NO167173B - Fremgangsmaate for aa benytte en databuss for aa overfoere data, samt databussystem. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår fremgangsmåte for å benytte en databuss for å overføre data mellom flere databehandlingsenheter som angitt i innledningen til krav 1, samt databuss-system innbefattende en databuss av den art som angitt i innledningen til krav 7.

Ved de kjente basiskommando-, styre-, kommunikasjoner- og intelligente informasjonssystemer medfører den tradisjonelle hierarkiarkitekturen ved styring av en sentral datamaskin til et ikke-fleksibelt system. En stor prosent av utviklings-, anskaffelses- og vedlikeholdskostnadene ved slike systemer er i tillegg til grensesnittkretser, kabler og koblinger og lignende. Typiske systemspesifikasjoner krever en system-arkitektur som kan opprettholde driften i løpet av feil og reparasjoner av de enkelte enhetene og i løpet av operasjonen med omstilling av systemet. Dette nødvendiggjør en sammen-koblet struktur som ikke inneholder noen kritiske knute-punkter eller sentrale styreelementer. Dette kravet kan bli møtt ved å benytte et sammenkobl ingssystem som anvender en databuss som er delt av alle enhetene og som hver innbefatter et standardbuss-grensesnitt.

Ved systemer i stor målestokk krever datamaskinforbindelsene, prosessorene, fremvisningsanordningene og de perifere enhetene en spesiell hierarkianordning hvor funksjonene til en enhet blir bestemt ved dens stilling i sammenkoblings-topologien. De tilknyttede grensesnittene til enhver enhets-type ville dessuten endres avhengig av dens sted i topologien. De vanlige systemene inneholder en sentral datamaskin forbundet med minidatamaskiner via grensesnittenheter som igjen kommuniserer med perifere anordninger, fremvisningsanordninger og kommunikasjonsutstyr ved hjelp av bestemte styreanordninger.

For å sikre kontinuerlig drift når feil oppstår ved enheten er det konvensjonelle systemet redundant, ved at flere komplekse systemer er anordnet for å kompensere for feil ved enheten. Når antall enheter 1 systemet øker, øker antall punkt-til-punkt-forbindelser ved en større grad og nødvendig-gjør så grensesnittenheter, kort og kabler. Sammenstillingen av sammenkoblingselementer i topologien kan variere fra system til system og følgelig er integrasjonen av disse forskjellige systemene kompliserte.

For å løse noen av disse problemene tilknyttet med denne vanlige systemtypen kan en enkelt multiplekset databuss bli anvendt for å sammenkoble hver av enhetene i systemet. Den sentrale datamaskinen kan bli eliminert ved å benytte fordelt prosess. Datamaskinenhetene må kunne være i grensesnitt med databussen. Enhver datamaskin kan utføre enhver rolle i systemet siden hver datamaskin er forbundet direkte med alle andre datamaskiner, perifere anordninger og fremvisningsanordninger ved hjelp av den multipleksede databuss. Fortsatt drift i løpet av feil ved enheten krever kun en ytterligere reserveenhet. Resultatet er reduksjon i antall enheter og typer i systemet og antall grensesnittkort pr. enhet. Som følge av dette er anskaffelse og levecykluskostnaden redusert på grunn av inventar og vedlikeholdskravene er senket.

Multipleksede databusser er vanlig i handelen og innbefatter de med betegnelsen MIL-STD-1553 og IEEE 488. Selv om kretser som skal anvende slike databusser kan være integrert i en bestemt enhet for å tilveiebringe standardiseringer har ytelsen til disse databussene i bithastigheten, overførings-avstanden, og antall enheter som skal bli forbundet med bussen generelt vist seg å være inadekvate. På den andre siden er busskretsen av typen med høy strømytelse så komp-lisert at innleiringen av bussgrensekretsen i alle enhetene til systemet er upraktisk. Generelt er de til nå eksisterende busstyrearkitekturkonstruksjonene ikke brukbare på grunn av at styringen ligger i en busstyrer eller i en sammenkobling som representerer et kritisk punkt.

Ved ethvert multiplekset dataskjema oppstår problemet med hensyn til hvilken enhet som skulle overføre dataen langs databussen ved enhver tid. I tidligere kjente systemer blir bestemmelsen av den neste enheten som skal sende tilveiebragt ved en av disse tre metodene: Sentral styring, konflikt, eller symbolsk passering. Eksisterende multipleksede buss-skjemaer som benytter sentral styring, slik som MIL-STD-1552, løser dette problemet ved å konstruere et bestemt bussgrensesnitt når busstyreren og når dette bussgrensesnittet styrer overføringen ved hjelp av andre bussgrensesnitt på den multipleksede bussen. Dersom det oppstår feil på bussen, blir hele databussen ute av drift.

Ved å benytte et konfliktskjema blir behovet for sentral styring eliminert ved at bussgrensesnittene sender til enhver tid den multipleksede bussen er ledig. Når flere enn et bussgrensesnitt venter på at bussen skal bli ledig, finnes muligheten for at to eller flere signaler kan bli sendt ved i hovedsaken samme tidspunkt og følgelig kolliderer med hverandre på databussen. I virkeligheten forstyrrer hvert signal det andre og følgelig blir overføringen forvansket og ubrukbar. Forekomsten av kollisjon setter ned systemets driftshastighet. Ved systemer som opererer ved svært høye datahastlgheter, blir kollisjonsproblemet en grense for systemets operasjonshastlghet.

For å unngå konfliktproblemene har systemer blitt konstruert som fører et styreord eller en symbolikk, som inneholder en sekvensidentifiserer langs databussen. En symbol identifikasjon blir tilknyttet hver enhet som tillater at hver enhet gjenkjenner og godtar dets symbol. Ved mottagelse av symbolet må bussgrensesnittet føre symbolet til neste bussgrensesnitt etter at den har sendt dens data (dersom noen) ved å sende et symbol med identifisering til neste bussgrensesnitt i sekvensen. På denne måten blir tilgangen til bussen for sending av data sekvensmessig ført fra bussgrensesnitt til bussgrensesnitt. Ved tidligere symbolføringsskjemaer medfører imidlertid sperringen eller tapet av en enhet på bussen i en forstyrrelse av multipleksingen og symbolet kan bli tapt og data kan ikke bli overført.

Det vil således være en forbedrelse ved dataoverføringen å tilveiebringe en metode for overføringssstyring som tillater tillegg eller fjerning av enheter fra systemet uten å avbryte dataoverføringen. Dette vil også være en forbedring for å tilveiebringe en databuss som ikke krever bruk av en utpek-ningsenhet for å styre dataoverføringen gjennom bussen.

For å overvinne problemene ved tidligere kjente anordninger og fremgangsmåter er det ved hjelp av foreliggende oppfinnelse tilveiebragt en fremgangsmåte av den innledningsvis nevnte art, hvis karakteristiske trekk fremgår av krav 1, samt databussystem av den innledningsvis nevnte art, hvis karakteristiske trekk fremgår av krav 7.

Ytterligere trekk ved fremgangsmåten og databussystemet fremgår av de øvrige krav.

Sélvtllordningstrinnet innbefatter overvåkning av databussen med hensyn til styreord når enheten til å begynne med blir aktivert på databussen. Enheten selvtilordner så et sekvensnummer inneholdt i hvert mottatt styreord inntil bussutkoblingstiden har forekommet. En bussutkoblingstid er et forutbestemt tidsintervall når data ikke blir overført fra databussen. Enheten oppnår således det siste sekvensnummeret i den sekvensmessige ordningen for enhetene forbundet med databussen. Den første enheten forbundet med bussen selvtilordner det første sekvensnummeret i sekvensmessig orden.

Hver enhet overvåker bussen med hensyn til bussutkoblingstider og når bussutkoblingstider forekommer, får enheten som har det første sekvensnummeret i den ordnede sekvensen tilgang til databussen. Enhetene overvåker også databussen etter at de har fått tilgang til denne. En enhet omtilordner dens selvtilordnede sekvensnummer dersom et styreord som inneholder dens sekvensnummer ikk har blitt mottatt i løpet av et forutbestemt antall tidsutkoblingsintervaller. Om-tilordningsprosessen bevirker at alle enhetene som ikke får tilgang til databussen i løpet av en cyklus gjennom den ordnede sekvensen endrer deres sekvensnummer for å opprettholde den ordnede sekvensen. Strykning eller sperring av en enhet bevirker således at enheter som forblir i den ordnede seksvensen som ikke har fått tilgang til databussen i løpet av cyklusen til å lukke gapet i den ordnede sekvensen. Disse enhetene får så tilgang ved neste cyklus. Denne metoden tilveiebringer for føring av et styreord eller symbol mellom enhetene i en sekvens bestemt ved et selvjustert sekvensnummer uavhengig opprettholdt av hver enhet. Sekvensnummeret blir automatisk og uavhengig opprettholdt i hver enhet og tilgang blir tilveiebragt til bussen ved å godta symbol som inneholder et symbolnummer (identifikasjonsnummer) lik sekvensnummeret for enheten. Overføring ved hjelp av bussen blir stoppet ved overføring av et symbol som inneholder et symbolnummer lik enhetens sekvensnummer inkrementert med en forutbestemt verdi (vanligvis 1). På denne måten benytter hver enhet bussen for å sende data uten kollisjon mellom data sendt av flere enheter eller behovet for en busstyrer. Tillegg eller fjerning av enheter ved databussen avbryter ikke databussoperasjonen eller krever manuelt inngrep eller assistanse fra tilleggsenheter.

Nærmere bestemt får hver enhet tilgang til bussen i en fast sekvens og fjernes fra bussen ved å sende et symbol som inneholder et inkrementert symbolnummer som er større enn dets sekvensnummer. Hver enhet husker dens sekvensnummer i cyklusen og får tilgang til bussen når den mottar et symbol som inneholder et symbolnummer lik dens sekvensnummer. Ved tilveiebringelse av tilgang til bussen kan enheten overføre en melding og så gå ut av bussen ved å sende et symbol som innholder et symbolnummer lik dens sekvensnummer pluss en. På denne måten får hver enhet sin tur til å benytte bussen uten kollisjon mellom meldinger sendt av flere enheter eller behovet for en busstyrer.

Tildelingen av busstid blir automatisk justert i forhold til kravet på grunn av at meldingene har forskjellige lengder og hver enhet benytter kun tiden nødvendig for overføring av en melding fulgt av symbol (med øket symbolnummer). For å unngå situasjoner hvor en enhet nekter en annen tilgang til bussen for en for lang periode ved å sende for lange meldinger, kan en lang overføring bli segmenert i en rekke kortere meldinger som således avslutter tilgangen og gir tilgang til andre enheter mellom segmentene.

Siden der ikke er noen hovedenhet eller busstyrer som det kan oppstå feil i, er busen immun mot enkeltpunktsfeil. Dersom det oppstår feil i en enhet som ikke overfører i løpet av dens tur ved bussen,, blir en utkoblingstid eller en tids-periode av forutbestemt lengde når ingen enhet sender over bussen detektert av alle enhetene på bussen og bevirker den første enheten i sekvensen til å anta busstilgang, og alle enhetene som ikke har mottatt symbolet dekrementerer deres sekvensnummer for å unngå en utkoblingstid ved neste cyklus. Dette gjør det mulig å detektere og oppdage feil ved enheten og hvilken enhet som det er feil ved, uten å gjøre bussen inoperativ.

Når energi for første gang blir tilført en enhet finner enhetens bussgrensesnitt dens sekvensnummer ved å overvåke bussen for å bestemme det høyeste symbolnummer. Bussgrensesnittet får så tilgang til bussen ved å anta et sekvensnummer lik det høyeste symbolnummeret og overføre ved mottagelse av et symbol med det symbolnummeret. Dette medfører at enheter kan bli tilført eller tatt fra bussen uten å avbryte buss-driften uten at det er nødvendig med noen form for software-styring av busstilgangen eller manuelt inngrep, og det er således ikke nødvendig at enhetene blir involvert ved justeringen av symbolrundgangssekvensen.

Oppfinnelsen skal nå beskrives nærmere med henvisning til medfølgende tegninger, hvor: Fig. 1 viser et seriemultiplekset databussystem som anvender

prinsippet ved foreliggende oppfinnelse.

Fig. 2 viser et blokkdiagram for et typisk bussgrensesnitt. Fig. 3 viser et flyt-diagram over tilgangsmetoden ifølge foreliggende oppfinnelse som kan bli benyttet ved den multipleksede databussen på flg. 1. Fig. 4 viser et blokkdiagram som viser en del av bussgrensesnittet på flg. 2. Fig. 5 viser et diagram som viser de forskjellige signalene

tilknyttet bussgrensesnittet på fig. 2.

Fig. 1 viser en multlplekset databuss hvor foreliggende oppfinnelse kan bli anvendt. Systemet innbefatter en serie-databuss 21 til hvilken er koblet flere enheter, slik som datamaskiner, fremvisningsanordninger og perifere anordninger. F.eks. kan flere datamaskiner 22-1,... 22-n, flere fremvisningsanordninger, 23-1,... 23-n, og flere perifere anordninger 24-1,... 24-n være forbundet med databussen 21. Databussen 21 kan være en vanlig koaksial eller triaksial kabel med en midtleder omgitt av en eller to Jordede skjermer og egnede overføringskoblinger for å forbinde datamaskiner, fremvisningsanordninger og periferiske anordninger med denne. Datamaskinene 22 forbundet med databussen 21 kan være like eller ulike hverandre. Fremvisningsanordningen 23 kan være tekst, grafikk eller store skjermer eller lignende. De perifere anordninger 24 innbefatter slike anordninger som terminaler (CRT/tastatur), modemer, skrivere, disker, magnetiske bånd eller lignende.

Hver av enhetene forbundet med databussen 21 overfører informasjon langs bussen 21 til enhver av de andre enhetene. Den første datamaskin 22-1 kan f.eks. overføre informasjon til noen av de andre datamaskinene forbundet med bussen 21, eller overføre informasjon til enhver av de periferiske anordninger 24 eller noen av fremvisningsanordningene 23. Ved store systemsammenstlllinger er det mulig at mange enheter forsøker å overføre data samtidig langs databussen 21. Rundgangen ved et styreord eller symbol mellom bussgrensesnittene tillater at alle enhetene kan dele overføringsbanen på en sekvensmessig tidsdelt multiplekset måte.

Ved ethvert ikke-konfliktsystem med flere enheter forbundet med databussen 21 blir kun en enhet gitt tillatelse til å overføre ved ethvert gitt tidsøyeblikk. For å unngå konflikt-problemer og gi tilgang til bussen 21 er hver bestemte enhet tilknyttet bussen 21 forsynt med et bussgrensesnitt. Dette bussgrensesnittet hjelper til ved utførelse av fremgangsmåten Ifølge foreliggende oppfinnelse.

Fig. 2 viser et blokkdiagram av et typisk bussgrensesnitt. Bussgrensesnittet er forbundet med overføringslinjen til databussen 21 via en busskobler 30 som generelt innbefatter en isolasjonstransformator som har en høy Impedans og kort forbindelse med overføringslinjen. Bussgrensesnittet er spaltet i to basisdeler, en mottagerdel og en overføringsdel. Busskobleren 30 er forbundet med en mottager 31 som tillater mottageren 31 å avføle signaler når de utbreder seg forbi kobleren 30 på databussen 21. Det avfølte signalet blir forsterket og behandlet av mottageren 31 og tilført synkro/- datadetektoren 32. Tilstedeværelsen av en synkropuls i et innkommende signal detekteres av synkro/datadetektoren 32 som omformer informasjonsbitene som følger synkropulsen fra en kodet bølgeform til en dekodet seriebitstrøm. En serie til paralleilomformer i synkro/datadetektoren 32 omformer seriebitstrømmen til parallellord som blir tilført mottagerstyrekretsen 34 for tyding. Mottagerstyreren 34 skiller styreordene fra dataordene og dekoder styreordene for å bestemme om den mottatte informasjon er et symbol som er begynnelsen til en melding eller status. Mottagerstyrekretsen 34 opprettholder en enhets sekvensnummer og sammenligner symbolnummeret til alle mottatte symbolord med et sekvensnummer for å bestemme om den har tilgang til bussen. Mot-tagerstyrer 34 aktiverer senderstyrekretsen 36 når det bussgrensesnittet har symbolet og har tilgang til databussen. Mottagerstyrekretsen 34 opprettholder også en eller flere mottageradresser og sammenligner meldingsadressen til alle mottatte meldinger i forhold til dets mottageradresse eller -adresser for å bestemme om den skal godta eller avvise meldingen. Når en melding blir godtatt, styrer mottagerstyrekretsen 34 strømmen av dataord til brukeren (datamaskin, terminal, etc) gjennom mottagerbufferkretsen 35. Mottagerstyrekretsen 34 godtar kun statusord fra bussen og fører dem til brukeren dersom overføringsstyreren 36 har overført en melding som krever et statussvar. Synkrodetektoren 32 er også forbundet med utkobllngstidstyrekretsen 33 og tilveiebringer et bussinaktlvt signal til denne. Utkoblingsstyrekretsen 33 overvåker databussen 21 for bussutkoblingstider og tilveiebringer egnede signaler til mottagerstyrekretsen 34.

Overføringsdelen til bussgrensesnittet innbefatter over-føringsstyrekretsen 36 og overføringsbufferkretsen 37 som styrer datastrømmen fra brukeren. En kode/synkrogenerator 8 omformer parallelle ord fra brukeren til en seriebltstrøm, koder bølgeformen til bltstrømmen og fører inn synkropulser i signalene som skal bil overført. Utgangen til kode/synkro-generatoren 38 er forbundet via en overfører 39 med bussen. Oerføreren 39 overfører signalet over databussen 21 ved hjelp av busskobleren 30.

Informasjon blir overført over databussen i form av et styreord eller en melding som inneholder styreord og dataord. Et typisk styreord kan være et symbol som blir benyttet for å bestemme busstiIgang ved hjelp av et bestemt bussgrensesnitt. Et annet styreord er et statusord som blir benyttet for å bestemme om en overført melding har blitt riktig mottatt. En dataoverføringsmelding er generelt innbefattet av begynnelsen av meldingsstyreordet, dataordene og slutten av meldingsstyreordet. Alle overførte styreord går forut av en synkropuls og inneholder egnede styrekoder for å sikre riktig adressering og virkning av mottagerenheten. Bruken av styreord i bitfeltene til ordene er velkjent ved datamaskin-teknikk og vil ikke bli nærmere beskrevet her.

Ved drift utbroder seg det overførte signaet fra et bussgrensesnitt bort fra enheten i begge retninger langs bussen 21 og spreder seg ved hver ende av overføringsbanen i en terminator (impedanstilpasningsmotstand). Når signalet passerer hvert bussgrensesnitt langs bussen 21, blir signalet avfølt eller mottatt av hvert bussgrensesnitt. Både styreord av forskjellige typer og dataord blir overført i en bitserie-form over en signalbane ført av samme signal. Et overført signal starter med synkronpuls eller kode fulgt av et styreord. En kode li styreordet angir om overføringen er et symbol, en meiding eller et statussvar som tillater alle bussgrensesnittene å reagere i samsvar med mottagelsen av signalet. Et symbolstyreord inneholder et symbolnummer som blir benyttet ved mottagelse ved alle bussgrensesnittene for å bestemme om symbolet skal godtas eller avvises. Normalt godtar kun et bussgrensesnitt; et overført symbol og holder derved symbolet i symbolpasserlngsskjemaet.

Kun bussgrensesnittet som har symbolet, har busstilgang og kan overføre data fra dets enhet til en annen enhet eller enhetene. Denne dataen blir overført som en kontinuerlig bitstrøm 1 form\ av en melding eller pakke som begynner med et styreord av en annen type enn et symbol fulgt av et variabelt antall méd dataord og som slutter med en synkropuls og styreord for å angi slutten av den overførte meldingen. Begyrinelsesstyreordet Inneholder en adresse. Selv om alle enhetene mottar hver overført melding, er det kun bussgrensesnittet eller grensesnittene adressert av begynnelsen av meldingsstyreordet som godtar og overfører hver data til deres enheter.

Etter overføringen av en melding holder overføringsbuss-grensesnitttet fremdeles symbolet og har tilgang til bussen. Dersom det er ønsket status fra det adresserte bussgrensesnittet av innstillingen av en bit ved slutten av meldingsstyreordet, inneholder overføringsbussgrensesnittet symbolet inntil et statussvarord blir sendt tilbake fra det adresserte bussgrensesnittet. Et statussvar er kun betingelsen hvor et signal blir overført av et bussgrensesnitt som ikke inneholder symbolet. Ved denne betingelsen er bussgrensesnittet som har symbolet den eneste mottageren som godtar styreordet. Etter mottagelse av statussvaret (dersom kreves) eller umiddelbart fulgt av slutten av meldingsstyreordet, (dersom ikke kreves), utelukkes bussgrensesnittet bussen ved å overføre et symbol som derved viderefører symbolet.

Fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse blir utført ved å tillate ethvert bussgrensesnitt å etablere et sekvensnummer og mottar og sammenligner styreord (symboler) som inneholer symbolnummer med dets eget sekvensnummer. Bussgrensesnittet overvåker databussen 21 i bussutkoblingstiden, dvs. tidsintervaller når databussen 21 Ikke overfører og Justerer dens sekvensnummer når det er nødvendig i samsvar med et sett med regler som er de samme for alle enhetene forbundet med bussen 21. Regelsettet for både normale og unormale betingelser er beskrevet nærmere nedenfor sammen med en forklaring hvorledes en feilslkker drift blir tllveiebragt under fordelt styring ved overføringsfeil og unormale bussgrensesnittoperasjoner på grunn av bussgrensesnittfeil.

Fig. 3 viser et flytdiagram som er nyttig ved fremstillingen av fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse. Den generelle strømmen er slik at til å begynne med, når energi for første gang blir tilført enheten som angitt ved blokken

51, selvtildeler den enheten seg et sekvensnummer som angitt ved blokken 52. Enheten med sekvensnummeret null har umiddel-bar tilgang til databusen etter at bussutkoblingstidene har fremkommet og kan starte en busstransaksjon som angitt ved blokken 53. Den første enheten som mottar strøm er enheten med et sekvensnummer lik null.

Etter fullføring av busstransaksjonen fratas enheten tilgangen til bussen ved å overføre et symbol som inneholder et symbolnummer lik dets sekvensnummer pluss en som angitt ved blokken 54. Når en enhet ikke skal utføre busstransaksjoner, er bussen fremdeles utelukket ved å overføre symbolet med inkrementert symbolnummer. Så snart symbolet er overført over bussen, overvåker alle enhetene bussen med hensyn til et symbolnummer lik deres sekvensnummer. Dersom symbolnummeret blir gjenkjent av en annen enhet, får den tilgang til bussen som angitt ved blokkene 55 og 56. Dersom ingen enhet har et sekvensnummer lik symbolnummeret, blir en bussutkobllngstid som angitt ved blokken 57, og systemet går gjennom cyklusen Igjen fra enheten som har et nullsekvensnummer som angitt ved sløyfen 59.

Ved dette tidspunktet utfører alle enhetene som ikke har hatt tilgang til bussen i et forutbestemt antall utførende cykluser en dekrementering til deres selvtildelte sekvensnummer med en som angitt ved blokken 58. Overføringscyklusen gjentas med alle enhetene som eventuelt skal ha tilgang til bussen, siden eventuelle sekvensnummer vil være i en numerisk orden for alle enhetene forbundet med databussen. Vanlig antall utførelsescykluser uten tilgang er to før dekrementeringen av enhetenes sekvensnummer.

Dersom det er feil ved en enhet, forekommer en bussutkobllngstid før slutten av cyklusen, og de enhetene som har høyere sekvensnummer dekrementerer sekvensnumroerne for å tette gapet. Dette sikrer en kontinuerlig drift ved neste cyklus. Dersom det er nødvendig med to eller flere uførende cykluser uten tilgang før dekrementeringen av høyere sekvensnummer, medfører tapet av et symbol på grunn av overførings-fell ikke et nytteløst forsøk på å lukke gapet.

En nylig tillagt enhet tildeler seg selv dets sekvensnummer som angitt ved blokken 52 ved å anta et sekvensnummer lik symbolnummeret i symbolet overført rett før en bussutkoblingstid, som normalt forekommer ved slutten av en cyklus. Den således nettopp innførte enheten blir tillagt slutten av sekvensen, siden denne enheten har det høyeste sekvensnummeret i cyklusen. Denne enheten kan så overføres ved neste cyklus.

Ved normale betingelser vil hver enhet gi tilgang til bussen som de deler ved sekvensmessig rundgang av symbolene fra bussgrensesnitt til bussgrensesnitt. Ever enhet fastholder et sekvensnummer som tilsvarer ordenen i hvilke symbolene blir ført rundt. Alle bussgrensesnittenhetene mottar det overførte symbolet, men kun enheten som har et sekvensnummer lik symbolnummeret i det mottatte symbolet vil godta den. Kun ved godtagelse av et symbol kan et bussgrensesnitt starte en busstransaksjon og overføre informasjon langs bussen. Dersom en bestemt enhet ikke krever å starte en transaksjon, utelukkes det dertil knyttede bussgrensesnitt umiddelbart fra databussen etter godtagelsen av symbolet ved å føre symbolet med et inkrementert symbolnummer videre. Dersom en busstransaksjon er ønsket av enheten, utelukker bussgfensesnitt-enheten imidlertid bussen kun etter fullføringen av busstransaksjonen. Her igjen blir busstilgangen utelukket ved overføringen av et symbol som inneholder det inkrementerte symbolnummeret som er enhetens sekvensnummer pluss en.

Når et eller annet bussgrensesnitt i sekvensen forsøker å føre videre symbolet til neste høyere bussgrensesnitt i sekvensen og ingen bussgrensesnitt begynner å overføre, vil alle bussgrensesnittene detektere en bussutkoblingstid. Bussgrensesnittet med et sekvensnummer på null antar følgelig symbolet og starter overføringen. Denne rutinen forekommer når bussgrensesnittet med det høyeste sekvensnummeret forsøker å føre symbolet og der ikke er noe høyere bussgrensesnitt til å godta det. Dersom et symbol er gått tapt på grunn av en overførlngsfei1, så forekommer en bussutkoblingstid i midten av sekvens og bussgrensesnittet med et sekvensnummer lik null starter sekvensen på nytt.

Når en enhet til å begynne med for første gang har fått strøm eller en enhet blir åpnet, vil bussgrensesnittenheten tilknyttet dertil selvtildele seg et sekvensnummer ved å innstille sin sekvensnummerteller slik symbolnummeret inneholdt i det nettopp mottatte symbolet før en bussutkoblingstid. Dersom et symbol ikke blir mottatt før en bussutkoblingstid, forblir sekvensnummeret til bussgrensesnittenheten null. Etter et vilkårlig antall bussutkoblingstider har forekommet, godtar bussgrensesnittenheten neste symbol med et symbolnummer lik dens selytildelte sekvensnummer og starter overføringen. Det vilkårlige antall bussutkoblingstider er valgt for således å unngå flere enn en enhet selvtUdeler samme sekvensnummer etter en samtidig påslåing eller sperre av to eller flere enheter. På denne måten kan ytterligere enheter bli tillagt bussen uten avbrudd av bussoperasjonen. Hver nye enhet antar automatisk det neste høyeste sekvensnummeret i sekvensen. Dersom der er ingen andre bussgrensesnitt på bussen, antar den nylig tillagte enheten et sekvensnummer lik null og fører et symbol som inneholder et symbolnummer pluss lik en.

Så snart et bussgrensesnitt har tildelt seg sitt sekvensnummer og overført symbolet, endres ikke dets sekvensnummer med unntak av de følgende betingelser. Et bussgrensesnitt med et ikke-null sekvensnummer dekrementerer dets sekvensnummer med en når en bussutkoblingstid forekommer dersom et symbol som inneholder et symbolnummer lik dets sekvensnummer ikke har blitt mottatt siden de tidligere to bussutkoblingstider. Dersom et bussgrensesnitt dekrementerer dets sekvensnummer til null etter en bussutkoblingstid, krever bussgrensesnittet symbolet og starter overføringen. Dekrementeringen av sekvensnummret bevirker at alle bussgrensesnlttene ikke godtar symbolene for å fortsette å redusere deres sekvensnummer hver andre bussutkoblingstid inntil de mottar et symbol lik deres sekvensnummer eller deres sekvensnummer dekrementeres til null eller av en eller annen grunn forekommer en kollisjon. En kollisjon forekommer når to bussgrensesnitt samtidig overfører data langs bussen. Dersom en bussutkoblingstid forekommer ved en annen tid enn slutten av sekvensen på grunn av at et bussgrensesnitt er sperret, sikrer sekvensnummerjusteringsregelen kontinuerlig overføring av symbolene fra enhet til enhet, ved at den lukker gapet i sekvensen. En enhet kan bli sperret ved utallige betingelser innbefattende en kommando, desaktivering av sikkerhets-overvåkningskretser i bussgrensesnittet, detektering og kollisjon, feil ved et bussgrensesnitt, avslåing av en enhet eller fjerning av en enhet fra databussen.

Når en enhet overfører, overvåker dens bussgrensesnitt tilstedeværelsen av andre enheter som samtidig overfører langs databussen. Denne unormale tilstanden blir henvist til som en kollisjon og bevirker at enheten sperres og så åpner seg selv for således å tildele seg selv et nytt sekvensnummer som beskrevet ovenfor. Dette beskytter den mot usannsynlige tilfeller av at to enheter som har samme sekvensnummer av en eller annen unormal grunn.

Et bussgrensesnitt vil ikke godta et symbol mer enn en gang mellom bussutkobllngstidene. Dette beskytter den mot usannsynlige tilfeller av å motta et symbol fra to eller flere enheter på grunn av at de har samme sekvensnummer eller at det har oppstått en feil ved en av enhetene på en slik måte at den overfører et symbol som inneholder et galt symbolnummer .

Ovenfor beskrevne metode av automatisk sekvenstildeling og busstilgang er vist i tabell I som er en tilstandsovergangs-matrise. Bussgrensesnittet kan kun være i en tilstand ved enhver gitt tid som bestemt ved svar på spørsmål i den øvre halvdel av tabellen I. Kombinasjonen av ja- eller nei-svar på disse spørsmålene bestemmer den bestemte tilstanden til bussgrensesnittet. Når bussgrensesnittoverganger fra en tilstand til en annen på grunn av at svaret på ett eller flere av disse spørsmålene er blitt endret, blir tiltak tatt som angitt ved X markert i spalten som tilsvarer den nye tilstanden. Dette tiltaket kan så medføre en endring 1 svaret på en eller flere av spørsmålene.

De første tre tilstandene (1-3) tilsvarer etableringen av et sekvensnummer som må forutgå busstilgangen og normalt forekomme kun en gang ved påslåingen av enheten. De neste to tilstandene korresponderer busstilgangen med tilstand 4 som tilfører alle påfølgende enheter i sekvensen (sekvensnummer ikke lik null) og tilstanden 5 tilfører det første bussgrensesnittet i sekvensen (sekvensnummer lik null). De siste tre tilstandene tilsvarer justering av sekvensnummeret ved unormale tilstander. Tilstand 6 er den normale situasjonen hvor symbolet blir ført rundt før en bussutkoblingstid, og ingen justering forekommer. Tilstand 7 tilsvarer en tilstand hvor symbolet Ikke blir godtatt før siste utkoblingstid, men blir mottatt før tidligere bussutkoblingstider og krever således ingen justering. Tilstand 8 tilsvarer situasjonen hvor symbolet ikke blir akseptert før den andre påfølgende bussutkoblingstiden, som medfører at sekvensnummeret blir dekrementert med en.

Fig. 4 viser et blokkdiagram av en del av bussgrensesnittet på fig. 2, som viser de forskjellige kretsene nødvendige for å utføre driften angitt i tabell I, som er vist ved slutten av beskrivelsen. En styrer 70, som kan innbefatte flere logiske porter, registre og leselager er anvendt for å tilveiebringe utgangssignaler som utgjør de åtte tilstandene i tabell I. Inngangssignalene fra andre kretser utgjør svaret på spørsmålene i tabell I. Dvs, den logiske utgangen (1 eller 0) til disse kretsene korresponderer med Ja- eller nei-svar på spørsmålet. Basert på disse signalene aktiverer styreren 70 en av dens utgangssignaler ifølge tilstandsovergangs-matrisen i tabell I.

Et sekvensnummer 71 blir koblet gjennom en port 74 som mottar symbolkretsen 72. Sekvensnummertelleren 71 blir innstilt lik symbolnummeret i det mottatte symbolet når porten 74 blir aktivert. Den mottatte symbolkretsen 72 aksepterer symbolene fra databussen og lagrer symbolnummeret til det sist mottatte symbolet. Sammenligningskretsen 73 blir forbundet med sekvensnummertelleren 71 og den mottatte symbolkretsen 72. Sammenligningskretsen 73 sammenligner verdiene til signalene tilført dertil og tilveiebringer et utgangstilbakekoblings-signal til styreren 70 når det mottatte symbolnummeret er lik sekvensnummeret til bussgrensesnittet. En bussutkoblingstidteller 75 og den tilknyttede vilkårlige nummergenerator 76 og portkretsen 77 er anordnet for å telle bussutkoblingstider. Signaler fra styreren 70 bevirker at disse kretsene teller vikårlige nummer for bussutkoblingstider og tilveiebringer deretter et tilbakekobllngssignal til styreren 70.

Kretsen er anordnet for å styre innstillingen og tilbake-stillingen av flagg for å bestemme dersom bussgrensesnittene tilveiebringer busstilgang før bussutkoblingstiden. En rund symbolflaggkrets 79 og en tapt symbolflaggkrets 80 er anordnet som frembringer signaler for å angi om eller Ikke et symbol har blitt mottatt av bussgrensesnittet. Kretsen 81 er anordnet for å styre tilgangen til databussen ved hjelp av enheten (datamaskin, periferanordnlngen, etc.) til hvilke bussgrensesnittet er tilkoblet. Denne kretsen styrer tilgangen og varigheten av enheten tilkoblet bussen for at enheten skal overføre meldinger og motta statussvar. Symboloverføringskretsen 82 er også anordnet og den overfører et symbol som Inneholder et symbolnummer en større enn sekvensnummeret til bussgrensesnittet. Dette tillater en enhet til å utelukke styringen av databussen. Adderings-kretsen 83 er koblet til sekvensnummertelleren 71 og mottar sekvensnummer derfra og adderer en dertil for å tilveiebringe symbolnummer som skal bli overført. Av/på-kretsen 84 tilveiebringer et signal til styreren 70 for å starte tildelingen av et nytt sekvensnummer. Kretsen 84 tilveiebringer en puls til styreren 50 når strømforsyningen er slått på, når en kollisjon forekommer i løpet av overføringen ved det bussgrensesnittet eller når en åpningskommando blir mottatt fra bussen eller den tilknyttede enhet.

Forskjellige tilbakekoblingssignaler fra tellerne 71, 75 og flagginnstillingskretsen 79, 80 og sammenligningskretsen 73 blir tilført styreren 70. Også innbefattet er signaler fra utgangen fra bussutkoblingstidkretsen 78 og av/på-kretsen 84. Disse tilbakekoblingssignalene blir tilført for å utføre alle operasjonene angitt i tabell I.

Ved drift kan sekvensnummeret bli opprettholdt i et register eller en teller 71 og bli innstilt til symbolnummeret til et mottatt symbol eller sammenlignet med symbolnummeret til sammenligningskretsen 73 for å bestemme om to nummer er like (en inngangsbetingelse for styreren 70). Likeledes blir bussutkoblingstidtelleren 75 innstilt til et vilkårlig nummer fra vilkårlig nummergenerator 76 og dekrementert av styreren 70 inntil bussutkoblingstidtelleren 75 dekremeneres til null (inngangsbetingelse for styreren 70).

Bussutkoblingstidkretsen 78 overvåker bussen med hensyn til signaltap og tilveiebringer en bussutkoblingstidpuls som en inngang til styreren 70 når perioden for inaktivitet er lik et forutbestemt bussutkoblingstidintervall. Dette intervallet blir målt ved en utkoblingstidteller i bussutkoblingstidkretsen 78 som starter ved begynnelsen av inaktive perioder og gjeninnstilles i løpet av aktive perioder. Dersom aktivi-teten gjenopptas før bussutkoblingstidintervallet blir telleren for gått tid tilbakestilt og ingen bussutkoblingstidpuls blir frembragt. Dersom bussen forblir inaktiv for en lengre periode enn bussutkoblingstidintervallet genererer telleren for gått tid en bussutkoblingstidpuls, recykler og begynner å telle igjen og fortsetter å frembringe en bussutkoblingstidpuls hver gang et annet bussutkoblingstidintervall har gått. Med andre ord, i løpet av lange perioder med bussinaktivitet kan avbrutte bussutkoblingstidintervaller forekomme med påfølgende bussutkoblingstidpulser frembragt. Dette skjer normalt når systemet først blir slått på.

Fig. 5 viser kurver av de ovenfor nevnte signaler. Fig. 5(a) viser tre symboler som bli ført langs databussen. Fig. 5(b) viser det buss-inaktive signalet som er ved en i løpet av tidsperioden når bussen er inaktiv. Fig. 5(c) viser buss-utkoblingstidpulsen tilveiebragt ved forekomst av en bussutkoblingstid.

En klokke for gått tid blir benyttet for å måle intervallet med gått tid større enn rundegangssignalets utbredelsestid

(fra ene enden av bussen til den andre enden og tilbake)

pluss reaksjonstiden til et bussgrensesnitt. Reaksjonstiden er den inaktive tiden fra slutten av et mottatt signal til begynnelsen av de påfølgende overførte signal da målt ved koblingspunktet til overføringsbussgrensesnittet. Utbre-delsestiden er i alminnelighet fem nanosekunder pr. meter og reaksjonstiden er i alminnelighet et mikrosekund. Klokken for gått tid blir i alminnelighet innstilt til ti ganger L pluss tre mikrosekunder hvor L er lengden fra ende-til-ende for bussoverføringsbanen i kilometer.

Rundgangssymbolflagget og tapt-symbolflaggkretsene 79, 80 innbefatter et par flip-flop-kretser som er innstilt og tilbakestilt ved utgangene til styreren 70 for å bestemme om eller ikke bestemte bussgrensesnitt tilveiebragte busstilgang

(ført videre symbolet) før siste bussutkoblingstiden. Tilstanden til disse flaggene frembringer et inngangssignal til styreren 70.

Meldingsoverføringsstyrekretsen 81 1 bussgrensesnittet har en utgangsport fra enheten (datamaskin, fremvisningsanordning, perifer anordning, etc.) og åpner overføringen av en melding fra enheten tilsvarende den tilveiebragte busstilgang.

Med henvisning til både fig. 4 og tabell I skal de åtte tilstandene vist i tabell I bli beskrevet. Tilstand 1 er strømforsyningen-på eller gjenåpningstilstanden. Ved dette tidsøyeblikket blir sekvensnummertelleren 71 tilbakestilt til null, og bussutkoblingstidtelleren 75 blir innstilt til et vilkårlig nummer større enn to. Både rundgangssymbolflagget og tapt-symbolflaggkretsene 79, 80 blir tilbakestilt. Bussgrensesnittenheten venter så mottagelse av symbolene overført langs databussen og forekomsten av busutkoblingstiden.

Ved mottagelse av et symbol overført langs bussen er tilstanden 2 tilstede, hvor sekvensnummertelleren 71 blir innstilt til symbolnummeret inneholdt i det mottatte symbolet. Sekvensnummertelleren 71 fortsetter å innstille dens verdi lik symbolnummeret inneholdt i hvert mottatt symbol inntil en bussutkoblingstid forekommer. Så snart dette har skjedd, blir det sist mottatte symbolnummeret sekvensnummeret til bussgrensesnittet.

Tilstand 3 er tilstede når en bussutkoblingstid har forekommet og bussutkoblingstidtelleren 75 ikke har blitt dekrementert til null. I dette tidsøyeblikket blir bussutkoblingstidtelleren 75 dekrementert med en. Dersom bussutkoblingstidtelleren 75 er null etter dekrementeringen, skrider bussgrensesnittet frem til enten tilstand 4 elle 5 og går aldri inn i tilstandene 2 og 3 igjen med mindre en gjenåpning ved tilstand 1 ved en unormal tilstand.

Det første bussgrensesnittet for å etablere dets sekvensnummer er aldri tilstand 2 på grunn av at det ikke er noe symbol å motta. Det første bussgrensesnittet i sekvensen er 1 tilstand 3 inntil et tilstrekkelig antall bussutkoblingstider har forekommet for å dekrementere dens bussutkoblingstidteller 75 til null, og så gå frem til tilstand 5 med dens sekvensnummer forblivende null. I tilstand 5 antar bussgrensesnittet som har et sekvensnummer lik null, mottagelsen av symbolnummeret null ved tidspunktt for bussutkoblingstiden og overfører et symbol med symbolnummeret en. Symbolet blir foregått av en overføring av en melding eller meldinger dersom enheten har noen å sende. På denne måten blir cyklusen av bussen startet ved hver bussutkoblingstid fulgt av symbolrundføringen.

Påfølgende bussgrensesnitt etablerer deres sekvensnummer (ikke-null) ved å gå inn i tilstand 2, som tillater dem å innstille deres sekvensnummer lik det høyeste symbolnummer på bussen. Når bussutkoblingstidtelleren 75 går til null i tilstand 3, går bussgrensesnittene til tilstand 4. I tilstand 4 kommer som deler med bussgrensesnittene som har ikke-null sekvensnummer, kan et bussgrensesnitt få tilgang til databussen og tillater den tilknyttede enhet å overføre data ved mottagelse av et symbol med et symbolnummer lik dets sekvensnummer. Så snart en enhet har fått tilgang til databussen, avsluttes databussgrensesnittets tilgang til bussen ved å overføre et symbol som inneholder symbolnummeret som er lik dets sekvensnummer pluss en.

Tilstander 6, 7 og 8 angår bussgrensesnittene med ikke-null sekvensnummer og styrer justeringene av sekvensnummeret når en bussutkoblingstid forekommer. Tilstand 6 angir tilstandene og virkningene som forekommer i løpet av normal symbol-overføring fra enhet til enhet. Ved normale tilstander er ingen justering av enhetssekvensnummeret nødvendig. Tilstand 7 tilsvarer en situasjon hvor bussgrensesnittet tapte symbolet før en bussutkoblingstid, men ikke før tidligere bussutkoblingstid. Ingen sekvensnummerjusteringer forekommer ved dette tidsøyeblikket, men tapt symbolflagg blir innstilt. Tilstand 8 tilsvarer situasjonen hvor to bussutkoblingstider har forekommet og en enhet har ikke mottatt et symbol med et symbolnummer som svarer dens sekvensnummer. Ved denne tilstanden blir sekvensnummeret til denne enheten dekrementert med en. Dette blir utført i sekvensnummertelleren 71. Det rundførte symbolet og tapte symbolflaggene blir så tilbakestilt etter at sekvensnummeret har blitt innstilt.

Dersom det har blitt beskrevet en ny og forbedret tilgangs-metode for bruk ved en multiplekset, enkelt-signal databuss. Denne dataoveføringsstyremetoden unngår samtidig dataover-føringer for flere enheter forbundet med databussen. Enheter kan bli tilført eller fjernet fra bussen uten å avbryte dataoverføringen. Ingen uavhengig busstyrer er således nødvendig for å styre dataoverføringen over databussen.

Det skal bemerkes at ovenfor nevnte beskrevne utførelsesform kun er en av mange utførelsesf ormer som kan benyttes ved foreliggende oppfinnelse. Et utall forskjellige andre anordninger kan lett bli tilveiebragt ved fagmannen på området uten å avvike fra oppfinnelsens ramme.

Claims (11)

1. Fremgangsmåte for å benytte en databuss for å overføre data mellom flere databehandlingsenheter forbundet med databussen, idet fremgangsmåten anvender et styresignal på bussen som inneholder et styreord innbefattende et identifikasjonsnummer som identifiserer en enhet forbundet med bussen og som skal gis adgang til bussen, idet hver enhet har et sekvensnummer tilknyttet dermed som identifiserer den bestemte enheten i en ordnet sekvens med enheter som ber om tilgang ifølge den ordnede sekvensen, idet fremgangsmåten benyttet ved hver av enhetene innbefatter at mottagerdelen til hver enhet overvåker databussen med hensyn til styreord, og tilveiebringer tilgang til databussen når et styreord blir mottatt som inneholder et identifiseringsnummer lik sekvensnummeret for enheten, hvor overføringsdelen til hver enhet overfører over databussen som ønsket, og enheten gir avkall på tilgangen til databussen ved å overføre et styreord som inneholder et identifikasjonsnummer som blir endret med en forutbestemt verdi fra sekvensnummeret til enheten, karakterisert ved at sekvensnummeret til enhetene selv-tUdeles og omtUdeles på en kontinuerlig måte og således opprettholder den ordnede sekvensen for enhetene uten hensyn til om andre enheter er blitt tillagt eller fjernet fra databussen.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at selvtildelingsprosessen innbefatter selvtlldeling av det første sekvensnummeret i den ordnede sekvensen når en enhet er den første enheten som skal bli aktivert på databussen .

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at databussen overvåkes for bussens utkoblingstid hvoretter forekomsten av en utkoblingstid bevirker at enheten som har det første sekvensnummeret får tilgang til databussen .

4. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at databussen overvåkes av mottagerdelen med hensyn til styreordene når en enhet til å begynne med blir aktivert på databussen, selvtildeling til enheten av et sekvensnummer, som er lik identifikasjonsnummeret i hvert styreord mottatt av enheten inntil forekomsten av en utkoblingstid (et forutbestemt tidsintervall når data ikke blir overført), idet enheten således tildeler seg selv et sekvensnummer lik det siste mottatte identifikasjonsnummeret.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1-2, karakterisert ved at databussen overvåkes av mottagerdelen til hver enhet med hensyn til bussens utkoblingstid etter at den har fått tilgang til databussen og at selvtildelte sekvensnummer omtildeles dersom et styreord som inneholder en enhets sekvensnummer ikke har blitt mottatt i løpet av et forutbestemt antall utkoblingstider, idet omtildelingen er slik at alle enhetene som Ikke mottar et styreord som inneholder deres sekvensnummer i løpet av en cyklus gjennom den ordnede sekvensen endrer deres sekvensnummer for å opprettholde den ordnede sekvensen, idet fjerning eller sperring av en enhet bevirker at de øvrige enhetene som forblir i den ordnede sekvens, og som ikke har fått tilgang i løpet av cyklusen? lukker gapet i den ordnede sekvens.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at det første sekvensnummer i den ordnede sekvensen er null.

7. Databussystem innbefattende en databuss og flere databehand-llngsenheter forbundet med databussen, karakterisert ved en innretning (33) for bussutkoblingstider for å frembringe signaler for bussutkoblingstider, hver indikativ for et intervall i løpet av hvilket der er ingen overføring på databussen, en teller (75) for bussutkoblingstider for hver databehandlingsenhet som reagerer på signaler for busssutkoblingstider for nedtelling av telleren (75) for bussutkoblingstider, innretning (70) for å innstille hver bussutkoblingstidteller (75) til en annen telleverdi, en sekvensnummerteller (71) for hver databehandlingsenhet, innretning (70) for å innstille hver sekvensnummerteller til en forutbestemt telleverdi, symbolnummersignaloverføringskrets (82) for hver databehand-1ingsenhet koblet med databussen, og Innretning (70) som kobler symbolnummerslgnaloverførings-kretsen (82) med bussutkoblingstidtelleren (75) og sekvensnummertelleren (71) for å bevirke at symbolnummersignalover-føringskretsen (82) sender et symbolnummersignal på bussen når bussutkoblingstidtelleren (75) er ved en forutbestemt minimumstelleverdi.

8. Databussystem ifølge krav 7, karakterisert ved at den forutbestemte telleverdien til sekvensnummertelleren (71) er null.

9. Databussystem ifølge krav 7, karakterisert ved at den forutbestemte minimumstelleverdien til bussutkoblingstidtelleren (75) er null.

10. Databussystem ifølge krav 7, karakterisert ved at symbolnummerslgnaloverføringskretsen (82) innbefatter en symbolnummersignaloverføringskrets (82) koblet med databussen og en inkrementeringskrets som kobler sekvensnummertelleren med symbolnummersignaloverføringskretsen for å bevirke at symbolnummersignaloverføringskretsen overfører et symbolnummersignal på databussen, som representerer den forutbestemte telleverdien for sekvensnummertelleren inkrementert med en forutbestemt størrelse av inkrementerings-kretsen, når bussutkoblingstidtelleren er ved den forutbestemte minimumstelleverdlen.

11. Databussystem ifølge krav 10, karakterisert ved at den forutbestemte størrelsen ved hvilken inkremen-teringskretsen Inkrementerer den forutbestemte telleverdien til sekvensnummertelleren er en.