SE515316C2 - Förfarande och anordning för att styra ett datanät - Google Patents

Description

25 30 515 316 l protokollshantering blir resultatet ett ökat antal opera- tioner som processorn måste utföra.

Den europeiska patentskriften EP 0 385 431 beskriver ett exempel på hur arbitreringen kan utföras i ett master-slave system. I detta system "uppmanas" slavarna rutinmässigt från mastern att sända en begäran om sändningstillstånd för att senare eventuellt få klartecken att sända. Denna kommunikation sker integrerat med de normala datameddelan- dena på en seriebuss mellan slavarna och mastern. Detta förhållandevis komplicerade förfarande förefaller utföras med hjälp av programvara och kommer således att vid användning belasta den centrala processorn avsevärt.

REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN Ett ändamål med uppfinningen är därför att ange ett förfarande och en anordning genom vilka arbitreringen i ett datanät av master-slave typ kan ske på ett enkelt sätt och utan att den centrala processorn belastas med nämnvärt ökat antal operationer.

Detta ändamål uppnås genom ett förfarande där existerande standardiserade signaler utnyttjas för att begära och lämna tillstånd att sända på datanätets buss. I mastern sker därvid en sökning efter begäran om sändningstillstånd från de anslutna slavarna och när en sådan påträffas avbryts sökningen och ett sändningstillstånd överförs till slaven.

Sändningstillstånd ges emellertid endast om ingen annan slav för tillfället har sändningstillstånd och lämnas endast så länge som begäran om sändningstillstånd upp- rätthålles. Ändamålet uppnås också genom en anordning i vilken endast standardkomponenter utnyttjas för arbitreringslogiken.

Denna omfattar en avsökningsanordning som i mastern söker efter de signaler från slavarna som innebär en begäran om 10 15 20 25 30 515 316 3 sändningstillstånd. När en sådan signal påträffas stoppas sökningen och den slav, vars begäran om sändningstillstånd påträffats, ges sändningstillstånd under förutsättning att inget annat sändningstillstånd är aktivt. Sändningstill- ståndet lämnas endast under den tid motsvarande begäran om sändningstillstånd är aktuell.

Uppfinningen kan förenklas genom att härleda sändningstill- ståndet ur begäran av sändningstillstånd. Därigenom säker- ställs "automatiskt" att sändningstillstånd endast lämnas så länge som begäran kvarstår.

FIGURBESKRIVNING Figur 1 visar i blockschemaform den principiella upp- byggnaden av ett nät med en master och ett antal slavar; Figur 2 Visar ett förenklat kretsschema över de delar av mastern som berörs av en föredragen utförings- form av uppfinningen.

FÖREDRAGEN UTFÖRINGSFORM Det arbitreringsförfarande som utgör uppfinningen är bland annat lämpat för standardiserade överföringar som CCITT.V24. I uppfinningen utnyttjas två standardiserade signaler nämligen CCITT.V24 signalerna RTS (Request To Send) och CTS (Clear To Send) eller motsvarande. När en slav har data som skall överföras till mastern sänds en sändningsbegäran (RTS) till mastern där den kan registreras i ett register. I mastern finns en arbitreringslogik som avsöker registret efter RTS-signaler. Då arbitreringslo- giken finner en RTS aktiverar mastern motsvarande signal för sändningstillstånd (CTS) och sänder denna till den anropande slaven som startar sändningen av data. För att CTS-signalen skall aktiveras och upprätthållas gäller 10 15 20 25 30 515 316 '1 normalt vissa villkor, såsom att ingen annan CTS-signal är aktiv, RTS-signalen fortsätter att vara aktiv etc.

Då slaven avslutar sändningen av data deaktiverar den RTS- signalen. Då deaktiveringen av RTS-signalen upptäcks av mastern deaktiverar denna motsvarande CTS-signal och återupptar sökningen efter en RTS. När en ny aktiv RTS påträffas upprepas det ovan beskrivna förloppet.

För att förbättra säkerheten i arbitreringsförfarandet kan ytterligare villkor utnyttjas. Om exempelvis slaven under sändning förlorar sin CTS-signal skall den således avbryta sin sändning och deaktivera sin RTS-signal, varigenom mastern uppmärksammas på att något onormalt inträffat. Det kan dessutom vara lämpligt att tidsvillkor påläggas CTS- signalen så att en slav genom sändning endast kan blockera bussen under en viss tid. Överskrids denna tid skall arbitreringslogiken koppla bort CTS-signalen genom att exempelvis blockera motsvarande RTS-signal.

För att ytterligare förklara förfarandet skall i det följande en tillämpning' av förfarandet. på ett nät med master-slave topologi beskrivas i anslutning till figur l och 2.

Figur 1 visar delar av ett nät med en master (M) och ett antal (n) slavar (S1-Sn). Mastern kan exempelvis utgöras av en central dator till vilken ett antal terminaler (slavar- na) är anslutna. Mastern och slavarna är sammankopplade genom en buss som bland annat omfattar en upplänk för data 1 genom vilken data överföres från slavarna till mastern, en nerlänk för data 2 genom vilken data överförs från mastern till slavarna, en upplänk för arbitrering 3 genom vilken bland annat RTS-signalerna överförs från slavarna till mastern och en nerlänk för arbitrering 4 genom vilken 10 15 20 25 30 bland annat CTS-signalerna överförs till slavarna från mastern.

Figur 2 visar i ett förenklat kretsschema de delar av mastern som berörs av arbitreringsförfarandet. I figuren anger beteckningarna RTS1-RTSn de tidigare nämnda RTS- signalerna från slavarna. När en RTS-signal från en slav aktiveras kommer den att läsas in i en bestämd cell i ett register (LATCH) 5. Registrets innehåll hålls ständigt aktuellt genom att registret i takt med klocksignalen CP cykliskt uppdateras med avseende på förändringar på dess ingångar. Innehållet i varje cell i registret 5 är dels tillgängligt för masterns processor i form av signalerna STATUS1-STATUSn, dels anslutet till ena ingången på en grindkrets (AND) 6-8. Till grindens andra ingång är en enablesignal (ENABLE1-ENABLEn) från masterns processor ansluten.

Registret 5 är emellertid inte alltid nödvändigt - i de fall då varje slav har sin egen länk kan denna i princip anslutas direkt till grindarna.

Utgångarna från grindarna är anslutna till en multiplexer (MUX) 9 som genom tidsmultiplexning omvandlar de n olika insignalerna till en utgångssignal. Multiplexern styrs från en räknare 10, som i takt med en klocksignal CP räknar till n. Utsignalen från räknaren är ansluten till multiplexern 9 där den utnyttjas för att adressera multiplexerns ingångar. Utsignalen från multiplexern 9 är ansluten till ingången på en demultiplexer ll och till en stopp-ingång 12 på räknaren 10.

Räknarens 10 utsignal är också ansluten till demultiplexern ll för att där uppdela utsignalen från multiplexern 9 i n olika signaler, i figur 2 betecknade CTSl-CTSn. 10 15 20 25 30 515 316 Funktionen för den beskrivna anordningen är följande: De från olika slavar översända RTS-signalerna lagras i registret 5. Under förutsättning att enablesignalerna ENABLEl-ENABLEn har ett värde som innebär att grindarna 6-8 är "öppna" och således tillåter passage av de i registret 5 lagrade RTS-signalerna, kommer de från slavarna mottagna RTS-signaler att finnas på var sin ingång på multiplexern 9.

Räknaren 10 är så anordnad att den, efter att ha räknat till n, startar om sin räknecykel. Räknarens utsignal kommer därför att styra multiplexern 9 så att den cykliskt avsöker sina ingångar. Då avsökningen kommit till en ingång där det finns en RTS-signal kommer denna att överföras till multiplexerns utgång och därmed också till räknarens stoppingång 12. Denna tillståndsförändring på stoppingången inhiberar räknaren varför multiplexerns 9 avsökning kommer att stoppa.

Då demultiplexern ll styrs av samma signal (räknarens 10 utsignal) som multiplexern 9, kommer multiplexerns av- sökning av ingångarna att vara synkron med demultiplexerns uppdelning av dess insignal. Den till multiplexerns utgång överförda RTS-signalen kommer därför att genom demultiplex- ern fördelas till en utgång som representerar samma slav som den aktuella RTS-signalen kommer ifrån. Ur den över- förda RTS-signalen härleds således den CTS-signal som via nerlänken för arbitreringen överförs till slaven. Därigenom säkerställs att CTS-signalen deaktiveras så snart som tillhörande RTS-signal deaktiveras.

När slaven avslutat datasändningen deaktiverar den RTS- signalen. RTS-signalen kommer då att försvinna ur registret 5 och därmed också från multiplexerns 9 utgång, räknarens 10 stoppingång 12 och demultiplexerns 11 utgång. Det 10 15 20 25 30 515 316 7 sistnämnda innebär att CTS-signalen till slaven deaktive- raS .

Då signalen på räknarens 10 stoppingång 12 försvinner kommer räknaren inte längre att vara inhiberad utan räknecykeln fortsätter. Avsökningen av multiplexerns 9 ingångar fortsätter till dess att nästa RTS-signal på- träffas varvid det nu beskrivna förloppet upprepas.

Genom att den av multiplexern 9, räknaren 10 och demulti- plexern 11 bestående arbitreringslogiken är utförd så att sökningen stoppas så fort som en RTS-signal påträffas och därefter inte startas igen förrän denna deaktiverats och därmed också den därur härledda CTS-signalen deaktiverats, säkerställs att endast en CTS-signal i taget är aktiv.

Den nu behandlade tillämpningen av arbitreringsförfarandet kräver således ingen medverkan av masterns processor utan arbitreringen sker helt med hjälp av enkla standardkompo- nenter (9-ll).

I beskrivningen ovan har enablesignalerna ENABLEl-ENABLEn förutsätts ha ett tillstånd som inte påverkar skeendet.

Genom att utnyttja enablesignalerna kan man emellertid "stänga" en eller flera av grindarna 6-8 vilket medför att motsvarande i registret 5 lagrade RTS-signal hindras från att nå multiplexern 9.

Denna möjlighet kan utnyttjas på flera sätt. Exempelvis kan masterns processor använda enablesignalerna för att prioritera vissa slavar framför andra genom att spärra RTS- signalerna från de senare. Enablesignalerna kan också användas för att koppla bort en RTS-signal, och därmed tillhörande CTS-signal, om en tidsgräns överskridits. En ytterligare användning av enablesignalerna är att med hjälp 10 515 516 8 av grindkretsarna spärra RTS-signaler från slavar som är felaktiga eller av annan orsak skall utestängas från nätet. vid beskrivningen av arbitreringsförfarandets tillämpning har som exempel valts en överföring enligt V24 standard.

Det är givetvis fullt möjligt att tillämpa samma förfarande i andra överföringar där meddelanden/signaler motsvarande RTS och CTS utnyttjas och där arbítreringen styrs centralt.

Ovanstående beskrivning skall därför ses som exempel på olika utföringsformer av uppfinningen. Uppfinningen är emellertid ej begränsad till dessa utföringsformer utan kan varieras inom ramen för de efterföljande patentkraven.

Claims (12)

10 15 20 25 30 515 316 '::' » (1 PATENTKRAV

1. Förfarande för att i ett datanät, som innefattar en centralt placerad master (M) och ett antal till denna via en buss (1-4) anslutna slavar (S1-Sn) vilka var och en då de har information att sända överför en begäran om sänd- ningstillstånd (RTS) till mastern, slavarnas tillgång till bussen, kännetecknat därav, att från mastern styra - då ingen slav har sändningstillstånd (CTS), söker mastern efter begäran om sändningstillstånd och då en begäran om sändningstillstånd påträffas, avbryts sökningen och ett sändningstillstånd överförs endast till den slav vars begäran om sändningstillstånd påträffats; - sändningstillståndet överförs till den slav vars begäran om sändningstillstånd påträffats endast så länge som denna slav överför begäran om sändningstill- stånd till mastern.

2. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat därav, att då slaven (Sl/S2../Sn) avslutat sändning av informationen, överföringen av begäran om sändningstillstånd (RTS) till mastern (M) avbrytes, varvid mastern avbryter överföringen av sändningstillstånd (CTS) till slaven och sökningen efter begäran om sändningstillstånd fortsättes.

3. Förfarande enligt patentkrav 1 eller 2, kännetecknat därav, att om överföringen av sändningstillstånd (CTS) till slaven (Sl/S2.../Sn) upphör under det att slaven sänder information, slaven avbryter sändningen av informationen och överföringen av begäran om sändningstillstånd (RTS) till mastern (M). uuvuw- :nosen 10 15 20 25 30 515 316 :j,¿ q _", I O

4. Förfarande enligt något av föregående patentkrav, kännetecknat därav, att överföringen av sändningstillstånd (CTS) till slaven (S1/S2.../Sn) kan avbrytas efter en bestämd tid efter det att överföringen påbörjats.

5. Förfarande enligt något av föregående patentkrav, kännetecknat därav, att sändning av data från vissa slavar kan prioriteras genom att begäran om sändningstillstånd från övriga slavar undantages från sökningen efter begäran om sändningstillstând.

6. Anordning för att i ett datanät, innefattande en cen- tralt placerad master (M) och ett antal till denna via en buss (1-4) anslutna slavar (S1-Sn) vilka var och en då de har information att sända överför en första signal som innebär en begäran, om sändningstillstånd (RTSl/RTS2... /RTSn) till mastern via bussen, från mastern styra slavar- nas tillgång till bussen, kännetecknad därav, att anord- ningen innefattar: - en avsökningsanordning (9,l0) inrättad att; då ingen slav har sändningstillstånd (CTSI/CTS2.../CTSn) söka efter en första signal från slavarna och då en första signal påträffas, avbryta sökningen och skapa en andra signal utgörande ett sändningstillstånd; - en fördelningsanordning (ll,l0) inrättad att överföra den andra signalen endast till den slav vars begäran om sändningstillstånd påträffats; och att anordningen är inrättad att endast överföra den andra signalen till den slav vars begäran om sändnings- tillstånd har påträffats så länge som denna slav överför den första signalen till mastern.

7. Anordning enligt patentkrav 6, kännetecknad därav, att nämnda andra signal är direkt beroende av motsvarande första signal. vana-a 'uu-wa 10 15 20 25 30 515 316 II

8. Anordning enligt patentkrav 6 eller 7, kännetecknad därav, att avsökningsanordningen innefattar: - en multiplexer (9) som innefattar en utgång och ett antal ingångar, vilka ingångar står i förbindelse med de från slavarna överförda första signalerna, vilken multiplexer (9) är inrättad att sekvensiellt ansluta en ingång åt gången till utgången, - en räknare (10) som är inrättad att styra den sekvensi- ella anslutningen i takt med en klocksignal (CP) genom att räkna till ett tal som motsvarar antalet slavar och därefter påbörja en ny räknecykel, och där avsökningsanordningen är inrättad att stoppa räkna- ren då en första signal uppträder på multiplexerns utgång.

9. Anordning enligt patentkrav 8, kännetecknad därav, att fördelningsanordningen innefattar: - en demultiplexer (ll) som innefattar ett antal utgångar och en ingång till vilken multiplexerns (9) utgång är ansluten, vilken demultiplexer är inrättad att sekven- siellt ansluta en utgång åt gången till ingången synkront med multiplexerns sekvensiella avsökning genom att den sekvensiella anslutningen styrs av samma räknare (10) som styr avsökningsanordningen varigenom den på multiplexerns utgång uppträdande signalen synkront med avsökningen fördelas för att i form av de andra signalerna överföras till slavarna.

10. Anordning enligt något av patentkrav 6-9, kännetecknad därav, att anordningen dessutom är inrättad att läsa in varje från slavarna (S1-Sn) överförd första signal (RTS1/RTS2...RTSn) i en bestämd cell i ett register (5) och där varje cell i registret via en grindkrets (6-8) är ansluten till en ingång på avsökningsanordningen.

11. ll. Anordning enligt patentkrav 10, kännetecknad därav, att grindkretsarna (6-8) styrs av enablesignaler 10 --.- 515 316 QÄÄÉ* IQ» (ENABLEI, ENABLE2... vissa slavar kan göras genom att grindkretsarna är in- ENABLEn), varigenom prioritering av rättade att medels enablesignalerna endast tillåta de första signaler (RTSI, RTS2... RTSn) som tillhör slavar som skall prioriteras att passera.

12. Anordning enligt patentkrav 10, kännetecknad därav, att grindkretsarna (6-8) styrs av enablesignaler (ENABLEI, ENABLE2... utestängas från nätet genom att grindkretsarna är inrättade ENABLEn), varigenom vissa slavar kan att medels enablesignalerna inte tillåta de första signaler (RTs1, RTsz. .. stängas från nätet att passera. RTSn) som tillhör slavar som skall ute- v.u-.