DE2944777A1 - Schaltungsanordnung eines elastischen speichers, insbesondere eines zeitmultiplexdatenuebertragungssystems - Google Patents
Schaltungsanordnung eines elastischen speichers, insbesondere eines zeitmultiplexdatenuebertragungssystemsInfo
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Description
DB 416
Ital.Anm.Nr.29455 A/78 10669/H/Ro.
vom 6. November 1978
Societa Italiana Telecomunicazioni
Siemens s.p.a.
Piazzale Zavattari 12, Mailand/Italien
Piazzale Zavattari 12, Mailand/Italien
Schaltungsanordnung eines elastischen Speichers, insbesondere eines Zeitmultiplex-Datenübertragungssystems.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Sie dient insbesondere
zur Erzeugung von η Rahmen der Ordnung i durch Demultiplexierung eines Bitrahmens der Ordnung i+1.
Synchrone PCM-Datenübertragungssysteme benötigen einen
zentralen Taktgeber, mit welchem eine Vielzahl von untergeordneten Taktgebern verriegelt ist, die jeweils zur Zeitsteuerung
eines der vorhandenen Geräte dienen. In der Empfangsstation eines derartigen übertragungssystems ist daher ein
örtlicher Oszillator vorgesehen, der durch die aus der Leitung kommenden Taktimpulse synchronisiert wird und den Takt für die
Demultiplexvorgänge liefert. Durch Störungen im Taktnetz kann aber bisweilen die Synchronisierung ausfallen, was zu einer
Verschiebung der aus der Leitung kommenden Impulsfolge (Leitungstakt) gegenüber der örtlich erzeugten Impulsfolge (Maschinentakt)
führt. Eine solche Verschiebung entsteht auch bei internationalen Verbindungen, bei denen wegen der Zusammenwirkung
zweier unterschiedlicher Datennetze die Synchronisierung
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nicht über einen einzelnen zentralen Taktgeber realisiert werden kann. Damit auch unter diesen Umständen die Demultiplexierung
richtig durchgeführt werden kann, ist ein elastischer Speicher notwendig, der eine der Zahl der Impulspakete in einem
Rahmen des von der Leitung kommenden Signals entsprechende Anzahl von Speicherbereichen hat und mit dem Leitungstakt geschrieben
und mit dem Maschinentakt gelesen wird. Genauer gesagt wird der Zeitpunkt, zu dem die Schreibvorgänge durchgeführt
werden müssen, durch eine aus dem Leitungstakt abgeleitete Schreibimpulsfolge bestimmt, während die Zeit der
Lesevorgänge durch eine aus dem Maschinentakt abgeleitete Leseimpulsfolge bestimmt wird.
Der Inhalt des Speichers wird richtig geschrieben und gelesen, solange ein Leseimpuls eines gegebenen Kanals zwischen
zwei aufeinanderfolgenden Schreibimpulsen des gleichen Kanals liegt. Wenn dagegen die beiden Impulsfolgen so verschoben sind,
daß sich der Leseimpuls einem der beiden Schreibimpulse überlagert, ergeben sich anomale Betriebszustände. Im einen Fall
wird nämlich in einem gegebenen Speicherbereich A. die Information M^ des Bitrahmens T. zweimal gelesen, während im anderen
Fall die Information M. des Bitrahmens T. . geschrieben wird,
ohne daß die Information M. des Rahmens T. geschrieben wurde. Falls die Verschiebung zufällig aufhört, wenn die Schreib- und
Leseimpulse einander zeitlich überlagern, oder bei einer relativen Schwankung ihrer Lage um den Überlagerungszeitpunkt,
wird das Datennetz vollständig blockiert, weil der erwähnte Lesefehler auf allen Kanälen während der gesamten Dauer dieses
Zustandes auftritt.
Aufgabe der Erfindung ist die Realisierung eines elastischen Speichers, der das richtige Schreiben und Lesen der
PCM-Codes auch dann ermöglicht, wenn so große Verschiebungen auftreten, daß sie zu den obenerwähnten Betriebsstörungen führen
würden.
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Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete Schaltungsanordnung gelöst.
Der hier beschriebene Speicher hat einen höheren Grad an
"Elastizität". Bei Feststellung einer zeitlichen Überschneidung von Schreib- und Leseimpulsen wird die Phasenlage der Leseimpulse
verschoben.
V/eitere Merlanale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. In der Zeichnung
zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild des elastischen Speichers;
Fig. 2 eine bevorzugte Ausführungsform des Steuerkreises CC gemäß Fig. 1; und
Fig. 3 Schwingungsformen für die Fig. 1 und 2.
Der in Fig. 1 dargestellte elastische Speicher enthält ein Eingangsregister RI, das durch den aus der Leitung kommenden
Datenfluß gespeist wird, der in Bitrahmen der Dauer T = 125 Ais
organisiert ist, die in 32 Zeitintervalle (IT) der Dauer t = 3,9 /US unterteilt sind. Parallel zu dem Eingangsregister RI ist
ein Pufferregister RT geschaltet, in welches aus dem Eingangsregister 8-Bit-Pakete übertragen werden, bevor diese in einen
ersten bzw. einen zweiten Speicher ΜΛ bzw. MB mit Direktzugriff
geschrieben werden. Die beiden an den Ausgang des Pufferregisters
RT geschalteten Speicher mit Direktzugriff enthalten jeweils Speicherbereiche. Der Speicher MA nimmt die Bitrahmen T. auf,
denen ein Synchronisierwort A zugeordnet ist, während der zweite Speicher MB die Bitrahmen T. ,. speichert, denen ein Synchroni
sierwort B zugeordnet ist (diese Abwechslung von Synchronisier worten ist für die Rahmenstruktur eines PCM-Systems typisch).
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In welchen der Speicher ein zu einem gegebenen Zeitpunkt in dem Pufferregister RT enthaltenes Impulspaket übertragen
werden soll, wird vom Binärwert eines Signals bestimmt, das von einer im folgenden zu beschreibenden überwachungsschaltung
MC erzeugt wird. Zu dem* Speicher MB gelangt das Ausgangssignal der überwachungsschaltung MC über ein Invertierglied I.
Die Adresse des Speicherbereiches, in den das erwähnte Impulspaket zu übertragen ist, wird durch einen Schreibadressen-Generator GIS bestimmt, der durch eine Taktimpulsfolge CK* fortgeschaltet wird, die aus den von der Leitung kommenden Eingangsdaten gewonnen wird. Die Zeitpunkte, an denen die Schreibvorgänge durchzuführen sind, werden dagegen durch die von einer
Schreibzeiten-Einheit GTS erzeugte Schreibimpulsfolge s bestimmt.
Die zur Durchführung der Lesevorgänge vorgesehenen Einrichtungen entsprechen denen für den Schreibbetrieb. Die überwachungsschaltung MC stellt also fest, aus welchem Speicher
Daten zu lesen sind, und die Adresse des Speicherbereiches, wo sich das in ein Ausgangsregister RU zu übertragende Impulspaket befindet, wird durch einen Leseadressen-Generator GIL
bestimmt, der durch eine von einem örtlichen Oszillator erzeugte Taktimpulsfolge CK" fortgeschaltet wird. Eine Lesezeiten-Einheit GTL liefert eine Folge von Leseimpulsen 1, die die
Zeitpunkte bestimmen, bei denen die Lesevorgänge durchgeführt werden.
Die erwähnten Adressen werden den Speichern MA und MB über
eine erste Umschalt- oder Wechseleinrichtung DS. zugeführt, die
bei Erzeugung eines Impulses s durch die Schreibzeiten-Einheit GTS eine Schreibadresse und bei einem Ausgangsimpuls 1 der Lesezeiten-Einheit GTL eine Leseadresse liefert. Durch die Wechseleinrichtung DS1 wird also bestimmt, welcher Vorgang zu einem
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gegebenen Zeitpunkt durchgeführt wird, während der Speicher, auf den sich dieser Vorgang bezieht, durch die überwachungsschaltung
MC bestimmt wird. Die Überwachungsschaltung MC enthält eine zweite Umschalt- oder Wechseleinrichtung DS-, an
deren einen Eingang das Ausgangssignal eines ersten Modulo-2-Frequenzteilers
DV1 angelegt wird, der mit dem Ausgang des
Schreibadressen-Generators GIS verbunden ist. Der Schreibadressen-Generator GIS besteht gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
aus einem Zähler mit der Zählkapazität 32, an dessen Ausgang das im Diagramm a der Fig. 3a dargestellte
Signal mit der Periode T erscheint. An den zweiten Eingang der Wechseleinrichtung DS2 ist das Ausgangssignal eines zweiten
Modulo-2-Frequenzteilers DV- angelegt, dessen Eingangssignal
mit ebenfalls der Periode T von dem Leseadressen-Generator GIL (über den Steuerkreis CC) erzeugt wird und im Diagramm b der
Fig. 3a dargestellt ist. Das Ausgangssignal des Frequenzteilers DV1 ist in Fig. 3a im Diagramm c dargestellt, während das Diagramm
d das Ausgangssignal des Frequenzteilers DV- darstellt
(die dargestellte Phasenbeziehung zwischen den Signalen c und d ist zufällig). Die zweite Wechseleinrichtung DS2 wird durch die
gleichen Impulse s und 1 der Einheiten GTS und GTL gesteuert, die auch die erste Wechseleinrichtung DS.. umschalten.
Soll zu einem gegebenen Zeitpunkt ein Schreibvorgang durchgeführt werden, so erscheint am Ausgang der Schreibzeiten-Einheit
GTS ein Impuls s, durch den bewirkt wird, daß der zum betrachteten Zeitpunkt am Ausgang des Schreibadressen-Generators
GIS vorliegende Binärcode durch die Wechseleinrichtung DS..
abgegeben wird. Ferner bewirkt dieser Impuls, daß die Wechseleinrichtung DS- ein Binärsignal mit dem zum betrachteten Zeitpunkt
am Ausgang des Frequenzteilers DV1 vorliegenden Binärwert
liefert. Hat das Ausgangssignal des Frequenzteilers DV1 den
hohen Binärwert, so wird der Speicher MA zum Schreiben freigegeben, während im entgegengesetzten Fall der Speicher MB frei-
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gegeben wird. Ähnlich verhält es sich mit einem Lesevorgang, bei dem die in der erläuterten Weise ermittelten Daten in das
Ausgangsregister RU übertragen werden. An das Ausgangsregister RU ist eine Abtastschaltung SR angeschlossen, die durch die
Taktimpulsfolge CK" fortgeschaltet wird und die im Ausgangsregister RU enthaltenen Impulspakete an die Systeme der Ordnung
i weiterleitet (adressiert), für welche sie bestimmt sind.
Der in der überwachungsschaltung MC enthaltene, gemäß einer bevorzugten Ausführungsform genauer in Fig. 2 dargestellte
Steuerkreis CC soll Verschiebungen zwischen dem Leitungstakt und dem Maschinentakt erfassen und für eine Korrektur der Phasenlage
der Ausgangsimpulse des Frequenzteilers DV- sorgen,
wenn die Verschiebung so groß wird, daß die eingangs erläuterten unerwünschten Folgen auftreten würden. Gemäß Fig. 2 wird
der Frequenzteiler DV~ von der Lesezeiten-Einheit GTL über ein UND-Glied gespeist, an dessen zweiten Eingang der Ausgang eines
NAND-Gliedes geschaltet ist. Das NAND-Glied wird durch das Ausgangssignal des Frequenzteilers DV _, ferner durch eine Impulsfolge
e, die bei jedem positiven Übergang des im Diagramm c dargestellten Signals des ersten Frequenzteilers DV1 einen
Impuls hat, sowie durch eine Impulsfolge f gesteuert, die bei jedem positiven übergang des Signals b des Generators GIL einen
Impuls aufweist. Solange die Verschiebung zwischen den Taktimpulsfolgen CK1 und CK" derart ist, daß das logische Produkt
(Koinzidenz) aus den Impulsfolgen f und d zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsen der Impulsfolge e verbleibt, wie
in Fig. 3a dargestellt ist, erzeugt das NAND-Glied keinen Ausgangsimpuls
g, so daß der Frequenzteiler DV, die Frequenz des Signals b durch zwei teilt und das im Diagramm d dargestellte
Signal erzeugt.
Die Gegenphasenlage, in der die Signale c und d in Fig. 3a dargestellt sind, ist die ideale Phasenlage zur richtigen Durchführung
der Schreib- und Lesevorgänge. Hierbei werden die
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Daten des Bitrahmens T. im Speicher MA während der Zeit geschrieben,
in welcher aus dein Speicher MB die Daten des Bitrahmens
T1-1 gelesen werden, so daß zwischen einem Schreibvorgang
eines gegebenen Iinpulspaketes und dessen Lesezeitpunkt ein Zeitintervall der Dauer T = 125,us liegt.
Wenn die Verschiebung zwischen den Taktimpulsfolgen CK1
und CK" so groß ist, daß die Phasenlage des im Diagramm c dargestellten Signals mit der Phasenlage des Signals des
Diagramms d übereinstimmt, wie in Fig. 3b gezeigt ist, so
ergibt sich Koinzidenz zwischen den Impulsen der Impulsfolge e, der Impulsfolge f und der Impulsfolge d, so daß das NAND-Glied
das im Diagramm g dargestellte Ausgangssignal erzeugt. Dadurch wird ein 180°-Phasensprung des Signals d bewirkt und eine entsprechende
Änderung des Lesewechselbetriebs der Speicher MA und MB erzwungen, wie im Diagramm h dargestellt ist. Insbesondere
wird dann, wenn die erwähnte Koinzidenz gerade beim Lesen der im Speicher MA enthaltenen Daten des Bitrahmens T.
auftritt, wird durch den Phasensprung das Lesen der im Speicher ;1B enthaltenen Daten des Bitrahmens Τ·+1 gesperrt, und
dann wird erneut der Speicher MA, in den die Daten des Rahmens T. _ geschrieben werden, zum Lesen freigegeben. Dies bedeutet
den Verlust der Daten eines ganzen Bitrahmens, doch werden die Leseimpulse augenblicklich in die in Fig. 3a dargestellte
ideale Phasenlage zwischen zwei aufeinanderfolgenden Schreibimpulsen
gebracht, so daß eine erneute unerwünschte Koinzidenz erst wieder nach erheblichen Verschiebungen möglich ist. Ohne
die hier beschriebene Phasenkorrektur hätte sich der Verlust von Daten einer sehr großen Zahl von Bitrahmen ergeben, da
die Daten des Bitrahmens T. .. wieder in einen Speicherbereich
geschrieben worden wären, ohne daß die Daten des Rahmens T. gelesen worden wären. Hätte darüberhinaus die Verschiebung
gerade bei dem Koinzidenzzustand zufällig aufgehört, so hätte dies sogar die dauernde Sperrung des ganzen Datennetzes zur
Folge gehabt.
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Durch die Verbindung des Ausganges des Frequenzteilers
DV2 mit dem Eingang des NAND-Gliedes kann dessen Ausgangsimpuls
nur dann erzeugt werden, wenn die erste Koinzidenz der
Impulsfolge e mit dem logischem Produkt der Impulsfolgen f und d auftritt, während wiederholte, unerwünschte Phasensprünge
infolge der nächsten Koinzidenzzustände verhindert werden.
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Claims (4)
1.) Schaltungsanordnung eines elastischen Speichers für einen
synchronen Demultiplexer, insbesondere eines Seitmultiplex-Datenübertragungssystems, in dem eine Anzahl η von Impulsrahmen
aus den von der Leitung kommenden Eingangsdaten erzeugt wird, die in Bitrahmen der Dauer T organisiert sind, welche in η Zeitintervalle unterteilt sind, mit einem Eingangsregister, das die von
der Leitung kommenden Eingangsdaten aufnimmt; einem zum Eingangs-
synchronen Demultiplexer, insbesondere eines Seitmultiplex-Datenübertragungssystems, in dem eine Anzahl η von Impulsrahmen
aus den von der Leitung kommenden Eingangsdaten erzeugt wird, die in Bitrahmen der Dauer T organisiert sind, welche in η Zeitintervalle unterteilt sind, mit einem Eingangsregister, das die von
der Leitung kommenden Eingangsdaten aufnimmt; einem zum Eingangs-
03002Ö/0853
POSTHCHECK mCncRRN NH. 8Bl 48-8ΟΟ · BANKKONTO BVPOBANK MÜNCHEN (BLZ 7002UO40) KTO. <M>«O2!1737N SWIFT BVPO DR MM
OWGINAL INSPECTED
register parallelgeschalteten Pufferregister; einem ersten
Speicher mit üirektzugrif f, eier η Speicherbereiche enthält;
einen Schreibadressen-Generator, der durch eine der Leitung
entnommene erste Taktinipulsfolge fortgeschaltet wird und dem Speicher die Adressen liefert, bei welchen die im Pufferregister
enthaltenen Daten zu schreiben sind; einem Leseadressen-Generator, der durch eine von einem örtlichen Oszillator erzeugte
zweite Taktiiapulsfolge fortqeschaltet wird und dem
Speicher die Adressen liefert, bei welchen die an ein Ausgang sregister zu übertragenden Daten zu lesen sind; einer mit
dem Schreibadressen-Generator verbundenen Schreibzeiten-Einheit, üie eine Folge von Schreibimpulsen mit der Periode t = T/n
erzeugt; einer mit dem Leseadressen-Generator verbundenen Lesezeiten-Einheit, die eine Folge von Leseimpulsen ebenfalls
mit der Periode t erzeugt; und einer ersten Wechseleinrichtung, die dem Speicher eine Schreibadresse bzw. eine Leseadresse
zuführt, wenn am Ausgang der Schreibzeiten- bzw. der Lesezeiten-Einheit ein Impuls erscheint, dadurch gekennzeichnet
, daß eine überwachungsschaltung (MC) vorgesehen ist, die zwei Impulsfolgen (c, d) mit jeweils
der Periode 2'f erzeugt, von denen die erste (c) das Schreiben der Daten der Bitrahmen (T.) einer gegebenen Ordnung i in den
ersten Speicher (IiA) und der Daten der Eitrahmen (T-J+1) der
Ordnung i+1 über ein Invertierglied (I) in einen zweiten Speicher (MB) mit Direktzugriff steuert, während die zweite
Impulsfolge (d) das abwechselnde Lesen der beiden Speicher (MA, MB) steuert, und daß die Überwachungsschaltung (MC) einen
Steuerkreis (CC) enthält, der bei Feststellung einer Koinzidenz zwischen der zweiten Impulsefolge (d), einer aus der ersten
Taktimpulsfolge (CK1) abgeleiteten dritten Impulsfolge (e)
und einer aus der zweiten Taktimpulsfolge (CK") abgeleiteten vierten Impulsfolge (f) einen Phasensprung der zweiten Impulsfolge
(d) um 180° bewirkt.
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2.) Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die überwachungsschaltung (MC)
einen ersten Modulo-2-Frequenzteiler (DV..) enthält, der durch
den Schreibadressen-Generator (GIS) gespeist wird und die von ihm erzeugte erste Impulsfolge (c) an den ersten Eingang einer
zweiten Wechseleinrichtung (DS,) anlegt, die durch die Schreibimpulse
(s) der Schreibzeiten-Einheit (GTS) sowie durch die Leseimpulse (1) der Lesezeiten-Einheit (GTL) umschaltbar ist
und an einem zweiten Eingang das Ausgangssignal eines zweiten Modulo-2-Frequenzteilers (DV2) empfängt, der mit dem Ausgang des
genannten Leseadressen-Generators (GIL) verbunden ist und die zweite Impulsfolge (d) liefert.
3.) Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Steuerkreis (CC) der
Überwachungsschaltung (MC) ein erstes das logische Produkt bildendes Verknüpfungsglied (NAND) enthält, das an seinen
Eingängen die zweite, dritte und vierte Impulsfolge (d, e und f) empfängt, und dessen Ausgang mit dem Eingang des zweiten Frequenzteilers
(DV2) über ein zweites das logische Produkt bildendes Verknüpfungsglied (AND) verbunden ist.
4.) Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die dritte Impulsfolge (e) bzw.
die vierte Impulsfolge (f) einen Impuls bei jedem positiven übergang der ersten Impulsfolge (c) bzw. einen Impuls bei jedem
übergang der zweiten Impulsfolge (d) aufweist.
0S002Q/08S3
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