DK142600B - Kobling til synkronisering i datanet med flere efter hinanden koblede synkron-delstraekninger - Google Patents

Description

(11) FREMLÆGGELSESSKRIFT 1 ^4- 2 6 O O

(w \Ra> DANMARK ci.s h o* l 7/04 (21) Ansøgning nr. 2529/72 (22) Indleveret den 10. maj 1972 f(24) Løbedag 10. maj 1972 (44) Ansøgningen fremlagt og fremlæggelsesskriftet offentliggjort den 24. IlOV. 198Ο DIREKTORATET FOR 4 PATENT-OG VAREMÆRKEVÆSENET (30) Pnontet begæret fra den

11. maj 1971, 2123354, DE

(7i) SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT, Berlin und Muenchen, 8 Muenchen 2, Wit= "telsbacherplatz 2, DE.

<73> Opfinder: Herbert Hausmann, 8031 Olching, DaxerstraBse 55, DE.

(74) Fuldmægtig under sagens behandling:

Internationalt Patent-Bureau.

(84) Kobling til synkronisering i datanet med flere efter hinanden kob= lede synkron-delstrækninger.

Opfindelsen angår en kobling til synkronisering i datanet, hvor dataoverføringsstrækninger er dannet ved sammensætning af flere efter hinanden koblede og uafhængigt af hinanden synkront drevne delstrækninger, hvorover der foruden informationen overføres en modtagetakt, hvilke delstrækninger ved begyndelsen og ved enden er tilsluttet henholdsvis et sendested og et modtagested, hvor sendestedet og modtagestedet ved forbindelsespunktet mellem to delstrækninger har en fælles, frekvensstyret taktgiver, et mellemregister, hvori den ankommende information indlæses, og den information, der skal videresendes, udlæses, samt sammenligningsindretninger, hvormed den fra taktgiveren tilvejebragte sendetakt styres.

Overføring af data ved synkrondrift får ved tiltagende overføringshastighed mere og mere betydning. Et kendetegn for den synkrone dataoverføring er, at modtagestationen til stadighed er synkroniseret til senderstationens takt. Ved et syn- 2 142600 kronsystem forstås således et overføringssystem, ved hvilket sender- og modtagerindretningerne vedvarende arbejder, og som både har samme frekvens og samme faseforhold. Selv ved anvendelse af frekvensstahiliserede koblinger kan man dog ikke med sikkerhed udelukke, at der optræder visse, skønt delvis ringe afvigelser mellem sendesidens og modtagesidens frekvens. Der er derfor udviklet koblinger, hvormed synkronismen på en dataoverføringsstrækning vedvarende overvåges, og som indleder en korrektionsproces, hvis frekvensafvigelsen mellem sendestationen og modtagestationen overskrider en forud given værdi.

De kendte indretninger, som sikrer synkronisme mellem en datasender og en datamodtager, er dog, specielt som følge af de til begyndelsen af en dataoverføring til opnåelse af synkronisme nødvendige processer, kun hensigtsmæssigt anvendelige i det tilfælde, hvor dataoverføringen finder sted over en enkelt synkron strækning. Skal dataoverføringen derimod ske over flere efter hinanden forbundne delstrækninger, der hver udgør en vedvarende indfaset synkronstrækning, er de kendte koblinger til oprettelse og opretholdelse af synkronismen ikke længere egnede.

Med udgangspunkt i den kendte teknik, ifølge hvilken der fra de overførte datasignaler på modtagestedet afledes en modtagetakt, som regel i en synkronmodtager, er det foreslået at anvende denne modtagetakt som sendetakt for den efter følgende delstrækning og på denne måde oprette synkronforholdet mellem to på hinanden følgende, uafhængigt af hinanden indfasede delstrækninger. Da det imidlertid ved de sammenkoblede delstrækninger drejer sig om fuldstændigt uafhængigt af hinanden indfasede delstrækninger, er der dog ved metoden med direkte taktgennem-kobling forbundet den ulempe, at der under indfasningen optræder fasespring og reguleringssvingninger, og at allerede indfasninger af en af to delstrækninger opbygget overføringsstrækning kræver flere gange så lang tid som indfasningen af en enkelt delstrækning. Ved ugunstige udgangsbetingelser som især må forventes, når overføringsstrækningen forløber ikke blot over to, men over en række efter hinanden koblede delstrækninger, kan den indfasede tilstand af den samlede strækning ofte slet ikke opnås.

I en fra US-patentskrift nr. 3.531.777 kendt kobling, hvor de ankommende datasignaler, styret af en modtagetakt, indføres i et mellemregister og udlæses derfra, styret af en i en taktgiver frembragt sendetakt, korrigeres læse- og sendetakten ved ændring af taktgiverens frekvens. Til dette formål bestemmes der ved hjælp af en bistabil kobling og yderligere koblingsmidler et tidsrum, inden for hvilket en bestemt databit er indeholdt i mellemregisteret. Der udføres altså en art tidsmåling mellem indlæsningen i og udlæsningen fra mellemregisteret. Denne foranstaltning er komponentkrævende og forudsætter et mellemregister, der til stadighed kan indeholde flere databit. I denne kendte kobling er det kun muligt at regulere sendetakten, derimod ikke også modtagetakten.

3 142600

Med opfindelsen tilsigtes der på grundlag af de kendte foranstaltninger, nemlig at modtagetakten står til rådighed på det sted, hvor datasignalerne modtages, at der findes et mellemregister for datasignalerne, og at den centrale taktgivers frekvens varieres, tilvejebragt en synkroniseringskobling med et i forhold til den kendte kobling reduceret komponentforbrug.

Dette opnås ifølge opfindelsen ved, at sammenligningsindretningerne omfatter en første og en anden taktsammenligningsindretning, der begge sammenligner modtagetakten med sendetakten, at den første taktsammenligningsindretning over en første udgang afgiver til brug ved indlæsning i mellemregisteret bestemte skrive-taktimpulser, der i det normale tilfælde stemmer overens med modtagetakten, og i det tilfælde, hvor der ikke optræder nogen sendetaktimpuls mellem to successive modtagetaktimpulser, bevirker en forsinkelse af skrivetaktimpulsen, i det mindste indtil den næste sendetaktimpuls optræder, at den anden taktsammenligningsindretning over en første udgang afgiver til brug ved udlæsning fra mellemregisteret bestemte læsetaktimpulser, der i det normale tilfælde stemmer overens med sende-taktimpulsen, og i det tilfælde, hvor der ikke optræder nogen modtagetaktimpuls mellem to successive sendetaktimpulser, bevirker en forsinkelse af læsetaktimpul-sen, i det mindste indtil den næste modtagetaktimpuls optræder, at den første og den anden taktsammenligningsindretning hver over en anden udgang afgiver en reguleringsstørrelse til taktgiveren, og at den af den første taktsammenlingningsind-retning afgivne reguleringsstørrelse forøger, og den af den anden taktsanmenlig-ningsindretning afgivne reguleringsstørrelse nedsætter taktgiverens frekvens.

Som det senere vil blive forklaret detaljeret, finder sammenligningen sted i den første og den anden taktsammenligningsindretning, i hvilke en frekvensafvigelse mellem modtagetakten og sendetakten erkendes, og hvorover dels den som skrivetakt videregivne modtagetakt, dels den som læsetakt videregivne sendetakt forsinkes. Samtidigt opstår der over taktsammenligningsindretningerne enten en positiv eller en negativ reguleringsstørrelse. Med reguleringsstørrelsen kan frekvensen af sendetakten styres, idet den positive reguleringsstørrelse frembringer en stigning og den negative reguleringsstørrelse en nedsættelse af frekvensen af sendetakten.

Ved koblingen ifølge opfindelsen er det muligt til et vilkårligt tidspunkt at sammenkoble flere vedvarende indfasede synkronstrækninger til en overføringsstrækning, uden at overføringsstrækningen på ny skal indfases, eller at forskelle i fasebeliggenheden for skridtomslagene på de enkelte delstrækninger skal udregu-leres. Endvidere opnås der med koblingen ifølge opfindelsen den fordel, at indkobling af synkronstrækninger efter hinanden til en overføringsstrækning kan ske uden tidstab til indfasningsprocesser, selv over formidlingscentraler, f.eks. over vælger- eller koblingstrin, hvorved både nummer- og tastaturvalg er mulig. Koblingen ifølge opfindelsen har desuden den fordel, at mellemregisteret arbejder kodeuaf- 142600 4 hængigt, dvs. at overføringen selv er kodetransparent, når det blot er sikkert, at synkronløb af de pågældende dataoverføringsindretninger, som ved begge ender afslutter en synkronstrækning, forbliver opretholdt ved overføring af vedvarende kriterier.

Opfindelsen forklares i det følgende nærmere under henvisning til den skematiske tegning, hvor fig. 1 viser en over to synkront indfasede delstrækninger gående dataoverføringstrækning, fig. 2 en udførelsesform for en mellem to på hinanden følgende delstrækninger koblet tilpasningskobling der arbejder i overensstemmelse med opfindelsen, og fig. 3 og 4 impulsdiagrammer til forklaring af forsinkelsen af skrive- og læsetakten samt af virkningen af den positive og den negative reguleringsstrørrelse.

To abonnenter TI og T2 med deres tilhørende synkront arbejdende dataoverføringsindretninger DUe af kendt opbygning er tilsluttet den i fig. 1 viste, over to synkront indfasede delstrækninger Tsl, Ts2 gående overføringsstrækning. Sammenkoblingen af de to delstrækninger, som f.eks. kan være centralledninger, kan ske i en formidlingscentral V. Også her findes der dataoverføringsindretninger DUe af kendt konstruktion for tilslutning til den første og den anden delstrækning. Til oprettelse og overvågning af synkronismen mellem de to delstrækninger Tsl og Ts2 findes en tilpasningskobling AnS. Dersom dataoverføringsstrækningen forløber over flere end to delstrækninger, ville der også i de følgende formidlingscentraler, der ikke er vist i fig. 1, findes en tilpasningskobling. I detaljer indeholder tilpasningskoblingen AnS som vist i fig. 2 et enkeltbit-register, som fortrinsvis består af to kiptrin Kl og K2. Endvidere findes der to sammenligningsindretninger VI og V2 samt en taktgiver TG til tilvejebringelse af en til koblingen hørende sendetakt. Kiptrinnet Kl modtager over sin informationsindgang det fra delstrækningen Tsl ankommende datasignal Ne, medens kiptrinnet K2 over sin informationsudgang videresender datasignalet Ns til den følgende delstrækning Ts2. Sammenligningsindretningerne VI og V2 får begge tilført både den i dataoverføringsindretningen af den modtagne information afledte modtagetakt TI og den lokale sendetakt T3. På taktudgangen fra den første sammenligningsindretning Vi, der er forbundet med taktindgangen for det første kiptrin Kl, optræder skrivetakten T2, På taktudgangen fra den anden sammenligningsindretning V2, som er forbundet med taktindgangen for kiptrinnet K2, optræder læsetakten T4. De til regulering af sendetakten T3 tjenende reguler ingss tørrelser RI og R2 afgive6 af sammenligningsindretningerne VI og V2.

Til forklaring af virkemåden af den i fig. 2 viste tilpasningskobling henvises i det følgende til de i fig. 3 og 4 viste impulsdiagrammer. I begge disse figurer er i første linie vist det modtagne datasignal Ne, i anden, tredie, .-."•is.

142600 5 fjerde og femte linie er vist modtagetakten TI, skrivetakten T2, sendetakten T3 og læsetakten T4, I sjette og syvende linie er vist den pågældende tilstand, af enkeltbit-registeret, dvs. tilstanden af kiptrinnene Kl og K2, hvor tilstanden af kiptrinnet K2 samtidigt udgør det datasignal Ns, der skal udsendes.

I det følgende skal der under henvisning til fig. 2 og 3 beskrives det tilfælde, hvor frekvensen af sendetakten T3 er mindre end frekvensen af modtagetakten TI. På grundlag af denne forudsætning kan det ske, at der mellem to på hinanden følgende modtagetaktimpuIser TI ikke vil optræde nogen sendetaktimpuls T3. I fig. 3 er der f.eks. mellem de til tidspunkterne t3 og t4 optrædende modtagetaktimpulser TI ikke nogen sendetaktimpuls T3. Dette betyder, at det ankommende datasignal Ne indskrives med den af modtagetakten TI afledte skrivetakt T2 til tidspunktet ti i kiptrinnet Kl og overtages i kiptrinnet K2 med den næste af sendetakten T3 afledte læsetakt T4 til tidspunktet t2. Med . den efterfølgende skrivetaktimpuIs T2 kan der nu til tidspunktet t3 indskrives det næste skridt af datasignalet Ne i kiptrinnet Kl. Da imidlertid i det foreliggende tilfælde frekvensen af sendetakten T3 som forudsat er mindre end frekvensen af modtagetakten Ti, vil der med den til tidspunktet t4 indtræffende efterfølgende modtagetaktimpuls TI, som normalt videregives som skrivetaktim-puls T2 til taktindgangen af kiptrinnet Kl, nu ske en overskrivning af den med den foregående impuls indskrevne information, som derved ødelægges, idet der indtil denne modtagetaktimpuls optræder ikke findes nogen sendetaktimpuls og derfor heller ingen læsetaktimpuIs T4. Ifølge opfindelsen detekteres dette i sammen1ign ingsindretn ingen VI, som i denne hensigt får tilført modtagetakten og sendetakten, og skrivetakten T2 forsinkes med et tidsrum <^t. Fortrinsvis dannes forsinkelsen i afhængighed af indtræf feisen af den efterfølgende sendetakt impuls. Indtræffer f.eks. den efterfølgende sendetaktimpuls T3 til tidspunktet t5, kan skrivetaktimpulsen T2 nå taktindgangen af kiptrinnet Kl, umiddelbart efter at informationen ved hjælp af den fra sendetaktimpulsen T3 afledte læse-taktimpuls T4 er overført fra kiptrinnet Kl til kiptrinnet K2. Når der i sammenligningsindretningen Vi fastslås en frekvensafvigelse, vil ikke blot skrivetaktimpulsen T2 forsinkes på den beskrevne måde, men ligeledes dannes reguleringsstørrelsen RI som tilføres taktgiveren TG. Ændringen af frekvensen af sendetakten, som i det foreliggende tilfælde er en forøgelse af frekvensen, kan indledes allerede umiddelbart efter at en første frekvensafvigelse er fastslået.

Under alle omstændigheder er det hensigtsmæssigt, således som det senere vil blive omtalt, at reguleringsprocessen først indledes efter flere forsinkelser af skrive-takten. I den foreliggende udførelsesform ændres frekvensen af den fra taktgiveren TG afgivne sendetakt T3 f.eks. først efter tre ganges forsinkelse af skrivetakten således som vist i impulsdiagrairanet i fig. 3, dvs. at frekvensen i overensstemmelse med det til grund for fig. 3 liggende tilfælde forøges som følge af på- 6 U2600 virkningen frå den positive reguleringsstørrelse RI, så at den sendetaktimpuls, som i det uregulerede tilfælde optræder til tidspunktet t7, allerede afgives til tidspunktet t6. Herved opnås at der i det videre forløb igen til stadighed følger en læsetaktimpuls efter en skrivetaktimpuls.

I tilfælde af en engangsfrekvensændring, som ytrer sig ved, at der kun indblændes én ekstra sendetaktimpuls, hvorefter der så igen følger taktimpulser med den oprindelige frekvens, kan denne proces gentage sig flere gange i løbet af overføringen. Det er imidlertid også muligt ikke blot at indblænde en enkelt taktimpuls men også at forøge frekvensen af de følgende sendetaktimpulser, så at der for det videre forløb af overføringen hersker fuldkommen taktsynkronisering mellem de to delstrækninger Tsl og Ts2.

De beskrevne processer forløber på lignende måde også i det tilfælde, hvor frekvensen af sendetakten T3 som vist i fig. 4 er større end frekvensen af modtagetakten TI. I dette tilfælde kan det ske, at der mellem to på hinanden følgende sendetaktimpulser ikke findes nogen modtagetaktimpuls, dvs. at den med en af modtagetakten afledt skrivetaktimpuls i kiptrinnet Kl indskrevne information udlæses to gange. I det i fig. 4 viste tilfælde sker dette til tidspunkterne t2 og t3. Dette tilfælde detekteres i sammenligningsindretningen V2. Den til tidspunktet t3 optrædende sendetaktimpuls T3 kobles ikke som normalt umiddelbart videre som læsetaktimpuls, men forsinkes en tid Δ t, nemlig indtil den følgende modtagetaktimpuls og den deraf afledte indskrivning af datasignalet fin>-der sted. Læseprocessen indledes således først efter indskrivningsprocessen af den nye information, som finder sted med skrivetaktimpulsen til tidspunktet t4.

Som det vil fremgå af impulsdiagrammet i fig. 4, bliver også her den negative reguleringsstørrelse R2 først virksom efter den tredje forsinkelse på en sådan måde, at taktgeneratoren TG forårsager, at frekvensen af sendetakten T3 nedsættes. 1 fig. 4 ses den regulerende virkning af reguleringsstørrelsen R2 ved, at sendetaktimpulsen T3 som egentlig skulle afgives til tidspunktet t5, først optræder til tidspunktet t6. Det er således igen sikret for det videre forløb, at der kun følger én læsetaktimpuls efter hver skrivetaktimpuls. Også i dette tilfælde kan en én gang optrædende taktforlængelse ske med eller uden efterfølgende ændring af sendetaktfrekvensen. Med koblingen ifølge opfindelsen undgås det således, at der som følge af afvigelser mellem modtagetakten og sendetakten sker en overskrivning af det i mellemregisteret indførte datasignal, eller at en information aflæses to gange. I det første tilfælde er sammenligningsindretningen VI aktiv, medens sammenligningsindretningen V2 er aktiv i det andet tilfælde.

I begge tilfælde findes der entydige kriterier for reguleringen af sendetakten T3.

Som det fremgår af fig. 3 og 4 bliver i udførelseseksemplet den af den første eller den anden sammenligningsindretning til taktgiveren TG afgivne positive eller negative reguleringsstørrelse RI eller R2 først virksom efter tre

Claims (1)

1. Kobling til synkronisering i datanet, hvor dataoverføringsstrækninger er dannet ved sammensætning af flere efter hinanden koblede og uafhængigt af hinanden synkront drevne delstrækninger, hvorover der foruden informationen overføres en modtagetakt (TI), hvilke delstrækninger ved begyndelsen og ved enden er tilsluttet henholdsvis et sendested og et modtagested, hvor sendestedet og modta-gestedet ved forbindelsespunktet mellem to delstrækninger har en fælles, frekvens-styret taktgiver (TG), et mellemregister (Kl, K2), hvori den ankommende information indlæses, og hvorfra den information, der skal videresendes, udlæses, samt sammenligningsindretninger, hvormed den fra taktgiveren tilvejebragte sendetakt (T3) styres, kendetegnet ved, at sasmnenligningsindretningerne omfatter en første og en anden taktsammenligningsindretning (VI og V2), der begge sammenligner modtagetakten (TI) med sendetakten (T3), at den første taktsammenlignings-indretning (VI) over en første udgang afgiver til brug ved indlæsning i mellemregisteret (Kl, K2) bestemte skrivetaktimpulser (T2), der i det normale tilfælde stemmer overens med modtagetakten (TI), og i det tilfælde, hvor der ikke optræder nogen sendetaktimpuls (T3) mellem to successive modtagetaktimpulser (TI, i fig.3), bevirker en forsinkelse af skrivetaktimpulsen (T2), i det mindste indtil den næste sendetaktimpuls (T3, i fig.3) optræder, at den anden taktsammenligningsindretning (V2) over en første udgang afgiver til brug ved udlæsning fra mellemregisteret (Kl, K2) bestemte læsetaktimpulser (T4), der i det normale tilfælde stemmer overens med sendetaktimpulsen (T3), og i det tilfælde, hvor der ik~