DE3042105C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Ripple-Registereinrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art.

Derartige Ripple-Registereinrichtungen werden in Datenübertra­ gungssystemen verwendet, die einen Datenübertragungspfad von einer Datenquelle zu einem Datenempfangsgerät bilden.

Bei einem bekannten Datenübertragungssystem (US-PS 37 27 204) ist eine Vielzahl von Registereinrichtungen zwischen einer Datenquelle und einem die Daten empfangenden Gerät eingeschal­ tet, wobei jede Registereinrichtung eine Datenspeichereinrich­ tung in Form von in Reihe geschalteten setz- und rücksetzbaren Flip-Flop-Schaltungen sowie diesen zugeordneten Steuereinrich­ tungen, ebenfalls in Form von setz- und rücksetzbaren Flip-Flop- Schaltungen einschließt. Durch die Reihenschaltung der Flip- Flop-Schaltungen der Datenspeichereinrichtung jeder Registerein­ richtung sind zwei Taktimpulse zum Weiterleiten von Daten durch eine jeweilige Registereinrichtung erforderlich und weiterhin kann die zweite Flip-Flop-Schaltung Daten nur über die erste Flip-Flop-Schaltung empfangen, so daß die Datenübertragung selbst dann gesperrt ist, wenn die zweite Flip-Flop-Schaltung keine Daten mehr enthält, die erste Flip-Flop-Schaltung jedoch noch mit Daten gefüllt ist.

Es ist weiterhin ein Datenübertragungssystem mit Registerein­ richtungen der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art bekannt (US-PS 36 65 424), die ebenfalls aus Datenspeicher­ einrichtungen und Steuereinrichtungen besteht, die die Daten­ übertragung von und zu den Datenspeichereinrichtungen steuern. Hierbei wird bei jeder Datenübertragung von der Datenspeicher­ einrichtung einer Registereinrichtung zu der nachfolgenden Re­ gistereinrichtung über ein Verzögerungsglied die zugehörige Steuereinrichtung in Form eines Flip-Flops zurückgesetzt, worauf der vorhergehenden Registereinrichtung ein Signal gegeben wird, daß die jeweilige Registereinrichtung zum Empfang von Daten bereit ist. Falls die vorhergehende Registereinrichtung Daten enthält, werden daraufhin diese Daten von der vorhergehenden Registereinrichtung zu der jeweils betrachteten Registerein­ richtung überführt. Hierbei sind ebenfalls für jeden Datenüber­ tragungsvorgang zwei vollständige Taktperioden erforderlich und es ist erforderlich, daß eine jeweils nachfolgende Register­ einrichtung vollständig leer ist, bevor die jeweils betrachtete Registereinrichtung Daten an diese übertragen kann. Hierdurch wird der Wirkungsgrad der Datenübertragung verringert, so daß entweder die Geschwindigkeit der Datenübertragung verringert ist und/oder die Anzahl der Registereinrichtungen bei einer vorgegebenen Datenmenge vergrößert wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ripple-Register­ einrichtung der eingangs genannten Art für ein Datenübertra­ gungssystem zu schaffen, die eine Vergrößerung des Wirkungs­ grades der Datenübertragung ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist in Patent­ anspruch 2 angegeben.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Ripple-Register­ einrichtung können Daten bei jeder Taktperiode übertragen wer­ den. Weiterhin wird durch die Verwendung von Primär- und Sekun­ där-Datenrangregistern bereits ein halbleerer Zustand erkannt, so daß zunächst Daten von einer vorhergehenden Registereinrich­ tung in das Sekundär-Datenrangregister der betrachteten Registereinrichtung überführt werden können, wobei diese Übertragung bei jeder Taktperiode und bereits bei Erkennung des halbleeren Zustandes einer Registereinrichtung erfolgen kann.

Hierdurch ergibt sich eine Beschleunigung der Datenübertragung von einer Registereinrichtung in die andere, so daß die Daten in einem aus diesen Ripple-Registereinrichtungen bestehenden Datenübertragungspfad schneller zum Ende dieses Datenübertra­ gungspfades bewegt werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert.

In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform eines Daten­ übertragungssystems unter Verwendung von Ripple-Registereinrich­ tungen;

Fig. 2 ein ausführliches Logikschaltbild einer Ausführungs­ form der Ripple-Registereinrichtung;

Fig. 3 eine schematische Darstellung von drei Ripple-Register­ einrichtungen in einem Datenübertragungspfad;

Fig. 4 ein Zeitdiagramm, das verschiedene Funktionen in der Betriebsweise des Übertragungspfades nach Fig. 3 zeigt;

Fig. 5 ein Schaltbild der Anschlüsse einer Ausführungsform der Ripple-Registereinrichtung;

Fig. 6 ein Zeitdiagramm der Ausführungsform der Ripple-Re­ gistereinrichtung nach Fig. 5 in Form einer Wahrheitstabelle zur Zusammenfassung der möglichen Betriebszustände.

Eine Ausführungsform des Datenübertragungssystems 10 ist in Fig. 1 gezeigt. Eine Datenquelle 12 überträgt Daten über einen Übertragungspfad an eine Empfangsein­ richtung 14. Der Anfang des Übertragungspfades von der Datenquelle 12 ausschließt eine Ripple-Registereinrichtung 28, irgendeine Anzahl von zusätzlichen (nichtgezeigten) Ripple-Registereinrichtungen und eine abschließende Ripple-Registereinrichtung 30 direkt vor der Empfangs­ einrichtung 14 ein. Aus Vereinfachungsgründen wird die Fig. 1 im folgenden jedoch so beschrieben, als ob die Ripple-Registereinrichtungen 28, 30 direkt miteinander verbunden sind.

Der Übertragungspfad benötigt theoretisch lediglich eine einzige Ripple-Registereinrichtung zwischen der Datenquelle und der Empfangseinrichtung. Die Datenquelle 12 und die Empfangseinrichtung 14 benötigen jedoch je­ weils eine spezielle Ripple-Register-Verbindungsein­ richtung für den Datenaustausch mit dem Übertragungs­ pfad. Diese Verbindungseinrichtungen sind innerhalb so­ wohl der Datenquelle als auch der Empfangseinrichtung angeordnet, wie dies noch erläutert wird, doch könnten die Datenquelle und die Empfangseinrichtung direkt mit­ einander verbunden sein, weil das einzelne Ripple-Register intern gebildet ist.

Die Datenquelle 12 besteht aus einem Datenpuffer 16 mit einer Eingangsdatenquelle. Der Puffer 16 spricht auf Datenlesesignale an, die von einem Lesesteuer-Verknüpfungs­ glied 18 empfangen werden. Die Lesesteuersignale werden von dem Lesesteuer-Verknüpfungsglied 18 dem Puffer 16 an der Leitung 26 zugeführt. Der Puffer 16 liefert Daten an eine in der Datenquelle angeordnete Ripple-Registerein­ richtung 20 über eine Übertragungsleitung 22. Ein Daten- VOLL-Signal wird von dem Puffer 16 der Ripple-Registerein­ richtung 20 sowie dem Lesesteuer-Verknüpfungsglied 18 über eine Steuerleitung 24 zugeführt. Jede Ripple-Register­ einrichtung ist so mit Bezeichnungen versehen, daß sie Dateneingangsleitungen, Datenausgangsleitungen sowie VOLL- bzw. HALTE-Eingangs- und Ausgangsleitungen auf­ weist. Das VOLL-Ausgangssignal entspricht hier dem vollen Zustand des Primärdatenrangregisters, während das HALTE-Aus­ gangssignal dem vollen Zustand des Sekundärdatenrangregisters entspricht. Entsprechend ist die in der Datenquelle 12 angeordnete Ripple-Registereinrichtung über eine Daten­ ausgangsleitung 32 mit der ersten Ripple-Registereinrich­ tung 28 des Übertragungspfades verbunden. Die Ripple- Registereinrichtung 20 ist mit ihrer VOLL-Ausgangsleitung über eine Steuerleitung 34 mit der VOLL-Eingangsleitung der Ripple-Registereinrichtung 28 verbunden. Andererseits ist die HALTE-Ausgangsleitung der Ripple-Registerein­ richtung 28 über eine Steuerleitung 36 mit der HALTE-Ein­ gangsleitung der Ripple-Registereinrichtung 20 verbunden.

In ähnlicher Weise empfängt die Ripple-Registereinrichtung 30 Eingangsdaten an einer Leitung 38 von der Ripple-Register­ einrichtung 28 und VOLL-Steuersignale an einer VOLL-Ein­ gangsleitung 40, und sie sendet HALTE-Ausgangssignale über eine Leitung 42 an die Ripple-Registereinrichtung 28.

Schließlich enthält die Empfangseinrichtung 14 eine Empfangs- Ripple-Registereinrichtung 48. Eine HALTE-Ausgangsleitung 56 der Ripple-Registereinrichtung 48 ist mit der HALTE- Eingangsleitung der Ripple-Registereinrichtung 30 verbunden. Die Datenausgangsleitung der Ripple-Registereinrichtung 48 ist über eine Leitung 52 mit einem Datenpuffer 44 ver­ bunden, der die Daten in der Empfangseinrichtung weiter überträgt. Eine Puffer-VOLL-Leitung 53 in der Empfangs­ einrichtung zeigt die fehlende Bereitschaft zum Empfang von Daten an. Eine Schreibsteuereinrichtung 46 spricht auf das VOLL-Ausgangssignal von der Registereinrichtung 48 an einer Leitung 50 an. Die Schreibsteuereinrichtung 46 ist über eine Steuerleitung 54 mit dem Puffer 44 verbunden.

In Fig. 2 ist ein ausführliches Logikschaltbild der Ripple-Registereinrichtung 28 in dem Übertragungspfad nach Fig. 1 gezeigt. In Fig. 2 sind die Dateneingangs­ leitung 32, die VOLL-Eingangsleitung 34 und die HALTE- Eingangsleitung 42 sowie ein Takteingang gezeigt, um die Registereinrichtung nach Fig. 2 zu dem Schaltbild nach Fig. 1 in Beziehung zu setzen. In ähnlicher Weise sind die HALTE-Ausgangsleitung 36 und die VOLL-Ausgangs­ leitung 40 ebenso wie in Fig. 1 gezeigt. Die Ripple- Registereinrichtung 28 besteht aus einem Primärdaten­ rangregister 104 und einem Sekundärdatenrangregister 102. Eine Flip-Flop-Schaltung 106 bildet das Primär- VOLL-Bit, während eine zweite Flip-Flop-Schaltung 100 das Sekundär-VOLL-Bit bildet. Die Taktsteuerung des Primärdatenrangregisters und des Primär-VOLL-Bits wird durch eine Taktsteuereinrichtung 108 erreicht.

Das Sekundärdatenrangregister 102 ist ein Satz von 16 identischen Registern, die durch ein oberes Rechteck unter Verwendung von üblichen Standard-Logiksymbolen und ein unteres Rechteck dargestellt ist, das ein für alle 16 Bit gemeinsames Steuerdiagramm ist.

Das Sekundärdatenrangregister 102 weist zwei Eingänge auf. Der Eingang 1 ist der Takt und das kleine Dreieck­ symbol innerhalb des Rechteckes zeigt eine Impulsflanken­ triggerung entsprechend der Zeitdiagramme nach den Fig. 4 und 6 an. Diese Steuerung wird wirksam, wenn das Takt­ signal von einem hohen zu einem niedrigen Pegel überwechselt. Daher ergibt sich ein Ausgang eines UND-Verknüpfungsgliedes des Sekundärdatenrangregisters, wenn der Eingang 1 von einem hohen auf einen niedrigen Pegel überwechselt. Der Eingang 2 ist aktiv, wenn an ihm ein hoher Pegel anliegt. Daher ergibt sich lediglich dann ein Steuer­ ausgang C von dem UND-Verknüpfungsglied, wenn am Eingang 2 ein hoher Pegel anliegt und der Pegel am Eingang 1 von einem hohen auf einen niedrigen Pegel an dieser Impulsflanke überwechselt. Zu dieser Zeit ist der Steuer­ ausgang C aktiv. Daten an den Eingangsleitungen des Sekundärdatenrangregisters werden taktgesteuert in dieses lediglich zu den Zeiten eingeleitet, wenn der Steuer­ ausgang C aktiv ist.

Das Primärdatenrangregister 104 weist zwei Eingänge für Daten auf, die im oberen Teil des Symbols gezeigt sind. Ein ODER-Verknüpfungsglied für die Dateneingänge wird in Abhängigkeit von Eingangsleitungen G 1, G 2 aktiv, die in einem Steuerteil des Primärdatenrangregisters ge­ zeigt sind. Wenn die Eingangsleitung G 1 aktiv ist, ist der Eingang 1 an das Primärdatenrangregister wirksam, wenn die Eingangsleitung G 1 einen niedrigen Pegel aufweist. Die Eingangsleitung G 2 ist aktiv, wenn sie einen hohen Pegel aufweist. Der Eingang 3 ist der Takteingang. Der Takt aktiviert die Überführung von Daten in ein Datenre­ gister CD.

Die Flip-Flop-Schaltung 100 wird durch ein UND-Verknüpfungs­ glied gesetzt, das in einem oberen linken Kasten der Sym­ boldarstellung für die Flip-Flop-Schaltung 100 gezeigt ist. Die Flip-Flop-Schaltung wird durch ein UND-Verknüpfungs­ glied in einem unteren linken Kasten des Symbols rückge­ setzt oder gelöscht. Beginnend mit dem Eingang 1 des Setz-UND- Verknüpfungsgliedes wird dieses UND-Verknüpfungsglied durchgeschaltet, wenn dieser Eingang einen niedrigen Pegel aufweist und wenn der Eingang 2 ebenfalls einen niedrigen Pegel aufweist. Das UND-Verknüpfungsglied wird an der Flanke des Impulses am Eingang 3 durch­ geschaltet, wenn dieser Impuls von einem hohen zu einem niedrigen Pegel übergeht. Hierzu ist es weiterhin er­ forderlich, daß der Eingang 4 einen niedrigen Pegel aufweist.

Das Rücksetz-UND-Verknüpfungsglied für die Flip-Flop- Schaltung 100 wird aktiviert, wenn sein Eingang 1 von einem hohen auf einen niedrigen Pegel überwechselt und wenn der Eingang 2 einen hohen Pegel aufweist. Die Flip- Flop-Schaltung folgt einfach diesen beiden UND-Verknüpfungs­ gliedern und wird durch diese entweder gesetzt oder rück­ gesetzt.

Die Flip-Flop-Schaltung 106 weist zwei Eingänge auf, die mit Eingang 1 und Eingang 2 am oberen Teil des Symbols für diese Flip-Flop-Schaltung bezeichnet sind. Diese Ein­ gänge sind aktiv, wenn sie einen niedrigen Pegel in ein ODER-Verknüpfungsglied aufweisen. Die Überführung in den Flip-Flop- oder CD-Teil des Symbols wird durch den Steuerteil am unteren Ende des Symbols bewirkt, und erfolgt, wenn der Eingang einen niedrigen Pegel aufweist.

Die Taktsteuereinrichtung 108 weist drei Eingänge auf, von denen der Eingang 1 ein ODER-Verknüpfungsglied speist, das aktiviert wird, wenn dieser Eingang einen hohen Pegel aufweist. Der Eingang 2 steuert ebenfalls das gleiche ODER- Verknüpfungsglied. Das ODER-Verknüpfungsglied ist ebenfalls aktiv, wenn der Eingang 2 einen hohen Pegel aufweist, so daß, wenn einer dieser Eingänge einen hohen Pegel aufweist, das ODER-Verknüpfungsglied aktiviert wird. Der dritte Eingang ist ein Impulsflanken-Triggereingang. Dieser Eingang wird wirksam, wenn der Eingang von einem hohen auf einen niedrigen Pegel überwechselt. Ein UND-Verknüpfungsglied für den Ausgang der Taktsteuereinrichtung 108 wird aktiviert, wenn der Eingang 3 einen Pegelwechsel von einem hohen auf einen niedrigen Pegel aufweist und einer der Eingänge 1 oder 2 einen hohen Pegel aufweist.

In Fig. 3 sind einzelne Ripple-Registereinrichtungen 200, 202 und 204 in einem durchgehenden Datenübertragungs­ pfad gezeigt, der sich hypothetisch in beiden Richtungen von der Figur aus kontinuierlich erstreckt, wie dies gezeigt ist. Die Ripple-Registereinrichtungen sind in einer der Bezeichnung nach Fig. 1 und 2 entsprechenden Weise bezeichnet und ein Taktsignal ist ebenso wie in Fig. 2 gezeigt. Die Fig. 4 zeigt ein Zeitdiagramm be­ züglich aller Eingänge und Ausgänge nach Fig. 3, wobei auf diese näheren Angaben der Fig. 4 ausdrücklich ver­ wiesen wird. Die Ripple-Registereinrichtungen 200, 202 und 204 entsprechen den Bezeichnungen A, B und C in Fig. 4.

Im folgenden wird die Betriebsweise des beschriebenen Datenübertragungssystems erläutert.

Jede Ripple-Registereinrichtung besteht aus zwei Datenregistern und zwei Steuer-Flip-Flop-Schaltungen zusammen mit einer ein­ zigen Taktsteuereinrichtung . Für eine einzelne Ripple-Registereinrichtung, beispielsweise die Ripple- Registereinrichtung 28, die ausführlich in Fig. 2 dar­ gestellt ist, gelten die folgenden Charakteristiken: Das Primärdatenrangregister 104 und die Flip-Flop- Schaltung 106 führen immer einen Zyklus bei dem nächsten Taktimpuls durch, wenn das Primär-VOLL-Bit gelöscht ist, d.h. einen hohen Pegel aufweist, und zwar unabhängig vom Zustand der HALTE-Eingangssteuerleitung 42. Das Sekundärdatenrangregister 102 empfängt und speichert Daten bei dem nächsten Taktimpuls lediglich dann, wenn es leer ist, und das Primärdatenrangregister 104 mit Daten gefüllt ist, und die VOLL-Eingangssteuerleitung 34 und die HALTE-Steuereingangsleitung 42 auf einen niedrigen Pegel gesetzt sind. Das Sekundärdatenrangregis­ ter 102 hält Daten so lange, bis die HALTE-Eingangsleitung 42 auf einen hohen Pegel überwechselt. Sobald das Primär­ datenrangregister 104 und das Sekundärdatenrangregister 102 voll sind, gehen alle zusätzlichen Daten, die an der Dateneingangsleitung 32 und der VOLL-Eingangsleitung 34 zugeführt werden, verloren, sofern sie nicht an diesen Leitungen festgehalten werden, bis das Sekundärdatenrang­ register 102 für eine Taktperiode leer ist. Neue Infor­ mationen werden nur dann in das Primärdatenrangregister 104 oder das Sekundärdatenrangregister 102 taktgesteuert eingeleitet, wenn das Sekundärdatenrangregister für eine Taktperiode leer war. Diese Eigenschaften der Betriebs­ weise der Ripple-Registereinrichtung sind zweckmäßig, um die Bereitschafts-/Wiederaufnahme-Probleme der Daten­ übertragung zu lösen, wie sie bei bekannten Systemen dieser Art auftreten.

Das Datenübertragungssystem kann in der folgenden Weise analysiert werden, um zu zeigen, wie es eine Lösung für die Bereitschafts-/Wiederaufnahme-Probleme bei der Daten­ übertragung ergibt. Unter der Annahme, daß die Daten­ quelle 12 in Fig. 1 Daten an die Empfangseinrichtung 14 überträgt, müssen die Einrichtungen synchron in­ sofern sein, daß sie das gleiche grundlegende Taktsignal aufweisen. Die von der Datenquelle 12 erzeugten Daten erreichen die Empfangseinrichtung 14 in Stößen von massi­ ven Daten, d.h. jeder Taktzyklus überträgt neue Daten, worauf Leerstellen oder Abstände in den Daten folgen, d.h. Taktperioden ohne neue Daten. Daher können die Stöße und Leerstellen grundsätzlich zufällig sein, was die Empfangseinrichtung 14 betrifft, weil diese Stöße und Leerstellen vollständig eine Funktion der internen Betriebsweise der Datenquelle 12 sind. Daher kann die Empfangseinrichtung 14 Daten in Form von Stößen von massiven Daten aufnehmen, muß jedoch auf Grund von Bedingungen ihrer eigenen internen Betriebsweise gelegent­ lich aus verschiedenen Gründen Pausen einlegen und den Empfang von Daten stoppen. Diese Pausen sind zufällig in dem Sinn, daß sie vollständig außerhalb des Einfluß­ bereiches der Datenquelle 12 liegen. Das System erfordert jedoch, daß alle Daten von der Empfangseinrichtung 14 in der ursprünglichen Reihenfolge angenommen werden, ohne daß Daten verloren gehen und ohne das Maßnahmen für die Wiederholung verlorener Daten getroffen werden.

Eine Lösung für Datenübertragungssysteme, wie sie allgemein üblich ist und nicht die Verwendung einer Ripple-Registereinrichtung einschließt, würde die Bedingung ergeben, daß die Empfangseinrichtung 14 vorhersagen muß, wann sie Daten empfangen könnte und wieviel. Dies würde möglicherweise einige Auswirkungen auf die Datenübertragung haben, die unmöglich vorhergesagt werden können. Weiterhin würde, wenn die Datenquelle nicht zur Aussendung von Daten während eines Teils der Zeit bereit wäre, während der die Empfangseinrichtung bereit ist, Zeit dadurch verloren, daß keine Datenübertragung zu einer Zeit erfolgt, zu der es möglich wäre, Daten zu empfangen. In diesem Fall könnten die Datenquelle und die Empfangseinrichtung die Form von zwei Puffern der gleichen Größe aufweisen. Die Größe würde so ge­ wählt, daß die Bedingungen einer wirkungsvollen Daten­ übertragung erfüllt sind, und beispielsweise könnte der Schwellwert der Datenübertragung derart sein, daß der erste Puffer in der ersten Einrichtung zu der Zeit, zu der die Datenübertragung beginnen würde, halb voll sein würde.

Dann würden folgende Ereignisse in diesem bekannten Beispiel auftreten:

Der Puffer der Empfangseinrichtung könnte von einem Zustand, in dem er über die Hälfte gefüllt ist, auf Grund des Datenflusses aus dem Puffer und in das Empfangs­ system hinein in einen Zustand übergehen, in dem er gleich oder weniger als halb voll ist. Diese Information könnte an die Sendeeinrichtung über eine Steuerleitung zurück übertragen werden. Wenn dann die Datenquelle das Signal empfängt, daß der Puffer der Empfangseinrichtung weniger als halb voll ist, beginnt der Puffer der Daten­ quelle erneut, Daten auszusenden, solange er halbvoll oder mehr als halbvoll ist und somit eine Hälfte des Inhaltes der Datenquellen-Pufferdaten in den Übertragungs­ pfad zusammen mit einem Steuersignal übertragen, um zu bewirken, daß der Puffer der Empfangseinrichtung diese Daten empfängt. Dieser bekannte Vorgang könnte wiederholt werden, doch ergibt sich eine Zeitperiode, während der der Puffer der Datenquelle teilweise in den Übertragungs­ pfad entleert wurde, die jedoch vor dem Zeitpunkt liegt, zu dem die Empfangseinrichtung den Zustand des Puffer­ kapazitätssignals, das an die Datenquelle zurückgesandt wird, geändert hat. Bei diesem Beispiel ergibt sich für die Übertragung jedes halben Datenpuffers eine Zeitperiode ohne Übertragung und eine Überhangzeit, die an das System verloren geht, die anderenfalls für die Datenübertragung verwendet werden könnte. Diese Zeit umfaßt eine erhebliche Anzahl von Taktperioden und hängt von der Länge des Datenpfades, der Ansprech­ zeit der Empfangsschaltung auf empfangene Steuersignale und der Ansprechzeit der Sendeschaltung zur Rückführung von Signalen von dem Empfänger ab. Eine theoretische Analyse zeigt, daß selbst bei Puffern großer Kapazi­ tät, die lange Übertragungszeiten ermöglichen, der Wirkungsgrad zwar hohe Werte, jedoch niemals 100% er­ reichen kann, selbst wenn hypothetisch ein willkürlich kurzer Übertragungspfad und eine willkürlich große Pufferspeicherkapazität angenommen wird.

Durch die Verwendung der Ripple-Registereinrichtungen kann ein sehr hoher Wirkungsgrad erreicht werden, der in jedem Fall höher als bei bekannten Systemen ist. Diese Ripple-Registereinrichtungen sind gleichmäßig entlang des Übertragungs­ pfades verteilt und die gleichen Bedingungen wie für die Forderungen bekannter Systeme sind gegeben.

Bezüglich der bekannten Lösung des Datenübertragungsproblems berücksichtigte die Wirkungsgradberechnung nicht irgend­ eine verlorene Übertragungszeit auf Grund der Tatsache, daß der Datenquellenpuffer weniger als bis zu einem be­ stimmten vorgegebenen Prozentsatz voll war, noch berück­ sichtigte sie irgendeine verlorene Zeit auf Grund der Tat­ sache, daß der zweite Puffer der Empfangseinrichtung zu voll war, um Daten empfangen zu können. Dies bedeutet nicht, daß diese Vorfälle in dem Wert für den Gesamtwirkungs­ grad nicht berücksichtigt werden müssen, sondern die Berechnung des Datenübertragungssystem-Wirkungsgrades muß auch dann richtig sein, wenn eine Einrichtung auf die andere bis zum Empfang des richtigen Steuersignals wartet.

Wenn bei bekannten Systemen der Empfangspuffer weniger als zur Hälfte gefüllt ist, wird eine Steuerleitung bzw. ein Steuersignal vorgesehen, um den Empfangspuffer gegen ein Überlaufen zu schützen, doch wird der Wirkungsgrad des Systems lediglich durch das gesamte Umlaufsystem zur Übertragung dieses Signals zurück zum Sender und zusätzlich durch die Auffüllzeit für den Übertragungs­ pfad bestimmt. Die Puffer der bekannten Systeme waren immer sendebereit. Die gleiche Logik wird bei dem beschriebenen System angewandt und der schlechte Wirkungsgrad der Puffereinrichtungen wird in dem Daten­ übertragungssystem dadurch beseitigt, daß angenommen wird, daß der Sendepuffer immer sendebereit und der Empfangspuffer immer empfangsbereit ist. Der Wirkungs­ grad der beschriebenen Lösung kann 100% unabhängig von der Größe der Puffer in den Sende- oder Empfangs­ einrichtungen oder der Länge des Übertragungspfades zwischen diesen sein. Zum Beweis hierfür kann anhand des Zeitdiagramms nach Fig. 4 gezeigt werden, daß ein HALTE-Signal, das von der letzten Ripple-Register­ einrichtung durch jede vorhergehende Ripple-Register­ einrichtung hindurchgeleitet wird, entsteht, wenn der Puffer der Empfangseinrichtung den vollen Zustand erreicht. Das VOLL-Signal an der Folge von Ripple-Registereinrichtungen ist das Ergebnis der Tatsache, daß die Datenquellenein­ richtung nicht vollständig leer ist, und es wird ange­ nommen, daß dieser Zustand niemals eintritt, so daß sich unter diesen Bedingungen Daten über 100% der Zeit bewegen können.

Bei der Betrachtung des Zeitdiagramms für die drei Ripple- Registereinrichtungen nach Fig. 3 sei darauf hingewiesen, daß der hohe Zustand des HALTE-Signals sich in umgekehrter Richtung zu den Daten- und VOLL-Signalen ausbreitet.

Das HALTE-Ausgangssignal der Ripple-Registereinrichtung 200 teilt der Datenquelle mit, wenn weitere Daten in den Übertragungspfad eintreten können. Die Ripple-Register­ einrichtung 200 ist der Datenquelle benachbart und kann auf jedes Wort ansprechen und das HALTE-Flip-Flop setzen, um das nächste auszusendende Wort zu stoppen. Die Gesamt­ länge des Übertragungspfades, d.h. die Anzahl der Takt­ perioden pro Übertragung, beeinflußt die Datenrate der Ansprechzeit auf Steuersignale oder die Bedingungen bezüg­ lich des Bereitschafts-/Wiederaufnahme-Problems in der Datenübertragung nicht. Die Puffer der Datenquelle und der Empfangseinrichtung werden durch die Länge des Über­ tragungspfades bei der Verwendung dieses Ripple-Register­ übertragungssystems nicht in nachteiligerweise beeinflußt.

In den Fig. 5 und 6 ist ein Zeitdiagramm für eine ein­ zelne Ripple-Registereinrichtung gezeigt, aus der die möglichen Zustände zu entnehmen sind, die diese Register­ einrichtung im Betrieb einnehmen kann. Das Zeitdiagramm nach Fig. 6 bezieht sich auf die Ripple-Registereinrich­ tung nach Fig. 5 und faßt deren Betriebsweise in ähnlicher Weise zusammen, wie dies bei einer logischen Wahrheitstabelle der Fall sein würde. Als Folge der Impulsflanken-Tor­ steuerung können in das Primärdatenrangregister Daten im wesentlichen zur gleichen Zeit eingegeben werden, d.h. während der gleichen Periode, während der Daten ausgegeben werden. Die folgenden Bedingungen charakte­ risieren die Ripple-Registereinrichtung:

• 1. Das Primärdatenrangregister und das Primär- VOLL-Bit werden immer dann taktgesteuert, wenn das Pri­ mär-VOLL-Bit gelöscht ist (hoch ist), unabhängig vom Zu­ stand der HALTE-Leitung.
• 2. Das Sekundärdatenrangregister speichert Daten lediglich dann, wenn das Primärdatenrangregister voll ist, und das VOLL-Eingangssignal und das HALTE-Eingangssignal einen niedrigen Pegel aufweisen. Dieses Sekundärdatenrang­ register speichert die Daten, bis das HALTE-Eingangssignal einen hohen Pegel annimmt.
• 3. Sobald die Primär- und Sekundärdatenrangregister voll sind, gehen alle zusätzlichen Daten, die von den Daten­ eingangs- und VOLL-Eingangsleitungen angeboten und nicht aufgehalten werden, bis das Sekundärdatenrangregister für eine Taktperiode leer ist, verloren.
• 4. Neue Informationen werden niemals taktgesteuert in das Primär- oder Sekundärdatenrangregister eingegeben, wenn nicht das Sekundärdatenrangregister für zumindestens eine Taktperiode leer war.

Claims (2)

1. Ripple-Registereinrichtung mit mehreren in Serie geschal­ teten Registereinrichtungen, die aus Datenspeichereinrichtungen und Steuereinrichtungen bestehen, wobei die Steuereinrichtungen die Datenübertragung von und zu den Datenspeichereinrichtungen steuern und mit den Steuereinrichtungen einer vorhergehenden und einer nachfolgenden Registereinrichtung verbunden sind, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Datenspeichereinrichtung (102, 104) einer Regi­ stereinrichtung (200, 202, 204) ein Primärdatenrangregi­ ster (104) mit einem Datenausgang (38) und ein an den Dateneingang des Primärdatenrangregisters (104) anschaltbares Sekundärdatenrangregister (102) aufweist,
• - daß die Steuereinrichtung (100, 106, 108) einer Register­ einrichtung (200, 202, 204) aus einer ersten Steuerschal­ tung (106) und einer zweiten Steuerschaltung (100), so wie einer Taktsteuereinrichtung (108) besteht,
• - daß die erste Steuerschaltung (106) im gesetzten Zustand (Primär Voll Bit gesetzt) durch ein erstes Steuersignal (VOLL) einer unmittelbar folgenden Registereinrichtung (200, 202, 204) anzeigt, daß das Primärdatenrangregister (104) mit Daten gefüllt ist,
• - daß die zweite Steuerschaltung (100) im gesetzten Zu­ stand (Sekundär Voll Bit gesetzt) einer unmittelbar vor­ hergehenden Registereinrichtung (200, 202, 204) durch ein zweites Steuersignal (HALT) anzeigt, daß das Sekundärda­ tenrangregister (102) mit Daten gefüllt ist und keine Daten empfangen werden können,
• - daß bei einem Taktzyklus (TAKT) der Taktsteuereinrich­ tung (108) ein leeres Primärdatenrangregister (104) bei nicht gesetztem ersten Zustand der ersten Steuerschal­ tung (106) unabhängig vom Zustand des zweiten Steuer­ signals (HALT) einer unmittelbar folgenden Registerein­ richtung (200, 202, 204) mit Daten aus einer unmittelbar vorhergehenden Registereinrichtung (200, 202, 204) gefüllt wird,
• - und ein leeres Sekundärdatenrangregister (102) einer Registereinrichtung (200, 202, 204) nur bei mit Daten gefülltem Primärdatenrangregister (104) der betreffenden Registereinrichtung (200, 202, 204), sowie bei Vorliegen eines einen gesetzten Zustand (Primär Voll Bit gesetzt) anzeigenden ersten Steuersignals (VOLL) einer unmittel­ bar vorhergehenden Registereinrichtung (200, 202, 204) und eines einen gesetzten Zustand (Sekundär Voll Bit ge­ setzt) anzeigenden zweiten Steuersignals (HALT) einer unmittelbar folgenden Registereinrichtung (200, 202, 204) mit Daten einer unmittelbar vorhergehenden Registerein­ richtung (200, 202, 204) gefüllt wird.

2. Ripple-Registereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Steuerschaltung (106) ein Flip-Flop ist und/ oder daß die zweite Steuerschaltung (100) ein Flip-Flop ist.