DE4339179A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Verhindern einer Signalverstümmelung auf einem gemeisamen Bus eines Computers - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Techniken zum Verhindern einer Signalverstümmelung in einem Computersystem, die durch die Verbindung oder die Entfernung von Peripheriegeräten von diesem bzw. an dieses verursacht wird. Im besonderen bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren und eine Vorrichtung, die es ermöglichen, daß Peripheriegeräten mit einem Compu­ tersystem verbunden und von diesem entfernt werden, ohne daß es zuerst erforderlich ist, den Computer auszuschalten.

Computersysteme schließen eine Anzahl von Komponenten ein, wie z. B. eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU = Central Processing Unit), Speicher, Plattenlaufwerke, Video- und Plattensteuerungen, Drucker, Videomonitore und ähnliches. Abhängig von der Systemkonfiguration werden die CPU und Kom­ ponenten, die direkt mit der CPU verbunden sind, grob als der Computer bezeichnet. Andere Komponenten, die mit der CPU über einen gemeinsamen oder gemeinsam genutzten Bus kommuni­ zieren, werden als Peripheriegeräte betrachtet. Der gemein­ same Bus reduziert die Kosten eines Computersystems dadurch, daß eine gemeinsame Nutzung einer einzelnen Verbindung durch mehrere Peripheriegeräte zugelassen wird. Der Bus selbst umfaßt eine Anzahl von leitenden Wegen oder Leitungen, die eine Hin- und Herbewegung von Daten, Adressen und Steu­ erungssignalen zwischen dem Computer und den Peripheriege­ räten ermöglichen. Beispiele von gemeinsamen Busen schließen den STD-Bus (STD = synchronous time division multiplexing = synchrone Zeitmultiplextechnik), den VME-Bus (VME = Versa Module Europe) und ISA-Bus (ISA = International Federation of the National Standardizing Associations = Internationaler Zusammenschluß der nationalen Standardisierungsgesellschaften) für IBM-kompatible Per­ sonalcomputer ein.

Typischerweise wird ein Peripheriegerät mit einem Computer­ system verbunden oder von diesem entfernt, während das Sy­ stem ausgeschaltet ist. Dies verhindert, daß kurze Signale, oder "Störimpulse", auf einem aktiven Bus erscheinen und die Fehlerlosigkeit von Signalen von anderen Peripheriegeräten, die sich darauf bewegen, beeinflussen. Das Verbinden eines Peripheriegerätes an einen aktiven Bus kann auf der anderen Seite verursachen, daß sich Signale auf dem Bus vorüberge­ hend verändern, wobei die Informationen verstümmelt werden, die durch die Signale getragen werden. Auf ähnliche Weise kann das plötzliche Entfernen eines Peripheriegerätes von einem aktiven Bus die Signale auf dem Bus verderben.

Mit dem Vormarsch von Notebooks, Palmtops und anderen kom­ pakten Computern entstand ein Bedarf an kleinen und leicht­ gewichtigen Peripheriegeräten, die in diese Computer ein­ gesteckt werden können. Um der Nachfrage gerecht zu werden, übernahm die Computerindustrie ein Standardperipheriegerät­ verbinderformat, bekannt als der PCMCIA-Standard (PCMCIA = Personal Computer Memory Card Interface Adapter = Personal­ computerspeicherkartenschnittstellenadapter), zum Verbinden von kreditkartengroßen Peripheriegeräten mit einem tragbaren Computer. Ein Peripheriegerät, wie z. B. ein Speicher, Plat­ tenlaufwerke, Modems und ähnliches, wird durch einfaches Einschieben der Karte in einen Schlitz in dem Computer ange­ schlossen. Bei größeren Computersystemen sind die Peri­ pheriegeräte und der Computer durch einen gemeinsamen Bus verbunden, um die Kosten zu reduzieren. Aufgrund der kleinen Größe der Kompaktcomputer gibt es jedoch typischerweise eine begrenzte Anzahl von Schlitzen, oft nicht genug, um alle er­ wünschten Peripheriegeräte gleichzeitig aufzunehmen. Ein An­ wender muß eine Karte mit einer weiteren austauschen, wenn der Anwender z. B. plötzlich mehr Speicher braucht oder auf ein Programm, das auf einer weiteren Karte gespeichert ist, zugreifen will. Unter solchen Umständen ist das Abschalten des Computers, um ein Peripheriegerät zu wechseln, aufgrund der Unannehmlichkeit und des möglichen Verlustes von Daten, die derzeit im Speicher des Computers sind, störend. Auf der anderen Seite kann das angeschaltet Lassen des Computers während des Auswechselns der Peripheriegeräte eine Verstümmelung der Signale auf dem gemeinsamen Bus verursachen.

Eine offensichtliche Lösung dieses Dilemmas ist es, eine Schutzschaltung an jeden Peripheriegerätverbinder des Buses hinzuzufügen, um den Bus von dem Peripheriegerät zu isolieren, während dieses verbunden oder entfernt wird. Diese Lösung ist jedoch nicht praktisch. Jeder PCMCIA-Verbinder hat z. B. 62 Leitungen, von denen jede geschützt werden müß­ te. Die hinzukommenden Kosten und der Platz, der für eine Anzahl von Verbindern benötigt ist, würde sich folglich für einen kompakten Computer verbieten.

Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein effizientes Verfahren und Vorrichtung zum Verhindern der Verstümmelung von Signalen in einem aktiven Computersystem zu schaffen, während ein Peripheriegerät verbunden oder ent­ fernt wird.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zur Verhinderung der Signalverstümmelung auf einem gemeinsamen Bus eines Com­ putersystems gemäß Anspruch 1 und gemäß Anspruch 6 und durch ein Verfahren zur Verhinderung von Signalverstümmelung auf einem gemeinsamen Bus eines Computersystems gemäß Anspruch 8 gelöst.

Ein vorteilhaftes Merkmal der Erfindung ist es, daß sie ein solches Verfahren und Vorrichtung für kompakte Computer schafft, die einen gemeinsamen Bus für die Kommunikation zwischen den Computern und mehreren Peripheriegeräten, die oft ausgetauscht werden müssen, verwendet.

Eine Vorrichtung gemäß der Erfindung umfaßt einen Detektor und einen Signalgenerator. Der Detektor erfaßt eine anfäng­ liche Bewegung des Peripheriegerätes, bevor das Peripherie­ gerät elektrisch mit dem gemeinsamen Bus verbunden wird oder von diesem entfernt wird. Der Signalgenerator reagiert auf den Detektor, um ein Signal zu erzeugen, das eine solche an­ fängliche Bewegung anzeigt, um dem gemeinsamen Bus zu ge­ statten, während der Verbindung oder der Entfernung des Pe­ ripheriegerätes vorübergehend deaktiviert zu werden. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel, das hier offenbart wird, schließt das Peripheriegerät eine Mehrzahl von Verbindern ein und der Detektor ist aufgebaut, um eine Bewegung eines Peripheriegerätes bei solchen Verbindern zu erfassen. Der offenbarte Signalgenerator umfaßt eine Folgelogik.

Die Erfindung ist besonders geeignet zur Verhinderung einer Signalverstümmelung auf einem gemeinsamen Bus, die durch Verbinden oder Entfernen eines Peripheriegeräts verursacht wurde, das Verbinder mit verschiedenen Längen hat, wie z. B. mit kürzeren, mittleren und längeren Verbindern, die auf PCMCIA-Karten gefunden werden. Der Detektor in einer solchen Umgebung ist zum elektrischen Erfassen des Vorhandenseins eines Verbinders mit längerer Länge angepaßt, bevor der mit­ tlere Verbinder einen elektrischen Kontakt mit dem gemein­ samen Bus herstellt. Der Detektor ist ebenfalls angepaßt, um die Abwesenheit eines Verbinders mit kürzerer Länge elek­ trisch zu erfassen, bevor der mittlere Verbinder den Kontakt mit dem gemeinsamen Bus unterbricht. Der Signalgenerator er­ zeugt dann ein Signal, das eine solche Anwesenheit oder Ab­ wesenheit anzeigt, um eine übergehende Deaktivierung des gemeinsamen Buses zu gestatten, während der mittlere Ver­ binder einen elektrischen Kontakt mit dem gemeinsamen Bus unterbricht oder herstellt.

Ein Verfahren zum Verhindern einer Signalverstümmelung gemäß der Erfindung umfaßt folglich zwei allgemeine Schritte: Er­ fassen einer anfänglichen Bewegung eines Peripheriegerätes, bevor es elektrisch mit dem gemeinsamen Bus verbunden oder von diesem entfernt ist, und, als Reaktion auf die Erfas­ sung, Erzeugung eines Signals, das eine solche anfängliche Bewegung anzeigt, um während der Verbindung oder Entfernung des Peripheriegerätes eine vorübergehende Deaktivierung des gemeinsamen Buses zu gestatten.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfin­ dung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockdiagramm der Architektur eines Computer­ systems mit einem gemeinsamen Bus;

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Steuerschaltung für einen gemeinsamen Bus gemäß der Erfindung; und

Fig. 3 zwei Signalverläufe, die graphisch die Ausgabe der Schaltung aus Fig. 2 während der Verbindung und Entfernung eines Peripheriegerätes von dem gemein­ samen Bus darstellen.

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm der Architektur eines Compu­ tersystems 10 mit einem gemeinsamen Bus 12. Diese besondere Architektur stellt ein gemeinsames Busdiagramm dar, das in einem Palmtop-Computer verwendet wird und das nur als ein Beispiel einer Art des Systems 10 verwendet wird, in dem die Erfindung ausgeführt werden könnte. Das Computersystem 10 schließt eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) 14, einen System-RAM (RAM = Random Access Memory = Speicher mit wahl­ freiem Zugriff) 16, eine Systemsteuerung 18 und einen loka­ len Datenbus 20 ein, der das System-RAM 16, die CPU 14 und die Systemsteuerung 18 verbindet. Um Peripheriegeräte mit der Systemsteuerung 18 zu verbinden, schließt das Computer­ system einen gemeinsamen Bus 12 ein, der mit verschiedenen Kartenanschlüssen 22 und einer Peripheriegerätsteuerung 24 verbunden ist. Nachdem dieses besondere Diagramm die Archi­ tektur eines Palmtop-Computers, der auf Peripheriegeräte, die dem PCMCIA-Standard entsprechen, angepaßt ist, dar­ stellt, schließt das System Peripheriegerätverbinder ein, die Kartenanschlüsse 22 genannt werden, die auf Speicher­ karten und andere Karten, die mit dem PCMCIA-Standard kom­ patibel sind, angepaßt sind. Die Peripheriegerätsteuerung 24 ist mit dem gemeinsamen Bus 12 verbunden gezeigt, um darzu­ stellen, daß jegliche Anzahl von Peripheriegeräten mit dem gemeinsamen Bus zusätzlich zu den Kartenanschlüssen 22 für PCMCIA kompatibele Geräte verbunden sein kann. Die Periphe­ riegerätsteuerung 24 ist z. B. in einem integrierten Schal­ tungschip enthalten, der mit einer Lautsprechersteuerung 26, einer Schnittstelle für ein Mausgerät und eine Tastatur 28 und mit einem seriellen und einem parallelen Anschluß ver­ sehen sein kann.

Fig. 2 ist eine schematische Darstellung einer Steuerschal­ tung 30 für einen gemeinsamen Bus gemäß der Erfindung. Die Steuerschaltung für den gemeinsamen Bus schließt mindestens einen Eingangsanschluß 40, einen Ausgangsanschluß 42 und eine Erfassungsschaltung 44 ein, die zwischen dem Eingangs- und dem Ausgangsanschluß angeschlossen ist. Die Erfassungs­ schaltung 44 erfaßt die Verbindung oder Entfernung eines Peripheriegerätes an einem Eingangsanschluß 40 und schafft ein Systemunterbrechungssignal, wie noch erklärt werden wird, für einen Computer an dem Ausgangsanschluß 42, wann immer ein Peripheriegerät gerade dabei ist, verbunden oder entfernt zu werden.

Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Schaltung 30 innerhalb der Systemsteuerung 18 aus Fig. 1 angeordnet und ist mit dem gemeinsamen Bus 12 an jedem der Kartenanschlüsse 22 verbunden. Die Kartenanschlüsse 22 schließen jeder einen Satz von Anschlußstiften zur Verbin­ dung eines Peripheriegerätes mit dem gemeinsamen Bus 12 und dadurch mit der Schaltung 30 ein. Die Eingangsanschlüsse 40 der Schaltung 30 sind mit den Anschlußstiften des Kartenan­ schlusses 22 verbunden, um ein Peripheriegerät wirksam mit der Schaltung 30 zu verbinden.

Bei dem PCMCIA-Format haben die Anschlußstifte eines Karten­ anschlusses 22 drei unterschiedliche Längen, die mit pas­ senden, weiblichen Verbindern auf einer PCMCIA-Karte eines Peripheriegerätes Eingriff nehmen. Vier Masseanschlußstifte haben die längste Länge, um sicherzustellen, daß der anfäng­ liche Kontakt während der Verbindung eines Peripheriegerätes mit den Masseanschlußstiften auftritt. Bei einem typischen PCMCIA-kompatiblen System sind die vier längeren Massean­ schlußstifte jeweils mit der Systemmasse des Computersystems verbunden. Jede der entsprechenden Buchsen der Massean­ schlußstifte ist innerhalb eines Peripheriegerätes, das ge­ mäß dem PCMCIA-Format entworfen wurde, miteinander verbun­ den. Mit dem anfänglichen Kontakt eines Peripheriegerätes an einen Kartenanschluß schaffen die Masseanschlußstifte einen elektrostatischen Entladungsschutz für Komponenten in dem Computersystem, die empfindlich auf Spannungsspitzen re­ agieren. Zwei Kartenerfassungsanschlußstifte CD1 und CD2, die besonders zum Anzeigen des Vorhandenseins einer Karte angepaßt sind, haben die kürzeste Länge derart, daß die Karte vollständig in einen Kartenanschluß eingebracht werden muß, wenn diese zwei Anschlußstifte mit einer Speicherkarte oder einem kartenförmigen Peripheriegerätverbinder in Kon­ takt treten. Die restlichen Anschlußstifte haben eine gleiche, mittlere Länge, die zwischen der der Masseanschluß­ stifte und der Kartenerfassungsanschlußstifte liegt.

Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Ein­ gangsanschlüsse 40 der Schaltung 30 mit den zwei Kartener­ fassungsanschlußstiften CD1 und CD2 31, 32 und mit einem einzelnen Masseanschlußstift GND1 33 verbunden. Fig. 2 zeigt einen Peripheriegerätverbinder 34 mit Buchsen und entsprech­ enden Anschlußstiften eines Kartenanschlusses. Der Einfach­ heit halber schließt Fig. 2 nur die zwei Kartenerfassungsan­ schlußstifte CD1 und CD2 31, 32, zwei Masseanschlußstifte GND1 und GND2, 33, 35 und entsprechende weibliche Aufnahme­ behälter 36, 38 ein. Der Masseanschlußstift GND1 33 ist nicht, wie in einem typischen PCMCIA kompatiblen System, direkt mit der Systemmasse verbunden. Der Masseanschlußstift GND1 ist mit der Erfassungsschaltung 44 verbunden. Fig. 2 zeigt ebenfalls einen weiteren Masseanschlußstift GND2 35, der mit der Systemmasse SGND 39 verbunden ist, um ein Peripheriegerät mit einer Systemmasse zu versehen. Jede der Kartenerfassungs- und Massebuchsen 36, 38 des Peripheriege­ rätverbinders kann innerhalb des Peripheriegerätes derart miteinander verbunden sein, daß jeder bei der vollständigen Verbindung mit dem Kartenanschluß mit der Systemmasse ver­ bunden ist. Das Verbinden der Eingangsanschlüsse auf diese Art wird bezüglich Geräten, die mit dem PCMCIA-Standard kom­ patibel sind, bevorzugt. Es sollte darauf hingewiesen wer­ den, daß die Schaltung 30 für verschiedene Peripheriegerät­ verbinderformate angepaßt werden könnte. Um in der zu be­ schreibenden Art wirksam zu sein, sollte ein Ausführungsbei­ spiel der Erfindung in Verbindung mit einem Peripheriegerät­ verbinder, der elektrischen Kontakt bei zwei unterschied­ lichen Anlässen herstellt oder abbricht, wirksam sein. Das Vorhandensein von Verbinderanschlußstiften mit unterschied­ licher Länge ermöglicht der Schaltung 30 z. B., die CPU 14 mit einem Unterbrechungssignal zu versehen, bevor eine Be­ wegung eines Peripheriegerätes ungültige Daten auf den Bus einführen kann. Diese Erfindung ist aber nicht auf Computer­ systeme mit männlichen Verbinderanschlußstiften beschränkt; die Erfindung kann entweder männliche oder weibliche Ver­ binder einschließen und Paare von übereinstimmenden Ver­ bindern können derart angeordnet sein, daß die männlichen Anschlußstifte mit dem Computersystem oder dem Peripherie­ gerät verbunden sind.

Wiederum bezugnehmend auf Fig. 2 schließt der Anschluß 40 erste, zweite und dritte Eingangsanschlüsse 50, 52 und 54 ein. Die Anschlüsse 50 und 52 verbinden die zwei Kartener­ fassungsanschlußstifte eines Peripheriegerätverbinders, wie z. B. eines Kartenanschlusses. Der dritte Eingangsanschluß ist mit einem Masseanschlußstift GND1 eines Kartenanschlus­ ses verbunden. Die Erfassungsschaltung 44, die zwischen den drei Eingangsanschlüssen 50, 52, 54 und dem Ausgangsanschluß 52 verbunden ist, schließt eine Logikschaltung ein, wie z. B. Kombinationslogik- und sequenzielle Logik-Elemente, und ein schaltendes Bauelement. Die Logikschaltung schließt ver­ schiedene Komponenten zum Erfassen der Einfügung oder Ent­ fernung einer Karte in oder aus ihrem Schlitz ein. Diese Komponenten schließen ein ODER-Gatter 60, ein JK Flip-Flop 62 und einen FET-Schalter 64 ein. Jeder der vorhergehenden Komponenten kann mit äquivalenten Logikelementen oder Kom­ ponenten, die eine äquivalente Funktion ausführen, ausge­ tauscht werden. Ebenfalls eingeschlossen sind Pull-up Wi­ derstände 70, 72 und 91.

Die Logikschaltung aus Fig. 2 ist zum Erfassen der Entfern­ ung eines Peripheriegeräts von dem gemeinsamen Bus und zum Erfassen, ob ein Peripheriegerät vollständig mit dem Bus verbunden ist, aufgebaut. Die Logikschaltung erfaßt die Ent­ fernung eines Peripheriegerätes an dem ersten und zweiten Eingangsanschluß 50, 52, die mit dem ersten und zweiten Kar­ tenerfassungsanschluß eines Peripheriegerätverbinders ver­ bunden sind. Der erste und zweite Eingangsanschluß 50, 52 sind mit den Eingängen 60, 68 eines ODER-Gatters 60 verbun­ den. Der erste Eingang 50 ist durch einen ersten Widerstand 70 mit einer Spannungsversorgung Vcc und der zweite Eingang ist über einen zweiten Widerstand 72 ebenfalls mit der Span­ nungsversorgung Vcc verbunden. Der Ausgang des ODER-Gatters 60 ist mit dem J-, oder Setz-, Eingang 74 des JK Flip-Flops 62 verbunden. Der erste und der zweite Eingang 50, 52, das ODER-Gatter 60 und das JK Flip-Flop 62 umfassen zusammen einen Entfernungssensor und eine Anzeigeschaltung.

Die Logikschaltung ist aufgebaut, um die Verbindung eines Peripheriegerätes mit dem gemeinsamen Bus 12 zu erfassen. Die Logikschaltung erfaßt die Verbindung eines Peripherie­ gerätes an dem dritten Eingangsanschluß 54, einem Massean­ schluß, der mit einem Masseanschlußstift GND1 33 eines Pe­ ripheriegeräteverbinders verbunden ist. Der dritte Eingangs­ anschluß 54 ist mit einem invertiertem K-, oder gelöschtem, Eingang 76 des JK Flip-Flops 62 verbunden. In diesem Fall ist der Invertierer intern in dem Flip-Flop 62, aber ein diskreter Invertierer könnte für den Fall, daß das JK Flip- Flop den K-Eingang nicht invertiert, ersetzt werden.

Die Logikschaltung ist aufgebaut, um ein Unterbrechersignal zu schaffen, wenn ein Peripheriegerät von dem gemeinsamen Bus 12 entfernt wird oder mit diesem verbunden wird. Bei dem Ausführungsbeispiel, das in Fig. 2 gezeigt ist; schafft das JK Flip-Flop 62 ein Unterbrechersignal an einem Ausgang, Q 42, als Reaktion auf den J- und den K-Eingang während der Verbindung und Entfernung eines Peripheriegerätes. Das JK Flip-Flop 62 ist mit dem Systemtakt 18 derart verbunden, daß das Flip-Flop den Ausgang Q und dessen inversen mit jeder Taktflanke setzt, löscht oder invertiert. Der Anschluß 42 kann folglich entweder ein hohes oder ein niedriges Signal schaffen, oder er kann zwischen einem hohen und einem nied­ rigen Signal abhängig davon ob ein Peripheriegerät anwesend, abwesend ist, oder ob es eingefügt oder entfernt wird, hin und hergeschaltet werden.

Die Logikschaltung schließt einen FET-Schalter 64 zum Ver­ binden eines Peripheriegerätes auf dem gemeinsamen Bus 12 mit einer Masse 86 des Computersystems 10 ein. Der inver­ tierte Ausgang 80 des JK Flip-Flops, , ist mit dem Gate 88 des FET-Schalters verbunden, um ihn immer dann zu betätigen, wenn ein Peripheriegerät mit dem Bus verbunden wird. Die Drain 90 des FET-Schalters ist über einen Widerstand 91 mit der Spannungsversorgung Vcc verbunden und die Source 92 ist mit der Systemmasse 86 des Computersystems verbunden. Dieser Aspekt der Schaltung 30 zieht die Spannungsmasse eines Peri­ pheriegerätes auf die Systemmasse 86, wenn das Peripherie­ gerät mit dem Computersystem 10 verbunden wird.

Betrieb

Im Betrieb verhindert die Schaltung 30 der Erfindung, die beispielhaft in dem Ausführungsbeispiel beschrieben wurde, die Verstümmelung von Daten auf einem gemeinsamen Bus, wäh­ rend der Entfernung und Verbindung eines Peripheriegerätes. Die Schaltung 30 erfaßt die Entfernung oder Verbindung eines Peripheriegerätes mit bzw. von dem gemeinsamen Bus 12. Als Reaktion auf die Verbindung oder Entfernung eines Periphe­ riegerätes schafft die Schaltung 30 ein Systemunterbrecher­ signal für die CPU 14 des Computersystems, um eine Verstüm­ melung von Daten auf dem gemeinsamen Bus 12 zu verhindern. Die folgende Beschreibung erklärt den Betrieb eines Aus­ führungsbeispiels genauer. Dieser Betrieb enthält ein Ver­ fahren der Erfindung zum Verhindern der Verstümmelung von Daten auf einem Datenbus.

Um die Entfernung eines Peripheriegerätes zu erfassen, er­ faßt die Erfassungsschaltung den Spannungspegel der Karten­ erfassungsanschlußstifte CD1 und CD2 an dem ersten und dem zweiten Eingang 50, 52. Während das Peripheriegerät an diese Eingangsanschlüsse angeschlossen ist, versieht es die Kartenerfassungsanschlußstifte gemäß dem PCMCIA-Format mit einem niedriges logisches Signal. Wie durch den PCMCIA-Stan­ dard definiert, sind die Kartenerfassungsanschlußstifte der­ art kürzer als die restlichen Anschlußstifte, daß die Kar­ tenerfassungsanschlußstifte als erste den Kontakt abbrechen, wenn man ein Peripheriegerät, wie z. B. eine PCMCIA-FAM-Kar­ te, von dem Sockel zieht. Wenn einer von dem ersten oder dem zweiten Anschlußstift unterbrochen wird, wird die Spannung an den Anschlüssen über die Pull-up-Widerstände 70, 72 auf einen hohen Pegel gezogen. Als ein Ergebnis geht dann der Ausgang des ODER-Gatters 60 auf einen hohen Pegel und dieser Ausgang wird an den J-Eingang 74 des Flip-Flops angelegt, um Q zu setzen. Auf diese Art erfaßt die Schaltung sofort, wenn einer der Kartenerfassungsanschlußstifte den Kontakt mit einem Peripheriegerät unterbricht.

Um die Verbindung mit einem Peripheriegerät zu erfassen, er­ faßt die Erfassungsschaltung den Spannungspegel an dem Mas­ seanschlußstift GND1 33 durch den dritten Eingangsanschluß 54.

Wenn kein Peripheriegerät an dem bestimmten Peripheriever­ binderanschluß angeschlossen ist, wird der Masseanschluß­ stift GND1 auf einer hohen Spannung nahe dem Pegel von Vcc gehalten, weil sowohl der K-Eingang 76 des JK Flip-Flops als auch das FET-Bauelement 64, das ausgeschaltet ist, eine hohe Impedanz derart schaffen, daß ein minimaler Strom durch den Widerstand 91 fließt. Wenn der relativ zu den Daten und Kartenerfassungsanschlußstiften längere Masseanschlußstift GND1 den anfänglichen Kontakt mit den Massebuchsen eines Peripheriegerätes herstellt, wird mindestens einer der an­ deren drei Masseanschlußstifte, von denen jeder mit der Systemmasse 86 verbunden ist, mit dem Masseanschlußstift GND1 durch das Peripheriegerät verbunden. Der Einfachheit halber zeigt Fig. 2 einen anderen Masseanschlußstift GND2, der mit der Systemmasse SGND verbunden ist. Als Reaktion auf die Verbindung des GND1 mit der Systemmasse fällt die Span­ nung an dem invertierten K-Eingang 76 des JK Flip-Flops 62 vorübergehend ab. Sobald diese Spannung auf einen niedrigen logischen Pegel abfällt, geht der K-Eingang 76, der intern in dem JK Flip-Flop 62 invertiert wird, auf einen hohen Pe­ gel. Auf diese Art erfaßt die Erfassungsschaltung 44 die Verbindung eines Peripheriegerätes mit dem Kartenanschluß 22 des Computersystems 10.

Fig. 3 zeigt zwei Signalverläufe 100, die graphisch die Aus­ gabe CD_OUT der Schaltung 30 am Anschluß 42 während der Ver­ bindung und der Entfernung eines Peripheriegerätes von einem gemeinsamen Bus 12 zeigen. Der sich abwechselnde Abschnitt 102 jedes Signalverlaufs stellt das Systemunterbrechungs­ signal dar, das durch die Erfassungsschaltung 44 während der Entfernung oder der Verbindung eines Peripheriegerätes von dem Peripheriegerätverbinder auf dem gemeinsamen Bus 12 ge­ schaffen wird. Während der Gleichgewichtszustände, d. h. wenn ein Peripheriegerät, wie z. B. eine PCMCIA-Karte, komplett mit einem Peripheriegerätverbinder verbunden ist oder kom­ plett von diesem entfernt ist, schafft die Erfassungsschal­ tung 44 ein gleichmäßiges logisches Signal auf niedrigem oder hohem Pegel. Die Erfassungsschaltung 44 signalisiert folglich die Entfernung oder Verbindung eines Peripheriege­ rätes und signalisiert ob ein Peripheriegerät mit dem ge­ meinsamen Bus 12 verbunden ist oder nicht.

Der untere Signalverlauf 104 aus Fig. 3 stellt das Signal der Ausgangsanschlüsse 42 der Erfassungsschaltung 44 dar, vor, während und nach der Entfernung eines Peripheriegerätes von dem gemeinsamen Bus 12. Wenn eine PCMCIA-Karte z. B. vollständig in einem Peripheriegerätverbindersockel sitzt, sind sowohl die Kartenerfassungseingänge auf einem niedrigen logischen Pegel als auch der J-Eingang 74 des JK Flip-Flops 62 auf einem niedrigen logischen Pegel durch die ODER-Kombi­ nation der beiden Eingänge 50, 52. Der invertierte K-Eingang 76 des Flip-Flops ist als ein Ergebnis der Kopplung des Masseeingangsanschlusses 54 mit der Systemmasse 86 auf einem hohen logischen Pegel. Wenn der Systemtakt 78 das Flip-Flop 62 taktet, wird der Ausgang des Flip-Flops 42 auf einen niedrigen logischen Pegel gelöscht. Wenn eine Karte heraus­ gezogen ist, liegt am J-Eingang 74 ein hoher logischer Pe­ gel, wie oben beschrieben. Wenn beide Eingänge 74, 76 des Flip-Flops auf einem hohen logischen Pegel sind, schaltet der Ausgang zwischen dem hohen und dem niedrigen logischen Pegel mit jeder Taktflanke gemäß den Charakteristika eines JK Flip-Flops 62 hin und her. Schließlich, wenn der längere Masseanschlußstift den Kontakt abbricht, fällt der inver­ tierte K-Eingang 76 auf einen niedrigen logischen Pegel und, mit dem J-Eingang auf einem hohen logischen Pegel, schaltet das Ausgangssignal auf einen hohen logischen Pegel und ver­ bleibt dort. Auf diese Art schafft das JK Flip-Flop 62 ein Steuerungssignal, das ein Unterbrechungssignal für die CPU 14 einschließt.

Der obere Signalverlauf 106 aus Fig. 3 stellt das Signal an dem Ausgangsanschluß 42 der Erfassungsschaltung 44 vor, wäh­ rend und nach der Verbindung eines Peripheriegerätes mit dem gemeinsamen Bus 12 dar. Zu diesem Punkt, gerade vor dem Kon­ takt des längeren Massenanschlußstiftes mit dem Massean­ schluß, ist der J-Eingang 74 auf einem hohen logischen Pegel und der invertierte K-Eingang 76 ist auf einem niedrigen lo­ gischen Pegel. Der Ausgang verbleibt mit jeder Taktflanke auf dem hohen logischen Pegel. Wenn der Masseanschlußstift mit dem dritten Eingangsanschluß 54 Kontakt herstellt, wer­ den beide Eingänge des JK Flip-Flops 62 hoch und bleiben auf einem hohen logischen Pegel, bis beide Kartenerfassungsan­ schlußstifte Kontakt geben, was den J-Eingang 74 veranlaßt, auf einen niedrigen logischen Pegel zu schalten. Wiederum schaltet der Ausgang zwischen einem hohen logischen Pegel und einem niedrigen logischen Pegel hin und her, wenn beide Eingänge 74, 76 des JK Flip-Flops 62 auf einem hohen logi­ schen Pegel sind. Wenn der J-Eingang 74 auf einen niedrigen logischen Pegel geht, wird der Ausgangs 42 ein stetiges nie­ driges Signal, nachdem das Flip-Flop 62 den Ausgang 72 mit jeder Taktflanke löscht. Auf diese Art schafft das JK Flip- Flop 72 ein Unterbrechungssignal während der Verbindung eines Peripheriegerätes mit dem gemeinsamen Bus 12.

Die Signalverläufe 100 in Fig. 3 zeigen beispielhaft, wie die Vorrichtung und das Verfahren der Erfindung eine Daten­ verstümmelung auf einem gemeinsamen Bus durch Schaffen eines Unterbrechungssignals für die CPU 12 während des Entfernens und der Verbindung eines Peripheriegeräts von dem gemein­ samen Bus 12 verhindern. Beide Signalverläufe 100 sind nur zum Zweck eines Beispiels sinnvoll. Die Verbindung und Ent­ fernung eines Peripheriegerätes liegt in der Größenordnung von Millisekunden, wobei die Taktrate in der Größenordnung von mindestens 10 kHz ist. Während die Signalverläufe aus Fig. 3 nur vier Impulse einschließen, können während der Verbindung und Entfernung eines Peripheriegerätes einige mehr Impulse auftreten.

Die Details und einzigartigen Merkmale, die oben beschrieben wurden, sind nur Beispiele der Vorrichtung und des Verfah­ rens, das hier beschrieben wurde und sollten nicht als Be­ schränkungen der Erfindung angesehen werden. Verschiedene Logikgatter und sequenzielle Logikelemente könnten z. B. für die Erfassungsschaltung ersetzt werden, ohne sich von dem Umfang der Erfindung zu entfernen. Das Systemunterbrechungs­ signal muß kein Impulszug sein; jegliches unterscheidbare Signal während der Entfernung oder Verbindung eines Peri­ pheriegerätes von dem gemeinsamen Bus könnte ein äqui­ valentes Unterbrechungssignal schaffen. Abschließend erfaßt die besondere Steuerungsschaltung für den gemeinsamen Bus, wie oben beschrieben wurde, die Verbindung und Entfernung eines Peripheriegerätes unter Verwendung des Merkmales des PCMCIA-Standards mit längeren Masseanschlußstiften und kürzeren Kartenerfassungsstiften. Jegliche Vorrichtung zum Erfassen der Verbindung und Entfernung, bevor die Daten­ übertragung von einem Peripheriegerät beginnt oder endet, könnte jedoch für das oben beschriebene Beispiel ersetzt werden. Die Erfindung offenbart im allgemeinen eine Vorrich­ tung zum Verhindern der Verstümmelung von Daten auf einem gemeinsamen Bus während dem Entfernen oder Verbinden eines Peripheriegerätes mit dem gemeinsamen Bus.

Claims (10)

1. Vorrichtung zum Verhindern einer Signalverstümmelung auf einem gemeinsamen Bus (12) eines Computersystems (10), die durch die Verbindung und Entfernung eines Peripheriegerätes verursacht wird, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
einen Detektor (30) zum Erfassen einer anfänglichen Be­ wegung des Peripheriegerätes, bevor das Peripheriegerät elektrisch mit dem gemeinsamen Bus (12) verbunden ist oder von diesem entfernt ist; und
einen Signalgenerator (62), der auf den Detektor (30) zum Erzeugen eines Signals anspricht, das eine solche anfängliche Bewegung anzeigt, um während der Verbindung oder Entfernung des Peripheriegerätes eine vorüber­ gehende Deaktivierung des gemeinsamen Buses (12) zu gestatten.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Detektor (30) eine Mehrzahl von Verbindern (31, 32, 33, 35) einschließt, und
daß der Detektor (30) derart aufgebaut ist, daß er eine Bewegung eines Peripheriegerätes an den Verbindern (31, 32, 33, 35) während der Verbindung oder der Entfernung des Peripheriegerätes von dem gemeinsamen Bus (12) erfaßt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet,
daß der Detektor einen Verbinder (31, 32) mit kürzerer Länge und mittlere Verbinder für den gemeinsamen Bus umfaßt, und
daß der Detektor (30) eine Schaltung (44) zum Erfassen der anfänglichen Bewegung des Peripheriegerätes an dem Verbinder (31, 32) mit der kürzeren Länge einschließt, bevor das Peripheriegerät den elektrischen Kontakt mit dem allgemeinen Bus (12) an den mittleren Verbindern für den gemeinsamen Bus (12) abbricht.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der Detektor (30) einen Verbinder (33) mit einer längeren Länge und mittlere Verbinder für den gemein­ samen Bus (12) einschließt, und
daß der Detektor (30) eine Schaltung (44) zum Erfassen der anfänglichen Bewegung des Peripheriegerätes an dem Verbinder mit längerer Länge (33), bevor das Periphe­ riegerät einen elektrischen Kontakt mit dem gemeinsamen Bus an den mittleren Verbindern für den gemeinsamen Bus herstellt, einschließt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalgenerator (62) ein Bauelement (62) zum Erzeugen eines stetigen Signals umfaßt, das anzeigt, ob ein Peripheriegerät derzeitig mit dem Bus (12) verbun­ den ist oder von diesem entfernt ist, und zum Erzeugen eines Wechselsignals, das anzeigt, daß das Peripherie­ gerät bewegt wird.

6. Vorrichtung zum Verhindern einer Signalverstümmelung auf einem gemeinsamen Bus (12) eines Computersystems (10), die durch die Verbindung oder Entfernung eines Peripheriegerätes hervorgerufen wird, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
einen Anschluß (50, 52, 54), der einen Verbinder mit kürzerer Länge (31, 32), einen mittleren Verbinder für den gemeinsamen Bus und einen Verbinder mit längerer Länge (33) einschließt;
einen Detektor (30), der mit den Anschlüssen (50, 52, 54) zur elektrischen Erfassung der Verbindung eines Peripheriegerätes mit dem Verbinder mit der längeren Länge (33), bevor der mittlere Verbinder für den ge­ meinsamen Bus elektrischen Kontakt mit dem gemeinsamen Bus (12) herstellt, und zur elektrischen Erfassung der Entfernung eines Verbinders (31, 32) mit kürzerer Län­ ge, bevor der mittlere Verbinder für den gemeinsamen Bus den elektrischen Kontakt mit dem gemeinsamen Bus (12) abbricht, verbunden ist; und
einen Signalgenerator (62), der auf den Detektor (30) zum Erzeugen eines Signals anspricht, das eine solche Verbindung oder Entfernung anzeigt, um ein vorüber­ gehendes Deaktivieren des gemeinsamen Buses (12) zu gestatten, während die Verbinder für den gemeinsamen Bus einen elektrischen Kontakt mit dem gemeinsamen Bus (12) herstellen oder abbrechen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß das Peripheriegerät ein PCMCIA-Peripheriegerät ist, und
daß der Verbinder (31, 32) mit der kürzeren Länge ein Kartenerfassungsverbinder und daß der Verbinder (33) mit der längeren Länge ein Masseverbinder ist.

8. Verfahren zum Verhindern einer Signalverstümmelung auf einem gemeinsamen Bus (12) eines Computersystems (10), die durch die Verbindung oder Entfernung eines Peri­ pheriegerätes hervorgerufen wird, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
Erfassen einer anfänglichen Bewegung des Peripherie­ gerätes, bevor das Peripheriegerät elektrisch mit dem gemeinsamen Bus verbunden ist oder von diesem entfernt ist; und
Erzeugen eines Signals als Reaktion auf die Erfassung, daß eine solche anfängliche Bewegung anzeigt, um ein vorübergehendes Deaktivieren des gemeinsamen Buses (12) während der Verbindung oder Entfernung des Peripherie­ gerätes zu ermöglichen.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß das Computersystem einen Verbinder (31, 32) mit kürzerer Länge, einen mittleren Verbinder für den ge­ meinsamen Bus und einen Verbinder (33) mit längerer Länge einschließt, und
daß der Erfassungsschritt folgende Schritte aufweist:
Erfassen des Vorhandenseins eines Peripheriegerätes an dem Verbinder (33) mit längerer Länge, bevor der mitt­ lere Verlänger für den gemeinsamen Bus einen elektri­ schen Kontakt mit dem gemeinsamen Bus (12) herstellt; und
Erfassen der Abwesenheit eines Peripheriegerätes an einem Verbinder (31, 32) mit kürzerer Länge bevor der mittlere Verbinder für den gemeinsamen Bus den elek­ trischen Kontakt mit dem gemeinsamen Bus unterbricht.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeich­ net, daß der Erzeugungsschritt das Erzeugen eines Signals umfaßt, das eine solche Anwesenheit oder Abwesenheit anzeigt, um eine vorübergehende Deaktivierung des gemeinsamen Buses (12) zu gestatten, während die Verbinder für den gemeinsamen Bus (12) einen elektri­ schen Kontakt mit dem gemeinsamen Bus (12) herstellen oder abbrechen.