203159. lajstromszámú szabadalom • Adatátviteli buszrendszer mikroprocesszoros hálózatokhoz
1 HU 203 159 B 2 A találmány tárgya adatátviteli buszrendszer mikroprocesszoros hálózatokhoz, az egyes mikroprocesszoros egységekben elhelyezett bemeneti/kimeneti fokozattal, ezeket a bemeneti/kimeneti fokozatokat egymással összekötő kommunikációs vezetékkel, amely adatátviteli buszrendszer olcsón telepíthető, földfüggetlen és zavarérzéketlen számítástechnikai hálózatokban alkalmazható előnyösen úgy, hogy magában foglalja az egyszerű bővítés lehetőségét is. A számítógépes hálózatokban, különösen a mikroprocesszoros mérési adatgyűjtő és vezérlőrendszerek egyes egységeinek kommunikációjában nélkülözhetetlen szerepet töltenek be az adatátviteli vonalak. Az adatátviteli vonalak egyik lehetséges megvalósítási módja a bemeneti/kimeneti buszrendszer, amelyre az egyes egységek mintegy „fel vannak fűzve” és a mikroprocesszoros egység saját üzemi rendszere vezérli a buszra csatlakozó egységek működését. Az ismert buszrendszerek hiányosságai közé tartozik az adatátviteli vonalak korlátozott hossza, érzékenysége az elektromágneses zavarok iránt, ami árnyékolt vezetékek alkalmazását teszi szükségessé, továbbá a viszonylag sokerű vezetékek felhasználása és a buszrendszer általában megoldatlan földfüggetlensége. Az US-PS 4.569.059 számú szabadalmi leírás olyan adatátviteli kapcsolási elrendezést ismertet, amely optikailag csatolt differenciális módusú adatáramlást valósít meg. Ez a kapcsolási elrendezés adófokozatból és vevőfokozatból áll, melyek között ésszerű korlátok között tetszőleges hosszúságú árnyékolt sodrott érpár biztosít összekötetést, és a vevőfokozatban a galvanikus elválasztást optocsatolók biztosítják. Ennek a megoldásnak is az róható fel hátrányául, amit előzőleg már említettünk: nevezetesen az árnyékolt, sodrott érpárként kialakított összekötővezeték az adófokozatban és a vevőfokozatban elhelyezett elektromágneses interferenciaszűrőkkel együtt is csak korlátolt adatátviteli távolságot és adathibát biztosít. További hiányosság, hogy ezzel a megoldással csupán két egység köthető össze egymással, több egység soros felfűzésére nincs lehetőség. Az adatátvitel tulajdonképpen az árnyékolt elektromos vezetékeken történik, és csupán a vevőfokozatban alkalmaznak optocsatolókat, ami az adatátvitel biztonságát nem tudja növelni, csupán a galvanikus leválasztásról gondoskodik. Mindezek a közismert hiányosságok alapján azt a célt tűztük ki magunk elé, hogy olyan adatátviteli buszrendszert kell kialakítanunk, amely földfüggetlen, zavanérzéketlen kapcsolatot biztosít tetszőleges számú egymástól tetszőleges távolságban elhelyezkedő mikroprocesszoros egység között úgy, hogy a kapcsolat olcsó, kevés érszámú vezetékkel megvalósítható és akár utólag is egyszerűen bővíthető. Találmányunk azon a felismerésen alapul, hogy az eddig szokásos párhuzamos galvanikus kapcsolat helyett lehetőleg soros nem galvanikus összeköttetést kell létesíteni az egyes egységek között, mivel ez a fennálló problémákat egyidejűleg és egyszerűen képes kiküszöbölni. A kitűzött feladat megoládása során olyan mikroprocesszoros hálózatokhoz alkalmazható adatátviteli buszrendszerből indultunk ki, amelynek az egyes mikroprocesszoros egységekben elhelyezkedő bemeneti/kimeneti fokozatai, valamint ezeket a bemeneti/kimeneti fokozatokat egymással összekötő kommunikációs vezetékei vannak. Továbbfejlesztésünk értelmében minden egyes mikroprocesszoros egység mindegyik vonali kimenetére első optocsatoló adója és mindegyik vonali bemenetére második optocsatoló vevője van rákapcsolva, és az első optocsatoló vevője és a második optocsatoló adója egymással sorbakötve az adatátviteli buszrendszer csatolóegységeit alkotja, amelyek a kommunikációs vezetékbe vannak azonos polaritással sorosan beiktatva, és a kommunikációs vezeték őt tápláló tápegység kimenetére van zárt hurokként csatlakoztatva. A találmány szerinti adatátviteli buszrendszer egy előnyös kiviteli alakja értelmében a kommunikációs vezetéket tápláló tápegység egyenfeszültségű áramgenerátor. A találmány szerinti adatátviteli buszrendszer egy további előnyös kiviteli alakja értelmében az azonos mikroprocesszoros egységhez tartozó optocsatolók közös, fényt át nem eresztő házba beépített fényemittáló diódákból és fototranzisztorokból vannak kialakítva. A találmány szerinti adatátviteli buszrendszer egy további előnyös kiviteli alakja szerint az áramgenerátor tápegység kimeneti feszültséghatároló fokozatot tartalmaz. A találmány szerinti adatátviteli buszrendszer egy további előnyös kiviteli alakja értelmében a kommunikációs vezeték túlfeszültséglevezetőkön keresztül a földpotenaciállal áll összeköttetésben. Előnyös végül a találmány szerinti adatátviteli buszrendszer olyan kiviteli alakja, amelynél a csatolóegységek oldható módon, dugaszolható csatlakozókon keresztül vannak a kommunikációs vezetékre csatlakoztatva. A találmány szerinti adatátivteli buszrendszer főbb előnyei között megemlíthetjük, hogy az optocsatolók alkalmazása egyszerre teszi lehetővé az egyes egységek galvanikus leválasztását és a láncszerű kialakítást. Egyszerű módon valósítható meg a földfüggetlen, zavarérzéketlen, kábelezés szempontjából igénytelen kétvezetékes bemeneti/kimeneti vezetékezés. A találmány szerinti adatátviteli buszrendszert az alábbiakban egy példakénti kiviteli alak kapcsolási vázlata kapcsán, a mellékelt rajzra hivatkozással ismertetjük részletesebben. Az ábrán három 1 mikroprocesszoros egységet tüntettünk fel, amelyek mindegyike egy-egy 2 bemeneti/kimeneti fokozatot tartalmaz. A 2 bemeneti/kimeneti fokozatok vonali kimenetei egy- egy fényemittáló diódára kapcsolódnak, míg vonali bemenetei egy- egy fototranzisztor emitterével és kollektorával állnak kapcsolatban. Mind a fényemittáló dióda, mind a fototranzisztor egy-egy 3 első optocsatoló 4 adóját, illetve 5 második optocsatoló 6 vevőjét alkotja. A 3 első optocsatoló 7 vevőjét képező fototranzisztor és az 5 má5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
