SE506540C2 - Synkronisering av överföring av data via en dubbelriktad länk - Google Patents

Description

506 540 Teknikens ståndpunkt, Synkronisering vid överföring av ATM-celler medför problem, särskilt om olika cellstorlekar uppträder.

En länk för överföring av ATM-celler har en cellsynkronise- ringsmekanism baserad på det s.k. HEC-fältet (Header Error Correction field) i ATM-cellen och processflödet. En kalkylering benämnd HCS (Header CheckSum) baserar sig på de fyra fortlöpande oktetterna och återstoden, som ingår i HEC. Processflödet base- rar sig på en tillståndsmaskin, som har tillstånd HUNT, PRESYNC och SYNC. En välkänd tillståndsmaskin för detta ändamål beskrivs i Bellcore Document FA-NWT-001109. Denna tillståndsmaskin visas i fig. 1.

En korrekt HCS-kalkylering bringar den ifrågavarande till- ståndsmaskinen enligt pil 102 till tillståndet PRESYNC 104.

Förutsatt att sex konsekutiva korrekta HCS-kalkyleringar upp- träder i detta tillstånd sker övergång, pil 106, till tillstån- det SYNC 108, annars sker övergång, pil 110, till tillståndet HUNT 112. Efter sju konsekutiva inkorrekta HCS-kalkyleringar i tillståndet SYNC sker likaledes övergång, pil 114, till till- ståndet HUNT.

En väsentlig nackdel med användning av en sådan sluten till- ståndsmaskin, som arbetar utan stöd från den originerande sidan är tidátgången för att nå synkroniseringstillständ, och följakt- ligen cellförlusten när synkronisering går förlorad. Mer än 60 celler kan förloras innan länken bringats till operativt till- stånd. En annan nackdel är att metoden ifråga ej medger överför- ing av celler av olika storlekar på länken.

I US-patentet 5,123,0l3 beskrivs cellsynkronisering i ett paketkopplat system för sändning och mottagning av ett celltåg sammansatt av dataceller av fast längd, innefattande data som skall överföras. Minst en synkroniseringscell, som innehåller ett synkroniseringsmönster, är infogad mellan datacellerna.

Synkroniseringscellen eller -cellerna sänds i vissa situa- tioner, nämligen under en tidsperiod under vilken ingen datacell sänds, eller efter det dataceller har sänts successivt under ett förutbestämt intervall efter utsändning av synkroniseringscel- len.

GB 1,550,121 beskriver ett hastighetstolerant digitalt data- avkodningssystem. Digitala ord lagras i celler av ungefär lika 506 540 3 vidd, med undantag av den inledande cellen hos varje ord, som benämns sync-cell och har dubbel vidd.

DE 3,842,371 hänför sig till en anordning för taktsynkronise- ring av en cellstrukturerad digital signal.

Rggggörglse för uppfinningen, Ett syfte med uppfinningen är att åstadkoma ett sätt för cellinställning i en bitström, som innehåller celler av olika storlekar. Allmänt uppnås detta enligt uppfinningen genom an- vändning av en snabb synkroniseringsalgoritm baserad på små synkroniseringsceller och användning av lämpliga anordningar på vardera sidan av en dubbelriktad länk.

Ovannämnda syfte upnäs genom sätt och system för synkroni- sering av det slag, som definieras i de bifogade patentkraven.

Vid sättet enligt den första aspekten inleds och övervakas närmare bestämt överföringen av data på länken med hjälp av jsynkceller, vilka utväxlas mellan de funktionella entiteterna, och vardera innehåller dels ett synkroniseringsmönster, med vars hjälp synkcellen kan identifieras, och dels styrdata. Styrdata kan av de funktionella entiteterna bibringas värden, som medger ömsesidig kontroll av att synkronism föreligger, eller ett värde, som i ett drifttillstånd på länken, som uppfattas såsom innebärande förlust av synkronism, bringar de funktionella entiteterna att vidtaga åtgärder för återupprättande av synkro- nism.

I systemet enligt den första aspekten ingår i varje funktio- nell entitet en länkstyrfunktion som innehåller funktioner för att inleda och styra överföringen av data på länken med hjälp av synkceller, vilka utväxlas mellan länkstyrfunktionerna styrt av en synktillståndsmaskin, som har tre tillstånd. I ett SÖK-till- stånd bringas länkstyrfunktionen att undersöka en från länken inkommande synkcell för att fastställa huruvida den överensstäm- mer med ett förutbestämt mönster för synkceller. I ett FÖRSYNK- tillstånd, som föregås av att i SÖK-tillståndet en synkcell med överensstämmelse med det förutbestämda mönstret påträffats, bringas länkstyrfunktionen att undersöka ett förutbestämt antal därefter inkommande konsekutiva synkceller för att fastställa huruvida de överensstämmer med det förutbestämda mönstret, varvid om detta ej är fallet återgång sker till SÖK-tillståndet. 506 540 4 I ett SYNK-tillstånd, vilket föregås av att i FÖRSYNK-tillstån- det det förutbestämda antalet synkceller uppvisat överensstäm- melse med det förutbestämda mönstret, medges överföring av data på länken under övervakning av data med avseende på fel, varvid om fel påträffas övergång till SÖK-tillståndet sker.

I systemet enligt den andra aspekten ingår i varje funktio- nell entitet en länkstyrfunktion med funktioner för att inleda och styra överföringen av data på länken med hjälp av synkcel- ler, vilka utväxlas mellan länkstyrfunktionerna, och vardera in- nehåller dels identifieringsinformation, med vars hjälp synk- cellen kan identifieras, och dels styrdata. Styrdata kan av varje länkstyrfunktion bibringas värden, som medger ömsesidig kontroll av att synkronism föreligger, eller ett värde, som i ett drifttillstånd på länken, som uppfattas såsom innebärande förlust av synkronism, bringar de båda länkstyrfunktionerna att vidtaga åtgärder för återupprättande av synkronism. En utgångs- funktion mot länken har en synkcellinsâttningsfunktion, som mottager en ström av användarceller och i denna infogar synk- celler, och en första omvandlingsfunktion, som mottager den resulterande, av användarceller och synkceller bestående ström- men och omvandlar denna till en bitströmsignal, som klockas med en 1-bit klocksignal ut på länken. En ingångsfunktion från länken innefattar en andra omvandlingsfunktion, som mottager en från länken inkommande bitströmsignal och omvandlar denna till ett n-bit parallellformat, som normalt klockas ut för var nzte bit med en n-bit klocksignal från ingångsfunktionen. En jäm- förelsefunktion är ansluten för att i n-bit parallellformatet söka och identifiera identifieringsinformationen hos en synk- cell, och när den påträffas avge en bekrâftelsesignal. En klock- ningsfunktion finnes för att möjliggöra utklockning för varje bit med en 1-bit klocksignal av n-bit parallellformatet från ingångsfunktionen. En synktillståndsmaskin mottager bekräftelse- signalen för att styra övergången från klockning av n-bit paral- lellformatet med n-bit klocksignalen till klockning med 1-bit klocksignalen.

Viktiga fördelar med uppfinningen är den snabba synkroni- seringen och att den tillåter förekomst av olika cellstorlekar.

Genom den snabba synkroniseringen reduceras cellförlust vid uppträdande av fel. 506 540 .E. rl 1 . .n Uppfinningen skall nu beskrivas närmare med hänvisning till bifogade ritningar, på vilka fig. 1 visar ett synktillståndsdiagram för en känd synktill- ståndsmaskin använd i samband med cellsynkronisering på en överföringslänk, fig. 2 schematiskt visar en telekommunikationsväljare avsedd för både ATM och STM linjeanslutningar, i vilken uppfinningen kan tillämpas, fig. 3 i mera detalj och större skala visar en del av väl- jaren enligt fig. 2, innefattande en dubbelriktad överförings- länk mellan en väljarport och väljarkârna, för att åskådliggöra några huvuddrag av uppfinningsprincipen, fig. 4 visar ett synktillståndsdiagram för en synktillstànds- maskin använd i samband med enligt uppfinningen företagen cell- synkronisering på överföringslänken enligt fig. 3, fig. 5 visar ett transaktionstillståndsdiagram mellan en väljarport och vâljarkärna vid användning av synktillståndsmas- kinen enligt fig. 4 för ett möjligt praktiskt synkroniserings- scenario, fig. 6 och 7 visar exempel på utförande av en synkronise- ringscell resp. anvândarcell, fig. 8 i viss detalj visar ett funktionsschema av en utför- ingsform av ett lânkstyrsystem enligt uppfinningen ingående i varje väljarport och väljarkárna, enligt fig. 3, fig. 9 visar ett funktionsschema av en del av länkstyrsyste- met enligt fig. 8 i närmare detalj, fig. 10 visar ett förenklat synktillståndsdiagram för en synktillståndsmaskin använd i samband med enligt uppfinningen företagen cellsynkronisering, fig. 11 visar ett transaktionstillståndsdiagram mellan en väljarport och väljarkârna vid användning av synktillståndsmas- kinen enligt fig. 10 för ett möjligt praktiskt synkroniserings- scenario, fig. 12 visar ett mera detaljerat synktillståndsdiagram för en synktillståndsmaskin använd i en med hänvisning till följande figurer beskriven utföringsform av ett länkstyrsystem enligt uppfinningen, fig. 13 visar ett funktionsschema av en länkstyrfunktion, i 5Û6 540 6 vilken synktillstàndsmaskinen enligt fig. 12 ingår, fig. 14 och 15 visar tidsstyrningsdiagram av exempel på länksynkroniseringsprocesser i länkstyrsystemet enligt fig. 13.

Föredragna utföringsformer.

I fig. 2 visas en cellbaserad telekommunikationsväljare avsedd för både ATM (Asynchronous Transfer Mode) och STM (Synch- ronous Transfer Mode) linjeanslutningar. Väljaren innehåller ett flertal väljarportar 2021 - 202n anslutna till en väljarkärna 204 via varsin dubbelriktad länk 2061 - 206n. Väljarportarna 202 är anslutna till t.ex. ett kommunikationsnät, som kan innehålla t.ex. inkommande linjer 207 och 208, processorer etc. Linjerna 207 och 208 kan bära ATM-celler eller STM-tidluckor. Väljarpor- tarna 2021 och 2022 visas schematiskt som exempel såsom belägna på ett linjegränssnittskort 2101 för STM-linjeanslutning respek- tive ett linjegränssnittskort 2102 för ATM-linjeanslutning.

Linjegränssnittskorten 2101 och 2102 visas även schematiskt såsom innehållande varsin linjeterminering 2121 resp. 2122, som via en länk 2141 resp. 2142 för användardata är förbunden med motsvaran- de väljarport 2021 resp. 2022. Väljarporten 202n visas schema- tiskt som exempel belägen på ett serverkort 210n, vilket innehål- ler en processor 216, som är förbunden med väljarporten via en länk 214n för användardata.

I fig. 3 åskådliggörs den dubbelriktade trafiken mellan t.ex. väljarporten 202n och väljarkärnan 204 via länken 206n i större detalj. Väljarporten 202n anbringar utifrån kommande användardata i användarceller. Storleken hos dessa användarceller väljs så att den passar till användardatat. För en ATM-cell om 53 oktet- ter kan sålunda en användarcellstorlek om 56 oktetter användas, dvs. 53 bytes plus cellstorleksinformation plus ckecksummor.

STM-tidluckorna anbringas i mindre celler. Användarcellen leds därpå från en väljarport till en annan genom väljarkärnan. För en närmare beskrivning av tekniken att anbringa användardata i användarceller, och olika tillvägagångssätt och omständigheter i detta sammanhang kan hänvisning ske till den svenska patentan- sökan 9402051-8.

Väljarporten 202n innehåller en länkstyrfunktion 302, som tar emot användarceller baserade på utifrån kommande användardata för vidarebefordran på länken 206n, och avger från länken komman- 506 540 7 de användarceller, vilkas data skall skickas ut på t.ex. nätet, antytt med dubbelpil 304. Trafiken mellan väljarporten 202n och väljarkärnan 204 förlöper mellan lânkstyrfunktionen 302 och en länkstyrfunktion 306 i väljarkârnan. Länkstyrfunktionerna 302 och 306 hanterar cellsynkroniseringen, såsom kommer att beskri- vas närmare nedan.

Celler av olika storlekar överförs på länken som en bitström i vardera riktningen, vilka bitströmar indikeras schematiskt vid 308 och 310. I bitströmarna 308 och 310 indikeras användar- celler vid 312 resp. 314. Ingen explicit information avseende början av en cell överförs. Båda sidor måste därför företa cell- inställning i ändamål att synkronisera länken. För detta ändamål används synkceller, som vid behov stoppas in i användarcellflö- det. I bitströmmarna 308 och 310 indikeras som exempel en synk- cell vid 316 resp. 318. Synkcellerna origineras och termineras i länkstyrfunktionen 302 resp. 306 på vardera sidan, dvs. de upp- 'träder ej i väljarportarna eller väljarkärnan utanför länkstyr- funktionerna. Användarcellerna leds opåverkade genom länkstyr- funktionerna. Länkstyrfunktionernas utförande och arbetssätt kommer att framgå mera i detalj av den följande beskrivningen av utföringsformer.

Fig. 4 visar ett synktillståndsdiagram, som åskådliggör arbetssättet hos en tillståndsmaskin för länkstyrfunktionerna på var sin sida av länken, vilken används för synkronisering av länken. Från länken till en länkstyrfunktion inkommande synk- celler jämförs med ett förutbestämt mönster för synkceller. En första påträffad överensstämmelse mellan en inkomande synkcell och det förutbestämda mönstret bringar tillständsmaskinen enligt pil 402 till ett tillstànd 404 FöRsYNK. Förutsatt att därefter två konsekutiva synkceller i tillståndet FÖRSYNK påträffas, som uppvisar överensstämmelse med det förutbestämda mönstret, sker övergång, pil 406, till ett tillstånd 408 SYNK, annars sker övergång, pil 410, till ett tillstånd 412 SÖK. Metoden enligt uppfinningen grundar sig på den konsekutiva överföringen av synkceller under FÖRSYNK-tillståndet. I SYNK-tillståndet kan användarceller överföras. Varje anvândarcell måste innehålla in- formation om sin storlek för att cellsynkroniseringen skall kunna vidmakthållas, och bör vidare ha felkoder, som gör det möjligt att detektera ett fel i cellstorleken. Ett detekterat 506 540 8 fel i SYNK-tillståndet 408 bringar likaledes tillståndsmaskinen till tillståndet 412 enligt pil 414. För att säkerställa ett sant SYNK-tillstånd om felkoderna i användarcellerna ej kan anses tillräckliga kan även en övervakningstillståndsmaskin tillfogas till SYNK-tillståndet. Denna övervakningsfunktion bringar tillståndsmaskinen till tillståndet 412 enligt pilen 414 om ett förutbeståmt antal n av på varandra följande användar- celler uppträder. För ytterligare klarläggande i anslutning till det som nämnts ovan beträffande användarcellers konstruktion och önskvärda egenskaper hänvisas till ovannämnda svenska patentan- sökan 9402051-8.

För att uppnå snabb synkronisering och för att hålla länken i operativt tillstånd krävs det att länkstyrenheten på den sida, som mottager anvândarceller kan överföra styrdata i synkcellerna på länken till länkstyrfunktionen på den originerande sidan.

Exempel på sådana styrdata (kommandon) och därav förorsakade åtgärder kan därvid uppträda i länkstyrenheten på den origine- rande sidan: 1. Styrdata: abort. Innebär instruktion till den originerande länkstyrenheten att bryta pågående överföring av anvândarceller och istället sända en synkcell. Pågående utsändning av synk- celler skall slutföras och den nya synkcellen därefter insättas. 2. Styrdata: prompt. Anger att SYNK-tillstånd föreligger och innebär instruktion till den originerande länkstyrenheten att returnera en synkcell vid första lämpliga tidpunkt. Den returne- rade synkcellen skall närmare bestämt införas i det normala cellflödet så att det uppstår så lite störning som möjligt av normal drift. 3. Styrdata: synk. Anger att ingen synkcell krävs i retur från den originerande sidan.

Användningen av ovanstående tre styrdata eller komandon komer att framgå närmare nedan av beskrivningen i anslutning till figurerna 5, 8 och 9.

Abort-kommandot skulle kunna ersättas av promt-kommandot såsom framgår nedan bl.a. i samband med beskrivningen av fig. 6.

Resultatet blir en något långsamare synkronisering om en stor användarcell överförs vid denna tidpunkt.

Följande synkcellövergångsregler tillämpas för tillstånds- maskinen: 506 540 9 '1. SÖK/FÖRSYNK-tillstånd. Skicka synkceller till den origi- nerande sidan innehållande abort- eller prompt-kommando. Synk- cellen skall skickas vid första lämpliga tidpunkt utan att pågående cellöverföring stoppas. 2. SYNK-tillstånd. Skicka anvândarceller, eller skicka synkceller om en synkcell med abort- eller prompt-komando har tagits emot. Om synkceller returneras bör de normalt innehålla styrdatat synk.

Fig. 5 visar schematiskt ett enkelt transaktions-tillstånds- diagram mellan våljarport 502 och väljarkärna 504 för ett möj- ligt synkroniseringsscenario.

Först befinner sig båda sidor i endera av tillstånden SÖK och FÖRSYNK. De skickar följaktligen synkceller med styrdata prompt/abort, pilar 506 resp. 508. Efter ett definierat antal konsekutiva synkceller inträder båda i SYNK-tillståndet. Väl- jarkärnsidan 504 övergår i det visade exemplet till SYNK-till- åståndet, enligt pil 510, före väljarporten. Väljarkärnan svarar därför på synkcellerna med styrdata abort/prompt genom att skicka en synkcell med styrdatat synk, pil 512. Väljarporten 502 övergår nu till SYNK-tillståndet, pil 514. Väljarporten vet att väljarkårnan redan är i SYNK-tillståndet och tillåter därför överföring av anvândarceller, pil 516. Den nu anvándarceller mottagande vâljarkârnan 504 kan i sin tur medge överföring av anvândarceller, pil 518. Länken befinner sig nu i operativt tillstånd på båda sidor och kommer att förbli sådan tills endera sidan inträder i SÖK-tillståndet på grund av att fel detekteras eller övervakningsfunktionen träder i funktion.

I detta exempel påverkas vâljarporten 502 och övergår till SÖK-tillståndet enligt pil S20. Väljarporten skickar nu ut synk- celler med styrdata abort/prompt enligt pil 522. Väljarkärnan 504 måste svara genom att skicka synkceller innehållande styrda- ta SYNK istället för anvåndarceller enligt pil 524. Efter det erfordrade antalet konsekutiva synkceller återtar vàljarporten SYNK-tillståndet, pil 526.

De båda sidorna kan kontrollera varandra under normal drift med avseende på att de verkligen befinner sig i SYNK-tillstån- det. Detta kan ske genom att regelbundet skicka synkceller med styrdatat prompt. Den andra sidan bör inom en förutbestämd tidsram svara med en synkcell med styrdatat synk. Om detta ej 506 540 10 sker kan det antas att den befinner sig i ett slags felaktigt SYNK-tillstånd. Synkroniseringen kan t.ex. vara förlorad men detta upptäcks ej på grund av förekomst av ett korrekt mönster i användarcellerna på de ställen där cellstorleksanalysen sker och detta tillstånd kan föreligga under en längre tidsperiod. Rätt åtgärd om ingen synkcell uppträder i retur är att avsluta sänd- ningen av användarceller och bringa den andra sidan till synkro- nisering. Den beskrivna metoden kan komplettera eller ersätta den tidigare beskrivna övervakningsfunktionen.

En första utföringsform av ett länkstyrsystem enligt upp- finningen skall nu beskrivas i närmare detalj med hänvisning till fig. 6-9.

För att åstadkomma snabb synkronisering är det lämpligt att synkcellen är så liten som möjligt och ändå så stor att den kan innehålla ett mönster, som är osannolikt att påträffa i använ- darcellerna under en oavbruten tidsperiod. Fig. 6 visar ett exempel på utförande av synkcellen. Synkcellens storlek är be- gränsad till två ord 602 resp. 604. Alla koder ges i hexadeci- malformat. Det första ordet 602 innehåller ett synkmönster hex C2F1. Det andra ordet 604 innehåller ett styrdatafält för styr- data SYNK och prompt, vilket senare i detta fall förutsätts ha ersatt abort, en möjlighet som nämnts som alternativ ovan.

Enligt huvudalternativet skulle således styrdatafältet 604 i fig. 6, förutom de två visade styrdata sync och prompt, även kunna innehålla styrdata abort. I fig. 6 indikeras som exempel koderna hex 0100 och hex 0200 för sync resp. prompt, Överföringsriktningen är bit 1 till 16 och ord 1 till 2. Den mest signifikanta biten i ett fält överförs först. Biten längst till höger är minst signifikant. Det angivna synkroniserings- mönstret är endast ett exempel; andra koder kan även användas.

Synkroniseringsmönstret tillsamans med styrkoderna väljs så att startläget för synkcellen kan definieras otvetydigt i en konse- kutiv sekvens av synkceller. Styrkoderna väljs med ett Haming- avstånd av två. Andra koder är tänkbara.

Fig. 7 visar användarcellen såsom innehållande ett antal ord 7021 - 702n. Storleksfältet 704 innehåller koder för olika bestämda storlekar med redundant kodning som medger feldetekte- ring. Metoden är välkänd och kan baseras på Hamming-kod eller liknande. Anvàndarcellen innehåller också två paritetsbitar 706 506 540 11 och 708. Ytterligare detaljer kan hämtas från ovannämnda svenska patentansökan 9402051-8. En kod liknande den för synkcellen är inte tillåten. Om fel uppträder i storleksfältet eller paritets- bitarna hamnar tillståndsmaskinen enligt fig. 4 i SÖK-tillstån- det 412.

Fig. 8 visar ett funktionsblockschema för en länkstyrfunktion av den typ, som översiktligt beskrivits tidigare med hänvisning till fig. 3 och som ingår i varje väljarport och i väljarkárnan.

Liksom i fig. 3 används i fig. 8 beteckningen 206 för länken mellan de båda länkstyrfunktionerna, och beteckningen 304 för strömmen av användarceller till och från lânkstyrfunktionen. I fig. 8 har dock därvid en uppdelning skett så att strömmen av användarceller från länkstyrfunktionen betecknats med 304f och strömen av användarceller till länkstyrfunktionen betecknats med 304t. Länkstyrfunktionen innefattar en serie/parallellomvand- lar- och synkcellinställningsfunktion 802, en cellanalyserings- 'funktion 804, en synktillstàndsmaskin 806, en synkcellinsätt- ningsfunktion 808, en klockgenerator 810 samt en parallell/- serieomvandlare 812. Synktillståndsmaskinens 806 funktion kan tänkas vara enligt fig. 4.

På länken 206 mellan väljarport och väljarkärna överförs i varje riktning en bitströmsignal och en bitklocksignal, indike- erat med pilar 816 och 818 för mottagningsriktningen resp. pilar 820 och 822 för sändningsriktningen. S/P-omvandlar- och synk- cellinställningsfunktionen 802 tar emot bitströmmen 816 och omvandlar den till 16 bitar parallella data, som avges som en ordström 824 till cellanalyseringsfunktionen 804.

Alltid när tillståndet SÖK gäller för synktillstándsmaskinen 806 avger den en söksignal 826 till S/P-omvandlar- och synkcell- inställningsfunktionen 802, som bringar den senare att för varje bitposition söka efter ett synkcellmönster, jfr. fig. 6. När detta mönster påträffats avger funktionen 802 en synköverens- stämelsesignal 828 till synktillståndsmaskinen 806 och en synk- startsignal 830 till cellanalyseringsfunktionen 804. Synköver- ensstämelsesignalen 828 bringar synktillståndsmaskinen 806 till tillståndet FÖRSYNK och avaktiverar söksignalen 826. Synkstart- signalen 830, som endast år aktiv när söksignalen 826 är aktiv, anger till cellanalyseringsfunktionen 804 att en synkcell på- träffats. 506 540 12 S/P-omvandlar- och synkcellinställningsfunktionen 802 övergår nu till parallellmod och klockar av den inkommande bitströmen 816 ord för ord. Varje ord indikeras genom en ordklocksignal 832 till cellanalyseringsfunktionen 804. S/P-omvandlar- och synk- cellinställningsfunktionen 802 avger synköverensstämmelsesigna- len 828 till synktillståndsmaskinen varje gång den identifierar ett synkmönster.

Cellanalyseringsfunktionen 804 innehåller en intern cellstor- leksräknare, ej visad, som den startar när den erhåller synk- startsignalen 830. Räknaren klockas av ordklocksignalen 832. När cellstorleken räknats ner avger cellanalyseringsfunktionen 804 till synktillståndsmaskinen 806 en nycellsignal 834, som indike- rar att en ny cell väntas. Cellanalyseringsfunktionen 804 stude- rar den nya cellen för att se om den har ett accepterat format i storleksfältet. En icke accepterad kod medför utsändning av en felsignal 836 till synktillståndsmaskinen 806. Felsignalen 836 bringar synktillståndsmaskinen 806 till tillståndet SÖK.

Cellanalyseringsfunktionen 804 vidarebefordrar, pilen 304f, de påträffade anvândarcellerna för ytterligare behandling i väljarporten respektive väljarkärnan. En synkcell termineras i cellanalyseringsfunktionen 804. Styrdatat i synkcellen tas ut och om prompt indikeras, jfr. den tidigare beskrivningen i an- slutning till fig. 4 och 5, sänds en promptsignal 840 till synkcellinsättningsfunktionen 808. En okänd styrkod åstadkomer utsändning av felsignalen 836 till synktillståndsmaskinen 806.

Funktionsflödet hos synktillståndsmaskinen 806 framgår av tillståndsdiagramet enligt fig. 4. Följande regler gäller: om synköverensstámmelsesignalen 828 uppträder i tillståndet SÖK bringas den till tillståndet FÖRSYNK. Nycellsignalen 834 till- sammans med synköverensstâmmelsesignalen 828 driver den till tillståndet SYNK efter två på varandra följande synkceller. Om en övervakningsfunktion används, återställs den av varje nycell- signal 834 tillsammans med synköverensståmelsesignalen 828. Ut- lösning av övervakningsfunktionen bringar synktillståndsmaskinen till tillståndet SÖK. Synktillståndsmaskinen 806 avger söksigna- len 826 till S/P-omvandlings- och synkcellinstâllningsfunktionen 802 alltid när den befinner sig i tillståndet SÖK, och en synk- signal 842 till synkcellinsáttningsfunktionen 808 alltid när den är i tillståndet SYNK. 506 540 13 1Synkcellinsättningsfunktionen 808 använder synksignalen 842 för att i en styrkodgenerator 844 generera styrkoden i de ut- gående synkcellerna och för att avge obligatoriska synkceller 846 till en synkcell/användarcell-väljarfunktion 848 när synk- signalen är avaktiverad (vilket indikerar tillståndet SÖK eller FÖRSYNK). I vâljarfunktionen 848 införs en synkcell 846 i en ström 850 av användarceller när promptsignalen 840 uppträder.

Cellströmmen 850 härrör från ett fifo 852, i vilket användar- celler, som inkomer enligt pilen 304t till synkcellinsättnings- funktionen 808, stannas upp när en synkcell insätts i väljar- funktionen 848. Synkcellinsättningsfunktionen 808 använder klockan från klockgeneratorn 810 för att driva sin logik, pil 856.

P/S-omvandlaren 812 tar emot data i ordformat, pil 858, och åstadkomer en seriell bitström, som bildar den utgående bit- strömmen 822, för överföring på länken 206 till väljarporten iresp. väljarkárnan med en hastighet som bestäms, pil 860, av klockgeneratorn 810.

Klockgeneratorn 810 ställer bitklockan och klockar av bit- strömblocken 822 i den utgående riktningen. Klockgeneratorn 810 skulle kunna använda den inkommande bitklocksignalen 818 för att erhålla sama hastighet i båda riktningarna, såsom indikeras med en streckad linje 862. I detta fall måste den andra sidan vara klockmaster och generera klockan medan sidan, som använder den inkomande bitklocksignalen 818 för att klocka av den utgående bitströmmen 822 är slav. Slaven behöver i så fall ej sända med klocksignalen 820 på länken 206.

Fig. 9 visar S/P-omvandlings- och synkcellinstâllningsfunk- tionen 802 mera i detalj. Närmare bestämt visas den såsom upp- delad i en serie/parallell-omvandlare 902 och en synkcellin- stâllningsfunktion 904, varvid intern logik tydliggörs.

Serie/parallell-omvandlaren 902 innehåller ett 16-bit skift- register 906 och ett 16-bit register 908. Styrt av bitklocksig- nalen 818 omvandlar 16-bit skiftregistret 906 den inkommande bitströmmen till ett 16-bit parallellformat 910. Såsom kommer att framgå närmare nedan klockas 16-bitregistret normalt av en instállningsklocksignal 912 för var 16:e bitklockpuls för att komplettera serie/parallellomvandlingen, och för varje bitklock- puls under sökning efter synkmönstret. 506 540 14 Synkcellinställningsfunktionen 904 innehåller en jämförelse- funktion 913, en i form av en 4-bit räknare utförd bitklock- delare 914, och en multiplexor 916 med viss kombinatorisk logik.

Jämförelsefunktionen 913 är ansluten till registrets 908 utgång för avkänning, pil 918, av när hexadecimalmönstret C2F1 upp- träder i ordströmen 824. När så är fallet avger jämförelsefunk- tionen 913 synköverensstämelsesignalen 828, nedan även benämnd lika-signal, till synktillståndsmaskinen 806, jfr. fig. 8. Synk- överensstämmelsesignalen 828 multiplicerad med söksignalen 826 bildar synkstartsignalen 830. Detta symboliseras med en OCH- funktion 920, vars båda ingångar är anslutna för mottagning av synköverensstämmelsesignalen 828 resp. söksignalen 826, och på vars utgång synkstartsignalen 830 avges när både synköverens- stämelsesignalen och söksignalen uppträder.

Den inverterade synköverensstämmelsesignalen 828 multiplice- rad med söksignalen 826 styr multiplexorn 916. Detta symbolise- ras med en OCH-funktion 922 med en ingång ansluten för mottag- ning av söksignalen 826 och en inverterande ingång ansluten för mottagning av synköverensstämmelsesignalen 828. OCH-funktionens 922 utgång 924 är anluten för styrning av multiplexorn 916.

Multiplexorn 916 är ansluten för mottagning av bitklocksignalen 818 och en utsignal 928 på utgången av en OCH-grind 929, vars ingångar tar emot varsin av de fyra på räknarens 914 utgångar uppträdande bitarna. När söksignalen 826 men ej synköverens- stämmelsesignalen 828 uppträder, dvs. OCH-funktionens 922 utgång 924 går hög, väljs bitklocksignalen 818 av multiplexorn 916 som inställningsklocksignal på registrets 908 klockingång 912. När både söksignalen 826 och synköverensstämmelsesignalen 828 upp- träder, dvs. OCH-funktionens 922 utgång blir låg, väljs den från bitklockdelaren 914 härledda signalen 928 som inställningsklock- signal. Denna härledda klocksignal är aktiv var 16:e-del av tiden.

Bitklockdelarens 914 4-bit räknare räknar upp ett steg för varje bitklockpuls. De på bitklockdelarens 914 fyra utgångar uppträdande bitarna indikeras med b0, bl, b2 och b3. Den mest signifikanta biten b3 används som ordklocksignalen 832. Bit- klockdelaren 914 har en återställningsingång 932 ansluten till OCH-funktionens 922 utgång 924. Bitklockdelaren återställs när utgången 924 går hög på grund av avsaknad av signalen synköver- 506 540 15 ensstämelse 828 pä OCH-funktionens 922 inverterande ingång, dvs. när bitklocksignalen 818 väljs som inställningsklocksignal.

När synkmönstret påträffats, dvs. utgången 924 gär låg på grund av att synköverensstämmelsesignalen 828 uppträder pá OCH-funk- tionens 922 inverterande ingång börjar bitklockdelaren 932 räkna, med omstart efter 16 steg.

Ett ytterligare exempel på en tillståndsmaskin och ett transaktionsövergångsdiagram mellan väljarport och väljarkärna för ett möjligt synkroniserings- och återsynkroniseringsscenario enligt denna tillståndsmaskin komer nu att beskrivas närmare med hänvisning till fig. 10 och 11.

I det aktuella exemplet skall nedan angivna tillstànd och motsvarande koder överföras och på den mottagande sidan resulte- ra i de samtidigt angivna åtgärderna: 1 - SYNK. Indikerar till den mottagande sidan att den origi- nerande sidan befinner sig i SYNK-tillstånd. 2 - FÖRSYNK. Informerar den mottagande sidan att den origine- rande sidan befinner sig i FÖRSYNK-tillstånd och önskar en synkroniseringscell i retur vid första lämpliga tidpunkt. Den returnerade synkroniseringscellen skall införas i den normala cellströmmen sà att den förorsakar så lite störning av normal drift som möjligt.

Fig. 10 visar synktillståndsdiagrammet för en sida.

De inkommande synkroniseringscellerna från lânkens motsatta sida jämförs med det förutbestämda mönstret för synkroniserings- celler. I FÖRSYNK-tillståndet 1002 och efter tre konsekutiva synkroniseringsceller inträder enligt pil 1004 SYNK-tillståndet 1006. I SYNK-tillståndet 1006 kan användarceller börja strömma.

Användarcellen innehåller information om sin storlek, som an- vänds för att vidmakthålla cellsynkroniseringen i SYNK-till- ståndet. Ett detekterat fel i användarcellerna bringar direkt synktillståndsmakinen till FÖRSYNK-tillståndet 1002 enligt pil 1008.

För att uppnå snabb synkronisering och hälla länken i operativt tillstånd krävs det att den motsatta sidans tillstånd kan överföras i synkroniseringscellerna. Tillstånden anges i synkroniseringscellspecifikationen.

Följande synkroniseringscellövergángsregler gäller för synktillständsmaskinen: 506 540 16 1 - I FÖRSYNK-tillståndet. Skicka synkroniseringsceller till den motsatta sidan med indikering om FÖRSYNK-tillstånd. Väljar- kärnan skall avsluta en pågående överföring av användarceller mot väljarporten. Väljarporten tillåts avbryta eller avsluta en pågående överföring mot vâljarkärnan. 2 - I SYNK-tillståndet. Tillåt överföring av anvândarceller.

Mottagna synkroniseringsceller, som indikerar FÖRSYNK-tillstånd skall leda till en motsvarande synkroniseringscell efter det den pågående överföringen av användarceller fullbordats. 3 - Konsekutiva synkroniseringsceller som anger FöRSYNK-till- stånd skall motsvaras av en konsekutiv ström av synkroniserings- celler efter den tillåtna inledande fördröjningen som förorsakas av pågående överföring av en användarcell. 4 - Väljarporten skall skicka synkroniseringsceller, som simulerar tillståndet FÖRSYNK, på regelbunden grundval, för att i tillståndet SYNK verifiera att vâljarkärnan befinner sig i sant synktillstånd. A I fig. 11 befinner sig först båda sidor i FÖRSYNK-tillstånd.

Följaktligen sänder de synkroniseringsceller, allmänt indikerade med 1102, med tillståndet FÖRSYNK. Efter det definierade antalet konsekutiva synkroniseringsceller inträder de båda sidorna i SYNK-tillståndet, vilket kan inträffa vid olika tidpunkter. I det i figuren visade exemplet inträder vâljarkärnan 1104 först i SYNK-tillståndet, pil 1106, före vâljarporten 1108. Väljarkärnan 1104 svarar därför på sina tre mottagna, tillståndet FÖRSYNK indikerande synkroniseringsceller genom att sända, pil 1110, en synkroniseringscell indikerande tillståndet SYNK för varje mottagen synkroniseringscell, som anger tillståndet FÖRSYNK, Efter åtminstone tre konsekutiva synkroniseringsceller 1102, som utsänts av vâljarkärnan 1104, övergår váljarporten 1108 till SYNK-tillståndet, pil 1112. Våljarporten 1108 börjar nu sända användarceller, pil 1114, eftersom inga synkroniseringsceller med tillståndet FÖRSYNK komer från vâljarkärnan 1104. Den nu användarceller mottagande vâljarkärnan 1104 kan i sin tur medge utsändning av användarceller, pil 1116. Länken är nu i drift på båda sidor och komer att förbli så tills endera sidan inträder i FÖRSYNK-tillståndet på grund av något detekterat fel.

I detta exempel detekterar väljarporten 1108 ett fel i en mottagen användarcell, pil 1118, och övergår, pil 1120, till 506 540 17 FÖRSYNK-tillståndet. Väljarporten 1108 utsänder nu synkronise- ringsceller med tillståndet FÖRSYNK, pil 1122. Väljarkärnan 1104 måste nu svara, pil 1124, genom att utsända synkroniseringscel- ler indikerande tillståndet SYNK, pil 1126, istället för an- våndarceller. Efter det erfordrade antalet synkroniseringsceller återtar, pil 1128, våljarporten 1108 SYNK-tillståndet. Därefter återgår de båda sidorna till att sända användarceller till varandra, dubbelpil 1130.

Motsvarande förlopp då Väljarkärnan 1104 detekterar ett fel i en mottagen användarcell, pil 1132, anges även. Den övergår, pil 1134, till FÖRSYNK-tillståndet och utsänder synkroniserings- celler indikerande tillståndet FÖRSYNK, pil 1136. Väljarporten 1108 måste nu svara, pil 1138, genom att utsända synkronise- ringsceller indikerande tillståndet SYNK, pil 1140, istället för anvândarceller. Efter det erfordrade antalet synkroniseringscel- ler återtar, pil 1142, vâljarkårnan 1104 synkroniseringstill- Iståndet. Därefter återgår de båda sidorna till att sända an- vândarceller till varandra enligt dubbelpil 1144.

Teoretiskt finns det en liten sannolikhet att våljarkärnan övergår till ett falskt SYNK-tillstånd. Detta innebär att syn- kroniseringen är förlorad, men ej detekteras. Orsaken kan vara ett korrekt synkroniseringsmönster i anvândarcellerna eller ett felaktigt användarcellhuvud. Denna situation skulle teoretiskt kunna sträcka sig över en lång tidsperiod. För att ta hand om en sådan situation kan väljarportsidan 1108 under normal drift kontrollera att väljarkärnan 1104 verkligen befinner sig i SYNK- tillståndet genom att regelbundet utsânda synkroniseringsceller, pil 1146, simulerande tillståndet FÖRSYNK. Väljarkärnan 1104 skall inom en given tidsperiod, efter pågående anvândarcell- överföring, svara, pil 1148, med en synkroniseringscell med tillståndet SYNK, pil 1150. Om detta ej sker kan det antas att vâljarkärnan befinner sig i något slags falskt SYNK-tillstånd.

Om ingen synkroniseringscell returneras avslutas sändningen av användarceller och väljarportsidan tvingas till synkronism.

Väljarporten kan under normal drift även försäkra sig om att dess egen terminerande sida befinner sig i verkligt SYNK-till- stånd genom att helt enkelt hålla synkroniseringscellerna i det simnlerade tillståndet FÖRSYNK under en tidsperiod motsvarande åtminstone den längsta användarcelltypen. 506 540 18 Med hänvisning till fig. 12-15 skall nu en närmare beskriv- ning ges av en modifikation av en del av lânkstyrfunktionen enligt fig. 8 och 9. Följande egenskaper och åtgärder är bl.a. gemensamma med denna tidigare utföringsform. En inkommande seriell bitström skall synkroniseras, varvid de seriella data omvandlas till 16-bit parallella data, och under synkronise- ringsprocessen inställning sker av data till korrekta cellgrán- ser. Den inkomande klockhastigheten delas ned till klockhastig- heten hos den (de) i väljarkärnan använda klocksignalen (-signa- lerna). I den utgående riktningen, mot väljarporten, omvandlas de utgående 16-bit parallella data till en seriell bitström.

I fig. 13 har samma eller motsvarande delar som i fig. 8 och 9 givits sama hänvisningsbeteckningar.

Såsom komer att framgå bygger utföringsformen enligt fig. 12-15 på insikten att snabbast möjliga cellsynkronisering med användning av minsta möjliga mängd chip-area kan uppnås genom att använda endast en 16-bit komparator 913 och göra synkronise- ringsmönsterjämförelser varje klockcykel. Komparatorn 913 jämför 16-bit data från serie/parallell-omvandlaren 908 med mönstret som skall ingå i de första 16 bitarna av synkroniseringscellen.

Synkroniseringstillståndsmaskinen 806 håller, med hänvisning till fig. 12, reda på det gällande av fyra synkroniseringstill- stånd, nämligen SÖK 1202, första FÖRSYNK 1204, andra FÖRSYNK 1206 och SYNK 1208.

I SÖK-tillståndet 1202 är länksynkroniseringsprocessen aktiv.

När komparatorn 913 indikerar en mönsterlikhet övergår processen till det första FÖRSYNK-tillståndet 1204, pil 1210. Efter tre konsekutiva mönsterlikheter uppnås, pilar 1212 och 1214, SYNK- tillståndet 1208 och normal drift kan börja.

I cillscànden sYNK 1208 och FöRsYNK 1204/1206 laddas utgångs- registret 908 i serie/parallell-omvandlaren 902 endast var 16:e databitcykel, så att sålunda ett fullständigt nytt 16-bit ord ges efter var 16:e databit. Under synkroniseringsprocessen skall däremot registret 908 istället klockas varje klockcykel (av dataklockan 818 från väljarporten). Som resultat skiftas bitarna i den inkommande seriedataströmmen 816 två bitpositioner för varje dataklockcykel (två bitar på grund av att data från väl- jarporten ändras på båda klockflankerna), med en ny bit i bit- position 0 resp. bitposition 1. Under varje klockcykel söker 506 540 19 komparatorn 913 av den utgående ordströmmen efter synkronise- ringsmönstret. Vid mönsterlikhet avges signalen 828, som startar normal drift av synkroniseringsenheten. Detta innebär att re- gistret 908 stoppas från att laddas varje klockcykel, en över- gång till det första FÖRSYNK-tillståndet 1204 sker enligt pilen 1210, och klockdelaren 914 som är återställd under länksynkro- niseringsprocessen börjar räkna från 0 upp till 15. Om även nästa cell är en synkroniseringscell uppnås det andra FÖRSYNK- tillståndet 1206 enligt pilen 1212, annars sker återgång till SÖK-tillståndet 1202 enligt pil 1216 och lånksynkroniseringspro- cessen börjar om. Efter tre konsekutiva synkroniseringsmönster- likheter övergår processen till tillståndet SYNK 1208, pil 1214, annars sker återgång till SÖK-tillståndet 1202 enligt pil 1218 och lânksynkroniseringsprocessen börjar om. Återgång till SÖK- tillståndet 1202 från SYNK-tillståndet 1208 sker när cellanaly- seringsenheten 804 indikerar att ett paritetsfel eller något 'annat fel har detekterats i en cell.

Med den beskrivna synkroniseringsmetoden kommer alla 16 möjliga bitpositioner i en cell att ha provats som startpositio- ner inom en cellcykel. Endast de 16 bitarna på den positiva flanken av dataklockan testas.

Cellsynkroniseringsenheten enligt fig. 13 utnyttjar båda klockflankerna hos dataklockan från väljarporten. Den första biten av varje från väljarporten mottagen användarcell skall uppträda på den positiva klockflanken.

Klockdelaren 914 utgöres av en 4-bit räknare som används för att generera de olika klocksignaler som används i väljarkårnan.

Uppråkning sker på den ledande flanken av dataklocksignalen 818, men endast om återställningssignalen på återstâllningsingången 932 ej ar aktiv. I FöRsYNK- och sYNK-ciilscànden 1204/1206 resp. 1208 räknar räknaren 914 från 0 upp till 15 och börjar därefter om från 0 igen. Under SÖK-tillståndet 1202 aktiveras återställ- ningsingången 932. Synkron räkning/återstállning sker på den ledande kanten av dataklockan 818.

Synktillståndsmaskinen 806 innehåller en tvåbitsräknare 1302, som på sin râkneingång 1304 mottager bit 2 från klockdelaren 914 och håller reda på det aktuella synkroniseringstillståndet_ Såsom även markeras i fig. 12 innebär 00 SÖK-tillstånd, 01 första FÖRSYNK-tillstånd, 10 andra FÖRSYNK-tillstånd, och 11 5Û6 540 20 SYNK-tillstånd. De fyra tillstånden indikeras på utgången av råknaren 1302 i fig. 12 med =0, =1, =2 resp. =3. Synkron upp- räkning sker på bakflanken av klocksignalen när räkningen akti- veras av att en aktiveringsingång 1306 är hög. Synkron åter- stállning sker på bakflanken av klocksignalen om en återställ- ningsingång 1308 aktiveras.

Uppräkning aktiveras när: - SÖK-tillstånd 1202 föreligger och en lika-signal 828 före- ligger från komparatorn 913 på aktiveringsingången 1306, - FÖRSYNK-tillstånd föreligger och lika-signal 828 uppträder på aktiveringsingången 1306 under det första ordet av en ny cell. Ãterställning aktiveras när: - SYNK-tillstånd 1208 föreligger och en felindikering 836 erhålles från cellanalysatorn 804, - FÖRSYNK-tillstånd föreligger och lika-signal 828 ej erhålls från komparatorn 913 under det första ordet hos en cell.

Närmare detaljer av hur de ovan översiktligt beskrivna funktionerna hos synktillståndsmaskinen uppnås, inses av fack- mannen med hjälp av de i fig. 13 vid 1310, 1312 och 1314 mera detaljerat visade logikblocken och deras inbördes och yttre anslutningar, de senare med från fig. 8 införda hänvisningsbe- teckningar.

Serie/parallell-omvandlaren 902 omvandlar den seriella bit- strömmen till 16-bit parallella data. Den består av två 8-bit skiftregister 906.1 och 906.2, och ett 16-bit register 908.

Skiftregistret 906.1 klockas på den ledande flanken av bit- klockan 818, skiftregistret 906.2 klockas på bakre flanken.

Resultatet blir att vart och ett av skiftregistren 906.1 och 906 2 klockas varannan bitcykel. Detta innebär att när sexton bitar mottagits befinner sig bitarna 1, 3 ..._ 15 i registret 906.1 och bitarna 2, 4 _... 16 i registret 906.2 (bit 1 mottages först, bit 16 sist). Den första biten, dvs. bit 1, skall motta- gas på positiv flank av bitklockan 818.

Efter det sexton bitar mottagits laddas 16-bitregistret 908.

Synkron laddning sker på den ledande flanken av bitklocksignalen 818 på en klockingång 1316 om laddningsingången 912 aktiveras.

Laddningsingången 912 skall aktiveras via logikfunktionen 916 varje gång klockdelaren 914 uppvisar värdet 7, eller om SÖK- 506 540 21 tillstånd föreligger enligt OCH-grindens 922 utgång. 16-bit in- gångsdata till registret 908 väljs från de 2 x 8 bitar parallel- la utgångsdata från skiftregistren 906.1, 906.2 på sådant sätt att bitpositionerna 1, 3 ... 15 väljs från 906.1 och bitpositio- nerna 2, 4 ... 16 från 906.2.

Förutom den inverterande ingången för signalen 828 från komparatorn 913 och ingången för signalen 826, har OCH-grinden 922 också en inverterande ingång för en användarcellsignal 1318 från synkcellgeneratorn 844. Denna signal 1318 indikerar att en användarcell håller på att överföras till väljarporten. När ett fel har uppkommit och en ändring till SÖK-tillståndet skett, kommer återsynkroniseringsprocessen ej att börja förrän cell- överföringen till väljarporten är slutförd.

Parallell/serieomvandlaren 812 omvandlar 16-bit parallella utdata till den seriella bitströmen 822 mot väljarporten. Den består av två 8-bit skiftregister 812.1 och 812.2 och en multi- Aplexor 1320. Båda skiftregistren 812.1 och 812.2 laddas på samma gång av bitklocksignalen 818 på klockingångar 1322 resp. 1324 om laddningsingångar 1326 resp. 1328 från klockdelarens 914 utgång 928 aktiveras. Laddningsingången skall aktiveras varje gång 4- bit räknaren 914 har värdet 7 eller 15, på sin utgång, som enligt ovan även är ansluten till laddningsingångarna 1326 och 1328. Bitarna 1, 3 ... 15 av de 16 bitar parallella utgångsdata laddas in i 812.1, bitarna 2, 4 ... 16 laddas in i 812.2. Båda skiftregistren 812.1 och 812.2 klockas (skiftas) på den ledande flanken av bitklockan 818, vilket innebär att de endast skiftas varannan bitcykel. Ingen skiftning sker om laddningsingàngen 1326 resp. 1328 är aktiverad.

Multiplexorn 1320 använder bitklockan vid 1330 för att välja mellan utgångarna från de två skiftregistren 812.1 och 812.2. Om bitklockan =1 väljs 812.1, om bitklockan =0 väljs 812.2. Resul- tatet blir att efter laddning av de 16 bitar utdata, kommer den första biten 1 att sändas till väljarporten, därpå bit 2, varpå skiftregistren skiftar data, och bit 3 sänds, därpå bit 4, osv.

Väljarblocket 913 jämför de parallella indata med det förut- bestämda mönstret hos de första 16 bitarna i synkroniseringscel- len (hex'C2F1'). När mönstret passar utsänds lika-signalen 828.

Tidsdiagramen i fig. 14 och 15 visar tidsstyrningen under 1änksynkroniseringsprocessen. 506 540 22 I fig. 14 visar rad: 1 bitklocksignalen 818, 2 data ut från registret 906.1, 3 data ut från registret 906.2. 4 aktiveringssignalen in på laddningsingången 912 hos 16-bit registret 908, 5 parallelldata 824 ut från registret 908, lika-signalen 828, synktillståndssignalen 842 från synktillståndsmaskinen 806, räknarsignalen 928 från 4-bitsrâknaren 914, bit-2 signalen 1304 från 4-bitsrâknaren 914 in på râknarens UJKDQON 1302 räkneingång.

Det framgår av raderna 1-3 i fig. 14 hur skiftregistren 906.1 och 906.2 skiftar på varje positiv klockflank 1402 resp. negativ klockflank 1404 av signalen 818. Först befinner sig synkronise- ringsenheten i SÖK-tillståndet 1202 (fig. 12), markerat vid 1406 på rad sju i diagrammet, och därför laddas registret 908 på varje positiv klockflank. Varje klockcykel avsöker jämförelse- kretsen 913 parallelldata 824 för att hitta synkroniserings- mönstret hex'C2F1'. Efter några klockcykler påträffas mönstret, vid 1408 på rad 5, vilket indikeras genom att lika-signalen 828 uppträder på rad sex i diagrammet, vid 1410. Början av lika- signalen 828 är skuggad, vid 1412, för att indikera att det tar viss tid att göra jämförelsen och för att hindra registret 908 från att laddas under nästa klockcykel igen. Fördröjningen måste vara mindre än en dataklockcykel. När lika-signalen 828 har uppkommit börjar râknaren 914 att räkna, vid 1414 på rad 8.

Synkroniseringstillståndet FÖRSYNK uppträder, markerat vid 1416 på rad 7, när 4-bit râknaren 914 har värdet 7 på sin utgång 928.

Efter tre konsekutiva synkceller kommer övergång till synkro- niseringstillstàndet att ske, såsom beskrivs nedan med hänvis- ning till fig. 15.

Fig. 15 visar vad som inträffar om ett fel i en cell har detekterats av cellanalyseringsfunktionen 804. I figuren anger rad: signalen 912 in på registrets 908 laddningsingång 1316, ordströmen 824 ut från registret 908, ordklockan 832, dvs. bit 3 ut från klockdelaren 914, felsignalen 836 från cellanalyseringsfunktionen 804 till »bb-IMF 506 540 23 synktillståndsmaskinen 806, 5 synktillståndssignalen 842 från synktillståndsmaskinen 806 till synkcellinföringsblocket 808, 6 användarcellsignalen 1318 från synkcellgeneratorn 844, 7 lika-signalen 828 från jâmförelsefunktionen 913.

När ett fel i en cell har detekterats av cellanalyserings- funktionen 804, jfr. rad 4 vid 1502, sker en övergång till SÖK- tillståndet, jfr. rad 5 vid 1504. På grund av att den pågående användarcellsignalen 1318 från synkcellgeneratorn 844 indikerar att en cell för tillfället överförs till väljarporten, startar synkroniseringsprocessen ej omedelbart. Först när den pågående användarcellsignalen 1318 upphör, indikerat vid 1506 på rad 6, och därmed skiftregistret 908 erhåller laddningssignalen 912 på sin laddningsingång, markerat vid 1508, påbörjas sökningen efter synkronisering. På rad 2 framgår detta av det snabbt föränderli- ga förloppet vid 1510 hos signalen 824. I detta fall tar det 16 'bitklockcykler innan lika-signalen 828 indikerar, vid 1512 på rad 7, att mönstret vid 1514 på rad 2 passar. Övergång till tillståndet FÖRSYNK sker vid 1516 på rad 5. Efter de tre konse- kutiva lika-signalerna 1512, 1518, 1520 sker övergång till synkroniseringstillståndet SYNK, vid 1522, rad 5.

Fördröjningarna genom i fig. 13 ingående grindar är mycket kritiska under synkroniseringsprocessen. Om en datahastighet av 200 Mbit/s används år varje klockperiod endast 10 ns lång.

Sökningen efter synkroniseringsmönstret och stoppandet av ladd- ningsaktiveringssignalen 912 till registret 908 och återställ- ningssignalen 932 till klockdelaren 914 måste ske på mindre än denna tid.

Fördröjningen för en grind är approximativt 0,3 ns. Antalet grindnivåer från ingången hos komparatorn 913 till registrets 908 laddningsingång 912 och återstållningsingången 932 hos klockdelaren 914 är omkring 5-6, vilket innebär mindre än 1,8 ns.

Den ovan beskrivna cellsynkroniseringen enligt uppfin- ningen krävs på grund av att cellklockan ej överföres. Lånkstyr- ningen skulle förmodligen till en stor del kunna undvikas om en klocka, som anger start för varje ny cell signalerades över länken på båda sidor. Det är emellertid ett önskemål att vid en cellbaserad väljare väljarkärnan skall kunna framställas i ett 506 540 24 chip, där varje stift dock innebär en kostnad. Genom användning av den ovan beskrivna metoden enligt uppfinningen, innefattande att väljarkärnan görs till klockslav, krävs endast hälften av stiften för en länk.

Claims (22)

506 540 25 ,Pat§ntkrav.

1. System för att i ett dataöverföringssystem synkronisera överföring av data i form av en bitström (816) mellan funktio- nella entiteter (202,204) via en dubbelriktad länk (206), varvid varje funktionell entitet har organ för att anbringa från an- vändare inkomande data, som skall överföras på länken, i an- vändarceller, hos vilka antalet databitar beror av respektive användardatas storlek, kännetecknat av en i varje funktionell entitet ingående länk- styrfunktion (302,306) med funktioner för att inleda och styra överföringen av data på länken med hjälp av synkceller, vilka utväxlas mellan länkstyrfunktionerna, och vardera innehåller dels identifieringsinformation (602), med vars hjälp synkcellen kan identifieras, och dels styrdata (604), som av varje länk- styrfunktion kan bibringas värden, som medger ömsesidig kontroll av att synkronism föreligger, eller ett värde, som i ett drift- 'tillstånd på länken, som uppfattas såsom innebärande förlust av synkronism, bringar de båda länkstyrfunktionerna att vidtaga åtgärder för återuppráttande av synkronism, vilka funktioner innefattar en utgångsfunktion mot länken med en synkcellinsättnings- funktion (808), som mottager en ström (304t) av användarceller och i denna infogar synkceller, och en första omvandlingsfunk- tion (812), som mottager den resulterande, av användarceller och synkceller bestående strömen och omvandlar denna till en bit- strömsignal, som klockas med en 1-bit klocksignal ut på länken, en ingångsfunktion från länken, som innefattar en andra omvandlingsfunktion (902), som mottager en från länken inkomman- de bitströmsignal och omvandlar denna till ett n-bit parallell- format, som normalt klockas ut för var nzte bit med en n-bit klocksignal från ingàngsfunktionen, en jämförelsefunktion (913) ansluten för att i n-bit paral- lellformatet söka och identifiera identifieringsinformationen hos en synkcell, och när den påträffas avge en bekräftelsesignal (828), en klockningsfunktion för att möjliggöra utklockning för varje bit med en 1-bit klocksignal av n-bit parallellformatet från ingàngsfunktionen, en synktillståndsmaskin (806), som mottager bekräftelsesigna- 506 540 26 len (828) för att styra övergången från klockning av n-bit parallellformatet med n-bit klocksignalen till klockning med 1- bit klocksignalen.

2. System enligt krav 1, kännetecknat av en cellanalyse- ringsfunktion (804), som mottager n-bit parallellformatet och analyserar och identifierar i detta ingående användarceller och avger en felsignal (836) till synktillstándsmaskinen (806) vid detektering av fel hos en användarcell, vilken felsignal lika- ledes används av synktillstándsmaskinen (806) för nämnda styr- ning.

3. System enligt krav 1 eller 2, kännetecknat av att synk- tillståndsmaskinen har ett SÖK-tillstånd, i vilket på grund av avsaknad av bekräftelsesignalen (828) den avger en söksignal (826), som så länge den uppträder medför klockning av n-bit parallellformatet med 1-bit klocksignalen.

4. System enligt krav 2 och 3, kännetecknat av att SÖK- tillståndet med avgivande av söksignalen även uppträder när synktillstándsmaskinen mottager felsignalen (836).

5. System enligt krav 3 eller 4, kännetecknat av funktio- nalitet för att undersöka om överföring av användarceller pågår, och om så är fallet avge en användarcellsignal (1318), vars frånvaro utgör en ytterligare förutsättning för klockning av n- bit parallellformatet med 1-bit klocksignalen.

6. System enligt krav 5, kännetecknat av en första logisk krets (922) med en ingång för mottagning av söksignalen (826), en ingång för mottagning av bekräftelsesigna- len (828), och en ingång för mottagning av användarcellsignalen (1318), och vars utgång (924) antar ett sökvärde motsvarande SÖK-tillståndet när söksignalen uppträder vid avsaknad av be- kräftelsesignalen och användarcellsignalen, en krets (914) för generering av n-bit klockningssignalen, en andra logisk krets (916) med en ingång ansluten till den första logiska kretsens (922) utgång (924) och en ingång an- sluten till utgången hos nämnda krets (914) för generering av n- bit klockningssignalen, och vars utgång (912) är ansluten till klockningsfunktionen för att när sökvärdet uppträder på den första logiska kretsens (922) utgång bringa klockningsfunktionen att klocka ut n-bit parallellformatet med 1-bit klocksignalen.

7. System enligt något av krav 1-6, kännetecknat av att 506 540 27 ingångsfunktionen innefattar en serie/parallell-omvandlare be- stående av två parallella n/2-bit skiftregister (906 1,906.2), i vilka varannan bit av bitströmsignalen inklockas på varsin flank av 1-bit klocksignalen, och vilkas utgångar är anslutna till ingången hos ett n-bit register (908), vilket har en laddnings- ingång ansluten till den andra logiska kretsens (916) utgång (912) och i vilket inklockning sker med n-bit klocksignalen eller 1-bit klocksignalen.

8. System enligt krav 7, kännetecknat av att utgångsfunk- tionen innefattar en parallell/serieomvandlare bestående av två parallella n/2-bit skiftregister (812.1,812.2) i vilka varannan bit av användarcell- och synkcellströmmen inklockas på en flank av dataklocksignalen, och vilkas utgångar är anslutna till en av 1-bit klocksignalen styrd multiplexor (1320), vars utgång (822) är ansluten till länken.

9. System enligt något av krav 6-8, kännetecknat av att 'kretsen för generering av n-bit klocksignalen utgöres av en n/4- bit klockdelare (914), som har en klockingång för mottagning av 1-bit klocksignalen och en àterställningsingång (932) ansluten till utgången (924) från den första logiska kretsen (922).

10. System enligt krav 8 och 9, kännetecknat av att klock- delarens (914) utgång, som är ansluten till en ingång hos den andra logiska kretsen (916), även är ansluten till en laddnings- ingång (1326,1328) hos vardera av de i parallell/serieomvand- laren ingående n/2-bit skiftregistren (812.1,812.2).

11. System enligt något av krav 3-10, kännetecknat av att tillståndsmaskinen även har ett FÖRSYNK-tillstånd, vilket styrt av ett första styrdata hos en synkcell inleds med att i SÖK-tillståndet en bekräftelse- signal (828) uppträtt, och i vilket klockning av n-bit paral- lellformatet sker med n-bit klocksignalen, och jämförelsefunk- tionen (913) undersöker ett förutbestämt antal därefter inkom- mande konsekutiva synkceller, varvid om bekräftelsesignalen uteblir innan det förutbestämda antalet synkceller undersökts, återgång sker till SÖK-tillståndet, och ett SYNK-tillstånd, vilket styrt av ett andra styrdata hos en synkcell inleds med att i FÖRSYNK-tillståndet bekräftelsesignal (828) erhållits för alla av det förutbestämda antalet synkcel- ler, och i vilket överföring av data på länken medges under 506 540 28 övervakning av data med avseende på fel, varvid om fel påträffas övergång till SÖK-tillståndet sker.

12. Sätt att i en cellbaserad väljare synkronisera överföring av användarceller, hos vilka antal databitar beror av respektive användardatas storlek, mellan väljarportar och väljarkärna via en dubbelriktad länk, kännetecknat av att överföringen av data pà länken inleds och övervakas med hjälp av synkceller, vilka utväxlas mellan de funktionella entiteterna, och vardera in- nehåller dels ett synkroniseringsmönster, med vars hjälp synk- cellen kan identifieras, och dels styrdata, som av de funktio- nella entiteterna kan bibringas värden, som medger ömsesidig kontroll av att synkronism föreligger, eller ett värde, som i ett drifttillstànd på länken, som uppfattas såsom innebärande förlust av synkronism, bringar de funktionella entiteterna att vidtaga åtgärder för återupprättande av synkronism.

13. Sätt enligt krav 12, kännetecknat av att inledning av dubbelriktad överföring av data föregås av att de funktionella entiteterna skickar ett förutbestämt antal konsekutiva synk- celler till varandra, vilkas styrdata innebär en uppmaning till retur av synkcell, vars styrdata har ett värde, som bekräftar förekomst av synkronism.

14. Sätt enligt krav 13, kännetecknat av att överföringen av data påbörjas efter det att de funktionella entiteterna vardera svarat på den sista av det respektive förutbestämda antalet synkceller genom att skicka den önskade synkcellen i retur.

15. Sätt enligt något krav 12-14, kännetecknat av att den ömsesidiga kontrollen av att synkronism föreligger sker genom att de funktionella entiteterna regelbundet skickar synkceller till varandra, vilkas styrdata innebär en uppmaning till retur av synkcell, vars styrdata har ett värde, som bekräftar före- komsten av synkronism.

16. Sätt enligt något av krav 12-15, kännetecknat av att värdet, som bringar de funktionella entiteterna att vidtaga åtgärder för återupprättande av synkronism, ingår i ett förutbe- stämt antal synkceller, som skickas av den funktionella entitet, som detekterat förlust av synkronism, och innebär en uppmaning till retur av synkcell, vars styrdata har ett värde, som be- kräftar förekomst av synkronism.

17. Sätt enligt något av krav 12-15, kånnetecknat av att 506 540 29 värdet, som bringar de funktionella entiteterna att vidtaga åtgärder för återupprättande av synkronism, ingår i ett förutbe- stämt antal synkceller, som skickas av den funktionella entitet, som detekterat förlust av synkronism, och innebär en uppmaning till den andra funktionella entiteten att bryta överföringen av data och skicka en synkcell, vars styrdata har ett värde, som bekräftar förekomst av synkronism.

18. Sätt enligt krav 16 eller 17, kännetecknat av att över- föring av data påbörjas på nytt från den funktionella entiteten, som detekterat förlust av synkronism, efter det att den andra funktionella entiteten svarat på den sista av det förutbestämda antalet synkceller genom att skicka den önskade synkcellen i retur.

19. System för att i en cellbaserad väljare synkronisera överföring av anvándarceller, hos vilka antalet databitar beror av respektive anvàndardatas storlek, mellan funktionella entite- 'ter via en dubbelriktad länk, kännetecknat av en i varje funk- tionell entitet ingående länkstyrfunktion som innehåller funk- tioner för att inleda och styra överföringen av data på länken med hjälp av synkceller, vilka utväxlas mellan länkstyrfunk- tionerna styrt av en synktillståndsmaskin, som har tre till- stånd, nämligen ett SÖK-tillstånd, i vilket länkstyrfunktionen bringas att undersöka en från länken inkommande synkcell för att fastställa huruvida den överensstämmer med ett förutbestämt mönster för synkceller, ett FöRsYNK-tillstánd, vilket föregås av att i SÖK-till- ståndet en synkcell med överensstämmelse med det förutbestämda mönstret påträffats, och i vilket länkstyrfunktionen bringas att undersöka ett förutbestämt antal därefter inkomande konsekutiva synkceller för att fastställa huruvida de överensstämer med det förutbestämda mönstret, varvid om detta ej är fallet återgång sker till SÖK-tillståndet, ett SYNK-tillstånd, vilket föregås av att i FÖRSYNK-till- ståndet det förutbestämda antalet synkceller uppvisat överens- stämelse med det förutbestämda mönstret, och i vilket överför- ing av data på länken medges under övervakning av data med avseende på fel, varvid om fel påträffas övergång till SÖK-till- ståndet sker, varvid 506 540 30 varje synkcell innehåller dels ett synkroniseringsmönster, med vars hjälp synkcellen kan identifieras, och dels styrdata, som av länkstyrfunktionerna kan bibringas värden, som medger ömsesidig kontroll mellan länkstyrfunktionerna av att synkronism föreligger, eller ett värde, som i ett drifttillstånd pà länken, som uppfattas såsom innebärande förlust av synkronism, bringar länkstyrfunktionerna att vidtaga åtgärder för återupprättande av synkronism.

20. System enligt krav 19, kännetecknat av att länkstyrfunk- tionen i den data originerande funktionella entiteten mottager följande styrdata i synkceller från länkstyrfunktionen i den mottagande funktionella entiteten, nämligen ett första styrdata, som innebär instruktion att bryta pågående överföring av data och istället sända en synkcell, samt slutföra pågående överföring av synkcell för att därefter in- sätta den nya synkcellen, »ett andra styrdata, som anger att tillståndet SYNK föreligger och innebär att en synkcell skall sändas i retur vid första lämpliga tidpunkt i det normala cellflödet så att det uppstår så lite störning som möjligt av normal drift, ett tredje styrdata, som anger att ingen synkcell krävs i retur.

21. System enligt krav 20, kännetecknat av att i tillstånds- maskinens tillstånd SÖK och FÖRSYNK skickar en länkstyrfunktion synkceller till den andra länkstyrfunktionen innehållande det första eller andra styrdatat vid första lämpliga tidpunkt utan att pågående cellöverföring stoppas.

22. System enligt krav 20 eller 21, kännetecknat av att i tillståndsmaskinens tillstånd SYNK skickar en länkstyrfunktion data till den andra länkstyrfunktionen eller reagerar på inkom- mande synkceller innehållande det första eller andra styrdatat.