NL8702394A - Interface voor een verbindingsnetwerk tussen afzonderlijke stations enerzijds en een voor het berichtenverkeer tussen deze stations gebruikt fysiek medium anderzijds. - Google Patents

Description

PHN 12.285 1 N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven Interface voor een verbindingsnetwerk tussen afzonderlijke stations enerzijds en een voor het berichtenverkeer tussen deze stations gebruikt fysiek medium anderzijds.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een interface voor een verbindingsnetwerk, zoals een ring-, ster- of busverbindingsnetwerk tussen afzonderlijke stations, in het bijzonder industriële stations behorende tot een LAN ("Local Area Network"), 5 zoals sensoren, aandrijfeenheden, machines, materiaalbeheerseenheden, computers, beeldschermstations, enzovoorts, enerzijds en een voor het berichtenverkeer tussen deze stations gebruikt fysiek medium, zoals coaxiale kabels, getwiste draadparen, vezeloptische kabels, enzovoorts, anderzijds.

10 Om het berichtenverkeer tussen de onderscheiden stations, die veelal van verschillende herkomst zijn, snel en relatief eenvoudig te kunnen laten verlopen, zijn door de "International Standards Organization" daartoe dienende voorschriften gegeven in het "Open Systems Interconnection (OSI)"-model. Dit OSI-model voorziet in 15 voorschriften, die zijn gerangschikt in een uit zeven "lagen" bestaande struktuur. Zo worden in laag 1 voorschriften ondergebracht, die betrekking hebben op de fysieke middelen voor de kommunikatie tussen de stations over het fysieke medium en worden in laag 2 voorschriften ondergebracht, die betrekking hebben op de "Medium Access Control (MAC)" 20 en de "Logical Link Control (LLC)"; deze voorschriften hebben onder meer betrekking op het verkrijgen van toegang tot het verbindingsnetwerk voor het verzenden van berichten, respektievelijk op het doorgeven van de berichten. Voor de onderhavige uitvinding zijn laag 3 tot en met 6 niet van praktisch belang, terwijl in laag 7 voorschriften zijn vervat met 25 betrekking tot de toepassingssoftware voor de besturingsprogramma's voor de in de desbetreffende stations te vervullen funkties.

De OSI-voorschriften zijn gestandaardiseerd in diverse protokollen. Voor gebruik in een LAN zijn meerdere van dergelijke protokollen beschikbaar. Twee voorbeelden hiervan zijn MAP 30 ("Manufacturing Automation Protocol") en Ethernet. MAP is een "tokenpassing" protokol, waarvan de fysieke uitvoering (laag 1) en de "Medium Access Control (MAC)" (de onderste helft van laag 2) zijn beschreven in 8702394 PHN 12.285 2 IEEE Std. 802.4. Ethernet gaat uit van een "Carrier-Sense Multiple Access with Collision Detection (CSMA/CD)" systeem. Voor Ethernet en gelijksoortige protokollen, bijvoorbeeld TOP ("Technical and Office Protocol"), zijn de fysieke uitvoering en de MAC beschreven in IEEE 5 Std. 802.3. MAP en Ethernet maken gebruik van dezelfde "Logical Link Control (LLC)" (de bovenste helft van laag 2), zoals beschreven in IEEE Std. 802.2.

Overeenkomstig laag 1 van de OSI-voorschriften worden de over het fysieke medium toegevoerde signalen met behulp van een 10 demodulator omgezet in een bitstroom met een bitsnelheid, die wordt voorgeschreven door het gebruikte protokol, en wordt een dergelijke bitstroom met behulp van een modulator omgezet in over het fysieke medium te verzenden signalen. Bij MAP kunnen bitsnelheden van 1,5 of 10 Mbit/s. worden gehanteerd; bij Ethernet bitsnelheden van 5 of 10 15 Mbit/s. In principe kunnen allerlei modulatietechnieken worden toegepast, zoals amplitudemodulatietechnieken (bijvoorbeeld de “non return to zero (NRZ)"-techniek) of frekwentiemodulatietechnieken (bijvoorbeeld "Phase-continuous FSK"- en "Phase-coherent FSK"-technieken). Bekend zijn momenteel de "Phase-continous FSK-modulator" 20 (NE 5080) en de "Phase-continuous FSK-demodulator" (NE 5081) van Signetics, welke beide in overeenstemming zijn met IEEE Std. 802.4, evenals de onlangs door Motorola ontwikkelde "Phase-coherent Carrier Band Modem (CBM)".

Eveneens is door verschillende bedrijven hardware 25 ontwikkeld ten behoeve van laag 2 van de OSI-voorschriften; het kostenniveau van deze hardware is echter nog zeer ongunstig voor eenvoudige toepassingen, waarvoor juist grote aantallen verwacht kunnen worden. Motorola heeft een "Token-passing Bus Controller MC 68824" vervaardigd, die in overeenstemming met IEEE Std. 802.4 de MAC van laag 30 2 van de OSI-voorschriften verschaft. Deze module kan worden toegepast in kombinatie met de voornoemde CBM. Met deze module dienen de verdere bewerkingen in laag 2 van de OSI-voorschriften, te weten de LLC, het "Station Management" en de bewerkingen in hogere OSI-lagen te worden ondergebracht in een, tot het desbetreffende station behorend 35 additioneel computer system. (Zie verder: Computer Design, februari 1, 1986, bladzijden 69-73, en IEEE Micro, juni 1986, bladzijden 15-25).

Het doel van de uitvinding is het verschaffen van een 8702 39 4 PHN 12.285 3 interface als in de aanhef omschreven, waarbij efficient gebruik wordt gemaakt van de hardware, die in eerste instantie aanwezig is voor het uitvoeren van bewerkingen in laag 2 van de OSI-voorschriften, waardoor deze, gezien vanuit kostenstandpunt, gunstiger komt te liggen dan de tot 5 dusverre bestaande hardware.

Overeenkomstig de uitvinding wordt daartoe voorzien in een interface voor een verbindingsnetwerk tussen afzonderlijke stations enerzijds en een voor het berichtenverkeer tussen deze stations gebruikt fysiek medium anderzijds, waarbij over het fysieke medium toegevoerde 10 signalen met behulp van een demodulator worden omgezet in een bitstroom en een dergelijke bitstroom met behulp van een modulator wordt omgezet in over het fysieke medium te verzenden signalen, en waarbij een hierop aangesloten protokolbesturingseenheid aanwezig is, welke via een kommunikatiegeheugenbus in verbinding staat met een kommunikatie-15 geheugen, waarvan een eerste deel is ingeruimd voor de als primair programma opgenomen kommunikatiesoftware, met het kenmerk, dat een tweede deel van het kommunikatiegeheugen is ingeruimd voor de als sekundair programma althans gedeeltelijk opgenomen procesbesturings-software voor het, in het op de interface aangesloten station uit te 20 voeren proces, en dat de protokolbesturingseenheid is opgebouwd uit een modembesturingseenheid om de ontvangen en de te verzenden bitstroom in, respektievelijk uit het kommunikatiegheugen te lezen, een kommunikatie-besturingseenheid om de bewerkingen van de modembesturingseenheid te koördineren en om voor de afhandeling van het primaire en sekundaire 25 programma zorg te dragen, alsmede een kommunikatiegeheugenbesturings-eenheid voor het toewijzen van tijdsleuven voor toegang tot het kommunikatiegeheugen aan de modembesturingseenheid en de kommunikatie-besturingseenheid op verzoek van deze laatstgenoemde eenheden, waarbij door de modembesturingseenheid de afhandeling van het sekundaire 30 programma in de kommunikatiebesturingseenheid wordt onderbroken, telkens als ten behoeve van het desbetreffende station een kommunikatie-opdracht dient te worden uitgevoerd, waarna de kommunikatiebesturingseenheid het primaire programma volgt, doch tijdens wachttijden in de afhandeling van het primaire programma de afhandeling van het sekundaire programma 35 voortzet, waartoe een verder geheugen aanwezig is voor het onthouden van de plaats waar en de omstandigheden waaronder het primaire, respektievelijk het sekundaire programma is afgebroken.

8702394 PHN 12.285 4

Onder wachttijden worden hier verstaan zowel de pauzes in de afhandeling van een enkele kommunikatie-opdracht, alswel de pauze tussen de afhandeling van twee ten behoeve van het desbetreffende station uit te voeren kommunikatie-opdrachten.

5 De protokolbesturingseenheid zal door deze opbouw in staat zijn zowel de MAC en de LLC overeenkomstig laag 2 van de OSI-voorschriften en het Station Management uit te voeren en wel in het primaire programma, alswel, wanneer de protokolbesturingseenheid niet met deze bewerkingen bezig is of tijdens de uitvoering van deze 10 bewerkingen dient te wachten, de procesbesturing ten behoeve van het aangesloten station overeenkomstig laag 7 van de OSI-voorschriften en wel in het sekundaire programma. Het primaire programma mag nooit worden onderbroken, doch kan voor zichzelf wachttijden inlassen; het sekundaire programma kan te allen tijde op willekeurige tijdstippen worden 15 onderbroken. Als de procesbesturing ten behoeve van het desbetreffende station niet kan worden onderbroken, dan kan alsnog gebruik worden gemaakt van een, tot het desbetreffende station behorend additioneel computersysteem. De protokolbesturingseenheid zal dan tevens een additionele besturingseenheid omvatten voor het uitwisselen van gegevens 20 met het additioneel computersysteem. De modembesturingseenheid en de additionele besturingseenheid kunnen worden beschouwd als X/O-eenheden voor de kommunikatiebesturingseenheid, welke laatste in feite wordt gevormd door een microprocessor.

De protokolbesturingseenheid is verder zodanig 25 uitgevoerd, dat deze geschikt is voor aansluiting op de bekende modulator-demodulator modulen, als voornoemd, terwijl voorts de indeling van de te verwerken berichten op alle bekende protokollen kan berusten, waardoor de protokolbesturingseenheid in alle mogelijke, op de OSI-voorschriften berustende systemen kan worden toegepast. De protokol-30 besturingseenheid wordt bij voorkeur ondergebracht in één enkele chip.

De uitvinding zal nu nader worden toegelicht aan de hand van in de bijgaande tekeningen weergegeven uitvoeringsvoorbeelden, waarbij wordt uitgegaan van een "token-passing" bussysteem in 35 overeenstemming met IEEE Std. 802.4.

Figuur 1 toont een "token-passing" bussysteem, via hetwelk het berichtenverkeer tussen de hierop aangesloten stations 8702394 PHN 12.285 5 verloopt.

Figuur 2 toont een interface overeenkomstig de uitvinding voor een op het "token-passing" bussysteem aan te sluiten station.

Figuur 3 toont dezelfde interface als in figuur 2, 5 waarbij het desbetreffende station hierop rechtstreeks is aangesloten.

Figuur 4 toont dezelfde interface als in figuur 2, waarbij het station via een speciale verbindingsschakeling op de interface is aangesloten, terwijl het station door een hiervan deel uitmakend additioneel computersysteem wordt bestuurd.

10 Figuur 5 toont een nadere uitwerking van een interface overeenkomstig de uitvinding.

Figuur 6 toont een meer gedetailleerd schema van de modembesturingseenheid in de protokolbesturingseenheid van de interface overeenkomstig de uitvinding.

15 Figuur 7 toont de frame-indeling van de berichten volgens MAP en TOP.

Figuur 8 toont op schematische wijze het interruptiemechanisme.

Figuur 9 toont een overzichtsschema· van de kommunikatie-20 besturingseenheid.

Figuur 10 toont een diagram, aan de hand waarvan een tijdsverdeling tussen de afhandeling van het primaire en sekundaire programma in een bepaalde situatie wordt toegelicht.

Figuur 11 toont een diagram, waarin de tijdwinst, dit is 25 de mate waarin de tijd effektief wordt gebruikt door het primaire en sekundaire programma naast elkaar af te handelen, afhankelijk van de bitsnelheid wordt aangegeven.

In de diverse figuren zijn gelijke delen door dezelfde verwijzingscijfers aangegeven. De uitvinding is geenszins beperkt tot de 30 aan de hand van de tekeningen te beschrijven uitvoeringsvoorbeelden; deze dienen slechts ter illustratie van de uitvinding.

In figuur 1 is een "token-passing" bussysteem afgebeeld, via het welk het berichtenverkeer tussen een aantal LAN ("Local Area Network")-stations verloopt. De diverse stations 1 tot en met 10 zijn in 35 een buskonfiguratie aangesloten op een coaxiale kabel 11. De onderbroken lijn 12 stelt de logische ring voor de "token" voor. Het station, dat de "token* bezit, heeft het recht een bericht uit te zenden voor een of 8702394 PHN 12.285 6 meerdere van de overige stations, waarna de "token" wordt doorgegeven (binnen de "token-hold time") aan het volgende station. Zoals uit figuur 1 blijkt, circuleert de "token" tussen de stations 3, 4, 5, 8, 9 en 10. De stations 1, 2, 6 en 7 kunnen derhalve alleen berichten ontvangen. Zij 5 kunnen echter ook in de logische ring 12 worden opgenomen als de "token" een bepaald aantal malen de logische ring heeft doorlopen. Hier wordt in het hiernavolgende verder op ingegaan.

In figuur 2 is een interface voor de verbinding tussen een van de stations en de kabel 11 aangegeven. De interface omvat een 10 modem (modulator-demodulator) 13, een protokolbesturingseenheid 14, een kommunikatiegeheugen 15 en een kommunikatiegeheugenbus 16. Het kommunikatiegeheugen 15 omvat de kommunikatiesoftware voor de protokolbesturingseenheid 14. De lijst met OSI-voorschriften is aangegeven met 17. De hardware-opbouw van de interface is daarbij in overeenstemming 15 met laag 1 van de OSI-voorschriften, terwijl de voorschriften voor laag 2 in de, in het kommunikatiegeheugen 15 opgenomen kommunikatiesoftware zijn verwerkt. In figuur 3 is dezelfde interfacekonfiguratie afgebeeld als in figuur 2, waarbij rechtstreeks op de kommunikatiegeheugenbus 16 een station is aangesloten, dat wordt gevormd door sensoren 18, 20 aandrijfeenheden 19 en een met behulp van deze eenheden bestuurde proceseenheid 20. Het besturingsprogramma voor dit station is in overeenstemming met laag 7 van de OSI-voorschriften en is opgenomen in het kommunikatiegeheugen 15. Dit procesbesturingsprogramma wordt uitgevoerd in de protokolbesturingseenheid 14, tenzij er 25 berichtenverkeer over de kabel 11 dient plaats te vinden. Het procesbesturingsprogramma, dit is het sekundaire programma, dient derhalve zodanig te zijn, dat dit te allen tijde op willekeurige tijdstippen kan worden onderbroken; bij de opbouw van de protokolbesturingseenheid 14 dient hier eveneens rekening mee te worden 30 gehouden. De uitvoering van het kommunikatieprogramma, dit is het primaire programma, bevat wachttijden, waarin de afhandeling van het sekundaire programma kan worden voortgezet. Het in het op de interface aangesloten station plaatsvindende proces kan van dien aard zijn, dat dit proces niet of voor de, voor het berichtenverkeer benodigde tijd kan 35 worden onderbroken; in dat geval dient het procesbesturingsprogramma (eventueel gedeeltelijk) te worden uitgevoerd in een additioneel, deel van het station uitmakend computersysteem. In figuur 4 is weer dezelfde 8702394 PHN 12.285 7 interfacekonfiguratie als in in figuur 2 afgebeeld, waarbij het station, gevormd door de reeds genoemde eenheden 18, 19 en 20 en het, uit een geheugen 22 en een processor 23 bestaand additioneel computersysteem, via een verbindingsschakeling 21 is aangesloten op de kommunikatie-5 geheugenbus 16.

In figuur 5 is een verdere uitwerking van een interface overeenkomstig de uitvinding afgebeeld. Op de kabel 11 zijn een demodulator 24 en een modulator 25 aangesloten. De protokolbesturings-eenheid 14 is opgebouwd uit een modembesturingseenheid 26, een 10 kommunikatiebesturingseenheid 27, een kommunikatiegeheugenbusbesturings-eenheid 28 en een besturingseenheid 29 voor de verbinding met een additioneel computersysteem. De kommunikatiegeheugenbus 16 wordt hier gevormd door een 16-bits databus 30 en een 16-bits adresbus 31. Van deze bussen vormen een viertal aders een modeminstelbus 32. De sensoren 18 en 15 aandrijfeenheden 19 (zie figuur 3) kunnen direkt op de databus 30 en de adresbus 31 worden aangesloten. Bevat het aangesloten station een additioneel computersysteem, dan lopen de verbindingen tussen het station en de interface via de verbindingsschakeling 21 (zie figuur 4), welke over de leiding 33 wordt bestuurd vanuit de additionele 20 besturingseenheid 29.

Door de demodulator 24 wordt uit de over de kabel 11 toegevoerde signalen een seriebitstroom afgeleid en over de leiding 34 toegevoerd aan de modembesturingseenheid 26; over de leiding 35 wordt tevens een uit de binnengekomen data geëxtraheerd ontvangkloksignaal 25 Clr aan deze modembesturingseenheid toegevoerd. Vanuit de modembesturingseenheid 26 wordt een seriebitstroom over de leiding 36 toegevoerd aan de modulator 25, waarin deze bitstroom wordt omgezet in over de kabel 11 te verzenden signalen; over de leiding 37 wordt vanuit de modembesturingseenheid 26 tevens een, aan de te verzenden data toe te 30 voegen zendkloksignaal Clt aan de modulator 25 toegevoerd.

Figuur 6 toont meer in detail de opbouw van de modembesturingseenheid 26. Hierin is een 16-bits schuifregister (IOS) 38 aanwezig om telkenmale 16 in serie ontvangen bits van de demodulator 24 om te zetten in één 16-bits woord en om omgekeerd de 16-bits woorden 35 om te zetten in een aan de modulator 25 toe te voeren seriebitstroom.

Dit proces wordt gesynchroniseerd met behulp van de kloksignalen Clr en Clt. Alvorens de ontvangen 16-bits woorden via de databus 30 en het 8702394 PHN 12.285 8 kommunikatiegeheugen 15 worden opgeslagen, worden deze gebufferd in het ontvangbufferregister (RBF) 39, terwijl een zendbufferregister (TBF) 40 aanwezig is om de voor verzending uit dit geheugen 15 gelezen en via de databus 30 toegevoerde 16-bits woorden te bufferen alvorens deze met 5 behulp van het IOS-register 38 bit voor bit te verzenden.

In MAP houden de gedemoduleerde signalen databits "1" of "O" in en zogenaamde "non-data" bits; deze laatste ontbreken bij TOP (zie: Computer Design, 1 februari, 1986, bladzijden 69-73). Ten behoeve van MAP omvat het register 38 nog een extra 8-bits 10 schuifregistergedeelte (IOSH) voor het herkennen van de “non-data" bits; bij het verzenden moeten deze weer worden gegenereerd in dit schuifregistergedeelte. De Hnon-dataH bits worden niet overgenomen in het bufferregister 39, doch vervullen alleen een funktie bij het vaststellen van het begin en het einde van een bericht, dit is het 15 frame, samengesteld uit een reeks bitoctetten, dat voor elk van de te gebruiken protokollen specifiek is gedefinieerd. Het vaststellen van het begin van een frame bij MAP geschiedt in de schakeling 41; zodra een specifiek bitpatroon in het eerste bitoctet (SD-octet) is gekonstateerd, tezamen met een specifiek octet van parallel daarmee toegevoerde "non-20 data* bits, dan wordt het signaal SD afgegeven. Het vaststellen van het einde van een frame bij MAP geschiedt in de schakeling 42; zodra weer een specifiek bitpatroon in het laatste bitoctet (ED-octet) is gekonstateerd, tezamen met een specifiek octet van parallel daarmee toegevoerde *non-data* bits, dan wordt het signaal ED afgegeven. Bij TOP 25 wordt het begin van een frame vastgesteld in de schakeling 43; bij het konstateren van een specifiek bitpatroon in het eerste bitoctet (SFD-octet) wordt een signaal afgegeven; het einde van het frame wordt bij dit protokol aangegeven door specifieke, deel van dit frame uitmakende en de lengte van het verdere bericht inhoudende octetten (LHT-octetten). 30 In figuur 7 is de frame-indeling voor MAP en TOP

aangegeven. Na een SD (of SFD)-octet volgen achtereenvolgens een FC-octet (alleen bij MAP), twee of zes DA-octetten, twee of zes SA-octetten, een onbepaald aantal data-octetten, vier FCS-octetten en een ED-octet (alleen bij MAP). Bij TOP dient het onbepaalde aantal data-35 octetten te worden aangevuld tot het aantal, dat door de LTH-octetten wordt bepaald. De betekenis van de SD-, SFD-, ED- en LTH-octetten is hier reeds vermeld; die van de andere octetten volgt hierna. Figuur 7A

8702394 PHN 12.285 9 toont een MAP-frame met een 48-bits adressering; figuur 7B toont een MAP-frame met een 16-bits adressering; figuur 7C toont een TOP-frame met een 48-bits adressering; figuur 7D tenslotte toont een TOP-frame met een 16-bits adressering. Bij MAP dient het frame te zijn voorafgegaan door een 5 ten minste 2psec. durend kopsignaal ("preamble"); bij TOP is dit kopsignaal altijd zeven octetten lang. Voordat de eerste octetten van het frame binnenkomen, dient het ontvangkloksignaal aanwezig te zijn, daar anders octetten verloren zouden gaan. In de koptijd wordt dit kloksignaal gegenereed uit een opeenvolging van afwisselend enen en 10 nullen.

Terugkerend naar figuur 6 zij vermeld, dat de modem-besturingseenheid 26 verder is voorzien van een framelengteteller (FLC) 44, een modemstatusteller (MSC) 45, een modemstatusdekodeur (MSD) 46 en een EN-poort 47. De framelengteteller 44 telt de binnengekomen bits, 15 geeft signalen OC en WC af wanneer een octet of een 16-bits woord is binnengekomen en wordt via de EN-poort 47 gepreset nadat het signaal SD (of SFD) is afgegeven en de kommunikatiebesturingseenheid 27 middels bit 5 van het, deel van de kommunikatiebesturingseenheid 27 uitmakend kommunikatie-operatieregister (COP), zijn toestemming hiervoor heeft 20 gegeven, terwijl de telpulsen worden ontleend aan de reeds genoemde kloksignalen Clr, Clt. Aan de vier minst significantie bits van deze teller wordt het signaal WC ontleend, welk signaal wordt gebruikt om de serie-parallel omzetting te sturen, om de 16-bits woorden in de buffer-registers 39 en 40 te schrijven en om de bus van het kommunikatie-25 geheugen te claimen. In de modemstatusteller 45 worden de binnengekomen octetten geteld, waartoe de signalen OC van de framelengteteller 44 als telpulsen dienen; de modemstatusteller 45 krijgt hetzelfde presetsignaal toegevoerd als de framelengteteller 44. Daar telkenmale als een octet (FC) of een gedefinieerde groep octetten (DA of SA) is binnengekomen een 30 specifieke aktie dient te worden ondernomen, worden door de modemstatusdekodeur 46 de hiervoor vereiste tijdstuursignalen afgegeven; dit geschiedt uiteraard in afhankelijkheid van het gebruikte protokol. In het hiervoor genoemde kommunikatie-operatieregister (COP) bepalen de bits 0-2 het protokol; deze bits worden gebruik om het modemstatus-35 dekoderingsproces mede te bepalen. Als alle octetten tot aan de data-octetten zijn binnengekomen, worden door de modemstatusdekodeur 46 geen tijdstuursignalen meer afgegeven voordat het einde van het frame is 8702394 PHN 12.285 10 vastgesteld door het signaal ED. Wanneer een frame dient te worden verzonen, wordt de framelengte in de framelengteteller 44 geplaatst, waarna de verzonden bits worden afgeteld en uiteindelijk een signaal EDT wordt afgegeven om aan te duiden, dat het frame geheel is verzonden.

5 De modembesturingseenheid 26 omvat voorts een modemlokatieregister (MLC) 48, dat de plaats van de 16-bits woorden in het kommunikatiegeheugen 15 aanwijst. Bij elk volgend in en uit te lezen 16-bits wordt de stand van dit register opgehoogd. Als het signaal SD is afgegeven en de ontvangst van het FC-octet is vastgesteld (dit laatste 10 alleen bij MAP), dient het modemlokatieregister 48 te worden gepreset.

De presetwaarden zijn opgeslagen in de modempresetregisters (MPRO-6) 49. De selektie van deze registers geschiedt door de bits COPa-c van het hiervoor genoemde kommunikatie-operatieregister (COP). Bij MAP hangt de presetwaarde voor het modemlokatieregister 48 af van het type frame, dat 15 wil zeggen of het frame een MAC-frame is, of data bevat omtrent "Station Management" of LLC, of voor speciale doeleinden dient. Het frametype wordt bepaald door dekodering van het FC-octet; de FC-octetbits worden bijgehouden in de bits 0-7 van het, tot de kommunikatiebesturingseenheid 27 behorende kommunikatiestatusregister (CSTO). Er zijn situaties, 20 waarin de framedata onafhankelijk van het frametype op een bepaalde plaats in het kommunikatiegeheugen 15 dient te worden opgeslagen; de frametypedekodering wordt dan overruled door de bits COPa-c. Bij TOP wordt alleen het modempresetregister MPRO gebruikt om de presetwaarde voor het modemlokatieregister 48 te leveren. Opgemerkt zij, dat, nadat 25 het signaal SD (of SFD) is afgegeven, eerst de databus moet worden geclaimd om het modemlokatieregister 48 te presetten, alvorens de opslag in het kommunikatiegeheugen 15 kan plaatsvinden. Het modemlokatieregister 48 wordt ook gebruikt voor het selekteren van de uit te lezen en de te verzenden woorden; dit register wordt dan rechtstreeks 30 gepreset door de kommunikatiebesturingseenheid 27. De adressering vanuit het modemlokatieregister 48 geschiedt via de adresbusbesturing (ABD) 50.

Door de modemstatusdekodeur 46 wordt aangegeven wanneer de 2 of 6 DA- en SA-octetten, dat wil zeggen de 16- of 48-bits 35 "destination" adressen (DA) en "source* adressen (SA), binnenkomen. Deze adreskodes geven het adres of rangnummer (DA) aan van het station waarvoor het bericht is bestemd, respektievelijk het adres of rangnummer 8702394 PHN 12.285 11 (SA) van het station waarvan het bericht afkomstig is. De adreskodes worden op het voor beide adressen door de modemstatusdekodeur 46 bepaalde moment vergeleken met de inhoud van de tot de modembesturings-eenheid 26 behorende 16-bits adresmaskerregisters (AHSO-2) 51. De inhoud 5 van deze adresmaskerregisters geeft het adres (TS) aan van het aangesloten station. De bit-demultiplexer 52, die wordt bestuurd door de vijf minst signifikante bits van de framelengteteller 44, selekteert op het door de modemstatusdekodeur bepaalde moment uit de adresmaskerregisters 51 de adresbits van TS is serie. Deze adresbits worden één 10 voor één vergeleken met de bits van de adreskodes DA en SA en wel in de komparator 53, te beginnen met de minst signifikante bit. Deze adreskodes dienen derhalve eveneens in serie te worden toegevoerd; op het door de modemstatusdekodeur bepaalde moment worden de DA-, respektievelijk SA-bits over de leiding 34' in serie toegevoerd aan de 15 komparator 53. De resultaten van dit vergelijkingsproces worden opgeslagen in het DA- of SA statusregister (DAS/SAS) 54. Dit register geeft aan of DA = TS, respektievelijk of DA < TS, SA = TS of SA > TS. Deze gegevens worden vervolgens overgenomen in het, tot de kommunikatie-besturingseenheid 27 behorende kommunikatiestatusregister (CST1) en wel 20 in de bits 0-3. De bits, die aangeven dat DA = TS of SA = TS, kunnen direkt worden gebruikt voor het interruptmechanisme ten einde het sekundaire programma te onderbreken en terug te keren naar het primaire programma zodra het adres van het desbetreffende station is herkend, terwijl de bits, die aangeven dat DA < TS en SA > TS, direkt kunnen 25 worden gebruikt om een desbetreffend station in de logische ring op te nemen.

De laatste taak van de modembesturingseenheid 26 is het uitvoeren van de FCS-berekening en het toetsen van het resultaat aan de inhoud van de vier FCS-octetten. Voor deze kontroleberekening, die voor 30 de uitvinding verder van geen belang is, zij verwezen naar: “Orange Book, Vol. VIII.2 of CCITT", sektie 2.2.7.

Wanneer een frame is ontvangen en uit het "destination" adres (DA) blijkt, dat dit frame van belang is voor het aangesloten station, dan bewerkstelligt de modembesturingseenheid 26 een interruptie 35 van het bij de kommunikatiebesturingseenheid 27 in behandeling zijnde sekundaire programma. De kommunikatiebesturingseenheid 27 brengt daarbij de inhoud van de diverse, voor de latere verdere afhandeling van het 8702394 PHN 12.285 12 sekundaire programma van belang zijnde registers in veligheid en gaat het primaire programma volgen, dat wil zeggen begint de analyse van de data, die door de modembesturingseenheid 26 in het kommunikatiegeheugen 15 is opgeslagen.

5 Als het ontvangen frame een MAC-frame is, dan worden de 16-bits woorden direkt in de aangegeven geheugenlokaties opgeslagen, wordt vervolgens het MAC-frame door de kommunikatiebesturingseenheid 27 verwerkt en wordt een reaktie voorbereid als ten minste de FCS-kontrole positief is uitgevallen. Als het ontvangen frame een LLC-frame is, een 10 "Station Management"-dataframe of een "Special Purpose"-dataframe, dan worden de 16-bits woorden direkt in een FIFO-register in het kommunikatiegeheugen 15 opgeslagen. De kommunikatiebesturingseenheid berekent hiervoor het juiste beginadres (data offset) voor de modembesturingseenheid. De kommunikatiebesturingseenheid houdt voor elk 15 FIFO-register een verder register ("directory register") bij, waarin het eerste adres en de lengte van elk dataframe is aangegeven. Gedurende deze bewerkingen werken de modembesturingseenheid 26 en de kommunikatiebesturingseenheid 27 naast elkaar, waarbij elk in de toegewezen tijdsleuf toegang tot het kommunikatiegeheguen 15 heeft.

20 Als een frame dient te worden verzonden, dan wordt dit eerst in een speciaal daartoe aangewezen gebied in het kommunikatiegeheugen 15 samengesteld. De kommunikatiebesturingseenheid 27 bewerkstelligt, dat de modembesturingseenheid 26 een frame uitzendt met het gewenste aantal octetten uit de specifieke geheugenlokaties. Na de 25 instruktie daartoe te hebben gegeven, keert de kommunikatiebesturingseenheid naar het sekundaire programma terug, dat verlaten was omdat een van belang zijnde frame werd ontvangen waarop een antwoord moest worden gegeven. De modembesturingseenheid voert vervolgens het verzenden uit en kan zodanig geprogrammeerd zijn, dat deze de afhandeling van het 30 sekundaire programma weer direkt kan onderbreken na de verzending van het ED-octet van het frame. Ook bij verzenden van berichten werken de modembesturingseenheid en de kommunikatiebesturingseenheid naast elkaar en kommuniceren zij met het kommunikatiegeheugen in de hen toegewezen tijdsleuven.

35 Zoals reeds vermeld, kunnen zich programma-onderbrekingen voordoen als de kommunikatiebesturingseenheid het sekundaire programma afhandelt. Bij het aktiveren van deze besturingseenheid is deze, als 8702394 PHN 12.285 13 gevolg van een toegevoerd masterresetsignaal, gericht op het afhandelen van het primaire programma. Het primaire programma kan alleen worden verlaten door het uitvoeren van een instruktie SCND(x). De operand (x) wordt overgenomen in een, tot de kommunikatiebesturingseenheid behorend 5 interruptmaskerregister (IMS); deze operand wijst de gebeurtenissen in de modembesturingseenheid aan, die, wanneer deze optreden, aanleiding geven het sekundaire programma te onderbreken en op de afhandeling van het primaire programma over te gaan. Daarnaast bestaat de mogelijkheid, dat zich andersoortige gebeurtenissen voordoen, eveneens aangegeven in 10 het interruptmaskerregister (IMS), die aanleiding geven de afhandeling van het sekundaire programma te onderbreken. De interruptie vindt plaats na uitvoering van de lopende instruktie. Voor de uitvoering van interrupties, anders dan door het primaire programma, wordt een interruptsubroutine gebruikt, waarvan de eerste instruktie is vastgelegd 15 in een, tot de kommunikatiebesturingseenheid behorend interruptadres-regsiter (IAR). Deze interruptsubroutine maakt deel uit van het sekundaire programma en kan derhalve worden onderbroken naar aanleiding van in de operand (x) van de instruktie SCND(x) aangegeven gebeurtenissen in de modembesturingseenheid.

20 Wordt het primaire, respektievelijk het sekundaire programma afgebroken, dan dienen de plaats waar en de omstandigheden waaronder deze programma's worden afgebroken te worden veilig gesteld in een speciaal daartoe aanwezig geheugen. Hiervoor is bij voorkeur een derde deel in het kommunikatiegeheugen 15 ingeruimd. Wordt de instruktie 25 SCND(x) uitgevoerd, dan wordt de stand van een normaal aanwezige programmateller en de inhoud van diverse registers, nodig voor de latere verdere afhandeling van het primaire programma, veilig gesteld in een zogenaamde primaire stack in het kommunikatiegeheugen 15. Wordt het sekundaire programma onderbroken door gebeurtenissen in de modem-30 besturingseenheid of door andere vast gedefinieerde gebeurtenissen, dan wordt wederom de stand van de programmateller en de inhoud van diverse registers, nodig voor de latere verdere afhandeling van het sekundaire programma, veilig gesteld in een zogenaamde sekundaire stack in het kommunikatiegeheugen 15. Als de oorzaak van de interruptie is gelegen 35 bij de modembesturingseenheid, dan wordt de sekundaire stack geblokkeerd en de primaire stack vrijgegeven; in de andere gevallen blijft de sekundaire stack in de vrijgegeven toestand.

8702394 PHN 12.285 14

Het interruptieproces kan worden geïllustreerd aan de hand van het in figuur 8 weergegeven diagram. De afhandeling van het primaire en sekundaire programma kan daarbij worden beschouwd als een 'finite state machine". Een dergelijke "finite state machine" kan ook 5 worden weergegeven door stroomdiagrammen. Verkeert de "finite state machine* voor het primaire programma in de toestand i, dat wil zeggen is het programmablok i van het primaire progrmma afgehandeld, dan kan zich de situatie voordoen, waarin bij het vervullen van een bepaalde voorwaarde (a—1) het programmablok j van het primaire programma wordt 10 afgehandeld ofwel dat de "finte state machine" in de toestand j wordt gebracht, en waarin het niet voldoen aan de genoemde voorwaarde (a=0) er toe leidt, dat het primaire programma door de instruktie SCND(x) kan worden verlaten. De operand (x) geeft dan aan, dat het sekundaire programma moet worden onderbroken zodra daarna a=1; a geeft een 15 gebeurtenis of een kombinatie van gebeurtenissen aan, aangegeven in het interruptmaskerregister (IMS). Het sekundaire programma is in figuur 8 als een blok aangegeven omdat de uitvoering van het primaire programma niet kan worden gesynchroniseerd met die van het sekundaire programma; het is niet bekend wanneer zich de interruptgebeurtenissen (x) voordoen 20 en dus in welke toestand het sekundaire programma wordt achtergelaten na het verlopen van de wachttijd L2 en wéar het sekundaire programma moet worden hervat aan het begin van de volgende wachttijd L3. In figuur 8 is verder aangegeven hoe bij het vervullen van een zekere voorwaarde (b=1) de primaire programmablokken weer opnieuw moeten worden doorlopen 25 (bijvoorbeeld als in blok i om data wordt gevraagd, in blok j deze data wordt ontvangen, terwijl dan blijkt, dat deze data niet korrekt is zodat de vraag om data wordt herhaald) en hoe als b=0, afhankelijk van een verdere voorwaarde (c=0) het primaire programma voor een onbepaalde wachttijd L3 kan worden verlaten of, als c=1, het primaire programmablok 30 k kan worden afgehandeld.

Nu zullen de diverse omstandigheden worden nagegaan, die aanleiding geven tot onderbreking van het sekundaire programma en die in de operand (x) staan aangegeven.

Om de hoeveelheid tijd (bijvoorbeeld telkens als de 35 "token" honderd keer is rondgegaan) wordt door alle in de logische ring opgenomen stations ("station in ring" wordt bijgehouden in bit b van het kommunikatiestatusregister (CST1)) een MAC-frame (in het MAP een 8702394 PHN 12.285 15 zogenaamd "solicit-successor frame") uitgezonden, waarmee nieuwe stations worden uitgenodigd aan de logische ring deel te nemen. Een dergelijk aktief station in de logische ring vraagt derhalve om uitbreiding van het logisch netwerk; hierbij worden echter niet alle, 5 buiten de ring zijnde stations uitgenodigd, doch alleen die in een bepaald adresgebied, waarvan de gebiedsgrenzen worden bepaald door de SA-kode van het aktieve station en de DA-kode van een volgend in de ring opgenomen station, zoals deze adreskode in het "solicit-successor frame" zijn opgenomen. Wordt het “solicit-successor frame" (aangegeven door het 10 FC-octet en geregistreerd in de bits 0-7 van het kommunikatiestatus-register (CSTO)) herkend en worden tevens de genoemde adresgebieds-grenzen door het desbetreffende station vastgesteld (en geregistreerd in de bits 1 en 3 van het kommunikatiestatusregister (CST1)) en is door het station verder de wens te kennen gegeven in de logische ring te worden 15 opgenomen ("in ring desired", aangegeven in bit 3 van het kommunikatie-operatieregister (COP)), dan is aan alle voorwaarden, die aanleiding geven tot een interruptie, voldaan; er wordt dan door een eerste logische schakeling, behorende tot logische middelen in de kommunikatie-besturingseenheid overeenstemming gekonstateerd met het desbetreffende, 20 de vermelde gebeurtenis aangevende bit (bit 4), dat vanuit de operand (x) in het interruptmaskerregister (IMS) was overgenomen. Het sekundaire programma wordt onderbroken en het primaire programma zorgt ervoor, dat een bericht aan de zender van het "solicit-successor frame" wordt verzonden, waarbij de adreskode SA die van TS uit het “solicit-successor 25 frame" wordt en de adreskode DA die van SA uit laatstgenoemd bericht. In het MAP is dit bericht (een MAC-frame) een zogenaamd "set-cussessor frame"; het verzenden van dit bericht impliceert, dat de zender hiervan deel uitmaakt van de logische ring. Na ontvangst van dit bericht door de ontvanger hiervan de "token" gegeven aan de zender van het "set-30 successor frame". De mogelijkheid bestaat echter, dat de "token" niet door de zender van het "set-successor frame" wordt overgenomen. Gebeurt dit ook na een tweede poging daartoe niet, dan zendt het de "token" bezittende station een bericht uit, dat aangeeft, dat de voorganger van het station in de logische ring, dat dit bericht opneemt, uit de 35 logische ring is gestoten (in het MAP een zogenaamd "who-follows frame"). In dit MAC-frame is het dataveld de adreskode van het "volgende" station opgenomen; elk station in de logische ring houdt 8702 394 PHN 12.285 16 namelijk bij welk station het voorgaande en welk het volgende in de ring is. Als de aangesloten stations het "who-follows frame" aan het FC-octet herkennen, dan wordt in deze stations het dataveld uit het frame vergeleken met de, in het station geregistreerd staande adreskode van 5 het "vorige" station. In het station, waarbij deze vergelijking een positief resultaat oplevert, vindt een interruptie van het sekundaire programma plaats. Door het primaire programma in dit station, welk station kennelijk volgde op dat wat geen antwoord gaf, wordt een "set-successor frame" verzonden naar het station, dat de "token" heeft, 10 waarop het station, dat het laatstgenoemde frame verzond, de "token" krijgt. De hier bedoelde interruptgebeurtenis is vanuit de operand (x) in bit 3 van het interruptmaskerregister (IMS) overgenomen. Aan de hand van deze bit wordt het optreden van de genoemde gebeurtenis door een tweede logische schakeling, behoende tot de logische middelen in de 15 kommunikatiebesturingseenheid vastgesteld.

Wordt door het de "token" bezittende station geen "solicit-successor frame" verzonden, dan wordt de "token" doorgegeven aan het "volgende" station in de ring. Neemt dit station de “token" niet over, dan wordt op de hiervoor aangegeven wijze weer een "who-follows 20 frame* verzonden. Het doorgeven van de "token" aan een volgend station geschiedt met behulp van een "token frame", dat als zodanig wordt herkend aan de hand van het FC-octet. Na ontvangst van dit MAC-frame, vindt, zodra na het verkrijgen van een SD-signaal de gelijkheid DA = TS is gekonstateerd (en geregistreerd in bit 0 van het kommunikatiestatus-25 regsiter (CST1)), een interruptie van het sekundaire programma plaats.

De hier bedoelde interruptgebeurtenis is vanuit de operand (x) in bit 1 van het interruptmaskerregister (IMS) overgenomen. Aan de hand van deze bit wordt het optreden van de genoemde gebeurtenis door een derde logische schakeling, behorende tot de logische middelen in de 30 kommunikatiebesturingseenheid vastgesteld.

In het diagram van figuur 10 is verondersteld, dat op het tijdstip t1, terwijl de kommunikatiebesturingseenheid het sekundaire programma volgt, het binnenkomen van een "token frame" wrodt gesignaleerd; op het tijdstip t2 wordt het sekundaire programma 35 onderbroken na de adresherkenning van het "token frame". In het primaire programma dienen nu de voorbereidingen voor de verdere afhandeling van het binnengekomen "token frame" te worden getroffen, waarna terug kan 8702394 PHN 12.285 17 worden gegaan naar het sekundaire programma (tijdstip t3) in afwachting tot alle data is ingelezen en het ED-signaal, dat het einde van het binnengekomen frame aangeeft, wordt gekonstateerd. Wordt, nadat het "token frame" is ontvangen en ingelezen, het einde van dit frame 5 vastgesteld, dan vindt weer een interruptie van het sekundaire programma plaats; in figuur 10 geschiedt dit op het tijdstip t4. De hier bedoelde interruptgebeurtenis is vanuit de operand (x) in bit 7 van het interrupt-maskerregister (IMS) overgenomen. Aan de hand van deze bit wordt het optreden van de genoemde gebeurtenis door een vierde logische 10 schakeling, behorende tot de logische middelen in de kommunikatie-besturingseenheid vastgesteld. Nadat het "token frame" is ingelezen, vindt een analyse (waaronder bijvoorbeeld de aanpassing van de registratie van het "vorige station in de ring") en test van dit frame plaats. Aangenomen wordt, dat deze akties zijn beëindigd op het 15 tijdstip t5. In totaal is derhalve een tijd T1 = t5 - t1 nodig voor het verkrijgen van de "token". Daaran volgt de periode T2 voor het gebruik maken van de aan het bezit van de "token" verbonden rechten. Eerst wordt in het primaire programma nagegaan of er een bericht dient te worden verzonden; dit bericht wordt dan door de kommunikatiebesturingseenheid 20 aangewezen aan de modembesturingseenheid. Is dit gebeurd, dan kan het bericht, gevormd door een “LLC-command frame", daadwerkelijk worden verzonden en kan tegelijkertijd de kommunikatiebesturingseenheid overgaan tot het voortzetten van het sekundaire programma (tijdstip t6). Zodra het ED-octet is verzonden en daarmee wordt gekonstateerd, dat 25 het gehele bericht is verzonden, dan vindt weer een interruptie van het sekundaire programma plaats (tijdstip t7). De hier bedoelde interruptgebeurtenis is vanuit de operand (x) eveneens in bit 7 van het interrupt-maskerregister (IMS) overgenomen. Aan de hand van deze bit wordt het optreden van de genoemde gebeurtenis in de vierde logische schakeling 30 vastgesteld. Vervolgens wordt in het primaire programma de ontvangst van een "LLC-response frame" voorbereid; zo wordt bijvoorbeeld de tot de kommunikatiebesturingseenheid behorende klok voor het vastleggen van de uiterste tijd, waarbinnen het antwoord binnen moet zijn ("watchdogtimer"), ingesteld. Zijn deze voorbereidingen getroffen, dan 35 kan terug worden gegaan naar het sekundaire programma (tijdstip t8) in afwachting van het "response frame". Zodra dit antwoord binnenkomt, dat wil zeggen na het SD-signaal de adresidentifikatie DA = TS heeft plaats 8702 39 4 PHN 12.285 18 gevonden (tijdstip t9), dan wordt het sekundaire programma weer geïnterrumpeerd. De hier bedoelde interruptgebeurtenis is vanuit de operand (x) in bit 1 van het interruptmaskerregister (IMS) overgenomen. Aan de hand van deze bit wordt het optreden van de genoemde gebeurtenis 5 door de derde logische schakeling vastgesteld. Is echter de door de "watchdogtimer" ingestelde tijd overschreden zonder dat het antwoord is binnengekomen, dan wordt het sekundaire programma onderbroken en het "command frame" opnieuw uitgezonden. De hier bedoelde interruptgebeurtenis is vanuit de operand (x) in bit 6 van het interruptmasker-10 register (IMS) overgenomen. Aan de hand van deze bit wordt het optreden van de genoemde gebeurtenis, te weten het overschrijden van de ingestelde tijd van de "watchdogtimer", door een vijfde logische schakeling, behorende tot de logische middelen in de kommunikatie-besturingseenheid, vastgesteld. Blijft het "response frame", ook na deze 15 procedure meerdere malen te hebben herhaald, achterwege, dan wordt dit aan het station doorgegeven? deze berichtgeving vindt plaats in een hogere laag van de OSI-voorschriften. Vervolgens wordt de "token" doorgegeven.

Wordt op het tijdstip t9 het "response frame" 20 geïdentificeerd, dat wil zeggen de "destination" adreskode hierin herkend, dan worden door het primaire programma de voorbereidingen getroffen voor de verdere verwerking van dit bericht. Is dit gebeurd (tijdstip t10), dan wordt teruggekeerd naar het sekundaire programma in afwachting tot het gehele frame is ingelezen en het ED-signaal is 25 verkregen. Op het moment (tijdstip t11) wordt het sekundaire programma weer onderbroken en wel door de in bit 7 van het interruptmaskerregister (IMS) vastgelegde interruptgebeurtenis. In het dan weer gevolgde primaire programma worden de ontvangen gegevens verwerkt en getest, waarna de ontvangst wordt gemeld aan het desbetreffende station. Op het 30 tijdstip t12 zijn deze werkzaamheden afgehandeld en is de periode T2 = t12 - t5 voor het gebruik maken van de aan het bezit van de "token" verbonden rechten verstreken en kan de "token" worden doorgegeven. Allereerst beginnen de voorbereidende werkzaamheden voor het doorgeven van de "token"? zijn deze afgehandeld (tijdstip t13), dan wordt het "Mac-35 token frame" verzonden, terwijl tegelijkertijd kan worden overgegaan naar het sekundaire programma totdat het gehele “token frame" is verzonden en het ED-octet hiervan is gekonstateerd. Het sekundaire 8702394 PHN 12.285 19 programma wordt dan weer onderbroken (tijdstip t14). De hier bedoelde interruptgebeurtenis is weer in bit 7 van het interruptmaskerregister (IMS) vastgelegd. In het primaire programma vindt daana de nasleep van het verzenden van het "token frame" plaats, waarna op het tijdstip t15 5 de voorbereidingen plaatsvinden voor het kontroleren of de "token" wel is overgenomen. Zijn deze voorbereidingen getroffen (tijdstip t16), dan wordt teruggekeerd naar het sekundaire programma in afwachting dat de aanwezigheid van een bericht op de kabel wordt gekonstateerd. Wanneer de "token" is overgenomen, zal het station, dat de "token" dan heeft, een 10 bericht verzenden voor een of ander verder station; alle aangesloten stations konstateren dit en genereren in hun modembesturingseenheid het SD-signaal. Wordt laatstgenoemd signaal verkregen in het station, dat de "token" heeft doorgegeven, dan vindt aldaar een interruptie van het sekundaire programma plaats ten einde door het primaire programma te 15 laten registreren, dat de "token" is doorgegeven en eventueel hoe vaak dit doorgeven is geprobeerd. De hier bedoelde interruptgebeurtenis is vanuit de operand (x) in bit 0 van het interruptmaskerregister (IMS) overgenomen. Aan de hand van deze bit wordt het optreden van de genoemde gebeurtenis door een zesde logische schakeling, behorende tot de 20 logische middelen in de kommunikatiebesturingseenheid, vastgelegd.

Wordt in het station, dat de "token" wilde doorgeven, binnen een in de "watchdogtimer" ingestelde tijd geen SD-signaal verkregen, dan wordt het sekundaire programma in dit station onderbroken, gekonstateerd, dat het station de "token" toch blijkt te 25 hebben behouden, en probeert het station de "token" alsnog door te geven aan het “volgende" station. Gelukt dit weer niet, dan wordt op de reeds voornoemde wijze een "who-follows frame" verzonden. De hier bedoelde interruptgebeurtenis is, zoals reeds vermeld, vanuit de operand (x) in bit 6 van het interruptmaskerregister (IMS) overgenomen. Aan de hand van 30 deze bit wordt het optreden van de genoemde gebeurtenis in de vijfde logische schakeling vastgelegd.

De periode T3 = t15 - t12 geeft de tijd aan, die nodig is voor het doorgeven van de "token". De tijd T1 + T2 + T3 stelt de "token-hold time" voor. Het gedeelte van de "token-hold time", dat het primaire 35 programma wordt gevolgd, te weten Tp, wordt bepaald door de in casu 10 MHz klok van het systeem en kan derhalve nauwkeurig worden bepaald aan de hand van het aantal te verrichten programmastappen. Het gedeelte van 8702394 PHN 12.285 20 de “token-hold time", dat het sekundaire programma wordt gevolgd, te weten Ts, is echter afhankelijk van de toegepaste bitsnelheid, waarmee de berichten worden in- en uitgelezen. In figuur 11 is de "token-hold time" Tp + Ts voor verschillende bitsnelheden aangegeven, waarbij Tp 5 konstant is en Ts toeneemt naarmate de bitsnelheid lager is. Bij een bitsnelheid van bijvoorbeeld 1 Mbit/s kan 0,4 msec, worden besteed aan de uitvoering van het sekundaire programma tijdens de wachttijden in de uitvoering van het primaire programma, dat in casu 0,1 msec, vergt. Deze situatie illustreert de mate waarin in de interface overeenkomstig de 10 uitvinding een effektief gebruik van de tijd wordt gemaakt.

In het voorgaande is aangegeven hoe de diverse interrupt-gebeurtenissen in de diverse bits van het interruptmaskerregister zijn vastgelegd; in het beschreven voorbeeld waren dit de bits 0, 1, 3, 4, 6 en 7. Al deze interruptgebeurtenissen waren afgestemd op MAP. Uiteraard 15 kunnen nog meer interruptgebeurtenissen worden ingeprogrammeerd. Zo kan de in bit 1 neergelegde interruptgebeurtenis worden uitgebreid tot adresidentifikaties, waarbij DA niet alleen één enkel station (TS) kan aanwijzen, maar ook een groep stations of zelfs alle aangesloten stations. Een andere voor MAP geldende interruptgebeurtenis doet zich 20 voor in de zogenaamde "resolve contention procedure" om, in het geval meerdere stations in het door DA en SA bepaalde adresgebied in de logische ring wensen te worden opgenomen, uit te maken, welke van deze stations uiteindelijk de "token" krijgt. Weer een andere voor MAP geldende interruptgebeurtenis doet zich voor indien de "token" verloren 25 is geraakt, waarbij dan één bepaald station het eerst wordt gewaarschuwd, dat er geen berichten meer op de kabel komen, en vervolgens de "token" claimt (met behulp van een "MAC-claim token frame") en krijgt, waarna de logische ring weer opnieuw wordt opgebouwd met behulp van "solicit-successor frames". Verder kunnen voor andere 30 protokollen daarbij behorende interruptgebeurtenissen worden vastgelegd. Juist door de programmeerbaarheid van de interruptgebeurtenissen wordt het netwerksysteem uiterst flexibel en kan dit aan verschillende protokollen worden aangepast.

In figuur 9 is een algemeen beeld van de opbouw van de 35 kommunikatiebesturingseenheid gegeven. Daar deze eenheid in feite een microprocessor voorstelt, waarvan de opbouw en werking, voor zover het de normaal bekende verwerkingsprocessen betreft, bekend wordt 8702394 PHN 12.285 21 verondersteld, wordt deze eenheid slechts beschreven voor zover dit van belang is voor het toelichten van het interruptieproces overeenkomstig de uitvinding.

De kommunikatiebesturingseenheid omvat een interrupt-5 maskerregister 55, waarin de operand (x) van de instruktie SCND(x) kan worden geplaatst, register- en telmiddelen 56 en logische middelen 57.

De register- en telmiddelen 56 omvatten de kommunikatiestatusregisters (CSTO) en (CST1), het kommunikatie-operatieregister (COP) en de "watchdog timer11 voor het bewaken of af passen van de diverse door het 10 protokol voorgeschreven wachttijden (bijvoorbeeld voor het bewaken van de "LLC-response" tijd en de "token*-overnametijd), terwijl de logische middelen de voornoemde zes logische schakelingen omvatten, welke reageren op de signalen van de register- en telmiddelen 56, die bepalend zijn voor het optreden van de diverse hiervoor omschreven, in de modem-15 besturingseenheid plaatsvindende interruptgebeurtenissen. Deze gebeurtenissen worden getoetst aan de desbetreffende bits van het interruptmaskerregister (IMS) 55, waarbij als overeenstemming wordt gekonstateerd, een interruptsignaal over de leiding 58 wordt afgegeven aan een tijdstuureenheid 59; deze tijdstuureenheid bestuurt de in de 20 kommunikatiebesturingseenheid plaatsvindende processen.

Als het interruptsignaal is afgegeven, dient het sekundaire programma te worden onderbroken, waarbij echter de lopende programmastap eerst wordt afgemaakt; het primaire programma wordt verlaten door de instruktie SCND(x). In beide gevallen wordt het lopende 25 programma afgebroken en dient te worden onthouden waar en onder welke omstandigheden het desbetreffende programma later weer moet worden voortgezet. Hiertoe is in het kommunikatiegeheugen, buiten een eerste deel voor het primaire programma en een tweede deel voor het sekundaire programma, een derde deel ingeruimd, dat een "primaire stack" omvat, 30 waarin de plaats waar en de omstandigheden waaronder het primaire programma is afgebroken, worden onthouden, en een “sekundaire stack", waarin de plaats waar en de omstandigheden waaronder het sekundaire programma is afgebroken, worden onthouden. De adressering van de primaire en sekundaire stack geschiedt door een primaire stackpointer 35 60, respektievelijk een sekundaire stackpointer 61. De programmastappen van een lopend programma worden aangegeven door een programmateller 62; wordt een programma afgebroken, dan wordt de toegang van de 8702394 PHN 12.285 22 programmatelIer 62 via de adresbesturing 63, 64 tot de geheugenadresbus 31 geblokkeerd door de adresbusbesturing 63 te blokkeren met behulp van een door de tijdstuureenheid 59 afgegeven signaal. De inhoud van de programmateller wordt nu via de leiding 65 en de adresbusbesturing 66 op 5 de geheugendatabus 30 geplaatst en vandaar overgenomen in de desbetreffende stack en wel op een plaats hierin, aangewezen door de desbetreffende stackpointer via de adresbusbesturing 67, 64 of 68, 64.

De desbetreffende stackpointer wijst daarna de opeenvolgende plaatsen in de desbetreffende stack aan waar de inhoud van diverse nog nader te 10 noemen registers dient te worden veilg gesteld. Verondersteld wordt nu, dat op deze wijze de plaats waar en de omstandigheden waaronder het primaire programma is afgebroken, is veilig gesteld, zodat het sekundaire programma kan worden voortgezet. De primaire stackpointer 60 wordt nu geblokkeerd (door blokkering van de adresbusbesturing 67) en de 15 sekundaire stackpointer 61 wordt vrijgegeven (door vrijgave van de adresbusbesturing 68). De stackpointer 61 staat in de stand waar deze het adres aanwees van de laatste van de eerder veilig gestelde gegevens in de sekundaire stack. Door de stackpointer 61 af te tellen, worden, doch nu in de omgekeerde volgorde, de eerder veilig gestelde gegevens en 20 uiteindelijk de stand van de programmateller, waarbij het sekundaire programma was afgebroken, achtereenvolgens geadresseerd via de adresbusbesturing 68 en via de adresbusbesturing 69 in de desbetreffende registers, respektievelijk (over de leiding 70 en via de multiplexer 71) in de programmateller 62 geplaatst. Vervolgens wordt de sekundaire 25 stackpointer 61 geblokkeerd en krijgt de programmateller 62 toegang tot de geheugenadresbus 31 om het sekundaire programma voort te zetten vanaf de stand waarin dit was afgebroken. Zodra zich daarna een interrupt-gebeurtenis voordoet en het interruptsignaal over de leiding 58 is afgegeven, wordt de programmateller 62 de toegang tot de geheugenadres-30 bus 31 weer ontzegd en wordt de sekundaire stackpointer 61 vrijgegeven, zodat deze de opeenvolgende adressen kan aanwijzen waar de stand van de programmateller 62 en de inhoud van de diverse registers kan worden bewaard. Daarna wordt de sekundaire stackpointer 61 geblokkeerd en de primaire stackpointer 60 vrijgegeven om in omgekeerde volgorde de inhoud 35 van de diverse registers en de stand van de programmateller, waarbij het primaire programma eerder was afgebroken, terug te halen uit de primaire stack, zodat het het primaire programma kan worden vervolgd.

8702 394 PHN 12.285 23

Deze wijze van interrumperen verschilt duidelijk van de gebruikelijke wijze van interrumperen, waarbij een interruptsubroutine in het eigen programma wordt gevolgd. Deze situatie doet zich hier voor bij het optreden van, in de bits a-f van het interruptmaskerregister 5 (IMS) 55 neergelegd "externe" interruptgebeurtenissen, waarbij als het interruptsignaal voor het onderbreken van het sekundaire programma is afgegeven, de stand van de programmateller en de inhoud van diverse registers wordt veilig gesteld in het kommunikatiegeheugen (in de sekundaire stack), en waarbij het beginadres van de interruptsubroutine, 10 aanwezig in het interruptadresregister (IAR) 72, via de multiplexer 71 in de programmateller wordt overgenomen; deze subroutine maakt deel uit van het sekundaire programma en kan als zodanig ook weer worden onderbroken door zich in de modembesturingseenheid voordoende interruptgebeurtenissen, die het vervolgen van het primaire programma 15 noodzakelijk maken.

Bij het afbreken van het primaire of sekundaire programma dient de inhoud van diverse registers te worden veilig gesteld; het betreft hier registers, die met de uitvoering van instrukties te maken hebben. Tot deze registers behoren het data-offsetregister (DOF) 73 en 20 het label-offsetregister (LOF) 74; deze registers vervullen een funktie bij het verkrijgen van een effektieve operand door de inhoud via een multiplexer 75 in de teller 76 op te tellen bij de inhoud van een operandregister 77; een dergelijke effektieve operand dient voor de aanwijzing (via een adresbusbesturing 78) van specifieke geheugen-25 plaatsen, bijvoorbeeld voor de opslag van data in FIFO-registers in het kommunikatiegeheugen en voor het uitvoeren van sprongopdrachten in het programma. Tot de registers, waarvan de inhoud bij het afbreken van het desbetreffende programma moet worden veilig gesteld, behoen ook het programmastatusregister (PST), waarin resultaten van diverse van de 30 uitvoering van diverse instrukties staan opgeslagen, en het konditie-register (CR), waarin de toestand van de voorwaarden (bijvoorbeeld a, b en c in figuur 8), die aanleiding geven tot verschillende akties in de “finite state machine", staan aangegeven.

Het primaire programma wordt verlaten na het beëindigen 35 van een bepaald programmablok; het sekundaire programma kan op willekeurige momenten worden onderbroken, dat wil zeggen dat het op de gebruikelijke wijze aanwezige akkumulatieregister (ACC) net geladen kan 8702334 PHN 12.285 24 zijn als de onderbreking plaatsvindt. De inhoud van het accumulatie-register dient dan ook bij het onderbreken van het sekundaire programma te worden veilig gesteld. Bij het verlaten van het primaire programma is dit niet nodig; de inhoud van dit register kan dan desgewenst eerst 5 elders worden vastgelegd alvorens de instruktie SCND(x) wordt afgegeven. De hier genoemde registers (PST, CR en ACC) en de verdere, voor de uitvinding niet van belang zijnde registers en tellers zijn opgenomen in de eenheid 79.

Ten slotte is in figuur 9 nog het in figuur 6 afgebeeld 10 en eigenlijk niet tot de kommunikatiebesturingseenheid behorende modem-lokatieregister 48 aangegeven, waarbij de in figuur 6 met 50 aangegeven adresbusbesturing hier is samengesteld uit twee van dergelijke schakelingen 80 en 64. De adresbesturingsschakelingen 63, 64, 66, 67, 68, 69, 78 en 80 vormen tezamen een kommunikatiegeheugenbusbesturings-15 eenheid, zoals deze in figuur 5 apart is aangegeven door 28. De adresbus-besturingsschakelingen worden bestuurd vanuit de tijdstuureenheid 59, welke aan elk van hen bepaalde tijdsleuven toewijst om de aangesloten schakelingen toegang tot het kommunikatiegeheugen te verschaffen.

8702394

Claims (12)

1. Interface voor een verbindingsnetwerk tussen afzonderlijke stations enerzijds en een voor het berichtenverkeer tussen deze stations gebruikt fysiek medium anderzijds, waarbij over het fysieke medium toegevoerde signalen met behulp van een demodulator 5 worden omgezet in een bitstroom en een dergelijke bitstroom met behulp van een modulator wordt omgezet in over het fysieke medium te verzenden signalen, en waarbij een hierop aangesloten protokolbesturingseenheid aanwezig is, welke via een kommunikatiegeheugenbus in verbinding staat met een communicatiegeheugen, waarvan een eerste deel is ingeruimd voor 10 de als primair programma opgenomen kommunikatiesoftware, met het kenmerk, dat een tweede deel van het kommunikatiegeheugen is ingeruimd voor de als sekundair programma althans gedeeltelijk opgenomen procesbesturingssoftware voor het, in het op de interface aangesloten station uit te voeren proces, en dat de protokolbesturingseenheid is 15 opgebouwd uit een modembesturingseenheid om de ontvangen en de te verzenden bitstroom in, respektievelijk uit het kommunikatiegeheugen te lezen, een kommunikatiebesturingseenheid om de bewerkingen van de modembesturingseenheid te koördineren en om voor de afhandeling van het primaire en sekundaire programma zorg te dragen, alsmede een 20 kommunikatiegeheugenbusbesturingseenheid voor het toewijzen van tijdsleuven voor toegang tot het kommunikatiegeheugen aan de modembesturingseenheid en de kommunikatiebesturingseenheid op verzoek van deze laatstgenoemde eenheden, waarbij door de modembesturingseenheid de afhandeling van het sekundaire programma in de kommunikatiebe-25 sturingseenheid wordt onderbroken, telkens als ten behoeve van het desbetreffende station een kommunikatie-opdracht dient te worden uitgevoerd, waarna de kommunikatiebesturingseenheid het primaire programma volgt, doch tijdens wachttijden in de afhandeling van het primaire programma de afhandeling van het sekundaire programma voortzet, 30 waartoe een verder geheugen aanwezig is voor het onthouden van de plaats waar en de omstandigheden waaronder het primaire, respektievelijk het sekundaire programma is afgebroken.

2. Interface volgens konklusie 1, met het kenmerk, dat de kommunikatiebesturingseenheid een interruptmaskerregister bezit, waarin 35 de operand (x) van een tot het primaire programma behorende instruktie SCND(x) wordt overgenomen, welke operand (x) de gebeurtenissen in de modembesturingseenheid aangeeft, die aanleiding geven het sekundaire 8702394 PHN 12.285 26 programma te onderbreken en op de afhandeling van het primaire programma over te gaan.

3. Interface volgens konklusie 2, met het kenmerk, dat de kommunikatiebesturingseenheid is voorzien van registermiddelen, waarin 5 wordt vastgelegd, dat het begin van een binnengekomen bericht is gesignaleerd en vervolgens dat de "destination" adreskode in het binnengekomen bericht overeenstemt met de adreskode van het desbetreffende station, alsmede van logische middelen met een derde logische schakeling, welke, reagerend op deze gegevens aanduidende bits 10 in de genoemde registermiddelen, een bit afgeeft, dat bij overeenstemming met de, de desbetreffende interruptgebeurtenis aangevende bit in het interruptmaskerregister bewerkstelligt, waardoor het sekundaire programma wordt onderbroken.

4. Interface volgens konklusie 2 of 3, met het kenmerk, dat 15 de kommunikatiebesturingseenheid is voorzien van registermiddelen, waarin wordt vastgelegd, dat na het begin ook het einde van een binnengekomen bericht is gesignaleerd of dat het einde van een verzonden bericht is gekonstateerd, alsmede van logische middelen met een vierde logische schakeling, welke, reagerend op een van beide gegevens 20 aanduidende bits in de genoemde registermiddelen, een bit afgeeft, dat bij overeenstemming met de, de desbetreffende interruptgebeurtenis aangevende bit in het interruptmaskerregister de afgifte van een interruptsignaal bewerkstelligt, waardoor het sekundaire programma wordt onderbroken.

5. Interface volgens een der konklusies 2 tot en met 4, met het kenmerk, dat de kommunikatiebesturingseenheid is voorzien van registermiddelen, waarin wordt vastgelegd, dat de tijd, welke is ingesteld in een eveneens tot de kommunikatiebesturingseenheid behorende teller ("watchdogtimer") en waarbinnen een te verwachten gebeurtenis 30 moet hebben plaatsgevonden, is overschreden, alsmede van logische middelen met een vijfde logische schakeling, welke, reagerend op een dit gegeven aanduidende bit in de genoemde registermiddelen en bij overeenstemming met de, de desbetreffende interruptgebeurtenis aangevende bit in het interruptmaskerregister, de afgifte van een 35 interruptsignaal bewerkstelligt, waardoor het sekundaire programma wordt onderbroken.

6. Interface volgens een der konklusies 2 tot en met 5, 8702394 PHN 12.285 27 bestemd voor een "token-passing" busverbindingsnetwerk, met het kenmerk, dat de kommunikatiebesturingseenheid is voorzien van registermiddelen, waarin wordt vastgelegd, dat een binnengekomen bericht een uitnodiging is aan het desbetreffende station om deel te nemen aan de logische ring 5 van het "token-passing" busverbindingsnetwerk, dat het desbetreffende station in de logische ring wenst te worden opgenomen en dat de adreskode van dit station is gelegen tussen in de genoemde uitnodiging bepaalde gebiedsgrenzen, alsmede van logische middelen met een eerste logische schakeling, welke, reagerend op deze gegevens aanduidende bits 10 in de genoemde registermiddelen, een bit afgeeft, dat bij overeenstemming met de, de desbetreffende interruptgebeurtenis aangevende bit in het interruptmaskerregister, de afgifte van een interruptsignaal bewerkstelligt, waardoor het sekundaire programma worden onderbroken.

7. Interface volgens een der konklusies 2 tot en met 6, bestemd voor een "token-passing" busverbindingsnetwerk, met het kenmerk, dat de kommunikatiebesturingseenheid is voorzien van registermiddelen, waarin wordt vastgelegd, dat het begin van een binnengekomen bericht is gesignaleerd en vervolgens dat dit bericht een aanduiding inhoudt, dat 20 de voorganger van het desbetreffende station in de logische ring van het "token-passing" busverbindingsnetwerk hieruit is gestoten, vergelijkingsmiddelen om de inhoud van het dataveld van dit bericht te vergelijken met de in het desbetreffende station geregistreerd staande adreskode van het voorgaande in de logische ring opgenomen station, en 25 logische middelen met een tweede logische schakeling, welke, reagerend op deze gegevens aanduidende bits in de genoemde register- en vergelijkingsmiddelen, bij een in de laatstgenoemde middelen positief verlopende vergelijking een bit afgeeft, dat bij overeenstemming met de, de desbetreffende interruptgebeurtenis aangevende bit in het 30 interruptmaskerregister, de afgifte van een interruptsignaal bewerkstelligt, waardoor het sekundaire programma wordt onderbroken.

8. Interface volgens een der konklusies 2 tot en met 7, bestemd voor een "token-passing" busverbindingsnetwerk, met het kenmerk, dat de kommunikatiebesturingseenheid is voorzien van registermiddelen, 35 waarin wordt vastgelegd, dat na het doorgeven van de “token" aan een volgend station in de logische ring van het "token-passing" busverbindingsnetwerk het begin van een bericht is gesignaleerd, alsmede 8702394 PHN 12.285 28 van logische middelen met een zesde logische schakeling, welke, reagerend op een dit gegeven aanduidende bit in de genoemde registermiddelen en bij overeenstemming met de, de desbetreffende interruptgebeurtenis aangevende bit in het interruptmaskerregister, de 5 afgifte van een interruptsignaal bewerkstelligt, waardoor het sekundaire programma wordt onderbroken.

9. Interface volgens een der konklusies 2 tot en met 8, met het kenmerk, dat de kommunikatiebesturingseenheid is voorzien van een primaire en een sekundaire stackpointer, waarbij als het primaire 10 programma wordt afgebroken de stand van de op bekende wijze in de kommunikatiebesturingseenheid opgenomen programmateller en de inhoud van aangewezen tot de kommunikatiebesturingseenheid behorende registers worden opgeslagen in de daarvoor bestemde primaire stack in het verdere geheugen en wel op door de primaire stackpointer aangewezen plaatsen, 15 waarna de stand van de programmateller en de inhoud van aangewezen, mogelijk van de genoemde registers verschillend zijnde en tot de kommunikatiebesturingseenheid behorende registers, zoals deze eerder waren veilig gesteld in de sekundaire stack in het verdere geheugen, uit de door de sekundaire stackpointer aangewezen plaatsen in dit geheugen 20 worden gelezen en in de programmateller, respektievelijk in de daarvoor bestemde registers geplaatst, terwijl als het sekundaire programma wordt afgebroken de stand van de programmateller en de inhoud van de desbetreffende registers worden opgeslagen in de daarvoor bestemde sekundaire stack en wel op door de sekundaire stackpointer aangewezen 25 plaatsen, waarna de stand van de programmateller en de inhoud van de desbetreffende registers, zoals deze eerder waren veilig gesteld in de primaire stack, uit de door de primaire stackpointer aangewezen plaatsen in dit geheugen worden gelezen en in de programmateller, respektievelijk in de daarvoor bestemde registers geplaatst.

10. Protokolbesturingseenheid, bestemd voor een interface voor een verbindingsnetwerk tussen afzonderlijke stations enerzijds en een voor het berichtenverkeer tussen deze stations gebruikt fysiek medium anderzijds, waarbij over het fysieke medium toegevoerde signalen met behulp van een demodulator worden omgezet in een bitstroom en een 35 dergelijke bitstroom met behulp van een modulator wordt omgezet in over het fysieke medium te verzenden signalen, en waarbij de protokolbesturingseenheid is aangesloten op de modulator en demodulator 8702394 PHN 12.285 29 en verder via een kommunikatiegeheugenbus in verbinding staat met een kommunikatiegeheugen, met het kenmerk, dat de protokolbesturingseenheid is opgebouwd uit een modembesturingseenheid om de ontvangen en de te verzenden bitstroom in, respektievelijk uit het kommunikatiegeheugen te 5 lezen, een kommunikatiebesturingseenheid om de bewerkingen van de modembesturingseenheid te koördineren en om voor de afhandeling van de als primair programma in een eerste deel van het kommunikatiegeheugen opgenomen kommunikatiesoftware en van de als sekundaire programma in een tweede deel van het kommunikatiegeheugen althans gedeeltelijk opgenomen 10 procesbesturingssoftware voor het, in het op de interface aangesloten station uit te voeren proces zorg te dragen, alsmede een kommunikatiegeheugenbusbesturingseenheid voor het toewijzen van tijdsleuven voor toegang tot het kommunikatiegeheugen aan de modembesturingseenheid en de kommunikatiebesturingseenheid op verzoek 15 van deze laatstgenoemde eenheden, waarbij door de modembesturingseenheid de afhandeling van het sekundaire programma in de kommunikatiebesturingseenheid wordt onderbroken, telkens als ten behoeve van het desbetreffende station een kommunikatie-opdracht dient te worden uitgevoerd, waarna de kommunikatiebesturingseenheid het primaire 20 programma volgt, doch tijdens wachttijden in de afhandeling van het primaire programma de afhandeling van het sekundaire programma voortzet.

11. Geïntegreerde schakeling, voorzien van de protokolbesturingseenheid volgens konklusie 10.

12. Verbindingsnetwerk tussen afzonderlijke stations enerzijds en een voor het berichtenverkeer tussen deze stations gebruikt fysiek medium anderzijds, voorzien van de interface volgens een der konklusies 1 tot en met 9. 870239 4