DE10141187B4

DE10141187B4 - Electronic circuit and method for a communication interface with buffering

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Publication number: DE10141187B4
Application number: DE10141187A
Authority: DE
Inventors: Franz-Josef Goetz
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2001-03-22
Filing date: 2001-08-22
Publication date: 2006-10-19
Anticipated expiration: 2021-08-23
Also published as: DE10141187A1

Abstract

Elektronischer Schaltkreis für eine skalierbare Kommunikationsschnittstelle zwischen einer ersten zyklisch getakteten Kommunikationsverbindung (16) mit einem ersten Übertragungszyklus (17) einer ersten Länge und einer zweiten zyklisch getakteten Kommunikationsverbindung (12) mit einem zweiten Übertragungszyklus (13) einer zweiten Länge, mit einer Empfangsliste (5, 15, 19, 33) für den ersten Übertragungszyklus und einer Sendeliste (6, 14, 18, 31) für den zweiten Übertragungszyklus, wobei ein gemäß der Empfangsliste empfangenes Datentelegramm (20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28) einem Element der Sendeliste zugeordnet ist, und mit einem Empfangspuffer (4, 34), einem Sendepuffer (7, 30) und einem Zwischenspeicher (8) für gemäß der Empfangsliste vollständig empfangene Datentelegramme und gemäß der Sendeliste zu sendende Datentelegramme, wobei sowohl der Empfangspuffer als auch der Sendepuffer mit dem Zwischenspeicher verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangsliste im Voraus festgelegte Empfangszeitpunkte von Datentelegrammen während des ersten Übertragungszyklus bestimmt und die Sendeliste im Voraus festgelegte Sendezeitpunkte von Datentelegrammen während des zweiten...electronic Circuit for a scalable communication interface between a first cyclically timed communication link (16) having a first transmission cycle (17) a first length and a second cyclically timed communication link (12) with a second transmission cycle (13) a second length, with a reception list (5, 15, 19, 33) for the first transmission cycle and a transmission list (6, 14, 18, 31) for the second transmission cycle, wherein one according to the reception list received data telegram (20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28) associated with an item of the send list, and with a receive buffer (4, 34), a transmission buffer (7, 30) and a buffer (8) for according to the reception list Completely received data telegrams and according to the transmission list to be sent Data telegrams, whereby both the receive buffer and the send buffer can be connected to the buffer, characterized in that the reception list predefined reception times of data telegrams while of the first transmission cycle determines and the transmission list predefined transmission times of data telegrams during of the second ...

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und einen elektronischen Schaltkreis für eine Kommunikationsschnittstelle mit Zwischenspeicherung.The The invention relates to a method and an electronic circuit for one Communication interface with buffering.

Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Verfahren und Systeme zur Herstellung von Kommunikationsverbindungen zwischen den Teilnehmer eines Datennetzes bekannt. Weit verbreitet sind Bussysteme, bei denen jeder Teilnehmer jeden anderen Teilnehmer des Datennetzes direkt über das Bussystem adressieren kann. Ferner sind schaltbare Datennetze bekannt, bei denen so genannte Punkt-zu-Punkt-Verbindungen hergestellt werden, das heißt, ein Teilnehmer kann alle anderen Teilnehmer des schaltbaren Datennetzes nur indirekt, durch entsprechende Weiterleitung der zu übertragenden Daten mittels einer oder mehrerer Koppeleinheiten erreichen.Out The prior art discloses various methods and systems for Establishment of communication links between the participants of a Data network known. Bus systems are widely used in which each participant directs every other participant of the data network directly over the Bus system can address. Furthermore, switchable data networks are known, where so-called point-to-point connections are made, the is called, a participant can call all other participants of the switchable data network only indirectly, by appropriate forwarding of the data to be transmitted reach by means of one or more coupling units.

Datennetze ermöglichen die Kommunikation zwischen mehreren Teilnehmern durch die Vernetzung, also Verbindung der einzelnen Teilnehmer untereinander. Kommunikation bedeutet dabei die Übertragung von Daten zwischen den Teilnehmern. Die zu übertragenden Daten werden dabei als Datentelegramme verschickt, d.h. die Daten werden zu mehreren Paketen zusammengepackt und in dieser Form über das Datennetz an den entsprechenden Empfänger gesendet. Man spricht deshalb auch von Datenpaketen. Der Begriff Übertragung von Daten wird dabei im weiteren synonym zur oben erwähnten Übertragung von Datentelegrammen oder Datenpaketen verwendet.data networks enable the communication between several participants through networking, So connection of the individual participants with each other. communication means the transmission of data between the participants. The data to be transferred will be included sent as data telegrams, i. the data becomes several Packages packed together and sent in this form over the data network to the appropriate recipient. This is why we also speak of data packets. The term transmission of data is thereby synonymous with the above-mentioned transmission used by data telegrams or data packets.

Die Vernetzung selbst wird beispielsweise bei schaltbaren Hochleistungsdatennetzen, insbesondere Ethernet, dadurch gelöst, dass zwischen zwei Teilnehmern jeweils mindestens eine Koppeleinheit geschaltet ist, die mit beiden Teilnehmern ver bunden ist. Jede Koppeleinheit kann mit mehr als zwei Teilnehmern verbunden sein. Jeder Teilnehmer ist mit mindestens einer Koppeleinheit, aber nicht direkt mit einem anderen Teilnehmer verbunden. Teilnehmer sind beispielsweise Computer, speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS) oder andere Maschinen, die elektronische Daten mit anderen Maschinen austauschen, insbesondere verarbeiten.The Networking itself is used, for example, in switchable high-performance data networks, in particular Ethernet, solved in that between two participants in each case at least one coupling unit is connected, with both Participants ver is connected. Each coupling unit can handle more than two Be connected to participants. Each participant is at least a coupling unit, but not directly with another participant connected. Participants are, for example, computers, programmable logic controllers Controllers (PLC) or other machines that provide electronic data replace with other machines, especially process.

In verteilten Automatisierungssystemen, beispielsweise im Bereich Antriebstechnik, müssen bestimmte Daten zu bestimmten Zeiten bei den dafür bestimmten Teilnehmern eintreffen und von den Empfängern verarbeitet werden. Man spricht dabei von echtzeitkritischen Daten bzw. Datenverkehr, da ein nicht rechtzeitiges Eintreffen der Daten am Bestimmungsort zu unerwünschten Resultaten beim Teilnehmer führt. Gemäss IEC 61491, EN61491 SERCOS interface – Technische Kurzbeschreibung (http://www.sercos.de/deutsch/index_deutsch.htm) kann ein erfolgreicher echtzeitkritischer Datenverkehr der genannten Art in verteilten Automatisierungssystemen gewährleistet werden.In distributed automation systems, for example in the field of drive technology, have to certain data arrive at specific times at the designated participants and from the recipients are processed. This is called real-time critical data or data traffic, as an inaccurate arrival of the data at the destination to unwanted Results at the participant leads. According to IEC 61491, EN61491 SERCOS interface - Short technical description (http://www.sercos.de/deutsch/index_deutsch.htm) a successful real-time critical traffic of said Type be guaranteed in distributed automation systems.

Ebenso ist an sich aus dem Stand der Technik bekannt in einem solchen Automatisierungssystem ein synchrones getaktetes Kommunikationssystem mit Äquidistanz-Eigenschaften zu verwenden. Hierunter versteht man ein System aus wenigstens zwei Teilnehmern, die über ein Datennetz zum Zweck des gegenseitigen Austausches von Daten bzw. der gegenseitigen Übertragung von Daten miteinander verbunden sind.As well is in itself known from the prior art in such an automation system a synchronous clocked communication system with equidistance characteristics to use. This is a system of at least two Participants over a data network for the purpose of mutual exchange of data or mutual transfer of data are interconnected.

Dabei erfolgt der Datenaustausch zyklisch in äquidistanten Kommunikationszyklen, die durch den vom System verwendeten Kommunikationstakt vorgegeben werden. Teilnehmer sind beispielsweise zentrale Automatisierungsgeräte, Programmier-, Projektierungs- oder Bediengeräte, Peripheriegeräte wie z.B. Ein-/Ausgabe-Baugruppen, Antriebe, Aktoren, Sensoren, speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS) oder andere Kontrolleinheiten, Computer, oder Maschinen, die elektronische Daten mit anderen Maschinen austauschen, insbesondere Daten von an deren Maschinen verarbeiten. Unter Kontrolleinheiten werden im folgenden Regler- oder Steuerungseinheiten jeglicher Art verstanden. Als Datennetze werden beispielsweise Bussysteme wie z.B. Feldbus, Profibus, Ethernet, Industrial Ethernet, FireWire oder auch PC-interne Bussysteme (PCI), etc. verwendet.there the data exchange takes place cyclically in equidistant communication cycles, specified by the communication clock used by the system become. Participants are, for example, central programmable controllers, programming, configuration or operator devices, Peripherals like e.g. Input / output modules, drives, actuators, sensors, programmable logic controllers Controllers (PLC) or other control units, computers, or Machines that exchange electronic data with other machines, in particular, process data from other machines. Under control units in the following controller or control units of any kind Understood. As data networks, for example, bus systems such e.g. Fieldbus, Profibus, Ethernet, Industrial Ethernet, FireWire or also internal PC bus systems (PCI), etc. used.

Automatisierungskomponenten (z.B. Steuerungen, Antriebe, ...) verfügen heute im allgemeinen über eine Schnittstelle zu einem zyklisch getakteten Kommunikationssystem. Eine Ablaufebene der Automatisierungskomponente (Fast-cycle) (z.B. Lageregelung in einer Steuerung, Drehmomentregelung eines Antriebs) ist auf den Kommunikationszyklus synchronisiert. Dadurch wird der Kommunikationstakt festgelegt. Andere, niederperformante Algorithmen (Slow-cycle) (z.B. Temperaturregelungen) der Automatisierungskomponente können ebenfalls nur über diesen Kommunikationstakt mit anderen Komponenten (z.B. Binärschalter für Lüfter, Pumpen, ...) kommunizieren, obwohl ein langsamerer Zyklus ausreichend wäre. Durch Verwendung nur eines Kommunikationstaktes zur Übertragung von allen Informationen im System entstehen hohe Anforderungen an die Bandbreite der Übertragungsstrecke.automation components (e.g., controls, drives, ...) today generally have one Interface to a cyclically clocked communication system. A scheduling level of the automation component (fast-cycle) (e.g. Position control in a controller, torque control of a drive) is synchronized to the communication cycle. This will be the Communication clock set. Other low-performance algorithms (slow-cycle) (e.g., temperature controls) of the automation component may also just about this Communication clock with other components (e.g., binary switch for fans, pumps, ...), although a slower cycle would be sufficient. By Use only one communication clock to transmit all information High demands are placed on the bandwidth of the transmission link in the system.

Aus dem Stand der Technik bekannte Systemkomponenten nutzen zur Kommunikation für jede Prozess- bzw. Automatisierungsebene nur ein Kommunikationssystem bzw. einen Kommunikationszyklus (Fast-cycle), in dessen Takt alle relevanten Informationen übertragen werden. Daten, die nur im Slow-cycle benötigt werden, können z.B. über zusätzliche Protokolle gestaffelt übertragen werden, um die Anforderungen an die Bandbreite zu begrenzen. Das bedeutet zusätzlichen Softwareaufwand in den Automatisierungskomponenten. Weiterhin wird sowohl die Busbandbreite als auch der minimal mögliche Kommunikationszyklus im gesamten System durch die niederperformanteste Komponente bestimmt.Known from the prior art system components use for communication for each process or automation level only a communication system or a communication cycle (fast-cycle), in the clock all relevant Infor be transferred. Data that is only needed in the slow-cycle can, for example, be staggered via additional protocols to limit the bandwidth requirements. This means additional software effort in the automation components. Furthermore, both the bus bandwidth and the minimum possible communication cycle throughout the system is determined by the lowest-performance component.

Aus der US 4,639,910 ist eine Vorrichtung zur Herstellung von Telekommunikationsverbindungen in einen Telekommunikationsnetzwerk bekannt. In einem solchen Telekommunikationsnetzwerk verläuft die Kommunikation völlig ungeplant je nach den Kommunikationsanforderungen der Benutzer. Entsprechend flexibel muss ein solches Telekommunikationssystem ausgestaltet sein. Hierzu ist vorgesehen, dass verschiedene Ports zu einer Befehlsquelle werden können, um den Zugriff auf eine Speichereinheit zu steuern.From the US 4,639,910 a device for the production of telecommunication connections in a telecommunication network is known. In such a telecommunication network, the communication is completely unplanned depending on the communication requirements of the users. Accordingly flexible such a telecommunication system must be designed. For this purpose, it is provided that different ports can become a command source in order to control access to a memory unit.

Die EP 0 893 768 A2 offenbart ein Speichermodul, das einen internen Arbeitstakt hat, der sowohl vom Takt der eingehenden Daten, als auch vom Takt der ausgehenden Daten unabhängig ist. Der interne Takt wird von einem Speichermanagementmittel bereitgestellt, wobei Kontrollmittel entscheiden, ob eintreffende Daten abgespeichert werden oder nicht.The EP 0 893 768 A2 discloses a memory module having an internal clock that is independent of both the clock of the incoming data and the clock of the outgoing data. The internal clock is provided by a memory management means, wherein control means decide whether incoming data is stored or not.

Die WO 00/08800 A2 beschreibt eine Einrichtung und ein Verfahren zum synchronisieren von Komponenten, die über unabhängige Verbindungen miteinander verbunden sind.The WO 00/08800 A2 describes a device and a method for synchronize components using independent connections are connected.

Aus der US 5,602,830 A ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Formen von Datenströmen, bei denen die Datenströme von verschiedenen Endnutzern stammen, bekannt. In Abhängigkeit vom gesamten Datenaufkommen werden die Ströme dabei vergleichmäßigt und gleichzeitig daran angepasst, welche Bandbreite ein Benutzer benötigt.From the US 5,602,830 A For example, a method and apparatus for shaping data streams in which the data streams originate from different end users is known. Depending on the total data volume, the streams are evened out and at the same time adapted to the bandwidth a user requires.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde ein verbessertes Verfahren und einen verbesserten elektronischen Schaltkreis für eine Kommunikationsschnittstelle sowie ein entsprechendes Computerprogrammprodukt zu schaffen.Of the Invention is the object of an improved method and an improved electronic circuit for a communication interface and to create a corresponding computer program product.

Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche jeweils gelöst.The The object underlying the invention is with the features the independent one claims each solved.

Die Erfindung erlaubt es eine Kommunikationsschnittstelle zwischen verschieden performanten zyklisch getakteten Kommu nikationsverbindungen zu realisieren. Dadurch ermöglicht es die Erfindung, beispielsweise in einem Automatisierungssystem verschieden performante Kommunikationsverbindungen zu betreiben, deren Charakteristik der jeweiligen Applikation angepasst ist. Beispielsweise kann mittels der Erfindung für langsame Ein-/Ausgabebaugruppen eine niederperformante Kommunikationsschnittstelle zu Verfügung gestellt werden, so dass die Baugruppen über eine entsprechende Schnittstelle mit der zugeordneten Ablaufebene in der Steuerung kommunizieren können.The Invention allows a communication interface between different to realize high-performance cyclically clocked communication links. This allows it differs the invention, for example in an automation system operate high-performance communication links, their characteristics adapted to the respective application. For example, by means of the invention for slow input / output modules a low-performance communication interface available be placed so that the modules have an appropriate interface communicate with the assigned execution level in the controller can.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, dass sie das Zusammenführen von Datentelegrammen unterschiedlicher Kommunikationsverbindungen unterschiedlicher Übertragungsraten und/oder unterschiedlicher Kommunikationszyklen auf der Ebene eines Koppelknotens erlaubt, ohne dass hierfür ein Anwendungsprogramm auf einer höheren logischen Schicht benötigt wird. Dies ist insbesondere für eine Kommunikationsanschaltung, einen so genannten Switch-ASIC, vorteilhaft, wobei diese Kommunikationsanschaltung mehrere separate Ports für verschiedene Kommunikationsverbindungen beinhalten kann.One particular advantage of the invention is the fact that they are the bring together of data telegrams of different communication links different transmission rates and / or different communication cycles at the level of a coupling node allowed, without that an application program is needed on a higher logical layer. This is especially for a communication connection, a so-called switch ASIC, advantageous, wherein this Kommunikationsanschaltung several separate ports for different May include communication links.

Ein weiterer besonderer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass ein konsistenter Austausch von Echtzeitdaten in einem deterministischen Kommunikationssystem unterschiedlicher Teilnetzwerke, die jeweils unterschiedliche Übertragungsraten und/oder Kommunikationszyklen aufweisen, ermöglicht wird.One Another particular advantage of the invention is that a Consistent exchange of real-time data in a deterministic Communication system of different subnetworks, respectively different transmission rates and / or communication cycles is enabled.

Für die konsistente Übertragung von Echtzeitdaten ist entscheidend, dass diese jeweils einem bestimmten Übertragungszyklus zugeordnet sind, und zwar auch über die Kommunikationsschnittstelle zwischen den einzelnen Teil-Netzwerken hinweg. Eine solche feste Zuordnung von Echtzeitdaten zu bestimmten Übertragungszyklen über die Grenzen der Teil-Netzwerke hinweg erlaubt die Erfindung.For consistent transmission Of real-time data is crucial that these each have a specific transmission cycle are assigned, and also over the communication interface between the individual subnetworks time. Such a fixed assignment of real-time data to specific transmission cycles over the Limits of subnetworks The invention allows.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt der konsistente Datenaustausch über einen Zwischenpuffer, das heißt, von dem Empfangsport werden die Daten immer in den gemeinsamen Zwischenpuffer geschrieben und von dem Sendeport werden die Daten zu dem entsprechenden Sendezeitpunkt aus dem Zwischenpuffer abgerufen. Zusätzlich kann es an jedem Port einen Sende- und Empfangspuffer geben. Die Tiefe der Sende- und Empfangspuffer muss in diesem Fall mindestens ausreichen, um ein Datentelegramm einer maximalen Telegrammlänge aufzunehmen. Erst wenn das Datentelegramm am Empfangsport komplett empfangen worden ist, werden die Daten in den gemeinsamen Zwischenspeicher kopiert. Beim Senden werden die Daten aus dem Zwischenspeicher in den Sendepuffer des Sendeports kopiert.In a preferred embodiment The invention involves the consistent exchange of data via a Intermediate buffer, that is, from the receive port, the data is always in the common intermediate buffer and from the send port, the data at the corresponding transmission time retrieved from the intermediate buffer. Additionally, it can be connected to any port give a send and receive buffer. The depth of the send and receive buffers must be at least sufficient in this case to receive a data telegram a maximum telegram length take. Only when the data telegram at the receiving port is complete has been received, the data is in the common cache copied. When sending the data from the cache in copied the send buffer of the send port.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird durch eine Zugriffssteuerung des gemeinsamen Zwischenspeichers gewährleistet, dass es während des Lesens und des Schreibens in den Zwischenspeicher zu keinen Überholungen kommen kann.According to another preferred Ausfüh Form of the invention is ensured by an access control of the shared buffer, that during reading and writing in the buffer can not be overhauled.

Von besonderem Vorteil ist dabei, dass auf einem Koppelknoten nur eine Standardkommunikationsschnittstelle implementiert werden muss und dass keine zusätzliche Instanz zum umkopieren der Daten zwischen den verschiedenen Kommunikationsschnittstellen notwendig ist.From It is particularly advantageous that only one Standard communication interface must be implemented and that no additional Instance for copying the data between the various communication interfaces necessary is.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, dass sich ein Automatisierungssystem realisieren lässt, welches verschieden per formante Teil-Netze beinhaltet, insbesondere zur Anwendung bei und in Verpackungsmaschinen, Pressen, Kunststoffspritzmaschinen, Textilmaschinen, Druckmaschinen, Werkzeugmaschinen, Roboter, Handlingssystemen, Holzverarbeitungsmaschinen, Glasverarbeitungsmaschinen, Keramikverarbeitungsmaschinen sowie Hebezeugen.One Another advantage of the invention is that an automation system can realize which includes different formally part networks, in particular for Application in and in packaging machines, presses, plastic injection machines, Textile machines, printing machines, machine tools, robots, handling systems, Woodworking machines, glass processing machines, ceramic processing machines and hoists.

Im Weiteren wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung mit Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:in the Further will become a preferred embodiment of the invention explained in more detail with reference to the drawings. Show it:

1 ein Blockdiagramm einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen elektronischen Schaltkreises und entsprechende Kommunikationsverbindungen zwischen zwei Teilnehmern verschieden performanter Netze, 1 2 shows a block diagram of an embodiment of an electronic circuit according to the invention and corresponding communication connections between two subscribers of different performant networks,

2 ein Flussdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens für den Empfang, 2 a flow chart of a preferred embodiment of the method according to the invention for the reception,

3 ein Flussdiagramm der bevorzugten Ausführungsform hinsichtlich des Sendens eines Datentelegramms von einem niederperformanten zu einem höherperformanten Netz, 3 3 is a flowchart of the preferred embodiment with regard to the transmission of a data telegram from a low-performance to a higher-performance network,

4 eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Automatisierungssystems, 4 a preferred embodiment of an automation system according to the invention,

5 ein Ausführungsbeispiel eines Automatisierungssystems mit unterschiedlich performanten Teil-Netzen. 5 an embodiment of an automation system with different performant sub-networks.

Die 1 zeigt einen elektronischen Schaltkreis 1, der als Koppelknoten zwischen den Knoten 2 und 3 dient.The 1 shows an electronic circuit 1 acting as a coupling node between the nodes 2 and 3 serves.

Der Koppelknoten 1 hat die beiden Kommunikationsports Port B und Port C.The coupling node 1 has the two communication ports Port B and Port C.

Dem Port B ist eine Empfangsliste 5 zugeordnet. Die Empfangsliste 5 bestimmt die von verschiedenen weiteren Knoten des Kommunikationssystems zu verschiedenen Zeitpunkten an den Port B zu empfangenden Datentelegramme. Die Art, der Zeitpunkt und der Adressat der Datentelegramme sind also im Voraus bestimmt; es ändern sich lediglich die mit den Datentelegrammen jeweils transportierten Nutzdaten.Port B is a receive list 5 assigned. The reception list 5 determines the data telegrams to be received by port B from other nodes of the communication system at different times. The type, the time and the addressee of the data telegrams are thus determined in advance; only the payload data transported with the data telegrams changes.

Dem Port B ist ferner ein Empfangspuffer 4 zugeordnet. Der Empfangspuffer dient als Pufferspeicher für den vollständigen Empfang von zumindest einem Datentelegramm. Dazu hat der Empfangspuffer 4 eine Größe, die zumindest zur Aufnahme eines einzelnen Datentelegramms maximaler Länge ausreicht.Port B is also a receive buffer 4 assigned. The receive buffer serves as a buffer memory for the complete reception of at least one data telegram. The reception buffer has to do this 4 a size that is sufficient at least for receiving a single data telegram of maximum length.

Der Port C hat eine Sendeliste 6, die in dem deterministischen Kommunikationssystem bestimmt, zu welchen Zeitpunkten welche Datentelegramme an welchen Empfänger von dem Koppelknoten 1 an dessen Port C zu senden sind. Dem Port C ist ein Sendepuffer 7 zugeordnet, der zur Pufferung eines zu sendenden Datentelegramms dient. Ähnlich wie der Empfangspuffer 4 muss auch der Sendepuffer 7 eine Größe haben, die zumindest zur Aufnahme eines Datentelegramms einer vorgegebenen maximalen Telegrammlänge ausreicht.Port C has a transmission list 6 which determines in the deterministic communication system, at which times which data telegrams to which receiver from the coupling node 1 at the port C are to be sent. Port C is a send buffer 7 assigned, which serves to buffer a data telegram to be sent. Similar to the receive buffer 4 must also be the send buffer 7 have a size that is sufficient at least for receiving a data telegram of a predetermined maximum telegram length.

Zwischen dem Empfangspuffer 4 und dem Sendepuffer 7 befindet sich ein Zwischenspeicher 8. der Zwischenspeicher 8 dient zur Zwischenspeicherung von vollständig empfangenen Datentelegrammen. Sowohl der Empfangspuffer 4 als auch der Sendepuffer 7 können auf den Zwischenspeicher 8 zugreifen, wobei die entsprechenden Zugriffe durch eine Zugriffssteuerung 9, einen so genannten Arbiter, gesteuert wird.Between the receiving buffer 4 and the send buffer 7 there is a cache 8th , the cache 8th serves for intermediate storage of completely received data telegrams. Both the receive buffer 4 as well as the send buffer 7 can on the cache 8th access, with the appropriate access through an access control 9 , a so-called arbiter, is controlled.

Sobald ein Datentelegramm vollständig in dem Empfangspuffer 4 vorliegt, wird eine Anfrage an die Zugriffssteuerung 9 gestellt, um das in dem Empfangspuffer 4 vollständig vorliegende Datentelegramm in den Zwischenspeicher 8 zu kopieren. Der Zwischenspeicher 8 ist in verschiedene Speicherbereiche, bei spielsweise zeilenweise, aufgeteilt. Die einzelnen Speicherbereiche werden durch einen Schreibzeiger 36 sowie einen Lesezeiger 37 identifiziert.Once a data telegram completely in the receive buffer 4 is present, a request to the access control 9 placed in the receive buffer 4 completely present data telegram in the cache 8th to copy. The cache 8th is divided into different memory areas, for example, line by line. The individual memory areas are indicated by a write pointer 36 as well as a read pointer 37 identified.

Die Speicherung des in dem Empfangspuffer 4 vollständig empfangenen Datentelegramms erfolgt dann in dem Speicherbereich des Zwischenspeichers 8, der durch die aktuelle Position des Schreibzeigers 36 identifiziert ist. Die Position des Schreibzeigers 36 wird nach der Schreiboperation in dem entsprechenden Speicherbereich inkrementiert, so dass der Schreibzeiger 36 dann auf den nächsten freien Speicherbereich zeigt.The storage of the in the receive buffer 4 completely received data telegram then takes place in the memory area of the buffer 8th by the current position of the write pointer 36 is identified. The position of the writing pointer 36 is incremented after the write operation in the corresponding memory area, so that the write pointer 36 then points to the next free memory area.

Sobald der Lesezeiger 37 auf den Speicherbereich dieses zuvor abgespeicherten Datentelegramms zeigt, wird dieses aus dem Zwischenspeicher 8 in den Sendepuffer 7 geschoben, um von dort gemäß der Sendeliste 6 versendet zu werden. Nach dem Transfer des betreffenden Datentelegramms von dem Zwischenspeicher 8 in den Sendepuffer 7 wird die Position des Lesezeigers 37 entsprechend der abzuarbeitenden Sendeliste 6 inkrementiert.As soon as the read pointer 37 points to the memory area of this previously stored data telegram, this is from the cache 8th in the send buffer 7 pushed to from there according to the transmission list 6 to be sent. After the transfer of the relevant data telegram from the cache 8th in the send buffer 7 becomes the position of the reading pointer 37 according to the transmission list to be processed 6 incremented.

Nach einer alternativen Ausführungsform beinhaltet die Sendeliste 6 für jedes zu sendende Element eine Adresse des Zwischenspeichers 8, aus dem das zu sendende Datentelegramm abzurufen ist. Entsprechend kann in dieser alternativen Ausführungsform auch die Kontrollstruktur der Empfangsliste für jedes zu empfangende Element eine Adresse des Zwischenspeichers 8 beinhalten, auf der ein entsprechendes vollständig empfangenes Datentelegramm zwischengespeichert werden soll.In an alternative embodiment, the transmission list includes 6 for each element to be sent an address of the buffer 8th from which the data telegram to be sent is to be retrieved. Accordingly, in this alternative embodiment, the control structure of the receive list for each element to be received, an address of the buffer 8th include, on which a corresponding fully received data telegram to be cached.

Der Koppelknoten 1 ist mit dem Knoten 2 über eine Kommunikationsverbindung 12 verbunden. Bei der Kommunikationsverbindung 12 handelt es sich um eine niederperformante Verbindung mit einer relativ geringen Datenrate und einem relativ langen Übertragungszyklus 13, der auch als Rahmen oder „Frame" bezeichnet wird.The coupling node 1 is with the node 2 via a communication connection 12 connected. In the communication connection 12 It is a low-performance connection with a relatively low data rate and a relatively long transmission cycle 13 which is also referred to as a frame or "frame".

Die Kommunikationsverbindung 12 verbindet den Port C mit einem Port D des Knotens 2. Dem Port D sind eine Sendeliste 14 und eine Empfangsliste 15 zugeordnet, die wiederum die deterministische Übertragung von Datentelegrammen über das Kommunikationssystem, das heißt, über die Kommunikationsverbindung 12 spezifizieren.The communication connection 12 connects the port C to a port D of the node 2 , Port D is a transmission list 14 and a receive list 15 in turn, the deterministic transmission of data telegrams via the communication system, that is, over the communication link 12 specify.

Entsprechend ist der Port B des Koppelknotens 1 mit einem Port A des Knotens 3 über eine Kommunikationsverbindung 16 verbunden, wobei es sich bei der Kommunikationsverbindung 16 um eine hochperformante Verbindung mit einer relativ hohen Datenrate und einem relativ kurzen Übertragungszyklus 17 handelt.Accordingly, the port B of the coupling node 1 with a port A of the node 3 via a communication connection 16 which is the communication link 16 a high-performance connection with a relatively high data rate and a relatively short transmission cycle 17 is.

In dem Port A des Knotens 3 sind wiederum eine Sendeliste 18 und eine Empfangsliste 19 für die deterministische Übertragung von Datentelegrammen von bzw. zu dem Knoten 3 vorhanden.In the port A of the node 3 are again a transmission list 18 and a receive list 19 for the deterministic transmission of data telegrams from or to the node 3 available.

Die Kommunikation über die Kommunikationsverbindungen 12 und 16 läuft in den zyklisch wiederholten Übertragungszyklen 13 bzw. 17 ab, die ihrerseits in Zeitschlitze unterteilt sein können. Während eines Übertragungszyklus 13 bzw. 17 werden die entsprechenden Empfangs- und Sendelisten abgearbeitet, wobei verschiedene Datentelegramme den betreffenden Zeitschlitzen in einem Übertragungszyklus zugeordnet werden.Communication via the communication links 12 and 16 runs in the cyclically repeated transmission cycles 13 respectively. 17 from, which in turn can be divided into time slots. During a transmission cycle 13 respectively. 17 the corresponding receive and transmit lists are processed, wherein different data telegrams are assigned to the relevant time slots in a transmission cycle.

In dem betrachteten Beispiel der 1 sind vier zeitlich aufeinanderfolgende Übertragungszyklen 17 gezeigt, in denen jeweils ein oder mehrere Datentelegramme übertragen werden. Der Übersichtlichkeit halber ist in der 1 für jeden Übertragungszyklus 17 nur ein Datentelegramm 20, 21, 22 bzw. 23 gezeigt.In the considered example the 1 are four time-sequential transmission cycles 17 shown, in each of which one or more data telegrams are transmitted. For the sake of clarity is in the 1 for every transmission cycle 17 only one data telegram 20 . 21 . 22 respectively. 23 shown.

Aufgrund des in dem Koppelknoten 1 zur Anwendung kommenden „Store-and-Forward" Verfahrens brauchen die Kommunikationsverbindungen 12 und 16 nicht miteinander synchronisiert zu sein, das heißt, der Beginn der Übertragungszyklen 13 und 17 kann eine Phasenverschiebung aufweisen. Ebenso kann die Länge der Übertragungszyklen 13 und 17 beliebig gewählt werden, das heißt, es gibt keine Beschränkung auf eine gleiche Länge oder ein ganzzahliges Vielfaches. Allerdings muss die maximale Telegrammlänge in dem deterministischen Kommunikationssystem so definiert sein, das ein entsprechendes Datentelegramm in jedem Fall innerhalb eines Übertragungszyklus 13 oder 17 übertragen werden kann, um die Datenkonsistenz, insbesondere von Echtzeitdaten zu gewährleisten.Because of in the coupling node 1 The "store-and-forward" method will be used by the communication links 12 and 16 not being synchronized with each other, that is, the beginning of the transmission cycles 13 and 17 may have a phase shift. Likewise, the length of the transmission cycles 13 and 17 are arbitrarily chosen, that is, there is no restriction to an equal length or an integer multiple. However, the maximum telegram length in the deterministic communication system must be defined in such a way that a corresponding data telegram always takes place within one transmission cycle 13 or 17 can be transmitted to ensure the data consistency, in particular of real-time data.

In einem zweiten Anwendungsfall wird von dem Knoten 2 gemäß dessen Sendeliste 14 ein Datentelegramm 24 in dem Übertragungszyklus 13 über die Kommunikationsverbindung 12 von dessen Port D an den Port C des Koppelknotens 1 gesendet. Das Datentelegramm 24 wird von dem Port C des Koppelknotens 1 gemäß dessen Empfangsliste 33 empfangen und in dem Empfangspuffer 34 zwischengespeichert.In a second use case, the node 2 according to its transmission list 14 a data telegram 24 in the transmission cycle 13 over the communication connection 12 from its port D to the port C of the coupling node 1 Posted. The data telegram 24 is from port C of the link node 1 according to its reception list 33 received and in the receive buffer 34 cached.

Der Koppelknoten 1 sendet dann gemäß dessen Sendeliste 31 von dessen Port B in den nächsten Übertragungszyklen 17 die Datentelegramme 25, 26, 27 bzw. 28. Dies kann so erfolgen, da es sich bei den Datentelegramme 25 bis 28 jeweils um eine Kopie des Datentelegramms 24 handelt. Auf diese Art und Weise werden die Belange der Empfangsliste 19 erfüllt, die in jedem Datenschlitz des Übertragungszyklus 17 ein Datentelegramm erwartet.The coupling node 1 then send according to its transmission list 31 from its port B in the next transmission cycles 17 the data telegrams 25 . 26 . 27 respectively. 28 , This can be done as it is with the data telegrams 25 to 28 each one copy of the data telegram 24 is. In this way, the concerns of the receive list become 19 fulfilled in each data slot of the transmission cycle 17 expected a data telegram.

Eine alternative Möglichkeit ist die Speicherung eines Ersatztelegramms in dem Speicher 10, welches keine Nutzinformation trägt. In diesem Fall ist nur eines der Datentelegramme 25 bis 28 eine Kopie des Datentelegramms 24, beispielsweise das Datentelegramm 25, während die weiteren Datentelegramme 26 bis 28 jeweils Kopien des Ersatztelegramms des Speichers 10 sind. Dieser Vorgang kann beispielsweise durch die Kontrolle der Steuerung 32 erfolgen.An alternative possibility is the storage of a replacement telegram in the memory 10 , which carries no payload. In this case, only one of the data telegrams is 25 to 28 a copy of the data telegram 24 , for example the data telegram 25 while the other data telegrams 26 to 28 in each case copies of the spare telegram of the memory 10 are. This process can be done, for example, by controlling the controller 32 respectively.

Insgesamt ist es also so, dass bei einer n-fachen Sendung eines Datentelegramms von dem Knoten 3, beispielsweise einer vierfachen Sendung, dieses Datentelegramm von dem Knoten 1 an den Knoten 2 m-fach gesendet wird, wobei m < n ist, vorzugsweise m = 1 wie in dem betrachteten Beispiel.Overall, it is so that with an n-fold transmission of a data telegram from the node 3 , For example, a four times broadcast, this data telegram from the node 1 to the node 2 m times, where m <n, preferably m = 1 as in the example considered.

Andererseits wird bei einer n-fachen Sendung eines Datentelegramms über die niederperformante Kommunikationsverbindung 12 dieses Datentelegramm entweder m-fach wiederholt, das heißt, in dem betrachteten Beispiel erfolgt eine vierfache Wiederholung bei einer einmaligen Sendung, oder das gesendete Datentelegramm wird nur einmal gesendet und es erfolgt eine zusätzliche Sendung von m-1 Ersatztelegrammen.On the other hand, with an n-times transmission of a data telegram via the low-performance communication connection 12 This data telegram is repeated either m-fold, that is, in the example considered a fourfold repetition takes place in a single transmission, or the transmitted data telegram is sent only once and there is an additional transmission of m-1 spare telegrams.

Der Koppelknoten 1 hat ferner ein Koppelfeld 29 über welches in dem Koppelknoten 1 Kommunikationsverbindungen zwischen den Ports B und C sowie erforderlichenfalls weiterer in der 1 nicht gezeigter Ports des Koppelknotens 1 hergestellt werden können.The coupling node 1 also has a switching network 29 over which in the coupling node 1 Communication connections between the ports B and C and, if necessary, further in the 1 Not shown ports of the coupling node 1 can be produced.

Der Koppelknoten 1 kann auch selbst integraler Bestandteil einer Automatisierungskomponente sein.The coupling node 1 can itself be an integral part of an automation component.

Die 2 zeigt ein entsprechendes Flussdiagramm für den Empfang eines Datentelegramms an einem Port das Koppelknotens. In dem Schritt 60 wird die Empfangsliste des betreffenden Ports für den nächsten Übertragungszyklus der betreffenden Kommunikationsverbindung aktiviert. In dem Schritt 61 erfolgt ein vollständiger Empfang eines Datentelegramms über die Kommunikationsverbindung gemäß der Empfangsliste. Dieses Datentelegramm wird in dem Empfangspuffer kurzzeitig zwischengepuffert.The 2 shows a corresponding flow chart for the receipt of a data telegram to a port the coupling node. In the step 60 the receive list of the respective port is activated for the next transmission cycle of the relevant communication connection. In the step 61 a complete reception of a data telegram takes place via the communication connection according to the reception list. This data telegram is temporarily buffered in the receive buffer.

In dem Schritt 62 erfolgt eine Anfrage an die Zugriffssteuerung für den Zugriff auf den Zwischenspeicher. Nachdem die Zugriffssteuerung ein entsprechendes Signal abgegeben hat, wird in dem Schritt 63 das betreffende Datentelegramm in dem Zwischenspeicher in einem Speicherbereich mit der Adresse i gespeichert. Die Adresse i wird dabei durch einen Schreibzeiger des Zwischenspeichers identifiziert.In the step 62 a request is made to the access control for access to the cache. After the access control has issued a corresponding signal, in the step 63 the relevant data message is stored in the buffer in a memory area with the address i. The address i is identified by a write pointer of the buffer.

Diese Adresse i wird in dem Schritt 64 inkrementiert, sodass der Schreibzeiger auf den nächstfolgenden freien Speicherbereich des Zwischenspeichers zeigt. Dabei kann es auch zu einem so genannten „Roll-Over" kommen.This address i will be in the step 64 increments so that the write pointer points to the next free memory area of the cache. This can also lead to a so-called "roll-over".

Wenn die Empfangsliste mit dem Empfang dieses Datentelegramms für diesen Übertragungszyklus bereits abgearbeitet ist, geht die Ablaufsteuerung zu dem Schritt 60 zurück, um die Empfangsliste für den nächsten Übertragungszyklus zu aktivieren. Im gegenteiligen Fall geht die Ablaufsteuerung von dem Entscheidungsschritt 65 zu dem Schritt 61 zurück, um nachfolgende Datentelegramme gemäß derselben Empfangsliste in dem aktuellen Übertragungszyklus zu empfangen.If the receive list has already been processed with the receipt of this data telegram for this transmission cycle, the sequence goes to the step 60 back to activate the receive list for the next transmission cycle. In the opposite case, the flow control goes from the decision step 65 to the step 61 to receive subsequent data telegrams according to the same reception list in the current transmission cycle.

Die 3 zeigt die entsprechende Situation für die Sendung von einem anderen Port des Koppelknotens. Zunächst wird in dem Schritt 70 die entsprechende Sendeliste für den nächsten Übertragungszyklus aktiviert. In dem Schritt 71 erfolgt eine Anfrage an die Zugriffssteuerung für den Zugriff auf den Zwischenspeicher, um das nächste zu sendende Datentelegramm in den Sendepuffer zu transferieren und es von dort zu versenden. Der betreffende Speicherbereich der Adresse j des Zwischenspeichers wird dabei durch einen Lesezeiger des Zwischenspeichers identifiziert. Nachdem die Zugriffssteuerung durch ein entsprechendes Signal den Zugriff auf den Speicherbereich mit der Adresse j des Zwischenspeichers frei gegeben hat, wird der Lesezeiger in dem Schritt 72 um einen Betrag k inkrementiert und das Datentelegramm in dem Schritt 73 in den Sendepuffer transferiert.The 3 shows the corresponding situation for the transmission from another port of the coupling node. First, in the step 70 activates the corresponding transmission list for the next transmission cycle. In the step 71 a request is made to the access control for accessing the cache to transfer the next data telegram to be sent to the send buffer and send it from there. The relevant memory area of the address j of the buffer is identified by a read pointer of the buffer. After the access control has released the access to the memory area with the address j of the buffer by a corresponding signal, the read pointer in the step 72 incremented by an amount k and the data telegram in the step 73 transferred to the send buffer.

Der Betrag k, um den der Lesezeiger inkrementiert wird, wird dabei durch die Sendeliste definiert. Die Zugriffssteuerung stellt dabei sicher, dass der Lesezeiger den Schreibzeiger nicht überholt und umgekehrt.Of the Amount k, by which the read pointer is incremented, is passed through defines the transmission list. Access control ensures that that the read pointer does not overtake the write pointer and vice versa.

Von dem nachfolgenden Schritt 74 erfolgt dann eine Verzweigung zurück zu dem Schritt 70, wenn mit der Sendung des Datentelegramms die Sendeliste für den aktuellen Übertragungszyklus bereits abgearbeitet worden ist. Ist das Gegenteil der Fall, so erfolgt eine Verzweigung zu dem Schritt 71, um noch weitere Datentelegramme gemäß der Sendeliste in dem aktuellen Übertragungszyklus abzusenden.From the next step 74 then a branch is made back to the step 70 if the transmission list for the current transmission cycle has already been processed with the transmission of the data telegram. If the opposite is the case, a branch takes place to the step 71 to send out even more data telegrams according to the transmission list in the current transmission cycle.

Die 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Automatisierungssystems mit den Knoten 41, 42, 43, 44 und 45. Bei dem Knoten 41 handelt es sich um einen Antrieb, der einen Koppelknoten mit den beiden Ports „Fast" und „Slow" beinhaltet. Der Port „Fast" entspricht dem Port B und der Port „Slow" entspricht dem Port C des Koppelknotens 1 der 1.The 4 shows an embodiment of an automation system with the nodes 41 . 42 . 43 . 44 and 45 , At the node 41 it is a drive that contains a coupling node with two ports "Fast" and "Slow". The port "Fast" corresponds to the port B and the port "Slow" corresponds to the port C of the coupling node 1 of the 1 ,

Der Port „Fast" des Knotens 41 ist mit dem Port „Fast" des Knotens 42 verbunden, entsprechend dem Port A des Knotens 3 der 1. Bei der die Ports „Fast" der Knoten 41 und 42 verbindenden Leitung handelt es sich entsprechend um eine, hochperformante Kommunikationsverbindung 46 entsprechend der Kommunikationsverbindung 16 der 1.The port "Fast" of the node 41 is with the port "Fast" of the node 42 connected, according to the port A of the node 3 of the 1 , At the ports "Fast" the node 41 and 42 The connecting line is accordingly a high-performance communication connection 46 according to the communication connection 16 of the 1 ,

Der andere Port „Slow" des Knoten 41 ist über eine niederperformante Kommunikationsverbindung 47 mit einem Port „Slow" des Knotens 43 verbunden, entsprechend der Kommunikationsverbindung 12 bzw. dem Port D der 1.The other port "Slow" of the node 41 is via a low-performance communication connection 47 with a port "Slow" of the node 43 connected, according to the communication link 12 or Port D of the 1 ,

Ferner ist ein weiterer Port „Fast" mit einem entsprechenden Port „Fast" des Knotens 45, beispielsweise einer Steuerung, über eine hochperformante Kommunikationsverbindung 48 verbun den. Der Knoten 45 hat einen Port „Slow", der über eine niederperformante Kommunikationsverbindung 49 mit einem entsprechenden Port „Slow" des Knotens 44 verbunden ist. Der Knoten 45 beinhaltet ebenfalls einen Koppelknoten des in der 1 gezeigten Typs. Der Knoten 44 entspricht in seinem Aufbau wiederum dem Knoten 2 der 1.Furthermore, another port is "Fast" with a corresponding port "Fast" of the node 45 , For example, a controller, via a high-performance communication link 48 connected. The knot 45 has a port "Slow", which has a low-performance communication link 49 with a corresponding port "Slow" of the node 44 connected is. The knot 45 also includes a coupling node of in the 1 shown type. The knot 44 in its structure again corresponds to the node 2 of the 1 ,

In dem Automatisierungssystem der 4 ist es also möglich, dass beispielsweise ein Datentelegramm von dem Knoten 42 an den Knoten 44 übertragen wird, obwohl die Übertragung über drei Kommunikationsverbindungen jeweils unterschiedlicher Charakteristik erfolgen muss.In the automation system of 4 So it is possible that, for example, a data telegram from the node 42 at the node 44 is transmitted, although the transmission over three communication links each have different characteristics must be made.

Dies kann auch für die Kopplung verschiedener Teil-Netze verwendet werden, wie mit Bezug auf die 5 näher erläutert wird:
Das Automatisierungssystem der 5 weist verschiedene Teil-Netze 50, 51, 52 und 53 auf. Die Teil-Netze 50 bis 53 haben dabei jeweils unterschiedliche Kommunikationssysteme mit unterschiedlichen Übertragungszyklen und/oder unterschiedlichen Datenraten. Vorzugsweise sind die Übertragungszyklen der verschiedenen Teil-Netze miteinander synchronisiert. Dies ist jedoch nicht zwingend der Fall.This can also be used for the coupling of different subnetworks, as with respect to the 5 is explained in more detail:
The automation system of 5 has different subnets 50 . 51 . 52 and 53 on. The part nets 50 to 53 each have different communication systems with different transmission cycles and / or different data rates. Preferably, the transmission cycles of the different subnetworks are synchronized with each other. However, this is not necessarily the case.

Die entsprechenden Kommunikationssysteme dienen der Kommunikation der Knoten eines der Teil-Netze untereinander. Es kann jedoch auch eine Kommunikation über die Grenzen der Teil-Netze hinweg erfolgen. Hierzu sind die Knoten 54, 55 und 56 des Teil-Netzes 50 als Koppelknoten ausgebildet und zwar z. B. entsprechend Koppelknoten 1 der 1.The corresponding communication systems are used to communicate the nodes of one of the subnetworks with each other. However, communication can also take place across the boundaries of the subnetworks. These are the nodes 54 . 55 and 56 of the part network 50 trained as a coupling node and z. B. corresponding coupling node 1 of the 1 ,

So können etwa der Knoten 57 des Teil-Netzes 52 und der Knoten 58 des Teil-Netzes 51 miteinander kommunizieren, obwohl die Teil-Netze 51 und 52 unterschiedliche Übertragungszyklen und/oder unterschiedliche Datenraten aufweisen. Entsprechend kann beispielsweise der Knoten 59 des Teil-Netzes 53 mit dem Knoten 57, dem Knoten 58 oder auch einem der Koppelknoten 54 bis 56 kommunizieren. Dies erlaubt es, verschiedene bereits bestehende Automatisierungssysteme zu einem Gesamtsystem miteinander zu vernetzen, ohne dass die Komponenten der bestehenden Systeme ausgetauscht werden müssen.So can about the node 57 of the part network 52 and the node 58 of the part network 51 communicate with each other, although the part networks 51 and 52 have different transmission cycles and / or different data rates. Accordingly, for example, the node 59 of the part network 53 with the node 57 , the knot 58 or one of the coupling nodes 54 to 56 communicate. This makes it possible to network various existing automation systems to form a complete system without having to replace the components of the existing systems.

Vorzugsweise wird als Kommunikationssystem für die einzelnen Teil-Netze ein industrielles Ethernet, vorzugsweise ein isochrones Realtime Ethernet oder ein Realtime Fast Ethernet mit jeweils unterschiedlichen Übertragungszyklen, das heißt, unterschiedlichen Isochronzyklen, und/oder unterschiedlichen Datenraten verwendet. Die Länge der Übertragungszyklen in den verschiedenen Teil-Netzen kann dabei beispielsweise 500 ms, 10 ms und 1 ms betragen. Die unterschiedlichen Übertragungsraten können beispielsweise 100 MB/s, 10 MB/S und 1 MB/s betragen. Für den Übergang von einer Übertragungsrate auf eine andere findet in dem entsprechenden Koppelknoten eine Zwischenspeicherung der Echtzeitdaten statt.Preferably is used as a communication system for the individual sub-networks an industrial Ethernet, preferably an isochronous real-time Ethernet or a real-time Fast Ethernet each with different transmission cycles, that is, different Isochron cycles, and / or different data rates used. The length the transmission cycles in the various sub-networks, for example, 500 ms, 10 ms and 1 ms. The different transmission rates can be, for example 100 MB / s, 10 MB / S and 1 MB / s. For the transition from a transmission rate to another takes place in the corresponding coupling node caching the Real-time data instead.

Zusammengefasst betrifft die Erfindung ein Verfahren und einen elektronischen Schaltkreis für eine skalierbare Kommunikationsschnittstelle zwischen einer ersten Kommunikationsverbindung 16 mit einem ersten Übertragungszyklus 17 einer ersten Länge und einer zweiten Kommunikationsverbindung 12 mit einem zweiten Übertragungszyklus 13 einer zweiten Länge, mit einer Empfangsliste 5, 15, 19, 33 für den ersten Übertragungszyklus und einer Sendeliste 6, 14, 18, 31 für den zweiten Übertragungszyklus, wobei ein gemäß der Empfangsliste empfangenes Datentelegramm 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28 einem Element der Sendeliste zugeordnet ist, und mit einem Empfangspuffer 4, 34, einem Sendepuffer 7, 30 und einem Zwischenspeicher 8 für gemäß der Empfangsliste vollständig empfangene Datentelegramme und gemäß der Sendeliste zu sendende Datentelegramme, wobei sowohl der Empfangspuffer als auch der Sendepuffer mit dem Zwischenspeicher verbindbar sind.In summary, the invention relates to a method and an electronic circuit for a scalable communication interface between a first communication link 16 with a first transmission cycle 17 a first length and a second communication connection 12 with a second transmission cycle 13 a second length, with a receive list 5 . 15 . 19 . 33 for the first transmission cycle and a transmission list 6 . 14 . 18 . 31 for the second transmission cycle, wherein a data telegram received according to the reception list 20 . 21 . 22 . 23 . 24 . 25 . 26 . 27 . 28 associated with an item of the send list, and with a receive buffer 4 . 34 , a send buffer 7 . 30 and a cache 8th for data telegrams completely received in accordance with the reception list and data telegrams to be transmitted according to the transmission list, wherein both the reception buffer and the transmission buffer can be connected to the buffer memory.

Claims

Electronic circuit for a scalable communication interface between a first cyclically switched communication connection ( 16 ) with a first transmission cycle ( 17 ) of a first length and a second cyclically timed communication link ( 12 ) with a second transmission cycle ( 13 ) of a second length, with a receive list ( 5 . 15 . 19 . 33 ) for the first transmission cycle and a transmission list ( 6 . 14 . 18 . 31 ) for the second transmission cycle, wherein a data telegram received in accordance with the reception list ( 20 . 21 . 22 . 23 . 24 . 25 . 26 . 27 . 28 ) is associated with an element of the transmission list, and with a reception buffer ( 4 . 34 ), a send buffer ( 7 . 30 ) and a cache ( 8th ) for data telegrams completely received according to the reception list and data telegrams to be transmitted according to the transmission list, both the reception buffer and the transmission buffer being connectable to the buffer memory, characterized in that the reception list determines predetermined reception times of data messages during the first transmission cycle and the transmission list predefined transmission times of data telegrams during the second transmission cycle determined.

Electronic circuit according to claim 1 with an access control ( 9 . 32 ) for the control of accesses of the send and receive buffers the cache.

Electronic circuit according to Claim 1 or 2, in which the temporary store is designed such that data telegrams received during the first transmission cycle are stored in successive storage areas and are provided with a receive pointer ( 36 ) to the respective next free memory area for the intermediate storage of a completely received data telegram.

Electronic circuit according to Claim 1, 2 or 3, having a transmission pointer ( 37 ) to a memory area of the buffer with a data telegram to be transmitted during the second transmission cycle.

An electronic circuit according to claim 2, wherein the access control is designed such that the reception pointer and the transmit pointer does not point to the same memory area.

Electronic circuit according to one of the preceding claims 1 to 5, wherein the first and second communication links different transmission rates have and are not synchronized.

Electronic circuit according to one of the preceding claims 1 to 6, wherein the first and second transmission cycles are synchronous are and the first and second lengths are equal or an integer Multiples of each other.

Electronic circuit according to one of the preceding claims 1 to 7, in which the transmission list for m-times sending a data telegram formed within m consecutive transmission cycles is after the data telegram n times within the first transmission cycle according to the reception list has been received.

An electronic circuit according to claim 8, wherein the data telegram according to the transmission list only is sent once and that in addition a number of m-1 Spare data telegrams according to the transmission list in the second transmission cycle be sent.

Electronic circuit according to one of the preceding claims 1 to 9, wherein the first and / or the second communication connection are bi-directional and each of the bi-directional communication links in each case a transmission list and a reception list are assigned.

Electronic circuit according to one of the preceding claims 1 to 10, in which the data telegram is real-time data is.

Electronic circuit according to one of the preceding claims 1 to 11, wherein the first and second communication links an industrial Ethernet, in particular an isochronous real-time Ethernet or Realtime Fast Ethernet.

Electronic circuit according to one of the preceding Claims 1 to 12, having a plurality of input and / or output ports, to each of which a receive and / or transmit list is assigned and connected to a switching network ( 29 ) for coupling one of the ports to one or more of the other ports.

Automation system with several components ( 41 . 42 . 43 . 44 . 45 ), through communication links ( 46 . 47 . 48 . 49 ) are interconnected, in which each of the components comprises an electronic circuit according to one of the preceding claims 1 to 13 as an integral part or as an accessory.

Automation system with at least a first sub-network ( 50 . 51 . 52 . 53 ) with first communication links and with a second subnetwork with second communication links and with at least one coupling node ( 54 . 55 . 56 ) between the first and second sub-networks with an electronic circuit according to one of the preceding claims 1 to 14.

Automation system according to Claim 15, having a plurality of coupling nodes, which are controlled by a third subnetwork ( 50 ) are interconnected.

Automation system according to claim 14, 15 or 16, where the different subnetworks have different transmission cycles and / or transfer rates exhibit.

A method of operating a communication interface between a first cyclically-pulsed communication link having a first transmission cycle of a first length and a second cyclically-pulsed communication link having a second transmission cycle of a second length, comprising the steps of: a. complete reception of a data telegram according to a reception list assigned to the first transmission cycle, b. Caching of the completely received data telegram, c. Transmitting the data telegram according to a transmission list associated with the second transmission cycle, wherein the reception list determines the reception times of data telegrams to be received during the first transmission cycle in advance and the transmission list determines the transmission time of in the second transmission cycle to be sent data telegrams determined in advance.

The method of claim 18, wherein in the first transmission cycle received data telegrams in successive memory areas of the Cached be stored.

The method of claim 18 or 19, wherein in the second transmission cycle to be sent data telegrams are read from the buffer be, with the respective memory areas from each other an offset are separated.

Method according to one of the preceding claims 18, 19 or 20, in which ensured by an access control will that while a logical unit of time, no access to the same memory area for the Caching a complete received data telegram and its transmission takes place.

Method according to one of the preceding claims 18 to 21, in which the first communication connection and the second communication connection different transmission rates and / or the first and second transmission cycles asynchronous are.

The method of claim 22, wherein the first and second length are equal or unequal or any integer or non-integer ratio exhibit.

Method according to one of the preceding claims 18 to 23, in which a data telegram from a first participant of the first Receive communication connection within the first transmission cycle becomes and the data telegram m-fold within m consecutive transmission cycles to one second participant of the second communication connection sent becomes.

The method of claim 24, wherein the data telegram only once in the second transmission cycle is sent and a replacement data telegram m-1-fold in subsequent second transmission cycles is sent.

Method according to one of the preceding claims 18 to 25, in which the data telegram is real-time data.

Method according to one of the preceding claims 18 to 26, wherein the first and second communication links formed are data in equidistant Exchange communication cycles.

Method according to one of the preceding claims 18 to 27, wherein the first and second communication links each about industrial Ethernet, in particular an isochronous real-time Ethernet or Realtime Fast Ethernet.

Method according to one of the preceding claims 18 to 28, wherein a plurality of input and / or output ports, each one Reception and / or transmission list is assigned, coupled via a switching matrix become.

Method according to one of the preceding claims 18 to 29, in which the first and second transmission cycles have no phase shift exhibit.

Computer program product with program means for execution A method according to any one of the preceding claims 18 to 30, if the program means on an electronic circuit or run an automation system.