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Die vorliegende Erfindung betrifft Vermittlungsanordnungen
für digitale Fernmeldeübermittlungssysteme für lokalen
Teilnehmerzugriff.
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Ein System zur Vermittlung mehrfacher Sprache und Daten
ist in der Patentanmeldung No. WO 84/05003 offenbart.
Dieses System vermittelt Zeitmultiplex-Digitalsignale von
unterschiedlichen Bit-Raten. Alle einkommenden Signale
werden in einem Speicher gespeichert, und werden, unter
Steuerung von in einem Kontrollspeicher gespeicherten
Adressen, an ausgehende Kanäle übertragen.
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Die vorliegende Art von Fernmeldeübermittlung, in welcher
die vorliegende Erfindung Anwendung findet, basiert auf
einer Reihe von Multiplexer- und Konzentrator-Bausteinen,
wovon jeder mehrere Teilnehmer und Signaltypen
unterstützen kann. Diese Bausteine können in einen sehr
anpassungsfähigen Konfigurationsbereich integriert werden, um die
Vermittlungssystemanforderungen der Teilnehmer zu
erfüllen.
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Entsprechend der vorliegenden Erfindung ist eine
Vermittlungsanordnung für die Verwendung in digitalen
Fernmeldevermittlungssystemen vorgesehen, enthaltend Wählmittel,
ausgebildet um zwischen einer Mehrzahl von zeitmultiplex
Hauptverkehrs-Gruppenabschlüssen, jede Gruppe
zweiunddreissig Kanalzeitfenster, welche einen Rahmen bilden,
umfassend, und einer Mehrzahl von Eingangs- und
Ausgangskanal-Verkehrswegen Schnittstellen zu bilden, worin weiter
das Wählmittel mikroprozessorgesteuert ist, um eine
Mehrzahl verschiedener Vermittlungsverbindbarkeitsmodi zu
bewirken, die eine Zweiweg-Kommunikation zwischen den
Eingangs- und Ausgangs-Kanal-Verkehrswegen ermöglichen, sowie
zwischen den zeitmultiplex
Hauptverkehrs-Gruppenabschlüssen,
und um weiter die genannte Zweiwegkommunikation
vorzunehmen, wenn die wirksamen Eingangs- und
Ausgangs-Datenraten der spezifischen Verbindbarkeit entweder kompatibel
oder inkompatibel sind, wobei weiter die Wählmittel einen
Verkehrsbereich, einen Gruppenschnittstellenbereich, einen
Steuerbereich und einen Zeitsteuerbereich umfassen,
dadurch gekennzeichnet, dass die Wählmittel weiter
Zeittaktmittel umfassen, im Zeitsteuerbereich, getrieben von einem
Haupt-Taktsignal, um eine interne Wählmittel-Zeitsteuerung
zu ergeben, sowie eine Mehrzahl erster Registermittel und
zweiter Registermittel, eingerichtet, um durch den
Mikroprozessor gesteuert zu werden, wobei die genannten ersten
Registermittel vorgesehen sind für jeden der Mehrzahl der
Eingangs- und Ausgangskanal-Verkehrswege, und die
genannten zweiten Registermittel gemeinsam mit allen genannten
Kanalverkehrswegen und ein geschleiftes
Steuerregistermittel umfassen, im Steuerbereich und mit den
Gruppenschnittstellen- und Verkehrsbereichen verbunden und
weiter ausgebildet, um die Verbindbarkeit der
Kanalverkehrswege und der Hauptverkehrs-Gruppenabschlüsse zu
steuern, weiter Versetzungs-Steuer-Registermittel, im
Steuerbereich, an den Gruppenschnittstellenbereich angeschlossen
sind, ausgebildet, um die von den
Hauptverkehrs-Gruppenabschlüssen gelesenen und auf die
Hauptverkehrs-Gruppenabschlüsse geschriebenen Zeitfenster zu steuern, ein
Kanalüberwachungs-Steuerregistermittel, im Steuerbereich mit
dem Verkehrsbereich verbunden, und ausgebildet, um die
Eingangs- und Ausgangskanal-Verkehrswege zu überwachen.
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Die Erfindung wird durch die folgende Beschreibung einer
beispielshaften Ausführungsform besser verstanden werden,
welche in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen
gelesen werden sollte, in welchen;
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Fig. 1 ein schematisches Diagramm des programmierbaren
universellen Busschalters (PUBS) mit seinen vielen
Schnittstellen darstellt;
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Fig. 2 ein Blockdiagramm einer Multiplexanwendung für
den PUBS darstellt;
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Fig. 3 ein schematisches Blockdiagramm des PUBS
darstellt;
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Fig. 4 ein schematisches Blockdiagramm des
Steuerbereiches des PUBS darstellt;
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Fig. 5 ein schematisches Blockdiagramm des
Verkehrsbereiches des PUBS darstellt;
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Fig. 6 ein schematisches Blockdiagramm des
Gruppenschnittstellenbereiches des PUBS darstellt;
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Fig. 7 ein schematisches Blockdiagramm des
Zeitsteuerbereiches des PUBS darstellt;
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Fig. 8 eine Tabelle 1 zeigt, welche die Adressstruktur
der Steuerungsschnittstelle darstellt;
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Fig. 9 eine Tabelle 2 zeigt, welche die Bit-Belegung
der Steuerungsschnittstelle darstellt;
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Fig. 10 ein schematisches Diagramm der geschleiften
Betriebsart des PUBS darstellt;
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Fig. 11 ein Diagramm des zur 32 kHz nichtversetzten
Verbindungsbetriebsart gehörenden Datenstromes zeigt;
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Fig. 12 ein Diagramm des zur 64 kHz nichtversetzten
Verbindungsbetriebsart gehörenden Datenstromes zeigt;
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Fig. 13 ein Diagramm des zur 1 MHz
Verbindungsbetriebsart gehörenden Datenstromes zeigt;
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Fig. 14 ein Diagramm betreffend zum Steuer-Zeittakt in
bezug stehende Wellenformen zeigt; und
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Fig. 15 verschiedene Wellenformen, betreffend die
Zeittaktreferenzen, zeigt.
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Bezugnehmend auf die Zeichnungen ist das Wählmittel
ein programmierbarer universeller Busschalter PUBS,
welcher eine universelle Schnittstelle zwischen vier 1
MBit/sek zeitmultiplex TDM Gruppen GOT und GIN und bis zu sechs
Teilnehmer Kanaldurchsatzschnittstellen CIN und COT
vorsieht, betrieben mit jedem der drei verschiedenen
Kanaldurchsätzen von 32 KBit/sek, 64 KBit/sek oder 1MBit/sek.
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Der PUBS wird durch Mittel einer Mikroprozessor-
Schnittstelle MFI gesteuert, welche verwendet wird, um
mehrere Verbindungskonfigurationen einzustellen und um
diese Konfigurationen mittels 16 (sechzehn)
7-Bit-Registern zu lesen.
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Sowohl Daten wie Signale werden beide unter Verwendung
des PUBS geschaltet, weshalb er von beträchtlichem Nutzen
in Teilnehmer-Multiplexing und herkömmlicher
Kanal-Signalübertragung ist.
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Der PUBS ist in einem 40-poligen Dual-in-Line-Gehäuse
eingepackt und Fig. 1 stellt ein schematisches Diagramm
der vielen Schnittstellen dar.
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Das 1MHz-Signal geht von einem Haupttakt (nicht
gezeigt) des Fernmeldeübermittlungssystemes aus; ist ein
Rahmensignal,
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ist ein Rückstellsignal, ist ein
Signal, um eine bestimmte Konfiguration der Gruppen
auszuwählen; VS ist die Stromversorgung; ist das Baustein-
Einschaltsignal, ist das Lese-Anschaltsignal und ist
das Schreib-Anschaltsignal. Die Bedeutung dieser Signale
wird später erläutert. Der ADDR/DATA Bus ist der
Kommunikationsweg für Adressen und Daten zwischen dem
Mikroprozessor
und dem PUBS. Die Gruppe GOT betrifft
zeitmultiplex-(t.d.m.)-Kommunikation zu den
t.d.m.-Hauptverkehrswegen TDMH befasst, während die Gruppe GIN Kommunikation
von den t.d.m.-Hauptverkehrswegen TDMH betrifft.
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Verkehr mit Kanaldurchsatz zum PUBS tritt auf dem Weg
CIN ein, während Verkehr mit Kanaldurchsatz aus dem PUBS
auf dem Weg COT wegführt.
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Um eine Multiplex-Anwendung des PUBS zu betrachten,
sollte auf das schematische Blockdiagramm von Fig. 2 Bezug
genommen werden. Teilnehmerverkehr zum Gerät hin und vom
Gerät weg wird in der Teilnehmer-Verkehrsschnittstelle STI
gehandhabt, welche in einem Schleifen-Signalumsetzer LM
endet. Die Mikroprozessor-Steuerschnittstelle MCI ist, wie
gezeigt, direkt mit einem Steuerhauptverkehrsweg CH und
sowohl mit der Signalschnittstelle SI wie auch dem PUBS
verbunden. Der PUBS ist direkt mit den
t.d.m.-Hauptverkehrswegen TDMH verbunden, von welchen vier für
Signalübertragung und Verkehr zweckmässigerweise ausgewählt sind
von irgend einem der sechs Paare von Eingangs/Ausgangs-
Pfaden zu/von dem PUBS. Es sind eine Viehlzahl von
Linienmodulen vorgesehen, von welchen zwei, L1 und L2, gezeigt
sind.
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Ein schematisches Blockdiagramm des PUBS ist in Fig. 3
dargestellt, und es ist ersichtlich, dass er vier
Hauptbereiche aufweist, einen Zeitsteuerbereich TIA, einen
Steuerbereich CA, einen Verkehrsbereich TRA und einen
Gruppenschnittstellenbereich GIA.
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Der Zeitsteuerbereich TIA liefert das Zeittaktsignal T
für den PUBS zusammen mit den t.d.m.-Adressen TA von einem
Zeitgenerator TG, welcher mit einem 1 MHz Haupt-Taktsignal
und einem Rahmensignal gespiesen wird. Ein
detaillierteres Diagramm des Zeitsteuerbereiches TIA ist in Fig. 7
dargestellt.
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Der Steuerbereich CA beinhaltet Steuer- und
Statusregister CTR und ist mit dem Bus ADDR/DATA und mit anderen
Steuersignalen , , , und
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verbunden. Der
Steuerbereich dient als eine Steuerschnittstelle CI und
eine Statusschnittstelle SI. Ein detaillierteres
schematisches Blockdiagramm des Steuerbereiches ist in Fig. 4
dargestellt.
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Der Gruppen-Schnittstellenbereich betrifft die
Verbindung der t.d.m.-Hauptverkehrswege TDMH (Fig. 3).
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Zwei Hauptverkehrsgruppen, die Hauptverkehrsgruppe in
GIN und die Hauptverkehrsgruppe in GOT, weisen je vier
separate Wege G0 bis G3 auf. Das Gerät GLS stellt ein
Gruppen-Rückschleif-Wählmittel dar, während das Gerät GOSR ein
Gruppen-Ausgangs-Wählmittel und Zeitnachsteuermittel
darstellt. Ein detaillierteres schematisches Blockdiagramm
des Gruppen-Schnittstellenbereiches GIA ist in Fig. 6
dargestellt.
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Der Verkehrsbereich TRA ist mit der Verbindung zum
Kanalverkehr beauftragt. Die einkommenden Kanäle CIN und
die ausgehenden Kanäle COT weisen je sechs separate Wege
C0 bis C5 auf. Das Gerät TOB stellt eine Vielzahl von
Ausgangspuffern dar, während das Gerät TR
Verkehrs-Zeitnachsteuermittel aufweist. Verkehrseingangs-Abtastung wird
durch das Gerät TIS gehandhabt, während die Rückschleifen-
Multiplexmittel durch die Geräte LPM1 und LPM2 dargestellt
werden. Ein detaillierteres schematisches Blockdiagramm
des Verkehrsbereiches TRA ist in Fig. 5 dargestellt.
Generelles
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Das PUBS-Gerät ist angeordnet, um sechs
"Kanalabschlüsse" C0 bis C5 mit vier "Gruppenabschlüssen" G0 bis
G4 zu verbinden. Der Kanalverkehrsdurchsatz kann 32
KBit/sek, 64 KBit/sek oder 1 MBit/sek betragen. Jede
Gruppe
weist 32 Multiplex-Kanalzeitfenster auf, welche einen
Rahmen bilden; die Gruppenfrequenz ist 1 MHz, mit einer
Rahmenwiederholungsrate von 32 KHz. Die darüberliegenden
Frequenzen stehen alle in Beziehung zur
Haupt-Taktsignalrate, welche nominell 1 MHz ist.
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Die Zeitfenster-Zuweisungen auf der Gruppe werden
durch den Rahmenpuls bestimmt, welcher nur einmal
aufzutreten braucht, um den PUBS zu synchronisieren, aber in
jedem Rahmen auftreten kann, oder nach Belieben in jedem
anderen Rahmen.
Programmierbare Steuermöglichkeit
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Die Auswahl der Kanäle zu den Zeitfenstern wird
konfiguriert durch Programmierung des PUBS über die
Steuerschnittstelle CI. Der PUBS enthält 14 programmierbare
Register und zwei Nur-Lese-Register, für welche vier
Adressleitungen vorgesehen sind.
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Die Steuerinformation kann über sieben bidirektionale
Datenlinien, unter der Kontrolle der Lese- , Schreib-
und Chip-Anwähl- Linien, geladen oder gelesen werden.
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Die Adresszuweisungen der Steuerschnittstelle CI sind
in Tabelle 1 (Fig. 8) gegeben. Die Bit-Zuweisungen sind in
Tabelle 2 (Fig. 9) gegeben.
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Die Steuerung ist um die sechs
Kanalbearbeitungsbereiche angeordnet, wobei jedem zwei aufeinanderfolgende
Kontrollbytes in der Adressenstruktur zugewiesen sind,
dargestellt als BYTE 1 und BYTE 2 in Tabelle 1 (Fig. 8).
Die Steuerfunktionen dieser Bytes werden nachstehend
beschrieben:
RESET
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Wenn diese Leitung auf tiefem Pegel gehalten wird,
wird der gesamte PUBS zurückgesetzt. Diese Leitung wird
normalerweise mit einer Einschalt- oder manuellen
Rücksetzmöglichkeit verbunden sein.
LOCK
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Diese Einrichtung bewirkt, dass eine
Gruppen-Rückschleifung auf allen Kanälen gesetzt wird, welche erlaubt,
eine Ringsteuer-System-Anlage auszuführen.
Programmiersteuerung
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Die während der Programmierung oder Überwachung des
PUBS benutzten Steuerleitungen sind untenstehend
beschrieben.
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Dieses Signal muss für eine Lese- oder
Schreiboperation auf tiefem Pegel gehalten werden. Wenn dieses Signal
nicht gesetzt ist, bewirkt dies, dass alle Adress- und
Datenleitungen ausgeschaltet sind, was sicherstellt, dass
der vom Schaltkreis benutzte Strom minimalisiert wird,
wenn andere Geräte mit dem Kontrollbus verbunden sind.
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Wenn dieses Signal und
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auf tiefem Pegel
gehalten werden, werden die im Adressregister gehaltenen
Daten auf die Drei-Zustands-Datenschnittstelle
freigegeben.
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Dateneingang auf dem Drei-Zustands-Datenbus wird in
ein adressiertes Register getaktet, wenn die logische
Summe von
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oder CHIP ( ) von einem tiefen
auf einen hohen Pegel geht.
Beschreibung der Modi
Generell
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Das Gerät beinhaltet folgende Betriebsarten, welche
nachstehend beschrieben sind.
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a. 32 KBit/sek Kanal bis 1 MBit/sek Gruppenmodus.
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b. 64 KBit/sek Kanal bis 1 MBit/sek Gruppenmodus.
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c. 1 MBit/sek Kanal bis 1 MBit/sek Gruppenmodus.
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d. Kanal- und Gruppen-Rückschleifmodus.
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e. Kanaldiagnose-Rückschleifmodus.
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f. LOCK-Rückschleifmodus.
32 KBit/sek Kanal bis 1 MBit/sek Gruppenmodus
Ausgehende Richtung
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In dieser Richtung wird ein Kanal der 32 1 MBit/sek
Gruppen-Kanäle ausgewählt und als ein 32
KBit/sek-Datenstrom auf einem Kanalausgang ausgegeben, wie in Fig. 11
gezeigt.
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Wenn "Versetzen" nicht gesetzt ist, dann werden die
Daten auf der Abschlusskante des 1MBit-Taktes in der Mitte
des ausgewählten Kanales abgetastet. Wenn "Versetzen"
gesetzt ist, werden die Daten eine Periode des 1MHz-Taktes
später abgetastet.
a. 32 KBit Modus.
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Wenn die Zeitfenster 16 bis 31 gewählt sind, werden
die Daten um eine Periode von 32 KHz verspätet. Wenn die
Zeitfenster 0 bis 15 gewählt sind, werden die Daten um
zwei 32KHz-Perioden verspätet.
b. 64 KBit Modus.
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Wenn die Zeitfenster 8 bis 15 oder 24 bis 31 gewählt
sind, dann werden die Daten um eine 64KHz-Periode
verspätet. Wenn die Zeitfenster 0 bis 7 oder 16 bis 23 gewählt
sind, werden die Daten um zwei 64KHz-Perioden verspätet.
c. 1 MBit/sek-Modus.
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Daten werden immer um zwei 1MHz-Perioden verspätet.
LOCK Rückschleifmodus
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Dieser Modus wird durch einen tiefen Pegel auf dem
Anschluss des PUBS aktiviert. Er sieht eine
Rückschleifung der einkommenden Gruppe vor, erlaubt aber
normale Bearbeitung von der Gruppe auf den Kanal. Der
Kanaleingang wird nicht benutzt. Die Software auswählbare
Gruppe und der Kanalrückschleifungs-Modus übersteuern die
LOCK-Funktion.
Schnittstellenbeschreibung (Zeitberechnung)
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Die in diesem Abschnitt angegebenen Zeiten stellen den
schlechtesten Fall der Verzögerungen über die erlaubte
Prozessstreuung und eine Betriebstemperaturspanne von -55º
bis +125ºC dar.
Zeitsteuerung
Generelles
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Die folgenden Zeit-Ziffern gehören zur
Steuerschnittstelle
des programmierbaren universellen
Busschalters. Eine Belastung von 50 pF auf dem Datenbus wird
angenommen. Es wird auf Fig. 14 Bezug genommen.
Lesezyklus
Lese-Einschaltsignal zur Datenbussteuerung ( tief)
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tief zu Datenbus ein (Daten=0) (REDE)=66mS max.
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tief zu Datenbus ein (Daten=1) (REDE)=90mS max.
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hoch zu Datenbus aus (Daten=0) (REDD)=38mS max.
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hoch zu Datenbus aus (Daten=1) (REDD)=46mS max.
Baustein-Einschaltsignal zu Datenbussteuerung ( =0)
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tief zu Datenbus ein (Daten=0) (CEDE) = 70mS max.
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tief zu Datenbus ein (Daten=1) (CEDE) = 92mS max.
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hoch zu Datenbus aus (Daten=0) (CEDD) = 40mS max.
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hoch zu Datenbus aus (Daten=1) (CEDD) = 48mS max.
Adressänderung zu Daten zulässig ( und tief) (ADV)
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Adresse stabil zu Daten zulässig (Daten=0) = 125 nS max.
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Adresse stabil zu Daten zulässig (Daten=1) = 200 nS max.
Baustein-Einschaltung zu Daten-Zulässig ( tief) (CEDV)
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tief zu Daten zulässig (Daten = 0) = 125 nS max.
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tief zu Daten zulässig (Daten = 1) = 200 nS max.
Schreibzyklus
Datenbestand vor aufsteigender Kante des ( ) DWES
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(Daten = 0) = 50 nS min.
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(Daten = 1) = 71 nS min.
Datenhalten nach aufsteigender Kante des ( ) DWEH
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(Daten = 0) = 30nS min.
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(Daten = 1) = 32nS min.
Adressbestand vor fallender Kante des ( ) AWES
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Einrichtung = 21nS min.
Adressenhalten nach aufsteigender Kante des ( ) AWEH
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Halten = 13nS min.
Einrichtung vor aufsteigender Kante des ( ) (CEWES)
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Einrichtung = 80nS.min.
Halten nach aufsteigender Kante des ( ) (CEWEH)
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Einrichtung = 33nS min.
Pulsweite (WEP)
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Pulsweite = 64nS.
RESET Pulsweite
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RESET Puls = 60nS min.
Verkehrsbereich Zeiten
Generell
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Die folgenden Zeit-Ziffern gehören zum Verkehrsbereich
des programmierbaren universellen Busschalters. Es wird
auf Figur 15 Bezug genommen.
Gruppenschnittstellen-Zeitberechnung
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Eine Belastung von 400 pF auf den Gruppenausgängen für
Hoch- zu Tief-Übertragung wird angenommen. Die Ansteigzeit
auf dem Gruppen-Bus wird durch den Wert des benutzten
Aufzugs-Widerstandes bestimmt und sollte zu den genannten
Ziffern dazugerechnet werden.
Gruppen-Ausgang
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1MHz-Takt hoch zu Gruppenausgang (Daten = 0) = 100nS max.
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1MHz-Takt hoch zu Gruppenausgang (Daten = 1) = 58nS max.
Gruppeneingang
Gruppeneingang Einrichtung vor 1 MHz abfallende Kante.
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32 oder 64 KBit/sek-Modus (Daten=0) = 32nS min.
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32 oder 64 KBit/sek-Modus (Daten=1) = 28nS min.
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1 MBit/sek-Modus (Daten=0) = 39nS min.
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1 MBit/sek-Modus (Daten=1) = 35nS min.
Gruppeneingangs-Haltezeit nach 1 MHz abfallender Kante.
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32 oder 64 KBit/sek-Modus (Daten=0) = 70nS min.
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32 oder 64 KBit/sek-Modus (Daten=1) = 70nS min.
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1 MBit/sek-Modus (Daten=0) = 40nS min.
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1 MBit/sek-Modus (Daten=1) = 40nS min.
Kanalschnittstellen-Zeitberechnung
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Eine Belastung von 50 pF auf den Gruppenausgängen für
Hoch- zu Tief-Übertragung wird angenommen. Die Ansteigzeit
auf dem Gruppen-Bus wird durch den Wert des benutzten
Aufzugs-Widerstandes bestimmt und sollte zu den genannten
Ziffern dazugerechnet werden.
Gruppen-Ausgang
Kanalausgang zulässig von der aufsteigenden Kante des
1MHz-Taktpunktes.
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A 32 KBit/sek-Modus (Daten=0) = 92nS max.
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A 32 KBit/sek-Modus (Daten=1) = 80nS max.
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B 64 KBit/sek-Modus (Daten=0) = 94nS max.
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B 64 KBit/sek-Modus (Daten=1) = 80nS max.
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1 MBit/sek-Modus (Daten=0) = 72nS max.
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1 MBit/sek-Modus (Daten=1) = 58nS max.
Kanaleingang
Kanaleingang-Einrichtungszeit vor fallender Kante des
1MHz-Taktpunktes.
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C für 32 KBit/sek-Modus (Daten=0) = 0nS min.
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C für 32 KBit/sek-Modus (Daten=1) = -8nS min.
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D für 64 KBit/sek-Modus (Daten=0) = 0nS min.
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D für 64 KBit/sek-Modus (Daten=1) = -8nS min.
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1 MBit/sek-Modus (Daten=0) = 14nS min.
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1 MBit/sek-Modus (Daten=1) = 6nS min.
Kanaleingangs-Haltezeit nach abfallender Kante des 1MHz-
Taktpunktes.
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C für 32 KBit/sek-Modus (Daten=0) = 142nS min.
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C für 32 KBitlsek-Modus (Daten=0) = 140nS min.
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D für 64 KBit/sek-Modus (Daten=0) = 142nS min.
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D für 64 KBit/sek-Modus (Daten=0) = 140nS min.
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1 MBit/sek-Modus (Daten=0) = 48nS min.
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1 MBit/sek-Modus (Daten=0) = 45nS min.
Rahmen
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Abfallende Kante des 1MHz-Taktes zur abfallenden Kante
des Rahmenpulses = 72nS min.
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Aufsteigende Kante des Rahmenpulses zur abfallenden
Kante des 1MHz-Taktes = 21nS min.
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Minimale Weite des Rahmenpulses 45nS.