DE3213051A1

DE3213051A1 - CONTROL METHOD FOR LOCAL DATA NETWORKS WITH BUS STRUCTURE

Info

Publication number: DE3213051A1
Application number: DE19823213051
Authority: DE
Inventors: Hubert 4423 Gescher Eing; Rolf-Dieter Dipl.-Ing. 8000 München Klein
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-04-07
Filing date: 1982-04-07
Publication date: 1983-10-20
Also published as: GB8308837D0; GB2122779A

Description

Hubert i. EING, M.S. und Rolf-Dieter KLEIN, Dipl.Ing.Hubert i. EING, M.S. and Rolf-Dieter KLEIN, Dipl.Ing.

Steuerungsverfahren für lokale Datennetze mit Bus-Struktur.Control method for local data networks with bus structure.

Lokale Datennetze (local area networks, LAN) bestehen in der Regel aus mehreren Computersystemen, «eist kleinerer Art, einschließlich der zugehörigen Peripherie-Geräte, wie z.E. intelligenter Ternina Is, die sowohl selbstständig arbeiten als auch untereinander verkehren können; diese Einheiten seien kurz als "Kommunikations-Einheit" (KE) bezeichnet. Als Kommunikationsmedium - über Entfernungen in Bereich 10 m bis 10 km - können hauptsächlich verdrillte Adernpaare, Koaxia I leitungen oder Lichtleitfaserkabel in Frage, beispielsweise in Stern-, Ringoder· Bus-Struktur. Letztere ist bei der Installation und Verkabelung an wenigsten aufwendige und soll daher bei der vorliegenden Entwicklung bevorzugt werden. Es bedarf jedoch ausgeklügelter Steuerverfahren und Übertragungsprotokolle, un einen solchen Datenverkehr schnell, auf einfache Weise und sicher (d.h. fehlerfrei) durchführen zu können. Dabei unterscheidet nan zwischen frecjuenzmu It i ρ lexen und ze i tnu It i ρ lexen übertragungssystenen, und bei letzteren sind solche mit zentraler Steuerung und solche nit verteilter Steuerung bekannt. Bei letzteren wiederum kann nan die zentral gesteuerten Systene nachahnen, indem wan eine der teiInehnenden KE's zeitweise zum "Master" (Zentraleinheit) ernennt, oder nan arbeitet ausschließlich nit gleichberechtigten KE's, die sich nach einer "Frei" - Prüfung auf den Bus aufschalten und Verbindung nit den gewünschten Partner aufnehmen.Local area networks (LAN) usually consist of several computer systems, "eist of a smaller kind, including the associated peripheral devices, such as intelligent Ternina Is who both work independently as can also communicate with one another; these units are short referred to as "communication unit" (KE). As a communication medium - over distances in the range 10 m to 10 km - can mainly twisted wire pairs, coaxial cables or Optical fiber cables in question, for example in star, ring or Bus structure. The latter is least expensive in terms of installation and cabling and should therefore be used in the present case Development are preferred. However, sophisticated control procedures and transmission protocols are required, un to be able to carry out such data traffic quickly, easily and safely (i.e. error-free). Here, nan differentiates between frecjuenzmu It i ρ lexen and ze i tnu It i ρ lexen transmission systems, and in the case of the latter, those with central control and those with distributed control are known. With the latter in turn, nan can imitate the centrally controlled systems by having one of the participating KE's temporarily become the "master" (Central unit) appoints, or nan does not work exclusively Equal KE's, which are based on a "free" examination switch on the bus and connect to the desired partner take up.

Die Vielzahl der Möglichkeiten, Varianten und Kombinationen hat nach den heutigen Stand der Technik zu einer Vielzahl von Lösungen geführt, die hier nicht einzeln aufgezählt undThe multitude of possibilities, variants and combinations has led to a large number of solutions according to the current state of the art, which are not individually listed here and

beschrieben werden können» die jedoch ohne Atisnahne einen oder Mehrere der nachfolgend aufgelisteten Nachteile bzw, Probleme aufweisen!can be described »which, however, without Atisnahne one or Several of the disadvantages and problems listed below exhibit!

1 - Die Steuerung ist sehr aufwendig und kompliziert S - Signa l-KoI Iisionen sind Bestandteil einiger Verfahren1 - The control is very complex and complex S - signal collisions are part of some procedures

3 - Nicht eindeutige Zustände nach einer Signal-Kollision3 - Ambiguous states after a signal collision

4 - Keine eindeutige Erkennung von SignaI-Ko 11 isionen4 - No clear identification of signal co-11 ionization

5 - Ungünstiges Verhältnis zwischen "Zeitaufwand für5 - Unfavorable ratio between "time spent on

Steuerung" und "Nutzbarer Übertragungszeit"Control "and" Usable transmission time "

6 - Fehlende oder Mangelhafte Prioritäts-Steuerung6 - Missing or insufficient priority control

Gegenstand der Erfindung ist ein Steuerverfahren für lokale Datennetze mit Bus-Struktur» welches die vorgenannten Nachteile verneidet. Dieses Verfahren vergleicht sequenziell die von den konkurrierenden Kommunikations-Einheiten (KE) gleichzeitig an den Bus angelegten Adressbits. Anhand der Zeichnungen soll die Struktur und Wirkungsweise des neuen Steuerverfahrens näher erklärt werden!The invention relates to a control method for local data networks with a bus structure which avoids the aforementioned disadvantages. This method sequentially compares the address bits simultaneously applied to the bus by the competing communication units (KE). The structure and mode of operation of the new control method should be explained in more detail using the drawings!

Fig. 1 zeigt stark vereinfacht ein lokales Datennetz pi i t den Bus 1 und den (beispielshalber) angeschlossenen KE's 2 j 3j 4 und 5» die in beliebigen Kombinationen miteinander verkehren sollen.1 shows, in a greatly simplified manner, a local data network pi i t den Bus 1 and the (for example) connected KEs 2j 3j 4 and 5 »those in any combination should communicate with each other.

Fig. £ zeigt ein Ausführungsbeispiel einer solchen K E» der weitere Elektronik nachgesehattet ist» wie z.B. Mikrocomputers Datensichtgerät usw. Dabei wird ein Empfangsteil 6 verwendet» das einerseits den Zustand auf dem Bus 1 der Steuereinheit 15 meldet und andererseits empfangene Information bzw. D α t e η s i g η a I eFig. £ shows an embodiment of such a cable further electronics are looked after »such as e.g. Microcomputer data display device, etc. This is a Receiving part 6 uses »which on the one hand reports the status on bus 1 to control unit 15 and on the other hand received information or D α t e η s i g η a I e

decodiert über den Serien/ParaI lel-Wandler 8 an den Pufferspeicher 14 und/oder die Steuereinheit 15 weiterleitet. Der Sender ? erhält seine Information bzw. Steuerdaten direkt von der Steuereinheit 15 oder codiert von Pufferspeicher 14 oder der Steuereinheit 15 über den Para I Iel/Serien-Wand I er 9. Die Adress-Nunrcer und Prioritätsgruppe der KE wird der Steuereinheit 15 durch die Code-Schalter bzw. -Stecker 12 Mitgeteilt.decoded via the serial / parallel converter 8 to the buffer memory 14 and / or the control unit 15 forwards. The transmitter ? receives its information or control data directly from the control unit 15 or coded from the buffer memory 14 or the control unit 15 via the Para I Iel / series wall I er 9. The address nunrcer and priority group of the KE is given to the control unit 15 by the code switch or connector 12 communicated.

Fig. 3 ist ein Zeitdiagrann zur Erläuterung der Konmunikations-1 ηitia I isierung. Nach einer auf den. Bus Signa I frei en Zeitspanne 16 beginnen die KE's 17» 18> 19j die diesen Zeitablauf 16 festgestellt haben, mit den Vergleich ihrer Adress-Nunnern nach einen unter Fig 4 beschriebenen Verfahren, wobei allen Adress-Nunnern grundsätzlich eine logische 1 vorgesetzt wird, die dafür sorgt, daß in allen KE's nit noch laufender Zeitnessung <16), der Zeitzähler unmittelbar bei der Feststellung eines Signals auf den Bus zurückgesetzt wird. Die nach diesen Verfahren der höchsten Adress-Nunner ausgewählte KE gilt als vorübergehender "Master" 17 und beginnt nit den Aussenden eines "Synchronisations-Aufrufes" 21 (sync. poll).Fig. 3 is a timing chart for explaining the Communication 1 ηitia Iization. After one on the. bus Signa I free en time period 16, the KE's 17 »18> begin 19j who have determined this time lapse 16 with the comparison of their address names according to one below 4 described method, with all address Nunnern a logical 1 is always set in front of it, which ensures that in all KE's no time measurement is still running <16), the time counter is reset as soon as a signal is detected on the bus will. The KE selected according to this procedure of the highest address nunner is considered to be the temporary "master" 17 and begins with the sending of a "synchronization call" 21 (sync. Poll).

Fig. 4 zeigt ein Beispiel für den Zeitablauf nach einen Synchronisat ions-Aufruf (SA) 25. Er sorgt für die Befriedigung eines übertragungswusches bzw. die Auswahl und Befriedigung bei nehreren gleichzeitig vorliegenden Übertragungswünschen. In unmittelbaren Anschluß an den SA legen alle KE's nit Übertragungswünschen als erstes ihr höchstwertiges Bit 30 ihrer eigenen Adress-NunnerFig. 4 shows an example of the timing after a Synchronisat ions call (SA) 25. It takes care of the Satisfaction of a transfer request or the selection and satisfaction with several simultaneously present Transfer requests. In direct connection to the SA put all KEs with transfer requests first its most significant bit 30 of its own address nunner

bzw. Pseudoadress-Nunner auf den Bus» sofern es sich bei diesen Bit um eine logische EINS handelt. Die KE, die eine logische NULL anbietetj prueft ob eine andere KE eine logische EINS auf den Bus gelegt hat. Ist das letztere der Fall» so scheiden die KE's die die logische NULL anboten £0 unmittelbar von der Konkuremz aus. Alle anderen wiederholen den gleichen Vorgang nach Ablauf einer festen Zeitspanne 29 bzw. Zeitscheibe (abhängig von SignaI laufzeiten und Toleranzen auf der Leitung) ηit den nächst ηiederwertigen Bit 31? solange? bis nur noch eine KE übrigbleibt oder alle Adressbits abgearbeitet worden sind. Die übrigbleibende KE gilt als die ausgewählte und darf nit der Ausführung 38 ihres übertragungswunsches beginnen.or pseudo address number on the bus »if this bit is a logical ONE. The KE that offers a logical ZERO checks whether another KE has put a logical ONE on the bus. If the latter is the case, the KE's which offered the logical ZERO £ 0 are immediately excluded from the competition. All others repeat the same process after a fixed period of time 29 or time slice (depending on signal transit times and tolerances on the line) with the next lower-order bit 31? so long? until only one KE remains or all address bits have been processed. The remaining KE is considered to be the selected one and may begin with the execution 38 of its transfer request.

Die rotierende Vorrangordnung innerhalb einer Prioritätsgruppe läßt sich erreichen.« inden eine in SA η i tge I i ef erte KE-Adress-Nunner 33 des Senders nit der eigenen Adress-Nunner verrechnet wird und diese "P s e u d ο-A d r e s s-N u η η e r" bei den oben b e s c h r i e b e η e η Verfahren konkurriert.The rotating order of precedence within a priority group can be reached. ”In the a KE address nnner i ef ied in SA 33 of the sender is offset against its own address number and this "P s e u d ο-A d r e s s-N u η η e r" at the above b e s c h r i e b e η e η Process competes.

Claims

fnc ι V -tr ->r ι fnc ι V -tr -> r ι

P α t e η t α η s ρ r ϋ c h e

Control method for local data networks with a bus structure with distributed control, characterized in that a Time slicesfο Ige is led by a synchronization call, that of the communication unit that was last active <KE) is sent out and that all other KE's that have a communication request, in each of the following Time slice each one bit of a bit sequence of your own address number, starting with the most significant bit, connect to the bus, provided that the bit has the value logical ONE and that the KE's j which offer a logical ZERO in a given time slice determine that the signal on the bus is logical ONE remains to withdraw from the competition because that in the end of the time slice sequence only one KE remains that is not has withdrawn and is therefore considered to be selected and immediately begins executing your transfer request.

2 - control method according to claim 1, characterized in that that the synchronization call also sends an address number that received by the individual KE's, offset against the address number of the KE's concerned, and that the result of this Offsetting during the time slice sequence bit by bit as after Claim 1 is switched to the bus, so that the competition runs with this calculated new address number,

3 - control method according to claim 1 and £, characterized in that the address number length of the individual KE's can be different, provided the address number is unique is so that an address number that consists of fewer bit positions

* -w -w -wf

has a higher priority than a multi-digit one Adress-Nunner and thus the competition process has already been canceled can be »if a certain KE is found when comparing all of their address bits did not yet know how to withdraw from competition.