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serielles batensammel- und Verteilsystem mit örtscodierung
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Die Erfindung Letrifft ein serielles Datensammel- und Verteilsystem
mit Ortscodierung, das vorzugsweise in räumlich ausgedehnten Steuerungen eingesetzt
werden kann. Dies können z.ü. Steuerungsaufgaben dar Haustechnik SEin, oder Erfassung
und VErtEilung einzelner räumlich verteilter Signale im Vorfeld eines Prozessrechners.
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Ringfürmige, auf den Eigenschaften von Schieberegisteren heruhende
Kommunikationsysteme sind seit längerem bekannt. so wird z.ü.
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in der DT-OS 22 15 066 vorgeschlagen ein zu einem Ring zusammengeschaltetes
Schiebe- und b.z.w. Umlaufregister als Verbindungs-und Übertragungsnetzwerk in Detenverarbeitungeanlagen
einzusetzen.
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Dabei können an bestimmten Stellen des Schieberegisters von angeschlossen
Einheiten der Datenverarbeitungsanlage Informationen in das Schieberegister eingeschleußt
b.z.w. daraus entnommen werden. Die Steuerung des Datenflußes geschieht durch Steuerbits,
die den eigentlichen, im Schieberegister transportierter Daten vorangestellt sind.
Die Steuerbits enthalten unter anderem einan Adressteil, der den Empfänger der Nachricht
bezeichnet und der die Nachricht, zusammen mit den Steuerbits aus dam Schieberegister
entnimmt. Grundsätzlich arbeiten alle heute bekannten und industriell eingesetzten
Kommunikationssysteme nach diesem Prinzip.
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Nachteil dieser Systeme ist er erhebliche gersitetechnische Aufwand
zur Decodierung des Steuerungsteils einer Nachricht, so daß im realen Fall aus wirtschaftlichen
Gründen nur wenige Datenentnahmestellen am Schieberregisterring angeschlossen sind.
Damit besteht die Notwendigkeit größere Datenmengen zu Nachrichten zusammenzufassenm,
was wiederum durch aufwendige Steuerungen oder durch elektronische Rechner geschieht.
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Aufgabe dar Erfindung ist Es durch Verzicht auf einen den transportierten
Daten kennzeichnenden Steuerungsteil den gerätetechnischen Aufwand so gering zu
halten, daß es sinnvoll wird, auch kleinste Informationsmengen (ein bis mehrere
Cit) am Ort ihrer Entstehung direkt in das Datensammel- und Verteilsystem
einzubringen
b.z.w. am Ort ihrer Verwendung daraus zu entnehman.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß durch die eindeutige
Zuordnung der Giistellen des örtlich verteilten Schieberegisters zu den Bitstellen
des zentralen Schieberegisters nach einer definier-LEn Anzahl Schiebetakte deren
Inhalte vertauscht sind, und damit die in das System eingegebenen binären Zustände
mit der durch die Schiebephase bedingten zeitlichen Verzögerung an den entsprechenden
Bitstellen des zentralen Schieberegisters als binäre Werte zur Verfügung stehen,
entsprechend den durch die jeweilige Steuerungsaufgabe vorgegebenen logischen Regeln
verknüpft werden und die so gebildetEn binären Werte dem zentralen Schieberegister
zugeführt werden, wonach sie nach einer weiteren Schiebephase an den Ausgängen der
entsprechenden Bitstellen das örtlich verteilten SchieberegistErs als Steuersignale
anstehen.
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Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin,
daß der üblicherweise zur Kennzeichnung b.z.w. Identifizierung der Daten, diesen
hinzugefügte Steuerteil durch die ortsabhängige Reihenfolge der Daten, und deren
Abbildung im zentralen Schieberegister ersetzt wird. Es entfällt somit der zur Erzeugung
und Auswertung des Steuerteils notwendige gerätetechnische Aufwand, sodaß es möglich
wird auch kleinste Informationsmengen direkt am Ort ihrer Enstehung in das Datensammel-und
Verteilsystem einzubringen, b.z.w. am Ort ihrer Verwendung daraus zu Entnehmen und
so die Vorteile eines Sammelleitungssystems auch bei der Verarbeitugn einzelner
Steuersignale nutzbar zu machen.
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Ein Ausführungsheispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnungen
im folgenden näher beschrieben. Es zeigt: Fig.1 das Datensammel- und Verteilsystem,
bestehend aus ürtlich verteiltem Schieberegister, zentralem SchieherEgister mit
angeschalteter Entscheidungslogik und Synchronisierschal lang,
Fig.2
das örtlich verteilte Schieheregister mit Steuerungsperipherie, Fig.3 das zentrale
Schieberegister mit Entschcheidungslogik und £ynchronisierschaltung.
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Fig. zeigt Eine beispielhafte Aufteilung des ürtlich verteilten Schieberegisters
(16) in örtlich zusammengefaßte Gruppen (10-13).
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Jede Stelle dieses Schieberegisters (61-68) kann je nach Erfordernis
"Eingang in" b.z.w. "Ausgang aus" dem Datensammel- und Verteilsystem sein, oder
bei antsprechender Geschaltung Leides.
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Es ist über die Synchronizierschaltungen (20,22) mit dem gleichviele
Bitstellen (71-78) umfassenden zentralen ächieberegister (14) verbunden. Das zentrale
schieberegister hat bezüglich der Ein- und Ausgänge komplementäre Eigenschaften
zu den entsprechenden Sitstellen des örtlich verteilten. Es ist mit seinen Ausgängen
mit den Eingängen einer Entscheidungslogik (21) verbunden und umgekehrt. Das zentrale
Schieberegister ist darnit bezogen auf diese Entscheidungslogik eine örtlich zusammengefaßte
Abbildung der ürtlich verteilten Steuerungsperipherie. Die Synchronisierung der
umlaufenden Information au die Bitstellen der Schieberegister wird durch eine vorn
Taktgenerator (2,) des Schieberegisterringes erzeugte feste Anzahl Schiehetakte
erreicht. Die Anzahl der Schiebetakte ist gleich der halbierten Summe aller im Schieberegisterring
zusammengeschalteten Bitstellen.
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Durch die normalerweise an einem Grt (15) , zusammengefaßte eine ordnung
von zentralem Schieberegister (14) mit angeschalteter Entscheidungslogik (21) und
der Schaltungen zur Synchronisierung (20,22) können diese Funktioseinheiten ganz
oder teilweise durch einen (elektronischen) Rechner ersetzt werden, indem sein Serieneigang
an das Leitungestück 5 b.z.w. 6 und sein Serienausgang an das Leitungsstück 7 b.z.w.
1 angeschlossen wird.
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Fig.2 zeigt eine mögliche Belegung der Eingänge b.z.w. Ausgänge des
örtlich verteilteh Schieberegisters (81-87) mit der Steuerungsperipherie. Dabei
seinen die Bitstellen mit Eingang (81,83) mit Schaltern (3,34) helegt und die Bitstellen
mit Ausgan'g (82,87), mit einern Relais (35) oder einer Lampe(36).
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Andere Bitstellen haben keine Beschaltung (84-86).
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Fig. 3 zeigt eine mögliche beschaltung der Bitstellen (91-97) des
zentralen Schieberegisters (40) durch die durch die Steuerungsaufgebe vorgegebene
Ausgestaltung der Entscheidunglogik (41) und die weiter unten beschriebenen Synchronisierschaltung
(20, 22), die den TakLgenerator (2,) steuern. Im Beispiel wird mit iB Schiebetakten,
die vom Taktgenerator (23) erzeugt werden der Inhalt der Bitstellen 81-a7 in die
Bitstellen 91-97 übertragen und umgekehrt, sodaß nach dieser Schiebephase der Inhalt
von 81 in 91, 82 in 92 steht u.s.w., b.z.w. der Inhalt von 91 in 81 u.s.w.
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Die Stellung des Schalters 3., die zu Beginn der Schiebephase in die
zugehörige Bitstelle 81 übernommen wurde gelangt somit an den Ausgang der Bitstelle
91; analoges gilt für den Schalter 34. Die nun von der Entscheidungslogik (41) auf
Grund der logischen Verknüpfungsregeln aus diesen Signalen gebildeten Signale werden
zu Beginn der nächsten Schiebephase in die Bitstellen 92 b.z.w. 97 übernommen und
gelangen so nach weiteren 10 Schiebetakten in die bitstellen 32 Li.z.w. B7. Damit
ist also das Steuerungsproblem gelöst: Bei Betätigung von mindestens einem Schalter
33 oder 34 leuchtet 2 Schiebephasen später die Lampe auf, das Relais schaltet jedoch
nur, wenn Schalter 43 betätigt wurde. Dieser Vorgang wiederholt sich kontinuierlich
mit jeder Schiebephase.
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Die Synchronisierung der umlaufenden Information zu den Bitstellen
der Schieberegisters geschieht wie oben beschrieben durch eine feste Anzahl Schiebetakte
während einer Schiebephase Um Verschiebung durch Störungen zu verhindern, können
zusätzliche Synchronisierschaltungen vorgesehen werden. Die eingangsseitige Synchronisierungsschaltung
(20) besteht aus einem Schieberegisters (101-103), in des zu Beginn einer Schiebephase
eine Fesatinformation (43) eingeschrieben wird. Die ausgangsseitige Synchronisierschaltung
(22) enthält ebenfalls ein Schieberegister (110-112) das gleichviele Bitstellen
wie das der eingangsseitigen Synchroni sierschaltung enthält. An seinen Ausgängen
ist Ein Vergleicher (45) angeschaltet, der am Ende der Schiebephase einen Vergleich
der Festinformation (4G) mit der im Schieberegister (110-112) stehenden Information
durchführt. Dcr Taktgenerator (23) wird angehalten, wenn Gleichheit besteht. Dies
ist im Beispiel nach Fig.3 frühenstens nach 10 Takten möglich. Ein weiteres Synchronisierverfahren
vergleicht beginnend nach 8 Schiebetakten auf den ersten in der Bitstelle 110 erscheinenden
Wert G.
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Steuerungselemente mit trägem Ansprechverhälten (die Lampen) können
direkt an das örtlich verteilte Schieberegister angeschlossen werden, wenn das Verhältnis
der Zeitdauern der Schiebephasen und der zwischengeschobenen Pause entsprechend
klein gaw'blt wird. Ist dies nicht möglich, oder sollen bezogen auf die Schiebetaktfrequenzen
schnell schaltende Steuerungselemente angeschlossen werden, so ist en der betreffenen
Gruppe (30-32) eine Einrichtung vorzusehen, die die Übernahme der Zustände der Bitstellen
mit Ausgang (82 87) in das Steuerungselement verhindern. Diese Einrichtung ist in
bekannter Weise z.B. mit einem wiedertriggerbaren monostabilen Flip-Flop realisierbar,
das durch den Takt des Schieberegisterriges getriggert wird und damit während der
Schiebephase ein Sperrsignal liefert. Die gleiche Einrichtung verhindert die unzulässige
Veränderung der geschobenen Information im Schieberegisterring während der Schiebephase,
5ie ist damit in allen Gruppen des Schieberregisterringes vorzusehen, die Bitstellen
mit Eingängen enthalten. Dazu gehören neben dem zentralen Schieberegister (40) und
dem SchiEberegister (101-103) in der eingangsseitigen synchronisierschaltung (20)
auch die Gruppe 30 und 31.
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L e e r s e i t e