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Sowohl für die serielle als auch für die parallele
Datenkommunikation existieren viele Standards. Diese Standards
regeln sowohl die Software, die bestimmt, wie die Daten
interpretiert werden, als auch die Hardware der
Kommunikationsbzw. Übertragungsanschlüsse an sich. Es besteht jedoch das
Problem, daß innerhalb der Hardware-Standards ein möglicher
Spielraum für Veränderungen gegeben ist. Aus diesem Grund ist
es bei der Verbindung zweier Kommunikationsanschlüsse
erforderlich, zu gewährleisten, das die Verkabelungen die
entsprechenden Leitungen jedes Kommunikationsanschlusses
miteinander verbinden. Zu diesem Zweck steht den Serviceleuten
normalerweise eine Reihe von Kabeln mit unterschiedlichen
Verbindungen zur Verfügung.
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Auf dem Gebiet der Datenübertragung ist es manchmal
wünschenswert, Lichtleitfasern an Stelle elektrischer
Verdrahtungen einzusetzen. Dies ist darauf zurückzuführen, daß
Lichtleitfaserverbindungen im Vergleich zu elektrischen
Verbindungen nicht den Entfernungseinschränkungen aufgrund der
Kapazitanz unterliegen, wobei Lichtleitfaserverbindungen in
Umgebungen mit hohen elektrischen Störungen funktionsfähig
sind, ohne daß ein starker Verlust der Datengüte eintritt, was
bei dem Einsatz elektrischer Verbindungen in derartigen
Umgebungen häufig vorkommt.
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Bei dem Einsatz von Lichtleitfasern werden die Signale auf
verschiedenen Leitungen, die Informationen aufweisen,
normalerweise sequentiell über eine einzige Lichtleitfaser
übertragen. Der Empfänger weist dann jeden übermittelten Wert
der entsprechenden Leitung an dem Kommunikationsanschluß zu,
der dem Empfänger zugeordnet ist. Wie bei der vorstehend in
bezug auf elektrische Verbindungen beschriebenen Situation,
müssen der Sender und der Empfänger entsprechend konfiguriert
sein, so daß die verschiedenen Signale tatsächlich die
richtigen Leitungen des empfangenden Kommunikationsanschlusses
erreichen. Dies kann durch die Gestaltung getrennter Sender und
Empfänger für jede mögliche Konfiguration verwirklicht werden.
Aufgrund der Tatsache, daß es innerhalb eines kennzeichnenden
Protokolls bis zu 20 oder mehr mögliche Konfigurationen geben
kann, ist für diese Alternative die Wartung einer großen Anzahl
von Sendern und Empfängern erforderlich sowie eine
entsprechende Sorgfalt bei der Korrektur der Anpassung des
zweckmäßigen Senders und Empfängers bei einer bestimmten
Datenübertragung.
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Alternativ dazu können die Sender und Empfänger programmierbar
gestaltet werden, so daß jede dieser Einrichtungen jede
mögliche Konfiguration aus einer Mehrzahl verschiedener
Konfigurationen annehmen kann. Dabei ist es die Aufgabe der
installierenden Person, dafür zu sorgen, daß die Sender und
Empfänger für die Verwendung mit den Anschlüssen, an denen sie
angebracht sind, entsprechende Programmierungen aufweisen.
Zusammenfassung der Erfindung
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Vorgesehen ist gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung
ein Sender gemäß dem gegenständlichen Anspruch 1. Der Sender
umfaßt ein Eigenkonfigurationsregister zum Speichern von
Informationen über die Konfiguration des zugeordneten
Kommunikationsanschlusses, ein Eingaberegister zum Speichern
von Daten, die von dem Kommunikationsanschluß empfangen worden
sind, und einen Multiplexer zum Multiplexen der
Konfigurationsinformationen in ein Konfigurationsdatenpaket und
zum Senden des Konfigurationsdatenpakets über eine
Lichtleitfaser sowie zum Multiplexen von in dem Eingaberegister
gespeicherten Informationen in ein Nachrichtendatenpaket und
zum Senden des Nachrichtendatenpakets über die Lichtleitfaser.
Das Konfigurationsdatenpaket umfaßt ein Startbit, ein
Datenidentifikationsbit und eine Mehrzahl von Datenbits, wobei
das Datenidentifikationsbit einen ersten digitalen Wert
aufweist. Die Nachrichtendatenpakete umfassen ein Startbit, ein
Datenidentifikationsbit und ein Datenbit, wobei das
Datenidentifikationsbit einen zweiten digitalen Wert aufweist,
und wobei sich der erste und der zweite digitale Wert
voneinander unterscheiden.
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Vorgesehen ist gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden
Erfindung ein Empfänger gemäß dem gegenständlichen Anspruch 3.
Der Empfänger umfaßt einen Demultiplexer zum Empfang der
Datenpakete sowie zum Demultiplexieren dieser, ein anderes
Konfigurationsregister und ein Ausgaberegister. Der
Demultiplexer sendet empfangene Informationen zu dem
Ausgaberegister, und das Ausgaberegister sendet Daten aus den
Datenkonfigurationspaketen an das andere Konfigurationsregister
und Daten aus den Nachrichtendatenpaketen an den zugeordneten
Kommunikationsanschluß.
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Der tatsächliche Kommunikationskanal, in dem die vorliegende
Erfindung Anwendung findet, kann eine Mehrzahl
unterschiedlicher Konstruktionen aufweisen. In "Introduction to
the MJL-STD-15538 Serial Multiplex Data Bus", Derek Bracknell,
Microprocessors and Microsystems, Band 12, Nr. 1,
Januar/Februar 1988, wird ein asynchroner, serieller
Halbduplex-Datenkanal beschrieben.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Es zeigen:
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Figur 1 ein Blockdiagramm eines erfindungsgemäßen Senders; und
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Figur 2 ein Blockdiagramm eines erfindungsgemäßen Empfängers.
Genaue Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels
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Die vorliegende Erfindung wird in Verbindung mit Schaltungen
zur Erfassung der Konfiguration eines Kommunikationsanschlusses
sowie zur zweckmäßigen Konfiguration des Senders und des
Empfängers zum funktionsfähigen Betrieb mit diesem Anschluß
eingesetzt. Derartige Systeme werden in der gleichzeitig
anhängigen Europäischen Patentanmeldung mit der Nummer
90302763.9 und in US-A-5267069 beschrieben. Bei diesen Systemen
müssen der Sender und der Empfänger miteinander kommunizieren
können, um zu gewährleisten, daß sie so konfiguriert sind, daß
sie miteinander funktionsfähig sind und Daten zwischen
zugeordneten Kommunikationsanschlüssen übertragen können. Der
Empfänger muß somit zwischen Signalen unterscheiden können, die
zu Konfigurationszwecken übermittelt werden, und Signalen, die
zu dem Kommunikationsanschluß übertragen werden sollen.
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Bei der vorliegenden Erfindung umfaßt jedes Datenpaket ein
Datenidentifikationsbit, das dem Empfänger anzeigt, ob das
Datenpaket Konfigurationsinformationen aufweist, oder
Übertragungsdaten, die an den dem Empfänger zugeordneten
Übertragungsanschluß weitergegeben werden sollen. Wenn es sich
bei den Informationen um Konfigurationsinformationen handelt,
so speichert der Empfänger die Informationen in einem
Konfigurationsregister und vergleicht diese Informationen in
diesem Konfigurationsregister danach mit dessen eigenen
Konfiguration, um dadurch zu bestimmen, ob eine gültige
Verbindung erreicht werden kann.
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Die vorliegende Erfindung wird mit getrennten Sendern und
Empfängern beschrieben. Bei einer kennzeichnenden Ausführung
ist mit jedem Kommunikationsanschluß ein Transceiver bzw. ein
Sender-Empfänger verbunden, der sowohl einen Sender als auch
einen Empfänger aufweist.
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Die vorliegende Erfindung wird ferner als
Datenkommunikationssystem beschrieben, das einen lokalen
Kommunikationsanschluß und einen entfernten
Kommunikationsanschluß umfaßt. Jeder der Anschlüsse kann
Informationen auf einer Mehrzahl paralleler Informationskanäle
senden und empfangen. Hiermit wird jedoch festgestellt, daß es
sich bei den Kommunikationsanschlüssen nicht um parallele
Anschlüsse im herkömmlichen Sinn dieses Begriffs handeln muß.
Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung umfassen die zum
Senden und Empfangen paralleler Informationen fähigen
Kommunikationsanschlüsse ferner herkömmliche serielle
Kommunikationsanschlüsse, wobei zwei parallele Kanäle für die
Datenübertragung verwendet werden, wobei je ein Kanal für jede
Übertragungsrichtung vorgesehen ist, oder wobei Daten auf einem
oder mehreren Kanälen parallel zu Steuersignalen auf anderen
Kanälen übertragen werden.
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In Figur 1 ist ein erfindungsgemäßer Sender dargestellt. Der
Sender aus Figur 1 umfaßt ein Eigenkonfigurationsregister 10.
Vor der Übertragung von Daten sind in dem
Eigenkonfigurationsregister 10 Informationen gespeichert, die
die Konfiguration des Übertragungsanschlusses beschreiben.
Diese Informationen können durch automatische
Konfigurationsschaltungen ermittelt oder von einem Anwender
programmiert worden sein. Die Informationen in dem
Eigenkonfigurationsregister 10 können die Konfiguration direkt
beschreiben, wobei etwa jeweils ein Bit für jede Leitung in dem
Übertragungsanschluß vorgesehen ist. In diesem Fall würde jedes
Bit einen Wert aufweisen, der anzeigt, ob es sich bei der
bestimmten Leitung, der es zugeordnet ist, um einen Eingang
oder um einen Ausgang handelt.
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Alternativ dazu kann ein Codesystern verwendet werden. Dies ist
dann nützlich, wenn nicht alle möglichen Konfigurationen eines
Anschlusses gemäß den Standards für diese Art von Anschluß
gültig sind. Dadurch verringert sich die zu speichernde und an
den Empfänger zu übertragende Anzahl von Bits. In einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel zur Verwendung bei RS232-
Kommunikationsanschlüssen werden zum Beispiel die Signale auf 9
der 25 Leitungen über den Datenkanal übertragen. Für die
Konfiguration der 9 Leitungen als Eingänge oder Ausgänge gibt
es zwar 512 verschiedene Möglichkeiten, doch sind gemäß dem
RS232-Standard nur 22 dieser möglich. Somit müssen zum Anzeigen
der Konfiguration nicht 9 sondern nur 5 Bits gespeichert und
übertragen werden.
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Um zu gewährleisten, daß der Sender und der Empfänger für eine
Kommunikation untereinander eine entsprechende Konfiguration
aufweisen, wird der Inhalt des Eigenkonfigurationsregisters 10
in das Eingaberegister 12 übertragen. Das Eingaberegister 12
überträgt diesen Inhalt wiederum zu dem Multiplexer 14. Der
Multiplexer 14 konvertiert die von dem Eingaberegister 12
empfangenen parallelen Daten in serielle Daten und wandelt
diese in ein optisches Signal um, das er über die
Lichtleitfaser 14 überträgt.
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Kennzeichnenderweise überträgt der Multiplexer 14 zuerst ein
Startbit bzw. mehrere Startbits. Vorzugsweise wird nur ein
Startbit übertragen. Nach dem Startbit wird ein
Datenidentifikationsbit übertragen. Dieses Bit weist einen
vorausgewählten Wert auf, der anzeigt, daß das Datenpaket
Konfigurationsdaten aufweist und keine Daten, die zu dem
Kommunikationsanschluß übertragen werden sollen. Zum Beispiel
kann für das Datenidentifikationsbit ein Wert von 1 ausgewählt
werden, der anzeigt, daß das Paket Konfigurationsinformationen
aufweist. Der Multiplexer überträgt danach sequentiell die
Konfigurationsbits. Das auf diese Weise übertragene Datenpaket
kann als ein Konfigurationsdatenpaket bezeichnet werden.
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Der Sender wechselt in den normalen Sendemodus, wenn
festgestellt wird, daß eine gültige Konfiguration existiert.
Die Daten aus dem Kommunikationsanschluß, mit dem der Sender
verbunden ist, treten über den Bus 16 in das Eingaberegister 12
ein. Diese Informationen werden an den Multiplexer 14 gesendet,
der zuerst ein Startbit und dann ein Datenidentifikationsbit
übermittelt. Der Wert des Datenidentifikationsbits ist
entgegengesetzt zu dem Wert des Bits, das als Teil des
Datenpakets mit Konfigurationsinformationen übermittelt worden
ist. Wenn bei dem Konfigurationsdatenpaket somit ein
Datenidentifikationsbit mit dem Wert 1 eingesetzt wurde, so
weisen die Datenpakete, die Daten enthalten, die an den mit dem
Empfänger verbundenen Kommunikationsanschluß übermittelt werden
sollen, einen Wert von 0 auf. Der Multiplexer überträgt danach
die Werte der von dem Eingaberegister 12 empfangenen Bits. Das
auf diese Weise übertragene Datenpaket umfaßt eine Nachricht,
die von einem Datenanschluß an einen anderen übermittelt werden
soll, so daß das Datenpaket als Nachrichtendatenpaket
bezeichnet werden kann.
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Der von dem Eingaberegister 12 empfangene Wert wird auch zu dem
Differenzregister 18 übermittelt und in diesem gespeichert. Das
Eingaberegister 12 fährt dann damit fort, dessen Inhalt zu dem
Differenzregister 18 zu übertragen. Das Differenzregister 18
überwacht die von dem Eingaberegister 12 empfangenen Werte, bis
das Differenzregister feststellt, daß eine Veränderung
eingetreten ist. Dies kann zum Beispiel durch eine Eklusiv-
ODER-Operation an jedem Bit in dem Differenzregister 18 und dem
entsprechenden Bit des Eingaberegisters 12 erfolgen. Wenn das
Differenzregister 18 eine Veränderung der in dem
Eingaberegister 12 gespeicherten Informationen feststellt, so
teilt es diese Veränderung dem Multiplexer 14 mit, und der
Nultiplexer 14 übermittelt ein Datenpakt auf die vorstehend
beschriebene Art und Weise. Die Datenpakete weisen immer ein
Bit auf, das die Werte aller bei der aktuellen Konfiguration
aktiven Leitungen des Kommunikationsanschlusses darstellt, mit
dem der Sender verbunden ist.
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In Figur 2 ist ein erfindungsgemäßer Empfänger dargestellt. Bei
dem Empfänger aus Figur 2 empfängt der Demultiplexer 30 das
Signal von dem Sender aus Figur 1. Der Demultiplexer 30 wandelt
das optische Signal danach in ein elektrisches Signal um und
konvertiert die seriellen Daten wieder in parallele Daten.
Danach übermittelt der Demultiplexer 30 die parallelen Daten an
-das Ausgaberegister 32.
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Das Ausgaberegister 32 prüft das Datenidentifikationsbit, um
dadurch zu bestimmen, ob es sich bei dem Datenpaket um ein
Konfigurationsdatenpaket oder um ein Nachrichtendatenpaket
handelt. Wenn das Datenidentifikationsbit anzeigt, daß es sich
bei dem Paket um ein Konfigurationsdatenpaket handelt, so
werden die Daten in dem anderen Konfigurationsregister 34
gespeichert. Bei einem Nachrichtendatenpaket werden die Daten
zu dem Kommunikationsanschluß übertragen, mit dem der Empfänger
über den Bus 36 verbunden ist.
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Wie dies bereits vorstehend festgestellt worden ist,
übermittelt der Sender aus Figur 1 nur dann Informationen an
den Empfänger aus Figur 2, wenn sich diese Informationen
verändert haben. Der Fachmann wird erkennen, daß sich die
Steuersignale bei normalen Übertragungen über einen RS232-
Datenkanal nur selten ändern. Des weiteren ist es ziemlich
häufig der Fall, daß sich verschiedene aufeinanderfolgende
Datenbits entsprechen. Dabei hat es den Anschein, als ob nur
das erste Datenbit übertragen wird. Zwar stimmt es, daß der
Sender aus Figur 1 keine Übertragungen vornimmt, jedoch werden
sie wirksam übermittelt. Der Grund dafür ist es, daß der mit
dem Empfänger aus Figur 2 verbundene Anschluß auf eine
bestimmte Bitrate bzw. Übertragungsgeschwindigkeit eingestellt
worden ist. Wenn der Anschluß zum Beispiel so eingestellt
worden ist, daß er Daten mit 9600 Bits pro Sekunde empfängt, so
tastet er den Logikzustand der Datenleitung mit einem
ganzzahligen Vielfachen von 9600 pro Sekunde ab. Der
vorliegende Wert wird als der Wert des aktuellen Bits
interpretiert. Für die Zwecke der Schaltungen des
Kommunikationsanschlusses ist es nicht von Bedeutung, ob ein
Signal tatsächlich von dem Sender aus Figur 1 an den Empfänger
aus Figur 2 übermittelt worden ist. Wenn Daten nur dann von dem
Sender zu dem Empfänger übermittelt werden, wenn sich der Wert
eines Bits ändert, so hat dies den Vorteil, daß dadurch die von
dem Sender verbrauchte Leistung verringert wird. Dies ist
insbesondere dann von Bedeutung, wenn der Sender aus Figur 1
einen Teil eines batteriebetriebenen Systems darstellt.
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Ein weiterer Vorteil ist es, daß bei einigen Konfigurationen
weniger als die mögliche Gesamtanzahl zu übermittelnder
Datenbits erforderlich sind. Zum Beispiel kann ein System die
Fähigkeit haben, die Werte von 9 Leitungen eines RS232-
Anschlusses zu übermitteln, wobei bei einer bestimmten
Konfiguration nur die Übertragung von Werten erforderlich sein
kann, die nur auf 4 dieser Leitungen vorhanden sind. Unter
diesen Umständen kann der Sender 14 so konfiguriert werden, daß
er nur die Werte übermittelt, die auf nur 4 dieser Leitungen
vorhanden sind. Dabei würde der Empfänger aus Figur 2 so
konfiguriert werden, daß nur der Empfang der Werte auf 4 dieser
Leitungen erwartet wird. Diese Tatsache kann auf zweckmäßige
Weise zu dem Vorteil der Erhöhung der
Datenübertragungsgeschwindigkeit eingesetzt werden. Bei dem
vorstehenden Beispiel würde die potentielle
Datenübertragungsgeschwindigkeit mehr als verdoppelt.
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Hiermit muß festgestellt werden, daß die Anzahl der
übermittelten Datenbits zwar zwischen 1 und der Kapazität des
Systems liegen kann, die in dem angegebenen Beispiel bei 9
liegt, wohingegen die Anzahl der Bits in einem Datenpaket, das
Konfigurationsinformationen aufweist, fest ist. Wenn die
Konfigurationsinforrnationen somit in einem Fünf-Bit-Format
gespeichert werden, so müssen alle fünf Bits in jedem
Datenpaket übermittelt werden, das zur Übertragung der
Konfiguration verwendet wird.