SE517194C2 - Magasinrelaterat bussarrangemang - Google Patents

Description

517 194 ïš-:Liïiiï _ 2 _ Ett flertal sådana kretskort är orienterbara sida vid sida och vart och ett av dessa skall samverka med bakplansrelaterade kontaktfält, så att en på ett kretskort applicerad första krets skall via bussledare kunna sända och mottaga signaler till andra kretsar på ett eller flera andra kretskort eller vice VQISEI .

Logiskt kan ett magasinrelaterat bussarrangemang anses bestå av bussledningar och bakplansrelaterade kontaktorgan samt krets- korttillhöriga kontaktytor och resp. bussledning tillhöriga kretskortsrelaterade sändar/mottagar-kretsar.

Magasinrelaterade bussarrangemang, av den inledningsvis angivna kategorin, bygger på utnyttjandet utav ett antal ledningar, sträckande sig i vart fall mellan två elektroniska kretsar- rangemang, på vilka information sändes parallellt, vanligtvis i form av digitala signaler, mellan till ledningarna kopplade kretsarrangemang.

Ett magasin, som kan utnyttja de med uppfinningen förknippade egenheterna, uppvisar således ett bakplan, med i parallella kolumner (eller rader) orienterade kontaktfält samt med nämnda kontaktfält samverkbara kretskort samt i sig kända medel för att hålla ett eller flera kretskort, med kantrelaterade kon- taktytor, i en mekanisk och elektrisk samverkan med resp. kolumn av kontaktfält.

Nämnda kontaktfält uppvisar till en kolumn (eller rad) orien- terade kontaktdon, med bl.a. ett på förhand bestämt antal, av utnyttjat signaleringssystem och signalutbyte beroende, buss- ledningar med tillhörande bussrelaterade kontaktorgan, där vart och ett av dessa kontaktorgan är anpassat för en samverkan med *I ll F EJWÃÛ 'IE ...3.. ett motsvarande bussrelaterat, kantfördelat kontaktorgan hos ett i magasinet infört kretskort.

Antalet bussledningar är valt att motsvara det minsta möjliga för att erbjuda en icke-redundant och icke-feltolerant paral- lell signalöverföring av de digitala signalerna.

Ett eller flera ytterligare bussgrupperade förbindelser kan utnyttjas som redundanta bussledningar för en icke-redundant parallell signalöverföring och vidare kan ytterligare förbin- delser eller ledningar utnyttjas för annat signalutbyte, såsom ett signalutbyte med lägre prioritet än det som skall gälla för bussledningarna.

Bussarrangemanget är anpassat för att via bakplanets bussled- ningar kunna erbjuda ett informationsbärande signalutbyte mellan en första kretsuppsättning, tillhörig ett första krets- kort, och en eller flera andra kretsuppsättningar, tillhöriga ett eller flera andra kretskort.

Sålunda sammankopplas ett antal bussrelaterade parallella ledningar inom bakplanet med bussrelaterade kontaktytor för kretskorten, när dessa är i samverkan med bakplanet.

DEFINITIQNER För att fä en enklare förståelse av de med uppfinningen för- knippade egenheterna har, i enbart förtydligande syfte och ej i ett uppfinningstanken avgränsande syfte, i den efterföljande beskrivningen och patentkraven utnyttjats följande uttryck, med en här angiven definition.

Kontaktfjäder; Kontaktyta; Ledare; Ledning; Bussarrangemang; ,7 194 :aaß-:axçzf _ 4 _ Det kontaktorgan som är tilldelat det magasintillhöriga bakplanet och som skall mekaniskt och elektriskt kunna bilda en kontakt med kretskortets kontaktorgan.

Kontaktorganen är normalt samordnade i kolumner och/eller rader för att bilda kontaktfält för ett kretskort.

Det kontaktorgan som är tilldelat ett kretskorttillhörigt kantparti och som mekaniskt och elektriskt skall kunna bilda kontakt med en kontaktfjäder.

Kontaktorganen är normalt samordnade till kontaktytor för att bilda ett kontakt- fält.

Den fysiska metall-ledaren som är in- placerad i bakplanet och som skall överföra pulsade informationsbärande signaler mellan en eller flera kretskort.

Det medel som kan förmedla pulsade infomationsbärande signaler mellan sändare och mottagare. Detta medel kan vara en eller flera ledare formade i bakplanet eller i kretskortet.

Kan vara antingen ett fysiskt buss- arrangemang eller ett logiskt buss- arrangemang. 1 EVH Fiflfi v . u ...man n a anno o a a n annu n o nu o 517 194 Bussledningar; Det antal ledningar som temporärt ut- nyttjas för en parallellöverföring av informationsbärande signaler under icke- feltoleranta förutsättningar.

Reservledningar; Det antal bussrelaterade ledningar som kan utnyttjas vid fel på en eller flera bussledningar för att erbjuda feltole- ranta förutsättningar. (Dessa benämnes även redundanta ledningar).

Sålunda blir det uppenbart att även om föreliggande uppfinning beskrives genom att ange att varje kontaktfält i bakplanet be- står utav kontaktfjädrar och att kretskortet försetts med en eller flera rader av kontaktytor så har detta skett i en avsikt att enklare kunna definiera och särskilja bakplansrelaterade kontaktfunktioner med kretskortsrelaterade kontaktfunktioner och alltså skall inte uttrycken betraktas såsom en konstruktiv begränsning av föreliggande uppfinnings egenheter.

Föreliggande uppfinning avser speciellt att kunna erbjuda ett magasinrelaterat bussarrangemang, med en möjlighet att erbjuda ett feltolerant signaleringssystem och signalutbyte.

I *I TEKNIKENS TIDIGARE STÅNDPUNKT Att konstruera signaleringssystem och skapa ett signalutbyte som är tolerant för uppträdande fel i kretskort eller buss- arrangemang är tidigare känt i ett flertal olika utförings- exempel och utgör en grundläggande förutsättning för att komp- licerade elektroniska system skall kunna fungera. 1? mina' i f: íÉHW Fel torde kunna få anses oundvikliga inom digitala datasystem och beror åtminstone till en del på komplexiteten i utnyttjade kretsar och kretsarrangemang och de tillhörande elektroniska och elektromekaniska delarna.

Såsom exempel på teknikens tidigare ståndpunkt härvidlag hän- visas till den internationella patentpublikationen WO 94/03901 (internationell patentansökan PCT/US93/07262), där det visas och beskrives ett feltolerant, höghastighets bussystem i en integrerad kretstillämpning (Wafer-scale integration).

Här anvisas en konstruktion där bussarrangemanget innefattar ett flertal busslinjer, samordnade till ett antal sektioner eller segment och sammanlänkade via programmerbara bussomkopp- lare. Segmenten har här valts att vara sinsemellan lika och varje segment skall innehålla tretton signalledare.

I den internationella patentpublikationen WO 94/14026 (internationella patentansökan nr. PCT/US93/11343) är det tidigare känt ett datainsamlande system, som utnyttjar ett flertal parallella databussar (A,B,C), anslutna till en central styrenhet (10) och genom adressering tillåtes varje sensor (l4,l5,l6) att anslutas till den centrala styrenheten (10) över vilken som helst av databussarna.

Ett fel iåen utav databussarna (A,B,C) skapar sådana förutsätt- ningar för att den felaktiga databussen skall spärras eller förbikopplas, genom att utnyttja en felfri parallell databuss.

Il šälïlllï WW å ,, 194 ::=.:,_.-:;:::;:; _7_ I den europeiska patentansökan med publiceringsnumret EP-A2-0 065 273 är det tidigare känt ett system för sammankoppling av ett flertal datasystem med hjälp utav ett bussystem med infor- mationsledningar och styrledningar. För att kunna erhålla en snabb felnotering och en enkel feltolerans anvisas att det er- forderliga minsta antalet styrledningar skall ökas flerdubbelt eller flerfaldigt.

I den europeiska patentpublikationen EP-Bl-0 077 153 är det tidigare känt en digital utrustning och metoder som åstadkommer väsentligen kontinuerlig drift, även i det fall ett flertal felkonditioner uppträder.

Här anvisas att busstrukturen inom varje processormodul skall innefatta dubblerade busstrukturer och varje funktionell enhet kan ha en dubblerad partnerenhet och vid ett utvärderande utav ett fel förorsakar processmodulen att den buss eller den enhet som förorsakade felet isoleras, genom att låta överföra infor- mation till den andra enheten eller modulen.

Till teknikens tidigare ståndpunkt härvidlag hör även det som är visat och beskrivet i de amerikanska patentskrifterna US-A- 4,4l2,28l; 4,486,826; 4,453,2l5; 4,597,084; 4,750,l77 samt ,247,522.

När det gäller magasinrelaterade bussarrangemang, till vilken teknik föreliggande uppfinning hänför sig, så är det tidigare känt, genom den europeiska patentpublikationen EP-A2-O 302 351, att skapa förutsättningar för att bilda ett antal kompletta bussarrangemang i bakplanet och att kunna samordna ett eller flera av nämnda bussarrangemang till olika kretskort.

IIÉ ïlíïíšïï' lf ii lVšIšE” 517 194 v n n u u o I o n ø n ø | n nu _8_ Härför krävs då att ett antal samordnade kontaktfjädrar svarar mot antalet bussledningar inom varje samordnad grupp och där antalet bussledningar är valt att svara mot det minsta möjliga, för att erbjuda en parallell signalöverföring av de digitala signalerna under icke-redundanta förhållanden.

Till teknikens tidigare ståndpunkt härvidlag hör även det som är visat och beskrivet i den europeiska patentpublikationen EP- Al-O 488 057, de amerikanska patentpublikationerna US-A- ,006,96l, US-A-4,998,l8O samt de europeiska patentpublika- tionerna EP-A2-O 301 499 och EP-A2-O 226 765.

Såsom en sammanfattning av ovanstående känd teknik kan konsta- teras att vid magasinrelaterade bussarrangemang, av den typ till vilken föreliggande uppfinning hänför sig, så är det känt att skapa redundanta bussarrangemang genom att utnyttja dubb- lerade, tripplerade eller med värdet "n" ökande kompletta buss- arrangemang, vart och ett uppvisande icke-redundanta och icke- feltoleranta förhållanden.

Dubblerade bussarrangemang väljes vid sådana kopplingsarrange- mang där man valt att byta ett första utnyttjat komplett buss- arrangemang mot ett reserverat andra komplett bussarrangemang, vid ett mer eller mindre allvarligt fel på det första.

Tripplerade,bussarrangemang har utnyttjats i tillämpningar med extremt höga krav på tillförlitlighet och stor feltolerans.

REnosöRELsE rön FÖRELIGGANDE UPPFINNING 'mmzsxw PRoBLEM Under beaktande av teknikens tidigare ståndpunkt, såsom den HW 517 194 _ 9 _ kommit till uttryck i den inledningsvis lämnade utredningen och det tekniska område till vilket uppfinningen hör, torde det få anses vara ett tekniskt problem att kunna skapa sådana förut- sättningar att vid en önskad redundans och vid sådana fel, där en eller några busstillhöriga ledningar blir obrukbara, så skall det inte krävas inte ett utnyttjande utav ett komplett redundant bussarrangemang eller samordnade bussledningar utan endast en aktivering av en eller några bussrelaterade, men lediga, reservledningar.

Det ligger även ett tekniskt problem i att kunna konstatera att en övervägande andel av uppträdande fel i ett magasins bak- plansrelaterade bussledningar hänför sig just till fel i en- staka ledningar och speciellt därtill anslutna sändar/mottagar- kretsar och därvid inse att ett redundant system för sådana fel kräver en eller ett fåtal bussarrangemanget tillhöriga reserv- ledningar.

Det ligger ett tekniskt problem i att kunna inse betydelsen utav att låta dimensionera antalet reservledningar mot en vald redundans och förväntade felstrukturer och att ett redundant bussarrangemang mycket väl kan dimensioneras för att beakta denna omständighet enbart genom att vid fel på en bussledning utnyttja en utvald bussrelaterad reservledning.

Det ligger ett tekniskt problem i att kunna erbjuda ett fel- tolerant bussarrangemang för parallellöverföring av digitala signaler och information och därvid beakta att uppträdande enstaka fel normalt hänför sig till fel på korttillhöriga sändar/mottagar-kretsar och att ett tillfredsställande fel- tolerant bussystem faktiskt kräver enbart ett mindre antal redundanta eller lediga bussrelaterade reservledningar, där 517 194 - . o ø ø | . . n n . nu _ 10 _ antalet reservledningar avsevärt understiger det antal som ett icke feltolerant bussarrangemang kräver.

Det ligger ett tekniskt problem i att kunna skapa ett feltole- rant bussarrangemang som i förhållande till känd teknik dels kan spara plats i kontaktfälten i bakplanet, dels kan spara plats i bakplanet genom att det för ett feltolerant system erforderliga antalet reservledningar kan väljas till att endast något överstiga antalet bussledningar, erforderliga för en normal bussförbindelse utan feltolerans.

Det ligger ett tekniskt problem i att, utgående från ett behov av dubblerade eller tripplerade kompletta bussarrangemang, för att erbjuda ett feltolerant bussarrangemang, med en god fel- tolerans kunna spara ytor på alla kretskorts kantpartier för en elektrisk samverkan med bakplanets kontaktfält av kontakt- fjädrar, genom att det krävs ett mindre antal kontaktytor mot bakplanets kontaktfjädrar.

Det ligger även ett tekniskt problem i att kunna skapa ett fel- tolerant bussarrangemang, som i förhållande till känd teknik kraftigt kan reducera kretskorttillhöriga och erforderliga sändar/mottagar-kretsar.

Under beaktande av teknikens tidigare ståndpunkt, såsom den beskrivits ovan, torde det ävenledes få anses vara ett tekniskt problem att kunna erbjuda ett magasinrelaterat bussarrangemang, som är feltolerant när fel upptäckts på en eller några buss- ledningar alternativt kapselrelaterade bussledningar (såsom åtta alt. nio ledningar) och att det därför inte behövs skapas förutsättningar för en dubblering eller tripplering av det kom- pletta bussarrangemanget.

I” ïliíšíšf *š i šš llï šIšï 517 194 _ 11 _ Det måste också få anses vara ett tekniskt problem att kunna inse behovet av att skapa sådana förutsättningar att antalet logiska bussarrangemang kan väljas att något överstiga det antal som nödvändigtvis krävs för ett valt signaleringssystem och signalutbyte i en icke-tolerant konfiguration och att därigenom kunna frilägga ett stort antal, säg ett hundratal, bussledningar, kontaktfjädrar, kontaktytor och sändar/mottagar- kretsar, annars erforderliga för ett komplett dupplerat eller tripplerat bussarrangemang.

Med hänsyn till teknikens tidigare ståndpunkt torde det även- ledes få anses vara ett tekniskt problem att, under beaktande av ovanstående begränsning av antalet erforderliga bussled- ningar och reservledningar ändå kunna erbjuda ett feltolerant bussarrangemang, och med enkla medel kunna skapa olika krav på en vald feltoleransnivå och låta anpassa antalet reservled- ningar till strukturen av och förväntad frekvens av utvalda felindikationer.

Det måste också få anses vara ett tekniskt problem att kunna inse betydelsen utav att skapa möjligheter för att utnyttja kretskorttillhöriga övervakningskretsar.

Därutöver torde det få anses vara ett tekniskt problem att kunna skapa ett feltolerant bussarrangemang, som inte bara kan testas avseende fel på en eller flera av bussledningarna under informationsbärande signalöverföring via bussarrrangemanget utan därutöver kan erbjuda en testcykel av annat slag, under korta tidsavsnittet när signalöverföringen icke sker.

Därutöver torde det få anses vara ett tekniskt problem att 1 ÉßMlHifiÉM”f 517 194 _ 12 _ kunna inse betydelsen av och enkelheten i att under signalöver- föring låta testa bussarrangemangets bussledningar och reserv- ledningar genom att växla mellan tillgängliga bussledningar och reservledningar, så att när en ledig reservledning belägges ledigmarkeras en av de tidigare utnyttjade bussledningarna och att principen utvecklas så att samtliga bussledningar och reservledningar kommer att utnyttjas diskontinuerligt.

Oavsett testmetod torde det få anses vara ett tekniskt problem att med enkla och väldefinierade åtgärder kunna avkänna uppträ- dande, för fellokalisering anpassat, signalutbyte, på var och en av nämnda bussledningar, och att vid ett fastställt fel i ett avkänt sådant signalutbyte på en av bussledningarna skapa förutsättningar för att utpeka och spärra eller förbikoppla enbart nämnda utpekad bussledning och i stället koppla den delen av signalutbytet så att det utnyttjar en annan, en felfri och ledig, som reservledning tjänande bussledning.

Det måste också få anses vara ett tekniskt problem att i bero- ende av en speciell tillämpning kunna välja antalet logiska bussledningar med ett så litet antal reservledningar som möj- ligt, inom ramen för en vald feltolerans.

Det måste också få anses vara ett tekniskt problem att kunna inse nödvändigheten av och fördelarna förknippade med att ut- nyttja en övervakningskrets och därutöver kunna skapa förut- sättningar för att erbjuda en övervakning under normal drift av samtliga busstillhöriga ledningar och reservledningar alter- nativt erbjuda en övervakningsrutin vid bortkopplade busstill- höriga ledningar.

Det måste också få anses vara ett tekniskt problem att kunna 517 194 . . ø n n I | u a : | .- _13.. inse betydelsen utav och fördelarna förknippade med att vid en övervakning under normal drift låta utnyttja enbart erforder- ligt antal bussledningar utan feltolerant konfiguration och låta vissa reservledningar vara lediga (eller utnyttjas för annan signalöverföring) samt skifta runt bland samtliga buss- arrangemanget tillhöriga ledningar cykliskt genom att frilägga en bussledning och belägga en reservledning, varvid en sålunda frilagd felfri bussledning blir reservledning och en utnyttjad reservledning blir bussledning.

Det ligger ävenledes ett tekniskt problem i att med enkla åtgärder kunna skapa sådana förutsättningar att de för det parallella signalutbytet icke utnyttjade reservledningarna kan utnyttjas för annan signalöverföring.

Det är därvid ett tekniskt problem att kunna inse betydelsen utav och fördelarna förknippade med att låta utnyttja sådana reservledningar för en ej kritisk signalöverföring, såsom paritetsbitar, felutpekande koder m.m.

Det är därutöver ett tekniskt problem att kunna inse fördelarna med att kunna utnyttja en känd specifik förbindningskrets och styra den så att var och en av ingångsledningarna kan bli sam- mankopplingsbar med en av de tillgängliga utgångsledningarna och vice versa.

Det ligger därutöver ett tekniskt problem i att låta valet av en sammankoppling av tillhöriga I/O-celler vara lagringsbart i en minneskrets. o . a o 517 194 ëIš-Išíišf _14- Det är ävenledes ett tekniskt problem att kunna inse fördelarna med att via en styrkrets påverka förbindningskretsen så att den cykliskt växlar mellan grupprelaterade förbindelseledningar, där en grupp kan vara sändar/mottagar-kretsar av en första typ, och andra eller flera grupprelaterade förbindelseledningar, där en andra grupp kan vara sändar/mottagar-kretsar av en andra typ.

LösNINGEN För att kunna lösa ett eller flera av de ovan angivna tekniska problemen anvisar nu föreliggande uppfinning ett logiskt maga- sinrelaterat bussarrangemang, med ett sådant magasin som uppvi- sar ett bakplan med i kolumner orienterade kontaktfält och med vilka skall samverka, mekaniskt och elektriskt, kretskort med kantfördelade kontaktytor och därutöver medel för att hålla ett antal kretskort med kantrelaterade kontaktytor i en elektrisk samverkan med resp. kolumn av kontaktfält och där nämnda kon- taktfält uppvisar ett på förhand bestämt antal, av utnyttjat signaleringssystem och signalutbyte beroende, bussrelaterade kontaktfjädrar, var och en anpassad för en samverkan med en motsvarande bussrelaterad kantfördelad kontaktyta hos ett i magasinet infört kretskort.

Bussarrangemanget är anpassat för att kunna erbjuda ett infor- mationsbärande signalutbyte mellan en första kretsuppsättning, tillhörig ett första kretskort, och en eller flera andra krets- uppsättningar, tillhöriga ett andra, tredje o.s.v. kretskort.

Vid ett sådant magasinrelaterat bussarrangemang anvisar nu föreliggande uppfinning att antalet logiska bussrelaterade ledningar skall vara valt att med tillhöriga reservledningar endast något överstiga det antal som nödvändigtvis krävs för 517 194 o o . n n o | en _15.. ett valt signaleringssystem och signalutbyte med en icke fel- tolerant konfiguration samt att första övervakningskretsar är anordnade att avkänna uppträdande signalutbyte på nämnda buss- ledningar och att vid ett fastställt fel i ett avkänt signalut- byte, på någon av de utnyttjade bussledningarna, förbikopplas en sådan bussledning och en annan, en reserverad och ledig, bussledning inkopplas för att därvid erbjuda ett feltolerant informationsbärande signalutbyte.

Som föreslagna utföringsformer, fallande inom ramen för före- liggande uppfinning anvisas att andra övervakningskretsar är anordnade att, vid ett bortkopplat informationsbärande signal- utbyte, alstra en på förhand bestämd signalstruktur samt sända den via utnyttjade bussledningar samt mottaga nämnda signal- struktur och att vid ett fastställt fel i en avkänd signal- struktur på någon av de utnyttjade bussledningarna förbikopplas en sådan bussledning och en annan, en reserverad och ledig, bussledning inkopplas för att därvid erbjuda ett feltolerant informatinosbärande signalutbyte.

När det gäller valet av antalet reservledningar skall antalet vara anpassat till prognosiserade felfunktioner, art av fel och säkerhetskrav.

En samlad bedömning härvidlag tyder på att antalet logiska bussrelaterade reservledningar, som överstiger det minsta antal som krävs för ett icke feltolerant signalutbyte, är valt till minst en ledning och valt att understiga 30% av det minsta antalet bussledningar som krävs.

Vidare bör antalet vara valt att motsvara eller något överstiga det antal ledare eller ledningar som är samordnade i en kapsel. 517 194 n @ n n | a o I v u ~ ; g. _16..

Såsom föreslagna utföringsformer, fallande inom ramen för upp- finningstanken, anvisas vidare att antalet reservledningar, avsett att överstiga ett nödvändigt minsta antal bussledningar för erforderligt signaleringssystem och signalutbyte, är valt till mindre än tjugo, företrädesvis valt till mindre än fyra.

Vidare anvisas att övervakningskretsen skall vara anordnad att samtidigt kunna påverkan en kretskorttillhörig eller bakplans- tillhörig förbindnings- eller kopplingsskrets och att nämnda förbindningskrets med fördel kan utgöras utav en känd FPID- krets.

Valet av en sammankoppling av förbindningskretsen tillhöriga 1/O-celler är lagringsbart i en minneskrets, som är omkonfi- gurerbar under drift. En sådan minneskrets kan med fördel utgöras av en minnesdel i den utnyttjade FPID-kretsen.

Vidare anvisas möjligheten att utnyttjade standardiserade bussledningar, utan feltolerant signalutbyte, skall kunna växlas runt cykliskt bland antalet totalt tillgängliga bussled- ningar d.v.s. antalet standardiserade bussledningar och valt antal reservledningar.

Vidare anvisas att de för ett feltolerant signalutbyte erfor- derliga reservledningarna och som inte utnyttjas för det parallellrelaterade signalutbytet skall utnyttjas för annan signalöverföring, såsom paritet, och att beakta att härvid tillgängliga ledningar minskas vid fel på bussledningarna.

Därutöver anvisas att förbindningskretsen kan vara dubblerad för att på så sätt erbjuda ett redundant system som skyddar mot KIM? LIH .~.ø f . 517 194 " u . e n u . .a _17.. ett fel i den ena FPID-kretsen.

FÖRDELAR De fördelar som främst kan få anses vara kännetecknande för ett magasinrelaterat bussarrangemang, i enlighet med föreliggande uppfinning, är att härigenom har det skapats förutsättningar för att, under bibehållandet utav ett feltolerant system och bussarrangemang, kunna avstå ifrån dubblerade eller tripplerade kompletta bussarrangemang, genom att förutom de för signal- strukturen utan feltolerans erforderliga bussledningarna anvisa ett mycket litet antal reservledningar, som är inkopplingsbara vid fel på en eller flera av de erforderliga bussledningarna.

Jämfört med känd teknik sker en besparing av logiska ledningar och med en möjlighet att utnyttja reservledningar som kretsför- bindningar för andra ändamål.

Vidare erbjudes övervakningskretsar som antingen kan erbjuda en kontroll av den informationsbärande signalstrukturen under driftsförhållanden eller en kontroll av en signalstruktur när bussarrangemangets ledningar temporärt är urkopplade.

Det som främst kan få anses vara kännetecknande för ett maga- sinrelaterat bussarrangemang, i enlighet med föreliggande upp- finning, anges i det efterföljande patentkravets 1 känneteck- nande del. 517 194 äIê-išfïiï* KORT FIGURBESKRIVNING En för närvarande föreslagen utföringsform utav ett magasinre- laterat bussarrangemang, i enlighet med föreliggande uppfin- ning, skall nu närmare beskrivas med hänvisning till bifogad ritning, där; figur 1 visar i perspektivvy och i stark förenkling ett magasin med bl.a. ett bakplan och med ett antal införda kretskort, figur 2 visar i planvy en del utav ett kretskort, med kantrelaterade parallella kontaktytor, figur 3 visar i perspektivvy ett bakplan med några kolumner av kontaktfält och med bussrelaterade kontaktfjädrar, figur 4 visar schematiskt ett elektriskt kopplingsschema över ett bussarrangemang enligt föreliggande uppfinning med en logisk övervakningsfunktion som är verksam under ett normalt feltolerant informa- tionsbärande signalutbyte och figur 5 visar schematiskt ett elektriskt kopplingsschema . v över ett bussarrangemang enligt föreliggande uppfinning med en övervakningskrets som är verksam under tidsavsnitt när signalutbytet temporärt upphört. 517 194 ' ' I n o - | v n n I o | o a n u _19..

BESKRIVNING ÖVER NU FöREsLAGEN urrönmssrom Med hänvisning till figur 1 visas således där i perspetivvy och i mycket stark förenkling ett magasin 1, där magasinet uppvisar ett bakplan la, med i ett antal i parallella kolumner (eller rader) orienterade kontaktfält, av vilka två kolumner till- delats hänvisningsbeteckningarna lb och lc.

Magasinet 1 uppvisar vanligtvis väggpartier, men dessa är ej visade i förtydligande syfte.

Magasin l av hithörande slag kan ha kontaktfälten (lb,lc) orienterade i rader på ena sidan bakplanet och orienterade i kolumner på andra sidan bakplanet.

Uppfinningens idé är väsentligen oberoende av kontaktfältens inbördes orientering.

Bussledare (ej visade) inom bakplanet är orienterade för att erbjuda en informationsbärande signalöverföring från ett eller flera kretskort till ett eller flera andra kretskort eller vice VerSê .

I förenklande syfte beskrives enbart två kretskort 10 och ll enär uppfinningens egenheter klart framgår från denna för- enkling.

Visade kolumner av kontaktfält kan ha en konfiguration enligt figur 3, men denna konfiguration är ej visad i detalj i figur 1 i förtydligande syfte.

Vidare förefinns ej visade medel, såsom en skena i ett undre och en skena i ett övre väggparti, för att hålla ett antal F'W%YlI šiülfl” 517 194 u u . c o Q a o ; . u I | nu _20- kretskort, av vilka två tilldelats hänvisningsbeteckningen 10, ll, i en orientering sida-vid-sida.

Kretskortet ll, med sina kantrelaterade kontaktytor lla, visas i en elektrisk samverkan med sitt kolumnorienterade kontaktfält lc av kontaktfjädrar. Även om uppfinningen kräver att ett antal kretskort är i sam- verkan med sina kolumnorienterade kontaktfjädrar i bakplanet visar dock figur l ett kretskort lO i ett läge där en ansamling kontaktdon eller kontaktfjädrar lb' inom kontaktfältet lb kan bringas till samverkan med en ansamlade kontaktytor lOa' inom kontaktytorna l0a medan ansamlade kontaktfjädrar lb" kan bringas till en samverkan med ansamlade kontaktytor lOa".

Den efterföljande beskrivningen utgår ifrån att kretskortets ll kontaktytor lla är strukturerade på det sätt som visas för kretskortet 10 och att detta kretskort 10 införts till en samverkan med kontaktfältet lb.

Det är uppenbart att även om den efterföljande beskrivningen anger att en specifik ansamling av kontaktfjädrar lb' är i bakplanet förenade till ett antal bussledare, där antalet mot- svarar en icke feltolerant konfiguration, så kan den praktiska utföringsformen var skild från nu visad.

Bakplanet la kan uppbära en busstruktur med ett antal bussled- ningar, som vid en FUTUREBUS-applikation kräver 153 bussled- ningar, vid en icke feltolerant konfiguration.

Bakplanet la kan i sina lager eller skikt även uppvisa ett annat eller lika antal parallella bussledare, för en lika eller F'fl%íV' iir ; s: r im* 517 194 äE-ZEfLlSf _21- annan komplett busstruktur.

Tidigare känd teknik, för att erbjuda ett feltolerant informa- tionsbärande signalutbyte, har anvisat möjligheten att låta en eller flera kompletta redundanta bussarrangemang få vara rela- terade till kontaktfjäderuppsättningen lb".

Figur 1 avser att som ett förenklat exempel visa på att varje kontaktfält, såsom kontaktfjädrar lb, uppvisar ett på förhand bestämt antal, av utnyttjat signaleringssystem och signalutbyte beroende, icke feltolererat konfiguration uppvisande, bussrela- terade kontaktfjädrar lb', var och en anpassad för en samverkan med en motsvarande kretskorttillhörig bussrelaterad kantför- delad kontaktyta, med ett flertal sådana kontaktytor bildande ett ytavsnitt l0a', sidorelaterade ett i magasinet infört kretskort 10.

Därutöver förefinns enligt utföringsexemplet ett antal kontakt- fjädrar lb". Bland dessa kan vissa kontaktfjädrar, utanför en busstruktur, vara avsedda för en signalering och ett signal- utbyte, såsom kontrollsignaler ej för bussen, spänningsmatning, jordpotentialanslutning, m.m.

Bland dessa kan även finnas en uppsättning kontaktfjädrar, som är avsedda för en anslutning till en annan uppsättning buss- ledningar, tjänande som en komplett redundant busstruktur.

Föreliggande uppfinning avser att erbjuda ett magasinrelaterat bussarrangemang, som är anpassat för att kunna erbjuda ett redundant informationsbärande signalutbyte mellan en första kretsuppsättning, tillhörig ett första kretskort 10, och en andra kretsuppsättning, tillhörig ett andra kretskort 11, där FÜHMIUÜ UWW 517 194 ä? _22- nämnda kretsuppsättningar illustreras monterade på enbart kretskorten 10 och ll inom ytorna l0', ll'.

Det är uppenbart för en fackman att ytorna l0', ll' kan få representera olika kretsuppsättningar och kretslösningar, vilka inte närmare beskrives enär strukturen av dessa icke påverkar förståelsen av föreliggande uppfinning.

Här bör även noteras att flera kretskort än de två angivna kan vara sammankopplade med bussledningarna för ett signalutbyte mellan ett eller flera kretskort till ett eller flera andra kretskort.

Med hänvisning till den ovan angivna praktiska tillämpningen kan därför antagas att den i figur 2 visade utföringsformen skall illustrera att 153 sidoorienterade kontaktytor skall bilda ett kantorienterat ytavsnitt lOa'.

Var och en av dessa ytor, såsom ytan l0la' skall kunna samverka med var sin kontaktfjäder, såsom kontaktfjädern llb', inom avsnittet lb'.

Antalet kontaktfjädrar llb' antages här motsvara antalet kon- taktytor (l0la') och antalet beror på utnyttjat signalerings- system och signalutbyte, vid en icke feltolerant konfiguration.

Enligt uppfinningen anvisas nu att ett icke feltolerant infor- mationsbärande signalutbyte skall ske över ett minsta antal utvalda bussledningar, så länge som signalutbytet sker korrekt, men att vid fel på någon logisk bussledning så skall systemet bli feltolerant, genom att låta förbikopplade den felaktiga bussledningen och inkoppla en reservrelaterad bussledning. ri mat i i ífiw 517 194 _23_ I förhållande till ett komplett redundant bussarrangemang är antalet reservrelaterade bussledningar litet, vilket närmare skall framgå från den efterföljande beskrivningen.

Enligt uppfinningen anvisas därvid att totala antalet logiska bussledningar i bakplanet la skall vara valt att med ett antal reservledningar endast något överstiga det antal bussledningar som nödvändigtvis krävs för ett valt signaleringssystem och signalutbyte, med en icke feltolerant konfiguration, där antalet reservledningar blir beroende av vald säkerhetsfaktor.

Antalet reservledningar, som skall överstiga det minsta möjliga antalet bussrelaterade ledningar för signalutbyte, är beroende av den felfrekvens som kan förväntas, den felstruktur som kan förväntas och den säkerhetsfaktor som skall vara gällande.

En praktisk tillämpning, med normalt högt ställda krav, tyder på att antalet extra redundanta kontaktytor 10a"' och extra redundanta kontaktfjädrar lb"' är valt till flera än ett men mindre än 30% av minsta antalet bussledningar erforderligt för bussarrangemanget utan feltolerans.

Det bör här bemärkas att antalet reservledningar motsvarar antalet kontaktytor 10a"' och kontaktfjädrar lb"' och att dessa tages»ur antalet för kontaktuppsättningarna l0a" och lb".

Det kan förväntas att de fel som uppstår i första hand är fel på en sändare och/eller mottagare och i så fall förbikopplas enbart den felande bussledningen och en ledig reservledning inkopplas istället. 517 194 :âßilvilšïiii _24- Har man att beakta att samtliga kapseltillhöriga ledningar kan uppvisa fel samtidigt krävs givetvis ett antal reservledningar som dels klarar ett totalt kapselfel dels därutöver klarar fel på enstaka ledningar.

I beroende av vilka felstrukturer som skall kunna accepteras inom ramen för feltoleransen torde antalet reservledningar kunna väljas mindre än tjugo och i vissa fall även mindre än fyra.

I utföringsexemplet enligt figur 2 och 3 visas att antalet reservledningar är valt till tre (l0a"' och lb"') och att dessa är lagda överst inom kontaktuppsättningen lOa" resp. lb".

Med hänvisning till figur 4 visas där ett mera utpräglat elektriskt kopplingsarrangemang för en via bakplanet la tänkt elektrisk och mekanisk sammankoppling av ett kretskort 10 med ett kretskort ll över en bussledning 12 med antalet buss- ledningar (m) i förenklande syfte för ett icke feltolerant signalutbyte valt till fem och antalet reservledningar (n) valts till två.

Således illustrerar figur 4 och även figur 5 att totala antalet tillgängliga bussledningar är "m + n", där "m" står för det antal bussledningar som ett parallellt bussarrangemang kräver i en icke feltolerant konfiguration och "n" står för det antal redundanta reservledningar som skall stå till förfogande och tilläggas för att uppnå en viss önskad tillförlitlighet.

Varje bussrelaterad ledning (m) samverkar med en sändar/motta- gar-krets 101 på kretskortet 10 och en mottagar/sändar-krets lll på kretskortet ll för att kunna erbjuda en dubbelriktad rïrfäv :' 17 19 4 ~ f: .ÄÉI _25- signalöverföring på en ledning 121.

Mellan bussdrivarkretsar, sändar/mottagar-kretsar 101, ett par för varje bussledning, och en applikationslogik 102, som kan anses motsvara området 10' på kretskortet 10, är inkopplat en kretskorttillhörig förbindningskrets 103, en s.k. FPID-krets.

En FPID-krets saluföres av I-Cube Inc. Santa Clara, CA. USA och är framställd i 0,8 um CMOS-teknik och utnyttjar transistor- omkopplare, var och en styrbar eller programmerbar via en SRAM cell.

Varje omkopplare, när den är programmerad att vara i ON-läge sammankopplar ett unikt par signalledare i ett grindhav.

Externa I/O-signaler är anslutna till ledningar i grindhavet.

En anslutning mellan två I/O~portar sker genom att sluta transistoromkopplaren i sammanbindningspunkten för växelns ledningar.

Förbindningskretsen 103 fungerar således som en generell växel, där en godtycklig ingång med en insignal kan programmeras till att vara förbunden med en godtycklig utgång.

Programmeringen av kretsen 103 och styrning och aktivering av kretsen 103 utgör för en fackman nära till hands liggande åtgärder.

Enligt föreliggande uppfinning skall FPID-kretsar vara så styrd att en insignal på en ingång skall kunna genomkopplas till en vald och bland flera tillgängliga utgångar och vice versa.

I? 1 EVH" 517 19 4 ï;lï= _26..

Härför krävs en kretskortstillhörig logik lO3a och 113a som är styrbar av en styrkrets 40.

Programmeringen av hur kretsen 103 är momentant konfigurerad kan lagras i ett minne, ett s.k. SRAM-minne.

Kretskortet 11 är ävenledes försett med ett antal bussdrivar- kretsar 111, en applikationslogik 112 och en mellankopplad förbindningskrets 113, på samma sätt som tidigare beskrivits med hänvisning till kretskortet 10 och beskrives därför inte i detalj.

Kretsarna 103 och 113 kan av styrkretsen 40 och via SRAM-minnet programmeras om under drift, så att förbindningskonfigurationen kan ändras.

Enligt uppfinningen skall utav det valda "m + n" antal led- ningar för bussen 12, endast "m" antal ledningar användas åt gången.

Antalet "m" avser att illustrera parallellbussens normala bredd utan feltolerant konfiguration och signalutbytet sker alltid med en vald bredd och med i bästa fall ett antal "n" redundanta busstillhöriga reservledningar redo att ta över signalöver- föringen om någon eller några utnyttjade bussledningar ger felindikation.

En underhållslogik eller en styrkrets 40, tillhörig ett annat eller varje kretskort, är anordnad att kunna programmera en FPID-krets med jämna mellanrum så att olika bussrelaterade ledningar bland samtliga tillgängliga användes. Ett sådant förfarande möjliggör att temporärt utnyttja även de bussled- 517 194 ÅÉ.ï'.'.¿'ÄÄ-:ÉÄ'Ä:'I _27- ningar som tidigare var inlagda som redundanta eller reserv- ledningar.

Vid ett sådant förfarande är sannolikheten mycket stor att dessa reservledningar fungerar när en bussledning eller någon av drivkretsarna i en utnyttjad ledning går sönder och det krävs för en redundant funktion att utnyttja en eller flera reservledningar samt förbikoppla den tidigare utnyttjade via styrenheten 40 och SRAM-minnet.

Det i figur 4 visade och beskrivna testförfarandet kan ske under en normal drift av signalutbytet och när en paritetsbit eller checksumma inte är korrekt mottagen kan testförfarandet utvärdera den bussledning och/eller den sändar/mottagar-krets som uppvisar felaktigheten och förbikoppla den ledningen mot en tillgänglig reservledning.

Genom att växla runt cykliskt bland samtliga ledningar (m+n) sker en automatisk test av samtliga ledningars tillförlit- lighet.

Uppfinningen erbjuder även den möjligheten att om vissa sändar/mottagar-kretsar är av ett slag så kan dessa vara grupperade med vissa som reservledningar och testförfarandet kan genomföras inom grupper.

Skulle andra sändar/mottagare-kretsar vara av annat slag så kan dessa vara grupperade på liknande sätt med ett testförfarande verksamt inom denna grupp.

Sålunda kan ledningarna 121 och 122 tillhöra en första grupp tillika med reservledningen 126 medan ledningarna 123-125 kan lä iiïš? i ßlfii u 4-0 a n 517 194 '_23 :e _28- tillhöra en andra grupp tillika med reservledningen 127.

Här anvisat testförfarande kräver en kontroll, såsom paritets- kontroll, varför kretsen lO3a kan avkänna signalstrukturer på sända signaler och kretsen 113a kan avkännas signalstrukturer på mottaga signaler.

Vid en diskrepans aktiveras kretsen 40 för att utvärdera vilken förbindelseledning som är felaktig.

Utföringsformen enligt figur 5 avser att visa ett testför- farande där det krävs att den normala signalsändningen skall vara bortkopplad från bussledningarna.

Härför anvisas att FPID-kretsarna 103, 113 skall vara utrustade med en slingrelaterad testkrets 403, 413, enligt IEEE Std 1149.1 och därigenom erbjudes en möjlighet att under en kortvarig avbruten drift kunna utnyttja testrutiner, vilka exekveras när systemet har låg belastning, för att fullständigt testa igenom parallellbussens "m + n" ledningar, inklusive drivare och mottagare för dessa ledningar.

Härmed kan garanteras att bussförbindelserna mellan tvâ FPID- kretsar alltid fungerar.

Den praktiska tillämpningen för en sådan kontroll är att ett lämpligt testmönster kopplas till kretsen 103 och att man därefter avläser det mönster som finns på ingàngarna till kretsen 113.

Valet av vilket kretsmönster som skall plockas in i någon slinga kan styras från en enhet 42, vilken kan kommunicera via 17 194 ål* '" _29.- standardiserade protokoll över styrenheten 40.

Uppfinningen erbjuder även en möjlighet att låta hela eller delar av övervakningskretsen vara bakplansrelaterad.

Intet hindrar att till ett bakplans kontakter applicera ett kretskort med sändare/mottagare-kretsar och FPID-kretsar, som i sin tur kan samverka med standardiserade kretskort.

Vidare kan, som figur 5 visar, FPID-kretsen 103, 113 vara dubblerad lO3', ll3' för erhållande av en större feltolerans.

Det i figur 5 visade testförfarandet kan med fördel utnyttjas mellan ett flertal kretskort, såsom i en sekvensiell struktur.

Testprotokollet för utföringsformen enligt figur 5 är tidigare känt och beskrives därför inte i detalj.

Dock skall de bussrelaterade ledningarna (m+n) tillföras en entydig signalstruktur via kretsen 103 och en därav skapad emottagen signalstruktur via kretsen 113 är också entydigt bestämd.

Vid en diskrepans utvärderas på känt sätt den felaktiga led- ningen eller ledningarna.

För båda dessa utföringsformer i figurerna 4 och 5 gäller att reservledningarna när de är reservledningar till bussarrange- manget skall kunna utnyttjas som signalbärare av andra signaler än de bussrelaterade, såsom paritetskontroll, m.m.

Uppfinningen är givetvis inte begränsad till den ovan såsom IÉ ÉIÉM' 1' šfl ÉIM 1 7 19 4 šjï* 'fia _30_ exempel angivna utföringsformen utan kan genomgå modifikationer inom ramen för uppfinningstanken illustrerad i efterföljande patentkrav.

F? šliliïšïf ' if : H l~ šHÉ'

Claims (13)

517 19 4 _31- PATENTKRAV

1. l. Magasinrelaterat (l) bussarrangemang, där magasinet (1) uppvisar ett bakplan (la), med kontaktfält (lb,lc) och medel för att hålla ett antal kretskort (l0,ll), med kantrelaterade kontaktytor, i en elektrisk samverkan med resp. kontaktfält (lc), varvid nämnda kontaktfält uppvisar ett på förhand bestämt antal, av utnyttjat signaleringssystem och signalutbyte beroende, bussrelaterade kontaktfjädrar (lb'), var och en anpassad för en samverkan med en motsvarande bussrelaterad kantfördelad kontaktyta (lOa') hos ett i magasinet (l) infört kretskort (10), anpassat för att kunna erbjuda ett informa- tionsbärande signalutbyte mellan en eller flera första krets- uppsättningar (lO'), tillhöriga ett första kretskort (10), och en eller flera andra kretsuppsättningar (ll'), tillhöriga ett eller flera andra kretskort (ll), k ä n n e t e c k n a t därav, att det logiska antalet bussrelaterade (12) ledningar (m+n) inom bussarrangemanget (12) är valt att med tillgängliga reservledningar (n) något överstiga det antal (m) som nödvän- digtvis krävs för ett valt signaleringssystem och ett icke feltolerant signalutbyte och att nämnda signalutbyte är feltolerant anpassat genom att enbart utnyttja ett antal (m) ledningar inom nämnda logiska antal (m+n), att övervaknings- kretsar är anordnade att kunna avkänna ett uppträdande signal- utbyte på nämnda bussledningar och att vid ett fastställt fel i ett avkänt signalutbyte på någon av de utnyttjade bussled- ningarna frikopplas en sådan bussledning och en annan, en reserverad och ledig, bussledning inkopplas för att därvid er- bjuda ett feltolerant informationsbärande signalutbyte. 517 194 _32 i ß

2. Arrangemang enligt patentkravet l, k ä n n e t e c k n a t därav, att övervakningskretsar är anordnade att, vid ett bortkopplat informationsbärande signalutbyte, alstra en på förhand bestämd signalstruktur samt sända den via utnyttjade bussledningar samt mottaga nämnda signalstruktur och att vid ett fastställt fel i en avkänd signalstruktur på någon av de utnyttjade bussledningarna förbikoppla en sådan bussledning och inkoppla en annan, en reserverad och ledig, bussledning, för att därvid erbjuda ett feltolerant informationsbärande signalutbyte.

3. Arrangemang enligt patentkravet l, k ä n n e t e c k n a t därav, att antalet reserv ledningar är anpassat till progno- siserade felfunktioner, art av fel och säkerhetskrav.

4. Arrangemang enligt patentkravet l, k ä n n e t e c k n a t därav, att antalet bussrelaterade reservledningar, som över- stiger det minsta antal bussledningar som krävs för ett icke feltolerant signalutbyte, är valt att överstiga en ledning och understiga 30% av det minsta antal bussledningar.

5. Arrangemang enligt patentkravet l eller 4, k ä n n e - t e c k n a t därav, att antalet är valt att motsvara eller något överstiga det antal ledningar som är samordnade i en kapsel.

6. Arrangemang enligt patentkravet 1 eller 4, k ä n n e - t e c k n a t därav, att antalet reservledningar, som över- stiger ett nödvändigt antal, är mindre än tjugo.

7. Arrangemang enligt patentkravet 6, k ä n n e t e c k n a t därav, att antalet är valt till mindre än fyra.

8. Arrangemang enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att övervakningskretsarna är anordnade att påverka en kretskortstillhörig eller bakplanstillhörig förbindningskrets. 1 I E llšIIiiï Iïf Illfiïïïf " EE 517 194 33 ,š.ï..*'.=:É.=:I

9. Arrangemang enligt patentkravet 8, k ä n n e t e c k n a t därav, att nämnda förbindningskrets utgöres utav en FPID- krets.

10. Arrangemang enligt patentkravet 8 eller 9 , k ä n n e - t e c k n a t därav, att en vald sammankoppling av förbind- ningskretsen tillhöriga l/O-celler är lagringsbar i en minneskrets, som är omkonfigurerbar under drift via en styrenhet.

11. ll. Arrangemang enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att antalet utnyttjade bussledningar, anpassat till ett icke feltolerant signalutbyte, växlas runt bland antalet totalt tillgängliga bussrelaterade ledningar.

12. Arrangemang enligt patentkravet ll, k ä n n e t e c k n a t därav, att de för ett feltolerant signalutbyte erforderliga ytterligare ledningarna är användbara för annan ej kritisk signalöverföring.

13. Arrangemang enligt patentkravet 8 eller 9, k ä n n e - t e c k n a t därav, att förbindningskretsen är dubblerad. *I Wfïïf Iší 'JIMÉI Z'