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DE19754903C1 - Replacement circuit for several similar function modules - Google Patents

Replacement circuit for several similar function modules

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Publication number
DE19754903C1
DE19754903C1 DE1997154903 DE19754903A DE19754903C1 DE 19754903 C1 DE19754903 C1 DE 19754903C1 DE 1997154903 DE1997154903 DE 1997154903 DE 19754903 A DE19754903 A DE 19754903A DE 19754903 C1 DE19754903 C1 DE 19754903C1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
signals
category
control
functional units
equivalent circuit
Prior art date
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Expired - Fee Related
Application number
DE1997154903
Other languages
German (de)
Inventor
Frank Dipl Ing Kuhn
Friedrich Schalamon
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nokia Solutions and Networks GmbH and Co KG
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
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Publication date
Application filed by Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Priority to DE1997154903 priority Critical patent/DE19754903C1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE19754903C1 publication Critical patent/DE19754903C1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/22Arrangements for detecting or preventing errors in the information received using redundant apparatus to increase reliability
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K10/00Arrangements for improving the operating reliability of electronic equipment, e.g. by providing a similar standby unit

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  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)

Abstract

The replacement circuit uses electronic switching devices (S1,S2,..,S21,S22,...) connected to the inputs and outputs of several similar function modules (F1,...F8) for processing a number of signals. The switching devices are coupled to a replacement function device (FP). A control logic (SL) provides the replacement priority for the function modules in the event of simultaneous failure of a number of function units, independent of a control processor (PU).

Description

Die Erfindung betrifft eine Ersatzschaltung für mehrere Sig­ nale verarbeitende gleiche Funktionseinheiten nach dem Ober­ begriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to an equivalent circuit for several Sig nale processing identical functional units according to the waiter Concept of claim 1.

Zur Erhöhung der Betriebssicherheit ist es bekannt, für jede Funktionseinheit eine Ersatzschaltung vorzusehen. Bei Ausfall einer Funktionseinheit wird diese aus dem Signalweg herausge­ trennt, und eine entsprechende Ersatz-Funktionseinheit wird an ihrer Stelle eingeschaltet.To increase operational safety, it is known to everyone Functional unit to provide an equivalent circuit. In the event of failure a functional unit is this out of the signal path separates, and a corresponding replacement functional unit is switched on in their place.

Aus der DE 195 28 742 C1 ist es bekannt, für mehrere Funktionseinheiten eine einzige Ersatz-Funktions­ einheit vorzusehen. Hierdurch werden der Schaltungsaufwand und damit die Kosten erheblich reduziert. Es gibt nur geringe Einbußen bei der Sicherheit gegenüber der sogenannten 1 : 1-Pro­ tection, da es äußerst unwahrscheinlich ist, daß mehrere Funktionseinheiten gleichzeitig ausfallen.From DE 195 28 742 C1 it is known a single replacement function for several functional units to provide unit. This will reduce the circuitry and thus significantly reduced costs. There are only a few Loss of security compared to the so-called 1: 1 Pro tection, since it is extremely unlikely that several Functional units fail at the same time.

Zur Umschaltung zwischen einer der Funktionseinheiten und der Ersatz-Funktionseinheit sind mit PIN-Dioden (als Schalter verwendete Diode, die eine Intrinsic-Zone zwischen einer p-lei­ tenden und einer n-leitenden Zone aufweist) aufgebaute Um­ schalter gebräuchlich, die den Eingängen der Funktionseinhei­ ten vorgeschaltet und deren Ausgängen nachgeschaltet sind. Bei einer größeren Anzahl von Funktionseinheiten erfolgt die Umschaltung über eine zusätzliche Schalter enthaltende Kombi­ nationsschaltung. Die Umschaltung wird von einer Steuerlogik veranlaßt, die über Datenleitungen Kontrollsignale von den Funktionseinheiten erhält.For switching between one of the functional units and the Replacement functional unit are with PIN diodes (as a switch used diode that an intrinsic zone between a p-lei tendency and an n-conducting zone) built Um switch in use, the inputs of the functional unit upstream and the outputs of which are connected downstream. With a larger number of functional units, the Switching over a combination containing an additional switch nation switching. The changeover is controlled by a control logic causes the control signals from the Receives functional units.

Bei wahlweise oder nachträglicher Ausstattung mit einer Er­ satzschaltung (Protection) eignet sich der Aufbau jedoch we­ niger, da eine erhebliche Anzahl von Steuer- und Signallei­ tungen zwischen den einzelnen Baugruppen erforderlich ist.With optional or retrofitted equipment with an Er However, the structure is suitable  niger because of a considerable number of control and signal lines between the individual modules is required.

Der Erfindung gemäß Anspruch 1 liegt das Problem zugrunde, eine wahlweise oder nachträglich hinzufügbare Ersatzschaltung anzugeben.The invention according to claim 1 is based on the problem an optional or add-on equivalent circuit specify.

Der besondere Vorteil besteht darin, daß keine elektrischen Verbindungen zwischen einer auch für Steuer- und Über­ wachungszwecke verwendeten Recheneinheit und der Protection- Baugruppe erforderlich ist, auf der die Umschalter und die Steuerlogik angeordnet sind. Da den Funktionseinheiten die Umschalter vorgeschaltet bzw. nachgeschaltet sind und Signale nicht erst auf den Baugruppen abgezweigt werden, ist die Pro­ tection-Einrichtung auch bei fehlerhaften Eingangs- und Aus­ gangsschaltungen wirksam. Bei einer einfachen Ausführungsform wird die Ersatzschaltung für Signale einer ersten Kategorie, beispielsweise auf der Übertragungsseite, direkt von den Funktionseinheiten gesteuert, ohne daß der Steuerrechner ein­ greifen muß.The particular advantage is that no electrical Connections between one also for tax and over computing unit and the protection Assembly is required on which the switch and the Control logic are arranged. Since the functional units Switches are connected upstream or downstream and signals The Pro is not just branched off on the modules tection device even with faulty entry and exit gear shifts effective. In a simple embodiment the equivalent circuit for signals of a first category, for example on the transmission side, directly from the Functional units controlled without the control computer must grab.

Bei anderen Anwendungsfällen ist es zweckmäßig, daß von den Funktionseinheiten separate Fehlermeldungen an den Steuer­ rechner erfolgen, der zunächst eine Ersatzschaltung für Sig­ nale der zweiten Kategorie, beispielsweise für über ein Kop­ pelfeld geführte Signale, durchführt und erst anschließend durch Freigabe der Fehlermeldungen der Funktionseinheiten oder ein spezielles Steuersignal die Ersatzschaltung für Sig­ nale der ersten Kategorie vornimmt.In other applications, it is appropriate that the Functional units separate error messages on the control computer, which is initially an equivalent circuit for Sig nale of the second category, for example for a Kop signals carried by pelfeld, carried out and only afterwards by releasing the error messages of the functional units or a special control signal the equivalent circuit for Sig of the first category.

Zweckmäßig ist bei einer bidirektionale Verarbeitung von Sig­ nalen in einer Funktionseinheit das Erzeugen eines einzigen Kontrollsignals für beide Verarbeitungsrichtungen, da hier­ durch der Aufwand für die Steuerlogik und Umschalteinrichtun­ gen reduziert wird. With bidirectional processing of Sig nalen in a functional unit the generation of a single Control signal for both processing directions, since here due to the effort for the control logic and switching device gene is reduced.  

Wird die Ersatzschaltung auf der Protection-Baugruppe vom Steuerrechner kontrolliert, können gezieltere Informationen über die Art des Fehlers gewonnen und unnötige Schaltvorgänge vermieden werden.Is the equivalent circuit on the protection module from Control computer controls can provide more targeted information won over the type of fault and unnecessary switching operations be avoided.

Bei dem unwahrscheinlichen Ausfall mehrerer Funktionseinhei­ ten wird eine Ersatzschaltung entsprechend einer festgelegten Priorität vorgenommen. Da bei bestimmten Fehlern der Funkti­ onseinheit der Steuerrechner deren Kontrollsignal nicht mehr beeinflussen kann, ist es vorteilhaft, daß die Steuerlogik selbst - entsprechend der Priorität - die zu ersetzende Funk­ tionseinheit ermittelt und der Steuerrechner über die Ersatz- Funktionseinheit den Zeitpunkt der Umschaltung festlegt. Als Fehlermeldung wird die Spannung des Kontrollsignals gewählt, deren Auftreten im Falle eines Hardware-Fehlers schaltungsbe­ dingt am wahrscheinlichsten ist, z. B. ca. 0 Volt.In the unlikely failure of multiple functional units is an equivalent circuit according to a specified Priority made. Because of certain errors the funct ons unit of the control computer their control signal no longer it can be advantageous that the control logic itself - according to the priority - the radio to be replaced unit determined and the control computer via the replacement Functional unit determines the time of switching. As Error message, the voltage of the control signal is selected, their occurrence in the event of a hardware failure most likely is z. B. about 0 volts.

Wenn die Funktionseinheiten ohnehin mit einem Koppelfeld ver­ bunden sind, ist es zweckmäßig, die Ersatzschaltung für Sig­ nale der zweiten Kategorie von dem Steuerrechner zu steuern und als Umschalter das Koppelfeld zu verwenden.If the functional units anyway ver with a switching matrix are bound, it is appropriate to use the equivalent circuit for Sig to control the second category from the control computer and to use the switching matrix as a switch.

Wenn aus den Kontrollsignalen die Versorgungsspannung für die Steuerlogik und die PIN-Diodenschalter gewonnen wird, kann das Zuführen einer separaten Versorgungsspannung unterblei­ ben.If the supply voltage for the Control logic and the PIN diode switch can be obtained the supply of a separate supply voltage is stopped ben.

Vorteilhaft ist, wenn jeweils nur zwei Ausgänge von Eingangs­ umschaltern zusammengeführt werden und dieser Zusammenfüh­ rungspunkt mit einem weiteren mindestens zwei Eingänge auf­ weisenden Umschalter (oder einem anderen der Entkopplung die­ nenden Element) verbunden ist. Hierdurch werden die Signal­ wege gegeneinander optimal entkoppelt und die kapazitiven Be­ lastungen gering gehalten.It is advantageous if there are only two outputs from the input switch merged and this merge point with a further at least two inputs switch (or another decoupling switch ning element) is connected. This will make the signal paths optimally decoupled from each other and the capacitive loading loads kept low.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. The invention is illustrated by an embodiment explained.  

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 ein Prinzipschaltbild der Erfindung, Fig. 1 is a schematic diagram of the invention,

Fig. 2 ein erweitertes Prinzipschaltbild Fig. 2 is an expanded schematic diagram

Fig. 3 einen ausgeführten Diodenschalter und Fig. 3 is a diode switch exported and

Fig. 4 ein Prinzipschaltbild der Steuerlogik. Fig. 4 is a schematic diagram of the control logic.

Das in Fig. 1 dargestellte Prinzipschaltbild zeigt bidirek­ tionale Funktionseinheiten F1 bis F8 und eine Protection-Bau­ gruppe PB mit Umschaltern S1, S3, . . ., S15; S2, S4, . . ., S16 und einer Steuerlogik SL. Die mit ungeraden Zahlen be­ zeichneten Umschalter weisen jeweils einen Eingang und zwei Ausgänge auf. Der erste Ausgang ist jeweils mit einem Eingang I1 bis I8 der Funktionseinheiten F1 bis F8 verbunden. Die zweiten Ausgänge sind (funktionell gesehen) zusammengeführt und mit einem Eingang IP einer Ersatz-Funktionseinheit FP verbunden. Im ungestörten Fall werden alle ankommenden Sig­ nale SI1 bis SI8 jeweils den Eingängen I1 bis I8 der Funkti­ onseinheiten zugeführt und alle abgehenden Signale SO1 bis SO8 werden an den Ausgänge O1 bis O8 ausgegeben.The basic circuit diagram shown in FIG. 1 shows bidirectional functional units F1 to F8 and a protection assembly group PB with switches S1, S3,. . ., S15; S2, S4,. . ., S16 and a control logic SL. The toggle switches marked with odd numbers each have one input and two outputs. The first output is connected to an input I1 to I8 of the functional units F1 to F8. The second outputs (from a functional point of view) are brought together and connected to an input IP of a replacement functional unit FP. In the undisturbed case, all incoming signals SI1 to SI8 are fed to the inputs I1 to I8 of the functional units and all outgoing signals SO1 to SO8 are output at the outputs O1 to O8.

Die Steuerlogik SL erhält über Kontrollausgänge P1 bis P8 der Funktionseinheiten und den Kontrollausgang PP einer Ersatz- Funktionseinheit FP Kontrollsignale CF1 bis CF8 und CP, die von ihr ausgewertet werden. Die Steuerlogik ist so konzi­ piert, daß jeweils nur ein Paar der Umschalter S1 bis S16 für ankommende und abgehende Signale entsprechen einer festgeleg­ ten Priorität betätigt werden kann, so daß nur ein einziges ankommendes Signal SI1 bis SI8 einer ersten Kategorie als Protection-Eingangssignal SIP auf den Eingang IP der Ersatz- Funktionseinheit umgeschaltet wird und am Protection-Ausgang OP2 ein Protection-Ausgangssignal SOP als eines der abgehenden Signal SO1 bis SO8 ausgegeben wird.The control logic SL receives the control outputs P1 to P8 Functional units and the control output PP of a replacement Functional unit FP control signals CF1 to CF8 and CP, the be evaluated by her. The control logic is so concise piert that only one pair of switches S1 to S16 for incoming and outgoing signals correspond to a fixed one priority can be operated so that only one incoming signal SI1 to SI8 of a first category as Protection input signal SIP on the input IP of the replacement Functional unit is switched and at the protection output OP2 a protection output signal SOP as one of the outgoing signal SO1 to SO8 is output.

Die Funktionseinheiten setzen die ankommenden Signale der er­ sten Kategorie in Ausgangssignale SCO1 bis SCO8 (bezogen auf die Funktionseinheiten) einer zweiten Kategorie (hier Cross- Connect-Signal mit einem anderen Datenformat) um, die über Ausgänge O11 bis O18 und Schalter S22, S24, . . . eines Koppel­ feldes CC weitergeleitet werden. Über weitere Schalter S21, S23, . . . des Koppelfeldes enthalten die Funktionseinheiten entsprechende Eingangssignale SCI1 bis SCI8 der zweiten Kate­ gorie, die sie wiederum in abgehende Signale SO1, SO2, . . . der ersten Kategorie umsetzen und über Ausgänge O1 bis O8 der Funktionseinheiten und weitere Schalter S2, S4, . . . der Pro­ tection-Baugruppe abgeben. Die Ein- und Ausgänge der Funktionseinheiten für Signale der zweiten Kategorie sind mit den gleichen Buchstaben wie für Signale der ersten Kategorie jedoch mit anderen oder zusätzlichen Ziffern gekennzeichnet. Die bidirektional arbeitenden Funktionseinheiten liefern für beide Übertragungsrichtungen jeweils nur ein einziges Kontrollsignal CF1, CF2 . . .The functional units set the incoming signals of the he Most category in output signals SCO1 to SCO8 (related to  the functional units) of a second category (here cross Connect signal with a different data format), which over Outputs O11 to O18 and switches S22, S24,. . . a paddock field CC are forwarded. Via further switches S21, S23,. . . of the switching matrix contain the functional units corresponding input signals SCI1 to SCI8 of the second Kate theory, which in turn converts it into outgoing signals SO1, SO2,. . . in the first category and via outputs O1 to O8 the Functional units and further switches S2, S4,. . . the pro Submit tection assembly. The inputs and outputs of the Functional units for signals of the second category are included the same letter as for signals of the first category however marked with other or additional digits. The bidirectional functional units deliver for both directions of transmission only one Control signal CF1, CF2. . .

Im Störungsfall wird für beide Übertragungsrichtungen der Signalweg über die Ersatz-Funktionseinheit durchgeschaltet, die natürlich ebenfalls für die bidirektionale Verarbeitung ausgeführt ist.In the event of a fault, the for both directions of transmission Signal path switched through the replacement functional unit, which of course also for bidirectional processing is executed.

Über einen Datenbus DB sind die Funktionseinheiten und die Ersatz-Funktionseinheit mit einem Steuerrechner PU zum Aus­ tausch von Kontrolldaten CD verbunden. Der Steuerrechner be­ tätigt auch die Schalter S21, S22, . . . des Koppelfeldes CC. Die Anordnung kann als Teil eines synchronen Multiplexers oder eines Cross-Connectors betrachtet werden, bei dem Sig­ nale einer ersten Kategorie in Signale einer zweiten Katego­ rie umgesetzt werden, die dann über das Koppelfeldes CC um­ rangiert werden können; entsprechendes erfolgt in der Gegen­ richtung.The functional units and the are via a data bus DB Replacement functional unit with a control computer PU for switching off exchange of control data CD connected. The control computer be also switches S21, S22,. . . of the switching matrix CC. The arrangement can be part of a synchronous multiplexer or a cross connector where Sig signals of a first category into signals of a second category rie be implemented, which then over the switching matrix CC can be ranked; the same happens in the opposite direction.

Je nach Ausführungsform sind mehrere Arbeitsweisen der Pro­ tection-Baugruppe denkbar. Im einfachsten Fall werden die Um­ schalter der Protection-Baugruppe direkt aufgrund der Kon­ trollsignale CF1 bis CF8 gesteuert. Entspricht eines dieser Kontrollsignale einer Fehlermeldung, so werden die entspre­ chenden Umschalter, beispielsweise S1 und S2 betätigt und das ankommende Signal SI1 wird als Protection-Eingangssignal SIP der Ersatz-Funktionseinheit FP zugeführt, bzw. von dieser das Protection-Signal SOP = SO1 übernommen. Natürlich müssen über das Koppelfeld auch das entsprechende Eingangssignal SCI1 = SIP2 der zweiten Kategorie auf die Ersatz-Funktionseinheit umgeleitet werden und das Protection-Signal SOP2 = SCO1 an das Koppelfeld ausgegeben werden.Depending on the embodiment, several ways of working are the pros tection assembly conceivable. In the simplest case, the order switch of the protection module directly due to the con troll signals CF1 to CF8 controlled. Corresponds to one of these  Control signals of an error message, so the correspond Changed switch, for example S1 and S2 operated and that incoming signal SI1 is used as protection input signal SIP supplied to the replacement functional unit FP, or from this the Protection signal SOP = SO1 accepted. Of course, have to the switching matrix also the corresponding input signal SCI1 = SIP2 of the second category on the replacement functional unit are redirected and the protection signal SOP2 = SCO1 the switching matrix are output.

Bei einer anderen Ausführung werden zunächst in den Kontroll­ daten CD enthaltene Fehlermeldungen dem Steuerrechner zuge­ führt, während die Kontrollsignale CF1, CF2, . . . der Funkti­ onseinheiten trotz einer vorliegenden Fehlfunktion noch un­ verändert bleiben. Der Steuerrechner überprüft die Fehlermel­ dungen, führt anschließend (bei mehreren fehlerhaften Funkti­ onseinheiten entsprechend der Priorität) die Ersatzschaltung im Koppelfeld durch und veranlaßt dann, daß ein entsprechen­ des Kontrollsignal CF = 0 Volt von der gestörten Funktions­ einheit abgegeben und so der Steuerlogik zugeführt wird.In the case of another version, the control Error messages contained in the data CD are sent to the control computer leads while the control signals CF1, CF2,. . . the functi ons units despite an existing malfunction stay changed. The control computer checks the error message then leads (if there are several faulty functions units according to priority) the equivalent circuit through in the switching matrix and then causes a match the control signal CF = 0 volts from the malfunction unit is delivered and thus fed to the control logic.

Die Umschaltung in der Protection-Baugruppe kann auch erst dann erfolgen, wenn ein entsprechender Befehl an die Ersatz- Funktionseinheit gesendet wird, der diese zur Ausgabe eines Kontrollsignal CP = Vcc veranlaßt, das dem Eingang P der Steuerlogik zugeführt wird. Dies hat den Vorteil, daß auch bei mehreren gestörten Funktionseinheiten die Steuerlogik un­ abhängig vom Steuerrechner entsprechend der vorgegebenen Priorität eine Ersatzschaltung für die wichtigste Funktions­ einheit ermittelt und der Zeitpunkt durch den Steuerrechner bestimmt wird. Eine direkte Verbindung zwischen Steuerrechner und Steuerlogik ist in keinem Fall erforderlich. Diese Aus­ führungsform bietet die meisten Vorteile.The switchover in the protection module can also first then take place when a corresponding command is sent to the replacement Functional unit is sent, this to output a Control signal CP = Vcc causes the input P of the Control logic is fed. This has the advantage that too if there are several faulty functional units, the control logic un depending on the control computer according to the given one Priority an equivalent circuit for the most important function unit determined and the time by the control computer is determined. A direct connection between the control computer and control logic is never required. This out leadership offers the most advantages.

Fig. 2 zeigt ein detaillierteres Prinzipschaltbild der Pro­ tection-Baugruppe. Es sind nur jeweils die ersten vier mit PIN-Dioden realisierten Umschalter S1, S3, S5, S7 und S2, S4, S6, S8 dargestellt. Deren erste mit W (working) bezeichneten Ausgänge der Schalter sind mit den Eingängen I1, I2, . . . der Funktionseinheiten verbunden. Die zweiten mit P bezeichneten Ausgänge des Schalters S1 und des Schalter S3 sind zusammen­ geführt; ebenso sind die zweiten Ausgänge der Schalter S5 und S7 zusammengeführt. Wahlweise wird einer dieser Zusammenfüh­ rungspunkte in einem ersten Kombinationsteil COM1 über einen weiteren Schalter SW mit dem Eingang IP (Fig. 1) der Ersatz- Funktionseinheit FP verbunden. Fig. 2 shows a more detailed block diagram of the Pro tection module. Only the first four changeover switches S1, S3, S5, S7 and S2, S4, S6, S8 realized with PIN diodes are shown. The first outputs of the switches labeled W (working) are connected to inputs I1, I2,. . . of the functional units connected. The second outputs, designated P, of switch S1 and switch S3 are routed together; the second outputs of switches S5 and S7 are also brought together. Optionally, one of these merging points is connected in a first combination part COM1 via a further switch SW to the input IP ( FIG. 1) of the replacement functional unit FP.

Das gleiche Kombinationsteil für die hier nicht dargestellten Schalter S9, S11, S13, S15 der Funktionseinheiten F5 bis F8 sowie einem zusätzlichen Umschalter ist ebenfalls mit dem Ausgang des Umschalters SW verbunden. Dieselben Kombinations­ teile sind nochmals für die mit geradzahligen Ziffern be­ zeichneten Schalter S2, S4, . . . bis S18 vorgesehen - aus Grün­ den der Übersichtlichkeit jedoch nicht dargestellt.The same combination part for those not shown here Switches S9, S11, S13, S15 of the functional units F5 to F8 and an additional switch is also with the Output of the switch SW connected. The same combination Parts are again for those with even numbers drew switches S2, S4,. . . provided up to S18 - made of green the clarity is not shown.

Ein von einer Funktionseinheit, beispielsweise F1, abgegebe­ nes korrektes Kontrollsignal CF1 wird dem ersten Schalter S1 direkt zugeführt. Die einem korrekten Kontrollsignal entspre­ chende Spannung schaltet eine PIN-Diode des Schalters S1 und damit das Signal SI1 an die Funktionseinheit F1 durch. Das Kontrollsignal wird außerdem der Steuerlogik zugeführt.One issued by a functional unit, for example F1 The correct control signal CF1 is the first switch S1 fed directly. That corresponds to a correct control signal voltage switches a PIN diode of switches S1 and thus the signal SI1 to the functional unit F1. The The control signal is also fed to the control logic.

Erfolgt dagegen eine Fehlermeldung durch die Funktionseinheit F1, so wird diese zunächst dem Steuerrechner mitgeteilt, der das Koppelfeld auf die Ersatz-Funktionseinheit umschaltet. Gleichzeitig oder kurz danach schaltet er das Kontrollsignal CF1 auf den Fehlerzustand um. Das ankommende Signal SI1 wird hierdurch vom Eingang der Funktionseinheit F1 abtrennt. Wird anschließend - veranlaßt durch den Steuerrechner - das Kon­ trollsignal CP an dem mit P bezeichneten Ausgang der Ersatz- Funktionseinheit auf den Zustand CP = Vcc gesetzt, so wird von der Steuerlogik ein Steuersignal CE1 abgegeben, das die andere PIN-Diode des ersten Umschalters durchschaltet und das ankommende Signal SI1 über den weiteren Schalter SW an den Eingang der Ersatz-Funktionseinheit FP als Eingangssignal SIP durchschaltet. Das Ausgangssignal der Ersatz-Funktionseinheit SOP der Ersatz-Funktionseinheit - es entspricht in diesem Falle dem Ausgangssignal SO1 der intakten Funktionseinheit F1 - wird über eine weitere entsprechende Kombinationsschaltung für die abgehenden Signale und den Schalter S2 durchgeschal­ tet.On the other hand, an error message is issued by the functional unit F1, this is first communicated to the control computer which the switching network switches to the replacement functional unit. At the same time or shortly thereafter, it switches the control signal CF1 to the error state. The incoming signal SI1 is hereby separates from the input of the functional unit F1. Becomes then - prompted by the control computer - the Kon troll signal CP at the output labeled P of the replacement Functional unit set to the state CP = Vcc, so from the control logic a control signal CE1, which the turns on other PIN diode of the first switch and that incoming signal SI1 via the further switch SW to the  Input of the replacement functional unit FP as an input signal SIP switches through. The output signal of the replacement functional unit SOP of the replacement functional unit - it corresponds in this If the output signal SO1 of the intact functional unit F1 - is via another corresponding combination circuit for the outgoing signals and switch S2 tet.

Bei einer von einem Steuerrechner unabhängigen autarken Pro­ tection-Baugruppe wird im Fehlerfall ohne Eingriffe des Steu­ errechners allein von den Funktionseinheiten der Protection-Weg durchgeschaltet.With a self-sufficient Pro independent of a control computer In the event of a fault, the tection module is removed without intervention by the tax calculates the protection path solely from the functional units switched through.

Die Verbindungen der Funktionseinheiten zu dem Koppelfeld und dem Datenbus wurden aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt.The connections of the functional units to the switching matrix and the data bus was not used for reasons of clarity shown.

In Fig. 3 ist ein vereinfachtes Schaltbild mit zwei Umschal­ tern S1 und S3 sowie einem der weiteren Umschalter SW darge­ stellt. Das ankommende Signal SI1 gelangt an die Kathode von zwei PIN-Dioden DS1 und DP1, von denen im ungestörten Be­ triebsfall die PIN-Diode DS1 durchgeschaltet ist (CF1 = Vcc und das ankommende Signal SI1 an die erste Funktionseinheit F1 weiterleitet. Bei einer Fehlermeldung geht das Steuersig­ nal CF1 auf die logische Null und die erste PIN-Diode DS1 sperrt. Dafür wird durch das Steuersignal CE1 die PIN-Diode DP1 durchgeschaltet, so daß das ankommende Signal zum Zusam­ menführungspunkt ZP1 gelangt. Dieser ist wiederum mit einem Eingang des weiteren aus PIN-Dioden DP1, DP2 gebildeten Schalters SW verbunden, der über die Dioden Z1 und Z2 gesteu­ ert wird und das ankommende Signal - jetzt mit SIP bezeichnet - an die Ersatz-Funktionseinheit durchschaltet.In Fig. 3 is a simplified circuit diagram with two Umschal age S1 and S3 and one of the other switch SW Darge presents. The incoming signal SI1 arrives at the cathode of two PIN diodes DS1 and DP1, of which the PIN diode DS1 is switched through in the undisturbed mode of operation (CF1 = V cc and forwards the incoming signal SI1 to the first functional unit F1. In the event of an error message the control signal CF1 goes to logic zero and the first PIN diode DS1 blocks the PIN signal DP1 is switched through by the control signal CE1 so that the incoming signal reaches the merging point ZP1, which in turn is connected to one input of the other Switch SW formed from PIN diodes DP1, DP2, which is controlled via the diodes Z1 and Z2 and switches the incoming signal - now designated SIP - to the replacement functional unit.

Ist dagegen die dritte oder vierte Funktionseinheit defekt, so wird das entsprechende ankommende Signal über einen zwei­ ten nicht dargestellten Zusammenführungspunkt ZP2 durchge­ schaltet. However, if the third or fourth functional unit is defective, so the corresponding incoming signal is sent over a two th merge point ZP2, not shown switches.  

Durch die Zusammenfassung der Kontrollsignale über Z-Dioden - die Spannungs-Regeneration PR - "Power Regeneration" - wird die Versorgungsspannung VCC für die Steuerlogik und die Schaltspannung der Steuersignale gewonnen.By combining the control signals via Zener diodes - the voltage regeneration PR - "Power Regeneration" - becomes the supply voltage VCC for the control logic and the Switching voltage of the control signals obtained.

In Fig. 4 ist ein Ausschnitt aus der Steuerlogik SL darge­ stellt. Sie ist so aufgebaut, daß bei mehreren defekten Funk­ tionseinheiten diejenige mit der höchsten Priorität - hier die Funktionseinheit F1 - ersetzt wird. Eine fehlerhafte Funktionsbaugruppe F1 wird dadurch signalisiert, daß das Kon­ trollsignal OF1 auf die logische Null geht. Dieses Signal wird durch den ersten Inverter IN invertiert und - sobald das Kontrollsignal CP der Ersatz-Funktionseinheit auf die logi­ sche Eins gesetzt ist - wird über das UND-Gatter ANDI das er­ ste Steuersignal CE1 (logische 1) erzeugt, das den ersten Um­ schalter betätigt, genauer die PIN-Diode DP1 (Fig. 3) durch­ schaltet. Das Kontrollsignal OF1 verhindert über die NOR-Gat­ ter NOR1, NOR2, . . ., daß weitere Steuersignale den Zustand der logischen Eins annehmen können. Ist dagegen die zweite Funktionseinheit defekt (CF2 = 0), so wird über das UND-Gat­ ter AND2 das Steuersignal CE2 erzeugt und über einen Inverter IN1 sowie das UND-Gatter AND11 verhindert, daß über die wei­ teren Steuersignale CE3 bis CE8 weitere Umschalter betätigt werden können. Selbstverständlich sind zahlreiche Schaltungs­ varianten möglich.In Fig. 4 a detail of the control logic SL is Darge provides. It is constructed in such a way that in the case of several defective functional units, the one with the highest priority - here the functional unit F1 - is replaced. A faulty function module F1 is signaled in that the control signal OF1 goes to logic zero. This signal is inverted by the first inverter IN and - as soon as the control signal CP of the replacement functional unit is set to logic one - the first control signal CE1 (logic 1) is generated via the AND gate ANDI, which switches the first order actuated, more precisely the PIN diode DP1 ( Fig. 3) switches through. The control signal OF1 prevents NOR1, NOR2,. . . that further control signals can assume the state of logic one. If, on the other hand, the second functional unit is defective (CF2 = 0), the control signal CE2 is generated via the AND gate AND2 and prevented via an inverter IN1 and the AND gate AND11 that further changeover switches are actuated via the further control signals CE3 to CE8 can be. Of course, numerous circuit variants are possible.

Claims (8)

1. Ersatzschaltung für mehrere gleiche Funktionseinheiten (F1 bis F8), deren Eingängen (I1, I2, . . . 18) für ankommende Signale (SI1, SI2, . . . SI8) einer ersten Kategorie jeweils ein elektronischer Umschalter (S1, S3, S5, S7) vorgeschaltet ist, so daß eines der ankommenden Signale (SI1, SI2, . . . SI8) über zweite Ausgänge der Umschalter auf den Eingang (IP) einer Ersatz-Funktionseinheit (FP) geführt werden kann, und daß Ausgängen (O11, O12, . . .) der Funktionseinheiten (F1 bis F8) für Ausgangssignale (SCO1, SCO2, . . . ) einer zweiten Kategorie jeweils ein Umschalter (S22, S24, . . .) nachgeschal­ tet sind, über deren zweite Eingänge ein Protection-Aus­ gangssignal (SOP2) der Ersatz-Funktionseinheit (FP) anstelle eines Ausgangssignals (SCO1, SCO2, . . .) der zweiten Kategorie zugeführt werden kann, und bei der die Ersatzschaltung durch eine Steuerlogik (SL) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Steuerrechner (PU) vorgesehen ist, der über eine Da­ tenverbindung (DB) mit den Funktionseinheiten (F1 bis F8) verbunden ist, über die die Funktionseinheiten (F1 bisF8) Fehlermeldungen an den Steuerrechner (PU) geben, daß der Steuerrechner (PU) die Umschalter (S22, S24, . . .) für abgehende Signale einer zweiten Kategorie steuert und daß von den Funktionseinheiten (F1 bis F8) Kontrollsignale (CF1 bis CF8) an die Steuerlogik (SL) geführt werden, die die Umschalter (S1, S3, . . . S15) für ankommende Signale der ersten Kategorie steuert.1. Equivalent circuit for several identical functional units (F1 to F8), the inputs (I1, I2,... 18) for incoming signals (SI1, SI2,... SI8) of a first category each an electronic switch (S1, S3, S5, S7) is connected upstream, so that one of the incoming signals (SI1, SI2, ... SI8) can be routed to the input (IP) of a replacement function unit (FP) via second outputs of the changeover switch, and that outputs (O11 , O12,...) Of the functional units (F1 to F8) for output signals (SCO1, SCO2,...) Of a second category are each followed by a switch (S22, S24,...), Via whose second inputs protection -Output signal (SOP2) of the replacement function unit (FP) instead of an output signal (SCO1, SCO2,...) Of the second category can be supplied, and in which the equivalent circuit is carried out by a control logic (SL), characterized in that a Control computer (PU) is provided, which via a data connection (DB) is connected to the functional units (F1 to F8) via which the functional units (F1 to F8) give error messages to the control computer (PU) that the control computer (PU) switches (S22, S24,. . .) controls for outgoing signals of a second category and that the functional units (F1 to F8) control signals (CF1 to CF8) are passed to the control logic (SL), which switches (S1, S3, ... S15) for incoming signals controls the first category. 2. Ersatzschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Funktionseinheiten (F1 bis F8) für die Verarbeitung von Signalen der ersten Kategorie (SI1 bis SI8; SO1 bis SO8) und Signalen der zweiten Kategorie (SCI1 bis SCI8; SCO1 bis SCO8) ausgebildet sind,
daß von jeder Funktionseinheit (F1 bis F8) jeweils ein einziges Kontrollsignal (CF1, CF2, . . .) abgegeben wird,
daß weitere Umschalter (S21, S23, . . .) für Eingangssignale der zweiten Kategorie (SCI1 bis SCI8) weiteren Eingängen (I11, I12, . . .) der Funktionseinheiten (F1, F21, . . .) vorgeschaltet sind, über die ein Eingangssignal der zweiten Kategorie auf einen weiteren Protection-Eingang (IP2) der Ersatz- Funktionseinheit (FP) umschaltbar ist, daß der Steuerrechner (PU) die Umschalter (S21, S23, . . .; S22, S24, . . .) für ankommende und abgehende Signale einer zweiten Kategorie steuert,
daß weitere Umschalter (S2, S4, . . .) für abgehende Signale der ersten Kategorie (SO1, SO2, . . .) weiteren Ausgängen (O1, O2, . . .) der Funktionseinheiten nachgeschaltet sind, über die auf ein weiteres Protection-Ausgangssignal (SOP) der Ersatz- Funktionseinheit (FP) umgeschaltet werden kann, und daß alle Umschalter (S1, S2, S3, S4, . . .) für ankommende und abgehende Signale der ersten Kategorie (SI1 bis SI8; SO1 bis SO8) von der Steuerlogik (SL) betätigt werden.
2. equivalent circuit according to claim 1, characterized in
that the functional units (F1 to F8) are designed for processing signals of the first category (SI1 to SI8; SO1 to SO8) and signals of the second category (SCI1 to SCI8; SCO1 to SCO8),
that a single control signal (CF1, CF2,...) is emitted by each functional unit (F1 to F8),
that further switches (S21, S23,...) for input signals of the second category (SCI1 to SCI8) are connected upstream of further inputs (I11, I12,...) of the functional units (F1, F21,...), via which a Input signal of the second category to a further protection input (IP2) of the replacement function unit (FP) can be switched over so that the control computer (PU) switches (S21, S23,...; S22, S24,...) For incoming and controls outgoing signals of a second category,
that further changeover switches (S2, S4,...) for outgoing signals of the first category (SO1, SO2,...) are connected to further outputs (O1, O2,...) of the functional units, via which a further protection Output signal (SOP) of the replacement function unit (FP) can be switched, and that all switches (S1, S2, S3, S4, ...) for incoming and outgoing signals of the first category (SI1 to SI8; SO1 to SO8) from the control logic (SL) can be operated.
3. Ersatzschaltung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Funktionseinheiten (F1, F2 . . .) so ausgebildet sind, daß sie über die Datenverbindung (DB) mit dem Steuer­ rechner (PU) Befehle empfangen können, durch die der Zustand der Kontrollsignale (CF1, CF2, . . .) geändert wird.3. equivalent circuit according to claim 1 or claim 2, characterized, that the functional units (F1, F2...) are designed in this way are that they have the data link (DB) with the tax computer (PU) can receive commands through which the state the control signals (CF1, CF2,...) is changed. 4. Ersatzschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerrechner das Kontrollsignal (CP) der Ersatz- Funktionseinheit (FP) aktiviert, das über die Steuerlogik (SL) erst eine Ersatzschaltung durchführt.4. equivalent circuit according to claim 3, characterized, that the control computer receives the control signal (CP) of the replacement Functional unit (FP) activated via the control logic (SL) first performs an equivalent circuit. 5. Ersatzschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Funktionseinheiten (F1, F2, . . .) derart ausgebildet sind, daß im Störungsfall als Kontrollsignal (CF1, CF2, . . .) eine Spannung von etwa 0 Volt abgegeben wird,
daß die Kontrollsignale (CF1, CF2, . . .) über Dioden zusammengeführt sind,
daß aus den Kontrollsignalen (CF1, CF2, . . .) eine Ver­ sorgungsspannung (Vcc) für die Steuerlogik (SL) und eine Schaltspannung für die Umschalter (S1, S2, . . .) gewonnen wird.
5. equivalent circuit according to one of the preceding claims, characterized in
that the functional units (F1, F2,...) are designed in such a way that a voltage of approximately 0 volts is emitted as a control signal (CF1, CF2,...) in the event of a fault,
that the control signals (CF1, CF2,...) are brought together via diodes,
that from the control signals (CF1, CF2,...) a supply voltage (Vcc) for the control logic (SL) and a switching voltage for the changeover switch (S1, S2,...) is obtained.
6. Ersatzschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als elektronische Umschalter (S1, S2, . . .) PIN-Dioden­ schalter (DS1, DP1) vorgesehen sind.6. equivalent circuit according to one of the preceding claims, characterized, that as an electronic switch (S1, S2,...) PIN diodes switches (DS1, DP1) are provided. 7. Ersatzschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerlogik (SL) derart ausgebildet ist, daß sie bei mehreren Fehlermeldungen entsprechend einer vorgegebenen Priorität die Ersatzschaltung für nur eine der Funktionseinheiten (F1, F2, F3, . . .) durchführt.7. equivalent circuit according to one of claims 1 to 6, characterized, that the control logic (SL) is designed such that it several error messages according to a given one Priority the equivalent circuit for only one of the Functional units (F1, F2, F3,...) Performs. 8. Ersatzschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschalter (S21, S22, S23, . . .) für Signale der zweiten Kategorie einem Koppelfeld (CC) zugehören und daß der Steuerrechner (PU) bei mehreren Fehlermeldungen entsprechend der Priorität eine Ersatzschaltung durch alleinige Änderung des Kontrollsignals (CF1) der prioritätshöchsten Funktionseinheit (F1) vornimmt.8. equivalent circuit according to one of claims 1 to 6, characterized, that the switch (S21, S22, S23,...) for signals of second category belong to a switching matrix (CC) and that the Control computer (PU) with several error messages accordingly the priority is an equivalent circuit by sole change the control signal (CF1) of the highest priority Functional unit (F1) performs.
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