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Mikrocomputersystem
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Mikro-Computersystem aus mehreren
räumlich benachbarten Mikrocomputern, die über zugeordnete Koppelbaugruppen mit
Sende- und Empfangsspeichern zum Puffern der abzusetzenden bzw. aufzunehmenden Daten
auf ein gemeinsames Bussystem wirken und einer zentralen Steuereinrichtung, welche
die Benutzung des Bussystems durch die Mikrocomputer regelt.
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Steigende Material- und Personalkosten veranlassen die Industrie in
zunehmendem Maße, bei der Lösung technischer Probleme von bewährten Schaltungs#
und Konstruktionskonzeptionen abzugehen und stattdessen nach neuen Lösungen zu suchen,
die den bisher angewandten Techniken vom Preis her mindestens ebenbürtig sind, darüber
hinaus aber zusätzliche, bislang nicht realisierte Funktionen beinhalten und eine
leichtere und vor allen Dingen schnellere Anpassung an neu hinzukommende Bedürfnisse
ermöglichen. Selbst dort, wo extrem hohe Anforderungen an die Zuverlässigkeit und
die Betriebssicherheit gestellt werden wie beispielsweise im Eisenbahnsicherungswesen,
zeichnet sich immer mehr die Bereitschaft und die Notwendigkeit ab, anstelle einer
speziellen hardware wie sie in elektromechanischen Stellwerken zur Anwendung kommt,
möglicherweise redundant aufgebaute Datenverarbeitungsanlagen einzusetzen und die
anfallenden Aufgaben softwaremäßig zu realisieren.
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Es gibt bereits eine Reihe von Vorschlägen zur Steuerung des Eisenbahnverkehrs
durch Prozeßrechner und auch durch Multi-Mikrocomputersysteme (DE-AS 29 09 512).
Diese Multi-
Mikrocomputersysteme haben den Vorteil, daß sie bedarf
so weise aus einer dem Jeweiligen Prozeß angepaßten Anzahl weitgehend gleichartiger
Bausteine aufzubauen sind, deren Preis/Leistungsverhältnis wegen der begrenzten
Größe der Einzelbausteine günstiger ist als das eines größeren und leistungsfähigeren
Prozeßrechners.
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Jedes Multi-Mikrocomputersystem besteht aus einer Anzahl Mikrocomputer,
von denen Jeweils zwei über ein gemeinsames Bussystem miteinander kommunizieren
können.Dabei kann die Anordnung so getroffen sein, daß die Mikrocomputer untereinander
bezüglich der Busbenutzung gleichberechtigt sind oder aber daß ihnen unterschiedliche
Zugriffsprioritäten zugeordnet sind. Bei einem Multi-Mikrocomputersystem mit gleichberechtigten
Mikrocomputern ist eine zentrale Steuereinrichtung vorzusehen, die den einzelnen
Mikrocomputern gezielt den Zugriff zum gemeinsamen Bussystem gestattet. Bei einem
bekannten derartigen System (ELEKTRONIK 1978, Heft 11, S.51) wird den einzelnen
Mikrocomputern die Zugriffserlaubnis durch eine Zeitmultiplexschaltung, die ebenfalls
durch einen Mikrocomputer realisiert sein kann, nacheinander angeboten. Das Angebotssignal
muß jeweils so lange anstehen wie der angesprochene Mikrocomputer zur Quittung benötigt,
falls er auf die Zugriffserteilung wartet. Es sind dies drei oder vier Befehlszyklen.
Nach Beendigung der.Datenübertragung läuft der Multiplexer weiter und bietet dem
folgenden Mikrocomputer die Zugriffserlaubnis zum gemeinsamen Datenbus an.
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Bei diesem bekannten Mikrocomputersystem vergeht für den Aufruf der
einzelnen Mikrocomputer eine relativ große Zeitspanne. Diese Zeitspanne mag in Kauf
genommen werden, wenn nur einige wenige Mikrocomputer miteinander zu kommunizieren
haben. Bei komplexeren tech-
nischen Steuerungen, die durch eine
größere Anzahl von Mikrocomputern realisiert werden, ist jedoch allein der zeitliche
Aufwand für die Zuordnung der Zugriffserlaubnis zu den einzelnen Mikrocomputern
zu groß, um eine Prozeß steuerung mit Echtzeitverhalten zu ermöglichen.
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Bei dem bekannten Multi-Mikrocomputersystem bietet die zentrale Steuereinrichtung
einem anfordernden Mikrocomputer bei seinem Aufruf die Zugriffserlaubnis auch dann
an, wenn der Mikrocomputer, der von diesem anfordernden Mikrocomputer bedient werden
soll, seinerseits gar nicht in der Lage ist, Daten aufzunehmen oder abzugeben. Dies
ist immer dann der Fall, wenn der jeweils angesprochene Mikrocomputer die ihm zuletzt
übermittelten Daten noch nicht verarbeitet hat oder aber wenn er seinerseits Daten
abgeben will aber die Zugriffserlaubnis hierzu noch nicht erhalten hat. Die Zeiten
für das erfolglose Aufschalten von nicht empfangs- oder sendefähigen Mikrocomputern
verschlechtern das Echtzeitverhalten des Multi-Mikrocomputersystems noch weiter.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Mikrocomputersystem
nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 so auszubilden, daß die Datenverarbeitung
quasi Echtzeitverhalten zeigt. Die Zugriffserlaubnis von Seiten der zentralen Steuereinrichtung
soll nur solchen Mikrocomputern angeboten werden, die auch Daten absetzen können
und wollen; zum anderen soll die Datenübertragung unabhängig, d.h. insbesondere
schneller sein als die Datenverarbeitung innerhalb der einzelnen Mikrocomputer und
die Busbenutzung soll nur dann freigegeben werden, wenn der Jeweils anzusprechende
Mikrocmputer seinerseits überhaupt in der Lage ist, Daten aufzunehmen oder abzugeben.
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Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale
des Patentanspruches 1. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen
Mikrocomputersystems sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor,
daß ein anfordernder Mikrocomputer eine dafür vorgesehene Anforderungsleitung zur
Mitteilung einer Anforderung an die zentrale Steuereinrichtung auf High-Potential
schaltet und daß die zentrale Steuereinrichtung dem anfordernden Mikrocomputer den
Empfang der Anforderung durch Aufschalten von Low-Potential auf diese Anforderungsleitung
quittiert. Aus dieser Quittungsmeldung, für die kein eigener Datenkanal erforderlich
ist, erkennt der anfordernde Mikrocomputer, daß seine Anforderung in Bearbeitung
ist und er kann in vorgegebener Weise darauf reagieren.
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Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der Erfindung ist darin zu sehen,
daß die zentrale Steuereinrichtung die ab Registrierung einer Anforderung vergehende
Zeitspanne überwacht und durch ein entsprechendes Steuersignal 80-wohl den Jeweils
anfordernden Mikrocomputer als auch den Jeweils adressierten Mikrocomputer in die
Grundstellung schaltet, wenn nicht innerhalb einer vorgegebenen maximalen Zeitspanne
ab Registrierung einer Anforderung die zyklische Abfrage der Anforderungsleitungen
wieder aufgenommen wurde.
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Die Erfindung ist nachstehend an Hand von in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in Figur 1 schematisch
ein aus mehreren Mikrocomputern bestehendes Mikrocomputersystem und in Figur 2 in
Form eines Blockschaltbildes dieJenigen Elemente, über die ein anfordernder und
ein adressierter Mikrocomputer verfügen müssen, um im Zu-
sammenwirken
mit einer zentralen Steuereinrichtung miteinander kommunizieren zu können.
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Figur 1 zeigt in Form eines groben Blockschaltbildes den Aufbau des
erfindungsgemäßen Mikrocomputersystems.
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Für die Steuerung eines beliebigen Prozesses sind mehrere autarke,
vorzugsweise baugleiche Mikrocomputer MC1, MC2 und MC3 bis MCn vorgesehen. Diese
Mikrocomputer können untereinander und mit einer zentralen Steuereinrichtung ZSE
über ein gemeinsames Bussystem BUS bedarfsweise kommunizieren. An das aus Steuerbus
SB, gemeinsamem Daten- und Adreßbus DB, AB sowie einer Taktleitung T bestehende
Bussystem BUS sind die einzelnen Mikrocomputer über zugehörige Koppelbaugruppen
KB1, KB2 und KB3 bis KBn angeschlossen. Diese Koppelbaugruppen beinhalten u.a.
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Sende- und Empfangsspeicher, in denen die von den einzelnen Mikrocomputern
abzusetzenden bzw. von ihnen aufgenommenen Daten gepuffert werden können. Ferner
beinhalten die Koppelbaugruppen eigene Taktgeber oder aber sie werden durch einen
externen Taktgeber versorgt, über den die eigentliche Datenübertragung zwischen
den einzelnen Mikrocomputern unabhängig gemacht ist vom Verarbeitungstakt und der
Verarbeitungsgeschwindigkeit der Daten innerhalb der einzelnen Mikrocomputer.
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Die zentrale Steuereinr Lchtung ZSE dient vornehmlich der Verwaltung
des Bussystems BUS. Sie gestattet unter bestimmten Voraussetzungen, daß ein Mikrocomputer
mit einem anderen Mikrocomputer über das Bussystem kommunizieren kann. Hierzu benötigt
die zentrale Steuereinrichtung ZSE u.a. eine Information darüber, welcher Mikrocomputer
Daten zu übermitteln hat. Diese Information erhält die zentrale Steuereinrichtung
ZSE über Anforderungsleitungen S1, S2 und S3 bis Sn, die von der zentralen Steuereinrichtung
zu den den einzelnen Mikrocomputern vorgeschalteten Koppelbaugruppen führen. Jeder
Mikrocomputer,
der Daten abzugeben hat, hat zunächst zu prüfen,
ob er auch Daten abgeben kann. Wenn nämlich beispielsweise die von ihm in einer
früheren Phase erarbeiteten Daten noch nicht transferiert wurden, so muß er mit
der Abgabe der Jüngeren Daten so lange warten, bis die zuvor erarbeiteten Daten
von dem Jeweiligen Ziel übernommen wurden. Diese Zulässigkeitsprüfung wird beispielsweise
durch das Abfragen eines Sende speichers in der zugehörigen Koppelbaugruppe ausgeführt.
Nur dann, wenn der Sendespeicher leer ist, die Datenübertragung also nicht im Rückstand
ist, kann der sendewillige Mikrocomputer über die seiner Koppelbaugruppe zugeordnete
Anforderungsleitung ein Anforderungssignal für die vorübergehende Zuteilung der
Busbenutzung an die zentrale Steuereinrichtung stellen. Die zentrale Steuereinrichtung
fragt über einen Zuordner ZO die einzelnen Anforderungsleitungen im Zeitmultiplexbetrieb
auf etwaige Anforderungssignale hin ab und stoppt die zyklische Abfrage beim Aufgreifen
einer Anforderung. Das Aufgreifen dieser Anforderung wird dem anfordernden Mikrocomputer
über die zugehörige Anforderungsleitung sofort quittiert. Aus dieser Quittung erkennt
der Mikrocomputer bzw. die ihm vorgeschaltete Koppelbaugruppe, daß die Anforderung
auf Zuteilung des Bussystems nunmehr in Bearbeitung ist und daß die zentrale Steuereinrichtung
ZSE daran gegangen ist, die Verbindung zwischen anforderndem und angefordertem Mikrocomputer
aufzubauen. Hierzu hat der anfordernde Mikrocomputer, veranlaßt durch das Quittungssignal
der zentralen Steuereinrichtung ZSE, die Zieladresse des von ihm angeforderten Mikrocomputers
auf den gemeinsamen Adreß- und Datenbus zu legen. Diese Zieladresse wird von allen
an das gemeinsame Bussystem BUS angeschlossenen Mikrocomputern aufgenommen aber
in bekannter Weise nur von dem angeforderten Mikrocomputer als
für
ihn relevant erkannt. Dieser Mikrocomputer teilt der zentralen Steuereinrichtung
ZSE mit, ob er in der Lage ist, Daten aufzunehmen oder nicht. Wenn beispielsweise
die von ihm zuletzt empfangenen Daten im Mikrocomputer noch nicht verarbeitet sind,
dürfen vorerst keine weiteren Daten an ihn übermittelt werden, weil diese sonst
die zuvor übermittelten, aber noch nicht abgearbeiteten Daten löschen würden und
damit ggf. zu einer fehlerhaften Prozeß steuerung führen würden. Die Empfangsbereitschaft
des jeweils angesprochenen Mikrocomputers kann beispielsweise dadurch geprüft werden,
daß festgestellt wird, ob der Empfangsspeicher des Mikrocomputers bzw.
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der ihm vorgeschalteten Koppelbaugruppe frei oder noch belegt ist.
Eine entsprechende Zustandsmeldung gibt der angesprochene Mikrocomputer an die Zielauswertung
ZA der zentralen Steuereinrichtung ZSE. Dies geschieht durch Aufschalten eines Signals
auf mindestens eine -derJenigen Daten- und Adreßleitungen, die für die Zielansprache
des betreffenden Mikrocomputers nicht verwendet sind. Die Zielauswertung ZA weiß
nun darüber Bescheid, ob der vom anfordernden Mikrocomputer gerufene Adressat aufnahmefähig
ist oder nicht. Für den Fall, daß die Datenübertragung zulässig ist, veranlaßt die
zentrale Steuereinrichtung durch von ihr generierte Schreib-Lesesignale die Koppelbaugruppe
des angeforderten Mikrocomputers, auf Empfang zu gehen und sie veranlaßt den anfordernden
Mikrocomputer bzw. dessen Koppelbaugruppe;, die in ihrem Sendespeicher stehenden
Daten auf den Datenbus zu schalten. Aus dem Empfangsspeicher der Koppelbaugruppe
des angerufenen Mikrocomputers können die Daten zu jedem beliebigen Zeitpunkt in
den zugehörigen Mikrocomputer übernommen werden.
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Sobald die eigentliche Datenübertragung beendet ist, werden durch
ein Rücksetzsignal, das beispielsweise
von dem sendenden Mikrocomputer
auf den Steuerbus geschaltet wird, die an dem Ubertragungsvorgang beteiligten Mikrocomputer
wieder vom Bussystem getrennt.
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Durch das Rücksetzsignal ist die zentrale Steuereinrichtung ZSE darüber
informiert, daß die Datenübertragung beendet ist und sie fährt mit der zyklischen
Abfrage der Anforderungsleitungen zum Auffinden des nächsten sendewilligen Mikrocomputers
fort.
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Bei nicht empfangsbereitem Ziel generiert die zentrale Steuereinrichtung
ein Rücksetzsignal, das die am Verbindungsaufbau beteiligten Mikrocomputer und die
zentrale Steuereinrichtung wieder in die Grundstellung schaltet.
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Durch Puffern der abzugebenden bzw. aufzunehmenden Daten in den Sende-
und Empfangsspeichern der Koppelbaugruppen und durch Auslesen bzw. Einschreiben
dieser Speicher durch einen von der Verarbeitung innerhalb der Mikrocomputer unabhängigen
Takt ist der eigentliche Datentransfer weitgehend unabhängig von der Verarbeitungsgeschwindigkeit
innerhalb der Mikrocomputer. Bei genügender räumlicher Dichte der einzelnen Mikrocomputer,
d.h. genügend kurzen Busleitungen sind außerordentlich hohe Geschwindigkeiten erreichbar.
Diese hohe Datenübertragungsgeschwindigkeit hat aber nur dann Sinn, wenn der Zeitraum
für das Aufgreifen eines anfordernden Mikrocomputers und der Zeitraum zum Prüfen
der Empfangsbereitschaft des Jeweils angeforderten Mikrocomputers ebenfalls sehr
kurz ist. Dies bedeutet, daß die Taktfrequenz für die zyklische Abfrage der Anforderungsleitungen
und die Generierung der Steuersignale durch die zentrale Steuereinrichtung mindestens
ebenso hoch wenn nicht zweckmäßigerweise noch höher ist
als die
Taktfrequenz der die Sende- und Empfangsspeicher der Koppelbaugruppen steuernden
Taktgeber.
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In Figur 2 ist eine mehr ins einzelne gehende Darstellung des in Figur
1 nur in einem groben Schema angegebenen erfindungsgemäßen Mikrocomputersystems
dargestellt.
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Für einander entsprechende Funktionselemente sind die in Figur 1 gewählten
Bezugszeichen beibehalten worden. In Figur 2 sind in der dem Mikrocomputer MCI zugeordneten
Koppelbaugruppe KB1 nur diejenigen Elemente dargestellt, die in dieser Gruppe für
die Verwendung dieses Mikrocomputers als Sendebaustein e#rforderlich sind; in entsprechender
Weise sind in der dem Mikrocomputer MC3 zugeordneten Koppelbaugruppe KB3 und diejenigen
Elemente dargestellt, die für die Ankopplung dieses Mikrocomputers als Datenempfänger
benötigt werden. Es ist angenommen, daß der Mikrocomputer MCI Daten an den Mikrocomputer
MC3 transferieren soll.
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Hierzu hat der Mikrocomputer MCI zunächst zu prüfen, ob er die von
ihm erarbeiteten Daten überhaupt übertragen darf. Dies ist z.B. dann der Fall, wenn
die zuvor von ihm erarbeiteten Daten bereits übertragen sind und damit sichergestellt
ist, daß die zuletzt erarbeiteten Daten nicht irrtümlich die zuvor erarbeiteten
aber möglicherweise noch nicht abgerufenen Daten überschreiben können.
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Die Zulassungsprüfung erfolgt in einer Funktionsgruppe ZP durch Abrufen
eines Statuswortes aus einem den Betriebszustand der Koppelbaugruppe KB1 kennzeichnenden
Statusregisters SR. ist der der Koppelbaugruppe KBI zugeordnete Sendespeicher SS1
zum Zeitpunkt der Zulassungsprüfung leer, so kann eine Anforderung auf Busbenutzung
an die zentrale Steuereinrichtung ZSE gestellt werden.
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Dies geschieht durch Setzen eines Anforderungsspeichers AF, z.B. beim
Einschreiben der zu übertragenden Daten
in den Sendespeicher SSI,
auf der Koppelbaugruppe KBI.
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Die bei erfolgreicher Zulassungsprüfung generierte Anforderung gelangt
über die Anforderungsleitung S1 an die zentrale Steuereinrichtung ZSE.
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In dieser zentralen Steuereinrichtung belegt die Anforderungsleitung
SI einen Eingang eines Multiplexers M, an dessen andere Eingänge die Anforderungsleitungen
S2 bis Sn der übrigen Mikrocomputer des Mikrocomputersystems angeschlossen sind.
Dieser Multiplexer M wird über einen zugehörigen Kanalwähler KB zyklisch fortgeschaltet.
Hierzu erhält der Kanalwähler KW über eine vorgeschaltete Torschaltung T Fortschaltimpulse
von einem Taktgeber TG.
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Zu einem beliebigen Zeitpunkt möge der Kanalwähler KW den von der
Anforderungsleitung S1 mit einem Anforderungssignal belegten Multiplexereingang
auf den Ausgang des Multiplexers geschaltet haben. Eine an den Ausgang des Multiplexers
M angeschlossene Auswerteeinrichtung A erkennt das Vorliegen eines Anforderungssignals
und veranlaßt über eine zugeordnete Sperrschaltung Sp die Sperrung der Torschaltung
T. Die weitere zeitmultiplexe Fortschaltung des Kanalwählers KW ist damit vorübergehend
unterbunden und die zentrale Steuereinrichtung ZSE kann mit dem Aufbau der Verbindung
zwischen dem anrufendenund dem von diesem angerufenen Mikrocomputer beginnen. Hierzu
quittiert die Auswerteeinrichtung A dem die Anforderung setzende Mikrocomputer MC1
den Empfang des Änforderungssignals über die Anforderungsleitung S1.
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In besonders vorteilhafter Weise ist vorgesehen, daß der anfordernde
Mikrocomputer MC1 der zentralen Steuereinrichtung ZSE seine Anforderung auf Busbenutzung
durch Aufschalten von High-Potential auf die zugehörige Anforderungsleitung S1 mitteilt
und daß die zentrale Steuer-
einrichtung ihm den Empfang seiner
Anforderung dadurch quittiert, daß sie die Anforderungsleitung S1 auf Low-Potential
zieht. So ist eine außerordentlich rasche und selektive Steuersignalübertragung
möglich.
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Der Empfang der Quittungsmeldung führt in der dem Mikrocomputer MC1
zugeordneten Koppelbaugruppe KB1 zur Ausgabe der Zieladresse des anzusprechenden
Mikrocomputers auf den gemeinsamen Daten- und Adreßbus DB, AB des Bussystems BUS.
Diese Zieladresse möge beispielsweise vier der insgesamt acht Adreß- bzw. Datenleitungen
des gemeinsamen Adreß- und Datenbusses AB, DB belegen. Die auf dem Adreß- und Datenbus
liegende Zieladresse wird von allen an das Bussystem angeschlossenen Mikrocomputern
gelesen, aber nur von dem jeweils anzusprechenden Mikrocomputer, im vorliegenden
Fall dem Mikrocomputer MC3, als für ihn bestimmt erkannt. In einer Funktionsgruppe
V vergleicht der Mikrocomputer MC3 hierzu die ihm zugeführte Zieladresse mit einer
ihm eingeprägten Zielkennung ZK.
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Ein positives Vergleichsergebnis führt in der Koppelbaugruppe KB3
zur Überprüfung der Empfangsbereitschaft der betreffenden Koppelbaugruppe. Bei der
Prüfung auf Empfangsbereitschaft wird z.B. ermittelt, ob der Mikrocomputer MC3 die
ihm zuletzt übermittelten Daten aus dem Empfangsspeicher ES3 der Koppelbaugruppe
KB3 entnommen hat, d.h. ob dieser Empfangsspeicher leer ist oder ob er noch nicht
abgearbeitete Daten enthält. Das Jeweilige Vergleichsergebnis wird der zentralen
Steuereinrichtung ZSE mitgeteilt, und zwar über mindestens eine der Leitungen des
Daten- und Adreßbusses, die von dem anrufenden Mikrocomputer her nicht mit der Zieladresse
des gerufenen Mikrocomputers belegt ist.
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Der Zeitpunkt für die Übermittlung des Jeweiligen Vergleichsergebnisses
an die zentrale Steuereinrichtung
wird dabei durch die zentrale
Steuereinrichtung selbst bestimmt. Hierzu generiert eine zentrale Steuerung ZSt
- angestoßen durch die Quittierung einer Anforderung -zeitlich versetzte, sich überlappende
Lese- und Schreibsignale. Das Aufschalten des Lesesignals auf den Steuerbus SB führt
in der Koppelbaugruppe KB3 des angerufenen Mikrocomputers MC3 zur Dekodierung der
auf dem Daten-und Adreßbus liegenden Zieladresse, zur Untersuchung des Empfangsspeicherzustandes
und zur Übermittlung des Vergleichsergebnisses an die zentrale Steuereinrichtung.
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In der Zielauswertung ZA der zentralen Steuereinrichtung ZSE wird
das Jeweilige Vergleichsergebnis umgesetzt in eine Steuerinformation für die zentrale
Steuerung ZSt. Im Falle fehlender Empfangsbereitschaft veranlaßt die zentrale Steuerung
ZSt über ein auf den Steuerbus SB geschaltetes Rücksetzsignal, daß sowohl die Sendesteuerung
SSt des ruf enden Mikrocomputers MC1 als auch die Empfangssteuerung ESt des gerufenen
Mikrocomputers MC3 in die Grundstellung gesteuert werden. Gleichzeitig wird die
Sperrung der Torschaltung T aufgehoben und die zyklische Abfrage der Anforderungsleitungen
fortgesetzt.
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Zu einem späteren Zeitpunkt wird beim Aufrufen der Anforderungsleitung
S1 ein erneuter Versuch zur Datenübertragung eingeleitet.
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Hat die Zielauswertung ZA der zentralen Steuereinrichtung ZSE dagegen
die Empfangsbereitschaft des angerufenen Mikrocomputers MC3 erkannt, so veranlaßt
sie über die zentrale Steuerung ZSt zusätzlich zu dem noch anliegenden Lesesignal
die Generierung des Schreibsignales.
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Das gleichzeitige Vorhandensein von Lese- und Schreibsignal veranlaßt
in der Koppelbaugruppe KB3 des ausgewählten Mikrocomputers MC3 das Aufschalten seines
Emp-
fangsspeichers ES3 auf den Datenbus; damit ist der Mikrocomputer
als Empfänger von Daten fixiert. Nach einer vorgegebenen Zeitspanne generiert die
zentrale Steuerung ZSt nur noch das Schreibsignal. Das alleinige Vorhandensein dieses
Schreibsignales unterrichtet den sendebereiten Mikrocomputer über die Empfangsbereitschaft
des von ihm bezeichneten Mikrocomputers MC3; er ist Jetzt als Sender fixiert. Sobald
auch das Schreibsignal verschwunden ist beginnt der als Sender fixierte Mikrocomputer-MC1
- veranlaßt durch seine Sende steuerung SSt - mit dem byteweisen Ausgeben der in
seinem Sendespeicher gespeicherten Daten. Die Ubertragungsgeschwindigkeit ist dabei
abhängig von der Taktgeschwindigkeit des Taktgebers TGI in der Koppelbaugruppe KB1
des sendenden Mikrocomputers MCI.
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Die Sende steuerung SSt der Koppelbaugruppe KBI schaltet nach beendeter
Datenübertragung ein Rücksetzsignal auf den Steuerbus SB, der die Empfangssteuerung
ESt in der Koppelbaugruppe KB3 des angerufenen Mikrocomputers MCD in die Grundstellung
schaltet und die Sperre für die Torschaltung T entriegelt. Hierdurch wird die zyklische
Fortschaltung des Kanalwählers KW und damit die Abfrage der übrigen Anforderungsleitungen
auf etwaige Anforderungen hin veranlaßt.
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Die zentrale Steuereinrichtung ZSE überwacht die ab Registrierung
einer Anforderung vergehende Zeitspanne in einer Funktionseinheit U und schaltet
durch ein entsprechendes Steuersignal sowohl den Jeweils anfordernden als auch den
jeweils angeforderten Mikrocmputer in die Grundstellung, wenn nicht innerhalb einer
vorgegebenen maximalen Zeitspanne ab Registrierung einer Anforderung die zyklische
Abfrage der Anforderungsleitungen wieder aufgenommen wurde. Durch diesen Uberwachungsvorgang
wird sichergestellt, daß z.B. beim Ausbleiben eines Rücksetzsignales nach beendeter
Datenübertragung
das Bussystem nicht zeitlich über Gebühr blockiert
wird, sondern daß im Falle einer solchen Störung die jeweils gekoppelten Mikrocomputer
vom Bussystem getrennt werden und die weitere zyklische Abfrage der Anforderungsleitungen
vor sich gehen kann.
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Bei dem Ausführungsbeispiel der Figur 2 sind in der Koppelbaugruppe
KB1 nur diejenigen Funktionselemente dargestellt, die für den Sendebetrieb benötigt
werden und in der Koppelbaugruppe KB3 nur dieJenigen Elemente, die für den Empfangsbetrieb
erforderlich sind. Es ist selbstverständlich, daß dann, wenn die zugehörigen Mikrocomputer
sowohl senden als auch empfangen sollen, die Koppelbaugruppen sowohl die für den
Sendebetrieb als auch die für den Empfangsbetrieb erforderlichen Funktionseinheiten
umfassen müssen.
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Bei der Erläuterung der Figur 2 war angenommen worden, daß zum Feststellen
der Empfangsbereitschaft eine Aussage über den Belegungszustand des Empfangs speichers
durch Abfragen dieses Speichers gewonnen wurde. Bei der technischen Realisierung
der Koppelbaugruppen wird zum Feststellen dieser sowie ggf. weiterer Zustandsmeldungen
zweckmäßigerweise nicht auf die betreffenden Speicher selbst eingewirkt, sondern
die entsprechenden Zustandsmeldungen werden aus in der Zeichnung nicht dargestellten
Statusregistern genommen, deren Inhalt u.a. angibt, ob die zugehörigen Empfangsspeicher
belegt oder frei sind. Diese Betriebszustandsangaben sowie ggf. weitere für die
Steuerung des Computersystems relevante Daten in diesen Statusregistern sind laufend
zu aktualisieren, beispielsweise beim Auslesen und Einschreiben von Daten in die
Sende- und Empfangsspeicher, bei der Prüfung der Zulässigkeit einer Anforderung,
bei Ausgabe einer Anforderung sowie während des Verbindungsaufbaues zur Mel-
dung
der Empfangsbereitschaft des jeweiligen angerufenen Mikrocomputers. In vorteilhafter
Weise sind diese Statusregister von der zentralen Steuereinrichtung her Jederzeit
entweder direkt oder über die zugehörigen Mikrocomputer bit- oder byteweise gezielt
abzufragen oder aber auch mit Daten zu laden, die in den Koppelbaugruppen zum Auslösen
bestimmter Reaktionen, beispielsweise zum Löschen der Sende- und Empfangsspeicher,
führen.
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Bei dem vorstehend näher erläuterten Ausführungsbeispiel war angenommen
worden, daß die Sende- und Empfangsbereitschaft der einzelnen Mikrocomputer durch
Untersuchung ihre Sende- bzw. Empfangsspeicher festgestellt werden sollte. Es war
dabei unterstellt worden, daß diese Speicher, die als sogen. FIFO zu betreiben sind,
åeweils nur einen Satz Daten von z.B. acht Bit Breite und 16 Byte Tiefe aufzunehmen
in der Lage sind. Bei entsprechend umfangreicher dimensionierten Speichern wäre
aber auch die Möglichkeit gegeben, ggf. mehrere Datensätze vor ihrer Übertragung
bzw. Verarbeitung zwischenzuspeichern. Bei so dimensionierten Sende- und Empfangsspeichern
müßte zum Feststellen der Sende- bzw. Empfangsbereitschaft geprüft werden, ob die-je.weilige
Speicherkapazität eine weitere Datenübernahme noch zuläßt oder ob sie bereits erschöpft
ist.
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2 Figuren 8 Patentansprüche
L e e r s e i t e