DE102005004564A1

DE102005004564A1 - Verfahren zur Funktionsspezifizierung von Folgeeinrichtungen und Anordnung mit universellen Folgeeinrichtungen

Info

Publication number: DE102005004564A1
Application number: DE200510004564
Authority: DE
Inventors: Andre Owerfeldt; Andreas Böhm
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2005-02-01
Filing date: 2005-02-01
Publication date: 2006-08-10

Abstract

Verfahren zur Funktionsspezifizierung von universellen Folgeeinrichtungen (12), wobei von mindestens einer Hauptrichtung (10) Signale an mindestens eine Folgeeinrichtung (12) übertragen werden, wobei mindestens eines der Signale ein Konfigurationssignal (K) ist, welches an mindestens eine Steuereinheit (22) der Folgeeinrichtung (12) übertragen wird und die Steuereinheit (22) in Abhängigkeit von der in dem Konfigurationssignal (K) enthaltenen Information mindestens eine funktionale Verbindung zwischen mindestens zwei Funktionseinheiten (24, 26, 28, 30, 32, 34) der Folgeeinrichtung (12) vermittelt oder bewirkt. Ferner betrifft die Erfindung eine entsprechende Anordnung (1).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Funktionsspezifizierung von universellen Folgeeinrichtungen (Slaves), wobei von mindestens einer Haupteinrichtung (Master) ein Signal an mindestens eine Folgeeinrichtung übertragen wird und eine Anordnung zur Durchführung eines entsprechenden Verfahrens, aufweisend mindestens eine Haupteinrichtung, mindestens eine Folgeeinrichtung und mindestens eine die Haupteinrichtung und Folgeeinrichtung verbindende Verbindungsstrecke.

Die Entwicklung und Herstellung von elektronischen Anordnungen beziehungsweise Vorrichtungen, die in der Regel eine Vielzahl an Funktionen durchführen sollen, gestaltet sich in bekannter Weise beispielsweise wie folgt. Anhand eines Pflichtenhefts werden die gewünschten Funktionen und zu erzielenden Charakteristiken definiert. Es werden dann die dafür benötigten Module ermittelt und/oder neue Module entwickelt. Dabei handelt es sich üblicherweise um eine Vielzahl von verschiedenen Modulen, von denen jedes für eine Teilfunktionalität der gesamten Funktion benötigt wird und mit jeweils genau zugeordneten anderen Modulen verbunden wird. Die Module werden in einem simultanen oder in einem nachgeschalteten Schritt dann – so weit wie möglich und sinnvoll- auf tatsächlich am Markt verfügbare Module abgebildet, so dass eine Stückliste zur Herstellung der Vor richtung generiert werden kann. In der Stückliste findet sich dann regelmäßig eine große Vielfalt von technisch unterschiedlichen Modulen. Dies ist kosten- und fertigungstechnisch ungünstig.

Vorteile der Erfindung

Ein Verfahren zur Funktionsspezifizierung von universellen Folgeeinrichtungen, wobei von mindestens einer Haupteinrichtung Signale an mindestens eine Folgeeinrichtung übertragen werden, zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass mindestens eines der Signale ein Konfigurationssignal ist, welches an mindestens eine Steuereinheit der Folgeeinrichtung übertragen wird und die Steuereinheit in Abhängigkeit von der in dem Konfigurationssignal enthaltenen Information mindestens eine funktionale Verbindung zwischen mindestens zwei Funktionseinheiten der Folgeeinrichtung vermittelt oder bewirkt. Der Vorteil einer solchen Funktionsspezifizierung liegt darin begründet, dass die Haupteinrichtung (Master) nicht nur die Folgeeinrichtung (Slave) bezüglich einer ihr fest vorgegebenen Funktionalität ansteuert, sondern alternativ oder zusätzlich die eigentliche Funktionalität der Folgeeinrichtung bestimmt. In Abhängigkeit vom Konfigurationssignal kann also dieselbe Folgeeinrichtung, beziehungsweise können verschiedene Folgeeinrichtungen gleicher Bauart, für unterschiedliche Funktionalitäten eingerichtet und für unterschiedliche Aufgaben eingesetzt werden. Es lassen sich demnach identische Folgeeinrichtungen/Elektroniken in hohem Volumen produzieren und dann in einem nachgelagerten Prozessschritt an applikationsspezifische Funktionen und Sonderfälle anpassen. Damit können bekannte Vorrichtungen, die dann in der Regel mehrere Folgeeinrichtungen aufweisen, preisgünstiger gefertigt und/oder flexibler gestaltet werden. Um diese neue Flexibilität zu realisieren, sind in der Folgeeinrichtung eine Steuereinheit und mindestens zwei Funktionseinheiten vorgesehen. Die Steuereinheit ist dabei derart ausgebildet, dass sie eine funktionale Verbindung zwischen mindestens zwei Funktionseinheiten entweder vermitteln kann, das heißt, die funktionale Verbindung führt von einer Funktionseinheit über die Steuereinheit zu der anderen Funktionseinheit, oder bewirken kann, das heißt, die funktionale Verbindung entsteht unmittelbar zwischen der einen und der anderen Funktionseinheit. (Natürlich können auch komplexere Verbindungen zwischen mehreren Funktionseinheiten realisiert werden, zwischen denen die Steuereinheit dann mehrere funktionale Verbindungen vermittelt und/oder bewirkt.) Dabei ist nicht erforderlich, dass die Steuereinheit als getrennte, eigenständige Einheit ausgeführt ist, da es grundsätzlich auch möglich ist, die der Steuereinheit zugeordnete Funktionalität auf eine oder mehrere Funktionseinheiten zu verteilen.

Vorteilhafterweise leitet die Steuereinheit in Abhängigkeit von der in dem Konfigurationssignal enthaltenen Information Befehlsdaten aus dem Konfigurationssignal an mindestens eine Funktionseinheit weiter, und die Funktionseinheit interpretiert die Befehlsdaten. Dadurch lässt sich die Funktion einer einzelnen Funktionseinheit konfigurieren, die dann wiederum mit einer oder mehreren Funktionseinheiten zusammenarbeiten kann. Die Befehlsdaten können insbesondere das Setzen einer (oder mehrerer) in der Funktionseinheit vorgesehenen Variablen bewirken, beispielsweise ein Abbruchkriterium, einen Schwellenwert oder einfach eine Zeit für eine Warteschleife. Es ist jedoch ebenso bevorzugt möglich, die Befehlsdaten mit kleinen Programmmodulen zu versehen, die beispielsweise in einer Art Programmiersprache oder Hochsprache geschrieben sind. Derartige Daten werden dann von der angesprochenen Funktionseinheit ausgewertet und/oder interpretiert, so dass sich hier eine zusätzliche Funktionalität eröffnet.

Bevorzugt wird die Folgeeinrichtung einmalig mittels des Konfigurationssignals initialisiert und bleibt die vermittelte oder bewirkte funktionale Verbindung dauerhaft bestehen. Unter den Begriff dauerhaft fällt dabei sowohl ein Szenario, in welchem eine einmal vorgenommene Konfiguration – insbesondere während des Fertigungsprozesses – für die Nutzungsdauer der Vorrichtung bestehen bleibt (permanent), als auch ein Szenario, bei dem die Konfiguration in einer Aktivierungsphase vorgenommen wird und bis zu einem Deaktivieren der Vorrichtung erhalten bleibt (semi-permanent). Dabei lässt sich diese Initialisierung so weit reduzieren, dass die Dauer der Initialisierungsphase den Betrieb der Vorrichtung nicht einschränkt. Die genannte Aktivierungsphase kann beispielsweise bei einer Inbetriebnahme eines Kraftfahrzeugs durchgeführt werden, und die Konfiguration bleibt bis zum Abstellen/Abschalten des Kraftfahrzeugs erhalten. Selbstverständlich können unterschiedliche Funktionseinheiten auch unterschiedlich (permanent oder semi-permanent) initialisiert werden.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung werden an die Folgeeinrichtung über der Zeit mindestens zwei verschiedene Konfigurationssignale gesendet, die jeweils eine unterschiedliche funktionale Verbindung vermitteln oder bewirken. Auf diese Weise lässt sich eine Folgeeinrichtung (oder mehrere) umkonfigurieren, so dass die Folgeeinrichtung beziehungsweise die Vorrichtung, die die Folgeeinrichtung beinhaltet, im Laufe der Zeit unterschiedliche Aufgaben wahrnehmen kann. Die Unterschiedlichkeit der Aufgaben kann dabei von einer einfachen unterschiedlichen Parametrisierung bis hin zu einer völlig unterschiedlichen Funktionalität reichen.

Die Erfindung betrifft ferner eine Anordnung, insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens mit einem oder mehreren der zuvor genannten Merkmale, aufweisend mindestens eine Haupteinrichtung, mindestens eine Folgeeinrichtung und mindestens eine die Haupteinrichtung und Folgeeinrichtung verbindende Verbindungsstrecke, wobei die Folgeeinrichtung mindestens zwei Funktionseinheiten und mindestens eine, nach Maßgabe eines Konfigurationssignals eine funktionale Verbindung zwischen mindestens zwei Funktionseinheiten der Folgeeinrichtung vermittelnde oder bewirkende Steuereinheit aufweist. Die Verbindungsstrecke ist dabei insbesondere als serielle Kommunikationsstrecke ausgebildet, wie zum Beispiel als LIN oder CAN.

Vorteilhafterweise ist mindestens ein Teil der Funktionseinheiten aus der Gruppe Zeitglied, Zähler, Addierer, Vergleicher, logisches Gatter, Interpreter, Eingang, Ausgang und Speicher ausgewählt. Dadurch lässt sich mit einfachen Mitteln eine Folgeeinrichtung beziehungsweise eine Vorrichtung realisieren, die sehr flexibel konfiguriert werden und eine Vielzahl von Funktionalitäten übernehmen kann.

Es ist bevorzugt, dass die Anordnung mindestens zwei Folgeeinrichtungen aufweist. Dadurch lässt sich die Leistungsfähigkeit und Anpassbarkeit der (Gesamt-)Vorrichtung steigern.

Mit Vorteil sind die Folgeeinrichtungen gleicher Bauart. Dies ermöglicht es, die Vorrichtung besonders günstig zu fertigen. Zudem ergeben sich so auch Möglichkeiten, Fehlerfälle in einer der Folgeeinrichtungen abzufangen. Wird eine Folgeeinrichtung als defekt ermittelt, so kann eine andere Folgeeinrichtung identisch konfiguriert werden, um die Funktionalität der defekten Folgeeinrichtung zu übernehmen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Anordnung eine mindestens Daten für ein Konfigurationssignal speichernde, insbesondere der Haupteinrichtung zugeordnete Speichervorrichtung auf. Dort können dann Daten bezüglich der funktionalen Verknüpfungen bestimmter Konfigurationsparameter und/oder Programmmodule für ein Konfigurationssignal hinterlegt werden. Soll dann eine Folgeeinrichtung einer Vorrichtung/Anordnung initialisiert beziehungsweise konfiguriert werden, so liest die Haupteinrichtung die entsprechenden Daten aus der Speichervorrichtung aus und sendet die Daten als Konfigurationssignal an die Folgeeinrichtung.

Zeichnungen
Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigen
1 eine Anordnung mit einer Haupteinrichtung und mehreren Folgeeinrichtungen, und
2 den Aufbau einer Folgeeinrichtung.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
1 zeigt eine Anordnung 1 mit einer Haupteinrichtung 10 und drei Folgeeinrichtungen 12. Die drei Folgeeinrichtungen 12 sind dabei gleicher Bauart. Jede Folgeeinrichtung 12 ist mit der Haupteinrichtung 10 verbunden und zwar über eine Verbindungsstrecke 14. Die Verbindungsstrecken 14 sind hier in einem seriellen Übertragungsnetzwerk 16 realisiert. Die Haupteinrichtung 10 weist eine Speichervorrichtung 18 auf, in der – hier als drei Zellen 20 symbolisiert – Daten für die Generierung von Konfigurationssignalen K gespeichert sind. Während einer Initialisierungsphase oder auch bei einer Neukonfiguration während des Betriebs der Anordnung 1, ruft die Haupteinrichtung 10 Daten aus der Speichervorrichtung 18 ab und generiert unter Berücksichtigung dieser Daten entsprechende Konfigurationssignale K. Die Konfigurationssignale K werden dann mittels des Übertragungsnetzwerks 16 beziehungsweise mittels der Verbindungsstrecken 14 an die Folgeeinrichtungen 12 übertragen. Dabei sind die Konfigurationssignale K jeweils mit einer Kennung kodiert, so dass ein Konfigurationssignal K auch nur zu der gewünschten Folgeeinrichtung 12 gelangt beziehungsweise nur von ihr ausgewertet wird.
Der Aufbau einer Folgeeinrichtung 12 und die darin ablaufenden Vorgänge sind in der 2 dargestellt. Die Folgeeinrichtung 12 weist eine Steuereinheit 22 auf, die mit der Verbindungsstrecke 14 verbunden ist. Innerhalb der Folgeeinrichtung 12 sind mit der Steuereinheit 22 jeweils über eine Steuerverbindungsstrecke 38 ein Zähler 24, ein Addierer 26, ein Vergleicher 28, zwei Interpreter 30, sowie zwei Eingänge 32 und zwei Ausgänge 34 verbunden. Zudem weist die Folgeeinrichtung 12 eine mittels der Steuereinheit 22 schaltbare Verknüpfungsstrecke 36 zwischen dem Zähler 24 und dem Addierer 26 auf. Bei Eintreffen des von der Haupteinrichtung 10 gesendeten Konfigurationssignals K prüft die Folgeeinrichtung 12 anhand einer in Konfigurationssignal K enthaltenen Kennung, ob die im Konfigurationssignal K enthaltenen Konfigurationsdaten tatsächlich von dieser Folgeeinrichtung 12 auszuwerten sind. Ist dies der Fall, so wertet die Steuereinheit 22 die Konfigurationsdaten aus. Dabei sind im Wesentlichen drei Arten von Konfigurationsdaten zu unterscheiden:

1) Vermittlungsdaten: Diese enthalten Informationen darüber, welche Elemente der Folgeeinrichtung 12 mittels der Steuereinheit 22 verknüpft werden sollen. So können Vermittlungsdaten beispielsweise die Information enthalten, dass beide Eingänge 32 über die Steuereinheit 22 mit dem Vergleicher 28 verknüpft werden und/oder dass ein Interpreter 30 über die Steuereinheit 22 mit einem Ausgang 34 verbunden wird.
2) Verknüpfungsdaten: Diese enthalten Informationen darüber, welche Elemente der Folgeeinrichtung 12 über eine entsprechende Verknüpfungsstrecke 36 direkt miteinander verbunden werden sollen. In diesem Fall könnte der Zähler 24 direkt mit dem Addierer 26 verbunden werden. Dabei wird die Verbindung mittels der Steuereinheit 22 bewirkt ohne aber die Steuereinheit 22 zwischen zu schalten.
3) Interpreterdaten: Diese Informationen werden in der Regel nicht von der Steuereinheit 22 ausgewertet, sondern an ein Element der Folgeeinrichtung 12 weiter geleitet. Diese Informationen können dabei sowohl das Setzen von Variablen beschreiben, beispielsweise einen festen Wert, der dem Vergleicher 28 vorgegeben wird, als auch komplexere Programmabläufe tragen, die dann von einem Interpreter 30 abgearbeitet werden.

Je nach den technischen Anforderungen beziehungsweise der jeweiligen Applikation können die genannten Datenarten natürlich noch weiter differenziert und/oder mit weiteren Datenarten ergänzt werden. Mittels der Konfigurationsdaten wird also die Funktionsweise der Folgeeinrichtung 12 vorgegeben. Die Folgeeinrichtung 12 kann dann die vorgesehene Funktion ausführen – in diesem Fall verarbeitet sie Signale, die an den Eingängen 32 anliegen und gibt ein Ergebnis an den Ausgängen 34 aus. Es lassen sich aber auch ebenso einfach beispielsweise Zweipunktregler oder Zeitglieder realisieren.

Claims

Verfahren zur Funktionsspezifizierung von universellen Folgeeinrichtungen (12), wobei von mindestens einer Haupteinrichtung (10) Signale an mindestens eine Folgeeinrichtung (12) übertragen werden, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Signale ein Konfigurationssignal (K) ist, welches an mindestens eine Steuereinheit (22) der Folgeeinrichtung (12) übertragen wird und die Steuereinheit (22) in Abhängigkeit von der in dem Konfigurationssignal (K) enthaltenen Information mindestens eine funktionale Verbindung zwischen mindestens zwei Funktionseinheiten (24, 26, 28, 30, 32, 34) der Folgeeinrichtung (12) vermittelt oder bewirkt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (22) in Abhängigkeit von der in dem Konfigurationssignal (K) enthaltenen Information Befehlsdaten aus dem Konfigurationssignal (K) an mindestens eine Funktionseinheit (24, 26, 28, 30, 32, 34) weiter leitet und die Funktionseinheit (24, 26, 28, 30, 32, 34) die Befehlsdaten interpretiert.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Folgeeinrichtung (12) einmalig mittels des Konfigurationssignals (K) initialisiert wird und die vermittelte oder bewirkte funktionale Verbindung dauerhaft bestehen bleibt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an die Folgeeinrichtung (12) über der Zeit mindestens zwei verschiedene Konfigurationssignale (K) gesendet werden, die jeweils eine unterschiedliche funktionale Verbindung vermitteln oder bewirken.
Anordnung (1), insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, aufweisend mindestens eine Haupteinrichtung (10), mindestens eine Folgeeinrichtung (12) und mindestens eine die Haupteinrichtung (10) und Folgeeinrichtung (12) verbindende Verbindungsstrecke (14), dadurch gekennzeichnet, dass die Folgeeinrichtung (12) mindestens zwei Funktionseinheiten (24, 26, 28, 30, 32, 34) und mindestens eine, nach Maßgabe eines Konfigurationssignals (K) eine funktionale Verbindung zwischen mindestens zwei Funktionseinheiten (24, 26, 28, 30, 32, 34) der Folgeeinrichtung (12) vermittelnde oder bewirkende Steuereinheit (22) aufweist.
Anordnung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil der Funktionseinheiten (24, 26, 28, 30, 32, 34) aus der Gruppe Zeitglied, Zähler (24), Addierer (26), Vergleicher (28), logisches Gatter, Interpreter (30), Eingang (32), Ausgang (34) und Speicher ausgewählt ist.
Anordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung (1) mindestens zwei Folgeeinrichtungen (12) aufweist.
Anordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Folgeeinrichtungen (12) gleicher Bauart sind.
Anordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine mindestens Daten für ein Konfigurationssignal (K) speichernde, insbesondere der Haupteinrichtung (10) zugeordnete Speichervorrichtung (20).