NO820850L - Koblingsanordning med to mikrocomputere innbyrdes forbundet over en busskobler - Google Patents

Description

Koblingsanordning med to mikrocomputere innbyrdes forbundet over en busskobler

Oppfinnelsen angår en koblingsanordning med to mikrocomputere innbyrdes forbundet over en busskobler som inneholder et buffertlager, og over hvilken data som er overført eller skal overføres ved hjelp av telegrammer, kan utveksles mellom den ene mikrocomputer, som tjener til å frembringe og tolke fjernvirkningstelegrammer, og den annen mikrocomputery som særlig tjener til databehandling, samtidig som den ene av de to mikrocomputere er forsynt med en periferisk komponent for seriell overlevering av fjernvirkningstelegrammene.

En slik koblingsanordning er kjent f.eks. fra N. Budnik: "Moglichkeiten des Einsatzes von Mikroprozessoren zur Ober-tragung von Fernwirktelegrammen", NTZ Bn. 32 (1979), hefte 2, side 96 - 98.

Ved den kjente koblingsanordning forekommer der to mikroprosessorer, hvorav den ene tjener til å frembringe og tolke data, og den annen til å behandle data. De to mikrocomputere utveksler data seg imellom over en busskobler. Denne busskobler inngår i to busser og kan være den del av

hele koblingsanordningen som koster mest, da den må overholde mange forskrifter og tidsbetingelser.

Oppfinnelsens oppgave er å utforme en koblingsanordning som angitt i hovedkravets innledning, slik at det ved hjelp av den annen mikrocomputer, som lagrer og/eller behandler data, lettvint er mulig å tilpasse en bitstrøm som skal leveres ut serielt, til de respektive krav for vedkommende anvendelse med hensyn til sin form, og at busskobleren samtidig betinger en mest mulig lav påkostning. Videre skal de to mikrocomputere samarbeide uten å komme i konflikt.

Ifølge oppfinnelsen blir koplingsanordningen for løsning av denne oppgave utformet slik at der til den annen av de to mikrocomputere/ som tjener til datalagring og/eller databehandling, er koblet en periferisk komponent for en seriell inn- og utlevering av data,

at busskobleren er utformet som buffertlager med minst ett

dataregister pr. overføringsretning,

og at den ene mikrocomputer bestemmer tidspunktet for ord-seriell datautveksling via buffertlageret både i den ene og i den annen overføringsretning. Med den ord-serielle datautveksling blir der overført en kronologisk sekvens av ord, særlig av bytes.

En slik koblingsanordning gjør det på gunstig måte mulig å la den ene mikrocomputer utføre frembringelse og tolkning av telegrammer, mens den annen mikrocomputer mottar telegraminnholdet som programmerbar periferisk enhet for den førstnevnte mikrocomputer, og i samsvar med en programfor-skrift gir det videre som seriell bitstrøm og/eller mottar en egnet bitstrøm serielt og holder den deri inneholdte informasjon<p>arat for den første mikrocomputer for videre-givning i et f jernvirkningstelegram.

Begge mikrocomputerne kan motta eller sende ut fjernvirkningstelegrammer resp. data på vilkårlige tidspunkter uten at det influerer på utvekslingen av data.

Som videre utvikling av oppfinnelsen blir koblingsanordningen utformet slik

at der ved den ordserielle utveksling av data mellom de to mikrocomputere blir overgitt ordgrupper med hvert sitt forhåndsbestemte antall av kronologisk på hinannen følgende ord, og at bitsekvensen ved den bitserielle overlevering av data som finner sted ved de periferiske komponenter, er tilmålt slik at varigheten av et serielt dataord ved den bitserielle overlevering er større enn varigheten av en gruppe av suksessive ord som overgis.fra den ene av mikrocomputerne til den annen.

Ved disse forholdsregler fremkommer på gunstig måte

en koblingsanordning hvor det lar seg gjøre å overføre ordgrupper uten at det influerer på det konfliktfrie samarbeide mellom de to mikrocomputere. .Ytterligere gunstige utformninger av oppfinnelses-gjenstanden fremgår av patentkravene 3-5.

Ved anvendelse av koblingsanordningen som stasjon i

et fjernvirkningsanlegg tjener den bestemmende mikrocomputer

hensiktsmessig til overførings-forløpsstyring, og den annen mikrocomputer til lagring og behandling av de data som er mottatt, og/eller dem som skal sendes ut.

Videre kan man sammenkoble to koblingsanordninger med hverandre på en slik måte at de mikrocomputere som tjener til lagring og/eller behandling av data,er forbundet med hverandre ved sine periferiske komponenter som tjener til seriell inn-føring eller utlevering av data.

En slik anordning lar seg med særlig fordel anvende som sentralstasjon i fjernvirkningsanlegg hvor flere områdenett er koblet sammen innbyrdes via koblerinnretningen. I så fall inneholder sentralstasjonen en og en sentral for et områdenett og en og en stasjon for et ytterligere områdenett. Sentral og stasjon er forbundet med hverandre via koblings-innretningen. Av de fire mikrocomputere på sentralstasjonen tjener første mikrocomputer som sentral resp. stasjon. Av de to øvrige mikrocomputere tjener den ene som datalager for sentralen, og den annen som datalager for stasjonen.

Oppfinnelsen vil i det følgende bli nærmere belyst ved utførelseseksempler som er vist på tegningen. Fig. 1 viser en koblingsanordning med to mikrocomputere og et buffertlager som inneholder ett register pr. mikrocomputer og overføringsretning. Fig. 2 viser en koblingsanordning med to mikrocomputere og et buffertlager med ett register pr. overførings-retning . Fig. 3 viser en koblingsanordning med to mikrocomputere og et buffertlager som inneholder ett omstyrbart register pr. mikrocomputer. Fig. 4 viser oppbygningen av det fjernvirkningstelegram som overføres fra og til fjernledningen. Fig. 5 viser det kronologiske forløp ^hvormed byte-eller ord-serielle telegraminnhold blir overført fra en mikrocomputer til den annen og i motsatt retning, og Fig. 6 viser oppbygningen av de bit-serielle telegrammer som overføres fra og til prosesscomputeren eller fra og til innførings-/utleverings-elementer.

Fig. 1 viser oppbygningen av en sentral eller stasjon

1 et fjernvirkningsanlegg, inneholdende to mikrocomputere, hvorav mikrocomputeren 1 tjener til forløpsstyring, idet telegrammene på siden for fjernledningen 11 blir serielt sendt, mottatt og tolket med denne computer, mens mikrocomputeren 2 lagrer telegrammenes data og likeledes serielt gir dem videre over ledningen 12 til minst ett periferisk apparat, særlig en prosessregner, som ikke er vist på figuren, eller mottar data fra det periferiske apparat serielt, og holder dem parat for mikrocomputeren 1 for utsendelse som fjernvirk-nings telegram.

Mikrocomputeren 1 inneholder et programlager 41,,en timer 31, et datalager 61 og en mikroprosessor 51, alle tilkoblet bussen 71. Mikrocomputeren 2 inneholder et programlager 42, en timer 32, et datalager 62 og en mikroprosessor 52, alle tilkoblet bussen 72.

Mikrocomputerne 1 og 2 kan på gunstig måte hver for seg være programmert for sine spesielle oppgaver. Særlig gjen-nomfører mikrocomputeren 1 en eller annen telegramutveksling med andre stas jonermikrocomputeren 2 behandler data fra

det periferiske apparat eller fra mikrocomputeren 1 og gir dem videre i henhold til en bestemt prosedyre.

Utvekslingen av data mellom de to mikrocomputere 1 og

2 skjer slik at den serielle data- resp. telegramstrøm til mikrocomputerens serielle grensesnitt ikke blir forstyrret. Mikrocomputeren 1 bestemmer tidspunktet for utveksling av data mellom mikrocomputerne 1 og 2. Disse data blir overlevert byte for'byte eller ord for ord, og i definerte blokker av flere bytes. Da tidspunktet for avgivelse og inntak av data bestemmes av mikrocomputeren l,lhar de antydede interrupts int. 1 og int. 2 prioritet fremfor alle interrupts hos mikrocomputeren 2. Dessuten er mikrocomputeren 2 efter opptreden av en interrupt int. 1 eller int. 2.innen en bestemt tid parat til å oppta datablokkene fra mikrocomputeren 1 eller avgi dem til denne.

Fra fjernledningen resp. ledningen 11 kommer et serielt fjernvirkningstelegram enten asynkront^ idet hver byte er sammenpakket i et start- og skilleskritt, eller synkront i samsvar med fig. 4 med en datablokk som setter seg sammen av åtte bytes, og som begynner med en synkronbyte BS og slutter med en byte BK for feilkontroll.

Den periferiske komponent 21, f.eks. av type SAB 8251, tjener som serie-parallellomformer. Den lagrer den innløpende byte og tilbyr den til prosessoren 51 hos mikrocomputeren 1 parallellt mens neste byte innløper og mellomlagres. Er. den sist-nevnte byte innkommet, så fortrenger denne den foregående byte. Prosessoren 51 i mikrocomputeren 1 må altså avhente n-te parallellt ventende byte så lenge n+l-te byte innløper, ellers blir den fortrengt. Ankomsttidsrommet utgjør ved en bit-rate på 2400 bit/s omtrent 4,6 ms.

De adresse- og databytes hos et telegram som er lagret

i mikrocomputeren 1, blir undersøkt på paritetsfeil og/eller

- via kontrollbyten /._ på bit-feil. Ved feilfrihet på-kaller mikrocomputeren 1 mikrocomputeren 2 via interrupt intl og avgir de fem bytes efter tur - bare forsynt med en strobepuls strobl - via den periferiske komponent 81, f.eks. av type SAB 82 55, hos mikrocomputeren 1 - til den periferiske komponent 82 hos mikrocomputeren 2,1 det nevnte eksempel likeledes av type SAB 8255.

Med strobepulsen blir den byte som opptrer på den periferiske komponent 81, lagret i den periferiske komponent 82 og avgir for prosessoren 62 hos mikrocomputeren 2 en interrupt som må betjenes frem til neste strobimpuls Sl,-iéllers blir den lagrede byte fortrengt av neste byte.

Har mikrocomputeren 2 i samsvar med fig. 5 efter ca. 346 ^is tatt opp alle fem bytes, avgir den dem ved hjelp av den periferiske komponent 22 serielt til det periferiske apparat.

Den periferiske komponent 22 gir data som vist på fig.

6 videre til det periferiske apparat. Her betyr x en paritets-bit og o en informasjons-bit.

Mens den periferiske komponent 22 gir data videre til det periferiske apparat, kan der via interrupt int2

stilles et krav til mikrocomputeren 1 om datalevering.

Har mikrocomputeren 2 Ingen data å avgi, så legger den en på forhånd gitt byte, f.eks. byte FF,heksadesimalt på den periferiske komponent 81 av mikrocomputeren 1. Mikrocomputeren 1 oppfatter dette og tar sitt byte-krav tilbake. Hvis derimot computeren 2 tilbyr en byte som ikke er heksadesimalt lik FF,

så tar mikrocomputeren 1 den opp og innkrever med strobepulsen strobe2 de neste fire bytes. Disse ialt fire bytes sender mikrocomputeren så ut som fjernvirkningstelegram i en telegram-ramme, og innkrever via interrupt int2 de neste fem bytes. Avgir mikrocomputeren 2 den fastlagte byte, f.eks. FF, av-sluttes kravet.

Mens mikrocomputeren 2 betjener byte-bestillingen fra mikrocomputeren lfkan den samtidig avvikle dataoverførings-prosedyren til og fra det periferiske apparat, da den parallelle overlevering av fire bytes fra og til mikrocomputeren 1 foregår raskere enn svarende til den kronologiske varighet av en seriell byte som går ifjra eller til regneren eller til fjernledningssiden.

Den serielle byte har ved en vanlig bit-rate på 2400 bit/s en varighet av 4,6 ms. Overleveringen av data - hver gang parallelt - hos fem kronologisk på hinannen følgende bytes skjer f.eks. ved anvendelse av den periferiske komponent SAB 8255 i løpet av omtrent 360 p. s.

Som anskueliggjort på fig. 1 inngår de dataregistre

som inneholdes i buffertlageret,i to periferiske komponenter som de to mikrocomputere er forsynt med. Hver av de to periferiske komponenter 81,82 inneholder ett register pr. over-føringsretning. Senderegisteret i den ene er forbundet med mottagningsregisteret i den respektive annen mikrocomputer.

I henhold til fig. 2 inngår de dataregistre som inneholdes i buffertlageret, likeledes i to periferiske komponen-.. ter 83,84 som de to mikrocomputere er forsynt med. Hver av de to periferiske komponenter inneholder et register for senderetningen.

Også i henhold til fig. 3 inngår de dataregistre som inneholdes i buffertlageret,i to periferiske komponenter 81,

82 som mikrocomputeren er forsynt med. Hver av de to periferiske komponenter inneholder et register.Ett register hos den ene periferiske komponent er forbundet med ett register hos den annen periferiske komponent. Ved overlevering av data fra mikrocomputer 1 til mikrocomputer 2 er registeret i mikrocomputer 1 styrt til sending og registeret hos mikrocomputer 2 til mottagning.. Ved overlevering av data fra mikrocomputer 2 til mikrocomputer 1 er registeret hos mikrocomputer 2 styrt til sending og registeret hos mikrocomputer 1 til mottagning.

Mikrocomputeren 1 tjener spesielt som stasjon resp. innretning.-til f orløpsstyring i et f jernvirkningsanlegg. Mikrocomputeren 2 som tjener til lagring og/eller behandling av data, er anordnet mellom stasjonen.og et periferisk apparat. I den forbindelse kan særlig innførings-utleverings-elementet~tre i stedet for det periferiske apparat.

Stasjoner og sentraler i et fjernvirkningssystem. utvekslet raskt og sikkert telegrammer over store avstander og koordinerer avviklingen av telegrammene. Telegrammenes data blir i sin tur avgitt til innførings-utleverings-element-ene, og avhentet.

Mikrocomputeren 2 som sitter mellom stasjonen og inn-førings-utleverings-elementer, mottar de bit-parallelle data fra stasjonen, lagrer dem og gir dem .bit-serielt videre til utleveringselementene. På passende tidspunkt avspør den inn-føringselementene bit-serielt, lagrer vedkommende data og gir dem efter påkall bit-parallelt videre til stasjonen.

Denne utveksling av data mellom en stasjon og mikrocomputeren 2 blir gjennomført meget raskt mellom lengre pau-ser, da der benyttes en parallell overlevering av data mellom de to mikrocomputere. Den serielle utveksling av data med innførings-utleverings-elementene eller med .prosessregneren byr på fordeler særlig ved relativt lange tilknytningsled-ninger. Allerede ved liten avstand av innførings-utleveringselementene fra stasjonen måtte en parallell overlevering av data beskyttes omhyggelig mot forstyrrende innflytelser, og et kostbart, kabelsy stem/.anvendes .

En ytteligere gunstig anvendelse av koblingsanordningen består i sammenkobling av to.selvstendige fjernvirkningsnett. Her blir to mikrocomputere 2 forbundet med hverandre på den serielle side, mens den parallelle side av første mikrocomputer forbindes med en stasjon i første fjernvirkningsnett, og den parallelle side av annen mikrocomputer 2 forbindes med sentralen i annet fjernvirkningsnett. Derved er der skaffet en stadig informasjonsutveksling mellom de to nett.

På den annen side kan datalageret forsynes med to 8-bit-adressekoblere og programmeres slik at det bare gir slike telegrammer videre hvis fortrinnsvis første meldings-byte svarer til bit-mønsteret for de to adressekoblere. Ved forskjellig innstilling av adressekoblerne blir de telegrammer gitt videre hvis bit-mønster i første meldings-byte ligger mellom de to adressekoblere. Denne båndpasskarakter av datalageret er særlig gunstig ved sammenkobling av flere selvstendige fjernvirkningsnett via datalageret, hvorunder alltid bare en bestemt slags telegrammer skal løpe fra ett nett innpå det annet.

Claims (7)

1. Koblingsanordning med to mikrocomputere innbyrdes forbundet via en busskobler via hvilken der mellom den ene mikrocomputer, som tjener til å frembringe og,tolke fjernvirkningstelegrammer, og den annen mikrocomputer, som særlig tjener til behandling av data, kan utveksle data som er overført eller skal overføres ved hjelp av telegrammene, samtidig som den ene mikrocomputer er forsynt med en periferisk komponent for seriell overlevering av fjernvirkningstelegrammene, karakterisert ved -

at der til den annen mikrocomputer (2) som tjener til lagring og/eller behandling av data, av de to mikrocomputere er koblet en periferisk komponent (22) for en seriell innføring eller utlevering av data, at busskobleren er utformet som buffertlager med minst ett dataregister pr. overføringsretning, og at den ene mikrocomputer (1) bestemmer tidspunktet for ord-seriell datautveksling via buffertlageret så vel iuden ene som i den annen overføringsretning.

2. Koblingsanordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at der ved den ord-serielle utveksling av data mellom de to mikrocomputere blir overlevert ordgrupper med hvert sitt på forhånd bestemte antall av kronologisk på hinannen følgende ord, og at bit-sekvensen av den bit-serielle overlevering av data som finner sted ved de periferiske komponenter, er tilmålt slik at varigheten av et serielt dataord ved bit-seriell overlevering er større enn varigheten av en gruppe av på hinannen"følgende ord som går over fra en mikrocomputer til den annen.

3. Koblingsanordning som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at de dataregistre som inneholdes i buffertlageret, inngår i to periferiske komponenter som de to mikrocomputere er forsynt medj at hver av de to periferiske komponenter inneholder ett register pr. overføringsretning^ og at den enes senderegister er forbundet med den respektive annen mikrocomputers mottagningsregister (fig.. 1).

4. Koblingsanordning som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at de dataregistre som inneholdes i buffertlageret, inngår i to periferiske komponenter som de to mikrocomputere er forsynt med, og at hver av de to periferiske komponenter inneholder et register for senderetningen (fig. 2).

5. Koblingsanordning som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at de dataregistre som inneholdes i buffertlageret,inngår i to periferiske komponenter som mikrocomputerne er forsynt med, at hver av de to periferiske komponenter inneholder minst ett regis ter, at et register hos den ene periferiske komponent er forbundet med et register hos den annen periferiske komponent, at registeret hos første mikrocomputer (1) er styrt til sending og registeret hos annen mikrocomputer (2) til mottagning når der overleveres data fra første til annen mikrocomputer (1 resp. 2) t og at registeret hos annen mikrocomputer (2) ex styrt til sending og registeret hos første mikrocomputer (1) til mottagning når der overleveres data fra annen til første mikrocomputer (2 resp. 1) :(fig. 3) .

6. Koblingsanordning som angitt i ét~av. kravene.1 - 5, karakterisert ved at den bestemmende mikrocomputer (1) i tilfellet av en anvendelse av koblingsanordningen som stasjon i et fjernvirkningsanlegg tjener til overførings-forløpsstyring og den annen mikrocomputer (2) til lagring og behandling av de data som mottas^ og/eller de data som skal sendes ut.

7. Koblingsanordning som angitt i et av kravene 1-6, kar aLk terisert ved at to koblingsanordninger er slik koblet innbyrdes at de mikrocomputere (2) som tjener til lagring og/eller behandling av data, er forbundet med hverandre ved sine periferiske komponenter (2 2) som tjener til seriell innføring eller utlevering av data.