Im Prinzip stellt der S88-Bus ein serielles Schiebe-Register da. Durch die
Kaskadierung von mehreren Rückmelde-Modulen entsteht ein großes
Schieberegister, das über das Clock-Signal CLK weiter geschoben wird. Durch
das Signal PS werden die Schieberegister-ICs 4014 dazu gebracht, die
parallelen Daten an den Eingängen P1..P8 zu laden. Mit dem ersten
Clock-Signal liegt der Status vom ersten Rückmelde-Kontakt am Ausgang
DATA_OUT. Dieses Signal wird beim nachfolgenden Modul zum DATA_IN. Mit jedem
CLOCK-Impuls wird nun dieses Signal weitergereicht, solange bis alle
Kontakte abgefragt sind.
Durch das Signal RESET werden Latches-ICs 4044 nach dem ersten Clock-Signal
zurückgesetzt. Die Latches sind notwendig, um auch kurze Signale bis zur
nächsten Abfrage zu speichern.
Bitte beachten Sie das ">"-Zeichen. Ich habe immer nur die minimalen
Zeiten angegeben, da diese immer die kritische Zeit darstellt.
Ausserdem ist das ganze natürlich abhängig von der Zentrale. Ich habe an der
Intellibox gemessen. Das kann natürlich bei anderen Zentralen auch etwas
anders aussehen). So ist bei der ECoS z.B. der Reset-Impuls zwischen dem PS
und dem nächsten Clock Impuls zu finden:
Zentralen und deren Timing im Detail (für seeeehr interessierte...)
Nachfolgend habe ich einige Zentralen untersucht, um den Einlese-Zeitpunkt
zu bestimmen. Dabei sind diese Diagramme entstanden.
Uhlenbrock Intellibox usw...
Die Intellibox (und vermutlich alle Ableger davon wie Intellibox Basic oder
Fleischmann Twincenter) zeigen ein recht starten Jitter auf den Signalen,
die eine genaue Untersuchung des Einlese-Zeitpunktes unmöglich macht (mir
jedenfalls). Die Clock-Periode kann dann auch bis auf 55 µs runtergehen,
aber ein anderes mal auch weit über 500µs liegen.
Dies ist aber für die Funktion nicht wichtig. Es scheint, dass Uhlenbrock
für das Einlesen der Daten den optimalen Zeitpunkt gewählt hat: die
fallenden Clock-Flanke. Wann genau, lässt sich nicht feststellen, aber wenn
das DATA-Signal während der fallenden Flanke stabil ist, so ist auch die
Anzeige in der Intellibox stabil.
Dieser Zeitpunkt ist sehr günstig gewählt. Mit der steigenden Clock-Flanke
ändern sich die Signale auf dem Bus. Wird nun darauf geachtet, dass jedes
Modul das Daten-Signal schneller als die Clock Impuls-Breite die Daten auf
den Bus legen kann, so sind die Daten bei der fallenden Clock-Flanke immer
stabil.
LDT High-Speed-Interface HSI-88
Dieses Modul stellt 3 S88 Stränge zur Verfügung, die Daten werden dann via
RS232 direkt an den PC übermittelt (also ohne Umweg über eine Zentrale).
Auf dem S88-Bus ist zunächst nichts von Hektik zu sehen. Die Clock-Impulse
sind mit einer Periode von ca. 350 µs eher langsam. Die Signale sind sehr
stabil (kein Jitter).
Er stellt sich heraus, dass das HSI den Status des DATA-Signals zu recht
unterschiedlichen Zeitpunkten aus dem Bus liest. Der Zeitpunkt variiert
zwischen 11 µs und 80 µs nach der Steigenden Clock-Flanke. Ein interessanter
Effekt ist hier, dass jeweils die Inputs #1 eines jeden 16er-Blocks nach den
11 µs (gemessen nach der steigenden Clock-Flanke) eingelesen werden und sich
diese Zeit mit jedem weiteren Eingang um ca. 4-5 µs vergrößert. Eingang #16
wird dann erst nach 80 µs gelesen. Dann geht es wieder mit 11 µs weiter.
Aus diesen Beobachtungen resultiert: Das DATA-Signal muss recht schnell nach
er steigenden Flanke anliegen (< 11 µs). Dies führt bei "langsamen"
Modulen dazu, dass die ersten Eingänge jeder 16er Block flackern oder gar
keine Reaktion zeigen. Dies ist z.B. bei meiner S88-Software V3.08 der Fall.
Hier liegen die Daten erst ca. 16-20 µS nach der steigenden Clock-Flanke auf
dem Bus, daher gibt es dann Probleme mit Input 1/2/3 (und dann auch 16/17/18
und 32/33/34 usw...).
ESU ECoS und vermutlich auch Märklin Central Station (1)
Bei der ESU ECoS sieht die Lage des Clock-Signals ein bisschen ungewöhnlich
aus. Dieses Signal ist meistens HIGH und hat nur LOW-Impulse. Trotzdem
liegen die Flanken an den entscheidenden Stellen richtig (würde ja sonst
auch nicht funktionieren).
Das Einlesen der Daten passiert hier (wie bei der Intellibox) zeitnah zur
fallenden Clock-Flanke. Der genaue Einlese-Zeitpunkt liegt 5-10 µs vor
dieser Flanke.
Märklin Central Station CS2 (60214/60215)
Bei der CS2 gibt es nur sehr kurze LOW Impulse im Clock Signal. Ändert man
die Timing-Einstellungen in der CS, so ändert dies zwar die Periode, nicht
jedoch die LOW Phase. Zudem ist die Länge der LOW Zeit im Clock abhängig von
der Hardware. Bei der CS2 60214 wurden hier um die 40 µs gemessen, bei der
60215 sah man hier beim selben Stand der Software-Version ein Low-Impuls von
nur 14 µs! Das ist äußerst knapp bemessen und stellt hier für die
Entwicklung eines S88 Moduls den "worst Case" Fall da.
2007 haben sich verschiedene Hersteller von S88-Modulen über eine gemeinsame
Pin-Belegung der S88-Verbindung geeinigt. Die Verbindung der Module erfolgt
hierbei über die preiswerten und guten Computer Netzwerk-Kabel RJ-45, so wie
ich es für meine S88-Module bereits seit Jahren tue.
Mit diesem Logo werden entsprechend kompatible Module
gekennzeichnet
Um einen normalen S88-Bus, wie er an vielen Zentralen zu finden ist, in
einen S88-N Bus umzuwandeln ist im einfachsten Fall lediglich ein kleiner
Adapter nötig.
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