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Dokumentenidentifikation DE69835807T2 12.04.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0000961977
Titel VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR TAKTSIGNALVERTEILUNG AN MEHREREN BUSKNOTEN IN EINER BUSBRÜCKE
Anmelder Koninklijke Philips Electronics N.V., Eindhoven, NL
Erfinder HULYALKAR, N., Samir, NL-5656 AA Eindhoven, NL
Vertreter Volmer, G., Dipl.-Ing., Pat.-Anw., 52066 Aachen
DE-Aktenzeichen 69835807
Vertragsstaaten DE, ES, FR, GB, IT
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 08.10.1998
EP-Aktenzeichen 989454715
WO-Anmeldetag 08.10.1998
PCT-Aktenzeichen PCT/IB98/01577
WO-Veröffentlichungsnummer 1999035587
WO-Veröffentlichungsdatum 15.07.1999
EP-Offenlegungsdatum 08.12.1999
EP date of grant 06.09.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 12.04.2007
IPC-Hauptklasse G06F 13/40(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse G06F 13/36(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   G06F 1/10(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]
HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf Busbrücken und insbesondere auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verteilen eines Taktsignals über eine Anzahl serieller Busknoten ("bridge portals") einer IEEE 1394 seriellen Busbrücke, die eine Anzahl IEEE serieller örtlicher Busse miteinander verbindet.

Die IEEE 1394 Norm (nachstehend manchmal einfach als "IEEE 1394" bezeichnet, definiert eine serielle Bustechnologie zum Verbinden von Konsumentenelektronik und Computerprodukte, wie digitale Fernsehempfänger, PCs, digitale VCR, digitale Camcorder, Drucker, Faxgeräte usw. IEEE 1394 (manchmal als "firewire" bezeichnet) ist zur Zeit die weltweit meist akzeptierte digitale Hochgeschwindigkeits-Verbindungstechnologie zum Verbinden von Konsumentenelektronik und Computerprodukte, da es preisgünstig, flexibel und einfach verwendbar ist. Die Basis IEEE 1394 Norm definiert serielle Datenraten von 100 Mbps, 200 Mbps und 400 Mbps. Eine neue IEEE 1394 Subgruppe (bekannt als IEEEp l394.b") arbeitet zur Zeit an einer rückwärts kompatiblen Erweiterung zu seriellen Datenraten bis zu 3,2 Gbps. IEEE 1394 kann asynchrone sowie synchrone Daten unterstützen, wodurch es auf diese Weise ideal geeignet ist für Multimedia-Applikationen. In der April-Ausgang 1997 von "IEEE Spectrum" ist erwähnt, dass "wenn der "Informations-Superhighway" in den Multimediabereich einsteigt, Sachverständige voraussagen, dass 1394 das erste und die letzten drei Meter des Highways bahnen wird"

IEEE 1394 definiert zur Zeit einen maximal verdrahteten Abstand oder eine Länge von 4,5 m. Auf diese Weise können IEEE 1394 serielle Busse eigentlich nur zum Verbinden von Elementen verwendet werden, die nahe beieinander sind. Ein derartiges System miteinander verbundener Elemente, die nahe beieinander sind, wird meistens als "Cluster" bezeichnet. Ein Beispiel eines Clusters in einer Wohnumgebung ist eine "Multimedia-Insel", die ein Heimunterhaltu:ngs-Cluster, ein Haum-Computer-Cluster, ein Schlafzimmer-Cluster, usw.

Wie in 1 dargestellt, ist es möglich, Cluster über eine verdrahtete oder drahtlose Verbindung miteinander zu verbinden. Zur Zeit gibt es zwei Hauptannäherungen um den IEEE 1394 seriellen Bus innerhalb einer verdrahteten Infrastruktur zu erweitern.

Eine Annäherung, die zur Zeit von der IEEEp 1394.b Subgruppe näher betrachtet wird, ist unter Verwendung von aus Kunststoff bestehenden optischen Fasern (POF) oder ungeschirmten Paaren (UTP Kategorie 5) von Übertragungsleitungen den IEEE 1394 seriellen Bus zu erweitern um eine verdrahtete IEEE 1394 serielle Buserweiterung für große Abstände zu implementieren. Dieser Typ von Erweiterung kann einen Abstand von 50–100m erreichen. Eine andere Annäherung, die zur Zeit von der IEEEp 1394.1 Subgruppe näher betrachtet wird, ist, den IEEE 1394 seriellen Bus dadurch zu erweitern, dass eine verdrahtete IEEE 1394"Brücke" zwischen zwei verschiedenen IEEE 1394 seriellen Bussegmenten oder Clustern geschaffen wird.

Unter Hinweis auf 1 ist eine andere Annäherung zur Erweiterhin des IEEE 1394 seriellen Busses das Schaffen einer drahtlosen IEEE 1394"Brücke" zwischen IEEE 1394 Clustern. Derartige drahtlose IEEE 1394 Brücken versprechen einfangen Gebrauch und mit einem IEEE 1394 Netzwerk assoziierte Flexibilität. Im Allgemeinen lässt sich erwarten, dass verdrahtete IEEE 1394 Brücken in neunen Wohngebäuden die vorherrschende Annäherung sein wird, wobei IEEE 1394"Steckdosen" in jedem Raum installiert werden können. Aber Nachrüstung derartiger verdrahteter IEEE 1394 Brücken in bestehenden Wohnungen kann für viele Wohnorte in Bezug auf die Kosten abschreckend sein, und zwar wegen der umfangreichen Neuverkabelung, die dazu erforderlich sein wird. Auf diese Weise können für derartige bestehende Wohnorte drahtlose IEEE 1394 Brücken, wenn ausreichend preisgünstig, eine geeignete Alternative bilden. Weiterhin lässt sich erwarten, dass verdrahtete und drahtlose Lösungen zur Erweiterung von IEEE 1394 seriellen Bussen auf ergänzende Art und Weise in der Wohnumgebung nebeneinander bestehen werden.

Es sei bemerkt, dass drahtlose Brücken auch Nachteile aufweisen. Und zwar erlauben drahtlose Brücken viel niedrigere Datenübertragungsraten als verdrahtete Brücken, und zwar wegen der inhärenten Komplexität der Implementierung drahtloser Hochgeschwindigkeitsverbindungen. Weiterhin sind drahtlose Brücken nicht kosteneffektiv skalierbar zu höheren Datenraten gegenüber verdrahteten Brücken. Dies ist primär weil das drahtlose Frequenzspektrum ein geteiltes Wirtschaftsgut unter FCC Regelungen in Bezug auf den Gebrauch ist. So ist beispielsweise die Verwendung des 2,4 GHz Bandes auf Streuspektrumkommunikation beschränkt, und folglich wird die verfügbare Datenrate auf 2–4 Mbps begrenzt (IEEE 802.11). Übertragungen mit einer höheren Datenrate (etwa 25–50 Mbps) sind unter Anwendung einer drahtlosen asynchronen Übertragungsmode (WATM) Technologie möglich. Übertragungen aber mit einer derartigen hohen Datenrate, wobei WATM Technologie angewandt wird, müssen zwischen 5,15–5,35 und 5,725–5,825 GHz das NII Band verwenden, das wesentlich teurer ist zum Implementieren, da die HF-Technologie für diese Frequenzen zur Zeit noch nicht voll entwickelt ist.

Aus dem Obenstehenden dürfte es einleuchten, dass drahtlose IEEE 1394 Brücken eine Vielfalt an Datenraten verwenden kann, wodurch eine Anforderung vorausgesetzt wird, dass drahtlose IEEE 1394 Brücken imstande sein sollen viele Datenraten zu unterstützen.

Anahand der 2 wird nun die allgemeine Architektur einer IEEE 1394 Brücke beschrieben. Insbesondere umfasst die IEEE 1394 Brücke 20 zwei oder mehr Busknoten 22, ein Implementierungsspezifisches Schaltsystem 24 und einen zyklischen Taktgeber 26. Jeder Busknoten 22 ist ein einzelner serieller Busknoten, der auf serielle Busauslese-, Busschreib- und Busverriegelungsanträge von dem damit verbundenen betreffenden örtlichen IEEE 1394 seriellen Bus 30 reagiert, wie in dem Dokument P 1394, Entwurf 8.0v4, den 21. November 1995 beschrieben. Jeder Busknoten 22 überwacht alle serielle Buspakete, asynchrone sowie isochrone, damit ermittelt wird, welche Pakete, wenn überhaupt, durch das Schaltnetzwerk 24 hindurch zu einem anderen Busknoten geschickt werden sollen. Das Schaltnetzwerk 24, das die Busknoten 22 miteinander verbindet, ist imstande, serielle Buspakete von dem einen Busknoten 22 zu einem anderen Busknoten 22 zu übertragen, und zwar unter Verwendung verdrahteter und/oder drahtloser Übertragungsmittel. Innerhalb eines örtlichen IEEE 1394 seriellen Busses ist es notwendig, dass ein übliches Taktsignal über alle Knoten an diesem Bus verteilt wird. Der Hauptgrund dieser Synchronisationsanforderung ist, Zeitmarkierung von Echtzeitdaten an der Quelle zu ermöglichen, wodurch diese Zeitmarkierung dazu verwendet werden kann, den Zeitjitter wesentlich zu reduzieren, der entsteht durch die Tatsache, dass das Netzwerk nicht immer zur Übertragung verfügbar ist (weil es geteilt wird).

In einem örtlichen IEEE 1394 seriellen Bus führt ein Zyklusmaster (oder "root node") diese Funktion durch. Der Zyklusmaster ist verantwortlich für die Synchronisation aller Knoten, die mit dem örtlichen Bus verbunden sind, und zwar auf ein 125 &mgr;s dauerndes Taktsignal. Am Anfang jedes Zyklus sendet der Zyklusmaster jedem der Knoten ein spezielles asynchrones Paket, das als "Zyklus_Startpaket" bezeichnet wird. Jedes Zyklus_Startpaket enthält die aktuelle Bus_Zeit und wird in ein Zykluszeitregister (CTR) jedes Knotens eingeschrieben. Weil der Kommunikationskanal zu dem Zeitpunkt, wo der Zyklusmaster das Zyklus_Startpaket senden möchte, "besetzt" sein kann, (es kann sein, dass ein Benutzer/Knoten beispielsweise einige Daten zu dem betreffenden Zeitpunkt sendet), ist es möglich, dass die Übertragung des Zyklus_Startpakets um die Zeit verzögert wird, die der Zyklusmaster warten muss bis die sperrende Übertragung endet und der Kommunikationskanal verfügbar wird. Weil der Zyklusmaster gegenüber allen anderen Knoten Priorität hat, werden derartige unabwendbare Verzögerungen minimiert. Jeder Knoten, der das Zyklus_Startpaket empfängt, muss unmittelbar den Zähler aktualisieren, so dass alle Knoten zu demselben Zyklus synchronisiert werden.

Dieses Taktsignal muss nun über die IEEE 1394 Brücke übertragen werden, die, wie oben beschrieben, unter Verwendung verdrahteter oder drahtloser Mittel implementiert werden können, die mit einem Vielfalt möglicher Datenraten überträgt. Zur Zeit betrachtet die IEEE p1394.1 Subgruppe nicht die Übertragung des Taktsignals als Teil ihrer Arbeit, und folglich ist zur Zeit keine Dokumentation verfügbar, wie dieses Taktsignal fortgepflanzt werden soll.

Wie oben beschrieben, sind in einer IEEE 1394 Brücke alle Busknoten Knoten an einem betreffenden örtlichen IEEE 1394 seriellen Bus. Von allen IEEE 1394 seriellen Bussen, die mit der seriellen Busbrücke verbunden sind, ist einer das "Zyklusmonster", das ein Knoten ist, von dem aus das Taktsignal über alle IEEE 1394 seriellen Busse fortgepflanzt wird. Es sei bemerkt, dass es nicht notwendig ist, dass das Zyklusmonster ein Busknoten ist. Im Allgemeinen wird der Busknoten, der über den IEEE 1394 seriellen Bus mit dem Zyklusmonster verbunden ist, als "Zyklusmonsterportal" bezeichnet. Es sei ebenfalls bemerkt, dass alle Busknoten, ausgenommen möglicherweise das Zyklusmonsterportal, Zyklusmaster sind.

Alle Busknoten in der IEEE 1394 seriellen Busbrücke müssen zu einem gemeinsamen Taktsignal synchronisiert sein, damit für die IEEE 1394 Brücke eine isynchrone Route von Echtzeitdaten unterstützt wird. Auf diese Weise ist es ein Verfahren zur Verteilung des Taktsignals eine Anforderung, damit diese Synchronisationsanforderung erfüllt wird, während auch der Zeitjitter, herrührend aus der Verwendung verschiedener verdrahteter oder drahtloser Schaltnetzwerke, minimiert wird (die implementierungsspezifisch sind und folglich variieren). Die vorliegende Erfindung erfüllt diese Anforderungen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung umfasst in einem der Aspekte, eine Busbrücke zur Verbindung einer Anzahl Busse miteinander, die eine Anzahl Busknoten umfassen, die je mit einem betreffenden Bus der Busse gekoppelt sind, eine Anzahl schaltender Subsysteme, die je mit einem betreffenden Busknoten gekoppelt sind. Die vielen schaltenden Subsysteme bilden kollektiv ein Schaltsystem, das die vielen Busknoten miteinander verbindet. Die Busbrücke umfasst weiterhin eine Anzahl Taktsignalsubsysteme, die je wirksam mit einem betreffenden Busknoten und dem damit gekoppelten betreffenden schaltenden Subsystem assoziiert sind. Jedes Taktsignalsubsystem umfasst einen Taktsignalgenerator, der ein Taktsignal erzeugt, und einen Zykluszähler, der das Taktsignal an einem Eingang desselben empfängt, und der ein zyklisches Zählerausgangssignal erzeugt, das einen gemeinsamen Zeitbezugswert für das betreffende schaltende Subsystem und den betreffenden Busknoten bildet. Die Busbrücke ist vorzugsweise eine IEEE 1394 serielle Busbrücke. Das Schaltsystem kann ein verdrahtetes oder ein drahtloses schaltendes System sein, das ein Framesynchronisationsprotokoll benutzt. Mehrere spezifische Implementierungen der schaltenden Subsysteme und Busknoten werden beschrieben.

Die vorliegende Erfindung umfasst in einem anderen Aspekt ein Verfahren zur Verteilung eines Taktsignals in einer Busbrücke, die eine Anzahl Busknoten umfasst, die je mit einem betreffenden Bus der Busse gekoppelt ist; eine Anzahl schaltender Subsysteme, die je mit einem betreffenden Busknoten gekoppelt sind, wobei die vielen schaltenden Subsysteme kollektiv ein Schaltsystem umfassen, das die vielen Busknoten miteinander verbindet. Das Verfahren umfasst. in jedem Busknoten die nachfolgenden Schritte: das Erzeugen eines Taktsignals; das Verwenden eines Zykluszählers zum Erzeugen eines zyklischen Zählerausgangssignals; und die Verwendung des zyklischen Zählerausgangssignals zum Erzeugen eines gemeinsamen Zeitbezugswertes für den Busknoten und das betreffende damit gekoppelte schaltende Subsystem.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

1 ein Blockschaltbild mit verdrahteten und drahtlosen Verbindungen von IEEE 1394 Cluster untereinander,

2 ein Blockschaltbild der allgemeinen Architeltur einer IEEE 1394 seriellen Busbrücke,

3 ein Blockschaltbild eines Taktsignalsubsystems zum Erzeugen eines Zyklus_Startpakets an einem Wurzelknoten eines IEEE 1394 seriellen örtlichen Busses,

4 ein Blockschaltbild eines Subsystems zum verarbeiten eines Zyklus_Startpakets an einem Empfängerknoten eines IEEE 1394 seriellen örtlichen Busses,

5 ein Blockschaltbild eines Zyklusmonsterportals, eines drahtlosen schaltenden Subsystems und eines Taktsignalsubsystems nach einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,

6 ein Blockschaltbild eines Zyklusmonsterportals, eines drahtlosen schaltenden Subsystems, und eines Taktsignalsystems nach einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,

7 ein Blockschaltbild eines anderen Busknotens, eines drahtlosen schaltenden Subsystems, und eines Taktsignalsubsystems nach der vorliegenden Erfindung,

8 ein Blockschaltbild eines Zyklusmonsterportals, eines drahtlosen schaltenden Subsystems, und eines Taktsignalsubsystems nach einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und,

9 ein Blockschaltbild eines anderen Busknotens, eines drahtlosen schaltenden Subsystems und eines Taktsignalsubsystems nach einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

In 3 ist ein Taktsignalsubsystem 40 dargestellt zum Erzeugen des Zyklus_Startpakets an einem Wurzelknoten eines örtlichen IEEE 1394 seriellen Busses. Das Taktsignalsubsystem 40 umfasst einen Kristall 42, das mit einer Mastertaktrate von 24,576 MHz läuft und ein Taktsignal von 24,576 MHz liefert, und zwar zu einem Zykluszähler, der zur Zeitmarkierung der IEEE 1394 Datenpakete nach dem IEC 1883 Standard verwendet wird. Das Ziel ist, dass das Taktsignal über alle Knoten verteilt wird, die mit dem örtlichen IEEE 1394 seriellen Bus verbunden sind, und zwar derart, dass die Zykluszähler innerhalb aller Knoten, die mit dem örtlichen IEEE 1394 seriellen Bus verbunden sind, synchronisiert werden.

Das Ausgangssignal des Zykluszählers 44 wird über einen Modulo 125 &mgr;s Block 46 weitergeleitet, der alle 125 &mgr;s einer Zustandsmaschine 48 ein Zeitsignal zusendet.

Bei Empfang des Ausgangssignals des Modulo 125 &mgr;s Blocks 46 sendet die Zustandsmaschine 48 ein Kanalbeantragungssignal zu einer 1394 physikalischen Schicht (PHY) 50. Sobald der Kanal verfügbar wird, sendet die 1394 PHY Schicht 50 ein Signal zu der Zustandsmaschine 48 zurück, dass der Kanal verfügbar ist. Bei Emp0fang des Kanalverfügbarkeitssignals bereitet die Zustandsmaschine 48 den Paketkopf für das Zyklus_Startpaket vor und sendet auch einem Register 52 ein Freigabesignal zu, wobei dieses Register den Inhalt des Zykluszählers 44 zu dem betreffenden Zeitpunkt sperrt um die Bus_Zeit zu erzeugen. Eine gewisse Verzögerung in der Verarbeitung kann auf einfache Weise dadurch berücksichtigt werden, dass die Lieferung des Freigabesignals zu dem Register 52 auf geeignete Weise verzögert wird.

An jedem Knoten, der das Zyklus_Startpaket empfängt (das aus dem Paketkopf und den Bus_Zeitteilen besteht, die durch den Wurzelknoten übertragen worden sind), muss der Zykluszähler innerhalb des Empfängerknotens auf die richtige Bus_Zeit gesetzt werden, und zwar entsprechend dem empfangenen Zyklus_Startpaket. Eine derartige Rücksteltechnik der Bus_Zeit ist in 4 dargestellt. Wie in 4 ersichtlich, empfängt die 1394 PHY Schicht 60 des Empfängerknotens das Zyklus_Startpaket, das durch den Wurzelknoten übertragen wurde, und danach wird es der Koppelschicht zugeführt. Der Empfängerknoten decodiert danach den Paketkopf des Zyklus_Startpakets (im Block 62) um zu gewährleisten, dass das empfangene Paket tatsächlich das Zyklus_Startpaket ist. Gleichzeitig wird der Bus_Zeitwert in das Register 64 des Empfängerknotens geladen. Abhängig von der Verarbeitungsverzögerung (entweder für die Decodierung oder für die Ladung des Bus_Zeitwertes in das Register 64), wird eine geeignete Verarbeitungsverzögerung ermittelt (im Block 66). Die ermittelte Verarbeitungsverzögerung wird von dem Addierer 68 zu dem Ausgangssignal des Registers 64 hinzuaddiert und das Ausgangssignal des decodierten Zyklus_Startkopfblocks 62 wird durch ein Verzögerungselement 70 um die ermittelte Verarbeitungsverzögerung verzögert. Das Ausgangssignal des Verzögerungselementes 70 bildet ein Ladesignal, das dem Zykluszähler 72 des Empfängerknotens zugeführt wird. Das Ladesignal ermöglicht das Laden des Summenausgangssignals durch den Addierer 68 in den Zykluszähler 72. Der Zykluszähler 72 wird um das Taktausgangssignal des 24,576 MHz Kristalls 75 des Empfängerknotens aktualisiert. Die Aktualisierung des Zykluszählers 72 alle 125 &mgr;s gewährleistet, dass die von den jeweiligen Kristallen in verschiedenen Knoten empfangenen Taktsignale gegenüber einander nicht stark triften. Dieser Mechanismus begrenzt den Zeitjitter bei MPEG-Video auf 3 Bustaktzyklen, oder um etwa 120 ns.

Wie bereits beschrieben, müssen alle Busknoten in einer IEEE 1394 seriellen Busbrücke zu einem gemeinsamen Taktsignal synchronisiert sein, damit die IEEE 1394 Brücke isynchrone Route von Echtzeitdaten unterstützt. Auf diese Weise ist ein verfahren zum Verteilen des Taktsignals erforderlich um diese Synchronisationsanforderung zu erfüllen, während auch der Zeitjitter minimiert wird, herrührend aus der Verwendung verschiedener verdrahteter oder drahtloser schaltender Netzwerke (die implementierungsspezifisch sind und folglich variabel).

Wenn ein drahtloses Schaltnetzwerk verwendet wird zum Verbinden von IEEE 1394 Busknoten untereinander begegnet man den nachstehenden Probleme:

  • (1) Es kann sein, dass es nicht möglich ist, alle 125 &mgr;s das Zyklus_Startpaket zu senden, da der Gesamtaufwand für das Zyklus_Startpaket signifikant sein kann für Übertragungen mit niedriger Datenrate;
  • (2) Es kann sein, dass der drahtlose Kommunikationskanal zu dem betreffenden Zeitpunkt, wo das Zyklus_Startpaket gesendet werden soll, nicht verfügbar ist. Die Zeit, in der nicht auf den Kommunikationskanal zugegriffen werden kann, kann gegenüber einem verdrahteten Schaltnetzwerk sehr lang sein;
  • (3) Es ist möglich, dass das Zyklusmonsterportal nicht der Wurzelknoten ist; und
  • (4) Es kann sein, dass nicht alle aktuelle drahtlose Übertragungsstandards auf einer Frame-Basis arbeiten, obschon die meisten Standards ein Konzept von Frametiming haben, das zwischen den jeweiligen drahtlosen Knoten synchronisiert ist.

Wie nachstehend einleuchten dürfte, löst das Taktsignalverteilungsverfahren nach der vorliegenden Erfindung jedes der oben genannten Probleme. Erstens wird vorausgesetzt, dass alle drahtlose Standards, die für kompatibel mit IEEE 1394 gehalten werden, unterstützen einen Framesynchronisationsmechanismus. In dieser Hinsicht benutzt IEEE 802.11 Perioden auseinander liegende Baken als Framesynchronisationsmechanismus. Ein ähnliches Verfahren, das Zeitmarkierungen verwendet, wurde für drahtloses ATM (WATM) vorgeschlagen, was in Europa als "HIPERLAN 2" bezeichnet wird. Drahtlose zellulare Standards, wie GSM, DECT, Informationssignal-95, Informationssignal-54 und Informationssignal-136 benutzen auch framebasiertes Timing. Vielleicht ist der einzige wichtige drahtlose Standard, der kein framebasiertes Timing benutzt, HIPERLAN 1. Aber angesichts der geringen Population von Einrichtungen auf Basis dieses Standards, ist es gut möglich, dass HIPERLAN 1 niemals weit verbreitet akzeptiert wird. Auf diese Weise wird die Voraussetzung, dass nur diejenigen drahtlosen Standards, die einen Framsynchronisationsmechanismus unterstützen, für kompatibel mit IEEE 1394 gehalten werden, ist zwecks der vorliegenden Erfindung nicht übermäßig beschränkend.

Anhand der 5 wird nun ein Verfahren zum Verteilen des Taktsignals bei dem Zyklusmonsterportal in einer IEEE 1394 seriellen Busbrücke beschrieben, das ein drahtloses Schaltnetzwerk nach einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung benutzt. Der "drahtlose Teil" 80 in 5 bezieht sich auf ein drahtloses schaltendes Subsystem, das mit dem Zyklusmonsterportal der drahtlosen IEEE 1394 seriellen Busbrücke gekoppelt ist. Der "1394 Teil" bezieht sich auf einen Kommunikationsschnittstellenteil des zyklischen Monsterportals des drahtlosen IEEE 1394 seriellen Busbrücke. In dem in 5 dargestellten System wird vorausgesetzt, dass das Zyklusmonsterportal nicht ein zyklischer Master ist. Es sei bemerkt, dass nach der vorliegenden Erfindung jeder der Busknoten in der IEEE 1394 seriellen Busbrücke (einschließlich des Zyklusmonsterportals und aller "anderen" Busknoten) mit einem betreffenden drahtlosen (oder verdrahteten) schaltenden Subsystem gekoppelt sein wird, wie nachstehend deutlich wird. Weiterhin dürfte es einleuchten, dass die vielen schaltenden Subsysteme, die mit den betreffenden Busknoten gekoppelt sind, kollektiv das Schaltsystem (d.h. das schaltende Netzwerk) der IEEE 1394 seriellen Busbrücke bilden.

Es dürfte einleuchten, dass der drahtlose Teil 80 dem bereits beschriebenen Taktsignalsubsystem 40 aus 3 virtuell entsprich, ausgenommen, dass der Modulo 125 &mgr;s Block 46 durch einen Modulo W &mgr;s Block 46' ersetzt worden ist, wobei "W" die Zyklus Zeit des drahtlosen Teils 80 ist, oder mehr allgemein, die Framezeit des drahtlosen Kommunikationsstandards, der durch den drahtlosen Teil 80 angewandt wird. Der 1394 Teil 82 ist virtuell identisch mit dem den Empfängerknoten verarbeitenden Subsystem aus 4. Nach der vorliegenden Erfindung sind der drahtlose Teil 80 und der 1394 Teil 82 mit einem gemeinsamen Taktsignalsubsystem 83 wirksam gekoppelt, das einen Taktzähler 90 und einen 24,576 MHz Kristall 92 aufweist.

Auf diese Weise sind der drahtlose Teil 80 und der 1394 Teil 82 beide im Wesentlichen Sklaven desselben Taktsignals. Auf diese Weise kann jeder beliebige zusätzliche Zeitjitter innerhalb des drahtlosen Teils 80 dadurch ganz einfach reduziert werden, dass der Trift zwischen den Taktsignalen des drahtlosen Schaltnetzwerkes, der eine Funktion des Parameters "W" ist, reduziert wird.

Es dürfte dem Fachmann einleuchten, dass diese Taktsignalverteilungstechnik auch in einer verdrahteten IEEE 1394 seriellen Busbrücke angewandt werden kann, d.h. in einer IEEE 1394 seriellen Busbrücke, in der ein verdrahtetes Schaltnetzwerk verwendet wird, wodurch die drahtlosen Subsysteme verdrahtete Subsysteme werden.

Anhand der 6 wird ein Verfahren zum Verteilen des Taktsignals in dem Zyklusmonsterportal in einer IEEE 1394 seriellen Busbrücke beschrieben, die ein drahtloses Schaltnetzwerk nach einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet. Der "drahtlose Teil" 100 in 5 bezieht sich wieder auf ein drahtloses schaltendes Subsystem, das mit dem Taktmonsterportal der drahtlosen IEEE 1394 seriellen Busbrücke gekoppelt ist. Der "1394 Teil" 102 bezieht sich auf einen Kommunikationsschnittstellenteil des Taktmonsterportals der drahtlosen IEEE 1394 seriellen Busbrücke. In dem in 6 dargestellten System wird vorausgesetzt, dass das Taktmonsterportal ein Taktmaster ist. Es dürfte einleuchten, dass der drahtlose Teil 100 dem in 5 dargestellten drahtlosen Teil 80 entspricht und der 1394 Teil 102 entspricht im Wesentlichen dem in 3 dargestellten Taktsignalsubsystem 40. Der drahtlose Teil 100 und der 1394 Teil 102 sind beide mit einem gemeinsamen Taktsignalsubsystem 103 wirksam verbunden, das einen Kristall 110 und einen Taktzähler 112 aufweist.

Anhand der 7 wird ein Verfahren zum Verteilen des Taktsignals über andere Busknoten (d.h. anders als das Taktmonsterportal) in einer IEEE 1394 seriellen Busbrücke nach einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Der 1394 Teil 120 bezieht sich auf den Kommunikationsschnittstellenteil des betreffenden "anderen" Busknotens in der IEEE 1394 seriellen Busbrücke, und der drahtlose Teil 122 bezieht sich auf das drahtlose Subsystem, das damit wirksam gekoppelt ist. Im Allgemeinen ist die in 7 dargestellte Konfiguration die gleiche wie die aus 5, ausgenommen, dass die 1394 und die drahtlosen Teile 120, 122 gegenüber richtigen 1394/drahtlosen physikalischen Schichten umgekehrt sind. In diesem Fall aktualisiert der drahtlose Teil 122 den Taktzähler 121 des betreffenden Taktsignalsubsystems 123, wenn dieses ein neues Zyklus_Startpaket empfängt. Wie oben bereits beschrieben, ist es möglich, dass das Zyklus_Startpaket von dem drahtlosen Teil 122 mit einer anderen Rate empfangen wird als der 1394 Teil 120. Da alle Busknoten in der IEEE 1394 seriellen Busbrücke Taktmaster sind (mit der möglichen Ausnahme des Taktmonsterportals), erzeugt der verdrahtete 1394 Teil 120 jedes "anderen" Busknotens immer das Zyklus_Startpaket in dem geeigneten 125 &mgr;s Zyklus. Es dürfte einleuchten, dass es für die vorliegende Erfindung nicht wesentlich ist, dass jeder der Busknoten Taktmaster des betreffenden örtlichen seriellen Busses ist.

Es ist auch möglich, dass die drahtlos/Verbindungsstandards die komplette Genauigkeit des Taktzählers auf Basis eines 24,576 MHz Taktsignals nicht unterstützen. So unterstützt beispielsweise IEEE 802.11 eine Taktgenauigkeit von nur 1 &mgr;s, d.h. es ist nicht möglich, eine Bus_Zeit zu senden, die eine ausreichende Anzahl Bits enthält um das 24.576 MHz Taktsignal mit kompletter Genauigkeit darzustellen. Nach einem anderen Aspekt aber der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die komplette Genauigkeit des Zykluszählers jedes betreffenden Taktsignalsubsystems zu gewährleisten, sogar, wenn die drahtlos/Verbindungsstandards die komplette Genauigkeit des Taktzählers auf Basis des 24,576 MHz Taktsignals nicht unterstützen. Insbesondere setzt nach diesem Aspekt der vorliegenden Erfindung der Taktzähler die eigene Aktualisierung fort, und zwar auf Basis des 34,576 MHz Taktsignals, und die am wenigsten signifikanten Bits dieses Taktsignals, die nicht über den drahtlosen Kanal übertragen werden können, werden mit einem voreingestellten Wert verglichen, beispielsweise alles Null. Die Bus_Zeit wird nur dann über den drahtlosen Kanal gesendet, wenn die am wenigsten signifikanten Bits des Taktzählerausgangssignals dem voreingestellten Wert gleich sind. Beim Empfänger wird der voreingestellte Wert zusammen mit der gegebenen Bus_Zeit in den Taktzähler geladen, wodurch die komplette Genauigkeit des Zykluszählers gewährleistet wird.

8 zeigt ein Blockschaltbild eines Subsystems (einer IEEE 1394 seriellen Busbrücke) zum Erzeugen eines drahtlosen Zyklus_Startpakets bei einem Taktmonsterportal, wenn die komplette Genauigkeit des Taktzählers nicht von dem drahtlosen Teil nach dem oben beschriebenen Aspekt der vorliegenden Erfindung übertragen wird; und 9 zeigt ein Blockschaltbild eines Subsystems (einer IEEE 1394 seriellen Busbrücke) zum Empfangen eines drahtlosen Zyklus_Startpakets in einem anderen Busknoten (der IEEE 1394 seriellen Busbrücke), wenn komplette Genauigkeit des Taktzählers nicht den dem drahtlosen Teil nach dem oben beschriebenen Aspekt der vorliegenden Erfindung übertragen wird.

Der drahtlose Teil 140 des in 8 dargestellten Subsystems entspricht dem drahtlosen Teil 100 aus 6, mit der Ausnahme, dass der drahtlose Teil 140 einen zusätzlichen Verarbeitungsblock 142 umfasst um zu ermitteln, wenn die weniger signifikanten Bits des Taktzählerausgangssignals dem voreingestellten Wert entsprechen, und zum Erzeugen eines Triggersignals zum Auslösen der Sendung des Zyklus_Startpakets durch die Zustandsmaschine, wenn eine Gleichheit detektiert wird. Auf gleiche Weise ist der drahtlose Teil 150 des in 9 dargestellten Subsystems identisch mit dem drahtlosen Teil 122 aus 7, mit der Ausnahme, dass der drahtlose Teil 122 einen zusätzlichen Verarbeitungsblock 152 aufweist zum Laden des voreingestellten Wertes in den Taktzähler, zusammen mit der aus dem empfangenen Zyklus_Startpaket extrahierten Bus_Zeit. Der 1394 Teil 141 des in 8 dargestellten Subsystems kann denen aus den 5 oder 6 entsprechen, und zwar abhängig davon, ob das Taktmonsterportal ein Taktmaster ist oder nicht. Der 1394 Teil 151 des in 9 dargestellten Subsystems kann dem aus 7 entsprechen.

Auf Basis des Obenstehenden und des Vorhergehenden dürfte es dem Fachmann einleuchten, dass die Taktsignalverteilungsmethodologie nach der vorliegenden Erfindung nicht auf drahtlose IEEE 1394 serielle Busbrücken begrenzt ist, sondern im Allgemeinen auf alle möglichen Implementierungen von Schaltnetzwerken anwendbar ist, wobei die einzige Beschränkung ist, dass das Schaltnetzwerk framebasierte Synchronisation unterstützt. Weiterhin dürfte es einleuchten, dass die oben beschriebene Taktsignalverteilungsmethodologie nach der vorliegenden Erfindung die unten nummerierten Vorteile gegenüber zur Zeit verfügbarer Technologie schafft:

  • (1) sie kann mehrere physikalische Schichtstandards unterstützen;
  • (2) sie kann verdrahtete oder drahtlose Schaltnetzwerke unterstützen;
  • (3) sie kann verschiedene Datenraten unterstützen;
  • (4) die Implementierung ist einfach und allgemein; und
  • (5) sie minimiert Zeitjitter wesentlich.

Obschon die vorliegende Erfindung hier oben detailliert beschrieben worden ist, dürfte es einleichten, dass viele Abwandlungen und/oder Modifikationen des erfinderischen Basiskonzepts möglich sind, die dem Fachmann einfallen könnten, die aber dennoch im Rahmen der vorliegenden Erfindung liegen, wie in den beiliegenden Patentansprüchen definiert.


Anspruch[de]
Busbrücke (20) zum Verbinden einer Anzahl Busse (30), wobei diese Brücke Folgendes umfasst:

– eine Anzahl Busknoten (22), wobei jeder Busknoten (22) mit einem betreffenden Bus der Busse (30) gekoppelt wird,

– eine Anzahl schaltender Subsysteme (80, 100, 122, 140 oder 150) wobei jedes der schaltenden Subsysteme mit einem betreffenden Busknoten (22) gekoppelt ist, wobei die Anzahl schaltender Subsysteme kollektiv ein schaltendes System (24) umfasst, das die Anzahl Busknoten (22) miteinander verbindet;

– wobei einer der Busse ein Zyklusmonster umfasst, das ein Knotenpunkt ist, von dem aus das Taktsignal über alle Busse verteilt wird; wobei der Busknoten mit dem Bus gekoppelt ist, wobei das Zyklusmonster als das Zyklusmonsterportal bezeichnet wird;

– eine Anzahl Taktsignalsubsysteme (83, 103 oder 123), wobei jedes Taktsignalsubsystem wirksam mit einem betreffenden Busknoten (22) assoziiert ist und wobei das betreffende schaltende Subsystem damit gekoppelt ist, wobei jedes Taktsignalsubsystem Folgendes umfasst:

– einen Taktsignalgenerator (92 oder 110), der ein Taktsignal für das Subsystem erzeugt; und

– einen Taktzähler (90, 112 oder 121), der mit dem Taktsignalgenerator gekoppelt ist und der zyklisch ein Taktzählerausgangssignal liefert, das einen Zeitbezugswert für das betreffende schaltende Subsystem und den betreffende Busknoten bildet;

– wobei das schaltende Subsystem, das mit dem Taktmonsterportal gekoppelt ist, dazu vorgesehen ist, zyklisch ein Ausgangssignal des Taktzählers als gemeinsamen Zeitbezugswert jedem anderen schaltenden Subsystem zuzuführen; und wobei jede schaltende Subsystem, das nicht mit dem Taktmonsterportal gekoppelt ist, dazu vorgesehen ist, den gemeinsamen Zeitbezugswert in den Taktzähler zu laden.
Busbrücke nach Anspruch 1, wobei jedes der schaltenden Subsysteme (80, 100, 122, 140 oder 150) ein drahtloses schaltendes Subsystem ist und das schaltende System (24) ein drahtloses schaltendes System ist. Busbrücke nach Anspruch 1, wobei jedes der schaltenden Subsysteme (80, 100, 122, 140 oder 150) ein drahtgebundenes Subsystem ist und das schaltende System (24) ein drahtgebundenes schaltendes System ist. Busbrücke nach Anspruch 1, wobei

– die Busbrücke (20) eine serielle Busbrücke ist,

– jeder der Busse (30) ein serieller örtlicher Bus ist, und

– jeder Busknoten (22) ein Knotenpunkt an dem betreffenden seriellen örtlichen Bus (30) ist.
Busbrücke nach Anspruch 1, wobei

– die Busbrücke (20) eine IEEE 1394 serielle Busbrücke ist,

– jeder der Busse (30) ein IEEE 1394 serieller örtlicher Bus ist, und

– jeder Busknoten (22) ein IEEE 1394 serieller Busknoten ist.
Busbrücke nach Anspruch 1, wobei das Taktmonsterportal (82, 102, 141) ein Taktmaster ist. Busbrücke nach Anspruch 1, wobei das Taktmonsterportal (82, 102, 141) nicht ein Taktmaster ist. Busbrücke nach Anspruch 1, wobei das schaltende System (24) ein Frame-Synchronisationsprotokoll benutzt. Busbrücke nach Anspruch 8, wobei das schaltende Subsystem (80), das mit dem zyklischen Monsterportal (82) gekoppelt ist, Folgendes umfasst:

– einen Modulo W &mgr;s Zähler (46'), der das Taktzählerausgangssignal des betreffenden Taktsignalsubsystems (83) empfängt und der alle W &mgr;s in Reaktion darauf ein Zeitsignal erzeugt, wobei W eine Frame-Zeit ist, spezifiziert durch das Frame-Synchronisationsprotokoll;

– eine Zustandsmaschine (48), die ein Freigabesignal erzeugt, und zwar in Reaktion auf das Zeitsignal; und

– ein Register (52), das einen ersten Eingang hat, der das Taktzählerausgangssignal des betreffenden Taktsignalsubsystems (83) empfängt und einen zweiten Eingang, der das Freigabesignal empfängt, wodurch das Register (52) in Reaktion auf das Freigabesignal einen Bus_Zeitdatenblock liefert, wobei der Bus_Zeitdatenblock für eine aktuelle Buszeit indikativ ist.
Busbrücke nach Anspruch 9, wobei das Taktmonsterportal (82) Folgendes umfasst:

– eine physikalische Schicht (60), die das Takt_Startpaket von dem betreffenden schaltenden Subsystem (80) empfängt;

– einen Decodierteil (62), der das Takt_Startpaket von dem betreffenden schaltenden Subsystem (80) empfängt;

– einen Decodierteil (62), der den Paketheader des Takt_Startpakets decodiert und der ein Decodiersignal liefert, das für den Empfang des Takt_Startpakets indikativ ist;

– einen Verarbeitungsverzögerungsteil (66), der eine Verarbeitungszeit bestimmt, erforderlich zum decodieren des Takt_Startpakets, und der ein Verarbeitungsverzögerungszeitausgangssignal liefert, das für die bestimmte Verarbeitungszeit indikativ ist,

– ein Verzögerungselement (70), das das Decodiersignal um die Verarbeitungsverzögerungszeit verzögert und das ein Ladesignal liefert;

– ein Register (64), das den Bus-Zeitdatenblock empfängt und das ein Registerausgangssignal liefert, das für die aktuelle Bus_Zeit indikativ ist;

– einen Addierer (68), der das Verarbeitungsverzögerungszeitausgangssignal und das Registerausgangssignal zusammenzählt, und das die Summe liefert, und

– wobei der Taktzähler (90) des betreffenden Taktsignalsubsystems (83) das Ladesignal empfängt und die Summe in Reaktion auf das Ladesignal in den Taktzähler (90) des betreffenden Taktsignalsubsystems (83) geladen wird.
Busbrücke na9, wobei das Taktmonsterportal (102) Folgendes umfasst:

– einen Modulo N &mgr;s Zähler (46), der das Taktzählerausgangssignal des betreffenden Taktsignalsubsystems (103) empfängt und der alle N &mgr;s in Reaktion darauf ein zweites Zeitsignal erzeugt, wobei N ein Wert ist, der durch ein vorgeschriebenes Busprotokoll spezifiziert wird;

– eine zweite Zustandsmaschine (48'), die in Reaktion auf das zweite Zeitsignal ein zweites Freigabesignal erzeugt; und

– ein zweites Register (52'), das einen ersten Eingang hat, der das Taktzählerausgangssignal des betreffenden Taktsignalsubsystems (103) empfängt, und einen zweiten Eingang, der das zweite Freigabesignal empfängt, wodurch das zweite Register (52') in Reaktion auf das zweite Freigabesignal einen zweiten Bus_Zeitdatenblock liefert, wobei der zweite Bus_Zeitdatenblock für eine aktuelle Buszeit indikativ ist.
Busbrücke nach Anspruch 9, wobei jeder Busknoten (120 oder 151) anders als das Taktmonsterportal (82 oder 102) Folgendes umfasst:

– einen Modulo N &mgr;s Zähler (46''), der das Taktzählerausgangssignal des betreffenden Taktsignalsubsystems (123) empfängt und der alle N &mgr;s in Reaktion darauf ein Zeitsignal erzeugt, wobei N ein Wert ist, der durch ein vorgeschriebenes Busprotokoll spezifiziert ist;

– eine Zustandsmaschine (48''), die in Reaktion auf das Zeitsignal ein Kanalbeantragungssignal erzeugt:

– eine physikalische Schicht (50''), die das Kanalbeantragungssignal empfängt und die in Reaktion darauf ein Kanalverfügbarkeitssignal erzeugt, und zwar bei Ermittlung, dass ein drahtloser Kommunikationskanal verfügbar ist, der von dem drahtlosen schaltenden System (24) verwendet wird, wobei die Zustandsmaschine (48'') das Kanalverfügbarkeitssignal empfängt und einen Paketheader und ein Freigabesignal erzeugt, und zwar in Reaktion auf das Kanalverfügbarkeitssignal;

– ein Register (52''), das einen ersten Eingang hat, der das Taktzählerausgangssignal des betreffenden Taktsignalsubsystems (123) empfängt, und einen zweiten Eingang, der das Freigabesignal empfängt, wodurch das Register (52'') einen Bus_Zeitdatenblock liefert, und zwar in Reaktion auf das Freigabesignal. Wobei der Bus_Zeitdatenblock für die aktuelle Buszeit indikativ ist; und

– wobei der Paketheader und der Bus_Zeitdatenblock zusammen ein Takt_Startpaket aufweisen, das von dem betreffenden drahtlosen schaltenden Subsystem (122) übertragen wird.
Busbrücke nach Anspruch 9, wobei jedes der drahtlosen schaltenden Subsysteme (122 oder 150), die mit den Busknoten (120 oder 151) anders als den Taktmonsterportalen (82, 102 oder 141) gekoppelt sind, Folgendes umfasst:

– eine drahtlose physikalische Schicht (60''), die ein Takt_Startpaket von dem betreffenden Busknoten (120 oder 150) empfängt;

– einen Decodierteil (62''), der den Paketheader des Takt_Startpakets decodiert und der ein Decodiersignal liefert, das für den Empfang des Takt_Startpakets indikativ ist;

– einen Verarbeitungsverzögerungstei (66''), der eine Verarbeitungszeit bestimmt, erforderlich zum Decodieren des Takt_Startpakets, und der ein Verarbeitungsverzögerungszeitausgangssignal liefert, das für die ermittelte Verarbeitungszeit indikativ ist,

– ein Verzögerungselement (70''), das das Decodiersignal um die Verarbeitungsverzögerungszeit verzögert und das ein Ladesignal liefert;

– ein Register (64''), das den Bus_Zeitdatenblock empfängt und das ein Registerausgangssignal erzeugt, das für die aktuelle Bus-Zeit indikativ ist;

– einen Addierer (68''), der das Verarbeitungsverzögerungszeitausgangssignal und das Registerausgangssignal summiert, und der die Summe liefert; und

– wobei der Taktzähler des betreffenden Taktsignalsubsystems (123) das Ladesignal empfängt und die Summe in Reaktion auf das Ladesignal in den Taktzähler (121) des betreffenden Taktsignalsubsystems (123) geladen wird.
Busbrücke nach Ansprach 8, wobei das schaltende Subsystem (100), das mit dem Taktmonsterportal (102) gekoppelt ist, Folgendes umfasst:

– einen Modulo W &mgr;s Zähler (46'), der das Taktzählerausgangssignal des betreffenden Taktsignalsubsystems (103) empfängt und der alle W &mgr;s ein erstes Zeitsignal erzeugt, wobei W eine Bildzeit ist, spezifiziert durch das Bildsynchronisationsprotokoll;

– eine Zustandsmaschine (48), die in Reaktion auf das Zeitsignal ein Kanalbeantragungssignal erzeugt;

– eine physikalische Schicht (50), die das erste Kanalbeantragungssignal empfängt und die in Reaktion darauf ein erstes Kanalverfügbarkeitssignal erzeugt, und zwar bei Ermittlung, dass ein Kommunikationskanal, der von dem schaltenden System (24) verwendet wird, verfügbar ist, wobei die Zustandsmaschine (48) das Kanalverfügbarkeitssignal empfängt und in Reaktion auf das Kanalverfügbarkeitssignal einen Paketheader und ein Freigabesignal erzeugt;

– ein Register (52), das einen ersten Eingang hat, der das Taktzählerausgangssignal des betreffenden Taktsignalsubsystems (103) empfängt, und einen zweiten Eingang, der das erste Freigabesignal empfängt, wobei das Register (52) in Reaktion auf das erste Freigabesignal einen ersten Bus_Zeitdatenblock liefert, wobei der erste Bus_Zeitdatenblock für die aktuelle Buszeit indikativ ist; und

– wobei der Paketheader und der Bus_Zeitdatenblock zusammen ein Takt_Startpaket aufweisen, das durch das schaltende Subsystem (100) übertragen wird.
Busbrücke nach Anspruch 8, wobei das drahtlose Schaltsystem (140), das mit dem Taktmonsterportal (141) gekoppelt ist, Folgendes umfasst:

– einen Modulo W &mgr;s Zähler (46'), der das Taktzählerausgangssignal des betreffenden Taktsignalsubsystems (83) empfängt und der alle W &mgr;s ein Zeitsignal erzeugt, wobei W eine Bildzeit ist, die durch das Bildsynchronisationsprotokoll spezifiziert ist;

– eine Zustandsmaschine (48), die in Reaktion auf das Zeitsignal ein Kanalbeantragungssignal erzeugt;

– eine Vergleichsschaltung (142), die vorgeschriebene weniger signifikante Bits des Taktzählerausgangssignals des betreffenden Taktsignalsubsystems (83) mit einem voreingestellten Wert vergleicht, und die bei Detektion einer Gleichheit ein Triggersignal liefert;

– eine drahtlose physikalische Schicht (50), die das Kanalbeantragungssignal empfängt und in Reaktion darauf ein Kanalverfügbarkeitssignal erzeugt, und zwar bei Ermittlung, dass ein drahtloser Kommunikationskanal, der von dem drahtlosen schaltenden System (24) verwendet wird, verfügbar ist,

– wobei die Zustandsmaschine (48) das Kanalverfügbarkeitssignal empfängt und einen Paketheader und ein Freigabesignal erzeugt, und zwar in Reaktion auf den Empfang des Kanalverfügbarkeitssignals und des Triggersignals;

– ein Register (52), das einen ersten Eingang hat, der das Taktzählerausgangssignal des betreffenden Taktsignalsubsystems (83) empfängt, und einen zweiten Eingang, der das Freigabesignal empfängt,

– wobei das Register (52) einen Bus_Zeitdatenblock liefert, und zwar in Reaktion auf das Freigabesignal, wobei der Bus_Zeitdatenblock für eine aktuelle Buszeit indikativ ist; und

– wobei der Paketheader und der Bus_Zeitdatenblock zusammen ein Takt_Startpaket aufweisen, das von dem betreffenden drahtlosen schaltenden Subsystem (140) übertragen wird.
Verfahren zum Verteilen eines Taktsignals in einer Busbrücke (20), die eine Anzahl Busknoten (22) aufweist, die je mit einem betreffenden Bus der Busse (30) gekoppelt ist; eine Anzahl schaltender Subsysteme (80, 100, 122, 140 oder 150), die je mit einem betreffenden Busknoten (22) gekoppelt sind, wobei die Anzahl schaltender Subsysteme (80, 100, 122, 140 oder 150) kollektiv ein Schaltsystem (24) aufweisen, das die Anzahl Busknoten (22) miteinander verbindet; wobei einer der Busse ein Taktmonster aufweist, das ein Knotenpunkt ist, von dem aus das Taktsignal über alle Busse fortgepflanzt wird; wobei der Busknoten mit dem Bus gekoppelt ist, wobei das Taktmonster als das Taktmonsterportal bezeichnet wird;

wobei das Verfahren die nachfolgenden Verfahrensschritte umfasst:

– bei jedem Busknoten (22) das Erzeugen eines Taktsignals;

– bei jedem Busknoten (22), das Verwenden eines Taktzählers (90, 112, 121), der mit dem Taktsignalgenerator gekoppelt ist zum zyklischen Erzeugen eines Taktzählerausgangssignals, und das Verwenden des Taktzählerausgangssignals zum Erzeugen eines Zeitbezugswertes für den Busknoten (20) und das betreffende schaltende Subsystem, das damit gekoppelt ist;

– in dem schaltenden Subsystem, das mit dem Taktmonsterportal gekoppelt ist, das zyklische Übertragen eines Ausgangssignals des Taktzählers als einen gemeinsamen Zeitbezugswert zu jedem anderen schaltenden Subsystem; und

– bei jedem schaltenden Subsystem, das nicht mit dem Taktmonsterportal gekoppelt ist, das Laden des gemeinsamen Zeitbezugswertes in den Taktzähler.






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