DE3687047T2 - Uebertragungsschaltung. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Übertragungsschaltkreis nach dem Gattungsbegriff des Anspruches 1. Ein solcher Schaltkreis kann zur Übertragung auf einen bidirektionalen Dialogbus dienen und kann eine Schnittstelle zu verschiedenen Arten von Dialoggeräten bilden.
• Mit der fortschreitenden Verbreitung von Dialoggeräten gibt es ein gleichzeitiges anwachsendes Bedürfnis, verschiedene Arten von Dialoggeräten miteinander zu verbinden. Die Nachfrage nach solchen Schnittstellen wächst auch auf Grund der wachsenden Zahl von Übertragungsstandards an, die zugeteilt worden sind und noch zugeteilt werden. Derartige Standards diktieren Dialoggeschwindigkeiten, Leitungsentfernungen, Spannungspegel, Übertragungsleitungscharakteristiken und Empfänger/Treibercharakteristiken. Es wird daher immer wichtiger, Schnittstellen vorzusehen, so daß Geräte, die normalerweise konfiguriert sind, um mit einem Bustyp und mit ähnlichen Gerätetypen in Dialog zu treten, tatsächlich auch mit anderen Bustypen und mit anderen Gerätetypen einen Dialog ausführen können.
• Ferner werden nunmehr Busstandards angenommen, die einen bidirektionalen Datendialog über das gleiche Paar von Leitungen erlauben, während vorangehende Standards und/oder Systeme ein getrenntes Paar von Leitungen für den bidirektionalen Datendialog erfordert haben. Wenn somit Übertragungsschaltkreise für Daten-Dialogsysteme zu entwickeln sind, so ist es erwünscht, daß diese Übertragungsschaltkreise mit einem einzigen Leitungspaar für den bidirektionalen Datenfluß funktionieren und diese gleichzeitig so aufgebaut sind, daß die Umlaufzeit typischer Datenbusse keine Datenwanderung durch den Übertragungsschaltkreis in einer Richtung gestattet, die durch den Übertragungsschaltkreis umgekehrt werden muß, so daß die Daten wiederholt in beiden Richtungen übertragen werden müssen.
• Übertragungsschaltkreise, die einen solchen Betrieb gestatten, sind beispielsweise aus dem IBM Technical Disclosure Bulletin, Band 27, Nr. 2, Juli 1978, Seiten 792-793 und aus Electronic Engineering, Band 53, Nr. 658, Okt. 1981, Seiten 81-85 bekannt.
• Manchmal besteht eine Forderung nach einer Konfiguration, die eine Verbindung von Anschlüssen mit dem Bus gestattet, ohne Übertragungsprobleme hervorzurufen, wenn mehr als ein Anschluß Information auf diesen Bus zu übertragen versucht.
• Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ausgehend von dem zuvor angegebenen Stand der Technik eine Konfiguration vorzugeben, die die geforderte Operation gestattet. Diese Aufgabe wird gelöst gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1. Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Übertragungsschaltkreises gemäß der Erfindung kann dem abhängigen Anspruch entnommen werden. Unter Bezugnahme auf die Figuren der beigefügten Zeichnungen sei eine detaillierte Beschreibung der Erfindung gegeben, wobei in den Zeichnungen:
• Fig. 1 ein Blockdiagramm der vorliegenden Erfindung zeigt;
• Fig. 2 ein detailliertes Schaltungsdiagramm der Übertragungsschnittstelle der vorliegenden Erfindung zeigt; und
• Fig. 3-5 Systeme zeigen, in denen die Übertragungsschnittstelle gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann.
• Gemäß Fig. 1 umfaßt die Schnittstelle 10 Anschlüsse 11, um sie an einen Dialogbus, wie beispielsweise einen Dialogbus vom Typ R5485 anzuschließen und sie umfaßt Anschlüsse 12 für den Anschluß der Schnittstelle 10 an einen zweiten Dialogbus, wie beispielsweise einen RS485-Dialogbus. An die Anschlüsse 11 ist ein Empfänger/Treiber 13 angeschlossen und an die Anschlüsse 12 ist ein Empfänger/Treiber 14 angeschlossen. Eine Leitung 15 verbindet den Empfänger/Treiber 13 mit dem Empfänger/Treiber 14 für einen Datenfluß in der angezeigten Richtung und eine Leitung 16 verbindet den Empfänger/Treiber 14 mit dem Empfänger/Treiber 13 für einen Datenfluß in der anderen Richtung. Die Empfänger/ Treiber 13 und 14 führen eine Übertragungsfunktion zwischen den bidirektionalen Datenbussen aus, die an die Anschlüsse 11 und 12 angeschlossen sind.
• Demgemäß wird der Busübertragungsschaltkreis 13-14 benutzt, um die Länge des Dialogbusses in dem System auszudehnen, für das es die Übertragungsfunktion ausführt. Der empfangende Empfänger/ Treiber 13 bzw. 14 wandelt die ausgewogenen Bussignale, in diesem spezifischen Fall die ausgewogenen RS485 Signale in TTL- Pegelsignale um und diese TTL-Pegelsignale werden sodann benutzt, um den anderen Empfänger/Treiber 13 bzw. 14 anzusteuern, der seinerseits diese TTL-Pegelsignale in ausgewogene Bussignale umwandelt. Signale werden von jedem der an die Anschlüsse 11 bzw. 12 angeschlossenen Busse umgewandelt und erneut zu dem anderen Bus übertragen.
• Die Schnittstelle 10 gibt ferner eine Schnittstelle von einem Standardtyp zu einem zweiten Standardtyp vor. Insbesondere ist die Schnittstelle 10 so konfiguriert, daß sie einen RS232- Anschluß, der mit dem RS232-Verbinder 17 verbunden ist, mit einem Bus vom Typ RS485 verbindet. Dementsprechend ist der Empfänger/Treiber 18 an die Anschlüsse 11 angeschlossen und der Empfänger/Treiber 19 ist mit dem Verbinder 17 verbunden. Die Leitung 21 verbindet den Empfänger/Treiber 18 mit dem Empfänger/ Treiber 19 für einen Datenfluß in der angezeigten Richtung und die Leitung 22 verbindet den Empfänger/Treiber 19 mit dem Empfänger/Treiber 18 für einen Datenfluß in der anderen Richtung. Der Empfänger/Treiber 18 wandelt die ausgewogenen Bussignale in TTL-Pegelsignale um, die den Empfänger/Treiber 19 ansteuern, welcher seinerseits das TTL-Pegelsignal in die geeigneten Pegelsignale zur Verwendung durch den an den Verbinder 17 angeschlossenen Anschluß umwandelt. Die von dem an den Verbinder 17 angeschlossenen Anschluß empfangenen Signale ewerden in gleicher Weise durch den Empfänger/Treiber 19 in TTL- Pegelsignale umgewandelt, die sodann über den Empfänger/Treiber 18 für die Übertragung über den Bus, der an die Anschlüsse 11 und 12 angeschlossen ist, rückgewandelt werden.
• Eine Steckbuchse 25 ist vorgesehen und an die Anschlüsse 11 über normalerweise geschlossene Kontakte 26 und 27 angeschlossen, um die Verwendung eines örtlichen tragbaren Terminals zu gestatten, während über den Verbinder 17 kein Anschluß an einen Terminal, wie beispielsweise einen Personal Computer besteht. Wenn die Bedienungsperson an dem entfernt angeordneten Personal Computer, der an den Verbinder 17 angeschlossen ist, die Verbindung mit der Schnittstelle 10 herstellt, so empfängt die Schnittstelle 10 ein Datenträger/Detektierungssignal (DCD), das durch das NOR- Gatter 28 umgekehrt wird, um den Transistor 29 einzuschalten und das Relais 30 an Spannung zu legen, wodurch die Kontakte 26 und 27 öffnen und das örtliche an den Stecker 25 angeschlossene Terminal von dem Bus abtrennen, der an die Anschlüsse 11 und 12 angeschlossen ist. Somit befinden sich zur gleichen Zeit keine zwei Anschlüsse an dem Bus, wodurch Übertragungsprobleme hervorgerufen werden könnten, wenn beide gleichzeitig eine Übertragung versuchen würden.
• Die Schnittstelle 10 besitzt ferner Mittel, um einen Alarm an ein örtliches Steuergerät, das an die Schnittstelle 10 angeschlossen ist, auszugeben und ein Modem-Verbindungsrücksignal zu dem Terminal (beispielsweise ein Personal Computer) auszulösen, das an den Verbinder 17 angeschlossen ist. Somit sind Alarmkontakte 32 vorgesehen, die an entsprechende Kontakte eines örtlichen Steuergerätes angeschlossen werden können. Die Alarmkontakte 32 sind über einen Optoisolator 33 an einen DTR (Datenterminal-Bereitschaftssignal)-Eingang des Verbinders 17 angeschlossen. Wenn ein Alarm an irgendeinem Steuergerät auftritt, so werden dessen Alarmkontakte an Spannung gelegt, um die Alarmkontakte 32 an Spannung zu legen, welche durch ein Autowähl/Autoantwort-Modem als eine Anforderung zum Selbstwählen interpretiert werden können. Dieses Modem wird sodann die Nummer des entfernten Personal Computers wählen, welcher sodann von selbst antwortet. Demgemäß kann der entfernt angeordnete Personal Computer mit dem Steuergerät einen Dialog ausführen und die Alarminformation empfangen.
• Fig. 2 zeigt die Schnittstelle 10 in näheren Einzelheiten. Der Empfänger/Treiber 13 umfaßt einen Empfänger 41, der an die Anschlüsse 11 über strombegrenzende, selbstheizende Widerstände 42 und 43 angeschlossen ist. Die Eingänge des Empfängers 41 sind ferner an Masse über Spannungs-Durchbrucheinrichtungen 44 bis 45 angeschlossen. Die Einrichtungen 42-45 geben einen Schutz gegen Überstrom und Überspannung vor. Ein Eingang des Empfängers 41 ist an eine positive Spannungsquelle über einen Hochziehwiderstand 46 angeschlossen und der andere Eingang des Empfängers 41 ist an eine negative Spannungsquelle über einen Runterziehwiderstand 47 angeschlossen. Jeder Ausgang des Treibers 48 ist mit einem entsprechenden Eingang des Empfängers 41 verbunden.
• Der Ausgang des Empfängers 41 ist über eine Leitung 15 mit dem Eingang des Treibers 51 des Empfänger/Treibers 14 verbunden. Die Leitung 15 ist an eine positive Spannungsquelle über einen Hochziehwiderstand 52 angeschlossen. Der Eingang des Treibers 48 des Empfänger/Treibers 13 ist über eine Leitung 16 mit dem Ausgang des Empfängers 53 des Empfänger/Treibers 14 verbunden. Die Leitung 16 ist an eine positive Spannungsquelle über einen Hochziehwiderstand 54 angeschlossen. Die Ausgänge des Treibers 51 sind an die Anschlüsse 12 über strombegrenzende, selbstheizende Widerstände 55 und 56 angeschlossen und sie sind ferner mit Masse über Spannungs-Durchbrucheinrichtungen 57 und 58 verbunden. Die Einrichtungen 55-58 dienen dem Schutz gegen Überstrom und Überspannung. Ein Ausgang des Treibers 51 ist mit einer positiven Spannungsquelle über einen Hochziehwiderstand 59 verbunden und der andere Eingang ist an eine negative Spannungsquelle über einen Runterziehwiderstand 60 angeschlossen. Die Eingänge des Empfängers 53 sind an die Ausgänge des Treibers 51 angeschlossen.
• Steuer- bzw. Verzögerungsschaltkreise 70 und 71, welche Puffer 62 und 63 mit offenem Kollektor und invertierende NOR-Gatter 64 und 65 zusammen mit RC-Schaltkreisen 66-67 und 68-69 entsprechend aufweisen, sind vorgesehen, um den Sende- bzw. Empfangsmodus der Empfänger/Treiber 13 und 14 entsprechend zu steuern. Insbesondere ist die Leitung 16 über den Puffer 62 mit offenem Kollektor an die Verbindung des Widerstandes 66 und des Kondensators 67 angeschlossen, wobei der Widerstand 66 und der Kondensator 67 in Reihe zwischen ein positives Potential und ein Bezugspotential geschaltet sind. Die Verbindung zwischen dem Widerstand 66 und dem Kondensator 67 ist ferner über ein Gatter 64 mit Steueranschlüssen des Empfängers 41 und des Treibers 48 verbunden. In gleicher Weise ist die Leitung 15 über den Puffer 63 mit offenem Kollektor an die Verbindung eines Widerstandes 68 und eines Kondensators 69 angeschlossen, die in Reihe zwischen ein positives Potential und ein Bezugspotential geschaltet sind. Dieser Verbindungspunkt ist über ein Gatter 65 mit den Steueranschlüssen des Treibers 51 und des Empfängers 53 verbunden.
• Der Verzögerungsschaltkreis 70 hält normalerweise den Treiber 48 im ausgeschalteten Zustand und den Empfänger 41 im eingeschalteten Zustand, so daß der Empfänger/Treiber 13 in einem Hörbzw. Empfangsmodus gehalten wird. In gleicher Weise hält der Verzögerungsschaltkreis 71 den Treiber 51 im abgeschalteten Zustand und den Empfänger 53 im eingeschalteten Zustand, so daß der Treiber/Empfänger 14 in einem Empfänger- bzw. Hörmodus gehalten wird. Wenn Daten an den Anschlüssen 12 empfangen werden, so werden diese Daten auf der Leitung 16 über den Empfänger 53 empfangen. Auf Grund von Daten auf der Leitung 16 schaltet das Verzögerungsnetzwerk 70 den Treiber 48 ein und schaltet den Empfänger 41 ab. Somit wird der Empfänger/Treiber 14 in einem Empfangsmodus gehalten, aber der Empfänger/Treiber 13 wird in einen Treiber- bzw. Sendemodus geschaltet, um die an den Anschlüssen 12 empfangenen Daten zu den Anschlüssen 11 wiederholt zu übertragen.
• Abwechselnd werden an den Anschlüssen 11 empfangene Daten an die Leitung 15 durch den Empfänger 41 geliefert. Die Daten wirken über das Verzögerungsnetzwerk 71, um den Empfänger 53 abzuschalten und den Treiber 51 einzuschalten. Demgemäß wird der Empfänger/Treiber 13 im Empfangs- bzw. Hörmodus gehalten und der Empfänger/Treiber 14 wird in den Sende- bzw. Treibermodus geschaltet, um die an den Anschlüssen 11 empfangenen Daten wiederholt an die Anschlüsse 12 zu übertragen.
• Die Verzögerungsschaltkreise 70 und 71 geben eine Verzögerung vor, so daß ganz gleich, welcher Treiber 48 oder 51 in die Lage versetzt worden ist, Daten an seinen Eingängen durchzureichen, momentan nicht abgeschaltet wird. Diese Verzögerung gestattet dem Treiber 48 oder 51 die Ansteuerung der zugeordneten Busse in den Normalzustand. Wenn die Übertragung von Daten über den Bus einmal beendet ist, muß jede Leitung des Busses in ihren Normalzustand zurückkehren. Dementsprechend muß die an den oberen Anschluß 11 in Fig. 2 angeschlossene Leitung auf ihren normalen Zustand mit hohem Pegel über den Hochziehwiderstand 46 zurückkehren und die andere an den unteren Anschluß 11 angeschlossene Leitung muß in ihren normalen negativen Zustand über den Runterziehwiderstand 47 zurückkehren. In gleicher Weise muß den an die Anschlüsse 12 angeschlossenen Leitungen die Rückkehr in ihren Normalzustand gestattet werden. Die Leitungskapazität verzögert die Rückkehr der Leitungen des Busses in ihren Normalzustand. Die Verzögerungsschaltkreise 70 und 71 geben hinreichend Zeit für die Busse vor, so daß diese in ihren Normalzustand zurückkehren können und verhindert wird, daß Daten auf der Leitung durch den Empfänger des Empfänger/Treibers empfangen werden, der Daten gesendet hat. Wenn beispielsweise der Empfänger/Treiber 13 Daten sendet, so wird der Treiber 48 in die Lage versetzt, Daten zu den Anschlüssen 11 zu senden und der Empfänger 41 wird in die Lage versetzt, Daten an den Anschlüssen 11 an der Zuführung zu der Leitung 15 zu hindern. Wenn der Empfänger/Treiber 13 unmittelbar in seinen Empfangsmodus geschaltet wird, nachdem er ein Datenbit überträgt, so wird der Empfänger 41 unmittelbar in seinen Empfangsmodus geschaltet. Da die Leitungskapazität das Datenbit auf dem Bus, der an die Anschlüsse 11 angeschlossen ist, für eine Zeit beibehält, die durch die Leitungskapazität festgelegt ist, gestattet eine sofortige Abschaltung des Treibers 48 und eine Einschaltung des Empfängers 41 die Übertragung des Datenbits auf dem Bus 11 zurück über den Empfänger 41, der sodann den Treiber 51 einschaltet und den Empfänger 53 abschaltet, um den an die Anschlüsse 12 angeschlossenen Bus zu steuern. Die Leitungskapazität des Busses 12 hält sodann das Datenbit auf der Leitung aufrecht, so daß das Datenbit, wenn der Treiber 51 abschaltet und der Empfänger 53 einschaltet, zurück über die Leitung 16 übertragen wird. Das Datenbit kann über den Wiederholungsschaltkreis während eines beträchtlichen Zeitraumes zirkuliert werden. Die Verzögerungsschaltkreise 70 und 71 sind dementsprechend vorgesehen, so daß der Treiber 48 oder 51, der zuletzt sein Datenbit übertragen hat und sein zugeordneter Empfänger 41 oder 53 in ihrem vorangegangenen Zustand für einen Zeitbetrag gehalten werden, um den Leitungen des Busses, der an die Anschlüsse 11 und 12 angeschlossen ist, die Rückkehr in ihren Normalzustand zu gestatten. Da die Empfänger 41 und 53 während dieser Verzögerung gesperrt sind, können sie keine Daten empfangen, die durch ihre zugeordneten Treiber übertragen werden.
• Wie in Fig. 2 ebenfalls dargestellt, ist der Verbinder 17 über Gatter 72-77, die den Empfänger/Treiber 19 vorgeben, an den Empfänger/Treiber 18 angeschlossen. Darüber hinaus ist der RXD- Anschluß 3 und der DCD-Anschluß 8 des Verbinders 17 über ein NAND-Gatter 78 zusammengeschaltet, um den Eingang für das Gatter 28 vorzugeben und den Anschluß des Steckers 25 zu steuern. Darüber hinaus ist der Optoisolator 33 in näheren Einzelheiten dargestellt, der die Anschlüsse 32 mit dem DTR-Anschluß 20 des Verbinders 17 verbindet.
• Die Fig. 3-5 zeigen einige der Arten, in denen die Schnittstelle 10 in einem Dialogsystem verwendet werden kann. Beispielsweise kann die Schnittstelle 10 verwendet werden, um einen Terminal, wie beispielsweise einen Personal Computer 80 mit einer Steuerung, wie beispielsweise einer Honeywell-EXCEL- Steuerung 81 zu verbinden, indem das Terminal 80 an den Verbinder 17 angeschlossen wird und indem die EXCEL-Steuerung 81 an den Bus RS485 angeschlossen wird, der an die Anschlüsse 11 angeschlossen ist. Fig. 4 zeigt die Art und Weise, in der die Schnittstelle benutzt werden kann, um eine Steuerung, wie beispielsweise eine Honeywell-EXCEL-Steuerung an ein entferntes Terminal, wie beispielsweise einen entfernten Personal Computer anzuschließen. In diesem Fall ist die EXCEL-Steuerung an die Anschlüsse 11 der Schnittstelle 10 durch einen R5485-Bus angeschlossen und ein Autowähl/Autoantwort-Modem 82 ist mit dem Anschluß 17 der Schnittstelle 10 verbunden. Das Autowähl/ Autoantwort-Modem kann sodann über Telefonleitungen mit einem zweiten Autowähl/Autoantwort-Modem 83 verbunden sein, welches seinerseits mit dem entfernten Terminal 80 verbunden ist. Als eine weitere in Fig. 5 dargestellte Möglichkeit kann die Schnittstelle 10 als ein Wiederhol- und Übertragungsschaltkreis zwischen zwei EXCEL-Steuerungen 84 und 85 verwendet werden, indem die EXCEL-Steuerung 84 an die Anschlüsse 11 der Schnittstelle 10 durch einen RS485-Bus angeschlossen ist und indem die EXCEL-Steuerung 85 an die Anschlüsse 12 der Schnittstelle 10 über einen RS485-Bus angeschlossen ist.

Claims (2)

1. Übertragungsschaltkreis zur Übertragung von Daten von einem Bus zu einem anderen Bus, welcher aufweist:

ein erstes Paar von Anschlüssen (11) für die Verbindung mit

einem ersten Bus;

ein zweites Paar von Anschlüssen (12) für die Verbindung mit

einem zweiten Bus;

eine erste Empfänger/Treibervorrichtung (13) mit einem Empfänger (41) und einem Treiber (48);

eine zweite Empfänger/Treibervorrichtung (14) mit einem Empfänger (53) und einem Treiber (51);

erste Anschlußmittel (42-47) für den Anschluß der ersten Empfänger/Treibervorrichtung (13) an das erste Paar von Anschlüssen (11);

zweite Anschlußmittel (55-60) für den Anschluß der zweiten Empfänger/Treibervorrichtung (14) an das zweite Paar von Anschlüssen (12); und

eine Steuereinrichtung (70; 71), die an die ersten und zweiten Empfänger/Treibervorrichtungen (13,14) angeschlossen ist, um diese in einem normalen Horchmodus zu halten, um eine der Empfänger/Treibervorrichtungen in diesem Horchmodus zu halten, wenn Daten auf dem der Empfänger/Treibervorrichtung zugeordneten Bus auftreten und um die andere der Empfänger/ Treibervorrichtungen in einen Sendemodus zu schalten, wobei die Steuereinrichtung Verzögerungsglieder (66,67;68,69) aufweist, um die andere der Empfänger/Treibervorrichtungen solange daran zu hindern, in den Horchmodus zurückzukehren, bis die dem Bus zugeordnete andere Empfänger/Treibervorrichtung in einen normalen Status zurückkehrt, wobei die Verzögerung, die durch den Treiber der anderen Empfänger/ Treibervorrichtung gelieferten Daten daran hindert, durch den Empfänger der anderen Empfänger/Treibervorrichtung empfangen zu werden, gekennzeichnet durch eine dritte Empfänger/Treibervorrichtung (18) zur Verbindung mit einem Anschluß des Paares von Anschlüssen (11,12), eine vierte Empfänger/Treibervorrichtung (19) zum Anschluß an einen Verbinder (17), Verbindungsmittel (21-22) zum Verbinden der dritten Empfänger/Treibervorrichtung (18) mit der vierten Empfänger/Treibervorrichtung (19), eine Steckbuchse (25) für den Anschluß eines tragbaren Terminals und eine Relaisvorrichtung (26-30) zur Abtrennung der Steckbuchse, wenn ein Terminal an den Verbinder (17) angeschlossen ist.

2. Schaltkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Busse, die an das erste und zweite Paar von Anschlüssen (11,12) angeschlossen sind, vom RS485-Typ sind und daß die vierte Empfänger/Treibervorrichtung (19) und der Verbinder (17) vom RS 232-Typ sind.