DE10131307B4

DE10131307B4 - Verfahren und Bussystem zum Synchronisieren eines Datenaustausches zwischen einer Datenquelle und einer Steuereinrichtung

Info

Publication number: DE10131307B4
Application number: DE10131307A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Zielbauer
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Polaris Innovations Ltd
Priority date: 2001-06-28
Filing date: 2001-06-28
Publication date: 2006-06-14
Anticipated expiration: 2021-06-29
Also published as: US20030014680A1; DE10131307A1; US7017067B2

Abstract

Verfahren zum Synchronisieren eines Datenaustausches zwischen mehreren Datenquellen (3, 4, 5) und einer Steuereinrichtung 1 über ein Bussystem mit folgenden Schritten:
– Senden eines Synchronisationsaufforderungssignals durch die Steuereinrichtung (1) über das Bussystem an die Datenquellen (3, 4, 5);
– Feststellen eines ersten Zeitpunktes, an dem das Synchronisationsaufforderungssignal empfangen wird in jeder der mehreren Datenquellen (3, 4, 5);
– Aussenden eines Synchronisationssignals von derjenigen Datenquelle (5), die in dem Bussystem so angeordnet ist, um das Synchronisationsaufforderungssignal als letztes zu empfangen;
– Feststellen eines zweiten Zeitpunktes, an dem das Synchronisationssignal empfangen wird in jeder der mehreren Datenquellen (3, 4, 5); und
– Einstellen jeweils einer Sendeverzögerungszeit in jeder der mehreren Datenquellen (3, 4, 5) abhängig der Zeitdifferenz zwischen dem ersten Zeitpunkt und dem zweiten Zeitpunkt, wobei zu sendende Daten mit der Sendeverzögerungszeit (ΔTi) verzögert werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Bussystem zum Synchronisieren eines Datenaustausches zwischen einer oder mehreren Datenquellen und einer Steuereinrichtung.
Bei der Datenübertragung zwischen getakteten elektrischen Baugruppen kommt es bei hochfrequenten Übertragungsgeschwindigkeiten bzw. langen Buslängen zu unvermeidbaren zeitlichen Verzögerungen, die außerhalb einer Taktperiode liegen können. Die Daten einer Datenquelle kommen dabei gewöhnlich umso später beim Datenempfänger an, je weiter Datenquelle und Empfänger voneinander entfernt sind. Durch die Verzögerung geht die Synchronisation von Datensignalen und im Empfänger zur Verfügung gestellten Taktsignalen verloren.
Ein Bussystem weist üblicherweise eine Steuereinrichtung auf, um die Datenübertragung über das Bussystem zu steuern. Die Bussysteme werden synchronisiert, indem die Datenquellen Verzögerungselemente aufweisen, mit der die Signale so verzögert werden, dass sie beim Eintreffen an der Steuereinrichtung, z.B. zu einem Taktsignal synchronisiert werden können.
Der Synchronisationsvorgang wird durch die Steuereinrichtung vorgenommen, indem ein Synchronisationssignal ausgesendet wird, auf das jede der Datenquellen ein Antwortsignal generiert und an die Steuereinrichtung zurücksendet. Die dadurch gemessene Laufzeit zwischen Aussenden des Synchronisationssignals und Empfangen des Antwortsignals beträgt in etwa das Doppelte der Signallaufzeit über das Bussystem. Die gemessene Laufzeit wird in eine Verzögerungszeit umgewandelt, mit der abgehende Signale in der jeweiligen Datenquelle verzögert werden, um diese gegenüber einem Referenztakt zu syn chronisieren. Nach dem Ende des Synchronisationsvorganges sind die Latenzzeiten aller Datenquellen, d.h. die Zeit, nach der Daten für eine Weiterverarbeitung oder Weiterleitung in der Steuereinrichtung zur Verfügung stehen, nicht nur bekannt, sondern für alle in einem Bussystem angeschlossenen Datenquellen identisch.

Die Druckschrift DE 197 10 971 A1 offenbart ein Verfahren zur Bestimmung der Laufzeit eines Telegramms zwischen zwei Teilnehmern in einem Bussystems, indem das Telegramm von einem ersten Teilnehmer ausgesendet wird und gleichzeitig eine Zeitmesseinrichtung gestartet wird. Der zweite Teilnehmer sendet unmittelbar nach Empfang des Telegramms ein Antworttelegramm an den ersten Teilnehmer und der erste Teilnehmer stoppt die Zeitmesseinrichtung, wenn das Antworttelegramm empfangen wurde. Aus der gemessenen Zeit kann die Laufzeit des Telegramms berechnet werden.

Aus der Druckschrift WO 99/50722 A1 ist ein Verfahren zur Synchronisation einer lokalen Zeitbasis auf eine zentrale Zeitbasis bekannt. Ziel ist es, an verschiedenen Systemen einem Bussystem eine aufeinander abgestimmte Zeitbasis zu schaffen.

Aus der Druckschrift EP 1 061 454 A1 ist ein Verfahren zum Synchronisieren von Geräten an einem Rechnerbus entnehmbar. Der Rechnerbus enthält eine Referenzuhr, auf die die Datenquellen synchronisiert werden.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und ein Bussystem zur Verfügung zu stellen, mit dem das Synchronisieren einer Datenübertragung verbessert werden kann und wobei die an dem Bussystem angeschlossenen Datenquellen und Steuereinrichtungen einfacher aufgebaut sind.

Diese Aufgabe wird durch das Verfahren nach Anspruch 1 und durch das Bussystem nach Anspruch 3 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Es ist ein Verfahren zum Synchronisieren eines Datenaustausches zwischen einer Datenquelle und einer Steuereinrichtung über ein Bussystem vorgesehen. Dazu wird die Signallaufzeit zwischen der Steuereinrichtung und der Datenquelle bestimmt, indem ein Synchronisationssignal durch die Datenquelle gesendet wird und ein als Antwort auf das Synchronisationssignal eintreffendes Antwortsignal empfangen wird. Die Zeitdifferenz zwischen dem Senden des Synchronisationssignals und Empfangen des Antwortsignals wird durch eine Synchronisationseinrichtung in der Datenquelle gemessen, wobei die gemessene Zeitdifferenz im wesentlichen das Doppelte der Signallaufzeit beträgt. Auf diese Weise wird die Signallaufzeit zwischen der Steuereinrichtung und der zur Datenquelle aus der gemessenen Zeitdifferenz bestimmt. Abhängig von der gemessenen Signallaufzeit wird in der Datenquelle eine Sendeverzögerungszeit eingestellt, wobei die zu sendenden Daten mit der Sendeverzögerungszeit verzögert werden.

Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass im Gegensatz zu den anderen Verfahren die Signallaufzeit von der Steuereinrichtung zur Datenquelle von der Datenquelle und nicht von der Steuereinrichtung gemessen wird, so dass die bisher notwendige Übertragung der gemessenen Signallaufzeit bzw. Sendeverzögerungszeit von der Steuereinrichtung zur Datenquelle entfällt. Die Steuereinrichtung ist somit einfach realisierbar, da Befehle, die die Übertragung der so ermittelten Laufzeitdaten betreffen, entfallen. Ebenso können die Datenquellen einfacher realisiert werden, da keine externen Zugriffsmöglichkeiten auf interne Register bereitgestellt werden müssen, in denen die ermittelten Latenzzeiten enthalten sind. Die dadurch eingesparten Funktionen führen zu einem verringerten Schaltungsaufwand und somit zu einem vereinfachten Aufbau und Flächenersparnis.

Ein weiterer Vorteil ergibt sich dadurch, dass es bei möglichen Anwendungen (etwa bei der Kommunikation zwischen dem Speichercontroller eines Computers und den Speichermodulen) üblich ist, die Steuereinrichtung fest in das System zu integrieren, während die Datenquellen austauschbar und über Steckkontakte an beliebigen Stellen des Bussystems einsteckbar sind. Dabei beschränkt sich die Aufgabe der Steuereinrichtung darauf, die Ausmessung der Latenzzeiten durch ein Kommando zu initiieren. Im weiteren Verlauf des Synchronisationsprozesses müssen lediglich alle bei der Steuereinrichtung eintreffenden Signale unverändert zurückgesendet werden. Dies lässt sich beispielsweise durch eine völlig passive Steuereinrichtung realisieren, wenn diese nicht impedanzmäßig abgeschlossen ist. Der Impedanzsprung führt zu einer vollständig reflektierten Signalwelle, die als Antwortsignal ausgewertet werden kann. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass die Steuereinrichtung keine Kenntnis über das während der Ausmessung der Latenzzeiten im Einzelnen verwendete Verfahren haben muss. Dadurch lässt sich bei einem Wechsel der Datenquellen auch das auf diesen implementierte Messverfahren durch ein evtl. vorteilhafteres ersetzen.

Generell gesprochen wird das Problem der Ausmessung der Latenzzeiten von der Seite der Steuereinrichtung zur Datenquelle verlagert. Ermittelt und speichert jede Datenquelle selbst die notwendigen Verzögerungszeiten, so fällt die Notwendigkeit weg, die Latenzzeit von außen programmierbar zu gestalten, so dass auf zusätzliche Befehle zum Einstellen dieser Verzögerungszeiten durch die Steuereinrichtung verzichtet werden kann.

Das Antwortsignal kann vorzugsweise ein an einem Ende des Bussystems reflektiertes Synchronisationssignal sein. Dies lässt sich auf einfache Weise dadurch erreichen, dass man die Steuereinrichtung an einem Ende des Bussystems anordnet und diese nicht impedanzmäßig abschließt. Dann wird ein ankommen des Signal an diesem Abschluss reflektiert. Dabei ist zu berücksichtigen, dass ein anderes Ende des Bussystems impedanzmäßig korrekt abgeschlossen ist, so dass dort keine Reflexion des jeweiligen Signals stattfindet. Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass auf eine gesonderte Einrichtung zum Beantworten des Synchronisationssignals in der Steuereinrichtung verzichtet werden kann und somit sogar bei einer passiven Steuereinrichtung funktioniert.

Ebenso ist es möglich, dass das Antwortsignal von der Steuereinrichtung als Antwort auf das Synchronisationssignal ausgegeben wird.

Es kann vorgesehen sein, dass die Sendeverzögerungszeit ermittelt wird, indem von einer vorgegebenen Latenzzeit die gemessene Zeitdifferenz subtrahiert wird. Die vorgegebene Latenzzeit kann eine Latenzzeit sein, die unter allen Umständen größer ist als die größte im Bussystem vorkommende, d.h. die Signallaufzeit derjenigen Datenquelle zur Steuereinrichtung, die am größten ist. Üblicherweise beträgt die vorgegebene Latenzzeit also die Zeit, die der Signallaufzeit der von der Steuereinrichtung am weitesten entfernten Datenquelle entspricht, deren Signallaufzeit am größten ist. Auf diese Weise kann bei einem veränderlichen Bussystem die Verzögerungszeit immer entsprechend der Verzögerungszeit der am weitesten von der Steuereinrichtung entfernten Datenquelle eingestellt werden.

Dies hat den Vorteil, dass nicht unnötigerweise eine zu große Verzögerungszeit eingestellt wird.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann beim Synchronisieren eines Datenaustausches zwischen mehreren Datenquellen und einer Steuereinrichtung erfindungsgemäß auch vorgesehen sein, dass die Datenquellen jeweils zunächst einen ersten Zeitpunkt feststellen, an dem das von der Steuereinrichtung ausgesendete Synchronisationsaufforderungssignal empfangen wird und anschließend von der Datenquelle, die das Synchronisationsaufforderungssignal als letztes empfangen hat, ein Synchronisationssignal ausgesendet wird. Jede der Datenquellen misst dann den zweiten Zeitpunkt, an dem das Synchronisationssignal empfangen wird und stellt eine Sendeverzögerungszeit abhängig von dem ersten Zeitpunkt und dem zweiten Zeitpunkt ein.

Auch auf diese Weise ist es möglich, die Verzögerungszeit der Signale möglichst gering zu halten, da es möglich ist, die Verzögerungszeit der Enddatenquelle im wesentlichen auf Null einzustellen. Die jeweils anderen Datenquellen werden dann auf die Signallaufzeit von der Enddatenquelle zur Steuereinrichtung synchronisiert und nicht auf die Steuereinrichtung, so dass die Signallaufzeit der Enddatenquelle zur Steuereinrichtung die Verzögerungszeit der Daten für alle an das Bussystem angeschlossenen Datenquellen bestimmt.

Es ist ferner ein Bussystem mit einer Steuereinrichtung und mindestens einer Datenquelle vorgesehen. Die Steuereinrichtung dient der Steuerung der Datenkommunikation auf dem Bussystem und weist weiterhin eine Abstimmeinrichtung auf, um ein Synchronisationsaufforderungssignal zu erzeugen und über das Bussystem zu senden, nachdem die Datenquellen eine Synchronisation vornehmen sollen. Dazu weist die Datenquelle eine Synchronisationseinrichtung auf.

Die Synchronisationseinrichtung der Datenquelle weist eine Zeitmesseinheit auf, um eine Zeitdifferenz zwischen einem ersten Signal und einem als Antwort auf das erste Signal von der Steuereinrichtung ausgesendeten zweiten Signal zu messen. Auf diese Weise wird die Signallaufzeit zwischen der Steuereinrichtung und der jeweiligen Datenquelle bestimmt. Die Synchronisationseinrichtung der Datenquelle weist weiterhin eine Verzögerungseinrichtung auf, um zu sendende Daten gemäß einer Sendeverzögerungszeit, die von der gemessenen Zeitdifferenz abhängt, zu verzögern.

Mit einem solchen Bussystem ist es auf einfache Weise möglich, die Datenübertragung zu synchronisieren. Dabei findet der Vorgang der Synchronisation, d.h. der Messung der Signallaufzeiten von Steuereinrichtung zur Datenquelle in der Datenquelle und nicht in der Steuereinrichtung statt, wodurch man die oben beschriebenen Vorteile erhält, nämlich die Verringerung von Aufwand für Schaltungen, die die Übertragung von Latenzzeiten von der Steuereinrichtung zur Datenquelle betreffen.

Es ist ein Bussystem mit einer Steuereinrichtung zum Steuern der Datenkommunikation auf dem Bussystem mit einer ersten und einer zweiten Datenquelle vorgesehen. Die Steuereinrichtung weist eine Abstimmeinrichtung auf, um ein Synchronisationsaufforderungssignal über das Bussystem zu senden. Die erste und die zweite Datenquelle weisen jeweils eine Synchronisationseinrichtung auf, wobei die Synchronisationseinrichtung der zweiten Datenquelle so ausgeführt ist, um als Antwort auf das Synchronisationsaufforderungssignal ein Synchronisationssignal auszugeben. Die Synchronisationseinrichtung der ersten Datenquelle weist eine Zeitmesseinheit auf, um eine Zeitdifferenz zwischen dem Synchronisationsaufforderungssignal und dem von der zweiten Datenquelle ausgesendeten Synchronisationssignal zu messen. So wird die Signallaufzeit zwischen der ersten Datenquelle und der zweiten Datenquelle bestimmt. Die Synchronisationseinrichtung der ersten Datenquelle weist eine Verzögerungseinrichtung auf, um zu sendende Daten gemäß einer Sendeverzögerungszeit, die von der gemessenen Zeitdifferenz abhängt, zu verzögern.

Bei dieser Ausführungsform ist vorteilhaft, dass die zu sendenden Daten im wesentlichen nur durch die Signallaufzeit zu der zweiten Datenquelle, die vorzugsweise eine Datenquelle ist, die am Ende des Bussystems angeordnet ist, bestimmt wird. Die Einstellungen der Verzögerungseinrichtungen der ersten Datenquelle bzw. der ersten Datenquellen richten sich dabei nicht nach der Signallaufzeit zur Steuereinrichtung sondern nach der Signallaufzeit zwischen der zweiten Datenquelle und der jeweiligen ersten Datenquelle. Auf diese Weise sieht die Steuereinrichtung für jedes Signal eine Verzögerungszeit, die ein Signal hätte, wenn es von der zweiten Datenquelle ausgesendet werden würde. Ein solches Bussystem hat den Vorteil, dass jede Datenquelle die Verzögerungszeit der Signale von Fall zu Fall anpassen kann, wodurch jeweils ein auf die jeweilige Konfiguration optimierter Betrieb des Bussystems möglich wird.

Weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden anhand der bevorzugten Ausführungsform näher erläutert.
Es zeigen:
1 ein Bussystem mit einer Steuereinrichtung und mehreren Datenquellen;
2A bis 2D ein Verfahren zur Synchronisation eines Bussystems; und
3A bis 3D ein Verfahren zur Synchronisation eines Bussystems nach einer Ausführungsform der Erfindung.
1 zeigt ein Bussystem mit einer Steuereinrichtung 1 und einer Busleitung 2, an die eine erste Datenquelle 3, eine zweite Datenquelle 4 und eine dritte Datenquelle 5 angeschlossen sind. Daten auf diesem Bussystem werden vorzugsweise von den Datenquellen 3, 4, 5 zur Steuereinrichtung 1 oder von der Steuereinrichtung 1 zu einer jeweiligen adressierten Datenquelle 3, 4, 5 gesendet. Eine Datenübertragung zwischen erster, zweiter und dritter Datenquelle (3, 4, 5) kann ebenfalls möglich sein. Beim Senden und Empfangen von Daten, die über das Bussystem gesendet werden, kommt es zu laufzeitbedingten Signalverzögerungen, die die Synchronisation von Signalen stören.
Damit die Daten ohne Verlust der Synchronisation über das Bussystem übertragen werden, beinhalten die Datenquellen 3, 4, 5 Verzögerungselemente, die zu sendenden Daten verzögern, so dass die Signalverzögerung durch das jeweilige Verzögerungselement und die Signallaufzeit zur Steuereinrichtung jeweils für jede der Datenquellen 3, 4, 5 eine im wesentlichen gleiche Latenzzeit bewirkt. Dadurch weiß die Steuereinrichtung 1, dass ein ausgesendetes Datum nach einer vorbestimmten Latenzzeit empfangen werden kann. Das Verzögerungselement in jeder Datenquelle 3, 4, 5 ist dafür individuell einstellbar. Die Einstellung der Verzögerungszeit wird vorzugsweise in Latenzzeitregistern vorgenommen.
Eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens ist in den 2A bis 2D gezeigt.
2A stellt dar, wie die Steuereinrichtung ein Synchronisationsaufforderungssignal über die Busleitung auf das Bussystem ausgibt. Das Synchronisationsaufforderungssignal wird üblicherweise nach im Betriebnahme des Bussystems, d.h. nach Anlegen der Versorgungsspannung durchgeführt. Die Synchronisation der Steuereinrichtung und der Datenquellen aufeinander ist wesentlich, um eine sichere Datenübertragung zu gewährleisten. Aus diesem Grunde initiiert die Steuereinrichtung 1 vor Beginn von Datenübertragungen den Synchronisationsvorgang.
In 2B ist dargestellt, wie die erste Datenquelle 3 als Antwort auf das Synchronisationsaufforderungssignal ein Synchronisationssignal auf das Bussystem ausgibt. Nachdem das Synchronisationssignal ausgegeben wurde, wartet die erste Datenquelle 3 auf ein Antwortsignal. Das Antwortsignal kann beispielsweise ein reflektiertes Synchronisationssignal sein, das an einem nicht impedanzmäßig abgeschlossenen Eingang der Steuereinrichtung 1 reflektiert wird. Ebenso ist es möglich, dass die Steuereinrichtung 1 das Synchronisationssignal empfängt und ein entsprechendes Antwortsignal generiert.
Wie in 2C gezeigt, empfängt die erste Datenquelle 3 das Antwortsignal nach einer Zeit, die etwa der doppelten Signallaufzeit von Signalen zwischen der ersten Datenquelle 3 und der Steuereinrichtung 1 entspricht.
Ebenso wie die ersten Datenquelle 3 generieren auch die zweite Datenquelle 4 und die dritte Datenquelle 5 als Antwort auf das Synchronisationsaufforderungssignal, das anfänglich von der Steuereinrichtung 1 ausgesendet wurde, ein Synchronisationssignal. Aufgrund des zeitlich versetzten Empfangens des Synchronisationsaufforderungssignals durch die Datenquellen 3, 4, 5 werden die Synchronisationssignale von den Datenquellen 3, 4, 5 zeitlich versetzt ausgesendet, so dass sie sich nicht überlagern. In Fällen, in denen diese Laufzeitunterschiede zu gering bemessen sein könnten, ist jedoch auch eine nacheinander erfolgende selektive Aufforderung der einzelnen Datenquellen 3, 4, 5 möglich. Zu jeder Zeit, zu der die Steuereinrichtung 1 ein Synchronisationssignal empfängt, wird ein Antwortsignal generiert, oder das Synchronisationssignal an dem nicht impedanzmäßig abgeschlossenen Eingang der Steuereinrichtung 1 reflektiert. Da jede der Datenquellen 3, 4, 5 ein eigenes Synchronisationssignal aussendet, können sie jeweils erkennen, nach welcher Zeit das Antwortsignal wieder empfangen wird. Zwischen Aussenden des Synchronisationssignals und dem Empfangen des Antwortsignals wird die Zeitdauer gemessen, die etwa der doppelten Signallaufzeit ti (i = 1, 2, 3...) von Signalen zwischen der jeweiligen Datenquelle 3, 4, 5 und der Steuereinrichtung 1 entspricht.
Jede der Datenquellen 3, 4, 5 stellt dann eine jeweilige Zeitverzögerung ΔT1, ΔT2, ΔT3 für alle von ihr ausgesendeten Daten auf einen Wert ΔTi (i = 1, 2, 3...) ein, der ΔTi = T – 2 × ti (i = 1, 2, 3...)entspricht.
T ist dabei eine festgelegte vom System vorgegebene Laufzeit und beschreibt die Zeit, nach der die Steuereinrichtung das Eintreffen der Daten einer beliebigen Datenquelle 3, 4, 5 erwartet. T ist so gewählt, dass in jedem Fall jede der an das Bussystem angeschlossenen Datenquellen 3, 4, 5 in dieser Zeit ein Signal zur Steuereinrichtung 1 senden kann. Um die Verzögerung von Daten möglichst gering zu halten, ist es sinnvoll, T so einzustellen, dass während dieser Zeit Daten der am weitesten von der Steuereinrichtung liegenden Datenquelle (im gezeigten Beispiel der dritten Datenquelle 5) gerade noch synchronisiert empfangen werden können. ti (i = 1, 2, 3) ist die gemessene Signallaufzeit zwischen Steuereinrichtung 1 und jeweiliger Datenquelle 3, 4, 5.
Ein Vorteil der Erfindung ist, dass die Signallaufzeit ti von den Datenquellen (3, 4, 5) und nicht von der Steuereinrichtung 1 gemessen wird. Eine bisher notwendige Übertragung von gemessenen Signallaufzeiten von der Steuereinrichtung 1 zu der jeweiligen Datenquelle 3, 4, 5 entfällt somit. Befehle, die die Übertragung der so ermittelten Laufzeitdaten betreffen, können somit entfallen.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass die Steuereinrichtung 1 ohne Verzögerungselemente vorgesehen sein kann und somit in der Lage ist eine beliebige Anzahl von Datenquellen zu steuern, ohne dass deren Zahl durch die Anzahl von vorgesehenen Verzögerungselementen in der Steuereinrichtung 1 beschränkt wird.
Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in den 3A bis 3D gezeigt. Wie zuvor weist das Bussystem eine Steuereinrichtung 1 und eine erste, zweite und eine dritte Datenquelle 3, 4, 5 auf. Die Datenquellen 3, 4, 5 weisen jeweils eine Zeitmesseinrichtung auf, die geeignet ist, relative Zeitdifferenzen zu messen.
Zur Durchführung der Synchronisation des Bussystems sendet die Steuereinrichtung 1 wie gehabt ein Synchronisationsaufforderungssignal über die Busleitung auf das Bussystem aus, das in Folge von allen Datenquellen 3, 4, 5 empfangen wird. Wie in 3b gezeigt, messen die Datenquellen 3, 4, 5 jeweils den Zeitpunkt t1, t2, t3, an dem das Synchronisationsaufforderungssignal empfangen wird. Mit Hilfe des Synchronisationsaufforderungssignals wird jedoch im Gegensatz zum zuvor dargestellten Ausführungsbeispiel nur die letzte Datenquelle 5 am Bussystem angesprochen, d.h. nur die Datenquelle, deren Signallaufzeit zur Steuereinrichtung am größten ist.
Die letzte Datenquelle 5 sendet nach Empfangen des Synchronisationsaufforderungssignals umgehend ein Synchronisationssignal zur Steuereinrichtung 1. Das Synchronisationssignal trifft zum Zeitpunkt 2 × Tn (n = 3 im gewählten Beispiel) bei der Steuereinrichtung 1 ein. Alle dazwischenliegenden Datenquellen 3, 4 messen ihrerseits den Zeitpunkt des Empfangens des Synchronisationssignals, das von der dritten Datenquelle 5 ausgesendet wurde. Die Differenz der beiden gemessenen Zeitpunkte beträgt so gerade das Doppelte der Signallaufzeit einer der Datenquellen 3, 4 zur letzten (dritten) Datenquelle 5.
Anschließend stellt jede Datenquelle 3, 4, 5 eine Zeitverzögerung ΔTi (i = 1, 2, 3...) für alle von ihr abgesandten Daten auf den Wert ΔTi = Tn – ti ein.
Diese Ausführungsform der Erfindung hat den Vorteil, dass die Gesamtlatenz des Bussystems nicht notwendigerweise fest vorgegeben werden muss. Die Gesamtlatenz kann sich nach der Länge des Busses und nach der Anzahl der daran angeschlossenen Datenquellen richten. Die Steuereinrichtung kann aus dem Zeitpunkt T = 2 Tn das Eintreffen des Synchronisationssignals die Gesamtlaufzeit des Busses bestimmen. Die Steuereinrichtung 1 erwartet damit das Eintreffen von Daten unabhängig von der adressierten Datenquelle nach einer Verzögerung 2 × Tn nach dem Aussenden der Datenanforderung.
Bei den beiden vorherigen Ausführungsbeispielen wurde zur Vereinfachung davon ausgegangen, dass die Datenquelle 3, 4, 5 nach dem Empfangen des Synchronisationsaufforderungssignals unmittelbar, d.h. ohne zeitliche Verzögerung, mit der Messung der Signallaufzeiten beginnt. Entsprechendes wurde bei der Steuereinrichtung 1 angenommen, indem das von der Datenquelle ausgesendete Synchronisationssignal ohne jede zeitliche Verzögerung zurücksenden würde. Sind die Reaktionszeiten von Steuereinrichtung 1 und Datenquellen 3, 4, 5 jedoch nicht vernachlässigbar, müssen diese Zeiten vorher bestimmt und bei der Berechnung der Verzögerungszeiten für die zu sendenden Daten berücksichtigt werden.
Die Verfahren sind auch dann anwendbar, wenn es sich beim Übertragen von Signalen über das Bussystem nicht um Datensignale handelt, die in einer Beziehung zu einem Synchronsignal stehen.
Die in der vorangehenden Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination zur Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.

1: Steuereinrichtung
2: Busleitung
3, 4, 5: Datenquellen
ΔTi: Verzögerungszeit
ti: Signallaufzeit

Claims

Verfahren zum Synchronisieren eines Datenaustausches zwischen mehreren Datenquellen (3, 4, 5) und einer Steuereinrichtung 1 über ein Bussystem mit folgenden Schritten: – Senden eines Synchronisationsaufforderungssignals durch die Steuereinrichtung (1) über das Bussystem an die Datenquellen (3, 4, 5); – Feststellen eines ersten Zeitpunktes, an dem das Synchronisationsaufforderungssignal empfangen wird in jeder der mehreren Datenquellen (3, 4, 5); – Aussenden eines Synchronisationssignals von derjenigen Datenquelle (5), die in dem Bussystem so angeordnet ist, um das Synchronisationsaufforderungssignal als letztes zu empfangen; – Feststellen eines zweiten Zeitpunktes, an dem das Synchronisationssignal empfangen wird in jeder der mehreren Datenquellen (3, 4, 5); und – Einstellen jeweils einer Sendeverzögerungszeit in jeder der mehreren Datenquellen (3, 4, 5) abhängig der Zeitdifferenz zwischen dem ersten Zeitpunkt und dem zweiten Zeitpunkt, wobei zu sendende Daten mit der Sendeverzögerungszeit (ΔTi) verzögert werden.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Sendeverzögerungszeit der Datenquelle, die das Synchronisationsaufforderungssignal als letztes empfangen hat, im wesentlichen auf Null eingestellt wird.
Bussystem mit einer Steuereinrichtung (1) zum Steuern der Datenkommunikation auf dem Bussystem und mit einer ersten (3, 4) und einer zweiten Datenquelle (5), wobei die Steuereinrichtung (1) eine Abstimmeinrichtung aufweist, um ein Synchronisationsaufforderungssignal über das Bussystem zu senden, wobei die zweite Datenquelle (5) so in dem Bussystem angeordnet ist, um das Synchronisationsaufforderungssignal als letztes zu empfangen; wobei die erste und zweite Datenquelle (3, 4, 5) jeweils eine Synchronisationseinrichtung aufweisen, wobei die Synchronisationseinrichtung der zweiten Datenquelle (5) so ausgeführt ist, um als Antwort auf das Synchronisationsaufforderungssignal ein Synchronisationssignal auszugeben, wobei die Synchronisationseinrichtung der ersten Datenquelle (3, 4) eine Zeitmesseinheit aufweist, um eine Zeitdifferenz zwischen dem Synchronisationsaufforderungssignal und dem von der zweiten Datenquelle (5) ausgesendeten Synchronisationssignal zu messen, um so die Signallaufzeit zwischen der ersten Datenquelle (3, 4) und der zweiten Datenquelle (5) zu bestimmen, wobei die Synchronisationseinrichtung der ersten Datenquelle (3, 4) eine Verzögerungseinrichtung aufweist, um zu sendende Daten gemäß einer Sendeverzögerungszeit, die von der gemessenen Zeitdifferenz abhängt, zu verzögern.
Datenquelle (3, 4, 5) zur Verwendung in einem Bussystem nach Anspruch 3.
Steuereinrichtung (1) zur Verwendung in einem Bussystem nach Anspruch 3.