WO1999000940A2 - Bus system for a digital communications network and method for controlling a bus system of this type - Google Patents

Bus system for a digital communications network and method for controlling a bus system of this type Download PDF

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WO1999000940A2
WO1999000940A2 PCT/DE1998/001621 DE9801621W WO9900940A2 WO 1999000940 A2 WO1999000940 A2 WO 1999000940A2 DE 9801621 W DE9801621 W DE 9801621W WO 9900940 A2 WO9900940 A2 WO 9900940A2
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data
lines
transfer mode
transmission
bus system
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PCT/DE1998/001621
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WO1999000940A8 (en
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Ekkehard Pott
Wilfried Boets
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • H04L2012/5679Arbitration or scheduling

Definitions

  • the present invention relates to a bus system for a digital communication network according to the preamble of appended claim 1 and a method for transmitting signals in a digital bus system
  • the bus system comprises a bus made up of several groups of lines for transmitting digital signals, several interfaces for connecting access units to the bus and at least one control unit for controlling the signal transmission between the control unit and connected access units or between connected access units.
  • the synchronous transfer mode includes all methods of digital transmission of signals with the plesiochronous digital hierarchy and the synchronous digital hierarchy as well as all digital methods of line switching.
  • Characteristic of the synchronous transfer mode is a fixed time interval between the different channels arranged within a frame, which are formed by time slots, and also the synchronization of the frame by a frame sync word.
  • Each time slot or channel has a different fixed one time interval to the synchronization channel or frame header and this interval is also the address of the channel.
  • Each time slot usually contains a fixed number of bits, usually 8 bits.
  • Each frame and thus each time slot appears at a constant distance, for example 8000 times a second at a frame clock frequency of 8 MHz.
  • Most conventional digital communication networks and thus also their bus systems are operated on the basis of the synchronous transfer mode.
  • the asynchronous transfer mode is much more flexible than the synchronous transfer mode.
  • the asynchronous transfer mode takes the place of the time slots of the synchronous transfer mode.
  • At the beginning of such a cell there is a head which contains the address information for identifying the cell.
  • the corresponding cells can be assigned to certain connections using this header.
  • the cells no longer have to be transported at a constant distance from the synchronizing channels as in the synchronous transfer mode.
  • different bit rates can be achieved by sending cells out at different frequencies. All cells in the network are to be treated in the same way in terms of transmission technology and switching technology, regardless of whether they are sent frequently or rarely. This enables a single network of uniform technology for a wide variety of bit rates.
  • the basic functional principle of the asynchronous transfer mode is based on data transmission via virtual connections.
  • a virtual connection is set up, used for communication and cleared down again, but is not always switched through as a line, but is merely identified as a connection throughout.
  • the characteristic of a virtual connection between two subscribers The digital communication network based on the asynchronous transfer mode is a logical channel number which is assigned separately for each partial connection when the connection is established and which also carries each cell with it.
  • the logical channel number is assigned to an access unit connected to the communication network only for the duration of the connection, in general this number changes from connection to connection, since the next free logical channel is always used when establishing a connection.
  • the logical channel number is assigned in a bus system by a corresponding control unit.
  • Conventional digital communication networks or bus systems for digital communication networks can transmit signals or data either exclusively in the synchronous transfer mode or exclusively in the asynchronous transfer mode.
  • a considerably lower expenditure on control and switching technology is required than when transferring signals in the asynchronous transfer mode.
  • the transmission in asynchronous transfer mode enables the transmission of signals even with different bit rates in a very flexible manner.
  • there is neither a bus system nor a method for transmitting signals in a bus system which allow signals to be transmitted both in synchronous and in asynchronous transfer mode and thus combine the advantages of both transmission options.
  • Communication network comprises a bus from several groups of lines for the transmission of digital signals, several interfaces for connecting access units to the bus and at least one control unit for controlling the signal transmission between the control unit and the connected access units or between connected access units, each interface for both the connection of a data in the synchronous transfer mode (ST) access unit is designed as well as for the connection of data in the asynchronous transfer mode (AT) access unit, and a first group of lines for the transmission of data within pulse frames composed of time slots of a fixed Length is provided.
  • the pulse frames are each divided into a first container for transferring data in synchronous transfer mode and a second container for transferring data in asynchronous transfer mode.
  • Time slots for connected ST access units and the second container on request from connected AT access units assign time slots that are not assigned to the first container or are not required by it.
  • the control unit is further configured such that it has the first group of lines when transmitting data in two in synchronous transfer mode Halves divided, with the same time slot being assigned to the same access unit in both halves, so that both halves transmit the same data.
  • Each half can comprise a plurality of parity lines for transmitting parity bits, the control unit or the respective access unit receiving the data from the other half in each case when a parity error is detected in one half.
  • control unit is designed in such a way that it divides the first group of lines into two halves when transmitting data in the asynchronous transfer mode, the same time slot being assigned to the same access unit in both halves, so that both halves transmit the same data.
  • control unit can also be designed such that when data is transmitted in asynchronous transfer mode, it distributes the data to be transmitted over the entire first group of lines, the first group having a plurality of lines for transmitting error detection and Correction data includes and the control unit reduces the transmission of data in the asynchronous transfer mode when a serious error occurs to half the lines of the first group.
  • the first group of lines can have at least one line for transmitting a bus operating signal that is generated by a connected AT access unit and the end of the transmission of data by the latter
  • Access unit identifies.
  • a second group of lines for the transmission of request signals can be provided within pulse frames of a fixed length composed of time slots, each time frame being assigned to each interface provided in the bus system, in which time slots are assigned in each pulse frame, in which AT- connected to the corresponding interfaces Access units of the control unit can transmit request signals for the assignment of a second container.
  • a third group of lines for transmitting control signals for controlling connected access units and their interfaces is also advantageously provided.
  • the third group can comprise backflow lines, which are used for the transmission of data in the asynchronous transfer mode for the transmission of signals with which the transmission of data of different priority levels is controlled.
  • a fourth group of lines for transmitting signals is further provided, at least one of each of these lines for transmitting a pulse frame clock and a time slot clock from the
  • Control unit to the connected access units and at least one of these lines for transmitting a reference clock from the connected access units to the control unit.
  • a second control unit is provided, the structure of which corresponds to that of the first control unit and which takes over its tasks in the event of a malfunction of the first control unit.
  • Control unit for controlling the signal transmission between the control unit and the connected access units or between connected access units can be connected, each interface being transmitted both for the connection of data transmitted in the synchronous transfer mode (ST) and for the connection of data transmitted in the asynchronous transfer mode ( AT) access unit is designed, data are transmitted in a first group of lines within pulse frames composed of time slots of a fixed length, the pulse frames each in a first container for transmitting data in synchronous transfer mode and a second container for
  • the first container in each pulse frame has fixed time slots for connected ST
  • access units and the second container are assigned time slots which have not been assigned to the first container or are not required by it.
  • the first group of lines is divided into two halves when transmitting data in the synchronous transfer mode, the same time slot being assigned to the same access unit in both halves, so that the same data are transmitted in both halves.
  • Each half can have several
  • Parity lines for transmitting parity bits comprise, the data from the other half being received by a connected control unit or a respective access unit upon detection of a parity error in one half.
  • the first group of lines for transmitting data in the asynchronous transfer mode can be divided into two halves, the same time slot being assigned to the same access unit in both halves, so that the same data are transmitted from both halves.
  • the data to be transmitted can be distributed over the entire first group of lines, the first group comprising several lines for transmitting error detection and correction data and the transmission of data in the asynchronous transfer mode Occurrence of a serious error is reduced to half the lines of the first group.
  • a bus operating signal is transmitted which is generated by an AT access unit and which indicates the end of the transmission of data by this access unit.
  • request signals are also transmitted in a second group of lines within pulse frames of a fixed length composed of time slots, wherein each interface provided in the bus system is assigned specific time slots in each pulse frame, in which AT access units connected to the corresponding interfaces
  • Request signals for assigning a second container can be transmitted.
  • backflow signals can still be transmitted in the transmission of data in the asynchronous transfer mode, with which the transmission of data of different priority levels is controlled.
  • clock signals are transmitted in a fourth group of lines, with a pulse frame clock and an in at least one of each of these lines
  • the bus can have a second control interface for connecting a second control unit, the structure of which corresponds to that of the first control unit, a connected second control unit taking over its tasks in the event of a malfunction of the first control unit.
  • FIG. 2 shows a more detailed illustration of the bus system from FIG. 1,
  • FIG. 3 shows a schematic illustration of a pulse frame for the exclusive transmission of data in the synchronous transfer mode
  • FIG. 6 shows a schematic illustration of a pulse frame for the transmission of data in the synchronous and in the asynchronous transfer mode
  • 10 is a schematic representation of several pulse frames with a special pulse frame
  • FIG. 11 shows a schematic illustration of a pulse frame and a time slot for request data
  • Fig. 13 is a schematic representation of the invention
  • Fig. 14 is a schematic representation of an arrangement for
  • 16 is a schematic representation of the bus system according to the invention to explain the connection of additional access units during the
  • FIG. 17 shows a schematic illustration of the bus system according to the invention with backflow lines
  • FIG. 18 shows a more detailed illustration of the bus system shown in FIG. 17.
  • the bus system comprises a bus 1 consisting of a number of lines for transmitting digital signals, a plurality of connected access units 2, 3, 4, 5, 6 and 7 and two connected control units 8 and.
  • the access units 2 to 7 are plugged into corresponding interfaces on a bus base plate.
  • the control units 8 and 9 can also be plugged into corresponding control interfaces, or can also be permanently connected to the bus.
  • the access unit 2 is an access unit that transmits data in the asynchronous transfer mode, while the access units 3 and 4 transmit data in the synchronous transfer mode.
  • the interfaces for connecting the access units to the bus base plate are designed both for connecting data (ST) access units 3, 4 transmitted in synchronous transfer mode and for connecting data transmitted in AT mode (AT) access units.
  • the access unit 5 shown in FIG. 1 is an access unit which establishes the connection to a switching network for the asynchronous transfer mode, and the two access units 6 and 7 are used for exchanging time slots.
  • Bus 1 is in two
  • the two access units 2 to 5 are connected to both halves.
  • the two access units 6 and 7 are each connected to only one half of the bus 1.
  • Both control units 8 and 9 are also each connected to both halves of the bus 1.
  • the two control units 8 and 9 are constructed essentially the same and each have a bus access control element 10 and a clock generation unit 11.
  • the control unit 8 serves as an active control unit, while the control unit 9 is in the rest position. This means that the signal or data transmission is normally controlled by the control unit 8 and the control unit 9 the function of the
  • Control unit 8 only takes over if it shows malfunctions.
  • a connecting line 12 between the two Control units 8 and 9 are used for communication between these two control units, among other things
  • Clock synchronization signals and control signals are transmitted. Furthermore, the connecting line 12 is used to check the two control units 8 and 9 and if necessary. to switch off the faulty control unit.
  • the bus 1 comprises different groups of lines for the transmission of digital signals.
  • a first group 13 of lines serves for the transmission of data between connected access units or between connected access units and the control units.
  • the first group 13 of lines is divided into two halves 13a and 13b, connected ST access units and connected AT access units as well as the two control units 8 and 9 each being connected to both halves 13a and 13b.
  • a second group 14 of lines is used for the transmission of request signals.
  • the second group 14 of lines also consists of two halves 14a and 14b, each interface for connecting ST and AT access units 3 and 2 being connected to both halves 14a and 14b.
  • request signals are sent from connected AT access units 2 to the corresponding control unit 8 or 9, if necessary, in order to be able to transmit AT data.
  • the interfaces for the connection of access units 6 and 7 for the time slot exchange are not connected to the second group 14 of lines.
  • a third group 15 of lines is used to transmit control signals between the interfaces for the access units or connected access units and the control units 8 and 9.
  • a fourth group of lines which is not shown in FIG. 2, is used to transmit clock signals between connected access units and the control units.
  • the bus naturally includes power lines, ground lines and additional lines for other needs.
  • the third group 15 of lines also includes
  • the respective control unit receives a signal from the corresponding interface via one of the lines 22 to 25 that no access unit is connected there, the
  • the third group 15 further includes backflow lines which are used in the transmission of data in the asynchronous transfer mode for the transmission of signals with which the transmission of data of different priority levels is controlled. As shown in Fig. 2, backflow lines 16 are only between the control units 8 and 9 and the interfaces for the connection of AT and ST access units 2 to 3.
  • the third group 15 of lines further comprises lines 17 for transmitting management signals between the access units 2 to 7 and the control units 8 and 9.
  • the data lines shown in bold lines in FIGS. 1 and 2 each comprise a bundle of parallel lines for transmitting signals.
  • the two halves 13a and 13b of the first group 13 of data lines each comprise 40 lines, of which 32 lines each for the transmission of data and the remaining 8 lines each for the transmission of error detection, parity and / or
  • the two halves 14a and 14b of the second group of lines each comprise 4 data lines, 3 of which are each for the transmission of
  • Request signals and a data line for transmitting parity bits is used.
  • the data in the data lines 13a, 13b are transmitted on the basis of pulse frames with a duration of 125 ⁇ s.
  • the frames are each divided into a fixed number of time slots. In the event that the time slot clock frequency is 25.6 MHz, each pulse frame is thus divided into 3200 time slots, whereby a theoretical throughput of 0.82 gigabits / sec can be achieved for one half 13a or 13b of data group 13. If both halves 13a and 13b are used simultaneously for the transmission of data, a total throughput of up to 1.64 gigabits / sec. can be achieved.
  • the pulse frames are essentially divided into two containers, the first container for the transmission of
  • Data in synchronous transfer mode and the second container is used to transfer data in asynchronous transfer mode.
  • the The first container for the transmission of data in the synchronous transfer mode is divided with a predetermined division or determinable by the control units 8 or 9 into specific time slots in each pulse frame.
  • the part of each pulse frame that is not required for the transmission of data in the synchronous transfer mode or the time slots of the pulse frame that are not required for the transmission of data in the synchronous transfer mode are available for the second container for the transmission of data in the asynchronous transfer mode. Since larger cells or packets with a variable amount of data are transmitted in asynchronous transfer mode, the useful bandwidth of the bus can be used flexibly depending on the amount of data to be transmitted.
  • Data in the synchronous transfer mode is preferably carried out by the control unit 8 or 9.
  • the control unit is via connections to be set up or to be released, i.e. connected ST access units teaches and distributes the data to be transmitted in the synchronous transfer mode accordingly over the time slots of the corresponding pulse frame.
  • Time slots that are not or no longer occupied by data to be transmitted in the synchronous transfer mode can be used for the transmission of cells or packets of the asynchronous transfer mode.
  • the boundary between the two types of transfers can be seen as dynamic and virtual. Connections for the transmission of data in synchronous transfer mode are set up with priority. The remaining capacity of the bus is available to the connections for the asynchronous transfer mode.
  • a pulse frame is shown schematically in FIG. 3, in which only data is transmitted in the synchronous transfer mode.
  • the pulse frame 26 shown initially comprises a conventional head 27 with identification data,
  • the time slots 30 contain the data transmitted in the synchronous transfer mode. Each time slot transmits a fixed number of bits, for example 8 bits.
  • the pulse frame 26 comprises time slots 28 with control data for the synchronous transfer mode and time slots 29 with data for checking the bus.
  • the time slots 28 and 29 are preferably always arranged at the same positions of a pulse frame. At least one time slot for transmitting data and one time slot for receiving data are reserved for each interface of the bus, ie for each possible access unit position. This solution enables the implementation of a standard solution for all types of data traffic in synchronous transfer mode. The remaining part of each pulse frame is available for additional data traffic in the synchronous transfer mode and / or in the asynchronous transfer mode.
  • each time slot 30 with data transmitted in the synchronous transfer mode contains one byte, ie 8 bits of synchronous data, a signaling bit and a parity bit being additionally provided in each time slot.
  • the parity bit is used to protect the data bits and the signaling bit.
  • the signaling bit is used by the access units 6 and 7 for the time slot exchange, which are provided for through-signaling for analog access units.
  • a time slot 30 with data transmitted in the synchronous transfer mode thus consists of 8 data bits, a signaling bit and a parity bit.
  • the isochronous channels ie the time slots used for the transmission of signals in the synchronous transfer mode, are used to transport very time-critical data types, such as voice data and video data, and to meet real-time requirements. Furthermore, these time slots are used to exchange administrative information between the control units 8 and 9 and one of the connected access units, to transport administrative information from the control units 8 and 9 to all connected access units and a presence and functionality check of all connected access units. The functionality of the bus and its lines are also tested.
  • the assigned time slots are managed in all AT and ST access units. Around the mean wait for im asynchronous
  • Adhering to the transfer mode of data to be transmitted takes place as uniformly as possible allocation of the time slots for the synchronous transfer mode.
  • the connections 8 are set up and released by the control units 8 and 9.
  • the time slot allocation is permanently valid during the existence of the connection and applies to all pulse frames until the connection is cleared down.
  • the equal distribution of the time slots for the synchronous transfer mode also has the advantage that the administrative effort for setting up and releasing time slots is relatively low.
  • the assignment and release as well as the relevant time for the assignment and release of time slots must be communicated to all connected access units. This is done by the control units 8 and 9 using reserved channels to all connected access units simultaneously, i.e. in the broadcast process.
  • the new number of the occupied or activated time slot is thus available to all access units at the same time.
  • the new occupancy status is valid from the following pulse frame.
  • the maximum waiting time thus corresponds to the length of a pulse frame, namely 125 ⁇ s.
  • the bus system can thus be adapted to fluctuating traffic loads.
  • an acknowledgment mechanism can be provided with which the acceptance of the central assignment to the control units 8 or 9 is confirmed by all connected access units.
  • an acknowledgment mechanism can be provided with which the acceptance of the central assignment to the control units 8 or 9 is confirmed by all connected access units.
  • basic channels are automatically set up, by means of which the connected access units can be addressed.
  • the channel number is linked to the interface number and is used for internal communication between the control units and the connected access units.
  • FIG. 4 schematically shows a pulse frame 31 which is used exclusively for the transmission of data in the asynchronous transfer mode.
  • packets or cells 34 of different sizes can be seen in the pulse frame 31 of FIG. 4, which serve for the transmission of data in the asynchronous transfer mode.
  • the pulse frame 31 has cells 32 in which control data are transmitted in the asynchronous transfer mode.
  • the pulse frame 31 in FIG. 4 also comprises a head 27 with identification data, synchronization information etc., and time slots 29 with data for bus checking.
  • an area 33 is provided which must not be used for the transmission of data in the asynchronous transfer mode, in order to avoid the interruption of a packet 34 with the data transmitted in the asynchronous transfer mode by a pulse frame end.
  • the area 33 is preferably larger than 64 time slots.
  • the pulse frame 31 of FIG. 4 is an example of the fact that the first container, which is reserved for the transmission of data in the synchronous transfer mode, is empty and only data in the second container, ie only data in the asynchronous Transfer mode.
  • Packets 34 include error detection and correction bits in addition to the data bits.
  • the transmission of data is carried out asynchronously
  • Transfer mode uses 7 lines per half 13a and 13b for the transmission of the error detection and correction bits. One more line per half is used to transmit an operating signal indicating that the bus is operating. As with the transmission of data in the synchronous transfer mode, 32 lines are used in each half 13a or 13b of the data group 13 for the transmission of data, while the remaining 8 lines are used for the transmission of signaling bits, parity bits, error correction and correction bits or operating state bits become. This means that 32 bits can be transmitted in parallel in each half.
  • the 8 lines which are used for the transmission of data in the synchronous transfer mode for the transmission of the signaling and parity bits, are used for the transmission of data in the asynchronous transfer mode
  • the second container is used for the transfer of data in the asynchronous transfer mode.
  • the control of this transmission in the asynchronous transfer mode is carried out by the control units 8 and 9 and enables high transmission rates.
  • the issue of the transport permit for the transmission of data in the asynchronous transfer mode in a cell or a packet 34 is decentralized, that is to say in each connected AT access unit. Cells or packages 34 of different lengths can be transported in the second container.
  • the maximum length of a cell 34 is limited by the width of the monitoring device or the counter width for monitoring, the necessary header 27 (sender address, recipient address, etc.), the length of the user data and the Processing of the bus protocol.
  • the minimum length of a cell 34 is determined by the necessary header 27 and the insertion of one byte of user data. Both the minimum and the maximum length should occupy the bus in its width or in multiples thereof.
  • the cell 34 of maximum length comprises a routing head 35 which contains the sender address including the interface address of the AT access unit emitting this cell 34, the receiver address including the interface address of the AT access unit receiving this cell 34, identifiers for multicast addresses, groups of multicast access units , Operational information, administrative information, subcontainer sizes, etc.
  • the AT header 36 of cell 34 contains the AT layer protocol information. There are two different formats for this information, namely the UNI format for the transition between users and the network and sogn. NNI format for the transition between the network nodes and the connecting lines between the network nodes. The two formats differ only in the size of the VPI sub-area (sub-area with information relating to the identification of the virtual path) and the presence or absence of the GFC area.
  • the user data are transmitted in the information area 37.
  • the maximum size of the information area is 48 octets or 48 byte user data.
  • the size of the information area 37 can be reduced to 1 octet or 1 byte, as shown on the right in Fig. 5, and the AT header 36 can remain unused, making it possible to size the cell 34 of up to 9 octets. It is of course possible to have other maximum cell sizes than allow the maximum size of cell 34 of 60 bytes shown.
  • each cell there is an 8 bit checksum field 38 for checking the frame.
  • the maximum size of a cell 34 to be transmitted is limited by a programmable monitoring circuit, for example in the bus access control element 10 of the control units 8 or 9.
  • each of the connected access units receives knowledge of the size of the cell 34 currently being transmitted via the bus operations line in data group 13.
  • a frame 39 is shown in FIG. 6, in which data is transmitted both in the synchronous and in the asynchronous transfer mode.
  • the frame has a conventional head 27 and ST control data time slots 28 and AT control data cells 41.
  • Time slots 29 are also provided for bus checking.
  • the time slots 30 contain data that are transmitted in the synchronous transfer mode, while the cells 34 contain data that are transmitted in the asynchronous transfer mode.
  • the transmission of cells 34 is subordinate in priority to the transmission of time slots 30 in the bus structure. If a cell 34 with data to be transmitted in the asynchronous transfer mode is to be transported on the bus and meets one of the time slots 30 for data transmission in the synchronous transfer mode, the transport of the cell 34 is stopped until the time slots of the frame 39 no longer pass through in the synchronous mode Transfer mode data to be transferred are occupied. Ggffs. the interrupted transport of a cell 34 is interrupted, e.g. in Fig. 6 the transport of cell 34a through time slots 30, and after completion of the transfer of data in synchronous transfer mode continued.
  • the transport of cell 34a through the three time slots 30 is interrupted and after Transfer continued.
  • the transmission of the cell 34b is interrupted by a time slot 30 with the data transmitted in the synchronous transfer mode and is continued after this time slot.
  • each connected AT access unit In order to enable the transmission of data in the synchronous and in the asynchronous transfer mode, an additional signal, which is controlled by the control units 8 and 9, could be implemented in the bus.
  • each connected AT access unit In order to save this signal, each connected AT access unit must have knowledge of time slots in the pulse frame, which are assigned to data to be transmitted in the synchronous transfer mode. This means that all access units must receive information about the reservation and the change in the reservation of time slots for data in the synchronous transfer mode. Time slots for the transmission of cells 34 for data to be transmitted in the asynchronous transfer mode are assigned on request by the connected AT access units. Each AT access unit makes this request accordingly. The second group 14 with request lines is used for this.
  • the head 27 of the pulse frame 39 contains several pieces of information, e.g. the pulse frame number, frame synchronization information and if necessary. the frame clock frequency, a checksum of the head 27, etc. Furthermore, ST control data are transmitted in corresponding time slots 28 in each pulse frame, that is to say in the format of data transmitted in the synchronous transfer mode, between the control units 8 and 9 and the connected ST access units.
  • the number of time slots 28 for this internal protocol during normal operation is determined in accordance with the bandwidth requirements (e.g. 64kbit / s or 256kbit / s).
  • the position of the time slots 28 within the pulse frame 39 corresponds to the
  • the ST control data 28 are used for communication between the control units 8 or 9 and the connected ST access units.
  • 39 60 time slots are provided in each pulse frame as service channels between each connected ST access unit and the control units 8 and 9.
  • 20 time slots serve as service channels from the control units 8 and 9 to each access unit
  • 20 time slots serve as service channels from each access unit to the control units 8 and 9, the second 20 time slots being preceded by a further 20 time slots which contain defined data patterns which are controlled by the control unit 8 or 9.
  • These further 20 time slots are necessary in order to avoid that data of any previous time slot which is still valid in the bus can be misinterpreted as a service channel between the access unit and the control unit 8 or 9. Since the service channels are initialized in a clear manner from the access units to the control units 8 and 9, any removal of an access unit is recognized by the control unit 8 or 9, since the access unit no longer operates the service channel.
  • the service channels also include time slots 29 with bus check signals. In these time slots 29, test patterns are sent from the control units 8 and 9 to the connected access units or vice versa. This bus check data is transmitted on the bus either with incorrect parity to test the parity check or with correct parity and different data patterns to check data group 13 of the bus system.
  • AT control data are transmitted in control cells 41 between control units 8 and 9 and connected AT access units in the format of data transmitted in the asynchronous transfer mode.
  • the sender address and the recipient address of the AT control data correspond to the interface position of the connected AT access unit.
  • An exception to this applies to the service channels, such as the time slots 29 for the bus check, which are also transmitted for AT access units in the format of data transmitted in the synchronous transfer mode.
  • Another exception applies after switching on the bus system, since the
  • Control units 8 and 9 use the defined time slots 28 for the ST control data of the respective interface in order to establish basic communication with the connected AT access units. During operation, the control units 8 and 9 switch the communication to the asynchronous transfer mode.
  • FIG. 7 schematically shows an example of the format of the time slots 28 with ST control data and of the format of the time slots 30 with data transmitted in the synchronous transfer mode.
  • the time slots 30 for ST data consist of an upper half 30a and a lower half 30b.
  • Each half 30a and 30b comprises four bytes of data transmitted in the synchronous transfer mode as well as four parity bits and four signaling bits.
  • each half 30a and 30b thus comprises 40 bits, which are transmitted in parallel in the corresponding half 13a and 13b of the data group 13 of the bus 1.
  • the two halves 30a and 30b are redundant to one another, i.e. it will be the same data in both
  • the time slots 28 for the ST control data have the same format as the time slots 30 for the ST data.
  • the time slots 28 are accordingly divided into two halves 28a and 28b, the two halves being redundant to one another.
  • the upper 16 bits of the upper half 28a of an ST control data time slot 28 may be different from that Access unit 2 (n + i) can be used to transmit and receive data to the corresponding control unit 8 and 9, respectively, while the lower 16 bits of the upper half 28a of the ST control data time slot 28 are used by the access unit 2n + 1.
  • the upper bit 42 of the access unit 2 (n + l) is used to receive data from the corresponding control unit, while the next bit 43 of the access unit 2n + l is used to send control data to the corresponding control unit.
  • the third bit 44 is used by the access unit 2n + l to send control data to the corresponding control unit, while the fourth bit 45 by the access unit 2n + l is used to send control data to the corresponding access unit.
  • a time slot 28 thus serves two connected ST access units for sending and receiving control data. This option is more expensive than the option shown in Fig. 9, but its effectiveness is twice as high.
  • a first time slot 28a x of four connected ST access units is used for receiving control data from the corresponding control unit, while a second time slot 28a 2 of the four ST access units is used for transmission control data is used to the corresponding control unit.
  • the second byte 47 is used for a second ST access unit B for receiving control data from the corresponding one
  • Control unit the third byte 48 is used by a third ST access unit C for receiving control data and the fourth byte 49 is used by a fourth ST access unit D to receive control data.
  • the first byte 50 of the first ST access unit A is used to send control data to the Corresponding control unit
  • the second byte 51 is used by the second ST access unit B to send control data
  • the third byte 52 is used by the third ST access unit C to send control data
  • the fourth byte 53 is used by the fourth access unit D to send control data.
  • a time slot 28 serves four access units for sending control data to the corresponding control unit, while another time slot 28 serves for receiving control data.
  • This solution allows the implementation of a standard solution for all types of data to be transmitted in the synchronous transfer mode between control units 8 and 9 and connected ST access units as well as between connected ST access units. Optimal use of the bandwidth of bus 1 is possible here.
  • the 10 shows two normal pulse frames 39 for the transmission of data in synchronous and asynchronous transfer mode and a special frame 54.
  • the special frame comprises in its header 55 a byte 56 with special information which indicates that the associated frame 54 is a special frame which is specifically aimed at checking the bus and transmitting control data.
  • the special frame 54 includes control time slots 28 and time slots 29 with bus check data.
  • Special frames 54 need no control data 28 or 41 and no time slots 29 with bus check information to be transmitted in the normal pulse frame 39. This reduces the amount of data transferred.
  • the first container for the transmission of data is set up in synchronous transfer mode and ST time slots corresponding to the interface number can be used to address a basic communication path (e.g. to get the type of the connected access units, the assignment of additional time slots for sending and receiving, etc. ) and Download ST access units can be used.
  • ST time slots corresponding to the interface number can be used to address a basic communication path (e.g. to get the type of the connected access units, the assignment of additional time slots for sending and receiving, etc. ) and Download ST access units can be used.
  • the structure of the bus system allows the allocation of smaller parts of the bandwidth, ie steps of 64 kbit / s are possible. So one could
  • Time slot contains up to four 64 kbit / s channels. However, this would have the effect that a larger bus system address area and memory area would be necessary.
  • the allocation of time slots depends on the bandwidth requirements for the download and should be implemented in a flexible way to ensure sufficient bandwidth for the download. Packets or cells are used for downloading data in AT asynchronous transfer mode for AT access units.
  • a new access unit either an AT or an ST access unit
  • this access unit reports itself to the person via the presence line 22, 23, 24 or 25
  • Control unit 8 or 9 after it has carried out a power-on self-test. If the signal of the presence line is valid, this access unit is assigned a fixed time slot by the control unit 8 or 9, in which the access unit communicates its identity to the control unit. The assignment of the ST time slot to the interface position of the access unit and the control unit is thus known.
  • the connected AT access units are provided with cells or packets 34 for the transmission of data in the asynchronous transfer mode on request.
  • the bus comprises a group 14 of request lines, which is periodically made available to each connected access unit.
  • a time slot of a request pulse frame 40 is always within a specific interface of a cycle, within which the connected access unit can make its request for the transmission of a cell or a packet 34 in the asynchronous transfer mode.
  • FIG. 11 shows a request pulse frame 40, which can have a length of 125 ⁇ s, for example.
  • time slots 57 are periodically made available to the 20 different interfaces or connected access units of the bus system.
  • the bus system is of course not limited to 20 interfaces or access units, but can have more or fewer interfaces depending on the requirements.
  • a time slot 57 1 ( 57 2 .. or 57 20 is periodically made available to each interface.
  • the group 14 with request lines comprises two halves 14a and 14b of request lines, each with four lines the format shown in Fig. 11, namely two groups 58 and 60 of 3 bits each for
  • Request data which are protected by a parity bit 59 and 61, respectively.
  • the parity bits 59 and 61 of the request group 15 protect the signals transmitted in the backflow line 16 and the management line 17.
  • the request group 58 of the request time slots can be redundant to the request group 60, but the two request groups 58 and 60 can also represent different request levels, as a result of which the priority of the respective request can be identified. Up to seven priority levels can thus be implemented in the exemplary embodiment shown.
  • the maximum waiting time of an AT access unit for requesting a further cell 34, if it has just transmitted a cell 34, is 19 time slots in the exemplary embodiment explained. Possible variants of the exemplary embodiment explained are the adaptation of the repetition frequency
  • Requirement signal is necessary. These additions are useful if the bus must be used by cells 34 of minimal length. However, the bandwidth loss is significant.
  • the request for a cell 34 to be transmitted is also dependent on the fill level of the memory of the received AT access unit. This degree of filling is communicated by means of backflow signals in the backflow lines 16.
  • the length of a cell 34 to be transported or a cell 34 is communicated in the bus operations management of the data group 13 to all connected access units and the control units.
  • each access unit 2 is monitored via a point-to-point connection (presence line) 22.
  • Presence line 22 the point-to-point connection
  • Presence line 22 is monitored to determine whether access units have been inserted or removed into the base plate 62 of the bus system in the corresponding interfaces or whether an inserted access unit has failed. Such a presence line 22 exists for all interfaces of the bus system on the bus base plate 62. Another point-to-point connection, which is used for switching on or off connected access units, also exists for all interfaces of the bus base plate 62
  • Shutdown lines 18, 19, 20 and 21 can selectively put the interfaces of access units into or out of operation if the inserted access unit is defective.
  • a targeted response of connected access units is possible via the switch-off lines, for example in combination with service signals (two service signals carried as a bus), with which, for example, a reset, self-test, diagnosis, etc. of access units is possible.
  • FIG. 12 shows two control units 8 and 9, which are connected to a bus base plate 62.
  • the control units 8 and 9 can be firmly attached to the bus base plate, or can be detachably attached in appropriate interfaces.
  • Each control unit 8 and 9 comprises a bus access control element 10, to which the shutdown lines 18 and the presence lines 22 for each interface of the bus base plate 62 are connected. Between the two control units 8 and 9 there are connecting lines 12 for the exchange of control information, synchronization information and possibly mutual monitoring and switch-off signals.
  • the bus base plate 62 has at least one interface at which one
  • Access unit 2 is connected.
  • the access unit 2 comprises a bus access control element 64 and a driver 65.
  • the bus access control element 64 is connected to the presence line 22 and the driver 65 via an inverting input to the switch-off line 18.
  • the driver 65 also controls the two halves 13a and 13b the data group 13, the two halves 14a and 14b of the request group 14 and a reference clock line 66, all of which are connected to the bus base plate 62 via the interface of the access unit 2.
  • the bus access control element 64 controls a time slot clock line 67, a frame clock line 68 and a system clock line 69, which are likewise connected to the bus base plate 62.
  • the frame clock can have a frequency of 8 kHz, while the time slot clock can have a frequency of 25.6 MHz.
  • the shutdown line 18 is in the event of a serious error in an interface or Access unit that affects more than 1 bit in the data transmission, the corresponding access unit switched off, all clock signals can still be received by the access unit. This means that the faulty access unit is only switched off with regard to its data lines.
  • the distribution of the clock frequencies of the bus system is illustrated in FIG.
  • the two control units 8 and 9 each have a clock generation unit 11, of which a time slot clock line 67 and a frame clock line 68 are routed to the interfaces or the connected access units 2 and 3.
  • the clock generation units 11 feed a frame clock of for example 8 kHz and a time slot clock of for example 25.6 MHz to the connected access units 2 and 3 via these lines.
  • the two control units 8 and 9 can be supplied with a second frame clock via lines 70.
  • a line 71 is fed to the two control units 8 and 9, with which the two control units mutually determine their absence or presence.
  • a reference clock is also fed from the connected access units to the control units 8 or 9.
  • All clock lines can have a fast and a slow clock for different types of access units.
  • the slow clock is used by access units with a slow transmission speed of, for example, less than 2 Mbit / sec. used, while the fast clock of access units with a high transmission speed of, for example, more than 2 Mbit / sec. is used.
  • the presence lines 22 to 25 from each interface to the control units 8 and 9 are also used to switch the clock lines on and off.
  • the clock lines can be designed as point-to-point connections between the interfaces and the control units 8 and 9.
  • the bus system can be operated in two operating states.
  • both halves 13a and 13b of the data group 13 are used for the transmission of identical data.
  • One half 13a is thus redundant to the other half 13b.
  • Both halves transmit the same information.
  • the same time slot is assigned to an ST access unit or to both access units 6 and 7 for the time slot exchange on both halves 13a and 13b.
  • the access unit 6 is only connected to one half 13b, while the other access unit 7 for the time slot exchange is only connected to the first half 13a.
  • the transmitted information from the access units 6 and 7 for the time slot exchange is not necessarily synchronous on both halves 13a and 13b.
  • the data are transferred redundantly in both halves 13a and 13b of the data group 13.
  • the useful information transmitted is in each case taken over by the addressed access unit or the control unit from that half 13a or 13b which has been determined by default.
  • the ST data are protected against parity, and in the event of a parity error in the half 13a or 13b determined by default, the useful information is taken over from the other half 13b or 13a.
  • the incorrectly transmitted user information are not saved.
  • a data comparison of the contents of both bus halves 13a and 13b can be carried out.
  • the data group is considered, for example, in the present exemplary embodiment as a 64-bit bus, which is protected against errors and errors, for which an additional seven bits are required for each 32-bit half 13a or 13b.
  • the data group is considered, for example, in the present exemplary embodiment as a 64-bit bus, which is protected against errors and errors, for which an additional seven bits are required for each 32-bit half 13a or 13b.
  • single bit errors can be recognized and corrected within one cycle. Errors that affect two bits are only recognized. Serious errors, which concern more than two bits, are recognized by data comparison and lead to the shutdown of the affected half 13a or 13b, whereby the bandwidth available for transmission is halved.
  • Access units are informed by the control unit about the allocation of a special multicast time slot.
  • the multicast is supported by the leading head 35 of each cell 34, in which multicast groups can be addressed.
  • FIG. 14 schematically shows an error checking arrangement of an ST access unit which is connected to the two halves 13a and 13b of the data group 13.
  • the data arriving in the respective half 13a or 13b are received in a respective receiving element 74 and are each forwarded to a buffer 80, in which they are buffered.
  • the receiving element forwards the received parity bits to a respective parity checking element 76, which checks the parity bits of the received data.
  • the respective parity check element 76 is connected to the respective buffer 80, to which a write line 82 and a clock line 81 are also fed.
  • the outputs of the two intermediate memories 80 are combined to form a data input line 73.
  • the ST access unit for both halves 13a and 13b each has a buffer memory 77, to which a common data output line 72 is fed, as well as a clock line 78 and a read line 79.
  • the respective output of the buffer memory 77 is via a respective transmission element 75 corresponding half 13a or 13b of the data group 13 supplied.
  • the two output lines 83 and 84 of the parity check elements 76 are each fed to a parity counter 86 and a parity counter 87.
  • the two parity counters 86 and 87 form part of the bus access control element 85 of a control interface 88.
  • the parity counter 86 is connected to the output line 83, while the parity counter 87 is connected to the output line 84.
  • the parity counter 86 counts the parity errors 0, for example, while the parity counter 87 counts the parity errors 1, for example.
  • a parity error is added up in the parity counters 86 and 87, respectively, until it has one
  • Threshold reached When the predeterminable threshold value is reached, an interrupt signal is sent to the control unit 8 or 9.
  • the line 89 of the control interface 88 establishes an address and data connection line to the control unit 8 or 9 connected to the interface.
  • data comparators can also be provided which compare the data transmitted in both halves 13a and 13b in order to determine any errors.
  • the reference clock 90 represents the bus clock signal that corresponds to the time slot clock signal.
  • Arrow 57 indicates the length of a request channel in which the access units request signals for the request of the second container for the transfer of data in asynchronous transfer mode.
  • These time slots for the request signals of the various AT access units are identified by reference numeral 91, the request time slots of different access units being illustrated by different hatching.
  • the reference symbol 92 denotes an internal request signal which is sent from an AT access unit m to the
  • Access units or the control units is transmitted.
  • the reference symbol 93 clarifies the request signal 97 of the access unit m in the corresponding time slot in the request line.
  • the reference numeral 98 denotes this
  • the reference symbol 94 designates the data line, wherein time slots 30 for the transmission of data in synchronism
  • Reference number 95 shows the data line in the state in which the AT and ST data are actually transmitted in it.
  • the time slots 30 of the first container have priority over packets 100 and 101, in which data is in asynchronous
  • Transfer mode can be transferred in the second container.
  • the time slots 30 for the transmission of data in the synchronous transfer mode are only interrupted by the ST control data 28 arranged at predetermined locations in the respective pulse frame.
  • the cells or packets 100 and 101 for the AT data are inserted in the time slots in which no ST data slots 30 are transmitted.
  • the AT data packet 100 is divided into two halves 100a and 100b, for example by an ST data slot 30.
  • the AT data packet 101 is divided into two data packets 101a and 101b by a time slot 30.
  • the arrow 103 indicates the occupancy of the data lines by the long AT data packet 100 from the access unit m, while the arrow 104 indicates the occupancy of the data lines by the short AT data packet 101 from the access unit n.
  • the reference symbol 96 denotes an example of a bus operating signal with which the assignment of the data lines by AT data packets is identified.
  • the bus operating signal 96 in the exemplary embodiment explained heralds the end of an AT data packet two time slots before the actual end of the AT data packet.
  • the bus operating signal 96 cannot identify AT data packets that are only two data slots long, such as the AT data packet 101, and in the event of an AT data packet being interrupted by a time slot 30, the bus operating signal 96 is interrupted. Time slot 102 is data-free.
  • Halves 13a and 13b can be used.
  • An ST timeslot table in each interface or in each access unit contains the assignment of timeslots 30 to the corresponding interface position and is updated by the bus access control element in each access unit using the multicast possibility of the bus or via the head 27 of the pulse frames 39.
  • the maximum delay for ST data traffic to be transmitted on the bus is 125 ⁇ s.
  • the AT access units control the bus for the AT data packets to be transmitted in the second container independent, ie decentralized. This is possible because the knowledge about occupied ST time slots 30 and about requested time slots 34 for the asynchronous transfer mode is available in all access units. Depending on the different bus request parity levels, an AT access unit can independently control access to the bus. In order to enable the use of different packet or cell sizes 34, the additional bus operating signal is used, which indicates the size and the end of an AT data packet.
  • the maximum delay in the transmission of AT data packets becomes 35 ⁇ s. This value depends on the priorities set and the bus request capacity. In the present exemplary embodiment, four different priority levels have been set, the priority of cells which do not have the highest priority being increased if they have been waiting for a long time.
  • bus control comprises activating or deactivating the interfaces of the access units, monitoring the presence or absence of access units and filling up unused time slots in which no data is transmitted with teaching information in order to prevent the bus from floating.
  • Bus monitoring includes monitoring bus requirements, monitoring the length of the two containers, and controlling the bus park mechanism.
  • the control of the access units includes the control of the clock signals.
  • the control units 8 and 9 inform all connected access units, from where the time slot clock and the frame clock are to be taken.
  • the connected access units can only observe the presence or absence of the clock signals, but cannot control them. For this reason, it is possible to switch over from one clock source to a redundant clock source.
  • the information from the control units 8 and 9 to the access units, where the clock signals are to be taken from can either be sent by sending a command to all connected access units (broadcast) or to a group of connected access units (multicast) or by using a combination of the administration - and the shutdown lines of the bus.
  • control units 8 and 9 can send a reset command to the connected access units via a combination of the administration and the shutdown lines, which reset the affected access units.
  • the reset deactivates all access units or switches to a reception state. No signal other than the presence or absence signal to the affected access units can
  • Control units 8 and 9 are sent out more.
  • the access units can start their self-test.
  • control units 8 and 9 can use a combination of the administrative and the
  • Absence lines put the corresponding access units into a deactivation state or a reception state. In this case, no signal can be sent from the access units to the control units, apart from the presence or absence signal. In parallel, however, the access units can start their self-test.
  • Another requirement for the bus system according to the invention is that additional access units can be plugged into corresponding interfaces during the operation of the bus system.
  • the introduction or removal of an access unit must have no influence on the operation of the system. This requirement is met through the use of DC-DC converters (DC / DC converters) 110 and blocking logic 106 for the transceivers 107 in FIGS.
  • Access units 2 reached, as shown for example in Fig. 16.
  • a DC-DC converter 110 in each access unit is connected to a current monitor 109, which is coupled to the blocking logic 108.
  • the locking logic controls the transceiver 107 of the access unit 2, a leading pin 105 of the access unit 2 being connected to the locking logic 108 and the transceiver 107.
  • the leading pin 105 When the access unit 2 is inserted into the interface, the leading pin 105 will first contact the interface.
  • the leading pin 105 guarantees a defined voltage at the activation output of the Transceivers 107, which remains in the tri-state for transmission and reception.
  • the transceiver 107 remains in the tri-state, which is ensured by the blocking logic 108.
  • the presence line 22 can indicate that at least the access unit 2 is present and the self-test of the access unit 2 is running successfully.
  • the control unit 8 or 9 can then activate the interface of the access unit.
  • the control units 8 and 9 can also have pins 106 leading them, so that, for example, a second control unit 9 can be added with a first control unit 8 during operation of the bus system.
  • the data packets 34 are transmitted in the asynchronous transfer mode in FIG.
  • Data group 13 in the preferred embodiment with four priorities.
  • the highest priority is for the transport of AT data packets with a constant bit rate or peak bit rate, while the next priorities are set for the variable bit rate, the available bit rate and the undetermined bit rate.
  • These priorities only apply locally, i.e. within the respective access unit, only one priority being known to the bus itself.
  • the connected access units in through 115 are connected by a backflow line 16.
  • Arrows 121 represent the data transmission direction.
  • the data is thus transmitted from the access units 111, 112 and 113 to the access unit 114, which it forwards via its output line 120.
  • the access units 111, 112 and 113 sending out the data are supplied with data via their input lines 119.
  • Each access unit has an output buffer store 116 and two input buffer stores 117 for the data received via data group 13 from other access units.
  • the access units 111, 112, 113 and 114 have a small output buffer 116, while the access unit 115 has a large output buffer 118.
  • FIG. 18 shows the backflow system shown in FIG. 17 in more detail.
  • the access unit 115 comprises a large output buffer 118, which has an output memory 122 for data with constant bit rate and an output memory 123 for data with other bit rates, e.g. variable bit rate, available bit rate or indefinite bit rate.
  • the data coming from the access units 112 and 113 are fed via the data group 13 to the output memory 122 or the output memory 123 of the access unit 115 depending on their bit rate.
  • the output memory 122 is connected to the backflow line 116 which, when the output memory 123 is overfilled, sends a backflow signal to the input memory 124 of the other access units 112 and 113.
  • the input memory 124 of the access units 112 and 113 is used for the temporary storage of data with variable bit rate, available bit rate or indefinite bit rate.
  • the input memory 125 of the access units 112 and 113 serves for the temporary storage of data with a constant bit rate.
  • the two memories 124 of the two access units 112 and 113 are connected to an input line 119a for data with a non-constant bit rate, while the two input memories 125 are connected to an input line 119b for data with a constant bit rate.
  • the two input lines 119a and 119b together form the input line 119 of the access units.
  • a non-blocking system is backed up, in which only cells with a constant bit rate and with a variable bit rate read in such a way the total bit rate is less than 85% of the line bit rate on the output side. Furthermore, cells with an available bit rate and with an undetermined bit rate are no longer read from the input memory 124 into the respective input memory 125. Cells already in the input memory 125 with a variable bit rate, with an available bit rate or with an indefinite bit rate are also transmitted via the data line 13 when a back pressure signal is present, since all other modules are still receivable.
  • the other modules are still receptive, since the backflow signal is triggered when the predetermined threshold value is exceeded. Cells with a constant bit rate are therefore still transmitted with the highest priority directly to the receiving access unit 115 even when a jam signal is present.
  • the output memory 123 for non-constant bit rates of the access unit 115 has two or three threshold values, when they are exceeded backflow signals are sent back to all transmitting AT access units 112, 113. The backflow signal thus indicates the degree of filling of the output memory 123 of the access unit 115.
  • the access units 112 and 113 can also have corresponding output memories 122 and 123. This creates a non-blocking system.
  • a two-stage backflow signal could also be implemented, in which, in a second stage, data packets with a variable bit rate are also no longer accepted in the input memory 125.

Abstract

The invention relates to a bus system for a digital communications network, comprising a bus (1), said bus consisting of several groups of lines for transmitting digital signals, several interfaces for linking access units to the bus, and at least one control unit (8) for controlling the transmission of signals between the control unit (8) and the linked access units, or between the linked access units (8, 9). Each interface is equipped for linking both an ST access unit (3) which transmits data in synchronous transfer mode and an AT access unit (2) which transmits data in asynchronous transfer mode. A first group of lines (13) is provided for transmitting data within pulse frames of a fixed length, made up of time slots. Said pulse frames are each subdivided into a first container for transmitting data in synchronous transfer mode and a second container for transmitting data in asynchronous transfer mode.

Description

Beschreibungdescription
Bussvstem für ein digitales Kommunikationsnetz ""< verfahren
Figure imgf000003_0001
Procedure for a digital communication network ""<
Figure imgf000003_0001
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bussystem für ein digitales Kommunikationsnetz gemäß dem Oberbegriff des beigefügten Anspruches 1 und ein Verfahren zur Übertragung von Signalen in einem Bussystem eines digitalenThe present invention relates to a bus system for a digital communication network according to the preamble of appended claim 1 and a method for transmitting signals in a digital bus system
Kommunikationsnetzes gemäß dem Oberbegriff des beigefügten Anspruches 13.Communication network according to the preamble of appended claim 13.
Ein derartiges Bussystem für ein digitales Kommunikationsnetz und ein derartiges Verfahren zur Übertragung von Signalen in einem Bussystem eines digitalen Kommunikationsnetzes sind aus dem Stand der Technik bekannt . Das Bussystem umfaßt dabei einen Bus aus mehreren Gruppen von Leitungen zum Übertragen digitaler Signale, mehrere Schnittstellen zum Anschluß von Zugriffseinheiten an den Bus und zumindest eine Steuereinheit zur Steuerung der Signalübertragung zwischen der Steuereinheit und angeschlossenen Zugriffseinheiten bzw. zwischen angeschlossenen Zugriffseinheiten.Such a bus system for a digital communication network and such a method for transmitting signals in a bus system of a digital communication network are known from the prior art. The bus system comprises a bus made up of several groups of lines for transmitting digital signals, several interfaces for connecting access units to the bus and at least one control unit for controlling the signal transmission between the control unit and connected access units or between connected access units.
Es gibt zwei grundlegende Prinzipien für die Übertragung von Signalen einschließlich von Daten in digitalen Kommunikationsnetzen, nämlich den synchronen Transfermodus (ST) und den asynchronen Transfermodus (AT) . Zum synchronen Transfermodus gehören alle Verfahren der digitalen Übertragung von Signalen mit der plesiochronen Digitalhierarchie und der synchronen Digitalhierarchie sowie alle digitalen Verfahren der Leitungsvermittlung. Charakteristisch für den synchronen Transfermodus ist ein fester Zeitabstand zwischen den innerhalb eines Rahmens angeordneten verschiedenen Kanälen, die durch Zeitschlitze gebildet sind, und weiterhin die Synchronisation des Rahmens durch ein Rahmensynchronwort. Jeder Zeitschlitz bzw. Kanal hat einen anderen festen zeitlichen Abstand zum Synchronisierkanal bzw. Rahmenkopf und dieser Abstand ist gleichzeitig die Adresse des Kanals. Jeder Zeitschlitz enthält in der Regel eine feststehende Anzahl von Bits, in der Regel 8 Bits. Jeder Rahmen und damit jeder Zeitschlitz erscheint in gleichbleibendem Abstand, beispielsweise bei einer Rahmentaktfrequenz von 8 MHz 8000 Mal in der Sekunde. Die meisten herkömmlichen digitalen Kommunikationsnetze und damit auch deren Bussysteme werden auf der Basis des synchronen Transfermodus betrieben.There are two basic principles for the transmission of signals including data in digital communication networks, namely the synchronous transfer mode (ST) and the asynchronous transfer mode (AT). The synchronous transfer mode includes all methods of digital transmission of signals with the plesiochronous digital hierarchy and the synchronous digital hierarchy as well as all digital methods of line switching. Characteristic of the synchronous transfer mode is a fixed time interval between the different channels arranged within a frame, which are formed by time slots, and also the synchronization of the frame by a frame sync word. Each time slot or channel has a different fixed one time interval to the synchronization channel or frame header and this interval is also the address of the channel. Each time slot usually contains a fixed number of bits, usually 8 bits. Each frame and thus each time slot appears at a constant distance, for example 8000 times a second at a frame clock frequency of 8 MHz. Most conventional digital communication networks and thus also their bus systems are operated on the basis of the synchronous transfer mode.
Wesentlich flexibler als der synchrone Transfermodus ist dagegen der asynchrone Transfermodus . An die Stelle der Zeitschlitze des synchronen Transfermodus treten im asynchronen Transfermodus sogen. Zellen, die nicht nur ein Oktett von Bits wie die Zeitschlitze des synchronen Transfermodus, sondern z.B. bis zu 48 Oktetts als Nutzinformation enthalten können. Am Anfang einer derartigen Zelle befindet sich ein Kopf, der die Adressinformationen zur Kennzeichnung der Zelle enthält. Über diesen Kopf lassen sich die entsprechenden Zellen bestimmten Verbindungen zuordnen.The asynchronous transfer mode, on the other hand, is much more flexible than the synchronous transfer mode. The asynchronous transfer mode takes the place of the time slots of the synchronous transfer mode. Cells that are not just an octet of bits like the time slots of the synchronous transfer mode, but e.g. can contain up to 48 octets as useful information. At the beginning of such a cell there is a head which contains the address information for identifying the cell. The corresponding cells can be assigned to certain connections using this header.
Die Zellen müssen damit nicht mehr in gleichbleibendem Abstand zu synchronisierenden Kanälen wie im synchronen Transfermodus transportiert werden. Im asynchronen Transfermodus lassen sich unterschiedliche Bitraten durch unterschiedlich häufiges Aussenden von Zellen realisieren. Alle Zellen sind im Netz in gleicher Weise übertragungstechnisch und vermittlungstechnisch zu behandeln, unabhängig davon, ob sie häufig oder selten gesendet werden. Damit ist ein einziges Netz einheitlicher Technik für die verschiedensten Bitraten möglich.The cells no longer have to be transported at a constant distance from the synchronizing channels as in the synchronous transfer mode. In the asynchronous transfer mode, different bit rates can be achieved by sending cells out at different frequencies. All cells in the network are to be treated in the same way in terms of transmission technology and switching technology, regardless of whether they are sent frequently or rarely. This enables a single network of uniform technology for a wide variety of bit rates.
Das grundsätzliche Funktionsprinzip des asynchronen Transfermodus beruht auf einer Datenübertragung über virtuelle Verbindungen. Dabei wird eine virtuelle Verbindung aufgebaut, zur Kommunikation genutzt und wieder abgebaut, ist jedoch nicht ständig als Leitung durchgeschaltet, sondern lediglich als Verbindung durchgehend gekennzeichnet. Das Kennzeichen einer virtuellen Verbindung zwischen zwei Teilnehmern eines auf dem asynchronen Transfermodus basierenden digitalen Kommunikationsnetzes ist eine logische Kanalnummer, die beim Verbindungsaufbau für jede Teilverbindung getrennt vergeben wird und die auch jede Zelle mit sich trägt. Die logische Kanalnummer wird einer an das Kommunikationsnetz angeschlossenen Zugriffseinheit nur für die Dauer der Verbindung zugeordnet, im allgemeinen wechselt diese Nummer von Verbindung zu Verbindung, da beim Verbindungsaufbau immer der nächste freie logische Kanal benutzt wird. Die Vergabe der logischen Kanalnummer in einem Bussystem erfolgt durch eine entsprechende Steuereinheit .The basic functional principle of the asynchronous transfer mode is based on data transmission via virtual connections. A virtual connection is set up, used for communication and cleared down again, but is not always switched through as a line, but is merely identified as a connection throughout. The characteristic of a virtual connection between two subscribers The digital communication network based on the asynchronous transfer mode is a logical channel number which is assigned separately for each partial connection when the connection is established and which also carries each cell with it. The logical channel number is assigned to an access unit connected to the communication network only for the duration of the connection, in general this number changes from connection to connection, since the next free logical channel is always used when establishing a connection. The logical channel number is assigned in a bus system by a corresponding control unit.
Herkömmliche digitale Kommunikationsnetze bzw. Bussysteme für digitale Kommunikationsnetze können Signale bzw. Daten entweder ausschließlich im synchronen Transfermodus oder ausschließlich im asynchronen Transfermodus übertragen. Bei der Übertragung von Daten im synchronen Transfermodus ist dabei ein wesentlich geringerer Steuer- und vermittlungstechnischer Aufwand notwendig, als bei der Übertragung von Signalen im asynchronen Transfermodus . Die Übertragung im asynchronen Transfermodus dagegen ermöglicht die Übertragung von Signalen auch mit unterschiedlichen Bitraten in sehr flexibler Art und Weise. Es gibt jedoch weder ein Bussystem noch ein Verfahren zur Übertragung von Signalen in einem Bussystem, die eine Übertragung von Signalen sowohl im synchronen als auch im asynchronen Transfermodus erlauben und damit die Vorteile beider Übertragungsmöglichkeiten in sich vereinigen.Conventional digital communication networks or bus systems for digital communication networks can transmit signals or data either exclusively in the synchronous transfer mode or exclusively in the asynchronous transfer mode. When transferring data in the synchronous transfer mode, a considerably lower expenditure on control and switching technology is required than when transferring signals in the asynchronous transfer mode. The transmission in asynchronous transfer mode, on the other hand, enables the transmission of signals even with different bit rates in a very flexible manner. However, there is neither a bus system nor a method for transmitting signals in a bus system which allow signals to be transmitted both in synchronous and in asynchronous transfer mode and thus combine the advantages of both transmission options.
Damit ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einThis is the object of the present invention
Bussystem für ein digitales Kommunikationsnetz gemäß dem Oberbegriff des beigefügten Anspruches 1 und ein Verfahren zur Übertragung von Signalen in einem Bussystem gemäß dem Oberbegriff des beigefügten Anspruches 13 bereitzustellen, die eine Übertragung von Signalen sowohl im synchronen als auch im asynchronen Transfermodus erlauben. Diese Aufgabe wird durch ein Bussystem für ein digitales Kommunikationsnetz mit den Merkmalen des beigefügten Anspruches 1 und ein Verfahren zur Übertragung von Signalen in einem Bussystem gemäß den Merkmalen des beigefügten Anspruches 13 gelöst.To provide a bus system for a digital communication network according to the preamble of appended claim 1 and a method for transmitting signals in a bus system according to the preamble of appended claim 13, which allow the transmission of signals in both synchronous and asynchronous transfer modes. This object is achieved by a bus system for a digital communication network with the features of the appended claim 1 and a method for transmitting signals in a bus system according to the features of the appended claim 13.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous embodiments of the present invention are specified in the subclaims.
Das erfindungsgemäße Bussystem für ein digitalesThe bus system according to the invention for a digital one
Kommunikationsnetz umfaßt dabei einen Bus aus mehreren Gruppen von Leitungen zum Übertragen digitaler Signale, mehrere Schnittstellen zum Anschluß von Zugriffseinheiten an den Bus und zumindest eine Steuereinheit zur Steuerung der Signalübertragung zwischen der Steuereinheit und der angeschlossenen Zugriffseinheiten bzw. zwischen angeschlossenen Zugriffseinheiten, wobei jede Schnittstelle sowohl für den Anschluß einer Daten im synchronen Transfermodus übertragenden (ST-) Zugriffseinheit als auch für den Anschluß einer Daten im asynchronen Transfermodus übertragenen (AT-) Zugriffseinheit ausgelegt ist, und eine erste Gruppe von Leitungen zur Übertragung von Daten innerhalb von aus Zeitschlitzen zusammengesetzten Pulsrahmen einer festen Länge vorgesehen ist. Dabei sind die Pulsrahmen jeweils in einen ersten Container zum Übertragen von Daten im synchronen Transfermodus und einen zweiten Container zum Übertragen von Daten im asynchronen Transfermodus unterteilt.Communication network comprises a bus from several groups of lines for the transmission of digital signals, several interfaces for connecting access units to the bus and at least one control unit for controlling the signal transmission between the control unit and the connected access units or between connected access units, each interface for both the connection of a data in the synchronous transfer mode (ST) access unit is designed as well as for the connection of data in the asynchronous transfer mode (AT) access unit, and a first group of lines for the transmission of data within pulse frames composed of time slots of a fixed Length is provided. The pulse frames are each divided into a first container for transferring data in synchronous transfer mode and a second container for transferring data in asynchronous transfer mode.
Vorteilhafterweise ist die Steuereinheit derart ausgelegt, daß sie dem ersten Container in jedem Pulsrahmen festeThe control unit is advantageously designed such that it fixes the first container in each pulse frame
Zeitschlitze für angeschlossene ST-Zugriffseinheiten und dem zweiten Container auf Anforderung von angeschlossenen AT- Zugriffseinheiten Zeitschlitze zuordnet, die dem ersten Container nicht zugeordnet sind oder von ihm nicht benötigt werden. Vorteilhafterweise ist die Steuereinheit weiterhin derart ausgestaltet, daß sie die erste Gruppe von Leitungen beim Übertragen von Daten im synchronen Transfermodus in zwei Hälften unterteilt, wobei in beiden Hälften der gleiche Zeitschlitz der gleichen Zugriffseinheit zugeordnet ist, so daß beide Hälften die gleichen Daten übertragen. Dabei kann jede Hälfte mehrere Paritätsleitungen zum Übertragen von Paritätsbits umfassen, wobei die Steuereinheit bzw. die jeweilige Zugriffseinheit bei Detektion eines Paritätsfehlers in einer Hälfte die Daten von der jeweils anderen Hälfte empfängt .Time slots for connected ST access units and the second container on request from connected AT access units assign time slots that are not assigned to the first container or are not required by it. Advantageously, the control unit is further configured such that it has the first group of lines when transmitting data in two in synchronous transfer mode Halves divided, with the same time slot being assigned to the same access unit in both halves, so that both halves transmit the same data. Each half can comprise a plurality of parity lines for transmitting parity bits, the control unit or the respective access unit receiving the data from the other half in each case when a parity error is detected in one half.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist die Steuereinheit derart ausgestaltet, daß sie die erste Gruppe von Leitungen beim Übertragen von Daten im asynchronen Transfermodus in zwei Hälften unterteilt, wobei in beiden Hälften der gleiche Zeitschlitz der gleichen Zugriffseinheit zugeordnet ist, so daß beide Hälften die gleichen Daten übertragen. Alternativ zu dieser Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann die Steuereinheit aber auch derart ausgestaltet sein, daß sie beim Übertragen von Daten im asynchronen Transfermodus die zu übertragenden Daten auf die gesamte erste Gruppe von Leitungen verteilt, wobei die erste Gruppe mehrere Leitungen zur Übertragung von Fehlerdetektions- und Korrekturdaten umfaßt und die Steuereinheit die Übertragung von Daten im asynchronen Transfermodus beim Auftreten eines ernsthaften Fehlers auf die Hälfte der Leitungen der ersten Gruppe reduziert.In a further advantageous embodiment of the present invention, the control unit is designed in such a way that it divides the first group of lines into two halves when transmitting data in the asynchronous transfer mode, the same time slot being assigned to the same access unit in both halves, so that both halves transmit the same data. As an alternative to this embodiment of the present invention, the control unit can also be designed such that when data is transmitted in asynchronous transfer mode, it distributes the data to be transmitted over the entire first group of lines, the first group having a plurality of lines for transmitting error detection and Correction data includes and the control unit reduces the transmission of data in the asynchronous transfer mode when a serious error occurs to half the lines of the first group.
Weiterhin kann die erste Gruppe von Leitungen zumindest eine Leitung zur Übertragung eines Busbetriebssignales aufweisen, das von einer angeschlossenen AT-Zugriffseinheit erzeugt wird und das Ende der Übertragung von Daten durch dieseFurthermore, the first group of lines can have at least one line for transmitting a bus operating signal that is generated by a connected AT access unit and the end of the transmission of data by the latter
Zugriffseinheit kennzeichnet. Vorteilhafterweise kann eine zweite Gruppe von Leitungen zur Übertragung von Anforderungssignalen innerhalb von aus Zeitschlitzen zusammengesetzten Pulsrahmen einer festen Länge vorgesehen sein, wobei jeder im Bussystem vorgesehenen Schnittstelle in jedem Pulsrahmen bestimmte Zeitschlitze zugeordnet sind, in denen an den entsprechenden Schnittstellen angeschlossene AT- Zugriffseinheiten der Steuereinheit Anforderungssignale zur Zuordnung eines zweiten Containers übermitteln können. Vorteilhafterweise ist weiterhin eine dritte Gruppe von Leitungen zum Übertragen von Steuersignalen zur Steuerung angeschlossener Zugriffseinheiten und deren Schnittstellen vorgesehen. Dabei kann die dritte Gruppe Rückstauleitungen umfassen, die bei der Übertragung von Daten im asynchronen Transfermodus zur Übertragung von Signalen dienen, mit denen die Übertragung von Daten verschiedener Prioritätsstufen gesteuert wird.Access unit identifies. Advantageously, a second group of lines for the transmission of request signals can be provided within pulse frames of a fixed length composed of time slots, each time frame being assigned to each interface provided in the bus system, in which time slots are assigned in each pulse frame, in which AT- connected to the corresponding interfaces Access units of the control unit can transmit request signals for the assignment of a second container. A third group of lines for transmitting control signals for controlling connected access units and their interfaces is also advantageously provided. In this case, the third group can comprise backflow lines, which are used for the transmission of data in the asynchronous transfer mode for the transmission of signals with which the transmission of data of different priority levels is controlled.
Vorteilhafterweise ist weiterhin eine vierte Gruppe von Leitungen zur Übertragung von Signalen vorgesehen, wobei zumindest je eine dieser Leitungen zur Übertragung eines Pulsrahmen-Taktes und eines Zeitschlitz-Taktes von derAdvantageously, a fourth group of lines for transmitting signals is further provided, at least one of each of these lines for transmitting a pulse frame clock and a time slot clock from the
Steuereinheit zu den angeschlossenen Zugriffseinheiten und zumindest eine dieser Leitungen zur Übertragung eines Referenz-Taktes von den angeschlossenen Zugriffseinheiten zur Steuereinheit dient. In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Bussystems ist eine zweite Steuereinheit vorgsehen, deren Aufbau dem der ersten Steuereinheit entspricht und die bei einer Fehlfunktion der ersten Steuereinheit deren Aufgaben übernimmt .Control unit to the connected access units and at least one of these lines for transmitting a reference clock from the connected access units to the control unit. In an advantageous embodiment of the bus system according to the invention, a second control unit is provided, the structure of which corresponds to that of the first control unit and which takes over its tasks in the event of a malfunction of the first control unit.
In dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Übertragung von Signalen in einem Bussystem eines digitalen Kommunikationsnetzes mit einem Bus aus mehreren Gruppen von Leitungen zum Übertragen digitaler Signale, mehreren Schnittstellen zum Anschluß von Zugriffseinheiten an den Bus und zumindest einer Steuer-Schnittstelle, an der eineIn the method according to the invention for the transmission of signals in a bus system of a digital communication network with a bus consisting of several groups of lines for transmitting digital signals, several interfaces for connecting access units to the bus and at least one control interface at which one
Steuereinheit zur Steuerung der Signalübertragung zwischen der Steuereinheit und der angeschlossenen Zugriffseinheiten bzw. zwischen angeschlossenen Zugriffseinheiten angeschlossen werden kann, wobei jede Schnittstelle sowohl für den Anschluß einer Daten im synchronen Transfermodus übertragenen (ST) Zugriffseinheit als auch für den Anschluß einer Daten im asynchronen Transfermodus übertragenen (AT) -Zugriffseinheit ausgelegt ist, werden Daten in einer ersten Gruppe von Leitungen innerhalb von aus Zeitschlitzen zusammengesetzten Pulsrahmen einer festen Länge übertragen, wobei die Pulsrahmen jeweils in einen ersten Container zur Übertragung von Daten im synchronen Transfermodus und einen zweiten Container zumControl unit for controlling the signal transmission between the control unit and the connected access units or between connected access units can be connected, each interface being transmitted both for the connection of data transmitted in the synchronous transfer mode (ST) and for the connection of data transmitted in the asynchronous transfer mode ( AT) access unit is designed, data are transmitted in a first group of lines within pulse frames composed of time slots of a fixed length, the pulse frames each in a first container for transmitting data in synchronous transfer mode and a second container for
Übertragen von Daten im asynchronen Transfermodus unterteilt werden .Transfer data in asynchronous transfer mode.
Vorteilhafterweise werden dem ersten Container in jedem Pulsrahmen feste Zeitschlitze für angeschlossene ST-Advantageously, the first container in each pulse frame has fixed time slots for connected ST
Zugriffseinheiten und dem zweiten Container auf Anforderung von angeschlossenen AT-Zugriffseinheiten Zeitschlitze zugeordnet, die dem ersten Container nicht zugeordnet worden sind oder von ihm nicht benötigt werden. In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die erste Gruppe von Leitungen beim Übertragen von Daten im synchronen Transfermodus in zwei Hälften unterteilt, wobei in beiden Hälften der gleiche Zeitschlitz der gleichen Zugriffseinheit zugeordnet wird, so daß in beiden Hälften die gleichen Daten übertragen werden. Dabei kann jede Hälfte mehrereAt the request of connected AT access units, access units and the second container are assigned time slots which have not been assigned to the first container or are not required by it. In a further embodiment of the method according to the invention, the first group of lines is divided into two halves when transmitting data in the synchronous transfer mode, the same time slot being assigned to the same access unit in both halves, so that the same data are transmitted in both halves. Each half can have several
Paritätsleitungen zum Übertragen von Paritätsbits umfassen, wobei von einer angeschlossenen Steuereinheit bzw. einer jeweiligen Zugriffseinheit bei Detektion eines Paritätsfehlers in einer Hälfte die Daten von der jeweils anderen Hälfte empfangen werden.Parity lines for transmitting parity bits comprise, the data from the other half being received by a connected control unit or a respective access unit upon detection of a parity error in one half.
Weiterhin kann die erste Gruppe von Leitungen zum Übertragen von Daten im asynchronen Transfermodus in zwei Hälften unterteilt werden, wobei in beiden Hälften der gleiche Zeitschlitz der gleichen Zugriffseinheit zugeordnet wird, so daß von beiden Hälften die gleichen Daten übertragen werden. Alternativ dazu können beim Übertragen von Daten im asynchronen Transfermodus die zu übertragenden Daten auf die gesamte erste Gruppe von Leitungen verteilt werden, wobei die erste Gruppe mehrere Leitungen zum Übertragen von Fehlerdetektions- und Korrekturdaten umfaßt und die Übertragung von Daten im asynchronen Transfermodus beim Auftreten eines ernsthaften Fehlers auf die Hälfte der Leitungen der ersten Gruppe reduziert wird.Furthermore, the first group of lines for transmitting data in the asynchronous transfer mode can be divided into two halves, the same time slot being assigned to the same access unit in both halves, so that the same data are transmitted from both halves. Alternatively, when data is transmitted in the asynchronous transfer mode, the data to be transmitted can be distributed over the entire first group of lines, the first group comprising several lines for transmitting error detection and correction data and the transmission of data in the asynchronous transfer mode Occurrence of a serious error is reduced to half the lines of the first group.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zumindest in einer Leitung der ersten Gruppe ein Busbetriebssignal übertragen, das von einer AT-Zugriffseinheit erzeugt wird und das Ende der Übertragung von Daten durch diese Zugriffseinheit kennzeichnet . Vorteilhafterweise werden weiterhin in einer zweiten Gruppe von Leitungen AnforderungsSignale innerhalb von aus Zeitschlitzen zusammengesetzten Pulsrahmen einer festen Länge übertragen, wobei jeder im Bussystem vorgesehenen Schnittstelle in jedem Pulsrahmen bestimmte Zeitschlitze zugeordnet werden, in denen von an den entsprechenden Schnittstellen angeschlossenen AT-ZugriffseinheitenIn a further advantageous embodiment of the method according to the invention, at least in one line of the first group a bus operating signal is transmitted which is generated by an AT access unit and which indicates the end of the transmission of data by this access unit. Advantageously, request signals are also transmitted in a second group of lines within pulse frames of a fixed length composed of time slots, wherein each interface provided in the bus system is assigned specific time slots in each pulse frame, in which AT access units connected to the corresponding interfaces
Anforderungssignale zur Zuordnung eines zweiten Containers übermittelt werden können.Request signals for assigning a second container can be transmitted.
Vorteilhafterweise werden in einer dritten Gruppe von Leitungen Steuersignale zur Steuerung angeschlossenerControl signals for controlling are advantageously connected in a third group of lines
Zugriffseinheiten und ihrer Schnittstellen übertragen. Dabei können in der dritten Gruppe von Leitungen bei der Übertragung von Daten im asynchronen Transfermodus weiterhin Rückstau- Signale übertragen werden, mit denen die Übertragung von Daten verschiedener Prioritätsstufen gesteuert wird.Access units and their interfaces transferred. In the third group of lines, backflow signals can still be transmitted in the transmission of data in the asynchronous transfer mode, with which the transmission of data of different priority levels is controlled.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden in einer vierten Gruppe von Leitungen Taktsignale übertragen, wobei in zumindest je einer dieser Leitungen ein Pulsrahmen-Takt und einIn a further advantageous embodiment of the method according to the invention, clock signals are transmitted in a fourth group of lines, with a pulse frame clock and an in at least one of each of these lines
Zeitschlitz-Takt von einer angeschlossenen Steuereinheit zu angeschlossenen Zugriffseinheiten und zumindest in einer dieser Leitungen ein Referenz-Takt von den angeschlossenen Zugriffseinheiten zur angeschlossenen Steuereinheit übertragen werden . Weiterhin kann der Bus eine zweite Steuer-Schnittstelle zum Anschluß einer zweiten Steuereinheit aufweisen, deren Aufbau dem der ersten Steuereinheit entspricht , wobei eine angeschlossene zweite Steuereinheit bei einer Fehlfunktion der ersten Steuereinheit deren Aufgaben übernimmt.Time slot clock from a connected control unit to connected access units and at least in one of these lines, a reference clock is transmitted from the connected access units to the connected control unit. Furthermore, the bus can have a second control interface for connecting a second control unit, the structure of which corresponds to that of the first control unit, a connected second control unit taking over its tasks in the event of a malfunction of the first control unit.
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert, in denen zeigen:The present invention is explained in more detail below on the basis of a preferred exemplary embodiment with reference to the accompanying drawings, in which:
Fig. 1 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Bussystemε,1 shows a schematic representation of the bus system according to the invention,
Fig. 2 eine genauere Darstellung des Bussystems von Fig. 1,2 shows a more detailed illustration of the bus system from FIG. 1,
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Pulsrahmens für die ausschließliche Übertragung von Daten im synchronen Transfermodus,3 shows a schematic illustration of a pulse frame for the exclusive transmission of data in the synchronous transfer mode,
Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Pulsrahmens für die ausschließliche Übertragung von Daten im asynchronen Transfermodus,4 shows a schematic illustration of a pulse frame for the exclusive transmission of data in the asynchronous transfer mode,
Fig. 5 eine schematische Darstellung von im asynchronen Transfermodus übertragenen Datenpaketen,5 shows a schematic illustration of data packets transmitted in the asynchronous transfer mode,
Fig. 6 eine schematische Darstellung eines Pulsrahmens zur Übertragung von Daten im synchronen und im asynchronen Transfermodus,6 shows a schematic illustration of a pulse frame for the transmission of data in the synchronous and in the asynchronous transfer mode,
Fig. 7 eine schematische Darstellung des Aufbaus von Zeitschlitzen für im synchronen Transfermodus übertragenen Daten,7 shows a schematic representation of the structure of time slots for data transmitted in the synchronous transfer mode,
Fig. 8 eine schematische Darstellung eines Zeitschlitzes für Steuerdaten, Fig. 9 eine schematische Darstellung einer Alternative für Zeitschlitze für Steuerdaten,8 shows a schematic representation of a time slot for control data, 9 shows a schematic representation of an alternative for time slots for control data,
Fig. 10 eine schematische Darstellung mehrerer Pulsrahmen mit einem speziellen Pulsrahmen,10 is a schematic representation of several pulse frames with a special pulse frame,
Fig. 11 eine schematische Darstellung eines Pulsrahmens und eines Zeitschlitzes für Anforderungsdaten,11 shows a schematic illustration of a pulse frame and a time slot for request data,
Fig. 12 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Bussystems mit Abschalt- und Anwesenheitsleitungen,12 shows a schematic illustration of the bus system according to the invention with shutdown and presence lines,
Fig. 13 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßenFig. 13 is a schematic representation of the invention
Bussystems mit Taktleitungen,Bus system with clock lines,
Fig. 14 eine schematische Darstellung einer Anordnung zurFig. 14 is a schematic representation of an arrangement for
Paritätsfehlererkennung in dem erfindungsgemäßenParity error detection in the invention
Bussystem,Bus system,
Fig. 15 eine schematische Darstellung von Signalverlaufen zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens,15 shows a schematic representation of signal curves to explain the method according to the invention,
Fig. 16 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Bussystems zur Erläuterung des Anschlusses zusätzlicher Zugriffseinheiten während des16 is a schematic representation of the bus system according to the invention to explain the connection of additional access units during the
Betriebes,Operation,
Fig. 17 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Bussystems mit Rückstauleitungen, und17 shows a schematic illustration of the bus system according to the invention with backflow lines, and
Fig. 18 eine genauere Darstellung des in Fig. 17 gezeigten BusSystems .FIG. 18 shows a more detailed illustration of the bus system shown in FIG. 17.
Fig. l zeigt eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Bussystems . Das Bussystem umfaßt dabei einen Bus 1 aus einer Anzahl von Leitungen zum Übertragen digitaler Signale, mehrere angeschlossene Zugriffseinheiten 2, 3, 4, 5, 6 und 7 sowie zwei angeschlossene Steuereinheiten 8 und . Die Zugriffseinheiten 2 bis 7 sind dabei in entsprechende Schnittstellen einer Busgrundplatte eingesteckt . Auch die Steuereinheiten 8 und 9 können in entsprechende Steuer- Schnittstellen eingesteckt sein, oder auch ständig mit dem Bus in Verbindung stehen.1 shows a schematic representation of the bus system according to the invention. The bus system comprises a bus 1 consisting of a number of lines for transmitting digital signals, a plurality of connected access units 2, 3, 4, 5, 6 and 7 and two connected control units 8 and. The access units 2 to 7 are plugged into corresponding interfaces on a bus base plate. The control units 8 and 9 can also be plugged into corresponding control interfaces, or can also be permanently connected to the bus.
In dem in Fig. 1 gezeigten Beispiel ist die Zugriffseinheit 2 eine Zugriffseinheit, die Daten im asynchronen Transfermodus überträgt, während die Zugriffseinheiten 3 und 4 Daten im synchronen Transfermodus übertragen. Die Schnittstellen für den Anschluß der Zugriffseinheiten an die Busgrundplatte sind dabei sowohl für den Anschluß von Daten im synchronen Transfermodus übertragenen (ST) -Zugriffseinheiten 3, 4 als auch für den Anschluß von Daten im asynchronen Transfermodus übertragenen (AT) -Zugriffseinheiten ausgelegt. Die in Fig. 1 dargestellte Zugriffseinheit 5 ist eine Zugriffseinheit, die die Verbindung zu einem Umschaltnetzwerk für den asynchronen Transfermodus herstellt und die beiden Zugriffseinheiten 6 und 7 dienen zum Zeitschlitzaustausch. Der Bus 1 ist in zweiIn the example shown in FIG. 1, the access unit 2 is an access unit that transmits data in the asynchronous transfer mode, while the access units 3 and 4 transmit data in the synchronous transfer mode. The interfaces for connecting the access units to the bus base plate are designed both for connecting data (ST) access units 3, 4 transmitted in synchronous transfer mode and for connecting data transmitted in AT mode (AT) access units. The access unit 5 shown in FIG. 1 is an access unit which establishes the connection to a switching network for the asynchronous transfer mode, and the two access units 6 and 7 are used for exchanging time slots. Bus 1 is in two
Hälften unterteilt, wobei jede der Zugriffseinheiten 2 bis 5 mit jeweils beiden Hälften verbunden ist. Die beiden Zugriffseinheiten 6 und 7 sind jeweils nur mit einer Hälfte des Busses 1 verbunden. Beide Steuereinheiten 8 und 9 sind ebenfalls jeweils mit beiden Hälften des Busses 1 verbunden. Die beiden Steuereinheiten 8 und 9 sind im wesentlichen gleich aufgebaut und weisen jeweils ein Buszugriffs-Steuerelement 10 und eine Takterzeugungseinheit 11 auf . Bei der Übertragung von Signalen zwischen angeschlossenen Zugriffseinheiten bzw. zwischen angeschlossenen Zugriffseinheiten und den Steuereinheiten dient die Steuereinheit 8 als aktive Steuereinheit, während die Steuereinheit 9 sich in Ruhestellung befindet. Das bedeutet, daß im Normalfall die Signal- bzw. Datenübertragung von der Steuereinheit 8 gesteuert wird und die Steuereinheit 9 die Funktion derHalves divided, each of the access units 2 to 5 being connected to both halves. The two access units 6 and 7 are each connected to only one half of the bus 1. Both control units 8 and 9 are also each connected to both halves of the bus 1. The two control units 8 and 9 are constructed essentially the same and each have a bus access control element 10 and a clock generation unit 11. When signals are transmitted between connected access units or between connected access units and the control units, the control unit 8 serves as an active control unit, while the control unit 9 is in the rest position. This means that the signal or data transmission is normally controlled by the control unit 8 and the control unit 9 the function of the
Steuereinheit 8 nur dann übernimmt, wenn diese Fehlfunktionen zeigt . Eine Verbindungsleitung 12 zwischen den beiden Steuereinheiten 8 und 9 dient zur Kommunikation zwischen diesen beiden Steuereinheiten, wobei u.a.Control unit 8 only takes over if it shows malfunctions. A connecting line 12 between the two Control units 8 and 9 are used for communication between these two control units, among other things
Taktsynchronisierungssignale und Steuersignale übertragen werden. Weiterhin dient die Verbindungsleiung 12 zur gegenseitigen Überprüfung der beiden Steuereinheiten 8 und 9 und ggfs . zum Abschalten der fehlerhaft arbeitenden Steuereinheit .Clock synchronization signals and control signals are transmitted. Furthermore, the connecting line 12 is used to check the two control units 8 and 9 and if necessary. to switch off the faulty control unit.
Wie in Fig. 2 zu erkennen ist, umfaßt der Bus 1 verschiedene Gruppen von Leitungen zum Übertragen digitaler Signale. Eine erste Gruppe 13 von Leitungen dient zur Übertragung von Daten zwischen angeschlossenen Zugriffseinheiten bzw. zwischen angeschlossenen Zugriffseinheiten und den Steuereinheiten. Die erste Gruppe 13 von Leitungen ist dabei in zwei Hälften 13a und 13b unterteilt, wobei angeschlossene ST-Zugriffseinheiten und angeschlossene AT-Zugriffseinheiten ebenso wie die beiden Steuereinheiten 8 und 9 jeweils mit beiden Hälften 13a und 13b verbunden sind.As can be seen in Fig. 2, the bus 1 comprises different groups of lines for the transmission of digital signals. A first group 13 of lines serves for the transmission of data between connected access units or between connected access units and the control units. The first group 13 of lines is divided into two halves 13a and 13b, connected ST access units and connected AT access units as well as the two control units 8 and 9 each being connected to both halves 13a and 13b.
Eine zweite Gruppe 14 von Leitungen dient zur Übertragung von Anforderungssignalen. Auch die zweite Gruppe 14 von Leitungen besteht aus zwei Hälften 14a und 14b, wobei jede Schnittstelle zum Anschluß von ST- und AT-Zugriffseinheiten 3 bzw. 2 mit beiden Hälften 14a und 14b verbunden ist. In der zweiten Gruppe 14 von Leitungen werden von angeschlossenen AT- Zugriffseinheiten 2 bei Bedarf Anforderungssignale an die entsprechende Steuereinheit 8 bzw. 9 ausgesendet, um AT-Daten übertragen zu können. Die Schnittstellen für den Anschluß von Zugriffseinheiten 6 bzw. 7 für den Zeitschlitz-Austausch sind nicht mit der zweiten Gruppe 14 von Leitungen verbunden.A second group 14 of lines is used for the transmission of request signals. The second group 14 of lines also consists of two halves 14a and 14b, each interface for connecting ST and AT access units 3 and 2 being connected to both halves 14a and 14b. In the second group 14 of lines, request signals are sent from connected AT access units 2 to the corresponding control unit 8 or 9, if necessary, in order to be able to transmit AT data. The interfaces for the connection of access units 6 and 7 for the time slot exchange are not connected to the second group 14 of lines.
Eine dritte Gruppe 15 von Leitungen dient zum Übertragen von Steuersignalen zwischen den Schnittstellen für die Zugriffseinheiten bzw. angeschlossenen Zugriffseinheiten und den Steuereinheiten 8 und 9. Eine vierte Gruppe von Leitungen, die in Fig. 2 nicht dargestellt ist, dient zur Übertragung von Taktsignalen zwischen angeschlossenen Zugriffseinheiten und den Steuereinheiten.A third group 15 of lines is used to transmit control signals between the interfaces for the access units or connected access units and the control units 8 and 9. A fourth group of lines, which is not shown in FIG. 2, is used to transmit clock signals between connected access units and the control units.
Zusätzlich zu den in Fig. 2 gezeigten Leitungen umfaßt der Bus selbstverständlich Stromleitungen, Masseleitungen und zusätzliche Leitungen für weitere Erfordernisse. Wie in Fig. 2 zu sehen ist, umfaßt die dritte Gruppe 15 Abschalt-Leitungen 18 bis 21 zwischen den Schnittstellen zum Anschluß derIn addition to the lines shown in Fig. 2, the bus naturally includes power lines, ground lines and additional lines for other needs. As can be seen in Fig. 2, the third group 15 shutdown lines 18 to 21 between the interfaces for connecting the
Zusatzeinheiten 2 bis 7 und den Steuereinheiten, in denen die Steuereinheiten 8 bzw. 9 Signale zum Abschalten der Schnittstellen übertragen, wenn keine Zugriffseinheit an der entsprechenden Schnittstelle angeschlossen ist . Entsprechend umfaßt die dritte Gruppe 15 von Leitungen außerdemAdditional units 2 to 7 and the control units in which the control units 8 and 9 transmit signals for switching off the interfaces if no access unit is connected to the corresponding interface. Accordingly, the third group 15 of lines also includes
Anwesenheitsleitungen 22 bis 25 zwischen den Schnittstellen der Zugriffseinheiten 2 bis 6 und den Steuereinheiten 8 bzw. 9, über die angeschlossene Zugriffseinheiten Anwesenheitssignale an die Steuereinheiten 8 bzw. 9 übertragen können, wenn sie an den entsprechenden Schnittstellen angeschlossen sind.Presence lines 22 to 25 between the interfaces of the access units 2 to 6 and the control units 8 and 9, via which connected access units can transmit presence signals to the control units 8 and 9, if they are connected to the corresponding interfaces.
Empfängt die jeweilige Steuereinheit über eine der Leitungen 22 bis 25 ein Signal von der entsprechenden Schnittstelle, daß dort keine Zugriffseinheit angeschlossen ist, so wird dieIf the respective control unit receives a signal from the corresponding interface via one of the lines 22 to 25 that no access unit is connected there, the
Schnittstelle über die entsprechende Leitung 18, 19, 20 bzw. 21 von der Steuereinheit abgeschaltet.Interface switched off by the control unit via the corresponding line 18, 19, 20 or 21.
Die dritte Gruppe 15 umfaßt weiterhin Rückstauleitungen, die bei der Übertragung von Daten im asynchronen Transfermodus zur Übertragung von Signalen verwendet werden, mit denen die Übertragung von Daten verschiedener Prioritätsstufen gesteuert wird. Wie in Fig. 2 dargestellt ist, sind Rückstauleitungen 16 nur zwischen den Steuereinheiten 8 bzw. 9 und den Schnittstellen für den Anschluß von AT- bzw. ST- Zugriffseinheiten 2 bis 3 vorhanden. Die dritte Gruppe 15 von Leitungen umfaßt weiterhin Leitungen 17 zum Übertragen von VerwaltungsSignalen zwischen den Zugriffseinheiten 2 bis 7 und den Steuereinheiten 8 und 9.The third group 15 further includes backflow lines which are used in the transmission of data in the asynchronous transfer mode for the transmission of signals with which the transmission of data of different priority levels is controlled. As shown in Fig. 2, backflow lines 16 are only between the control units 8 and 9 and the interfaces for the connection of AT and ST access units 2 to 3. The third group 15 of lines further comprises lines 17 for transmitting management signals between the access units 2 to 7 and the control units 8 and 9.
Die in den Fig. 1 und 2 mit fetten Linien dargestellten Datenleitungen umfassen jeweils ein Bündel paralleler Leitungen zum Übertragen von Signalen. So umfassen im erläuterten bevorzugten Ausführungsbeispiel die beiden Hälften 13a und 13b der ersten Gruppe 13 von Datenleitungen jeweils 40 Leitungen, von denen jeweils 32 Leitungen zum Übertragen von Daten und die restlichen 8 Leitungen jeweils zum Übertragen von Fehlererkennungs- , Paritäts- und/oder -The data lines shown in bold lines in FIGS. 1 and 2 each comprise a bundle of parallel lines for transmitting signals. Thus, in the preferred exemplary embodiment explained, the two halves 13a and 13b of the first group 13 of data lines each comprise 40 lines, of which 32 lines each for the transmission of data and the remaining 8 lines each for the transmission of error detection, parity and / or
Signalisierungsdaten dienen. Die beiden Hälften 14a und 14b der zweiten Gruppe von Leitungen umfassen jeweils 4 Datenleitungen, von denen jeweils 3 zum Übertragen vonSignaling data serve. The two halves 14a and 14b of the second group of lines each comprise 4 data lines, 3 of which are each for the transmission of
Anforderungssignalen und eine Datenleitung zum Übertragen von Paritätsbits dient.Request signals and a data line for transmitting parity bits is used.
Die meisten der Leitungen zur Übertragung von Signalen zwischen den Schnittstellen der Zugriffseinheiten 2 bis 7 und den Steuereinheiten 8 und 9 sind bidirektional, wie durch die Pfeile in der Fig. 2 dargestellt ist. Die Übertragung der Daten in den Datenleitungen 13a, 13b erfolgt auf der Basis von Pulsrahmen mit einer Dauer von 125 μs . Die Rahmen sind jeweils in eine feste Anzahl von Zeitschlitzen unterteilt. Für den Fall, daß die Zeitschlitz-Taktfrequenz 25,6 Mhz beträgt, ist jeder Pulsrahmen damit in 3200 Zeitschlitze unterteilt, wodurch ein theoretischer Durchsatz von 0,82 Gigabit/sec für eine Hälfte 13a oder 13b der Datengruppe 13 erreicht werden kann. Werden beide Hälften 13a und 13b gleichzeitig zur Übertragung von Daten verwendet, so kann damit ein Gesamtdurchsatz von bis zu 1,64 Gigabit/sec. erreicht werden.Most of the lines for transmitting signals between the interfaces of the access units 2 to 7 and the control units 8 and 9 are bidirectional, as shown by the arrows in FIG. 2. The data in the data lines 13a, 13b are transmitted on the basis of pulse frames with a duration of 125 μs. The frames are each divided into a fixed number of time slots. In the event that the time slot clock frequency is 25.6 MHz, each pulse frame is thus divided into 3200 time slots, whereby a theoretical throughput of 0.82 gigabits / sec can be achieved for one half 13a or 13b of data group 13. If both halves 13a and 13b are used simultaneously for the transmission of data, a total throughput of up to 1.64 gigabits / sec. can be achieved.
Die Pulsrahmen sind im wesentlichen in zwei Container unterteilt, wobei der erste Container zur Übertragung vonThe pulse frames are essentially divided into two containers, the first container for the transmission of
Daten im synchronen Transfermodus und der zweite Container zur Übertragung von Daten im asynchronen Transfermodus dient. Der erste Container zur Übertragung von Daten im synchronen Transfermodus ist dabei mit einer vorbestimmten oder durch die Steuereinheiten 8 bzw. 9 bestimmbaren Aufteilung auf bestimmte Zeitschlitze in jedem Pulsrahmen aufgeteilt. Der nicht zur Übertragung von Daten im synchronen Transfermodus benötigte Teil jedes Pulsrahmens bzw. die nicht zur Übertragung von Daten im synchronen Transfermodus benötigten Zeitschlitze der Pulsrahmen stehen für den zweiten Container zur Übertragung von Daten im asynchronen Transfermodus zur Verfügung. Da im asynchronen Transfermodus größere Zellen bzw. Pakete mit einer variablen Datenmenge übertragen werden, kann somit die Nutzbandbreite des Busses abhängig von der Menge der zu übertragenden Daten flexibel ausgenutzt werden.Data in synchronous transfer mode and the second container is used to transfer data in asynchronous transfer mode. The The first container for the transmission of data in the synchronous transfer mode is divided with a predetermined division or determinable by the control units 8 or 9 into specific time slots in each pulse frame. The part of each pulse frame that is not required for the transmission of data in the synchronous transfer mode or the time slots of the pulse frame that are not required for the transmission of data in the synchronous transfer mode are available for the second container for the transmission of data in the asynchronous transfer mode. Since larger cells or packets with a variable amount of data are transmitted in asynchronous transfer mode, the useful bandwidth of the bus can be used flexibly depending on the amount of data to be transmitted.
Die Belegung bzw. die Freigabe der Zeitschlitze zurThe allocation or release of the time slots for
Übertragung von Daten im synchronen Transfermodus erfolgt dabei vorzugsweise durch die Steuereinheit 8 bzw. 9. Die Steuereinheit wird über einzurichtende oder freizugebende Verbindungen, d.h. angeschlossene ST-Zugriffseinheiten unterrichtet und verteilt die im synchronen Transfermodus zu übertragenden Daten entsprechend auf die Zeitschlitze des entsprechenden Pulsrahmens. Zeitschlitze, die nicht oder nicht mehr durch im synchronen Transfermodus zu übertragende Daten belegt sind, sind zur Übertragung von Zellen bzw. Paketen des asynchronen Transfermodus nutzbar. Die Grenze zwischen den beiden Transferarten kann als dynamisch und virtuell angesehen werden. Verbindungen zur Übertragung von Daten im synchronen Transfermodus werden dabei mit Vorrang eingerichtet. Die verbleibende Kapazität des Busses steht den Verbindungen für den asynchronen Transfermodus zur Verfügung.Data in the synchronous transfer mode is preferably carried out by the control unit 8 or 9. The control unit is via connections to be set up or to be released, i.e. connected ST access units teaches and distributes the data to be transmitted in the synchronous transfer mode accordingly over the time slots of the corresponding pulse frame. Time slots that are not or no longer occupied by data to be transmitted in the synchronous transfer mode can be used for the transmission of cells or packets of the asynchronous transfer mode. The boundary between the two types of transfers can be seen as dynamic and virtual. Connections for the transmission of data in synchronous transfer mode are set up with priority. The remaining capacity of the bus is available to the connections for the asynchronous transfer mode.
In Fig. 3 ist ein Pulsrahmen schematisch dargestellt, in dem ausschließlich Daten im synchronen Transfermodus übertragen werden. Der dargestellte Pulsrahmen 26 umfaßt am Anfang einen üblichen Kopf 27 mit Identifizierungsdaten,A pulse frame is shown schematically in FIG. 3, in which only data is transmitted in the synchronous transfer mode. The pulse frame 26 shown initially comprises a conventional head 27 with identification data,
Synchronisationsinformationen etc. Die Zeitschlitze 30 enthalten die im synchronen Transfermodus übertragenen Daten. Jeder Zeitschlitz überträgt dabei eine feste Anzahl von Bits, z.B. 8 Bits. Weiterhin umfaßt der Pulsrahmen 26 Zeitschlitze 28 mit Steuerdaten für den synchronen Transfermodus und Zeitschlitze 29 mit Daten zur Überprüfung des Busses. Die Zeitschlitze 28 und 29 sind dabei vorzugsweise immer an den gleichen Positionen eines Pulsrahmens angeordnet. Für jede Schnittstelle des Busses, d.h. für jede mögliche Zugriffseinheitsposition wird zumindest ein Zeitschlitz zum Übertragen von Daten und ein Zeitschlitz zum Empfangen von Daten reserviert. Diese Lösung erlaubt die Realisierung einer Standardlösung für alle Arten von Datenverkehr im synchronen Transfermodus. Der restliche Teil jedes Pulsrahmens ist für zusätzlichen Datenverkehr im synchronen Transfermodus und/oder im asynchronen Transfermodus verfügbar. Jeder Zeitschlitz 30 mit im synchronen Transfermodus übertragenen Daten enthält im erläuterten Ausführungsbeispiel ein Byte, d.h. 8 Bit synchroner Daten, wobei zusätzlich in jedem Zeitschlitz ein Signalisierungsbit und ein Paritätsbit vorgesehen sind. Das Paritätsbit dient zum Schutz der Datenbits und des Signalisierungsbit. Das Signalisierungsbit wird von den Zugriffseinheiten 6 und 7 für den Zeitschlitz-Austausch verwendet, die zum Durchsignalisieren für analoge Zugriffseinheiten vorgesehen sind. Ein Zeitschlitz 30 mit im synchronen Transfermodus übertragenen Daten besteht somit aus 8 Datenbits, einem Signalisierungsbit und einem Paritätsbit.Synchronization information etc. The time slots 30 contain the data transmitted in the synchronous transfer mode. Each time slot transmits a fixed number of bits, for example 8 bits. Furthermore, the pulse frame 26 comprises time slots 28 with control data for the synchronous transfer mode and time slots 29 with data for checking the bus. The time slots 28 and 29 are preferably always arranged at the same positions of a pulse frame. At least one time slot for transmitting data and one time slot for receiving data are reserved for each interface of the bus, ie for each possible access unit position. This solution enables the implementation of a standard solution for all types of data traffic in synchronous transfer mode. The remaining part of each pulse frame is available for additional data traffic in the synchronous transfer mode and / or in the asynchronous transfer mode. In the exemplary embodiment explained, each time slot 30 with data transmitted in the synchronous transfer mode contains one byte, ie 8 bits of synchronous data, a signaling bit and a parity bit being additionally provided in each time slot. The parity bit is used to protect the data bits and the signaling bit. The signaling bit is used by the access units 6 and 7 for the time slot exchange, which are provided for through-signaling for analog access units. A time slot 30 with data transmitted in the synchronous transfer mode thus consists of 8 data bits, a signaling bit and a parity bit.
Die isochronen Kanäle, d.h. die zur Übertragung von Signalen im synchronen Transfermodus dienenden Zeitschlitze werden benutzt, um sehr zeitkritische Datenarten, wie Sprachdaten und Videodaten zu transportieren und um Echtzeit-Anforderungen gerecht zu werden. Weiterhin werden diese Zeitschlitze verwendet, um verwaltungstechnische Informationen zwischen den Steuereinheiten 8 bzw. 9 und einer der angeschlossenen Zugriffseinheiten auszutauschen, verwaltungstechnische Informationen von den Steuereinheiten 8 bzw. 9 zu allen angeschlossenen Zugriffseinheiten zu transportieren und eine Anwesenheits- und Funktionstüchtigkeitsüberprüfung aller angeschlossenen Zugriffseinheiten durchzuführen. Dabei wird auch die Funktionsfähigkeit des Busses bzw. dessen Leitungen getestet.The isochronous channels, ie the time slots used for the transmission of signals in the synchronous transfer mode, are used to transport very time-critical data types, such as voice data and video data, and to meet real-time requirements. Furthermore, these time slots are used to exchange administrative information between the control units 8 and 9 and one of the connected access units, to transport administrative information from the control units 8 and 9 to all connected access units and a presence and functionality check of all connected access units. The functionality of the bus and its lines are also tested.
Da die Vergabe der Zeitschlitze einfach und zentral durch die Steuereinheiten 8 bzw. 9 erfolgt, ist dieSince the time slots are allocated simply and centrally by the control units 8 and 9, respectively
Kommunikationsdatenmenge zwischen den Zugriffseinheiten und den Steuereinheiten gering. Die Verwaltung der vergebenen Zeitschlitze wird in allen AT- und ST-Zugriffseinheiten vorgenommen. Um die mittlere Wartezeit für im asynchronenSmall amount of communication data between the access units and the control units. The assigned time slots are managed in all AT and ST access units. Around the mean wait for im asynchronous
Transfermodus zu übertragende Daten einzuhalten, erfolgt eine möglichst gleich verteilte Vergabe der Zeitschlitze für den synchronen Transfermodus. Das Einrichten und Freigeben der Verbindungen erfolgt durch die Steuereinheiten 8 bzw. 9. Die ZeitSchlitzzuordnung ist während des Bestandes der Verbindung permanent gültig und gilt bis zum Abbau der Verbindung für alle Pulsrahmen. Die Gleichverteilung der Zeitschlitze für den synchronen Transfermodus hat außerdem den Vorteil, daß der Verwaltungsaufwand für das Einrichten und Freigeben von Zeitschlitzen relativ gering ist. Die Belegung und Freigabe sowie der relevante Zeitpunkt für die Belegung und Freigabe von Zeitschlitzen muß allen angeschlossenen Zugriffseinheiten mitgeteilt werden. Das erfolgt durch die Steuereinheiten 8 bzw. 9 mittels reservierter Kanäle zu allen angeschlossenen Zugriffseinheiten gleichzeitig, d.h. im Broadcast-Verfahren. Allen Zugriffseinheiten steht somit zum gleichen Zeitpunkt die neue Nummer des belegten oder freigeschalteten Zeitschlitzes zur Verfügung. Der neue Belegungszustand besitzt ab dem folgenden Pulsrahmen Gültigkeit. Die maximale Wartezeit entspricht damit der Länge eines Pulsrahmens, nämlich 125 μs. Das Bussystem kann somit schwankenden Verkehrsbelastungen angepaßt werden.Adhering to the transfer mode of data to be transmitted takes place as uniformly as possible allocation of the time slots for the synchronous transfer mode. The connections 8 are set up and released by the control units 8 and 9. The time slot allocation is permanently valid during the existence of the connection and applies to all pulse frames until the connection is cleared down. The equal distribution of the time slots for the synchronous transfer mode also has the advantage that the administrative effort for setting up and releasing time slots is relatively low. The assignment and release as well as the relevant time for the assignment and release of time slots must be communicated to all connected access units. This is done by the control units 8 and 9 using reserved channels to all connected access units simultaneously, i.e. in the broadcast process. The new number of the occupied or activated time slot is thus available to all access units at the same time. The new occupancy status is valid from the following pulse frame. The maximum waiting time thus corresponds to the length of a pulse frame, namely 125 μs. The bus system can thus be adapted to fluctuating traffic loads.
Zusätzlich kann ein Quittungsmechanismus, mit dem die Akzeptanz der zentralen Vergabe den Steuereinheiten 8 bzw. 9 von allen angeschlossenen Zugriffseinheiten bestätigt wird, vorgesehen sein. Bei einer geringen Durchsatzrate ist es möglich, daß innerhalb eines Zeitschlitzes freie Segmente auftreten. Da das Zuordnen eines Teilschlitzes für mehrere Zugriffseinheiten verwaltungstechnisch sehr aufwendig ist, bleiben diese Segmente eines Zeitschlitzes frei und werden von den Steuereinheiten 8 bzw. 9 betrieben, um zu verhindern, daß der Bus „floatet".In addition, an acknowledgment mechanism can be provided with which the acceptance of the central assignment to the control units 8 or 9 is confirmed by all connected access units. With a low throughput rate it is possible that free segments occur within a time slot. Since the assignment of a partial slot for several access units is very complex from an administrative point of view, these segments of a time slot remain free and are operated by the control units 8 and 9 in order to prevent the bus from "floating".
Nach dem Einschalten des Bussystems sind automatisch Basiskanäle eingerichtet, mittels derer die angeschlossenen Zugriffseinheiten angesprochen werden können. Die Kanalnummer ist an die Schnittstellennummer gekoppelt und dient der internen Kommunikation zwischen den Steuereinheiten und den angeschlossenen Zugriffseinheiten.After switching on the bus system, basic channels are automatically set up, by means of which the connected access units can be addressed. The channel number is linked to the interface number and is used for internal communication between the control units and the connected access units.
In Fig. 4 ist ein Pulsrahmen 31 schematisch dargestellt, der ausschließlich zur Übertragung von Daten im asynchronen Transfermodus dient. Entsprechend sind in dem Pulsrahmen 31 von Fig. 4 Pakete bzw. Zellen 34 unterschiedlicher Größe zu erkennen, die zur Übertragung von Daten im asynchronen Transfermodus dienen. Weiterhin weist der Pulsrahmen 31 Zellen 32 auf, in denen Steuerdaten im asynchronen Transfermodus übertragen werden. Entsprechend dem in Fig. 3 gezeigten Pulsrahmen 26 umfaßt der Pulsrahmen 31 in Fig. 4 außerdem einen Kopf 27 mit Identifizierungsdaten, Synchronisierungsinformationen etc., sowie Zeitschlitze 29 mit Daten zur Busüberprüfung. Am Ende des Pulsrahmens 31 ist ein Bereich 33 vorgesehen, der nicht zur Übertragung von Daten im asynchronen Transfermodus benutzt werden darf, um die Unterbrechung eines Paketes 34 mit dem asynchronen Transfermodus übertragenen Daten durch ein Pulsrahmenende zu vermeiden. Der Bereich 33 ist vorzugsweise größer als 64 Zeitschlitze.FIG. 4 schematically shows a pulse frame 31 which is used exclusively for the transmission of data in the asynchronous transfer mode. Correspondingly, packets or cells 34 of different sizes can be seen in the pulse frame 31 of FIG. 4, which serve for the transmission of data in the asynchronous transfer mode. Furthermore, the pulse frame 31 has cells 32 in which control data are transmitted in the asynchronous transfer mode. Corresponding to the pulse frame 26 shown in FIG. 3, the pulse frame 31 in FIG. 4 also comprises a head 27 with identification data, synchronization information etc., and time slots 29 with data for bus checking. At the end of the pulse frame 31, an area 33 is provided which must not be used for the transmission of data in the asynchronous transfer mode, in order to avoid the interruption of a packet 34 with the data transmitted in the asynchronous transfer mode by a pulse frame end. The area 33 is preferably larger than 64 time slots.
Der Pulsrahmen 31 von Fig. 4 ist ein Beispiel dafür, daß der erste Container, der für die Übertragung von Daten im synchronen Transfermodus reserviert ist, leer ist, und nur Daten im zweiten Container, d.h. nur Daten im asynchronen Transfermodus, übertragen werden. Die Pakete 34 umfassen außer den Datenbits Fehlererkennungs- und Korrekturbits. Im dargestellten Ausführungsbeispiel, in dem die beiden Hälften 13a und 13b der Datengruppe 13 jeweils 40 Leitungen umfassen, werden bei der Übertragung von Daten im asynchronenThe pulse frame 31 of FIG. 4 is an example of the fact that the first container, which is reserved for the transmission of data in the synchronous transfer mode, is empty and only data in the second container, ie only data in the asynchronous Transfer mode. Packets 34 include error detection and correction bits in addition to the data bits. In the exemplary embodiment shown, in which the two halves 13a and 13b of the data group 13 each comprise 40 lines, the transmission of data is carried out asynchronously
Transfermodus jeweils 7 Leitungen pro Hälfte 13a bzw. 13b zur Übertragung der Fehlererkennungs- und Korrekturbits verwendet. Eine weitere Leitung pro Hälfte wird zur Übertragung eines Betriebssignales verwendet, das anzeigt, daß der Bus in Betrieb ist. Damit werden ebenso wie bei der Übertragung von Daten im synchronen Transfermodus in jeder Hälfte 13a bzw. 13b der Datengruppe 13 32 Leitungen zur Übertragung von Daten verwendet, während die restlichen 8 Leitungen zur Übertragung von Signalisierungsbits, Paritätsbits, Fehlerkorrektur- und Korrekturbits bzw. Betriebszustandsbits verwendet werden. Es können damit in jeder Hälfte 32 Bits gleichzeitig parallel übertragen werden. Die 8 Leitungen, die bei der Übertragung von Daten im synchronen Transfermodus zur Übertragung der Signalisierungs- und Paritätsbits dienen, dienen bei der Übertragung von Daten im asynchronen Transfermodus zurTransfer mode uses 7 lines per half 13a and 13b for the transmission of the error detection and correction bits. One more line per half is used to transmit an operating signal indicating that the bus is operating. As with the transmission of data in the synchronous transfer mode, 32 lines are used in each half 13a or 13b of the data group 13 for the transmission of data, while the remaining 8 lines are used for the transmission of signaling bits, parity bits, error correction and correction bits or operating state bits become. This means that 32 bits can be transmitted in parallel in each half. The 8 lines, which are used for the transmission of data in the synchronous transfer mode for the transmission of the signaling and parity bits, are used for the transmission of data in the asynchronous transfer mode
Übertragung der Fehlererkennungs- und Korrekturbits und des Busbetriebsbits .Transmission of the error detection and correction bits and the bus operating bit.
Wie oben bereits erläutert wurde, wird der zweite Container für die Übertragung von Daten im asynchronen Transfermodus verwendet . Die Steuerung dieser Übertragung im asynchronen Transfermodus erfolgt durch die Steuereinheiten 8 bzw. 9 und ermöglicht hohe Übertragungsraten. Die Vergabe der Transporterlaubnis für die Übertragung von Daten im asynchronen Transfermodus in einer Zelle bzw. einem Paket 34 erfolgt dezentral, d.h. in jeder angeschlossenen AT- Zugriffseinheit . Im zweiten Container können Zellen bzw. Pakete 34 unterschiedlicher Länge transportiert werden. Die maximale Länge einer Zelle 34 wird begrenzt durch die Breite der Überwachungseinrichtung bzw. der Zählerbreite für die Überwachung, den notwendigen Kopf 27 (Senderadresse, Empfängeradresse usw.), die Länge der Nutzdaten und die Abwicklung des Busprotokolls. Die minimale Länge einer Zelle 34 wird bestimmt durch den notwendigen Kopf 27 und das Einfügen von einem Byte Nutzdaten. Sowohl die minimale als auch die maximale Länge sollten den Bus in seiner Breite oder in Vielfachem davon belegen.As already explained above, the second container is used for the transfer of data in the asynchronous transfer mode. The control of this transmission in the asynchronous transfer mode is carried out by the control units 8 and 9 and enables high transmission rates. The issue of the transport permit for the transmission of data in the asynchronous transfer mode in a cell or a packet 34 is decentralized, that is to say in each connected AT access unit. Cells or packages 34 of different lengths can be transported in the second container. The maximum length of a cell 34 is limited by the width of the monitoring device or the counter width for monitoring, the necessary header 27 (sender address, recipient address, etc.), the length of the user data and the Processing of the bus protocol. The minimum length of a cell 34 is determined by the necessary header 27 and the insertion of one byte of user data. Both the minimum and the maximum length should occupy the bus in its width or in multiples thereof.
Ein Beispiel für eine Zelle 34 maximaler Länge ist in Fig. 5 auf der linken Seite dargestellt. Ein Beispiel für eine Zelle 34 minimaler Länge ist auf der rechten Seite in Fig. 5 dargestellt. Die Zelle 34 maximaler Länge umfaßt einen Leitkopf 35, der die Senderadresse einschließlich der Schnittstellenadresse der diese Zelle 34 aussendenden AT- Zugriffseinheit , die Empfängeradresse einschließlich der Schnittstellenadresse der diese Zelle 34 empfangenden AT- Zugriffseinheit, Kennzeichen für Multicast-Adressen, Gruppen von Multicast-Zugriffseinheiten, Betriebsinformationen, Verwaltungsinformationen, Subcontainergrößen etc. enthält. Der AT-Kopf 36 der Zelle 34 enthält die AT-Schicht- Protokollinformationen. Für diese Informationen gibt es zwei verschiedene Formate, nämlich das UNI-Format für den Übergang zwischen den Benutzern und dem Netz und das sogn. NNI-Format für den Übergang zwischen den Netzknoten und den Verbindungsleitungen zwischen den Netzknoten. Die beiden Formate unterscheiden sich nur in der Größe des VPI- Unterbereiches (Unterbereich mit Informationen bezüglich der Identifizierung des virtuellen Pfades) und der Anwesenheit oder Abwesenheit des GFC-Bereiches .An example of a cell 34 of maximum length is shown in Fig. 5 on the left. An example of a cell 34 of minimal length is shown on the right in FIG. 5. The cell 34 of maximum length comprises a routing head 35 which contains the sender address including the interface address of the AT access unit emitting this cell 34, the receiver address including the interface address of the AT access unit receiving this cell 34, identifiers for multicast addresses, groups of multicast access units , Operational information, administrative information, subcontainer sizes, etc. The AT header 36 of cell 34 contains the AT layer protocol information. There are two different formats for this information, namely the UNI format for the transition between users and the network and sogn. NNI format for the transition between the network nodes and the connecting lines between the network nodes. The two formats differ only in the size of the VPI sub-area (sub-area with information relating to the identification of the virtual path) and the presence or absence of the GFC area.
Im Informationsbereich 37 werden die Nutzdaten übertragen. Die maximale Größe des Informationsbereiches beträgt, wie auf der linken Seite in Fig. 5 dargestellt ist, 48 Oktetts bzw. 48 Byte-Nutzdaten. Die Größe des Informationsbereiches 37 kann bis auf l Oktett bzw. l Byte reduziert werden, wie auf der rechten Seite in Fig. 5 dargestellt ist, und der AT-Kopf 36 kann unbenutzt bleiben, womit es möglich wird, die Zelle 34 auf eine Größe von bis zu 9 Oktetts zu reduzieren. Es ist selbstverständlich möglich, auch andere maximale Zellengrößen als die dargestellte maximale Größe der Zelle 34 von 60 Byte zuzulassen.The user data are transmitted in the information area 37. As shown on the left in FIG. 5, the maximum size of the information area is 48 octets or 48 byte user data. The size of the information area 37 can be reduced to 1 octet or 1 byte, as shown on the right in Fig. 5, and the AT header 36 can remain unused, making it possible to size the cell 34 of up to 9 octets. It is of course possible to have other maximum cell sizes than allow the maximum size of cell 34 of 60 bytes shown.
Am Ende jeder Zelle befindet sich ein Prüfsummenfeld 38 aus 8 Bit zum Überprüfen des Rahmens . Die maximale Größe einer zu übertragenden Zelle 34 wird durch eine programmierbare ÜberwachungsSchaltung beispielsweise in dem Buszugriffssteuerelement 10 der Steuereinheiten 8 bzw. 9 beschränkt. Bei der Übertragung von Zellen 34 erhält jede der angeschlossenen Zugriffseinheiten Kenntnis von der Größe der momentan übertragenen Zelle 34 über die Busbetriebsleitung in der Datengruppe 13.At the end of each cell there is an 8 bit checksum field 38 for checking the frame. The maximum size of a cell 34 to be transmitted is limited by a programmable monitoring circuit, for example in the bus access control element 10 of the control units 8 or 9. When cells 34 are transmitted, each of the connected access units receives knowledge of the size of the cell 34 currently being transmitted via the bus operations line in data group 13.
In Fig. 6 ist ein Rahmen 39 dargestellt, in dem Daten sowohl im synchronen als auch im asynchronen Transfermodus übertragen werden. Der Rahmen weist einen üblichen Kopf 27 sowie ST- Steuerdatenzeitschlitze 28 und AT-Steuerdatenzellen 41 auf. Weiterhin sind Zeitschlitze 29 zur Busüberprüfung vorgesehen. Die Zeitschlitze 30 enthalten Daten, die im synchronen Transfermodus übertragen werden, während die Zellen 34 Daten enthalten, die im asynchronen Transfermodus übertragen werden. Die Übertragung von Zellen 34 ist dabei in der Busstruktur der Übertragung von Zeitschlitzen 30 in der Priorität untergeordnet. Soll eine Zelle 34 mit im asynchronen Transfermodus zu übertragenden Daten in dem Bus transportiert werden und trifft auf einen der Zeitschlitze 30 für die Datenübertragung im synchronen Transfermodus, so wird der Transport der Zelle 34 aufgehalten, bis die Zeitschlitze des Rahmens 39 nicht mehr durch im synchronen Transfermodus zu übertragende Daten belegt sind. Ggffs. wird der unterbrochene Transport einer Zelle 34 unterbrochen, wie z.B. in Fig. 6 der Transport der Zelle 34a durch die Zeitschlitze 30, und nach Abschluß der Übertragung von Daten im synchronen Transfermodus fortgesetzt.A frame 39 is shown in FIG. 6, in which data is transmitted both in the synchronous and in the asynchronous transfer mode. The frame has a conventional head 27 and ST control data time slots 28 and AT control data cells 41. Time slots 29 are also provided for bus checking. The time slots 30 contain data that are transmitted in the synchronous transfer mode, while the cells 34 contain data that are transmitted in the asynchronous transfer mode. The transmission of cells 34 is subordinate in priority to the transmission of time slots 30 in the bus structure. If a cell 34 with data to be transmitted in the asynchronous transfer mode is to be transported on the bus and meets one of the time slots 30 for data transmission in the synchronous transfer mode, the transport of the cell 34 is stopped until the time slots of the frame 39 no longer pass through in the synchronous mode Transfer mode data to be transferred are occupied. Ggffs. the interrupted transport of a cell 34 is interrupted, e.g. in Fig. 6 the transport of cell 34a through time slots 30, and after completion of the transfer of data in synchronous transfer mode continued.
Wie in Fig. 6 zu sehen ist, wird der Transport der Zelle 34a durch die drei Zeitschlitze 30 unterbrochen und nach deren Übertragung fortgesetzt. Ebenso wird am Ende des Pulsrahmens 39 die Übertragung der Zelle 34b durch einen Zeitschlitz 30 mit dem synchronen Transfermodus übertragenen Daten unterbrochen und nach diesem Zeitschlitz fortgesetzt .As can be seen in FIG. 6, the transport of cell 34a through the three time slots 30 is interrupted and after Transfer continued. Likewise, at the end of the pulse frame 39, the transmission of the cell 34b is interrupted by a time slot 30 with the data transmitted in the synchronous transfer mode and is continued after this time slot.
Um die Übertragung von Daten im synchronen und im asynchronen Transfermodus zu ermöglichen, könnte ein zusätzliches Signal, das von den Steuereinheiten 8 bzw. 9 gesteuert wird, in den Bus implementiert werden. Um dieses Signal einzusparen, muß jede angeschlossene AT-Zugriffseinheit die Kenntnis von Zeitschlitzen in den Pulsrahmen haben, die im synchronen Transfermodus zu übertragenen Daten zugeordnet sind. Damit müssen alle Zugriffseinheiten Informationen über die Reservierung und die Änderung der Reservierung von Zeitschlitzen für Daten im synchronen Transfermodus erhalten. Zeitschlitze zur Übertragung von Zellen 34 für im asynchronen Transfermodus zu übertragende Daten werden auf Anforderung von den angeschlossenen AT-Zugriffseinheiten vergeben. Diese Anforderung wird von jeder AT-Zugriffseinheit entsprechend gestellt . Dafür dient die zweite Gruppe 14 mit Anforderungsleitungen.In order to enable the transmission of data in the synchronous and in the asynchronous transfer mode, an additional signal, which is controlled by the control units 8 and 9, could be implemented in the bus. In order to save this signal, each connected AT access unit must have knowledge of time slots in the pulse frame, which are assigned to data to be transmitted in the synchronous transfer mode. This means that all access units must receive information about the reservation and the change in the reservation of time slots for data in the synchronous transfer mode. Time slots for the transmission of cells 34 for data to be transmitted in the asynchronous transfer mode are assigned on request by the connected AT access units. Each AT access unit makes this request accordingly. The second group 14 with request lines is used for this.
Der Kopf 27 der Pulsrahmen 39 umfaßt mehrere Informationen, wie z.B. die Pulsrahmennummer, Rahmensynchronisierungsinformationen sowie ggffs . die Rahmentaktfrequenz, eine Prüfsumme des Kopfes 27 etc. Weiterhin werden in jedem Pulsrahmen ST-Steuerdaten in entsprechenden Zeitschlitzen 28, also im Format von im synchronen Transfermodus übertragenen Daten zwischen den Steuereinheiten 8 bzw. 9 und den angeschlossenen ST- Zugriffseinheiten übertragen. Die Anzahl von Zeitschlitzen 28 für dieses interne Protokoll während des normalen Betriebes wird in Übereinstimmung mit den Bandbreiteerfordernissen (z.B. 64kbit/s oder 256kbit/s) festgelegt. Die Position der Zeitschlitze 28 innerhalb der Pulsrahmen 39 entspricht derThe head 27 of the pulse frame 39 contains several pieces of information, e.g. the pulse frame number, frame synchronization information and if necessary. the frame clock frequency, a checksum of the head 27, etc. Furthermore, ST control data are transmitted in corresponding time slots 28 in each pulse frame, that is to say in the format of data transmitted in the synchronous transfer mode, between the control units 8 and 9 and the connected ST access units. The number of time slots 28 for this internal protocol during normal operation is determined in accordance with the bandwidth requirements (e.g. 64kbit / s or 256kbit / s). The position of the time slots 28 within the pulse frame 39 corresponds to the
Position der entsprechenden Schnittstelle. Die ST-Steuerdaten 28 werden zur Kommunikation zwischen den Steuereinheiten 8 bzw. 9 und den angeschlossenen ST-Zugriffseinheiten verwendet. Während dem Normalbetrieb sind in jedem Pulsrahmen 39 60 Zeitschlitze als Dienstkanäle zwischen jeder angeschlossenen ST-Zugriffseinheit und den Steuereinheiten 8 bzw. 9 vorgesehen. Von diesen 60 Zeitschlitzen dienen 20 Zeitschlitze als Dienstkanäle von den Steuereinheiten 8 bzw. 9 zu jeder Zugriffseinheit und 20 Zeitschlitze dienen als Dienstkanäle von jeder Zugriffseinheit zu den Steuereinheiten 8 bzw. 9, wobei den zweiten 20 Zeitschlitzen weitere 20 Zeitschlitze vorangehen, die definierte Datenmuster enthalten, die von der Steuereinheit 8 bzw. 9 gesteuert sind. Diese weiteren 20 Zeitschlitze sind notwendig, um zu vermeiden, daß Daten irgendeines vorhergehenden Zeitschlitzes, die in dem Bus noch als gültig vorhanden sind, als Dienstkanal zwischen der Zugriffseinheit und der Steuereinheit 8 bzw. 9 mißinterpretiert werden können. Da die Dienstkanäle von den Zugriffseinheiten zu den Steuereinheiten 8 bzw. 9 in klarer Weise initialisiert werden, wird jedes Entfernen einer Zugriffseinheit von der Steuereinheit 8 bzw. 9 erkannt, da die Zugriffseinheit den Dienstkanal nicht länger betreibt.Position of the corresponding interface. The ST control data 28 are used for communication between the control units 8 or 9 and the connected ST access units. During normal operation, 39 60 time slots are provided in each pulse frame as service channels between each connected ST access unit and the control units 8 and 9. Of these 60 time slots, 20 time slots serve as service channels from the control units 8 and 9 to each access unit and 20 time slots serve as service channels from each access unit to the control units 8 and 9, the second 20 time slots being preceded by a further 20 time slots which contain defined data patterns which are controlled by the control unit 8 or 9. These further 20 time slots are necessary in order to avoid that data of any previous time slot which is still valid in the bus can be misinterpreted as a service channel between the access unit and the control unit 8 or 9. Since the service channels are initialized in a clear manner from the access units to the control units 8 and 9, any removal of an access unit is recognized by the control unit 8 or 9, since the access unit no longer operates the service channel.
Die Dienstkanäle umfassen weiterhin Zeitschlitze 29 mit Busüberprüfungssignalen. In diesen Zeitschlitzen 29 werden Testmuster von den Steuereinheiten 8 bzw. 9 zu den angeschlossenen Zugriffseinheiten gesendet oder umgekehrt. Diese Busüberprüfungsdaten werden in dem Bus entweder in falscher Parität übermittelt, um die Paritätsüberprüfung zu testen, oder mit korrekter Parität und unterschiedlichen Datenmustern, um die Datengruppe 13 des BusSystems zu überprüfen.The service channels also include time slots 29 with bus check signals. In these time slots 29, test patterns are sent from the control units 8 and 9 to the connected access units or vice versa. This bus check data is transmitted on the bus either with incorrect parity to test the parity check or with correct parity and different data patterns to check data group 13 of the bus system.
Weiterhin werden AT-Steuerdaten in Steuerzellen 41 zwischen den Steuereinheiten 8 bzw. 9 und angeschlossenen AT- Zugriffseinheiten im Format von im asynchronen Transfermodus übertragenen Daten übermittelt. Die Senderadresse und die Empfängeradresse der AT-Steuerdaten entspricht der Schnittstellenposition der angeschlossenen AT-Zugriffseinheit . Eine Ausnahme davon gilt für die Dienstkanäle wie z.B. die Zeitschlitze 29 für die Busüberprüfung, die auch für AT- Zugriffseinheiten im Format von im synchronen Transfermodus übertragenen Daten übermittelt werden. Eine weitere Ausnahme gilt nach dem Einschalten des Bussystems, da dieFurthermore, AT control data are transmitted in control cells 41 between control units 8 and 9 and connected AT access units in the format of data transmitted in the asynchronous transfer mode. The sender address and the recipient address of the AT control data correspond to the interface position of the connected AT access unit. An exception to this applies to the service channels, such as the time slots 29 for the bus check, which are also transmitted for AT access units in the format of data transmitted in the synchronous transfer mode. Another exception applies after switching on the bus system, since the
Steuereinheiten 8 bzw. 9 die festgelegten Zeitschlitze 28 für die ST-Steuerdaten der jeweiligen Schnittstelle verwenden, um eine Basiskommunikation mit den angeschlossenen AT- Zugriffseinheiten herzustellen. Während des Betriebes wird die Kommunikation durch die Steuereinheiten 8 bzw. 9 auf den asynchronen Transfermodus umgestellt.Control units 8 and 9 use the defined time slots 28 for the ST control data of the respective interface in order to establish basic communication with the connected AT access units. During operation, the control units 8 and 9 switch the communication to the asynchronous transfer mode.
In Fig. 7 ist ein Beispiel für das Format der Zeitschlitze 28 mit ST-Steuerdaten und für das Format der Zeitschlitze 30 mit im synchronen Transfermodus übertragenen Daten schematisch dargestellt. Die Zeitschlitze 30 für ST-Daten bestehen aus einer oberen Hälfte 30a und einer unteren Hälfte 30b. Jede Hälfte 30a und 30b umfaßt vier Byte von im synchronen Transfermodus übertragenen Daten sowie vier Paritätsbits und vier Signalisierungsbits. Insgesamt umfaßt damit jede Hälfte 30a und 30b 40 Bits, die in der entsprechenden Hälfte 13a bzw. 13b der Datengruppe 13 des Busses l parallel übertragen werden. Bei der Übertragung von Daten im synchronen Transfermodus sind die beiden Hälften 30a und 30b redundant zueinander, d.h. es werden die gleichen Daten in beidenFIG. 7 schematically shows an example of the format of the time slots 28 with ST control data and of the format of the time slots 30 with data transmitted in the synchronous transfer mode. The time slots 30 for ST data consist of an upper half 30a and a lower half 30b. Each half 30a and 30b comprises four bytes of data transmitted in the synchronous transfer mode as well as four parity bits and four signaling bits. Overall, each half 30a and 30b thus comprises 40 bits, which are transmitted in parallel in the corresponding half 13a and 13b of the data group 13 of the bus 1. When transmitting data in the synchronous transfer mode, the two halves 30a and 30b are redundant to one another, i.e. it will be the same data in both
Hälften 30a und 30b und damit auch in den beiden Hälften 13a und 13b der Datengruppe 13 übertragen. Die Zeitschlitze 28 für die ST-Steuerdaten weisen das gleiche Format wie die Zeitschlitze 30 für die ST-Daten auf. Auch die Zeitschlitze 28 unterteilen sich demgemäß in zwei Hälften 28a und 28b, wobei die beiden Hälften redundant zueinander sind.Halves 30a and 30b and thus also in the two halves 13a and 13b of the data group 13 transmitted. The time slots 28 for the ST control data have the same format as the time slots 30 for the ST data. The time slots 28 are accordingly divided into two halves 28a and 28b, the two halves being redundant to one another.
Wie in den Fig. 8 und 9 dargestellt ist, gibt es zwei Möglichkeiten für die Zuordnung der ST-Steuerdatenzeitschlitze 28 zu den angeschlossenen ST-Zugriffseinheiten. Wie in Fig. 8 dargestellt ist, können die oberen 16 Bit der oberen Hälfte 28a eines ST-Steuerdatenzeitschlitzes 28 von der Zugriffseinheit 2(n+i) verwendet werden, um Daten zur entsprechenden Steuereinheit 8 bzw. 9 zu übertragen und von ihr zu empfangen, während die unteren 16 Bits der oberen Hälfte 28a des ST-Steuerdatenzeitschlitzes 28 von der Zugriffseinheit 2n+l benutzt werden. Dabei dient das obere Bit 42 der Zugriffseinheit 2(n+l) zum Empfangen von Daten von der entsprechenden Steuereinheit, während das nächste Bit 43 der Zugriffseinheit 2n+l zum Senden von Steuerdaten an die entsprechende Steuereinheit dient. Das dritte Bit 44 dient der Zugriffseinheit 2n+l zum Senden von Steuerdaten an die entsprechende Steuereinheit, während das vierte Bit 45 der Zugriffseinheit 2n+l zum Senden von Steuerdaten an die entsprechende Zugriffseinheit dient. Ein Zeitschlitz 28 dient somit zwei angeschlossenen ST-Zugriffseinheiten zum Senden und Empfangen von Steuerdaten. Diese Möglichkeit ist teurer als die in Fig. 9 dargestellte Möglichkeit, aber ihre Effektivität ist doppelt so hoch.As shown in FIGS. 8 and 9, there are two possibilities for assigning the ST control data time slots 28 to the connected ST access units. As shown in FIG. 8, the upper 16 bits of the upper half 28a of an ST control data time slot 28 may be different from that Access unit 2 (n + i) can be used to transmit and receive data to the corresponding control unit 8 and 9, respectively, while the lower 16 bits of the upper half 28a of the ST control data time slot 28 are used by the access unit 2n + 1. The upper bit 42 of the access unit 2 (n + l) is used to receive data from the corresponding control unit, while the next bit 43 of the access unit 2n + l is used to send control data to the corresponding control unit. The third bit 44 is used by the access unit 2n + l to send control data to the corresponding control unit, while the fourth bit 45 by the access unit 2n + l is used to send control data to the corresponding access unit. A time slot 28 thus serves two connected ST access units for sending and receiving control data. This option is more expensive than the option shown in Fig. 9, but its effectiveness is twice as high.
In der in Fig. 9 dargestellten Möglichkeit der Übertragung von ST-Steuerdaten wird ein erster Zeitschlitz 28ax von vier angeschlossenen ST-Zugriffseinheiten zum Empfangen von Steuerdaten von der entsprechenden Steuereinheit verwendet, während ein zweiter Zeischlitz 28a2 von den vier ST- Zugriffseinheiten zum Senden von Steuerdaten an die entsprechende Steuereinheit benutzt wird. Wie in Fig. 9 dargestellt ist, dient das erste Byte 46 des ersten ZeitSchlitzes 28a! der ST-Zugriffseinheit A zum Empfangen von Steuerdaten von der entsprechenden Steuereinheit 8 bzw. 9, das zweite Byte 47 dient einer zweiten ST-Zugriffseinheit B zum Empfangen von Steuerdaten von der entsprechendenIn the possibility of transmitting ST control data shown in FIG. 9, a first time slot 28a x of four connected ST access units is used for receiving control data from the corresponding control unit, while a second time slot 28a 2 of the four ST access units is used for transmission control data is used to the corresponding control unit. As shown in Fig. 9, the first byte 46 of the first time slot 28a ! the ST access unit A for receiving control data from the corresponding control unit 8 or 9, the second byte 47 is used for a second ST access unit B for receiving control data from the corresponding one
Steuereinheit, das dritte Byte 48 dient einer dritten ST- Zugriffseinheit C zum Empfangen von Steuerdaten und das vierte Byte 49 dient einer vierten ST-Zugriffseinheit D zum Empfangen von Steuerdaten.Control unit, the third byte 48 is used by a third ST access unit C for receiving control data and the fourth byte 49 is used by a fourth ST access unit D to receive control data.
Im zweiten Zeitschlitz 28a2 dient das erste Byte 50 der ersten ST-Zugriffseinheit A zum Senden von Steuerdaten an die entsprechende Steuereinheit, das zweite Byte 51 dient der zweiten ST-Zugriffseinheit B zum Senden von Steuerdaten, das dritte Byte 52 dient der dritten ST-Zugriffseinheit C zum Senden von Steuerdaten und das vierte Byte 53 dient der vierten Zugriffseinheit D zum Senden von Steuerdaten. Bei dieser Lösung dient ein Zeitschlitz 28 jeweils vier Zugriffseinheiten zum Senden von Steuerdaten an die entsprechende Steuereinheit, während ein weiterer Zeitschlitz 28 zum Empfangen von Steuerdaten dient. Diese Lösung erlaubt die Realisierung einer Standardlösung für alle Arten von im synchronen Transfermodus zu übertragenden Daten zwischen Steuereinheiten 8 bzw. 9 und angeschlossenen ST- Zugriffseinheiten ebenso wie zwischen angeschlossenen ST- Zugriffseinheiten. Eine optimale Verwendung der Bandbreite des Busses 1 ist hier möglich.In the second time slot 28a 2 , the first byte 50 of the first ST access unit A is used to send control data to the Corresponding control unit, the second byte 51 is used by the second ST access unit B to send control data, the third byte 52 is used by the third ST access unit C to send control data and the fourth byte 53 is used by the fourth access unit D to send control data. In this solution, a time slot 28 serves four access units for sending control data to the corresponding control unit, while another time slot 28 serves for receiving control data. This solution allows the implementation of a standard solution for all types of data to be transmitted in the synchronous transfer mode between control units 8 and 9 and connected ST access units as well as between connected ST access units. Optimal use of the bandwidth of bus 1 is possible here.
In Fig. 10 sind zwei normale Pulsrahmen 39 zur Übertragung von Daten im synchronen und asynchronen Transfermodus und ein Spezialrahmen 54 dargestellt . Der Spezialrahmen umfaßt in seinem Kopf 55 ein Byte 56 mit Spezialinformationen, die anzeigen, daß der zugehörige Rahmen 54 ein Spezialrahmen ist, der speziell auf die Überprüfung des Busses und die Übertragung von Steuerdaten gerichtet ist. Entsprechend umfaßt der Spezialrahmen 54 Steuerzeitschlitze 28 und Zeitschlitze 29 mit Busüberprüfungsdaten. Durch das Vorsehen eines10 shows two normal pulse frames 39 for the transmission of data in synchronous and asynchronous transfer mode and a special frame 54. The special frame comprises in its header 55 a byte 56 with special information which indicates that the associated frame 54 is a special frame which is specifically aimed at checking the bus and transmitting control data. Correspondingly, the special frame 54 includes control time slots 28 and time slots 29 with bus check data. By providing one
Spezialrahmens 54 brauchen in den normalen Pulsrahmen 39 keine Steuerdaten 28 bzw. 41 und keine Zeitschlitze 29 mit Busüberprüfungsinformationen übertragen werden. Hierdurch wird eine Verringerung der übertragenen Datenmenge erreicht .Special frames 54 need no control data 28 or 41 and no time slots 29 with bus check information to be transmitted in the normal pulse frame 39. This reduces the amount of data transferred.
Nach dem Einschalten des Bussystems wird der erste Container zur Übertragung von Daten im synchronen Transfermodus errichtet und ST-Zeitschlitze entsprechend der Schnittstellennummer können zur Adressierung für einen Basiskommunikationspfad (z.B. zum Erhalten des Typs der angeschlossenen Zugriffseinheiten, der Zuordnung zusätzlicher Zeitschlitze zum Senden und Empfangen usw.) und zum Herunterladen von ST-Zugriffseinheiten verwendet werden. Das bedeutet, daß nach dem Einschalten zumindest 256 kbit/s in jeder Richtung verfügbar sind. Die Struktur des Bussystems erlaubt die Zuordnung kleinerer Teile der Bandbreite, d.h. Schritte von 64 kbit/s sind möglich. Somit könnte einAfter switching on the bus system, the first container for the transmission of data is set up in synchronous transfer mode and ST time slots corresponding to the interface number can be used to address a basic communication path (e.g. to get the type of the connected access units, the assignment of additional time slots for sending and receiving, etc. ) and Download ST access units can be used. This means that at least 256 kbit / s are available in each direction after switching on. The structure of the bus system allows the allocation of smaller parts of the bandwidth, ie steps of 64 kbit / s are possible. So one could
Zeitschlitz bis zu vier 64 kbit/s-Kanäle enthalten. Das hätte jedoch die Auswirkung, daß ein größerer Bussystem- Adressenbereich und -Speicherbereich notwendig wäre. Die Zuordnung von Zeitschlitzen hängt von den Bandbreiteerfordernissen für das Herunterladen ab und sollte auf eine flexible Art und Weise implementiert werden, um eine ausreichende Bandbreite für das Herunterladen sicherzustellen. Für AT-Zugriffseinheiten werden Pakete bzw. Zellen für die Übertragung von Daten im asynchronen Transfermodus zum Herunterladen verwendet.Time slot contains up to four 64 kbit / s channels. However, this would have the effect that a larger bus system address area and memory area would be necessary. The allocation of time slots depends on the bandwidth requirements for the download and should be implemented in a flexible way to ensure sufficient bandwidth for the download. Packets or cells are used for downloading data in AT asynchronous transfer mode for AT access units.
Wenn eine neue Zugriffseinheit, entweder eine AT- oder eine ST-Zugriffseinheit in eine Schnittstelle des Bussystems eingesetzt wird, meldet sich diese Zugriffseinheit über die Anwesenheitsleitung 22, 23, 24 bzw. 25 selber bei derIf a new access unit, either an AT or an ST access unit, is inserted into an interface of the bus system, this access unit reports itself to the person via the presence line 22, 23, 24 or 25
Steuereinheit 8 bzw. 9, nachdem sie einen Anschalt-Selbsttest ausgeführt hat . Wenn das Signal der Anwesenheitsleitung gültig ist, wird dieser Zugriffseinheit von der Steuereinheit 8 bzw. 9 ein fester Zeitschlitz zugeordnet, in dem die Zugriffseinheit der Steuereinheit ihre Identität mitteilt. Somit ist die Zuordnung des ST-Zeitschlitzes zur Schnittstellenposition der Zugriffseinheit und der Steuereinheit bekannt .Control unit 8 or 9 after it has carried out a power-on self-test. If the signal of the presence line is valid, this access unit is assigned a fixed time slot by the control unit 8 or 9, in which the access unit communicates its identity to the control unit. The assignment of the ST time slot to the interface position of the access unit and the control unit is thus known.
Wie weiter oben bereits erwähnt wurde, werden den angeschlossenen AT-Zugriffseinheiten Zellen bzw. Pakete 34 zur Übertragung von Daten im asynchronen Transfermodus auf Anforderung zur Verfügung gestellt. Der Bus umfaßt eine Gruppe 14 von Anforderungsleitungen, welche periodisch im Umlauf jeder angeschlossenen Zugriffseinheit zur Verfügung gestellt wird. Dabei wird einer bestimmten Schnittstelle ein Zeitschlitz eines Anforderungspulsrahmens 40 jeweils innerhalb eines Umlaufes fest zugeordnet, innerhalb dessen die angeschlossene Zugriffseinheit ihre Anforderung für die Übertragung einer Zelle bzw. eines Paketes 34 im asynchronen Transfermodus stellen kann.As already mentioned above, the connected AT access units are provided with cells or packets 34 for the transmission of data in the asynchronous transfer mode on request. The bus comprises a group 14 of request lines, which is periodically made available to each connected access unit. In this case, a time slot of a request pulse frame 40 is always within a specific interface of a cycle, within which the connected access unit can make its request for the transmission of a cell or a packet 34 in the asynchronous transfer mode.
In Fig. 11 ist ein Anforderungspulsrahmen 40 dargestellt, der z.B. eine Länge von 125 μs aufweisen kann. Innerhalb des Anforderungspulsrahmens 40 werden Zeitschlitze 57 jeweils periodisch den 20 verschiedenen Schnittstellen bzw. angeschlossenen Zugriffseinheiten des Bussystems zur Verfügung gestellt. Das Bussystem ist selbstverständlich nicht auf 20 Schnittstellen bzw. Zugriffseinheiten festgelegt, sondern kann entsprechend den Anforderungen mehr oder weniger Schnittstellen aufweisen. Innerhalb des Anforderungskanales 57 wird jeder Schnittstelle periodisch ein Zeitschlitz 571( 572 .. bzw. 5720 zur Verfügung gestellt. Im erläuterten Ausführungsbeispiel umfaßt die Gruppe 14 mit Anforderungsleitungen zwei Hälften 14a und 14b von Anforderungsleitungen mit jeweils vier Leitungen. Damit haben die Zeitschlitze das in Fig. 11 dargestellte Format, nämlich zwei Gruppen 58 und 60 von jeweils 3 Bits fürFIG. 11 shows a request pulse frame 40, which can have a length of 125 μs, for example. Within the request pulse frame 40, time slots 57 are periodically made available to the 20 different interfaces or connected access units of the bus system. The bus system is of course not limited to 20 interfaces or access units, but can have more or fewer interfaces depending on the requirements. Within the request channel 57, a time slot 57 1 ( 57 2 .. or 57 20 is periodically made available to each interface. In the exemplary embodiment explained, the group 14 with request lines comprises two halves 14a and 14b of request lines, each with four lines the format shown in Fig. 11, namely two groups 58 and 60 of 3 bits each for
Anforderungsdaten, die jeweils durch ein Paritätsbit 59 und 61 geschützt sind. Die Paritätsbits 59 und 61 der Anforderungsgruppe 15 schützen die in der Rückstauleitung 16 und der Verwaltungsleitung 17 übertragenen Signale. Die Anforderungsgruppe 58 der Anforderungszeitschlitze kann redundant zur Anforderungsgruppe 60 sein, die beiden Anforderungsgruppen 58 und 60 können aber auch verschiedene Anforderungspegel darstellen, wodurch die Priorität der jeweiligen Anforderung gekennzeichnet werden kann. Damit können im gezeigten Ausführungsbeispiel bis zum sieben Prioritätspegel implementiert werden. Die maximale Wartezeit einer AT-Zugriffseinheit für die Anforderung einer weiteren Zelle 34, wenn sie gerade eine Zelle 34 übermittelt hat, beträgt im erläuterten Ausführungsbeispiel 19 Zeitschlitze. Mögliche Varianten des erläuterten Ausführungsbeispieles sind die Anpassung der Wiederholtrequenz derRequest data, which are protected by a parity bit 59 and 61, respectively. The parity bits 59 and 61 of the request group 15 protect the signals transmitted in the backflow line 16 and the management line 17. The request group 58 of the request time slots can be redundant to the request group 60, but the two request groups 58 and 60 can also represent different request levels, as a result of which the priority of the respective request can be identified. Up to seven priority levels can thus be implemented in the exemplary embodiment shown. The maximum waiting time of an AT access unit for requesting a further cell 34, if it has just transmitted a cell 34, is 19 time slots in the exemplary embodiment explained. Possible variants of the exemplary embodiment explained are the adaptation of the repetition frequency
Anforderungszeitschlitze an die Anzahl der angeschlossenen Zugriffseinheiten und/oder die Veränderung der Wiederholrate in Abhängigkeit des zu erwartenden Datendurchsatzes einer AT- Zugriffseinheit . Diese Maßnahme führt jedoch zu einer Erhöhung der Periodendauer. Eine weitere Steigerung der Ausnutzung der Busbandbreite ist erreichbar, wenn ein Busparkmachanismus implementiert wird. Gemeint ist damit, daß der Bus für die Übertragung von mehr als einer Zelle 34 verwendet werden kann, ohne daß die Aussendung eines zusätzlichenRequest time slots for the number of connected access units and / or the change in the repetition rate depending on the expected data throughput of an AT access unit. However, this measure leads to an increase in the period. A further increase in the utilization of the bus bandwidth can be achieved if a bus parking mechanism is implemented. What is meant is that the bus can be used for the transmission of more than one cell 34 without the transmission of an additional one
Anforderungssignales notwendig ist. Diese Ergänzungen sind dann sinnvoll, wenn der Bus durch Zellen 34 minimaler Länge ausgenutzt werden muß. Der Bandbreitenverlust ist jedoch erheblich. Die Anforderung für eine zu übertragende Zelle 34 ist auch vom Füllgrad des Speichers der empfangenen AT- Zugriffseinheit abhängig. Dieser Füllgrad wird mittels Rückstausignalen in den Rückstauleitungen 16 mitgeteilt. Die Länge einer zu transportierenden bzw. einer transportierten Zelle 34 wird in der Busbetriebsleitung der Datengruppe 13 allen angeschlossenen Zugriffseinheiten und den Steuereinheiten mitgeteilt.Requirement signal is necessary. These additions are useful if the bus must be used by cells 34 of minimal length. However, the bandwidth loss is significant. The request for a cell 34 to be transmitted is also dependent on the fill level of the memory of the received AT access unit. This degree of filling is communicated by means of backflow signals in the backflow lines 16. The length of a cell 34 to be transported or a cell 34 is communicated in the bus operations management of the data group 13 to all connected access units and the control units.
Wie in Fig. 12 dargestellt ist, wird die Anwesenheit jeder Zugriffseinheit 2 über eine Punkt-Zu-Punkt-Verbindung (Anwesenheitsleitung) 22 überwacht. Über dieAs shown in FIG. 12, the presence of each access unit 2 is monitored via a point-to-point connection (presence line) 22. About the
Anwesenheitsleitung 22 wird überwacht, ob Zugriffseinheiten in die Grundplatte 62 des Bussystems in die entsprechenden Schnittstellen hinzugesteckt oder entfernt wurden oder ob eine eingesteckte Zugriffseinheit ausgefallen ist. Eine derartige Anwesenheitsleitung 22 besteht zu allen Schnittstellen des Bussystems auf der Busgrundplatte 62. Eine weitere Punkt-ZuPunkt-Verbindung, die zum Anschalten bzw. Abschalten angeschlossener Zugriffseinheiten dient, besteht ebenfalls zu allen Schnittstellen der Busgrundplatte 62. Über diePresence line 22 is monitored to determine whether access units have been inserted or removed into the base plate 62 of the bus system in the corresponding interfaces or whether an inserted access unit has failed. Such a presence line 22 exists for all interfaces of the bus system on the bus base plate 62. Another point-to-point connection, which is used for switching on or off connected access units, also exists for all interfaces of the bus base plate 62
Abschaltleitungen 18, 19, 20 bzw. 21 können die Schnittstellen von Zugriffseinheiten gezielt in oder außer Betrieb genommen werden, falls die eingesteckte Zugriffseinheit defekt ist. Außerdem ist über die Abschaltleitungen ein gezieltes Ansprechen angeschlossener Zugriffseinheiten möglich, z.B. in Kombination mit Dienstsignalen (zwei als Bus geführte Dienstsignale) , womit z.B. ein Rücksetzen, ein Selbsttest, eine Diagnose usw. von Zugriffseinheiten möglich ist.Shutdown lines 18, 19, 20 and 21 can selectively put the interfaces of access units into or out of operation if the inserted access unit is defective. In addition, a targeted response of connected access units is possible via the switch-off lines, for example in combination with service signals (two service signals carried as a bus), with which, for example, a reset, self-test, diagnosis, etc. of access units is possible.
In Fig. 12 sind wiederum zwei Steuereinheiten 8 und 9 dargestellt, die an eine Busgrundplatte 62 angeschlossen sind. Die Steuereinheiten 8 und 9 können dabei fest an der Busgrundplatte befestigt sein, oder in entsprechenden Schnittstellen lösbar befestigt werden. Jede Steuereinheit 8 und 9 umfaßt ein Buszugriffs-Steuerelement 10, an dem die Abschaltleitungen 18 und die Anwesenheitsleitungen 22 für jede Schnittstelle der Busgrundplatte 62 angeschlossen sind. Zwischen beiden Steuereinheiten 8 und 9 bestehen Verbindungsleitungen 12 zum Austausch von Steuerinformationen, Synchronisierungsinformationen und ggfs. gegenseitigen Überwachungs- und Abschaltsignalen. Die Busgrundplatte 62 weist zumindest eine Schnittstelle auf, an der eineFIG. 12 shows two control units 8 and 9, which are connected to a bus base plate 62. The control units 8 and 9 can be firmly attached to the bus base plate, or can be detachably attached in appropriate interfaces. Each control unit 8 and 9 comprises a bus access control element 10, to which the shutdown lines 18 and the presence lines 22 for each interface of the bus base plate 62 are connected. Between the two control units 8 and 9 there are connecting lines 12 for the exchange of control information, synchronization information and possibly mutual monitoring and switch-off signals. The bus base plate 62 has at least one interface at which one
Zugriffseinheit 2 angeschlossen ist. Die Zugriffseinheit 2 umfaßt ein Buszugriffs-Steuerelement 64 und einen Treiber 65. Das Buszugriffs-Steuerelement 64 ist mit der Anwesenheitsleitung 22 verbunden, und der Treiber 65 über einen invertierenden Eingang mit der Abschaltleitung 18. Der Treiber 65 steuert weiterhin die beiden Hälften 13a und 13b der Datengruppe 13, die beiden Hälften 14a und 14b der Anforderungsgruppe 14 und eine Referenztaktleitung 66, die alle über die Schnittstelle der Zugriffseinheit 2 mit der Busgrundplatte 62 verbunden sind. Das Buszugriffssteuerelement 64 steuert eine Zeitschlitztaktleitung 67, eine Rahmentaktleitung 68 und eine Systemtaktleitung 69, die ebenfalls mit der Busgrundplatte 62 verbunden sind. Wie oben bereits erwähnt wurde, kann der Rahmentakt eine Frequenz von 8 kHz haben, während der Zeitschlitztakt eine Frequenz von 25,6 MHz aufweist. Über die Abschaltleitung 18 wird im Falle eines ernsthaften Fehlers in einer Schnittstelle oder einer Zugriffseinheit, der mehr als 1 Bit bei der Datenübertragung beeinträchtigt, die entsprechende Zugriffseinheit abgeschaltet, wobei alle Taktsignale weiterhin von der Zugriffseinheit empfangen werden können. Das bedeutet, daß die fehlerhafte Zugriffseinheit nur bezüglich ihrer Datenleitungen abgeschaltet wird.Access unit 2 is connected. The access unit 2 comprises a bus access control element 64 and a driver 65. The bus access control element 64 is connected to the presence line 22 and the driver 65 via an inverting input to the switch-off line 18. The driver 65 also controls the two halves 13a and 13b the data group 13, the two halves 14a and 14b of the request group 14 and a reference clock line 66, all of which are connected to the bus base plate 62 via the interface of the access unit 2. The bus access control element 64 controls a time slot clock line 67, a frame clock line 68 and a system clock line 69, which are likewise connected to the bus base plate 62. As already mentioned above, the frame clock can have a frequency of 8 kHz, while the time slot clock can have a frequency of 25.6 MHz. The shutdown line 18 is in the event of a serious error in an interface or Access unit that affects more than 1 bit in the data transmission, the corresponding access unit switched off, all clock signals can still be received by the access unit. This means that the faulty access unit is only switched off with regard to its data lines.
In Fig. 13 ist die Verteilung der Taktfrequenzen des Bussystems verdeutlicht. Die beiden Steuereinheiten 8 und 9 weisen jeweils eine Takterzeugungseinheit 11 auf, von denen eine Zeitschlitztaktleitung 67 und eine Rahmentaktleitung 68 zu den Schnittstellen bzw. den angeschlossenen Zugriffseinheiten 2 und 3 geführt sind. Die Takterzeugungseinheiten 11 führen über diese Leitungen einen Rahmentakt von beispielsweise 8 kHz und einen Zeitschlitztakt von beispielsweise 25,6 MHz den angeschlossenen Zugriffseinheiten 2 bzw. 3 zu. Den beiden Steuereinheiten 8 und 9 kann dabei über Leitungen 70 ein zweiter Rahmentakt zugeführt werden. Den beiden Steuereinheiten 8 und 9 ist eine Leitung 71 zugeführt, mit der die beiden Steuereinheiten gegenseitig ihre Ab- bzw. Anwesenheit feststellen.The distribution of the clock frequencies of the bus system is illustrated in FIG. The two control units 8 and 9 each have a clock generation unit 11, of which a time slot clock line 67 and a frame clock line 68 are routed to the interfaces or the connected access units 2 and 3. The clock generation units 11 feed a frame clock of for example 8 kHz and a time slot clock of for example 25.6 MHz to the connected access units 2 and 3 via these lines. The two control units 8 and 9 can be supplied with a second frame clock via lines 70. A line 71 is fed to the two control units 8 and 9, with which the two control units mutually determine their absence or presence.
Im bevorzugten Ausführungsbeispiel wird weiterhin ein Referenztakt von den angeschlossenen Zugriffseinheiten an die Steuereinheiten 8 bzw. 9 zugeführt. Alle Taktleitungen können einen schnellen und einen langsamen Takt für verschiedene Arten von Zugriffseinheiten aufweisen. Der langsame Takt wird von Zugriffseinheiten mit einer langsamen Übertragungsgeschwindigkeit von z.B. weniger als 2 MBit/sec. verwendet, während der schnelle Takt von Zugriffseinheiten mit einer hohen Übertragungsgeschwindigkeit von beispielsweise mehr als 2 MBit/sec. verwendet wird. Die Anwesenheitsleitungen 22 bis 25 von jeder Schnittstelle zu den Steuereinheiten 8 bzw. 9 werden weiterhin dazu verwendet, die Taktleitungen an- und auszuschalten. Die Taktleitungen können als Punkt-ZuPunkt-Verbindungen zwischen den Schnittstellen und den Steuereinheiten 8 bzw. 9 ausgeführt sein. Das Bussystem kann in zwei Betriebszuständen betrieben werden. Im Falle einer ausschließlichen Übertragung von Daten im synchronen Transfermodus werden beide Hälften 13a und 13b der Datengruppe 13 zur Übertragung identischer Daten verwendet . Die eine Hälfte 13a ist somit redundant zur anderen Hälfte 13b. Beide Hälften übertragen die gleichen Informationen. Auf beiden Hälften 13a bzw. 13b ist der gleiche Zeitschlitz einer ST-Zugriffseinheit bzw. beiden Zugriffseinheiten 6 und 7 für den Zeitschlitz-Austausch zugeordnet. Wie in der Fig. 2 zu erkennen ist, ist die Zugriffseinheit 6 nur mit der einen Hälfte 13b verbunden, während die andere Zugriffseinheit 7 für den Zeitschlitz-Austausch nur mit der ersten Hälfte 13a verbunden ist. Jedoch sind die übertragenen Informationen von den Zugriffseinheiten 6 und 7 für den Zeitschlitz-Austausch nicht notwendigerweise synchron auf beiden Hälften 13a und 13b. Für Informationen, die von den Zugriffseinheiten 6 bzw. 7 kommen, ist eine Verschiebung um eine Pulsrahmenlänge (z.B. 125 μs) möglich. Das resultiert aus der Tatsache, daß die redundanten Zugriffseinheiten 6 bzw. 7 für den Zeitschlitz- Austausch nicht mikrosynchron sind und jede Zugriffseinheit 6 bzw. 7 für den Zeitschlitz-Austausch nur auf eine Bushälfte 13a bzw. 13b zugreift. Das kann einen Verlust von Daten für den Zeitschlitz-Austausch zur Folge haben, wenn von einere Bushälfte 13a auf die andere Bushälfte 13b übergewechselt wird.In the preferred exemplary embodiment, a reference clock is also fed from the connected access units to the control units 8 or 9. All clock lines can have a fast and a slow clock for different types of access units. The slow clock is used by access units with a slow transmission speed of, for example, less than 2 Mbit / sec. used, while the fast clock of access units with a high transmission speed of, for example, more than 2 Mbit / sec. is used. The presence lines 22 to 25 from each interface to the control units 8 and 9 are also used to switch the clock lines on and off. The clock lines can be designed as point-to-point connections between the interfaces and the control units 8 and 9. The bus system can be operated in two operating states. In the case of an exclusive transmission of data in the synchronous transfer mode, both halves 13a and 13b of the data group 13 are used for the transmission of identical data. One half 13a is thus redundant to the other half 13b. Both halves transmit the same information. The same time slot is assigned to an ST access unit or to both access units 6 and 7 for the time slot exchange on both halves 13a and 13b. As can be seen in FIG. 2, the access unit 6 is only connected to one half 13b, while the other access unit 7 for the time slot exchange is only connected to the first half 13a. However, the transmitted information from the access units 6 and 7 for the time slot exchange is not necessarily synchronous on both halves 13a and 13b. For information coming from the access units 6 or 7, a shift by one pulse frame length (eg 125 μs) is possible. This results from the fact that the redundant access units 6 and 7 for the time slot exchange are not microsynchronous and each access unit 6 and 7 for the time slot exchange accesses only one bus half 13a and 13b. This can result in a loss of data for the time slot exchange when changing from one bus half 13a to the other bus half 13b.
Die Daten werden im synchronen Transfermodus, wie oben erwähnt wurde, redundant in beiden Hälften 13a und 13b der Datengruppe 13 übertragen. Dabei werden die übertragenen Nutzinformationen jeweils von der angesprochenen Zugriffseinheit bzw. der Steuereinheit von derjenigen Hälfte 13a bzw. 13b übernommen, die durch Voreinstellung bestimmt worden ist. Die ST-Daten sind paritätsgeschützt, wobei im Falle eines Paritätsfehlers in der durch Voreinstellung bestimmten Hälfte 13a bzw. 13b die Nutzinformationen von der jeweils anderen Hälfte 13b bzw. 13a übernommen werden. Die falsch übertragenen Nutzinformationen werden dabei nicht gespeichert. Zusätzlich oder alternativ zum Paritätsschutz kann ein Datenvergleich der Inhalte beider Bushälften 13a und 13b durchgeführt werden.In the synchronous transfer mode, as mentioned above, the data are transferred redundantly in both halves 13a and 13b of the data group 13. In this case, the useful information transmitted is in each case taken over by the addressed access unit or the control unit from that half 13a or 13b which has been determined by default. The ST data are protected against parity, and in the event of a parity error in the half 13a or 13b determined by default, the useful information is taken over from the other half 13b or 13a. The incorrectly transmitted user information are not saved. In addition or as an alternative to parity protection, a data comparison of the contents of both bus halves 13a and 13b can be carried out.
Für die Übertragung von Daten im asynchronen Transfermodus wird die Datengruppe beispielsweise im vorliegenden Ausführungsbeispiel als 64-Bit-Bus betrachtet, der fehlererkennungs- und korrekturgeschützt ist, wofür zusätzliche sieben Bits für jede 32-Bit-Hälfte 13a bzw. 13b notwendig sind. Dadurch können Einzelbitfehler erkannt und innerhalb eines Taktes korrigiert werden. Fehler, die zwei Bit betreffen, werden lediglich erkannt. Schwerere Fehler, die mehr als zwei Bit betreffen, werden per Datenvergleich erkannt und führen zur Abschaltung der betroffenen Hälfte 13a bzw. 13b, wodurch die zur Übertragung verfügbare Bandbreite halbiert wird.For the transmission of data in the asynchronous transfer mode, the data group is considered, for example, in the present exemplary embodiment as a 64-bit bus, which is protected against errors and errors, for which an additional seven bits are required for each 32-bit half 13a or 13b. In this way, single bit errors can be recognized and corrected within one cycle. Errors that affect two bits are only recognized. Serious errors, which concern more than two bits, are recognized by data comparison and lead to the shutdown of the affected half 13a or 13b, whereby the bandwidth available for transmission is halved.
Alternativ ist es auch möglich, im asynchronen Transfermodus Daten redundant über beide Hälften 13a und 13b zu übertragen, wobei auch diese Datenübertragung fehlererkennungs- und korrekturgeschützt ist . Dadurch wird die Redundanz im Gegensatz zum 64-Bit-Bus erhöht, da ein vollständig redundantes System vorliegt, wobei allerdings nur die halbe Bandbreite zur Verfügung steht. Der jeweilige Ubertragungszustand für ST-Daten und AT-Daten trifft jeweils auch auf die ST-Steuerdaten und die AT-Steuerdaten zu. Weiterhin gibt es für beide Übertragungsarten, nämlich die Übertragung im synchronen und im asynchronen Transfermodus, die Möglichkeit des Multicast. Multicast bedeutet das Verteilen von Daten ausgehend von einer Quelle wie z.B. einer Steuereinheit zu einer Gruppe von angeschlossenen Zugriffseinheiten oder zu allen angeschlossenen Zugriffseinheiten. Im Falle einer Verteilung von Daten zu allen Zugriffseinheiten spricht man von Broadcast . Für Multicast von ST-Daten werden alle betroffenenAlternatively, it is also possible to transmit data redundantly over both halves 13a and 13b in the asynchronous transfer mode, this data transmission also being protected against errors and errors. In contrast to the 64-bit bus, this increases the redundancy since there is a completely redundant system, although only half the bandwidth is available. The respective transmission state for ST data and AT data also applies to the ST control data and the AT control data. There is also the option of multicast for both types of transmission, namely transmission in synchronous and in asynchronous transfer mode. Multicast means distributing data from a source such as a control unit to a group of connected access units or to all connected access units. If data is distributed to all access units, this is referred to as broadcast. For multicast of ST data, all are affected
Zugriffseinheiten von der Steuereinheit über die Zuteilung eines speziellen Multicast-Zeitschlitzes informiert. Bei der Übertragung von Daten im asynchronen Transfermodus wird der Multicast durch den Leitkopf 35 jeder Zelle 34 unterstützt, in dem Multicast-Gruppen adressiert werden können.Access units are informed by the control unit about the allocation of a special multicast time slot. In the Transfer of data in the asynchronous transfer mode, the multicast is supported by the leading head 35 of each cell 34, in which multicast groups can be addressed.
In Fig. 14 ist der Fehlerschutz bei der Übertragung von Daten im synchronen Transfermodus zwischen den Steuereinheiten 8 bzw. 9 und angeschlossenen ST-Zugriffseinheiten dargestellt. Das dargestellte Fehlerschutzsystem gilt jedoch nicht für die Zugriffseinheiten 6 bzw. 7 für den Zeitschlitz-Austausch. Bei der Übertragung von Daten im synchronen Transfermodus zwischen ST-Zugriffseinheiten und Steuereinheiten 8 bzw. 9 wird in beiden Hälften 13a und 13b der Datengruppe 13 die gleiche Information in synchroner Weise übertragen. Die empfangene Zugriffseinheit wird die Daten von der vorbestimmten Hälfte 13a der Datengruppe 13 übernehmen, wenn beide Hälften 13a und 13b verfügbar sind und keine Übertragungsfehler auftreten. Bei einem Übertragungsfehler werden die fehlerhaften Daten nicht in den Zwischenspeichern 77 bzw. 80 der ST-Zugriffseinheit gespeichert .14 shows the error protection during the transmission of data in the synchronous transfer mode between the control units 8 and 9 and connected ST access units. However, the error protection system shown does not apply to the access units 6 or 7 for the time slot exchange. When data is transmitted in synchronous transfer mode between ST access units and control units 8 and 9, the same information is transmitted in a synchronous manner in both halves 13a and 13b of data group 13. The received access unit will take over the data from the predetermined half 13a of the data group 13 if both halves 13a and 13b are available and no transmission errors occur. In the event of a transmission error, the incorrect data are not stored in the intermediate memories 77 or 80 of the ST access unit.
In Fig. 14 ist schematisch eine Fehlerüberprüfungsanordnung einere ST-Zugriffseinheit gezeigt, die mit den beiden Hälften 13a und 13b der Datengruppe 13 verbunden ist. Die in der jeweiligen Hälfte 13a bzw. 13b ankommenden Daten werden in einem jeweiligen Empfangselement 74 empfangen und jeweils einem Zwischenspeicher 80 zugeleitet, in dem sie zwischengespeichert werden. Gleichzeitig leitet das Empfangselement die empfangenen Paritätsbits einem jeweiligen Paritätsprüfelement 76 zu, das die Paritätsbits der empfangenen Daten überprüft. Das jeweilige Paritätsprüfelement 76 ist dabei mit dem jeweiligen Zwischenspeicher 80 verbunden, dem jeweils außerdem eine Schreibleitung 82 und eine Taktleitung 81 zugeführt sind. Die Ausgänge der beiden Zwischenspeicher 80 sind zu einer Dateneingangsleitung 73 zusammengefaßt . Weiterhin weist die ST-Zugriffseinheit für beide Hälften 13a und 13b jeweils einen Zwischenspeicher 77 auf, dem eine gemeinsame Datenausgangsleitung 72 zugeführt ist, ebenso wie jeweils eine Taktleitung 78 und eine Leseleitung 79. Der jeweilige Ausgang des Zwischenspeichers 77 wird über ein jeweiliges Sendeelement 75 der entsprechenden Hälfte 13a bzw. 13b der Datengruppe 13 zugeführt. Die beiden Ausgangsleitungen 83 und 84 der Paritätsprüfelemente 76 werden jeweils einem Paritätszähler 86 und einem Paritätszähler 87 zugeführt. Die beiden Paritätszähler 86 und 87 bilden dabei einen Teil des Buszugriff-Steuerelementes 85 einer Steuerschnittstelle 88. Der Paritätszähler 86 ist mit der Ausgangsleitung 83 verbunden, während der Paritätszähler 87 mit der Ausgangsleitung 84 verbunden ist . Dabei zählt der Paritätszähler 86 beispielsweise die Paritätsfehler 0, während der Paritätszähler 87 beispielsweise die Paritätsfehler 1 zählt.FIG. 14 schematically shows an error checking arrangement of an ST access unit which is connected to the two halves 13a and 13b of the data group 13. The data arriving in the respective half 13a or 13b are received in a respective receiving element 74 and are each forwarded to a buffer 80, in which they are buffered. At the same time, the receiving element forwards the received parity bits to a respective parity checking element 76, which checks the parity bits of the received data. The respective parity check element 76 is connected to the respective buffer 80, to which a write line 82 and a clock line 81 are also fed. The outputs of the two intermediate memories 80 are combined to form a data input line 73. Furthermore, the ST access unit for both halves 13a and 13b each has a buffer memory 77, to which a common data output line 72 is fed, as well as a clock line 78 and a read line 79. The respective output of the buffer memory 77 is via a respective transmission element 75 corresponding half 13a or 13b of the data group 13 supplied. The two output lines 83 and 84 of the parity check elements 76 are each fed to a parity counter 86 and a parity counter 87. The two parity counters 86 and 87 form part of the bus access control element 85 of a control interface 88. The parity counter 86 is connected to the output line 83, while the parity counter 87 is connected to the output line 84. The parity counter 86 counts the parity errors 0, for example, while the parity counter 87 counts the parity errors 1, for example.
Im Falle eines Paritätsfehlers wird in den Paritätszählern 86 bzw. 87 ein Paritätsfehler aufaddiert, bis er einenIn the event of a parity error, a parity error is added up in the parity counters 86 and 87, respectively, until it has one
Schwellenwert erreicht. Bei Erreichen des vorbestimmbaren Schwellenwertes wird ein Unterbrechungssignal an die Steuereinheit 8 bzw. 9 gesandt. Die Leitung 89 der Steuerschnittstelle 88 stellt eine Adressen- und Datenverbindungsleitung zu der an der Schnittstelle angeschlossenen Steuereinheit 8 bzw. 9 her. Zusätzlich zu der Paritätsfehlererkennung mit der in Fig. 14 gezeigten Anordnung können weiterhin Datenkomparatoren vorgesehen sein, die die in beiden Hälften 13a und 13b übertragenen Daten vergleichen, um etwaige Fehler festzustellen.Threshold reached. When the predeterminable threshold value is reached, an interrupt signal is sent to the control unit 8 or 9. The line 89 of the control interface 88 establishes an address and data connection line to the control unit 8 or 9 connected to the interface. In addition to the parity error detection with the arrangement shown in FIG. 14, data comparators can also be provided which compare the data transmitted in both halves 13a and 13b in order to determine any errors.
In Fig. 15 ist ein Diagramm gezeigt, das die Steuerung der Übertragung von Daten in dem erfindungsgemäßen Bussystem erklärt. Mit dem Bezugszeichen 90 ist dabei das Bustaktsignal, das dem Zeitschlitztaktsignal entspricht, dargestellt. Der15 shows a diagram which explains the control of the transmission of data in the bus system according to the invention. The reference clock 90 represents the bus clock signal that corresponds to the time slot clock signal. The
Pfeil 57 kennzeichnet die Länge eines Anforderungskanales, in dem die Zugriffseinheiten AnforderungsSignale zur Anforderung des zweiten Containers für die Übertragung von Daten im asynchronen Transfermodus anfordern können. Diese Zeitschlitze für die Anforderungssignale der verschiedenen AT- Zugriffseinheiten sind mit dem Bezugszeichen 91 gekennzeichnet, wobei die Anforderungszeitschlitze verschiedener Zugriffseinheiten durch verschiedene Schraffuren verdeutlicht sind.Arrow 57 indicates the length of a request channel in which the access units request signals for the request of the second container for the transfer of data in asynchronous transfer mode. These time slots for the request signals of the various AT access units are identified by reference numeral 91, the request time slots of different access units being illustrated by different hatching.
Das Bezugszeichen 92 kennzeichnet ein internes Anforderungssignal, das von einer AT-Zugriffseinheit m zurThe reference symbol 92 denotes an internal request signal which is sent from an AT access unit m to the
Anforderung des zweiten Containers an die anderenRequest of the second container to the others
Zugriffseinheiten bzw. die Steuereinheiten übermittelt wird.Access units or the control units is transmitted.
Das Bezugszeichen 93 verdeutlicht das Anforderungssignal 97 der Zugriffseinheit m in dem entsprechenden Zeitschlitz in der Anforderungsleitung. Das Bezugszeichen 98 kennzeichnet dasThe reference symbol 93 clarifies the request signal 97 of the access unit m in the corresponding time slot in the request line. The reference numeral 98 denotes this
Anforderungssignal einer AT-Zugriffseinheit n ebenfalls zurRequest signal of an AT access unit n also for
Anforderung des zweiten Containers .Request the second container.
Das Bezugszeichen 94 kennzeichnet die Datenleitung, wobei Zeitschlitze 30 zur Übertragung von Daten im synchronenThe reference symbol 94 designates the data line, wherein time slots 30 for the transmission of data in synchronism
Transfermodus dargestellt sind. Mit dem Bezugszeichen 95 ist die Datenleitung in dem Zustand dargestellt, in dem tatsächlich die AT- und ST-Daten in ihr übertragen werden. Die Zeitschlitze 30 des ersten Containers genießen Priorität vor den Paketen 100 und 101, in denen Daten im asynchronenTransfer mode are shown. Reference number 95 shows the data line in the state in which the AT and ST data are actually transmitted in it. The time slots 30 of the first container have priority over packets 100 and 101, in which data is in asynchronous
Transfermodus im zweiten Container übertragen werden. Die Zeitschlitze 30 für die Übertragung von Daten im synchronen Transfermodus werden dabei lediglich durch die an vorbestimmten Stellen im jeweiligen Pulsrahmen angeordneten ST-Steuerdaten 28 unterbrochen. In den Zeitschlitzen, in denen keine ST-Datenschlitze 30 übertragen werden, werden die Zellen bzw. Pakete 100 und 101 für die AT-Daten eingefügt. Dabei ist das AT-Datenpaket 100 beispielsweise durch einen ST- Datenschlitz 30 in zwei Hälften 100a und 100b unterteilt. Ebenso ist das AT-Datenpaket 101 durch einen Zeitschlitz 30 in zwei Datenpakete 101a und 101b unterteilt. Der Pfeil 103 kennzeichnet die Belegung der Datenleitungen durch das lange AT-Datenpaket 100 von der Zugriffseinheit m, während der Pfeil 104 die Belegung der Datenleitungen durch das kurze AT-Datenpaket 101 von der Zugriffseinheit n kennzeichnet. Das Bezugszeichen 96 kennzeichnet ein Beispiel für ein Busbetriebssignal, mit dem die Belegung der Datenleitungen durch AT-Datenpakete gekennzeichnet ist . Wie in der Fig. 15 zu erkennen ist, kündigt das Busbetriebssignal 96 im erläuterten Ausführungsbeispiel das Ende eines AT- Datenpaketes zwei Zeitschlitze vor dem tatsächlichen Ende des AT-Datenpaketes an. Dabei kann das Busbetriebssignal 96 AT- Datenpakete, die nur zwei Datenschlitze lang sind, nicht kennzeichnen, wie z.B. das AT-Datenpaket 101, und im Falle einer Unterbrechung eines AT-Datenpaketes durch einen Zeitschlitz 30 wird das Busbetriebssignal 96 unterbrochen. Der Zeitschlitz 102 ist datenfrei.Transfer mode can be transferred in the second container. The time slots 30 for the transmission of data in the synchronous transfer mode are only interrupted by the ST control data 28 arranged at predetermined locations in the respective pulse frame. The cells or packets 100 and 101 for the AT data are inserted in the time slots in which no ST data slots 30 are transmitted. The AT data packet 100 is divided into two halves 100a and 100b, for example by an ST data slot 30. Likewise, the AT data packet 101 is divided into two data packets 101a and 101b by a time slot 30. The arrow 103 indicates the occupancy of the data lines by the long AT data packet 100 from the access unit m, while the arrow 104 indicates the occupancy of the data lines by the short AT data packet 101 from the access unit n. The reference symbol 96 denotes an example of a bus operating signal with which the assignment of the data lines by AT data packets is identified. As can be seen in FIG. 15, the bus operating signal 96 in the exemplary embodiment explained heralds the end of an AT data packet two time slots before the actual end of the AT data packet. The bus operating signal 96 cannot identify AT data packets that are only two data slots long, such as the AT data packet 101, and in the event of an AT data packet being interrupted by a time slot 30, the bus operating signal 96 is interrupted. Time slot 102 is data-free.
Wie oben bereits erläutert wurde, sind bei der Übertragung von Daten im synchronen Transfermodus feste Zeitschlitze 30 den angeschlossenen ST-Zugriffseinheiten zugeordnet. Das wird zentral durch die Steuereinheiten 8 bzw. 9 in Übereinstimmung mit der erforderten Übertragungsbandbreite durchgeführt, wobei ein Maximalwert von 4 x 64 kbit/s = 256 kbit/s in redundanter Weise innerhalb eines Zeitschlitzes übertragen wird. Das bedeutet, daß alle vier Bytes innerhalb der beiden 32-Bit-As has already been explained above, fixed time slots 30 are assigned to the connected ST access units during the transmission of data in the synchronous transfer mode. This is carried out centrally by the control units 8 and 9 in accordance with the required transmission bandwidth, a maximum value of 4 x 64 kbit / s = 256 kbit / s being transmitted in a redundant manner within a time slot. This means that all four bytes within the two 32-bit
Hälften 13a und 13b verwendet werden. Eine ST-Zeitschlitztafel in jeder Schnittstelle bzw. in jeder Zugriffseinheit enthält die Zuordnung von Zeitschlitzen 30 zu der entsprechenden Schnittstellenposition und wird durch das Buszugriffs- Steuerelement in jeder Zugriffseinheit unter Verwendung der Multicast-Möglichkeit des Busses oder über den Kopf 27 der Pulsrahmen 39 aktualisiert. Somit beträgt die maximale Verzögerung für zu übertragenden ST-Datenverkehr in dem Bus 125 μs.Halves 13a and 13b can be used. An ST timeslot table in each interface or in each access unit contains the assignment of timeslots 30 to the corresponding interface position and is updated by the bus access control element in each access unit using the multicast possibility of the bus or via the head 27 of the pulse frames 39. Thus, the maximum delay for ST data traffic to be transmitted on the bus is 125 μs.
Für die in dem zweiten Container zu übertragenden AT- Datenpakete steuern die AT-Zugriffseinheiten den Bus selbständig, d.h. dezentralisiert an. Das ist möglich, da das Wissen über besetzte ST-Zeitschlitze 30 und über angeforderte Zeitschlitze 34 für den asynchronen Transfermodus in allen- Zugriffseinheiten vorhanden ist . Abhängig von den verschiedenen Busanforderungs-Paritätspegeln kann eine AT- Zugriffseinheit den Zugriff auf den Bus selbständig steuern. Um die Verwendung verschiedener Paket- bzw. Zellgrößen 34 zu ermöglichen, wird das zusätzliche Busbetriebssignal verwendet, das die Größe und das Ende eines AT-Datenpaketes anzeigt .The AT access units control the bus for the AT data packets to be transmitted in the second container independent, ie decentralized. This is possible because the knowledge about occupied ST time slots 30 and about requested time slots 34 for the asynchronous transfer mode is available in all access units. Depending on the different bus request parity levels, an AT access unit can independently control access to the bus. In order to enable the use of different packet or cell sizes 34, the additional bus operating signal is used, which indicates the size and the end of an AT data packet.
Unter Verwendung der dezentralisierten Anforderung für den zweiten Container zur Übertragung von Daten im asynchronen Transfermodus wird die maximale Verzögerung bei der Übersendung von AT-Datenpaketen 35 μs . Dieser Wert hängt von den festgelegten Prioritäten und der Busanforderungskapazität ab. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wurden vier verschiedene Prioritätspegel festgelegt, wobei die Priorität von Zellen, die nicht die höchste Priorität haben, erhöht wird, wenn sie bereits lange warten. Die Lösung der dezentralisierten Busanforderung ebenso wie dieUsing the decentralized request for the second container for the transmission of data in the asynchronous transfer mode, the maximum delay in the transmission of AT data packets becomes 35 μs. This value depends on the priorities set and the bus request capacity. In the present exemplary embodiment, four different priority levels have been set, the priority of cells which do not have the highest priority being increased if they have been waiting for a long time. The solution to the decentralized bus requirement as well as the
Implementierung der Anforderungsleitungen in dem Bussystem wurde gewählt, um die Pinanzahl auf der Busgrundplatte zu verringern. Dabei ist anzumerken, daß das gesamte Bussystem des bevorzugten Ausführungsbeispieles auf eine möglichst geringe Pinanzahl der Schnittstellen auf der Busgrundplatte 62 ausgelegt worden ist. Eine zentralisierte Busanforderung für die Übersendung von AT-Datenpaketen im zweiten Container durch die Steuereinheiten 8 bzw. 9 würde zusätzliche Steuerleitungen wie Adressleitungen, Busfreigabeleitungen etc. erfordern, die redundant sein müßten. Die dezentralisierte Anforderung erfordert jedoch mehr logische Elemente in den Schnittstellen bzw. den Zugriffseinheiten und Speicher für ST- Zeitschlitztafeln in jeder AT-Zugriffseinheit .Implementation of the request lines in the bus system was chosen to reduce the number of pins on the bus base plate. It should be noted here that the entire bus system of the preferred exemplary embodiment has been designed for the smallest possible number of pins for the interfaces on the bus base plate 62. A centralized bus request for the transmission of AT data packets in the second container by the control units 8 and 9 would require additional control lines such as address lines, bus release lines etc., which would have to be redundant. The decentralized requirement, however, requires more logical elements in the interfaces or the access units and storage for ST time slot tables in each AT access unit.
In den Buszugriffs-Steuerelementen 10 der Steuereinheiten 8 bzw. 9 wird ein Minimum an Überwachung und Steuerung des Busses durchgeführt, wobei diese Busverwaltung in drei Hauptteile aufgeteilt werden kann, nämlich Bussteuerung, Busüberwachung und Zugriffseinheitensteuerung. Die Bussteuerung umfaßt das Aktivieren bzw. Deaktivieren der Schnittstellen der Zugriffseinheiten, der Überwachung der Anwesenheit bzw. Abwesenheit von Zugriffseinheiten und das Auffüllen unbenützer Zeitschlitze, in denen keine Daten übertragen werden, mit Lehrinformationen, um ein Floaten des Busses zu vermeiden. Die Busüberwachung umfaßt die Beobachtung der Busanforderungen, die Überwachung der Länge der beiden Container und die Steuerung des Busparkmechanismusses .A minimum of monitoring and control of the bus is carried out in the bus access control elements 10 of the control units 8 and 9, this bus management being carried out in three Main parts can be divided, namely bus control, bus monitoring and access unit control. The bus control comprises activating or deactivating the interfaces of the access units, monitoring the presence or absence of access units and filling up unused time slots in which no data is transmitted with teaching information in order to prevent the bus from floating. Bus monitoring includes monitoring bus requirements, monitoring the length of the two containers, and controlling the bus park mechanism.
Die Steuerung der Zugriffseinheiten umfaßt die Steuerung der Taktsignale. Die Steuereinheiten 8 bzw. 9 informieren alle angeschlossenen Zugriffseinheiten, woher der Zeitschlitztakt und der Rahmentakt genommen werden sollen. Die angeschlossenen Zugriffseinheiten können dabei lediglich die Anwesenheit oder Abwesenheit der TaktSignale beobachten, jedoch nicht steuern. Aus diesem Grund kann eine Schneilumschaltung von einer Taktquelle zu einer redundanten Taktquelle vorgesehen werden. Die Informationen von den Steuereinheiten 8 bzw. 9 an die Zugriffseinheiten, woher die TaktSignale genommen werden sollen, können entweder durch Übersendung eines Befehles an alle angeschlossenen Zugriffseinheiten (Broadcast) oder an eine Gruppe von angeschlossenen Zugriffseinheiten (Multicast) oder durch Verwendung einer Kombination der Verwaltungs- und der Abschaltleitungen des Busses durchgeführt werden.The control of the access units includes the control of the clock signals. The control units 8 and 9 inform all connected access units, from where the time slot clock and the frame clock are to be taken. The connected access units can only observe the presence or absence of the clock signals, but cannot control them. For this reason, it is possible to switch over from one clock source to a redundant clock source. The information from the control units 8 and 9 to the access units, where the clock signals are to be taken from, can either be sent by sending a command to all connected access units (broadcast) or to a group of connected access units (multicast) or by using a combination of the administration - and the shutdown lines of the bus.
Weiterhin können die Steuereinheiten 8 bzw. 9 über eine Kombination der Verwaltungs- und der Abschaltleitungen einen Zurücksetzbefehl an die angeschlossenen Zugriffseinheiten aussenden, der die betroffenen Zugriffseinheiten zurücksetzt. Durch das Zurücksetzen werden alle Zugriffseinheiten deaktiviert oder in einen Empfangszustand umgeschaltet. Von den betroffenen Zugriffseinheiten kann dabei kein Signal außer dem Anwesenheits- bzw. Abwesenheitssignal an dieFurthermore, the control units 8 and 9 can send a reset command to the connected access units via a combination of the administration and the shutdown lines, which reset the affected access units. The reset deactivates all access units or switches to a reception state. No signal other than the presence or absence signal to the affected access units can
Steuereinheiten 8 bzw. 9 mehr ausgesendet werden. Ein Freigabebefehl von den Steuereinheiten 8 bzw. 9 zu den angeschlossenen bzw. betroffenen Zugriffseinheiten, der über eine Kombination der Verwaltungs- und der Abwesenheitsleitungen übertragen wird, gibt die Zugriffseinheiten aus dem zurückgesetzten Zustand frei, beläßt sie jedoch im Empfangszustand. Dabei können die Zugriffseinheiten ihren Selbsttest starten.Control units 8 and 9 are sent out more. A release command from the control units 8 and 9 to the Access units connected or affected, which is transmitted via a combination of the management and the absence lines, releases the access units from the reset state, but leaves them in the reception state. The access units can start their self-test.
Durch einen Befehl zum temporären Zurücksetzen der Zugriffseinheiten können die Steuereinheiten 8 bzw. 9 über eine Kombination der Verwaltungs- und derBy means of a command to temporarily reset the access units, the control units 8 and 9 can use a combination of the administrative and the
Abwesenheitsleitungen die entsprechenden Zugriffseinheiten in einen Deaktivierungszustand oder einen Empfangszustand setzen. Dabei kann von den Zugriffseinheiten kein Signal an die Steuereinheiten ausgesendet werden, außer dem Anwesenheits- bzw. Abwesenheitssignal. Parallel können jedoch die Zugriffseinheiten ihren Selbsttest starten.Absence lines put the corresponding access units into a deactivation state or a reception state. In this case, no signal can be sent from the access units to the control units, apart from the presence or absence signal. In parallel, however, the access units can start their self-test.
Ein weiteres Erfordernis für das erfindungsgemäße Bussystem ist, daß weitere Zugriffseinheiten während des Betriebes des Bussystemes an entsprechende Schnittstellen zugesteckt werden können. Dabei darf die Einführung oder Entfernung einer Zugriffseinheit kein Einfluß auf den Betrieb des Systemes haben. Dieses Erfordernis wird durch die Verwendung von Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzern (DC/DC-Umsetzern) 110 und eine Sperrlogik 106 für die Transceiver 107 in denAnother requirement for the bus system according to the invention is that additional access units can be plugged into corresponding interfaces during the operation of the bus system. The introduction or removal of an access unit must have no influence on the operation of the system. This requirement is met through the use of DC-DC converters (DC / DC converters) 110 and blocking logic 106 for the transceivers 107 in FIGS
Zugriffseinheiten 2 erreicht, wie es beispielsweise in Fig. 16 dargestellt ist. Dabei ist ein DC-DC-Umsetzer 110 in jeder Zugriffseinheit mit einer Stromüberwachung 109 verbunden, die mit der Sperrlogik 108 gekoppelt ist. Die Sperrlogik steuert den Transceiver 107 der Zugriffseinheit 2, wobei ein vorauseilender Stift 105 der Zugriffseinheit 2 mit der Sperrlogik 108 und dem Transceiver 107 verbunden ist.Access units 2 reached, as shown for example in Fig. 16. In this case, a DC-DC converter 110 in each access unit is connected to a current monitor 109, which is coupled to the blocking logic 108. The locking logic controls the transceiver 107 of the access unit 2, a leading pin 105 of the access unit 2 being connected to the locking logic 108 and the transceiver 107.
Beim Einführen der Zugriffseinheit 2 in die Schnittstelle wird zuerst der vorauseilende Stift 105 die Schnittstelle kontaktieren. Der vorauseilende Stift 105 garantiert eine definierte Spannung an dem Aktivierungsausgang des Transceivers 107, der zum Senden und Empfangen im Tristate- Zustand bleibt. Während dem Starten des DC-DC-Umsetzers bleibt der Transceiver 107 im Tristate-Zustand, was durch die Sperrlogik 108 gewährleistet wird. Die Anwesenheitsleitung 22 kann anzeigen, daß zumindest die Zugriffseinheit 2 anwesend ist und der Selbsttest der Zugriffseinheit 2 erfolgreich abläuft. Danach kann die Steuereinheit 8 bzw. 9 die Schnittstelle der Zugriffseinheit aktivieren. Ebenso wie die Zugriffseinheiten können auch die Steuereinheiten 8 bzw. 9 vorauseilende Stifte 106 aufweisen, so daß beispielsweise eine zweite Steuereinheit 9 während des Betriebes des Bussystemes mit einer ersten Steuereinheit 8 hinzugefügt werden kann.When the access unit 2 is inserted into the interface, the leading pin 105 will first contact the interface. The leading pin 105 guarantees a defined voltage at the activation output of the Transceivers 107, which remains in the tri-state for transmission and reception. During the start of the DC-DC converter, the transceiver 107 remains in the tri-state, which is ensured by the blocking logic 108. The presence line 22 can indicate that at least the access unit 2 is present and the self-test of the access unit 2 is running successfully. The control unit 8 or 9 can then activate the interface of the access unit. Like the access units, the control units 8 and 9 can also have pins 106 leading them, so that, for example, a second control unit 9 can be added with a first control unit 8 during operation of the bus system.
Wie weiter oben bereits erwähnt wurde, erfolgt die Übertragung von Datenpaketen 34 im asynchronen Transfermodus in derAs already mentioned above, the data packets 34 are transmitted in the asynchronous transfer mode in FIG
Datengruppe 13 im bevorzugten Ausführungsbeispiel mit vier Prioritäten. Die höchste Priorität ist für den Transport von AT-Datenpaketen mit einer konstanten Bitrate oder Spitzenbitrate, während die nächsten Prioritäten für die variable Bitrate, die verfügbare Bitrate und die unbestimmte Bitrate festgelegt sind. Diese Prioritäten gelten nur lokal, d.h. innerhalb der jeweiligen Zugriffseinheit, wobei dem Bus selbst nur eine Priorität bekannt ist. Wie in Fig. 17 dargestellt ist, sind die angeschlossenen Zugriffseinheiten in bis 115 durch eine Rückstauleitung 16 verbunden. DieData group 13 in the preferred embodiment with four priorities. The highest priority is for the transport of AT data packets with a constant bit rate or peak bit rate, while the next priorities are set for the variable bit rate, the available bit rate and the undetermined bit rate. These priorities only apply locally, i.e. within the respective access unit, only one priority being known to the bus itself. As shown in FIG. 17, the connected access units in through 115 are connected by a backflow line 16. The
Pfeile 121 stellen die Datenübertragungsrichtung dar. Damit werden im in Fig. 17 dargestellten Beispiel die Daten von den Zugriffseinheiten 111, 112 und 113 an die Zugriffseinheit 114 übermittelt, die sie über ihre Ausgangsleitung 120 weitersendet . Die die Daten aussendenden Zugriffseinheiten 111, 112 und 113 werden über ihre Eingangsleitungen 119 mit Daten versorgt. Jede Zugriffseinheit weist dabei ein Ausgangs- Zwischenspeicher 116 und zwei Eingangs-Zwischenspeicher 117 für die über die Datengruppe 13 von anderen Zugriffseinheiten empfangenen Daten auf. Die Zugriffseinheiten 111, 112, 113 und 114 weisen einen kleinen Ausgangs-Zwischenspeicher 116 auf, während die Zugriffseinheit 115 einen großen Ausgangs- Zwischenspeicher 118 besitzt.Arrows 121 represent the data transmission direction. In the example shown in FIG. 17, the data is thus transmitted from the access units 111, 112 and 113 to the access unit 114, which it forwards via its output line 120. The access units 111, 112 and 113 sending out the data are supplied with data via their input lines 119. Each access unit has an output buffer store 116 and two input buffer stores 117 for the data received via data group 13 from other access units. The access units 111, 112, 113 and 114 have a small output buffer 116, while the access unit 115 has a large output buffer 118.
In Fig. 18 ist das in Fig. 17 dargestellte Rückstausystem genauer dargestellt. Die Zugriffseinheit 115 umfaßt einen großen Ausgangs-Zwischenspeicher 118, der einen Ausgangsspeicher 122 für Daten mit konstanter Bitrate und einen Ausgangsspeicher 123 für die Daten mit anderen Bitraten, wie z.B. variabler Bitrate, verfügbarer Bitrate oder unbestimmter Bitrate beinhaltet. Die von den Zugriffseinheiten 112 bzw. 113 kommenden Daten werden über die Datengruppe 13 dem Ausgangsspeicher 122 oder dem Ausgangsspeieher 123 der Zugriffseinheit 115 abhängig von ihrer Bitrate zugeführt. Dabei ist der Ausgangsspeicher 122 mit der Rückstauleitung 116 verbunden, die bei einer Uberfüllung des Ausgangsspeichers 123 ein Rückstausignal an den Eingangsspeicher 124 der anderen Zugriffseinheiten 112 und 113 sendet. Der EingangsSpeicher 124 der Zugriffseinheiten 112 und 113 dient zur Zwischenspeicherung von Daten mit variabler Bitrate, verfügbarer Bitrate oder unbestimmter Bitrate. EinFIG. 18 shows the backflow system shown in FIG. 17 in more detail. The access unit 115 comprises a large output buffer 118, which has an output memory 122 for data with constant bit rate and an output memory 123 for data with other bit rates, e.g. variable bit rate, available bit rate or indefinite bit rate. The data coming from the access units 112 and 113 are fed via the data group 13 to the output memory 122 or the output memory 123 of the access unit 115 depending on their bit rate. The output memory 122 is connected to the backflow line 116 which, when the output memory 123 is overfilled, sends a backflow signal to the input memory 124 of the other access units 112 and 113. The input memory 124 of the access units 112 and 113 is used for the temporary storage of data with variable bit rate, available bit rate or indefinite bit rate. On
Eingangsspeicher 125 der Zugriffseinheiten 112 und 113 dient zur Zwischenspeicherung von Daten mit konstanter Bitrate.The input memory 125 of the access units 112 and 113 serves for the temporary storage of data with a constant bit rate.
Die beiden Speicher 124 der beiden Zugriffseinheiten 112 bzw. 113 sind mit einer Eingangsleitung 119a für Daten mit nicht konstanter Bitrate verbunden, während die beiden Eingangsspeicher 125 mit einer Eingangsleitung 119b für Daten mit konstanter Bitrate verbunden sind. Die beiden Eingangsleitungen 119a und 119b bilden gemeinsam die Eingangsleitung 119 der Zugriffseinheiten.The two memories 124 of the two access units 112 and 113 are connected to an input line 119a for data with a non-constant bit rate, while the two input memories 125 are connected to an input line 119b for data with a constant bit rate. The two input lines 119a and 119b together form the input line 119 of the access units.
Falls von dem Ausgangsspeicher 123 für nicht konstante Bitraten der Zugriffseinheit 115 ein Rückstausignal an alle AT-Zugriffseinheiten 112 und 113 gemeldet wird, so wird auf ein nicht blockierendes System zurückgestaut, in dem in die Eingangsspeieher 125 nur noch Zellen mit einer konstanten Bitrate und mit einer variablen Bitrate dergestalt eingelesen werden, daß die Gesamtbitrate kleiner als 85 % der Leitungsbitrate ausgangsseitig ist. Weiterhin werden Zellen mit verfügbarer Bitrate und mit unbestimmter Bitrate nicht mehr aus dem Eingangsspeicher 124 in den jeweiligen Eingangsspeicher 125 eingelesen. Bereits im Eingangsspeicher 125 befindliche Zellen mit variabler Bitrate, mit verfügbarer Bitrate bzw. mit unbestimmter Bitrate werden auch bei Anliegen eines Ruckstausignales über die Datenleitung 13 übertragen, da alle anderen Baugruppen noch aufnahmefähig sind. Die anderen Baugruppen sind noch aufnahmefähig, da das Rückstausignal schon bei Überschreitung des vorbestimmten Schwellenwertes ausgelöst wird. Zellen mit konstanter Bitrate werden also auch bei Anliegen eines Ruckstausignales weiterhin mit der höchsten Priorität direkt zur empfangenden Zugriffseinheit 115 übertragen. Der Ausgangsspeicher 123 für nicht konstante Bitraten der Zugriffseinheit 115 hat zwei oder drei Schwellenwerte, bei deren Überschreiten Rückstausignale an alle sendenden AT-Zugriffseinheiten 112, 113 zurückgesandt werden. Das Rückstausignal gibt damit den Füllgrad des Ausgangsspeichers 123 der Zugriffseinheit 115 an.If a backflow signal is reported from the output memory 123 for non-constant bit rates of the access unit 115 to all AT access units 112 and 113, then a non-blocking system is backed up, in which only cells with a constant bit rate and with a variable bit rate read in such a way the total bit rate is less than 85% of the line bit rate on the output side. Furthermore, cells with an available bit rate and with an undetermined bit rate are no longer read from the input memory 124 into the respective input memory 125. Cells already in the input memory 125 with a variable bit rate, with an available bit rate or with an indefinite bit rate are also transmitted via the data line 13 when a back pressure signal is present, since all other modules are still receivable. The other modules are still receptive, since the backflow signal is triggered when the predetermined threshold value is exceeded. Cells with a constant bit rate are therefore still transmitted with the highest priority directly to the receiving access unit 115 even when a jam signal is present. The output memory 123 for non-constant bit rates of the access unit 115 has two or three threshold values, when they are exceeded backflow signals are sent back to all transmitting AT access units 112, 113. The backflow signal thus indicates the degree of filling of the output memory 123 of the access unit 115.
Selbstverständlich können auch die Zugriffseinheiten 112 und 113 entsprechende Ausgangsspeieher 122 und 123 aufweisen. Damit wird ein blockierungsfreies System erhalten. Es könnte auch ein zweistufiges Rückstausignal implementiert werden, bei dem in einer zweiten Stufe auch Datenpakete mit einer variablen Bitrate nicht mehr in den Eingangsspeicher 125 übernommen werden. Of course, the access units 112 and 113 can also have corresponding output memories 122 and 123. This creates a non-blocking system. A two-stage backflow signal could also be implemented, in which, in a second stage, data packets with a variable bit rate are also no longer accepted in the input memory 125.

Claims

Patentansprüche claims
1. Busεyste für ein digitales Kommunikationsnetz, mit einem Bus (1) aus mehreren Gruppen von Leitungen zum1. Busεyste for a digital communication network, with a bus (1) from several groups of lines to
Übertragen digitaler Signale, mehreren Schnittstellen zum Anschluß von Zugriffseinheiten an den Bus, und zumindest eine Steuereinheit (8) zur Steuerung der Signalübertragung zwischen der Steuereinheit (8) und angeschlossenen Zugriffseinheiten bzw. zwischen angeschlossenen Zugriffseinheiten (8, 9), dadurch gekennzeichnet, daß jede Schnittstelle sowohl für den Anschluß einer Daten im synchronen Transfermodus übertragenden (ST-) ZugriffseinheitTransmission of digital signals, several interfaces for connecting access units to the bus, and at least one control unit (8) for controlling the signal transmission between the control unit (8) and connected access units or between connected access units (8, 9), characterized in that each Interface both for the connection of a data (ST) access unit transmitting data in synchronous transfer mode
(3) als auch für den Anschluß einer Daten im asynchronen(3) as well as for connecting data in asynchronous
Transfermodus übertragenden (AT-) Zugriffseinheit (2) ausgelegt ist, und eine erste Gruppe von Leitungen (13) zurTransfer mode (AT) access unit (2) is designed, and a first group of lines (13) for
Übertragung von Daten innerhalb von aus Zeitschlitzen zusammengesetzten Pulsrahmen einer festen Länge vorgesehen ist, wobei die Pulsrahmen jeweils in einen ersten Container zur Übertragung von Daten im synchronen Transfermodus und einen zweiten Container zur Übertragung von Daten im asynchronen Transfermodus unterteilt sind.Transmission of data is provided within pulse frames of a fixed length composed of time slots, the pulse frames each being subdivided into a first container for the transmission of data in the synchronous transfer mode and a second container for the transmission of data in the asynchronous transfer mode.
2. Bussystem gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet/ daß die Steuereinheit (8) dem ersten Container in jedem Pulsrahmen feste Zeitschlitze für angeschlossene ST- Zugriffseinheiten (3) und dem zweiten Container auf2. Bus system according to claim 1, characterized in that the control unit (8) on the first container in each pulse frame fixed time slots for connected ST access units (3) and the second container
Anforderung von angeschlossenen AT-Zugriffseinheiten (2) Zeitschlitze zuordnet, die dem ersten Container nicht zugeordnet sind oder von ihm nicht benötig werden.Request from connected AT access units (2) Allocates time slots that are not assigned to the first container or are not required by it.
3. Bussystem gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Steuereinheit (8) die erste Gruppe (13) von Leitungen beim Übertragen von Daten im synchronen Transfermodus in zwei Hälften (13a, 13b) unterteilt, wobei in beiden Hälften (13a, 13b) der gleiche Zeitschlitz der gleichen Zugriffseinheit (3) zugeordnet ist, so daß beide Hälften die gleichen Daten übertragen.3. Bus system according to claim 1 or 2, characterized in that the control unit (8) divides the first group (13) of lines when transmitting data in synchronous transfer mode into two halves (13a, 13b), with both halves (13a, 13b ) the same time slot is assigned to the same access unit (3), so that both halves transmit the same data.
4. Bussystem gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Hälfte (13a, 13b) mehrere Paritätsleitungen zum4. Bus system according to claim 3, characterized in that each half (13a, 13b) a plurality of parity lines to
Übertragen von Paritätsbits umfaßt, wobei die Steuereinheit (8) bzw. die jeweilige Zugriffseinheit (3) bei Detektion eines Paritätsfehlers in einer Hälfte (13a bzw. 13b) die Daten von der jeweils anderen Hälfte (13b bzw. 13a) empfängt.Transmission of parity bits comprises, the control unit (8) or the respective access unit (3) receiving the detection of a parity error in one half (13a or 13b) receiving the data from the other half (13b or 13a).
5. Bussystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (8) die erste Gruppe (13) von Leitungen beim Übertragen von Daten im asynchronen Transfermodus in zwei Hälften (13a, 13b) unterteilt, wobei in beiden Hälften der gleiche Zeitschlitz der gleichen Zugriffseinheit zugeordnet ist, so daß beide Hälften die gleichen Daten übertragen.5. Bus system according to one of claims 1 to 4, characterized in that the control unit (8) divides the first group (13) of lines when transmitting data in asynchronous transfer mode into two halves (13a, 13b), the two halves of the same time slot is assigned to the same access unit, so that both halves transmit the same data.
6. Bussystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (8) beim Übertragen von Daten im asynchronen Transfermodus die zu übertragenden Daten auf die gesamte erste Gruppe (13) von Leitungen verteilt, wobei die erste Gruppe mehrere Leitungen zur Übertragung von6. Bus system according to one of claims 1 to 4, characterized in that the control unit (8) distributes the data to be transmitted to the entire first group (13) of lines when transmitting data in the asynchronous transfer mode, the first group having a plurality of lines for transmitting
Fehlerdetektions- und Korrekturdaten umfaßt und dieError detection and correction data includes and the
Steuereinheit (8) die Übertragung von Daten im asynchronenControl unit (8) the transmission of data in asynchronous
Transfermodus beim Auftreten eines ernsthaften Fehlers auf dieTransfer mode when a serious error occurs on the
Hälfte (13a bzw. 13b) der Leitungen der ersten Gruppe (13) reduziert .Half (13a or 13b) of the lines of the first group (13) reduced.
7. Bussystem gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Gruppe (13) zumindest eine Leitung zur Übertragung eines Busbetriebssignales aufweist, das von einer angeschlossenen AT-Zugriffseinheit erzeugt wird und das Ende der Übertragung von Daten durch diese AT-Zugriffseinheit kennzeichnet.7. Bus system according to one of the preceding claims, characterized in that the first group (13) has at least one line for transmitting a bus operating signal which is generated by a connected AT access unit and indicates the end of the transmission of data by this AT access unit .
8. Bussystem gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Gruppe (14) von Leitungen zur Übertragung von Anforderungssignalen innerhalb von aus Zeitschlitzen zusammengesetzten Pulsrahmen einer festen Länge vorgesehen ist, wobei jeder im Bussystem vorgesehenen Schnittstelle in jedem Pulsrahmen bestimmte Zeitschlitze zugeordnet sind, in denen an den entsprechenden Schnittstellen angeschlossene AT- Zugriffseinheiten (2) der Steuereinheit (8) AnforderungsSignale zur Zuordnung eines zweiten Containers übermitteln können.8. Bus system according to one of the preceding claims, characterized in that a second group (14) of lines for the transmission of request signals is provided within pulse frames composed of time slots of a fixed length, with each interface provided in the bus system being assigned specific time slots in each pulse frame , in which AT access units (2) connected to the corresponding interfaces can transmit request signals to the control unit (8) for the assignment of a second container.
9. Bussystem gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine dritte Gruppe (15) von Leitungen zur Übertragung von9. Bus system according to one of the preceding claims, characterized in that a third group (15) of lines for the transmission of
Steuersignalen zur Steuerung angeschlossener ZugriffseinheitenControl signals for controlling connected access units
(2, 3) und deren Schnittstellen vorgesehen ist.(2, 3) and their interfaces is provided.
10. Bussystem gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Gruppe (15) Rückstauleitungen (16) umfaßt, die bei der Übertragung von Daten im asynchronen Transfermodus zur Übertragung von Signalen dienen, mit denen die Übertragung von Daten verschiedener Prioritätsstufen gesteuert wird.10. Bus system according to claim 9, characterized in that the third group (15) comprises backflow lines (16) which serve for the transmission of data in the asynchronous transfer mode for the transmission of signals with which the transmission of data of different priority levels is controlled.
11. Bussystem gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine vierte Gruppe von Leitungen zur Übertragungen von11. Bus system according to one of the preceding claims, characterized in that a fourth group of lines for the transmission of
Taktsignalen vorgesehen ist, wobei zumindest je eine (67, 68) dieser Leitungen zur Übertragung eines Pulsrahmen-Taktes und eines Zeitschlitz-Taktes von der angeschlossenen Steuereinheit (8) zu den angeschlossenen Zugriffseinheiten (2, 3) und zumindest eine (66) dieser Leitungen zur Übertragung einesClock signals are provided, at least one (67, 68) each of these lines for transmitting a pulse frame clock and a time slot clock from the connected control unit (8) to the connected access units (2, 3) and at least one (66) of these lines to transfer a
Referenz-Taktes von den angeschlossenen Zugriffseinheiten (2, 3) zur Steuereinheit (8) dient.Reference clock from the connected access units (2, 3) to the control unit (8) is used.
12. Bussystem gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Steuereinheit (9) vorgesehen ist, deren Aufbau dem der ersten Steuereinheit (8) entspricht und die bei einer Fehlfunktion der ersten Steuereinheit (8) deren Aufgaben übernimmt . 12. Bus system according to one of the preceding claims, characterized in that a second control unit (9) is provided, the structure of which corresponds to that of the first control unit (8) and which takes over its tasks in the event of a malfunction of the first control unit (8).
13. Verfahren zur Übertragung von Signalen in einem Bussystems eines digitalen Kommunikationsnetzes, mit einem Bus (1) aus mehreren Gruppen von Leitungen zum Übertragen digitaler Signale, mehreren Schnittstellen zum Anschluß von Zugriffseinheiten (2, 3) an den Bus (1) , und zumindest einer Steuer-Schnittstelle, an der eine Steuereinheit zur Steuerung der Signalübertragung zwischen der Steuereinheit (8) und angeschlossenen Zugriffseinheiten (2, 3) bzw. zwischen angeschlossenen Zugriffseinheiten (2, 3) angeschlossen werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß jede Schnittstelle sowohl für den Anschluß einer Daten im synchronen Transfermodus übertragenden (ST-) Zugriffseinheit (3) als auch für den Anschluß einer Daten im asynchronen Transfermodus übertragenden (AT-) Zugriffseinheit (2) ausgelegt ist, und Daten in einer ersten Gruppe (13) von Leitungen innerhalb von aus Zeitschlitzen zusammengesetzten Pulsrahmen einer festen Länge übertragen werden, wobei die Pulsrahmen jeweils in einen ersten Container zur Übertragung von Daten im synchronen Transfermodus und einen zweiten Container zur Übertragung von Daten im asynchronen Transfermodus unterteilt werden.13. Method for transmitting signals in a bus system of a digital communication network, with a bus (1) from several groups of lines for transmitting digital signals, several interfaces for connecting access units (2, 3) to the bus (1), and at least a control interface to which a control unit for controlling the signal transmission between the control unit (8) and connected access units (2, 3) or between connected access units (2, 3) can be connected, characterized in that each interface for both Connection of a data in the synchronous transfer mode (ST) access unit (3) and for connecting a data in the asynchronous transfer mode (AT) access unit (2) is designed, and data in a first group (13) of lines within pulse frames of a fixed length composed of time slots are transmitted, the pulse frames each i n a first container for transferring data in synchronous transfer mode and a second container for transferring data in asynchronous transfer mode can be divided.
14. Verfahren Bussystems gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem ersten Container in jedem Pulsrahmen feste Zeitschlitze für angeschlossene ST-Zugriffseinheiten und dem zweiten Container auf Anforderung von angeschlossenen AT- Zugriffseinheiten Zeitschlitze zugeordnet werden, die dem ersten Container nicht zugeordnet worden sind oder von ihm nicht benötig werden. 14. The bus system method according to claim 1, characterized in that time slots which are not assigned to the first container or are assigned to the first container in each pulse frame are fixed time slots for connected ST access units and the second container on request from connected AT access units not be needed for him.
15. Verfahren zu Steuerung eines Bussystems gemäß Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Gruppe von Leitungen beim Übertragen von Daten im synchronen Transfermodus in zwei Hälften unterteilt wird, wobei in beiden Hälften der gleiche Zeitschlitz der gleichen Zugriffseinheit zugeordnet wird, so daß in beide Hälften die gleichen Daten übertragen werden.15. A method for controlling a bus system according to claim 13 or 14, characterized in that the first group of lines when transmitting data in the synchronous transfer mode is divided into two halves, the same time slot being assigned to the same access unit in both halves, so that the same data is transmitted in both halves.
16. Verfahren zu Steuerung eines Bussystems gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß jede Hälfte mehrere Paritätsleitungen zum Übertragen von Paritätsbits umfaßt, wobei von einer angeschlossenen Steuereinheit bzw. einer jeweiligen Zugriffseinheit bei16. A method for controlling a bus system according to claim 15, characterized in that each half comprises a plurality of parity lines for transmitting parity bits, with a connected control unit or a respective access unit
Detektion eines Paritätsfehlers in einer Hälfte die Daten von der jeweils anderen Hälfte empfangen werden.Detection of a parity error in one half of the data received from the other half.
17. Verfahren zu Steuerung eines Bussystems gemäß einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Gruppe von Leitungen beim Übertragen von Daten im asynchronen Transfermodus in zwei Hälften unterteilt wird, wobei in beiden Hälften der gleiche Zeitschlitz der gleichen Zugriffseinheit zugeordnet wird, so daß von beiden Hälften die gleichen Daten übertragen werden.17. A method for controlling a bus system according to one of claims 13 to 16, characterized in that the first group of lines is divided into two halves when transmitting data in the asynchronous transfer mode, the same time slot being assigned to the same access unit in both halves, so that the same data is transmitted from both halves.
18. Verfahren zu Steuerung eines Bussystems gemäß einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch geken zeichnet, daß beim Übertragen von Daten im asynchronen Transfermodus die zu übertragenden Daten auf die gesamte erste Gruppe von18. A method for controlling a bus system according to one of claims 13 to 16, characterized in that: that when transferring data in asynchronous transfer mode, the data to be transferred to the entire first group of
Leitungen verteilt werden, wobei die erste Gruppe mehrereLines are distributed, the first group several
Leitungen zur Übertragung von Fehlerdetektions- und Korrekturdaten umfaßt und die Übertragung von Daten im asynchronen Transfermodus beim Auftreten eines ernsthaftenIncludes lines for the transmission of error detection and correction data and the transmission of data in asynchronous transfer mode when a serious occurrence
Fehlers auf die Hälfte der Leitungen der ersten Gruppe reduziert wird.Error is reduced to half the lines of the first group.
19. Verfahren zu Steuerung eines Bussystems gemäß einem der19. Method for controlling a bus system according to one of the
Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest in einer Leitung der ersten Gruppe einClaims 13 to 18, characterized in that at least in one line of the first group
Übertragungssignal übertragen wird, das von einer AT- Zugriffseinheit erzeugt wird und das Ende der Übertragung vonTransmission signal is transmitted, which is generated by an AT access unit and the end of the transmission of
Daten durch diese Zugriffseinheit kennzeichnet.Identifies data by this access unit.
20. Verfahren zu Steuerung eines Bussystems gemäß einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß in einer zweiten Gruppe von Leitungen Anforderungssignale innerhalb von aus Zeitschlitzen zusammengesetzten Pulsrahmen einer festen Länge übertragen werden, wobei jeder im Bussystem vorgesehenen Schnittstelle in jedem Pulsrahmen bestimmte Zeitschlitze zugeordnet werden, in denen von an den entsprechenden Schnittstellen angeschlossenen AT- Zugriffseinheiten Anforderungssignale zur Zuordnung eines zweiten Containers übermittelt werden könnnen.20. A method for controlling a bus system according to one of claims 13 to 19, characterized in that request signals are transmitted in a second group of lines within pulse frames composed of time slots of a fixed length, with certain time slots assigned to each interface provided in the bus system in each pulse frame in which request signals for the assignment of a second container can be transmitted by AT access units connected to the corresponding interfaces.
21. Verfahren zu Steuerung eines Bussystems gemäß einem der Ansprüche 13 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß in einer dritten Gruppe von Leitungen Steuersignale zur21. A method for controlling a bus system according to one of claims 13 to 20, characterized in that in a third group of lines control signals for
Steuerung angeschlossener Zugriffseinheiten und ihrerControl of connected access units and their
Schnittstellen übertragen werden.Interfaces are transferred.
22. Verfahren zu Steuerung eines Bussystems gemäß Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß in der dritten Gruppe von Leitungen bei der Übertragung von Daten im asynchronen Transfermodus weiterhin Rückstau- Signale übertragen werden, mit denen die Übertragung von Daten verschiedener Prioritätsstufen gesteuert wird.22. A method for controlling a bus system according to claim 21, characterized in that in the third group of lines during the transmission of data in the asynchronous transfer mode, backflow signals are still transmitted, with which the transmission of data of different priority levels is controlled.
23. Verfahren zu Steuerung eines Bussystems gemäß einem der Ansprüche 13 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß in einer vierten Gruppe von Leitungen Taktsignale übertragen werden, wobei in zumindest je einer dieser Leitungen ein Pulsrahmen-Takt und ein Zeitschlitz-Takt von einer angeschlossenen Steuereinheit zu angeschlossenen Zugriffseinheiten und zumindest in einer dieser Leitungen ein Referenz-Takt von den angeschlossenen Zugriffseinheiten zur angeschlossenen Steuereinheit übertragen werden.23. A method for controlling a bus system according to one of claims 13 to 22, characterized in that clock signals are transmitted in a fourth group of lines, with a pulse frame clock and a time slot clock from a connected control unit in at least one of each of these lines connected access units and at least in one of these lines a reference clock is transmitted from the connected access units to the connected control unit.
24. Verfahren zu Steuerung eines Bussystems gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 13 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Bus eine zweite Steuer-Schnittstelle zum Anschluß einer zweiten Steuereinheit aufweist, deren Aufbau dem der ersten Steuereinheit entspricht, wobei eine angeschlossene zweite Steuereinheit bei einer Fehlfunktion der ersten Steuereinheit deren Aufgaben übernimmt. 24. A method for controlling a bus system according to one of the preceding claims 13 to 23, characterized in that the bus has a second control interface for connecting a second control unit, the structure of which corresponds to that of the first control unit, with a connected second control unit in the event of a malfunction the first control unit takes over its tasks.
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