DE10020142A1 - Bus system for electronic components linked with a network, has terminating resistor whose resistance value is adjusted depending on the error density detected by an error counter - Google Patents

Bus system for electronic components linked with a network, has terminating resistor whose resistance value is adjusted depending on the error density detected by an error counter

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DE10020142A1
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bus system
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DE2000120142
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Friedrich Stock
Andreas Luebke
Ingo Rennert
Bernd Rech
Torsten Zawade
Robert Hentschel
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Volkswagen AG
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04L12/00Data switching networks
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    • H04L12/40Bus networks
    • H04L12/40006Architecture of a communication node
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00Baseband systems
    • H04L25/02Details ; Arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/0264Arrangements for coupling to transmission lines
    • H04L25/0298Arrangement for terminating transmission lines

Abstract

A terminating resistor (4) is assigned to each electronic component (3) linked to a bus structure (2). The resistance value of each resistor is adjusted depending on the error density detected by the error counter (6) of each component. Independent claims are also included for the following: (a) a network-capable electronic component; (b) a method for automatically terminating a network node

Description

Die Erfindung betrifft ein Bussystem, umfassend eine Busstruktur, an der netzwerkfähige elektrische Komponenten angeschlossen sind, wobei den Komponenten ein Fehlerzähler und ein Abschlußwiderstand zugeordnet sind. The invention relates to a bus system comprising a bus structure connected to the network-enabled electrical components, wherein the components of an error counter and a terminating resistor are assigned.

Derartige Bussysteme gewinnen aufgrund der steigenden Anzahl von elektrischen Komponenten, die miteinander kommunizieren müssen, an Bedeutung, um den Verdrahtungsaufwand zu minimieren. Such bus systems gain due to the increasing number of electrical components that need to communicate with each other, more important to minimize the amount of wiring. Aufgrund der hohen Übertragungsraten auf diesen Bussystemen stellen Reflexionen an den Stoßstellen eine nicht zu vernachlässigende Störgröße dar. Daher ist es bekannt, jedem durch eine elektronische Komponente gebildeten Netzknoten einen Abschlußwiderstand zuzuordnen. Due to the high transmission rates on these bus systems provide reflections at the joints of a non-negligible disturbance variable. Therefore, it is known to associate each network node formed by an electronic component, a terminating resistor. Ist der Abschlußwiderstand gleich dem Wellenwiderstand der Busstruktur, so ist der Knoten angepaßt und reflexionsfrei. If the termination resistor equal to the characteristic impedance of the bus structure, the node is adapted and reflection-free. Allerdings ist die genaue Bestimmung des Wellenwiderstandes sehr schwierig und darüber hinaus frequenzabhängig. However, the exact determination of the characteristic impedance is very difficult and moreover frequency dependent. Aufgrund dieser nicht vollständigen Anpassung stellt somit jeder Netzknoten eine Störquelle dar, so daß sich das Verhalten des Bussystems mit jedem neuen Netzknoten verändert. Due to this incomplete adaptation thus, each network node is a source of interference, so that the behavior of the bus system changed with each new node. Daher ist es weiter bekannt, jedem Netzknoten einen Fehlerzähler zuzuordnen, der ausbleibende bzw. verfälschte Nachrichten erfaßt. Therefore, it is further known to assign an error counter each network node which detects lack or corrupted messages. Überschreitet dann die Fehlerdichte (Anzahl der Fehler pro Zeitintervall) einen bestimmten Schwellwert, so wird dieser Netzknoten von der Busstruktur abgetrennt, um Rückwirkungen auf das Bussystem zu behindern. the defect density (number of errors per time interval) then exceeds a certain threshold, then this node is separated from the bus structure to impede repercussions on the bus system. Nachteilig ist, daß der Netzknoten, wo die größte Fehlerdichte auftritt, nicht auch immer die größte Störquelle sein muß. A disadvantage is that the network node where the greatest defect density occurs, do not always have to be the biggest source of interference. Des weiteren ist ein permanentes Abschalten eines Netzknotens nicht akzeptabel, da somit die elektrische Komponente nicht mehr im Bussystem eingebunden ist. Furthermore, is not acceptable a permanent shutdown of a network node, thus since the electrical component is no longer involved in the bus system. Der Erfindung liegt daher das technische Problem zugrunde, ein Bussystem zu schaffen, das die zuvor beschriebenen Probleme überwindet. The invention is therefore based on the technical problem of providing a bus system that overcomes the problems described above.

Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch die Gegenstände mit den Merkmalen der Patentansprüche 1, 5 und 6. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteranspüchen. The solution of the technical problem is solved by the subject matters having the features of claims 1, 5 and 6. Further advantageous embodiments of the invention will become apparent from the Unteranspüchen.

Hierzu wird der Abschlußwiderstand einstellbar ausgebildet und in Abhängigkeit der erfaßten Fehlerdichte des Fehlerzählers verstellt. To this end, the terminating resistor is formed adjustable and adjusted as a function of the detected defect density of the error counter. Dadurch kann der jeweilige Abschlußwiderstand an sich gegebenenfalls ändernde Umgebungsparameter jeweils so angepaßt werden, daß die auftretende Fehlerdichte minimiert wird. This can in each case adapted to the respective terminating resistor itself optionally changing environmental parameters, that the apparent density error is minimized. Der starken Störeinflüssen ausgesetzte Netzknoten wird somit nicht abgetrennt, sondern durch aktive Maßnahmen werden die auftretenden Störungen minimiert. The exposed high noise node is thus not separated but by active measures the faults that occur can be minimized. Dabei wird auf den ohnehin bereits vorhandenen Fehlerzähler zurückgegriffen, um die Güte der Anpassung zu beurteilen. It draws on the already existing error count to assess the goodness of fit. Da der Abschlußwiderstand einstellbar ist, kann dieser auch in die elektrische Komponente integriert werden, was die Montage vereinfacht. Since the termination resistor is adjustable, it can also be integrated into the electrical component, which simplifies the mounting. Mittels dieser Maßnahme ist somit ein "Plug and Play" hinsichtlich der Anpassung möglich, dh die elektronische Komponente wird an die Busstruktur angeschlossen und sucht sich selbständig den optimalen Abschlußwiderstand. By means of this measure is therefore a "plug and play" as regards the adjustment possible, ie the electronic component is connected to the bus structure and seeks his own business the optimum terminating resistor. Hierzu erhöht oder erniedrigt ein Controller schrittweise den Abschlußwiderstand. For this purpose, a controller increases or decreases stepwise the terminating resistor. Verbessert sich durch diese Maßnahme die Fehlerdichte, so wird in der gleichen Richtung der Abschlußwiderstand weiter erhöht oder erniedrigt. Improved by this measure, the defect density, as is increased further in the same direction, the terminating resistor or decreased. Ergibt hingegen eine Erhöhung eine Verschlechterung im Vergleich mit dem Ausgangswert, so wird in einem nächsten Schritt der Abschlußwiderstand im Vergleich zum Ausgangswert erniedrigt. however, results in an increase worsening compared to baseline, in a next step, the terminating resistor is reduced compared to baseline. Ergibt auch diese Einstellung keine Verbesserung, so ist der ursprüngliche Ausgangswert bereits das Optimum. Also results in this setting no improvement, the original baseline is already the optimum.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der einstellbare Abschlußwiderstand als digitales Potentiometer ausgebildet. In a preferred embodiment, the adjustable termination resistor is formed as a digital potentiometer. Neben der somit einfachen Einstellung läßt sich der Abschlußwiderstand dadurch sehr einfach in die elektrische Komponente integrieren. In addition to the thus easy to set the termination resistor it is thereby easily be integrated into the electrical component.

Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet des Bussystems ist der Einsatz in Kraftfahrzeugen. A preferred application of the bus system is the use in motor vehicles.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles näher erläutert. The invention is explained in detail below with reference to a preferred embodiment.

Die einzige Figur zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Bussystems. The single figure shows a schematic block diagram of a bus system.

Das Bussystem 1 umfaßt eine Busstruktur 2 und eine Anzahl von elektrischen Komponenten 3 , die an die Busstruktur 2 angeschlossen sind und jeweils einen Netzknoten bilden. The bus system 1 comprising a bus structure 2 and a number of electrical components 3, which are connected to the bus structure and 2 respectively form a network node. Den elektrischen Komponenten 3 ist jeweils ein einstellbarer Abschlußwiderstand 4 zugeordnet. The electrical components 3 are each assigned an adjustable termination resistance. 4 Des weiteren ist dem Ende der Busstruktur ein einstellbarer Abschlußwiderstand 5 zugeordnet. Furthermore, an adjustable termination resistor 5 associated with the end of the bus structure. Jede elektrische Komponente 3 umfaßt einen Fehlerzähler 6 und einem dem Fehlerzähler 6 zugeordneten Controller 7 , der mit einem Steuereingang des einstellbaren Abschlußwiderstandes 4 verbunden ist. Each electrical component 3 comprises an error counter 6, and a error counter 6 associated with controller 7, which is connected to a control input of the adjustable termination resistor. 4 Der Controller 7 kann dabei der Controller der elektrischen Komponente 3 sein, der zusätzlich die Auswertung des Fehlerzählers 6 und die Steuerung des Abschlußwiderstandes 4 übernimmt oder aber ein eigenständiger Controller für den Fehlerzähler 6 sein. The controller 7 may be the controller of the electrical component 3, one of the additionally assumes the evaluation of the error counter 6, and the control of the terminating resistor 4 or be a separate controller for the error counter. 6

Der Fehlerzähler 6 erfaßt die einkommenden Signale und wertet diese danach aus, ob die erwarteten Signale überhaupt erfaßt wurden und ob diese unverfälscht angekommen sind. The error counter 6 detects the incoming signals and evaluates them based on whether the expected signals were ever detected, and whether they have arrived unadulterated. Die erfaßten Fehler werden dann aufsummiert. The detected errors are then summed. Der Controller 7 ermittelt dann eine Fehlerdichte, also eine Anzahl von Fehlern pro Zeitintervall, aus den Daten des Fehlerzählers. The controller 7 then determines a defect density, ie a number of errors per time interval, from the data of the error counter. Das Zeitintervall wird dabei nicht zu kurz gewählt, da ansonsten temporäre Störungen aufgrund äußerer Einflüsse, wie beispielsweise Sendemasten, zu stark ins Gewicht fallen würden. The time interval is about to not miss chosen otherwise would temporary disruptions due to external influences such as transmission towers, too much consequence.

Übersteigt nun die Fehlerdichte einen bestimmten Schwellwert, so existiert aufgrund der summarischen Analyse des Fehlerzählers 6 keine Information, ob der Abschlußwiderstand 4 zu groß oder zu klein ist. Now, the defect density exceeds a certain threshold value, then no information about whether the terminating resistor 4 is too large or too small exists due to the summary analysis of the error counter. 6 Daher wird zunächst der Abschlußwiderstand 4 schrittweise erhöht und nach jeder Erhöhung wieder die Fehlerdichte ermittelt. Therefore, the terminating resistor 4 is first gradually increased and again determined after each increase, the defect density. Dieser Vorgang wird solange wiederholt, bis sich die Fehlerdichte wieder erhöht. This process is repeated until the defect density increases again. Ergibt hingegen die Erhöhung des Abschlußwiderstandes 4 eine Erhöhung der Fehlerdichte, so erniedrigt der Controller 7 den Abschlußwiderstand 4 . However, the increase of the terminating resistor 4 results in an increase in the defect density, so lowered, the controller 7 the terminating resistor. 4 Ergibt diese Erniedrigung ebenfalls eine erhöhte Fehlerdichte, so ist der ursprüngliche Wert des Abschlußwiderstandes 4 das Optimum. This reduction also results in increased defect density, the original value of the terminating resistor 4 is the optimum. Reduziert sich hingegen die Fehlerdichte, so wird der Abschlußwiderstand solange schrittweise erniedrigt, bis die Fehlerdichte wieder steigt. on the other hand reduces the defect density, the terminating resistor is decremented as long as until the defect density increases again. Mit zusätzlichem Aufwand kann beispielsweise der Reflexionsfaktor bestimmt werden, so daß bereits vorab die Richtung der Änderung bekannt ist. With additional effort, for example, the reflection factor can be determined so that in advance the direction of change is known.

Claims (6)

  1. 1. Bussystem, umfassend eine Busstruktur, an der elektrische Komponenten angeschlossen sind, wobei den Komponenten ein Fehlerzähler und ein Abschlußwiderstand zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet , daß der Abschlußwiderstand ( 4 ) einstellbar ausgebildet und in Abhängigkeit der erfaßten Fehlerdichte des Fehlerzählers ( 6 ) verstellbar ist. 1. bus system comprising a bus structure connected to the electrical components, wherein the components of an error counter and a termination resistance is assigned, characterized in that the terminating resistor (4) formed adjustable and in dependence of the detected defect density of the error counter (6) is adjustable ,
  2. 2. Bussystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschlußwiderstand ( 4 ) als digitales Potentiometer ausgebildet ist. 2. A bus system as in claim 1, characterized in that the terminating resistor (4) is designed as a digital potentiometer.
  3. 3. Bussystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschlußwiderstand ( 4 ) in der elektrischen Komponente ( 3 ) angeordnet ist. 3. A bus system as in claim 1 or 2, characterized in that the terminating resistor (4) in the electrical component (3) is arranged.
  4. 4. Bussystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Busstruktur ( 2 ) stern-, ring- oder linearförmig ausgebildet ist. 4. Bus system according to one of claims 1 to 3, characterized in that the bus structure (2), star, ring, or is formed linearly shaped.
  5. 5. Netzwerkfähige elektrische Komponente, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Komponente ( 3 ) einen Fehlerzähler ( 6 ) und einen einstellbaren Abschlußwiderstand ( 4 ) umfaßt, wobei der Abschlußwiderstand ( 4 ) in Abhängigkeit von der erfaßten Fehlerdichte des Fehlerzählers ( 6 ) verstellbar ist. 5. Network-compatible electrical component, characterized in that the electrical component (3) an error counter (6) and an adjustable termination resistance (4), wherein the terminating resistor (4) in response to the detected fault density of the error counter (6) is adjustable.
  6. 6. Verfahren zur automatischen Terminierung von Netzknoten in Abhängigkeit von Störeinflüssen, mittels eines Fehlerzählers ( 6 ) und eines einstellbaren Abschlußwiderstandes ( 4 ), umfassend folgende Verfahrensschritte: 6. A method for automatic scheduling of network nodes as a function of interference, by means of a fault counter (6) and an adjustable termination resistor (4), comprising the following steps:
    • a) Kontinuierliches Erfassen und Aufaddieren von fehlerhaften Übertragungen durch den Fehlerzähler ( 6 ), a) continuously collecting and adding up of faulty transmissions (by the error counter 6),
    • b) Ermitteln einer Fehlerdichte pro Zeitintervall durch einen dem Fehlerzähler ( 6 ) zugeordneten Controller ( 7 ) und b) determining a defect density per time interval by a (the error counter 6) associated with the controller (7) and
    • c) Schrittweises Erhöhen oder Erniedrigen des Abschlußwiderstandes ( 4 ), bis eine minimierte Fehlerdichte sich einstellt. c) gradually increasing or decreasing the terminating resistor (4) until a minimized defect density adjusts itself.
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