DE10146609A1

DE10146609A1 - Busteilnehmergerät mit integriertem Flash-Speicher und Verfahren zur Änderung, Erweiterung und Fehlerkorrektur von in einem Mikrocontroller gespeicherten Daten

Info

Publication number: DE10146609A1
Application number: DE10146609A
Authority: DE
Inventors: Christian Winnewisser
Original assignee: ABB Patent GmbH
Current assignee: ABB AG Germany
Priority date: 2001-09-21
Filing date: 2001-09-21
Publication date: 2003-04-10

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und ein Gerät zur Änderung, Erweiterung und Fehlerkorrektur von gespeicherten Daten in einem Mikrocontroller (20) eines Busteilnehmers (10). DOLLAR A Dabei werden mittels einer Verbindung über einen Bus (30) und mittels eines in Speichersegmenten (5.1 bis 5.n) oder Teilbereiche (60) unterteilten Datenspeichers (50), insbesondere eines Flash-Speichers, ein neues Betriebssystem oder -teile (B2) bzw. neue Anwendungsprogramme bzw. -teile (A2) in die Speichersegmente (5.1 bis 5.n) bzw. Teilbereiche (60) beliebig abgespeichert.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Busteilnehmergerät und ein Verfahren zur Änderung, Erweiterung und Fehlerkorrektur von in einem Mikrocontroller gespeicherten Daten, wie er in Busteilnehmern eingesetzt wird, welche über ein Bussystem miteinander kommunizieren und speziell in der Gebäudesystemtechnik Anwendung finden.
Ein solches Installationsbussystem ist beispielsweise der Europäische Installationsbus (EIB) der European Installation Bus Association (EIBA) Brüssel, und wird unter anderem im "Handbuch Gebäudesystemtechnik", 2. Auflage, 1994, des Zentralverbandes Elektrotechnik- und Elektroindustrie e. V. und des Zentralverbandes der Deutschen Elektrohandwerke beschrieben.
Busteilnehmer, die an einen Bus angeschlossen werden, benötigen einen Busankoppler, wie beispielsweise die Busankoppler der Firma Siemens BCU1 (Bus coupling unit version 1), BCU2 (Bus coupling unit version 2) oder BIM 112 (Bus interface module version 112), welche die intelligente Schnittstelle zwischen dem Bus und dem Endgerät bilden. Bisherige Busteilnehmer bestehen hauptsächlich aus einem Mikrocontroller mit einem internen Datenspeicher. Die Anwendungsprogramme werden während der Laufzeit über das Bussystem, insbesondere den EIB in das System eingebunden und in den Datenspeicher des Mikrocontrollers, der vorzugsweise aus internen oder externen EEPROM's besteht, programmiert.
Das Betriebssystem wird entweder vom Chiphersteller oder mittels eines Programmiergerätes fest (BCU1, BCU2) oder teilweise fest (BIM 112) in den Mikrocontroller integriert. Eine spätere Änderung, Erweiterung oder Fehlerkorrektur des Betriebssystems der Busteilnehmer ist nach einmal erfolgter Programmierung nicht oder nur teilweise (BIM 112) möglich. Ältere Geräte können nicht auf den neuesten Stand gebracht werden, Fehler können nicht bereinigt werden und unter Umständen müssen die Geräte komplett ausgetauscht werden.
Es werden demzufolge vorwiegend Mikrocontroller verwendet, die neben einem Programmspeicher für das Betriebssystem, eine hinreichend große Anzahl von externen EEPROM's für die Speicherung der Anwendungsprogramme aufweisen und die in die EEPROM's geschriebenen Daten gleichzeitig als Programmcode und Daten (von Neumann Architektur) interpretieren können.
Ausgehend von einem Mikrocontroller mit einem fest integrierten Betriebssystem und in EEPROM's abgelegten Anwendungsprogrammen- und Daten, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zu schaffen, die in einem Mikrocontroller eines Busteilnehmers gespeicherten Daten am eingebauten Gerät während der Laufzeit über die Buskommunikation auszutauschen.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Änderung, Erweiterung und Fehlerkorrektur von gespeicherten Daten in einem Mikrocontroller eines Busteilnehmers mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Ein Busteilnehmergerät zur Durchführung dieses Verfahrens und vorteilhafte Ausgestaltungen sind in weiteren Ansprüchen angegeben.
Die Verwendung von Mikrocontrollern mit internen oder extern programmierbaren Speichereinheiten, wie sie beispielsweise Flash-Speicher oder EEPROM's aufweisen, die über die Möglichkeit der Selbstprogrammierung verfügen, ermöglicht eine Erweiterung, Änderung oder Fehlerkorrektur des Betriebssystems bzw. der Anwendungsprogramme am eingebauten Gerät über die Buskommunikation.
Dazu werden Daten zum einen in voneinander getrennten Segmenten gespeichert, so daß die verbreiteten Rechnerarchitekturen prinzipiell verwendet werden können und eine Bindung an eine bestimmte Rechnerarchitektur entfällt.
Zum anderen wird der interne Datenspeicher des Mikrocontrollers beliebig zwischen Betriebssystem und Anwendungsprogrammen aufgeteilt, wobei während der Laufzeit des Gerätes die Daten einzeln gelöscht und neu geschrieben werden. Damit entfällt die Bindung an die Auswahl der zur Verfügung stehenden Typen von Mikroprozessoren bestimmter Hersteller. Die Aufteilung zwischen dem Betriebssystem und der Anwendungssoftware ist somit nicht mehr abhängig von diesen Mikroprozessortypen.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, die komplette Programmierung des Mikrocontrollers und nicht nur die Anwendungssoftware, insbesondere während der Laufzeit des Gerätes zu ändern, auch nachdem dieses eingebaut wurde. Ein neues Betriebssystem läßt sich somit auf vorteilhafte Weise ohne den Ausbau des Gerätes über das Bussystem in den Mikrocontroller laden.
Eine weitere Beschreibung der Erfindung erfolgt anhand von Ausführungsbeispielen, die in den folgenden Zeichnungsfiguren dargestellt sind.
Es zeigen:
Fig. 1 Aufbau eines Busteilnehmers (Stand der Technik),
Fig. 2 Busteilnehmer, mit in Speichersegmente aufgeteiltem Flash-Speicher und
Fig. 3 Busteilnehmer, mit internem Speicher, der beliebig zwischen Betriebssystem und Anwendungsprogrammen aufgeteilt ist.
Fig. 1 zeigt ein im EIB verwendetes Busteilnehmergerät 1, das neben der Hardware, auch Anwendungsprogramme A und ein Betriebssystem B beinhaltet. Das Betriebssystem B ist ganz (z. B. BCU1, BCU2) oder teilweise fest (z. B. BIM 112) in einem internen Speicher eines Mikrocontrollers 2 einprogrammiert. Die Anwendungsprogramme A werden mit einer speziell entwickelten Software (EIBA TOOL SOFTWARE) während der Laufzeit des Gerätes 1 in das externe oder interne EEPROM 4 des Mikrocontrollers 2 über ein Bussystem 3 einprogrammiert.
Fig. 2 zeigt das erfindungsgemäße Busteilnehmergerät 10 für den Anschluß an den Bus 30, insbesondere des EIB, das einen Mikrocontroller 20 mit einem Mikrocontroller-internen, hauptsächlich als Flash-Speicher ausgeführten Datenspeicher 50 enthält.
Der Datenspeicher 50 ist in eine Anzahl n Speichersegmente 5.1 bis 5.n unterteilt, in denen jeweils ein Betriebssystem, Betriebssystemteile oder Betriebssystemdaten B1, sowie Anwendungsprogramme, Teile des Anwendungsprogrammes oder die Anwendungsprogramme betreffende Daten A1 in unterschiedlichen Speichersegmenten 5.1 bis 5.n gespeichert sind. Der Mikrocontroller 20 mit dem Datenspeicher 50 ist dafür eingerichtet, mittels einer Verbindung über den Bus 30, insbesondere des EIB und mittels des in die Speichersegmente 5.1 bis 5.n unterteilten Datenspeichers 50, der insbesondere ein Flash-Speicher ist, ein neues Betriebssystem oder -teile B2, sowie neue Anwendungsprogramme oder -teile A2 beliebig abzuspeichern.
Fig. 3 zeigt das erfindungsgemäße Busteilnehmergerät 10, dessen Mikrocontroller 20 den internen Datenspeicher 50 enthält, der in Teilbereiche 60 unterteilt ist. Das Betriebssystem B1 und die Anwendungsprogramme A1 sind beliebig zwischen den Teilbereichen 60 des Datenspeichers 50 aufgeteilt und abgespeichert.
Der Mikrocontroller 20 ist auch wie in Fig. 2 beschrieben, dafür eingerichtet, mittels des in die Teilbereiche 60 unterteilten Datenspeichers 50, ein neues Betriebssystem oder -teile B2, sowie neue Anwendungsprogramme oder -teile A2 beliebig abzuspeichern.
Die im Datenspeicher 50 in den Speichersegmenten 5.1 bis 5.n bzw. den Teilbereichen 60 gespeicherten Daten des Betriebssystems B1 und der Anwendungsprogramme A1 werden während der Laufzeit des Gerätes 10 einzeln gelöscht und mit dem neuen Betriebssystem B2 und den Anwendungsprogrammen A2 über den Bus 30 neu beschrieben. Bezugszeichenliste 1, 10 Busteilnehmer
2, 20 Mikrocontroller
3, 30 Bus
4 EEPROM
50 Datenspeicher
60 Teilbereich
A, A1, A2 Anwendungsprogramm bzw. -teile
B, B1, B2 Betriebssystem bzw. -teile
5.1 bis 5.n Speichersegmente

Claims

1. Verfahren zur Änderung, Erweiterung und Fehlerkorrektur von gespeicherten Daten in einem Mikrocontroller (20) eines Busteilnehmers (10), wobei mittels einer Verbindung über einen Bus (30), insbesondere des EIB (Europäischer Installationsbus)- Systems und mittels eines in Speichersegmente (5.1 bis 5.n) oder Teilbereiche (60) unterteilten Datenspeichers (50), insbesondere eines Flash-Speichers, ein neues Betriebssystem oder -teile (B2) bzw. neue Anwendungsprogramme bzw. -teile (A2) in die Speichersegmente (5.1 bis 5.n) bzw. Teilbereiche (60) beliebig abgespeichert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Datenspeicher (50) durch Selbstprogrammierung durch den Anwender während der Laufzeit geändert wird.

3. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die im Datenspeicher (50) in den Speichersegmenten (5.1 bis 5.n) bzw. den Teilbereichen (60) gespeicherten Daten des Betriebssystems (B1) und der Anwendungsprogramme (A1) während der Laufzeit des Gerätes (10) einzeln gelöscht und neu beschrieben werden.

4. Busteilnehmergerät (10) für den Anschluß an einen Bus (30), insbesondere des EIB(Europäischer Installationsbus)-Systems, wobei

a) ein Mikrocontroller (20) vorhanden ist, der dafür eingerichtet ist, ein Betriebssystem (B1) und Anwendungsprogramme (A1) zu speichern und bei einer Neuprogrammierung der Software diese über den Bus (30) zu laden,

b) ein Mikrocontroller-interner, hauptsächlich als Flash-Speicher ausgeführten Datenspeicher (50) vorhanden ist,

c) der Datenspeicher (50) eine Anzahl n Speichersegmente (5.1 bis 5.n) aufweist, und

d) dafür eingerichtet ist, jeweils das Betriebssystem oder -teile (B1), sowie Anwendungsprogramme oder -teile (A1) in unterschiedlichen Speichersegmenten (5.1 bis 5.n) zu speichern.

5. Busteilnehmergerät (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Datenspeicher (50) in Teilbereiche (60) unterteilt ist und dafür eingerichtet ist, das Betriebssystem (B1) und die Anwendungsprogramme (A1) beliebig zwischen diesen Teilbereichen (60) aufzuteilen und zu speichern.

6. Busteilnehmergerät (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß Mikrocontroller (20) dafür eingerichtet ist, die komplette Programmierung des Datenspeichers während der Laufzeit zu ändern.