DE2251705A1

DE2251705A1 - Datenuebertragung innerhalb einer serienschleife

Info

Publication number: DE2251705A1
Application number: DE2251705A
Authority: DE
Inventors: John Batista Frisone
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1971-12-14
Filing date: 1972-10-21
Publication date: 1973-07-05
Also published as: US3752932A; FR2165424A5; DE2251705B2; IT971136B; JPS5232801B2; GB1361353A; JPS4866906A; CA980889A; DE2251705C3

Description

Aktenzeichen der Anmelderin: RA 9 71 015

Datenübertragung innerhalb einer Serienschleife

Die Erfindung betrifft ein. Verfahren sur Datenübertragung innerhalb einer Serienschleife entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie Schalttagsanordnungen zur Durchführung dieses Verfahrens.

Es wird ein Verfahren für die. Datenübertragung zwischen einer Zentralstation und einer Vielsafal in Serie geschalteter Endsteilen betrachtet. Der gesamte Verkehr wird unter Steuerung durch die Zentralstation abgewickelte- Die Endstellen übertragen anstehende Daten zur Zentralstation in der Reihenfolge ihrer räumlichen Anordnung innerhalb der vorgesehenen Serienschleife. Sämtliche Übertragungen erfolgen in einer vorgegebenen Richtung innerhalb der Schleife.

Serienübertragungsanlagen gehören zum Stande der Technik. Verschiedene Möglichkeiten zu ihrer Steuerung sind bekannt gewordene Die Steuerungstechniken lassen sich Ib zwei Hauptkategorien einteilen. Bei der ersten Kategorie werden Nachrichten von und zn

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den angeschlossenen Endstellen in einzelne Stücke aufgeteilt und innerhalb vorgegebener Zeitabschnitte über die Schleife übertragen. Die Zeitabschnitte können den einzelnen Endstellen fest zugeteilt werden, wobei jede betrachtete Endstelle immer wieder den ihr zugeordneten Zeitabschnitt benutzt. Solche Anlagen weisen einen schlechten Übertragungwirkungsgrad auf» da bei zeitlich nicht mitverkehrenden Endstellen die zugehörigen Zeitabschnitte nicht belegt werden. Abgewandelte Steuerungstechniken sind vorgeschlagen worden, bei denen begrenzte Zahlen von Zeitabschnitten größeren Endstellengruppen gemeinsam zugeordnet werden* Dies kann auf verschiedene Weise erfolgen. Von. einer weiteren Erläuterung dieser Technik soll jedoch abgesehen werden, da sie nicht von direktem Interesse für die vorliegende Erfindung ist.

Die zweite Kategorie betrifft Steuertechniken, bei denen Nachrichten variabler Länge als zusammenhängende Einheiten übertragen werden. Diese Kategorie ist besonders geeignet für relativ langsam arbeitende Übertragungskanäle wie z.B. Telefonleitungen, die große Zahlen von Endstellen innerhalb einer Serienschleife erfassen können; nur ein geringer Anteil der Kanalkapazität wird dabei Betriebsfunktionen wie dem Adressieren, der Steuerung und der Fehlerprüfung überlassen.

Ein System dieses Typs wurde durch J.M. Unk in seiner Arbeit "Communication Networks for Digital Information" in den IRE Transactions on Communications Systeme im Dezember 1960 beschrieben. Dieses System wies jedoch eine Begrenzung der Nachrichtenblock längen nach oben auf und entsprach somit nicht allen Anforderungen an. Systeme der betrachteten Kategorie. Eine Verlängerung der Nachrichtenblöcke erschien nicht sinnvoll, da dabei ine Gewicht fallende Verzögerungen auf dem Übertragungspfad ein-, geführt würden. Lange Nachrichtenblöcke würden lange Antwortzeiten, d.h. lange Zeiten zwischen dem Beginn.einer Nachricht bis zum Einlauf einer Quittung oder einer Wieöeriiolungsauf förderung, bewirken.

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Ein weiterentwickeltes System, das die meisten der vorbeschriebenen Nachteile vermeidet, wurde zuerst in der belgischen Patentschrift 724 318 veröffentlicht. Die korrespondierende deutsche Veröffentlichung ist die Offenlegungsschrift 1 809 913 von Svenska Handelsbanken. Dieses System kann Wachrichten beliebiger Länge ohne unnötige Verzögerungen verarbeiten. Dazu sendet die Zentralstation aufeinanderfolgend ein Paar von Steuersignalen aus. Das erste Steuersignal ist ein Schaltsignal, das beliebigen Endstellen, die gerade eine Bedienung erfordern, das Einfügen ihrer Schieberegister in die Serienschleife ermöglicht. Das zweite Steuersignal erreicht darauf nur das erste Schieberegister innerhalb der Serienanordnung. Die nachfolgenden weiter hinten angeordneten Register erhalten jeweils ein wiederholtes erstes Signal von den weiter vorn angeordneten Registern. Die Aufnahme zweier aufeinanderfolgender erster Steuersignale läßt die weiter-hinten angeordneten Endstellen ausschalten. Die weiter vorn angeordnete Endstelle, die das erste und das zweite Steuersignal aufnahm, überträgt nun ihre anstehenden Daten und übernimmt daraufhin die Rolle der Zentralstation, indem sie ein Paar von Steuersignalen über die Schleife weitersendet.

Dieses Verfahren löst viele bei Unk noch gegebene Probleme. Die Zentralstation behält jedoch die Steuerung nicht mehr fest in ihrer Hand, so lange die sendenden Endstellen nacheinander nach Beendigung ihrer eigenen Übertragungen die Steuersignalpaare weitergeben. Es ist überdies erforderlich, jede Station für die Aussendung eines solchen Steuersignalpaares auszurüsten.

Die vorliegende Erfindung benutzt eine Datenübertragungs-Serienschleife, in der die Zentralstation mit der ersten und letzten einer Vielzahl von in der Schleife angeordneten Endstellen zum Datenaustausch mit diesen Endstellen verbunden ist. Die Zentralstation weist eine Vorkehrung auf zur übertragung mindestens eines vorgegebenen binär codierten Ruckstellsignales an die Endstellen und daran anschließend einer ununterbrochenen Folge

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gleichwertiger Binärbits. Die einzelnen Endstellen überwachen nach der Aufnahme des vorgegebenen Rückstellsignals die weiter einlaufende Bitfolge auf N aufeinanderfolgende gleichbleibende Binärbits und beginnen danach mit der Datenübertragung unter Voranstellung eines Einleitungsbits entgegengesetzten Binärwertes . Nur eine Endstelle empfängt nach der Aufnahme der vorgenannten N Bits ein weiteres Bit gleicher Wertigkeit und fährt daraufhin mit der eigenen Übertragung fort. Alle anderen Endstellen empfangen nach N gleichbleibenden Bits das Einleitungsbit entgegengesetzter Binärwertigkeit und unterbrechen ihre Übertragung. Jede Endstelle, die N+l aufeinanderfolgende Bits gleichbleibender Wertigkeit empfangen hat, wartet auf den Einlauf eines weiteren Rückstellsignals, bevor sie eine weitere Nachricht zu übertragen beginnt.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Angabe eines Verfahrens , das mit der in groben Zügen vorbeschriebenen Anordnung die Nachteile des Verfahrens nach Unk vermeidet und ebenfalls die noch verbliebenen Probleme der Schleifentechnik nach Svenska Handelsbanken löst. Es sollen optimal kurze Antwortzeiten ermöglicht werden und die Zentralstation die Steuerung des gesamten Systems nur möglichst kurzzeitig verlieren.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im Patentanspruch 1 gekennzeichnet. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig· 1 das Übersichtsschaltbild eines Schleifenübertragungssystems entsprechend der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 das ins einzelne gehende Blockschaltbild einer

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Endstelle entsprechend Fig. l_f

Fig. 3 das Blockschaltbild der Bit-Einfügungskreise

entsprechend Fig. 2,

Fig. 4 das Blockschaltbild der Bit-Unterdrückongskreise

entsprechend Fig. 2 und

•Fig. 5 das Blockschaltbild einer Abwandlung der Endstelle entsprechend Fig. 2.

Die Schleifenanordnung gemäß Fig.» 1 enthält eine Zentralstation 10, die mit einem Modulator 11 gur übertragung binär codierter elektrischer Signale auf die Schleife rad einem Demodulator 12 zum Empfang solcher Signale von der Schleife ausgestattet ist. Eine erste Gruppe von Endstellen wird mit- einem Demodulator 14 über eine Zwei-Leiter-übertragungsleitung Γ5 vom Modulator II bedient. Die Eigenschaften der übertragungsleitung 15 bestimmen die maximal mögliche Bitfplgegeschwindigkeit, mit der das gesamte System arbeiten kann*

Demodulierte Signale laufen über Schalter 16, die den einseinen Endstellen zugeordnet sind. Wenn sieh die Schalter 16 in der dargestellten Stellung befinden? setzt ein Modulator 17 hinter dem Schalter 16 der letzten Endstelle einer betrachteten Gruppe die Signale für die Weiterübertragung sur nächsten Gruppe um. Die einzelnen Gruppen sind untereinander ähnlich und können sich lediglich in der Sahl der insgesamt angeschlossenen Endstellen unterscheiden. Der Modulator 17 der letzten Endstellengruppe ist mit dem Demodulator- 12 der Zentralstation IO über die übertragungsleitung 15 verbunden= Sämtlich® vorgesehenen übertragung©- leitungen umfassen, wie bereits genannt„ zwei Leiter; susätsliche Steuerleiter'sind'nicht erforderlich.

Die einzelnen in den Gruppen vorgesehenen Endstellen umfassen

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Eingabe/Ausgabegeräte 18, die iriit der Leitung und ihrem Schalter 16 über Steuerungskreise 19 verbunden sind. Wenn ein Eingabe/Ausgabegerät 18 (im folgenden kurz als E/A'18 bezeichnet) Daten von der Zentralstation 10 empfängt, kann sich der Schalter 16 entweder in der dargestellten Stellung oder in seiner umgeschalteten Stellung je nach Betriebszustand befinden. Dies wird im einzelnen noch erläutert. Wenn ein E/A 18 Daten an die Zentralstation 10 überträgt, muß der Schalter 16 von der dargestellten Stellung abweichend umgelegt sein. Damit können Daten vom. E/A 18 über die Steuerungskreise 19 und den. Schalter 16 über die Leitung übertragen und gegebenenfalls im Demodulator 12 empfangen werden.

Die Datenübertragung über die Schleife kann 'sowohl von der Zentralstation 10 zu einem beliebigen E/A 18 als auch von einem E/A 18 über die Schleife zurück zur Zentralstation 10 erfolgen. Wenn die Zentralstation 10 Daten an eines der E/A 18 überträgt, gibt sie eine kennzeichnende Adresse für das zum Empfang ausersehene E/A 18 aus. Diese Adresse wird der an das betreffende E/A 18 zu übertragende Nachricht vorangestellt. Die Steuerungskreise 19 der einzelnen E/A 18 überwachen die Über die Leitung laufenden Daten; wenn sie ihre eigene Adresse dabei erkennen, nehmen sie die nachfolgenden Daten an. Immer wieder wird den E/A 18 an der Schleife auch die Gelegenheit zur Übertragung von Daten zurück an die Zentralstation gegeben. Dazu überträgt die Zentralstation ein vorgegebenes Codezeichen, das so bezeichnete Rückstellzeichen«, an alle Steuerungskreise 19 der E/A 18 an der Schleife durch» Dieses Rückstellzeichen sorgt dafür, daß 'die Steuerungekreise Zugriff zur Schleife unter noch zu erläuterten. Bedingungen, erhalten. Nach der Übertragung · des vorgegebenen Rückstellzeichens sendet die Zentralstation 10 eine ununterbrochene Folge von 1-Bits. Diese 1-Bits werden benützt, da sie bei herkömmlichen Modulatoren die Zeichenfrequenz abgeben lassen. . -

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Eine O-Bitfolge könnte ebenfalls ohne wesentliche Abwandlung des Systems verwendet werden.

In Fig. 2 sind wiederum für den Schalter 16 und das E/A 18 die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 verwendet» Die Steuerungskreise 19 umfassen einen Detektor 20, der mit der Zweileiterübertragungsleitung 15 verbunden ist. Der Detektor 20 weist einen ersten Ausgang auf zur Kennzeichnung eines aufgenommenen Signalzustandes 1 und einen zweiten Ausgang zur Kennzeichnung des Signalzustandes 0. Die im einzelnen für den Detektor 20 gewählte Ausfuhrungsform hängt vom gewählten übertragungsmodus ab und entspricht dem Stande der Technik. Ein Taktgenerator 21 hängt ebenfalls an der übertragungsleitung 15 und erzeugt Taktimpulse für die einzelnen Bitphasen. Der 1-Ausgang des Detektors 20 ist mit dem Zähleingang E eines Binärzählers 22 verbunden. Ein besonderer Takteingang T des Zählers 22 ist mit dem Ausgang des Taktgenerators 21 verbunden, der bewerkstelligt, daß der Zähler jeweils zur Taktzeit des Taktgenerators weiterzählt, vorausgesetzt, daß der Detektor 20 gleichzeitig eine 1 anzeigt. Wenn also aufeinanderfolgende Einsen über die übertragungsleitung 15 übermittelt werden, zählt der Zähler 22 mit jedem empfangenen 1-Bit um einen Zählschritt weiter. Der O-Ausgang des Detektors 20 ist über ein ODER-Glied 23 mit dem Löscheingang Lö des Zählers 22 verbunden und löscht diesen Zähler auf 0 oder einen anderen vorgegebenen Wert immer dann, wenn ein O-Bit während eines vom Taktgenerator abgegebenen Taktimpulses einläuft. Unter dieser Vorkehrung zählt der Zähler 22 über die Leitung aufeinanderfolgend einlaufende 1-Bits auf und löscht (gegebenenfalls auf 0), wenn eine 0 dazwischen auftritt. Der Zähler zählt bis zu einem Maximalwert 10 und wird dann durch ein von Schaltkreisen, die noch zu beschreiben sind, ausgehendes Signal verriegelt. Dieses Signal wird einem Sperreingang des Zählers 22 zugeführt. Das Sperrsignal verhindert die Weiterzählung des Zählers 22.

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Der 1- und der O-Ausgang des Detektors 20 und der Ausgang des Taktgenerators 21 sind des weiteren mit einem Schieberegister 24 verbunden, das die nacheinander über die Leitung 15 ankommenden Bits seriell aufnimmt. Wenn dieses Schieberegister voll ist, wird das jüngst einlaufende Bit immer wieder in die erste Stelle eingeschoben und das vorhandene älteste empfangene Bit einfach verworfen. Somit enthält das Schieberegister 24 jeweils einen Teil des Ablaufs der einzelnen Bits über die Leitung 15. Eine Decoderlogik 25 ist mit dem Schieberegister 24 verbunden und überwacht den Bitstrom auf der Leitung auf vorgegebene Steuerzeichen. Vier solcher Steuerzeichen sind in der Zeichnung angedeutet. Das erste Steuerzeichen ist ein sogenanntes Interruptions-Zeichen (I), das zur Unterbrechung der übertragung seitens der betrachteten Endstelle und zur nachfolgenden Sperrung der übertragung dient. Das zweite Zeichen ist ein Unverriegelt-Zeichen (U) und wird über das ODER-Glied 23 dem Löscheingang Lö des Zählers 22 zugeführt; damit wird der Zähler 22 unter noch zu erläuternden Bedingungen gelöscht. Zwei Adreßzeichen (Al und A2) werden ebenfalls erkannt. Das erste Adreßzeichen Al ist dem angeschlossenen E/A 18 zugeordnet und wird durch die Steuerungskreise anderer Endstellen nicht erkannt. Das zweite AdreQzeichen A2 kann zur Kennzeichnung jeweils einer Gruppe von E/A 16 dienen. Damit ist die gleichzeitige Übertragung an mehrere Endstellen möglich. Weitere vorgegebene Adressen können zur Kennzeichnung weiterer größerer oder kleinerer Gruppen dienen. Ein solches drittes Adreßzeichen könnte z.B. zur Ansprache der Steuerungskreise aller E/A 18 an der Schleife dienen. Die Decoderlogik 25 kann z.B. aus einer Vielzahl von UND-Gliedern bestehen, die selektiv mit den Ausgängen des Schieberegisters 24 verbunden sind und die beim Auftreten der vorgegebenen Signale jeweils Ausgangssignale noch zu beschreibender Art abgeben.

Das bereits genannte Sperrsignal wird erzeugt, wenn der Zähler 22 die Stellung 10 erreicht. Der 10-Ausgang des Zählers 22 ist dazu mit einem Speicherglied 27 verbunden. Wenn dieses Speicherglied eingeschaltet ist, gibt es ein Ausgangesignal zur

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Sperrung des Zählers 22 ab, das die beiden Eingänge E und Lö des Zählers unwirksam macht. Der Löscheingang des Sperr-Speichergliedes 27 ist mit dem Unverriegelt-Ausgang U der Deeoderlogik 25 verbunden. Unter Steuerung durch die Zentralstation kann das Speicherglied 27 somit gelöscht werde» und die Sperrung des Zählers 22 aufheben. Der gleiche Signalausgang U, der das Speicherglied 27 löscht _t dient ebenfalls über das ODER-Glied 23 zur Löschung des Zählers 22 auf 0. Danach kann der Zähler wieder eine neue AufsähXung beginnen und gegebenenfalls, wie bereits beschrieben, mit Hüllen vom Detektor 20 zwischendurch löschen. Der Interruptions-Ausgang I ü&a Decoders 25 ist ebenfalls mit dem Zähler 22 verbunden und sorgt für die zwangsweise Stellung des. Zählers auf den Zählwert 10. Es wird dann auch über das ODER-Glied 26 die Einschaltung des Sperrspeichergliedes 27 :mr Sperrung des Zählers 22 durchgeführt»

Die einzelnen E/A 18 müssen jeweils zwei Signale zu den Steuerungskreisen 1.9 abgeben« Es sind dies die Signale Bedienungs-Anforderung und Ende der Nachricht EOM. Wenn ein E/A 18 Daten zur übertragung an die Zentralstation anstehen hat, gibt es ein Signal über die mit Bedienungs-Anforderyng bezeichnete Leitung ab, das den Steiserungskreisen kennzeichnet, daß die Leitung gegebenenfalls zur.übertragung angenommen werden sollte. Das Signal Ende der Nachricht über die mit EOM bezeichnete Leitung dient zur Mitteilung an die Steuerungskreise 19, daß ein® vollständige Nachricht beendet ist. Diese letztgenannt® Leitung wird sowohl bei Empfang als auch bei Senden benutzt. Wenn die Endstelle Nachrichten empfängt, hängt die Zentralstation ebenfalls ein ΞΟΜ-Zeicnen an, das ia der Endstelle decodiert wird. Somit können die Steuerungskreise bei beiden Verkehrsrichtungess entsprechensäe Löschungsoperationea durchführen„ Dia Leitung Bedienungs-Anfordering des E/A 18 führt zu einem'Eingang.eines UND-Gliedes 28. Der andere Eingang dieses UND-Gliedes 28 ist mit dem 9-Ausgang des Zählers 22 verbunden. Wenn eine Bedienungsanforderung gegeben wird und der Zähler 22 die'Stellung 9 erreicht, gibt das UND-Glied 28 somit ein*Ausgangssignal ab

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zur Einschaltung eines übertragunga-Speichergliedes 29. Wenn dieses Ubertragungsspeichergiied 29 eingeschaltet ist, gibt es ein Ausgangssignal Senden über eine ebenso bezeichnete Leitung zum E/A 18; damit kann die Endstelle mit ihrer übertragung beginnen. Der Ausgang für das Signal Senden vom Ubertragungsspeichergiied 29 ist 'des weiteren über .,ein ODER-Glied 30 mit Schaltersteuerungskreisen 31 verbunden, die ihrerseits den Schalter 16 gegebenenfalls in seine zweite Schalterstellung P2 umlegen. Die Schaltersteuerkreise haben daneben einen zweiten Eingang Pl, der mit dem ausseitigen Ausgang des tibertragungsspeichergliedes 29 verbunden ist. Mit Hilfe dieser Schaltvorkehrung kann der Schalter 16 wieder in seine erste Schaltstellung Pl zurückgebracht werden.

Wenn ein Adreßzeichen A2 durch die Decodierlogik 25 erkannt wird, gibt der Ausgang A2 der Decodierlogik ein Einschaltsignal an ein Empfangs-Verriegelungsglled II 35 ab. Der Ausgang dieses Empfangsverriegelungsgiiedes II 35 ist mit einem Eingang eines ODER-Gliedes 33 verbunden. Duplexbetrieb ist bei Gruppenadressierung nicht möglich, da sonst eine mit Senden beginnende Endstelle den Empfang der anderen stören könnte· Bei Gruppenadressierung oder Adressierung "AN ALLE" ist somit nur Empfang möglich und vorgesehen.

Das Signal EOM über die gleichbenannte Leitung vom E/A 18 gelangt zum Löscheingang des Empfangsverriegelungsgiiedes II, eines weiter vorgesehenen Empfangsverriegelungsgliedes I 32.-.und des übertragungsepeichergliedee 29. Das letztgenannte wird über ein ODER-Glied 36 erreicht. Das Ubertragungsepelcherglied 29 kann des weiteren Über dieses ODER-Glied 36 vom Zählausgang 0 des Zählers gelöscht werden. Somit wird das ubertragungsspeichergiied.29 gelöscht, wenn entweder das Signal Ende der Nachricht erscheint oder zu einem beliebigen Zeitpunkt der Zähler zu seiner Sähisteilung O zurückkehrt.

Die Daten von der Leitung 15 laufen über Bitunterdrückungsgkreise

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37, bevor sie dem E/A 18 zugeführt werden. Andererseits laufen vom E/A 18 ausgehende Daten über Biteinfügungskreise 38, bevor sie über die Schalterstellung P2 des Schalters 16 zur Leitung 15 gelangen. Die Bitunterdrückungs- und ebenso die Biteinfügungskreise werden jeweils mit einem Signal Ende der Nachricht vom E/A 18 gelöscht. Die Bitunterdrückungs- und Biteinfügungskreise 37 und 38 verhindern das Auftreten gleichbleibender Bitfolgen von 9 Bits. Wenn zwei aufeinanderfolgende Zeichen 9 aufeinanderfolgende gleichbleibende Bits enthalten würden, könnten dadurch unerwünscht Schaltkreise betätigt werden, wie noch beschrieben wird. Um solche unerwünschten Funktionen zu unterbinden, werden Zählungen aufeinanderfolgender 1-Bits in den Schaltkreisen 37 und 38 durchgeführt. In den Bitunterdrückungskreisen 37 wird das nächste Bit automatisch unterdrückt, wenn eine Zählung von 8 gleichbleibenden Bits erkannt wird. In den Biteinfügungskreisen 38 wird ebenfalls eine Zählung der 1-Bits auf der Ausgangsleitung vom E/A 18 durchgeführt. Sobald 8 1-Bits aufeinanderfolgend festgestellt werden, wird eine O zwangsweise eingefügt. Der Aufbau und die Wirkungsweise der Bitunterdrückungskreise 37 und der Biteinfügungskreise 38 wird noch in Zusammenhang mit der Beschreibung der Fign. 3 und 4 näher erläutert.

Es soll nun bei der weiteren Beschreibung der Schaltkreise gemäß Fig. 2 angenommen werden, daß der Zähler 22 durch einen Zählerstand IO gesperrt ist und daß die Zentralstation zur übertragung von Daten aus den Endstellen in der Schleife aufruft. Dazu überträgt sie, das vorgegebene Rückstellsignal, das in das Schieberegister 24 über den Detektor 20 aufgenommen wird. Dieses Signal wird durch die Decoderlogik 25 ausgewertet und ein Ausgangssignal über den ünverriegeIt-Ausgang U abgegeben. Dieses Ausgangssignal löscht das Sperrspeicherglied und den Zähler Nun spricht der zähler wieder auf die Ausgangssignale vom Detektor 20 an. Im Anschluß an die übertragung des Rückstellsignals beginnt die Zentralstation 10 mit der Ausgabe einer ununterbrochenen Folge von 1-Bits.. Der Detektor 20 erkennt diese 1-Bits.

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Sie werden dem Zähleingang E des Zählers 22 zugeführt. Dieser erreicht damit einen Zählstand 9. Dabei wird das Ausgangssignal vom Ausgang 9 über das UND-Glied 28 zum einseitigen Eingang des Übertragungsspeichergliedes 29 gegeben. Das Ausgangssignal des Übertragungsspeichergliedes 29 gelangt von dessen Einseite über das ODER-Glied 30 zu den Schaltersteuerungskreisen 31, die für die Umlegung des Schalters 16 in seine Stellung P2 sorgen. Gleichzeitig wird ein Signal über die Leitung Senden zum E/A 18 geführt. Damit fängt das E/A 18 mit seiner Datenübertragung an und sendet als erstes ein O-Bit. Wenn im entgegengesetzten Sinne der Datenübertragungsrichtung keine andere Endstelle zu senden begann, wird auch das zehnte empfangene Bit ein 1-Bit von der Zentralstation sein und das Übertragungsspeicherglied 29 bleibt solange eingeschaltet, bis das E/A 18 ein Signal Ende der Nachricht über die Leitung EOM abgibt. Beim Erreichen des Zählstandes 10 gelangt das entsprechende Ausgangssignal vom Zähler 22 über das ODER-Glied 26 zum Einschalteingang des Sperrspeichergliedes 27, dessen Ausgangssignal das Weiterzählen des Zählers 22 sperrt. Wenn das E/A 18 der betrachteten Endstelle dann seine gesamte Nachricht übertragen hat, sollen die zugehörigen Steuerungskreise 19 vorerst keinen weiteren Versuch durchführen, abermals wieder an die Leitung zu kommen. Wenn die übertragung beendet ist, sendet das E/A 18 ein Signal Ende der Nachricht über die Leitung EOM und löscht damit das Übertragungsspeicherglied 29. Damit werden auch die Schaltersteuerungskreise 31 gelöscht und der Schalter 16 in seine Stellung Pl zurückgebracht.

Wenn jedoch eine weiter zurück zur Zentralstation angeordnete Endstelle beim Erreichen des Zählerstandes 9 in der weiter vorwärts liegenden betrachteten Endstelle zu übertragen begonnen hätte, hätte diese weiter zurückliegende Endstelle ihr O-Bit eingeschoben. Dieses O-Bit wäre durch den Detektor 20 in der betrachteten Endstelle erkannt worden und hätte den Zähler 22 vom Zählstand 9 zum Zählstand 0 zurückgezwungen. Beim Zähl-

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stand O würde das tlbertragungsspeicherglied 29 wieder gelöscht worden sein und zwar durch das Q~Ausgangssignal vom Zähler 22 über das ODER-Glied 36. Damit wäre das Signal auf der Leitung Senden sofort beendet worden und das E/A 18 hätte seine übertragung sofort nach dem ersten übermittelten Bit abgebrochen» Nach der Löschung des übertragungsspaichergliedes 29 würden die Schaltersteuerungskreise gl den Schalter 16 in seine Stellung Pl zurückgebracht haben. Damit könnte die übertragung von der weiter rückwärts angeordneten nun sendenden Endstelle über die Schleife vorwärts weiter hindurchgegeben werden. Dabei wäre jedoch das eingefügte O-Bit der weiter rückwärts angeordneten Endstelle nicht über den betrachteten Schalter 16 hinweggekommen. Dafür wäre aber die eigene eingefügte O in Vorwärtsrichtung abgegeben worden und die von weiter rückwärts kommende Nachricht könnte unverändert die Zentralstation IO erreichen.

Wenn eine Eingabe für das E/A 18 ermöglicht werden soll, gibt die Zentralstation 10 die Adresse Al der betrachteten Endstelle über die Leitung 15 durch. Diese Adresse wird im Schieberegister 24 aufgenommen und durch die Deeoderlogik 25 entschlüsselt. Wenn die Adresse Al erkannt wird/ wird die Empfangsverriegelungsschaltung I 32 eingeschaltet. Diese bewirkt das Intätigkeittreten der Schaltersteuerungskreise 31 und legt den Schalter 16 in seine Stellung P2 um; des weiteren läßt die Empfangsverriegelungsschaltung I einen !-Generator 34 mit der Erzeugung von Einsen beginnen. Diese Einsen werden über den Schalter 16 zu allen weiter vorwärts angeordneten Endstellen übertragen. Das Ausgangssignal der Empfangsverriegelungsschaltung I wird des_weiteren über das ODER-Glied 33 sum E/A 18 gegeben und sorgt für das Empfangsbereitmachen für über die Bitunterdrückungskreise 37 einlaufende Daten. Wenn das Signal Ende der Nachricht empfangen wird, wird über die Leitung EOM ein entsprechendes Steuersignal abgegeben, das die Empfangsverriegelungsschaltung I 32 löscht und den Schalter 16 vermittels der Schaltersteuerungskreise 31 in die Schalterstellung Pl bringt sowie die durch den !-Generator 34 abgegebenen Einsen beendet. Wenn jedoch eine Adresse A2 äeco-

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diert worden wäre, d.h. eine Gruppenadresse, nach der die gleiche Nachricht an mehrere Endstellen durchzugeben wäre, die sämtlich auf die Adresse A2 ansprechen, wäre die Empfangsverriegelungsschaltung II 35 benutzt worden. Dabei hätte der 1-Generator 35 nicht gearbeitet und der Schalter 16 wäre in seiner Stellung Pl geblieben. Die empfangene Nachricht wäre über die Bitunterdrückungskreise 37 zum E/A 18 und andererseits auch weiter zu nachfolgenden Endstellen über den Schalter 16 gegangen. Beim Empfang des Signals Ende der Nachricht wäre auch ein Signal über die Leitung EOM erzeugt worden, das seinerseits die Empfangsverriegelungsschaltung II 35 gelöscht und den Einlauf von Daten über die Bitunterdrückungskreise 37 beendet hätte. In jedem Falle werden die Bitunterdrückungskreise 37 und die Biteinfügungskreise 38 mit dem Signal über die Leitung EOM vom E/A 18 gelöscht.

Die Biteinfügungskreise entsprechend Fig. 3 dienen in erster Linie 2ur Einfügung eines O-Bits in den Bitstrom, wenn 8 aufeinanderfolgende l-Bits erkannt werden. Die vom E/A 18 abgegebenen Signale werden einem Detektor 40 zugeführt, der ähnlich dem Detektor 20 gemäß Fig. 2 ist und je einen Ausgang für 1 und 0 aufweist. Der 1-Ausgang ist mit dem Zähleingang E eines Zählers 41 und der O-Ausgang über ein ODER-Glied 4IA mit dem Löscheingang Lö des Zählers verbunden. Die über den Eingang vom E/A 18 einlaufenden Signale gelangen des weiteren an ein Torglied 39, das normalerweise die einlaufenden Signale zum Ausgang durchverbindet, der seinerseits zur Schalterstellung P2 des Schalters 16 führt. Immer dann, wenn der Zähler 41 den Zählerstand 8 erreicht, zählt ein weiterer Zähler 42 um einen Schritt weiter. Mit der Zählung der ersten 8 im Zähler 41 läuft somit der Zähler 42 von O auf 1. Wenn der Zähler 42 die Stellung 0 verlassen hat, wird die Torschaltung 33 blockiert und der Datenweg vom Eingang zum Ausgang unterbrochen. Die Daten vom E/A 18 gelangen zu einer Anordnung mehrerer UND-Glieder 4 3A bis 43D. Diese UND-

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Glieder sind über ihre anderen Eingänge mit den Ausgängen 1 bis N des Zählers 42 verbunden. Der Ausgang des UND-Gliedes 43D ist mit einem Schieberegister 45 verbunden, die Ausgänge der anderen UND-Glieder 43A bis 43C in ähnlicher Weise über je ein ODER-Glied 45Ä bis 45C. Immer dann, wenn der Ausgang des Zählers 41 eine 8-Zählung erkennen läßt, wird das Ausgangssignal des Zählers 41 auch einem O-Bitgenerator 44 zugeführt, dessen Ausgang mit einer Anordnung von mehreren UND-Gliedern 44A bis 44D verbunden ist. Diese UND-Glieder stehen unter Steuerung durch die Ausgänge 1 bis N vom Zähler 42. Der Ausgang des UND-Gliedes 44A ,ist direkt mit dem Ausgang des Schieberegisters 45 verbunden, wohingegen die Ausgänge der anderen Torglieder 44B bis 44D über die bereits genannten ODER-Glieder 45A bis 45C mit den Schieberegisterstellen des Schieberegisters 45 verbunden sind. Mit dieser Anordnung wird ein O~Bit in den Bitstrom jeweils nach jedem achten 1-Bit vor dem neunten Bit eingefügt. Das Schieberegister 45 sorgt für die erforderliche Verzögerung zur Einfügung zusätzlicher Bits. Ein Signal Ende der Nachricht über die Leitung EOM vom E/A 18 löscht den Zähler 41, den Zähler 42 und das Schieberegister 45 und bringt die gesamte Schaltungsanordnung wieder in den Startzustand, wenn eine Nachricht vollständig empfangen worden ist.

Die Bitunterdrückungskreise entsprechend Fig. 4 überwachen den Bitstrom und unterdrücken bei 8 aufeinanderfolgenden 1-Bits das nächstfolgende Bit. Um dies zu bewerkstelligen, wird der ankommende Datenstrom von der übertragungsleitung 15 in ein Schieberegister 46 eingegeben. Die einzelnen Stellen dieses Schieberegisters 46 sind mit je einem Paar von UND-Gliedern 47/48A bis 47/48D verbunden. Die Ausgänge der UND-Glieder 47A bis D sind mit den Eingängen eines ODER-Gliedes 49 verbunden, das den gemeinsamen Ausgang bildet. Die zweiten Eingänge der UND-Glieder 47A bis 47D sind mit den Ausgängen O, 1, 2 bis N eines Zählers 50 verbunden. Die Ausgänge der UND-Glieder 48A bis D sind mit

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den Eingängen eines ODER-Gliedes 51 verbunden, das ausgangsseitig zu einem Detektor 52 führt. Die Ausgänge O, 1, 2 bis N des Zählers 50 führen zu den zweiten Eingängen sowohl der UND-Glieder 47A bis 47D als auch der UND-Glieder 48A bis 48D. Bei jedem Signal Ende der Nachricht über die Leitung EOM wird der Zähler 50 auf 0 gelöscht. Bei Beginn einer Nachricht sind somit nur die ODER-Glieder 4ΘΑ und 47A vorbereitet; in das Schieberegister 46 einlaufende Daten rücken von der ersten bis zur letzten Stelle vor, aus der sie zu den UND-Gliedern 47A und 48A geführt werden; weiter gelangen dann die Daten nach rechts und nach links über die ODER-Glieder 49 und 51. Der l-Ausgang des Detektors 52 führt zum Zähleingang E eines weiteren Zählers 53, der mit jeder Ausgabe einer 1 vom Detektor 52 um 1 weiterzählt. Wenn dieser Zähler 53 den Zählstand 8 erreicht, wird ein Signal zu einem UND-Glied 54 gegeben, dessen Ausgang mit dem Zähleingang E des Zählers 50 verbunden ist. Der Zähler 50 zählt damit um 1 weiter. Wenn der Zähler 50 von 0 auf 1 schaltet, wird ein Bit im Schieberegister 46 unterdrückt und die nächstfolgende Stelle im Schieberegister 46 über die Torglieder 48B und 47B wirksam gemacht. Damit wird jeweils das neunte Bit im einlaufenden Datenstrom bei der Erkennung von 8 aufeinanderfolgenden 1-Bits unterdrückt. Der Zähler 53 wird immer gelöscht, wenn im Detektor 52 eine O erkannt wird. Somit werden im Zähler 53 nur aufeinanderfolgende 1-Bits abgezählt. Der O-Ausgang des Detektors 52 ist dazu über ein ODER-Glied 55 mit dem Löseheingang des Zählers 53 verbunden. Auch wird der Zähler 53 gelöscht, wenn jeweils in ihm der Zählstand 8 erreicht wird. Dazu ist der Ausgang 8 dieses Zählers 53 über das ODER-Glied 55 zu seinem eigenen Löscheingang rückgekoppelt. Drittens wird der Zähler 53 auch gelöscht, wenn das bereits bekannte Signal über die Leitung EOM gegeben wird, um den Zähler für einen später folgenden Dateneinlauf vorzubereiten.

Fig. 5 gibt eine Abwandlung der Steuerungskreise gemäß Fig. 2 ^₉₇₁₀₁₅ 309827/0984

wieder. Ein einstelliges Schieberegister 16R ist anstelle des Schalters 16 gemäß Fig. 2 vorgesehen. Bei dieser Ausführung sorgt ein Taktgenerator 2IA für die Kennzeichnung mindestens dreier Taktphasen während jedes einzelnen Bitabschnittes. Während der ersten Taktphase werden die Daten von der übertragungsleitung in das Schieberegister 16R eingeschoben und die in diesem Register stehenden Daten auf die abgehende Leitung hinausgeschoben. Während der zweiten Taktphase werden die in der ersten Taktphase in das Schieberegister eingeschobenen Daten zur Auslesung abgetastet. Während der dritten Taktphase werden, wenn erforderlich, neue Daten anstelle der im Schieberegister stehenden Daten eingesetzt.

Es sind in Fig. 5 die Abwandlungen der Steuerungskreise gemäß Fig. 2 dargestellt, die beim Ersatz des Schalters 16 durch das einstellige Schieberegister 16R erforderlich sind. Der Taktgeber 2IA an der übertragungsleitung 15 tastet die Daten auf der Leitung ab und erzeugt die erwähnten drei Taktphasen während der einzelnen Bitabschnitte. Ein erster Taktphasenimpuls wird zum Schieberegister 16R geführt und dient zum Herausschieben der im Schieberegister stehenden Daten und zum Einschieben neuer über die Leitung 15. Ein zweiter Taktphasenimpuls dient zum Auslesen und Abtasten der im Schieberegister stehenden Daten, wenn dies erforderlich ist, und ein dritter Taktphasenimpuls dient, falls notwendig, zur Eingabe spezieller Daten in das Schieberegister. Die jeweils im Schieberegister enthaltenen Daten werden während der zweiten Taktphase einem UND-Glied 56 zugeführt» Ein die Betriebsart Empfang kennzeichnendes Steuersignal vom ODER-Glied 33 in Fig. 2 wird außer dem in Fig. 2 bereits dargestellten Steuereingang des E/A 18 einem Steuereingang des UND-Gliedes 56 zugeführt. Vom E/A 18 zu sendende Daten gelangen über ein ODER-Glied 57 au einem UND-Glied 58. Der Ausgang dieses UND-Gliedes 58 ist mit dem Schieberegister 16 verbunden. Beim Anstehen des Ausgangssignals von einem ODER-Glied 59 wird während der dritten Taktphase das UND-

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Glied 58 durchgeschaltet. Das ODER-Glied 59 gibt ein Ausgangssignal immer während der Betriebsart Senden oder auch während der Einschaltung der Empfangsverriegelungsschaltung I 32 gemäß Fig. 2 ab. Der Ausgang des 1--Generators 34 wird Über das ODER-Glied 57 und das UND-Glied 53 zum Schieberegister 16R durchgeschaltet, wenn die Empfangsverriegelungsschaltung I eingeschaltet ist. Dann wird eine ununterbrochene Folge von Einsen zum Schieberegister 16R durchgegeben. Normalerweise werden solche 1-FoIgen von der Zentralstation zum Aufruf der Dateneingabe seitens der Endstellen übertragen. Es entspricht dies wiederum den bereits beschriebenen Funktionen. Diese Einsen werden in das Schieberegister 16R während der dritten Taktphasen eingegeben, um die einlaufenden Daten nicht zu vernichten, die während der zweiten Taktphase abzutasten sind. - Wenn kein VoIlduplexbetrieb verlangt ist, kann der 1-Generator 34 und der Pfad zur Eingabe dieser Einsen in das Schieberegister 16R entfallen. Da der Schalter 16 durch das Schieberegister 16R ersetzt worden ist, entfallen die Schaltersteuerungskreise 31 und das davor angeordnete ODER-Glied 30 gemäß Fig. 2.

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Claims

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PATENTANSPRÜCHE

/ l\ Verfahren zur Datenübertragung von Endstellen zu einer Zentralstation innerhalb einer Serienschleife/ in der die Zentralstation mit der ersten und letzten einer Vielzahl in Reihe geschalteter Endstellen verbunden ist, ge-' gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte:

a) In der Zentralstation (10) Übertragung eines codierten Vorbereitungssignals (Rückstellsignal) an die Endstellen zur Vorbereitung der Übertragung seitens der Endstellen und

Übertragung einer ununterbrochenen Folge von Bits gleichbleibender vorgegebener Binärwertigkeit (1) seitens der Zentralstation (10) sofort im Anschluß an dieses Vorbereitungssignal.

b) In den Endstellen Aufnahme der über die Schleife einlaufenden Bits und Erkennung des Vorbereitungssignals (Rückstellsignal),

anschließend an die Aufnahme des Vorbereitungssignals und einer vorgegebenen Zahl N darauffolgender Bits gleichbleibender vorgegebener Binärwertigkeit (1) Beginn der eigenen Übertragung mit mindestens einem Bit entgegengesetzter Binärwertigkeit (0), wenn Nachrichten zur Übermittlung an die Zentralstation (10) anstehen, und

Durchführung der Übertragung dieser anstehenden Nachrichten nur dann, wenn auch das (N+l)-te empfangene Bit dieselbe vorgegebene Binärwertigkeit (1) aufweist, wie die vorangehenden N Bits.

c) Nach Beendigung der Übertragung der anstehenden Nachrichten Abschluß der Sendetätigkeit der betrach-

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teten Endstelle, bis wieder erneut ein Vorbereitungssignal (Rückstellsignal) und daran anschließend N+l aufeinanderfolgende Bits gleichbleibender vorgegebener Binärwertigkeit (1) empfangen werden·
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Abzählung der aufgenommenen aufeinanderfolgenden Bits gleichbleibender vorgegebener Binärwertigkeit (1) und Löschung des aufgelaufenen Zählwertes, wenn vor dem Erreichen des Zählwertes N+l ein Bit entgegengesetzter Binärwertigkeit (O) empfangen wird.
3. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorgenannten Ansprüche, gekennzeichnet durch die Kombination der folgenden Merkmale:

a) In der Zentraletation (10)

Schaltkreise zur Erzeugung und übertragung des codierten Vorbereitungssignale {Rückstellsignal) an die Endstellen zur Vorbereitung der übertragung seitens der Endstellen und

Schaltkreise zur Erzeugung und übertragung einer ununterbrochenen Folge von Bits der gleichbleibenden vorgegebenen Binärwertigkeit (1) an die Endstellen sofort im Anschluß an dieses Vorbereitungssignal.

b) In den Endstellen

Schaltkreise zum Empfangen und Senden von Daten über die schleifenförmige übertragungsleitung (15), Schaltkreise zur überwachung der über die Schleife laufenden Daten auf das Auftreten eines Vorbereitungssignals (Rückstellsignal), Schaltkreise zur Feststellung von N aufeinanderfolgenden Bits gleichbleibender vorgegebener Binärwertigkeit (1) direkt im Anschluß an das Vorbereitungssignal,

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Schaltkreise zum Beginn der Übertragung von Daten seitens der Endstelle bei der Erkennung von N Bits der gleichbleibenden vorgegebenen Binärwertigkeit (1), wenn zur Zentralstation (10) zu übermittelnde Nachrichten anstehen, wobei mindestens ein Bit mit entgegengesetzter Binärwertigkeit (0) übertragen wird, Schaltkreise zur Erkennung eines CN+l)-ten Bits aufeinanderfolgend gleichbleibender Binärwertigkeit (1) zur Einleitung der vollständigen Durchgabe der anstehenden -Nachricht und Schaltkreise zur Aussetzung des Beginns einer weiteren Nachrichtenübertragung, bis wieder erneut ein Vorbereitungssignal (Rückstellsignal) und daran anschließend N+l aufeinanderfolgende Bits gleichbleibender Binärwertigkeit (1) empfangen werden.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3,dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltkreise in den Endstellen zur Erkennung von N aufeinanderfolgenden Bits gleichbleibender vorgegebener Binärwertigkeit (1) einen Zähler (22) enthalten, der die Zahl der aufeinanderfolgend einlaufenden Bits gleichbleibender Binärwertigkeit (1) aufzählt und jeweils ein Löschsignal auf einen vorgegebenen Zählwert (0) erhält, wenn ein Bit entgegengesetzter Binärwertigkeit (0) einläuft, bevor N+l aufeinanderfolgende Bits gleichbleibender vorgegebener Binärwertigkeit (1) empfangen worden sind.
5* Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltkreise zum Empfangen und Senden von Daten über die Schleife einen Umschalter (16) aufweisen, der in seiner ersten Schalterstellung {PI) einen ununterbrochenen Datenfluß vom

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Eingang zum Ausgang der betrachteten Endstelle ermöglicht und in seine zweite Schaltersteilung (P2) umgelegt die geschlossene Schleife unterbricht und die eigene Eingabe von Oaten seitens der zugehörigen Endstelle auf die Schleife ermöglicht.
6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltkreise zum Empfangen und Senden von Daten über die Schleife ein mindestens einstelliges Schieberegister (16R), das zwischen dem Eingang und dem Ausgang der Übertragungsschleife in den einzelnen Endstellen angeordnet ist, und Schaltkreise zur Steuerung der Eingabe von Daten in das und der Ausgabe von Daten aus diesem Schieberegister (16R) aufweisen.

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