專利名稱：連接多個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的星形節(jié)點(diǎn)中的激活檢測(cè)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包含多個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)。這種網(wǎng)絡(luò)可被應(yīng)用于以下領(lǐng)域，如機(jī)動(dòng)車輛中，航空技術(shù)和航天工程中，工業(yè)自動(dòng)化(如傳感器系統(tǒng))及家庭自動(dòng)化(如照明技術(shù)，報(bào)警系統(tǒng)，中央供暖，氣候控制等等)。
在機(jī)動(dòng)車輛技術(shù)網(wǎng)絡(luò)中，可使用如1999年第14期“Elektronik”雜志第36至43頁(yè)(Stefan Polenda博士，Georg Kroiss“TTP”在“greifbarer Nahe”中的有線驅(qū)動(dòng))提及的TTP(時(shí)間觸發(fā)協(xié)議)協(xié)議。這個(gè)協(xié)議啟動(dòng)一個(gè)可靠的數(shù)據(jù)傳送，因而也可被用于網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備。在上面提及的文章中，一個(gè)總線系統(tǒng)被稱作一種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的目的是提供另一種包括多個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)。
此目標(biāo)由第一段所定義的的具有以下特征的網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)該網(wǎng)絡(luò)具有多個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和一個(gè)星形節(jié)點(diǎn)，所述星形節(jié)點(diǎn)與至少兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)直接相連并且包括多個(gè)指定給至少一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的星形接口，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)星形接口都包括一個(gè)激活檢測(cè)器來檢測(cè)來自指定的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的消息信號(hào)的激活，并傳送基于至少一個(gè)激活的從指定的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)至其它星形接口或從另一個(gè)星形接口至指定的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的消息信號(hào)。
本發(fā)明涉及一個(gè)包括多個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)，這些節(jié)點(diǎn)至少有一部分在一個(gè)星形節(jié)點(diǎn)中與另一個(gè)節(jié)點(diǎn)連接。如果一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)要發(fā)送消息，將通知給星形節(jié)點(diǎn)的一個(gè)星形接口。整個(gè)通知可以是隱藏于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)消息信號(hào)中的某種激活，這種激活跟隨一種由通信消息疊加的導(dǎo)向信號(hào)。例如，這種激活可以由電平的改變來完成，位于指定連接上的星形接口可以準(zhǔn)確無誤地將這種改變與線路的其它電平區(qū)別開。
根據(jù)本發(fā)明，被指定給至少一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的星形接口包括一個(gè)檢測(cè)被指定的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的消息信號(hào)的激活的激活檢測(cè)器。首先被指定的星形接口識(shí)別一個(gè)發(fā)送請(qǐng)求，這個(gè)識(shí)別對(duì)傳輸消息信號(hào)的線路上的信號(hào)激活做出反應(yīng)，同時(shí)連續(xù)地檢測(cè)發(fā)送節(jié)點(diǎn)是否進(jìn)一步產(chǎn)生激活，或者是否已分別到達(dá)了發(fā)送激活的結(jié)束。
以激活的序列為基礎(chǔ)，通訊信號(hào)通過指定的星形接口傳送消息信號(hào)至另外的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。為達(dá)到此目的，可在星形節(jié)點(diǎn)中連接有轉(zhuǎn)換放大器。在一個(gè)具有高數(shù)據(jù)數(shù)率和多個(gè)互相交換數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)中，星形節(jié)點(diǎn)必須經(jīng)常并且快速地重新配置放大器。這必須在當(dāng)前發(fā)送數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)處分別進(jìn)行。
本發(fā)明可提供盡可能最短的配置時(shí)間和對(duì)干擾的高穩(wěn)定性，所述干擾不會(huì)導(dǎo)致不必要的配置。
本發(fā)明的這個(gè)方面和其它方面可由下面的實(shí)施例清楚地闡明。
附圖附

圖1是具有多個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)，這些網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)通過一個(gè)有效星形節(jié)點(diǎn)連接，附圖2是一個(gè)星形節(jié)點(diǎn)中的星形接口的基本電路圖，附圖3至5是圖2的星形接口中可能產(chǎn)生的不同的信號(hào)波形，附圖6是一個(gè)星形接口的實(shí)施例，附圖7是一個(gè)使用于星形接口中的激活檢測(cè)器的功能框圖，附圖8，10，12和15是激活檢測(cè)器的不同的實(shí)施例，附圖9，11，和14是圖8，10，12中的激活檢測(cè)器的不同信號(hào)波形，以及附圖13是附圖12中的模擬激活檢測(cè)器的功能框圖。
根據(jù)本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)實(shí)施例如附圖1所示。此網(wǎng)絡(luò)包括，4個(gè)通過雙紐線5至8互相連接的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)1至4，雙紐線5至8可通過一個(gè)有效星形節(jié)點(diǎn)9提供對(duì)稱的信號(hào)傳輸。有效星形節(jié)點(diǎn)9執(zhí)行線路適配，這樣線對(duì)5至8能以特性阻抗接在有效星形節(jié)點(diǎn)9的終端同時(shí)還能分析通過網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)1至4傳輸?shù)男盘?hào)。如果線對(duì)5至8不通過有效星形節(jié)點(diǎn)9互相連接，那么星形節(jié)點(diǎn)中的每個(gè)線對(duì)將會(huì)錯(cuò)誤匹配而導(dǎo)致阻抗從Z0躍變到1/3Z0，此錯(cuò)誤匹配的原因是與另外的線對(duì)分別并聯(lián)的連接。
線對(duì)5至8也可以采用適于光纖通信的光纖代替。在這種情況下網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)1至4和星形節(jié)點(diǎn)9中必須具有電光或光電轉(zhuǎn)換器。
有效星形節(jié)點(diǎn)9具有對(duì)應(yīng)于線對(duì)5至8的星形接口，此接口能傳輸從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)發(fā)送至連在此星形節(jié)點(diǎn)上的其它網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的消息。附圖2說明了這種星形接口的基本電路圖。線對(duì)5至8連接至轉(zhuǎn)換放大器10(第一轉(zhuǎn)換裝置)的輸入端，此放大器具有一個(gè)轉(zhuǎn)換輸入端11，其輸出端連有另一個(gè)轉(zhuǎn)換放大器12(第二轉(zhuǎn)換裝置)，它具有一個(gè)轉(zhuǎn)換輸入端13。轉(zhuǎn)換放大器10的輸出端輸出信號(hào)rec data，其轉(zhuǎn)換輸入端11輸入信號(hào)rec en放大器10的輸出端連接有一個(gè)激活檢測(cè)器14，用以分析輸出信號(hào)rec en。轉(zhuǎn)換放大器12的輸入端接收輸入信號(hào)drv data。它的轉(zhuǎn)換輸入端13接收信號(hào)drv en。如果激活檢測(cè)器14有其自己的接收放大器和關(guān)閉激活檢測(cè)的轉(zhuǎn)換輸入端，激活檢測(cè)器也可連接在放大器10的前方。
星形接口的激活檢測(cè)器14用于檢測(cè)信號(hào)中的某些激活，所述信號(hào)通過指定的線對(duì)應(yīng)用于指定網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的指定星形節(jié)點(diǎn)，同時(shí)指出一個(gè)消息即將要傳輸。這種激活可解釋為一個(gè)具有某種連續(xù)信號(hào)變化的信號(hào)中的信號(hào)電平的變化。經(jīng)過激活識(shí)別，星形節(jié)點(diǎn)9的其它星形接口被轉(zhuǎn)換，以致這些接口僅通過接收指定網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)消息的星形接口接收消息。星形節(jié)點(diǎn)的這種狀態(tài)一直維持到指定的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)已經(jīng)完全發(fā)送完它的消息。為達(dá)此目的，不論消息是否仍在發(fā)送，星形接口不停地進(jìn)行檢測(cè)，也就是說，是否激活或發(fā)送操作是否終止(沒有激活)還可在轉(zhuǎn)換放大器的輸出端被檢測(cè)。當(dāng)在一個(gè)限定時(shí)段里沒檢測(cè)到激活時(shí)則識(shí)別出傳輸?shù)慕Y(jié)束。消息中沒有附加特別的信號(hào)來控制星形節(jié)點(diǎn)9，傳輸消息本身引起激活檢測(cè)器14去維持曾經(jīng)形成的配置(設(shè)定轉(zhuǎn)換放大器10和12)。
如果一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)要發(fā)送消息，它必須產(chǎn)生一種稱為發(fā)送請(qǐng)求的特定活動(dòng)。附圖3表示一種發(fā)送請(qǐng)求的信號(hào)波形。此信號(hào)具有三個(gè)階段，BI，CD和MD。通過在BI階段末端和CD階段起始端的電平變化，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)表明要發(fā)送消息。此電平變化由星形節(jié)點(diǎn)9中被指定的星形接口探測(cè)出，同時(shí)指定星形接口的轉(zhuǎn)換放大器12和其它星形接口的轉(zhuǎn)換放大器11被關(guān)閉，其它星形接口的轉(zhuǎn)換放大器被啟動(dòng)。如果其它網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接收當(dāng)前激活網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的傳輸信號(hào)，狀態(tài)MD(傳輸數(shù)據(jù))開始。時(shí)間段CD在其被允許發(fā)送消息之前被傳輸網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)維護(hù)，此時(shí)間段是星形節(jié)點(diǎn)9中的星形接口用來檢測(cè)信號(hào)邊沿，將其與干擾區(qū)別開以及相應(yīng)地與其它星形接口的放大器一樣開關(guān)自己的放大器。此時(shí)間間隔CD基于與網(wǎng)絡(luò)中的星形節(jié)點(diǎn)數(shù)目一樣多的激活檢測(cè)器(選擇激活檢測(cè)器14)的選擇執(zhí)行。附圖1中的星形節(jié)點(diǎn)9不僅可連接至一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，而且可與至少一個(gè)連接有更多網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的星形節(jié)點(diǎn)連接。在這種情況下，發(fā)送請(qǐng)求從星形節(jié)點(diǎn)9傳送至第二個(gè)節(jié)點(diǎn)，此第二個(gè)星形節(jié)點(diǎn)的配置時(shí)間屬于時(shí)間段CD。這對(duì)于把傳送消息也發(fā)送至與第二星形節(jié)點(diǎn)連接的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)來說是必需的。
如上所述，附圖2中檢測(cè)連至網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)鏈路上電平變化的星形接口可把此變化情況發(fā)送給星形節(jié)點(diǎn)9的其它星形接口。由激活檢測(cè)器14產(chǎn)生的控制信號(hào)act det用于控制轉(zhuǎn)換放大器10和12。激活檢測(cè)器在檢測(cè)到一個(gè)激活后激活控制信號(hào)act det。當(dāng)消息在網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)倪^程中，它一直保持激活狀態(tài)。消息中的電平變化于是被稱為一次激活。如果這些變化沒有發(fā)生，檢測(cè)器檢測(cè)出此消息已結(jié)束。附圖4說明了在消息末端具有時(shí)間段MD和BI的一個(gè)信號(hào)波形的例子。消息結(jié)束的特征是有相同的電平(時(shí)間段BI)。消息中相同電平的最大時(shí)間間隔(時(shí)間段MD)必須不會(huì)導(dǎo)致控制信號(hào)act det關(guān)閉。僅在一特定時(shí)期中的沒有變化發(fā)生的一段時(shí)間間隔后，激活才結(jié)束，從而檢測(cè)出消息結(jié)束?？刂凭€路act de被關(guān)閉。這個(gè)情況被發(fā)送至其它星形接口，同時(shí)這些星形接口的已開啟的放大器被關(guān)閉。星形節(jié)點(diǎn)再一次變換至可分別處理一個(gè)任意網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的新的發(fā)送請(qǐng)求及提供網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)路徑的配置的狀態(tài)中。
附圖5說明了一個(gè)具有噪聲脈沖和從激活檢測(cè)器14產(chǎn)生的控制信號(hào)act det的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的信號(hào)波形。線路上系統(tǒng)默認(rèn)的噪聲脈沖的最大持續(xù)時(shí)間(N)，對(duì)能使發(fā)送請(qǐng)求被正確檢測(cè)出的延遲時(shí)間有影響。延遲時(shí)間T(act det)通常大于默認(rèn)噪聲脈沖的寬度，這樣無論如何兩種情況都有區(qū)別。這由激活檢測(cè)器14來處理。
時(shí)間段MD(最大)表明了一個(gè)消息中兩次電平變化的的最大時(shí)間間隔。這個(gè)最大時(shí)間間隔基于選擇編碼和數(shù)據(jù)數(shù)率。一個(gè)不能確定時(shí)間間隔MD(最大)的傳輸方法是不適用于在控制有效星形網(wǎng)絡(luò)的激活檢測(cè)中使用的。例如，在使用NRZ編碼的傳輸方法中，對(duì)于一段不確定的時(shí)間期間沒有電平變化顯示。
時(shí)間間隔T(BI)在一個(gè)消息脈沖中必須大于最大寬度MD(最大)，此時(shí)間間隔被激活檢測(cè)器用來以一種可靠方式檢測(cè)傳輸結(jié)束，只有這樣才能保證當(dāng)一個(gè)消息被傳輸時(shí)連接不會(huì)中斷。
時(shí)間間隔T(BI)被確定，這樣它包含了一個(gè)附加的安全時(shí)間間隔。由于多種不同的系統(tǒng)誤差(如，在數(shù)字邊沿檢測(cè)時(shí)的掃描錯(cuò)誤，組成元件特性偏移，等等)。
激活檢測(cè)的原理可被廣泛用于任何類型的信號(hào)傳輸，例如，一個(gè)單工傳輸并且不局限于一個(gè)對(duì)稱推挽式的傳輸。決定因素是用于激活檢測(cè)器的邏輯電平。
附圖6說明了一個(gè)星形接口的實(shí)施例。一個(gè)線對(duì)連接至一個(gè)轉(zhuǎn)換放大器15的輸入端，及另一個(gè)轉(zhuǎn)換放大器16的輸出端，一個(gè)激活檢測(cè)器17以及一個(gè)終端阻抗18。終端阻抗18與波阻抗相應(yīng)。當(dāng)激活檢測(cè)器檢測(cè)到一個(gè)發(fā)送請(qǐng)求，它產(chǎn)生一個(gè)發(fā)送至轉(zhuǎn)換放大器15的轉(zhuǎn)換輸入端的激活控制信號(hào)，此控制信號(hào)還連至與門20的反向輸入端，并通過放大器21連至與與門20的非反相輸入端相連接的線路22。當(dāng)轉(zhuǎn)換放大器15工作時(shí)，它發(fā)送數(shù)據(jù)至與節(jié)點(diǎn)連接的數(shù)據(jù)線23。這條數(shù)據(jù)線也接收來自其它星形接口的數(shù)據(jù)并通過放大器16傳輸數(shù)據(jù)至指定的線對(duì)。與門20的非反相輸出端連至放大器16的轉(zhuǎn)換輸入端24，同時(shí)通過反向器25與激活檢測(cè)器17的轉(zhuǎn)換輸入端26相連。一個(gè)通過激活檢測(cè)器的輸入端26從另一個(gè)星形接口來的激活控制信號(hào)被用來阻塞激活檢測(cè)器。
附圖6所示的星形接口通過一個(gè)有線的“或”(OR)連接(線路22)連至星形節(jié)點(diǎn)9的另一個(gè)星形接口。附圖6中的放大器21被視為一個(gè)漏極放大器。星形節(jié)點(diǎn)9的星形接口分別連至線路22和線路23，這樣的結(jié)果是形成了2個(gè)線路節(jié)點(diǎn)。另外，還連有一個(gè)連在線路節(jié)點(diǎn)(線路22)與邏輯0電平之間的電阻。此電阻與每個(gè)星形接口的放大器21構(gòu)成了有線或連接。當(dāng)邏輯連接由與門20來相應(yīng)調(diào)整時(shí)，也可用放大器21的集電極開路線路來實(shí)現(xiàn)有線或連接。
激活檢測(cè)器14或17的功能結(jié)構(gòu)可從附圖7得到。附圖7包含一個(gè)抑制噪聲的濾波器27，一個(gè)邊沿檢測(cè)器28和一個(gè)激活檢測(cè)電路29。從線對(duì)5至8或從轉(zhuǎn)換放大器的輸出端來的信號(hào)輸入濾波器27以抑制噪聲脈沖。邊沿檢測(cè)器28處理經(jīng)濾波的信號(hào)。邊沿檢測(cè)器通知激活檢測(cè)電路29一個(gè)邊沿，例如表示一個(gè)電路是否發(fā)送請(qǐng)求，消息或消息是否結(jié)束的邊沿或電平變化。根據(jù)是否發(fā)送請(qǐng)求，消息或消息結(jié)束的提出，激活檢測(cè)電路29發(fā)出控制信號(hào)，此信號(hào)在有發(fā)送請(qǐng)求時(shí)激活，當(dāng)有消息時(shí)保持激活，當(dāng)檢測(cè)到消息結(jié)束時(shí)又停止。將在下文描述的數(shù)字式實(shí)施例可容易地說明圖7的功能結(jié)構(gòu)。在已描述的模擬式實(shí)施例中，圖7中的功能模塊不能如此清楚地制定。
附圖8說明了第一數(shù)字激活檢測(cè)器的實(shí)施例。圖8中的所有開關(guān)元件需要一個(gè)共同的時(shí)鐘(clc)。此時(shí)鐘信號(hào)的頻率被選擇，以保證充分的重復(fù)抽樣。如果一個(gè)數(shù)據(jù)流中相同電平的最短時(shí)間間隔由TB給出，在開始節(jié)點(diǎn)中的時(shí)間信號(hào)的持續(xù)時(shí)間不能超過TB/2。附圖8中的數(shù)字電路包括一個(gè)濾波器30，一個(gè)邊沿檢測(cè)器31和一個(gè)具有發(fā)送請(qǐng)求存儲(chǔ)器32的激活檢測(cè)器電路并且還有檢測(cè)激活結(jié)束的無激活檢測(cè)電路33。
濾波器30阻止一個(gè)僅由線對(duì)產(chǎn)生的短噪聲脈沖邊沿被認(rèn)為是電路中的邏輯下行鏈路的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的發(fā)送請(qǐng)求。此濾波器可包括一個(gè)具有下行賦值邏輯的移位寄存器(可有3個(gè)采樣值)。下行賦值邏輯組成了部分邊沿檢測(cè)器31的一部分。一旦新的采樣數(shù)據(jù)進(jìn)入寄存器，通過移位寄存器的采樣值通常把最舊的值移出。邊沿檢測(cè)器31識(shí)別存儲(chǔ)在移位寄存器中的數(shù)值來確定一個(gè)電平轉(zhuǎn)換(信號(hào)邊沿)是否實(shí)際上是由傳輸網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的。當(dāng)?shù)诙€(gè)采樣值電平變化至第三個(gè)采樣值時(shí)，一個(gè)邊沿不會(huì)被理解識(shí)別直到下一個(gè)采樣值確認(rèn)這個(gè)電平變化(采樣值二和三于是具有相同的值)，如果僅僅第二個(gè)采樣值是不同的，例如第三個(gè)采樣值與第一個(gè)采樣值相同，這將被邊沿檢測(cè)器31認(rèn)為是噪聲，同時(shí)發(fā)出無邊沿識(shí)別的信號(hào)。
濾波器30和邊沿檢測(cè)器31可組成一個(gè)更加昂貴的配置。通過包括有更多的采樣值，穩(wěn)定性被加強(qiáng)，這樣一個(gè)噪聲信號(hào)便不會(huì)導(dǎo)致激活電路被激活。但是，濾波器30和邊沿檢測(cè)器31必須無限制地包括用于理解識(shí)別的多個(gè)采樣值，因?yàn)?，這樣，信號(hào)邊沿的發(fā)生和控制信號(hào)的激活之間的延遲也增加了。
結(jié)合圖8所示的激活檢測(cè)器中的信號(hào)波形，下面將解釋當(dāng)時(shí)鐘(CIK)頻率保持相同時(shí)減少濾波器所導(dǎo)致的延遲的可能性。時(shí)鐘(clk)的上升沿和下降沿被用于信號(hào)采樣。結(jié)果，在相同時(shí)間間隔的采樣值數(shù)量加倍。輸入信號(hào)rec-data中的一個(gè)電平變化的發(fā)生與邊沿檢測(cè)器31的輸出信號(hào)ED中的一個(gè)脈沖的發(fā)生的時(shí)間間隔減小。輸出信號(hào)ED中的一個(gè)脈沖與激活檢測(cè)電路的時(shí)鐘信號(hào)clk同步，并表示為一個(gè)時(shí)鐘周期。
可觀測(cè)到，減小噪聲的濾波器30也可用模擬形式實(shí)現(xiàn)，或者數(shù)字濾波器30可與一個(gè)上游的模擬濾波器(低通濾波器)配套。
如果一個(gè)邊沿被邊沿檢測(cè)器31識(shí)別，也就是說，它的輸出信號(hào)ED被激活，這個(gè)信息被存在發(fā)送請(qǐng)求存儲(chǔ)器32中。這個(gè)存儲(chǔ)可通過同步置位輸入端輸入。發(fā)送請(qǐng)求存儲(chǔ)器32的輸出信號(hào)是控制信號(hào)act-det，如上文所述，此信號(hào)用于控制它自己的星形接口，以及星形節(jié)點(diǎn)9的其它星形接口。
發(fā)送請(qǐng)求存儲(chǔ)器保持控制信號(hào)act-det的有效直到無激活檢測(cè)電路31確定激活的結(jié)束，然后通過一個(gè)同步復(fù)位輸入端60使發(fā)送請(qǐng)求存儲(chǔ)器復(fù)位。然后控制信號(hào)act-det被關(guān)閉。
無激活檢測(cè)電路33在一個(gè)由發(fā)送請(qǐng)求存儲(chǔ)器通過線路34產(chǎn)生的激活后校驗(yàn)輸出信號(hào)中是否有更多的電平變化(＝激活)。如上文所述，這些電平變化以邊沿檢測(cè)器31的輸出信號(hào)中的脈沖表示。附圖9中的信號(hào)rec-data包括噪聲N，其同樣地由邊沿檢測(cè)器識(shí)別，并且不會(huì)引起邊沿檢測(cè)器31的輸出信號(hào)中的一個(gè)脈沖。只有當(dāng)一個(gè)脈沖不再在一個(gè)給定的時(shí)間間隔內(nèi)發(fā)生時(shí)，無激活檢測(cè)電路33才激活它的輸出信號(hào)。這個(gè)輸出信號(hào)于是標(biāo)志著當(dāng)前信號(hào)已經(jīng)結(jié)束并且使發(fā)送請(qǐng)求存儲(chǔ)器32復(fù)位。
無激活檢測(cè)電路33可以是一個(gè)計(jì)數(shù)器，它被觸發(fā)后開始以一個(gè)可調(diào)間隔尺度(計(jì)數(shù)寬度)增加它的內(nèi)部計(jì)數(shù)。通過制訂一個(gè)溢出條件，經(jīng)過計(jì)數(shù)器觸發(fā)它的輸出信號(hào)的占用時(shí)間后一個(gè)時(shí)間間隔可被定義出來。計(jì)數(shù)器也可被設(shè)置成一個(gè)“占用時(shí)間”計(jì)數(shù)器，開始于一個(gè)預(yù)先規(guī)定的內(nèi)部計(jì)數(shù)，當(dāng)沒有達(dá)到一個(gè)下限(如，0)時(shí)，相應(yīng)地激活它的輸出信號(hào)。
如果無激活檢測(cè)電路33被用作為計(jì)數(shù)器，邊沿檢測(cè)器31的輸出信號(hào)ED被用來設(shè)定計(jì)數(shù)至初始狀態(tài)。從而，只要邊沿檢測(cè)器31的輸出信號(hào)中的脈沖在一個(gè)足夠短的間隔內(nèi)互相跟隨，計(jì)數(shù)器的“占用時(shí)間”條件就不會(huì)達(dá)到。這些間隔由消息編碼的類型和數(shù)據(jù)數(shù)率來定義。并且一個(gè)編碼消息中的最長(zhǎng)可能時(shí)間間隔的發(fā)生必須不能導(dǎo)致計(jì)數(shù)器達(dá)到它的“占用時(shí)間”數(shù)，所述時(shí)間間隔發(fā)生在兩個(gè)電平變化之間。
這個(gè)間隔的大小必須與消息編碼的類型相適應(yīng)，同時(shí)計(jì)數(shù)器必須相應(yīng)地配置。這可分別通過如可編程“占用時(shí)間”計(jì)數(shù)或起始計(jì)數(shù)來實(shí)現(xiàn)。也可以通過一個(gè)可配置的時(shí)鐘分頻器來設(shè)置時(shí)鐘(clc)的計(jì)數(shù)寬度，這樣提供給計(jì)數(shù)器一個(gè)相適配的計(jì)數(shù)時(shí)鐘。
無激活檢測(cè)電路33是由發(fā)送請(qǐng)求存儲(chǔ)器通過連線34來啟動(dòng)的。如上文所述，用在一個(gè)線對(duì)5至8(發(fā)送請(qǐng)求)上的第一個(gè)邊沿來設(shè)定用于下一個(gè)消息傳輸?shù)霓D(zhuǎn)換放大器。因此發(fā)送請(qǐng)求通常被作為實(shí)際消息之前的某一時(shí)間間隔，這樣星形節(jié)點(diǎn)9中的放大器可被轉(zhuǎn)換，同時(shí)星形節(jié)點(diǎn)中的連接路徑在實(shí)際消息傳輸開始之前被建立來發(fā)送從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)至另一個(gè)節(jié)點(diǎn)的消息。因此，在信號(hào)rec-data的第一個(gè)信號(hào)邊沿(見附圖9邊沿檢測(cè)器31的輸出信號(hào)ED的第一個(gè)脈沖)與由消息(見附圖9邊沿檢測(cè)器31的輸出信號(hào)ED的第二個(gè)脈沖)產(chǎn)生的第一個(gè)信號(hào)邊沿之間可能經(jīng)過一個(gè)時(shí)間間隔，此間隔比無激活檢測(cè)電路33的規(guī)定時(shí)間間隔大。這樣無激活檢測(cè)電路33將在一個(gè)發(fā)送網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)發(fā)送消息前又一次終止一個(gè)連接。通過一個(gè)附加啟動(dòng)控制電路可阻止這種情況發(fā)生。這種情況下直到信號(hào)rec-data中的第二次電平變化發(fā)生時(shí)才允許無激活檢測(cè)電路33通過鏈路36啟動(dòng)(見附圖10啟動(dòng)信號(hào)EN)。
附圖11說明了附圖10中的激活檢測(cè)器的不同信號(hào)波形。如此圖所示，無激活檢測(cè)電路33啟動(dòng)信號(hào)直到數(shù)據(jù)消息的第一次信號(hào)邊沿發(fā)生時(shí)才激活。這樣無激活檢測(cè)電路33從消息開始時(shí)第一個(gè)探測(cè)在信號(hào)rec-data中是否沒有激活的規(guī)定間隔可被識(shí)別出。
附圖12說明了另一個(gè)模擬激活檢測(cè)器的實(shí)施例。當(dāng)在星形節(jié)點(diǎn)中使用模擬激活檢測(cè)器時(shí)，不需要時(shí)鐘源。模擬激活檢測(cè)器在其輸入端37接收信號(hào)rec-data，此輸入端連至P溝道MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管38的柵極以及N溝道MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管39的柵極。晶體管39的源極接地同時(shí)它的漏極接到兩個(gè)N溝道MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管40和41的源極。晶體管38的源極接至電壓源Vcc。晶體管38的漏極接至兩個(gè)P溝道MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管42和43的源極，它們的漏極端線與晶體管40和41的漏極端線具有一共同的節(jié)點(diǎn)58，節(jié)點(diǎn)58是電容44與N溝道MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管40的柵極和P溝道MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管46的柵極的一個(gè)接線端。晶體管42的柵極與P溝道MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管47的柵極和漏極以及N溝道MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管48的漏極相連。晶體管47的源極接至電壓源Vcc。晶體管48的柵極與晶體管40的柵極相連，還與電壓源49(Vref)相連。電壓源49的另一端與晶體管48的源極一樣接地。
晶體管41和43的柵極與晶體管45和46的漏極構(gòu)成了傳遞控制信號(hào)act-det的模擬激活檢測(cè)器的輸出端50。晶體管46的源極還連至電壓源Vcc，晶體管45的源極與電容的另一端一樣接地。
附圖12中的模擬激活檢測(cè)器中的晶體管的不同功能可借助于附圖13的功能線路圖說明。可變電阻51由電壓源49及晶體管42，47和48組成，可變電阻52由電壓源49和晶體管40組成。晶體管38代表開關(guān)53，晶體管43代表開關(guān)54，晶體管41代表開關(guān)55，以及晶體管39代表開關(guān)56。晶體管45和46構(gòu)成反向器57。
與數(shù)字激活檢測(cè)器相對(duì)比，當(dāng)沒有消息傳輸時(shí)認(rèn)為輸入端37是一個(gè)低電平(邏輯0)。在Z1狀態(tài)(初始狀態(tài))，輸入端37和輸出端50為低電平(rec－data＝0，act－det＝0)，在此狀態(tài)，晶體管38開啟，晶體管39關(guān)閉。因?yàn)檩敵龆?0也為低電平，在此狀態(tài)，晶體管43開啟，晶體管41關(guān)閉。電容44通過晶體管38和晶體管43由正電壓源Vcc充電。在晶體管41和晶體管43的漏極間的節(jié)點(diǎn)58上有在此狀態(tài)下為高電平的信號(hào)Z2(見附圖14)附圖13的功能線路圖說明在第一狀態(tài)Z1，開關(guān)53和54是關(guān)閉的，開關(guān)55和56是開啟的。電容通過開關(guān)53和54充電。
如果輸入端37的電平有變化，也就是說，信號(hào)具有高電平，晶體管38關(guān)閉，晶體管39開啟。一個(gè)恒定電流將流過晶體管40的漏極，這樣電容被放電。
在Z2狀態(tài)(見附圖14)，有短暫的噪聲脈沖。這意味著在信號(hào)rec-data中暫時(shí)地發(fā)生有高電平(邏輯1)。這些噪聲通過由電容44和晶體管40的電阻決定的濾波器來消除。如果噪聲脈沖非常短暫，節(jié)點(diǎn)58的電壓不會(huì)達(dá)到一個(gè)轉(zhuǎn)換門限，在此門限處由晶體管45和46改變狀態(tài)而形成輸出狀態(tài)，也就是說，使輸出端50(信號(hào)act-det)變?yōu)楦唠娖?。結(jié)果，在有暫時(shí)的噪聲脈沖情況下，輸出端50的信號(hào)無效。暫時(shí)噪聲脈沖結(jié)束后，輸入端37的一個(gè)低信號(hào)電平導(dǎo)致電容44通過晶體管38和晶體管43快速地被再次充電。
在第二狀態(tài)Z2，附圖13中的開關(guān)53和55開啟，開關(guān)56關(guān)閉。放電電流從電容44經(jīng)過電阻52和開關(guān)56流向地。電容44和電阻56決定了放電時(shí)間常數(shù)。
如果網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生一個(gè)發(fā)送請(qǐng)求(第三狀態(tài)Z3)，輸入端的電壓至少在時(shí)間間隔T(act-det)期間(見附圖5，考慮附圖14中的反向輸入電平)是高電平。因此，因?yàn)橥ㄟ^晶體管39和晶體管40放電，節(jié)點(diǎn)58的電壓要低于晶體管45和46(轉(zhuǎn)換器)輸出狀態(tài)的轉(zhuǎn)換門限。輸出端50改變至一個(gè)高電平，即表明發(fā)送請(qǐng)求的控制信號(hào)被激活。結(jié)果晶體管43被關(guān)閉同時(shí)晶體管41開啟。電容44通過晶體管41和39突然完全放電(見ZW的信號(hào)波形)。電路達(dá)到一個(gè)表明一次激活狀態(tài)的穩(wěn)定狀態(tài)。
參照附圖13，第三狀態(tài)Z3可解釋如下。在輸入端37的信號(hào)電平變化一次至邏輯“1”后，開關(guān)53開啟(55從開始一直保持開啟)同時(shí)開關(guān)56關(guān)閉。放電電流從電容44經(jīng)電阻52和開關(guān)56流向地。由反向器決定的轉(zhuǎn)換門限達(dá)到后，開關(guān)54開啟，開關(guān)55關(guān)閉。從而，通過開關(guān)55和56可更快地放電。
在實(shí)際消息傳輸過程中，有多個(gè)輸入端37的信號(hào)是低電平的時(shí)間間隙。這些時(shí)間間隙組成了消息的一部分，而且不會(huì)導(dǎo)致輸出端50的信號(hào)電平的變化。如所描述的，輸入端37的一個(gè)低輸入電平導(dǎo)致晶體管38開啟同時(shí)晶體管39關(guān)閉。從而，電容不再通過晶體管39和41組成的通路放電。通過晶體管38和42，電容44以由電壓源49決定的恒定電流充電(第四狀態(tài)Z4)。晶體管47和42是有一定大小的，于是在第四狀態(tài)，經(jīng)過42的電流比分別在第二和第三狀態(tài)導(dǎo)致電容通過晶體管49放電的電流要小。這樣，此持續(xù)時(shí)間可設(shè)置為使輸入端37的低電平不會(huì)導(dǎo)致輸出端50的信號(hào)電平變化的時(shí)間間隔。只要具有低電平的時(shí)間間隙不超過某個(gè)持續(xù)時(shí)間，激活檢測(cè)器就保持激活。
這樣電容44通過晶體管42放電的操作比通過晶體管40放電的操作慢。在數(shù)據(jù)傳輸中的干擾，如低電平，不會(huì)影響輸出端50的控制信號(hào)act-det。輸出端50的一個(gè)隨后的高電平使電容44通過晶體管41和39快速放電同時(shí)識(shí)別電路保持在穩(wěn)定狀態(tài)。
第四狀態(tài)Z4也可參照附圖13說明。可選用電阻51，這樣輸入端37經(jīng)過一個(gè)從高電平至低電平的變化，同時(shí)開關(guān)56開啟及開關(guān)53關(guān)閉后，電容可由電壓源Vcc慢速充電。
僅當(dāng)輸入端37的輸入信號(hào)rec-data繼續(xù)具有一個(gè)不中斷的低電平，作為電容持續(xù)充電操作結(jié)果的由晶體管45和46組成的轉(zhuǎn)換門限被超過，才改變輸出端50的輸出信號(hào)至低電平。這意味著線路檢測(cè)到一個(gè)激活的結(jié)束。
在附圖13中，在轉(zhuǎn)換門限被超出后的第五狀態(tài)Z5，開關(guān)55和56開啟，開關(guān)53和54關(guān)閉。電容于是通過開關(guān)53和54充電。
為了滿足對(duì)發(fā)送請(qǐng)求和與數(shù)據(jù)數(shù)率和編碼相適應(yīng)消息結(jié)束檢測(cè)的快速反應(yīng)，晶體管40和42的電阻要相應(yīng)地確定。決定檢測(cè)器反應(yīng)時(shí)間的晶體管40的電阻(對(duì)應(yīng)于附圖13的電阻52)比用于規(guī)范激活結(jié)束時(shí)間間隙的晶體管42的電阻小(附圖13的電阻51)。
附圖12中的電壓源49由一個(gè)連到已知晶體二極管電路本身來實(shí)現(xiàn)。
上述多個(gè)晶體管的尺寸決定在消息中發(fā)生且具有恒定電平的時(shí)間間隙與關(guān)閉請(qǐng)求的時(shí)間間隙(一個(gè)不包含激活的時(shí)間間隙，超過了一個(gè)限定的長(zhǎng)度)之間的差。但是時(shí)間間隙取決于使傳輸有效的數(shù)據(jù)數(shù)率。不過當(dāng)晶體管具有固定尺寸規(guī)格時(shí)為了能靈活地設(shè)定附圖12中的激活檢測(cè)器，電壓源49必須被設(shè)計(jì)處理。由于可調(diào)整充電電流，電容44的充電時(shí)間常數(shù)可以調(diào)配?？赏ㄟ^設(shè)計(jì)規(guī)劃電壓源49使激活檢測(cè)電路達(dá)到期望數(shù)據(jù)數(shù)率，例如通過設(shè)定基準(zhǔn)電壓的附加控制線路來實(shí)現(xiàn)。
晶體管47也可由一個(gè)電壓源替代。電容44不需要是一個(gè)單獨(dú)的元件，還可由形成晶體管45和46的輸入電容的寄生電容組成。
附圖15說明了另一個(gè)模擬激活檢測(cè)器實(shí)施例。與附圖12相比，電路進(jìn)一步包括一個(gè)源極僅與晶體管43的漏極相連的P溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管59，它的柵極僅與晶體管42的柵極相連，它的漏極僅與晶體管41的漏極，晶體管45和46的柵極以及電容44的一端相連。與附圖12相比，附圖15在晶體管40和42的漏極與晶體管45和46的柵極之間沒有連接。晶體管59增加了電容44的充電時(shí)間常數(shù)，即提高節(jié)點(diǎn)58的電壓需要更長(zhǎng)的時(shí)間。這提高了電路對(duì)線路上噪聲的抗擾性。
權(quán)利要求
1.一個(gè)具有多個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和星形節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)，所述星形節(jié)點(diǎn)與至少兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)直接相連，此網(wǎng)絡(luò)還包括多個(gè)指定給至少一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的星形接口，每個(gè)星形接口包括一個(gè)激活檢測(cè)器，此激活檢測(cè)器用來檢測(cè)來自于指定網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的消息信號(hào)中的激活，以及傳送基于至少一次激活的從指定網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)至其它網(wǎng)絡(luò)接口或者從另一個(gè)星形節(jié)點(diǎn)至指定網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的消息信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，每個(gè)星形接口進(jìn)一步包含有第一和第二轉(zhuǎn)換裝置，在激活狀態(tài)所述第一轉(zhuǎn)換裝置傳遞從指定網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)至其它星形接口的消息，第二轉(zhuǎn)換裝置傳遞從其它星形接口至指定網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的消息，一個(gè)星形接口的激活檢測(cè)器在當(dāng)消息來自指定網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)時(shí)激活第一轉(zhuǎn)換裝置，關(guān)閉第二轉(zhuǎn)換裝置，并且在當(dāng)消息來自另一網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)時(shí)關(guān)閉第一轉(zhuǎn)換裝置，激活第二轉(zhuǎn)換裝置。
3.如權(quán)利要求2所述的網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，激活檢測(cè)器包括一個(gè)檢測(cè)消息信號(hào)的邊沿或脈沖波前的邊沿檢測(cè)器，和一個(gè)激活檢測(cè)電路，此電路基于檢測(cè)出的脈沖波前或邊沿來確定是否有發(fā)送請(qǐng)求，消息或消息的結(jié)束存在。
4.如權(quán)利要求3所述的網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，激活檢測(cè)電路包括一個(gè)發(fā)送請(qǐng)求存儲(chǔ)器和一個(gè)無激活檢測(cè)電路，當(dāng)一個(gè)發(fā)送請(qǐng)求的激活發(fā)生時(shí)發(fā)送請(qǐng)求存儲(chǔ)器改變其存儲(chǔ)內(nèi)容，其存儲(chǔ)的內(nèi)容來自轉(zhuǎn)換裝置激活或關(guān)閉的控制信號(hào)，同時(shí)在一確定的沒有激活發(fā)生的時(shí)期后無激活檢測(cè)器復(fù)位發(fā)送請(qǐng)求存儲(chǔ)器。
5.如權(quán)利要求4所述的網(wǎng)絡(luò)，其特征在于激活檢測(cè)電路具有一個(gè)在另一個(gè)發(fā)送請(qǐng)求激活后啟動(dòng)控制無激活檢測(cè)電路的啟動(dòng)控制信號(hào)。
6.如權(quán)利要求2所述的網(wǎng)絡(luò)，其特征在于激活檢測(cè)器包括第一和第二轉(zhuǎn)換晶體管，這些晶體管由消息信號(hào)來調(diào)整，以便關(guān)閉第一或第二轉(zhuǎn)換晶體管，激活檢測(cè)器還包括一個(gè)可至少通過第一轉(zhuǎn)換晶體管充電或通過第二轉(zhuǎn)換晶體管放電的電容。
7.如權(quán)利要求6所述的網(wǎng)絡(luò)，其特征在于激活檢測(cè)器包括第三和第四轉(zhuǎn)換晶體管，這些晶體管由輸出信號(hào)來調(diào)整，以便關(guān)閉第三或第四轉(zhuǎn)換晶體管，包括與第三轉(zhuǎn)換晶體管并聯(lián)連接的第一可變電阻以及與第四轉(zhuǎn)換晶體管并聯(lián)連接的第二可變電阻，激活檢測(cè)器還包括一個(gè)與輸出端相連的反向器，在一個(gè)發(fā)送請(qǐng)求激活期間，已充電的電容通過第二和第四轉(zhuǎn)換晶體管放電，并且在消息結(jié)束時(shí)電容通過第一和第三轉(zhuǎn)換晶體管充電。
8.一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的星形節(jié)點(diǎn)，此網(wǎng)絡(luò)具有多個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，所述星形節(jié)點(diǎn)與至少兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)直接相連，星形節(jié)點(diǎn)包括多個(gè)指定給至少一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的星形接口，每個(gè)星形接口包括一個(gè)激活檢測(cè)器，此激活檢測(cè)器用來檢測(cè)來自于指定網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的消息信號(hào)中的激活，以及傳送基于至少一次激活的從指定網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)至其它網(wǎng)絡(luò)接口或者從另一個(gè)星形節(jié)點(diǎn)至指定網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的消息信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有多個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和一個(gè)星形節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò),所述星形節(jié)點(diǎn)與至少兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)直接相連。星形節(jié)點(diǎn)包括多個(gè)指定給至少一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的星形接口,每個(gè)星形接口包括一個(gè)激活檢測(cè)器,此激活檢測(cè)器用來檢測(cè)來自于指定網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的消息信號(hào)中的激活,以及傳送基于至少一次激活的從指定網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)至其它網(wǎng)絡(luò)接口或者從另一個(gè)星形節(jié)點(diǎn)至指定網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的消息信號(hào)。
文檔編號(hào)H04L12/44GK1338848SQ01132860
公開日2002年3月6日 申請(qǐng)日期2001年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月10日
發(fā)明者P·福爾曼, W·布德, H·貝岑, P·W·H·霍伊茨 申請(qǐng)人:皇家菲利浦電子有限公司