FI92449B - Häiriötön kytkeytyminen aikajakoiseen väylään - Google Patents

Description

92449 Häiriötön kytkeytyminen aikajakoiseen väylään - Störningsfri anslutning tili en tidsmultiplexerad fil 5 Esillä oleva keksintö koskee liitäntäpiiriä sähköisen yksikön kytkemiseksi häiriöttömästi sähköiseen väylään, jossa kulkee usean sähköisen yksikön välillä aikajakoisia väylä-signaaleja, joka liitäntäpiiri käsittää lähdössään jokaista sähköisen yksikön väylään kytkettävää signaalijohdinta var-10 ten kolmitilapuskurin, jossa on ohjaustulo sen ohjaamiseksi suurimpedanssiseen tilaan sähköisen yksikön väylään kytkemistä ja väylästä irrottamista varten.

Tietoliikennelaitteet, kuten televerkkoihin liittyvät tieto-15 liikennelaitteet, käsittävät usein useita ns. pistoyksiköi-tä, jotka on liitetty tietoliikenneväylään, jossa tieto kulkee. Tällöin tieto siirtyy siten, että siirrettävä tieto syötetään pistoyksikön kautta väylään, josta jokin toinen pistoyksikkö poimii tiedon siirrettäväksi toivottuun osoit-20 teeseen. Näin ollen pistoyksiköt sekä syöttävät väylään tietoa että ottavat tietoa sieltä ja käsittävät logiikkaa tiedon käsittelemiseksi. Nykyisissä digitaalisissa tiedonsiirtoverkoissa on yhä enemmän siirrytty käyttämään aikajakotekniikkaa, jolloin käytetään aikajakoisia synkronisia signaa-25 leja. Aikajakoisista synkronisista väyläsignaaleista pisto-yksiköt poimivat tietyt aikavälit ja vastaavasti syöttävät väylään tiettyjen aikavälien tietoa. Suuren tiedonsiirtokapasiteetin omaavissa laitteissa sähköisiä pistoyksiköitä varmennetaan luotettavuuden vuoksi, jolloin väylään on olta-30 va kytkeytyneenä varmentava pistoyksikkö, joka kytkeytyy käyttöön toisen pistoyksikön vioittuessa. Kytkettäessä väylään toista pistoyksikköä tai poistettaessa jokin pistoyksikkö häiriytyvät järjestelmän sisäiset signaalit ellei erityisiä piiriratkaisuja käytetä. Aikajakoisia signaaleja kä-35 sittelevissä laitteissa häiriytyvät myös muiden aikavälien signaalit, kun tiettyjä aikavälejä käsitteleviä pistoyksiköitä lisätään tai poistetaan, ellei erityisiä piiriratkaisuja käytetä.

92449 __ - _____ p 2

Pistoyksiköt voivat käytännössä olla erilaista logiikkaa käsittäviä piirikortteja, jotka kytketään väylään liittimin esim. siten, että pistoyksikkö on helposti kiinnitettävissä ja irrotettavissa. Häiriöiden välttämiseksi liittämis- ja 5 irrottamishetkellä on pistoyksikössä käytetty ns. pidennettyjä nastoja pistoyksikön virransyötölle (käyttöjännitteelle) ja/tai vastaavasti lyhyempiä nastoja signaalijohtimille, jotta käyttöjännitteet kytkeytyisivät pistoyksikölle ennen signaalilinjojen liittämistä väylään ja vastaavasti, jotta 10 signaalijohtimet irtoaisivat väylästä ennen pistoyksikön käyttöjännitteiden poistumista. Tämän ratkaisun käyttö on kuitenkin hankalaa, koska pistoyksiköt käsittävät tavallisesti suuren määrän johtimia ja pitäisi varmistua siitä, että jokaista johdinta varten on järjestetty oikean pituinen 15 nasta liittimeen. Toisena vaihtoehtona on käyttää erillisiä ns. liitäntäpiirejä, joita on saatavana kaupallisesti. Nämä liitäntäpiirit sijoitetaan pistoyksikön logiikan ja väylän välille ja ne käsittävät mm. puskureita, kuten kolmitilapus-kureita, jotka ohjataan suurimpedanssiseen tilaan siksi ai-20 kaa kun pistoyksikkö kytketään signaalijohtimistaan väylään ja ohjataan pois suurimpedanssitilasta kun pistoyksikkö otetaan käyttöön. Näiden erillisten liitäntäpiirien haittana on, että ne sisältävät piirejä useita eri sovelluksia varten, jolloin tiettyä sovellusta varten ne sisältävät turhia 25 piirejä ja vievät siten turhan paljon tilaa. Lisäksi pisto-yksiköissä on tavallisesti enemmän signaalijohtimia kuin mitä kaupallisissa liitäntäpiireissä on puskureita, jolloin liitäntäpiirejä tarvitaan useita ja ne vievät tilaa pistoyksikön käsittävällä piirikortilla, joka pyritään saamaan pie-30 nikokoiseksi, jotta tiedonsiirtolaitteiden koko saadaan pidettyä pienenä. Lisäksi liitäntäpiirit täytyy ohjata ulkoisesti oikea-aikaisesti oikeisiin tiloihin, jotta kytkeytyminen olisi häiriötöntä. Häiriötön kytkeytyminen saattaa näin ollen olla epävarmaa.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on toteuttaa häiriötön kytkeytyminen aikajakoiseen väylään siten, että vältetään edellä mainitut haitat. Tämä on mahdollista pistoyksikköön 35 3 >‘2449 integroidun liitäntäpiirin avulla, joka käsittää puskureita ja ohjauspiirejä, joilla on toteutettu puskureiden automaattinen loogisten tilojen ohjaus ja liitäntäpiirien tarvitsema apujännitteen minimointi kytkemällä pistoyksikön logiikka-5 piirien kellosignaalit automaattisesti pois väylään kytkeytymisen ajaksi. Näin varmistetaan häiriötön kytkeytyminen pienellä virrankulutuksella ja automaattisen ohjauksen ansiosta häiriötön kytkeytyminen on hyvin hallittua ja signaalin häiriytyminen vältetään varmasti. Mainittujen haittojen 10 välttämiseksi liitäntäpiiri on lisäksi integroitu samaan mikropiiriin kuin pistoyksikön varsinainen toiminnallinen logiikka.

Keksinnön mukaiselle liitäntäpiirille on tunnusomaista se, 15 että se käsittää ohjauslohkon, joka ohjaa jokaisen kolmiti-lapuskurin tilaa ja johon on ennalta ohjelmoitu sen antamat lähtötilat ja joka automaattisesti asettaa kolmitilapusku-reiden tilat ja jossa on lisäksi tulo sen ohjelmoimiseksi ulkoisesti.

20

Keksinnön mukainen liitäntäpiiri käsittää jokaisella sähköisen yksikön väylään kytkeytyvällä signaalijohtimella kolmi-tilapuskurin, jokaista kolmitilapuskuria ohjaavan logiikan, joka asettuu aina ennalta määrättyyn tilaan sen mukaan mitä 25 ohjauslogiikkaan liittyvään muistiin on ennalta ohjelmoitu.

Muisti ja siten ohjauslogiikka on myös erikseen ohjattavissa haluttuihin loogisiin tiloihin. Lisäksi liitäntäpiiriin on järjestetty elimet logiikkapiirin kellosignaalin katkaisemiseksi, esim. ohjattava kytkin, jota ohjataan myös kolmitila-30 puskuria ohjaavalla logiikalla.

Kun pistoyksikkö kytketään väylään, se saa ulkoisesta syöt-tölinjasta pienen apujännitteen, jolla se toimii. Apujänni-telinjaa varten piirikortille voidaan järjestää pidennetty 35 nasta, jotta liitäntäpiiri saa apujännitteen ennen pistoyksikön kytkeytymistä väylään, jolloin liitäntäpiiri on hallitussa tilassa kytkeytymishetkellä. Ohjauslogiikka ohjaa kol-mitilapuskurit suurohmiseen tilaan, jolloin pistoyksikkö ei 4 ? 2 4 4 9 kuormita eikä häiritse väylää, ja ohjaa logiikkapiirin kellosignaalin katkaisun virrankulutuksen minimoimiseksi, jolloin erittäin heikkokin apujännite on riittävä liitäntäpii-rille. Kun pistoyksikkö otetaan käyttöön, sen tehonsyöttöyk-5 sikkö herätetään ja kun tehonsyöttöyksiköstä saadaan riittävän suuruinen käyttöjännite, kellosignaalien katkaisu logiikkapiireille poistetaan ja ohjauslogiikalle annetaan signaali muuttuneesta tilasta, jolloin se poistaa kolmitilapus-kurit suurimpedanssisesta tilasta, jolloin logiikkapiireiltä 10 voidaan syöttää ulos väylälle pistoyksikköön sisääntulevaa dataa ja vastaavasti väylältä voidaan vastaanottaa signaalia. Tällöin puskurit seuraavat väylään menevän ja sieltä tulevan datan loogisia tiloja.

15 Keksintöä selostetaan seuraavassa lähemmin viittaamalla oheiseen kuvaan, joka esittää keksinnön mukaista liitäntä-piiriä ja sen liitäntöjä väylään ja pistoyksikön logiikka-piireihin.

20 Kuvassa esitetyssä kytkentäkaaviossa keksinnön mukaiseen liitäntäpiiriin kuuluu jokaista signaalijohdinta S varten kolmitilapuskuri 1, hallitun häiriöttömän kytkeytymisen väylään (ei esitetty) varmistava ohjauslohko 2, joka käsittää liitäntäpiirin joidenkin lohkojen tiloja asettavan bi-stable 25 -logiikan 3 ja muistin 4, edullisesti siirtorekisterin 4, jossa on muistissa bi-stable-logiikan 3 lähtötilat, ja ainakin yhden kellosignaalin 15, 16 ja pistoyksikön ainakin yhden logiikkapiirin 7, 8 välissä olevan kellosignaalin kat-kaisuelimen 5, 6. Kuvassa esitetyt logiikkapiirit 7, 8 eivät 30 ole osa keksinnön mukaista liitäntäpiiriä, vaan osa pistoyk-sikköä, johon liitäntäpiirikin edullisesti integroidaan.

Kytkettäessä pistoyksikkö väylään se saa ulkoisesta syöttö-linjasta (ei esitetty) pienen apujännitteen, jonka liitän-35 täpiiri tarvitsee toimintoihinsa ja muu osa pistoyksikköä pysyy lepotilassa. Apujännitelinjaa varten piirikortille . voidaan järjestää pidennetty nasta, jotta liitäntäpiiri saa apujännitteen ennen pistoyksikön kytkeytymistä väylään, joi-

II

5 52449 loin liitäntäpiiri on hallitussa tilassa kytkeytyrnishetkellä. Ohjauslohko 2 ohjaa kolmitilapuskurit 1 suurohmiseen tilaan, jolloin pistoyksikkö ei kuormita eikä häiritse väylää, ja ohjaa logiikkapiirien 7, 8 kellosignaalien 15, 16 5 katkaisun virrankulutuksen minimoimiseksi, jolloin erittäin heikkokin apujännite on riittävä liitäntäpiirille. Liitäntä-piirissä on register access -linja 18, joka on kytketty pis-toyksikköä ohjaavaan mikroprosessoriin (ei esitetty), joka antaa kolmitilapuskureita 1 ohjaavan bi-stable-logiikan 3 10 lähtötilat ohjausrekisterin 4 muistiin. Kun pistoyksikkö kytketään väylään, ohjausrekisteri 4 ohjaa bi-stable-logiikan 4 lähdöt 10 ohjausrekisterin muistissa oleviin tiloihin automaattisesti, jolloin kolmitilapuskurit 1 asettuvat suu-rimpedanssiseen tilaan, eikä väylään kytkeytyvä pistoyksikkö 15 siten häiritse väylässä kulkevia signaaleja. Bi-stable-lo-giikasta 3 saadaan samalla ohjaukset 11, 12 kellosignaalin katkaisuelimiin 5, 6, jotka ovat esim. ohjattavia kytkimiä, logiikkapiirien 7, 8 kellosignaalien 15, 16 katkaisemiseksi. Kun pistoyksikkö otetaan käyttöön, sen tehonsyöttöyksikkö 20 (ei esitetty) herätetään ja kun tehonsyöttöyksiköstä saadaan riittävän suuruinen käyttöjännite, kellosignaalien 15, 16 katkaisu logiikkapiireiltä 7, 8 poistetaan ja ohjauslohkolle 2 annetaan signaali muuttuneesta tilasta, jolloin se poistaa kolmitilapuskurit 1 suurimpedanssisesta tilasta, jolloin 25 logiikkapiireiltä 7, 8 voidaan syöttää ulos väylälle pisto-yksikköön sisääntulevaa dataa S ja vastaavasti väylältä voidaan vastaanottaa signaalia S. Tällöin puskurit seuraavat väylään menevän ja sieltä tulevan datan tilaa. Kellosignaalien 15, 16 kytkeminen logiikkapiireille 7, 8 tapahtuu si-30 ten, että kun tehonsyöttöyksikkö on käynnistynyt tarvittavalle käyttöjännitetasolle, tulee tästä tieto liitäntäpii-riin siinä olevaan hardware reset -linjaan 13, josta menee ohjaus joko kellosignaalin katkaisuelimelle 6 suoraan ja bi-stable-logiikalle 2 tai pelkästään bi-stable-logiikalle 2.

35 Kun bi-stable-logiikalle 2 tulee hardware reset -signaali 13, se ohjaa 11 katkaisuelimen 5 kytkemään kellosignaalin logiikkapiirille 8 ja ohjaa 10 kolmitilapuskurit 1 pois suu-riohmisesta tilasta. Sen sijaan, että tieto tehonsyöttöyksi- 6 92449 kön käynnistymisestä menee hardware reset -linjaan 13, mikroprosessori voi antaa tästä tiedon 18 ohjauslohkoile antamalla ohjausrekisteriin 4 uudet tilat. Edellä esitetyn lisäksi hardware reset -linjaa 13 voidaan käyttää esto-ohjauk-5 sena 13, jolloin, kun kolmitilapuskurit normaalitapauksessa ohjautuvat automaattisesti suurimpedanssiseen tilaan kytkettäessä pistoyksikkö väylään, voidaan tämä haluttaessa estää antamalla esto-ohjauslinjaan 13 bi-stable-logiikalle 3 ja katkaisuelimille 5, 6 ohjaus, jolla estetään kellosignaalin 10 katkaisu ja kolmitilapuskurin lähtö.

Kuvassa ei ole esitetty tehonsyöttöyksikköä ja sitä, miten se voidaan liittää pistoyksikön piireille syöttämään käyttö-jännitettä. Käytännössä tämä voidaan ratkaista siten, että 15 apujännitelinjan, tehonsyöttöyksiköltä tulevan linjan ja pistoyksikön välille järjestetään kytkin, jota ohjaa tehon-syöttöyksikkö. Ohjaus toimii tällöin siten, että kytkin kytkee pistoyksikölle ja liitäntäpiirille apujännitteen siksi aikaa kun pistoyksikkö kytketään väylään ja kun pistoyksikkö 20 otetaan käyttöön, sitä ohjaava mikroprosessori herättää te-honsyöttöyksikön, joka käynnistyttyään ohjaa kytkimen toiseen asentoon, jolloin pistoyksikköön ja liitäntäpiiriin tulee käyttöjännite tehonsyöttöyksiköltä eikä apujännitelin-jalta. Samalla tehonsyöttöyksiköstä menee tieto sen heräämi-25 sestä liitäntäpiirin hardware reset -linjaan 13.

Esillä olevan keksinnön avulla voidaan sähköisiä yksiköitä, kuten pistoyksiköitä, liittää väylään ja irrottaa väylästä häiriöttömästi. Keksintö soveltuu erityisesti tiedonsiirto-30 laitteisiin, joiden väylissä käsitellään ja siirretään aika-jakoisia signaaleja.

Il

Claims (10)

1. Liitäntäpiiri sähköisen yksikön kytkemiseksi häiriöttö-mästi sähköiseen väylään, jossa kulkee usean sähköisen yksikön välillä aikajakoisia väyläsignaaleja, joka liitäntäpiiri 5 käsittää lähdössään jokaista sähköisen yksikön väylään kytkettävää signaalijohdinta varten kolmitilapuskurin (l), jossa on ohjaustulo (10) sen ohjaamiseksi suurimpedanssiseen tilaan sähköisen yksikön väylään kytkemistä ja väylästä irrottamista varten, tunnettu siitä, että se käsittää ohjaus-10 lohkon (2) , joka ohjaa jokaisen kolmitilapuskurin (1) tilaa ja johon on ennalta ohjelmoitu sen antamat lähtötilat (10) ja joka automaattisesti asettaa kolmitilapuskureiden (1) tilat ja jossa on lisäksi tulo (18) sen ohjelmoimiseksi ulkoisesti . 15

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen liitäntäpiiri, tunnettu siitä, että siinä on elimet (5, 6) sähköisen yksikön kellosignaalien (15, 16) katkaisemiseksi, joita katkaisuelimiä (5, 6) ohjaa kolmitilapuskureita ohjaava ohjauslohko (2). 20

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen liitäntäpiiri, tunnettu siitä, että ohjauslohko (2) käsittää ennalta määrättyihin tiloihin asettuvan ohjauslogiikan (3) ja ohjelmoitavan muistielimen (4), johon on ennalta tallennettu ohjaus- 25 logiikan (3) lähtötilat.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen liitäntäpiiri, tunnettu siitä, että siinä on esto-ohjaus (13), jolla estetään automaattisen ohjauksen (2) päällekytkeytyminen. 30

5. Patenttivaatimuksen 3 mukainen liitäntäpiiri, tunnettu siitä, että ohjauslogiikka (3) käsittää bi-stable-logiikan (3) .

6. Patenttivaatimuksen 3 mukainen liitäntäpiiri, tunnettu siitä, että muistielin (4) käsittää ohjausrekisterin (4). 8 92449

7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen liitäntäpiiri, tunnettu siitä, että sähköinen yksikkö käsittää keskussuorittimen, joka ohjaa liitäntäpiirin ohjauslohkoa (2).

7 >2449

8. Patenttivaatimuksen 4 mukainen liitäntäpiiri, tunnettu siitä, että esto-ohjaus on kytketty ohjauslogiikkaan (3).

9. Patenttivaatimuksen 4 tai 8 mukainen liitäntäpiiri, tunnettu siitä, että esto-ohjaus on kytketty kellosignaalin 10 katkaisuelimeen (6).

10. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen liitäntäpiiri, tunnettu siitä, että se on integroitu samaan mikropiiriin kuin sähköisen yksikön varsinainen toiminnallinen 15 logiikka (7, 8) .