DE10052620B4 - Verfahren zur Initialisierung einer steckbaren elektrischen Einheit - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Initialisierung einer steckbaren elektrischen Einheit in einem modular aufgebauten System bestehend aus einer Basiseinheit und mindestens einer steckbaren elektrischen Einheit, wobei jede steckbare elektrische Einheit eine Modulelektronik und einen Festwertspeicher mit eindeutig identifizierenden Kennzeichen aufweist und die Schnittstelle zwischen der Basiseinheit und der steckbaren elektrischen Einheit ausgestattet ist mit
– einem in einer Speiseleitung angeordneten veränderlichen Widerstand,
– ersten Schaltmitteln, über die der Festwertspeicher von der Basiseinheit getrennt ist,
– zweiten Schaltmitteln, über die die Modulelektronik von der Basiseinheit getrennt ist,
mit folgenden Schritten:
– nach Ablauf einer ersten Wartezeit beginnend mit dem Einstecken der steckbaren elektrischen Einheit (2) wird der veränderliche Widerstand (31) rampenförmig in seinen niederohmigen Zustand gesteuert,
– nach Ablauf einer zweiten Wartezeit beginnend mit dem Ende der ersten Wartezeit werden die ersten Schaltmittel (33) leitend geschaltet und der Festwertspeicher (21) mit der Basiseinheit (1) verbunden,
– anhand...

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Initialisierung einer steckbaren elektrischen Einheit in einem modular aufgebauten System.
  • Komplexe Systeme der Elektrotechnik, insbesondere in der Mess-, Steuer- und Regelungstechnik sowie in der Nachrichtentechnik, sind regelmäßig modular aufgebaut. Dabei ist eine Vielzahl elektrischer Einheiten in einem Gefäß einer elektrischen Basiseinheit steckbar untergebracht. Die steckbaren elektrischen Einheiten sind mechanisch gleichartig aufgebaut jedoch elektrisch entsprechend ihrer Bestimmung verschiedenartig.
  • Bei der Erweiterung eines derartigen komplexen Systems während des laufenden Betriebs um weitere steckbare elektrische Einheiten oder beim Austausch einer der steckbaren elektrischen Einheiten besteht die Gefahr der Beschädigung oder Zerstörung von elektrischen Bauelementen der steckbaren elektrischen Einheit und/oder der Basiseinheit, wenn eine zwar mechanisch in den Steckplatz einsteckbare elektrische Einheiten, die aber elektrisch und funktional nicht für diesen Steckplatz bestimmt ist, in den Steckplatz eingesteckt wird. Selbst bei mechanisch und elektrisch passenden steckbaren elektrischen Einheiten treten beim Einstecken in Folge kapazitiver Lade- beziehungsweise Entladeströme Störungen bereits in Betrieb genommener Einheiten und Beschädigungen an der einzusteckenden Einheit auf.
  • Aus der DE 196 10 556 ist eine Busanschaltung zum Anschließen einer Baugruppe einer speicherprogrammierbaren Steuerung an einen Bus bekannt, die räumlich in der Basiseinheit angeordnet ist und bei der über einen Prüfkontakt und eine Auswerteschaltung die Anwesenheit einer Steckbaugruppe geprüft wird und bei vorhandener Steckbaugruppe ein in die Speiseleitung der Steckbaugruppe eingefügter veränderlicher Widerstand nach einer vorbestimmten Wartezeit niederohmig geschaltet wird. Der veränderliche Widerstand wird wieder hochohmig geschaltet, wenn das Potential an einem Prüfkontakt nach einer vorbestimmten Stabilisierungszeit außerhalb eines vorgegebenen Wertebereichs liegt.
  • Aus der EP 798 647 ist eine Anordnung zum Anschluß eines Gerätes an ein Leitungssystem bekannt, bei der der Kommunikationsbus bei jeden Einsetzen eines neuen Geräts zurückgesetzt wird, um Störungen auf dem Bus zu vermeiden. Nachteiligerweise kommt dabei die Kommunikation im gesamten System temporär zum Erliegen.
  • Weiterhin ist aus der EP 888 589 ein Anschaltverfahren zum Anschalten einer Baugruppe einer speicherprogrammierbaren Steuerung an einen Bus bekannt, bei dem zunächst die Stromversorgung der Baugruppe rampenförmig aufgeschaltet wird. Anschließend werden die Kommunikationsleitungen derart unidirektional niederohmig geschaltet, daß Sendeaktivitäten der Baugruppe verhindert sind. Erst wenn die Baugruppe nach erfolgreicher Auswertung des Busverkehrs ein Akzeptanzsignal rückübermittelt, werden die Kommunikationsleitungen bidirektional niederohmig geschaltet.
  • Aus der EP 0 552 873 A1 ist bekannt, die Systemkonfiguration eines Computersystems durch Einfügen oder Entfernen eines Adapters zu ändern. Der Adapter ist mit einem Speicher zur Aufnahme von Attributinformationen ausgestattet. Der Adapter weist ferner eine Steckkontaktvorrichtung zur elektrischen Verbindung mit dem Computersystem auf, die Signalanschlüsse, Stromversorgungsanschlüsse und Anschlüsse zur Verbindung des Computersystems mit dem Speicher zur Aufnahme von Attributinformationen umfassen. Die Signalanschlüsse sind über Schalter mit dem Computersystem verbindbar und von dem Computersystem trennbar. Damit ist eine teilweise Isolierung des Adapters von dem Computersystem realisierbar. Die Stromversorgung bleibt jedoch aufrechterhalten und Anschlüsse zur Verbindung des Computersystems mit dem Speicher zur Aufnahme von Attributinformationen bleiben verbunden.
  • Schließlich ist aus der EP 0 726 527 A1 bekannt, eine Spannungsversorgungseinrichtung steckbar an einen Verbraucher anzuschalten. Der verbraucher weist eine Steuerschaltung auf, die beim Zusammenfügen der Spannungsversorgungseinrichtung mit der anschaltbaren Einrichtung die Versorgungsspannung gemäß einem rampenförmig steigenden Zeitverlauf an den Verbraucher anschaltet.
  • Alle bekannten Anschaltverfahren setzen voraus, dass die elektrische Schnittstelle der Steckbaugruppe und die der Basiseinheit übereinstimmen. Eine Individualisierung der auf die Steckkontaktvorrichtung abgebildeten elektrischen Schnittstelle der steckbaren elektrischen Einheiten ist mit derart uniforme Schnittstellen ausgeschlossen, da gleichnamige Steckkontakte mit verschiedenartigen Signalen beschaltet sind, die sich darüber hinaus in der Signalübertragungsrichtung unterscheiden können. Bei Aufrechterhaltung der freien Steckplatzwahl für alle steckbaren elektrischen Einheiten steigt die Anzahl der notwendigen Steckkontakte und der Aufwand für die Rückverdrahtung sowie die Busanschaltungen proportional zum Grad der Individualisierung der steckbaren elektrischen Einheiten. Dieser zusätzliche Aufwand wird als nachteilig empfunden. Darüber hinaus wächst die Baugröße des Steckverbinders mit der Polzahl. Steckverbinder größerer Baugröße stehen der Miniaturisierung der steckbaren elektrischen Einheiten entgegen.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Initialisierung einer steckbaren elektrischen Einheit in einem modular aufgebauten System anzugeben, das geeignet ist, verschiedenartige elektrische Schnittstellen für elektrisch und funktional verschiedene Steckbaugruppen bei Aufrechterhaltung der freien Steckplatzwahl derart zu berücksichtigen, dass Störungen bereits in Betrieb genommener Einheiten und Beschädigungen an der einzusteckenden Einheit vermieden werden.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den Schritten des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in dem rückbezogenen Anspruch 2 genannt.
  • Die Erfindung geht von einem modular aufgebauten System bestehend aus einer Basiseinheit und mindestens einer steckbaren elektrischen Einheit aus, wobei jede steckbare elektrische Einheit eine Modulelektronik und einen Festwertspeicher mit eindeutig identifizierenden Kennzeichen aufweist. Die Schnittstelle zwischen der Basiseinheit und der steckbaren elektrischen Einheit ist mit einem in einer Speiseleitung angeordneten veränderlichen Widerstand, ersten Schaltmitteln, über die der Festwertspeicher von der Basiseinheit getrennt ist, und zweiten Schaltmitteln, über die die Modulelektronik von der Basiseinheit getrennt ist, ausgestattet.
  • Das Wesen der Erfindung besteht darin, nach der Aufschaltung der Stromversorgung der steckbaren elektrischen Einheit die Verbindung zwischen der Basiseinheit und der steckbaren elektrischen Einheit zunächst nur teilweise und nur zu dem Festwertspeicher herzustellen. Im weiteren wird die steckbare elektrische Einheit identifiziert und in Abhängigkeit von der Identität der steckbaren elektrischen Einheit die vollständige Verbindung oder die vollständige Isolierung zwischen der Basiseinheit und der steckbaren elektrischen Einheit hergestellt.
  • Auf diese Weise wird sicher vermieden, daß verschieden konfigurierte Signalleitungen zur Verbindung der steckbaren elektrischen Einheit mit der Basiseinheit andere, bereits in Betrieb genommene Einheiten stören.
  • Im einzelnen ist in einem ersten Schritt vorgesehen, nach Ablauf einer ersten Wartezeit, die mit dem Einstecken der steckbaren elektrischen Einheit beginnt, den veränderlichen Widerstand rampenförmig in seinen niederohmigen Zustand zu steuern.
  • In einem zweiten Schritt werden nach Ablauf einer zweiten Wartezeit beginnend mit dem Ende der ersten Wartezeit die ersten Schaltmittel leitend geschaltet und der Festwertspeicher mit der Basiseinheit verbunden.
  • Die identifizierenden Kennzeichen werden aus dem Festwertspeicher gelesen. Anhand der identifizierenden Kennzeichen wird die Kompatibilität der steckbaren elektrischen Einheit mit der Basiseinheit geprüft.
  • Bei vorliegender Kompatibilität werden die Schnittstelle der Basiseinheit in Abhängigkeit von den identifizierenden Kennzeichen konfiguriert, die zweiten Schaltmittel leitend geschaltet und die Modulelektronik mit der Basiseinheit verbunden. Damit ist die steckbare elektrische Einheit elektrisch vollständig mit der Basiseinheit verbunden.
  • Im Falle vorliegender Inkompatibilität wird der Festwertspeicher von der Basiseinheit getrennt und der veränderliche Widerstand in seinen hochohmigen Zustand gesteuert. Damit ist die steckbare elektrische Einheit vollständig von der Basiseinheit isoliert. Eine Störung bereits in Betrieb genommener Einheiten sowie Beschädigungen an der steckbaren elektrischen Einheit werden somit sicher vermieden.
  • Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die dazu erforderlichen Zeichnungen zeigen
  • 1 eine Prinzipdarstellung eines modularen Systems
  • 2 eine Darstellung der verfahrensgemäßen Schritte in einem Programmablaufplan
  • 1 zeigt eine Basiseinheit 1 mit einem Signalverarbeitungsmittel 12 und einer Stromversorgungseinrichtung 11 zur Speisung des Signalverarbeitungsmittels 12 und aller anschließbaren steckbaren elektrischen Einheiten 2.
  • Das Signalverarbeitungsmittel 12 der Basiseinheit 1 umfaßt eine Mikrocontrollerschaltung mit einer Mehrzahl von Ein-/Ausgabeanschlüssen, die als Adreßanschlüsse, als Datenanschlüsse und als Steueranschlüsse konfigurierbar sind. Derartige Mikrocontroller sind für sich bekannt. Beispielsweise ist der Typ 80C517 mit 56 digitalen Ein-/Ausgabe-Anschlüssen ausgestattet, die in sieben bidirektionalen 8-Bit-Ports zusammengefasst sind. Jeder dieser 56 Port-Anschlüsse ist für sich beliebig als Eingabe- oder Ausgabe-Anschluß konfigurierbar. Durch wechselweise aufeinanderfolgende Konfiguration als Eingabe- beziehungsweise Ausgabe-Anschluß ist jeder Port-Anschluß als bidirektionaler Anschluß zum aufeinanderfolgenden Lesen und Schreiben einstellbar. Darüber hinaus weist der Mikrocontroller Steuersignalanschlüsse vorgegebener und unveränderbarer logischer Signalzuordnung und Signalübertragungsrichtung auf.
  • An das Signalverarbeitungsmittel 12 der Basiseinheit 1 ist der Rückverdrahtungsbus 4 angeschlossen, der Signalleitungen eines Identifikationsbusses 41, eine Steuerleitung 42 und Signalleitungen eines Modulbusses 43 umfaßt. Der Rückverdrahtungsbus 4 ist an jeden Steckplatz zur Aufnahme einer steckbaren elektrischen Einheit 2 geführt.
  • Darüber hinaus ist in der 1 exemplarisch eine steckbare elektrische Einheit 2 dargestellt, wobei nur die zur Erläuterung der Erfindung notwendigen Mittel gezeigt sind. Die Funktionalität der steckbaren elektrischen Einheit 2 ist in der Modulelektronik 22 untergebracht. Die steckbare elektrische Einheit 2 ist darüber hinaus mit einem Festwertspeicher 21 ausgestattet. Der Festwertspeicher 21 weist die steckbare elektrische Einheit 2 eindeutig identifizierende Kennzeichen auf. Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass in dem Festwertspeicher 21 individuelle Konfigurationsdaten der steckbaren elektrischen Einheiten 2 gespeichert sind.
  • Vorzugsweise ist der Festwertspeicher 21 vom seriellen Typ. Insbesondere weist der Festwertspeicher 21 eine I2C-Schnittstelle auf und der Identifikationsbusses 41 ist als I2C-Bus ausgestaltet. Die Spezifikation des für sich bekannten I2C-Busses ist in „I2C-Bus angewandt – Chips und Schaltungen", Elektor-Verlag Aachen, 1995, ausführlich beschrieben.
  • Zwischen der Basiseinheit 1 und der steckbaren elektrischen Einheit 2 ist eine Schnittstelleneinrichtung 3 angeordnet. Die Schnittstelleneinrichtung 3 kann Gegenstand der Basiseinheit 1, Gegenstand der steckbaren elektrischen Einheit 2 oder als separate Steckeinheit ausgeführt sein. Die Schnittstelleneinrichtung 3 ist mit einem veränderlichen Widerstand 31 ausgestattet, der in der Speiseleitung zur Stromversorgung der steckbaren elektrischen Einheit 2 aus der Basiseinheit 1 angeordnet ist. Der veränderlichen Widerstand 31 besteht aus einem MOSFET 311 (MetallOxidSiliziumFeldEffektTransistor) mit N-Kanal vom Anreicherungstyp, dessen Quelle-Senke-Strecke in den Strompfad der Speiseleitung geschaltet ist und dessen Toranschluß über ein Zeitglied mit einem Steuereingang 314 verbunden ist. Das Zeitglied besteht aus einem Widerstand 313, der zwischen den Steuereingang 314 und den Toranschluß des MOSFET 311 geschaltet ist, und einem Kondensator 312, der zwischen den Toranschluß des MOSFET 311 und Massepotential geschaltet ist.
  • Der Senkenanschluß des MOSFET 311 ist mit der Stromversorgungseinrichtung 11 verbunden. Der Quellenanschluß des MOSFET 311 ist der gesteuerte Anschluß 315 des veränderlichen Widerstands 31.
  • Solange der Steuereingang 314 gegenüber Massepotential spannungsfrei ist, ist die Quelle-Senke-Strecke des MOSFET 311 hochohmig. Sobald an den Steuereingang 314 eine gegenüber Massepotential 24 positive Spannung angelegt wird, steigt die Spannung über dem Kondensator 312 und damit die Tor-Quelle-Spannung des MOSFET 311 langsam an. Die Quelle-Senke-Strecke des MOSFET 311 wird dadurch niederohmiger und die Spannung am gesteuerte Anschluß 315 steigt rampenförmig an.
  • Weiterhin ist die Schnittstelleneinrichtung 3 mit zwei als Busschalter-Anordnungen ausgeführten Schaltmitteln 33 und 34 ausgestattet, die jeweils einen Steuereingang 330 und 340 und eine Mehrzahl von nicht näher bezeichneten Anschlußpaaren aufweisen, wobei die Anschlüsse jedes Anschlußpaares in Abhängigkeit von dem logischen Signalpegel an dem zugehörigen Steuereingang 330 und 340 hochohmig voneinander getrennt oder niederohmig miteinander verbunden sind.
  • Derartige Busschalter sind für sich bekannt und in verschiedenen Ausführungen handelsüblich. Beispielsweise verfügt der Typ QS3384 der Firma Integrated Device Technology (IDT) über zehn Anschlußpaare zum Verbinden und Trennen von Signalleitungen, wobei jeweils fünf Anschlußpaaren ein gemeinsamer Steuereingang zugeordnet ist. Jedes Anschlußpaar ist durch einen elektronischen Schalter miteinander verbunden, dessen Widerstand im geschlossenen Zustand typischerweise 5 Ohm beträgt. Die elektronischen Schalter sind für bidirektionalen Signalfluß ausgelegt.
  • Die erste Busschalter-Anordnung 33 ist zur Isolation von Signalleitungen des Identifikationsbusses 41', 41'' und der Steuerleitung 42', 42'' vorgesehen. Dabei und im folgenden stehen die einfach gestrichenen Bezugszeichen 41' und 42' für nicht-isolierte Leitungen, die aus dem Rückverdrahtungsbus 4 abgezweigt sind und die zweifach gestrichenen Bezugszeichen 41'' und 42'' für isolierte Leitungen, die zwischen einer Busschalter-Anordnung 33 und 34 und weiteren Schaltmitteln der steckbaren elektrischen Einheiten 2 angeordnet sind.
  • Im einzelnen sind die isolierten Signalleitungen des Identifikationsbusses 41'' zwischen die erste Busschalter-Anordnung 33 und einen Festwertspeicher 21 geschaltet.
  • Der erste Steuereingang 330 der ersten Busschalter-Anordnungen 33 ist über eine Schwellwertschaltung 32 mit dem gesteuerten Anschluß 315 des veränderlichen Widerstands 31 verbunden.
  • Die zweite Busschalter-Anordnung 34 ist zur Isolation des Modulbusses 43' und 43'' vorgesehen. Die isolierten Leitungen des Modulbusses 43'' sind mit der Modulelektronik 22 verbunden.
  • Schließlich weist die steckbare elektrische Einheit 2 einen Schalter 25 auf, dessen Anschlüsse mit dem Signalverarbeitungsmittel 12 der Basiseinheit 1 verbunden sind. Der Schaltkontakt des Schalters 25 ist in Ruhestellung geöffnet und im vollständig eingesteckten Zustand der steckbaren elektrischen Einheit 2 geschlossen. Vorzugsweise ist der Schalter 25 mit Mitteln zur Verriegelung der steckbaren elektrischen Einheit 2 in der Basiseinheit 1 gekoppelt.
  • Im folgenden wird unter Rückgriff auf die in 1 gezeigten Mittel unter Bezugnahme auf die 2 die Abfolge der Schritte zur Initialisierung der steckbaren elektrischen Einheit 2 in das modular aufgebaute System anhand eines Ablaufplans erläutert.
  • Beim Einstecken ist der Schalter 25 geöffnet. Der veränderliche Widerstand 31 ist in seinem hochohmigen Zustand. Die Busschalter-Anordnungen 33 und 34 sind inaktiv. Dementsprechend sind die isolierten Signalleitungen des Identifikationsbusses 41'', die isolierte Steuerleitung 32'' und die isolierten Leitungen des Modulbusses 43'' von den nicht-isolierten Signalleitungen des Identifikationsbusses 41', der nicht-isolierten Steuerleitung 42' und den nicht-isolierten Leitungen des Modulbusses 43' isoliert.
  • Nach dem Einstecken der steckbaren elektrischen Einheit 2 in einen Steckplatz der Basiseinheit 1 wird die steckbare elektrische Einheit 2 in der Basiseinheit 1 mechanisch verriegelt. Dabei wird der Schalter 25 geschlossen und dem Signalverarbeitungsmittel 12 der Basiseinheit 1 die Anwesenheit der steckbaren elektrischen Einheit 2 an dem jeweiligen Steckplatz angezeigt. In Folge dessen wird durch das Signalverarbeitungsmittel 12 der Basiseinheit 1 versucht, mit der steckbaren elektrischen Einheit 2 die Kommunikation aufzunehmen. Das Ereignis des schließenden Schalters 25 ist der Start, Schritt 500, der Initialisierung.
  • Im folgenden Schritt 501 wird eine erste vorgebbare Wartezeit abgewartet, nach deren Ablauf alle kapazitiven Umladevorgänge abgeschlossen sind.
  • Im folgenden Schritt 502 wird die steckbare elektrische Einheit 2 an die Stromversorgung angeschlossen. Dazu wird ein positives Potential an den Steueranschluß 314 des veränderlichen Widerstands 31 geschaltet.
  • Im folgenden Schritt 503 wird eine zweite vorgebbare Wartezeit abgewartet, während der der veränderliche Widerstand 31 zunehmend leitfähig wird und rampenförmig in seinen niederohmigen Zustand übergeht. Im niederohmigen Zustand des veränderlichen Widerstands 31 sind die Modulelektronik 22 und die Busschalter-Anordnungen 33 und 34 an die Stromversorgung 11 angeschlossen. In der in 1 gezeigten Ausführungsform wird die zweite Wartezeit durch die Zeitkonstante des Zeitglieds bestehend aus dem Widerstand 313 und dem Kondensator 312 gebildet.
  • Sobald die Spannung am gesteuerten Anschluß 315 des veränderlichen Widerstands 31 den minimal zulässigen Wert der Nennspannung erreicht, wechselt im Schritt 504 der Ausgangspegel der Schwellwertschaltung 32 und die erste Busschalter-Anordnung 33 wird leitend geschaltet. Damit sind die isolierten Signalleitungen des Identifikationsbusses 41'' mit den nicht-isolierten Signalleitungen des Identifikationsbusses 41' und die isolierte Steuerleitung 42'' mit der nicht-isolierten Steuerleitung 42' leitend verbunden. Nunmehr besteht ein Kommunikationskanal über den Rückverdrahtungsbus 4 und die Signalleitungen des Identifikationsbusses 41' und 41'' zwischen dem Signalverarbeitungsmittel 12 der Basiseinheit 1 und dem Festwertspeicher 21 steckbaren elektrischen Einheit 2.
  • Im nächsten Schritt 505 werden die in dem Festwertspeicher 21 enthaltenen und die steckbare elektrische Einheit 2 eindeutig identifizierende Kennzeichen durch das Signalverarbeitungsmittel 12 der Basiseinheit 1 ausgelesen.
  • Im darauf folgenden Schritt 506 wird anhand der identifizierenden Kennzeichen die Kompatibilität der steckbaren elektrischen Einheit 2 mit der Basiseinheit 1 geprüft.
  • Soweit aus den identifizierenden Kennzeichen die Inkompatibilität der steckbaren elektrischen Einheit 2 zur Basiseinheit 1 festgestellt wird, Zweig „0" von Entscheidungsschritt 506, wird in Schritt 551 das positives Potential an den Steueranschluß 314 des veränderlichen Widerstands 31 abgeschaltet. Daraufhin geht der veränderliche Widerstand 31 rampenförmig in seinen hochohmigen Zustand über und die Schaltmittel der steckbaren elektrischen Einheit 2 werden von der Stromversorgung getrennt. Im Schritt 552 wird die erste Busschalter-Anordnung 33 deaktiviert und die Verbindung zwischen den isolierten Signalleitungen des Identifikationsbusses 41'' sowie der isolierten Steuerleitung 42'' und den zugehörigen nicht-isolierten Signalleitungen des Identifikationsbusses 41' sowie der nicht-isolierten Steuerleitung 42' getrennt. Bei Schritt 599 sind alle Signalleitungen der steckbaren elektrischen Einheit 2 von den Signalleitungen der Basiseinheit 1 isoliert und der Ablauf beendet. Die inkompatible steckbare elektrische Einheit 2 ist in dem modularen System passiv. Störungen bereits in Betrieb genommener Einheiten und Beschädigungen an der einzusteckenden Einheit werden somit vermieden.
  • Soweit aus den identifizierenden Kennzeichen die Kompatibilität der steckbaren elektrischen Einheit 2 zur Basiseinheit 1 festgestellt wird, Zweig „1" von Entscheidungsschritt 506, werden bei Schritt 507 die individuellen Konfigurationsdaten der steckbaren elektrischen Einheit 2 aus dem Festwertspeicher 21 ausgelesen und diese berücksichtigende Einstellungen in der Basiseinheit 1 vorgenommen.
  • Beispielsweise kann die individuelle Konfiguration der steckbaren elektrischen Einheit 2 in der Übertragungsrichtung einer oder mehrerer Leitungen des Modulbusses 43' und 43'' bestehen.
  • Darüber hinaus kann die individuelle Konfiguration der steckbaren elektrischen Einheit 2 darin bestehen, dass die Anzahl der Datenleitungen des Rückverdrahtungsbusses 4 der Basiseinheit 1 von der Anzahl der Datenleitungen des Modulbusses 43'' innerhalb der steckbaren elektrischen Einheit 2 verschieden ist. Beispielsweise können im Rückverdrahtungsbus 4 der Basiseinheit 1 32 Datenleitungen zum Betrieb eines 32 bit breiten Datenbusses vorgesehen sein, auf den von steckbaren elektrischen Einheiten 2, die über einen 32 bit breiten Datenbus verfügen, vollumfänglich zugegriffen wird.
  • Andere steckbare elektrische Einheiten 2 verfügen lediglich über einen Datenbus geringerer, beispielsweise 8 bit Breite und weisen dementsprechend nur acht Datenleitungen auf. Die abweichende Datenbusbreite der steckbaren elektrischen Einheit 2 ist in den individuellen Konfigurationsdaten, die in dem Festwertspeicher 21 gespeichert sind, vermerkt und für das Signalverarbeitungsmittel 12 der Basiseinheit 1 auslesbar, so dass die Datenübertragung zwischen der Basiseinheit 1 und dieser steckbaren elektrischen Einheit 2 auf nur acht Datenleitungen des Rückverdrahtungsbusses 4 erfolgt.
  • Anschließend wird bei Schritt 508 über die Steuerleitung 42'' die zweite Busschalter-Anordnung 34 aktiviert. Dabei werden die isolierten Leitungen des Modulbusses 43'' mit den zugehörigen nicht-isolierten Leitungen des Modulbusses 43' verbunden.
  • Im Schritt 509 wird die elektrisch vollständig mit der Basiseinheit 1 verbundene steckbare elektrische Einheit 2 funktionsgeprüft.
  • Bei Erkennung eines Fehlers, Zweig „0" von Entscheidungsschritt 509, wird in Schritt 550 die zweite Busschalter-Anordnung 34 deaktiviert und die Verbindung zwischen den isolierten Leitungen des Modulbusses 43'' und den zugehörigen nicht-isolierten Leitungen des Modulbusses 43' getrennt. Im folgenden Schritt 551 wird das positives Potential an den Steueranschluß 314 des veränderlichen Widerstands 31 abgeschaltet. Daraufhin geht der veränderliche Widerstand 31 rampenförmig in seinen hochohmigen Zustand über und die Schaltmittel der steckbaren elektrischen Einheit 2 werden von der Stromversorgung getrennt. Im Schritt 552 wird die erste Busschalter-Anordnung 33 deaktiviert und die Verbindung zwischen den isolierten Signalleitungen des Identifikationsbusses 41'' sowie der isolierten Steuerleitung 42'' und den zugehörigen nicht-isolierten Signalleitungen des Identifikationsbusses 41' sowie der nicht-isolierten Steuerleitung 42' getrennt. Bei Schritt 599 sind alle Signalleitungen der steckbaren elektrischen Einheit 2 von den Signalleitungen der Basiseinheit 1 isoliert und der Ablauf beendet. Die inkompatible steckbare elektrische Einheit 2 ist in dem modularen System passiv. Störungen bereits in Betrieb genommener Einheiten und Beschädigungen an der einzusteckenden Einheit werden somit vermieden.
  • Nach fehlerfreiem Abschluß der Funktionsprüfung, Zweig „1" von Entscheidungsschritt 509, wird die steckbare elektrische Einheit 2 in Schritt 510 logisch in das modulare System eingebunden. Die steckbare elektrische Einheit 2 ist betriebsbereit und bestimmungsgemäß betreibbar. Bei Schritt 599 ist die Initialisierung der steckbaren elektrischen Einheit 2 beendet.
    • 1
    Basiseinheit
    11
    Stromversorgung
    12
    Signalverarbeitungsmittel
    13
    Kontaktvorrichtung
    2
    steckbare Einheit
    21
    Festwertspeicher
    22
    Modulelektronik
    23
    Gegenkontaktvorrichtung
    24
    Massepotential
    25
    Schalter
    3
    Schnittstelleneinrichtung
    31
    veränderlicher Widerstand
    311
    MOSFET
    312
    Kondensator
    313
    Widerstand
    314
    Steuereingang
    315
    gesteuerter Anschluss
    32
    Schwellwertschaltung
    33
    erste Busschalter-Anordnung
    330
    erster Steuereingang
    34
    zweite Busschalter-Anordnung
    340
    zweiter Steuereingang
    4
    Rückverdrahtungsbus
    41', 41''
    Identifikationsbus
    42', 42''
    Steuerleitung
    43', 43''
    Modulbus
    500 bis 599
    Schritte

Claims (2)

  1. Verfahren zur Initialisierung einer steckbaren elektrischen Einheit in einem modular aufgebauten System bestehend aus einer Basiseinheit und mindestens einer steckbaren elektrischen Einheit, wobei jede steckbare elektrische Einheit eine Modulelektronik und einen Festwertspeicher mit eindeutig identifizierenden Kennzeichen aufweist und die Schnittstelle zwischen der Basiseinheit und der steckbaren elektrischen Einheit ausgestattet ist mit – einem in einer Speiseleitung angeordneten veränderlichen Widerstand, – ersten Schaltmitteln, über die der Festwertspeicher von der Basiseinheit getrennt ist, – zweiten Schaltmitteln, über die die Modulelektronik von der Basiseinheit getrennt ist, mit folgenden Schritten: – nach Ablauf einer ersten Wartezeit beginnend mit dem Einstecken der steckbaren elektrischen Einheit (2) wird der veränderliche Widerstand (31) rampenförmig in seinen niederohmigen Zustand gesteuert, – nach Ablauf einer zweiten Wartezeit beginnend mit dem Ende der ersten Wartezeit werden die ersten Schaltmittel (33) leitend geschaltet und der Festwertspeicher (21) mit der Basiseinheit (1) verbunden, – anhand der identifizierenden Kennzeichen wird die Kompatibilität der steckbaren elektrischen Einheit (2) mit der Basiseinheit (1) geprüft, – bei vorliegender Kompatibilität werden die Schnittstelle der Basiseinheit (1) in Abhängigkeit von den identifizierenden Kennzeichen konfiguriert, die zweiten Schaltmittel (34) leitend geschaltet und die Modulelektronik (22) mit der Basiseinheit (1) verbunden, – bei vorliegender Inkompatibilität wird der Festwertspeicher (21) von der Basiseinheit (1) isoliert und der veränderliche Widerstand (31) in seinen hochohmigen Zustand gesteuert.
  2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch vollständig mit der Basiseinheit (1) verbundene steckbare elektrische Einheit (2) funktionsgeprüft wird und bei Erkennung eines Fehlers die Modulelektronik (22) und der Festwertspeicher (21) von der Basiseinheit (1) isoliert und der veränderliche Widerstand (31) in seinen hochohmigen Zustand gesteuert wird.
DE10052620A 2000-10-24 2000-10-24 Verfahren zur Initialisierung einer steckbaren elektrischen Einheit Expired - Lifetime DE10052620B4 (de)

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