DE10249592A1

DE10249592A1 - Datenverarbeitungsknoten für ein Leitsystem

Info

Publication number: DE10249592A1
Application number: DE2002149592
Authority: DE
Inventors: Hubert Kirrmann
Original assignee: ABB Research Ltd Switzerland
Current assignee: ABB Research Ltd Switzerland
Priority date: 2002-10-24
Filing date: 2002-10-24
Publication date: 2004-06-17

Abstract

In einem Datenverarbeitungsknoten mit mindestens zwei Teiknoten (1, 2), wobei jeder Teilknoten einen Datenausgang aufweist und von jedem Teilknoten (1, 2) ein Schreibsignal erzeugbar ist, wenn Daten von seinem Datenausgang gesendet werden sollen, für jeden Teilknoten (1, 2) je eine zugeordnete Sendeeinheit (17, 27) zur Übertragung zu sendender Daten vom Datenausgang des Teilknotens auf eine Busleitung (8, 9) wird ein fehlerstummschaltendes Verhalten ("fail-silent mode") erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass die Übertragung von Daten durch die Sendeeinheiten (17, 27) nur ermöglicht ist, wenn alle Teilknoten (1, 2) gleichzeitig ein Schreibsignal erzeugen.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Leitsysteme. Sie betrifft einen Datenverarbeitungsknoten und ein Verfahren zur Datenübertragung zwischen mindestens zwei Datenverarbeitungsknoten in einem replizierten Datennetz nach dem Oberbegriff der unabhängigen Patentansprüche.
Stand der Technik
Leitsysteme, insbesondere Kontroll-, Leittechnik-, Steuer- und/oder Regelsysteme, für Anwendungen, die hohe Anforderungen an Sicherheit und Zuverlässigkeit stellen, sind aus einer Vielzahl von Datenverarbeitungsknoten aufgebaut, die über ein Datennetz verbunden sind. Derartige Kontroll-, Leittechnik- oder Leitsysteme bezeichnet man auch als verteilte Leitsysteme. Ein wichtiger Aspekt bei einer Entwicklung solch verteilter Leitsysteme ist es, dafür zu sorgen, dass ein Fehlverhalten, insbesondere ein Ausfall, einer einzelnen Komponente nicht zu einem Ausfall des gesamten Leitsystems führt. In diesem Zusammenhang spricht man auch von fehlertoleranten Leitsystemen
Ein Grundbaustein solch fehlertoleranter Leitsysteme sind Fehler-stummschaltende Datenverarbeitungsknoten (im Englischen „fail-silent" nodes). Wenn solche Fehler-stummschaltenden Da tenverarbeitungsknoten einen internen Fehler feststellen, markieren sie von ihnen gesendete Daten als ungültig oder unterbinden eine Versendung von Daten vollständig. Auf diese Weise wird vermieden, dass fehlerhafte Daten von einem Empfänger als korrekt angesehen werden. Idealerweise weisen Fehler-stummschaltende Datenverarbeitungsknoten eine hohe Offenbarungsrate (englisch: „coverage") auf, d.h. ein Fehler wird mit grosser Wahrscheinlichkeit innerhalb einer vorgegebenen, im Allgemeinen sehr kurzen Latenzzeit bemerkt.
Solche Fehler-stummschaltenden Datenverarbeitungsknoten werden häufig durch ein Paar identischer Prozessoren realisiert. Eine geeignete Synchronisation zwischen den Prozessoren ermöglicht, dass beide Prozessoren gleichzeitig ein identisches, Programm ausführen. Ein Vergleichsglied kann dann Fehler durch einen Vergleich der von den beiden Prozessoren gelieferten Daten entdecken. Vorteilhaft wird in einem solchen Fall eine Ausgabe von Daten durch den Datenverarbeitungsknoten vom Vergleichsglied unterbunden. Das Vergleichsglied ist dabei ein sicherheitsbestimmendes Element, welches so gebaut ist, dass sein Ausfall nicht unentdeckt bleiben darf. Ein derartiges Prinzip ist in der deutschen Patentschrift DE 3211265 C2 beschrieben.
Um die Funktion des Leitsystems auch bei Ausfall eines solchen Fehler-stummschaltenden Knoten aufrechtzuerhalten, werden bei manchen verteilten fehlertoleranten Leitsystemen redundante Datenverarbeitungsknoten durch ein repliziertes Datennetz verbunden, um eine grössere Verfügbarkeit zu gewährleisten. Dabei springt ein zweiter redundanter Datenverarbeitungsknoten als Ersatzknoten ein, wenn ein erster redundanter Datenverarbeitungsknoten als Arbeitsknoten ausfällt. Redundante Busleitungen werden synchronisiert betrieben, was bedeutet, dass parallel arbeitende Datenverarbeitungsknoten identische Daten im wesentlichen gleichzeitig über beide Busleitungen versenden. Empfangsstufen der Datenverarbeitungsknoten wählen die Daten von einer der Busleitungen aus, überwachen dabei jedoch perma nent die zweite Busleitung. Auch der Ersatzknoten nimmt am Busverkehr teil, um dessen Funktionstüchtigkeit überprüfen zu können. In einer speziellen Auslegungsart sind alle redundanten Datenverarbeitungsknoten gleichzeitig aktiv und verschicken ihre Daten hintereinander. Ein Empfänger bildet daraus einen Konsenz, typischerweise durch eine 1 von 2 Auswahl oder durch eine 2 von 3 Auswahl.
1 zeigt ein herkömmliches, verteiltes Leitsystem, welches eine Anzahl von n Datenverarbeitungsknoten S₁, ...,S_n umfasst, welche mit einem Bus verbunden sind, der aus zwei Busleitungen, Busleitung A und Busleitung B, gebildet ist. Dabei existieren Zeitfenster a_k,l auf Busleitung A und Zeitfenster b_k,l auf Busleitung B, wobei k=1,...,n und l=1,2,... ist. Die Zeitfenster regeln eine Kommunikation zwischen den Datenverarbeitungsknoten derart, dass es für jeden der Datenverarbeitungsknoten S_i zugeordnete Zeitfenster a_i,l und b_i,l (i=1,..., n) gibt, in welchen der Datenverarbeitungsknoten S_i senden darf. Diese Art der Kommunikation bezeichnet man als zeitgesteuerte Kommunikation (englisch „time division multiple access", kurz TDMA, „cyclic transmission" oder „time-triggered communication"). Die beiden Busleitungen werden synchron betrieben, was bedeutet, dass eine maximale Zeitverschiebung zwischen einem Zeitfenster a_k,l auf Busleitung A und einem diesem entsprechenden Zeitfenster b_k,l auf Busleitung B klein ist im Vergleich zu einer Länge des Zeitfensters a_k,l, insbesondere, dass die Zeitverschiebung angenähert maximal einige Mikrosekunden beträgt.
Die Zeitfenster werden dabei entweder durch einen Masterknoten M nach vorgängiger Zuweisung an die Datenverarbeitungsknoten S₁,...,S_n vergeben, wie in 1 gezeigt ist, oder durch einen verteilten Uhrensynchronisationsalgorithmus, mittels welchem jeder Datenverarbeitungsknoten S₁,...,S_n selbst das für ihn vorgesehene Zeitfenster ermittelt.
Probleme ergeben sich, wenn ein Datenverarbeitungsknoten S_i in einem nicht für ihn vorgesehenen Zeitfenster a_j,l oder b_j,l (j≠i) sendet. Dadurch werden in diesem Zeitfenster gesendete Daten entweder zerstört oder einem anderen Datenverarbeitungsknoten S_j zugeschrieben. Eine solche Situation kann bei einer Leitsystem-Architektur mit Masterknoten M dann auftreten, wenn aufgrund eines einfachen Fehlers in einem Adressdecoder der Datenverarbeitungsknoten S_i falsch auf die Zuweisung durch den Masterknoten M reagiert. Im Falle einer Synchronisation mittels eines verteilten Synchronisationsalgorithmus kann eine solche Situation dann auftreten, wenn ein oder mehrere Datenverarbeitungsknoten sich fehlerhaft mit dem Zeitsignal anderer Datenverarbeitungsknoten synchronisieren, so dass ein Synchronisationsfehler auch ohne Vorhandensein eines Hardwarefehlers auftreten kann.
Auch sogenannte Anti-jabber-Schaltkreise bleiben in einem solchen Fall häufig wirkungslos. Ein Anti-jabber-Schaltkreis ist ein vom verteilten Datenverarbeitungssystem unabhängiger Schaltkreis, der eine Sendedauer und -häufigkeit eines jeden Datenverarbeitungsknotens S_k (k=1,...,n) limitiert und somit eine permanente Blockierung des Datennetzes durch einen unkontrolliert sendenden Datenverarbeitungsknoten S_i verhindert. Ein solcher Anti-jabber-Schaltkreis ist im US-Patent US 4860280 offenbart. Wenn ein Datenverarbeitungsknoten S_i jedoch nur im falschen Zeitfenster, hingegen mit erlaubter Dauer und Häufigkeit sendet, erfolgt kein Eingriff durch den Anti-jabber-Schaltkreis.
Ein weiterentwickelter Anti-jabber-Schaltkreis überprüft deswegen nicht nur die Sendedauer und -häufigkeit eines jeden Datenverarbeitungsknotens S_k, sondern auch, ob der Knoten im richtigen Zeitfenster sendet, und unterbindet das Senden von Daten im falschen Zeitfenster. Derartige Anti-jabber-Schaltkreise sind bekannt als Bus-Wächter (englisch: „bus guardian"). Bus-Wächter sind jedoch fast so komplex wie die Buskontroller selbst, denn sie müssen an der Synchronisierung teilnehmen. Erschwerend kommt hinzu, dass eine Einsatzbereitschaft des Buswächters kaum überprüft werden kann, denn dieser soll ja nur in Ausnahmesituationen eingreifen. Dadurch ergibt sich, dass ein Aufbau eines Leitsystems mit Anti-jabber-Schaltkreisen aufwendig und kostspielig ist, ohne dass ein nachweisbarer Vorteil entstünde.
Darstellung der Erfindung
Es ist somit Aufgabe der Erfindung, einen fehlerstummschaltenden Datenverarbeitungsknoten und ein Verfahren zur Datenübertragung zwischen mindestens zwei Datenverarbeitungsknoten in einem replizierten Datennetz anzugeben, bei welchem die im Stand der Technik genannten Probleme nicht auftreten.
Diese und weitere Aufgaben werden durch einen Datenverarbeitungsknoten und ein Verfahren zur Datenübertragung der eingangs genannten Art mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Ein erfindungsgemässer Datenverarbeitungsknoten umfasst dabei mindestens zwei Teilknoten. Jeder Teilknoten weist einen Datenausgang auf und erzeugt ein Schreibsignal, wenn Daten von diesem Datenausgang gesendet werden sollen. Jedem Teilknoten ist je eine Sendeeinheit zugeordnet, welche an eine Busleitung anschliessbar ist, so dass Daten über die Busleitung gesendet werden können. Dabei ist zur Übertragung von Daten eine Freischaltung erforderlich. Ohne Freischaltung ist die Übertragung von Daten unterbunden, d.h. der Datenverarbeitungsknoten ist stummgeschaltet. Um die Freischaltung zu bewirken, umfasst der erfindungsgemässe Datenverarbeitungsknoten vorzugsweise ferner mindestens ein Verknüpfungsmittel. Jede Sendeeinheit ist dabei mit einem ihr zugeordneten Verknüpfungsmittel wirkverbunden. Liegen von allen Teilknoten gleichzeitig Schreibsignale vor, schaltet das zugeordnete Verknüpfungsmittel die Übertragung frei.
Das Verknüpfungsmittel muss nicht notwendigerweise durch eine physikalische Einheit gebildet werden, sondern ist vielmehr als logische Einheit zu verstehen. Das Verknüpfungsmittel kann dabei auch aus mehreren hintereinandergeschalteten Teilverknüpfungsmitteln bestehen. Vorteilhaft kann das Verknüpfungsmittel oder eines der Teilverknüpfungsmittel auch in die Sendeeinheit integriert sein. In diesem Fall erfolgt die Freischaltung der Sendeeinheit intern.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung werden Daten durch die Sendeeinheit nur dann übertragen, wenn ein erstes Sendesignal an der Sendeeinheit anliegt. Das mindestens eine Verknüpfungsmittel erzeugt in diesem Fall das Sendesignal, wenn gleichzeitig von jedem Teilknoten das Schreibsignal am Verknüpfungsmittel anliegt. Jede Sendeeinheit ist dabei über eine Sendesignalverbindung mit einem Verknüpfungsmittel verbunden und führt so ein vom Verknüpfungsmittel erzeugtes Sendesignal der Sendeeinheit zu.
Ein wichtiger Vorteil eines erfindungsgemässen Datenverarbeitungsknotens ist, dass dieser keine Vergleichseinrichtung für eine Fehlerstummschaltung benötigt. Wenn nötig, kann der Empfänger beide Busleitungen vergleichen und somit auch Übertragungsfehler feststellen, die durch üblichen Checksummen-Verfahren nicht abgedeckt werden.
Beim erfindungsgemässen Verfahren zur Datenübertragung wird eine Übertragung von Daten durch die Sendeinheit eines Datenverarbeitungsknotens nur dann freigeschaltet, wenn alle seine Teilknoten gleichzeitig ein Schreibsignal erzeugen. Vorzugsweise werden von den Teilknoten erzeugte Schreibsignale der Sendeinheit über ein Verknüpfungsmittel zugeführt, welches die Freischaltung bewirkt, wenn von allen am Verknüpfungsmittel angeschlossenen Teilknoten das Schreibsignal anliegt.
Diese und weitere Aufgaben, Vorteile und Merkmale der Erfindung werden aus der nachfolgenden, detaillierten Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung offensichtlich.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
1 zeigt ein herkömmliches verteiltes Leitsystem.
2 zeigt ein Schaltdiagramm eines erfindungsgemässen Datenverarbeitungsknotens.
3 zeigt ein Schaltdiagramm einer bevorzugten Weiterbildung eines erfindungsgemässen Datenverarbeitungsknotens.
4 zeigt ein Schaltdiagramm einer weiteren bevorzugten Weiterbildung eines erfindungsgemässen Datenverarbeitungsknotens.
5 zeigt ein Schaltdiagramm einer weiteren bevorzugten Weiterbildung eines erfindungsgemässen Datenverarbeitungsknotens.
6 zeigt ein Schaltdiagramm weiteren einer bevorzugten Weiterbildung eines erfindungsgemässen Datenverarbeitungsknotens.
7 zeigt ein mögliche Ausgestaltung der internen, logischen UND-Verknüpfung 103, 203 aus 4 und 5.
Die in der Zeichnung verwendeten Bezugszeichen und deren Bedeutung sind in der Bezugszeichenliste zusammengefasst. Grundsätzlich bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile.
Wege zur Ausführung der Erfindung
2 zeigt ein Schaltdiagramm eines erfindungsgemässen Datenverarbeitungsknotens. Der Datenverarbeitungsknoten besteht aus zwei Teilknoten, nämlich einem ersten Halbknoten 1 und einem zweiten Halbknoten 2, welche im wesentlichen identisch sind. Jeder Halbknoten 1, 2 umfasst einen Applikationsprozessor 13 bzw. 23 und einen Buskontroller 15 bzw. 25, der unter anderem als Datenausgang dient. Dem ersten Halbknoten 1 ist ein erster Transceiver 17 zugeordnet, welcher als erste Sendeeinheit einer Übertragung von Daten zwischen dem Buskontroller 15 des ersten Halbknotens 1 und einer ersten Busleitung 8 dient. Dem zweiten Halbknoten 2 ist ein zweiter Transceiver 27 zugeordnet, welcher als zweite Sendeeinheit einer Übertragung von Daten zwischen dem Buskontroller 25 des zweiten Halbknotens 2 und einer zweite Busleitung 9 dient. Erste und zweite Synchronisationsverbindungen 3 bzw. 4 dienen einer Synchronisation zwischen den Applikationsprozessoren 13 und 23 bzw. den Buskontrollern 15 und 25. Ein erstes UND-Gatter 101 dient als Verknüpfungsmittel.
Wenn Daten vom einem Buskontroller 15 oder 25 auf die Busleitung 8 bzw. 9 übertragen werden sollen, erzeugt dieser ein Schreibsignal, welches über eine Schreibsignalverbindung 11 bzw. 21 dem UND-Gatter 101 zugeleitet wird. Liegen am UND-Gatter 101 Schreibsignale von beiden Buskontrollern 15 und 25 an, erzeugt dieses ein Sendesignal, welches über eine Sendesignalverbindung 12 bzw. 22 beiden Transceivern 17 und 27 zugeführt wird. Die Transceiver 17 und 27 sind nur aktiv, wenn das Sendesignal anliegt. Eine Übertragung von Daten ist somit nur möglich, wenn beide Halbknoten 1 und 2 übereinstimmend ein Schreibsignal abgeben, was eine Blockierung der Busleitungen 8 und 9 äusserst unwahrscheinlich macht, da eine solche nur noch im Falle gleichzeitig von beiden Halbknoten 1 und 2 fälschlicherweise erzeugter Schreibsignale zustande kommen kann.
3 zeigt ein Schaltdiagramm einer bevorzugten Weiterbildung eines erfindungsgemässen Datenverarbeitungsknotens. Der Datenverarbeitungsknoten besteht aus zwei Teilknoten, nämlich einem ersten Halbknoten 1 und einem zweiten Halbknoten 2, welche im wesentlichen identisch sind. Jeder Halbknoten 1, 2 umfasst einen Applikationsprozessor 13 bzw. 23 und einen Buskontroller 15 bzw. 25, der unter anderem als Datenausgang dient. Dem ersten Halbknoten 1 ist ein erster Transceiver 17 zugeordnet, welcher als erste Sendeeinheit einer Übertragung von Daten vom Buskontroller 15 des ersten Halbknotens 1 auf eine erste Busleitung 8 dient, ausserdem ein erstes UND-Gatter 101 als zugeordnetes Verknüpfungsmittel. Dem zweiten Halbknoten 2 ist ein zweiter Transceiver 27 zugeordnet, welcher als zweite Sendeeinheit einer Übertragung von Daten vom Buskontroller 25 des zweiten Halbknotens 2 auf eine zweite Busleitung 9 dient, ausserdem ein zweites UND-Gatter 201 als zugeordnetes Verknüpfungsmittel. Erste und zweite Synchronisationsverbindungen 3 bzw. 4 dienen einer Synchronisation zwischen den Applikationsprozessoren 13 und 23 bzw. den Buskontrollern 15 und 25. Wenn Daten von einem Buskontroller 15 oder 25 übertragen werden sollen, erzeugt dieser ein Schreibsignal, welches über eine Schreibsignalverbindung 11 bzw. 21 beiden UND-Gattern 101 und 201 zugeleitet wird. Liegen an einem UND-Gatter 101 oder 201 Schreibsignale von beiden Buskontrollern 15 und 25 an, erzeugt dieses UND-Gatter 101 bzw. 201 ein Sendesignal, welches über eine Sendesignalverbindung 12 bzw. 22 dem Transceiver 17 bzw. 27 zugeführt wird. Der Transceiver 17 bzw. 27 ist nur aktiv, wenn das Sendesignal anliegt. Eine Übertragung von Daten ist somit wiederum nur möglich, wenn beide Halbknoten 1 und 2 übereinstimmend ein Schreibsignal abgeben.
4 zeigt ein Schaltdiagramm einer weiteren bevorzugten Weiterbildung eines erfindungsgemässen Datenverarbeitungsknotens. Daten, die von der ersten oder zweiten Busleitung 8 bzw. 9 über den Transceiver 17 bzw. 27 dem Buskontroller 15 bzw. 25 zugeführt wurden, werden von Vergleichs- bzw. Überwachungseinheiten 100 bzw. 200 überprüft. Die Synchronisationsvorbindung 4 kann dabei vorteilhaft auch entfallen.
5 zeigt ein Schaltdiagramm einer weiteren bevorzugten Weiterbildung eines erfindungsgemässen Datenverarbeitungsknotens. Die Verknüpfungsmittel sind in diesem Fall durch eine interne logische UND-Verknüpfung 103 bzw. 203 in jedem der Transceiver 17 bzw. 27 gebildet. Eine Übertragung von Daten durch den Transceiver 17 oder 27 ist dabei nur möglich, wenn gleichzeitig ein erstes Freischaltsignal über eine erste Freischaltverbindung 111 bzw. 211 und ein zweites Freischaltsignal über eine zweite Freischaltverbindung 113 bzw. 213 anliegen. Das erste und das zweite Freischaltsignal sind dabei logisch identisch, wirken aber vorzugsweise in verschiedener Weise auf den Transceiver. Während das zweite Freischaltsignal ein logisches Signal darstellt, welches die Übertragung von Daten in herkömmlicher Weise ermöglicht, wirkt das erste Freischaltsignal direkt auf eine Stromversorgung des Transceivers 17 oder 27. Ein Verifikationssignal vom Transceiver 17 oder 27, welches über eine Verifikationssignalverbindung 18 bzw. 28 dem Applikationsprozessor 13 bzw. 23 zugeführt wird, dient zur Kontrolle, ob die Stromversorgung des Transceivers 17 bzw. 27 wirkungsvoll unterbrochen wurde. Falls dies nicht der Fall ist, wird durch den Applikationsprozessor 13 bzw. 23 ein Alarm ausgelöst und eine Instandsetzung eingeleitet.
6 zeigt ein Schaltdiagramm einer weiteren bevorzugten Weiterbildung eines erfindungsgemässen Datenverarbeitungsknotens. Die Verknüpfungsmittel sind in diesem Fall durch logische Verknüpfungseinheiten 10 bzw. 20 gebildet, die aus UND-Gattern 102 bzw. 202 als ersten Teilverknüpfungsmitteln und einer in den Transceiver 17 bzw. 27 integrierten Verknüpfungsschaltung, nämlich einer internen logischen UND-Verknüpfung 103 bzw. 203 in jedem der Transceiver 17 bzw. 27, als zweiten Teilverknüpfungsmitteln bestehen. Eine Übertragung von Daten durch den Transceiver 17 oder 27 ist dabei nur möglich, wenn gleichzeitig ein erstes Freischaltsignal über eine erste bzw. zweite Freischalt verbindung 111 bzw. 211 und ein zweites Freischaltsignal über eine dritte bzw. vierte Freischaltverbindung 113 bzw. 213 anliegen. In einem Normalbetrieb erzeugen die Applikationsprozessoren 13 bzw. 23 ein invertiertes Testsignal TEST. Das invertierte Testsignal TEST wird über je eine Testsignalverbindung 16 bzw. 26 den dem Halbknoten 1 bzw. 2 zugeordneten UND-Gatter 101 bzw. 201 zugeführt und dort mit dem Schreibsignal vom jeweils anderen Halbknoten 2 bzw. 1 zum ersten Freischaltsignal verknüpft. Als zweites Freischaltsignal für den einem Halbknoten 1 oder 2 zugeordneten Transceiver 17 bzw. 27 dient das Schreibsignal vom entsprechenden Halbknoten 1 bzw. 2. Um sicherzustellen, dass beide Halbknoten 1 oder 2 tatsächlich die Übertragung von Daten verhindern können, kann mittels des invertierten Testsignals TEST diesbezüglich eine periodische Überprüfung durchgeführt werden. Zu diesem Zweck wird das invertierte Testsignal TEST unterbrochen. Auf diese Weise ist leicht überprüfbar, ob die Fehlerstummschaltung wirksam ist.
7 zeigt eine mögliche Ausgestaltung der internen, logischen UND-Verknüpfung 103 aus 4 und 5. Wie bereits erwähnt, wirkt das erste Freischaltsignal direkt auf die Stromversorgung des Transceivers 17. Bei Nichtanliegen des ersten Freischaltsignals über die erste Freischaltverbindung 111 wird dieser durch einen Schalter 191 von einer Versorgungsquelle 19 getrennt. Das zweite Freischaltsignal, welches über die zweite Freischaltverbindung 113 zugeführt wird, wirkt dagegen in herkömmlicher Weise auf die Ausgangsstufe des Transceivers 17.

1, 2: Erster, zweiter Halbknoten
3, 4: Erste, zweite Synchronisationsverbindung
8, 9: Erste, zweite Busleitung
10, 20: Erste, zweite logische Verknüpfungseinheit,
: Verknüpfungsmittel
11, 21: Schreibsignalverbindung

13, 23: Applikationsprozessor
12, 22: Erste, zweite Freischaltsignalverbindung
15, 25: Buskontroller
16, 26: Erste, zweite Testsignalverbindung
17, 27: Erster, zweiter Transceiver
18, 28: Erste, zweite Verifikationssignalverbindung
100, 200: Erste, zweite Vergleichs- bzw. Überwachungs
: einheit
101, 201: UND-Gatter, Verknüpfungsmittel
103, 203: Interne, logische UND-Verknüpfung, Verknüp
: fungsmittel
111, 211: Erste, zweite Freischaltverbindung
113, 213: Dritte, vierte Freischaltverbindung

Claims

Fehler-stummschaltender Datenverarbeitungsknoten, umfassend – mindestens zwei Teilknoten (1, 2), wobei jeder Teilknoten einen Datenausgang aufweist und von jedem Teilknoten (1, 2) ein Schreibsignal erzeugbar ist, wenn Daten von seinem Datenausgang gesendet werden sollen, – für jeden Teilknoten (1, 2) je einen zugeordnete Sendeeinheit (17, 27) zur Übertragung zu sendender Daten vom Datenausgang des Teilknotens auf eine Busleitung (8, 9), dadurch gekennzeichnet, dass – die Übertragung von Daten durch die Sendeeinheiten (17, 27) nur ermöglicht ist, wenn alle Teilknoten (1, 2) gleichzeitig ein Schreibsignal erzeugen.
Datenverarbeitungsknoten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – der Datenverarbeitungsknoten ein oder mehrere Verknüpfungsmittel (10, 20, 101, 201, 103, 203) aufweist, – jede Sendeeinheit (17, 27) mit einem Verknüpfungsmittel (10, 20, 101, 201, 103, 203) wirkverbunden ist, – die Übertragung von Daten durch die Sendeeinheit (17, 27) nur bei gleichzeitigem Vorhandensein der Schreibsignale aller Teilknoten (1, 2) freischaltbar ist durch die mit ihr wirkverbundenen Verknüpfungsmittel (10, 20, 101, 201, 103, 203).
Datenverarbeitungsknoten nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – jeder Teilknoten (1, 2) einen Applikationsprozessor (13, 23) und einen Buskontroller (15, 25) zur Übermittlung von Daten zwischen dem Applikationsprozessor (13, 23) und der Sendeeinheit (17, 27) umfasst, und dass – der Buskontroller (15, 25) den Datenausgang des Teilknotens (1, 2) umfasst und – durch den Buskontroller (15, 25) das Schreibsignal erzeugbar ist, wenn Daten vom Datenausgang gesendet werden sollen.
Datenverarbeitungsknoten nach Ansprch 3, dadurch gekennzeichnet, dass – jeder Buskontroller (15, 25) eine Vergleichs- und Überwachungseinheit (100, 200) umfasst, mittels welcher dem Buskontroller (15, 25) über den Transceiver (17, 27) von der Busleitung (8, 9) zugeführte Daten überprüfbar sind.
Datenverarbeitungsknoten nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – die Übertragung von Daten vom Datenausgang des Teilknotens (1, 2) auf die Busleitung (8, 9) durch ein an der Sendeeinheit (17, 27) anliegendes Sendesignal freischaltbar ist, – durch jedes Verknüpfungsmittel (101, 201) bei gleichzeitigem Vorhandensein der Schreibsignale aller Teilknoten (1, 2) das Sendesignal erzeugbar ist, und – jede Sendeeinheit (17, 27) eine Freischaltsignalverbindung (12, 22) aufweist, mittels welcher ihr das Sendesignal eines Verknüpfungsmittels (101, 201) zuführbar ist.
Datenverarbeitungsknoten nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass – jedes Verknüpfungsmittel (10, 20, 103, 203) eine Verknüpfungsschaltung (103, 203) umfasst, welche in der Sendeeinheit (17, 27) integriert ist und – eine Übertragung von Daten durch die Sendeeinheit (17, 27) nur bei Anliegen eines ersten und mindestens eines weiteren Freischaltsignals an der Verknüpfungsschaltung (17, 27) freigeschaltet ist.
Datenverarbeitungsknoten nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass – die Übertragung von Daten durch die Sendeeinheit (17, 27) nur bei gleichzeitigem Anliegen der Schreibsignale aller Teilknoten (1, 2) als Freischaltsignale an der Verknüpfungsschaltung (103, 203) freigeschaltet ist.
Datenverarbeitungsknoten nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass – der Datenverarbeitungsknoten für jeden Teilknoten (1, 2) je ein zugeordnetes Verknüpfungsmittel (10, 20, 101, 201, 103, 203) aufweist,
Datenverarbeitungsknoten nach einem der Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass – durch den Applikationsprozessor (13, 23) eines jeden Teilknotens (1, 2) ein Testsignal erzeugbar ist, – das vom Applikationsprozessor (13, 23) erzeugte Testsignal dem zugeordneten Verknüpfungsmittel (10, 20, 101, 201, 103, 203) über eine Testsignalverbindung zuführbar ist und – durch das Testsignal die Freischaltung der Übertragung von Daten durch die Sendeeinheit (17, 27) unterbindbar ist.
Datenverarbeitungsknoten nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass – durch die dem Teilknoten (1, 2) zugeordnete Sendeeinheit (17, 27) ein Verifikationssignal erzeugbar ist, wenn die Übertragung von Daten nicht freigeschaltet ist, und – der Datenverarbeitungsknoten für jeden Teilknoten (1, 2) eine Verifikationssignalverbindung (18, 28) zur Übertragung des von der Sendeeinheit (17, 27) erzeugten Verifikationssignals an den Teilknoten (1, 2) aufweist.
Verfahren zur Datenübertragung zwischen mindestens zwei Datenverarbeitungsknoten in einem replizierten Datennetz, wobei – jeder Datenverarbeitungsknoten aus mindestens zwei im wesentlichen identischen Teilknoten (1, 2) besteht, auf welchen gleichzeitig identische Programme ausgeführt werden, – jeder Teilknoten (1, 2) eine Sendeeinheit (17, 27) zur Übertragung vom Daten auf eine Busleitung (8, 9) des Datennetzes umfasst, – jeder Teilknoten (1, 2) eines Datenverarbeitungsknotens ein Schreibsignal erzeugt, wenn Daten von diesem Datenverarbeitungsknoten gesendet werden sollen, dadurch gekennzeichnet, dass – eine Übertragung von Daten durch die Sendeinheit (17, 27) eines Datenverarbeitungsknotens nur freigeschaltet wird, wenn alle seine Teilknoten (1, 2) gleichzeitig ein Schreibsignal erzeugen.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet dass – die von allen Teilknoten eines Datenverarbeitungsknotens erzeugten Schreibsignale der Sendeeinheit (17, 27) über mindestens ein Verknüpfungsmittel (10, 20, 101, 201, 103, 203) zugeführt werden.