System-Spezifikation / Kanalmodell
SelecTRIX
Synchronisierung und Basisadresse bilden den „Kopf“ jeder Datenausgabe, die Datenkanäle folgen diesem Kopf ohne jede weitere Synchronisierung. Die Kanäle 100 .. 111, die bei normaler 2 – stelliger Zifferneingabe der Loknummer nicht erreichbar sind, sind als Sonderkanäle ausgelegt und dienen der Steuerung des gesamten Systems z.B. Für Einstellung der Systemeigenschaften, Übergang in den Programmierbetrieb, etc. Die Ausgabe der Basisadressen im Sx1-Gesamtrahmen geschieht in absteigender Reihenfolge.
Erweitertes Kanalmodell
Gesamtrahmen
Das für den DCC-Betrieb erweiterte Bus-System baut auf dem SelecTRIX - Bus-System auf. Das erweiterte Kanalmodell erlaubt zusätzlich zu den bis zu 96 Loks im Sx-Betrieb weitere 16 Loks mit DCC-Betrieb anzusteuern. Das Prinzip der Erweiterung ist im Bild 11 veranschaulicht. Die Erweiterungskanäle und die Sonderkanäle sind grau hinterlegt.
Bild 11: Erweiterter Sx-Rahmen mit Kanalnummern.
Bild 12: Aufbau des erweiterten Sx-Rahmens.
In der Darstellung von Bild 12 sind die angesteuerten Lok-Datenkanäle für jede beteiligte Station grau hinterlegt.
Wird keine erweiterte Lokfunktion benutzt, findet auch keine Erweiterung statt, d.h. beim Betrieb nur einer Lok im erweiterten Modus ist auch nur eine Verlängerung nötig, wodurch auch die Datenübertragungsrate am größten ist. Bei weiteren Loks, die in Betrieb genommen werden, vermindert sich die Datenrate entsprechend.
Nach den für Sx1 bestimmten Datenkanälen können beliebig viele Informationen ohne jede weitere Synchronisierung „angehängt“ werden. Dieses Anhängsel besteht aus einer Präambel, die das Datenformat der entsprechenden Lok definiert, der Lokadresse sowie den Lok-Funktionsdaten.
Steuerung der Rahmenverlängerung einer Zentrale
Fahrbetrieb durch Mobile Station:
Die Mobile Station nimmt den Fahrbetrieb auf, indem sie einen Fahrkanal adressiert und ein niederohmiges D-Signal ausgibt. Damit überschreibt sie den Pegel, der vom T1-Signal auf das D-Signal gekoppelt ist. Siehe dazu Bild 13.
Wird von der Mobile Station in der Rahmen-Zeile mit der gewählten Basisadresse eine 4-Bit-D-Präambel ≠ 0 ausgegeben, so verlängert die Zentrale die Rahmenzeile. Daraufhin sendet die Mobile Station die 14-Bit-Lokadresse.
Die Präambel auf der T1-Leitung ist nun davon abhängig, ob die Lok steht, fährt oder Lok-Funktionen aktiviert sind. Steht die Lok (Fahrstufe ‚0’) und sind keine Funktionen aktiviert (‚0’), so gibt die Zentrale die T1-Präambel = 0 aus. Fährt die Lok oder sind Funktionen aktiviert, so übernimmt die Zentrale die D-Präambel und gibt sie als T1-Präambel aus (Präambel ≠ 0).
Fahrbetrieb durch Zentrale halten:
Wenn die Mobile Station den Verlängerungskanal nicht mehr adressiert, wird das D-Signal hochohmig. Aufgrund des Kopplungswiderstandes zwischen der T1-Leitung und der D-Leitung folgt in diesem Fall das D-Signal immer dem T1-Signal. Wenn die Fahrstufe ≠ 0 ist, fährt die Lok weiter und die T1-Präambel und damit auch die D-Präambel sind weiterhin ≠ 0. Dieser Zustand bleibt solange erhalten bis die Mobile Station diesen Verlängerungskanal wieder adressiert.
Lok abstellen und Funktionen halten:
Eine Lok wird abgestellt, wenn noch Funktionswerte (≠ 0) eingeschaltet sind, die Lok aber von der Mobile Station angehalten wurde (Fahrstufe = 0) und diese den Verlängerungskanal nicht mehr adressiert. In diesem Fall gibt die Zentrale weiterhin die T1-Präambel ≠ 0 aus, wobei wegen der Widerstandskopplung und Hochohmigkeit des D-Signals auf der D-Leitung das Signal der T1-Präambel eingekoppelt wird.
Die Präambel, die Rahmenverlängerung sowie die Funktionen werden weiter von der Zentrale gehalten.
Lok abmelden:
Eine Lok wird abgemeldet, wenn sie von der Mobile Station angehalten wurde (Fahrstufe = 0), die Funktionswerte ausschließlich Richtungsbit (=0) ausgeschaltet sind und die Mobile Station den Verlängerungskanal nicht weiter adressiert.
Die Zentrale gibt die T1-Präambel = 0 aus und stellt die Verlängerung der Rahmenzeile ein.
Bild 13: Steuerung der Rahmenverlängerung einer Zentrale.
Vereinheitlichung der Erweiterung
Auf dem Bus können mit den 4 Bits der Präambel folgende Betriebsarten eingestellt werden:
Bild 16: Zuordnung von Präambel und Datenformat.
Bitfolgen der Buserweiterung im Fahrbetrieb
Die folgende Tabelle zeigt die Übertragungs-Reihenfolge der einzelnen Buserweiterungs-Bits. Die Trennbits sind dabei grau hinterlegt.
Bild 17: Bitfolgen der Buserweiterung im Fahrbetrieb.
Bitfolgen der Buserweiterung beim 'Programming on the main' POM
Die folgende Tabelle zeigt die Übertragungs-Reihenfolge der einzelnen Buserweiterungs-Bits beim Programming on the Main' (SX2-POM und DCC-POM). Die Trennbits sind dabei grau hinterlegt.
Bild 18: Bitfolgen der Buserweiterung beim SX2-POM und beim DCC-POM.
Adressen und Fahrstufen
SX2-Adressübertragung auf dem Bus:
| Adressbits | A13-A7 | A6-A0 |
|---|---|---|
| Wertebereich | 0-99 | 0-99 |
| 0000-9999 | 1000er/100er | 10er/1er |
Die SX2-Adressübertragung ist pageweise (je 100 Adressen) organisiert. Die vorhandenen Bereichslücken werden nicht verwendet.
DCC-Adressübertragung auf dem Bus:
| Adressbits | A13-A0 |
|---|---|
| Wertebereich | 0000-9999 |
Die folgende Tabelle zeigt die Zuordnung zwischen der Codierung auf dem Bussytem und den Lok-Fahrstufen.
| Bussystem | SX1 31 FS | SX2 127 FS | DCC 14 FS | DCC 28 FS | DCC 126 FS | MM 14 FS |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 1 | Nothalt | Nothalt | Nothalt | nicht verwenden! |
| 2 | 2 | 2 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 3 | 3 | 3 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| 4 | 4 | 4 | 3 | 3 | 3 | 3 |
| … | … | … | … | … | … | … |
| 14 | 14 | 14 | 13 | 13 | 13 | 13 |
| 15 | 15 | 15 | 14 | 14 | 14 | 14 |
| 16 | 16 | 16 | 15 | 15 | ||
| … | … | … | … | … | ||
| 28 | 28 | 28 | 27 | 27 | ||
| 29 | 29 | 29 | 28 | 28 | ||
| 30 | 30 | 30 | 29 | |||
| 31 | 31 | 31 | 30 | |||
| 32 | 32 | 31 | ||||
| … | … | … | ||||
| 125 | 125 | 124 | ||||
| 126 | 126 | 125 | ||||
| 127 | 127 | 126 |
Zuordnung zwischen der Codierung auf dem Bussytem und den Lok-Fahrstufen.
Buserweiterung auf dem Gleis
Das Datenformat SX2 soll sowohl als „Anhängsel“ an SX1, als auch als selbstständiges Format funktionieren. Das Datenpaket SX2 ist wie SX1 gültig von SYNC bis SYNC.
Aufbau des SX2 Datenpaketes auf dem Gleisbus
In der folgenden Aufstellung sind zur Verdeutlichung die Trennbits mit „–“, aufgelistet.
| SYNC | (-) 0 0 0 - |
| Prog – Bit | P - |
| Adresse | a13 a12 - a11 a10 - a9 a8 - a7 a6 - a5 a4 - a2 a1 - a1 a0 - |
| Licht | l0 l1 - |
| Fahrstufe | v0 v1 - v2 v3 - v4 v5 - v6 |
| Richtung | ri - |
| Funktion | f0 f1 - f2 f3 - f4 f5 - f6 f7 - z0 z1 - z2 z3 - z4 z5 - z6 z7 - |
| SYNC | 0 0 0 - |
Das führende SYNC kann das End – SYNC eines vorhergehenden Datenpaketes sein. Die zeitliche Darstellung von SYNC und Prog – Bit ist im Bild 20 dargestellt. Insgesamt ergeben sich für ein Datenpaket 62 Bit (nur 1 SYNC gerechnet).
Einbettung in SX1
Die am BUS angeschlossenen Geräte erkennen die Synchronisierung, stellen danach die Basisadresse fest, warten auf die ihnen zugewiesene Kanalnummer und übernehmen bzw. übergeben die Daten in diesem Kanal. Was danach passiert, ist den Geräten egal, da die Datenbehandlung bereits passiert ist. Normalerweise kehren die Geräte sofort wieder in die Grundstellung (dies ist die Wartestellung auf das nächste SYNC – Zeichen) zurück.
Lokdecoder erkennen das für sie zuständige Datensignal an der Basisadresse und der Kanalnummer. Zur Kontrolle, ob die Datenübertragung in Ordnung war, werden die Datenbits von SYNC zu SYNC abgezählt (= 96 Bits). Nur bei ordnungsgemäßer Länge wird das Datensignal als richtig angenommen. Ein SX2-Datenpaket ist 62 Bit lang, während ein Datenpaket von SX1 eine Länge von 96 Bit hat.
Erweiterung des Kanalrahmens
Zur Erweiterung des BUS – Systems auf SX2 oder auch andere Datenformate wird der Kanalrahmen des SX1 – Systems mit einer sogenannten Präambel verlängert. Diese besteht aus 4 Datenbits und 2 Trennbits.
| Präambel | (-) p0 p1 – p2 p3 – |
Funktionsweise
| am BUS | Die auf dem Bus verwendeten Trennbits nach jeweils 2 Datenbits dienen nicht der Geräte-Synchronisierung, somit ist eine freizügige Verwendung von SX1 – Geräten möglich. |
| am GLEIS | Während der Präambel am BUS wird ein SYNC – Signal an das Gleis abgegeben, sodass SX1 – Decoder unverändert weiter funktionieren. |
Übergangsbereich der Präambel
Das Einfügen der Präambel am BUS bzw. die Daten am Gleis sind in den folgenden Bildern dargestellt. Es gibt 3 Funktionsweisen:
- „reiner“ SX1 – Betrieb (nur durch die Präambel erweitert)
- Übergang von SX1 auf SX2
- Übergang von SX1 auf beliebige Datenformate
Bild 19: Reiner SX1 – Betrieb.
Hier ist das zweite im Bild dargestellte SYNC bereits der Anfang des nächsten SX1 – Durchlaufes (mit nächster Basisadresse etc.).
Bild 20: Übergang von SX1 auf SX2.
SX1 wird mit SYNC abgeschlossen. Dies ist aber das „Start“ – SYNC von SX2. Das Bit p3 der Präambel wird bereits am Gleis übertragen und entscheidet zwischen Betriebs- und Programmier- Modus (siehe Festlegung der Präambel – Bits)
Bild 21: Codiertes SX2-Signal am Gleis.
Bild 22: Übergang von SX1 auf DCC (oder andere Signalformen).
SX1 wird mit SYNC am Gleis abgeschlossen. Die log“1“ nach der SYNC muss noch gesendet werden, da die Decoder als SYNC – Folge nur die 1 0 0 0 1 zulassen.