DE2534141A1

DE2534141A1 - Computer-schnittstellensystem

Info

Publication number: DE2534141A1
Application number: DE19752534141
Authority: DE
Inventors: Tage Orvar Anderson
Original assignee: National Aeronautics and Space Administration NASA
Current assignee: National Aeronautics and Space Administration NASA
Priority date: 1974-08-05
Filing date: 1975-07-31
Publication date: 1976-02-19
Also published as: FR2281606A1; GB1513827A; US3988716A; JPS5140831A

Description

DIPL.-ING. KLAUS RDPPRBCHT ' " ^D <- frawkfuh^imain) i. 29 .JuIi 1975

KRU/AS

IJXMENSTRASSE 87 PATKNTANWALT _λ ρ, „ , _Λ , _Λ TELEFON 72β198

IJATIONAL ALROIiAUTICS AiJD SPACE ADMINISTRATION Washington, D. C. ( V. St. A.)

Computer-Schnittstellensysten

Die Erfindung bezieht sich auf die asynchrone Datenübertragung zwischen zwei Computern mit asynchronen Uhren, insbesondere auf ein logisches Schnittstellensystem (interface logic system), das mit einem Minimum an Bauteilen und Verbindungsleitungen feststellt, daß echte oder gültige Informationsübertragung-Steuersignale existieren und das einen richtigen Abschluß eines Datenauswertungs-Impulses gewährleistet.

Computer und/oder mit Computern verbundene Geräte müssen untereinander synchronisiert sein, um Steuersignale und Daten

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erfolgreich zu übermitteln und zu empfangen. In der Regel haben beide Computer als gemeinsame Zeitbasis eine Hauptuhr. Wenn die beiden Computer asynchron sind, d. h. jeder hat seine eigene innere Zeitbasis, und wenn die Datenübermittlungsgeschwindigkeit intermittierend oder asynchron ist, wird die Synchronisation schwierig.

Ein weitere Komplikationen bewirkender Gesichtspunkt bei dem Problem der Asynchronität besteht darin, daß falsche oder momentane Impulse oft in den die zwei Computer verbindenden Leitungen erscheinen. Solche Übergangsimpulse können - falls sie fälschlicherweise als Steuersignale identifiziert werden - eine Datenübertragungsfolge zu einem nicht bereiten Computer zu gänzlich inopportuner Zeit bewirken.

Bisher wurde bei der Übertragung von Signalen zwischen zwei asynchronen Computern ein besonderes Codierformat für die zu übertragenden Signale verwendet. Das besondere Format schließt Synchronisierung der Information ein, die mit irgendwelchen Steuersignalen · kombiniert ist, die zwischen den Computern übermittelt werden. In einem empfangenden Computer wird die synchronisierte Information von den Steuersignalen getrennt und dazu verwendet, eine örtlich betriebene Uhr zu korrigieren, so daß die am Ort befindliche Uhr mit der Uhr des am fernen Ort befindlichen Computers synchronisiert wird. Bei derartigen Vorrichtungen ist es bekannt, die korrigierte Uhr als Verschiebesteuerung für Signalpuffer-Schieberegister zu verwenden. Einkommende Signale werden über die Uhr in die Puffer-Schiebe -

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register gegeben, und jegliche Zeitdifferenzen zwischen den Uhren der beiden Computer werden durch die Signalpuffer-Register absorbiert.

Diese bekannten Lösungen sind insoweit nicht attraktiv, als Signalpuffer-Register beträchtlich an Computerzeit verbrauchen und zusätzliche komplexe Geräte darstellen. Darüberhinaus ist das Codieren, das Decodieren und die andere Behandlung der zusätzlichen synchronisierten Information nicht erwünscht. Das Verschieben oder Verstellen der am Ort befindlichen Uhren beinhaltet ebenfalls kostspielige und signalenpfindliche Synchronisationsschleifen, was ebenfalls nicht erwünscht ist.

Das logische Schnittstellensystem gemäß der Erfinduna vermeidet die vorbeschriebenen Nachteile bekannter Schnittstellen dadurch, daß an jedem Computer eine neue logische Schnittstellenschaltung vorgesehen wird. Die logischen Schnittstellenschaltungen verwenden einen Austausch an Steuersignalen über zwei in einer Richtung arbeitende Abfrageleitungen und zwei in zwei Richtungen arbeitende Antwortleitungen. Der Aufwand an logischen Schaltungen ist geringer als der normalerweise bei den herkömmlichen Puffersystemen erforderliche.

Steuersignale werden zwischen den Schnittstellenschaltungen in zweckmäßiger Folge ausgetauscht. Diese Signale werden als gültige oder zutreffende Signale an jedem empfangenden Computer verifiziert oder erkannt. Nachdem diese Erkennung durchgeführt wurde, erfolgt ein Datenaustausch unter Steuerung über einem Datenabtastimpuls, der, wenn er einmal gestartet wurde, unabhängig zum

Γ. Π 1 P. D R / η 7 S 7

. 4 _ 253AU1

Abschluß gebracht wird. Bei dem logischen System nach der Erfindung wird ein Datenauswertungsimpuls nur als Antwort auf eine gültige Serie von Steuersignal-Wechseloperationen ausgesandt. Rauschimpulse oder Rauschübertragungen einer gewissen Dauer und jeglicher Polarität werden deshalb ignoriert, weil eine Erkennung eines jeden Wechselsteuersignals durch die erfindungsgemäße logische Schnittstellensteuerschaltung erforderlich ist. Die Erkennung wird dadurch bewirkt, daß jedes Steuersignal mindestens während zwei Perioden der Uhr des Computers vorliegen muß, der das Steuersignal empfängt, bevor das nächste Steuersignal der Folge erzeugt wird. Übertragungssignale beider Polaritäten, die kürzer als die Zeit von zwei Uhrimpulsen sind, werden nicht verifiziert. Somit können solche Rauschsignale die Übertragung von Signalen zwischen zwei zusammenarbeitenden Computern nicht beeinflussen.

Die Erfindung ist anhand der folgenden Beschreibung sowie der schematischen Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild des erfindungsgemäßen logischen Schnittstellensystems mit zwei asynchronen Computern und den zugehörigen logischen Schnittstellenschaltungen;

Fig. 2 ein detailliertes Blockschaltbild der logischen Schnittstellenschaltungen der Fig. 1 zur Darstellung des Impulsflusses einer vom Computer A gestarteten Folge für Daten vom Computer B;

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Fig. 3 eine schematische Darstellung des Schnittstellen-Leitungstreibers und -Empfängers für verschiedene Sektionen der logischen Schnittstellenschaltung der Fig. 2;

Fig. 4 ein Impulszeitdiagramm zur Darstellung der

Zustände der Signale in den "Abfrage-", "Antwort-", "Fertig-" und "Abtastimpulsleitungen" der Fig. 2 und

Fig. 5 ein Blockschaltbild zur Darstellung der

von den Schaltkreisen der Fig. 2 ausgeführten Funktionen.

Gemäß Fig. 1 sind zwei Computer, Computer A und Computer B, gezeigt, wobei jeder eine logische Schnittstellenschaltung aufweist, logische Schaltungen A und B. Die Schnittstellenschaltungen ermöglichen eine Zusammenarbeit der Computer, sodaß zwischen beiden Daten übertragen werden können. Jede logische Schnittstellenschaltung wird mit von dem ihr zugeordneten Computer kommenden Uhrimpulsen versorgt. Eine nach außen gerichtete Abfrageleitung (OB REQ) ist zwischen einem Computer und seiner logischen Schnittstellenschaltung vorgesehen. Ein nach außen gerichtetes Abfragesignal ist ein anfängliches Steuersignal, das Teil einer ganzen Folge von Steuersignalen ist, die immer dann notwendig sind, wenn ein Computer Daten zum anderen übertragen will.

Die logischen Schnittstellenschaltungen sind durch zwei in

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einer Richtung arbeitende, nach innen gerichtete Abfrageleitungen (IB REQ) und durch zwei in zwei Richtungen arbeitende Berichtleitungen --Antwort (RSP) und Fertig (RDY) - miteinander verbunden. Die Computer ihrerseits sind durch acht in zwei Richtungen arbeitende Datenübermittlungsleitungen zusammengeschaltet. Diese acht Leitungen übertragen Daten in paralleler Form entsprechend dem Auswertungs- oder Abtastsystem, das auf einen Datenauswertungs- oder Datenabtastimpuls antwortet, der gemäß der Erfindung vorgesehen ist.

Um die Arbeitsweise der beiden Schnittstellenschaltungen kurz zusammenzufassen, sei auf Fig. 5 verwiesen. Diese Fig. zeigt ein Steuersignal-Flußdiagramm mit als einfache Blöcke dargestellten logischen Schaltungen. Es wird angenommen, daß der Computer A der fragende und Computer B der abgefragte Computer ist.

Der Computer A stellt für den Computer B Daten auf den Datenaustauschleitungen zur Verfügung. Diese Daten werden vom Computer B angenommen, wenn ein Datenabtastimpuls zum Computer B von dessen Schnittstellenschaltung abgegeben wird. Ein nach außen gerichtetes Abfragesignal (OB REQ) des Computers A wird logisch als ein einkommendes Abfragesignal (IB REQ) für die Schnittstelle B wiederholt. Dieae erzeugt dann ihrerseits ein erstes Antwortsignal (RSP) , das zur Schnittstelle A über die in Fig. 1 gezeigte, in zwei Richtungen arbeitende Rückführ-Antwortleitung zurückgeführt wird. In der

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Schnittstelle A wird ein "Fertig"-Signal (RDY) erzeugt, und dieses Signal wird von der Schnittstelle A über eine in zwei Richtungen arbeitende "Fertig--Leitung gemäß Fig. zur Schnittstelle B zurückgeführt. Dann wird ein Datenabtastsignal durch die Schnittstelle des Computers B ausgesandt, und die Datenübertragung ist bewerkstelligt. Das "Fertig"-Signal spielt hierbei eine zweifache Rolle, nachdem die Datenabtastung eintritt; das "Fertig"-Signal an der Schnittstelle A ist zur Beendigung des Rückführ-Antwortsignals von der Schnittstelle B zur Schnittstelle A wesentlich. Die Beendigung des Rückführ-Antwortsignals dient als Ankündigung für die Schnittstelle B, daß ein Daten-Byte erhalten wurde.

Die Erfindung gewährleistet eine Vervollständigung oder Beendigung des Datenabtastsignals unabhängig davon, was in der den Datenabtastimpuls bewirkenden Eingangssignalleitung vorgeht. Nachdem der Datenabtastimpuls richtig vervollständigt ist, wird eine "Abtastung vollständig"-Antwort dadurch angezeigt, daß das Rückführ-Antwortsignal zur Schnittstelle A abgeschaltet wird.

Vorbeschriebene Folge ist auf eine einzige oder mehrere Daten-Byte-Übertragung anwendbar. Wenn eine Anzahl von Bytes übertragen werden soll, hält das Eingangs-Abfragesignal längere Zeiträume vor. In diesem Fallwiederholt sich die oben beschriebene Folge solange, bis das letzte Datenzeichen

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ausgesandt ist. Zu diesem Zeitpunkt nehmen alle Schaltungen automatisch ihre normalen Arbeitszustände ein, und die Schnittstellenschaltung B wird informiert, daß das Zeichen deshalb übermittelt wurde, weil das Rückführ-Antwortsignal abgeschaltet ist und abgeschaltet bleibt.

In Fig. 4 ist eine Zeitkarte für eine Operation gezeigt, bei der der Computer A der "fragende" und der Computer B der "gefragte" Computer ist. Der Computer A initiiert ein OB REQ-Signal 405 in Forn einer Übergangsänderung von einem niedrigen auf einen hohen Pegel. Bei der Zeit T₀ ändert sich das nach außen gerichtete Abfragesignal 405 auf einen hohen Pegel. Dieses Signal 405 liegt gemäß Fig. 1 an der nach außen gerichteten Abfrageleitung OB REQ vom Computer A zum Schnittstellenkreis A an. Es sei angenommen, daß alle logischen Schaltungen der Schnittstellenschaltung A sich in ihrem Anfangszustand für eine Datenübertragungsfolge befinden. Die Schnittstellenschaltung A wiederholt das OB REQ-Signal als ein 415 an der zur Schnittstellenschaltung B verlaufenden eingehenden Abfrageleitung. Dann tastet die Schnittstellenschaltung B das Signal IB REQ 415 während zweier Uhrimpulse 410 B und 411 B gegen die Uhr des Computers B ab. (Es sei darauf hingewiesen, daß die Uhrsignale für den Computer A und B einfach als "Empfangs"-Uhren bezeichnet werden und daß aus Gründen der Einfachheit der Beschreibung angenommen wird, daß sie synchron laufen). Wenn das IB REQ-Signal 415 während mindestens zweier Uhrimpulse vorliegt, basierend auf der Uhr des Computers B, bewirkt die Schnittstellenschaltung B ein Rückführ-Antwort RSP-Signal 425. Dieses wird von der Schnittstellenschaltung

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des Computers B über die Antwortleitung zur Schnittstelle Λ übertragen.

Dann tastet die Schnittstellenschaltung A das RSP Signal 425 während zweier Uhrinpulse 412 A und 413 A basierend auf der Uhr des Computers A ab. Wenn das RSP Signal 42 5 während wenigstens zweier Uhrimpulse vorhanden ist, leitet der Computer A das RDY Signal 435 ein. Das RDY Signal 435 wird über die "Fertig"-Leitung zur Schnittstellenschaltung B übertragen. Diese tastet dann das RDY Signal 425 während zweier Uhrinpulse 414 B und 415 3 ab. Kenn dieses Signal während wenigstens zweier Uhrinpulse anliegt, wird durch die Schnittstellenschaltung des Computers B der Datenabtastimpuls 450 mit einer Dauer von einem Uhrimpuls erzeugt, und dieser Impuls 450 wird zum Computer B übertragen. Bei Ankunft dieses Datenabtastimpulses 450 tastet der Computer B die über die Datenübertragungsleitungen (Fig. 1) zum Computer A übertragene Information in jeglicher bekannter Weise ab.

Wenn der Computer B der "abfragende" Computer ist, ergibt sich die gleiche Folge, nur in umgekehrter Richtung. Wie im folgenden beschrieben wird, ermöglichen logische Elemente in den Schnittstellenschaltungen die Zweiwege-Übertragung einer Folge von Steuersignalen über die Abfrage-, Antwort- und Fertig -Leitungen . Diese logischen Elemente umfassen auch ein Paar von Treibern und Empfängern an jedem Ende dieser in zwei

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Richtungen arbeitenden Leitungen, dessen Wirkung die Signale automatisch in die richtige Richtung leitet.

Fig. 3 zeigt eine entsprechende in zwei Richtungen wirksame übertragungsleitung (z. B. eine RDY oder RSP-Leitung) in Forin jeglichen gut verdrillten Drahtpaares. Leitungstreiber 18 A und 18 B können in der Regel zwei Eingangs-HAND Schaltungen (nicht-Und-Tor), z. B. SN 7 438, wie gezeigt, aufweisen. Die Empfänger 44 A und 44 B sind eine Eingangs-NAND-Schaltung, wie z. B. als SN 7400 gezeigt. Diese Schaltungen

VCC und Übertragungsleitungen sind durch Erdung, Versorgungsspannung und einem Potentialteiler, einschließlich von Widerständen, mit Vierten von etwa 220 und 330, wie sie in der Computer-Technologie Verwendung finden, entsprechend ausgebildet und abgeschlossen. In Verbindung mit Fig. 2 ist die Art und Weise, in der Signale,über die in zwei Richtungen wirksamen Leitungen übertragen werden, genauer beschrieben.

Gemäß Fig. 2 ist eine genauere Beschreibung der logischen Schnittstellenschaltungen gegeben. Die Computer A und B sind mit identischen logischen Schnittstellenschaltungen versehen. Sie dienen dazu, eine Folge von Steuersignalen zwischen den zwei Computern zu verifizieren «Die Folge der Steuersignale wird zu dem Zwecke ausgetauscht, daß sie während eines verifizierten Datenabtastimpulses ankommen. Der Abtastimpuls wird auf den einen Computer zwecks Einlesen von Daten aus dem anderen Computer in den einen Computer übertragen.

Es sei angenommen, daß ein ausgehendes Abfragesignal 405,

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Fig. 4, vom Computer A als ein Eingangssignal zur NAND-Schaltung 10 A herrührt. Der große Buchstabe nach der Besuchsziffer zeigt an, zu welcher logischen Schnittstellenschaltung das numerierte Element gehört. Zum besseren Verständnis ist die Richtung einer Folge von Steuersignalen durch die dicken Linien und Pfeilspitzen in Fig. 2 angezeigt. Die NAND-Schaltung 10 A wird anfänglich durch einen Nullzustand in Stufe C des Registers 14 A beeinflußt. Dieser niedrige Pegel wird im Invertierer 34 A in einen Eingang hohen Pegels in die NAND-Schaltung 10 A invertiert. Die NAND-Schaltung 10 A empfängt und wiederholt das nach außen gerichtete Abfragesignal 405 als ein nach innen gerichtetes, zur Schnittstellenschaltung B übertragenes nach innen gerichtetes Abfragesignal. Ein nach innen gerichtetes Abfragesignal, z. B. 415, Fig. 4, schließt einen Übergang von einem hohen auf einen niedrigen Pegel ein. Das nach innen gerichtete Abfragesignal 415 wird zweimal invertiert. Einmal durch die Schaltung 10 A und einmal durch den Invertierer 12 B. Das Signal 415 wird auf eine Zustandsverschiebungsklemme eines in zwei Richtungen wirksamen 4 Byte-Schieberegister 14 B angelegt.

Wie in Fig. 2 dargestellt, liegen Uhrimpulse vom Computer B an den Verschiebe- und Lastklemmen des Schieberegisters 14 B an. Die Richtung der Verschiebung für Signalpegel oder Zustände in den Abschnitten des Registers 14 B wird durch die Polarität des Signals auf der einkommenden Abfrageleitung gesteuert. Signalzustände im Register 14 B treten zur Computer B-Uhrzeit

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auf. Ein logisches Zustand "1"-Signal wird an der rechten oberen Klemme des Schieberegisters 14 B angelegt, und ein logisaher "0" Pegel wird in die untere linke Klemme für dieses Schieberegister eingegeben. Die am Verschiebezustand-Eingang für das Schieberegister 14 B vorliegende Polarität bestimmt in Verbindung mit den Impulsen der Uhr-B und den festen "0" und "1 "Einganaspegeln ^das Bild der logischen Pegel oder Zustände im Register 14 B.

Wenn z. B. die nach innen gerichtete Abfrage einen niedrigen Pegel hat, d. h. das Signal vom Invertierer 12 B ist auf einem logisch "0" Zustand, werden die Nullen im Register 14 B nach rechts verschoben, wobei eine Verschiebung mit jedem Impuls der Uhr B auftritt. Ein fortgesetzter niedriger Pegel resultiert deshalb in Nullen, die an allen Registerabschnitten oder -stufen im Schieberegister 14 B erscheinen.

Wenn am Zustandsteuerungs-Eingang für das Register 14 B ein hoher Pegel vorliegt, nimmt das Schieberegister einen Verschiebezustand nach links ein, sodaß die logischen "1" Pegel wegen des fixierten "1" Eingangs von links an der oberen rechten Ecke des Registers 14 B eintreten. Wenn das Abfragesignal seinen hohen Pegel während zweier Uhrimpulse beibehält, wird der feste "1" Pegel von der oberen rechten Eingangsklemme zuerst in die Stufe D, dann in die Stufe C des Registers 14 B verschoben. Wenn eine "1" in der Stufe C vorliegt, ändern sich die Eingangsbedingungen für die Schaltungen 10 B und 18 B.

6 Π 9 B Π Β /0757

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Bei der Schaltung oder dem Tor 10 B invertiert der Invertierer 34 B den hohen Pegel der Stufe C auf einen niedrigen Pegel, wodurch die Schaltung blockiert wird, unabhängig davon, welche Signalzustände in der OB REQ Leitung 15 B bestehen. Deraentsprechend erzeugt die vorbeschriebene Wirkung der Schaltung eine Verriegelungssicherung, wenn eine nach innen gerichtete Abfrage an der Schnittstelle B auftritt. Somit wird nach innen gerichteten Daten Priorität gegeben. Die inhibitierende Schaltung 10 B verhindert, daß der Computer B versucht, der Schnittstelle Λ zu signalisieren, daß die Schnittstelle A veranlaßt werden soll, Daten vom Computer B abzufragen.

Gleichzeitig liegt an der Schaltung 18 3 vom Register C ein hoher Pegel zusammen mit einem hohen Pegel vom Ausgang der Schaltung 20 B an. Die Schaltung 20 B überwacht die Stufen B und C des Registers 28 B, deren Stufen normalerweise sich auf "0" oder einem niedrigen Zustand befinden, wodurch bewirkt wird, daß der Ausgang der Schaltung 20 B in der Regel einen hohen Pegel aufweist. Auf diese Weise befindet sich der Ausgang der Schaltung 18 B normalerweise auf einen niedrigen Pegel und sendet ein Rückführ-Antwortsignal über die Rückführ-Antwortleitung 19 zur Schnittstelle A.

Das Tor oder die Schaltung 26 A ist eine Zustandssteuerungsschaltung oder ein -^gatter für das Register 28 A an der Schnittstelle A. Register 28 A (und Register 28 B) führen zwei

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Funktionen insoweit aus, als sie in der Lage sind, ein "Fertig"-Signal und einen Datenabtastimpüls zu erzeugen. Beim vorliegenden Beispiel jedoch erzeugt das Register 28 A ein "Fertig"-Signal, das den dick gezeichneten Signalfluß-Linien zur Schnittstelle B folgt. Die Erzeugung des "Fertig"-Signals ist unten im Anschluß an die Beschreibung der Wirkungsweise der Register 28 A und 28 B beschrieben.

Die Register 28 A und 28 B sind in Abhängigkeit von dem Pegel.des Zustandssteuerungseingangssignals von den Schaltungen oder Gattern 26 A, 26 B und 52 A, 54 A sowie 52 B und 54 B zur in einer Richtung verlaufenden Rechtsverschiebung und Parallellast miteinander verbunden. An der Eingangsstufe A ist eine feste logische "1" vorhanden. Uhrimpulse verschieben die Signalzustände in den Registerstufen mit jeweils einer Verschiebung pro Uhrimpuls. Jedes Register weist vier Stufen A, B, C und D auf, wobei die Stufe D nicht gebraucht wird. Die parallelen Eingänge in jedes Register 28 A oder 28 B sind verbunden, so daß die Register auch in diesem Zustand mit gewissen Modifikationen, wie sie von den Gattern 52 A, 52 B und 54 A und 54 3 vorgegeben werden, nach rechts verschieben.

Tabelle 1 gibt eine Wahrheitstabelle für eine Anzahl von Eingangsiuöglichkeiten wieder. Gemäß dieser Tabelle wird das folgende Vektorargument erhalten. Wenn ein Eingangssignal S von der Schaltung 26 A (oder der Schaltung 28 B) einen hohen Pegel aufweist oder eine ^U1" ist, wird eine "1"

B 0 9 R 0.8 / 0 7 5 7

-is- 253AU1

in den Rechtsverschiebungseingang des Registers 28 A beim Auftreten eines Uhrimpulses A eingegeben. Der Inhalt der Registerstufe B wird immer zwischen die Registerstufe C eingegeben, während der Status der Registerstufe B eine Funktion der Polarität des Eingannssignales und der Inhalte der verbleibenden Register stuf en ist.^J^{enn ein} Eingangssignal für die Zustandssteuerung eine "0" ist, wird das Register zur Rechtsverschiebung verbunden, und der Inhalt der Stufe A wird immer zur Stufe B verschoben. Wenn der Zustandssteuerungseingang eine "1" ist, wird der Inhalt der Stufe A immer in die Stufe B verschoben, mit der Ausnahme, wenn S = 1, A = 0 und B = 1. Bei dieser Ausnahme führen die Schaltungen oder Gatter 52 A und 54 A (oder Schaltungen 52 B) eine "1" in die Stufe B anstelle einer "0" von der Stufe A in die Stufe B ein. Der Zweck dieser Ausnahme ist unten in Verbindung mit einer weiteren Beschreibung der Wahrheitstabelle 1 erläutert.

Nunmehr wird in Verbindung mit Fig. 2 die Arbeitsweise des Registers 28 A bei Antwort auf ein Rückführ-Antwortsignal von der Schnittstelle B beschrieben.

Die Schaltungen oder Gatter 42 A und 38 A befinden sich in der Regel in dem Zustand, daß sie hohe oder wahre Eingangssignale dem Gatter 26 A zuführen. Das Gatter 26 A seinerseits liefert einen niedrigen oder "0" Zustand als Eingangssignal zur Stufe A des Registers 28 A. Somit sind

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die Stufen des Registers 28 Λ auf "O" Zustände gestellt. Wenn ein Rückführ-Antwortsignal als niedriger Pegel vom Inverter 22 A auf einen hohen oder wahren Pegel invertiert wird, sind die Bedingungen für den Ausgang des Gatters 24 A derart erfüllt, daß es auf einen niedrigen Zustand geht und hierdurch den Ausgang des Gatters 26 A derart beeinflußt, daß er einen hohen Pegel einnimmt. Der hohe Pegel an der Zustandssteuerungsleitung speichert zunächst eine "1" in die Stufe A bei Auftreten eines Uhrimpulses von der Uhr des Computers A ein. Wenn das Rückführ-Antwortsignal während eines zweiten Uhrimpulses weiterexistiert, wird eine "1" in die Stufe B des Registers 28 A eingegeben. Wenn das Register B eine ?1" enthält, wird der hohe Pegel als ein Eingangssignal an das Gatter 32 A angelegt, wie dies durch die dick gezeichnete Signal·»· Flußlinie gezeigt ist. Beide Eingangssignale zum Gatter 32 a weisen in diesem Moment einen hohen Pegel auf, sodaß das Ausgangssignal des Gatters 32 a niedrig ist. Der übergang des Ausgangs des Gatters 32 A von einem hohen auf einen niedrigen Pegel bildet den "Fertig"-Impuls 43 5, vgl. Fig. 4.

An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, daß die Zustände der Registerstufen· des Registers 28 A wie folgt sind: A = 1, B = 1 und C=O. Wie durch Unterstreichen in der Tabelle gezeigt ist, ist diese Bedingung oder der Zustand für ein Datenabtastsignal richtig unter der Voraussetzung, daß das Ausgangssignal vom Invertierer 13 A ebenfalls hoch ist. In diesem Fall invertiert der Invertierer 13 A jedoch den hohen

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Pegel des 03 RUQ Signals 405, Fig. 4; somit wird kein Datenauswertungssignal vom Gatter 60 Λ ausgesardt.

An der Schnittstelle B wird der "Fertig"-Impuls 435 mit einem Torimpuls in genau der gleichen Weise durch das Register 28 B geschickt, wie soeben für das Rückführantwortsignal 425 an der Schnittstelle A beschrieben. An der Schnittstelle B erzeugt der Invertierer 13 B jedoch einen hohen Pegel zum Gatter 80 B, da OB REQ Leitung B einen niedrigen Pegel aufweist.

Das "Fertig"-Signal 435 wird während zweier Uhrperioden als niedrig verifiziert, wie dies weiter oben beschrieben wurde. Wenn es derart erkannt wurde, befinden sich die Stufen des Registers 28 B in den folgenden Zuständen: A = 1, B = 1 und C=O. Dieser Vektor erzeugt den Datenabtastimpuls 450, vgl. Fig. 4. Der Datenabtastimpuls 450 wird somit vom Gatter 60 B ausgesandt. Wie in Figur 4 gezeigt, ist der Datenabtastimpuls 450 ein negativer Impuls mit einer Dauer von einer Uhrperiode.

Der Datenabtastimpuls 450 wird beim nächsten Uhrenimpuls abgeschlossen bzw. vervollständigt, wenn die Stufen B und C beide einen "1" Zustand aufweisen. Ein "1" Zustand in Stufe C wird durch den Invertierer 56 B umgekehrt, und somit beendet dieser Zustand den Datenabtastimpuls durch Blockieren des Gatters 60 B. Zur gleichen Zeit bewirkt der

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"1" Zustand in den Stufen B und C, daß der Ausgang des Gatters 20 B auf einen niedrigen Pegel geht. Dementsprechend wird auch am Gatter 18 B ein niedriges Ausgangssignal erhalten.

Die Fig. 4 zeigt, daß die Vervollständigung des Datenabtastirapulses 450 den Rückführ-Antwortimpuls 425 beendet, wie dies symbolisch durch den gestrichelten Pfeil 451 angedeutet ist. Diese Beendigung des Impulses 425 wird durch die "1" in den Stufen B und C des Registers 28 A bewirkt. Da beide Register 28 A und 28 B für zwei Uhrimpulse nach rechts verschoben werden müssen, wird die Beendigung des Rückführ-Antwortimpulses 425 zwei Uhrimpulse später von der Beendigung des "Fertig"-Signals gefolgt, wie dies symbolisch durch den Pfeil 452 gezeigt ist. Entsprechend dem Pfeil 453 wird zwei Uhrimpulse später das Rückführ-Antwortsignal 475" gebildet, da das nach innen gerichtete Abfragesignal 415 noch niedrig ist. Diese eben beschriebene Folge definiert die Datenabtastperiode T₁ gemäß Fig. 4.

Die Schnittstellenschaltung B ist so ausgeführt, daß sie automatisch der Schnittstelle A die Vervollständigung des Datenabtastimpulses anzeigt. Diese Anzeige tritt deshalb auf, weil bei den Zuständen B = 1 und C = 1 eine Abtastvervollständigung auftritt. Diese Stufen erfüllen die Eingangsbedingungen zum Gatter 20 B_/ und somit geht dessen Aus-

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gang auf einen niedrigen Pegel und das Gatter 18 B auf einen hohen Pegel, und der Rückführ-Antwortimpuls wird beendet.

Der Pfeil 450 in Fig. 4 zeigt, daß das Rückführ-Antwortsignal 425 auf einen hohen Pegel bei der Vervollständigung des Datenabtastimpulses 450 geht. Wenn die Rückführ-Antwortleitung einen hohen Pegel einnimmt, wie dies weiter oben beschrieben wurde, ändert sich das Zustandssteuerungssignal am Ausgang des Gatters 26 A nach "0". Da dieser Pegel während zweier Uhrimpulse gehalten wird, bewegt sich die "0" in die Stufe "B", wodurch das NAND-Gatter 32 A verriegelt wird. Diese Verriegelung ändert den Pegel am Zustandssteuerungsgatter 40 B derart, daß wiederum eine "0" in das Schieberegister 28 B eingegeben wird. Diese "0" wird in das Register 28 B gepulst. Zwei weitere Uhrimpulse bewegen die "0" zur Stufe B des Registers 28 B. In diesem Zeitpunkt, wenn sich die Abfrageleitung noch auf einem niedrigen Pegel befindet, sind die Bedingungen für das Gatter 18 B derart erfüllt, daß es auf einen niedrigen Pegel geht und einen weiteren Rückführ -Ab fr age impuls bildet. Der soeben beschriebene Vorgang wiederholt sich selbst und ein weiterer Datenabtastimpuls 470, vgl. Fig. 4, wird während der zweiten Daten-Byte-Übertragungsperiode T₂ erzeugt. Wie in Fig. 2 gezeigt, ist eine Drei-Byte-Übertragung eingeschlossen. Somit wiederholt sich der beschriebene Vorgang noch einmal, um einen dritten Datenabtastimpuls 490 zu erzeugen.

Nachdem der Datenabtastimpuls 490 vervollständigt ist, sind

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alle drei Daten-Bytes übertragen. Wie in Fig. 4 gezeigt, kann die Abfrageleitung dann abgeschaltet werden, wenn das dritte "Fertig"-Signal 456 zuerst gebildet ist. Daneben fährt die Schnittstellenschaltung B fort, den Datenabtastimpuls 490 zu bilden und zu vervollständigen. Eine Vervollständigung des Datenabtastimpulses 490 bei hohem Pegel der Abfrageleitung bringt die logische Schaltung der Schnittstelle B in eine Ausgangsstellung. Es sei darauf hingewiesen, daß im Falle, daß der Vektor aus A = 1, B = 1 und C=Ok Schieberegister 28 B gebildet ist, ein Abtastimpuls begonnen und abgeschlossen wird, selbst wenn das "Fertig"-Signal 435 wegen eines Rauschimpulses auf einen hohen Pegel gebaut wird. Dieser Umstand tritt deshalb ein, weil das Register 28 B nach rechts verschiebt, unabhängig davon, ob das "Fertig"-Signal 435 hoch oder niedrig ist. Somit wird in jedein Fall die "1" in die Stufe C verschoben, um die Datenabtastung unabhängig vom Eingangszustand des Zustandssteuerungssignals vom Gatter 26 B zum Register 28 B abzuschließen.

Die Tabelle 1 gibt verschiedene mögliche Eingangszustände oder -bedingungen wieder und zeigt die Arbeitsweise der Schaltung, wie sie gerade für die beiden Register 28 A oder 28 B beschrieben wurde. Es würde den Rahmen dieser Beschreibung sprengen, wenn alle möglichen Eingangszustände in die Tabelle 1 eingegeben würden. Die Feststellung ist ausreichend, daß die logischen Schnittstellenschaltungen eine Datenabtastung für alle möglichen Eingangszustände richtig beginnen und

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zum Abschluß bringen. Das Vorhandensein von Rauschspitzen jeder Polarität geringer als die Dauer von zwei Uhrimpulsen bringt die zum Beginn einer Datenabtastung notwendigen Verschiebungen nicht zum Abschluß. Die Tabelle 1 ist insoweit verständlich und erfordert keine in wextere Einzelheiten.

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O	O	O		O	O	O	0	0	1	1	1
O	O	O		O	O	O	0	0	O	O	1
O	O	O		1	1	O	0	1	O	O	1
O	1	O		1 O	1	1	0	1 1	1	O
O	1	O	1	1	O		0	0		1	1
1	O	1	O	1	1	1	0	1			1
1	O		O	1.	1	1		1	1	1	1
	O	1	O	1	1	1	1	1	1	1
O	O	O	O	1	1	1	1	1	O	1
O	1	O	O	O	1		1	0	1	1
O	1	O	O	O	O	1	1	0	1
O	O	1		1	O	1		0	1	1
	O	1	1	O O O	1	1	1	1 1 1	1	1
1	1	1			O O O	O	1	1	O	1
1	1	O	1			O	1	O	O
O	1 1	O	O		HOO		O	O
O		1	O				O
1			1			1	1
1	1 1	1				O
		1			1	O
1				1	1	O
				1
1			1	1
	1		1	1
	O
O	1
	0
1 1	OHO

TABELLE 1

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An dieser Stelle sollte jedoch eine besondere Betrachtung eines Falles der Tabelle 1 diskutiert werden. Wenn das Eingangssignal hoch anliegt, um das Register 28 A oder 28 B während einer ausgedehnten Periode zu verschieben, siehe Sektion A der Tabelle 1, und wenn eine einzelne Rauschspitze für die Dauer eines Uhrimpulses auftritt, so könnte diese Rauschspitze als eine "0" angesehen werden. Vgl. z. B. die "0" mit Stern in Tabelle 1. Diese "0" würde in ein Schieberegister eingegeben werden, wie z. B. Register 28 A, als eine "0" für Stufe A. Wenn es dieser "0" ermöglicht werden würde, zur Stufe C weiterzulaufen, während ein hoher Pegel oder eine "1" am Zustandssteuerungseingang S anliegt, würden nach der Verschiebung solche Zustände hergestellt, daß ein Datenabtastimpuls erzeugt werden würde. Die Übertragung eines "0" Zustandes C bei Vorliegen von "1"en in den Stufen A und B würde in dem Beginn und der darauffolgenden Vervollständigung einer Datenabtastung zu inkorrekter Zeit resultieren, wie dies durch den gestrichelten Block dargestellt ist. Dieser Zustand oder diese Bedingung kann jedoch wegen des Vorhandenseins von Vektormodifikationsgattern, wie sie weiter oben beschrieben wurden, nicht auftreten. Wenn somit, wie in Sektion der Tabelle 1 dargestellt ist, die Zustandssteuerung ein Rauschsignal empfängt und dieses Signal als eine "0" in die Stufe A gegeben wird, erfüllt das Vorhandensein einer "1" in den Stufen B und C verbunden mit einem hohen Pegel oder einer "1" als der Zustandssteuerungseingang F das logische Gatter 54 B, Fig. 2, und sein Ausgang nimmt einen niedrigen Pegel an. Dies bewirkt, daß der Eingang zum Gatter 52 B einen niedrigen und der Ausgang des Gatters 52 B einen hohen Pegel einnimmt. Ein hoher Ausgang vom Gatter 52

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veranlaßt die Annahne einer "1" in der Stufe B bei Auftreten des Uhrimpulses, der anderweitig das "O" Rauschsignal in die Stufe B bewegen würde. Infolgedessen ist der Möglichkeit des Auftretens einer falschen Datenabtastung vorgebeugt.

Die Wirkungsweise und die zeitliche Folge der verschiedenen Steuersignale zur Datenübertragung kann wie folgt zusammengefaßt werden:

a. Ein nach außen gerichtetes /ibfragesignal wird durch die übertragungsvorrichtung auf eine nach außen gerichtete Abfrageleitung gegeben.

b. Das nach außen gerichtete Abfragesignal placiert ein Signal auf eine nach innen gerichtete Abfrageleitung, das durch die empfangende Anordnung abgetastet und synchronisiert wird.

c. Das nach innen gerichtete, synchronisierte Abfragesignal bringt ein nach außen gerichtetes Antwortsignal auf die nach außen gerichtete Antwortleitung.

d. Das Signal auf der Antwortleitung, bezüglich der übermittelnden Vorrichtung nach innen gerichtet, wird abgetastet sowie synchronisiert und bewirkt die Erzeugung eines Signals auf ihrer nach außen gerichteten "Fertig"-Leitung.

e. Das "Fertig"-Signal, bezüglich der empfangenden Vorrich-

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tung nach innen gerichtet, wird abgetastet und synchronisiert sowie dazu benutzt, einen Datenabtastimpuls zu bilden.

f. Bei Vervollständigung des Datenabtastinpulses wird das nach innen gerichtete "Fertig"-Signal zum Abschalten des nach außen gerichteten Antwortsignals benutzt.

g. Die Abschaltung der nach außen gerichteten Antwortsignalleitung bewirkt ihrerseits die Abschaltung der nach innen gerichteten Anführungszeichen "Fertig"-Leitung.

h. Die Abschaltung der nach innen gerichteten "Fertig"-Leitung bewirkt wiederum Einschaltung der nach außen gerichteten Antwortleitung, in Abhängigkeit von der Einschaltung der Abfrageleitung, um das nächste Daten-Byte zu empfangen.

i. An Schluß der 3lockübertragung wird die Abfrageleitung von der Übertragungsvorrichtung gleichzeitig Mit der "Fertig"-Leitung bezüglich der übertragungsvorrichtung nach außen gerichtet abgeschaltet, danit das letzte Seichen eingeschaltet v/ird.

j. Die Freigabe einer nach innen gerichteten Abfrageleitung v/ird nur bein dritten ührinpuls einer Ξηρ fangs-

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vorrichtung festgestellt. Der Grund für dieses Kriterium liegt darin, daß die nach innen gerichtete Abfrageleitung in nicht gepufferter, nicht gespeicherter Forn verwendet wird, uru die noch außen gerichtete Antwortleitung arzusteacrn um' folrlich auch freizugeben. Die nach außen gerichtete Antwortleitung r:iuß dann angesteuert bleiben, bis die Datenabtastung des letzten Zeichen-Bytes vervollständigt wurde. Anders ausgedrückt: Das Abschalten der nach außen gerichteten Antwortleitung tritt in der Regel an hinteren Ende des Datenabtastiiapulses auf, das sich am Ende der dritten Zeitperiode des "Fertig"-Leitungs-Eir.pfangsrecfisters befindet. Für das letzte Zeichen wird die Freigabe der nach außen gerichteten Antwortleitung entweder durch die Entfernung eines nach innen gerichteten Abfragesignals oder durch die abgeschlossene Datenabtastung bewirkt. Die Freigabe der Antwortleitung durch die nach innen gerichtete Abfrageleitung darf nicht vor der Freigabe durch die Vervollständigung der Datenabtastung erfolgen.

Die Arbeitsweise der Sirmalsynchronisatjons- und Rauschsteuerung-LT .pf angsregister für die Übertragung der Gchnittstellen-Zeitsteuer-Signale in allgemeinen und für die "Fertig"-Leitungsreaister in besonderen sei v/ie folgt zusammengefaßt:

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a. iJine Signaländerung wird nur dann erkannt, wenn das Signal während zwei aufeinanderfolgender Urperioden in seinen neuen Zustand verbleibt, nachdem es in seinem vorangegangenen Zustand ebenfalls für zwei Uhrperioden verblieben ist.

b. Line Datenabtastung wird nur für eine in einer Richtung verlaufende .änderung des Eingangssignals erzeugt.

c. Wenn ein Datenabtastungsinpuls sich zu bilden begonnen hat, wird er unabhängig vervollständigt und die Tatsache, daß er beendigt oder vervollständigt wurde, wird unabhängig berichtet. Mit unabhängig sei hier die Unabhängigkeit von den Vorgängen in der Eingangssignalleitung bezeichnet.

d. Eine zu irgendeiner Zeit auftretende Rauschspitze jeglicher Polarität mit einer Dauer von weniger als zwei Uhrperioden erzeugt weder einen zweiten Datenabtastimpuls noch unterbricht sie die Bildung eines Datenabtastimpulses. Sie unterbricht auch nicht das folgende Berichtsignal, wonach ein Datenabtastimpuls gebildet wurde.

η q β η R / η 7 5 7

Claims

Patentansprüche

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Vorrichtung zur Steuerung der asynchronen Datenübertragung von einem zu einem anderen Computer in Antwort auf eine Folge von zwischen den Computern ausgetauschten Steuersignalen, wobei die Computer asynchrone Uhren aufweisen, gekennzeichnet durch eine Einrichtung an dem einen Computer zum Initiieren und Austauschen ausgewählte Signale der Folge der Steuersignale und eine Einrichtung an den anderen Computer zum Austauschen ausgewählter Signale und Vervollständigen der Steuersignale,

durch eine Einrichtung an jedem ein Steuersignal empfangenden Computer zur Verifizierung des empfangenen Steuersignals während einer vorbestimmten Anzahl von Uhrimpulsen der Uhr des empfangenden Computers und zur Übertragung von ausgewählten Signalen der Steuersignale der Folge auf den anderen Computer im Anschluß an jede Verifikation sowie

durch eine Einrichtung an dem auf die Verifikation aller Steuersignale der Folge von beiden Computern ansprechenden Computer zur Initiierung der Datenübertragung auf den einen Computer.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiter umfaßt:
eine erste Quelle von Uhrimpulsen an dem einen Computer

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und eine zweite asynchrone Quelle von Uhrimpulsen an dem zweiten Computer und

eine auf den Empfang eines Steuersignals an jedem Computer ansprechende Einrichtung zur Eingabe des erhaltenen Steuersignals in ein Verifikations-Schieberegister durch die Uhrimpulse der Uhrquelle an dem empfangenden Computer und

eine Einrichtung zur Überwachung der in dieses Register eingegebenen Signale zur Verifikation des Anliegens des Steuersignals während wenigstens der vorbestimmten Anzahl an Uhrimpulsen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Austausch der Signale eine erste den einen Computer zugeordnete Schnittstelle und eine zweite, identisch zur ersten Schnittstelle ausgebildete, den anderen Computer zugeordnete Schnittstelle aufweist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Folge der Steuersignale ein Abfrage-, ein Rückführ-Antwort- und ein "Fertig"-Signal aufweist und die erste und die zweite Schnittstelle jeweils eine Einrichtung zur Feststellung des Empfangs eines an der Schnittstelle empfangenen Abfragesignals und eine Verriegelungseinrichtung, die auf die Verifikation des empfangenen Abfragesignals anspricht, um die Übertragung eines anderen Abfragesignals von der anderen Schnittstelle zu unterbinden.

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5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede der beiden Schnittstellen aufweist:

Eine Einrichtung zum Initiieren einer Datenübertragung von dem anderen Computer durch Übermittlung eines Abfragesignals von dem einen zu dem anderen Computer,

eine Einrichtung zur Erzeugung eines Rückführ-Antwortsignals in Antwort auf die Verifikation des Empfangs-Abfragesignals,

eine Einrichtung zur Verifikation des Empfangs des Rückführ-Aritwortsignals, die auf seine Verifikation anspricht, uiu ein "Fertig"-Signal zu übertragen und

eine auf den Empfang des "Fertig"-Signals bei seiner Verifikation ansprechende Einrichtung zur Erzeugung eines Datenabtastirapulses, um die Datenübertragung von dem einen zu dem andern Computer in die Wege zu leiten.
6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmte Anzahl von Impulsen die gleiche Impulsanzahl für jede Schnittstelle aufweist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Übertragung der Abfrage- und "Fertig"-Signale in zwei Richtungen arbeitende Übertragungsleitungen sind.

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8. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schnittstelle aufweist:

eine auf die Beendigung des Datenabtastimpulses ansprechende Einrichtung zur Unterbindung der Übertragung eines Antwortsignals auf die erste Schnittstelle und

eine auf die Unterbrechung des Antwortsignals ansprechende Einrichtung zur Wiederermöglichung der Übertragung von Z^ntwortsignalen auf die erste Schnittstelle in Abhängigkeit vom Vorhandensein des Abfragesignals an der zweiten Schnittstelle während der vorbestimmten Anzahl von Uhrimpulsen.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung eines Antwortsignals ein in zwei Richtungen arbeitendes Schieberegister und eine Einrichtung zur Eingabe des Abfragesignals in die Zustandsänderungsklemnie des in zwei Richtungen arbeitenden Schieberegisters zur Steuerung der Verschieberichtung aufweist und daß das in zwei Richtungen arbeitende Schieberegister an gegenüberliegenden Eingängen mit festen logischen Pegelsignalen in entgegengesetzter Polarität versehen ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung des Datenabtastimpulses ein zweites in zwei Richtungen arbeitendes Schieberegister

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aufweis t , weiterhin eine Einrichtung zur Gewährleistung der Verschiebung des zweiten in zwei Richtungen arbeitenden Schieberegisters in nur eine Richtung, eine Einrichtung zum Anlegen von logischen Pegelsignalen einer ersten Polarität an eine Eingangsklemme des zweiten Schieberegisters, eine Einrichtung zum Übersteuern des Zustandes eines register in den zweiten in zwei Richtungen arbeitenden Schieberegister mit einem Signal entgegengesetzter Polarität zu der der ersten Polarität und eine Einrichtung zur Inhibierung der Übersteuerungseinrichtung, die auf das Anliegen des ersten "Fertig"-Signals an der ersten Schnittstelle anspricht.
11. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung des "Fertig"-Signals ein in einer Richtung arbeitendes Schieberegister aufweist.

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