DE10004425A1 - Network with subscriber device, esp. field device, enables transmitter, receiver transmission, reception time delays to be taken into account for time synchronisation - Google Patents

Network with subscriber device, esp. field device, enables transmitter, receiver transmission, reception time delays to be taken into account for time synchronisation

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DE10004425A1
DE10004425A1 DE2000104425 DE10004425A DE10004425A1 DE 10004425 A1 DE10004425 A1 DE 10004425A1 DE 2000104425 DE2000104425 DE 2000104425 DE 10004425 A DE10004425 A DE 10004425A DE 10004425 A1 DE10004425 A1 DE 10004425A1
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DE
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telegram
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Karl Glas
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Abstract

The network has a first subscriber device for transmitting a first message for time synchronisation to a second subscriber device in which the physical transition time for the message over the physical transmission path between the subscriber devices is stored. The first message contains a time corrected by a transmission time delay for the first subscriber device and the second subscriber device measures the delay since receiving the first message and corrects the time received in the first message by the transition time and the receiver delay time.

Description

Die Erfindung betrifft ein Netzwerk nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie einen Netzwerkteilnehmer, insbesondere ein Feldgerät, für ein derartiges Netzwerk. The invention relates to a network according to the preamble of claim 1 and a network subscriber, in particular a field device for such a network.

Ein derartiges Netzwerk ist beispielsweise aus der DE 197 10 971 A1 bekannt. Such a network is known for example from DE 197 10 971 A1. In einem Netzwerk mit einer Mehr zahl von Netzwerkteilnehmern, beispielsweise Sensoren und Aktuatoren, die über das Netzwerk zur Datenübertragung mit einander verbunden sind, muß für zeitkritische Anwendungen, beispielsweise für zeitgleiche Meßwerterfassung bei Regel vorgängen, eine Synchronisation vorgenommen werden. In a network with a multi-number of network devices, such as sensors and actuators that are connected through the network for data transmission with each other, synchronization must processes for time-critical applications, for example for simultaneous data acquisition for control be made. Zur Syn chronisation der Teilnehmer wird durch einen Teilnehmer ein Telegramm an die weiteren Teilnehmer gesendet, das beispiels weise dazu benutzt werden kann, eine gleichzeitige Erfassung von Meßwerten durch bestimmte Teilnehmer zu veranlassen. For syn chronization of the participants, a message is sent by a participant to the other participants, as example can be used to cause a simultaneous acquisition of measured values ​​by certain subscribers. Dabei wird berücksichtigt, daß bei der Übertragung von Tele grammen zwischen Sender und Empfänger Durchlaufzeiten über die physikalische Übertragungsstrecke entstehen, die unter anderem durch die Entfernung und die physikalische Übertra gungsgeschwindigkeit der Signale auf dem Übertragungsmedium bestimmt werden. This takes into account that programs in the transmission of message processing times occur via the physical transmission path between the transmitter and receiver, which are determined inter alia by the distance and the physical Übertra transmission speed of the signals on the transmission medium. Damit sich auch Laufzeitdifferenzen von Telegrammen zu verschiedenen Teilnehmern nicht negativ auf die Synchronisationsgenauigkeit auswirken, werden die Lauf zeiten jeweils automatisch durch eine Telegrammsequenz erfaßt. This also time differences of telegrams not have a negative impact on various participants to the synchronization accuracy, the running times are in each case automatically detected by a telegram sequence. Insbesondere in Netzwerken, deren Topologie und räum liche Ausdehnung veränderlich ist, bringt eine automatische Bestimmung der Durchlaufzeit Vorteile. In particular in networks Liche their topology and Bust expansion is variable, brings advantages of an automatic determination of the cycle time. Veränderungen können beispielsweise auftreten, wenn Teilnehmer nur temporär oder an verschiedenen Orten angeschlossen werden. Changes can occur, for example, if participants are only temporarily connected to different locations or. Eine Möglichkeit zur Synchronisation der Teilnehmer besteht darin, daß ein Teilnehmer seine Uhrzeit in einem Telegramm an die übrigen Teilnehmer überträgt. One possibility for synchronization of the subscribers is that a subscriber transmits its time in a message to the other participants. Die zuvor ermittelte Durchlaufzeit des Telegramms ist in den übrigen Teilnehmern gespeichert. The throughput time of the telegram previously determined is stored in the other participants. Diese korrigieren die in dem Telegramm empfangene Uhrzeit um die jeweilige Durchlaufzeit des Telegramms und synchronisieren auf diese Weise ihre interne Uhr auf die Uhrzeit des Senders. This correct the received time in the message about the respective transit time of the message and to synchronize in this way, their internal clock to the clock of the transmitter.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Netzwerk sowie einen Teilnehmer, insbesondere ein Feldgerät, für ein derar tiges Netzwerk zu schaffen, die sich durch eine verbesserte Genauigkeit bezüglich der Uhrzeitsynchronisation auszeichnen. The invention has for its object to provide a network and a subscriber, in particular a field device for a Derar term network, which are characterized by an improved accuracy in the time synchronization.

Zur Lösung dieser Aufgabe weist das neue Netzwerk der ein gangs genannten Art die im kennzeichnenden Teil des An spruchs 1 angegebenen Merkmale auf. To achieve this object, the new network of the type mentioned one of the features specified in the characterizing portion of the on claim 1. Ein Netzwerkteilnehmer, insbesondere ein Feldgerät, für ein derartiges Netzwerk sowie vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in Anspruch 11 bzw. in den Unteransprüchen beschrieben. A network device, in particular a field device for such a network as well as advantageous embodiments of the invention are described in claim 11 and in the dependent claims.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß eine Sendezeitverzögerung im Sender sowie eine Empfangszeitverzögerung im Empfänger, die veränderlich sein können, bei der Uhrzeitsynchronisation berücksichtigt werden. The invention has the advantage that a transmission time delay in the transmitter and a reception time delay in the receiver, which may be variable, are considered in the time synchronization.

Dazu sendet ein erster Netzwerkteilnehmer ein erstes Tele gramm an einen zweiten Netzwerkteilnehmer, das die um eine Sendezeitverzögerung korrigierte Uhrzeit des ersten Netz werkteilnehmers enthält. By sending a first network station a first frame to a second network subscriber, which contains the corrected to a transmission delay time of the first network subscriber. Im zweiten Teilnehmer ist die Tele grammlaufzeit über die physikalische Übertragungsstrecke zwischen dem ersten Netzwerkteilnehmer und dem zweiten Netz werkteilnehmer als Durchlaufzeit gespeichert. In the second subscriber, the message is stored program running time of the physical transmission path between the first network subscriber and the second network subscriber as cycle time. Sie kann bei spielsweise manuell eingegeben oder durch einen weiteren Telegrammverkehr zuvor gemessen worden sein. It can be entered manually or play as measured by another telegram traffic before. Der zweite Netz werkteilnehmer mißt die Zeitverzögerung seit Empfang des ersten Telegramms und korrigiert die im ersten Telegramm empfangene Uhrzeit um die Durchlaufzeit und die gemessene Empfangszeitverzögerung. The second network station measures the time delay from receipt of the first telegram, and corrects the received first data string time to the lead time and the measured reception time delay. Der zweite Netzwerkteilnehmer ist somit vorteilhaft jederzeit in der Lage, eine synchronisierte Uhrzeit aus der Summe der im Telegramm empfangenen Uhrzeit und der um die Laufzeit ergänzten Empfangszeitverzögerung zu ermitteln. The second network subscriber is thus advantageous at any time be able to determine a synchronized time of the sum received in string time and supplemented by the term of reception time delay. Variable Sende- und Empfangszeitverzögerungen wirken sich nicht auf das Ergebnis der Synchronisation aus. Variable transmit and receive time delays do not affect the result of the synchronization.

Ist der zweite Netzwerkteilnehmer weiterhin dazu ausgebildet, ein zweites Telegramm zur Uhrzeitsynchronisation an einen dritten Netzwerkteilnehmer zu senden, das eine um die Lauf zeit und die Verzögerungszeit zwischen Empfang des ersten Telegramms und Senden des zweiten Telegramms korrigierte empfangene Uhrzeit enthält, so wird ein iteratives Weiter senden der jeweils korrigierten Uhrzeit von Netzwerkteil nehmer zu Netzwerkteilnehmer möglich. If the second network station further configured to send a second message for time synchronization to a third network subscriber, which contains a received time corrected by the propagation time and the delay time between receipt of the first telegram, and sending the second telegram, so an iterative will further send of each corrected time from network part participants to network users possible. In den empfangenden Netzwerkteilnehmern können jeweils identische Korrektur mechanismen angewendet werden. In the receiving network devices each identical correction mechanisms can be applied. Die jeweils in einem Netz werkteilnehmer abgespeicherte Laufzeit entspricht der Lauf zeit über die physikalische Übertragungsstrecke zwischen dem jeweils zuletzt sendenden und dem empfangenden Netzwerk teilnehmer. Each factory participant stored in a network drive time corresponds to the transit time of the physical transmission link between the most recently sending and receiving network participants.

Alternativ zum Senden eines Telegramms zur Uhrzeitsynchroni sation von einem ersten Netzwerkteilnehmer zu einem zweiten kann auch eine Uhrzeitsynchronisation mit zwei Telegrammen erfolgen. As an alternative to sending a telegram to Uhrzeitsynchroni sation of a first network subscriber to a second, a time synchronization with two telegrams can take place. Dazu sendet der erste Netzwerkteilnehmer ein erstes Telegramm zur Uhrzeitsynchronisation an einen zweiten Netz werkteilnehmer und speichert gleichzeitig eine um die Sende zeitverzögerung korrigierte Uhrzeit des ersten Netzwerkteil nehmers ab. For this purpose the first network node sends a first telegram factory subscriber for time synchronization to a second network and simultaneously stores the transmission time delay corrected time of the first network-part from taker. Im zweiten Netzwerkteilnehmer ist die Laufzeit des Telegramms über die physikalische Übertragungsstrecke zwischen dem ersten Netzwerkteilnehmer und dem zweiten Netz werkteilnehmer abgespeichert. In the second network subscriber, the duration of the telegram via the physical transmission path between the first network subscriber and the second network is stored subscriber-factory. Der zweite Netzwerkteilnehmer mißt die Zeitverzögerung seit Empfang des ersten Telegramms, ohne jedoch den dazu dienenden Timer anzuhalten. The second network station measures the time delay from receipt of the first telegram, but without stopping the timer to serving. Der erste Netzwerkteilnehmer sendet nun ein zweites Telegramm, das die um die Sendezeitverzögerung korrigierte Uhrzeit des ersten 3 Netzwerkteilnehmers enthält, an den zweiten Netzwerkteilneh mer. The first network subscriber now sends a second telegram, which contains the corrected by the transmission time delay time of the first 3 network operator to the second Netzwerkteilneh mer. Die im zweiten Telegramm empfangene Uhrzeit korrigiert der zweite Netzwerkteilnehmer um die Laufzeit und die Empfangszeitverzögerung, die in bezug auf den Empfang des ersten Telegramms gemessen wird. The received message in the second time corrections of the second network nodes to the transit time and the receiving time delay is measured relative to the receipt of the first message. Dieses Verfahren mit zwei Telegrammen besitzt dieselben Vorteile, die auch mit dem Verfahren zur Uhrzeitsynchronisation mit nur einem Telegramm verbunden sind. This method with two messages having the same advantages that are associated also with the method for time synchronization with only one message.

Für ein Netzwerk mit mehr als zwei Netzwerkteilnehmern kann das Verfahren mit zwei Telegrammen ebenfalls in ein itera tives Verfahren fortgesetzt werden. For a network with more than two network devices, the method with two telegrams can also be continued in a itera tive process. Dazu leitet der zweite Netzwerkteilnehmer das erste Telegramm an einen dritten Netz werkteilnehmer weiter und mißt seine Verzögerungszeit der Telegrammweiterleitung. For this purpose, the second network station forwards the first message to a third network station and measures its delay time of the message forwarding. In einem dritten Telegramm sendet der zweite Netzwerkteilnehmer eine um die Laufzeit und die Verzö gerungszeit der Telegrammweiterleitung des ersten Telegramms korrigierte empfangene Uhrzeit an den dritten Netzwerkteil nehmer. In a third message of the second network subscriber transmits a received time corrected by the propagation time and the delay time of the deferrers message forwarding of the first telegram to the third network part participants.

In vorteilhafter Weise wird die jeweils tatsächliche Sende zeitverzögerung bei der Uhrzeitsynchronisation berücksich tigt, wenn der erste Netzwerkteilnehmer einen ersten Timer zur Bestimmung der Sendezeitverzögerung aufweist, den er beim Eintragen eines Telegramms in eine Liste der Sendeaufträge startet und nach Bereitstellung des Telegramms zur physika lischen Übertragung als Wert der Sendezeitverzögerung aus liest, um welchen die Uhrzeit des Telegrammeintrags zu korri gieren ist. Advantageously, each actual transmission is time delay in the time synchronization into account Untitled if the first network station comprises a first timer for determining the transmission time delay, he starts with the entries of a message in a list of transmission requests and intermetallic after provision of the telegram for physika transmission as value of the transmission time delay of reading to what is lust time of the telegram entry to Corridor.

Ebenfalls wird in vorteilhafter Weise die jeweils tatsäch liche Empfangszeitverzögerung bei der Übertragung berück sichtigt, wenn der zweite Netzwerkteilnehmer einen zweiten Timer zur Bestimmung der Empfangszeitverzögerung aufweist, den er bei Empfang eines ersten Telegramms von einer physi kalischen Übertragungsstrecke startet. Also advantageously each tatsäch Liche reception time delay into account into account in the transmission, when the second network station comprises a second timer for determining the reception time delay, he starts upon receipt of a first telegram of a physi-earth transmission path.

Die Laufzeit des Telegramms über die physikalische Übertra gungsstrecke zwischen dem ersten Netzwerkteilnehmer und dem zweiten Netzwerkteilnehmer kann als Startwert in den zweiten Timer vor dessen Start abgespeichert sein. The term of the telegram about the physical Übertra transmission link between the first network node and the second node can be stored as the start value in the second timer before its start. Das hat den Vorteil, daß die Summe der Laufzeit und der Empfangszeit verzögerung durch nur einen Timer ermittelt werden kann. This has the advantage that the sum of the transit time and the reception time delay by only a timer may be determined.

In einer Weiterbildung können Beginn und Ende der Laufzeit eines Telegramms jeweils als der Zeitpunkt bestimmt werden, zu welchem ein charakteristisches Feld eines Telegramms mit festem Abstand vom Telegrammanfang ein Media-Independent- Interface des ersten Netzwerkteilnehmers verläßt bzw. in ein Media-Independent-Interface des zweiten Netzwerkteilnehmers einläuft. In a further development, the beginning and end of the term of a message can be determined in each case as the time at which a characteristic field of a message a media Independent- leaves at a fixed distance from the telegram start interface of the first network subscriber or of in a Media-Independent Interface the second network subscriber enters. Vorteilhaft sind dabei Messungen der Sendezeit verzögerung, Laufzeit und Empfangszeitverzögerung unabhängig von der Länge des jeweiligen Telegramms. thereby measuring the transmission time delay are advantageous, running time and reception time delay regardless of the length of the respective telegram.

Erfüllen die Netzwerkkomponenten die Ethernet-, Fast-Ether net- oder Gigabit-Ethernet-Spezifikation, so kann mit Vorteil als charakteristisches Feld des Telegramms das Type-Feld ver wendet werden. Meet the network components Ethernet, Fast net- ether or Gigabit Ethernet specification, it can advantageously as a characteristic field of the message, the Type field ver be spent. Im zweiten Netzwerkteilnehmer ist mit Empfang des Type-Feldes bekannt, daß es sich um ein Telegramm handelt, das zur Uhrzeitsynchronisation dient, und es können die erforderlichen Mechanismen eingeleitet werden. In the second network subscriber is connected to receive the Type field known that it is a frame that is used for time synchronization, and can be taken the necessary mechanisms. Das Daten feld befindet sich hinter dem Type-Feld und kann im Sender noch bis zur Ausgabe des Type-Feldes an das Media-Indepen dent-Interface verändert werden. The data field is located behind the Type field and can still be up to the issue of the Type field changes to the media Indepen dent interface in the transmitter. Damit ist es möglich, bereits im selben Telegramm die um die Sendezeitverzögerung korrigierte Uhrzeit zu übertragen. This makes it possible to transfer the corrected by the transmission delay time already in the same telegram.

Die Laufzeit eines Telegramms über die physikalische Übertra gungsstrecke kann exakt bestimmt werden, indem der erste Netzwerkteilnehmer ein erstes Telegramm zur Laufzeitermitt lung an einen zweiten Netzwerkteilnehmer sendet und einen Antwortzeit-Timer nach Bereitstellung des Telegramms zur physikalischen Übertragung startet. The duration of a telegram via the physical Übertra transmission link can be determined exactly by the first network subscriber averaging a first telegram runtime Determined sends to a second network subscriber, and a response time timer after provision of the telegram for physical transmission starts. Der zweite Netzwerk teilnehmer startet nach Empfang des ersten Telegramms zur Laufzeitermittlung einen Timer zur Messung der Aufenthalts zeit und stoppt den Timer nach Bereitstellung eines zweiten Telegramms zur physikalischen Übertragung an den ersten Netzwerkteilnehmer. The second network subscriber starts after receipt of the first telegram runtime determining a timer for measuring the residence time and stops the timer after the provision of a second telegram for physical transmission at the first network subscriber. Die gemessene Aufenthaltszeit wird in dem zweiten Telegramm zur Laufzeitermittlung an den ersten Netz werkteilnehmer übertragen. The measured stay time is transmitted factory subscriber in the second telegram runtime determination to the first network. Nach Empfang des zweiten Tele gramms von der physikalischen Übertragung stoppt der erste Netzwerkteilnehmer den Antwortzeit-Timer und berechnet die Laufzeit eines Telegramms über die physikalische Übertra gungsstrecke als die halbe Differenz zwischen der gemessenen Antwortzeit und der Aufenthaltszeit im zweiten Netzwerkteil nehmer. Upon receipt of the second telegram from the physical transmission of the first network subscriber stops the response time timer, and calculates the duration of a message via the physical Übertra transmission link than half the difference between the measured response time and the residence time in the second network part participants.

Mit Vorteil kann ein Netzwerkteilnehmer, insbesondere ein Feldgerät, mit mehreren Ports, insbesondere vier Ports, zum Anschluß weiterer Netzwerkkomponenten ausgestattet werden. Advantageously, a network subscriber, in particular a field device having a plurality of ports, in particular four ports are equipped for connection of further network components. Dabei kann eine Schnittstelle, ein sogenanntes Mikropro zessor-Interface, zur Verbindung der Ports mit einem teilneh merinternen Prozessorbus und eine Steuereinheit, eine soge nannte Switch-Control, vorgesehen werden, welche eine Tele grammweglenkung zwischen den Ports und dem Mikroprozessor- Interface vornimmt. In this case, an interface, a so-called micropro cessor interface for connecting the ports with a parti merinternen processor and a control unit, a so-called switch control, is provided which grammweglenkung a teleconference between the ports and the microprocessor interface performs. Das hat den Vorteil, daß Netzwerkteil nehmer, insbesondere Feldgeräte, in der vom Anwender von Feldbussen gewohnten Weise in einer Linienstruktur verschal tet werden können. This has the advantage that the network part participants, in particular field devices, verschal in the usual manner by the user of fieldbuses in a line structure can be tet. Ein separater Switch, wie er bei einer sternförmigen Struktur erforderlich wäre, entfällt. A separate switch, as would be required in a star-shaped structure, is eliminated. Insbeson dere bei einem Netzwerk nach Ethernet-, Fast-Ethernet- oder Gigabit-Ethernet-Spezifikation wird durch die Erfindung der Aufbau eines Netzes großer Ausdehnung ermöglicht, da ledig lich der Abstand zwischen zwei Netzwerkkomponenten bestimmte Grenzen nicht überschreiten darf, die Länge der Linienstruk tur jedoch unbegrenzt ist. In particular in a network by Ethernet, Fast Ethernet or Gigabit Ethernet specification, the structure of a network great extent the length of the line structural structure is made possible by the invention, as unmarried Lich the distance between two network components must not exceed certain limits, but is unlimited. Darüber hinaus hat die Integration von Switch-Funktionen in den Netzwerkteilnehmer den Vorteil, daß insbesondere bei Ethernet die CSMA/CD-Zugriffssteuerung deaktiviert werden kann und das Netzwerk ein determinist isches Verhalten erhält. In addition, the integration of switch functions in the network device has the advantage that, particularly in the Ethernet CSMA / CD access control can be disabled and the network receives a determinist Steam behavior. Somit wird der Einsatzbereich der Netzwerkteilnehmer und des Netzwerks auf Anwendungsfälle erweitert, in welchen Echtzeitverhalten gefordert wird. Thus, the application range of network devices and the network will be extended to applications in which real-time behavior is required.

Wenn an den Netzwerkteilnehmern vier Ports zum Anschluß weiterer Netzwerkkomponenten vorgesehen werden, können Teil nehmer zu einer zwei- oder dreidimensionalen Netzwerkstruktur verschaltet werden, da bei diesen zwei Ports zur Einbindung des Netzwerkteilnehmers in eine Linie zwei weitere jeweils zur Verbindung der Linie mit einer anderen Linie verwendet werden können. If four ports are provided for connection of further network components on the network devices, part can be participants connected to form a two or three dimensional network structure, as used in these two ports for the integration of the network station in a line two in each case to connect the line with another line can be.

Eine Ausführung der durch die Ports realisierten Schnitt stellen nach der Ethernet- oder Fast-Ethernet-Spezifikation hat den Vorteil, daß bei der Realisierung beispielsweise eines Feldbusses mit derartigen Netzwerkkomponenten auf bereits aus anderen Bereichen vorhandenes Technologiewissen zurückgegriffen werden kann. An embodiment of the service realized by the ports interface to the Ethernet or Fast Ethernet specification has the advantage that in realizing, for example, a field bus with such network components on existing technology knowledge can be accessed from other areas. Man erhält auf diese Weise ein durchgängiges Netzwerk für Office-, Leit-, Zell- und Feld ebene, das einen transparenten Zugriff auf beliebige Daten ermöglicht. Obtained in this way, a continuous network for office, plant, cell and field level that allows transparent access to any data. Ein Gateway zur Kopplung von Netzwerkbereichen mit verschiedener Physik und verschiedenen Protokollen ist in vorteilhafter Weise nicht erforderlich. A gateway for coupling of network areas with different physics and different protocols is not necessary in an advantageous manner. Zudem zeichnen sich Netzwerke auf der Basis der Ethernet-Spezifikation durch eine hohe Leistungsfähigkeit der Datenübertragung aus. In addition, networks are distinguished based on the Ethernet specification by high performance data transmission. Sie bieten Kostenvorteile durch eine breit verfügbare Technologie und Komponenten, die in hohen Stückzahlen vorhanden sind. They offer cost advantages through a widely available technology and components that are present in large numbers. Es ist möglich, eine hohe Zahl von Netzwerkteilnehmern an ein Netz werk anzuschließen. It is possible to connect a large number of network devices to a network factory. Durch die Erfindung werden die Vorteile der im Feldbereich favorisierten Linien- oder Busstruktur des Netzwerks, z. The invention enables the advantages of the favorite in the field range line or bus structure of the network, eg. B. der Vorteil einer einfachen Verschaltung der Teilnehmer, mit den oben erwähnten Vorteilen von Netzwerken auf der Basis der Ethernet-Spezifikation nach IEEE 802.3 verbunden. For example, the advantage of a simple connection of the subscriber, coupled with the above mentioned advantages of networks based on the IEEE 802.3 Ethernet specification after. Die in den Netzwerkteilnehmer integrierten Switch- Funktionen übernehmen die Funktion einer bisher separat in stallierten Netzwerkkomponente, beispielsweise eines Switchs, die damit entfällt. The built-in network participants Switch functions take over the function of a previously separately in stallierten network component, such as a switch that eliminates it.

Eine weitere Verbesserung bei Anwendungen in der Automatisie rungstechnik, insbesondere beim Einsatz in zeitkritischen Anwendungen, wird erreicht, wenn die Steuereinheit der Switch-Funktion derart ausgebildet ist, daß eine Übertra gungspriorität der zu versendenden Telegramme ausgewertet wird und Telegramme mit hoher Priorität vor Telegrammen mit niederer Priorität gesendet werden. A further improvement in applications in automation technologies, particularly when used in time-critical applications, is achieved when the control unit of the switch function is formed such that a Übertra supply priority to that outgoing messages is evaluated and messages with high priority before messages with lower priorities are sent.

Ein Mikroprozessor zur Korrektur einer internen Uhr anhand in Telegrammen empfangener Uhrzeitinformationen hat den Vorteil, daß die Uhrzeitsynchronisation weitgehend ohne zusätzlichen Hardware-Aufwand realisiert werden kann. A microprocessor for correcting an internal clock based in telegrams received time information has the advantage that the time synchronization can be largely realized without additional hardware expense.

Anhand der Zeichnungen, in denen Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind, werden im folgenden die Erfindung sowie Ausgestaltungen und Vorteile näher erläutert. Referring to the drawings, in which embodiments of the invention are shown in the following, the invention and its embodiments and advantages will be explained in more detail.

Es zeigen: Show it:

Fig. 1 eine Kommunikationsstruktur einer automatisierungs technischen Anlage, Fig. 1 shows a communication structure of a technical system automation,

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Schnittstelle eines Netz werkteilnehmers, Fig. 2 is a block diagram of an interface of a network subscriber,

Fig. 3 eine Reihenschaltung von Netzwerkteilnehmern mit linienförmiger Netzwerktopologie, Fig. 3 is a series connection of network devices with line-shaped network topology,

Fig. 4 eine Reihenschaltung von Netzwerkteilnehmern mit zwei Kommunikationskanälen, Fig. 4 is a series connection of network devices with two communication channels,

Fig. 5 eine zweidimensionale Verschaltung von Netzwerk teilnehmern, Fig. 5 participants of a two-dimensional interconnection network,

Fig. 6 eine zweidimensionale Verschaltung mit redundanter Auslegung, Fig. 6 is a two-dimensional interconnection with redundant design,

Fig. 7 ein zweidimensionales Netzwerk nach erfolgter Redundanzverwaltung, Fig. 7 is a two-dimensional network after redundancy management,

Fig. 8 ein dreidimensionales Netzwerk nach erfolgter Redundanzverwaltung, Fig. 8 is a three-dimensional network after redundancy management,

Fig. 9 den prinzipiellen Aufbau eines Telegramms und Fig. 9 shows the basic structure of a telegram and

Fig. 10 den Aufbau einer Auftragsliste. Fig. 10 shows the structure of a job list.

Fig. 1 zeigt den Aufbau einer Kommunikationsstruktur in einer automatisierungstechnischen Anlage. Fig. 1 shows the structure of a communication structure in an automated system. Die Kommunikation erfolgt durchgängig auf der Leit-, Zell- und Feldebene durch ein Netzwerk, dessen Datenübertragung dem Fast-Ethernet- Standard nach IEEE 802.3u genügt. The communication takes place continuously on the plant, cell, and field level by a network, the data transmission satisfying the Fast Ethernet standard according to IEEE 802.3u. In der Feldebene sind ein Sensor 1 , beispielsweise ein Druckmeßumformer, ein Sensor 2 , hier ein Ultraschalldurchflußmeßumformer, ein Aktuator 3 , ein Regelventil zur Einstellung eines Durchflusses, und eine speicherprogrammierbare Steuerung 4 mit Twisted-Pair-Lei tungen 5 , 6 bzw. 7 busförmig verschaltet. In the field level, a sensor 1, for example a pressure transducer, a sensor 2, here a Ultraschalldurchflußmeßumformer, an actuator 3, a control valve for adjusting a flow, and a programmable logic controller 4 with twisted pair Lei 6 and 7 are obligations 5, bus-like connected. Die speicherpro grammierbare Steuerung 4 bildet zusammen mit den beiden Sensoren 1 und 2 sowie dem Aktuator 3 einen Regelkreis, in welchem die Stellung des Regelventils in Abhängigkeit von den Meßwerten des Druckmeßumformers sowie des Durchflußmeßumfor mers vorgegeben wird. The speicherpro logic controller 4 forms together with the two sensors 1 and 2 and the actuator 3 is a loop in which the position of the control valve depending on the measured values of the pressure transducer and the Durchflußmeßumfor mers is specified. Die speicherprogrammierbare Steuerung 4 ist über eine Twisted-Pair-Leitung 8 an einen Switch 9 angeschlossen. The programmable logic controller 4 is connected to a switch 9 via a twisted-pair cable. 8 Mit dem Switch 9 sind in einer sternförmigen Topologie weiterhin ein Zellrechner 10 , ein Leitrechner 11 sowie ein Firewall 12 , mit welchem ein gesicherter Ethernet- Zugang realisiert ist, verbunden. With the switch 9 are in a star-shaped topology further comprises a cell processor 10, a host computer 11 and a firewall 12, to which a secure Ethernet access is realized, connected. Mit einer Leitung 13 sind weitere, in der Figur der Übersichtlichkeit wegen nicht dar gestellte Zellrechner von benachbarten Zellen der automati sierungstechnischen Anlage an den Switch 9 angeschlossen. With a line 13 are further, in the figure for reasons of clarity not represent asked cell hosts from neighboring cells of the automatic sierungstechnischen system to the switch 9 is connected. Anhand des in Fig. 1 dargestellten Beispiels wird insbeson dere der Vorteil einer hohen Datentransparenz über alle Ebenen hinweg deutlich. On the basis of shown in FIG. 1 example of the advantage of a high data transparency across all levels is apparent in particular. Für Leit-, Zell- und Feldebene wird derselbe Übertragungsstandard verwendet. For plant, cell and field level, the same transmission standard is used. Dabei sind die Feld geräte 1 , 2 und 3 mit der speicherprogrammierbaren Steuerung 4 in der vom Anwender gewohnten Weise in einer linienförmigen Topologie verschaltet. The field devices are 1, 2 and 3 interconnected with the programmable controller 4 in the usual manner by the user in a linear topology. Ein weiterer Vorteil ist die durchgän gige Verwendbarkeit einheitlicher Adressen für die einzelnen Netzwerkteilnehmer. Another advantage is the durchgän-independent usability uniform addresses for each network participant. Eine Adreßumsetzung, wie sie bei der Verwendung verschiedener Standards in den verschiedenen Ebe nen erforderlich wäre, kann bei dem neuen Netzwerk und den neuen Netzwerkteilnehmern in einer automatisierungstech nischen Anlage entfallen. An address translation as it would NEN required in the use of different standards in different Ebe can be dispensed at the new network and new network devices in an automation stabbing engineering facility.

Fig. 2 zeigt den prinzipiellen Aufbau der Kommunikations schnittstelle eines Netzwerkteilnehmers, beispielsweise des Sensors 2 in Fig. 1. Applikationsspezifische Schaltungsteile, wie z. Fig. 2 shows the basic structure of the communication interface of a network subscriber, for example the sensor 2 in Fig. 1. Application-specific circuit parts such. B. ein mechanisch-elektrisches Wandlerelement, eine Einrichtung zur Signalvorverarbeitung und eine Spannungsver sorgung, sind der Übersichtlichkeit wegen nicht dargestellt. For example, a mechanical-electrical transducer element supply means for signal preprocessing, and a Spannungsver, of clarity, are not shown because. Die in einem Rechteck 20 zusammengefaßten Teile können in einem ASIC (Application Specific Integrated Circuit) inte griert werden. The results summarized in a rectangle 20 parts can be in an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) inte grated. Die Kommunikation mit den anwendungsspe zifischen Schaltungsteilen des Netzwerkteilnehmers erfolgt über einen Mikroprozessor-Bus 21 , an welchen ein RAM 22 , ein Mikroprozessor 23 und ein Mikroprozessor-Interface 25 ange schlossen sind. Communication with the anwendungsspe-specific circuit elements of the network station is carried out via a microprocessor bus 21 to which a RAM 22, a microprocessor 23 and a microprocessor interface 25 is included are. Mit durchbrochenen Linien ist in der Darstel lung des Mikroprozessors 23 angedeutet, daß die Integration in das ASIC optional ist. With broken lines in the lung depicting the microprocessor 23 is indicated that the integration in the ASIC is optional. Seine Funktionen könnten von einem externen Prozessor übernommen werden. Its functions could be taken over by an external processor. Aufgabe des Mikro prozessors 23 ist die Ausführung von Anwenderprogrammen und von Kommunikationsfunktionen, beispielsweise die Abwicklung von TCP/IP. Object of the micro-processor 23 is the execution of application programs and communication functions, such as the processing of TCP / IP. Eine weitere Aufgabe kann die Verwaltung von Sende- und Empfangslisten von Telegrammen unterschiedlicher Priorität im externen RAM 22 sein. Another object may be managing send and receive lists of messages of different priorities in external RAM 22nd Der Mikroprozessor 23 wählt aus einer Sendeliste im externen RAM 22 einen Auftrag 3 aus und startet über ein Mikroprozessor-Interface 25 einen DMA-Kontroller 26 , der als DMA 1-Control bezeichnet wird, nachdem er zuvor in den DMA-Kontroller 26 die Anzahl der zu sendenden Daten-Bytes und einen Pointer, der auf das zu sendende Daten-Byte zeigt, eingetragen hat. The microprocessor 23 selects a transmission list in the external RAM 22 has a job 3, and starts a microprocessor interface 25 includes a DMA controller 26, which is referred to as DMA 1 control, having previously in the DMA controller 26, the number of has data to be transmitted bytes and a pointer that points to the data to be transmitted byte entered. Ist der Sende auftrag durch den DMA-Kontroller 26 vollständig in einen Transmit-Buffer 27 übertragen, so entfernt der Mikroprozessor 23 diesen Sendeauftrag aus der Sendeliste im RAM 22 und bearbeitet den nächsten Sendeauftrag, sofern die Sendeliste nicht leer ist und im Transmit-Buffer 27 noch freier Speicherplatz verfügbar ist. If the send request by the DMA controller 26 is completely in a transmit buffer transmitted 27 so removed, the microprocessor 23 this transmission order of the transmission list in the RAM 22 and processes the next send request, if the transmission list is not empty and the transmit buffer 27 more free space is available.

In das ASIC 20 sind weiterhin vier Ethernet-Kontroller 28 , 29 , 30 und 31 integriert. In the ASIC 20 has four Ethernet controller 28, 29, 30 and 31 are further integrated. Jeder dieser Ethernet-Kontroller trägt die Datenbytes eines vollständig empfangenen Telegramms über einen Multiplexer 32 , einen DMA-Kontroller 33 , der auch als DMA 2-Control bezeichnet wird, und das Mikroprozessor- Interface 25 in eine Empfangsliste im RAM 22 ein. Each of these Ethernet controller transmits the data bytes of a complete telegram received via a multiplexer 32, a DMA controller 33, which is also called a DMA-Control 2, and the microprocessor interface 25 in a receiving list in the RAM 22 a. Der Mikroprozessor 23 greift auf die Empfangsliste zu und wertet die empfangenen Daten entsprechend einem Applikationsprogramm aus. The microprocessor 23 accesses the reception list, and evaluates the received data corresponding to an application program.

Das Mikroprozessor-Interface 25 bildet die wesentliche Schnittstelle zwischen den Ethernet-Kontrollern 28 . The microprocessor interface 25 forms the essential interface between the Ethernet controllers 28th . , . , 31 und dem Mikroprozessor-Bus 21 . 31 and the microprocessor bus 21st Es steuert oder arbitriert die Schreib- und Lesezugriffe, die über den DMA-Kontroller 33 bzw. den DMA-Kontroller 26 auf das RAM 22 erfolgen. It controls or arbitrates the write and read accesses or via the DMA controller 33 to DMA controller 26 to the RAM 22nd Liegen von beiden DMA-Kontrollern 26 und 33 gleichzeitig DMA-Anfor derungen vor, so entscheidet das Mikroprozessor-Interface 25 über die Zugriffsrechte der beiden DMA-Kanäle. Are of two DMA controllers 26 and 33 simultaneously DMA Anfor requirements before, then the microprocessor interface 25 determines the access rights of the two DMA channels. Über das Mik roprozessor-Interface 25 können weiterhin durch den Mikro prozessor 23 Parameterregister 34 geschrieben werden, die zum Betrieb der Kommunikationsschnittstelle des Netzwerkteilneh mers erforderlich sind. About the Mik roprozessor interface 25 23 Parameter register 34 can continue to be written by the micro-processor that are required to operate the communication interface of the Netzwerkteilneh mers. Als Beispiele seien ein Pointer auf den Beginn des hochprioren Speicherbereichs in einem Transmit-Buffer eines Ethernet-Kontrollers, ein Pointer auf den Beginn des hochprioren Speicherbereichs in jedem der Receive-Buffer der Ethernet-Kontroller, ein Betriebsartenre gister für allgemeine Steuerbits, eine Adresse der Reihe, welcher der Netzwerkteilnehmer angehört, eine Zykluszeit für sog. Port-Select-Telegramme und Einstellungen verschiedener Überwachungszeitintervalle genannt. Examples include a pointer to the beginning of the high-priority storage area in a transmit buffer of an Ethernet controller, a pointer to the beginning of the high-priority storage area in each of the receive buffer of the Ethernet controller, a Betriebsartenre gister for general control bits, an address of the series, which belongs to the network nodes, called a cycle time for so-called. port select messages and settings of different monitoring time intervals.

Der Transmit-Buffer 27 hat eine Größe von mehr als drei Kilobyte und ist in einen Speicherbereich für hochpriore und einen Speicherbereich für niederpriore Telegramme aufgeteilt. The transmit buffer 27 has a size of more than three kilobytes and is a storage area for high priority and allocated a storage area for low-priority messages. Das Verhältnis der beiden Speicherbereiche ist parametrier bar. The ratio of the two memory areas is parameterized bar. Die Speicherbereiche des Transmit-Buffers für hoch- und niederpriore Daten sind jeweils als Ringpuffer realisiert. The memory areas of the transmit buffer for high and low priority data are each implemented as a ring buffer. Mit dem Senden der Daten aus dem Transmit-Buffer 27 über einen oder mehrere Ethernet-Kontroller 28 . Sending the data from the transmit buffer 27 via one or more Ethernet controller 28th . , . , 31 wird begon nen, wenn die Anzahl der eingetragenen Bytes eines Telegramms größer ist als der parametrierbare Füllstand, oder wenn ein komplettes Telegramm vom RAM 22 in den Transmit-Buffer 27 kopiert wurde und mindestens ein Ethernet-Kontroller 28 . 31 is NEN begon, when the number of registered bytes of a message is greater than the programmable level, or if a complete message from the RAM 22 into the transmit buffer 27 is copied and at least one Ethernet controller 28th . , . , 31 für den Sendebetrieb frei ist. 31 is free for the transmission mode.

Die Ethernet-Kontroller 28 . The Ethernet controller 28th . , . , 31 sind jeweils identisch aufgebaut. 31 are each identical. Ihr Aufbau wird am Beispiel des Ethernet-Kont rollers näher erläutert. Its structure is explained rollers closer to the example of the Ethernet Cont. Eine Einrichtung 40 , die als Trans mit-Control bezeichnet wird, enthält ein Steuerwerk, das für das Senden von Telegrammen, für Wiederholungen, Sendeabbruch usw. verantwortlich ist. A device 40, which is called the Trans with control that contains a control unit that is responsible for sending telegrams, for repetitions cancel sending, etc. Sie bildet die Schnittstelle zwischen dem internen Kontrollertakt und dem Sendetakt. It forms the interface between the internal controller clock and the transmit clock. Zum Speichern einer Transmit-Status-Information für niederpriore und hochpriore Telegramme ist jeweils ein Transmit-Status- Register in der Einrichtung 40 vorgesehen. To save a transmit status information for low-priority and high-priority telegrams Transmit status register is provided in the device 40, respectively. Wenn ein Telegramm fehlerfrei über den Port gesendet wurde, wird ein ent sprechender Interrupt erzeugt. When a message has been sent without error via the port, an interrupt is generated ent speaking.

Ein Media Independent Interface 41 (MII) integriert den MAC- Sublayer des Layers 2 nach dem Sieben-Schichten-Modell, dh des Data-Link-Layer. A media independent interface 41 (MII) integrates the MAC sublayer of the layer 2 after the seven-layer model, ie the data link layer. Dieses bildet eine Schnittstelle zu einem Baustein 36 zur physikalischen Datenübertragung. This provides an interface to a block 36 for physical data transmission. Weiterhin enthält das MII 41 einen Transmit-Function-Block 42 sowie einen Receive-Function-Block 43 . Further, the MII 41 includes a transmit function block 42 as well as a receive function block 43rd Darüber hinaus sind ein in der Fig. 2 nicht dargestellter MAC-Control-Block, ein Adreßfilter, ein Statistikzähler und ein Host-Interface inte griert. In addition, a non-illustrated in FIG. 2 MAC control block, an address filter, a statistics counter and a host interface are inte grated. Über das Media-Independent-Interface können Steuer- und Konfigurationsdaten an den Baustein 36 übertragen und Statusinformationen von diesem gelesen werden. About the Media Independent Interface control and configuration data to the module 36 can transfer and status information is read from this. Die einzelnen Funktionen des Transmit-Function-Blocks 42 sind: Abbilden der zu sendenden Bytes, Erkennen von Kollisionen im Halbduplex betrieb und Ausführen eines Back-Off-Algorithmus, Zurverfü gungstellen von Transmit-Status-Informationen an die Ein richtung 40 nach Beenden eines Sendevorganges, Einhalten der Ruhezeit Inter-Packet-Gap (IPG) zwischen zwei Telegrammen, Ergänzen der Sendedaten um eine Präambel, einen Start-Off- Frame-Delimeter (SFD) und ein parametrierbares Cyclic-Redun dancy-Check-Wort (CRC), Auffüllen eines Telegramms mit Pad- Bytes, wenn die Telegrammlänge < 60 Byte wäre, und ein Abbrechen eines Sendevorgangs auf Anforderung. The individual functions of the Transmit Function block 42 are: mapping the bytes to be sent, detecting collisions operating in half duplex and performing a back-off algorithm, Zurverfü supply set of transmit status information to the A direction 40 after completion of a transmission process , keeping the rest Inter-Packet Gap (IPG) between two telegrams, complementing the transmit data to a preamble, a start-off-frame Delimiter (SFD) and a configurable cyclic Redun dancy check word (CRC), filling a telegram with pad bytes if the message length would be <60 bytes, and a cancel a send operation on demand.

Der Receive-Function-Block 43 stellt die empfangenen Bytes einer Einrichtung 44 zur Verfügung, die als Receive-Control bezeichnet wird. The receive function block 43 provides the received bytes of a device 44 is available, referred to as Receive-Control. Der Receive-Function-Block 43 erkennt den Start-Of-Frame-Delimeter und eine VLAN-Frame. The receive function block 43 detects the start-of-frame Delimiter and a VLAN frame. Er prüft das Längenfeld und das CRC-Wort in Telegrammen. It checks the length field and the CRC word in telegrams. Nach Beendigung des Empfangsvorgangs werden Receive-Status-Informationen der Einrichtung 44 zur Verfügung gestellt. After completion of the receiving process Receive status information is made available to the 44 available. Der Block 43 erkennt und entfernt bei Telegrammen Präambel und Start-Of-Frame- Delimeter. The block 43 detects and removes with telegrams preamble and Start-Of-Frame Delimiter. Unterschreitet der freie Speicherplatz in einem Receive-Buffer 45 des Ethernet-Kontrollers 28 im Vollduplex- Mode einen vorgegebenen Schwellwert, so sendet der MAC- Control-Block ein Pause-Steuer-Telegramm zur Flußkontrolle über den Baustein 36 . Falls below the free space in a receive buffer 45 of the Ethernet controller 28 in full duplex mode a predetermined threshold value, the MAC control block sends a pause control telegram for flow control through the block 36th Dieses Telegramm veranlaßt den ange schlossenen Netzwerkteilnehmer, so lange keine Datentele gramme an den Ethernet-Kontroller 28 zu senden, bis das mit dem Pause-Steuer-Telegramm gesendete Zeitintervall abgelaufen ist. This telegram causes-affiliated network users, as long as no data telegrams to be sent to the Ethernet controller 28 until the signal sent to the pause control telegram time interval has expired. Der Adreß-Filter führt eine Telegrammfilterung ent sprechend Unicast-, Multicast- und Broadcast-Adressen durch. The address filter performs a message filtering accordingly by unicast, multicast, and broadcast addresses. Dazu wird die in einem Telegramm empfangene Zieladresse (DA) mit Filteradressen verglichen. For this purpose, the received message in a destination address (DA) is compared with filter addresses. Die Statistikzähler speichern statistische Informationen über Sende- und Empfangsopera tionen. Save the statistics counters statistical information on sending and receiving Opera tions. Das Host-Interface erlaubt den Zugriff auf Parameter register und Statistikzähler des Ethernet-Kontrollers 28 durch den jeweils benachbarten Netzwerkteilnehmer. The host interface allows access to register parameters and statistics counters of the Ethernet controller 28 by the respective neighboring network nodes.

Die Einrichtung 44 enthält ein Steuerwerk, das für den Empfang von Telegrammen verantwortlich ist. The device 44 includes a control unit, which is responsible for receiving messages. Sie bildet die Schnittstelle zwischen dem internen Takt des Ethernet- Kontrollers 28 und dem Empfangstakt. It forms the interface between the internal clock of the Ethernet controller 28 and the receive clock.

Der Receive-Buffer 45 hat eine Größe von mehr als 3 Kilobyte. The receive buffer 45 has a size of more than 3 kilobytes. Er ist in einen Speicherbereich für hochpriore und in einen Speicherbereich für niederpriore Telegramme aufgeteilt. It is divided into a storage area for high priority and a storage area for low-priority messages. Das Verhältnis der beiden Speicherbereiche ist parametrierbar. The ratio of the two memory areas can be set. Die Speicherbereiche sind jeweils als Ringpuffer realisiert. The storage areas are each implemented as a ring buffer.

Der DMA-Kontroller 33 steuert den DMA-Transfer von einem der Receive-Buffer in den Ethernet-Kontrollern 28 . The DMA controller 33 controls the DMA transfer of one of the receive buffer into the Ethernet controllers 28th . , . , 31 zum RAM 22 . 31 to the RAM 22nd Der DMA-Transfer beginnt, wenn in einem der Receive-Buf fer, beispielsweise im Receive-Buffer 45 , die Anzahl der emp fangenen Datenbytes einen parametrierbaren minimalen Füll stand erreicht hat oder ein Telegramm vollständig empfangen wurde. The DMA transfer begins when fer in one of receive-Buf, for example in the receive buffer 45, the number of data bytes emp collected was a configurable minimum filling has reached or a message has been completely received. Gleichzeitig muß dieser Receive-Buffer von einem Modul 46 , das als Switch-Control bezeichnet wird, für den DMA- Transfer selektiert sein. At the same time, the receive buffer of a module 46, which is called Switch-Control must be selected for the DMA transfer.

Der Einrichtung 40 ist ein Multiplexer 47 vorgeschaltet, der durch eine Steuereinheit 46 , die als Switch-Control bezeich net wird, angesteuert wird. The device 40 is connected upstream of 47, a multiplexer, which is net by a control unit 46, designated as a Switch-Control, is driven.

Switch-Control 46 steuert die Datenweiterleitung zwischen den Ethernet-Kontrollern 28 . Switch control 46 controls the data transmission between the Ethernet controllers 28th . , . , 31 und das Abspeichern von emp fangenen Daten, wenn sie für den jeweiligen Netzwerkteil nehmer bestimmt sind. 31 and the storage of captured data emp, where they are intended for the respective network part participants. Da die Anwendung der Erfindung nicht auf Netzwerke nach der Ethernet-Spezifikation beschränkt ist, werden die Ethernet-Kontroller 28 . Since the application of the invention is not limited to networks according to the Ethernet specification, the Ethernet controller 28 are. . , . , 31 im folgenden auch allgemein als Port 1, Port 2, Port 3 bzw. Port 4 bezeichnet. 31 in the following also commonly referred to as Port 1, Port 2, Port 3 and Port referred to. 4 Welche Ports für die Weiterleitung von empfangenen Daten freigegeben sind, ist abhängig von der Netzstruktur, in welche der Teilnehmer eingebunden ist. Which ports are released for forwarding received data is dependent on the network structure, in which the subscriber is involved. Als Funktion des Betriebszustandes, der Netzstruktur, der empfangenen Ziel adresse und der Telegrammpriorität steuert Switch-Control 46 folgende Aktionen: As a function of the operating state of the network structure, the received destination address and the message priority Switch control 46 controls the following actions:

  • - Ist die empfangene Zieladresse gleich der eigenen Teil nehmeradresse, so wird das empfangene Telegramm über das Mikroprozessor-Interface 25 in das RAM 22 übertragen, ohne es an andere Ports weiterzuleiten. - If the received destination address is equal to the own slave address part, the telegram received via the microprocessor interface 25 in the RAM 22 is transmitted, without forwarding it to other ports.
  • - Wird an einem Port ein Broadcast-Telegramm empfangen, so wird das Telegramm in das RAM 22 übertragen und den anderen freigegebenen Ports zum Versenden zur Verfügung ge stellt. - If a broadcast message received at a port, then the frame is transferred to the RAM 22 and the other shared ports for sending ge provides.
  • - Wird an einem Port ein Telegramm mit einer Multicast-Ad resse empfangen, die mit einer der in einer Filtertabelle 48 gespeicherten Multicast-Adressen übereinstimmt, so wird das Telegramm in das RAM 22 übertragen und den anderen freigegebenen Ports zum Versenden zur Verfügung gestellt. - If at one port a frame with a multicast-Ad ress received which matches one of the stored in a filter table 48 multicast addresses, the telegram in the RAM 22 is transferred and made available to other shared ports for sending available.
  • - Ist die empfangene Zieladresse verschieden von der eigenen Teilnehmeradresse und den Multicast-Adressen, so wird das Telegramm den anderen freigegebenen Ports zum Versenden zur Verfügung gestellt, ohne zur Weiterverarbeitung abge speichert zu werden. - If the received destination address different from the own station address and the multicast address, the message is provided to the other shared ports for sending available without being stores abge for further processing.
  • - Bei Telegrammen mit sogenannten VLAN-Bytes stehen bei spielsweise acht Prioritätsebenen zur Verfügung. - In telegrams with so-called VLAN bytes are at play, eight priority levels. Stehen mehrere Telegramme gleichzeitig zum Versenden an, so wird die Sendereihenfolge der Telegramme entsprechend ihrer Übertragungspriorität festgelegt. If several messages simultaneously to send to, the transmission order of the frames is determined according to their transmission priority.
  • - In einem Betriebszustand Monitor-Mode werden alle Tele gramme, welche die parametrierten Filterbedingungen erfül len, in das RAM 22 übertragen. - In an operating state monitor mode all message are programs which len fulfillment the parameterized filter conditions, transferred to the RAM 22nd
  • - Die Telegrammweiterleitung unter Berücksichtigung eines modifizierten Spanning-Tree-Algorithmus. - The message forwarding in consideration of a modified spanning tree algorithm.

Switch-Control 46 enthält noch weitere Parameter, deren Bedeutungen später noch genauer erläutert werden: Eine Reihenadresse R P3 , die der an Port 3 angeschlossenen Reihe entspricht, eine Reihenadresse R P4 , welche die Adresse der an Port 4 angeschlossenen Reihe wiedergibt, eine Anzahl N R1 der Übertragungsstrecken bis zum Port 1, eine Anzahl N R2 der Übertragungsstrecken bis zum Port 3, einen Wert |N R1 - N R2 | Switch control 46 also includes other parameters, their meanings are explained later in more detail: A row address R P3 corresponding to the device attached to Port 3 row, a row address R P4, which represents the address of devices connected to port 4 series, a number N R1 of the transmission links to the port 1, a number N R2 of the transmission links to the port 3, a value | N R1 - R2 N | S des jeweiligen Netzwerkteilnehmers, einen Wert |N R1 - N R2 | S of the respective network subscriber, a value | N R1 - N R2 | Sender vom Sender eines empfangenen Port-Select-Telegramms, einen Betrag |N R1 - N R2 | Transmitter from the transmitter of a received port select telegram, an absolute value | N R1 - R2 N | min als kleinster bisher empfangener Wert, eine Quelladresse A Sender eines empfangenen Telegramms, eine Quelladresse A Stored des Telegramms mit dem kleinsten Wert von Betrag |N R1 - N R2 | min as the lowest previously received value, a source address A sender of a received message, a source address of the telegram A stored with the smallest value of the magnitude | N R1 - R2 N | min , eine beste empfangene Kombination (Root_ID.Cost.Transmitter_ID.Port_ID) P3 für Port 3 , eine beste empfangene Kombination (Root_ID.Cost.Transmitter_ID.Port_ID) P4 für Port 4, eine beste empfangene Kombination (Root_ID.Cost.Transmitter_ID.Post_ID) R der Reihe, einen Melde-Intervall-Zähler für eine Zykluszeit von Port-Select-Telegrammen, einen Timeout-Zähler für ein Timeout-Intervall an Port 1, einen Timeout-Zähler für ein Timeout-Intervall an Port 2, einen Timeout-Zähler für ein Timeout-Intervall an Port 3, einen Aktiv-Time-Zähler für ein Zeitintervall, das mit dem letzten Empfang eines Port-Select- Telegramms an Port 4 beginnt, einen Kombinations-Alterungs zähler für ein maximales Zeitintervall, innerhalb dessen ein Konfigurationstelegramm empfangen werden muß, da sonst die gespeicherte Kombination Root_ID.Cost.Transmitter_IC.Port_ID gelöscht wird, einen Zähler für ein Zeitintervall Δt rowdelay , nach welchem ein Port 3 einer Reihe von inaktiv auf aktiv umschal min, a best received combination (Root_ID.Cost.Transmitter_ID.Port_ID) P3 for port 3, a best received combination (Root_ID.Cost.Transmitter_ID.Port_ID) P4 for Port 4, a best received combination (Root_ID.Cost.Transmitter_ID.Post_ID ) R series, a signaling interval counter for a cycle time of port select messages, a timeout counter for a timeout interval on port 1, a timeout counter for a timeout interval on port 2, a timeout counter for a timeout interval on port 3, an active time counter for a time interval that begins with the last reception of a port select telegram to Port 4, a combination aging counter for a maximum time interval within which a configuration telegram must be received, otherwise the stored combination Root_ID.Cost.Transmitter_IC.Port_ID is deleted rowdelay a counter for a time interval at, according to which a port 3 a number of inactive to active umschal tet, das der zweifachen Worst-Case-Durchlaufzeit eines Port-Select-Telegramms durch die Reihe entspricht, und einen Zähler für ein Zeitintervall Δt netdelay , nach welchem ein Port von potentiell aktiv auf aktiv umgeschaltet wird und welches der zweifachen Worst-Case-Durchlaufzeit eines Konfi gurationstelegramms durch das Netzwerk entspricht. tet, which corresponds to twice the worst-case cycle time of a port select telegram through the series, and a counter for a time interval .DELTA.t netdelay, according to which a port is switched from potentially active to active and which of the two times the worst-case cycle time a confectionary gurationstelegramms by the network corresponds.

In die Filtertabelle 48 können vom Anwender Multicast- und virtuelle LAN-Identifikationsadressen, sogenannte VLAN- Adressen, eingetragen werden. In the filter table 48 by the user can multicast and virtual LAN identification addresses, known as VLAN addresses are entered. Ein Multicast- oder VLAN- Telegramm wird nur akzeptiert, wenn die empfangene Adresse mit einer der Adressen in der Filtertabelle 48 übereinstimmt. A multicast or VLAN frame is accepted only if the received address matches one of the addresses in the filter table 48th

Eine Einrichtung 50 zur Redundanzsteuerung soll in einem Netzwerk sicherstellen, daß erkannte physikalische Fehler die Kommunikation zwischen den Netzwerkkomponenten nicht beein trächtigen. A device 50 for redundant control to ensure a network that recognized physical errors communication between network components nonpregnant impressive. Zum einen besteht innerhalb jeder mit Netzwerk teilnehmern gebildeten Reihe Redundanz. Firstly, there is within each with network participants row formed redundancy. Dazu müssen die in Reihe geschalteten Netzwerkteilnehmer einen Ring bilden, der im störungsfreien Fall an einer Stelle geöffnet ist, im Fehlerfall jedoch geschlossen werden kann. To the series-connected network participants must form a ring which is open at one point in the trouble-free case, however, be closed in case of failure. Zum anderen ist Redundanz mit mehreren Kommunikationskanälen zwischen den Reihen möglich. On the other hand, redundancy is possible with multiple communication channels between the rows. Dazu muß eine Reihe von Netzwerkteilnehmern über mindestens zwei Ports mit einer benachbarten Reihe verbunden sein. For this purpose, a number of network subscribers must be connected via at least two ports of an adjacent row. Es ist immer nur ein Kommunikationskanal zwischen jeweils zwei Reihen aktiv, dh Datentelegramme werden nur über diesen Kommunikationspfad ausgetauscht. It is always active, only one communication channel between two rows, that is, data telegrams are exchanged only via this communication path. Ist ein aktiver Kommunikationskanal zwischen zwei Reihen als fehlerhaft erkannt, wird dieser deaktiviert und auf einen anderen Kommunikationskanal umgeschaltet. Is an active communication channel between two rows identified as defective, this is disabled and switched to a different communication channel. Zur Realisierung der Redundanz werden in der Einrichtung 50 ein Zykluszeitre gister mit einer parametrierten Zykluszeit für Testtelegram me, ein Zykluszeitzähler zur Erzeugung eines Zykluszeitinter valls, ein Steuerwerk für ein Umschalten auf einen redundan ten Kommunikationskanal und für ein Veranlassen eines Versen dens von sogenannten Link-Up oder Link-Down-Telegrammen, ein Reihenlaufzeitregister mit einer parametrierten Worst-Case- Durchlaufzeit eines Telegramms durch eine Reihe und ein Rei henlaufzeitzähler zur Erzeugung einer Reihenlaufzeit verwen det. To realize the redundancy in the device 50 a Zykluszeitre be gister with a parameterised cycle time for test telegram me, a cycle time counter for generating a cycle time Inter Valls, a control unit for a switching to a redundant I communication channel, and for causing a verses dens of so-called Link-Up or link-down messages, a number of run-time register with a parameterized worst-case cycle time of a message by a number and a Rei henlaufzeitzähler for generating a series runtime USAGE det.

Über eine Einrichtung 51 zur Interrupt-Steuerung, die auch als Interrupt-Control bezeichnet wird, werden dem Mikropro zessor 23 bestimmte Ereignisse mitgeteilt. A device 51 for interrupt control, which is also referred to as interrupt control, the micropro cessor 23 certain events are reported. Dabei handelt es sich im wesentlichen um Meldungen von gesendeten oder empfan genen Telegrammen und um Fehlermeldungen. These are essentially messages that you send or are received, genes telegrams and to error messages. Die Einrichtung 51 enthält ein Interrupt-Request-Register, ein Interrupt-Mask- Register, ein Interrupt-Register sowie ein Interrupt- Acknowledge-Register. The device 51 includes an interrupt request register, an interrupt Mask Register, an interrupt register and an interrupt acknowledge register. Im Interrupt-Request-Register wird jedes Ereignis abgespeichert. In the interrupt request register each event is stored. Über das Interrupt-Mask- Register können einzelne Ereignisse unterdrückt werden. individual events can be suppressed via the interrupt Mask Register. Im Interrupt-Register erscheinen nur die Ereignisse, die vom Interrupt-Mask-Register nicht maskiert werden. In the interrupt register only those events that are not masked by the interrupt mask register appear. Der Eintrag in das Interrupt-Request-Register ist dagegen unabhängig von der Interrupt-Maske im Interrupt-Mask-Register. The entry in the interrupt request register, however, is independent of the interrupt mask in the interrupt mask register. Mit einem Schreibzugriff auf das Interrupt-Acknowledge-Register können Bits im Interrupt-Request-Register zurückgesetzt werden. With a write access to the interrupt acknowledge register bits in the interrupt request register can be reset. Ein Modul 52 enthält spezielle Anwenderfunktionen, die in der Kommunikationsschnittstelle des Netzwerkteilnehmers zu integrieren sind. A module 52 contains special user features that are to be integrated into the communications interface of the network station. Eine Teilfunktion ist mit einem Modul 53 zur Uhrzeitsynchronisation, eine andere mit einem Modul 54 zur Äquidistanz realisiert, welche später näher erläutert werden. A sub-function is connected to a module 53 for time synchronization, another realized with a module 54 for equidistance, which will be explained in more detail later. Für die Ports 1 bis 4 ist jeweils ein Delay-Timer 1 bis 4 mit dem Bezugszeichen 57 , 58 , 59 bzw. 60 vorgesehen, welcher die Übertragungszeit zwischen dem jeweiligen Netz werkteilnehmer und dem über den jeweiligen Port angeschlos senen Netzwerkteilnehmer ermittelt. For the ports 1 through 4 are each a delay timer 1 to 4 with the reference numeral 57, 58, 59 or 60 is provided, wherein the transmission time between the respective network determines factory party and the Schlos Senen via the respective port network participants. Der jeweilige Delay-Timer wird auch als Durchlaufzeit-Timer (DLZ-Timer) für den jewei ligen Port genutzt. The respective delay timer is also called run-time timer (DLZ timer) for the time jewei port used. Weiterhin sind für jeden Port ein Äquidistanz-Timer, ein Hilfs-Timer für eine Übertragungszeit Δt i über den jeweiligen Port und ein Parameter Δt DLZ vorge sehen, welcher der Summe aus den Durchlaufzeiten in Sende- und Empfangsrichtung und der Leitungslaufzeit zwischen der Kommunikationsschnittstelle und dem über den jeweiligen Port angeschlossenen Netzwerkteilnehmer entspricht. Further, a contour interval timer, an auxiliary timer for a transmission time .DELTA.t i through the respective port and a parameter .DELTA.t DLZ are pre see, for each port which the sum of the throughput times in the transmitting and receiving direction and the transmission propagation time between the communication interface and the corresponds to the respective port connected network participants. Weiterhin befindet sich eine lokale Uhr 37 in dem Netzwerkteilnehmer, deren Uhrzeit über den Mikroprozessor-Bus 21 lesbar und einstellbar ist. Furthermore, there is a local clock 37 in the network subscriber whose time is readable via the microprocessor bus 21 and adjustable.

Ein integriertes Serial-Peripheral-Interface (SPI) 55 ist ein einfaches, aber leistungsfähiges serielles Bussystem zum Anschluß von Peripherie-Bausteinen, z. An integrated serial peripheral interface (SPI) 55 is a simple but powerful serial bus standard for connecting peripheral modules, z. B. EEPROMs. As EEPROMs. Ein inte griertes E/A-Interface 56 ist eine parallele Schnittstelle mit 12 parametrierbaren Ein- und Ausgängen. An inte grated I / O interface 56 is a parallel interface with 12 parameterizable inputs and outputs. Über diese Schnittstelle können beispielsweise LEDs zur Zustandsanzeige angesteuert werden. Through this interface, for example, LEDs can be controlled for status indication.

Jeder Port der Kommunikationsschnittstelle kann parametrier bar im Halbduplex- oder im Vollduplex-Mode betrieben werden. Each port of the communication interface can be operated parameterized bar in half-duplex or full-duplex mode. Während an einem Port der Halbduplex-Mode eingestellt ist, kann gleichzeitig an einem anderen Port der Vollduplex-Mode parametriert sein. During the half-duplex mode is set to a port, can be configured to another port full-duplex mode simultaneously. Im Vollduplex-Mode können gleichzeitig Telegramme gesendet und empfangen werden. In full-duplex mode can be sent telegrams and received simultaneously. Im Halbduplex-Mode ist dies nicht möglich. In half-duplex mode that is not possible.

Ein applikationsspezifisches Anwendungsprogramm, das bei spielsweise auf dem RAM 22 hinterlegt sein kann, trägt zu versendende Daten in eine Auftragsliste im RAM 22 ein. An application-specific application program that can be stored in game, on the RAM 22, transmits a list in an order in the RAM 22 data to be sent. Der DMA-Kontroller 26 kopiert Daten aus dieser Auftragsliste in den Transmit-Buffer 27 . The DMA controller 26 copies data from the job list in the transmit buffer 27th Zusammengestellte Telegramme werden an die freigegebenen Ethernet-Kontroller 28 . Compiled telegrams to the shared Ethernet controller 28th . , . , 31 weiter gegeben. 31 is further added. Tritt ein Sendekonflikt auf, weil durch Switch- Control 46 gesteuert gerade andere Telegramme durch das Kommunikations-Interface weitergeleitet werden, so sollte der Transmit-Buffer 27 zwei komplette Ethernet-Telegramme speichern können. If a transmission conflict because by Switch Control 46 controlled watching other messages through the communication interface are forwarded, the transmit buffer 27 should can store two complete Ethernet telegrams. Mit dem Senden der Daten aus dem Transmit- Buffer 27 wird begonnen, wenn eine zu parametrierende Anzahl Datenbytes oder ein komplettes Telegramm vom RAM 22 in den Transmit-Buffer 27 übertragen wurde und mindestens ein Ethernet-Kontroller frei ist. Sending the data from the transmit buffer 27 is started if a number of data bytes to be parameterized or a complete message from the RAM 22 into the transmit buffer 27 is transferred and at least one Ethernet controller is free. Das Telegramm bleibt so lange im Transmit-Buffer 27 gespeichert, bis es über alle frei gegebenen Ethernet-Kontroller 28 . The message remains stored in the transmit buffer 27 until it all freely given Ethernet controller 28th . , . , 31 gesendet wurde. Has been sent 31st Die Anzahl der Datenbytes eines Telegramms, die mindestens im Transmit-Buffer 27 gespeichert sein müssen, bevor gesendet wird, ist so zu parametrieren, daß ein lückenloses Senden des Telegramms gewährleistet ist. The number of data bytes of a message which must be stored at least in the transmit buffer 27 before sending is to parameterize such that a complete transmission of the message is ensured. Andernfalls wird das Telegramm von anderen Netzwerkteilnehmern fehlerhaft empfangen. Otherwise, the message from other network users is received in error. Sind im Transmit-Buffer Telegramme unterschiedlicher Priorität ge speichert, so werden die Telegramme entsprechend ihrer Über tragungspriorität gesendet. Are the transmit buffer messages of different priority ge stores, the telegrams are sent tragungspriorität according to their About.

Fig. 3 zeigt ein Beispiel einer Verschaltung von drei Netzwerkteilnehmern 61 , 62 und 63 in linienförmiger Struktur. Fig. 3 shows an example of connection of three network nodes 61, 62 and 63 in line-shaped structure. Zur besseren Übersichtlichkeit der Darstellung sind die Ports 1 bis 4 der Kommunikationsschnittstelle der Netzwerkteil nehmer 61 , 62 und 63 in Schaltungsteile T1 bis T4 für Sende richtung und Schaltungsteile R1 bis R4 für Empfangsrichtung untergliedert. For clarity of illustration, the ports 1 to 4 of the communications interface of the network part participants 61, 62 and 63 in circuit sections T1 to T4 for the transmitting direction and circuit parts R1 to R4 are subdivided for the receive direction. Somit kann beispielsweise Port 2 auch kurz als Port T2/R2 bezeichnet werden. Thus, for example, port 2 can also be referred to briefly as port T2 / R2. Für eine linienförmige Struktur werden in der dargestellten Weise Port T2/R2 des Netzwerk teilnehmers 61 mit Port T1/R1 des Netzwerkteilnehmers 62 und Port T2/R2 des Netzwerkteilnehmers 62 mit Port T1/R1 des Netzwerkteilnehmers 63 verbunden. For a line-shaped structure as port T2 / R2 of the network in the illustrated are subscriber T1 / R1 connected 61 with port T1 / R1 of the network station 62 and the port T2 / R2 of the network station 62 with port of the network station 63rd Die Datenübertragung er folgt jeweils mit einem Twisted-Pair-Kabel für jede Übertragungsrichtung. Data transfer he follows each with a twisted pair for each direction of transmission. Die beteiligten Ports können somit im Vollduplex-Mode betrieben werden. The ports involved can thus be operated in full duplex mode. An die in Fig. 3 offenen Ports T3/R3 und T4/R4 sowie an den Port T1/R1 des Netzwerk teilnehmers 61 oder den Port T2/R2 des Netzwerkteilnehmers 63 können wahlweise Endgeräte angeschlossen und somit an das Netzwerk angekoppelt werden. To open in Fig. 3 ports T3 / R3 and T4 / R4 as well as to the port T1 / R1 of the network subscriber 61 or the port T2 / R2 of the network station 63 can be connected to terminals, and thus coupled to the network either.

Fig. 4 zeigt eine Reihe von Netzwerkteilnehmern 70 , 71 , 72 und 73 , die jeweils über zwei Kommunikationskanäle miteinan der Daten austauschen können. Fig. 4 shows a number of network devices 70, 71, 72 and 73, which can exchange via two communication channels miteinan the data. Die Kommunikationskanäle werden jeweils durch eine Verbindung des Ports T2/R2 mit dem Port T1/R1 des benachbarten Netzwerkteilnehmers sowie des Ports T4/R4 mit dem Port T3/R3 des benachbarten Netzwerkteilnehmers in der dargestellten Weise realisiert. The communication channels are realized in each case by a compound of the port T2 / R2 to the port T1 / R1 of the adjacent network operators, including the port T4 / R4 connected to the port T3 / R3 of the adjacent network station in the manner shown. Damit kann beispiels weise ein hochpriorer und ein niederpriorer Kommunikations kanal aufgebaut und der Datendurchsatz verdoppelt werden. This allows example, a high-priority and low-priority communication channel established and the data throughput to be doubled. Ein Datenaustausch zwischen den Kommunikationskanälen findet nicht statt, dh ein am Schaltungsteil R1 empfangenes Tele gramm kann - falls erforderlich - nur vom Schaltungsteil T2 weitergesendet werden. Data exchange between the communication channels does not take place, that is a signal received at the circuit portion R1 Tele program can - if necessary - be sent only by the circuit part T2. Beide Kommunikationskanäle werden im Vollduplex-Mode betrieben. Both communication channels are operated in full duplex mode.

Ein Beispiel für eine zweidimensionale Verschaltung der Netzwerkteilnehmer zeigt Fig. 5. Netzwerkteilnehmer 80 , 81 und 82 sind in der bereits anhand Fig. 3 beschriebenen Weise zu einer Reihe verschaltet. An example of a two-dimensional interconnection of the network nodes shown in FIG. 5. network subscribers 80, 81 and 82 are connected to form a series manner in the manner already described with reference to FIG. 3. Weiterhin bilden Netzwerkteilneh mer 83 , 84 und 85 eine Reihe sowie Netzwerkteilnehmer 86 , 87 und 88 bilden eine Reihe. Furthermore Netzwerkteilneh mer form a row as well as network nodes 86 83, 84 and 85, 87 and 88 form a row. An den Ports T4/R4 der Netzwerk teilnehmer 80 , 81 und 84 sind jeweils Endgeräte 89 , 90 bzw. 91 angeschlossen, an den Ports T3/R3 der Netzwerkteilnehmer 83 , 84 und 87 befinden sich Endgeräte 92 , 93 bzw. 94 . Each terminal 89, 90 and 91 are connected to the ports T4 / R4 of the network subscriber 80, 81 and 84, are located at the port T3 / R3 of the network nodes 83, 84 and 87 devices 92, 93 and 94th Durch Verbinden des Ports T4/R4 des Netzwerkteilnehmers 82 mit dem Port T3/R3 des Netzwerkteilnehmers 85 ist ein Kommunikations kanal zwischen den jeweiligen Reihen realisiert. By connecting the ports T4 / R4 of the network station 82 to the port T3 / R3 of the network station 85, a communication channel is realized between the respective rows. In ent sprechender Weise sind zwei Kommunikationskanäle zwischen den Netzwerkteilnehmern 83 und 86 sowie zwischen den Netzwerk teilnehmern 85 und 88 gebildet. In ent speaking, two communication channels between the network devices 83 and 86 as well as between the network subscribers 85 and 88 are formed. Damit Schleifenfreiheit im Netzwerk besteht, darf von diesen jedoch immer nur ein Kommu nikationskanal zu einem Zeitpunkt aktiv geschaltet sein. Thus loop freedom is on the network, may of these, however, only one Kommu be activated nikationskanal at a time.

Den aus den Teilnehmern 80 bis 82 , 83 bis 85 und 86 bis 88 gebildeten Reihen ist jeweils eine eindeutige Reihenadresse R k zugewiesen, die in einem Parameterregister "Reihenadresse" hinterlegt ist. The rows formed by the subscribers 80 to 82, 83 to 85 and 86 to 88 is each assigned a unique row address R k which is stored in a parameter register "row address".

Zur Verdeutlichung der Redundanzsteuerung ist in Fig. 6 ein weiteres zweidimensionales Netzwerk dargestellt. To illustrate the redundancy control in Fig. 6, a further two-dimensional network is illustrated. Jeweils 8 Netzwerkteilnehmer 100 . 8 each network subscriber 100th . , . , 107 , 110 . 107, 110th . , . , 117 , 120 . 117, 120th . , . , 127 und 130 . 127 and 130th . , . , 137 sind in einer Reihe verschaltet. 137 are connected in a row. Sowohl die mit durchbrochenen Linien als auch die mit durchgezogenen Linien eingezeichneten Verbindungen zwischen den Netzwerkteilnehmern stellen Kommunikationskanäle dar. Es muß jedoch sicherge stellt sein, daß zwischen zwei beliebigen Netzwerkteilnehmern im gesamten Netzwerk nur ein einziger Kommunikationspfad benutzt wird. Both the broken lines and the drawn with solid lines connections between the network nodes represent communication channels. However, it must be sicherge assumed that only a single communication path is used between any two network devices throughout the network. Bei mehreren möglichen Kommunikationspfaden würden Schleifen auftreten, dh Telegramme würden sich ver vielfachen und zirkulieren. If there are several possible communication paths loops would occur, that telegrams would ver multiple and circulate. Um solche Situationen zu vermei den, ist der Spanning-Tree-Algorithmus entwickelt worden. To such situations vermei to, the spanning tree algorithm has been developed. Datentelegramme werden nur von Ports empfangen, zu Ports weitergeleitet und von Ports gesendet, die im Spanning-Tree enthalten sind. Data messages are received only by Ports forwarded to ports and transmitted from ports that are included in the Spanning Tree. Die restlichen Ports sind deaktiviert. The remaining ports are disabled. Deak tivierte Kommunikationskanäle sind in Fig. 6 mit durch brochenen Linien dargestellt, aktivierte mit durchgezogenen Linien. Deak tivierte communication channels are illustrated in Fig. 6 by rupted lines activated by the solid lines. Für eine Redundanz innerhalb einer Reihe werden die beiden Linienenden, beispielsweise an den Netzwerkteilnehmern 100 und 107 , miteinander verbunden. For redundancy within a row the two line ends, for example on the network devices 100 and 107 are connected to each other. Im fehlerfreien Fall wird der auf diese Weise geschaffene Kommunikationskanal deaktiviert, im Fehlerfall in den aktiven Zustand versetzt. There is no fault of the thus created communication channel is disabled, displaced in case of failure in the active state. Diese Redundanz setzt eine nicht unterbrochene Linienstruktur voraus. This redundancy requires an uninterrupted line structure. Da der Spanning-Tree-Algorithmus gegebenenfalls auch eine Verbindung über die Ports T1/R1 und T2/R2 unterbrechen würde, kann er nicht unverändert angewendet werden. Because the spanning tree algorithm would optionally also interrupt a connection via the ports T1 / T2 and R1 / R2, it can not be applied unchanged. Im fol genden wird ein Verfahren vorgestellt, das für ein Netzwerk aus zusammengeschalteten Reihen von Netzwerkteilnehmern Schleifenfreiheit sicherstellt, ohne eine Reihe unterbrechen zu müssen. In the fol lowing a method is presented which ensures a network of interconnected series of network subscribers loop freedom without having to interrupt a series. Dazu werden - falls erforderlich - nur die Ports T3/R3 deaktiviert. Only the ports T3 / R3 disabled - to be - if necessary. Es darf immer nur ein Kommunikationskanal zwischen jeweils zwei Reihen aktiv sein, dh, Datentelegram me werden über diesen Kommunikationspfad ausgetauscht. It may be active only one communication channel between two rows, that is, data Telegram me be exchanged via this communication path. Über die anderen Kommunikationspfade zwischen zwei Reihen erfolgt kein Datenaustausch. On the other communication paths between two rows no data exchange. Die Auswahl des einzigen aktiven Kommu nikationskanals zwischen jeweils zwei Reihen erfolgt mit Hilfe von Port-Select-Telegrammen. The selection of the single active Kommu nikationskanals between each two rows takes place by means of port select messages. Dabei handelt es sich um Telegramme, die nur innerhalb einer Reihe weitergeleitet werden. It is telegrams that are passed only within a row. Ein Austausch zwischen den Reihen findet nicht statt. An exchange between rows does not take place.

Aufgabe dieser Port-Select-Telegramme ist es, einen Netz werkteilnehmer zu finden, der über den Port T3/R3 mit einer benachbarten Reihe verbunden ist und bezogen auf die Anzahl der Netzwerkteilnehmer von beiden Enden der Linienstruktur möglichst gleich weit entfernt ist, dh den kleinsten Abstand von der Reihenmitte hat. Object of this port select messages is to find a network subscriber which is connected via the port T3 / R3 with an adjacent row and is related far as equal as possible to the number of network subscribers from both ends of the linear structure, ie, the smallest has distance from the row center. Diese Eigenschaften defi nieren den einzigen Netzwerkteilnehmer der Reihe, der über Port T3/R3 aktiv mit einer benachbarten Reihe verbunden ist. These properties defi ne the single network subscriber of the series, which is / R3 actively connected via port T3 with an adjacent row. Alle weiteren Verbindungen über Ports T3/R3 von Netzwerkteil nehmern derselben Reihe zu dieser benachbarten sind deakti viert. All other connections via ports T3 / R3 of network part holders of the same row are adjacent to this fourth deakti. Über deaktivierte Kommunikationskanäle werden keine Datentelegramme ausgetauscht. About Disabled communication channels no data telegrams are exchanged.

Port-Select-Telegramme werden durch eine Kennung im Type-Feld eindeutig gekennzeichnet. Port select messages are uniquely identified by an identifier in the type field.

Fig. 7 zeigt das Ergebnis der Redundanzsteuerung bei einem zweidimensionalen Netzwerk in einer anderen Darstellungsart. Fig. 7 shows the result of the redundancy control in a two-dimensional network in a different representation. Die in den einzelnen Kästen eingetragene Zahl entspricht der jeweiligen Adresse des Netzwerkteilnehmers. The registered in the individual boxes number corresponding to each address of the network station. Der Port T1/R1 befindet sich an der linken Seite, der Port T2/R2 an der rechten Seite, der Port T3/R3 an der oberen Seite und der Port T4/R4 an der unteren Seite der Netzwerkteilnehmer. The port T1 / R1 is located at the left hand side, the port T2 / R2 on the right side, the port T3 / R3 on the upper side and the port T4 / R4 on the lower side of the network nodes. Durch zwei durchgezogene parallele Linien zwischen zwei Teilnehmern ist jeweils ein aktiver, im Vollduplex-Mode betriebener Kommunikationskanal eingezeichnet. By two solid parallel lines between two stations a active, operated in full-duplex mode communication channel is located, respectively. Die mit zwei durchbroche nen Linien eingezeichneten Kommunikationskanäle sind deaktiviert. The drawn with two through broche nen lines of communication channels are deactivated.

Der Datenbereich von Port-Select-Telegrammen, die über Port T2/R2 von einem Netzwerkteilnehmer empfangen werden, enthält Informationen über die Anzahl N R2 der Übertragungsstrecken zwischen Port T1/R1 des Netzwerkteilnehmers am "rechten" Rand der Reihe und dem Port T2/R2 des jeweiligen Netzwerkteilneh mers und enthält die Anzahl N R1 des Teilnehmers, der das empfangene Port-Select-Telegramm als letzter weitergeleitet bzw. gesendet hat. The data area of port select messages that are received through port T2 / R2 of a network station, contains information about the number N R2 of transmission links between port T1 / R1 of the network station of the series on the "right" edge and the port T2 / R2 the respective Netzwerkteilneh mer and contains the number N R1 of the subscriber who has received the port select message forwarded as the last or sent.

Der Datenbereich von Port-Select-Telegrammen, die über Port T1/R1 empfangen werden, enthält die Anzahl N R1 der Übertra gungsstrecken zwischen dem Port T2/R2 des Netzwerkteilnehmers am "linken" Rand der Reihe und dem Port T1/R1 des jeweiligen Netzwerkteilnehmers sowie die Anzahl N R2 , die für den Netz werkteilnehmer gültig ist, der das empfangene Port-Select- Telegramm als letzter weitergeleitet oder gesendet hat. The data area of port select messages, which are received via port T1 / R1, contains the number N R1 of Übertra supply stretch between the port T2 / R2 of the network station of the row at the "left" edge and the port T1 / R1 of the respective network station and the number N R2, which is default subscriber valid for the network, which has received the port select message forwarded as the last or sent.

Unabhängig davon, über welchen Port ein Port-Select-Telegramm empfangen wurde, enthält es den Wert |N R1 - N R2 | Regardless been received which port a port select message, it contains the value | N R1 - N R2 | Initiator beim Initiator des empfangenen Port-Select-Telegramms, die 16-Bit- Adresse R k (0 ≦ k ≦ p, p Anzahl der Reihen) der Reihe, welcher der Initiator des Port-Select-Telegramms angehört, und ein Valid-Bit V für den empfangenen Wert von |N R1 - N R2 | Initiator in the initiator of the received port select telegram, the 16-bit address R k (0 ≦ k ≦ p, p number of rows) of the series, which belongs to the initiator of the port select telegram, and a valid bit V for the received value of | N R1 - R2 N | Initiator und für die Reihenadresse R k . Initiator, and for the row address R k. V = 0 bedeutet, daß die empfangenen Werte ungültig sind. V = 0 means that the received values ​​are invalid. Ein derartiges Port- Select-Telegramm wurde von einem Netzwerkteilnehmer in die Reihe eingespeist, der nicht über einen betriebsbereiten Port T3/R3 mit seiner benachbarten Reihe verbunden ist. Such a port select telegram has been inputted from a network station in the series, which is not connected to an operational port T3 / R3 with its adjacent row. Bei V = 1 sind die empfangenen Werte gültig. At V = 1, the received values ​​are valid. Das Port-Select- Telegramm wurde von einem Netzwerkteilnehmer in die Reihe eingespeist, der über einen betriebsbereiten Port T3/R3 mit einer benachbarten Reihe verbunden ist. The port select telegram has been inputted from a network station in the series, which is / R3 connected via an operational port T3 with an adjacent row. Eine Verbindung zur benachbarten Reihe ist betriebsbereit, wenn innerhalb eines parametrierbaren Zeitintervalles Δt timeout (Timeout-Intervall) ein Port-Select-Telegramm an Port P3/R3 empfangen wird. A connection to the adjacent row is ready for use when within a configurable time interval .DELTA.t timeout (timeout interval) is received, a port select telegram to port P3 / R3. Dies ist nur möglich, wenn der Port T3/R3 des Netzwerkteilnehmers der eigenen Reihe und der Port T4/R4 des Netzwerkteilnehmers der benachbarten Reihe jeweils in einem Zustand "link-pass" ist. This is only possible when the port T3 / R3 is the network station of its own row and the port T4 / R4 of the network station of the adjacent row in each case in a state of "link-pass". In diesem Zustand können Telegramme in beiden Richtungen übertragen werden. In this state, messages can be transmitted in both directions.

Im eingeschwungenen Zustand sendet in jeder Reihe nur noch der Netzwerkteilnehmer zyklisch, dh in jedem Meldeintervall Δt M , Port-Select-Telegramme, der als einziger über Port T3/R3 aktiv mit der nächsten Reihe verbunden ist. In the steady state of the network station only transmits in each row cycle, ie in each reporting interval .DELTA.t M, port select messages, which is actively connected R3 as the only via port T3 / with the next row. Damit läßt sich erkennen, ob diese Verbindung zweier Reihen noch aktiv ist. Thus, it can be seen whether this connection two series is still active. Im folgenden wird ein Verfahren beschrieben, nach welchem dieser Netzwerkteilnehmer bestimmt werden kann: In the following, a method will be described, can be determined by which of these network subscribers:

  • 1. Netzwerkteilnehmer senden weiterzuleitende oder selbst zusammengestellte Port-Select-Telegramme zusätzlich über ihren Port T3/R3. Send the first network subscriber forwarded or compilation port select messages in addition to their port T3 / R3.
  • 2. Am Empfang eines Port-Select-Telegramms über den Port T3/R3 erkennt jeder Netzwerkteilnehmer, ob er über diesen Port mit einer anderen Reihe verbunden ist. 2. On receipt of a port select message via the port T3 / R3 each network node detects whether it is connected through this port with a different number.
    Netzwerkteilnehmer setzen das Valid-Bit V auf eins, wenn über den Port T3/R3 ein Port-Select-Telegramm empfangen wurde. Network users set the valid bit V to one when received via port T3 / R3 a port select message.
  • 3. Am Port T3/R3 empfangene Port-Select-Telegramme werden unverändert dem Sender zurückgeschickt. 3. At the port T3 / R3 received port select messages the sender will be returned unchanged. Der Netzwerkteil nehmer speichert zuvor die mit dem Port-Select-Telegramm empfangene Adresse R n der über Port T3/R3 angeschlossenen Reihe. The network part participants previously stores the received with the port select telegram address R n of the row / connected via port T3 R3.
  • 4. Dem Port T3/R3 ist ein Timeout-Zähler zugeordnet, der mit einem einstellbaren Takt inkrementiert wird. 4. The port T3 / R3 a timeout counter is associated, which is incremented with an adjustable clock. Jedes an Port T3/R3 empfangene Port-Select-Telegramm setzt diesen Zähler zurück. Each resets this counter to port T3 / R3 received port select telegram. Der Netzwerkteilnehmer setzt das Valid-Bit V auf Null, wenn innerhalb eines parametrierbaren Time out-Intervalls Δt timeout kein Port-Select-Telegramm empfan gen wird. The network subscriber sets the valid bit V to zero when within a programmable time-out interval .DELTA.t timeout no port select message are received, gen.
  • 5. Netzwerkteilnehmer senden weiterzuleitende oder selbst zusammengestellte Port-Select-Telegramme zusätzlich über Port T4/R4. 5. Send network subscribers forwarded or compilation port select messages in addition via port T4 / R4.
  • 6. Am Empfang eines Port-Select-Telegramms über Port T4/R4 erkennt ein Netzwerkteilnehmer, daß er über diesen Port mit einer anderen Reihe verbunden ist. 6. On reception of a port select telegram via port T4 / R4, a network node detects that it is connected via this port with another row.
  • 7. Am Port T4/R4 empfangene Port-Select-Telegramme werden unverändert dem Sender zurückgeschickt. 7. At the port T4 / R4 received port select messages the sender will be returned unchanged. Der Netzwerk teilnehmer speichert zuvor die mit dem Port-Select-Tele gramm empfangene Adresse R n der über Port T4/R4 ange schlossenen Reihe. The network subscriber previously stores the received address program with the port select Tele R n of the through port T4 / R4-affiliated row.
  • 8. Netzwerkteilnehmer versenden eigene, dh selbst zusammengestellte, Port-Select-Telegramme Email 8. Network subscribers own, ie self-compiled, port select messages
    • 1. 8.1 über Port T1/R1 mit N R2 = 1 und Port T2/R2 mit N R1 = 1 bei der Initialisierung mit Betrag |N R1 - N R2 | 1. 8.1 via port T1 / R1 R2 N = 1 and port T2 / R2 with R1 N = 1 in the initialization value | N R1 - R2 N | Initiator = FFH und Valid-Bit V = 1, wenn bereits ein Port- Select-Telegramm über Port T3/R3 empfangen wurde, oder Valid-Bit V = 0, wenn kein Port-Select-Tele gramm über Part T3/R3 empfangen wurde; Initiator = FFH and valid bit V = 1 if already a port select telegram via port T3 was received R3 / or valid bit V = 0 if no port select telegram was received on Part T3 / R3 ;
    • 2. 8.2 über T1/R1 mit N R2 = 1 und Port T2/R2 mit (N R1 + 1), wenn innerhalb eines parametrierbaren Zeitintervalls Δt timeout an Port T2/R2 kein Port-Select-Telegramm oder Datentelegramm empfangen wurde. R2 (N R1 + 1) when R2 is no port select message or data telegram was received 2. 8.2 over T1 / R1 N R2 = 1 and port T2 / within a configurable time interval .DELTA.t timeout on port T2 /. Dem Port T2/R2 ist ein Timeout-Zähler zugeordnet, der mit einem ein stellbaren Takt inkrementiert wird. The port T2 / R2 is associated with a timeout counter that is incremented with an adjustable clock. Jedes an Port T2/R2 empfangene Port-Select-Telegramm oder Datente legramm setzt diesen Zähler zurück; Each of port T2 / R2 received port select telegram or telegram Datente resets this counter;
    • 3. 8.3 über Port T1/R1 mit (N R2empf + 1) und Port T2/R2 mit (N R1 + 1), wenn an Port T2/R2 ein Port-Select-Tele gramm empfangen wird mit dem empfangenen Wert N R2empf ungleich dem gespeicherten Wert von N R2 . 3. 8.3 via port T1 / R1 (N + 1 R2empf) and port T2 / R2 (R1 N + 1) when at port T2 / R2 a port select telegram is received equal to the received value N R2empf the stored value of N R2. Zusätzlich wird N R2empf abgespeichert. In addition, N R2empf is stored.
    • 4. 8.4 über Part T2/R2 mit (N R1 + 1), wenn an Port T2/R2 ein Port-Select-Telegramm empfangen wird mit N R1LastSender ungleich (N R1 + 1). 4. 8.4 Part about T2 / R2 (R1 N + 1) when it is received at port T2 / R2 a port select telegram with unequal R1LastSender N (N R1 + 1).
    • 5. 8.5 über Port T2/R2 mit N R1 = 1 und Port T1/R1 mit (N R2 + 1), wenn innerhalb eines parametrierbaren Zeitintervalls Δt timeout an Port T1/R1 kein Port-Select-Telegramm oder Daten-Telegramm empfangen wurde. Was received 5 8.5 through port T2 / R2 N R1 = 1 and port T1 / R1 with (N R 2 + 1) when timeout within a configurable time interval .DELTA.t to port T1 / R1 no port select message or data telegram , Dem Port T1/R1 ist ein Timeout-Zähler zugeordnet, der mit einem ein stellbaren Takt inkrementiert wird. The port T1 / R1 is assigned a timeout counter that is incremented with an adjustable clock. Jedes an Port T1/R1 empfangene Port-Select- oder Daten-Telegramm setzt diesen Zähler zurück. Each of port T1 / R1 received port select or data telegram resets this counter.
    • 6. 8.6 über Port T2/R2 mit (N R1empf + 1) und Port T1/R1 mit (N R2 + 1), wenn an Port T1/R1 ein Port-Select-Telegramm empfangen wird mit einem empfangenen Wert NRlempf ungleich dem gespeicherten Wert von N R1 . 6. 8.6 through port T2 / R2 equal to the stored with (N + 1 R1empf) and port T1 / R1 (R2 N + 1) when a port select message is received at port T1 / R1 with a received value NRlempf value of N R1. Zusätzlich wird N R1empf abgespeichert. In addition, N R1empf is stored.
    • 7. 8.7 über Port T1/R1 mit (N R2 + 1), wenn an Port T1/R1 ein Port-Select-Telegramm empfangen wird mit N R2lastSender ungleich (N R2 + 1). 7. 8.7 via port T1 / R1 (R2 N + 1), if T1 / R1 is a port select message is received on port with N R2lastSender not equal (N R2 + 1).
  • 9. Netzwerkteilnehmer, die über einen betriebsbereiten Kommunikationskanal über Port T3/R3 an eine andere Reihe angeschlossen sind und ein Port-Select-Telegramm mit einem auf eins gesetzten Valid-Bit V empfangen, ver gleichen |N R1 - N R2 | 9. network subscriber, which are connected to another row on an operational communication channel through port T3 / R3 and a port select telegram with a set on one valid bit V, ver same | N R1 - N R2 | Initiator vom empfangenen Port-Select-Tele gramm mit Betrag |N R1 - N R2 | Initiator from the received port select Tele program with value | N R1 - N R2 | s der eigenen Station: s own station:
    • 1. 9.1 Ist |N R1 - N R2 | 1. 9.1 If | N R1 - N R2 | Initiator < |N R1 - N R2 | Initiator <| N R1 - N R2 | s , so wird |N R1 - N R2 | s, then | N R1 - N R2 | Initiator im Datenfeld des Port-Select-Tele gramms bei der Weiterleitung nicht geändert. Initiator in the data field of the port select Tele program in forwarding not changed. Der Netzwerkteilnehmer speichert |N R1 - N R2 | The network subscriber stores | N R1 - N R2 | min = |N R1 - N R2 | min = | N R1 - N R2 | Initiator und setzt die Adresse A Stored = A Initiator . Initiator and sets the address A stored = A initiator. A Initiator ist die Quelladresse des empfangenen Port-Select-Telegramms. A initiator is the source address of the received port select telegram. Der Wert |N R1 - N R2 | The value | N R1 - N R2 | s ist der Abstand der empfangenden Station von der Reihenmitte. s is the distance of the receiving station of the row center.
    • 2. 9.2 Ist |N R1 - N R2 | 2. 9.2 If | N R1 - N R2 | Initiator = |N R1 - N R2 | Initiator = | N R1 - N R2 | s , so wird A Initiator mit der eigenen Stationsadresse A s verglichen: s, then A initiator with its own station address A is compared s:
      Bei A Initiator < A s wird das Port-Select-Telegramm ohne Änderung im Datenfeld mit |N R1 - N R2 | In A initiator <A s the port select message is no change in the data field with | N R1 - N R2 | Initiator weiterge leitet. Initiator weiterge passes. Der Netzwerkteilnehmer speichert |N R1 - N R2 | The network subscriber stores | N R1 - N R2 | min = |N R1 - N R2 | min = | N R1 - N R2 | s und A stored = A Initiator . s and A = A stored initiator.
      Ist A Initiator = A s , so wird das empfangene Port-Select- Telegramm herausgefiltert, da dieser Fall nur bei einem Fehler möglich ist. A is the initiator = A s, the received port select is filtered telegram, since this case is only possible when an error.
      Ist A Initiator < A s , so wird das empfangene Port-Select- Telegramm herausgefiltert und ein eigenes Port- Select-Telegramm mit |N R1 - N R2 | If A Initiator <A s, the received port select message is filtered out and a private port select message with | N R1 - N R2 | Initiator gesetzt auf |N R1 - N R2 | Initiator set to | N R1 - N R2 | s über die Ports T1/R1 und T2/R2 gesendet. s sent via the ports T1 / T2 and R1 / R2. Der Netzwerkteilnehmer speichert |N R1 - N R2 | The network subscriber stores | N R1 - N R2 | min = |N R1 - N R2 | min = | N R1 - N R2 | s , und A stored = A s . s, and A = A s stored.
    • 3. 9.3 Ist |N R1 - N R2 | 3. 9.3 If | N R1 - N R2 | Initiator < |N R1 - N R2 | Initiator <| N R1 - N R2 | s , so wird das empfangene Port-Select-Telegramm gefiltert und ein eigenes Port-Select-Telegramm mit |N R1 - N R2 | s, the received port select message is filtered and a private port select message with | N R1 - N R2 | Initiator gesetzt auf |N R1 - N R2 | Initiator set to | N R1 - N R2 | s über die Ports T1/R1 und T2/R2 gesendet. s sent via the ports T1 / T2 and R1 / R2. Der Netzwerkteilnehmer speichert |N R1 - N R2 | The network subscriber stores | N R1 - N R2 | min = |N R1 - N R2 | min = | N R1 - N R2 | s und A stored = A s . s and A s = A stored.
  • 10. Netzwerkteilnehmer, die nicht oder über einen nicht betriebsbereiten Kommunikationskanal über Port T3/R3 an eine andere Reihe angeschlossen sind und ein Port-Select- Telegramm mit einem Valid-Bit V = 1 empfangen, leiten das Telegramm mit dem empfangenen Valid-Bit V und dem Wert |N R1 - N R2 | received 10 network stations, which are not or connected via an inoperative communication channel through port T3 / R3 to a different number, and a port select message with a valid bit V = 1, derive the telegram with the received valid bit V and the value | N R1 - N R2 | Initiator innerhalb der Reihe weiter. Initiator within the series on. Der Netz werkteilnehmer speichert |N R1 - N R2 | The power plant subscriber stores | N R1 - N R2 | min = |N R1 - N R2 | min = | N R1 - N R2 | Initiator und A stored = A Initiator . Initiator and A = A Stored initiator.
  • 11. Netzwerkteilnehmer, die ein Port-Select-Telegramm mit einem Valid-Bit V = 0 empfangen, leiten das Telegramm mit V = 0 und dem Wert |N R1 - N R2 | 11. Network operators who a port select message is received with a valid bit V = 0, direct the message with V = 0 and the value | N R1 - R2 N | Initiator innerhalb der Reihe weiter. Initiator within the series on. Die gespeicherten Werte von |N R1 - N R2 | The stored values of | N R1 - N R2 | min und A stored bleiben unverändert. min and A Stored remain unchanged.
  • 12. Ein betriebsbereiter Port T3/R3 wird aktiv geschaltet, wenn |N R1 - N R2 | 12. An operative port T3 / R3 is activated when | N R1 - N R2 | min = |N R1 - N R2 | min = | N R1 - N R2 | s und A stored = A s gespeichert ist. s and A s = A stored is stored. Dies gilt für einen Zeitraum Δt rowdelay , der mindestens der zweifachen Worst-Case-Durchlaufzeit eines Port-Se lect-Telegramms durch eine Reihe entspricht. This applies for a period .DELTA.t rowdelay which corresponds to at least twice the worst-case cycle time of a port select-telegram by a number.
  • 13. Ein aktiver Port T3/R3 eines Netzwerkteilnehmers wird deaktiviert, wenn der Netzwerkteilnehmer innerhalb des Timeout-Intervalls Δt timeout kein Port-Select-Telegramm von einer anderen Reihe empfängt. 13. An active port T3 / R3 a network participant is disabled when the network subscriber within the timeout interval .DELTA.t timeout no port select telegram from another row receives. Zusätzlich wird der Kommu nikationskanal über den Port T3/R3 zur anderen Reihe als nicht betriebsbereit gekennzeichnet. In addition, the Kommu nikationskanal through the port T3 / R3 in the other row as not operational.
    Ein aktiver Port T3/R3 wird ebenfalls deaktiviert, wenn der Netzwerkteilnehmer ein Port-Select-Telegramm empfängt mit |N R1 - N R2 | An active port T3 / R3 is also deactivated when the network participants a port select message receives with | N R1 - N R2 | Initiator < |N R1 - N R2 | Initiator <| N R1 - N R2 | s oder |N R1 - N R2 | s or | N R1 - N R2 | Initiator = |N R1 - N R2 | Initiator = | N R1 - N R2 | s und A Initiator < A s . s and A initiator <A p. Dieser Netzwerkteilnehmer speichert die empfangenen Werte |N R1 - N R2 | This network subscriber stores the received values | N R1 - N R2 | Initiator und A Initiator und leitet das empfangene Telegramm weiter. A initiator and initiator and forwards the received message frame. Der Kommunikationskanal über den Port T3/R3 zur anderen Reihe bleibt betriebsbereit. The communication channel via port T3 / R3 to another series remains operational.
  • 14. Netzwerkteilnehmer, die über einen betriebsbereiten Kommunikationskanal über Port T3/R3 an eine andere Reihe angeschlossen sind, senden zyklisch in jedem Meldeinter vall Δt M eigene Port-Select-Telegramme. 14 network participants who are / R3 connected to another series has an operational communication channel via port T3, send cyclically in each reporting Inter Vall .DELTA.t M own port select messages.
    • 1. 14.1 über den Port T1/R1 mit (N R2 + 1) und den Port T2/R2 (N R1 + 1), wenn ein aktiver Port T3/R3 deaktiviert wird, mit |N R1 - N R2 | 1 14.1 via the port T1 / R1 (R2 N + 1) and the port T2 / R2 (R1 N + 1), if an active port T3 / R3 deactivated, with | N R1 - R2 N | Initiator = FFH ist und Valid-Bit V = 1, bis ein Port-Select-Telegramm eines anderen Netzwerkteilnehmers empfangen wird; = Initiator is FFH and valid bit V = 1 until a port select telegram of another network station is received;
    • 2. 14.2 über den Port T1/R1 mit (N R2 + 1) und den Port T2/R2 mit (N R1 + 1), wenn innerhalb eines parametrierbaren Zeitintervalls Δt timeout weder an Port T1/R1 noch an Port T2/R2 ein Port-Select-Telegramm oder Daten telegramm von dem Netzwerkteilnehmer mit dem einzi gen aktiven Kommunikationskanal zur benachbarten Reihe empfangen wurde, dh ein Telegramm mit der Quelladresse A stored ; 2. 14.2 via port T1 / R1 with (N R 2 + 1) and the port T2 / R2 (N R1 + 1) when timeout either within a configurable time interval .DELTA.t to port T1 / R1 nor to port T2 / R2 was port select data telegram or telegram from the network user with the only peo gen active communication channel for receiving the adjacent row, that is, a message with the source address a stored;
    • 3. 14.3 über den Port T1/R1 mit (N R2 + 1) und den Port T2/R2 mit (N R1 + 1), wenn |N R1 - N R2 | 3. 14.3 via port T1 / R1 (R2 N + 1) and the port T2 / R2 (R1 N + 1) if | N R1 - R2 N | min = |N R1 - N R2 | min = | N R1 - N R2 | s und A stored = A s gespeichert ist. s and A s = A stored is stored.

Im eingeschwungenen Zustand des Verfahrens kennt jeder Netz werkteilnehmer der Reihe den Netzwerkteilnehmer, der über seinen Port T3/R3 mit einer benachbarten Reihe verbunden ist und den kleinsten Abstand von der Reihenmitte hat. In the steady state of the process, each network subscriber knows factory series network subscriber which is connected via its port T3 / R3 with an adjacent row and has the smallest distance from the row center. Nur über diesen aktiven Kommunikationskanal werden Datentelegramme zwischen den beiden Reihen ausgetauscht. This is the only active communication channel data telegrams between the two rows to be replaced. Die Verbindungen der anderen Netzwerkteilnehmer zur nächsten Reihe sind deakti viert. The compounds of another network station to the next row are deakti fourth. Fig. 7 zeigt ein Netzwerk in diesem eingeschwungenen Zustand. Fig. 7 shows a network in this steady state.

Soll abweichend von diesem Ausführungsbeispiel der einzige aktive Kommunikationskanal einer Reihe zur benachbarten Reihe am Rand der Reihe liegen, so sind im beschriebenen Verfahren |N R1 - N R2 | As a deviation from this embodiment, the single active communication channel one row to the adjacent row are at the edges of the row, as in the process described are | N R1 - R2 N | min durch |N R1 - N R2 | min | N R1 - N R2 | max |N R1 - N R2 | max | N R1 - N R2 | Initiator < |N R1 - N R2 | Initiator <| N R1 - N R2 | s durch |N R1 - N R2 | s by | N R1 - N R2 | Initiator < |N R1 - N R2 | Initiator <| N R1 - N R2 | s zu ersetzen. s to replace.

Fig. 8 zeigt ein Netzwerk in dreidimensionaler Struktur. Fig. 8 shows a network in a three-dimensional structure. Dabei ist die Anordnung der Ports an den einzelnen Kästen, welche jeweils einen Netzwerkteilnehmer mit der eingetragenen Adresse repräsentieren, dieselbe wie in der Darstellung nach Fig. 7. Auch die Kommunikationskanäle sind in gleicher Weise dargestellt. Here, the arrangement of the ports to the individual boxes, each representing a network subscriber with the registered address is the same as in the illustration of FIG. 7. Also, the communication channels are represented in the same way. Bei einer dreidimensionalen Struktur wird jeweils mit mehreren Netzwerkteilnehmern durch Verbindung der Ports T1/R1 und T2/R2 eine Reihe in linienförmiger Struktur aufgebaut. In a three-dimensional structure of a number is set up in line-shaped structures each having a plurality of network devices by connecting the ports T1 / T2 and R1 / R2. Mehrere dieser Reihen werden zu einer dreidimen sionalen Struktur zusammengeschaltet, wie es in Fig. 8 dar gestellt ist. Several of these lines are connected together to form a three-dimen-dimensional structure, as is provided in Fig. 8 illustrates. Dazu muß zwischen jeweils zwei Reihen min destens ein Kommunikationskanal über Port T3/R3 und T4/R4 vorhanden sein. For this purpose must least one communication channel via port T3 / T4 and R3 / R4 may be present between any two rows min. Mehrere Kommunikationspfade zwischen jeweils zwei Reihen sind zulässig. A plurality of communication paths between any two rows are permitted. An den Ports T3/R3 und T4/R4 der Netzwerkteilnehmer, die nicht für Kommunikationskanäle zwischen Reihen verwendet werden, können Endgeräte ange schlossen werden. At the ports T3 / T4 and R3 / R4 of the network nodes that are not used for communication channels between rows of terminals can be joined to. Jeder Reihe ist eine eindeutige Reihen adresse R k mit 0 ≦ k ≦ p zugewiesen, wobei p die Anzahl der Reihen der gewählten Netzstruktur ist. Each row is a unique address rows R k with 0 ≦ k ≦ p assigned, where p is the number of rows of the selected network structure. Die jeweiligen Reihen adressen sind an der linken Seite von Fig. 8 neben der jeweiligen Reihe angegeben. The respective rows of addresses are specified on the left side of Fig. 8 in addition to the respective row. In jedem Netzwerkteilnehmer ist im Parameterregister "Reihenadresse" die zugehörige Adresse der Reihe abgespeichert. In each network participant the corresponding address of the series is in the parameters "row address" saved.

Es muß jedoch sichergestellt sein, daß zwischen zwei beliebi gen Netzwerkteilnehmern im gesamten Netzwerk nur ein einziger Kommunikationspfad benutzt wird. However, it must be ensured that only one communication path used between two beliebi gen network devices across the network. Bei mehreren Kommunika tionspfaden würden Schleifen auftreten, dh Telegramme könnten sich vervielfachen und zirkulieren. tion paths at several communica would occur, ie messages could multiply and circulate loops. Zur Vermeidung von Schleifen werden Port-Select-Telegramme in Kombination mit einem modifizierten Spanning-Tree-Algorithmus verwendet. To avoid loops port select messages are used in combination with a modified spanning tree algorithm.

Dazu wird der Datenbereich der Port-Select-Telegramme um die Adresse R n der benachbarten Reihe erweitert, an welche der Port T3/R3 oder der Port T4/R4 des Netzwerkteilnehmers, der das Telegramm zusammengestellt hat, angeschlossen ist. For this purpose, the data area of the port select messages to the address R n of adjacent row extends, to which the port is T3 / R3 or the port T4 / R4 of the network subscriber, who has compiled the telegram, is connected.

Aufgabe der um die Reihenadresse R n der benachbarten Reihe erweiterten Port-Select-Telegramme ist, einen Netzwerkteil nehmer zu finden, der über Port T3/R3 mit einer Reihe mit der Adresse R n verbunden ist und bezogen auf die Anzahl der Netzwerkteilnehmer von beiden Enden seiner Reihe möglichst gleich weit entfernt ist, dh den kleinsten Abstand von der Reihenmitte hat. The object of the row address R n of the adjacent row extended port select messages, to find a network part participants connected via port T3 / R3 with a series with the address R n and, based on the number of network subscribers from both ends is its possible range equidistant, that has the smallest distance from the row center. Dies definiert den einzigen Netzwerkteil nehmer der Reihe, der über Port T3/R3 potentiell aktiv mit der benachbarten Reihe mit der Adresse R n verbunden ist. This defines the single network participants part of the series, which is potentially actively connected via port T3 / R3 with the adjacent row with the address R n. Der Port T3/R3 wird von potentiell aktiv auf aktiv umgeschaltet, wenn auch der modifizierte Spanning-Tree-Algorithmus diesen Port aktiv schaltet. The port T3 / R3 is switched from potentially active to active, even if the modified spanning tree algorithm that port active on. Nur über aktive Kommunikationskanäle zwischen den Reihen werden Datentelegramme ausgetauscht. Only through active communication channels between the rows of data messages are exchanged. Mit dem zuvor schon für die zweidimensionale Netzwerkstruktur beschriebenen Verfahren läßt sich der Netzwerkteilnehmer finden, der den kleinsten Abstand zur Reihenmitte hat und dessen Port T3/R3 an die Reihe mit der Adresse R N angeschlos sen ist. With the above already described for the two-dimensional network structure method, the network nodes may be found that has the shortest distance to the row center and its port T3 / R3 is attached Schlos sen to the row address R N. Die Port-Select-Telegramme stellen sicher, daß zwischen zwei über Kommunikationskanäle direkt miteinander verbundenen Reihen zu jeder Zeit immer nur ein Kommunika tionskanal über Port T3/R3 potentiell aktiv ist. The port select messages ensure that only a communica between two directly connected to each other via communication channels rows at any time always channel gives via port T3 / R3 potentially active. Damit auch Schleifen, welche über mehr als zwei Reihen geschlossen werden, zuverlässig verhindert werden, stellt ein modifi ziertes Spanning-Tree-Verfahren sicher, daß über das gesamte dreidimensionale Netzwerk keine Schleife auftritt. This also loops which are closed for more than two rows can be reliably prevented, provides a modifi ed spanning tree algorithm ensures that over the entire three-dimensional network no loop occurs. Kennzeichen des modifizierten Spanning-Tree-Verfahrens sind, daß jede Reihe als virtueller Switch, mit den potentiell aktiven Kommunikationskanälen über Ports T3/R3 oder über Ports T4/R4 zu anderen Reihen als Ports des virtuellen Switches angesehen wird und daß ein Kommunikationskanal über einen Port T4/R4 potentiell aktiv ist, wenn er an einen potentiell aktiven Port T3/R3 einer anderen Reihe, die ebenfalls als virtueller Switch angesehen wird, angeschlossen ist. are the characteristics of the modified spanning tree method is that each row as a virtual switch, with the potentially active communication channels via ports T3 / R3 or ports T4 / R4 is considered to other rows as ports of the virtual switch, and that a communication channel via a port T4 / R4 is potentially active if it is connected to a potentially active port T3 / R3 another series, which is also regarded as a virtual switch. Weiterhin werden in Konfigurationstelegrammen die folgenden Einträge im Datenfeld vorgesehen: Furthermore, in the configuration telegrams The following entries are provided in the data field:

  • 1. Root_ID: Eine 64-Bit-Adresse R R des virtuellen Switches, der als "Root" angenommen wird. 1. root_id: A 64-bit address R R of the virtual switch, which is assumed to be the "root".
  • 2. Transmitter_ID: Eine 64-Bit-Adresse R T des virtuellen Switches, zu dem der sendende Netzwerkteilnehmer gehört. 2. Transmitter_ID: A 64-bit address R T of the virtual switch to which the transmitting network subscriber belongs. Die Adressen R R und R T entsprechen jeweils der Adresse der Reihe, die als virtueller Switch angesehen wird. Addresses R R and R T each corresponding to the address of the row, which is regarded as a virtual switch.
  • 3. Cost: Kleinste Reihenanzahl, die ein Telegramm von einem Sender zur Root_ID durchlaufen muß. 3. Cost: Minimum Number of which must pass through a cable from a transmitter to root_id.
  • 4. Port_ID: Eine 16-Bit-Adresse P ID des Ports, über den der sendende virtuelle Switch das Konfigurationstelegramm sendet. 4. Port_ID: A 16-bit address P ID of the port through which the sending virtual switch sends the configuration telegram. R PID ist gleich der Adresse R n der Reihe, die an dem Port angeschlossen ist, über den der virtuelle Switch mit der Transmitter_ID sendet. R PID is equal to the address R n of the series, which is connected to the port through which sends the virtual switch with the Transmitter_ID.

Mit diesen Definitionen kann der Spanning-Tree-Algorithmus auf ein Netzwerk aus virtuellen Switches angewendet werden. With these definitions, the spanning tree algorithm can be applied to a network of virtual switches. Er basiert auf den beschriebenen Konfigurationstelegrammen, die von virtuellen Switches gesendet und empfangen werden. It is based on the described configuration messages sent by virtual switches and received.

Nur die potentiell aktiven oder aktiven Ports T3/R3 oder T4/R4 einer Reihe, dh eines virtuellen Switches, werten empfangene Konfigurationstelegramme aus. Only the active or potentially active ports T3 / T4 or R3 / R4 of a series, that is, a virtual switch, evaluate received configuration messages. Die deaktivierten Ports T3/R3 oder T4/R4 werten die Konfigurationstelegramme aus und filtern sie anschließend. The deactivated ports T3 / T4 or R3 / R4 evaluate the configuration messages and filter them subsequently. Das Spanning-Tree-Verfahren schaltet die Ports T3/R3 oder T4/R4 von potentiell aktiv auf aktiv um, die sicherstellen, daß zwischen jeweils zwei beliebigen Netzwerkteilnehmern des Netzwerks nur ein einziger Kommunikationspfad existiert und somit keine Schleifen auftreten. The spanning tree method switches the port T3 / T4 or R3 / R4 of potentially active to active in order to ensure that between any two network subscribers of the network exist only a single communication path, and thus no loops occur. Die restlichen Ports T3/R3 oder T4/R4 bleiben potentiell aktiv oder deaktiviert. The remaining ports T3 / R3 or T4 / R4 remain potentially active or disabled. Nur über aktive Kommunika tionskanäle zwischen den Reihen werden Datentelegramme ausge tauscht. Only overactive communica tion channels data messages are exchanged between the rows.

Ein virtueller Switch ist an seinen Ports ständig für Konfigurationstelegramme empfangsbereit und speichert für jeden Port die Konfigurationsnachricht mit der "besten" Kombination aus Root_ID.Cost.Transmitter_ID.Port_ID. A virtual switch is constantly listening on its ports for configuration frames and stores for each port configuration message with the "best" combination of Root_ID.Cost.Transmitter_ID.Port_ID. Verglichen werden für jeden Port nicht nur die empfangenen Kombinationen, sondern es wird auch verglichen mit der Kombination, welche der virtuelle Switch an diesen Port versenden würde. are compared for each port not only the received combinations but it is also compared to the combination, which would send the virtual switch to this port. Eine Kombination K1 ist "besser" als eine andere Kombination K2, wenn A combination K1 is "better" than another combination K2 when

  • 1. Root_ID von K1 < Root_ID von K2, 1. root_id of K1 <root_id of K2,
  • 2. Root_ID von K1 = Root_ID von K2 und 2. root_id of K1 = K2 and root_id
    Cost von K1 < Cost von K2, Cost of K1 <Cost of K2,
  • 3. Root_ID von K1 = Root_ID von K2 und 3. root_id of K1 = K2 and root_id
    Cost von K1 = Cost von K2 und Cost of K1 = Cost of K2 and
    Transmitter_ID von K1 < Transmitter_ID von K2 oder Transmitter_ID of K1 <K2 or Transmitter_ID
  • 4. Root_ID von K1 = Root_ID von K2 und 4. root_id of K1 = K2 and root_id
    Cost von K1 = Cost von K2 und Cost of K1 = Cost of K2 and
    Transmitter_ID von K1 = Transmitter_ID von K2 und Transmitter_ID of K1 = K2 and Transmitter_ID
    Port_ID von K1 < Port_ID von K2. Port_ID of K1 <Port_ID of K2.

Der Root-Port eines virtuellen Switches ist der Port mit der "besten" empfangenen Kombination K R = K E = Root_ID.Cost.Transmitter_ID.Port_ID. The root port of a virtual switch is the port received with the "best" combination K R = K E = Root_ID.Cost.Transmitter_ID.Port_ID.

Der Root-Port ist der Port eines virtuellen Switches mit dem kürzesten Abstand zur Root_ID. The root port is the port of a virtual switch having the shortest distance to root_id.

Die Kombination des Root-Ports wird über Port-Select-Tele gramme allen Netzwerkteilnehmern des virtuellen Switches mitgeteilt. The combination of the root port is port select telegrams to all network users of the virtual switch informed. Damit besitzt jeder Netzwerkteilnehmer die notwendigen Informationen, um zu entscheiden, ob ein Port von potentiell aktiv auf aktiv umzuschalten ist. Thus, each network node has the necessary information to determine whether a port is to be switched from potentially active to active. Ein potentiell aktiver Port wird auf aktiv geschaltet, wenn Root_ID.(Cost+1).Transmitter_ID.Port_ID vom Root-Port "besser" ist als Root_ID.Cost.Transmitter_ID.Port_ID vom betrachteten Port. A potentially active port is switched to active when root_id. (Cost + 1) .Transmitter_ID.Port_ID from the root port is "better" than Root_ID.Cost.Transmitter_ID.Port_ID the considered port.

Die Bedingung, die zur Aktivierung eines Ports eines virtuellen Switches führt, muß für einen Zeitraum Δt netdelay gültig sein, der mindestens der zweifachen Worst-Case- Durchlaufzeit eines Konfigurationstelegramms durch das Netzwerk entspricht, bevor der betreffende Port tatsächlich aktiviert wird. The condition that leads to the activation of a port of a virtual switch must be netdelay valid for a period .DELTA.t corresponding to at least twice the worst-case cycle time of a configuration telegram by the network before the port in question is actually activated. Nur Konfigurationstelegramme, die vom Root- Port empfangen wurden, werden an die aktiven Ports des virtuellen Switches weitergeleitet. Only configuration messages received from the root port to be forwarded to the active port of the virtual switch. Konfigurationstelegramme werden nur über die aktiven Ports T3/R3 gesendet oder weiter geleitet. Configuration messages are sent only on the active ports T3 / R3 or forwarded. Die einzigen Empfänger dieser Telegramme sind somit die potentiell aktiven Ports T4/R4 der angeschlossenen vir tuellen Switches. The only recipient of these messages are therefore potentially active ports T4 / R4 connected vir tual switches. Zudem werden Konfigurationstelegramme nur über die aktiven Ports T4/R4 gesendet oder weitergeleitet. In addition, configuration messages are sent only on the active ports T4 / R4 or forwarded. Die einzigen Empfänger derartiger Telegramme sind somit die potentiell aktiven Ports T3/R3 der angeschlossenen virtuellen Switches. The single receiver such telegrams are therefore potentially active ports T3 / R3 of the connected virtual switches. Jedem Port eines virtuellen Switches ist ein soge nannter Kombinations-Alterungszähler zugeordnet. Each port of a virtual switch is associated with a so--called combination aging counter. Dieser Zähler wird mit jedem empfangenen oder weitergeleiteten Kon figurationstelegramm zurückgesetzt und neu gestartet. This counter is reset with each received or forwarded con figuration telegram is reset and restarted. Der Kombinations-Alterungszähler ist somit nur bei den potentiell aktiven oder aktiven Ports einer Reihe aktiviert und wird mit einem parametrierbaren Zeittakt inkrementiert. The combination aging counter is thus activated only on the potentially active or active ports of a number and is incremented by a configurable time clock. Erreicht der Kombinations-Alterungszähler bei einem potentiell aktiven bzw. einem aktiven Port den parametrierbaren Schwellwert "maximales Alter", so wird die für diesen Port gespeicherte Kombination Root_ID.Cost.Transmitter_ID.Port_ID gelöscht und neu berechnet. Reached the combination aging counter at a potentially active or an active port the parameterizable threshold "maximum age", so the stored combination for this port Root_ID.Cost.Transmitter_ID.Port_ID is deleted and recalculated.

Der Informationsaustausch innerhalb eines virtuellen Switches, dh innerhalb einer Reihe von Netzwerkteilnehmern mit linienförmiger Struktur, erfolgt mit Port-Select-Tele grammen, die den oben beschriebenen Port-Select-Telegrammen eines Netzwerks mit zweidimensionaler Struktur ähnlich sind. The exchange of information within a virtual switch, that within a series of network nodes with line-shaped structure, is carried out with port select messages that are similar to the above-described port select messages from a network with two-dimensional structure. Der Datenbereich der Port-Select-Telegramme eines Netzwerks mit dreidimensionaler Struktur wird unabhängig vom empfan genden Port gegenüber dem Datenbereich der Port-Select- Telegramme für ein Netzwerk mit zweidimensionaler Struktur erweitert um eine 16-Bit-Adresse R n des über Port T3/R3 angeschlossenen virtuellen Switches, dh der benachbarten Reihe, deren Gültigkeit durch das bereits beschriebene Valid- Bit V angezeigt wird. The data area of the port select messages of a network of three-dimensional structure is independent of the are received, constricting port with respect to the data area of the port select expanded telegrams for a network with two-dimensional structure is a 16-bit address R n of the through port T3 / R3 connected virtual switches, ie the adjacent row, the validity of which is indicated by the already described vALID bit V. Bei V = 0 ist auch der empfangene Wert der Reihenadresse R n ungültig. At V = 0 and the received value of the row address R is n invalid. Das Port-Select-Telegramm wurde von einem Netzwerkteilnehmer in den virtuellen Switch eingespeist, der über einen betriebsbereiten Port T4/R4 mit dem virtuellen Switch verbunden ist. The port select telegram has been inputted from a network subscriber in the virtual switch, which is connected via an operational port T4 / R4 with the virtual switch. Bei V = 1 ist die Adresse R n gültig. At V = 1, the address R n is valid. Zusätzlich ist in dem Datenbereich des Port-Select-Telegramms ein Potentiell-Aktiv-Bit P pA einge fügt. Additionally, in the data area of the port select a telegram Potentially active bit P is pA be inserted. Abhängig vom empfangenden Port hat dieses Bit zwei Bedeutungen: Depending on the receiving port this bit has two meanings:

  • 1. P pA in Port-Select-Telegrammen, die an Port T4/R4 empfangen wurden, informiert den Netzwerkteilnehmer, ob der Port T3/R3 des sendenden Netzwerkteilnehmers des angeschlossenen virtuellen Switches potentiell aktiv oder aktiv (P pA = 1) oder deaktiviert (P pA = 0) ist. 1. P pA in port select messages that were received at port T4 / R4, informs the network subscriber whether the port potentially active or T3 / R3 of the sending network subscriber of the connected virtual switches active (P pA = 1) or disabled ( P pA = 0).
  • 2. P pA in Port-Select-Telegrammen, die an Port T1/R1 oder Port T2/R2 empfangen wurden, informiert den Netzwerkteil nehmer, ob der Port T4/R4 des Initiators des Port-Select- Telegramms potentiell aktiv oder aktiv (P pA = 1) oder deaktiviert (P pA = 0) ist. 2. P pA in port select messages which have been received at port T1 / R1 or port T2 / R2, informs the network part of participants (whether the port T4 / R4 of the initiator of the port select telegram potentially active or active P pA = 1) or disabled (P pA = 0).

Weiterhin wird der Datenbereich des Port-Select-Telegramms um eine 16-Bit-Adresse R i des über Port T4/R4 angeschlossenen virtuellen Switches erweitert. Further, the data area of the port select telegram to a 16-bit address R i of the through port T4 / R4 connected virtual switches is expanded. Der Wert der Adresse ist nur nötig, wenn P pA = 1 gesetzt ist. The value of the address is necessary only if P is set pA = 1st

Zudem wird in den Port-Select-Telegrammen ein Wert eines Aktiv-Timers zum Sendezeitpunkt übertragen. in the port select messages addition, an amount of an active timer is transmitted to the transmission time. Der Aktiv-Timer mißt die Zeit, die seit dem letzten Empfang eines Port- Select-Telegramms über Port T4/R4 mit gesetztem Potentiell- Aktiv-Bit, dh mit P pA = 1, vergangen ist. The active timer measures the time that is R4, passed with set Potentiell- active bit, that is, with P pA = 1 since the last receipt of a port select telegram via port T4 /. Der Wert des Aktiv-Timers ist nur gültig, wenn P pA = 1 ist. The value of the active timer is valid only when P = 1 is pA.

Weiterhin enthält der Datenbereich von Port-Select-Telegram men für dreidimensionale Netzwerkstruktur die beste empfange ne Kombination für diesen Port Furthermore, the data area of ​​port select Telegram men for three-dimensional network structure contains the best receive ne combination for this port
K E = Root_ID.Cost.Transmitter_ID.Port_ID, K E = Root_ID.Cost.Transmitter_ID.Port_ID,
die im Datenfeld eines Konfigurationstelegramms gesendet oder weitergeleitet wurde von einer an einem potentiell aktiven oder aktiven Port T3/R3 oder T4/R4 angeschlossenen Reihe mit der Adresse R n oder R i . sent or forwarded in the data field of a configuration telegram from a T3 / T4 or R3 / R4 connected to an active or potentially active port number with the address R n or R i.

Zudem wird die beste bisher bekannte Kombination an den potentiell aktiven oder aktiven Port T3/R3 und T4/R4 der Reihe, dh des virtuellen Switches, im Datenfeld von Port- Select-Telegrammen übertragen: In addition, the best previously known combination of the potentially active or active port T3 / R3 and T4 / R4 series, ie transfer of the virtual switch, the data field of port select messages:
KR = Root_ID.Cost.Transmitter_ID.Port_ID. KR = Root_ID.Cost.Transmitter_ID.Port_ID.

Ein Netzwerkteilnehmer, der an einem deaktivierten Port T4/R4 ein Port-Select-Telegramm von einem potentiell aktiven oder aktiven Port T3/R3, dh ein Port-Select-Telegramm mit P pA = 1, einer anderen Reihe empfängt, schaltet den Port T4/R4 auf potentiell aktiv bzw. aktiv und sendet eine parametrier bare Anzahl von Port-Select-Telegrammen mit P pA = 1. A network subscriber to a disabled port T4 / R4 is a port select telegram from a potentially active or active port T3 / R3, ie a port select telegram receives with P pA = 1, another series, switches the port T4 / R4 on potentially active or active and sends a parameterized bare number of port select messages with P pA = 1st

Den Ports T4/R4 ist jeweils ein Aktiv-Timer zugeordnet, der mit einem einstellbaren Takt inkrementiert wird. The ports T4 / R4 is in each case an active timer associated with which is incremented with an adjustable clock. Der Aktiv- Timer mißt die Zeit seit dem letzten Empfang eines Port- Select-Telegramms mit gesetztem Potentiell-Aktiv-Bit P pA = 1. Jedes über Port T4/R4 empfangene Port-Select-Telegramm mit gesetztem Potentiell-Aktiv-Bit P pA = 1 setzt den Aktiv-Timer zurück und startet ihn neu. The active timer measures the time since the last reception of a port select telegram with a set Potentially active bit P pA = 1. Each port via T4 / R4 received port select telegram with a set Potentially active bit P pA = 1 resets the active timer and restarts it. Empfangene Port-Select-Telegramme mit P pA = 0 setzen den Aktiv-Timer zurück, ohne ihn zu starten. Received port select messages with P pA = 0 reset the active timer without starting it.

Ein Netzwerkteilnehmer mit einem potentiell aktiven oder aktiven Port T4/R4 deaktiviert diesen Port, wenn A network device with a potentially active or active port T4 / R4 disables this port when

  • 1. über Port T4/R4 ein Port-Select-Telegramm mit P pA = 0 empfangen wird, 1 is received via port T4 / R4 is a port select message with P pA = 0,
  • 2. über Port T1/R1 oder T2/R2 ein Port-Select-Telegramm empfangen wird mit P pA = 1 und einem empfangenen Wert des Aktiv-Timers, der kleiner als die eigene Aktivzeit ist, wobei der eigene Aktiv-Timer in diesem Fall zurückgesetzt wird, ohne neu gestartet zu werden, oder 2. a port select message is received via port T1 / R1 or T2 / R2 with P pA = 1 and a received value of the active timer, which is smaller than its own active time, the own active timer in this case reset without being restarted, or
  • 3. die vom Aktiv-Timer gemessene Zeit einen parametrierbaren Maximalwert erreicht. 3. measured by the active timer time reaches a programmable maximum value.

Im eingeschwungenen Zustand senden in jedem virtuellen Switch, dh in jeder Reihe, alle Netzwerkteilnehmer mit einer potentiell aktiven T3/R3-Verbindung zu einer benach barten, über die Ports T3/R3 angeschlossenen Reihe zyklisch in jedem Meldeintervall Δt M jeweils ein Port-Select-Telegramm über die Ports T1/R1 und T2/R2. In the steady state send in each virtual switch, that is, in each row, Benach disclosed all network devices with a potentially active T3 / R3 connection to a, connected via ports T3 / R3 series cyclically in each reporting interval At each M is a port select telegram via the ports T1 / T2 and R1 / R2.

Zusätzlich senden in jedem virtuellen Switch folgende Netz werkteilnehmer ein Port-Select-Telegramm über die Ports T1/R1 und T2/R2: In addition, in each virtual switch following network send a factory subscriber port select telegram via the ports T1 / T2 and R1 / R2:

  • 1. jeder Netzwerkteilnehmer bei der Initialisierung mit K R = K E = Quelladresse.0.Quelladresse.Port_ID, 1. Each network device upon initialization with K R = K E = Quelladresse.0.Quelladresse.Port_ID,
  • 2. jeder Netzwerkteilnehmer mit einem potentiell aktiven Kommunikationskanal über den Port T3/R3 zu einer Reihe mit der Adresse R n , wenn er ein Konfigurationstelegramm über Port T3/R3 empfängt, 2. Each network device with a potentially active communication channel through the port T3 / R3 to a number with the address R n, if he / she receives a configuration telegram via port T3 R3,
  • 3. jeder Netzwerkteilnehmer mit einem potentiell aktiven Kommunikationskanal über Port T4/R4 zu einer Reihe mit der Adresse R i , wenn er ein Konfigurationstelegramm über Port T4/R4 empfängt, 3. Each network device with a potentially active communication channel via port T4 / R4 to a row with the address R i, if he / she receives a configuration telegram via port T4 R4
  • 4. jeder Netzwerkteilnehmer, bei dem der Kombinations- Alterungszähler eines potentiell aktiven oder aktiven Ports den Schwellwert "maximales Alter" erreicht, wobei die für diesen Port gespeicherten Kombinationen K E und K R gelöscht und neu berechnet werden und wobei zunächst ein Port-Select-Telegramm mit 4. Each network device, wherein the combination aging counter of a potentially active or active ports reaches the threshold "Max Age", wherein the data stored for that port combinations K D and K R are erased and re-calculated, and wherein first a port select telegram with
    K R = K E = Quelladresse.O.Quelladresse.Port_ID K R = K E = Quelladresse.O.Quelladresse.Port_ID
    gesendet wird, is sent,
  • 5. jeder Netzwerkteilnehmer mit einem potentiell aktiven oder aktiven Port, dessen gespeicherte Kombination K R "besser" ist als die Kombination K R im empfangenen Port- Select-Telegramm, wobei die für diesen Port gespeicherte Kombination K R gelöscht und neu berechnet wird und wobei ein Port-Select-Telegramm mit der besten bisher empfange nen Kombination für diesen Port 5. Each network device with a potentially active or active port, the stored combination K R is "better" than the combination of K R in the received port select message, said stored for this port combination K R is erased and re-calculated, and wherein a port select message with the best ever receive nen combination for this port
    K E = Root_ID.Cost.Transmitter_ID.Port_ID und mit K E = Root_ID.Cost.Transmitter_ID.Port_ID and
    K R = min{K E , empfangener Wert von K R } gesendet wird und K R = K min {E, R} received value of K is sent and
  • 6. jeder Netzwerkteilnehmer, dessen Port T4/R4 von deakti viert auf potentiell aktiv oder aktiv umgeschaltet wird, sendet eine parametrierbare Anzahl von Port-Select- Telegrammen mit P pA = 1. 6, each network subscriber whose port T4 / R4 of deakti fourth to potentially active or active is switched sends a configurable number of port select messages with P = pA. 1

Alle Empfänger eines Port-Select-Telegramms mit einem deaktivierten Kommunikationskanal zu einer anderen Reihe speichern die vom zugehörigen potentiell aktiven oder aktiven Port des virtuellen Switches gesendeten Werte K E und K R . Store all the receiver of a port select telegram with a deactivated communication channel to the another row from the associated active or potentially active port of the virtual switch values sent K E and K R.

Fig. 8 zeigt das Ergebnis der Anwendung der Port-Select- Telegramme in Kombination mit dem modifizierten Spanning- Tree-Verfahren auf jede Reihe des dargestellten dreidimensionalen Netzwerks. Fig. 8 shows the result of applying the port select messages in combination with the modified spanning tree process to each row of the three-dimensional network shown.

Eine Redundanz im Netzwerk soll sicherstellen, daß physika lische Fehler, elektromagnetische Störungen, Netzwerkerwei terungen oder ein Komponentenaustausch die Kommunikation zwischen den Netzwerkkomponenten nicht beeinträchtigen. A redundancy in the network is to ensure that physika metallic errors, electromagnetic interference, Netzwerkerwei Chippings or component replacement does not affect communication between the network components. Voraussetzung hierfür ist nicht nur eine schnelle Erkennung von Fehlern oder Netzwerkmodifikationen und eine schnelle Netzrekonfiguration, sondern auch ein möglichst kleiner Netz werkbereich, der während der Rekonfigurationszeit von den Auswirkungen des Fehlers oder der Netzwerkmodifikation betroffen ist. This requires not only rapid detection of errors or network modifications and rapid network reconfiguration, but also on a small power plant area that is affected during the reconfiguration of the effects of the error or network modification.

Durch die Redundanzverwaltung ist eine Redundanz innerhalb jeder Reihe eines Netzwerks, bezüglich der Kommunikations kanäle zwischen jeweils zwei miteinander verbundenen Reihen und eine Redundanz in bezug auf das gesamte Netzwerk möglich. Due to the redundancy management, redundancy within each row of a network, with respect to the communication channels between two interconnected rows and redundancy with respect to the entire network possible. Dabei ist Schleifenfreiheit durch den modifizierten Spanning- Tree-Algorithmus gewährleistet. In this loop freedom is guaranteed by the modified spanning tree algorithm.

Diese Art der Redundanz ermöglicht in vorteilhafter Weise kurze Rekonfigurationszeiten bei minimalem Hardwareaufwand und ist deshalb mit geringem Aufwand realisierbar. This type of redundancy enables advantageously short reconfiguration times with minimal hardware expense and is therefore implemented with little effort. Zudem wird der Netzwerkbereich begrenzt, der während der Rekonfigura tionszeit an den Auswirkungen eines Fehlers oder von einer Netzwerkkonfiguration betroffen ist. In addition, the network range is limited, which is affected by the impact of a failure or a network configuration during Rekonfigura tion time.

Um Redundanz in einer Reihe linienförmig verschalteter Netz werkteilnehmer zu gewährleisten, wird ein Ring gebildet, wie es in Fig. 6 beispielsweise mit den Netzwerkteilnehmern 100 . To ensure redundancy in a series of interconnected linear network subscriber, a ring is formed, as shown in FIG. 6, for example with the network participants 100th . , . , 107 der Fall ist. 107 is the case. Ein Netzwerkteilnehmer, beispiels weise der Netzwerkteilnehmer 100 , der sich an einem Ende der Reihe befindet, muß im Redundanz-Mode betrieben werden. A network device, example, the network nodes 100, which is located at one end of the row must be operated in redundant mode. Er hat die Funktion eines Redundanz-Managers. It has the function of a redundancy manager.

Durch Setzen eines Redundanzbits im Parameterregister wird dieser Netzwerkteilnehmer in dem Redundanz-Mode geschaltet. This network device is switched to the redundant mode by setting a redundancy in the Parameters tab. Zur Überprüfung der Reihe sendet er an Port 1 zyklisch ein Telegramm Test1 mit der MAC-Adresse des Ports 1 als Quell adresse. To check the number it sends to port 1 cyclically a telegram Test1 with the MAC address of the port 1 as the source address. Die Zykluszeit beträgt beispielsweise 10 ms. The cycle time is, for example, 10 ms. An Port 2 wird zyklisch ein Telegramm Test2 mit der MAC-Adresse des Ports 2 als Quelladresse versendet. On port 2, a telegram is sent Test2 with the MAC address of the port 2 as the source address cyclically. Die Zykluszeit beträgt ebenfalls beispielsweise 10 ms. The cycle time also is for example 10 ms. Das Test2-Telegramm wird um die halbe Zykluszeit versetzt versendet, somit 5 ms nach dem Telegramm Test1. The Test2 telegram is sent offset by half the cycle time, thus 5 ms after the telegram Test1. Ist die Reihe nicht unterbrochen, werden die am Port 1 versendeten Telegramme Test1 am Port 2 wieder emp fangen und ebenso die Test2-Telegramme in umgekehrter Rich tung. If the series is not interrupted, the sent on Port 1 telegrams Test1 on port 2 are recaptured emp and also the Test2 telegrams tung in reverse Rich. In diesem Fall ist der Kommunikationskanal zwischen den beiden Ports 1 und 2 innerhalb des Netzwerkteilnehmers, der als Redundanz-Manager betrieben wird, aufgetrennt, so daß alle am Port 2 empfangenen Datentelegramme herausgefiltert und von den am Port 1 empfangenen Telegrammen nur die an die eigene Stationsadresse gerichteten akzeptiert werden. In this case, the communication channel between the two ports 1 and 2 is separated within the network participant, which is operated as a redundancy manager, so that all received at Port 2 data messages are filtered out and received on Port 1 telegrams only their own to the station address accepted statements.

Der als Redundanz-Manager betriebene Netzwerkteilnehmer schließt den Ring, dh er leitet empfangene Telegramme zwischen dem Port 1 und 2 weiter, wenn innerhalb eines para metrierbaren Zeitintervalles von beispielsweise 100 ms an einem der beiden Ports kein Testtelegramm empfangen wird oder wenn ein Telegramm "link-down" von einem Netzwerkteilnehmer der jeweiligen Reihe empfangen wird, der eine Unterbrechung des Kommunikationskanals zum nächsten Netzwerkteilnehmer festgestellt hat. The operated as a redundancy manager network subscriber closes the ring, ie it forwards received messages between the port 1 and 2 above, if no test message is received within a para metrierbaren time interval of for example 100 ms to one of the two ports, or if a telegram "link- down "is received from a network subscriber of the respective row, which has detected an interruption of the communication channel to the next network participant. Der von der Unterbrechung betroffene Port des Netzwerkteilnehmers wird deaktiviert. The port affected by the interruption of the network station is disabled. Voraussetzung für die Reaktivierung dieses Ports ist die Wiederherstellung der Verbindung zum anderen Netzwerkteilnehmer für eine bestimmte Mindestzeit von beispielsweise 1,6 s oder der Empfang eines Telegramms "link-up" vom Redundanz-Manager. Condition for the reactivation of this port is the restoration of the connection to the other network subscriber for a certain minimum time, for example 1.6 s, or the reception of a message "link-up" from the redundancy manager. Mit dem Schließen des Rings wird an den Ports 1 und 2 des Redundanz-Managers ein Telegramm "link-down" verschickt, um alle anderen Netz werkteilnehmer der Reihe über die neue Reihenstruktur zu informieren. With the closing of the ring a telegram "link-down" is sent to inform all the other network nodes of the series about the new range structure at ports 1 and 2 of the redundancy manager. Testtelegramme werden weiterhin zyklisch versen det. Test frames will continue to cyclically verses det.

Der als Redundanz-Manager betriebene Netzwerkteilnehmer öffnet den Ring, wenn wieder ein Testtelegramm über die bisher unterbrochene Strecke empfangen wird oder wenn ein Telegramm "link-up" vom Netzwerkteilnehmer der Reihe emp fangen wird, dessen Kommunikationskanal zum benachbarten Netzwerkteilnehmer seit einer bestimmten Mindestzeit von beispielsweise 1,6 s nicht mehr unterbrochen ist. The operated as redundancy manager network user opens the ring if another test message is received via the previously interrupted route or if a telegram "link-up" is captured by the network nodes one emp whose communication channel to the neighboring network subscriber for a certain minimum time, for example, 1.6 s is no longer interrupted. Mit dem Öffnen des Rings wird an den Ports 1 und 2 des Redundanz- Managers ein Telegramm "link-up" verschickt, um alle anderen Netzwerkteilnehmer der Reihe über die neue Ringstruktur zu informieren. With the opening of the ring a telegram "link-up" is sent to inform all the other network nodes one on the new ring structure at ports 1 and 2 of the redundancy manager. Testtelegramme werden weiterhin zyklisch versen det. Test frames will continue to cyclically verses det. Jeder Netzwerkteilnehmer der Reihe setzt mit dem Empfang eines "link-up" oder "link-down"-Telegramms die für die Tele grammweiterleitung notwendigen Register zurück. Every network device sequentially interspersed with the receipt of a "link-up" or "link-down" telegram back the program forwarding required for Tele register.

Eine redundante Ausführung der Kommunikationskanäle zwischen zwei Reihen erfordert mindestens zwei getrennte Kommunika tionspfade. A redundant design of the communication channels between two rows requires at least two separate paths tion communica. Für den Datenaustausch zwischen den Reihen darf jedoch maximal ein einziger Pfad verwendet werden. However, a single path can max be used for data exchange between the rows. Die Aus wahl dieses potentiell aktiven Kommunikationskanals zwischen zwei Reihen erfolgt mit Hilfe von Port-Select-Telegrammen. The choice from this potentially active communication channel between two rows is done using port select messages. Ist ein potentiell aktiver Kommunikationskanal als fehlerhaft erkannt, wird dieser deaktiviert und ein anderer Kommunika tionspfad auf potentiell aktiv geschaltet. Is a potentially active communication channel identified as defective, it will be deactivated and another communica tion path switched to potentially active. Für die Umschalt zeit von deaktiviert auf potentiell aktiv gilt: applies potentially active for the switchover time from deactivated to:
Umschaltzeit ≧ Δt timeout + Δt rowdelay , wobei Δt timeout das Timeout- Intervall ist und Δt rowdelay der zweifachen Worst-Case- Durchlaufzeit eines Port-Select-Telegramms durch die Reihe entspricht. ≧ switching time .DELTA.t timeout + .DELTA.t rowdelay, where .DELTA.t is the timeout timeout interval .DELTA.t and rowdelay twice the worst-case cycle time of a port select telegram by the row corresponds. Die Umschaltzeit ist somit von der Anzahl der Netzwerkteilnehmer, die eine Reihe bilden, abhängig. The changeover time is thus of the number of network nodes that form a number, dependent. Sie liegt z. It is for. B. für eine Reihe aus 50 Netzwerkteilnehmern in der Größenordnung von 200 ms, wenn ein Timeout-Zeitintervall von 150 ms angenommen wird. B. for a series of 50 network stations in the order of 200 ms when a timeout interval of 150 ms is adopted.

Zudem ist eine Redundanz in einem dreidimensionalen Netzwerk möglich. Furthermore, redundancy is possible in a three-dimensional network. Ist die Schleifenfreiheit bereits durch die Netz werkstruktur gegeben, dh existiert keine Netzwerkredundanz, so ist jeder potentiell aktive Kommunikationspfad zwischen zwei Reihen auch aktiv. Has already given plant structure through the network, the loop-free, ie there is no network redundancy, each potentially active communication path between two rows is also active. In diesem Fall ist die Anwendung des beschriebenen modifizierten Spanning-Tree-Algorithmus nicht erforderlich. In this case, the application of the modified spanning tree algorithm described is not necessary. Bei Netzwerkredundanz stellt der modifizierte Spanning-Tree-Algorithmus Schleifenfreiheit zwischen den Reihen sicher. For network redundancy ensures the modified spanning tree algorithm loop freedom between the rows. Eine Rekonfiguration eines Netzwerks mit dem modifizierten Spanning-Tree-Algorithmus ist nur bei Fehlern oder Netzwerkmodifikationen erforderlich, die nicht durch die Redundanz innerhalb einer Reihe oder die Redundanz der Kommu nikationskanäle zwischen zwei Reihen bearbeitet werden. Reconfiguration of a network with the modified spanning tree algorithm is required only for faults or network modifications are processed between two rows that do not nikationskanäle by the redundancy within a row or the redundancy of the commu. Bei einem Netzwerk mit derartigen Netzwerkteilnehmern ist die Übertragungszeit vom Sender zum Empfänger von der Anzahl der Netzwerkteilnehmer, über welche ein Telegramm weitergeleitet wird, abhängig und kann nicht vernachlässigt werden. In a network with such a network subscribers is the transmission time from the transmitter to the receiver on the number of network nodes through which a message is forwarded, dependent and can not be neglected. Die Übertragungszeit eines Telegramms erhöht sich bei jedem Netzwerkteilnehmer, der das Telegramm weiterleitet, um eine teilnehmerspezifische Delay-Time Δt i , die aus den folgenden Zeiten zusammengesetzt ist: The transmission time of a telegram increments on every network station, which forwards the message to a subscriber-specific delay time .DELTA.t i, which is composed of the following times:

  • 1. Durchlaufzeit durch den Physical-Layer-Baustein, bei spielsweise den Baustein 36 in Fig. 2, in Empfangs richtung vom Empfang des ersten Bits eines Nibbles bis das Nibble am MII mit in "RX_DV = 1" als gültig ausge geben wird. Will be in Fig. 2, in receiving direction from the reception of the first bits of nibbles until the nibble at the MII, with "RX_DV = 1" as validly 1st cycle time through the physical layer block, wherein playing the block 36th Diese Zeit beträgt beispielsweise 21 T Bit für DP83843 PHYTER von NSC, wobei T Bit bei 10 MBaud-Übertra gungsrate 100 ns und bei 100 MBaud-Übertragungsrate 10 ns entspricht. This time is, for example, 21 T bit for DP83843 PHYTER of NSC, wherein T bit transmission rate at 10 Mbaud Übertra 100 ns at 100 Mbps transmission rate corresponds to 10 ns.
  • 2. Aufenthaltszeit im Netzwerkteilnehmer vom Empfang eines Nibbles bis zum Versenden desselben Nibbles. 2. residence time in the network subscriber from receiving a nibble to send the same nibble. Falls der Teilnehmer gerade ein eigenes Telegramm versendet und im Receive-Buffer bereits ein Telegramm eingetragen ist, kann die Datenweiterleitung im Vergleich zum ungestörten Betrieb um bis zu (3k × 8) × T Bit verzögert werden. If the subscriber is sent a private message and receive buffer a telegram has already been entered, the data transmission may be delayed compared to the smooth operation of up to (3k × 8) × T bit.
  • 3. Durchlaufzeit durch den Physical-Layer-Baustein, über welchen das Telegramm in Senderichtung weitergeleitet wird, von der ersten steigenden Flanke eines Transmit- Clocksignals nach dem Bereitstellen eines Nibbles am MII bis zum ersten gesendeten Bit dieses Nibbles. 3. cycle time through the physical layer block, which is forwarded via the telegram in the transmission direction, to the first transmitted from the first rising edge of a Transmit Clock signal after providing a nibble on MII this bit nibbles. Diese Durchlaufzeit beträgt beispielsweise für DP83843 PHYTER von NSC 6 T Bit . This lead time is, for example, DP83843 PHYTER NSC 6 T bit.
  • 4. Laufzeit über die Leitungen zwischen zwei benachbarten Netzwerkteilnehmern. 4. Term via the lines between two adjacent network devices.

Die Summe der unter 1, 3 und 4 angegebenen Zeiten ist eine feste Größe und wird als Durchlaufzeit Δt DLZ bezeichnet. The sum of the indicated under 1, 3 and 4 times is a fixed size and is referred to as cycle time .DELTA.t DLZ. Sie kann entweder parametriert oder von den Netzwerkteilnehmern ausgemessen werden. You can either be parameterized or measured by the network participants. Eine Änderung dieser Durchlaufzeit Δt DLZ ist nur möglich, wenn ein Netzwerkteilnehmer aus dem Netzwerk entfernt oder in das Netzwerk hinzugefügt oder wenn die Verkabelung geändert wird. Changing these run time At DLZ is only possible if a network station removed from the network or added to the network or if the wiring is changed.

Mit der folgenden Sequenz von Telegrammen, welche Netz werkteilnehmer beispielsweise nach der Initialisierung oder auf Anforderung ausführen, kann die Durchlaufzeit Δt DLZ bestimmt werden: With the following sequence of telegrams which perform network subscriber, for example, after initialization or upon request, the processing time .DELTA.t DLZ can be determined:

  • 1. Jeder Netzwerkteilnehmer, der neu in das Netzwerk aufge nommen wird, sendet seinen vier benachbarten Netzwerk teilnehmern jeweils ein sogenanntes DLZ-Telegramm, dh ein erstes Telegramm zur Laufzeitermittlung. 1. Each network device, the newly set in the network is accepted, transmits its four adjacent network participants in each case a so-called DLZ telegram, ie a first telegram runtime determination. Dieses Tele gramm ist in der 16-Bit-Type-Adresse eindeutig gekenn zeichnet. This Tele program is unambiguously marked in the 16-bit type address.
  • 2. Der neue Netzwerkteilnehmer startet einen DLZ-Timer 1, nachdem das letzte Nibble des Type-Feldes des DLZ-Tele gramms dem Media-Independent-Interface (MII) des Ports 1 zum Versenden zur Verfügung gestellt wurde. 2. The new network subscriber starts a DLZ timer 1 after the last nibble of the type field of the DLZ Tele program the Media Independent Interface (MII) of the port has been one provided for sending. Entsprechend startet er einen DLZ-Timer 2, 3 und 4 für das Versenden über die Ports 2, 3 bzw. 4. Accordingly, it starts a timer DLZ 2, 3 and 4 for sending via the ports 2, 3 and 4 respectively.
  • 3. Jeder der maximal 4 benachbarten Netzwerkteilnehmer startet nach dem Empfang des letzten Nibbles des Type- Feldes des DLZ-Telegramms an seinem MII seinen DLZ-Timer des jeweiligen Ports. 3. Each of a maximum of 4 neighboring network subscriber starts after the reception of the last nibble of the field of the Type- DLZ telegram to its MII its DLZ timer of the respective ports. Das empfangene DLZ-Telegramm wird nicht weitergeleitet, sondern dem Sender ergänzt um die Aufenthaltszeit in den jeweiligen Ethernet-Kontroller des Netzwerkteilnehmers wieder zurückgeschickt. The received DLZ telegram is not forwarded, but complements the transmitter sent back to the residence time in the Ethernet controller of the network station. Hat dieser benachbarte Netzwerkteilnehmer das letzte Nibble des Type-Feldes des auf diese Art modifizierten DLZ-Tele gramms seinem zu dem neu zugeschalteten Netzwerkteilneh mer gerichteten MII übergeben, hält er den DLZ-Timer an und sendet die im DLZ-Timer gespeicherte Aufenthaltszeit mit dem Datenfeld des Telegramms zu dem neu zugeschalte ten Netzwerkteilnehmer. Did this neighboring network stations, the last nibble of the type field of the modified in this way DLZ Tele program passed his to the newly connected Netzwerkteilneh mer directed MII, it stops the DLZ timer and sends the information stored in DLZ timer residence time with the data field the telegram to the newly turn th network participants.
  • 4. Der neu in das Netzwerk aufgenommene Netzwerkteilnehmer stoppt mit dem Empfang des letzten Nibbles des Type- Feldes an seinem MII des jeweiligen Ports den zugeordne ten DLZ-Timer 1, 2, 3 bzw. 4. 4. The re-recorded in the network network subscriber stops with the reception of the last nibble of the Type- field at its respective port of the MII supplied to arrange th DLZ timer 1, 2, 3 and 4 respectively.
  • 5. Beispielsweise für Port 1 des neu zugeschalteten Netzwerkteilnehmers kann die Durchlaufzeit Δt DLZ1 berechnet werden nach der Formel: Δt DLZ1 = (T DR - T DA ) : 2, mit T DR - mit dem DLZ-Timer 1 gemessene Antwortzeit und T DA - gemessene Aufenthaltszeit im benachbarten Netzwerk teilnehmer. 5. For example, for port 1 of the newly connected network subscriber can be calculated according to the formula, the pass time At DLZ1: .DELTA.t DLZ1 = (T DR - T DA): 2, with T DR - measured with the DLZ timer 1 response time and T DA - measured residence time in the neighboring network subscriber.
    In entsprechender Weise werden die Durchlaufzeiten Δt DLZ2 , Δt DLZ3 und Δt DLZ4 für die übrigen Ports des neu in das Netz werk eingefügten Netzwerkteilnehmers berechnet. Correspondingly, the throughput times .DELTA.t DLZ2, .DELTA.t DLZ3 and .DELTA.t DLZ4 are calculated for the remaining ports of the new factory in the network inserted network participant. Die so ermittelten Durchlaufzeiten werden im Modul 52 ( Fig. 2) als Parameter hinterlegt. The cycle times are thus determined (Fig. 2) in the module 52 stored as a parameter.
  • 6. Der neu zugeschaltete Netzwerkteilnehmer sendet mit einem weiteren Telegramm die gemessenen Durchlaufzeiten über den jeweils zugeordneten Port an die benachbarten Netz werkteilnehmer. 6. The newly connected network subscriber sends network stations the measured cycle times over the respectively associated port to the neighboring network with another message.

Die beschriebene Ermittlung der Durchlaufzeiten ist bei der Initialisierung eines Netzwerks nur bei jedem zweiten Netz werkteilnehmer erforderlich. The determination of the processing times is factory-described subscriber required during initialization of a network only at every other network.

Eine Uhrzeitsynchronisation hat die Aufgabe, die Uhren mehrerer oder aller Netzwerkteilnehmer zu synchronisieren. Time synchronization has the task to synchronize the clocks of several or all network participants. Dabei werden vorteilhaft die Kommunikationskanäle zwischen Netzwerkteilnehmern im Vollduplex-Mode betrieben, damit die Übertragung von Telegrammen deterministisches Verhalten zeigt. The communication channels between network devices in full-duplex mode are advantageously operated so that the transmission of telegrams is deterministic behavior.

Die Übertragungszeit von einem Sender zu einem Empfänger ist in einem Netzwerk von der Anzahl der Netzwerkteilnehmer, über welche das Telegramm geleitet wird, abhängig und kann nicht vernachlässigt werden. The transmission time from a sender to a receiver in a network of the number of network devices through which the message is directed, dependent and can not be neglected.

Eine Uhrzeitsynchronisation kann beispielsweise mit zwei speziellen Telegrammen durchgeführt werden. Time synchronization can be performed, for example, with two special telegrams. Fig. 9 zeigt den allgemeinen Aufbau eines Telegramms. Fig. 9 shows the general structure of a telegram. Ein erstes Feld 140 enthält eine Destination-Adresse, dh eine Adresse der Teil nehmer, an welche das Telegramm gerichtet ist, von beispiels weise 48 Bit Länge. A first field 140 contains a destination address, that is, an address of the slave part, to which the message is directed, by example, 48 bits in length. Ein zweites Feld 141 enthält eine Source- Adresse, die Adresse des jeweils sendenden Netzwerkteilneh mers, deren Länge ebenfalls beispielsweise 48 Bit beträgt. A second field 141 contains a source address, the address of the respective transmitting Netzwerkteilneh mers whose length is also, for example, 48 bits. In einem Type-Feld 142 mit beispielsweise 16 Bit wird eine Ken nung des Telegramms übertragen 11991 00070 552 001000280000000200012000285911188000040 0002010004425 00004 11872. Die Nutzdaten des Telegramms werden in einem Datenfeld 143 variabler Länge gesendet. In a Type field 142 with, for example, a 16-bit Ken voltage of the telegram is transmitted 11991 00070 552 001000280000000200012000285911188000040 0002010004425 00004 11872. The payload of the message to be sent 143 variable length in a data field. Been det wird das Telegramm durch eine Check-Sequence von 144 , die im wesentlichen zur Überprüfung der Übertragungsqualität dient. Det completed the message is by a check sequence 144 that is used essentially for checking the transmission quality. Telegramme zur Uhrzeitsynchronisation können durch eine besondere Multicast-Adresse als Destination-Adresse 140 und/oder durch eine neu zu definierende Type-Adresse im Type- Feld 142 gekennzeichnet werden. Frames for the time synchronization can be characterized by a special multicast address as the destination address 140 and / or through a newly defined type field address in the Type- 142nd

Fig. 10 zeigt eine Auftragsliste, die beispielsweise im RAM 22 in Fig. 2 abgelegt sein kann. Fig. 10 shows an order list, which may be for example, stored in the RAM 22 in Fig. 2. In eine derartige Auftrags liste werden Telegramme, die über das Netzwerk übertragen werden sollen, eingetragen. In such a job list are messages to be transmitted over the network, registered. Wenn keine Priorisierung der Übertragung vorgesehen ist, wird jeweils das untenstehende Telegramm als nächstes übertragen. If no prioritization of the transmission is provided below telegram is transmitted next, respectively. Es kann somit vorkommen, daß beispielsweise ein fertiggestelltes Telegramm 151 erst dann übertragen wird, wenn zwei zuvor in die Auftragsliste eingetragene Telegramme 152 und 153 übertragen wurden. It may happen so that, for example a finished telegram 151 is only transferred when two previously registered in the job list telegrams have been transferred 152 and 153rd Je nach Menge der anstehenden Aufträge ist daher die Sendever zögerungszeit eines Telegramms in einem Netzwerkteilnehmer nach seinem Eintrag in die Auftragsliste variabel. Therefore, depending on the amount of the pending orders, the broadcast distribution delay time of a message in a network subscriber after his entry in the job list is variable. Im folgen den wird eine Möglichkeit beschrieben, wie der Einfluß der Sendezeitverzögerung bei der Uhrzeitsynchronisation vermieden werden kann: In follow describes one way in which the influence of the transmission time delay can be avoided in the time synchronization:

  • 1. Bei einem Uhrzeit-Master, dh ein Netzwerkteilnehmer, auf dessen Uhr die Uhren der übrigen Netzwerkteilnehmer syn chronisiert werden, trägt ein SM-Time0 Telegramm, ein ers tes Telegramm zur Uhrzeitsynchronisation, in eine Auftragsliste ein, startet für jeden Port P, P = 1, 2, 3, 4, einen Delay-Timer und merkt sich die Startzeit dieser Timer. 1. At a time master, ie, a network station, the clocks of other network stations are chronises syn on the clock, wearing a SM-TIME0 telegram, a ers tes telegram for time synchronization in an order list, starts for each port P, P = 1, 2, 3, 4, a delay timer and notes the start time of this timer.
  • 2. Der Delay-Timer von jedem Port P, P = 1, 2, 3, 4, wird beim Uhrzeit-Master angehalten, nachdem das letzte Nibble des Type-Feldes des SM-Time0 Telegramms dem MII des jeweiligen Ports zum Versenden zur Verfügung gestellt wurde. 2. The delay timer of each port P, P = 1, 2, 3, 4 is stopped at the time master after the last nibble of the Type field of the SM-TIME0 telegram the MII of the respective ports for sending available was made. Damit ist die Sendeverzögerungszeit bestimmt. Thus, the transmission delay time is determined. Ein Nibble ist definiert als ein halbes Byte, dh, es ist eine Folge von 4 Bit. A nibble is defined as a half-byte, that is, it is a sequence of 4 bits.
  • 3. Jeder benachbarte Netzwerkteilnehmer startet nach dem Empfang des letzten Nibbles des Type-Feldes des SM-Time0 Telegramms am MII seines Ports P, P = 1, 2, 3 oder 4, seinen Delay-Timer mit dem Wert der jeweiligen Durch laufzeit Δt DLZp , die zuvor nach dem oben beschriebenen Verfahren gemessen oder von einem Bediener eingegeben wurde. 3. Each adjacent network subscriber starts after the reception of the last nibble of the Type field of the SM-TIME0 telegram at the MII its ports P, P = 1, 2, 3 or 4, its delay timer with the value of the respective transit time .DELTA.t DLZp that has previously been measured according to the method described above or entered by an operator. Zusätzlich wird die Adresse des Uhrzeit-Masters, die im SM-Time0 Telegramm als Source-Adresse empfangen wurde, gespeichert. In addition, the address of the time master that was received in the SM-TIME0 telegram as source address is stored.
  • 4. Zu dem Zeitpunkt, zu welchem der benachbarte Netzwerk teilnehmer das letzte Nibble des Type-Feldes des SM-Time0 Telegramms zur Weiterleitung an das MII eines anderen Ports anlegt, wird der Wert des Delay-Timers, der dem Port P, P = 1, 2, 3 bzw. 4, zugeordnet ist, abgespeichert. 4. At the time at which the neighboring network subscriber applies the last nibble of the Type field of the SM-TIME0 telegram for forwarding to the MII on a different port, the value of the delay timer, the port P, P = 1 is is 2, 3 or 4, associated with stored. Die Delay-Timer laufen jedoch weiter. However, the delay timer continue to run. Die gespeicherten Delay- Times der Ports entsprechen jeweils der oben definierten Übertragungszeit Δt i dieses Netzwerkteilnehmers. The stored delay Times of ports each corresponding to the transmission time .DELTA.t i defined above, this network station. Durch den Startwert Δt DLZp des Delay-Timers ist die Laufzeit des Tele gramms über die physikalische Übertragung bereits hinzu addiert. By the start value .DELTA.t DLZp the delay timer, the duration of the program Tele is already added over the physical transmission added.
  • 5. Anschließend trägt der Uhrzeit-Master ein SM-Time1 Tele gramm, das im Datenfeld die Startzeit der Delay-Timer enthält, in die Auftragsliste ein. 5. Then, the time master transmits an SM-Time1 Message frame that contains the start time of the delay timer in the data field, into the job list. Bevor er dieses SM- Time1 Telegramm über einen Port P, P = 1, 2, 3, 4, sendet, ersetzt er die Startzeit der Delay-Timer durch die Uhr zeit, zu welcher das letzte Nibble des Type-Feldes des SM- Time0 Telegramms dem MII dieses Ports zum Versenden zur Verfügung gestellt wurde, dh durch die Summe der Start zeit der Delay-Timer und der gemessenen Delay-Time des jeweiligen Ports P. In das SM-Time1 Telegramm wird somit die um die Sendezeitverzögerung korrigierte Uhrzeit einge tragen. Before sending this telegram SM Time1 via a port P, P = 1, 2, 3, 4, replacing the starting time of the delay timer by the clock time at which the last nibble of the type field of the SM TIME0 telegram to the MII this port was made available to send, that is, by the sum of the starting time of the delay timer and the measured delay time of each port P. thus, the corrected to the transmission delay time will bear turned into the SM-Time1 message ,
  • 6. Jeder benachbarte Netzwerkteilnehmer, der ein SM-Time1 Telegramm empfängt, addiert jeweils die gespeicherte Delay-Time Δt i des zuvor über Port P, P = 1, 2, 3 bzw. 4, weitergeleiteten SM-Time0 Telegramms zu der im SM-Time1 Telegramm empfangenen Uhrzeit und sendet die so erhaltene Zeit mit einem aktualisierten SM-Time1 Telegramm über einen anderen Port zum nächsten Nachbar. , 6. Each adjacent network nodes which receives a SM-Time1 telegram in each case adds the stored delay time .DELTA.t i of the previously port P, P = 1, 2, 3 or 4, forwarded SM-TIME0 telegram to the in SM time1 telegram received time and sends the time thus obtained with an updated SM-time1 telegram over another port to the next neighbor. SM-Time1 Tele gramme werden nur von dem Netzwerkteilnehmer akzeptiert, der zuvor ein SM-Time0 Telegramm gesendet hatte. SM-Time1 telegrams are only accepted by the network participants who had previously sent an SM TIME0 telegram.

Mit dem Empfang des SM-Time1 Telegramms kennt der Uhrzeit- Slave, dh der benachbarte Netzwerkteilnehmer, die Startzeit seines Delay-Timers. With the receipt of the SM-Time1 telegram, the slave knows Timekeeping, ie the neighboring network users, the start time of its delay timer. Die synchronisierte Uhrzeit ergibt sich aus der Summe der im SM-Time1 Telegramm empfangenen Uhrzeit und der Delay-Time des Uhrzeit-Slaves für den jeweils empfan genden Port. The synchronized time results from the sum of the received in the SM-Time1 string time and the delay time of the time slaves for each are received, constricting port. Somit korrigiert der benachbarte Netzwerkteil nehmer die im zweiten Telegramm empfangene Uhrzeit um die Laufzeit und die Empfangszeitverzögerung. Thus, participants of the adjacent network part corrects the received telegram in the second time by the propagation time and the receiving delay.

Mit dem folgenden Ablauf ist alternativ zu der oben beschrie benen Möglichkeit eine Uhrzeitsynchronisation mit nur einem Telegramm möglich: With the following flow, a time synchronization with only one message is an alternative to the above beschrie surrounded possibility possible:

  • 1. Ein Uhrzeit-Master startet die den Ports zugeordneten Delay-Timer und trägt das Uhrzeittelegramm mit der Start zeit dieser Timer in die Auftragsliste ein. 1. A time master starts the ports associated delay timer and transmits the time telegram with the start time of timer in the order list.
  • 2. Der Delay-Timer jedes Ports P, P = 1, 2, 3, 4, wird beim Uhrzeit-Master angehalten, nachdem das letzte Nibble des Type-Feldes des Uhrzeittelegramms dem Media-Independent- Interface von Port P zum Versenden zur Verfügung gestellt wurde, dh nachdem das letzte Nibble des Type-Feldes zur physikalischen Übertragung bereitgestellt wurde. 2. The delay timer of each port P, P = 1, 2, 3, 4 is stopped at the time master after the last nibble of the Type field of the time frame the media Independent- Interface Port P for sending available was found that after the last nibble of the type field is provided for physical transmission. Der Netz werkteilnehmer addiert daraufhin die im Uhrzeittelegramm angegebene Startzeit der Delay-Timer zum Wert des Delay- Timers des jeweiligen Ports P und versendet diese Summe als um die Sendezeitverzögerung korrigierte Uhrzeit mit einem ersten Telegramm zur Uhrzeitsynchronisation über den jeweiligen Port P. then the network nodes adds the specified in the time frame set starting time of the delay timer to the value of the delay timer of the respective ports P and sends this sum as corrected by the transmission time delay time with a first frame to the time synchronization via the respective port P.
  • 3. Jeder benachbarte Netzwerkteilnehmer startet nach dem Empfang des letzten Nibbles des Type-Feldes des ersten Telegramms zur Uhrzeitsynchronisation an einem Port P, P = 1, 2, 3 oder 4, seinen zugeordneten Delay-Timer mit dem Wert der jeweiligen Durchlaufzeit Δt DLZP . 3. Each adjacent network subscriber starts after the reception of the last nibble of the Type field of the first telegram for time synchronization to a port P, P = 1, 2, 3 or 4, its associated delay timer with the value of the respective transit time .DELTA.t DLZP. Er mißt somit die Zeitverzögerung seit Empfang des ersten Telegramms. It thus measures the time delay from receipt of the first telegram.
  • 4. Zu dem Zeitpunkt, zu welchem der benachbarte Netzwerk teilnehmer das letzte Nibble des Type-Feldes des ersten Telegramms zur Uhrzeitsynchronisation zur Weiterleitung an das MII eines Ports anlegt, wird der Wert des Delay- Timers, der diesem Port zugeordnet ist, abgespeichert. 4. At the time at which the neighboring network subscriber applies the last nibble of the Type field of the first telegram for time synchronization for forwarding to the MII to a port, the value of the delay timer is associated with this port is stored. Die Delay-Timer laufen jedoch weiter. However, the delay timer continue to run. Die gespeicherten, den einzelnen Ports zugeordneten Delay-Times entsprechen je weils der Übertragungszeit Δt i dieses Netzwerkteilnehmers. The Delay Times stored, the individual ports associated with each weils in accordance with the transmission time .DELTA.t i this network participant. Sie wird jeweils zur empfangenen Startzeit der Delay-Timer addiert und mit einem zweiten Telegramm zur Uhrzeitsyn chronisation über einen anderen Port zum nächsten, dh einem dritten, Netzwerkteilnehmer weitergeleitet. It is respectively added to the received start time of the delay timer and a second telegram for Uhrzeitsyn chronization over another port to the next, that is, a third, forward network subscriber.

Mit dem Empfang eines ersten oder zweiten Telegramms zur Uhrzeitsynchronisation kennt der Uhrzeit-Slave die Startzeit seines Delay-Timers. With the receipt of a first or second telegram to the time synchronization of the time slave knows the start time of its delay timer. Die synchronisierte Uhrzeit ergibt sich aus der Summe der in einem ersten oder zweiten Telegramm empfangenen Uhrzeit und der Delay-Time des Uhrzeit-Slaves für den empfangenden Port P. The synchronized time resulting from the sum of the received in a first or second data string time and the delay time of the time slaves for the receiving port P.

Die beschriebenen Möglichkeiten zur Uhrzeitsynchronisation können in entsprechender Weise zur Synchronisation von Äqui distanz-Timern in den Netzwerkteilnehmern dienen. The possibilities for time synchronization described can be used in a similar manner to synchronize equi distance-timers in the network devices. Aufgabe von Äquidistanz-Timern ist es, mehreren oder allen Netzwerkteil nehmern zu ermöglichen, vorgegebene Aktionen äquidistant aus zuführen. Object of equidistance timers is to allow several or all network part holders, predetermined actions equidistant from out. Bei Regelungssystemen wird diese Funktion häufig als "elektronische Welle" bezeichnet. In control systems, this function is often referred to as "electronic shaft". Es soll bei allen Netzwerkteilnehmern, die über das Netzwerk miteinander ver bunden sind, ein Taktschläger generiert werden, mit dessen Takt jeweils Soll-Werte übergeben und Ist-Werte abgefragt werden. It is for all network users that are on the network connected to each other ver, a clock pulse is generated, each pass with the clock reference values ​​and actual values ​​can be queried. Ein Anwendungsbeispiel ist die Messung der elek trischen Leistung, wenn die dazu erforderlichen Strom- und Spannungsmeßwerte von getrennten Meßumformern erfaßt und über ein Netzwerk abgefragt werden. One example is the measurement of the elec tric power when the necessary current and voltage values ​​are detected by separate transmitters and retrieved over a network.

Vorausgesetzt wird, daß ein äquidistanter Zyklus von nur einem Äquidistanz-Master gesteuert wird. that an equidistant cycle is controlled by only one equidistant master is provided. Der Netzwerkteil nehmer, der die Funktion eines Äquidistanz-Masters übernimmt, besitzt einen Timer, der beim Start mit dem parametrierbaren Wert des Äquidistanz-Intervalls geladen wird. The network part of participants, which takes over the function of an equidistance Masters, has a timer which is loaded with the programmable value of the equidistance interval at startup. Der Timer ist freilaufend und wird mit jedem Bittakt dekrementiert. The timer is free running and is decremented with each bit clock. Ist der Timer abgelaufen, wird er wieder mit dem parametrierten Wert des Äquidistanz-Intervalls geladen und ein neuer Zyklus beginnt. If the timer has expired, it is loaded again with the parameterized value of the equidistance interval and a new cycle begins. Ein Unterschied eines Äquidistanz-Timers gegenüber einer Uhr ist somit die Laufrichtung. A difference of a contour interval timer to a watch is thus the running direction. Zur Korrektur eines mit Telegrammen übertragenen Timer-Standes müssen daher die Zeitverzögerungen nicht wie bei der Uhrzeit addiert, sondern subtrahiert werden. Therefore, the time delays must not be added as the time of day, but subtracted to correct a transmitted with telegrams timer object. Der oben verwendete Begriff "Uhrzeit- Synchronisation" soll daher so verstanden werden, daß er auch die Synchronisation von Äquidistanz-Timern einschließt. As used above, "time synchronization" is to be understood to imply that it also includes the synchronization of equidistance timers.

Für eine Synchronisation äquidistanter Aktionen gibt es beispielsweise folgende Möglichkeit: For synchronization equidistant actions there are for example the following way:

  • 1. Der Äquidistanz-Master trägt das Äquidistanz-Telegramm in die Auftragsliste ein. 1. The equidistant master carries the equidistance telegram into the job list. Er speichert jeweils den Wert des Äquidistanz-Timers ab, wenn das letzte Nibble des Type- Feldes des Äquidistanz-Telegramms an den MII der vier Ports P, P = 1, 2, 3, 4, übergeben wird, dh zur physi kalischen Übertragung bereitgestellt wird. He respectively stores the value of the contour interval timer from when the last nibble of the Type- is field of the equidistance telegram, passed to the MII of the four ports P, P = 1, 2, 3, 4, that is provided to physi-earth transfer becomes. Dieser für jeden Port P gespeicherte Wert Δt Äqui , welcher der verblei benden Zeit bis zum Ablauf des Äquidistanz-Intervalls entspricht, wird mit dem Äquidistanz-Telegramm über Port P zum benachbarten Netzwerkteilnehmer gesendet. This stored value for each port P .DELTA.t eq, corresponding to the verblei reproduced time until the end of equidistance interval is sent to the equidistance telegram via port P to the neighboring network nodes.
  • 2. Jeder Netzwerkteilnehmer startet nach dem Empfangen des letzten Nibbles des Type-Feldes des Äquidistanz-Telegramms am MII eines Ports, dh beim Empfangen des Äquidistanz- Telegramms von der physikalischen Übertragungsstrecke, einen Hilfs-Timer mit dem Wert der Durchlaufzeit Δt DLZP . 2. Each network subscriber starts after receiving the last nibble of the Type field of the equidistance telegram at the MII to a port, that is, upon receiving the Equidistance telegram from the physical transmission link, an auxiliary timer with the value of the cycle time .DELTA.t DLZP.
  • 3. Zu dem Zeitpunkt, zu welchem der benachbarte Netzwerk teilnehmer das letzte Nibble des Type-Feldes vom Äqui distanz-Telegramm zur Weiterleitung an das MII eines anderen Ports anlegt, wird der Wert des Hilfs-Timers abgespeichert. 3. At the time at which the neighboring network subscriber applies the last nibble of the Type field of the equi distance telegram for forwarding to the MII on a different port, the value of the auxiliary timer is stored. Der gespeicherte Wert des Hilfs-Timers entspricht der Übertragungszeit Δt i dieses Netzwerk teilnehmers für den Port P. Diese gespeicherte Zeit Δt i wird von der empfangenen Restzeit Δt Äqui bis zum nächsten Zyklusbeginn subtrahiert. The stored value of the auxiliary timer corresponding to the transmission time .DELTA.t i this network subscriber for the port P. This stored time .DELTA.t i is subtracted from the received remaining time .DELTA.t equi until the next cycle begins. Der benachbarte Netzwerkteilneh mer leitet die korrigierte Restzeit (Δt Äqui - Δt i ) mit dem Äquidistanz-Telegramm über den anderen Port zum nächsten benachbarten Netzwerkteilnehmer weiter. The adjacent Netzwerkteilneh mer passes the corrected remainder time (At equi - .DELTA.t i) with the equidistance telegram via the other port to the next adjacent network nodes. Zusätzlich lädt er die korrigierte Restzeit in seinen Äquidistanz-Timer, der mit jedem Takt dekrementiert wird. In addition, he invites the corrected time remaining in his equidistance timer that is decremented with each clock.
  • 4. Ist der Äquidistanz-Timer eines Äquidistanz-Slaves abgelaufen, so wird er zunächst mit dem parametrierten Wert des Äquidistanz-Intervalls geladen und mit jedem Bittakt dekrementiert. 4. If the equidistance timer of equidistance slaves expired, he is first charged with the parameterized value of the equidistance interval and decremented with each bit clock. Sobald ein neues Äquidistanz- Telegramm des Äquidistanz-Masters empfangen wird, lädt der Äquidistanz-Slave die in der beschriebenen Weise ermittelte Restzeit (Δt Äqui - Δt i ) bis zum nächsten Zyklusbeginn in den Äquidistanz-Timer. Once a new Equidistance telegram from the equidistance master is received, the slave loads the equidistance determined in the manner described rest time (At equi - .DELTA.t i) until the next cycle beginning in the equidistance timer.

Für die beschriebene Synchronisation von Äquidistanz-Timern sollte die maximale Übertragungszeit zwischen einem Sender und einem Empfänger im Netzwerk kleiner sein als die Länge des Äquidistanz-Intervalls. For the described synchronization of equidistance timers, the maximum transmission time between a transmitter and a receiver in the network should be less than the length of the equidistance interval.

In dem Ausführungsbeispiel wurde ein Netzwerk nach der Ethernet-Spezifikation beschrieben. In the embodiment, a network has been described according to the Ethernet specification. Die Erfindung ist jedoch ohne weiteres auch auf Fast-Ethernet, Gigabit-Ethernet oder andere Netzwerktypen anwendbar. The invention is readily applicable on Fast Ethernet, Gigabit Ethernet or other network types.

Claims (14)

  1. 1. Netzwerk mit mehreren Netzwerkteilnehmern, wobei ein erster Netzwerkteilnehmer dazu ausgebildet ist, ein erstes Telegramm zur Uhrzeitsynchronisation an einen zweiten Netz werkteilnehmer zu senden, in welchem die Durchlaufzeit des Telegramms über die physikalische Übertragungsstrecke zwischen dem ersten Netzwerkteilnehmer und dem zweiten Netz werkteilnehmer abgespeichert ist, dadurch ge kennzeichnet , daß das erste Telegramm eine um eine Sendezeitverzögerung korrigierte Uhrzeit des ersten Netzwerk teilnehmers enthält, und daß der zweite Netzwerkteilnehmer dazu ausgebildet ist, die Zeitverzögerung seit Empfang des ersten Telegramms zu messen und die im ersten Telegramm emp fangene Uhrzeit um die Durchlaufzeit und die Empfangszeitver zögerung zu korrigieren. 1. network with several network subscribers, wherein a first network station is adapted to transmit a first message frame for time synchronization to a second network subscriber, in which the cycle time of the message via the physical transmission path between the first network subscriber and the second network is factory subscriber stored, characterized in that the first message contains a corrected to a transmission delay time of the first network operator and that the second network station is adapted to measure the time delay since the reception of the first telegram, and the emp collected in the first string time to the lead time and the Empfangszeitver delay to correct.
  2. 2. Netzwerk nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der zweite Netzwerkteilnehmer weiterhin dazu ausgebildet ist, ein zweites Telegramm zur Uhrzeitsyn chronisation an einen dritten Netzwerkteilnehmer zu senden, das eine um die Durchlaufzeit und die Verzögerungszeit zwischen Empfang des ersten Telegramms und Senden des zweiten Telegramms korrigierte, empfangene Uhrzeit enthält. 2. Network according to claim 1, characterized in that the second network station is further configured to a second telegram for Uhrzeitsyn chronization to be sent to a third network subscriber, the one of the transit time and the delay time between receipt of the first telegram, and sending the second telegram corrected containing received time.
  3. 3. Netzwerk mit mehreren Netzwerkteilnehmern, wobei ein erster Netzwerkteilnehmer dazu ausgebildet ist, ein erstes Telegramm zur Uhrzeitsynchronisation an einen zweiten Netzwerkteilnehmer zu senden, in welchem die Durchlaufzeit des Telegramms über die physikalische Übertragungsstrecke zwischen dem ersten Netzwerkteilnehmer und dem zweiten Netzwerkteilnehmer abgespeichert ist, dadurch ge kennzeichnet, daß der erste Netzwerkteilnehmer weiterhin dazu ausgebildet ist, eine um eine Sendezeitver zögerung des ersten Telegramms korrigierte Uhrzeit des ersten Netzwerkteilnehmers abzuspeichern, daß der zweite Netzwerkteilnehmer dazu ausgebildet ist, die Zeitverzögerung seit Empfang des ersten Telegramms zu messen, wobei der erste Netzwerkteilnehmer weiterhin dazu ausgebildet ist, ein zweites Telegramm, das die um die Sendezeitverzögerung korrigierte Uhrzeit des ersten Netzwerkteilnehmers enthält, an den zweiten Netzwerkteilnehmer zu senden und wobei der zweite Netzwerkteilnehmer weiterhi 3. network with several network subscribers, wherein a first network station is adapted to transmit a first message frame for time synchronization to a second network subscriber, in which the cycle time of the message via the physical transmission path between the first network subscriber and the second network subscriber is stored, characterized ge indicates that the first network station is further configured to store a delay to a Sendezeitver of the first telegram corrected time of the first network subscriber, that the second network station is adapted to measure the time delay since the reception of the first telegram, wherein the first network subscriber continues to is configured to send a second telegram, which contains the corrected by the transmission time delay time of the first network user to said second network user and said second network subscriber weiterhi n dazu ausgebildet ist, die im zweiten Telegramm empfangene Uhrzeit um die Durchlaufzeit und die Empfangszeitverzögerung zu korrigieren. n is adapted to correct the in the second telegram received time to the lead time and the reception time delay.
  4. 4. Netzwerk nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß der zweite Netzwerkteilnehmer weiterhin dazu ausgebildet ist, das erste Telegramm an einen dritten Netzwerkteilnehmer weiterzuleiten, seine Verzögerungszeit der Telegrammweiterleitung zu messen und ein drittes Telegramm an den dritten Netzwerkteilnehmer zu senden, das eine um die Durchlaufzeit und die Verzögerungszeit der Telegrammweiter leitung des ersten Telegramms korrigierte, empfangene Uhrzeit enthält. 4. Network according to claim 3, characterized in that the second network station is further adapted to forward the first message to a third network subscriber, to measure its delay time of the message transmission and to transmit a third message to the third network subscriber, the one to the throughput time and the delay time of message forwarding corrected of the first telegram containing time received.
  5. 5. Netzwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Netzwerkteilnehmer einen ersten Timer ( 57 ) zur Bestimmung der Sendezeitverzögerung aufweist, den er beim Eintragen eines Telegramms in eine Liste der Sendeaufträge startet und nach Bereitstellung des Telegramms zur physikalischen Übertragung als Wert der Sendezeitverzögerung ausliest, um welchen die Uhrzeit, zu welcher das Telegramm in die Liste der Sendeauf träge eingetragen wurde, zu korrigieren ist. 5. Network according to any one of the preceding claims, characterized in that the first network station comprises a first timer (57) for determining the transmission time delay, he starts in a list of transmission requests in the entries of a telegram and after deployment of the telegram for physical transmission as a value the transmission time delay reading about which is to correct the time at which the message was recorded sluggish in the list of Sendeauf.
  6. 6. Netzwerk nach Anspruch 5, dadurch gekenn zeichnet, daß der zweite Netzwerkteilnehmer einen zweiten Timer zur Bestimmung der Empfangszeitverzögerung aufweist, den er bei Empfang eines ersten Telegramms von einer physikalischen Übertragungsstrecke startet. 6. Network according to claim 5, characterized in that the second network station comprises a second timer for determining the reception time delay, he starts upon receipt of a first telegram of a physical transmission path.
  7. 7. Netzwerk nach Anspruch 6, dadurch ge kennzeichnet, daß die Durchlaufzeit des Telegramms über die physikalische Übertragungsstrecke zwischen dem ersten Netzwerkteilnehmer und dem zweiten Netzwerkteilnehmer als Startwert in den zweiten Timer vor dessen Start abge speichert ist. 7. Network according to claim 6, characterized in that the throughput time of the message via the physical transmission path between the first network subscriber and the second network subscriber is stored as the start value in the second timer before its start abge.
  8. 8. Netzwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß Beginn und Ende der Durchlaufzeit eines Telegramms jeweils als der Zeitpunkt bestimmt sind, zu welchem ein charakteristisches Feld eines Telegramms mit festem Abstand vom Telegrammanfang ein Media Independent Interface des ersten Teilnehmers verläßt, bzw. in ein Media Independent Interface des zweiten Netzwerkteilneh mers einläuft. 8. Network according to any one of the preceding claims, by in that the beginning and end of the transit time of a telegram are each determined as the time at which a characteristic field of a message leaves at a fixed distance from the telegram start a Media Independent Interface of the first subscriber, or enters. into a media independent interface of the second Netzwerkteilneh mers.
  9. 9. Netzwerk nach Anspruch 8, dadurch gekenn zeichnet, daß das Netzwerk die Ethernet-, Fast-Ether net- oder Gigabit-Ethernet-Spezifikation erfüllt und daß das charakteristische Feld des Telegramms das Type-Feld ist. 9. Network according to claim 8, characterized in that the network net- the Ethernet, Fast ether or Gigabit Ethernet specification fulfilled and that the characteristic field of the message is the Type field.
  10. 10. Netzwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Netzwerkteilnehmer weiterhin dazu ausgebildet ist, nach der Aufnahme in das Netzwerk ein erstes Telegramm zur Laufzeiter mittlung an einen benachbarten Teilnehmer zu senden und einen Antwortzeit-Timer nach Bereitstellung des Telegramms zur physikalischen Übertragung zu starten, daß der zweite Netz werkteilnehmer weiterhin dazu ausgebildet ist, nach Empfang eines Telegramms zur Laufzeitermittlung von der physika lischen Übertragung einen Timer zur Ermittlung der Aufent haltszeit zu starten und nach Bereitstellung eines zweiten Telegramms zur physikalischen Übertragung den Timer zu stoppen und die gemessene Aufenthaltszeit t DA in einem zweiten Telegramm zur Laufzeitermittlung an den ersten Netzwerkteil nehmer zu übertragen, daß der erste Netzwerkteilnehmer weiterhin dazu ausgebildet ist, nach Empfang des zweiten Telegramms zur Laufzeitermittlung von der physikalischen Übertragung den Ant 10. Network according to any one of the preceding claims, characterized in that the first network station is further configured to, after recording into the network a first message at run Zeiter averaging to be sent to a neighboring peer, and a response time timer after provision of the telegram to the physical to start transmission, that the second network is factory subscriber further configured to start upon receipt of a message at run-time determination of the physika metallic transfer a timer for determining the staying stop time and stop the timer after the provision of a second telegram for physical transmission and the measured residence time t DA in a second telegram runtime determination at the first network to transfer participants that the first network station is further configured to, after receiving the second telegram runtime identification of the physical transmission of the Ant wortzeit-Timer zu stoppen, die gemessene Antwortzeit t DR sowie die gemessene Aufenthaltszeit t DA des zweiten Netzwerkteilnehmers auszuwerten und eine Durch laufzeit t DLZ der physikalischen Übertragung zu bestimmen zu to stop word timing timer, the measured response time t DR and the measured retention time t DA of the second network station to evaluate and determine a transit time t of the physical transmission to DLZ
  11. 11. Netzwerkteilnehmer, insbesondere Feldgerät, für ein Netzwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß mehrere Ports, insbesondere vier Ports ( 28 . . . 31 ), zum Anschluß weiterer Netzwerkkomponenten vorgesehen sind, daß eine Schnittstelle ( 25 ), ein sogenanntes Mikroprozessor-Interface, vorgesehen ist zur Verbindung der Ports mit einem teilnehmerinternen Prozessor-Bus ( 21 ), daß eine Steuereinheit ( 46 ), eine sogenannte Switch-Control, vorgesehen ist zur Telegrammweg lenkung zwischen den Ports und dem Mikroprozessor-Interface und daß der Netzwerkteilnehmer dazu ausgebildet ist, als Uhrzeit-Master ein erstes Telegramm zur Uhrzeitsynchroni sation an einen zweiten Netzwerkteilnehmer zu senden, das eine um eine Sendezeitverzögerung korrigierte Uhrzeit des Netzwerkteilnehmers enthält, und/oder daß in dem Netzwerk teilnehmer als Uhrzeit-Slave die Durchlaufzeit eines Tele gramms über die physikalische Übertragungsstrecke zwischen dem Netzwerkt 11. Network users, in particular field device, for a network according to any one of the preceding claims, characterized by that (.. 28,. 31) a plurality of ports, in particular four ports are provided for connection of further network components, in that an interface (25), a so-called microprocessor interface, is provided for connecting the ports to a subscriber-internal processor bus (21), that a control unit (46), a so-called switch control, is provided for Telegrammweg steering between the ports and the microprocessor interface, and that the network stations being adapted as a time master, a first telegram for Uhrzeitsynchroni organization to send to a second network subscriber, which contains a corrected to a transmission delay time of the network station, and / or that in the network subscriber-time slave the transit time of a telegram via the physical transmission path between the network Werkt eilnehmer und einem zweiten Netzwerkteilnehmer abgespeichert ist und daß der Netzwerkteilnehmer dazu ausge bildet ist, die Zeitverzögerung seit Empfang eines Telegramms zur Uhrzeitsychronisation zu messen und eine in einem Tele gramm empfangene Uhrzeit um die Durchlaufzeit und die Empfangszeitverzögerung zu korrigieren. ARTICIPANTS and a second network subscriber is stored, and that the network participants out to forms is to measure the time delay since the receipt of a telegram for Uhrzeitsychronisation and to correct a received time program in a telephoto to the transit time and the reception time delay.
  12. 12. Netzwerkteilnehmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ports ( 28 . . . 31 ) der Ethernet-, Fast-Ethernet- oder Gigabit-Ethernet-Spezifikation genügen. 12 network participant according to claim 1, characterized in that the ports (. 28,.. 31) satisfy the Ethernet, Fast Ethernet or Gigabit Ethernet specification.
  13. 13. Netzwerkteilnehmer nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit ( 46 ) derart ausgebildet ist, daß eine Übertragungspriorität der zu versendenden Telegramme ausgewertet wird und daß Telegramme mit hoher Priorität vor Telegrammen mit niederer Priorität gesendet werden. 13 network participant according to claim 12, characterized in that the control unit (46) is formed such that a transmission priority to that outgoing messages is evaluated and that are sent messages with high priority before messages with lower priority.
  14. 14. Netzwerkteilnehmer nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mikropro zessor ( 23 ) vorhanden ist zur Korrektur einer internen Uhr anhand in Telegrammen empfangener Uhrzeitinformationen. 14 network participant according to any one of claims 11 to 13, characterized in that a micropro cessor (23) is provided for correction of an internal clock based in telegrams received time information.
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