200515. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés intelligens elektronikus berendezések csatolására aszinkron soros hurkon keresztül
1 HU 200515 B 2 A találmány tárgya kapcsolási elrendezés intelligens elektronikus berendezések csatolására aszinkron soros hurkon keresztül. Az intelligens elektronikus berendezések (továbbiakban berendezések) terjedésével egyre nagyobb igény vetődött fel ezen berendezések összekapcsolására, adatgyűjtés, távvezérlés, vagy egyéb együttműködés céljából. Különösen nagy az igény napjainkban, a különböző kategóriájú személyi számítógépek rohamos elterjedésével olyan kapcsolat létrehozására, amely viszonylag kis hardver és szoftver költség mellett biztosítja például személyi számítógépeknek különböző berendezésekhez történő csatolását. A berendezések csatolása történhet párhuzamos, vagy soros interfészen keresztül. A párhuzamos csatolás költsége általában nagyobb, és kezelése nehézkesebb, elsősorban a sok párhuzamos jel (főként nagyobb távolságra történő) vezetési igénye miatt, ezért előszeretettel alkalmazzák a soros csatolást. Találmányunk alkalmazási területe e soros csatolás felhasználása egyidejűleg több készülék csatolására. A különböző intelligens berendezések soros vonalon történő csatolásának céljából létrehozott legelterjedtebb megoldások az alábbiak: 1. RS-232/C aszinkron soros interfész: Az egyik legelterjedtebb, és legkevesebb hardver igényű megoldás. Teljesítőképessége viszonylag kicsi, de előnye, hogy ha a modem vezérlő jeleket nem használjuk, akkor egy vezetékpáron szimplex, és három vezetéken duplex pont-pont kapcsolatot létesíthetünk két berendezés között. 2. Szinkron soros interfészből kialakított hálózatok: A nagysebességű szinkron soros átvitel leggyakoribb alkalmazási területe számítógépes és lokális hálózatok kiépítése. Az ilyen hálózatok átviteli kapacitása a 200 kbit/sec fölött van, rendkívül sok változatuk ismert, legnagyobb jelentőségűek azok a hálózatok, amelyek eleget tesznek az IEEE-802. standard-nak. Az ennek megfelelő csatolások rendelkezhetnek busz, vagy hurok struktúrával, biztosítják a több berendezés közötti nagysebességű adatátvitelt, azonban az alkalmazott megoldásoknak viszonylag nagy a hardver és szoftver igénye. 3. HP-IL soros hurok: Alacsony költségű, alacsony teljesítmény-felvételű, kisteljesítményű interfész standardot fejlesztettek ki HP-IL néven elsősorban olcsó, hordozható kalkulátorok és műszerek csatolására a Hewlett-Packard cégnél 1983-ban (Hewlett-Packard Journal, 1983 január). A HP-IL az IEEE^488 szabvány (berendezések párhuzamos buszon történő csatolására kidolgozott standard) alapján készült, és lényege, hogy a berendezéseket egy két vezetékből álló hurokkal kapcsoljuk egymáshoz, amelyen lényegében az IEEE-488 párhuzamos busz üzeneteit (ahol ez megvalósítható volt) bit-soros kombinációra leképezve továbbítják a soros hurkon keresztül. A berendezéseknek csak egy adó, és egy vevő csatlakozásuk van, és a parancsok, valamint a válaszinformációk a hurkon egyirányban haladnak körbe, mindaddig, amíg elérik a címzettet. A HP-IL hurok kiépítésénél a 8 bites adatok mellett további 3 vezérlő bitet továbbítanak minden egyes adat azonosítására, így 11 bites adatokat továbbítanak a hurkon, saját bitenkénti önszinkronizálást biztosító adatkódolást alkalmaznak, speciális csatlakozókra van szükség, a hurkon továbbított üzenetek kezeléséhez pedig közvetlenül erre a célra kifejlesztett speciális CMOS integrált áramkört használnak. Mindezek gátat szabnak a széleskörű elterjedésnek. A fenti megoldásokat összevetve láthatjuk, hogy mindegyik megoldás közül az RS-232 aszinkron soros vonal alkalmazása igényli a legkevesebb hardver bővítést - figyelembe véve azt a tényt is, hogy mind a személyi számítógépek, mind az egyéb elektronikus berendezések általában alapkiépítésben tartalmaznak legalább egy aszinkron soros vonali interfészt. Emiatt valóban az egyik legolcsóbb és legelterjedtebb megoldás az aszinkron soros csatolás, ha nincs nagysebességű adatátvitelre szükség. Ennek a megoldásnak hibája viszont, hogy a pont-pont kapcsolat a csillag struktúrájú hálózatok kiépítését teszi lehetővé, amely esetén azonban a vezérlő szerepét betöltő központi berendezésnek annyi soros csatlakozót és interfészt kell tartalmazni, ahány eszközt hozzá akarunk csatlakoztatni. Ismertek olyan számítógép interfészek, amelyek segítségével egy központi vezérlőhöz, vagy lokális hálózathoz 4, 8, 16, 32, stb. számú aszinkron soros vonal csatlakoztatható, azonban ezek a megoldások bonyolultak (többnyire önálló processzort tartalmaznak) és drágák. Az intelligens elektronikus berendezések (továbbiakban alállomások) egyetlen soros illesztő segítségével történő vezérlőhöz kapcsolására alkalmazható struktúra a HP-IL-nél alkalmazott hurokelrendezés lehet. A vezérlő kimeneti soros vonali csatlakozója a hurokban utána következő alállomás bemeneti vonalára van kötve, annak kimenete a következő alállomás bemenetére és így tovább, míg az utolsó alállomás kimeneti vonala lesz csatlakoztatva a vezérlő bemenetére. Ha biztosítjuk, hogy minden alállomás továbbítja a bemenetére érkező információt, akkor minden alállomáson csak egyetlen soros vonali interfésznek kell lenni, és biztosíthatjuk, hogy a vezérlő bármely alállomással kapcsolatot teremthessen. Amennyiben e fenti hurokelrendezést minden kiegészítő hardver nélkül kívánjuk a hagyományos RS-232/C aszinkron interfésszel rendelkező alállomások csatolására felhasználni, akkor az alábbi problémák vetődnek fel: 1. A hurok adatforgalmát lassítja, hogy minden továbbítandó üzenetet minden alállomásnak venni kell, feldolgozni azt, majd továbbítani (mint pl. HP-IL), ezáltal legalább egy karakteridőt késleltet minden alállomás. Ez az amúgy sem nagy sebességű átvitelt jelentősen lassíthatja, másrészt a késleltetési idő függ a hurokban levő alállomások számától. 2. Ha egy alállomás valamely oknál fogva nem tudja fogadni a hurkon érkező karaktert (magasabb prioritású műveletet hajt végre), akkor a hurok adatforgalma felszakad. 3. Ha egy alállomást kikapcsolnak, vagy hiba folytán hibásan működik, a hurok működésképtelenné válik, megszűnik az üzenetek továbbítása. A fentiek miatt a műszaki gyakorlatban ezt a megoldást nem használják. A találmányunkkal megoldani kívánt cél olyan kapcsolási elrendezés létrehozása, amely gazdaságos, alkalmazható több intelligens elektronikus berendezés (alállomás) egy vezérlőhöz (számítógép) történő kapcsolására, egységenként egyetlen aszinkron soros vo5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
