, og på figur 3 er vist en forgrening 27, 28 fra busledningerne 21, 22, hvor

DK 161547 B

8 der om nødvendigt kan være indskudt forstærkere 29 og 30 i forgreningspunkterne. Disse forstærkere er ligesom sædvanlige linieforstærkere (5, 6 på figur 1) meget simple og billige, da informationen altid sendes i en forudbe-5 stemt retning.

Da det vil kunne forekomme, at den af de ydre enheder X, som er blevet tillagt et tidsafsnit, ikke har nogen information at afgive, er styreenheden 20 (eller styreenhe-10 den 1 på figur 1) indrettet til at kunne erkende dette og til selv at frembringe en datablok på ledningerne 22, 24 og 26 (eller ledningen 4 på figur 1), hvilken datablok fortrinsvis kun indeholder information fra multi-plex-tabellen i styreenheden, således at der udsendes in-15 formation om, hvilken af de ydre enheder, der skal sende næste gang via bus ledningerne 21, 23 eller 25. 1 et sådant tilfælde, hvor en udvalgt ydre enhed ikke har nogen information at afgive, vil styreenheden 20 kunne modtage information fra et eksternt dataanlæg 31. Tilsvarende 20 vil styreenheden kunne være indrettet til at modtage information fra det eksterne dataanlæg 31 og at udsende denne information tillige med data fra multiplex-tabellen på busledningerne 22, 24 og 26 i tidsafsnit, hvor der ikke skal transmitteres information fra busledningerne 21, 25 23 og 25.

30 35

Claims (4)

1. Tidsmultiplex-styret dataanlæg indeholdende et antal 5 databehandlingsenheder, som er forbundet til en styreenhed via en første bus (3) for overføring af data til styreenheden (1) alene i retning fra en databehandlingsenhed (2A, 2B ... 2N), som er forbundet til bussen, og via en anden bus (4) for overføring af datablokke alene i ret- 10 ning fra styreenheden (1) til databehandlingsenhederne (2A, 2B ... 2N), hvor styreenheden (1) indeholder et lager (7) med multiplexadresser samt cykliske skanderingsorganer, som er indrettet til at udlæse multiplex-information fra lageret (7) med multiplexadresserne# hvilken 15 information definerer nummeret på den ydre enhed, som har tilladelse til at transmittere næste gang på den første bus (3), kendetegnet ved, at der i styreenheden (1) findes organer, som er indrettet til at kombinere en datablok (figur 2A), som er modtaget fra den første bus 20 (3) med nævnte multiplex-information og er indrettet til at transmittere den kombinerede datablok (figur 2B) på den anden bus (4).

2. Anlæg ifølge krav 1, kendetegnet ved, at 25 hver af de ydre enheders (2A - 2N) adresser findes i et forudbestemt antal lokationer i lageret (7) med multi-plexadresserne, og at styreenheden (1) er indrettet til i afhængighed af nævnte data at modificere antallet af lokationer, som indeholder en forudbestemt adresse. 30

3. Anlæg ifølge krav 1, kendetegnet ved, at styreenheden (1) er indrettet til at frembringe tidsstyreimpulser for de ydre enheders sende- og modtageoperationer, hvilke tidsstyreimpulser løbende overføres via den 35 anden bus (4). DK 161547 B 10

4. Anlæg ifølge krav 1, kendetegnet ved, at styreenheden (1) indeholder forsinkelsesorganer, som er indrettet til at forsinke nævnte data en forudbestemt tidsperiode, fortrinsvis et tidsafsnit, inden data, kom-5 bineret med multiplexinformationer, retransmitteres til de ydre enheder. 10 15 20 25 30 35