DE19645861A1 - Platform independent communication process for heterogeneous networks - Google Patents

Platform independent communication process for heterogeneous networks

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DE19645861A1
DE19645861A1 DE19645861A DE19645861A DE19645861A1 DE 19645861 A1 DE19645861 A1 DE 19645861A1 DE 19645861 A DE19645861 A DE 19645861A DE 19645861 A DE19645861 A DE 19645861A DE 19645861 A1 DE19645861 A1 DE 19645861A1
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Torsten Grawunder
Dirk Zenker
Volker Stock
Uwe Fritzsch
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COLOUR CONTROL FARBMESTECHNIK
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Abstract

The system has a local are network, LAN, bus that connect with two separate CAN busses 2,3. The LAN bus supports a number of programmably controllers 4,5, work stations 6 and actuators 12. The CAN busses support a range of actuators 7,10,11 and sensors 8 together with such as a lap top 9. One of the programmable controllers coordinates the units.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Informationsverarbeitung, speziell der entfernten Prozeßkommunikation und betrifft ein Verfahren zur netzwerktyp- und rechnerarchitektur­ unabhängigen Übertragung von Informationen bzw. Steuersignalen, insbesondere zwischen räumlich verteilten Sensoren, Aktoren und Steuerrechnern.The invention relates to the field of information processing, especially remote Process communication and relates to a method for network type and computer architecture independent transmission of information or control signals, especially between spatially distributed sensors, actuators and control computers.

Gemäß dem Stand der Technik haben sich verschiedene speziell zugeschnittene Feldbuslösungen wie CAN, RS-232, Profibus etc.) als de-facto-Standards mit einer Vielzahl von Nutzerschnittstellen etabliert; auf der Ebene der Leit- und Steuerrechner (LAN-Knoten) hat sich weitgehend Ethernet durchgesetzt. Als Übertragungsprotokolle werden verschiedene Standards für einzelne Netzwerk-Typen verwendet; ein einheitliches Protokoll ist nicht verfügbar. Weiterhin existieren vereinzelte Querverbindungen (Bridges) zu ausgewählten Feldbussen bzw. zwischen Feldbussen und LANs. Diese sind aber untereinander nicht einheitlich und nur dem jeweiligen speziellen Problem angepaßt.According to the state of the art, there are various specially tailored fieldbus solutions such as CAN, RS-232, Profibus etc.) as de facto standards with a multitude of user interfaces established; Ethernet has largely existed at the level of the control and control computer (LAN node) enforced. Different standards for individual network types are used as transmission protocols used; a uniform protocol is not available. There are still isolated ones Cross-connections (bridges) to selected fieldbuses or between fieldbuses and LANs. However, these are not uniform among each other and only for the particular problem customized.

Rerouting-Mechanismen zum Zwecke der Ausfallsicherung durch automatische Umschaltung auf redundante Übertragungsmedien und/oder Informationsknoten beruhen zur Zeit auf ausschließlich auf die konkrete Netzwerkkombination bzw. Applikation zugeschnittene Soft- und/oder Hardware­ lösungen.Rerouting mechanisms for the purpose of failover by automatic switching to redundant transmission media and / or information nodes are currently based exclusively on software and / or hardware tailored to the specific network combination or application solutions.

Bei Systemen des Standes der Technik handelt es sich nicht um echte heterogene Netzwerke, da keine universellen Bridges zwischen genannten Netzwerktypen verfügbar sind; es gibt keine einheitliche netzwerkübergreifende Nutzerschnittstelle.Prior art systems are not real heterogeneous networks because there are no universal bridges between the named network types; There is none uniform cross-network user interface.

Insbesondere existiert kein echtzeitfähiges verteiltes Betriebssystem auf Basis der Feldbusse und LANs.In particular, there is no real-time capable distributed operating system based on the field buses and LANs.

Einmal installierte Netzwerke sind in sich geschlossen und somit nicht vorbereitet für Erwei­ terungen durch andere Netzwerktypen; eine komplette Netzwerkumstellung bzw. aufwendige Netz­ erneuerung ist die Folge. Für jede Integration eines neuen Netzwerkes muß der Anwender sich mit dem herstellerbezogenen physischen Übertragungsprotokoll auseinandersetzen und seine Anwen­ dung dementsprechend anpassen; dies ist extrem zeit- und kostenaufwendig.Once installed, networks are self-contained and therefore not prepared for expansions other network types; a complete network changeover or complex network renewal is the result. For every integration of a new network, the user must be familiar with deal with the manufacturer-related physical transmission protocol and its applications adapt accordingly; this is extremely time consuming and costly.

Es war daher Aufgabe der Erfindung, die Schwierigkeiten und Nachteile, die sich im Stand der Technik zeigen, zu beseitigen und ein heterogenes Netzwerksystem mit einer uniformen Nutzer­ schnittstelle zur Verfügung zu stellen, welche wesentlich die einfache Realisierung verteilter echt­ zeitfähiger Betriebssysteme unterstützt.It was therefore an object of the invention, the difficulties and disadvantages that are in the prior art Show technology, eliminate and a heterogeneous network system with a uniform user to provide an interface which is essentially the simple implementation of distributed real current operating systems supported.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patent­ anspruchs 1 genannten Merkmale.This object is achieved according to the invention by those in the characterizing part of the patent claims 1 mentioned features.

Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet vor allem die Erstellung einer Applikation auf Basis eines virtuellen Netzwerkes, wobei diese Applikation auf allen Netzwerktypen der Integrations­ plattform ohne Anpassungsaufwand und Umprogrammierung funktionsfähig ist.Above all, the method according to the invention permits the creation of an application on the basis a virtual network, this application on all network types of integration platform is functional without adaptation and reprogramming.

Die sehr zeitintensive Beschäftigung mit den physischen Gegebenheiten des jeweiligen Über­ tragungsmediums entfällt; der Anwender benutzt ein verteiltes echtzeitfähiges Betriebssystem. Auf dieser Basis erstellte Lösungen sind offen für zukünftige, technologisch neuartige Netzwerk­ typen. Aufgrund der realisierten Multi-Master-Netzwerk-Struktur verhält sich das System fehler­ tolerant; die Funktionen ausgefallener Informationsknoten können von redundanten Funktionen auf anderen Informationsknoten realisiert werden. The very time-consuming preoccupation with the physical conditions of the respective over carrier medium is eliminated; the user uses a distributed real-time operating system. Solutions created on this basis are open to future, technologically new networks types. Due to the implemented multi-master network structure, the system behaves incorrectly tolerant; the functions of failed information nodes can depend on redundant functions other information nodes can be realized.  

Die Erfindung arbeitet auf folgende Weise.The invention works in the following way.

Auf einem jeden Informationsknoten laufen nach Vorgabe von Programm-Modulen parameter­ gesteuerte Funktionen ab, welche im allgemeinen zur Software-Applikation gehören und beispielsweise Steuerungszwecken, der Meßwertgewinnung oder der Informationsverarbeitung dienen.Parameters run on each information node according to the specification of program modules controlled functions that generally belong to the software application and for example control purposes, the acquisition of measured values or information processing to serve.

Die Kommunikation wird in diesem heterogenen Netzwerk dadurch hergestellt, indem wahlweise jede dieser Funktionen jeweils einer beliebigen weiteren benachbarten Funktion unidirektional und asynchron Parameter übergibt und diese somit steuert.Communication is established in this heterogeneous network by either each of these functions unidirectionally and any other adjacent function passes parameters asynchronously and thus controls them.

Hierzu generiert die betreffende Funktion ein Datenpaket (z. B. Steuergrößen, Meßwerte enthal­ tend), welches durch eine logische Adresse gekennzeichnet ist. Die logische Adresse besteht aus logischem Netzwerk, logischem Kommunikationspartner sowie logischem Kanal und definiert damit eine virtuelle Ziel-Funktion als Black Box.For this purpose, the function in question generates a data packet (e.g. control variables, measured values tend), which is identified by a logical address. The logical address consists of logical network, logical communication partner and logical channel and defined thus a virtual target function as a black box.

Das Datenpaket besitzt ein global einheitliches Datenformat, welches lediglich von der virtuellen Ziel-Funktion (d. h. vom logischen Kanal), aber nicht vom logischen Netzwerk bzw. der Plattform des logischen Kommunikationspartners abhängt.The data packet has a globally uniform data format, which is only from the virtual Target function (i.e. from the logical channel), but not from the logical network or platform of the logical communication partner.

Die logische Adresse des generierten Datenpakets wird stufenweise mit Hilfe von Zuordnungs­ tabellen aufgelöst.The logical address of the generated data packet is gradually created using mapping tables resolved.

Anhand einer Übertragungsmedien-Zuordnungstabelle wird dem logischen Netzwerk ein an den Start-Informationsknoten angeschlossenes physisches Übertragungsmedium zugewiesen, weiterhin wird anhand einer für dieses Medium gültigen Knoten-Zuordnungstabelle dem logischen Kom­ munikationspartner eine physische Adresse eines an dieses Übertragungsmedium angeschlossenen Informationsknotens ermittelt. Das Datenpaket wird nach Maßgabe der übertragungsmedien­ spezifischen Module (programmgesteuert und/oder hardwareunterstützt) an diesen Ziel-Infor­ mationsknoten gesendet; dort wird anhand einer Funktions-Zuordnungstabelle dem logischen Kanal eine Funktion zugeordnet und das empfangene Datenpaket ebendieser Funktion als Para­ meter übergeben.Using a transmission media assignment table, the logical network is connected to the Start information node assigned to connected physical transmission medium, still is based on a node assignment table valid for this medium the logical com communication partner a physical address of a connected to this transmission medium Information node determined. The data packet is made in accordance with the transmission media specific modules (program-controlled and / or hardware-supported) to this target information mation node sent; there the logical is based on a function assignment table Channel assigned a function and the received data packet as a function of this function pass meter.

Funktionen, welche durch an sie adressierte Parameter gesteuert werden, können auf genannte Weise ebenfalls wieder andere Funktionen parametrig steuern; es ist dadurch ein kontinuierlicher Kommunikationsprozeß möglich.Functions which are controlled by parameters addressed to them can be referred to Control other functions in a parametric manner; it is a continuous one Communication process possible.

Datenpakete können auf direktem Wege lediglich jeweils über genau ein physisches Übertragungs­ medium an mit diesem Medium verbundene Informationsknoten adressiert und gesendet werden. Unter Einbezug von parametergesteuerten Funktionen, welche die zugeordneten Parameter vorzugsweise als unverändertes Datenpaket an eine weitere virtuelle Funktion neu logisch adres­ sieren, können sukzessive im heterogenen Netzwerk topologisch weiter entfernte Funktionen gesteuert werden. Es wird folglich auf einfache Art der Spezialfall einer Bridge realisiert, dessen Ziel im wesentlichen durch den Inhalt der Zuordnungstabellen von Start-, Bridge- und Ziel-Infor­ mationsknoten bestimmt ist.Data packets can only be sent directly via exactly one physical transmission medium are addressed and sent to information nodes connected to this medium. Including parameter-controlled functions, which the assigned parameters preferably as an unchanged data packet to another virtual function with new logical addresses functions can gradually move topologically more distant functions in the heterogeneous network being controlled. Consequently, the special case of a bridge, its Destination essentially through the content of the assignment tables of start, bridge and destination information mation node is determined.

Wesentlich ist, daß alle genannten Zuordnungstabellen (Übertragungsmedien-, Knoten- sowie Funktions-Zuordnungstabellen) informationsknotenspezifisch sind, d. h. daß sie nur Gültigkeit auf dem jeweiligen Informationsknoten besitzen, auf dem sie lokal dezentral nichtflüchtig gespeichert sind; die Knoten-Zuordnungstabellen sind außerdem zusätzlich übertragungsmedienspezifisch. Die Erstellung dieser Zuordnungstabellen kann durch einen Administrator mit Hilfe von Tools in mindestens einem Initialisierungsvorgang erfolgen, zumindest bei jeder konkreten Konfiguration eines heterogenen Netzwerkes.It is essential that all the assignment tables mentioned (transmission media, node and Function mapping tables) are information node specific, d. H. that they are only valid the respective information node on which it is stored locally non-volatile locally are; the node assignment tables are also transmission medium-specific. The An administrator can create these assignment tables using tools in at least one initialization process, at least for each specific configuration of a heterogeneous network.

Weiterhin kann eine jede Knoten-Zuordnungstabelle die physische Adresse des eigenen Informationsknotens, auf dem sie lokal gespeichert ist, mit logischen Kommunikationspartnern verknüpfen. Es können hiermit die ein adressiertes Datenpaket generierende Start-Funktion und die durch dieses Datenpaket parametrisch gesteuerte Ziel-Funktion auf dem identischen Informations­ knoten ablaufen. Zweckmäßigweise kann bereits die Übertragungsmedien-Zuordnungstabellen einem logischen Netzwerk den eigenen Informationsknoten anstatt eines physischen Übertragungs­ mediums zuweisen. Furthermore, each node mapping table can have its own physical address Information node on which it is stored locally with logical communication partners link. It can be used to generate the start function that generates an addressed data packet and the through this data packet parametrically controlled target function on the identical information knot run off. The transmission media assignment tables can already be used expediently a logical network, its own information node instead of a physical transmission assign mediums.  

In einer Variante des Verfahrens wird durch alleiniges Ändern von Zuordnungstabellen eine effiziente Umleitung von logisch adressierten Datenpaketen an eine andere als die bisherige Ziel-Funktion bewirkt. Dabei bleibt die logische Adressierung des Datenpakets durch die generierende Start-Funktion an eine virtuelle Ziel-Funktion bestehen. Die jeweilige Start-Funktion bleibt von der Modifizierung unberührt; die Herkunft der umzuleitenden Daten ist also unwesentlich.In a variant of the method, simply changing assignment tables becomes a Efficient redirection of logically addressed data packets to a different function than the previous one causes. The logical addressing of the data packet by the generating packet remains Start function to a virtual target function exist. The respective start function remains from the Modification unaffected; the origin of the data to be redirected is therefore immaterial.

Es können beliebig Übertragungsmedien-, Knoten- und/oder Funktions-Zuordnungstabellen modi­ fiziert werden.Any transmission media, node and / or function assignment tables can be modi be infected.

Zur Modifizierung einer auf einem Informationsknoten lokal gespeicherten Zuordnungstabelle ist eine auf diesem Knoten ablaufende spezielle Modifizierungs-Funktion vorgesehen, welche die Tabellen-Änderung vornimmt. Zweckmäßig führt diese Funktion ebenfalls entsprechende Initiali­ sierungen und/oder Neukonfigurierungen (z. B. der entsprechenden programmgesteuerten Sende­ einrichtungen bei Übertragungsmedien-Zuordnungstabellen-Änderung) durch.To modify a mapping table stored locally on an information node a special modification function running on this node is provided, which the Changes the table. This function expediently also carries out corresponding initials configurations and / or reconfigurations (e.g. the corresponding program-controlled transmission facilities when changing the transmission media allocation table).

Gesteuert wird diese Modifizierungs-Funktion durch ein an sie logisch adressiertes Parameterdaten­ paket, das neue Tabellen-Daten enthält, wie z. B. Menge der logischen Netzwerke, logischen Kommunikationspartner, logischen Kanäle, physischen Übertragungsmedien, physischen Adressen und/oder Funktionen und deren Zuordnung untereinander.This modification function is controlled by a parameter data logically addressed to it package that contains new table data, such as B. Set of logical networks, logical Communication partners, logical channels, physical transmission media, physical addresses and / or functions and their assignment to one another.

Die von einer möglichen Modifizierung betroffenen Ziel-Funktionen besitzen notwendigerweise jeweils gruppenweise identisches Parameterdatenformat.The target functions affected by a possible modification necessarily have parameter data format identical in groups.

Zwecke einer solchen on-line-fähigen und entfernt steuerbaren Modifikation können vielfältig sein:
Es kann die Netzwerkkonfiguration auch nach einer erfolgten Zuordnungstabellen-Initialisierung geändert werden; der Kommunikationsprozeß ist flexibel gestaltet und somit definiert beeinflußbar. Für Prüf- und Debug-Aufgaben können beliebige Funktionen durch andere Funktionen mit anderer Funktionalität ersetzt werden.
Purposes of such an online-capable and remotely controllable modification can be varied:
The network configuration can also be changed after the allocation table has been initialized; the communication process is flexible and can therefore be influenced in a defined manner. Any functions can be replaced by other functions with different functionality for test and debug tasks.

Ein temporär in das heterogene Netzwerk eingegliederter Systemadministrator kann auf diese Weise die Konfiguration aktualisieren oder Test-Aufgaben durchführen.A system administrator temporarily integrated into the heterogeneous network can access this Wise update the configuration or perform test tasks.

Weiterhin können zur Vermeidung der Überlastung eines Ziel-Informationsknotens und/oder eines Übertragungsmediums bzw. zur optimalen Verteilung der Rechenlast Datenpakete z. B. an andere Ziel-Funktionen umgeleitet werden, die redundant auf verschiedenen Informationsknoten ablaufen, aber identisches informationsverarbeitendes Verhalten aufweisen.Furthermore, in order to avoid overloading a target information node and / or one Transmission medium or for optimal distribution of the computing load. B. to others Redirect target functions that run redundantly on different information nodes, but have identical information processing behavior.

Vorteilhafterweise enthalten die Knoten-Zuordnungstabellen lediglich eine echte Submenge aller physischen Adressen der an das jeweilige Übertragungsmedium angeschlossenen Informations­ knoten, die nur die Adressen umfaßt, welche der betreffende Informationsknoten tatsächlich (und voraussichtlich) zur Kommunikation benötigt. Diese Einschränkung verhindert eine versehentlich fehlerhafte Adressierung von Datenpaketen an die ausgeschlossenen Informationsknoten; die Sicherheit des Kommunikationsprozesses im heterogenen Netzwerk wird erhöht.Advantageously, the node assignment tables only contain a real subset of all physical addresses of the information connected to the respective transmission medium node, which only includes the addresses which the relevant information node actually (and expected) for communication. This limitation prevents you from accidentally incorrect addressing of data packets to the excluded information nodes; the The security of the communication process in the heterogeneous network is increased.

Eine Variation der Erfindung besteht darin, daß logische Kanäle priorisiert werden. Die Nutzung einer gemeinsamen Ressource, wie z. B. ein Übertragungsmedium oder ein Ziel-Infor­ mationsknoten, wird üblicherweise durch Vorgabe von Prioritäten und - sofern gleiche Priori­ täten vorliegen - nach dem FIFO-Prinzip geregelt. Gesteuert werden kann z. B. die Reihenfolge und/oder das Verschachtelungsverhältnis der Nutzung einer gemeinsamen Ressource.A variation of the invention is that logical channels are prioritized. The use of a common resource, such as B. a transmission medium or a destination information mation node, is usually by setting priorities and - if the same priori activities - regulated according to the FIFO principle. Can be controlled z. B. the order and / or the nesting ratio of the use of a common resource.

Die priorisierte Nutzung der gemeinsame Ressource betrifft das Senden von generierten Daten­ paketen, welche entsprechend ihrer logischen Adressierung in Verbindung mit der jeweiligen Über­ tragungsmedien-Zuordnungstabelle über ein identisches Übertragungsmedium zu senden sind, die Übergabe von Datenpaketen an Ziel-Funktionen, welche auf genau einem Informationsknoten ablaufen, sowie den Ablauf selbiger Ziel-Funktionen, welche durch die übergebenen Datenpakete parametrisch gesteuert werden.The prioritized use of the shared resource concerns the sending of generated data packages, which according to their logical addressing in connection with the respective over transmission media assignment table are to be sent via an identical transmission medium, the transfer of data packets to target functions, which are on exactly one information node expire, as well as the execution of the same target functions, which by the transferred data packets can be controlled parametrically.

Die Priorisierung der generierten Datenpakete in bezug auf gemeinsame Ressourcen-Nutzung erfolgt gemäß der Priorität, die dem betreffenden logischen Kanal zugeordnet ist, mit dem das Datenpaket logisch adressiert wurde. Die logischen Kanäle werden dabei einzeln und/oder gruppenweise priorisiert. The prioritization of the generated data packets in relation to shared resource use takes place according to the priority assigned to the relevant logical channel with which the Data packet was addressed logically. The logical channels are individual and / or prioritized in groups.  

Idealerweise werden Datenpakete, die nicht augenblicklich gesendet bzw. Funktionen übergeben werden können, temporär in einem Puffer zwischengespeichert.Ideally, data packets that are not sent immediately or that functions are transferred can be temporarily stored in a buffer.

Eine vorteilhafte Weiterentwicklung der Erfindung dient der Erhöhung der Ausfallsicherheit der Kommunikation im heterogenen Netzwerk.An advantageous further development of the invention serves to increase the reliability of the Communication in a heterogeneous network.

Hierzu besitzen Informationsknoten einen Empfangspuffer mit definiert limitierter Größe. Diese wird derart festgelegt, daß innerhalb einer definierten Zeitspanne alle im Empfangspuffer temporär gespeicherten Datenpakete durch zugeordnete Funktionen verarbeitet werden können.For this purpose, information nodes have a receive buffer with a defined limited size. This is determined in such a way that all of them are temporarily in the receive buffer within a defined period of time stored data packets can be processed by assigned functions.

Ein vollständig gefüllter Empfangspuffer widerspiegelt die Überlastung des Ziel-Informations­ knotens, d. h. der Informationsknoten ist nicht empfangsbereit.A completely filled receive buffer reflects the overload of the target information knot, d. H. the information node is not ready to receive.

Weiterhin ist mittelbar keine Empfangsbereitschaft vorhanden bei Ausfall dieses Ziel-Informations­ knotens sowie bei Ausfall des betreffenden physischen Übertragungsmediums.Furthermore, there is no indirect readiness to receive if this target information fails node and in the event of failure of the relevant physical transmission medium.

Die Empfangsbereitschaft ist analog definiert für den Fall, daß Start- und Ziel-Informationsknoten identisch sind; hier ist allein der aufnahmebereite Empfangspuffer des Informationsknotens maß­ gebend.The readiness to receive is defined analogously in the event that start and destination information nodes are identical; only the ready-to-receive buffer of the information node is measured here giving.

Gemäß Unteranspruch 4 wird ein zu sendendes Datenpaket in Abhängigkeit von der Empfangs­ bereitschaft des jeweiligen Ziel-Informationsknoten wahlweise entweder an ihn gesendet oder als Parameter einer speziellen kanalabhängigen Funktion, der Fehlerbehandlungsfunktion (Error­ handler), übergeben. Mit der Übergabe an die Fehlerbehandlungsfunktion bzw. mit dem Senden wird das betreffende Datenpaket aus dem Sendepuffer entfernt.According to subclaim 4, a data packet to be sent is dependent on the reception Readiness of the respective target information node either either sent to it or as Parameters of a special channel-dependent function, the error handling function (Error handler), passed. With the transfer to the error handling function or with the sending the data packet in question is removed from the send buffer.

Der Errorhandler, welcher nach Maßgabe von Programm-Modulen auf dem Start-Informations­ knoten abläuft, führt nach der Übergabe des Datenpakets an ihn definierte Aufgaben durch.The error handler, which according to program modules on the start information node runs, performs defined tasks after the data packet has been transferred to it.

Idealerweise besteht eine dieser Aufgaben darin, das übergebene Parameter-Datenpaket logisch neu zu adressieren, wobei dessen Inhalt unverändert bleibt. Bei Ausfall oder Überlastung eines Informationsknotens bzw. eines physischen Übertragungsmediums gewähren redundante Funktionen auf einem anderen Informationsknoten somit Ersatz, oder es wird ein redundantes physisches Übertragungsmedium zum Transport benutzt.Ideally, one of these tasks is to logically new the transferred parameter data packet to address, the content of which remains unchanged. In the event of failure or overloading one Information nodes or a physical transmission medium grant redundant Functions on another information node thus replacement, or it becomes a redundant physical transmission medium used for transport.

Eine weitere Aufgabe kann die Generierung von Datenpaketen sein, die zu Warnzwecken beispiels­ weise an definierte Diagnose- und Debug-Funktionen logisch adressiert sind; die somit gewon­ nenen Informationen können z. B. der Optimierung der Struktur des Netzwerkes dienen.Another task can be the generation of data packets, for example for warning purposes are logically addressed to defined diagnostic and debug functions; who won NEN information z. B. serve to optimize the structure of the network.

Die Errorhandler können ebenfalls zweckmäßig die Zuordnungstabellen durch an Modifizierungs-Funk­ tionen gerichtete Datenpakete parametrig modifizieren (z. B. permanentes Rerouting); dies ermöglicht beispielsweise selbstreparierende heterogene Netzwerke.The error handlers can also expediently assign the assignment tables to the modification radio Modify parameterized data packets (e.g. permanent rerouting); this enables, for example, self-repairing heterogeneous networks.

Eine bevorzugte Variation der Erfindung besteht in der Gewährleistung der Echtzeitfähigkeit durch Einführung von Timeout-Mechanismen in Verbindung mit Fehlerbehandlungsfunktionen, deren besondere Wirkung ebenfalls die Erhöhung der Ausfallsicherheit der Kommunikation im hetero­ genen Netzwerk ist.A preferred variation of the invention is to ensure real time capability through Introduction of timeout mechanisms in connection with error handling functions, their Another particular effect is the increase in the reliability of communication in hetero network.

Hierzu wird gemäß Unteranspruch 5 ein jedes von einer Funktion generierte Datenpaket mit einer Lebenszeit (Death-Line) spezifiziert, welche die zeitliche Gültigkeit des betreffenden Datenpakets charakterisiert und sich auf die lokale Zeit im Start-Informationsknoten bezieht. Die Zeitmarke "Death-Line" kann beispielsweise aus den Komponenten "Generationszeitpunkt" und "Lebens­ dauer" bestehen.For this purpose, each data packet generated by a function with a Lifetime (death line) specifies the temporal validity of the data packet in question characterized and relates to the local time in the start information node. The timestamp For example, "Death Line" can consist of the components "Generation time" and "Life duration ".

Jedes zu sendende Datenpaket, welches im Sendepuffer des jeweiligen Start-Informationsknotens temporär zwischengespeichert ist, wird mindestens unmittelbar vor seiner Entnahme aus diesem Puffer zu Sendezwecken (und wahlweise zu beliebigen weiteren vorherigen Zeitpunkten) auf Über­ schreitung der ihm zugeordneten Lebenszeit untersucht.Each data packet to be sent, which is in the send buffer of the respective start information node is temporarily stored, at least immediately before it is removed from it Buffer for transmission purposes (and optionally at any other previous times) to Over Exceeded the lifetime assigned to him examined.

Bei Überschreitung dieser Death-Line wird das Datenpaket von der übertragungsmedienspezi­ fischen Sende-Einrichtung an besagte kanalabhängige Fehlerbehandlungsfunktion als Parameter übergeben. If this death line is exceeded, the data packet is transferred from the transmission media spec fish send device to said channel-dependent error handling function as parameters to hand over.  

Mit der Übergabe an die Fehlerbehandlungsfunktion wird das betreffende Datenpaket aus dem Sendepuffer entfernt, d. h. es wird nicht an den zugeordneten Ziel-Informationsknoten gesendet. Ursache der Überschreitung der Lebenszeit kann die Überlastung des jeweiligen Übertragungs­ mediums sein.With the transfer to the error handling function, the data packet in question is removed from the Send buffer removed, i. H. it is not sent to the assigned destination information node. The cause of the lifetime being exceeded can be the overload of the respective transmission be medium.

Weiterhin kann für den Fall, daß ein aufgrund fehlender Empfangsbereitschaft nicht sendbares Datenpaket ohne sofortige Fehlerbehandlung im Sende-Puffer belassen wurde, sein Verweilen im Puffer ebenfalls zur Überschreitung seiner Lebenszeit führen.Furthermore, in the event that a signal that cannot be sent due to a lack of readiness to receive Data packet was left in the send buffer without immediate error handling, its lingering in Buffers can also cause their lifespan to be exceeded.

Analog werden die Empfangspuffer - wie besagt - in ihrer Größe so gestaltet, daß deren Entleerung innerhalb eines für Echtzeitanwendungen relevanten Zeitabschnitts erfolgen kann.Similarly, the receive buffers - as stated - are designed in such a size that they are emptied can take place within a time period relevant for real-time applications.

Idealerweise werden Datenpakete mit überschrittener Lebenszeit - insbesondere mit Meßwerten als Inhalt - durch die entsprechende Fehlerbehandlungsfunktion nicht wieder neu logisch adressiert. Diese Verfahrensweise bringt den Vorteil mit sich, daß im Überlastungs-Fall nicht ausschließlich veraltete Datenpakete transferiert werden, sondern nur eine Auswahl der zeitlich noch gültigen Datenpakete gesendet und verarbeitet werden.Ideally, data packets with a longer lifespan - in particular with measured values as Content - not logically addressed again by the corresponding error handling function. This procedure has the advantage that in the event of an overload not exclusively outdated data packets are transferred, but only a selection of those that are still valid at the time Data packets are sent and processed.

Eine vorteilhafte Erweiterung der Erfindung wird durch Anspruch 6 angegeben.An advantageous extension of the invention is given by claim 6.

Hierbei wird die Programmsteuerung eines Informationsknotens geändert, indem ein Datenpaket, welches den neuen Programm-Code enthält, an eine auf dem betreffenden Informationsknoten ablaufende spezielle Funktion logisch adressiert und ihr als Parameter übergeben wird.Here the program control of an information node is changed by a data packet, which contains the new program code to one on the relevant information node special function is logically addressed and passed to it as a parameter.

Diese Download-Funktion kann z. B. (invarianter) Teil eines boot- und netzfähigen Betriebssystems sein, welches die Urkonfigurierung jenes Informationsknotens darstellt.This download function can e.g. B. (invariant) part of a bootable and networkable operating system be the original configuration of that information node.

Nach der Übergabe an die Download-Funktion speichert diese den informationsknotenspezifischen Programm-Code auf dem Ziel-Informationsknoten nichtflüchtig als neues Programm, löst wahl­ weise einen Bootvorgang aus oder wechselt in das neue Programm über.After transfer to the download function, it saves the information node-specific Program code on the target information node is non-volatile as a new program, resolves choice show a boot process or switch to the new program.

Dabei werden alle notwendigen Initialisierungen des Informationsknotens durchgeführt, welche ebenfalls wahlweise eine Neuimplementierung der informationsknotenspezifischen Zuordnungs­ tabellen umfaßt.All necessary initializations of the information node are carried out, which ones also optionally a new implementation of the information node-specific assignment tables included.

Die neue Programmsteuerung ist maßgebend für den Ablauf aller neuen parametrisch steuerbaren Funktionen des Informationsknotens.The new program control is decisive for the process of all new parametrically controllable Information node functions.

Besonders vorteilhaft ist diese Variante der Erfindung in bezug auf die gute Wartbarkeit des Programm-Codes von solchen Informationsknoten, welche räumlich/körperlich schwer erreichbar sind.This variant of the invention is particularly advantageous in terms of the good maintainability of the Program codes from such information nodes that are difficult to reach physically / physically are.

Das folgende Ausführungsbeispiel soll in Verbindung mit den Abbildungen die Erfindung näher erläutern.The following embodiment is intended to illustrate the invention in connection with the figures explain.

Die Zeichnungen zeigen:The drawings show:

Fig. 1 Heterogenes Netzwerk aus unterschiedlichen Netzwerken und Informationsknoten; Fig. 1 A heterogeneous network of different networks, and information nodes;

Fig. 2 Datenflußschema in einem beispielhaften Informationsknoten. Fig. 2 data flow scheme in an exemplary information node.

In Fig. 1 ist beispielhaft ein heterogenes Netzwerk dargestellt, welches aus den unterschiedlich ausgebildeten physischen Übertragungsmedien LAN (1) sowie zwei separaten CAN-Bussen (2, 3) besteht.In Fig. 1, a heterogeneous network is exemplified, which separate from the differently shaped physical transmission media LAN (1), and two CAN buses (2, 3).

Bestandteil des heterogenen Netzwerkes sind weiterhin die Informationsknoten (programm­ gesteuerte informationsverarbeitende Maschinen) PC (4, 5), Workstation (6), Sensor (8) sowie Aktoren (7, 10, 11, 12), welche über einen Zugang zu diesen Übertragungsmedien verfügen und somit am Informations-Austausch teilnehmen.The heterogeneous network also includes the information nodes (program-controlled information processing machines) PC ( 4 , 5 ), workstation ( 6 ), sensor ( 8 ) and actuators ( 7 , 10 , 11 , 12 ), which have access to these transmission media and thus participate in the information exchange.

Hierbei besitzt lediglich der PC (4) direkte Anschlüsse an alle drei Übertragungsmedien gleich­ zeitig; er kann somit u. a. als Bridge zwischen diesen Medien fungieren.Here only the PC ( 4 ) has direct connections to all three transmission media at the same time; it can thus act as a bridge between these media.

In jedem Informationsknoten ist ein plattformabhängig implementierter Programm-Code im Programmspeicher abgelegt, dessen anwendungsspezifische Programm-Module maßgebend sind u. a. für Boot- und Initialisierungsvorgänge, für allgemeine Betriebssystem-Aufgaben inklusive Verwaltung der Netzwerkanbindung, für die Steuerung der übertragungsmedienspezifischen Sende- und Empfangs-Einheiten sowie für den Ablauf von parametrig steuerbaren Funktionen. Im Beispiel enthält der Programm-Code des Sensors (8) ebenfalls Module einer Download-Funktion, welche einen über das Netzwerk an sie gesendeten neuen Programm-Code im Programmspeicher des Sensors nichtflüchtig abspeichert und einen Bootvorgang auslöst. Die zugehörige Code der Bootroutine ist derart gestaltet, daß nach einem Bootvorgang in den jeweils neuen Programm-Code gewechselt wird.In each information node, a platform-specific implemented program code is stored in the program memory, the application-specific program modules of which are decisive, among other things, for boot and initialization processes, for general operating system tasks including administration of the network connection, for the control of the transmission and transmission units specific to the transmission medium as well as for the execution of parametrically controllable functions. In the example, the program code of the sensor ( 8 ) also contains modules of a download function which non-volatilely stores a new program code sent to it via the network in the program memory of the sensor and triggers a booting process. The associated code of the boot routine is designed in such a way that a change is made to the new program code after a boot process.

Der Aufgabenbereich der parametrig steuerbaren Funktionen (F1, . . ., Fm) umfaßt im Beispiel u. a. die Steuerung von Hardware, die Steuerung von weiteren Funktionen, die Verarbeitung der über­ gebenen Parameter, die Weiterleitung der Parameter an weitere Funktionen, die Meßwert­ gewinnung und -weiterleitung, die parametrische Modifikation von Zuordnungstabellen sowie die Fehlerbehandlung.In the example, the range of functions of the parametrically controllable functions (F1,..., Fm) includes u. a. the Control of hardware, control of other functions, processing of over given parameters, the forwarding of the parameters to other functions, the measured value extraction and forwarding, the parametric modification of assignment tables and the Error handling.

Diese Funktionen sind derart gestaltet, daß ihnen Datenpakete mit genau definiertem funktions­ spezifischem Datenformat als Parameter übergeben werden können, welche diese Funktion steuern. Weiterhin ist mindestens eine Teilmenge der gesamten Funktionen des heterogenen Netzwerks so gestaltet, daß sie - je nach Anwendung - Datenpakete (z. B. mit Steuerinformationen und/oder Meß­ werten als Inhalt) generieren und an eine virtuelle Funktion adressieren können.These functions are designed in such a way that data packets with a precisely defined function specific data format can be passed as parameters that control this function. Furthermore, at least a subset of the entire functions of the heterogeneous network is like this designed that - depending on the application - data packets (e.g. with control information and / or measurement values as content) and can be addressed to a virtual function.

Zur Erfüllung der Startbedingung ist im Startup-Programmcode der Workstation (6) ein Modul vorgesehen, welches die Generation und logische Adressierung eines Datenpakets an eine erste virtuelle Funktion veranlaßt und somit einen kontinuierlichen Kommunikationsprozeß initiiert. Unter dem Ablaufen der Funktionen wird idealerweise ein Funktionsaufruf mit der Para­ meter-Datenpaket-Übergabe verstanden, es sind jedoch ferner auch parallele permanente Funktionsabläufe mit Polling auf übergabebereite Parameter-Datenpakete möglich; die Funktionsabläufe können auch teilweise durch effiziente Hardware realisiert sein.To meet the start condition, a module is provided in the startup program code of the workstation ( 6 ), which initiates the generation and logical addressing of a data packet to a first virtual function and thus initiates a continuous communication process. The expiry of the functions is ideally understood to mean a function call with the parameter data packet transfer, but parallel, permanent function sequences with polling for parameter data packets ready for transfer are also possible; the functional sequences can also be partially implemented using efficient hardware.

Im Beispiel sind außerdem die Programm-Module der Bridge-Funktionen des PC (4) formaler Teil des Betriebssystems und sind als effektiv arbeitende Kurzschlüsse innerhalb der Verwaltung der Netzwerkanbindung gestaltet.In the example, the program modules of the bridge functions of the PC ( 4 ) are also a formal part of the operating system and are designed as effectively working short circuits within the management of the network connection.

Im Beispiel sind gemäß 4. Unteranspruch Fehlerbehandlungsfunktionen (FF1, . . ., FFn) vorgesehen, im Beispiel in gleicher Anzahl wie die Gesamtzahl der durch die Funktionen dieses Informations­ knotens adressierbaren logischen Kanäle, die ein kanalspezifisches Parameterdatenformat auf­ weisen. Diesen Errorhandlern werden Datenpakete übergeben, welche auf demselben Informations­ knoten generiert (bzw. neu adressiert) wurden, jedoch nicht oder nicht rechtzeitig an den Ziel-Infor­ mationsknoten transferiert werden können. Auch diese Errorhandler können logisch adres­ sierte Datenpakete generieren.In the example, error handling functions (FF1,..., FFn) are provided in accordance with the fourth subclaim. in the example in the same number as the total number of through the functions of this information node-addressable logical channels that have a channel-specific parameter data format point. Data packets which are based on the same information are transferred to these error handlers nodes were generated (or re-addressed), but not or not in time to the target information mation nodes can be transferred. These error handlers can also logically address Generate data packets.

Der in Fig. 2 gezeigte Sendepuffer (SP) arbeitet nach dem FIFO-Prinzip und ist im Beispiel willkürlich im Datenflußschema derart angeordnet, daß er durch Funktionen generierte und logisch adressierte Datenpakete aufnimmt und je nach Sendekapazität an die Netzwerk-Verwaltungs-Ein­ richtung abgibt, welche deren logische Adresse schrittweise anhand der Zuordnungstabellen auflöst und die Datenpakete den entsprechenden Sendeeinrichtungen übergibt.The send buffer (SP) shown in FIG. 2 works according to the FIFO principle and, in the example, is arranged arbitrarily in the data flow scheme in such a way that it receives functionally generated and logically addressed data packets and, depending on the send capacity, transfers them to the network management device. which resolves its logical address step by step based on the assignment tables and transfers the data packets to the corresponding sending devices.

Die Empfangspuffer (EP) der Informationsknoten sind im Datenflußschema zwischen Empfangs­ einrichtungen und Funktions-Zuordnungstabellen angeordnet und sind ebenfalls nach dem FIFO-Prinzip organisiert.The receive buffers (EP) of the information nodes are in the data flow scheme between receive facilities and function assignment tables are arranged and are also after FIFO principle organized.

In dieser Anordnung besitzen Sendepuffer und Empfangspuffer des PC (4) eine Einteilung in unterschiedlich priorisierte logische Kanalgruppen; die Empfangspuffer des Sensors (8) sind nicht unterteilt und wird zur Paket-Entnahme nach Datenpaketen mit jeweils höchsten Prioritäten durch­ sucht.In this arrangement, the transmit buffer and receive buffer of the PC ( 4 ) are divided into logical channel groups with different priorities; the receive buffers of the sensor ( 8 ) are not subdivided and are searched for packet extraction for data packets with the highest priorities.

Weiterhin besitzt ein jeder Informationsknoten mehrere lokal gültige eindeutige Zuordnungs­ tabellen (ÜZT, KZT1, . . ., KZT3, FZT), welche lokal dezentral nichtflüchtig gespeichert sind, im Beispiel in Form eines auf der Festplatte des PC (4) gespeicherten "INI-File" sowie als binäre Tabelle in einem EEPROM im Sensor (8).Furthermore, each information node has several locally valid, unique assignment tables (ÜZT, KZT1,..., KZT3, FZT), which are stored locally non-volatile locally, in the example in the form of an "INI file stored on the hard disk of the PC ( 4 ) "and as a binary table in an EEPROM in the sensor ( 8 ).

Die Zuordnungstabellen eines jeden Informationsknotens enthalten nach einer Erstinitialisierung eine definierte Grundzuordnung. Diese Grundzuordnung kann einerseits direkt durch spezielle Tools des betreffenden Informationsknotens (z. B. PC 4) oder eines temporär direkt angeschlos­ senen weiteren Administrator-Werkzeugs manuell variiert und der konkreten Netzwerkkonfi­ guration angepaßt werden werden.The assignment tables of each information node contain a defined basic assignment after initial initialization. On the one hand, this basic assignment can be varied manually using special tools of the relevant information node (e.g. PC 4 ) or a temporarily directly connected additional administrator tool, and the specific network configuration can be adapted.

Die Grundzuordnung kann weiterhin derart gestaltet sein, daß eine Kommunikation aller Informationsknoten des heterogenen Netzwerkes ermöglicht wird, die eine entfernte Variation der Zuordnungen über genannte Modifikationsfunktionen gestattet. D.h., ein Administrator kann während eines Initialisierungsprozesses mit Hilfe eines Tools von einem beliebigen geeigneten Informationsknoten aus (z. B. stationärer Leitrechner (6) oder temporär in das Netz eingefügter Laptop (9)) entfernt die Zuordnungstabellen in Abhängigkeit von den verfügbaren Übertragungs­ medien, Informationsknoten sowie von auf ihnen ausführbaren Funktionen beliebig modifizieren. Die erfolgten Einstellungen bleiben aufgrund ihrer nichtflüchtigen Speicherung nach erneutem Booten des jeweiligen Informationsknotens erhalten.The basic assignment can also be designed in such a way that communication of all information nodes of the heterogeneous network is made possible, which permits a remote variation of the assignments via the aforementioned modification functions. In other words, during an initialization process, an administrator can use a tool to remove the assignment tables from any suitable information node (e.g. stationary host computer ( 6 ) or laptop ( 9 ) temporarily inserted into the network) depending on the available transmission media, Modify information nodes and functions that can be executed on them as required. The settings made are retained due to their non-volatile storage after the respective information node has been rebooted.

Die Übertragungsmedien-Zuordnungstabellen enthalten im Beispiel neben der eindeutigen Zuordnung von logischen Netzwerken zu physischen Übertragungsmedien z. B. Daten über das betreffende Medium, wie Typ und Anschlußart.In the example, the transmission media assignment tables contain the unique one Assignment of logical networks to physical transmission media e.g. B. Data about that relevant medium, such as type and connection type.

Im Beispiel enthält die Knoten-Zuordnungstabelle des Sensors (8) nur die physische Adresse des Informationsknotens PC (4); durch diese Submenge wird eine versehentliche Adressierung des Aktors (7) durch den Sensor (8) nach eventueller fehlerhafter Knoten-Zuordnungstabellen-Modifizierung vermieden.In the example, the node assignment table of the sensor ( 8 ) contains only the physical address of the information node PC ( 4 ); by this subamount inadvertent addressing of the actuator (7) is avoided by the sensor (8) according to any faulty node mapping tables modification.

Konkret enthalten die Knoten-Zuordnungstabellen KZT1, KZT2 des Informationsknotens (IK0) der Fig. 2 eindeutige Zuordnungen von logischen Kommunikationspartnern zu den Informationsknoten IK11, IK12, IK0 bzw. zu IK21, IK22, IK0; die Knoten-Zuordnungstabelle KZT3 enthält Zuord­ nungen lediglich zu IK0. In diesen Tabellen ist somit der eigene Informationsknoten (IK0) ent­ halten.Specifically, the node assignment tables KZT1, KZT2 of the information node (IK0) in FIG. 2 contain clear assignments of logical communication partners to the information nodes IK11, IK12, IK0 and to IK21, IK22, IK0; the node assignment table KZT3 contains assignments only to IK0. The own information node (IK0) is therefore included in these tables.

Weiterhin enthält die Übertragungsmedien-Zuordnungstabelle (ÜZT) eindeutige Zuordnungen von logischen Netznamen zu den Übertragungsmedien ÜM1, ÜM2 sowie zu einem Netzwerk­ simulationsmodul.Furthermore, the transmission media assignment table (ÜZT) contains unique assignments of logical network names for the transmission media ÜM1, ÜM2 and for a network simulation module.

Die Funktionszuordnungstabelle (FZT) enthält beispielhaft u. a. die Zuordnung der logischen Kanäle K2 und Kn zur Funktion Fm sowie des Kanals K1 zur Funktion F3.The function allocation table (FZT) contains an example of: a. the assignment of the logical Channels K2 and Kn for function Fm and channel K1 for function F3.

In Fig. 2 schematisch gezeigte Datenflußgrößen stehen für einen Transport von Datenpaketen innerhalb des betreffenden Informationsknotens oder von/zu einem weiteren Informationsknoten. Der Datenfluß D1 repräsentiert den Transport von durch die Funktionen (F1, . . ., Fm) bzw. durch die Fehlerbehandlungsfunktionen (FF1, . . ., FFm) generierten und logisch adressierten Datenpaketen in den Sendepuffer (SP).Data flow variables shown schematically in FIG. 2 stand for a transport of data packets within the relevant information node or from / to a further information node. The data flow D1 represents the transport of data packets generated and logically addressed by the functions (F1,..., Fm) or by the error handling functions (FF1,..., FFm) into the send buffer (SP).

Weiterhin repräsentieren die Datenflüsse (D2, . . ., D5) das Senden von dem Sendepuffer (SP) ent­ nommenen Datenpaketen (D10) über die entsprechenden physischen Übertragungsmedien ÜM1 bzw. UM2 an die Informationsknoten IK11, . . ., IK22.Furthermore, the data flows (D2,..., D5) represent the transmission from the transmission buffer (SP) ent received data packets (D10) via the corresponding physical transmission media ÜM1 or UM2 to the information node IK11,. . ., IK22.

Die Datenflüsse D6 und D7 zeigen den Empfang von Datenpaketen und deren Einordnung in den Empfangspuffer (EP).The data flows D6 and D7 show the receipt of data packets and their classification in the Receive buffer (EP).

Der Datentransport (D6) von Datenpaketen, deren Ziel-Informationsknoten entsprechend der Knotenzuordnungstabellen (KZT1, . . ., KZT3) zu IK0 aufgelöst wird, zum Empfangspuffer (EP) erfolgt direkt ohne Mitwirkung der übertragungsmedienspezifischen Sendeeinrichtungen. Der Datenfluß D8 zeigt symbolisch die Entnahme der mit entsprechenden logischen Kanälen (K1, . . ., Kn) spezifizierten Datenpakete zur Zuordnung zu Funktionen (F1, . . ., Fm) mittels Funktions­ zuordnungstabelle (FZT) und die anschließenden Übergabe an diese.The data transport (D6) of data packets whose destination information nodes correspond to the Node assignment tables (KZT1,..., KZT3) to IK0 is resolved to the receive buffer (EP) takes place directly without the involvement of the transmission media-specific transmission facilities. The data flow D8 symbolically shows the withdrawal of the corresponding logical channels (K1,..., Kn) specified data packets for assignment to functions (F1,..., Fm) by means of functions allocation table (FZT) and the subsequent transfer to it.

Schließlich ist der kanalabhängige Datenfluß D9 vom Sendepuffer (SP) zu Fehlerbehandlungs­ funktionen (FF1, . . ., FFn) von denjenigen Datenpaketen dargestellt, welche nicht bzw. nicht inner­ halb ihrer gültigen Lebenszeit gesendet werden konnten.Finally, the channel-dependent data flow D9 is from the send buffer (SP) to error handling functions (FF1,..., FFn) of those data packets that are not or not within could be sent halfway through their valid lifetime.

Claims (6)

1. Verfahren zur plattformunabhängigen Kommunikation über ein heterogenes Netzwerk, bestehend aus beliebigen physischen Übertragungsmedien, zwischen mehreren räumlich getrennten programmgesteuerten informationsverarbeitenden Maschinen und/oder Sensor- und/oder Aktor-Einheiten als Informationsknoten zum Zwecke der entfernten Informationsverarbeitung und/oder Steuerung durch parametergesteuerte Funktionen, die jeweils nach Maßgabe von auf dem jeweiligen Informationsknoten existierenden plattformabhängigen Programm-Modulen ablaufen,
  • - mit einem verteilten Betriebssystem;
  • - mit Übertragungsmedien-Zuordnungstabellen, welche eine eindeutige Zuordnung von logischen Netz-Namen zu an den Informationsknoten angeschlossen physischen Übertragungsmedien enthalten;
  • - mit übertragungsmedienspezifischen Knoten-Zuordnungstabellen, welche jeweils eine eindeutige Zuordnung von logischen Kommunikationspartnern zu an ein physisches Übertragungsmedium angeschlossenen Informationsknoten enthalten;
  • - mit Funktions-Zuordnungstabellen, welche jeweils eine eindeutige Zuordnung von logischen Kanälen zu auf den Informationsknoten ablaufenden Funktionen enthalten;
  • - mit programmgesteuerten übertragungsmedien- und plattformspezifischen Einrichtungen zum jeweiligen Senden von beliebig formatierten Datenpaketen vom Start-Informationsknoten über ein physisches Übertragungsmedium an einen an dieses Medium angeschlossenen Ziel-Informationsknoten, welcher durch logischen Netz-Namen und logischen Kommunikationspartner in Verbindung mit den Übertragungsmedien- sowie Knoten-Zuordnungstabellen bestimmt ist,
  • - sowie mit Einrichtungen zum jeweiligen Empfang dieser Datenpakete;
    dadurch gekennzeichnet, daß
    • a) mindestens eine dieser Funktionen jeweils mindestens ein durch eine aus logischem Netz-Namen, logischem Kommunikationspartner und logischem Kanal bestehende logische Adresse spezifiziertes Datenpaket generiert;
    • b) ein jedes dieser Datenpakete vom jeweiligen Start-Informationsknoten an einen jeweiligen Ziel­ informationsknoten gesendet wird;
    • c) diese vom jeweiligen Ziel-Informationsknoten empfangenen Datenpakete jeweils einer auf diesem Informationsknoten ablaufenden Funktion, welche durch den logischen Kanal in Verbindung mit der für diesen Informationsknoten spezifischen Funktions-Zuordnungstabelle bestimmt ist, als Parameter übergeben werden, wobei
    • d) die Übertragungsmedien-, Knoten- und Funktionszuordnungstabellen informationsknotenspezifisch für genau den Informationsknoten gültig sind, auf dem sie jeweils lokal dezentral nichtflüchtig gespeichert sind;
    • e) das Datenpaket ein kanalabhängiges, aber vom physischem Übertragungsmedium sowie vom Ziel-Informationsknoten unabhängiges Datenformat besitzt;
    • f) Funktionen, denen logisch adressierte Datenpakete als Parameter zugeordnet werden können, jeweils nach Maßgabe ihres Programm-Moduls beliebig weitere logisch adressierte Datenpakete generieren können;
    • g) die jeweiligen Start- und Ziel-Informationsknoten identisch sein können.
1.Procedures for platform-independent communication via a heterogeneous network, consisting of any physical transmission media, between several spatially separated program-controlled information processing machines and / or sensor and / or actuator units as information nodes for the purpose of remote information processing and / or control by parameter-controlled functions, which run in accordance with the platform-dependent program modules existing on the respective information node,
  • - with a distributed operating system;
  • - With transmission media assignment tables, which contain a unique assignment of logical network names to physical transmission media connected to the information node;
  • - With transmission media-specific node assignment tables, each of which contains a unique assignment of logical communication partners to information nodes connected to a physical transmission medium;
  • - With function assignment tables, which each contain a unique assignment of logical channels to functions running on the information nodes;
  • - With program-controlled transmission media and platform-specific devices for the respective sending of any formatted data packets from the start information node via a physical transmission medium to a destination information node connected to this medium, which by logical network names and logical communication partners in connection with the transmission media and nodes -Assignment tables is determined
  • - and with facilities for the respective reception of these data packets;
    characterized in that
    • a) at least one of these functions in each case generates at least one data packet specified by a logical address consisting of a logical network name, logical communication partner and logical channel;
    • b) each of these data packets is sent from the respective start information node to a respective destination information node;
    • c) these data packets received from the respective destination information node are each passed as parameters to a function running on this information node, which is determined by the logical channel in connection with the function assignment table specific for this information node, whereby
    • d) the transmission media, node and function assignment tables are specific to the information node and are valid for precisely the information node on which they are locally non-volatile stored locally;
    • e) the data packet has a channel-dependent data format which is independent of the physical transmission medium and of the destination information node;
    • f) functions to which logically addressed data packets can be assigned as parameters can generate any further logically addressed data packets in accordance with their program module;
    • g) the respective start and destination information nodes can be identical.
2. Verfahren nach Anspruch 1, insbesondere zum Zweck der Änderung der Netzwerkkonfiguration,
mit mehreren auf Informationsknoten ablaufenden Funktionen, welche gruppenweise identisches Parameterdatenformat aufweisen,
dadurch gekennzeichnet, daß
die informationsknotenspezifischen Übertragungsmedien-, Knoten- und/oder Funktions-Zu­ ordnungstabellen mittels mindestens einer auf dem jeweiligen Informationsknoten ablaufenden Funktion in Abhängigkeit von einem Datenpaket modifiziert werden, welches dieser Funktion entsprechend seiner logischen Adressierung als Parameter zugeordnet wird, wobei vorzugsweise
bei Modifizierung einer Übertragungsmedien-Zuordnungstabelle die entsprechenden übertragungs­ medienspezifischen Sende-Einrichtungen konfiguriert werden, und/oder
eine jede Knoten-Zuordnungstabelle eine für die Kommunikation des jeweiligen Informations­ knotens benötigte Submenge aller physischen Adressen der an das jeweilige physische Über­ tragungsmedium angeschlossenen Informationsknoten erhält.
2. The method according to claim 1, in particular for the purpose of changing the network configuration,
with a plurality of functions running on information nodes which have identical parameter data format in groups,
characterized in that
the information node-specific transmission media, node and / or function assignment tables are modified by means of at least one function running on the respective information node as a function of a data packet which is assigned to this function in accordance with its logical addressing as parameters, preferably
when modifying a transmission media assignment table, the corresponding transmission media-specific transmission devices are configured, and / or
each node assignment table receives a subset of all the physical addresses of the information nodes connected to the respective physical transmission medium required for the communication of the respective information node.
3. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, insbesondere zum Zwecke der priorisierten entfernten Informationsverarbeitung und/oder Steuerung,
mit auf den Informationsknoten befindlichen Sende- und Empfangspuffern,
dadurch gekennzeichnet, daß
  • a) die generierten logisch adressierten Datenpakete mit einer vom logischen Kanal abhängigen Priorität spezifiziert werden, wobei diese Kanäle gruppenweise gleich priorisiert sein können;
  • b) diese Datenpakete in einen auf dem jeweiligen Start-Informationsknoten befindlichen Sende-Puffer transferiert und dort temporär gespeichert werden;
  • c) jeweils über identische physische Übertragungsmedien und/oder an einen identischen Ziel-Informationsknoten zu sendende Datenpakete im Multiplexverfahren gesendet werden, wobei das Senden in seiner Reihenfolge und/oder in seinem Verschachtelungsverhältnis nach Maßgabe der den jeweiligen logischen Kanälen zugeordneten Prioritäten erfolgt;
  • d) diese Datenpakete auf dem Ziel-Informationsknoten in einen Empfangs-Puffer transferiert und dort temporär gespeichert werden;
  • f) die Reihenfolge der Übergabe dieser im Empfangs-Puffer gespeicherten Datenpakete an die ihnen zugeordneten Ziel-Funktionen sowie die Reihenfolge und/oder das Verschachtelungs­ verhältnis des Ablaufs dieser Funktionen durch die den jeweiligen logischen Kanälen zugeordnete Prioritäten bestimmt wird.
3. The method according to claims 1 and 2, in particular for the purpose of prioritized remote information processing and / or control,
with send and receive buffers located on the information nodes,
characterized in that
  • a) the generated logically addressed data packets are specified with a priority dependent on the logical channel, whereby these channels can be given equal priority in groups;
  • b) these data packets are transferred to a send buffer located on the respective start information node and temporarily stored there;
  • c) are each sent via identical physical transmission media and / or data packets to be sent to an identical destination information node in a multiplexed manner, the sending taking place in its sequence and / or in its interleaving ratio in accordance with the priorities assigned to the respective logical channels;
  • d) these data packets on the destination information node are transferred to a receive buffer and temporarily stored there;
  • f) the sequence of the transfer of these data packets stored in the reception buffer to the assigned target functions and the sequence and / or the nesting ratio of the sequence of these functions is determined by the priorities assigned to the respective logical channels.
4. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, insbesondere zum Zweck der Erhöhung der Ausfallsicherheit, mit Empfangspuffern und mit parametergesteuerten Fehlerbehandlungsfunktionen, dadurch gekennzeichnet, daß ein jedes jeweilig zu sendende Datenpaket von der übertragungsmedienspezifischen Sende-Einrichtung des Start-Informationsknotens in Abhängigkeit von der Empfangsbereitschaft des Ziel-Informationsknotens entweder an den Ziel-Informationsknoten gesendet wird oder als Parameter einer dem logischen Kanal zugeordneten Funktion, welche programmgesteuert auf dem Start-Informationsknoten abläuft, zur Fehlerbehandlung übergeben wird, wobei ein jeder Empfangspuffer in seiner Größe definiert limitiert ist. 4. The method according to claims 1 to 3, especially for the purpose of increasing reliability, with receive buffers and with parameter-controlled error handling functions, characterized in that a data packet to be sent in each case from the transmission media-specific one Sending device of the start information node depending on the readiness of the Target information node is either sent to the target information node or as Parameters of a function assigned to the logical channel, which is program-controlled on the Start information node expires, is passed for error handling, each receive buffer is limited in size.   5. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 4, insbesondere zur Gewährleistung der Echtzeitfähigkeit, mit parametergesteuerten Fehlerbehandlungsfunktionen, dadurch gekennzeichnet, daß
  • a) jedes generierte Datenpaket durch die generierende Funktion mit einer Lebenszeit spezifiziert wird,
  • b) jedes im Sendepuffer des Start-Informationsknoten temporär gespeicherte Datenpaket in Abhängigkeit vom Ablauf seiner Lebenszeit aus dem Sendepuffer entfernt und als Parameter einer dem logischen Kanal zugeordneten Funktion, welche programmgesteuert auf dem Start-Informationsknoten abläuft, zur Fehlerbehandlung übergeben wird.
5. The method according to claims 1 to 4, in particular to ensure real-time capability, with parameter-controlled error handling functions, characterized in that
  • a) each generated data packet is specified by the generating function with a lifetime,
  • b) each data packet temporarily stored in the send buffer of the start information node is removed from the send buffer depending on the expiry of its lifetime and is passed as a parameter to a function assigned to the logical channel, which runs on the start information node under program control, for error handling.
6. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 5, insbesondere zum Zwecke der Modifizierung des Programm-Codes der Informationsknoten, dadurch gekennzeichnet, daß
  • a) einer auf einem Informationsknoten ablaufenden Funktion, deren maßgebliches Programm-Modul Bestandteil eines boot- und netzfähigen Betriebssystems sein kann, ein an sie logisch adressiertes Datenpaket als Parameter übergeben wird,
  • b) diese Funktion die ihr übergebenen Parameter als neuen Programm-Code im betreffenden Informationsknoten nichtflüchtig speichert und eine programmgesteuerte Neuinitialisierung dieses Informationsknotens auslöst.
6. The method according to claims 1 to 5, in particular for the purpose of modifying the program code of the information node, characterized in that
  • a) a data package that is logically addressed to it is transferred as a parameter to a function running on an information node, the relevant program module of which can be part of a bootable and networkable operating system,
  • b) this function stores the parameters passed to it as a new program code in the relevant information node in a non-volatile manner and triggers a program-controlled reinitialization of this information node.
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