DE2808204B1 - UEbertragungseinrichtung fuer den Anschluss von raeumlich entfernten Peripherieeinheiten an ein Datenverarbeitungssystem - Google Patents

Description

• In diesem Sinne ist beispielsweise die rechnerseitige Übertragungseinheit unter anderem so ausgebildet, daß sie nach dem Empfang eines Meldesignals die Übernahme der jeweils parallel anstehenden Information - entsprechend dem sogenannten »handshaking« -Verfahren - unmittelbar durch ein selbst erzeugtes Quittungssignal bestätigt. Insgesamt erfordern diese Übertragungseinrichtungen stets einen zusätzlichen Aufwand an Software, der um so größer ist, je komplexer das Betriebsverhalten der Stationen und der Verbindungswege ist.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Übertragungseinrichtung für den Anschluß von räumlich entfernten Peripherieeinheiten bei einem Datenverarbeitungssystem mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Merkmalen zu schaffen, die es ermöglicht, die räumlich entfernten Peripherieeinheiten bzw. -stationen ohne zusätzlichen Aufwand an Software in gleicher Weise anzuschließen und zu betreiben wie beim unmittelbaren Anschluß an die genannte erste Schnittstelle. Dies wird durch die gemeinsame Anwendung der im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Merkmale erreicht.
• Anhand der Zeichnung sollen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung und eine weitere Ausgestaltung im Sinne des Patentanspruchs 2 im folgenden näher erläutert werden.
• Fig. 1 zeigt schematisch ein Datenverarbeitungssystem mit einigen Peripherieeinheiten, von denen die räumlich entfernten über eine erfindungsgemäße Übertragungseinrichtung angeschlossen sind; Fig. 2 ist ein Diagramm zur Erläuterung der Melde- und Quittungssignale bei der Informationsübertragung zu einer nahen Peripherieeinheit; und Fig. 3 ist ein Diagramm zur Erläuterung der Melde- und Quittungssignale bei der Informationsübertragung zu einer räumlich entfernten Peripherieeinheit mittels der erfindungsgemäßen Übertragungseinrichtung.
• Die Zentraleinheit 1 des in Fig. 1 schematisch und vereinfacht dargestellten Datenverarbeitungssystems 2 hat eine als Eingabe/Ausgabe-Vielfachsammelleitung (EA-Bus) ausgeführte erste Schnittstelle EA-1, an der die mit den Peripherieeinheiten auszutauschenden Signale in paralleler Form vorliegen.
• Außer den Datenleitungen, deren Anzahl der Zahl der jeweils gleichzeitig zu übertragenden Bits entspricht, enthält der EA-Bus unter anderem Steuerleitungen sowie Leitungen für Melde- und Quittungssignale. An die Schnittstelle EA-1 sind eine Anzahl von Peripherie-Baugruppen, wie die Peripherie-Baugruppen 3, 4 angeschlossen, deren Ausgangsleitungen zu Peripherieeinheiten 5, 6 führen. Hierbei kann es sich bei einem System zur Prozeßdatenverarbeitung beispielsweise um Eingabe- oder Ausgabegeräte der Prozeßperipherie oder um Eingabe- oder Ausgabegeräte der Datenperipherie handeln.
• Die mit der Schnittstelle EA-1 zusammenwirkenden Teile der Zentraleinheit und die Peripherie-Baugruppen 3, 4 usw. sind so ausgebildet bzw. gesteuert, daß in bekannter Weise eine selbsttätige Abwicklung des Informationsaustausches zwischen dem Datenverarbeitungssystem und den Peripherieeinheiten nach dem sogenannten »hand-shake«-Verfahren stattfindet. In Fig. 2 ist der beim Ausführungsbeispiel angewandte Übertragungszyklus, bei dem Adressen und Daten jeweils miteinander übertragen werden, vereinfacht dargestellt: Nach Bereitstellung der zu einer Adresse gehörenden Signale A und weiterer hier nicht interessierender Steuer- und sonstiger Signale seitens der Zentraleinheit 1 gibt sie ein Meldesignal TM ab, das diese Signale für gültig erklärt. Nach Übernahme der Signale durch die adressierte Peripherie-Baugruppe, z. B. 4, gibt diese ein Quittungssignal TQ an die Schnittstelle.
• Hierauf stellt die Zentraleinheit die an die Periphe- rie-Baugruppe bzw. die hieran angeschlossene Peripherieeinheit zu übertragenden Daten D bereit und gibt ein weiteres Meldesignal TM. Die Peripherie-Baugruppe antwortet nach Übernahme der Daten mit einem weiteren Quittungssignal TQ. In entsprechender Weise erfolgt eine Informationsübergabe in umgekehrter Richtung. Das Quittungssignal TQ der Peripherie-Baugruppe (allgemein: der empfangenden Stelle) ist gegenüber dem Meldesignal TM der Zentraleinheit (allgemein: der abgebenden Stelle) um ein Intervall verzögert, das dem für die Informationsübernahme erforderlichen Zeitbedarf tü entspricht.
• Für den Anschluß von räumlich entfernten Peripherieeinheiten7, 8 ist das Datenverarbeitungssystem 2 durch eine Übertragungseinrichtung 10 ergänzt, die einen an die erste Schnittstelle EA-1 angeschlossenen ersten Umsetzer 11 und einen zweiten Umsetzer 12 enthält, der durch eine Übertragungsstrecke 13 mit diesem verbunden ist. Der zweite Umsetzer 12 ist innerhalb einer Peripheriestation 14 angeordnet.
• Der erste Umsetzer 11 gibt die zu übertragenden Signale in serieller Form an die Übertragungsstrecke 13 ab und gibt von dieser kommende serielle Signale in paralleler Form an die erste Schnittstelle EA-1 ab.
• Der zweite Umsetzer 12 gibt die von der Übertragungsstrecke 13 kommenden seriellen Signale in paralleler Form an seinen peripherieseitigen Ausgängen ab und gibt in paralleler Form an diesen Ausgängen anliegende Signale in serieller Form an die Übertragungsstrecke ab.
• Hierbei werden außer der zu übertragenden Information (Adressen oder Daten) auch die sonstigen jeweils in paralleler Form anliegenden Signale wie insbesondere die Melde- und Quittungssignale umgesetzt und übertragen. Die peripherieseitigen Ausgänge des zweiten Umsetzers 12 bilden somit eine zweite Schnittstelle EA-2, die bezüglich der Signaldarstellung und der Abwicklung des Informationsaustausches der ersten Schnittstelle EA-1 des Datenverarbeitungsystems 2 entspricht.
• Im Rahmen der Erfindung werden nun für die Vermittlung des Anschlußes der räumlich entfernten Peripherieeinheiten 7, 8 Peripherie-Baugruppen 15, 16 der gleichen Art verwendet, wie die für den Anschluß von nahen Peripherieeinheiten 5, 6 benutzten Peripherie-Baugruppen 3, 4, wobei die Peripherie-Baugruppen 15 und 16 unmittelbar an die genannte zweite Schnittstelle EA-2 angeschlossen werden. Ferner wird der Informationsaustausch zwischen der ersten Schnittstelle EA-1 und den an die zweite Schnittstelle EA-2 angeschlossenen Peripherie-Baugruppen 15,16 nach dem gleichen Modus abgewickelt wie der schon erläuterte Informationsaustausch mit den unmittelbar an die erste Schnittstelle EA-1 angeschlossenen Peripherie-Baugruppen 3 und 4.
• Hierbei erfolgt eine selbsttätige Berücksichtigung des Zeitbedarfs für die zweimalige Umsetzung und Übertragung der Information in einfacher Weise dadurch, daß die Melde- und Quittungssignale nicht etwa - wie bekannt - unmittelbar von den Umsetzern 11 und 12 erzeugt und an die entsprechende Schnittstelle EA-1 bzw. EA-2 gegeben werden, sondern ebenfalls mit umgesetzt und übertragen werden. Aus Fig. 3 ist dies leicht zu erkennen.
• In Fig. 3 ist an den mit EA-1 und EA-2 bezeichneten Zeitachsen die zeitliche Aufeinanderfolge der an den betreffenden Schnittstellen auftretenden Melde-und Quittungssignale bei einer Informationsübertragung von der Zentraleinheit 1 zu einer der räumlich entfernten Peripherie-Baugruppen 15 oder 16 dargestellt. Wie anhand der Fig. 2 bereits erläutert, wird hierbei durch die Zentraleinheit zunächst die Adresse A der betreffenden Peripherie-Baugruppe an der Schnittstelle EA-1 bereitgestellt und sodann das Meldesignal TM1 abgegeben.
• An der zweiten Schnittstelle EA-2 erscheint dieses Meldesignal als Signal TM2 mit einer Verzögerung, die dem für die Parallel/Serien-Umsetzung in 11, die Übertragung über die Strecke 13 und die Serien/Parallel-Umsetzung in 12 erforderlichen Zeitbedarf tm entspricht. Die adressierte Peripherie-Baugruppe (z. B. 15) gibt - wie beim unmittelbaren Betrieb an der Schnittstelle EA-1 - nach Ablauf des Intervalls tü das Quittungssignal TQ2 an die Schnittstelle EA-2 ab und dieses erscheint an der Schnittstelle EA-1 als Signal Tel mit einer Verzögerung, die dem für die zweimalige Umsetzung und die übertragung erforderlichen Zeitbedarf tq entspricht. In entsprechender Weise werden anschließend die Daten D zu der adressierten Peripherie-Baugruppe übertragen.
• Aus Fig. 3 ist zu erkennen, daß durch die erfindungsgemäße Übertragungseinrichtung zwar der Zeitbedarf für die einzelnen Übertragungsvorgänge erhöht und damit die Übertragungsleistung der betreffenden Kanäle entsprechend herabgesetzt wird.
• Das ist jedoch in nicht wenigen Anwendungsfällen tragbar und wird dann durch den Vorteil aufgewogen, daß die Abwicklung des Informationsaustausches mit den räumlich entfernten Peripherieeinheiten nach dem gleichen Modus erfolgt wie der Verkehr mit den nahen Peripherieeinheiten; daß also keine zusätzliche Software erforderlich ist.
• Im Rahmen der Erfindung lassen sich ohne zusätzlichen Software-Aufwand auf Seiten der Zentraleinheit oder der Peripherie-Baugruppen auch Maßnahme zur Sicherung der Datenübertragung auf der Übertragungsstrecke 13 treffen.
• Eine bevorzugte Möglichkeit zur Sicherung der Datenübertragung besteht darin, daß der erste Umsetzer 11 und der zweite Umsetzer 12 je eine Einrichtung zur Fehlererkennung z. B. durch Parityprüfung enthalten und so ausgebildet sind, daß sie bei Erkennung eines Fehlers in der übertragenen Information eine Wiederholung der Übertragung durch den jeweils anderen Umsetzer auslösen und erst beim Vorliegen einer fehlerfreien Information diese an die empfangende Stelle (Peripherie-Baugruppe oder erste Schnittstelle) abgeben.
• Auf diese Weise wird dann auch, wie erwünscht, das Quittungssignal der empfangenden Stelle jeweils erst dann abgegeben, wenn die für die Fehlerkorrektur erforderlichen Vorgänge beendet sind.
• Selbstverständlich können die Signale, die an den übertragungsseitigen Ausgängen der Umsetzer 11 und 12 in serieller Form vorliegen, zum Zwecke der Übertragung in bekannter Weise noch einer geeigneten Umwandlung unterzogen werden, indem sie beispielsweise ein Trägersignal modulieren. Sofern nicht Gabelschaltungen oder ähnliche Einrichtungen benutzt werden, ist es zweckmäßig, für jede bertragungsrichtung einen eigenen Übertragungskanal vorzusehen, der beispielsweise ein Koaxialkabel benutzen kann. Eine galvanische Trennung zwischen dem Datenverarbeitungssystem 1 und einer räumlich entfernten Peripheriestation 14 ist beispielsweise durch Zwischenschaltern je eines Übertragers möglich.

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Übertragungseinrichtung für den Anschluß von räumlich entfernten Peripherieeinheiten an ein Datenverarbeitungssystem, welches eine für den Anschluß von nahen Peripherieeinheiten über entsprechende Peripherie-Baugruppen bestimmte, insbesondere als Eingabe/Ausgabe-Vielfachsignalleitung (EA-Bus) ausgeführte und für die selbsttätige Abwicklung des Informationsaustausches geeignete erste Schnittstelle aufweist, an der die zu übertragenden Signale in paralleler Form vorliegen, mit einem an die erste Schnittstelle (EA-Bus) angeschlossenen ersten Umsetzer, der die zu übertragenden Signale in serieller Form an die Übertragungsstrecke abgibt und von dieser kommende serielle Signale in paralleler Form an die Schnittstelle abgibt und einem durch eine Übertragungsstrecke mit dem ersten Umsetzer verbundenen zweiten Umsetzer, der die von der Übertragungsstrecke kommenden seriellen Signale in paralleler Form an seinen peripherieseitigen Ausgängen abgibt und in paralleler Form an diesen Ausgängen anliegende Signale in serieller Form an die Übertragungsstrecke abgibt, gekennzeichnet durch die Kombination der folgenden Merkmale: a) die Peripherie-Baugruppen (15, 16), die den Anschluß der räumlich entfernten Peripherieeinheiten vermitteln, sind unmittelbar an die durch die peripherieseitigen Ausgänge des zweiten Umsetzers (12) gebildete zweite Schnittstelle (EA-2) angeschlossen; b) der Informationsaustausch zwischen der ersten Schnittstelle (EA-1) und den an die zweite Schnittstelle (EA-2) angeschlossenen Peripherie-Baugruppen (15, 16) erfolgt entsprechend dem sogenannten »handshake«-Verfahren nach dem gleichen Modus wie der Informationsaustausch mit den unmittelbar an die erste Schnittstelle angeschlossen Peripherie-Baugruppen (3, 4); c) hierbei werden außer der zu übertragenden, jeweils parallel anliegenden Information auch das ihr zugeordnete Meldesignal (TM) und das Quittungssignal (TQ) umgesetzt und übertragen, so daß das Quittungssignal der empfangenden Stelle (Peripherie-Baugruppe oder erste Schnittstelle) bei der die Information abgebenden Stelle (erste Schnittstelle oder Peripherie-Baugruppe) jeweils mit einer zusätzlichen Verzögerung wirksam wird, die dem für die Übertragung und zweimalige Umsetzung sowohl des Meldesignals als auch des Quittungssignals erforderlichen Zeitbedarf (tm + tq) entspricht.
2. 2. Übertragungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Umsetzer (11) und der zweite Umsetzer (12) je eine Einrichtung zur Fehlererkennung z. B. durch Parityprüfung enthalten und so ausgebildet sind, daß sie bei Erkennung eines Fehlers in der übertragenen Information eine Wiederholung der Übertragung durch den jeweils anderen Umsetzer auslösen und erst beim Vorliegen einer fehlerfreien Information diese an die empfangende Stelle (Peripherie-Baugruppe oder erste Schnittstelle) abgeben.

   Die Erfindung geht aus von einer Übertragungseinrichtung für den Anschluß von räumlich entfernten Peripherieeinheiten an ein Datenverarbeitungssystem, welches eine für den Anschluß von nahen Peripherieeinheiten über entsprechende Peripherie-Baugruppen bestimmte, insbesondere als Eingabe/Ausgabe-Vielfachsignalleitung (EA-Bus) ausgeführte und für die selbsttätige Abwicklung des Informationsaustausches geeignete erste Schnittstelle aufweist, an der die zu übertragenden Signale in paralleler Form vorliegen, mit einem an die erste Schnittstelle (EA-Bus) angeschlossenen ersten Umsetzer, der die zu übertragenden Signale in serieller Form an die Übertragungsstrecke abgibt und von dieser kommende serielle Signale in paralleler Form an die Schnittstelle abgibt und einem durch eine Übertragungsstrecke mit dem ersten Umsetzer verbundenen zweiten Umsetzer, der die von der Übertragungsstrecke kommenden seriellen Signale in paralleler Form an seinen peripherieseitigen Ausgängen abgibt und in paralleler Form an diesen Ausgängen anliegende Signale in serieller Form an die bertragungsstrecke abgibt.

   Bei der Errichtung von Datenverarbeitungssystemen und insbesondere solchen zur Prozeßdatenverarbeitung ist häufig die Notwendigkeit gegeben, zu einem zentralen Rechner mehreren räumlich verteilten Peripherieeinheiten oder Benutzern Zugang zu ermöglichen. Zusätzlich kann bei bestimmten Anwendungen die Forderung bestehen, daß die Verbindungen zwischen den räumlich entfernten Peripherieeinheiten und dem zentralen Rechner galvanisch sicher getrennt sind. Unter diesen Bedingungen ist ein unmittelbarer Anschluß der Peripherieeinheiten an die oben genannte Schnittstelle des Datenverarbeitungssystems aus technischen und wirtschaftlichen Gründen nicht möglich.

   Für die Abwicklung des Datenaustausches zwischen dem zentralen Rechner eines Datenverarbeitungssystems und räumlich entfernten peripheren Einheiten bzw. Stationen könnte man auf bekannte, für die Datenfernverarbeitung geeignete Übertragungseinrichtungen zurückgreifen. Deren rechnerseitige Übertragungseinheit enthält unter anderem einen an die genannte erste Schnittstelle angeschlossenen Umsetzer, der die zu übertragenden Signale in serieller Form an die Übertragungsstrecke abgibt und von dieser kommende serielle Signale in paralleler Form an die Schnittstelle abgibt. Es ist ferner bekannt, am peripherieseitigen Ende einer Übertragungsstrecke eine Übertragungseinheit vorzusehen, die unter anderem einen zweiten Umsetzer enthält, der die von der Übertragungsstrecke kommenden seriellen Signale in paralleler Form an seinen peripherieseitigen Ausgängen abgibt und in paralleler Form an diesen Ausgängen anliegende Signale in serieller Form an die Übertragungsstrecke abgibt.

   Diese bekannten Übertragungseinrichtungen sind so ausgestaltet, daß sie den Datenaustausch mit der genannten ersten Schnittstelle des Datenverarbeitungssystems selbständig (autark) abwickeln können.