Шинная система одноканальной многостанционной связи
Шинная система одноканальной многостанционной связи согласует главные станции и подчиненные станции. Главная станция участвует в конфликте, определяет результат разрешения конфликта и осуществляет форматирование. Кадр имеет подчиненный адрес и подчиненные сигналы управления и приспосабливает совокупность периодов байтов данных, доходящую до первого максимума, каждый период снабжается битом подтверждения. В случае отсутствия бита подтверждения соответствующий байт данных повторяется. Для предполагаемой передачи сообщения, длина байта данных которого может превысить, упомянутый первый максимум, сообщение делится на частичные сообщения, каждое из которых состоит из байтов данных дополнительного кадра со счетами, меньше упомянутого первого максимума и приписывается соответствующему шинному кадру. Для каждого кадра подсчитываются как периоды байтов, так и принятые биты подтверждения. Если первый максимум достигается упомянутым номером периода байта данных раньше, чем счет байтов данных кадра достигается номером бита подтверждения, то имеет место сбой кадра. В этом случае любая передача в этом кадре игнорируется и осуществляется повтор. Достигаемым техническим результатом является осуществление передачи относительно коротких сообщений в системах, где нет необходимости в механизме блокировки, в то время, как по-прежнему поддерживается связность всего сообщения без необходимости управления сложными данными в приемнике. 5 з.п. ф-лы, 5 ил.
Настоящее изобретение относится к шинной системе одноканальной многостанционной связи, согласующей главные станции и подчиненные станции; каждая главная станция содержит средство разрешения конфликта, средство определения результатов разрешения конфликта и средство форматирования для того, чтобы в случае выигрыша упомянутого конфликта формировать кадр, который содержит подчиненный адрес и подчиненную сигнализацию управления, и приспосабливать совокупность периодов байтов данных для передачи данных от передающей станции к принимающей станции, доходящую до первого максимума, а каждый период снабжается битом подтверждения от упомянутой принимающей станции, упомянутая передающая станция устроена так, чтобы в случае отсутствия такого бита подтверждения для конкретного байта данных, повторять этот байт данных. В общем, такие системы связи задают максимально возможное значение на допустимую длину кадра так, что конкретная главная станция не может занимать всю систему дольше некоторого разумного интервала времени. Следствием этого является то, что если главной станции необходимо послать длинное сообщение на конкретную подчиненную станцию или принять такое сообщение от подчиненной передающей станции, то это осуществляется последовательностью кадров, которые в совокупности образуют сообщение. В этом случае рассматриваемая главная станция часто может удерживать вызываемую подчиненную станцию от доступа со стороны других главных станций в интервале между следующими друг за другом кадрами сообщения. Для этой цели был предложен механизм блокировки, такой, как описан, например, в патенте США 5.128.936 (PHN 12484) того же патентообладателя, что и для данной заявки на патент, включенный сюда посредством ссылки. В упомянутом патенте повышена надежность передачи, так что принимающая станция непосредственно после успешного приема конкретного байта данных откликается битом подтверждения. Если бит подтверждения не появляется, то передатчик повторит данный байт данных. Бит подтверждения может отсутствовать из-за целого ряда причин, таких как переполнение принимающего буфера, неправильная четность или электрические помехи. Стратегия сопряжения подчиненного адреса и подтверждения подчиненного управления различна, но это здесь не учитывается.
Теперь блокирующая и деблокирующая сигнализации находятся в начале кадра. Это привело к процедуре передачи последнего байта данных сообщения совместно с деблокирующей сигнализацией в отдельном кадре. Дополнительный кадр вызывает дополнительную нагрузку шины, в особенности в тех случаях, когда вероятность того, что длина кадра будет в действительности превышена, настолько мала, что почти нет необходимости в блокировке. Как следствие, для относительно коротких сообщений блокировка может быть предусмотрена заранее. Однако это приводит к новой проблеме, заключающейся в том, что приемник данных может обработать сообщение только после того, как оно будет принято полностью. Однако эта полнота приема сообщения может быть нарушена различными факторами, такими, как главная станция с более высоким приоритетом, которая обращается к той же подчиненной станции и непрерывно выигрывает конфликт. Более поздний доступ может быть успешно отвергнут упомянутой подчиненной станцией из-за того, что она занята. В качестве альтернативы для того, чтобы позволить подчиненной станции взаимодействовать попеременно с двумя главными станциями, необходимо выставить требование строгого учета к программному обеспечению. Количество всех этих проблем, разумеется, увеличивается с увеличением количества главных станций. Поэтому, помимо всего другого, целью данного изобретения является осуществление передачи относительно коротких сообщений в системах рассматриваемого типа, где нет необходимости в механизме блокировки, в то время, как по-прежнему поддерживается связность всего сообщения без необходимости управления сложными данными в приемнике. Теперь, в соответствии с одним из его аспектов, изобретение отличается тем, что упомянутая система приспособлена для предполагаемой передачи сообщения, длина байта данных которого может превысить упомянутый первый максимум, разделяя упомянутое сообщение на частичные сообщения, каждое из которых имеет связанный с ним счет байтов данных в кадре меньше упомянутого первого максимума, и назначая каждое частичное сообщение соответствующему шинному кадру, упомянутая система имеет средство подсчета для подсчета периодов байтов данных в конкретном кадре и принятых битов подтверждения, упомянутая передающая станция приспособлена для того, чтобы в случае достижения упомянутого первого максимума упомянутыми периодами байтов данных раньше, чем упомянутым счетом байтов данных кадра, сигнализировать сбой кадра упомянутыми битами подтверждения и игнорировать любую передачу в упомянутом конкретном кадре для осуществления последующего повтора. Как следствие, короткие сообщения почти всегда принимаются полностью. Кадр, во время передачи которого произошел сбой, просто повторяется, так что приемнику (часто это подчиненная станция, но изобретение не ограничивается отождествлением главной станции с передающей) нет необходимости ждать завершения сообщения. Преимущественно, при необходимости, сообщение разделяется на частичные сообщения с взаимно равными длинами. Это улучшает статистику передачи. Преимущественно, максимальная длина частичного сообщения ощутимо меньше, чем длина кадра, что увеличивает вероятность успеха. Преимущественно, если длина сообщения всего лишь приблизится к максимальной длине кадра, оно разлагается на частичные сообщения. Например, если весь кадр имеет 32 байта, то длина максимального (частичного) сообщения может быть ограничена такими значениями, как 16 байтов, но и другие значения, такие, как 20, 24 или 28, тоже могут применяться. Нет необходимости, чтобы эта максимальная длина была единообразной. Она может зависеть от особенностей конкретной принимающей станции, от требований критического характера или комплексной обработки для данного сообщения, от кратковременной нагрузки шины или от других параметров. Изобретение относится также к передающей станции, применяемой в такой системе. Другие аспекты преимуществ излагаются в подчиненных формулах. На чертежах фиг. 1 является общим представлением системы шин одноканальной связи; фиг. 2 показывает структуру операций связи; фиг. 3 показывает выполнение схемы интерфейса; фиг. 4 представляет блок-схему алгоритма работы передающей станции; фиг. 5 представляет блок-схему алгоритма работы принимающей станции. Фиг. 1 является общим представлением шинной системы одноканальной связи. Линия 20 представляет канал, например скрученную пару проводов. Предусмотрены три станции 22, 24, 26, каждая из которых содержит соответствующую схему 28, 30, 32 интерфейса. Станции могут быть различной сложности. Устройство этого типа может быть простым или сложным, например телевизионным приемником, стиральной машиной, микроволновой печью, центральным таймером, датчиком для температуры окружающей среды, солнечного излучения, (под)системой освещения. Некоторое устройство будет действовать как главная станция по отношению к шине, а другое устройство - как подчиненная станция. Одни устройства действуют как передатчики данных, а другие устройства - как приемники. Описанные ниже операции имеют место в шинной системе связи и выполняются схемами интерфейса. Фиг. 2 показывает структуру операции связи на уровне кадра. Фиг. 2 показывает ось времени в виде меандровой линии 40, предполагая, что вдоль нее ячейки битов располагаются, соприкасаясь друг с другом. Ссылочная позиция 42 указывает начальный бит. Ссылочная позиция 44 относится к обозначению режима, которое указывает битовую скорость, с которой необходимо передать последовательные данные; в рассматриваемом случае это максимум 3 бита. Определено ограниченное количество нормированных частот передачи. Ссылочная позиция 46 обозначает адрес соответствующей главной станции; этот адрес содержит 12 битов, за которыми следует бит P четности. Операция разрешения конфликта осуществляется с использованием обозначения режима и главного адреса. При выборе режима предпочтение отдается низшему (самому медленному) режиму. В случае адресов предпочтение отдается станции, имеющей наибольший приоритет. Обозначение режима и главный адрес совместно образуют сигнал приоритета. После передачи главного адреса остается только одна главная станция. Эта станция последовательно передает подчиненный адрес 48. Этот адрес содержит 12 адресных битов, один бит P четности и пространство для бита A подтверждения адреса. Когда подчиненная станция опознает свой собственный адрес, она передает бит подтверждения адреса в блоке A. Если этот бит не принят, то это означает, что либо требуемая подчиненная станция отсутствует, либо не действует, или же адрес имеет неправильную четность. В этом случае кадр, показанный на фиг. 2, сразу же завершается. Если подтверждение со стороны подчиненной станции правильное, главная станция передает сигнал 50 управления. Этот сигнал содержит четыре бита управления, один бит P четности и пространство для бита A подтверждения управления. С битами P и A обращаются так же, как и в случае подчиненного адреса. Если бит подтверждения управления не появляется, то кадр сразу же завершается. Если подтверждение от подчиненной станции правильное, передается байт данных (52). Описание будет осуществляться на примере главной передающей станции. Байт данных содержит 8 битов, сигнальный "последний" байт данных (EOD - конец данных), один бит P четности и пространство для бита A подтверждения данных. Сигнализация EOD указывает, рассматривает ли передающая станция данный байт как последний байт или как непоследний байт сообщения. Длина кадра достигает максимум 2 байта в режиме 0; в режиме 1 она достигает 32 байта от (главной станции) или 16 байтов от (подчиненной станции); в режиме 2 она достигает 128 байтов от (главной станции) или 64 байта от (подчиненной станции), но допустимы также и более короткие сообщения. Бит P четности определяется также на основе бита EOD. Если бит подтверждения данных не принят, то причины могут быть следующие: ошибка в четности, подчиненная станция отключена во время приема сигнала 50 управления или подчиненная станция не может принять и занести в буфер байт данных, например из-за того, что обработка данных заняла слишком много времени. Во всех этих случаях главная станция устанавливается в состояние повтора. В этом состоянии соответствующий байт данных, содержащий средства для EOD, P, A, повторяется до тех пор, пока в конце концов не будет принят бит подтверждения данных. Затем, если соответствующий байт данных не оказался последним байтом, то состояние повтора остается и передается следующий байт данных (например 54). Однако если это был последний байт данных, то кадр и сообщение завершаются. Впоследствии может быть начато новое сообщение/кадр. После передачи байта данных каждый раз увеличивается позиция счетчика. Когда счетчик достигнет максимальной длины кадра или когда сообщение завершается, указывается "последний" байт данных (решающее значение имеет первое из указанных двух ограничений). Кадр завершается после "последнего" байта. Если бит подтверждения данных не принят правильно после "последнего" байта, то "последний" байт повторяется столько, сколько таких байтов умещается в заранее определенной длине кадра. Если сообщение еще не окончено после достижения максимальной длины кадра, начинается новый кадр. Первый байт данных этого кадра берется как первый еще непереданный байт данных сообщения или как байт данных, для которого еще не получен правильный бит подтверждения данных. Следовательно, это позволяет не передавать повторно байт данных, который уже был передан успешно. Обычно в этом случае применяется механизм "блокировки", так что соответствующее подчинение сохраняется для действующей передачи. Это будет подробно описано в дальнейшем. В соответствии с этим механизмом блокировки другая главная станция, имеющая более высокий приоритет, может тем временем получить монополию на данную шину, но не может получить доступа к подчиненной станции, которая была заблокирована. Такая организация упрощает процедуру в подчиненной станции. Главная станция может устанавливать/отменять флаг блокировки на подчиненной станции путем подачи сигнала управления, тем самым инструктируя подчиненную станцию слушать только ту главную станцию, с которой она связана. Подчиненная станция деблокируется главной станцией тогда, когда последняя передаст кадр, состоящий из одного байта данных, содержащий команду освобождения или деблокировки. Флаг блокировки должен быть установлен/снят подчиненной станцией после того, как по крайней мере 1 байт объединенного кадра будет правильно передан/послан. Бит подтверждения адреса подчиненной станции не выдается, если: отсутствует подчиненная станция; подчиненная станция не может обработать данный режим (скорость) кадра; в главном и/или подчиненном адресе происходит ошибка четности; имеет место неправильное тактирование, вызывающее шинные ошибки, так что появляются ошибки синхронизации или четности. Главная станция откликается на отрицательный бит подтверждения адреса одним из следующих способов: повторяет кадр, по возможности при более низком режиме; запрашивает состояние соответствующей подчиненной станции в режиме 0 (по возможности многократно). Наиболее высокий режим, в котором может работать подчиненная станция, исключается из статуса. Вслед за этим сообщение повторяется при наиболее высоком возможном режиме. Когда передача повторно останавливается на отрицательном бите подтверждения подчиненного адреса, следует сделать заключение, что подчиненная станция отсутствует. В этом случае дальнейшее повторение не имеет смысла. Бит подтверждения управления не выдается в случае: ошибки четности; ошибки тактирования; неспособности подчиненной станции осуществить требуемую функцию. Главная станция может отреагировать, сначала повторив сообщение. Если снова не принят бит подтверждения управления, она запрашивает главную станцию у подчиненной для того, чтобы установить, почему она не принимает этот бит подтверждения. Отрицательный бит подтверждения данных может быть вызван: ошибкой четности; ошибкой тактирования; переполнением буфера приемника. В случае ошибки четности или в случае переполнения буфера приемника этот байт будет повторен столько раз, сколько это возможно, пока либо указанный байт не будет подтвержден, либо не будет исчерпана длина кадра. Если байт не был передан в кадре, то для этого байта будет инициирован новый кадр. Определены следующие сигналы управления. Шестнадцатиричный 0(0000): считать состояние схемы интерфейса подчиненной станции. Если за этой операцией не последует сигнал подтверждения, то делается заключение, что схема интерфейса подчиненной станции неисправна. Тем не менее, может предприниматься повтор операции. Если принято правильное подтверждение, то подчиненная станция вслед за этим отсылает байт данных, в котором отображено ее состояние. Шестнадцатиричная 2(0010): считать состояние и приложить сигнал блокировки к подчиненной станции. Когда подчиненная станция заблокирована другой главной станцией, это обстоятельство сигнализируется в байте данных; запрашивающая станция должна предпринять повторную попытку. Шестнадцатиричная 3(0011): считать данные и приложить сигнал блокировки к подчиненной станции. Если не принято никакого ответа, то запрашивается состояние, которое определяется следующим образом: бит 0=0: буфер передатчика подчиненной станции пустой; об этом сигнализируется системе управления; бит 2=1: подчиненная станция заблокирована другой станцией; система управления принимает указания предпринять повторную попытку; бит 4=0: подчиненная станция не может передавать данные; об этом сигнализируется системе управления. Во всех других случаях для битов 0, 2, 4 инициируется новый кадр с тем же кодом управления. Шестнадцатиричная 4(0100): считать две наименее значащие тетрады адреса, по которому заблокирована подчиненная станция. Если подчиненная станция не заблокирована, то об этом факте сигнализируется системе управления главной станции посредством отрицательного бита подтверждения. Шестнадцатиричная 5(0101): то же самое для наиболее значащей тетрады. Шестнадцатиричная 6(0110): считать состояние подчиненной станции и разблокировать. Если подчиненная станция заблокирована другой главной станцией, то об этом сигнализируется посредством отрицательного бита подтверждения и главная станция прекращает свои попытки. Шестнадцатиричная 7(0111): считать данные и разблокировать. За исключением разблокировки, этот сигнал соответствует коду 0011. Шестнадцатиричная 8(1000): записать запрос на владение; если в результате получается отрицательный бит подтверждения, то запрашиваются свойства/состояние подчиненной станции. Последнее интерпретируется следующим образом: бит 1= 1 буфер приемника подчиненной станции не пустой; сигнализируется системе управления главной станции. бит 2=1: то же, что и выше. бит 3= 0: подчиненная станция не имеет памяти, это означает, что подчиненная станция не имеет возможности отвечать на запросы о свойствах/состоянии. Если в результате не получен ни один из этих трех битов, предпринимается новая попытка. Шестнадцатиричное A(1010): записать команду и заблокировать. Вслед за этим считывается состояние в случае отрицательного бита подтверждения, что интерпретируется следующим образом: биты 1, 2 так же, как и выше; если не получен ни один из этих битов, предпринимается новая попытка. Шестнадцатиричное B(1011): записать данные и заблокировать. Вслед за этим считывается состояние в случае отрицательного бита подтверждения; интерпретация такая же, как и в случае шестнадцатиричного A. Шестнадцатиричное E(1110): записать команду и разблокировать: в остальном все то же, что и в случае шестнадцатиричного A. Шестнадцатиричное F(1111): записать данные и разблокировать; в остальном все то же, что и в случае шестнадцатиричного A. В конце каждого кадра передающая станция (подчиненная станции или главная станция) проверяет, переданы ли все необходимые байты. Если это не так, главная станция начинает новый кадр и передающая станция загружает оставшиеся байты в буфер местного передатчика. Фиг. 3 показывает выполнение схемы интерфейса. Схема (60) содержит следующие соединения, если смотреть по часовой стрелке, начиная с генератора (6 МГц): электропитание VCC, заземление GND, тест управления проверки, 8 битовые данные для местной системы управления с синхронизирующим (стробирующим) выводом


Формула изобретения
1. Шинная система одноканальной многостанционной связи, согласующая главные станции и подчиненные станции, при этом любая главная станция содержит средство разрешения конфликта, средство определения результатов разрешения конфликта и средство форматирования, выполненное с возможностью форматирования кадра, при выигрыше упомянутого конфликта, при этом кадр содержит подчиненный адрес и подчиненную сигнализацию управления и приспосабливания совокупности периодов байтов данных для передачи данных от передающей станции к принимающей станции, доходящую до первого максимума, причем каждый период снабжен битом подтверждения от принимающей станции, передающая станция выполнена с возможностью повторения байта данных при отсутствии такого бита подтверждения для конкретного байта данных, отличающаяся тем, что система приспособлена для предполагаемой передачи сообщения, длина байта данных которого превышает упомянутый первый максимум, разделяя сообщение на частичные сообщения, каждое из которых имеет связанный с ним счет байтов данных в кадре меньше первого максимума, и назначая каждое частичное сообщение соответствующему шинному кадру, причем система имеет средство подсчета для подсчета периодов байтов данных в конкретном кадре и принятых битов подтверждения, передающая станция выполнена с возможностью сигнализирования сбоя кадра упомянутыми битами подтверждения, в случае достижения первого максимума упомянутыми периодами байтов данных раньше, чем упомянутым счетом байтов данных кадра, и игнорирования любой передачи в конкретном кадре для осуществления последующего повтора. 2. Система по п.1, отличающаяся тем, что для конкретного сообщения частичные сообщения имеют, по существу, взаимно равные счеты байтов данных кадра. 3. Система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что счет байтов данных кадра в предельном случае равен второму максимуму, который меньше первого максимума. 4. Система по п.3, отличающаяся тем, что любое сообщение, счет байтов данных которого превысит второй максимум, делится на частичные сообщения. 5. Система по любому из пп.1 - 4, отличающаяся тем, что средство форматирования приспособлено для включения в кадр сигнализации блокировки и деблокировки для блокировки и деблокировки соответственно адресуемой подчиненной станции на длительность многокадрового сообщения с возможностью блокировки другой станции до доступа по крайней мере частным образом к заблокированной подчиненной станции в течение упомянутой длительности. 6. Система по любому из пп.1 - 5, отличающаяся тем, что шина является D2B шиной.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5