DE10144316B4

DE10144316B4 - Bus system according to the master-slave principle

Info

Publication number: DE10144316B4
Application number: DE2001144316
Authority: DE
Inventors: Alois Günzkofer
Original assignee: Lisa Draexlmaier GmbH
Current assignee: Lisa Draexlmaier GmbH
Priority date: 2001-09-10
Filing date: 2001-09-10
Publication date: 2006-03-02
Anticipated expiration: 2021-09-11
Also published as: DE10144316A1

Abstract

Bussystem mit einer Master-Station (1) und mindestens einer Slave-Station (2, 3), die zum bidirektionalen Austausch von Dateninformation und/oder Kommandoinformation unter Verwendung von Meldungsblöcken miteinander verbunden sind, wobei jeder Slave-Station (2, 3) eine Adresse eindeutig zugeordnet ist und der Informationsverkehr auf dem Bus durch die Master-Station (1) derart gesteuert wird, dass die Master-Station (1) zum Anfordern einer Antwortmeldung eine Anforderungsmeldung mit der Adresse einer Slave-Station, von der die Antwortmeldung angefordert wird, auf den Bus (12, 13, 42, 43, 22, 23, 32, 33) sendet, dass die Slave-Stationen (2, 3) den Bus (12, 13, 42, 43, 22, 23, 32, 33) überwachen, um mindestens die Adresseninformation von auf dem Bus (12, 13, 42, 43, 22, 23, 32, 33) befindlichen Meldungen zu prüfen und mit der eigenen Adresse zu vergleichen, dass die Slave-Station (2), von der die Antwortmeldung angefordert wird, den Empfang der Anforderungsmeldung durch Zurücksenden einer Echomeldung quittiert und dass diese quittierende Slave-Station...bus system with a master station (1) and at least one slave station (2, 3), for the bidirectional exchange of data information and / or command information using message blocks connected to each other, each slave station (2, 3) a Address is uniquely assigned and the information traffic is on the bus is controlled by the master station (1) such that the master station (1) to request a response message a request message with the address of a slave station, from which the response message is requested on the bus (12, 13, 42, 43, 22, 23, 32, 33) sends that the slave stations (2, 3) the Bus (12, 13, 42, 43, 22, 23, 32, 33) to monitor at least the Address information from on the bus (12, 13, 42, 43, 22, 23, 32, 33) and compare with the own address that the slave station (2), from the response message is requested, the receipt of the request message by resending an echo message acknowledged and that this acknowledgment slave station ...

Description

Die Erfindung betrifft einen nach dem Master-Slave-Prinzip arbeitenden Bus zum Übertragen von Daten und Kommandos zwischen einer Steuerstation, wie sie in der Literatur "Master" oder "Meister" genannt wird, und einer Vielzahl von Nebenstationen, wie sie in der Literatur "Slave", "Client" oder "Sklave" genannt werden.The The invention relates to a working according to the master-slave principle Bus to transfer of data and commands between a control station, as in the literature is called "master" or "master", and a variety of substations, as they are called in the literature "slave", "client" or "slave".

Ein solcher Bus ist prinzipiell aus EP 0 051 332 B1 bekannt. Bei dem in dieser Druckschrift beschriebenen Bus handelt es sich um ein Kommunikationssystem zum seriellen Übertragen von Daten zwischen einer Master-Station und einer oder mehreren Slave-Stationen. Hierbei unterscheidet sich die Master-Station von den Slave-Stationen in bezug auf den Bus in erster Linie dadurch, dass die Master-Station festlegt, wer wann gegebenenfalls welche Daten auf den Bus übertragen darf. Hierbei überträt die Master-Station Daten an eine oder mehrere Slave-Stationen und darauf folgend empfängt die Master-Station Daten von einer der Slave-Stationen.Such a bus is in principle off EP 0 051 332 B1 known. The bus described in this document is a communication system for serial transmission of data between a master station and one or more slave stations. In this case, the master station differs from the slave stations with respect to the bus primarily in that the master station determines who may or may not transmit which data to the bus. In this case, the master station transfers data to one or more slave stations and subsequently the master station receives data from one of the slave stations.

Ein solcher Bus hat eine hohe Betriebssicherheit bei relativ geringem Datendurchsatz und ist daher beispielsweise für Mess-Systeme, in denen eine zentrale Steuerung von einzelnen Messaufnahmestationen Messwerte einsammelt, gut geeignet.One Such bus has a high reliability at relatively low Data throughput and is therefore, for example, for measuring systems in which a central control of individual measuring stations measured values collected, well suited.

Insbesondere, wenn ein solcher Bus nach dem Master-Slave-Prinzip, wie zum Beispiel in der DE 42 26 876 C2 beschrieben, eine zusätzliche Unterbrechungsleitung oder Interrupt-Leitung hat, über die die Slave-Stationen der Master-Station mitteilen können, dass zu übertragende Daten vorliegen, kann ein solcher Bus auch relativ flexibel steuerbar sein.In particular, if such a bus according to the master-slave principle, such as in the DE 42 26 876 C2 described, has an additional interrupt line or interrupt line through which the slave stations of the master station can tell that there are data to be transmitted, such a bus can also be controlled relatively flexible.

Wenn in einem System aus Master-Station und Slave-Stationen die Master-Station eine an eine Slave-Station adressierte Aufforderung zum Ausführen einer Operation und zum Übermitteln des Operationsergebnisses sendet, wartet die Master-Station eine bestimmte Zeitspanne auf die angeforderte Information und bewertet das Ausbleiben der Information nach Ablauf der Zeitspanne als Fehler. In einem System, in dem unterschiedliche Operationen von unterschiedlichen Slave-Stationen unterschiedliche Bearbeitungszeit und somit Reaktionszeit auf die Aufforderung von der Master-Station haben, orientiert sich die bestimmte Zeitspanne, die als Maß für einen auf getretenen Fehler herangezogen wird, an der längstmöglichen Reaktionszeit. Bei Systemen mit großen Unterschieden zwischen den möglichen Reaktionszeiten führt dies zu störenden Verzögerungen, die dazu führen können, dass der von seinem prinzipiellen Konzept langsame Bus für das System zu langsam wird. Andererseits ist es oft erstrebenswert, einen sehr einfachen, sicheren und kostengünstigen Bus verwenden zu können.If in a system of master station and slave stations the master station a request addressed to a slave station for execution of a Operation and transfer of the operation result, the master station waits one certain period of time to the requested information and evaluated the absence of information after expiry of the period as an error. In a system where different operations of different Slave stations different processing time and thus reaction time to the Request from the master station, the specific one is oriented Time span as a measure of one is used on the error occurred, the longest possible Reaction time. For systems with large differences between the possible Reaction times leads this to disturbing delays that lead to can, that of its basic concept slow bus for the system too is slow. On the other hand, it is often desirable, a very simple, safe and inexpensive bus to be able to use.

US 5,742,186 A beschreibt ein Bussystem mit einer Master-Station und mehreren Slave-Stationen, wobei die Master-Station über ein einseitiges Verzweigungsnetz mit Verzweigungsstationen an jeweiligen Slave-Stationen physikalisch angeschlossen ist. Wenn die Master-Station eine Verbindung zu einer Slave-Station anfordert, gibt sie einen Verbindungsanforderungsbefehl mit einem Slave-Station-spezifischen Code von einem Senderanschluss auf eine Signalleitung und die einzelnen Slave-Stationen empfangen diese Verbindungsanforderung. Die Slave-Station, deren spezifischer Code dem spezifischen Code in der Verbindungsanforderung entspricht, sendet eine Antwortmeldung einschließlich eines Bestätigungssignals über einen Senderanschluss an die Master-Station, welche die Signale verifiziert, und basierend darauf eine Datenverbindung einrichtet. Auch eine Slave-Station kann eine Verbindungsanforderungsmeldung an die Master-Station senden, wobei diese Verbindungsanforderungsmeldung den der entsprechenden Slave-Station eigenen spezifischen Code enthält. Die Master-Station empfängt diese Verbindungsanforderung und die Slave-Station sendet die spezifizierenden Codes und Bestätigungssignale enthaltende Antwortbefehle auf die Signalleitung, hierdurch eine Datenverbindung einrichtend. Alternativ beschreibt US 5,742,186 ein Bussystem mit einem asynchronen seriellen Kommunikationskanalnetz, das mit einer aus Signalmasseleitung und zwei Signalleitungen bestehenden Drei-Draht-Schaltung arbeitet. Die Master-Station ist an die Drei-Draht-Schaltung mit Eingangs- und Ausgangsanschlüssen angeschlossen. Slave-Stationen sind ebenfalls an die Drei-Draht-Schaltung mit Eingangs- und Ausgangsschaltungen angeschlossen. Eine Verzweigungseinrichtung verbindet die einzelnen Eingangs- und Ausgangsschaltungen auf eine besondere physikalische Weise unter Einbeziehung von ODER-Schaltungen. US 5,742,186 A describes a bus system having a master station and a plurality of slave stations, wherein the master station is physically connected via a one-sided branch network with branch stations to respective slave stations. When the master station requests a connection to a slave station, it issues a connection request command with a slave station-specific code from a sender terminal to a signal line, and the individual slave stations receive this connection request. The slave station whose specific code corresponds to the specific code in the connection request sends a response message including an acknowledgment signal to the master station via a transmitter terminal, which verifies the signals and establishes a data connection based thereon. A slave station can also send a connection request message to the master station, this connection request message containing the specific code specific to the corresponding slave station. The master station receives this connection request and the slave station sends the response code containing specifying codes and acknowledgment signals to the signal line, thereby establishing a data connection. Alternatively describes US 5,742,186 a bus system with an asynchronous serial communication channel network, which works with a consisting of signal ground line and two signal lines three-wire circuit. The master station is connected to the three-wire circuit with input and output terminals. Slave stations are also connected to the three-wire circuit with input and output circuits. A branching device connects the individual input and output circuits in a particular physical manner involving OR circuits.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Master-Slave-Bussystem bereitzustellen, das mit im Mittel kürzeren Verzögerungszeiten arbeitet.task the present invention is to provide a master-slave bus system, that with on average shorter delay times is working.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Bussystem mit einer Master-Station und eine oder mehrere Slave-Stationen, die zum bidirektionalen Austausch von Dateninformation und/oder Kommandoinformation unter Verwendung von Meldungsblöcken miteinander verbunden sind, wobei jeder Slave-Station eine Adresse eindeutig zugeordnet ist und der Informationsverkehr auf dem Bus durch die Master-Station derart gesteuert wird, dass die Master-Station zum Anfordern einer Antwortmeldung eine Anforderungsmeldung mit der Adresse einer Slave-Station, von der die Antwortmeldung angefordert wird, auf den Bus sendet. Alle Slave-Stationen überwachen den Bus, um mindestens die Adresseninformation von auf dem Bus befindlichen Meldungen zu prüfen und mit der eigenen Adresse zu vergleichen. Die Slave-Station, von der die Antwortmeldung angefordert wird, quittiert den Empfang der Anforderungsmeldung durch Zurücksenden einer Echomeldung und diese quittierende Slave-Station gibt daraufhin eine in der Anforderungsmeldung angeforderte Antwortmeldung auf den Bus. Die Echomeldung enthält eine Reaktionszeit-Information bezüglich der Zeitspanne, innerhalb der die Antwortmeldung voraussichtlich erfolgen wird.These The object is achieved by a bus system with a master station and one or more slave stations connected to the bidirectional exchange of data information and / or command information using message blocks connected to each other, each slave station an address is uniquely assigned and the information traffic on the bus through the master station like that that is controlled by the master station to request a response message a request message with the address of a slave station, from the response message is requested, sends to the bus. All Monitor slave stations the bus to at least the address information from on the bus Check messages and compare with your own address. The slave station, from the response message is requested, acknowledges receipt of the Request message by resending an echo message and this acknowledgment slave station are then a response message requested in the request message the bus. The echo message contains a reaction time information regarding the period of time, within the response message is expected to occur.

Die in der Echomeldung erhaltene Reaktionszeitinformation ermöglicht es der Master-Station oder einer ihr übergeordneten Steuerung, beispielsweise, in einer Warteschlange stehende parallel abzuarbeitende Aufgaben entsprechend der erforderlichen Zeitdauer so auszuwählen, dass die zur Verfügung stehenden Ressourcen optimal genutzt werden können.The Reaction time information obtained in the echo message makes it possible the master station or a higher-level control, for example, queued tasks to be performed in parallel to select according to the required period of time such that the available resources can be optimally utilized.

Insbesondere kann jedoch die Master-Station in einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Bussystems abhängig von in einer Echomeldung enthaltener Reaktionszeitinformation eine Fehlerzeitspanne festlegt, nach deren Ablauf das Ausbleiben der angeforderten Antwortmeldung als Fehler beurteilt wird.Especially However, the master station in a development of the bus system according to the invention dependent of reaction time information included in an echo message Defines the error period, after the expiration of the requested response message is assessed as an error.

Durch diese Maßnahme kann sichergestellt werden, dass die Zeitspanne bis zum Beurteilen, dass ein Fehler des vorgesehenen Ablaufes vorliegt, nur um das erforderliche Maß länger gewählt werden kann, als die erwartete Reaktionszeit. Falls die Master-Station im Fehlerfall mehrmals, beispielsweise insgesamt dreimal dieselbe Anforderungsmeldung auf den Bus gibt, kann sich die so gewonnene Zeit durch Aggregation schnell bemerkbar machen.By This measure can be ensured that the time until the assessment, that there is an error of the intended procedure, only to the required Measure be chosen longer can, as the expected reaction time. If the master station in the event of an error several times, for example a total of three times the same Request message on the bus, can be won Make time fast through aggregation.

Gemäß einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung werden die Meldungen seriell zwischen der Master-Station und den Slave-Stationen übertragen werden.According to one Further development of the present invention, the messages are serial transferred between the master station and the slave stations become.

Ein serieller Bus mit den Merkmalen der vorliegenden Erfindung kann besonders wirtschaftlich bei hoher Zuverlässigkeit und verbesserter Systemausnutzung erstellt werden.One serial bus with the features of the present invention can particularly economical with high reliability and improved system utilization to be created.

Vorzugsweise beginnt ein Anforderungsmeldungsblock mit einem Adressfeld zum Angeben der adressierten Slave-Stationen und ein Anforderungsmeldungsblock enthält außerdem ein Feld zum Angeben der Größe des Meldungsblocks, ein Kommandofeld und ein Datenfeld.Preferably A request message block begins with an address field to indicate the addressed slave stations and a request message block contains Furthermore a field for specifying the size of the message block, a command field and a data field.

Das Adressfeld zu Beginn eines Meldungsblocks vereinfacht den angeschlossenen Slave-Stationen das Beobachten der einzelnen Meldungsblöcke, um herauszufinden, ob sie selbst adressiert sind. Das Feld zum Angeben der Größe des Meldungsblocks, das vorzugsweise die Anzahl der Bytes des Meldungsblocks oder zumindest die Anzahl der verbleibenden Bytes des Meldungsblocks mit Beginn des Feldes zum Angeben der Größe des Meldungsblocks enthalten kann, ermöglicht ein einfaches Erkennen des Blockendes. Die Trennung zwischen Befehlsfeld und Datenfeld lässt die Slave-Stationen einerseits einfacher die Kommandoinformation erkennen. Es ermöglicht aber auch andererseits das Zurücksenden des Inhaltes des Kommandofeldes von der Slave-Station zur Master-Station. Dadurch wird der Master-Station einerseits ermöglicht, zu prüfen, ob die Slave-Station das Kommando richtig empfangen hat. Andererseits vereinfacht das Zurücksenden des Kommandos in dem Kommandofeld es der Master-Station, die zugehörigen Daten in einem Datenfeld dem vorangegangenen Befehl zuzuordnen.The Address field at the beginning of a message block simplifies the connected Slave stations watching the individual message blocks to find out if they are self-addressed. The field to specify the size of the message block, preferably the number of bytes of the message block or at least the number of remaining bytes of the message block at the beginning the field for specifying the size of the message block may contain a simple recognition of the end of the block. The separation between command field and data field leaves the slave stations on the one hand easier the command information detect. Allows but also on the other hand the resending the contents of the command field from the slave station to the master station. This allows the master station to check whether the Slave station has received the command correctly. On the other hand simplified the resend of the command in the command box of the master station, the associated data in a data field to the previous command.

In einer günstigen Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Bussystems enthält die Echomeldung die gesamte Information der Anforderungsmeldung mit einem zusätzlichen Feld für die Reaktionszeitinformation.In a cheap one Embodiment of a bus system according to the invention contains the echo message the entire information of the request message with an additional Field for the reaction time information.

Durch das Zurücksenden der gesamten Information der Anforderungsmeldung in der Echomeldung wird es der Master-Station ermöglicht, zu prüfen, ob die gesendete Anforderungsmeldung korrekt oder fehlerhaft empfangen worden ist. Das zusätzliche Einbinden eines Feldes für die Reaktionszeitinformation erleichtert die Zuordnung dieser Reaktionszeitinformation zu der entsprechenden Anforderungsmeldung.Sending back all the information of the request message in the echo message allows the master station to check whether the sent request message is correct or faulty has been received. The additional inclusion of a field for the reaction time information facilitates the assignment of this reaction time information to the corresponding request message.

Vorzugsweise ist das Feld für die Reaktionszeitinformation nach den Informationsblöcken der Anforderungsmeldung angehängt. Dadurch kann die Master-Station beim Empfangen einer solchen Meldung erst prüfen, ob die Anforderungsmeldung korrekt von der Slave-Station empfangen worden ist, um im Fehlerfall die Reaktionszeitinformation gegebenenfalls nicht mehr zu berücksichtigen.Preferably is the field for the reaction time information after the information blocks of Request message attached. This allows the master station to receive such a message first check whether the request message is correctly received by the slave station has been to in the event of an error, the reaction time information, if necessary no longer to be considered.

Vorzugsweise enthalten auf den Bus übertragene Meldungsblöcke ein Prüfinformationsfeld, dessen Inhalt aus dem restlichen Inhalt des Meldungsblocks herleitbar ist.Preferably included on the bus transferred message blocks a check information field, its content can be deduced from the remaining contents of the message block is.

In einem solchen Falle hat es sich als sinnvoll erwiesen, dass das Prüfinformationsfeld das letzte Feld eines Meldungsblocks ist.In In such a case, it has proved useful that the Prüfinformationsfeld the last field of a message block is.

Selbstverständlich wird eine solche Prüfinformation für jede Meldung gesondert ermittelt, so dass die Echomeldung die Prüfinformation der Echomeldung, nicht aber die Prüfinformation der vorausgehenden Anforderungsmeldung enthält.Of course it will such check information for every Message determined separately so that the echo message the check information the echo message, but not the check information of the preceding Request message contains.

In einer Weiterbildung eines erfindungsgemäßen Bussystems ist mindestens eine und vorzugsweise mehrere der Slave-Stationen ausgestaltet, die Master-Station durch eine Unterbrechungsmeldung über eine Unterbrechungsleitung von dem Vorliegen übertragungswürdiger Daten zu informieren.In a development of a bus system according to the invention is at least one and preferably several of the slave stations designed, the master station by an interrupt message via an interrupt line from the presence of transferable data to inform.

Durch eine solche Maßnahme können Slave-Stationen auch außerhalb des von der Master-Station oder einer der Master-Station übergeordneten Steuerung vorgesehenen Steuerablaufs Meldungen gesteuert durch die Master-Station auf den Bus zu geben. Insbesondere zum senden von Alarmmeldungen ist eine solche Möglichkeit sehr hilfreich.By such a measure can Slave stations also outside provided by the master station or one of the master station higher-level control Control flow messages controlled by the master station on the Bus to give. In particular for sending alarm messages is a such possibility very helpful.

Eine Weiterbildung eines solchen erfindungsgemäßen Bussystems sieht vor, dass die Master-Station bei vorliegender Unterbrechungsmeldung nacheinander in einer vorbestimmten Reihenfolge die Slave-Stationen mit einer Meldung des Typs "Abfrage auf Unterbrechungsanforderung" adressiert.A Development of such a bus system according to the invention provides that the master station successively in the event of an interrupt message in a predetermined order, the slave stations with a Message of type "Query on interrupt request "addressed.

Hierbei kann in einer Ausgestaltungsform eines solchen Bussystems die vorbestimmte Reihenfolge von der Reihenfolge der vorangehenden Buszugriffe der einzelnen Slave-Stationen abhängen.in this connection In one embodiment of such a bus system, the predetermined Order of the previous bus access order depend on individual slave stations.

Darüber hinaus kann gleichzeitig oder alternativ die vorbestimmte Reihenfolge von einer vorgegebenen Priorisierung abhängen.Furthermore may simultaneously or alternatively the predetermined order of depend on a given prioritization.

Das erfindungsgemäße Bussystem kann in allen Anwendungen eingesetzt werden, bei denen eine einfache und effiziente serielle Kommunikation zum Einsatz kommen soll. Dies kann beispielsweise in der Steuerungs- und Regeltechnik, Mess- und Prüftechnik sein. Anwendungen für ein solches Bussystem sind z.B. Komponententestsysteme, Kabeltestsysteme und andere funktionsintegrierte Systeme.The Bus system according to the invention Can be used in all applications where a simple and efficient serial communication is to be used. This can be used, for example, in the field of control engineering, measuring and control technology Testing Technology be. Applications for such a bus system are e.g. Component test systems, cable test systems and other functionally integrated systems.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Es zeigt:below The invention will be described with reference to embodiments with reference closer to the figures explained. It shows:

1 in schematischer Darstellung ein Blockschaltbild einer ersten möglichen physikalischen Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäßen Bussystems; 1 a schematic diagram of a block diagram of a first possible physical embodiment of a bus system according to the invention;

2A, 2B und 2C mögliche Kommunikationsblöcke einer Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäßen Bussystems; 2A . 2 B and 2C possible communication blocks of an embodiment of a bus system according to the invention;

3 in schematischer Darstellung ein Blockschaltbild einer zweiten möglichen physikalischen Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäßen Bussystems; 3 a schematic diagram of a block diagram of a second possible physical embodiment of a bus system according to the invention;

4 in schematischer Darstellung ein Blockschaltbild einer dritten möglichen physikalischen Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäßen Bussystems; 4 a schematic diagram of a block diagram of a third possible physical embodiment of a bus system according to the invention;

5 in schematischer Darstellung ein Blockschaltbild einer vierten möglichen physikalischen Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäßen Bussystems. 5 a schematic diagram of a block diagram of a fourth possible physical exc design form of a bus system according to the invention.

Nachstehend wird erst unter Bezugnahme auf 1 und 2 das Prinzip einer besonders günstigen Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäßen Bussystems beschrieben. Danach wird auf die physikalischen Besonderheiten der Ausgestaltung gemäß 1 und auf die physikalischen Besonderheiten der Ausgestaltungsformen gemäß den 3 bis 5 näher eingegangen.The following will be described with reference to 1 and 2 describes the principle of a particularly favorable embodiment of a bus system according to the invention. Thereafter, the physical peculiarities of the embodiment according to 1 and on the physical peculiarities of the embodiments according to the 3 to 5 discussed in more detail.

1 zeigt in schematischer Blockdarstellung eine Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäßen Bussystems mit einer Master-Station 1, einer ersten Slave-Station 2 und einer zweiten Slave-Station 3, die über Verbindungsleitungen, in der Darstellung über ein Verbindungsleitungssystem 43 von der Master-Station 1 zu den Slave-Stationen 2 und 3 und durch eine Verbindungsleitung 42 von den Slave-Stationen 2 und 3 zu der Master-Station 1 verbunden sind. 1 shows a schematic block diagram of an embodiment of a bus system according to the invention with a master station 1 , a first slave station 2 and a second slave station 3 connected via connecting lines, in the representation via a connecting line system 43 from the master station 1 to the slave stations 2 and 3 and through a connection line 42 from the slave stations 2 and 3 to the master station 1 are connected.

Das Bussystem gemäß dieser Ausgestaltungsform der Erfindung stellt ein kommandoorientiertes Master- Slave-Bussystem mit erweiterten Funktionen dar. Das System arbeitet am effizientesten auf dem Data-Link-Layer in der zweiten Schicht nach dem OSI-7-Schichtenmodel. Die einzelnen Slave-Stationen 2, 3 werden von der Master-Station 1 eindeutig über ein Indexsystem (erweitertes Adressensystem) identifiziert. Die gesamte Datenübertragung ist in Kommunikationszyklen aufgebaut. Jeder Kommunikationszyklus enthält drei Kommunikationsblöcke. Für jede Aktion (Aufgabe) die bei einer Slave-Station 2, 3 angefordert wird, sind in den meisten Fällen ein, ggf. aber auch mehrere Kommunikationszyklen notwendig. In die Kommunikation ist in diesem Ausführungsbeispiel ein Prüfsummenalgorithmus integriert.The bus system according to this embodiment of the invention is a command-oriented master-slave bus system with advanced functions. The system works most efficiently on the data link layer in the second layer after the OSI-7 layer model. The individual slave stations 2 . 3 be from the master station 1 uniquely identified by an index system (extended address system). The entire data transmission is structured in communication cycles. Each communication cycle contains three communication blocks. For each action (task) at a slave station 2 . 3 is requested, in most cases, one or possibly several communication cycles are necessary. In the communication in this embodiment, a checksum algorithm is integrated.

Ein Kommunikationszyklus besteht aus drei Kommunikationsblöcken: Kommandoblock (von Master-Station 1 zu Slave-Station) Echo (von Slave-Station zu Mastersystem) Aktion der Slave-Station z.B Selbsttest Datenblock (von Slave-Station zu Mastersystem) A communication cycle consists of three communication blocks: Command block (from master station 1 to slave station) echo (from slave station to master system) Action of the slave station eg self-test data block (from slave station to master system)

Am Anfang eines Kommunikationszyklus wird von der Master-Station 1 zum Anfordern einer Antwortmeldung eine Anforderungsmeldung als Kommandoblock zu den Slave-Stationen 2, 3 gesendet. Bei fehlerfreier Übertragung antwortet die adressierte Slave-Station (Client), beispielsweise die Slave-Station 2, mit einer Echomeldung. Falls Kommunikationsfehler auftreten, wird von der Master-Station 1 ein Kommunikationszyklus mehrmals wiederholt, z.B. nach Ablauf einer festgelegten Zeit. In der Echomeldung wird der gesamte Kommandoblock mit einer Reaktionszeit zur Master-Station 1 zurückgeschickt. Anschließend wird von der Slave-Station 2 das angeforderte Kommando (Aufgabe) abgearbeitet. Dieses Abarbeiten kann beispielsweise komplexe Mess-, Steuer- oder Prüfprozesse beinhalten. Auch das Starten von unabhängigen Prozessen, die Parametrierung von Slave-Stationen 2, 3, etc. kann eine Aufgabe darstellen. Unmittelbar danach werden die Daten als Antwortmeldung in einem Datenblock zur Master-Station 1 transportiert. Nach dem Datenblock kann nach einer Sicherheitszeitspanne, die stark von der physikalischen Ausgestaltung des Busses abhängt, ein neuer Buszyklus gestartet werden.At the beginning of a communication cycle is from the master station 1 to request a response message a request message as a command block to the slave stations 2 . 3 Posted. If the transmission is error-free, the addressed slave station (client), for example the slave station, responds 2 , with an echo message. If communication errors occur, the master station 1 one communication cycle is repeated several times, eg after a specified time has elapsed. In the echo message, the entire command block with a reaction time becomes the master station 1 sent back. Subsequently, from the slave station 2 the requested command (task) is processed. This processing can include, for example, complex measuring, control or testing processes. Also the starting of independent processes, the parameterization of slave stations 2 . 3 , etc. can be a task. Immediately thereafter, the data is sent as a response message in a data block to the master station 1 transported. After the data block, a new bus cycle can be started after a safety period that depends heavily on the physical design of the bus.

In besonders günstigen Ausgestaltungsformen erfindungsgemäßer Bussysteme, wie beispielsweise in der in 5 dargestellten und später beschriebenen Ausführung mit einer zusätzlichen Unterbrechungsleitung 5+, 5– kann jede an eine solche Unterbrechungsleitung 5+, 5– angeschlossene Slave-Station 2, 3 unabhängig vom jeweiligen Buszyklus eine Unterbrechungsanforderung an die Master-Station 1 senden. Eine solche Slave-Station 2, 3 kann z.B. anzeigen, dass sie eine Nachricht, beispielsweise eine Alarmmeldungen absenden will. Ob und wann auf das Unterbrechungssignal reagiert wird, obliegt dem Mastersystem. Durch eine solche Unterbrechungsfunktion kann die Flexibilität des Bussystems erhöht werden.In particularly favorable embodiments of inventive bus systems, such as in the in 5 shown and described later embodiment with an additional interruption line 5+ . 5 Anyone can contact such an interruption line 5+ . 5 connected slave station 2 . 3 independent of the respective bus cycle, an interrupt request to the master station 1 send. Such a slave station 2 . 3 can indicate, for example, that she wants to send a message, for example an alarm message. Whether and when the interrupt signal is responded to is up to the master system. By such an interruption function, the flexibility of the bus system can be increased.

Nachstehend wird unter Bezugnahme auf die 2A, 2B und 2C die Blockstruktur des beschriebenen Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Bussystems näher erläutert. Hierbei zeigt 2A die Blockstruktur eines für eine Anforderungsmeldung verwendeten Kommandoblocks, 2B zeigt die Blockstruktur eines für eine Echomeldung verwendeten Echoblocks und 2C zeigt die Blockstruktur eines für eine Antwortmeldung verwendeten Datenblocks.Hereinafter, referring to FIGS 2A . 2 B and 2C the block structure of the described embodiment of the bus system according to the invention explained in more detail. This shows 2A the block structure of a command block used for a request message, 2 B shows the block structure of an echo block used for an echo message and 2C shows the block structure of a data block used for a response message.

In einem in 2A gezeigten Kommandoblock ist das erste Feld, nämlich aufgrund der Länge von einem Byte das Byte 1, ein Adressbyte. Dieses Adressbyte stellt die Adresse der adressierten Slave-Station, beispielsweise der Slave-Station 2 dar. Diese kann beispielsweise in Hexadezimaldarstellung von 00H bis FFH (255) betragen.In an in 2A shown command block is the first field, namely because of the length of one byte byte 1, an address byte. This address byte represents the address of the addressed slave station, for example the slave station 2 This can be, for example, in hexadecimal notation from 00H to FFH (255).

Das zweite Feld und aufgrund der Länge von einem Byte das Byte 2 ist in einem Kommandoblock das Feld "Byteanzahl". In dem Feld Byteanzahl ist die Summe der Bytes die in diesem Block übertragen werden angegeben ohne die Prüfsumme. Die Anzahl der Bytes ist in diesem Beispiel auf einen maximalen Hexadezimalwert FDH (253) begrenzt.The second field and due to the length byte 2 byte 2 is the number of bytes in a command block. In the Bytes Count field is the sum of the bytes transferred in this block without the checksum. The number of bytes in this example is at a maximum Hexadecimal value FDH (253) limited.

Das dritte Feld, aufgrund der Länge von einem Byte also das Byte 3, ist in einem Kommandoblock das Feld "Kommando". Es können insgesamt 256 Kommandos (Aufgaben) definiert werden.The third field, due to the length of one byte, ie byte 3, the field "command" is in a command block. It can total 256 commands (tasks) can be defined.

Das vierte Feld ist das Datenfeld und somit enthalten Byte 4 bis max. Byte 250 Daten, beispielsweise Mess- und/oder Prüfdaten. Es können in einem Kommandoblock zwischen Null und bis zu max. 250 Bytes Daten an die Slave-Stationen 2, 3 übergeben werden.The fourth field is the data field and thus contains byte 4 to max. Byte 250 data, for example measurement and / or test data. It can be set in a command block between zero and up to max. 250 bytes of data to the slave stations 2 . 3 be handed over.

Das fünfte Feld und somit das letzte Byte ist das "CRC-8"-Feld oder Prüfsummenfeld und enthält eine reproduzierbare Prüfsumme des Kommandoblocks.The fifth Field and thus the last byte is the "CRC-8" field or checksum field and contains a reproducible checksum of the command block.

In einem in 2B gezeigten Echoblock sind die ersten vier Felder und das letzte Feld vom gleichen Typ wie beim Kommandoblock. Jedoch hat der Echoblock sechs Felder, so dass das Prüfsummenfeld das sechste Feld ist. Der Inhalt des Adressfeldes, des Kommandofeldes und des Datenfeldes eines Echoblocks ist jeweils identisch mit den Inhalten der entsprechenden Felder des vorangegangenen Kommandoblocks.In an in 2 B echo block shown are the first four fields and the last field of the same type as the command block. However, the echo block has six fields, so the checksum field is the sixth field. The contents of the address field, the command field and the data field of an echo block are identical to the contents of the corresponding fields of the preceding command block.

In dem Feld Byteanzahl ist jedoch selbstverständlich die Summe der Bytes die in diesem Echoblock übertragen werden angegeben (ohne die Prüfsumme). Entsprechend gibt das Prüfsummenfeld die Prüfsumme des Echoblocks an.In Of course, the byte number field is the sum of the bytes which are transmitted in this echo block are specified (without the checksum). The checksum field gives accordingly the checksum of the Echoblocks on.

Zusätzlich zu den obengenannten Informationen wird beim Echoblock ein Feld "Reaktionszeit" eingefügt, das bei einer Zeitauflösung von 1 mS 16 Bit groß ist. Dieser Wert "Reaktionszeit" stellt die maximale Reaktionszeit dar, innerhalb der die adressierte Slave-Station 2 den angeforderten Datenblock zur Master-Station 1 senden wird. Die maximale Byteanzahl des Feldes Reaktionszeit beträgt im dargestellten Beispiel Hexadezimal FFH (255).In addition to the above information, a "response time" field is inserted at the echo block, which is 16 bits long at a time resolution of 1 mS. This value "reaction time" represents the maximum reaction time within which the addressed slave station 2 the requested data block to the master station 1 will send. The maximum number of bytes of the Response Time field in the example shown is Hexadecimal FFH (255).

Aufgrund des zwei Byte großen Feldes Reaktionszeit ist, falls auf dem Bussystem für unterschiedliche Blocktypen die gleiche Blocklänge verwendet wird, ggf. das Feld Daten um diese zwei Byte kleiner als im Kommandoblock. In diesem Fall, also wenn die Blocklänge wie im Kommandoblock auf 253 Bytes begrenzt wäre, könnten in dem Feld Daten, also in Byte 4 bis max. 248 im Echoblock nur die Daten 0 bis zu max. 248 an die Master-Station 1 zurückgesendet werden.Due to the two-byte response time field, if the same block length is used on the bus system for different block types, the field Data may be smaller by two bytes than in the command block. In this case, ie if the block length were limited to 253 bytes as in the command block, data in the field, ie in bytes 4 to max. 248 in the echo block only the data 0 up to max. 248 to the master station 1 be sent back.

In einem in 2C gezeigten Datenblock sind die ersten vier Felder und das letzte Feld vom gleichen Typ wie beim Echoblock.In an in 2C The data block shown is the first four fields and the last field of the same type as the echo block.

In der Antwortmeldung stellt im Datenblock das Adressbyte die Adresse der sendenden Slave-Station 2 dar.In the response message, the address byte in the data block represents the address of the sending slave station 2 represents.

In Byteanzahl ist die Summe der Bytes angegeben, die in diesem Block übertragen werden (ohne Prüfsumme). Die Anzahl der Bytes ist im dargestellten Beispiel auf Hexadezimal FFH (255) begrenzt.In Byte count is the sum of the bytes transmitted in this block be (without checksum). The number of bytes in the example shown is in hexadecimal FFH (255) limited.

In Kommando wird das Kommando zurückgeschickt, das in diesem Buszyklus ausgeführt worden ist.In Command, the command is sent back, that's done in this bus cycle has been.

In dem Feld Daten, also in Byte 4 bis max. 250 können, wie bereits für den Echoblock erläutert, im Datenblock 0 bis zu max. 250 Mess- und Prüfdaten an die Master-Station 1 übergeben werden.In the field Data, ie in byte 4 to max. 250 can, as already explained for the echo block, in the data block 0 up to max. 250 measurement and test data to the master station 1 be handed over.

Anstelle der Reaktionszeit im Echoblock hat der Datenblock ein fünftes Feld "Fehlercode". Im Datenblock wird ein 16 Bit Fehlercode in Hexadezimaldarstellung zur Master-Station 1 gesendet. Beispielsweise bedeutet der Fehlercode 0000H System, Übertragung, etc in Ordnung.Instead of the reaction time in the echo block, the data block has a fifth field "error code". In the data block, a 16-bit error code in hexadecimal notation becomes the master station 1 Posted. For example, the error code 0000H means system, transmission, etc all right.

Das Feld CRC-8, also das letzte Byte, enthält auch im Datenblock die Prüfsumme.The Field CRC-8, ie the last byte, also contains the checksum in the data block.

Die Kommandostruktur des beschriebenen Ausführungsbeispiels sieht vor, dass für die einzelnen Aufgaben unabhängig von den einzelnen Slave-Stationen bis zu 255 Kommandos definiert werden können. Hierbei kann dasselbe Kommando in unterschiedlichen Slave-Stationen unterschiedliche Bedeutungen haben. Das Kommando 00H sollte allerdings fest zugeordnet sein und bei jeder Slave-Station 2, 3 den Selbsttest darstellen. Eine Erweiterung von Kommandos kann beispielsweise mit Daten realisiert werden.The command structure of the described embodiment provides that up to 255 commands can be defined for the individual tasks independently of the individual slave stations. Here, the same command in different slave stations have different meanings. However, the command 00H should be assigned permanently and at every slave station 2 . 3 the self-test put. An extension of commands can be realized with data, for example.

In dem beschriebenen, besonders günstigen Ausführungsbeispiel ist ein Indexsystem verwendet. Über ein solches Indexsystem (Slave-Klientenindex, Softwareversion) kann die Master-Station 1 die Slave-Station 2, 3 u.a. identifizieren und unterscheiden. Je nach Slave-Klientenindex, der auch Kartenindex genannt wird, kann ein System unterschiedliche Kommandos bzw. Aufgaben verarbeiten. Systeme mit identischen Slave-Klientenindizes können abhängig von verwendeter Software oder Softwareversion eine unterschiedliche Kommandostruktur aufweisen.In the described, particularly favorable embodiment, an index system is used. Such an index system (slave client index, software version) allows the master station 1 the slave station 2 . 3 identify and distinguish among others. Depending on the slave client index, which is also called card index, a system can process different commands or tasks. Systems with identical slave client indices may have a different command structure, depending on the software or software version used.

Ein erfindungsgemäßes Bussystem gemäß dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel sieht eine Selbsttestfunktion für die Slave-Stationen vor. Mit dem Kommando Selbsttest wird beispielsweise die Slave-Station 2 aufgefordert, sich auf mögliche Fehlfunktionen, Systemvarianten, Leistungsmerkmale, etc. zu überprüfen und das Ergebnis mit Informationen zur Identifikation in den Daten zu integrieren. Diese Informationen werden mit dem Datenblock zur Master-Station 1 übertragen.An inventive bus system according to the embodiment described here provides a self-test function for the slave stations. The self-test command, for example, becomes the slave station 2 asked to check for possible malfunctions, system variants, features, etc. and to integrate the result with information for identification in the data. This information comes with the data block to the master station 1 transfer.

Bei Selbsttest kann hier z.B. der folgende Datenaufbau vorgesehen sein.at Self-test can be here, e.g. the following data structure can be provided.

Ab Byte 14 können Slave-Stations-spezifische Daten an die Master-Station 1 übergeben werden.From byte 14, slave station-specific data can be sent to the master station 1 be handed over.

Daten können von der Master-Station 1 zu einer Slave-Station 2, 3 und umgekehrt übergeben werden. Diese können beispielsweise Vorgaben, Parameter zu Mess- und Prüffunktionen, Parameter zu Steuer- und Regelaufgaben, Datenblöcke für System-Updates, Systemkonfigurationsdaten oder ähnliches sein.Data can be from the master station 1 to a slave station 2 . 3 and vice versa. These may be, for example, specifications, parameters for measurement and test functions, parameters for control and regulation tasks, data blocks for system updates, system configuration data or the like.

Das Bussystem gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird als serielles Bussystem realisiert. Die Grundlage können Standard-UART, SPI-System, oder sonstige serielle Transportsysteme sein. Das Bussystem kann in alle Systeme integriert werden, die mit einer seriellen Schnittstelle kommunizieren z.B. PCs, Embedded Systeme, etc. Die Implementierung ist auf vielen erhältlichen Mikrocontrollern sehr einfach möglich. Die Realisierung ist sehr kostengünstig. Das Protokoll benötigt nur sehr wenig Steuerinformation(wenig Overhead). Die Länge der einzelnen Blöcke ist variabel konfigurierbar.The Bus system according to this embodiment is realized as a serial bus system. The foundation can be standard UART, SPI system, or other serial transport systems. The bus system Can be integrated into all systems with a serial port Interface communicate e.g. PCs, embedded systems, etc. The Implementation is very much on many available microcontrollers just possible. The Realization is very cost effective. The protocol is needed very little control information (little overhead). The length of the individual blocks is variably configurable.

Durch eine offene Kommandostruktur ist das Bussystem sehr flexibel. Durch Prüfsummenbildung in Datenblöcken ist die Datenübertragung kontrolliert. Je nach physikalischer Ausführungsvariante in der ersten Schicht können bis zu 255 Slave-Stationen an einem Bussystem betrieben werden. Eine physikalische Realisierung ist beispielsweise möglich unter Verwendung von RS232- oder RS485/422-Schnittstellen, TTY- oder CMOS-Halbleitertechnologie, CAN-Treiber, Standard-Bustreiber etc.By an open command structure, the bus system is very flexible. By checksum in data blocks is the data transfer controlled. Depending on the physical design variant in the first layer can Up to 255 slave stations can be operated on one bus system. A physical realization is possible for example under Use of RS232 or RS485 / 422 interfaces, TTY or CMOS semiconductor technology, CAN driver, standard bus driver Etc.

Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die 1, 3, 4 und 5 einige mögliche physikalische Ausgestaltungsformen dargelegt.The following are with reference to the 1 . 3 . 4 and 5 set out some possible physical embodiments.

1 zeigt ein Bussystem, das mit Standard-Bustreibern aufgebaut ist, wobei für jede Übertragungsrichtung eine Signalleitung vorgesehen ist. Die Signale werden gegen nicht dargestelltes Bezugspotential Masse übertragen. Zur Signalübertragung von der Master-Station 1 zu den Slave-Stationen 2 und 3 ist eine Signalleitung 43 vorgesehen, die von der Master-Station über einen Busausgangstreiber 13 gespeist wird und in der ersten bzw. zweiten Slave-Station 2, 3 Signale an einen Buseingangstreiber 22 bzw. 32 abgibt. Hierbei wird ein Sendesignal TxD der Master-Station 1 zu den Slave-Stationen 2 und 3 übermittelt und an der adressierten Slave-Station als Empfangssignal RxD ausgegeben. Für den Bustransfer von der Slave-Station 2 oder der Slave-Station 3 zu der Master-Station 1 ist eine Signalleitung 42 vorgesehen, die von der Slave-Station 2 von einem Busausgangstreiber 23 ansteuerbar ist oder von der Slave-Station 3 mit einem Bustreiber 33 ansteuerbar ist. In der Master-Station ist ein Buseingangstreiber 12 vorgesehen, um über die Signalleitung 42 Informationen von den Slave-Stationen 2, 3 zu empfangen. Um sicherzustellen, dass eine nicht sendende Slave-Station 2 bzw. 3 die Signalleitung 42 nicht mit einem Störpegel belegt, sind der Busausgangstreiber 23 der ersten Slave-Station 2 und der Busausgangstreiber 33 der zweiten Slave-Station 3 jeweils mit einem Aktivierungssteuereingang (Enable) EN versehen, wobei jeweils die Slave-Station 2 bzw. 3, die einen Informationsblock als Sendesignal TxD ihres jeweiligen Busausgangstreibers 23 bzw. 33 einspeisen will, nachdem sie zuvor von der Master-Station durch einen Kommandoblock hierzu berechtigt worden ist, an dem Aktivierungssteuereingang ein Steuersignal EN anlegt. 1 shows a bus system, which is constructed with standard bus drivers, wherein a signal line is provided for each transmission direction. The signals are transmitted against not shown ground reference potential. For signal transmission from the master station 1 to the slave stations 2 and 3 is a signal line 43 provided by the master station via a bus output driver 13 is fed and in the first or second slave station 2 . 3 Signals to a bus input driver 22 respectively. 32 emits. Here, a transmission signal TxD of the master station 1 to the slave stations 2 and 3 transmitted and output at the addressed slave station as a received signal RxD. For the bus transfer from the slave station 2 or the slave station 3 to the master station 1 is a signal line 42 provided by the slave station 2 from a bus output driver 23 is controllable or from the slave station 3 with a bus driver 33 is controllable. There is a bus input driver in the master station 12 provided to over the signal line 42 Information from the slave stations 2 . 3 to recieve. To ensure that a non-transmitting slave station 2 respectively. 3 the signal line 42 not assigned a noise level, are the bus output drivers 23 the first slave station 2 and the bus output driver 33 the second slave station 3 each provided with an activation control input (Enable) EN, where in each case the slave station 2 respectively. 3 comprising an information block as transmission signal TxD of its respective bus output driver 23 respectively. 33 after having previously been authorized by the master station by a command block for this purpose, to which a control signal EN is applied at the activation control input.

Die in der 1 dargestellte Version der physikalischen Schicht eines erfindungsgemäßen Bussystems erlaubt hohe Datenübertragungsraten bei kurzen Leitungslängen.The in the 1 represented version of the physical layer of a bus system according to the invention allows high data transmission rates with short cable lengths.

Die Master-Station 1 kann beispielsweise ein PC oder eine Workstation sein. Die Slave-Stationen können andere PCs, aber vorzugsweise auch Messkarten und Steuerkarten in einem Testsystem sein.The master station 1 may be, for example, a PC or a workstation. The slave stations may be other PCs, but preferably also measurement cards and control cards in a test system.

3 zeigt eine zweite Ausführungsform der physikalischen Schicht eines erfindungsgemäßen Bussystems. Bei dieser Ausführungsform ist ein Einleitungssystem verwendet mit Open-Kollektor-Treibern oder Open-Drain-Treibern. Entsprechend ist eine Signalleitung 4 dargestellt, auf der Signale gegenüber einem nicht dargestellten Bezugspotential Masse übertragen werden. Um die Open-Drain- bzw. Open-Kollektor-Treiber betreiben zu können, ist diese Signalleitung 4 über einen Widerstand 41 auf ein Bezugspotential, im dargestellten Beispiel auf die positive Spannung V+ geschaltet. Die Funktionsweise des Bussystems gemäß 3 ist identisch mit der vorstehend beschriebenen mit dem Unterschied, dass die Busausgangstreiber 23 und 33 der Slave-Stationen 2 bzw. 3 keinen Aktivierungssteuereingang benötigen. 3 shows a second embodiment of the physical layer of a bus system according to the invention. In this embodiment, an introduction system is used with open-collector drivers or open-drain drivers. Corresponding is a signal line 4 represented on the signals are transmitted to a reference potential, not shown, mass. To be able to operate the open-drain or open-collector drivers, this signal line is 4 about a resistance 41 to a reference potential, in the example shown switched to the positive voltage V +. The operation of the bus system according to 3 is identical to that described above with the difference that the bus output drivers 23 and 33 the slave stations 2 respectively. 3 do not need an activation control input.

Der Aufbau dieser zweiten Ausgestaltungsform ist sehr einfach und diese physikalische Schicht ist demnach sehr kostengünstig realisierbar. Sie eignet sich besonders gut zur Übertragung von nicht zu großen Datenmengen über kürzere Entfernungen.Of the Structure of this second embodiment is very simple and this physical layer is therefore very cost feasible. It is suitable especially good for transmission not too large amounts of data over shorter distances.

4 zeigt die physikalische Schicht einer dritten Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäßen Bussystems. Hierbei sind differentielle Bustreiber eingesetzt, die an ihren Eingängen bzw. Ausgängen jeweils zwei Signalleitungen vorsehen und Differenzsignale übertragen. Der Funktionsablauf in einem Bussystem gemäß der dritten Ausgestaltungsform nach 4 ist identisch mit dem gemäß der ersten Ausgestaltungsform nach 1. Der Hauptunterschied ist, dass für jede Übertragungsrichtung zwei Signalleitungen vorgesehen sind, die an ihrem Ende jeweils bezüglich der Leitungsimpedanz abgeschlossen sind. 4 shows the physical layer of a third embodiment of a bus system according to the invention. In this case, differential bus drivers are used, which each provide two signal lines at their inputs or outputs and transmit differential signals. The functional sequence in a bus system according to the third embodiment 4 is identical to that according to the first embodiment according to 1 , The main difference is that two signal lines are provided for each transmission direction, which are terminated at their end with respect to the line impedance.

In dem Ausführungsbeispiel nach 4 ist ein nicht invertierter Ausgang eines Busausgangstreibers 13 der Master-Station 1 über eine Signalleitung 43+ mit dem nicht invertierenden Eingang eines Buseingangstreibers 22 der ersten Slave-Station 2 und dem nicht invertierenden Eingang eines Buseingangstreibers 32 der zweiten Slave-Station 3 verbunden. In gleicher Weise ist ein invertierender Ausgang des Busausgangstreibers 13 der Master-Station 1 über eine Signalleitung 43– mit invertierenden Eingängen der Buseingangstreiber 22, 32 der Slave-Stationen 2 bzw. 3 verbunden. Vor dem Signaleingangspaar der Slave-Station 3, die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel die am weitesten von der Master-Station 1 entfernteste Slave-Station darstellt, ist eine Impedanz 45 als Abschlussimpedanz vorgesehen, um das Auftreten von störenden Reflexionen oder von Interferenzen zu vermeiden. In analoger Weise, wie zuvor für die Übertragungsrichtung von der Master-Station 1 zu den Slave-Stationen 2 und 3 beschrieben, sind differentielle Busausgangstreiber 23 und 33 der Slave-Stationen 2 und 3 jeweils mit ihren nicht invertierenden Ausgängen über eine Signalleitung 42+ mit dem nicht invertierenden Eingang des differentiellen Buseingangstreibers 12 der Master-Station 1 verbunden und mit den invertierenden Ausgängen der Busausgangstreiber 23 und 33 über eine Signalleitung 42– mit dem invertierenden Eingang des genannten Buseingangstreibers 12 verbunden. Um für den Fall, dass kein Busausgangstreiber einer Slave-Station aktiviert ist, sicherzustellen, dass am Eingang des Buseingangstreibers 12 der Master-Station 1 ein definierter Pegel liegt, sind die Leitungen 42+ und 42– über einen durch Widerstände 41, 44 und 40 gebildeten Spannungsteiler mit oberem und unterem Bezugspotential V+ und Masse verbunden. Diese Widerstandskonstellation dient auch zur Impedanzanpassung des Eingangs des Buseingangstreibers 12.In the embodiment according to 4 is a non-inverted output of a bus output driver 13 the master station 1 via a signal line 43+ with the non-inverting input of a bus input driver 22 the first slave station 2 and the non-inverting input of a bus input driver 32 the second slave station 3 connected. In the same way is an inverting output of the bus output driver 13 the master station 1 via a signal line 43- with inverting inputs of the bus input drivers 22 . 32 the slave stations 2 respectively. 3 connected. In front of the signal input pair of the slave station 3 in the illustrated embodiment, the farthest from the master station 1 remote station is an impedance 45 provided as termination impedance to avoid the occurrence of spurious reflections or interference. In an analogous way, as before for the transmission direction of the master station 1 to the slave stations 2 and 3 described are differential bus output drivers 23 and 33 the slave stations 2 and 3 each with their non-inverting outputs via a signal line 42+ with the non-inverting input of the differential bus input driver 12 the master station 1 connected and with the inverting outputs of the bus output drivers 23 and 33 via a signal line 42- with the inverting input of said bus input driver 12 connected. In the event that no bus output driver of a slave station is activated, ensure that at the input of the bus input driver 12 the master station 1 a defined level lies, are the lines 42+ and 42- over one by resistors 41 . 44 and 40 formed voltage divider with upper and lower reference potential V + and ground connected. This resistor configuration also serves to match the impedance of the input of the bus input driver 12 ,

Aufgrund der differentiellen Signalübertragung auf diesem Bussystem können mit Hilfe einer solchen Busanordnung gemäß 4 hohe Datenübertragungsraten bei hoher Störfestigkeit auch über längere Entfernungen übertragen werden. Die Entfernung ist hierbei selbstverständlich abhängig von der Datenrate.Due to the differential signal transmission on this bus system can with the aid of such a bus arrangement according to 4 high data transmission rates with high immunity to interference are transmitted over longer distances. Of course, the distance depends on the data rate.

5 zeigt eine vierte Ausgestaltungsform der physikalischen Schicht eines erfindungsgemäßen Bussystems, die sich von der in 4 dargestellten und zuvor beschriebenen dritten Ausgestaltungsform nur dahingehend unterscheidet, dass eine zusätzliche Unterbrechungsleitung vorgesehen ist, über die einzelne Slave-Stationen 2, 3 die Master-Station 1 unterrichten können, dass nicht angeforderte zu übertragende Daten vorliegen. 5 shows a fourth embodiment of the physical layer of a bus system according to the invention, which differs from the in 4 illustrated and previously described third embodiment differs only in that an additional interruption line is provided, via the individual slave stations 2 . 3 the master station 1 can inform you that unsolicited data to be transmitted is available.

In der Ausgestaltungsform nach 5 sind dem gemäß wie in der Ausgestaltungsform nach 4 differentielle Buseingangstreiber 12, 22 und 32 verwendet und für die Unterbrechungsfunktion ist in der Master-Station 1 ein zusätzlicher differentieller Buseingangstreiber 14 vorgesehen, der von der Slave-Station 2 über einen zusätzlichen differentiellen Busausgangstreiber 25 gespeist werden kann und von der zweiten Slave-Station 3 über einen differentiellen Busausgangstreiber 35 gespeist werden kann. Hierbei ist der nicht invertierende Ausgang des Busausgangstreibers 25 und auch der nicht invertierende Ausgang des Busausgangstreibers 35 über eine Signalleitung 5+ mit dem nicht invertierenden Eingang des Buseingangstreibers 14 verbunden. Der invertierende Ausgang des Busausgangstreibers 25 und der invertierende Ausgang des Busausgangstreibers 35 sind über eine Signalleitung 5– mit dem invertierenden Eingang des Buseingangstreibers 14 der Master-Station 1 verbunden. Um einen definierten Pegel am Eingang des Buseingangstreibers 14 sicherzustellen, wenn kein Unterbrechungssignal gesendet wird, sind die Leitungen 5+ und 5– über einen Spannungsteiler aus Widerständen 51, 54 und 50 zwischen einem oberen und einem unteren Bezugspotential V+ und Masse verbunden.In the embodiment according to 5 are according to the as in the embodiment according to 4 differential bus input drivers 12 . 22 and 32 used and for the interrupt function is in the master station 1 an additional differential bus input driver 14 provided by the slave station 2 via an additional differential bus output driver 25 can be fed and from the second slave station 3 via a differential bus output driver 35 can be fed. Here is the non-inverting output of the bus output driver 25 and also the non-inverting output of the bus output driver 35 via a signal line 5+ with the non-inverting input of the bus input driver 14 connected. The inverting output of the bus output driver 25 and the inverting output of the bus output driver 35 are via a signal line 5 with the inverting input of the bus input driver 14 the master station 1 connected. At a defined level at the input of the bus input driver 14 to ensure if no interrupt signal is sent are the lines 5+ and 5 via a voltage divider made up of resistors 51 . 54 and 50 connected between an upper and a lower reference potential V + and ground.

Da die Busausgangstreiber 25 und 35 der Slave-Stationen 2 und 3 keine Daten über ihren Dateneingang senden, sondern lediglich ein Signal zu dem Buseingangstreiber 14 der Master-Station 1 senden sollen, ist jeweils der Dateneingang des Buseingangstreibers 25 und des Buseingangstreibers 35 gegen ein Bezugspotential gelegt und der jeweilige Aktivierungssteuereingang wird bedarfsweise mit einem Unterbrechungssignal INT2 bzw. INT3 beaufschlagt. Ein solches Unterbrechungssignal INT2, INT3 wird dann über die Leitung 5+ und 5– zu dem Buseingangstreiber 14 der Master-Station gesendet und als Signal INT1 der Master-Station bereitgestellt.Because the bus output drivers 25 and 35 the slave stations 2 and 3 do not send data via their data input, but only send a signal to the bus input driver 14 the master station 1 are each the data input of the bus input driver 25 and the bus input driver 35 placed against a reference potential and the respective activation control input is required, with an interrupt signal INT2 or INT3 acted upon. Such an interrupt signal INT2, INT3 is then sent over the line 5+ and 5 to the bus input driver 14 sent to the master station and provided as the signal INT1 of the master station.

Wenn in den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen jeweils neben einer Master-Station zwei Slave-Stationen dargestellt sind, so sollte das nicht einschränkend sondern lediglich erläuternd verstanden werden. Ein erfindungsgemäßes Bussystem kann mit einer Slave-Station oder mehreren Slave- Stationen betrieben werden. In dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die Anzahl bei bidirektionalem Datenverkehr auf 31 Stationen beschränkt. Durch Änderung der Blockstruktur kann dies aber auch erweitert werden.If in the embodiments described above, respectively a master station two slave stations are shown, so should not restrictive but merely explanatory be understood. An inventive bus system can with a Slave station or multiple slave stations are operated. In the above described embodiment is the number of bidirectional traffic at 31 stations limited. By change but this can also be extended in the block structure.

Claims

Bus system with a master station ( 1 ) and at least one slave station ( 2 . 3 ), which are interconnected for the bidirectional exchange of data information and / or command information using message blocks, each slave station ( 2 . 3 ) an address is uniquely assigned and the information traffic on the bus by the master station ( 1 ) is controlled such that the master station ( 1 ) to request a response message a request message with the address of a slave station from which the response message is requested on the bus ( 12 . 13 . 42 . 43 . 22 . 23 . 32 . 33 ) sends that the slave stations ( 2 . 3 ) the bus ( 12 . 13 . 42 . 43 . 22 . 23 . 32 . 33 ) to at least the address information from on the bus ( 12 . 13 . 42 . 43 . 22 . 23 . 32 . 33 ) and to compare with the own address that the slave station ( 2 ), from which the response message is requested, the receipt of the request message acknowledged by sending back an echo message and that this acknowledgment slave station ( 2 ) then a requested in the request message response message on the bus ( 12 . 13 . 42 . 43 . 22 . 23 . 32 . 33 ), characterized in that the echo message contains a response time information relating to the period within which the response message is expected to occur.

Bus system according to Claim 1, characterized in that the messages are sent serially between the master station ( 1 ) and the slave stations ( 2 . 3 ) be transmitted.

Bus system according to one of the preceding claims, characterized in that a request message block with an address field for indicating the addressed slave station ( 2 ) starts and that it also includes a field for specifying the size of the message block, a command field, and a data field.

Bus system according to Claim 3, characterized that the echo message all the information of the request message contains with an additional Field for the reaction time information.

Bus system according to Claim 4, characterized that the field for the reaction time information after the information blocks of Request message attached is.

Bus system according to one of Claims 1 to 5, characterized that message blocks transmitted to the bus Prüfinformationsfeld contain its contents from the remaining contents of the message block is derivable.

Bus system according to Claim 6, characterized that the check information field the last field of a message block is.

Bus system according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the slave stations ( 2 . 3 ), the master station ( 1 ) by an interrupt message via an interrupt line ( 5+ . 5 ) to inform of the existence of transferable data.

Bus system according to Claim 8, characterized in that the master station ( 1 ) in the presence of an interruption message one after another in a predetermined sequence the slave stations ( 2 . 3 ) with a message of the type "Request for interrupt request" addressed.

A bus system according to claim 9, characterized in that the predetermined order of the sequence of the preceding bus accesses of the individual slave stations ( 2 . 3 ) depends.

Bus system according to one of Claims 9 or 10, characterized that the predetermined order of a given prioritization depends.

Bus system according to one of the preceding claims, characterized in that the master station ( 1 ) determines, depending on the reaction time information contained in an echo message, an error period, after the expiry of which the absence of the requested response message is assessed as an error.