DE2653716C3 - Modem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Modem zur Einschaltung zwischen einer Ubertragungsstrecke und einer Vielzahl von digitalen Datenendeinrichtungen (Terminals), mit einem digitalen Datenverarbeiter zur Durchführung aller Funktionen eines Modems einer ersten Art und Schaltungen zur sequentiellen Anschaltung des Modems an jede der Datenendeinrichtungen. «

Mit der Einführung von Digitalrechnern hat sich die Notwendigkeit einer digitalen Nachrichtenübertragung zwischen entfernt voneinander angeordneten Rechnern ergeben. Dieser Bedarf ist meistens durch Verwendung bestehender Netzwerke mit analogen Sprachband-Ka- w näien gedeckt worden, die für Sprachübertragungszwecke benutzt werden, also das Fernsprechnetz. Zur Übertragung von Digitalsignalen über solche Analogkanäle ist es erforderlich, die Digitalsignale so abzuwandeln, daß sie in die zulässige Bandbreite passen, um ^h"> empfangsseitig die Digitalsignale wieder herzustellen. Zu diesem Zweck werden die Digitalsignale auf ein sprachfrequentes Trägersignal moduliert und nach der Übertragung zur Wiedergewinnung der ursprünglichen Digitaldaten demoduliert Eine digitale Datenübertragungsanordnung oder ein Datengerät das die vorgenannten Operationen ausführen kann, wird auch als Modem (Modulator-Demodulator) bezeichnet Es ist auch ein Modem bekannt (Elektrotechnik 57,1975, Seite 42), mit dem sich alle üblichen Modulationsarten, allerdings nicht gleichzeitig, durchführen lassen. Dvmit kann dieser Modem abwechselnd in verschiedenen Modulationsarten betrieben werden.

Benutzer solcher Modems benötigen häufig mehrere Datengeräte, die jeweils unterschiedliche Eigenschaften besitzen. Zur Erfüllung dieser Bedürfnisse installiert m&n heute jeweils die erforderlichen Typen von Datengeräten. Das bedeutet jedoch eine beträchtliche Investition für den Benutzer. Außerdem ergibt es sich häufig, daß die Anforderungen des Benutzen sich von Zeit zu Zeit ändern, beispielsweise, um die Übertragungsmöglichkeiten zu verbessern. Das wiederum macht die Mühe und den Aufwand eines Austausches der vorhandenen Datengeräte gegen die gewünschten erforderlich.

In der US-PS 36 49 759 ist eine Schaltungsanordnung beschrieben, welche die Funktionen mehr als eines Datengerätes gleichzeitig erfüllen kann. Dies wird durch Anschaltung eines Steuerprozessors hoher Arbeitsgeschwindigkeit an aufeinanderfolgende Datenanschlüsse und Durchführung der Funktionen eines Datengerätes für jeden Anschluß erreicht Bei der bekannten Schaltungsanordnung sind jedoch alle simulierten Datengeräte von gleicher Art Für eine größere Flexibilität ergibt sich demgemäß ein Bedarf nach einem universellen Datengerät das die Funktionen einer Vielzahl von Datengeräten erfüllen und so umgeordnet werden kann, daß sich jeweils die speziellen Eigenschaften irgendeines gewünschten Datengerätes ergeben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein universelles Datengerät (Modem) zu schaffen, das die Funktionen einer Vielzahl von Daiengera.en gleichzeitig erfüllen und so umgeordnet werden kann, daß sich jeweils die spezieilen Eigenschaften eines gewünschten Datengerätes ergeben.

Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus von einer Anordnung der eingangs genannten Art und besteht darin, daß der Datenverarbeiter so ausgelegt ist daß er alle Funktionen des Modems der ersten Art z. B. asynchron, FM, und gleichzeitig alle Funktionen eines Modems einer zweiten Art z. B. synchron, PM, automatischer Dämpfungsausgleich, ausführt daß die an bestimmten Datenendeinrichtungen auftretenden Datensignale eine Verarbeitung durch das Modem der ersten Art erfordern, und daß die an anderen Datenendeinrichtungen auftretenden Datensignale gleichzeitig eine Verarbeitung durch das Modem der zweiten Art erfordern.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand der Figuren erläutert werden. Es zeigt

F i g. I das Blockschaltbild eines universellen Datengeräts,

Fig.2 dient zur Erläuterung der Zusammenarbeit zwischen dem Datengerät und mehreren Datenanschlüssen,

F i g. 3 eine Abänderung der F i g. 2 durch Verdoppelung der Zeilen 60 und 70 mit den Signalen, die von dem zyklischen Prozessor und dem ersten Datenanschluß erzeugt werden, und

F i g. 4 eine weitere Aufgliederung des Blockschaltbildes nach Fig. I.

In dem Blockschaltbild nach F i g. 1 ist ein universeller Datenverarbeiter 10 vorgesehen, der entsprechend dem Grundgedanken der Erfindung ausgelegt ist Der Datenverarbeiter 10 wird im wesentlichen durch einen zyklischen Prozessor 100 und einen arithmetischen s Prozessor 200 hoher Geschwindigkeit gebildet Der Prozessor 100 enthält unter anderem einen veränderbaren Speicher, in den die Struktur des Datengerätes definierende Parameter eingeschrieben sind. Diese Parameter definieren die Anzahl und die Typen der ι ο Datengeräte, die der Datenverarbeiter gemäß F i g. 1 simulieren soll, die Prioritäten der verschiedenen Datengeräte und andere spezielle Merkmale, die gegebenenfalls gewünscht werden. Die Parameter zur Definition der Struktur werden über eine Signaisammeileitung 101 in den veränderbaren Speicher des Prozessors 190 eingeschrieben. Das kann im Herstellerwerk, durch Änderung beim Benutzer oder durch einen Fernzugriff des Datengerätes geschehen. Der zyklische Prozessor 100 enthält weitere Speicher, die Informatio- χ nen bezüglich der speziellen Berechnungen aufnehmen, die der Prozessor 100 hoher Geschwindigkeit durchführen muß, sowie die spezielle Reihenfolge der erforderüchen Berechnungen. Die in den Speichern des Prozessors 100 enthaltenen Informationen werden von dem Prozessor 100 zur Steuerung der Operationen des Prozessors 200 hoher Geschwindigkeit benutzt Diese Steuerung erfolgt über die Befehlssammelleitung 110.

Der Prozessor 200 enthält eine arithmetische Logikeinheit, einen Multiplizierer, einen Festwertspeieher (ROM) mit einer Sinus-Nachschlagtabelle und einen Speicher oder eine Vielzahl von Registern, die einen Kurzzeitspeicher bilden. Der Prozessor 2OU führt alle Logik-, Verzögerungs- und Arithmetik-Operationen durch, die zur Verwirklichung der Modulations- und Demodulationsfunktionen erforderlich sind.

Zusäthlich zu den Modulations- und Demodulaticnsfunktionen führt der Prozessor 200 alle anderen Signalmanipulationen des Datengerätes durch, beispielsweise eine Anpassung, Filterung, Formatbildung digitaler Daten und weitere Funktionen.

Die dem Prozessor 200 zugeführten Signale entstehen entweder in einem digitalen Pufferprozessor 300 oder in einem analogen Pufferprozessor 400. Der digitale Pufferprozessor 300 nimmt Digitilsignale von Datenendeinrichtungen 700 auf und überträgt die in geeigneter Weise zusammengestellten Signale zum Prozessor 200. Der Schaltungsblock 700 kann eine einzelne Datenendeinrichtunß oder eine Vielzahl von Datenendeinrichtungen umfassen. Auf entsprechende Weise nimmt der analoge Pufferprozessor 400 Digitalsignale vom Prozessor 200 auf und gibt entsprechende Analogsignale zur Übertragungsstrecke 800. Außerdem nimmt der Prozessor 400 Analogsignale von der Übertragungsstrecke 800 auf und gibt entsprechende Digitalsignale zum Prozessor 200. Der Prozessor 300 enthält Register zur Speicherung und Übertragung von Datensignalen zwischen dem Prozessor 200 und den Datenendeinrichtungen 700. Der Prozessor 400 enthält einen Analog=Digitalwandlef, dem in manehi.i Fällen t>o eine Steuerschaltung zur adaptiven Verstärkungseinstellung vorgeschaltet ist, ferner einen Digital-Analogwandler, gefolgt von einem analogen Tiefpaßfilter und Pufferregister für den Digital-Analog- und den Analog-Digitalwandler. In Ergänzung des Digital-Prozessors μ 300 stellt ein Leitungsstsner-Prozessor 500 eine Signalgabe- und Steuerschnitlstelle zwischen den Datenendeinrichtungen 700 und den Datengeräten gemäß F i g. 1 dar. Beispielsweise nimmt der Prozessor 500 »Sendeanforderungsw-Signale von allen Datenanschlüssen im Terminal 700 auf, informiert den zyklischen Prozessor 100 Ober solche Anforderungen und sendet auf Kommando vom Prozessor 500 (dieses Kommando wird aufgrund entsprechender Signale der Datenendeinrichtungen 700 erzeugt) »Fertig-zum-Sendena-Signale zu den anfordernden Datenanschlüssen. Auf entsprechende Weise nimmt der Prozessor 500 Anzeigen von Datenanschlüssen im Terminal 700 auf, um bereit für ankommende Daten zu sein, und antwortet durch »Bereit«-Signale, die zurück zu den anfordernden Datenanschlüssen gegeben werden.

Die gesamte Zeitsteuerung der Prozessoren 100,200, 300, 400 und 500 wird durch die Zeitsteuerungseinrichtung 600 übernommen. Diese Einrichtung liefert die verschiedenen Synchronisationstaktsignale, die erforderlich sind. Alle von der Einrichtung 600 erzeugten Taktsignale werden in Form von Bn.>.-5iteilen einer einzigen vorbestimmten Frequenz abgeleitet, die innerhalb der Einrichtung 600 erzeugt wird.

Digitale Datenanschlüsse, die für einen Betrieb zusammen mit bestehenden Datengeräten geeignet sind, erzeugen Bit-Ströme mit logischen »0«- und »1 «-Signalen. Diese Bit-Ströme werden gelegentlich als »Digitalsignal«, »Gleichstromsignal« oder »Grundbandsignal« bezeichnet Manche Datenanschlüsse erzeugen zusätzlich zu dem Digitalsignal einer.Synchronisationstakt und benötigen einen solchen Takt für den Empfang von Digitalsignalen. Man sagt, daß solche Datenanschlüsse synchron senden und empfangen. Andere Datengeräte senden und empfangen asynchron.

In den meisten Datengeräten wird das ankommende Digitalsignal in Gruppen von Bits unterteilt wobei jede Gruppe ein Symbol oder ein Baud definiert Die Symbole werden innerhalb des Datengerätes verarbeitet und über das Übertragungsmedium mit einer Ra*e übertragen, die proportional der Bitstromrate (genannt »Bit-Rate«) und der Anzahl von Bits je Symbol (genannt »Symbc'-Rate« oder »Baud-Rate«) ist Die Einheit Hertz Hz gibt die Häufigkeit für das Auftreten an, beispielsweise bedeutet eine Bitrate von 2400 Kz 2400 Bits je Sekunde.

Für eine digitale Verarbeitung im Datengerät müssen die ankommenden Symbole vor der Verarbeitung abgetastet werden. Es ist zweckmäßig, eine Abtastrate oder einen Abtasttakt zu wählen, der ein ganzzahliges Vielfaches der erwarteten Baud-Raten für die ankommenden Daten ist Außerdem wird für eine digitale Verarbeitung ein hochfrequenter Haupttakt erforderlich, um die verschiedenen Grundoperationen im zyklischen Prozessor und im arithmetischen Prozessor zu synchronisieren. Dieser Takt muß eine wesentlich höhere Frequenz als der Abtasttakt haben, so daß eine genügende Anzahl von Operationen durchgeführt werden kann. Eine Taktfrequenz von beispielsweise 12 MHz ist keine zu hohe Frequenz, wenn die Kompliziertheit der erforderlichen Aufgaben des Datengerätes und der Stand der Technik bei integrierten Schaltungen in Betracht gezogen wird.

Bei der Auslegung der Zeitsteuerung für ein universelles Datengerät nach der Erfindung lassen sich zwei grundsätzliche Takt-Schemata verwenden, nämlich ein fester Haupttakt oder ein variabler Haupttakt. Der variable Takt kann zwar zu einer Verringerung der verschiedenen Frequenzteiler-Anforderungen führen und die Möglichkeiten zur Behandlung unterschiedlicher Baud-Raten erhöhen, aher ein festpr Takt hiet««

einige prinzipielle Vereinfachungen. Für das hier beschriebene AusfOhrungsbeispiel wird daher ein fester Grundtakt von 12 MHz gewählt. Außerdem wird bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel dem universellen Datengerät die Möglichkeit gegeben, gleichzeitig acht Datenanschhlsse mit einer internen »Rahmen«- Frequenz von 7500 Hz zu bedienen. Ein »Rahmen« ist diejenige Zeitspanne, in welcher ein Abtastwert von jedem der acht Datengeräte verarbeitet werden kann. Die Rahmenfrequenz von 7500 Hz ist absichtlich höher als die bevorzugte Rahmenfrequenz mit 7200 Hz (die ein ganzzahliges Vielfaches der Baud-Rate ist), um die richtige Synchronisation der internen Operation des Datengerätes (bei der Rahmenfrequenz) mit der Abtastfrequenz zu erleichtern, die wiederum mit den ankommenden Signalen des Datenanschlusses synchron ist.

F! g. 2

2 zsigi d:s Ar! und Weise, wie d

ie "όπΠϊέϊϊίί

quenz von 7500 Hz für das universelle Daiengerät nach der Erfindung die Möglichkeit schafft, synchron mit einer Vielzahl von Datenanschlüssen zusammenzuarbeiten, die diverse Abtastfrequenzen und Phasen besitzen. Die x-Achse in F i g. 2 gibt die Verarbeitungszeit an und ist auf der Zeile 60 — rechts in F i g. 2 — in die Rahmen 1 bis 10 unterteilt. Die Zeile 70 gibt die Abtastwerte eines ersten Datenanschlusses an, die Achse 80 die Abtastwerte eines zweiten Datenanschlusses und die Achse 90 die Abtastwerte eines dritten Datenanschlusses. Man beachte, daB der erste und zweite Datenanschluß mit einer hohen Frequenz abgetastet werden, die nur etwas niedriger als die Abtastfrequenz ist. und daß eine willkürliche Phasendifferenz zwischen den Abtastwerten des ersten und zweiten Datenanschlusses vorhanden ist. Man beachte außerdem, daß der dritte Datenanschluß mit einer Frequenz abgetastet wird, die gleich der halben Abtastfrequenz für den ersten Datenanschluß ist. und daß eine willkürliche Phasendifferenz zwischen den Abtastwerten des dritten Datenanschlusses und denen der anderen Datenanschlüsse vorhanden ist.

Entsprechend den Grundgedanken der vorliegenden Erfindung fallen die Abtastwerte 71, 81 und 91 auf den /!eilen 70, 80 bzw. 90 alle in den Rahmen 1 und werden im Rahmen 2 entsprechend der Darstellung in Zeile 60 verarbeitet (Abtastwerte 71', 81' und 91'). Auf der Zeile 90 sind im Rahmen 2 keine Abtastwerte vorhanden. Demgemäß werden nur die Abtastwerte 72' und 82' im Rahmen 3 verarbeitet. Auf diese Weise arbeitet das universelle Datengerät gemäß F i g. 1 mit seiner eigenen internen Rahrnenfrequenz und ist trotzdem in der Lage. eine Vielzahl von Datenanschlüssen zu bedienen, die ihre eigenen Abtastfrequenzen besitzen, welche nicht synchron mit der Abtastfrequenz des universellen Datengerätes laufen.

Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß natürlich, weil innerhalb des universellen Datengerätes die Abtastwerte nicht in jedem Rahmenintervall erscheinen (beispielsweise enthält der Rahmen 4 in F i g. 2 keinen Abtastwert vom ersten Datengerät). Operationen mit Informationen bezüglich der Vergangenheit sorgfältig durchgeführt werden müssen. Wenn beispielsweise ein rekursives Filter vorgesehen ist, so muß die für die Verwirklichung des Filters erforderliche information bezüglich der Vergangenheit während eines Rahmens gespeichert werden, der keinen Datenabtastwert aufnimmt, so daß das Endergebnis nicht so lautet, als ob ein Abtastwert mit dem Wert 0 angekommen ist. Demgemäß müssen während eines Rahmens ohne Eingangsabtastwert alle Zählerstände. Programmstellen und kurzzeitige arithmetische Werte »eingefroren« werden.

Es sei außerdem darauf hingewiesen, daB die vom universellen Datengerät verarbeiteten Datenabtastwerte am Ausgang des Prozessors 200 mit der Rahmenfrequenz des Prozessors 200 zur Verfügung stehen. Die tatsächliche Datenübertragung zu dem Terminal 700 oder zur Übertragungsstrecke 800 muß jedoch mit der Abtastfrequenz erfolgen. Zur Erzielung dieser Synchronisationsänderung von der Rahmenfrequenz mit 7500 Hz auf die Abtastfrequenz mit 7200 Hz ist eine Verzögerung um einen Rahmen erforderlich. Zur Erläuterung dieser Operation ist in Fig.3 die Jr-Achse 60 aus F i g. 2 mit den Signalen des Datengerätes verdoppelt, wie sie vom Prozessor 200 aufgenommen werden (Elemente 7\' bis 78'). Außerdem ist in Fig. 3 die Zeile 70 aus F i g. 2 mit den Signalen verdoppelt, die vom ci'sici'i DaifiiansehiuS erzeugt werden (Elemente 71—7B). Durch Vorsehen der vorgenannten Verzögerung um einen Rahmen können die Elemente 7Γ — 78' vom Prozessor 200 unter Verwendung des Rahmentakls in die Verzögerungseinrichtung »eingetaktet« und unter Verwendung des Abtasttaktes aus der Verzögerungseinrichtung »ausgetaktet« werden. Dies wird durch die Elemente 71" —78" und den zugeordneten gestrichelten Linien angedeutet.

Wie in Verbindung mit der *-Achse 60 in den Fig. 2 und 3 dargestellt, ist jeder Rahmen in dem Datengerät nach Fig. I in Intervalle, genannt Macrointervallc, unterteilt, deren Zahl gleich der maximalen Anzahl von Datenanschlüssen ist. die durch das Datengerät bedient werden können. Jedes Macrointervall ist für die Verarbeitung der Daten eines Datenanschlusses reserviert. Auf diese Weise wird jeder Datenanschluß, falls notwendig, einmal je Rahmen bedient. Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel kann im Hinblick darauf, daß acht Datenanschlüsse durch das Datengerät nach F i g. 1 bedient werden können, die Summe der acht Makrointervalle die Zeitdauer von 1/(7500) oder 133,3 μ5 nicht überschreiten, die 1600 Perioden des Taktes mit 12 MHz entspricht, lede Periode des Taktp« (83.333 ns) wird ein »Befehlsintervall« oder »Mikrointervall« genannt.

Aus der obigen Erläuterung ergibt sich, daß nur eine beschränkte Zeit für die Verarbeitung ankommender Signale und die Durchführung der verschiedenen Funktionen zur Verfügung steht, die für das universelle Datengerät erforderlich sind. Demgemäß ist der Schaltungsaufbau mit einem arithmetischen Prozessor 200 hoher Geschwindigkeit und einem zyklisci.cn Prozessor 100 niedriger Geschwindigkeit besonders für die vorliegenden Zwecke geeignet. Der zyklische Prozessor gibt die Reihenfolge der Verarbeitung an und berechnet die erforderlichen weiteren Verarbeitungsvorgänge, während der Hochgeschwindigkeits-Prozessor die benötigten Operationen durchführt.

Entsprechend F i g. 4 weist der arithmetische Prozessor 200 eine erste Datensammelleitung 210, eine zweite Datensammelleitung 220, eine arithmetische Logikeinheit 230, einen Multiplizierer 240, einen Kurzzeitspeicher 250 und einen Festwertspeicher (ROM) mit einer Sinus-Nachschlagetabelle 260 auf. Die vorgenannten Bauteile des Prozessors 200 sprechen alle auf die Datensammelleitungen 210, 220 an und liefern ihre Ausgangssignale auf die gleichen Datensammeüeitungen 210 oder 220. Die Ausgangssignale der vorgenannten Bauteile können außerdem von den Datensammelleitungen 210 und 220 abgetrennt werden. Dies

ermöglicht eine wirksame zeitanteilige Benutzung der Datensammelleitungen.

Die arithmetische Logikeinheit 230(ALU) führt alle arithmetischen und logischen Operationen durch, die zwei Operanden verwenden. Diese Operanden werden aus den Datensammelleitungen 210 und 220 gewonnen. P.ine Ik'ijhlssammelleitung UO liefert die Befehle, die die verschiedenen Operationen der ALU-Einheit 230 steuern. Das bedeutet, daß die Befehlssammelleitung 110 die jeweils auszuführenden, speziellen Operationen (z. B. Addieren, Subtrahieren, UND-Verknüpfung usw.) sowie den Bestimmungsort des Ergebnisses angeben (/. B. zur Sammelleitung 210. zur Sammelleitung 220 oder zu keiner von beiden). Die ALU-Einheit 230 IaBi sich iiiif mehrere Arten verwirklichen.

Der Multiplizierer 240 führt die arithmetischen Muliiplikiitionsoperalioncn für Faktoren durch, dei von

werden. Da der Multiplizierer 240 nur eine Art von Operation ausfuhrt, wird er zweckmäßig so ausgelegt. ti all er immer die auf den Sammelleitungen 210 und 220 crschienciKlcn Signale multipliziert. Zur Gewinnung eines gewünschten Produktes muß der Multiplizierer 240 daher nur angewiesen werden (über die Befehlssammcllcitiing 110), das Produki-Ausgangssignal zum richtigen Zeitpunkt auf die jeweilige Datcnsamnielleitung zu geben.

Der Kurzzeitspeieher 250 kann ein (dynamischer oder statischer) Speicher sein oder aus einer Gruppe von einzelnen Speicherregistern bestehen. Der Speicher 250 nimmt Zwischenergebnisse (beispielsweise Zählerstände zur Feststellung von abgelaufenen Intervallen) auf. die zur Durchführung verschiedener Funktionen des universellen Datengerätes nach F i g. 4 erforderlich sind.

Die Befehlssammellcitung 110 gibt die Adresse der jeweiligen Spcicherstellc im Speicher 250. die beteiligte Sammelleitung (210 oder 220) und ferner an, ob die Informationsübertragung von der Datensammelleitung zum Speicher oder umgekehrt erfolgen soll. Es sei bemerkt, daß die praktische Verwirklichung des *o Speichers 250 unter Verwendung einer Speichereinheit zu geringerem Raumbedarf und niedrigeren Kosten führt. Die Verwendung individueller Speicherregister ermöglicht jedoch eine gleichzeitige Adressierung (für Lese- und Schreibvorgänge) von mehr als einem ⁴' Register.

Die ROM-Einheit 260 ist ebenfalls ein Speicher. Er enthält Werte der Sinus-Funktion für den Bereich von 0 bis -t/2. Zweckmäßig sind die Sinus-Werte sequentiell im Festwertspeicher 260 gespeichert, wobei die Speicheradressen den Winkeln entsprechen, deren Sinus-Wert gesucht wird. Beispielsweise kann die Adresse 0 den Sinus für 0 Grad enthalten, die Adresse 1 den Sinus von 90/1024 Grad und die Adresse 1023 den Sinus von (90) (1023)/1024 Grad. Bei dieser Anordnung läßt sich der gewünschte Sinus-Wert dadurch gewinnen, daß die Befehlssammelleitung 102 die Adresse des Festwertspeichers 260 und diejenige Datensammelleitung (210 oder 220) angibt, an weiche der Sinus-Wert anzulegen ist. Μ

Wegen des parallelen Aufbaus des Prozessors 200 kann die Sammelleitung 110 gleichzeitig Befehle an mehr als ein Bauteil des Prozessors 200 liefern. Beispielsweise kann die Befehlssammelleitung UO die ALU-Einheit 230 anweisen, eine logische ODER-Ver- " knüpfung für die auf den Datensammelleitungen 210 und 220 erscheinenden Signale durchzuführen, und gleichzeitig befehlen, daß das Ergebnis auf die Datensammelleitung 210 gegeben wird. Gleichzeitig kann der Speicher 250 angewiesen werden, das Ergebnis auf der Datensammelleitung 210 aufzunehmen und in einer Adresse A (oder im Register A) zu speichern. Darüber hinaus kann der Prozessor 200 gleichzeitig den Festwertspeieher 260 anweisen, den Sinus-Wert der Adresse S auf die Datensammelleitung 220 auszugeben. Da der Multiplizierer 240 eine gewisse Zeit zur Durchführung einer Multiplikationsoperation benötigt, ist es tatsächlich außerdem möglich, ein Produktsignal der Signale zu erhalten, die von der ALU-Einheit 230 durch eine ODER-Funktion verknüpft worden sind.

Die Sammelleitungen 210 und 220 gehen vom Prozessor 200 aus und verbinden ihn mit dem Digital-Pufferprozcssor 300 und mit dem Analog-Puffcrprozessor400.

Im Analog-Pufferprozessor 400 sprechen ein Digital-

Äi'iiiiug'wai'iuici (D/A-Wai'nj!ei) 4iG Umu ein Afiäiög-Digitalwandler (A/D-Wandler) 420 auf die Dalensammclleitungcn 210 und 220 an. Der Wandler 420 enthält eine Vielzahl von D/A-Wandlcrn, deren Zahl gleich der Anzahl von Datenanschliissen ist, die durch das universelle Datengerät bedient werden kann, und eine gleiche Anzahl von Datenregistern. Aufgrund von Kommandos auf der Befehlssammelleitung 110 werden die Daten auf der Sammelleitung 210 bzw. auf der Sammelleitung 220 mit der jeweils richtigen Abtastfrequenz in das Schieberegister des richtigen D/A-Wandlers getaktet und dort in das Analogformat umgewandelt. Die Analog-Ausgangssignale des D/A-Wandlerblocks 410 werden an einen Tiefpaßfilterblock 430 angelegt. Der Block 430 enthält ein Tiefpaßfilter für jeden D/A-Wandler im Block 410. Demgemäß wird das Analog-Ausgangssignal jedes D/A-Wandlers gefiltert und dann zur Übertragungsstrecke 800 übertragen (beispielsweise einer Vielzahl von Fernsprechleitungen, deren Zahl gleich der Anzahl der Datenanschlüsse ist. die durch das universelle Datengerät bedient werden können).

Für Signale, die in der entgegengesetzten Richtung laufen, werden die Analogsignale, die dem universellen Datengerät nach F i g. 4 durch die Übertragungsstrecke 800 zugeführt werden, zur AGC-Einheit 440 für die automatische Verstärkungsregelung geführt. Die Einheit 440 enthält wie die Blöcke 410 und 430 eine Vielzahl von Bauteilen für die automatische Verstärkungsregelung, deren Zahl gleich der Anzahl von Datenanschlüssen ist, die von dem universellen Datengerät bedient werden können. Aufgrund von Kommandos auf der Befehlssammelleitung 110 steuert jede Verstärkungsregeleinheit die Stärke des ankommenden Signals. Die Ausgangssignale des Verstärkungsregelelements im Block 440 werden zum A/D-Wandlerblock 420 gegeben, der einen Analog-Digitalwandler und ein zugeordnetes Datenregister für jedes Verstärkungsregelelement im Block 40 enthält. Die am Eingang der einzelnen A/D-Wandler im Block 420 erscheinenden Signale werden mit der jeweiligen Abtastfrequenz abgetastet, in digitales Format umgewandelt und dann mit der Abtastfrequenz in die jeweiligen Datenregister geschoben. Abhängig von Befehlen auf der Befehlssammelleitung 110 werden die Ausgangssignale gewählter Datenregister des Blocks 420 zum richtigen Zeitpunkt an eine gewählte Datensammelleitung (210 oder 220) angelegt.

Im Digital-Pufferprozessor 300 sind die Datensammelleitungen 210 und 220 jeweils mit einem Eingangsdatenregister 310 und einem Ausgangsdalenregister 320

verbunden. Das Eingangsregister JIO enthält eine Gruppe von Registern, deren Zahl gleich der Anzahl von Datenanschlüssen ist, die von dem Datengerät nach F i g. 4 bedient werden können. Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbpispiel enthält das Datenregister 310 acht Register. Jedes dieser Register nimmt Informationen von den Terminals 700 mit der Abtasttaktfrequenz des jeweils angeschalteten Datenanschlusses auf und liefert die getakteten Signale zum richtigen Zeitpunkt auf die richtige Datensammelleitung (210 oder 220) aufgrund von Befehlen auf der Befehlssammelleitung 110. Das Ausgangsdatenregister 320 enthält ähnlich wie das Eingangsdatenregister 310 eine Vielzahl von Datenregistern, die je Signale an einen anderen Datenanschluß des Terminals 700 geben. Aufgrund von Befehlen auf der Befehlssammelleitung 110 nehmen die verschiedenen Ausgangsregister des Registers 320 Informationen von der Datensammpllpiiimg 2iO oder 220 mit der Rahmenfrequenz des Datengerätes auf und geben diese Daten an den angeschalteten Datenanschluß.

Neben ihrer Verbindung mit dem Digital-Pufferprozessor 300 sind die Terminals 700 mit einem Leitungssteuerprozessor 500 verbunden. Der Block 500 in Fig.4 entspricht natürlich dem Block 500 in Fig. 1. Dessen Funktion ist bereits in Verbindung mit F i g. I beschrieben worden.

Der Prozessor 100 ist das Hauptsteuerelement des universellen Datengerätes in Fig.4. Er umfaßt ein Modem-Steuerbauteil 120, ein Programm-Steuerbauteil 130, einen Pragrammspeicher 140, einen Unterfolgen-Speicher 150, einen zyklischen Speicher 160 und ein Sprung-Steuerbauteil 170.

Der Unterfolgen-Speicher 150 ist ein programmierter Speicher, der mit der Befehlssammelleitung 110 verbunden ist und dieser die jeweiligen Befehle zuführt, die die Prozessoren 200, 300 und 400 steuern. Die Befehle im Speicher 150 sind in Gruppen von Befehlsfolgen oder Gruppen von Unterfolgen zusammengefaßt, die dadurch ausgeführt werden, daß auf die Befehlssammelleitung 110 der Inhalt aufeinanderfolgender Speicherstellen in der Untertolge gegeben wird, beginnend mit dem ersten Befehl der Unterfolge und endend mit dem letzten Befehl der Unterfolge. Eine ausgeführte Unterfolge veranlaßt die Prozessoren 200, 300 und 400, eine unterscheidbare Funktion oder Unterfunktion des Datengerätes auszuführen. Da der Speicher 150 dasjenige Bauteil ist, das direkt die Befehle auf die Sammelleitung 110 gibt, muß er alle Unterfolgen enthalten, die zur Verwirklichung der gewünschten Funktionen des universellen Datengerätes erforderlich sind. Wegen der elementaren Art der Unterfolgen (beispielsweise eine einzelne Wiederholung eines einpoligen rekursiven Filters), kann jedoch jede Unterfolge bei der Verwirklichung einer Anzahl von Funktionen Verwendung finden, so daß die Gesamtzahl der erforderlichen Unterfolgen klein ist

Zur vollständigen Durchführung einer Hauptfunktion des universellen Datengerätes nach Fig.4 muß eine Anzahl von Unterfolgen nacheinander verarbeitet werden (wobei möglicherweise einige Unterfolgen mehrfach durchlaufen werden). Diese Auswahl erfolgt durch den Programmspeicher 140, der mit dem Unterfolgenspeicher 150 verbunden ist und an diesen die Adressen der Anfangsunterfolge liefert Der Programmspeicher 140 enthält eine Vielzahl von Programmen, die je eine Liste mit den Anfangsadressen der gewünschten Unterfolgen beinhalten.

Anhand einer solchen Verwirklichung der Hauptfunktionen kann eine Zusammenstellung von Programmen zur Bildung irgendeines Standard-Datengerätes benutzt werden. Die Gruppierung von Programmen zur Definition des Aufbaus eines Datengerätes wird in der Programmsteuerung 130 verwirklicht. Das Bauteil 130 ist mit dem Programmspeicher 140 verbunden und ist ebenfalls ein Speicher, der eine Folge von Anfangsadressen liefert, die in diesem Fall diejenigen Adressen im Programmspeicher 140 sind, in welchen die Programme für die erforderlichen Hauptfunktionen des Datengerätes gespeichert sind.

Wie oben angegeben, kann das universelle Datengerät nach der Erfindung eine Vielzahl von Terminals bedienen, für die unterschiedliche Typen von Datengeräten erforderlich sind. Außerdem kann erreicht werden, daß das universelle Datengerät nach der

Frfinrllinc» pinpn iintprsrhtprlliphpn T^un 2!RCS DaIeH⁰C-

rätes für einen bestimmten Datenanschluß darstellt. Bei

M dem besonderen Aufbau nach der Erfindung wird diese Anpassungsfähigkeit durch das Modem-Steuerbauteil 120 erreicht, das an die Programmsteuerung 130 angeschaltet ist. Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel enthält das Modem-Steuerbauteil 120 acht Speicherstellen. Während des ersten Makrointervalls erfolgt ein Zugriff zur ersten Speicherstelle, während des zweiten Makrointervalls zur zweiten Speicherstelle usw. bis zu einem Zugriff zur achten Speicherstelle während des achten Makrointervalls. Jede Speicherstel-

JO Ie gibt die Art des Datengerätes an, das durch das universelle Datengerät nach der Erfindung während eines bestimmten Makrointervalls verwirklicht werden soll. Diese Angabe hat die Form einer Adresse, die zur Programmsteuerung 130 gegeben wird. Die im Bauteil 120 enthaltenen Adressen geben an, an welcher Stelle in der Programmsteuerung 130 ein bestimmtes Datengerät realisiert ist. Entsprechend dem Grundgedanken der Erfindung ist die Sammelleitung 101 mit dem Modem-Steuerbauteil 120 verbunden, um eine Modifikation der Datengerät-Typen zu ermöglichen, die drrch das universelle Datengerät verwirklicht werden. Das Signal für die Sammelleitung 101 kann durch einen direkten Zugriff zum universellen Datengerät oder von einer entfernten Stelle über der Übertragungsstrecke angelegt werden, indem die Sammelleitung 101 über die durch den Analog-Pufferprozessor gebildete Schnittstelle geführt wird.

Für eine richtige Berechnung der verschiedenen Funktionen der unterschiedlichen Datengeräte müssen

so Parameter-Informationen (zusätzlich zu Befehlen oder Daten) an den Prozessor 200 und in kleinerem Umfang an die Prozessoren 300 und 400 geliefert werden. Daher befindet sich im Prozessor 100 ein zyklischer Speicher 160, der aufgrund von Signalen von der Programmsteuerung 130 und in Abhängigkeit von Lese-Schreib-Kommandos vom Unterfolgenspeicher 150 die erforderliche Speicherung der und einen Zugriff zu den gewünschten Konstanten ermöglicht Der Speicher 160 liefert unter Steuerung des Unterfolgenspeichers 150 Daten an die Datensammelleitungen 210 oder 220 und nimmt von diesen Daten auf.

Zur Verbesserung der Anpassungsfähigkeit des Prozessors 100 ist die Sprungsteuerung 170 vorgesehen, die ein Mittel zur Durchführung eines Sprunges von emer Speicherstelle innerhalb der Verarbeitungsfoige des universellen Datengerätes auf eine andere Speicherstelle in der Folge darstellt Die Möglichkeit eines »unbedingten« Sprunges wird dadurch geschaffen, daß

die Sprungsteuerung 170 mit dem Unterfolgenspeicher verbunden ist, und die Möglichkeit eines »bedingten« ;prunges durch Anschalten der Sprungsteuerung 170 an die Datcnsammellcitung 220 (Leitung 171 in Fig. t). In Abhängigkeit von Signalen auf der Befehlssammelleitung 110 (über die Leitung 172) beeinflußt die Sprungsteuerung 170 die Programmsteuerung 130, den Programmspeicher 140 und den Unterfolgenspeicher 150. Die Sprungsteuerung 170 läßt sich auf einfache Weise mit Hilfe von Gattern verwirklichen, die auf entsprechende Weise über die Leitung 172 betätigt werden, um den Logikpegel auf der Datensammelleitung 220 oder den Logikpegel von Signalen zu prüfen, die vom Unterfolgenspeicher 150 geliefert werden.

Zusätzlich zu den Sammelleitungen 110, 120 und 220 sind in dem Datengerät nach Fig.4 eine Zeitsteuerungssammelleitung 610 und eine Zeitsteuerungssam-

leitung 610 liefert Zeitsteuerungssignale vom Zeitsteuerungsgerät 60t, zu allen anderen Bauteilen des universellen Datengerätes, und die Zeitsteuerungssammelleitung 620 liefert grundsätzliche Zeitsteuerungsinformationen von gewählten Bauteilen des Datengerätes zum Zeitsteuerungsgerät 600. Demgemäß liefert der Leitungssteuerungsprozessor 500 »Sende«-Taktinformationen der aktiven Datenanschlüsse des Blockes 700 zum Zeitsteuerungsgerät 600 (Leitung621), während die Sammelleitung 610 dem Zeitsteuerungsgerät 600 die »Empfangs«-Taktinlormation zuführt. Das Modem-Steuerbauteil 120 gibt an das Steuergerät 600. die Hauptzeitsleuerungsinformation für jedes verwirklichte Datengerät und das Steuergerät 600 liefert an das Modem-Steuerbauteil 120 den Hauptrahmentakt, der das Modem-Steuerbauteil 120 durch seine Speicherstellen weiterschaltet. Der Unterfolgenspeicher 150 liefert an das Steuergerät 600 »Empfangszeitsteuerungs« Korrekturinformationen (für die Verwirklichung von synchronen Datengeräten) und erhält von dem Zeitste-,erungsgerät 600 die Hiupttaktinformationen zur Weiterschaltung des Speichers 150 durch seine Speicherstellen. Bei der Verwirklichung gewisser Datengeräte müssen Zeitsteuerungssignale (oder deren Korrekturen) berechnet werden. Zu diesem Zweck weist das Steuergerät 500 einen Signa'wcg (Leitung 522) auf, um Informationen von der Datensammelleitung 220 aufzunehmen. Schließlich liefert das Steuergerät 600 über die Sammelleitung 610 Zeitsteuerungsinformationen zu den D/A- und den A/D-Wandlern des Prozessors 400, zur ALU-Einheit 230, zum Multiplizierer 240, zum Speicher 250 und zum Sinus-Festwertspeicher 260 des Prozessors 20C sowie zu den Eingangs- und Ausgangsdatenregistern des Prozessors 300.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Modem zur Einschaltung zwischen einer Übertragungsstrecke und einer Vielzahl von digitalen Datenendeinrichtungen (Terminals), mit einem digitalen Datenverarbeiter zur Durchführung aller Funktionen eines Modems einer ersten Art und Schaltungen zur sequentiellen Anschaltung des Modems an jede der Datenendeinrichtungen, ι ο dadurch gekennzeichnet,

daß der Datenverarbeiter (10) so ausgelegt ist, da!) er alle Funktionen des Modems der ersten Art, z. B. asynchron, FM, und gleichzeitig alle Funktionen eines Modems einer zweiten Art, z. B. synchron, PM, automatischer Dämpfungsausgleich, ausführt, daß die an bestimmten Datenendeinrichtungen (700) auftretenden Datensignale eine Verarbeitung durch das Modem der ersten Art erfordern, und daß die an aaöeren Datenendeinrichtungen (700) auftretenden Datensignaie g!etebze«jg eine Verarbeitung durch das Modem der zweiten Art erfordern.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der digitale Datenverarbeiter einen zyklischen Prozessor (100), der zur Speicherung der Betriebseigenschaften jeder bestimmten Art des Modems ausgelegt ist, sowie einen arithmetischen Prozessor (200) aufweist, der durch vom zyklischen Prozessor kommende Steuersignale so neu strukturier wird, daß er einer gewählten Art des Modems entspricht und in der Lage ist Daten zwischen der Übertragungsstrecke (800) und einem der Datenendeinrichtungen (VW) zu übertragen, der der gewählten Art des Modems erfordert. J5

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der arithmetische Prozessor (200) eine Vielzahl von Logikbauteilen (230,240,250, 260) aufweist, die je bestimmte Operationen mit Datensignalen, die parallel auf Datensammelleitungen (210, 220) ankommen, in Abhängigkeit von Befehlen durchführen können, die vom zyklischen Prozessor (100) über eine Befehlssammelleitung

(110) ankommen.

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