Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Teilnehmer (sog. Host) eines
Kommunikationssystems. Der Teilnehmer weist einen Mikroprozessor
(sog. Host-CPU (Central Processing Unit)), einen Kommunikationscontroller
und einen Peripherie-Bus auf. Der Mikroprozessor steht über den
Peripherie-Bus mit dem Kommunikationscontroller in Verbindung und
ist über
den Kommunikationscontroller an eine Kommunikationsverbindung des
Kommunikationssystems angeschlossen, über welche Botschaften übertragen werden.The
The present invention relates to a participant (so-called host) of a
Communication system. The participant has a microprocessor
(so-called host CPU (Central Processing Unit)), a communication controller
and a peripheral bus. The microprocessor is above the
Peripheral bus connected to the communication controller and
is over
the communication controller to a communication link of
Communication system connected via which messages are transmitted.
Die
Erfindung betrifft außerdem
einen Kommunikationscontroller (sog. Communication Controller; CC)
eines Teilnehmers (sog. Host) eines Kommunikationssystems. Der Teilnehmer
weist einen Mikroprozessor (sog. Host-CPU), den Kommunikationscontroller
und einen Peripherie-Bus auf. Der Kommunikationscontroller steht
einerseits über
den Peripherie-Bus mit dem Mikroprozessor in Verbindung und ist andererseits
an eine Kommunikationsverbindung des Kommunikationssystems angeschlossen, über welche
Botschaften übertragen
werden.The
Invention also relates
a communication controller (so-called Communication Controller; CC)
a participant (so-called host) of a communication system. Of the participants
has a microprocessor (so-called host CPU), the communication controller
and a peripheral bus. The communication controller is stopped
on the one hand over
the peripheral bus communicates with the microprocessor and is otherwise
connected to a communication link of the communication system via which
Transmit messages
become.
Schließlich betrifft
die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren zur Übertragung
von Daten innerhalb eines Teilnehmers (sog. Host) eines Kommunikationssystems.
Die Daten werden zwischen einem Mikroprozessor (Host-CPU) und einem
Kommunikationscontroller über
einen Peripherie-Bus übertragen. Der
Kommunikationscontroller ist an eine Kommunikationsverbindung angeschlossen, über welche
Botschaften übertragen
werden.Finally, concerns
the present invention also provides a method of transmission
of data within a subscriber (so-called host) of a communication system.
The data is between a microprocessor (host CPU) and a
Communication controller over
transmit a peripheral bus. Of the
Communication controller is connected to a communication link via which
Transmit messages
become.
Die
Vernetzung von Steuergeräten,
Sensorik und Aktuatorik mit Hilfe eines Kommunikationssystems und
einer als Bussystem ausgebildeten Kommunikationsverbindung hat in
den letzten Jahren bei modernen Kraftfahrzeugen aber auch im Maschinenbau,
insbesondere im Werkzeugmaschinenbereich, und im Bereich der Automatisierung,
drastisch zugenommen. Synergieeffekte durch Verteilung von Funktionen
auf mehrere Steuergeräte
können
dabei erzielt werden. Man spricht hierbei von verteilten Systemen.
Die Kommunikation zwischen verschiedenen Teilnehmern findet mehr
und mehr über
ein als Bussystem ausgebildetes Kommunikationssystem statt. Der
Kommunikationsverkehr auf dem Bussystem, Zugriffs- und Empfangsmechanismen
sowie Fehlerbehandlung werden über
ein Protokoll geregelt.The
Networking of control units,
Sensors and actuators with the help of a communication system and
a trained as a bus communication link has in
recent years in modern motor vehicles but also in mechanical engineering,
especially in the machine tool sector, and in the field of automation,
drastically increased. Synergy effects through distribution of functions
on several controllers
can
be achieved. This is called distributed systems.
The communication between different participants finds more
and more about
a trained as a bus system communication system instead. Of the
Communication traffic on the bus system, access and reception mechanisms
as well as error handling will be over
a protocol regulated.
Ein
bekanntes Protokoll hierzu ist das FlexRay-Protokoll, wobei im Augenblick
die FlexRay-Protokollspezifikation v2.0 zugrunde liegt. Das FlexRay-Protokoll
definiert ein schnelles, deterministisches und fehlertolerantes Bussystem,
insbesondere für
den Einsatz in einem Kraftfahrzeug. Die Datenübertragung gemäß dem FlexRay-Protokoll erfolgt nach
einem Time Division Multiple Access (TDMA)-Verfahren. Die Datenübertragung über die
Kommunikationsverbindung erfolgt in sich regelmäßig wiederholenden Übertragungszyklen,
die jeweils in mehrere Datenrahmen, die auch als Zeitschlitze bezeichnet
werden, unterteilt ist. Den Teilnehmern bzw. den zu übertragenden
Botschaften sind feste Zeitschlitze zugewiesen, in denen sie einen
exklusiven Zugriff auf die Kommunikationsverbindung haben. Die Zeitschlitze
wiederholen sich in den festgelegten Übertragungszyklen, so dass
der Zeitpunkt, zu dem eine Botschaft über den Bus übertragen
wird, exakt vorausgesagt werden kann und der Buszugriff deterministisch
erfolgt.One
well-known protocol for this is the FlexRay protocol, where at the moment
based on the FlexRay protocol specification v2.0. The FlexRay protocol
defines a fast, deterministic and fault tolerant bus system,
especially for
the use in a motor vehicle. The data transfer according to the FlexRay protocol takes place after
a Time Division Multiple Access (TDMA) method. The data transfer over the
Communication connection takes place in regularly recurring transmission cycles,
each in multiple data frames, also referred to as time slots
be subdivided. To the participants or to be transferred
Messages are assigned fixed time slots in which they have one
have exclusive access to the communication connection. The time slots
repeat themselves in the specified transmission cycles, so that
the time at which a message is transmitted over the bus
can be predicted accurately and the bus access deterministic
he follows.
Um
die Bandbreite für
die Botschaftsübertragung
auf dem Bussystem optimal zu nutzen, unterteilt FlexRay den Übertragungszyklus,
der auch als Zyklus oder Buszyklus bezeichnet werden kann, in einen
statischen und einen dynamischen Teil. Die festen Zeitschlitze befinden
sich dabei im statischen Teil am Anfang eines Buszyklusses. Im dynamischen Teil
werden die Zeitschlitze dynamisch vergeben. Darin wird nun der exklusive
Buszugriff jeweils nur für eine
kurze Zeit, für
einen oder mehrere sogenannte Minislots, ermöglicht. Nur wenn innerhalb
eines Minislots ein Buszugriff erfolgt, wird der Zeitschlitz um die
benötigte
Zeit verlängert.
Damit wird Bandbreite also nur verbraucht, wenn sie auch tatsächlich benötigt wird.Around
the bandwidth for
the message transfer
FlexRay divides the transmission cycle optimally on the bus system,
which can also be referred to as a cycle or bus cycle, into one
static and a dynamic part. The fixed time slots are located
doing so in the static part at the beginning of a bus cycle. In the dynamic part
the time slots are allocated dynamically. This is now the exclusive
Bus access only for one
short time, for
one or more so-called mini slots. Only if within
If a minislot takes a bus access, the timeslot becomes the
needed
Time extended.
Thus, bandwidth is only consumed when it is actually needed.
FlexRay
kommuniziert über
zwei physikalisch getrennte Leitungen der Kommunikationsverbindung
mit einer Datenrate von je maximal 10 MBit/s (10 MBaud). Dabei ist
alle 5 ms, bei manchen Kommunikationssystemen sogar alle 2,5 ms
ein Buszyklus abgeschlossen. Die beiden Kanäle entsprechen dabei der physikalischen
Schicht, insbesondere des OSI (Open System Architecture) Schichtenmodells. Die
beiden Kanäle
dienen hauptsächlich
der redundanten und damit fehlertoleranten Übertragung von Botschaften,
können
jedoch auch unterschiedliche Botschaften übertragen, wodurch sich dann
die Datenrate verdoppeln würde.
FlexRay kann aber auch mit niedrigeren Datenraten betrieben werden.FlexRay
communicates via
two physically separate lines of the communication link
with a maximum data rate of 10 MBit / s (10 MBaud). It is
every 5 ms, in some communication systems even every 2.5 ms
completed a bus cycle. The two channels correspond to the physical
Layer, in particular the OSI (Open System Architecture) layer model. The
both channels
serve mainly
the redundant and thus fault-tolerant transmission of messages,
can
but also different messages transmitted, which then
would double the data rate.
FlexRay can also be operated at lower data rates.
Um
synchrone Funktionen zu realisieren und die Bandbreite durch kleine
Abstände
zwischen zwei Botschaften zu optimieren benötigen die Teilnehmer bzw. die
verteilten Komponenten im Kommunikationsnetzwerk eine gemeinsame
Zeitbasis, die sogenannte globale Zeit. Für die Uhrsynchronisation werden
Synchronisationsnachrichten im statischen Teil des Zyklus übertragen,
wobei mit Hilfe eines speziellen Algorithmus entsprechend der FlexRay-Spezifikation die
lokale Uhrzeit eines Teilnehmers so korrigiert wird, dass alle lokalen
Uhren zu einer globalen Uhr synchron laufen.Around
to realize synchronous functions and bandwidth through small ones
distances
to optimize between two messages the participants or the
distributed components in the communication network a common
Time base, the so-called global time. For the clock synchronization will be
Transmit synchronization messages in the static part of the cycle,
using a special algorithm according to the FlexRay specification
Local time of a participant is corrected so that all local
Clocks sync to a global clock.
Ein
FlexRay-Teilnehmer, der auch als FlexRay-Netzknoten oder Host bezeichnet
werden kann, enthält
einen Teilnehmer- oder
Host-Prozessor, einen FlexRay- oder Kommunikations-Controller sowie bei
einer Busüberwachung
einen sogenannten Busguardian. Dabei liefert und verarbeitet der
Teilnehmerprozessor die Daten, die über den FlexRay-Kommunikationscontroller
und die FlexRay-Kommunikationsverbindung übertragen
werden. Für
die Kommunikation in einem FlexRay-Netzwerk können Botschaften bzw. Botschaftsobjekte
mit z.B. bis zu 254 Datenbytes konfiguriert werden.One
FlexRay device, also known as FlexRay network node or host
can be included
a participant or
Host processor, a FlexRay or communication controller as well
a bus monitoring
a so-called Busguardian. It delivers and processes the
Subscriber processor the data transmitted via the FlexRay communication controller
and transmit the FlexRay communication link
become. For
Communication in a FlexRay network can be messages or message objects
with e.g. up to 254 bytes of data can be configured.
Zur
Kopplung einer FlexRay-Kommunikationsverbindung, über die
Botschaften übertragen werden,
mit einem FlexRay-Teilnehmer
wird in der DE 10 2005 034
744 , die zum Anmeldetag der vorliegenden Erfindung noch
nicht veröffentlich
war, ein FlexRay-Kommunikationsbaustein eingesetzt, der über eine
Teilnehmerschnittstelle an dem Teilnehmer und über eine andere Verbindung
an der Kommunikationsverbindung angeschlossen ist. Dabei ist zur Übertragung
der Botschaften zwischen dem Teilnehmer und der Kommunikationsverbindung
in dem Kommunikationsbaustein eine Anordnung zur Speicherung der
Botschaften vorgesehen. Die Übertragung
wird durch eine Zustandsmaschine gesteuert.For coupling a FlexRay communication connection, via which messages are transmitted, to a FlexRay subscriber is stored in the DE 10 2005 034 744 which was not yet published at the filing date of the present invention, a FlexRay communication module is used, which is connected via a subscriber interface to the subscriber and via another connection to the communication link. In this case, an arrangement for storing the messages is provided for transmitting the messages between the subscriber and the communication link in the communication module. The transmission is controlled by a state machine.
In
dem Kommunikationsbaustein ist ein Schnittstellenbaustein bestehend
aus zwei Teilen vorgesehen, wobei der eine Teilbaustein teilnehmerunabhängig und
der andere Teilbaustein teilnehmerspezifisch ist. Der teilnehmerspezifische
Teilbaustein, der auch als Customer CPU Interface (CIF) bezeichnet
wird, verbindet einen kundenspezifischen Teilnehmer in Form einer
teilnehmerspezifischen Host-CPU mit dem FlexRay-Kommunikationsbaustein.
Der teilnehmerunabhängige
Teilbaustein, der auch als Generic CPU Interface (GIF) bezeichnet wird,
stellt ein generisches, also allgemeines, CPU-Interface dar, über das
sich mittels entsprechender teilnehmerspezifischer Teilbausteine,
also Customer CPU Interfaces (CIFs), unterschiedliche kundenspezifische
Host-CPUs an den FlexRay-Kommunikationsbaustein anschließen lassen.
Dadurch ist eine problemlose Anpassung des Kommunikationsbausteins
an unterschiedliche Teilnehmer möglich,
da abhängig
vom Teilnehmer nur der teilnehmerspezifische Teilbaustein variiert
werden muss, während
der teilnehmerunabhängige
Teilbaustein und der restliche Kommunikationsbaustein stets gleich ausgebildet
werden kann. Mit Hilfe des Kommunikationsbausteins ergibt sich also
eine Standard-Schnittstelle
zum Anschluss beliebiger FlexRay-Teilnehmer an eine FlexRay-Kommunikationsverbindung,
wobei sich die Schnittstelle durch einfache Variation des teilnehmerspezifischen
Teilbausteins an beliebig ausgebildete oder geartete Teilnehmer
flexibel anpassen lässt.
Dabei können
die Teilbausteine auch innerhalb des einen Schnittstellenbausteins
jeweils in Software, also jeder Teilbaustein als Softwarefunktion,
realisiert werden.In
The communication block is an interface block
provided of two parts, wherein the one component independent of the participant and
the other sub-module is subscriber-specific. The participant-specific
Partial block, also known as Customer CPU Interface (CIF)
is a custom participant in the form of a links
user-specific host CPU with the FlexRay communication block.
The participant independent
Submodule, also referred to as Generic CPU Interface (GIF),
represents a generic, that is, general, CPU interface over which
by means of corresponding subscriber-specific partial modules,
So Customer CPU Interfaces (CIFs), different custom
Have host CPUs connected to the FlexRay communication block.
This is a problem-free adaptation of the communication module
possible to different participants,
as dependent
From the participant only the subscriber-specific sub-module varies
must be while
the participant-independent
Submodule and the rest of the communication block always trained the same
can be. With the help of the communication module, it follows
a standard interface
for connecting any FlexRay device to a FlexRay communication link,
wherein the interface by simple variation of the subscriber-specific
Sub-modules to any trained or kind participants
flexible.
It can
the sub-blocks also within one interface block
each in software, so each sub-module as a software function,
will be realized.
Die
Zustandsmaschine in dem FlexRay-Kommunikationsbaustein kann fest
in Hardware verdrahtet sein. Die Sequenzen können ebenfalls fest in Hardware
verdrahtet sein. Alternativ kann die Zustandsmaschine im Kommunikationsbaustein über die
Teilnehmerschnittstelle durch den Teilnehmer auch frei programmierbar
sein.The
State machine in the FlexRay communication block can be fixed
wired in hardware. The sequences can also be fixed in hardware
be wired. Alternatively, the state machine in the communication block via the
Subscriber interface also freely programmable by the subscriber
be.
Die
Informationen enthalten vorzugsweise den Zugriffstyp und/oder die
Zugriffsart und/oder die Zugriffsadresse und/oder die Datengröße und/oder Steuerinformationen
zu den Daten und/oder wenigstens eine Information zur Datenabsicherung.The
Information preferably contains the access type and / or the
Access type and / or the access address and / or the data size and / or control information
to the data and / or at least one information for data security.
Nach
dem Stand der Technik ist der Botschaftsspeicher des FlexRay-Kommunikationsbausteins
vorzugsweise als single-ported
RAM (Random Access Memory) ausgeführt. Dieser RAM-Speicher speichert
die Botschaften bzw. Botschaftsobjekte, also die eigentlichen Nutzdaten,
zusammen mit Konfigurations- und Statusdaten. Die genaue Struktur des
Botschaftsspeichers des bekannten Kommunikationsbausteins kann der
genannten Druckschrift DE
10 2005 034 744 entnommen werden.According to the prior art, the message memory of the FlexRay communication module is preferably designed as a single-ported RAM (Random Access Memory). This RAM memory stores the messages or message objects, ie the actual user data, along with configuration and status data. The exact structure of the message memory of the known communication module can the cited document DE 10 2005 034 744 be removed.
Nach
dem Stand der Technik ist innerhalb des Teilnehmers der Mikrocontroller,
der den Mikroprozessor (sog. Host-CPU), einen Speicher (z.B. Random Access
Memory; RAM) und einen Core-Bus zwischen dem Mikroprozessor und
dem Speicher umfasst, über
eine passive und eine aktive Schnittstelle als sog. Master an den
Peripherie-Bus angeschlossen. Über
die passive Schnittstelle kann der Mikrocontroller lediglich Befehle
und Daten von anderen Teilnehmern des Peripherie-Busses empfangen. Über die
aktive Schnittstelle kann der Mikrocontroller selbst Daten und Befehle
an andere Teilnehmer des Peripherie-Busses aussenden. Ein Anschluss
eines Teilnehmers an den Peripherie-Bus über eine passive Schnittstelle
ist gleichbedeutend mit einem Anschluss des Teilnehmers als sog.
Slave. Ein Anschluss eines Teilnehmers über eine aktive Schnittstelle
entspricht einen Anschluss des Teilnehmers als sog. Master. Bei
einem bekannten Kommunikationssystem ist ein Kommunikationscontroller
ist über
eine passive Schnittstelle als sog. Slave an den Peripheriebus angeschlossen.To
In the prior art, within the subscriber is the microcontroller,
the microprocessor (called host CPU), a memory (e.g., Random Access
Memory; RAM) and a core bus between the microprocessor and
the memory includes, over
a passive and an active interface as a so-called master to the
Peripheral bus connected. about
the passive interface, the microcontroller can only commands
and receive data from other users of the peripheral bus. About the
Active interface allows the microcontroller itself data and commands
to other participants of the peripheral bus. A connection
a subscriber to the peripheral bus via a passive interface
is synonymous with a connection of the participant as so-called.
Slave. A connection of a subscriber via an active interface
corresponds to a connection of the participant as a so-called master. at
a known communication system is a communication controller
is over
a passive interface as a so-called slave connected to the peripheral bus.
Der
Kommunikationscontroller stellt die Verbindung des Teilnehmers zur
Kommunikationsverbindung dar. Er besitzt einen Botschaftsspeicher,
in dem von der Kommunikationsverbindung neu empfangene Botschaften
abgelegt und auf der Kommunikationsverbindung zu versendende Botschaften
ausgelesen werden. Der Mikroprozessor kann über die passive Schnittstelle
des Kommunikationscontrollers auf die gespeicherten Botschaftsobjekte
zugreifen.Of the
Communication controller adjusts the connection of the subscriber
Communication link. He has a message memory,
in the newly received messages from the communication link
filed and messages to be sent on the communication link
be read out. The microprocessor can be over the passive interface
of the communication controller to the stored message objects
access.
Der
Mikroprozessor konfiguriert, kontrolliert und steuert den Kommunikationscontroller.
Der Mikroprozessor liest empfange Botschaften aus, bewertet sie,
berechnet neue Botschaften und sorgt für das Schreiben der Botschaften
zum Versand über
die Kommunikationsverbindung. Zur Datenübertragung innerhalb des Teilnehmers überträgt der Mikroprozessor
die Daten wortweise aus dem Kommunikationscontroller in den Speicher
des Mikrocontrollers. Dabei treten bei den heute üblichen
hohen Taktraten des Mikroprozessors mehrere Wartezyklen auf, während denen
der Mikroprozessor auf das Ende der Datenübertragung wartet und keinen
anderen Aufgaben nachgehen kann.Of the
Microprocessor configures, controls and controls the communication controller.
The microprocessor reads received messages, evaluates them,
calculates new messages and writes the messages
for shipping via
the communication connection. For data transmission within the subscriber transmits the microprocessor
the data word by word from the communication controller into the memory
of the microcontroller. This occurs in the usual today
high clock rates of the microprocessor several wait cycles, during which
the microprocessor waits for the end of the data transfer and none
can pursue other tasks.
Es
ist ebenfalls bekannt, zur Entlastung des Mikroprozessors des Mikrocontrollers
eines Teilnehmers des Kommunikationssystems einen DMA (Direct Memory
Access)-Controller über eine
passive und eine aktive Schnittstelle als sog. Master an den Peripheriebus
anzuschließen.
Der DMA-Controller kann den Datentransfer zwischen dem Speicher
des Mikrocontrollers und dem Kommunikationscontroller durchführen. Er
wird dazu von dem Mikroprozessor konfiguriert und gestartet. Danach überträgt der DMA-Controller Daten
wortweise aus dem Kommunikationscontroller in den Speicher des Mikrocontrollers.
Das Ende der Datenübertragung
wird dem Mikroprozessor mittels eines Interrupts mitgeteilt, woraufhin
der Mikroprozessor de Prozess für
die nächste Botschaft
neu beginnt. Das Abarbeiten von Interrupts erzeugt eine große Anzahl
von CPU-Befehlen, durch die ein großer Teil der Rechen- und Speicherressourcen
des Mikroprozessors gebunden ist. Außerdem steigt durch häufige Interrupts
der mögliche
Jitter (zeitliche Unsicherheit bzgl. der Ausführungsdauer) von unterbrochenen
Software-Tasks an.It
is also known to relieve the microprocessor of the microcontroller
a subscriber of the communication system a DMA (Direct Memory
Access) controller via a
passive and an active interface as a so-called master to the peripheral bus
to join.
The DMA controller can handle the data transfer between the memory
of the microcontroller and the communication controller. He
is configured and started by the microprocessor. Thereafter, the DMA controller transmits data
word by word from the communication controller into the memory of the microcontroller.
The end of the data transfer
is communicated to the microprocessor by means of an interrupt, whereupon
the microprocessor de process for
the next message
starts again. The processing of interrupts generates a large number
of CPU commands, through which a large part of the computational and memory resources
of the microprocessor is bound. It also increases due to frequent interrupts
the possible
Jitter (temporal uncertainty regarding the duration of execution) of interrupted
Software tasks.
Der
vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die Datenübertragung
innerhalb eines Teilnehmers des Kommunikationssystems zwischen dem
Mikroprozessor und dem Kommunikationscontroller zu optimieren, insbesondere soll
die Anzahl der Wartezyklen in dem Mikroprozessor und die Interruptlast
verringert werden.Of the
The present invention is therefore based on the object, the data transmission
within a subscriber of the communication system between the
Microprocessor and the communication controller to optimize, in particular
the number of wait cycles in the microprocessor and the interrupt load
be reduced.
Zur
Lösung
dieser Aufgabe wird ausgehend von der Teilnehmer der eingangs genannten
Art vorgeschlagen, dass der Kommunikationscontroller eine aktive
Schnittstelle, über
die der Kommunikationscontroller mit dem Peripherie-Bus in Verbindung steht,
und eine Logik aufweist, welche eine selbständige Datenübertragung zwischen dem Kommunikationscontroller
und dem Mikroprozessor (Host-CPU) über die aktive Schnittstelle
und den Peripherie-Bus ermöglicht.to
solution
This task is based on the participants of the aforementioned
Art suggested that the communication controller an active
Interface, over
the communication controller communicates with the peripheral bus,
and having a logic which provides independent data transfer between the communication controller
and the microprocessor (host CPU) via the active interface
and the peripheral bus.
Vorteile der
ErfindungAdvantages of
invention
Erfindungsgemäß wird also
vorgeschlagen, den Kommunikationscontroller nicht als sog. Slave, sondern
als Master an den Peripherie-Bus anzuschließen. Zusätzlich erhält der Kommunikationscontroller
eine Intelligenz in Form einer Logik, die es ihm ermöglicht,
die Datenübertragung
zwischen einem Botschaftsspeicher des Kommunikationscontrollers und
einem Speicher des Mikrocontrollers selbständig zu koordinieren und zu
steuern. Durch die Logik kann dem Kommunikationscontroller eine
gewisse DMA-Funktionalität
vermittelt werden.Thus, according to the invention
proposed, the communication controller not as so-called. Slave, but
as master to the peripheral bus. In addition, the communication controller receives
an intelligence in the form of a logic that enables him
the data transmission
between a message memory of the communication controller and
to independently coordinate and allocate to a memory of the microcontroller
Taxes. The logic allows the communication controller a
certain DMA functionality
mediated.
Die
Erfindung kann bei beliebigen Teilnehmern von beliebigen Kommunikationssystemen
eingesetzt werden. Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft anhand
eines FlexRay-Kommunikationssytems beschreiben. Dieser Bezug zu
dem FlexRay-Protokoll soll jedoch nicht beschränkend verstanden werden. Selbstverständlich kann
die Erfindung auch in Teilnehmern eines MOST (Media Oriented Systems Transport)-,
eines CAN (Controller Area Network)-, eines TTCAN (Time Triggered
CAN)-, eines LIN (Local Interconnect Network)- oder eines beliebig
anderen bekannten Kommunikationssystems eingesetzt werden.The
The invention can be applied to arbitrary users of any communication system
be used. The invention will be described by way of example below
describe a FlexRay Kommunikationssytems. This relation to
However, the FlexRay protocol should not be understood as limiting. Of course you can
the invention also in participants of a MOST (Media Oriented Systems Transport) -,
a CAN (Controller Area Network) -, a TTCAN (Time Triggered
CAN) -, a LIN (Local Interconnect Network) - or any
other known communication system can be used.
Der
Mikroprozessor konfiguriert, kontrolliert und steuert den Kommunikationscontroller.
Der Mikroprozessor liest bereits in dem Botschaftsspeicher des Kommunikationscontrollers
empfangene und automatisch in den Speicher des Mikrocontrollers
kopierte Botschaftsobjekte aus, bewertet sie, berechnet neue Botschaftsobjekte
und legt sie im Speicher des Mikrocontrollers ab. Außerdem startet
der Mikroprozessor den Transfer zum Botschaftsspeicher des Kommunikationscontrollers,
der wiederum automatisiert vom erfindungsgemäßen Kommunikationscontroller
durchgeführt
wird.Of the
Microprocessor configures, controls and controls the communication controller.
The microprocessor already reads in the message memory of the communication controller
received and automatically into the memory of the microcontroller
copied message objects, evaluates them, calculates new message objects
and puts them in the memory of the microcontroller. Also starts
the microprocessor transfers to the message memory of the communication controller,
in turn automated by the communication controller according to the invention
carried out
becomes.
Zusätzlich zur
passiven Schnittstelle verfügt der
erfindungsgemäße Kommunikationscontroller über eine
aktive Schnittstelle, über
die eine im Kommunikationscontroller eingebettete Logik selbständig sowohl
Botschaftsobjekte aus dem Botschaftsspeicher des Kommunikationscontrollers
auslesen und in den Speicher dem Mikrocontrollers schreiben als auch
Botschaftsobjekte aus dem Speicher auslesen und in den Botschaftsspeicher
schreiben kann.In addition to
passive interface has the
inventive communication controller via a
active interface, via
the one embedded in the communication controller logic independently both
Message objects from the message memory of the communication controller
Read and write to the memory of the microcontroller as well
Read message objects from the memory and into the message memory
can write.
Gemäß einer
vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen,
dass der Kommunikationscontroller einen Botschaftsspeicher zum Zwischenspeichern
von Botschaften von der Kommunikationsverbindung oder für die Kommunikationsverbindung
umfasst, wobei die Logik des Kommunikationscontrollers ein selbständiges Auslesen
von Daten aus dem Botschaftsspeicher des Kommunikationscontrollers
und Ablegen der Daten in dem Mikroprozessor (Host-CPU), sowie ein
selbständiges
Auslesen von Daten aus dem Mikroprozessor (Host-CPU) und Ablegen
der Daten in dem Botschaftsspeicher des Kommunikationscontrollers ermöglicht.According to an advantageous development of the present invention, it is proposed that the communication controller comprises a message memory for temporarily storing messages from the communication connection or for the communication connection, the logic of the communication controller independently reading out data from the message memory of the communication controller and storing the data in the microprocessor (host CPU), as well as an independent reading of data from the microprocessor (host CPU) and storing the data in the message memory of the communication controller allows.
Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung wird vorgeschlagen, dass dem Mikroprozessor (Host-CPU)
ein Speicherelement zugeordnet ist, wobei die Logik des Kommunikationscontrollers
ein selbständiges
Auslesen von Daten aus dem Kommunikationscontroller und Ablegen
der Daten in dem Speicherelement des Mikroprozessors (Host-CPU), sowie ein selbständiges Auslesen
von Daten aus dem Speicherelement des Mikroprozessors (Host-CPU)
und Ablegen der Daten in dem Kommunikationscontroller ermöglicht.According to one
preferred embodiment of
Invention it is proposed that the microprocessor (host CPU)
a memory element is assigned, the logic of the communication controller
an independent one
Reading out data from the communication controller and storing
the data in the memory element of the microprocessor (host CPU), as well as an independent read
data from the memory element of the microprocessor (host CPU)
and storing the data in the communication controller.
Gemäß einer
besonders vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung
wird vorgeschlagen, dass der Kommunikationscontroller einen Kommunikationsbaustein
aufweist, der einen Botschaftsspeicher zum Zwischenspeichern von
Botschaften von der Kommunikationsverbindung oder für die Kommunikationsverbindung
umfasst, wobei die Logik des Kommunikationscontrollers eine selbständige Datenübertragung
zwischen dem Kommunikationsbaustein und dem Mikroprozessor (Host-CPU),
vorzugsweise zwischen dem Botschaftsspeicher des Kommunikationsbausteins
und dem dem Mikroprozessor (Host-CPU) zugeordneten Speicherelement
(RAM), über
den Peripherie-Bus ermöglicht.According to one
particularly advantageous embodiment of the present invention
It is proposed that the communication controller a communication block
comprising a message memory for caching
Messages from the communication link or for the communication link
wherein the logic of the communication controller is a self-contained data transmission
between the communication module and the microprocessor (host CPU),
preferably between the message memory of the communication module
and the memory element associated with the microprocessor (host CPU)
(RAM), over
allows the peripheral bus.
Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung weist der Kommunikationsbaustein mindestens einen zwischen
dem Botschaftsspeicher und dem Peripheriebus angeordneten Pufferspeicher,
vorzugsweise mindestens einen Eingabepufferspeicher und mindestens
einen Ausgangspufferspeicher, auf, wobei die Logik des Kommunikationscontrollers
eine selbständige
Datenübertragung
zwischen dem Kommunikationsbaustein und dem Mikroprozessor (Host-CPU),
vorzugsweise zwischen dem mindestens einen Pufferspeicher des Kommunikationsbausteins
und dem dem Mikroprozessor (Host-CPU) zugeordneten Speicherelement, über den
Peripherie-Bus ermöglicht.According to one
preferred embodiment of
Invention, the communication module at least one between
buffer memory arranged in the message memory and the peripheral bus,
preferably at least one input buffer and at least
an output buffer, on, the logic of the communication controller
an independent one
data transfer
between the communication module and the microprocessor (host CPU),
preferably between the at least one buffer memory of the communication module
and the memory element associated with the microprocessor (host CPU) via which
Periphery bus allows.
Die
Logik in dem Kommunikationscontroller umfasst vorteilhafterweise
eine Zustandsmaschine, vorzugsweise eine DMA-Zustandsmaschine. Die
Zustandsmaschine ist vorzugsweise hardwaremäßig realisiert und in dem Kommunikationscontroller
fest verdrahtet. Selbstverständlich
kann die Zustandsmaschine aber auch softwaremäßig realisiert sein.The
Logic in the communication controller advantageously comprises
a state machine, preferably a DMA state machine. The
State machine is preferably implemented in hardware and in the communication controller
hardwired. Of course
However, the state machine can also be realized by software.
Gemäß einer
anderen Ausführungsform
der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Kommunikationscontroller
einen Arbiter aufweist, der konkurrierende Zugriffe des Mikroprozessors
(Host-CPU) und der Zustandsmaschine auf einen Botschaftsspeicher des
Kommunikationscontrollers bzw. auf einen Botschaftsspeicher eines
FlexRay-Kommunikationsbausteins
arbitriert.According to one
another embodiment
The invention proposes that the communication controller
an arbiter, the concurrent accesses of the microprocessor
(Host CPU) and the state machine to a message memory of the
Communication controller or to a message memory of a
FlexRay communication module
arbitrated.
Vorteilhafterweise
umfasst der Kommunikationscontroller Kontroll- und/oder Statusregister,
auf welche der Mikroprozessor (Host-CPU) zur Konfiguration, Ansteuerung
und/oder Überwachung
der Datenübertragung
zugreifen kann.advantageously,
the communication controller comprises control and / or status registers,
on which the microprocessor (host CPU) for configuration, control
and / or monitoring
the data transmission
can access.
Der
Teilnehmer ist vorzugsweise Bestandteil eines FlexRay-Kommunikationssytems,
in welchem eine Datenübertragung
zwischen dem Teilnehmer und anderen an die FlexRay-Kommunikationsverbindung
angeschlossenen FlexRay- Teilnehmern
nach dem FlexRay-Protokoll erfolgt.Of the
Subscriber is preferably part of a FlexRay communication system,
in which a data transmission
between the subscriber and others to the FlexRay communication link
connected FlexRay participants
according to the FlexRay protocol.
Als
eine weitere Lösung
der Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird ausgehend von dem Kommunikationscontroller
der eingangs genannten Art vorgeschlagen, dass der Kommunikationscontroller eine
aktive Schnittstelle, über
die der Kommunikationscontroller mit dem Peripherie-Bus in Verbindung steht,
und eine Logik aufweist, welche eine selbständige Datenübertragung zwischen dem Kommunikationscontroller
und dem Mikroprozessor (Host-CPU) über die aktive Schnittstelle
und den Peripherie-Bus ermöglicht.When
another solution
The object of the present invention is based on the communication controller
of the type mentioned above proposed that the communication controller a
active interface, via
the communication controller communicates with the peripheral bus,
and having a logic which provides independent data transfer between the communication controller
and the microprocessor (host CPU) via the active interface
and the peripheral bus.
Gemäß einer
vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass
der Kommunikationcontroller Bestandteil eines FlexRay-Kommunikationssytems
ist, in welchem eine Datenübertragung
zwischen dem Teilnehmer und anderen an die FlexRay-Kommunikationsverbindung
angeschlossenen FlexRay-Teilnehmern
nach dem FlexRay-Protokoll erfolgt.According to one
advantageous development of the invention it is proposed that
the communication controller is part of a FlexRay communication system
is in which a data transfer
between the subscriber and others to the FlexRay communication link
connected FlexRay participants
according to the FlexRay protocol.
Als
noch eine weitere Lösung
der Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird ausgehend von dem Verfahren
der eingangs genannten Art vorgeschlagen, dass eine Logik des Kommunikationscontrollers zur
Datenübertragung
veranlasst wird und die Logik daraufhin die Datenübertragung
zwischen dem Kommunikationscontroller und dem Mikroprozessor (Host-CPU) über eine
aktive Schnittstelle des Kommunikationscontrollers und den Peripherie-Bus
selbständig
steuert.When
yet another solution
The object of the present invention is based on the method
of the type mentioned above proposed that a logic of the communication controller for
data transfer
is caused and the logic then the data transfer
between the communication controller and the microprocessor (host CPU) via a
active interface of the communication controller and the peripheral bus
independent
controls.
Gemäß einer
vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass
die Logik des Kommunikationscontrollers durch einen Befehl des Mikroprozessors
(Host-CPU) des Teilnehmers zur Datenübertragung veranlasst wird.
Dies kann ein Interrupt-Befehl oder ein gezielt an den Kommunikationscontroller
gerichteter Start-Befehl sein. Alternativ ist es denkbar, dass der
Kommunikationscontroller bzw. die Logik des Kommunikationscontrollers
regelmäßig den
Inhalt des Botschaftsspeichers oder des Speichers des Mikrocontrollers
auf neue Daten überprüft oder
den Inhalt bestimmter Register, die nach Erhalt neuer Daten in dem
Botschaftsspeicher und/oder dem Speicher des Mikrocontrollers gesetzt werden, überprüft, und
gegebenenfalls die Datenübertragung
startet.According to an advantageous embodiment of the invention, it is proposed that the logic of the communication controller is caused by a command of the microprocessor (host CPU) of the subscriber for data transmission. This may be an interrupt command or a targeted to the communication controller start command. Alternatively, it is conceivable that the communication controller or the logic of the communication controller rule moderately checks the content of the message memory or the memory of the microcontroller for new data or checks the contents of certain registers that are set after receiving new data in the message memory and / or memory of the microcontroller, and optionally starts the data transfer.
Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Mikroprozessor (Host-CPU)
auf Kontroll- und/oder Statusregister des Kommunikationscontrollers
zugreift und so die Datenübertragung
konfiguriert, angesteuert und/oder überwacht wird. Dazu liest der
Mikroprozessor Kontroll- und/oder Statusparameter (die je nach Zustand
des Kommunikationscontrollers von diesem dort abgelegt bzw. gesetzt
werden) aus dem Register ein oder legt solche Parameter (zur Ansteuerung
des Kommunikationscontrollers) in dem Register ab.According to one
preferred embodiment of
Invention it is proposed that the microprocessor (host CPU)
on control and / or status registers of the communication controller
accesses and so the data transfer
configured, controlled and / or monitored. This reads the
Microprocessor control and / or status parameters (depending on the state
of the communication controller of this filed there or set
be) from the register or sets such parameters (to control
of the communication controller) in the register.
Vorteilhafterweise
umfasst die Logik des Kommunikationscontrollers eine Zustandsmaschine, wobei
konkurrierende Zugriffe des Mikroprozessors (Host-CPU) und der Zustandsmaschine
auf einen Botschaftsspeicher des Kommunikationscontrollers bzw.
auf einen Botschaftsspeicher eines Kommunikationsbausteins arbitriert
werden.advantageously,
For example, the logic of the communications controller includes a state machine where
concurrent accesses of the microprocessor (host CPU) and the state machine
to a message memory of the communication controller or
arbitrated to a message memory of a communication block
become.
Vorzugsweise
werden nach dem Empfang neuer Daten von der Kommunikationsverbindung von
der Logik selbständig
folgende Schritte veranlasst und gesteuert:
- – Sichtbarmachen
der empfangenen Daten in einem Pufferspeicher des Kommunikationscontrollers;
und
- – Anlegen
einer Kopie der empfangenen Daten in einem konfigurierbaren Adressbereich
eines dem Mikroprozessor (Host-CPU) zugeordneten Speicherelements
durch Schreibzugriffe über
die aktive Schnittstelle.
Preferably, following receipt of new data from the communication link, the logic automatically initiates and controls the following steps: - Visualizing the received data in a buffer memory of the communication controller; and
- - Creation of a copy of the received data in a configurable address range of the microprocessor (host CPU) associated memory element by write accesses over the active interface.
Des
weiteren wird zum Versenden neuer Daten, die in einem dem Mikroprozessor
(Host-CPU) zugeordneten Speicherelement vorliegen, von dem Mikroprozessor
(Host-CPU) vorzugsweise eine Übertragung
der Daten aus dem Speicherelement in den Kommunikationscontroller
veranlasst und werden von der Logik des Kommunikationscontrollers selbständig folgende
Schritte veranlasst und gesteuert:
- – Erkennen
eines Befehls oder mindestens eines gesetzten Bits in einem Kontroll-
und/oder Statusregister des Kommunikationscontrollers;
- – Auslesen
der Daten aus einer konfigurierbaren Adresse des Speicherelements;
- – Anlegen
einer Kopie des ausgelesenen Datenobjekts in einem Pufferspeicher
des Kommunikationscontrollers; und
- – Initiieren
der Übertragung
der Daten aus dem Pufferspeicher in einen Botschaftsspeicher des Kommunikationscontrollers
bzw. eines Kommunikationsbausteins.
Furthermore, in order to send new data present in a memory element associated with the microprocessor (host CPU), the microprocessor (host CPU) preferably initiates a transfer of the data from the memory element into the communication controller and becomes independent of the logic of the communication controller initiated and controlled the following steps: - - detecting a command or at least one set bit in a control and / or status register of the communication controller;
- - reading the data from a configurable address of the memory element;
- - Creating a copy of the read data object in a buffer memory of the communication controller; and
- - Initiate the transfer of the data from the buffer memory in a message memory of the communication controller or a communication block.
Zeichnungendrawings
Nachfolgend
werden anhand der Figuren weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung
näher erläutert. Es
zeigen:following
With reference to the figures, further features and advantages of the invention
explained in more detail. It
demonstrate:
1 einen
Kommunikationsbaustein und dessen Anbindung an eine Kommunikationsverbindung
und einen Kommunikations- oder Host-Teilnehmer eines FlexRay-Kommunikationssystems
in schematischer Darstellung; 1 a communication module and its connection to a communication connection and a communication or host participant of a FlexRay communication system in a schematic representation;
2 eine
spezielle Ausführungsform
des Kommunikationsbausteins aus 1 sowie
dessen Anbindung im Detail; 2 a special embodiment of the communication module 1 as well as its connection in detail;
3 die
Struktur eines Botschaftsspeichers des Kommunikationsbausteins aus 2; 3 the structure of a message memory of the communication module 2 ;
4 bis 6 die
Architektur und den Prozess eines Datenzugriffs in Richtung vom
Teilnehmer zum Botschaftsspeicher in schematischer Darstellung; 4 to 6 the architecture and the process of a data access in the direction of the subscriber to the message memory in a schematic representation;
7 bis 9 die
Architektur und den Prozess eines Datenzugriffs in Richtung vom
Botschaftsspeicher zum Teilnehmer; 7 to 9 the architecture and process of data accessing from the message storage to the subscriber;
10 die
Struktur eines Botschaftsverwalters und von darin enthaltenen Finite-State-Machinen in
schematischer Darstellung; 10 the structure of a message manager and finite state machines contained therein in a schematic representation;
11 Bauteile
des Kommunikationsbausteins aus 1 und 2 sowie
den Teilnehmer und die entsprechenden, durch den Botschaftsverwalter
gesteuerten Datenpfade in schematischer Darstellung; 11 Components of the communication block 1 and 2 as well as the subscriber and the corresponding data paths controlled by the message administrator in a schematic representation;
12 die
Zugriffsverteilung auf den Botschaftsspeicher bezogen auf die Datenpfade
in 11; 12 the access distribution to the message memory with respect to the data paths in 11 ;
13 einen
erfindungsgemäßen Teilnehmer
eines Kommunikationssystems; 13 a subscriber of a communication system according to the invention;
14 einen
Kommunikationscontroller des Teilnehmers aus 13 im
Detail; und 14 a communication controller of the subscriber 13 in detail; and
15 einen
aus dem Stand der Technik bekannten Teilnehmer eines Kommunikationssytems. 15 a known from the prior art participants of a Kommunikationsssytems.
Beschreibung
der Ausführungsbeispieledescription
the embodiments
1 zeigt
schematisch einen FlexRay-Kommunikationsbaustein 100 zur
Anbindung eines Teilnehmers oder Hosts 102 an eine FlexRay-Kommunikationsverbindung 101,
also die physikalische Schicht des FlexRay. Diese ist bspw. als
ein FlexRay-Datenbus, der vorzugsweise über zwei Übertragungsleitungen verfügt, ausgebildet.
Dazu ist der FlexRay-Kommunikationsbaustein 100 über eine Verbindung 107 mit
dem Teilnehmer bzw. Teilnehmerprozessor 102 und über eine
Verbindung 106 mit der Kommunikationsverbindung 101 verbunden.
Zur problemlosen Anbindung zum einen bezogen auf Übertragungszeiten
und zum anderen bezogen auf die Datenintegrität sind schematisch im Wesentlichen
drei Anordnungen im FlexRay-Kommunikationsbaustein unterschieden.
Dabei dient eine erste Anordnung 105 zur Speicherung, insbesondere
Zwischenablage, wenigstens eines Teils der zu übertragenden Botschaften. Zwischen
dem Teilnehmer 102 und dieser ersten Anordnung 105 ist über die
Verbindungen 107 und 108 eine zweite Anordnung 104 geschaltet.
Ebenso ist zwischen Kommunikationsverbindung 101 und die
erste Anordnung 105 eine dritte Anordnung 103 über die
Verbindungen 106 und 109 geschaltet, wodurch ein
sehr flexibles Eingeben und Ausgeben von Daten als Teil von Botschaften,
insbesondere FlexRay-Botschaften in bzw. aus der ersten Anordnung 105 mit
Gewährleistung
der Datenintegrität
bei optimaler Geschwindigkeit erzielbar ist. 1 schematically shows a flex Ray communications module 100 for connecting a participant or host 102 to a FlexRay communication link 101 So the physical layer of the FlexRay. This is formed, for example, as a FlexRay data bus, which preferably has two transmission lines. This is the FlexRay communication block 100 over a connection 107 with the participant or participant processor 102 and about a connection 106 with the communication connection 101 connected. For problem-free connection on the one hand with respect to transmission times and on the other hand with regard to data integrity, essentially three different arrangements in the FlexRay communication module are schematically distinguished. It serves a first arrangement 105 for storing, in particular clipboard, at least part of the messages to be transmitted. Between the participant 102 and this first arrangement 105 is about the connections 107 and 108 a second arrangement 104 connected. Likewise is between communication connection 101 and the first arrangement 105 a third arrangement 103 about the connections 106 and 109 whereby a very flexible input and output of data as part of messages, in particular FlexRay messages in and out of the first arrangement 105 achievable with guaranteed data integrity at optimal speed.
In 2 ist
dieser Kommunikationsbaustein 100 in einer bevorzugten
Ausführungsform
noch einmal detaillierter dargestellt. Ebenso detaillierter dargestellt
sind die jeweiligen Verbindungen 106 bis 109. Zur
Anbindung des FlexRay-Kommunikationsbausteins 100 an den
FlexRay-Teilnehmer 102 bzw.
den Host-Prozessor enthält
die zweite Anordnung 104 einen Eingangspufferspeicher oder
Eingabepufferspeicher 201 (Input Buffer IBF), einen Ausgangspufferspeicher
oder Ausgabepufferspeicher 202 (Output Buffer OBF) sowie
einen Schnittstellenbaustein bestehend aus zwei Teilen 203 und 204,
wobei der eine Teilbaustein 203 teilnehmerunabhängig und
der zweite Teilbaustein 204 teilnehmerspezifisch ist. Der teilnehmerspezifische
Teilbaustein 204 (Customer CPU Interface CIF) verbindet
eine teilnehmerspezifische Host-CPU 102,
also einen kundenspezifischen Teilnehmer 102 mit dem FlexRay-Kommunikationsbaustein 100.
Dazu ist eine bidirektionale Datenleitung 216, eine Adressleitung 217 sowie
ein Steuereingang 218 vorgesehen. Ebenso vorgesehen ist
mit 219 ein Interrupt- oder Unterbrechungs-Ausgang. Der
teilnehmerspezifische Teilbaustein 204 steht in Verbindung
mit einem teilnehmerunabhängigen
Teilbaustein 203 (Generic CPU Interface, GIF), d. h. der FlexRay-Kommunikationsbaustein
oder das FlexRay-IP-Modul verfügt über ein
generisches, also allgemeines, CPU-Interface 203, an das
sich über
entsprechende teilnehmerspezifische Teilbausteine 204, also
Customer CPU Interfaces CIF eine große Anzahl von unterschiedlichen
kundenspezifischen Host CPUs 102 anschließen lassen.
Dadurch muss abhängig
vom Teilnehmer 102 nur der Teilbaustein 204 variiert
werden, was einen deutlich geringeren Aufwand bedeutet. Das CPU-Interface 203 und
der restliche Kommunikationsbaustein 100 kann unverändert übernommen
werden.In 2 is this communication block 100 in a preferred embodiment again shown in more detail. Also shown in more detail are the respective compounds 106 to 109 , For connecting the FlexRay communication block 100 to the FlexRay participant 102 or the host processor contains the second arrangement 104 an input buffer or input buffer 201 (Input Buffer IBF), an output buffer or output buffer 202 (Output buffer OBF) as well as an interface module consisting of two parts 203 and 204 , where the one component 203 participant-independent and the second sub-module 204 is subscriber specific. The subscriber-specific sub-module 204 (Customer CPU Interface CIF) connects a user-specific host CPU 102 So a custom participant 102 with the FlexRay communication block 100 , This is a bidirectional data line 216 , an address line 217 as well as a control input 218 intended. It is also provided with 219 an interrupt or interrupt output. The subscriber-specific sub-module 204 is associated with a subscriber-independent submodule 203 (Generic CPU Interface, GIF), ie the FlexRay communication block or the FlexRay IP module has a generic, ie general, CPU interface 203 , to which there are corresponding subscriber-specific partial modules 204 So CIF Customer CPU Interfaces a large number of different custom host CPUs 102 connect. This must be dependent on the participant 102 only the partial module 204 be varied, which means a much lower cost. The CPU interface 203 and the rest of the communication block 100 can be taken over unchanged.
Der
Eingabepufferspeicher oder Eingangspufferspeicher 201 und
der Ausgangspufferspeicher oder Ausgabepufferspeicher 202 können in
einem gemeinsamen Speicherbaustein oder aber in getrennten Speicherbausteinen
ausgebildet sein. Dabei dient der Eingabepufferspeicher 201 für die Zwischenspeicherung
von Botschaften für
die Übertragung
zu einem Botschaftsspeicher 300. Dabei ist der Eingabepufferbaustein 201 vorzugsweise
so ausgebildet, dass er zwei vollständige Botschaften bestehend
aus jeweils einem Kopfsegment oder Headersegment, insbesondere mit
Konfigurationsdaten und ein Datensegment oder Payload Segment speichern kann.
Dabei ist der Eingabepufferspeicher 201 zweiteilig (Teilpufferspeicher
und Schattenspeicher) ausgebildet, wodurch sich durch wechselweises
Schreiben der beiden Teile des Eingabepufferspeichers bzw. durch
Zugriffswechsel die Übertragung
zwischen Teilnehmer-CPU 102 und Botschaftsspeicher 300 beschleunigen
lässt.
Ebenso dient der Ausgabepufferspeicher oder Ausgangspufferspeicher 202 (Output-Buffer
OBF) für
die Zwischenspeicherung von Botschaften für die Übertragung vom Botschaftsspeicher 300 zur
Teilnehmer-CPU 102. Dabei ist auch der Ausgabepuffer 202 so
gestaltet, dass zwei komplette Botschaften bestehend aus Kopfsegment, insbesondere
mit Konfigurationsdaten und Datensegment, also Payload Segment,
gespeichert werden können.
Auch hier ist der Ausgabepufferspeicher 202 in zwei Teile,
einen Teilpufferspeicher und einen Schattenspeicher aufgeteilt,
wodurch sich auch hier durch wechselweises Lesen der beiden Teile
die Übertragung
bzw. durch Zugriffswechsel die Übertragung
zwischen Teilnehmer- bzw. Host-CPU 102 und Botschaftsspeicher 300 beschleunigen
lässt.
Diese zweite Anordnung 104 bestehend aus den Blöcken 201 bis 204 ist
mit der ersten Anordnung 105 wie dargestellt verbunden.The input buffer or input buffer 201 and the output buffer or output buffer 202 can be formed in a common memory device or in separate memory devices. The input buffer is used here 201 for caching messages for transmission to a message store 300 , Here is the input buffer block 201 preferably configured so that it can store two complete messages consisting of a respective header segment or header segment, in particular with configuration data and a data segment or payload segment. Where is the input buffer 201 formed in two parts (partial buffer memory and shadow memory), which by alternately writing the two parts of the input buffer memory or by access change the transmission between the subscriber CPU 102 and message storage 300 accelerate. Likewise, the output buffer or output buffer is used 202 (Output buffer OBF) for the caching of messages for transmission from the message memory 300 to the participant CPU 102 , Here is also the output buffer 202 designed so that two complete messages consisting of header segment, in particular with configuration data and data segment, so payload segment, can be stored. Again, the output buffer is 202 divided into two parts, a partial buffer memory and a shadow memory, which also here by alternately reading the two parts of the transmission or by access change the transmission between the host or host CPU 102 and message storage 300 accelerate. This second arrangement 104 consisting of the blocks 201 to 204 is with the first arrangement 105 connected as shown.
Die
Anordnung 105 besteht aus einem Botschaftsverwalter 200 (Message
Handler MHD) und einem Botschaftsspeicher 300 (Message
RAM). Der Botschaftsverwalter 200 kontrolliert bzw. steuert
den Datentransfer zwischen dem Eingabepufferspeicher 201 sowie
Ausgabepufferspeicher 202 und dem Botschaftsspeicher 300.
Gleichermaßen
kontrolliert bzw. steuert er die Datenübertragung in der anderen Richtung über die
dritte Anordnung 103. Der Botschaftsspeicher 300 ist
vorzugsweise als single-ported RAM ausgeführt. Dieser RAM-Speicher speichert
die Botschaften bzw. Botschaftsobjekte, also die eigentlichen Daten,
zusammen mit Konfigurations- und Statusdaten. Die genaue Struktur
des Botschaftsspeichers 300 ist in 3 näher dargestellt.The order 105 consists of a message administrator 200 (Message handler MHD) and a message memory 300 (Message RAM). The embassy administrator 200 controls or controls the data transfer between the input buffer memory 201 as well as output buffer memory 202 and the message storage 300 , Likewise, it controls the data transfer in the other direction via the third arrangement 103 , The message storage 300 is preferably designed as a single-ported RAM. This RAM memory stores the messages or embassy objects, ie the actual data, together with configuration and status data. The exact structure of the embassy spei chers 300 is in 3 shown in more detail.
Die
dritte Anordnung 103 besteht aus den Blöcken 205 bis 208.
Entsprechend den beiden Kanälen
des FlexRay Physical Layer ist diese Anordnung 103 in zwei
Datenpfade mit je zwei Datenrichtungen aufgeteilt. Dies wird durch
die Verbindungen 213 und 214 deutlich, worin die
beiden Datenrichtungen für
den Kanal A mit RxA und TxA für
Empfangen (RxA) und Senden (TxA) sowie für Kanal B mit RxB und TxB dargestellt
sind. Mit Verbindung 215 ist ein optionaler bidirektionaler
Steuereingang bezeichnet. Die Anbindung der dritten Anordnung 103 erfolgt über einen
ersten Pufferspeicher 205 für Kanal B und einen zweiten
Pufferspeicher 206 für
Kanal A. Diese beiden Pufferspeicher (Transient Buffer RAMs: RAM A
und RAM B) dienen als Zwischenspeicher für die Datenübertragung von bzw. zu der
ersten Anordnung 105. Entsprechend der beiden Kanäle sind
diese beiden Pufferspeicher 205 und 206 mit jeweils
einem Schnittstellenbaustein 207 und 208 verbunden,
die die FlexRay-Protokoll-Controller oder Busprotokoll-Controller
bestehend aus einem Sende-/Empfangs-Schieberegister und der FlexRay
Protokoll Finite State Maschine, enthalten. Die beiden Pufferspeicher 205 und 206 dienen
somit als Zwischenspeicher für
die Datenübertragung
zwischen den Schieberegistern der Schnittstellenbausteine oder FlexRay
Protokoll Controller 207 und 208 und dem Botschaftsspeicher 300.
Auch hier werden vorteilhafter Weise durch jeden Pufferspeicher 205 oder 206 die
Datenfelder, also das Payload Segment oder Datensegment zweier FlexRay-Botschaften gespeichert.The third arrangement 103 consists of the blocks 205 to 208 , This arrangement corresponds to the two channels of the FlexRay Physical Layer 103 divided into two data paths with two data directions each. This is through the connections 213 and 214 clearly showing the two data directions for channel A with RxA and TxA for receive (RxA) and transmit (TxA) and for channel B with RxB and TxB. With connection 215 is an optional bidirectional control input. The connection of the third arrangement 103 takes place via a first buffer memory 205 for channel B and a second buffer memory 206 for channel A. These two transient buffer RAMs (RAM A and RAM B) serve as latches for data transfer from and to the first device 105 , According to the two channels, these two buffer memory 205 and 206 each with an interface block 207 and 208 connected to the FlexRay protocol controller or bus protocol controller consisting of a transmit / receive shift register and the FlexRay protocol finite state machine. The two buffer memories 205 and 206 thus serve as a buffer for the data transfer between the shift registers of the interface modules or FlexRay protocol controller 207 and 208 and the message storage 300 , Again, advantageously, each buffer memory 205 or 206 the data fields, ie the payload segment or data segment of two FlexRay messages stored.
Weiterhin
dargestellt im Kommunikationsbaustein 100 ist mit 209 die
globale Zeiteinheit (Global Time Unit GTU), welche für die Darstellung
der globalen Zeitraster im FlexRay, also den Mikrotick μT und den
Makrotick MT, zuständig
ist. Ebenso wird über
die globale Zeiteinheit 209 die fehlertolerante Uhrensynchronisation
der Zykluszähler
(Cycle Counter) und die Kontrolle der zeitlichen Abläufe im statischen
und dynamischen Segment des FlexRay geregelt. Mit Block 210 ist
die allgemeine Systemsteuerung (System Universal Control SUC) dargestellt, durch
welche die Operationsmodi des FlexRay-Kommunikationscontrollers
kontrolliert und gesteuert werden. Dazu gehören der Wakeup, der Startup,
die Reintegration bzw. Integration, Normaloperation (normal operation)
und passive Operation (passive operation).Also shown in the communication block 100 is with 209 the global time unit (GTU), which is responsible for the representation of the global time grid in the FlexRay, ie the microtick μT and the macrotick MT. Likewise is about the global time unit 209 the fault-tolerant clock synchronization of the cycle counter and the control of the time sequences in the static and dynamic segment of the FlexRay are regulated. With block 210 is the General System Control (SUC), which controls and controls the operation modes of the FlexRay communications controller. These include wakeup, startup, reintegration or integration, normal surgery and passive surgery.
Block 211 zeigt
das Netzwerk und Fehlermanagement (Network- und Error Management NEM), wie in der
FlexRay-Protokollspezifikation v2.0 beschrieben. Block 212 schließlich zeigt
die Unterbrechungssteuerung (Interrupt Control INT), welche die Status-
und Fehlerunterbrechungsflaggen (status and error interrupt flags)
verwaltet und die Unterbrechungsausgänge 219 zur Teilnehmer-CPU 102 kontrolliert
bzw. steuert. Der Block 212 enthält außerdem einen absoluten und einen
relativen Timer bzw. Zeitgeber zur Erzeugung der Zeitunterbrechungen
oder Timerinterrupts.block 211 shows the network and error management (Network and Error Management NEM) as described in the FlexRay protocol specification v2.0. block 212 Finally, the Interrupt Control (INT), which manages the status and error interrupt flags, and the interrupt outputs 219 to the participant CPU 102 controls or controls. The block 212 Also includes an absolute and a relative timer for generating time interruptions or timer interrupts.
Für die Kommunikation
in einem FlexRay-Netzwerk können
Botschaftsobjekte bzw. Botschaften (Message Buffer) mit bis zu 254
Datenbytes konfiguriert werden. Der Botschaftsspeicher 300 ist insbesondere
ein Botschafts-RAM-Speicher
(Message RAM), welcher z. B. bis zu maximal 128 Botschaftsobjekten
speichern kann. Alle Funktionen, die die Behandlung bzw. Verwaltung
der Botschaften selbst betreffen, sind dem Botschaftsverwalter oder Message
Handler 200 implementiert. Dies sind z.B. die Akzeptanzfilterung,
Transfer der Botschaften zwischen den beiden FlexRay-Protokoll-Controller-Blöcken 207 und 208 und
dem Botschaftsspeicher 300, also dem Message RAM sowie
die Kontrolle der Sendereihenfolge und das Bereitstellen von Konfigurationsdaten
bzw. Statusdaten.For communication in a FlexRay network, message objects or messages (message buffer) can be configured with up to 254 data bytes. The message storage 300 is in particular a message RAM memory (Message RAM), which z. B. can save up to a maximum of 128 message objects. All functions that affect the treatment or management of the messages themselves are the message handler or message handler 200 implemented. These are, for example, the acceptance filtering, transfer of the messages between the two FlexRay protocol controller blocks 207 and 208 and the message storage 300 , that is, the message RAM as well as the control of the transmission order and the provision of configuration data or status data.
Eine
externe CPU, also ein externer Prozessor des Teilnehmers 102,
kann über
die Teilnehmerschnittstelle 107 mit dem teilnehmerspezifischen
Teil 204 direkt auf die Register des FlexRay-Kommunikationsbausteins 100 zugreifen.
Dabei wird eine Vielzahl von Registern verwendet. Diese Register
werden eingesetzt, um die FlexRay Protokoll Controller, also die
Schnittstellenbausteine 207 und 208, den Botschaftsverwalter
(Message Handler MHD) 200, die globale Zeiteinheit (Global
Time Unit GTU) 209, den allgemeinen Systemcontroller (System
Universal Controller SUC) 210, die Netzwerk- und Fehlermanagementeinheit
(Network und Error Management Unit NEM) 211, den Unterbrechungscontroller
(Interrupt Controller INT) 212 sowie den Zugriff auf das Message
RAM, also den Botschaftsspeicher 300 zu konfigurieren und
zu steuern und ebenso den entsprechenden Status anzuzeigen. Zumindest
auf Teile dieser Register wird noch in den 4 bis 6 und 7 bis 9 näher eingegangen.
Ein solch beschriebener FlexRay-Kommunikationsbaustein 100 ermöglicht die
einfache Umsetzung der FlexRay-Spezifikation v2.0, wodurch einfach
ein ASIC oder ein Mikrocontroller mit entsprechender FlexRay-Funktionalität generiert
werden kann.An external CPU, ie an external processor of the subscriber 102 , can via the subscriber interface 107 with the participant-specific part 204 directly to the registers of the FlexRay communication block 100 access. It uses a variety of registers. These registers are used to configure the FlexRay protocol controllers, ie the interface blocks 207 and 208 , the message handler (MHD) 200 , the Global Time Unit (GTU) 209 , the general system controller (System Universal Controller SUC) 210 , the Network and Error Management Unit (NEM) 211 , the interrupt controller (interrupt controller INT) 212 and the access to the message RAM, so the message memory 300 to configure and control and also to display the corresponding status. At least parts of these registers are still in the 4 to 6 and 7 to 9 discussed in more detail. Such a described FlexRay communication module 100 enables easy implementation of the FlexRay specification v2.0, which makes it easy to generate an ASIC or a microcontroller with the corresponding FlexRay functionality.
Durch
den beschriebenen FlexRay-Kommunikationsbaustein 100 kann
die FlexRay-Protokollspezifikation, insbesondere v2.0, vollständig unterstützt werden
und es sind damit z.B. bis zu 128 Botschaften bzw. Botschaftsobjekte
konfigurierbar. Dabei ergibt sich ein flexibel konfigurierbarer
Botschaftsspeicher für
die Speicherung einer unterschiedlichen Anzahl von Botschaftsobjekten
abhängig
von der Größe des jeweiligen
Datenfeldes bzw. Datenbereiches der Botschaft. Somit sind also vorteilhafterweise
Botschaften- oder Botschaftsobjekte zu konfigurieren, die unterschiedlich
lange Datenfelder besitzen. Der Botschaftsspeicher 300 ist
dabei vorteilhafter Weise als FIFO (first in-first out) ausgebildet,
so dass sich ein konfigurierbarer Empfangs-FIFO ergibt. Jede Botschaft bzw. jedes
Botschaftsobjekt im Speicher kann als Empfangsspeicherobjekt (Receive-Buffer),
Sendespeicherobjekt (Transmit-Buffer) oder als Teil des konfigurierbaren Empfangs-FIFOs
konfiguriert werden. Ebenso ist eine Akzeptanzfilterung auf Frame-ID,
Channel-ID und Cycle-Counter im FlexRay-Netzwerk möglich. Zweckmäßiger Weise
wird somit das Netzwerkmanagement unterstützt. Vorteilhafterweise sind
außerdem
maskierbare Modulinterrupts vorgesehen.Through the described FlexRay communication module 100 For example, the FlexRay protocol specification, in particular v2.0, can be fully supported and thus, for example, up to 128 messages or message objects can be configured. This results in a flexibly configurable message memory for storing a different number of message objects depending on the size of the respective data field or data area of the message. Thus, thus advantageously embassies or message objects to configure that have different lengths of data fields. The message storage 300 is advantageously designed as FIFO (first in-first out), so that there is a configurable receive FIFO. Each message or message object in memory can be configured as a Receive Buffer, Transmit Buffer, or as part of the configurable Receive FIFO. Likewise, acceptance filtering on frame ID, channel ID and cycle counter in the FlexRay network is possible. Conveniently, the network management is thus supported. Advantageously, maskable module interrupts are also provided.
In 3 ist
detailliert die Aufteilung des Botschaftsspeichers 300 beschrieben.
Für die
nach der FlexRay-Protokollspezifikation geforderte Funktionalität eines
FlexRay-Kommunikationscontrollers wird ein Botschaftsspeicher für das Bereitstellen
von zu sendenden Botschaften (Transmit Buffer Tx) sowie das Abspeichern
von fehlerfrei empfangenen Botschaften (Receive Buffer Rx) benötigt. Ein
FlexRay-Protokoll erlaubt Botschaften mit einem Datenbereich, also
einem Payload-Bereich von 0 bis 254 Bytes. Wie in 2 dargestellt
ist der Botschaftsspeicher 300 Teil des FlexRay-Kommunikationsbausteins 100.
Das nachfolgend beschriebene Verfahren sowie der entsprechende Botschaftsspeicher 300 beschreiben
die Speicherung von zu sendenden Botschaften sowie von empfangenen
Botschaften, insbesondere unter Verwendung eines Random Access Memory (RAM),
wobei es durch den beschriebenen Mechanismus möglich ist in einem Botschaftsspeicher
vorgegebener Größe eine
variable Anzahl von Botschaften zu speichern. Dabei ist die Anzahl
der speicherbaren Botschaften abhängig von der Größe der Datenbereiche
der einzelnen Botschaften, wodurch zum einen die Größe des benötigten Speichers
minimiert werden kann ohne die Größe der Datenbereiche der Botschaften
einzuschränken
und zum anderen eine optimale Ausnutzung des Speichers erfolgt.
Im Folgenden nun soll diese variable Aufteilung eines insbesondere
RAM-basierten Botschaftsspeichers 300 für einen FlexRay Communication
Controller näher beschrieben
werden.In 3 is the division of the message memory in detail 300 described. For the functionality of a FlexRay communication controller required according to the FlexRay protocol specification, a message memory is required for the provision of messages to be sent (Transmit Buffer Tx) as well as the storage of messages received without errors (Receive Buffer Rx). A FlexRay protocol allows messages with a data range, ie a payload range from 0 to 254 bytes. As in 2 shown is the message memory 300 Part of the FlexRay communication block 100 , The procedure described below and the corresponding message memory 300 describe the storage of messages to be sent as well as received messages, in particular using a Random Access Memory (RAM), whereby it is possible by the described mechanism to store a variable number of messages in a message memory of predetermined size. The number of storable messages is dependent on the size of the data areas of the individual messages, whereby on the one hand the size of the required memory can be minimized without restricting the size of the data areas of the messages and on the other hand an optimal utilization of the memory takes place. In the following, this variable division of a particular RAM-based message memory is intended 300 for a FlexRay Communication Controller.
Zur
Implementierung wird nun beispielhaft ein Botschaftsspeicher mit
einer festgelegten Wortbreite von n Bit, beispielsweise 8, 16, 32
usw., sowie einer vorgegebenen Speichertiefe von m Worten vorgegeben
(m, n als natürliche
Zahlen). Dabei wird der Botschaftsspeicher 300 in zwei
Segmente aufgeteilt, ein Header Segment oder Kopfsegment HS und
ein Datensegment DS (Payload Section, Payload Segment). Pro Botschaft
wird somit ein Headerbereich HB und ein Datenbereich DB angelegt.
Für Botschaften
0, 1 bis k (k als natürliche
Zahl) werden somit Headerbereiche oder Kopfbereiche HB0, HB1 bis HBk
und Datenbereiche DB0, DB1 bis DBk angelegt. In einer Botschaft
wird also zwischen ersten und zweiten Daten unterschieden, wobei
die ersten Daten Konfigurationsdaten und/oder Statusdaten bezüglich der
FlexRay Botschaft entsprechen und jeweils in einem Headerbereich
HB (HB0, HB1, ..., HBk) abgelegt werden. Die zweiten Daten, die
den eigentlichen Nutzdaten entsprechen, die übertragen werden sollen, werden
entsprechend in Datenbereichen DB (DB0, DB1, ..., DBk) abgelegt.
Somit entsteht für
die ersten Daten pro Botschaft ein erster Datenumfang (in Bit, Byte
oder Speicherworten gemessen) und für die zweiten Daten einer Botschaft
ein zweiter Datenumfang (ebenfalls in Bit, Byte oder Speicherworten
gemessen), wobei der zweite Datenumfang pro Botschaft unterschiedlich
sein kann. Die Aufteilung zwischen Kopfsegment HS und Datensegment
DS ist nun im Botschaftsspeicher 300 variabel, d. h. es
existiert keine vorgegebene Grenze zwischen den Bereichen. Die Aufteilung
zwischen Kopfsegment HS und Datensegment DS ist abhängig von
der Anzahl k der Botschaften sowie dem zweiten Datenumfang, also
dem Umfang der eigentlichen Nutzdaten, einer Botschaft bzw. aller
k Botschaften zusammen. Den Konfigurationsdaten KD0, KD1 bis KDk
der jeweiligen Botschaft wird nun ein Zeigerelement oder Datapointer
DP0, DPI bis DPk jeweils direkt zugeordnet. In der speziellen Ausgestaltung
wird jedem Kopfbereich HB0, HB 1 bis HBk eine feste Anzahl von Speicherworten,
hier zwei, zugeordnet, so dass immer ein Konfigurationsdatum KD
(KD0, KD 1, ..., KDk) und ein Zeigerelement DP (DP0, DP1, ..., DPk) zusammen
in einem Headerbereich HB abgelegt sind. An diesem Kopfsegment HS
mit den Headerbereichen HB, dessen Größe bzw. erster Datenumfang abhängig von
der Anzahl k der zu speichernden Botschaften ist, schließt das Datensegment
DS zur Speicherung der eigentlichen Botschaftsdaten D0, D1 bis Dk
an. Dieses Datensegment (oder Datensection) DS hängt in seinem Datenumfang vom
jeweiligen Datenumfang der abgelegten Botschaftsdaten ab, hier z.B.
in DB0 sechs Worte, DB1 ein Wort und DBk zwei Worte. Die jeweiligen
Zeigerelemente DP0, DP1 bis DPk zeigen somit immer zum Beginn, also
auf die Anfangsadresse des jeweiligen Datenbereichs DB0, DB1 bis
DBk, in denen die Daten D0, D1 bis Dk der jeweiligen Botschaften
0, 1, bis k abgelegt sind. Damit ist die Aufteilung des Botschaftsspeichers 300 zwischen
Kopfsegment HS und Datensegment DS variabel und hängt von
der Anzahl k der Botschaften selbst sowie dem jeweiligen Datenumfang
einer Botschaft und damit dem gesamten zweiten Datenumfang ab. Werden
weniger Botschaften konfiguriert, wird das Kopfsegment HS kleiner
und der frei werdende Bereich im Botschaftsspeicher 300 kann
als Zusatz zum Datensegment DS für
die Speicherung von Daten verwendet werden. Durch diese Variabilität kann eine
optimale Speicherausnutzung gewährleistet
werden, womit auch die Verwendung kleinerer Speicher möglich ist.
Das freie Datensegment FDS, insbesondere dessen Größe, ebenfalls
abhängig
von der Kombination aus Anzahl k der gespeicherten Botschaften und
dem jeweiligen zweiten Datenumfang der Botschaften ist somit minimal
und kann sogar 0 werden.For implementation, a message memory with a fixed word length of n bits, for example 8, 16, 32, etc., as well as a predetermined memory depth of m words is given as an example (m, n as natural numbers). This is the message memory 300 divided into two segments, a header segment or header segment HS and a data segment DS (Payload Section, Payload Segment). Thus, a header area HB and a data area DB are created per message. For messages 0, 1 to k (k as natural number), header areas or header areas HB0, HB1 to HBk and data areas DB0, DB1 to DBk are thus created. In a message, therefore, a distinction is made between first and second data, the first data corresponding to configuration data and / or status data relating to the FlexRay message and stored in a header area HB (HB0, HB1, ..., HBk), respectively. The second data, which corresponds to the actual payload data to be transmitted, are correspondingly stored in data areas DB (DB0, DB1, ..., DBk). Thus, for the first data per message a first amount of data (measured in bits, bytes or memory words) and for the second data of a message a second amount of data (also measured in bits, bytes or memory words), the second data size per message may be different , The division between header segment HS and data segment DS is now in the message memory 300 variable, ie there is no given boundary between the areas. The division between the header segment HS and the data segment DS is dependent on the number k of the messages and the second data volume, ie the extent of the actual user data, a message or all k messages together. The configuration data KD0, KD1 to KDk of the respective message is now assigned directly to a pointer element or data pointer DP0, DPI to DPk. In the specific embodiment, each head area HB0, HB1 to HBk is assigned a fixed number of memory words, here two, so that always a configuration data KD (KD0, KD1, ..., KDk) and a pointer element DP (DP0, DP1 , ..., DPk) are stored together in a header area HB. At this head segment HS with the header areas HB whose size or first data size is dependent on the number k of messages to be stored, the data segment DS connects to store the actual message data D0, D1 to Dk. This data segment (or data section) DS depends in its scope of data on the respective data volume of the stored message data, here, for example, in DB0 six words, DB1 a word and DBk two words. The respective pointer elements DP0, DP1 to DPk thus always point to the beginning, ie to the start address of the respective data area DB0, DB1 to DBk, in which the data D0, D1 to Dk of the respective messages 0, 1, to k are stored. This is the division of the message memory 300 between head segment HS and data segment DS variable and depends on the number k of the messages themselves and the respective data volume of a message and thus the entire second data volume. If fewer messages are configured, the header segment HS becomes smaller and the released area in the message memory 300 can be used as an addition to the data segment DS for the storage of data. This variability ensures optimal memory utilization, which also allows the use of smaller memory. The free data segment FDS, in particular its size, also depends on The combination of the number k of messages stored and the respective second data size of the messages is thus minimal and can even be zero.
Neben
der Verwendung von Zeigerelementen ist es auch möglich, die ersten und zweiten
Daten, also die Konfigurationsdaten KD (KD0, KD1, ..., KDk) und
die eigentlichen Daten D (D0, D1, ..., Dk) in einer vorgebbaren
Reihenfolge abzulegen, so dass die Reihenfolge der Kopfbereiche
HB0 bis HBk im Kopfsegment HS und die Reihenfolge der Datenbereiche
DB0 bis DBk im Datensegment DS jeweils identisch ist. Dann könnte unter
Umständen
sogar auf ein Zeigerelement verzichtet werden.Next
it is also possible to use the first and second pointer elements
Data, ie the configuration data KD (KD0, KD1, ..., KDk) and
the actual data D (D0, D1, ..., Dk) in a predefinable
Sequence, so that the order of the head areas
HB0 to HBk in the header segment HS and the order of the data areas
DB0 to DBk in the data segment DS is identical in each case. Then could be under
circumstances
even waive a pointer element.
In
einer besonderen Ausgestaltung ist dem Botschaftsspeicher ein Fehlerkennungserzeuger, insbesondere
ein Parity-Bit-Generator-Element und ein Fehlerkennungsprüfer, insbesondere
ein Parity-Bit-Prüf-Element zugeordnet,
um die Korrektheit der gespeicherten Daten in HS und DS zu gewährleisten,
indem pro Speicherwort oder pro Bereich (HB und/oder DB) eine Prüfsumme eben
insbesondere als Parity-Bit mit abgelegt werden kann. Andere Kontrollkennungen,
z.B. ein CRC (Cyclic Redundancy Check) oder auch Kennungen höherer Mächtigkeit wie
ECC (Error Code Correction) sind denkbar. Damit sind gegenüber einer
festgelegten Aufteilung des Botschaftsspeichers folgende Vorteile
gegeben:
Der Anwender kann bei der Programmierung entscheiden,
ob er eine größere Anzahl
von Botschaften mit kleinem Datenfeld oder ob er eine kleinere Anzahl von
Botschaften mit großem
Datenfeld verwenden möchte.
Bei der Konfiguration von Botschaften mit unterschiedlich großem Datenbereich
DB wird der vorhandene Speicherplatz optimal ausgenutzt. Der Anwender
hat die Möglichkeit
einen Datenspeicherbereich gemeinsam für unterschiedliche Botschaften zu
nutzen.In a particular embodiment, the message memory is assigned a misrecognition generator, in particular a parity bit generator element and a misrecognition tester, in particular a parity bit test element in order to ensure the correctness of the stored data in HS and DS, by per memory word or per area (HB and / or DB) a checksum just in particular as a parity bit can be stored. Other control identifiers, eg a CRC (Cyclic Redundancy Check) or higher-value identifiers such as ECC (Error Code Correction) are conceivable. Thus, the following advantages are given compared to a defined division of the message memory:
The user can decide in programming whether to use a larger number of messages with a small data field or whether he wants to use a smaller number of messages with a large data field. When configuring messages with differently sized data areas DB, the available memory space is optimally utilized. The user has the option to share a data storage area for different messages.
Bei
der Implementierung des Communication Controllers auf einer integrierten
Schaltung kann die Größe des Botschaftsspeichers 300 durch
Anpassung der Speichertiefe (Anzahl m der Worte) des verwendeten
Speichers an die Bedürfnisse
der Applikation angepasst werden, ohne die sonstigen Funktionen
des Communication Controllers zu ändern.When implementing the communication controller on an integrated circuit, the size of the message memory 300 by adapting the memory depth (number m of words) of the memory used to the needs of the application, without changing the other functions of the Communication Controller.
Im
Weiteren wird nun anhand der 4 bis 6 sowie 7 bis 9 der
Host-CPU-Zugriff, also Schreiben und Lesen von Konfigurationsdaten bzw.
Statusdaten und der eigentlichen Daten über die Pufferspeicheranordnung 201 und 202,
näher beschrieben.
Dabei ist es das Ziel, eine Entkopplung bezüglich der Datenübertragung
derart herzustellen, dass die Datenintegrität sichergestellt werden kann und
gleichzeitig eine hohe Übertragungsgeschwindigkeit
gewährleistet
ist. Die Steuerung dieser Vorgänge
erfolgt über
den Botschaftsverwalter 200, was später noch näher in den 10, 11 und 12 beschrieben
wird.In the following, the basis of the 4 to 6 such as 7 to 9 the host CPU access, ie writing and reading configuration data or status data and the actual data on the buffer memory arrangement 201 and 202 , described in more detail. In this case, the aim is to produce a decoupling with regard to the data transmission in such a way that the data integrity can be ensured and at the same time a high transmission speed is ensured. These processes are controlled by the message administrator 200 , which later even closer in the 10 . 11 and 12 is described.
In
den 4, 5 und 6 werden
zunächst
die Schreibzugriffe auf den Botschaftsspeicher 300 durch
die Host-CPU der Teilnehmer-CPU 102 über den Eingangspufferspeicher 201 näher erläutert. Dazu
zeigt 4 noch einmal den Kommunikationsbaustein 100,
wobei aus Gründen
der Übersichtlichkeit
nur die hier relevanten Teile des Kommunikationsbausteins 100 gezeigt
sind. Dies ist zum einen der für
die Steuerung der Abläufe
verantwortliche Botschaftsverwalter 200 sowie zwei Kontrollregister 403 und 404,
die wie dargestellt außerhalb
des Botschaftsverwalters 200 im Kommunikationsbaustein 100 untergebracht
sein können,
aber auch im Botschaftsverwalter 200 selbst enthalten sein
können. 403 stellt
dabei das Eingangs-Anforderungsregister (Input
Buffer Command Request Register) dar und 404 das Eingangs-Maskierungsregister
(Input Buffer Command Mask Register). Schreibzugriffe der Host-CPU 102 auf
den Botschaftsspeicher 300 (Message RAM) erfolgen also über einen
zwischengeschalteten Eingangspufferspeicher 201 (Input
Buffer). Dieser Eingangspufferspeicher 201 ist nun geteilt
bzw. gedoppelt ausgelegt, und zwar als Teilpufferspeicher 400 und
einem zu dem Teilpufferspeicher zugehörigen Schattenspeicher 401.
Damit kann wie nachfolgend beschrieben ein kontinuierlicher Zugriff der
Host-CPU 102 auf die Botschaften bzw. Botschaftsobjekte
respektive Daten des Botschaftsspeichers 300 erfolgen und
damit Datenintegrität
und beschleunigte Übertragung
gewährleistet
werden.In the 4 . 5 and 6 First, the write accesses to the message memory 300 through the host CPU of the subscriber CPU 102 over the input buffer 201 explained in more detail. In addition shows 4 once again the communication module 100 , for reasons of clarity, only the relevant parts of the communication module 100 are shown. On the one hand, this is the message manager responsible for controlling the processes 200 and two control registers 403 and 404 as shown outside the message administrator 200 in the communication block 100 can be accommodated, but also in the embassy administrator 200 themselves can be included. 403 represents the input request register (Input Buffer Command Request Register) and 404 the input mask register (Input Buffer Command Mask Register). Write accesses of the host CPU 102 on the message storage 300 (Message RAM) thus take place via an intermediate input buffer memory 201 (Input buffer). This input buffer 201 is now divided or doubled, as a partial buffer 400 and a shadow memory associated with the sub-buffer 401 , Thus, as described below, a continuous access of the host CPU 102 on the messages or message objects respectively data of the message memory 300 ensure data integrity and accelerated transmission.
Die
Steuerung der Zugriffe erfolgt über
das Eingangs-Anforderungsregister 403 und über das Eingangs-Maskierungsregister 404.
Im Register 403 sind in 5 mit den
Zahlen von 0 bis 31 die jeweiligen Bitstellen in 403 hier beispielhaft
für eine
Breite von 32 Bit dargestellt. Gleiches gilt für das Register 404 und
die Bitstellen 0 bis 31 in dem Maskierungsregister 404 aus 6.The control of accesses via the input request register 403 and via the input mask register 404 , In the register 403 are in 5 with the numbers from 0 to 31, the respective bit locations in 403 are exemplified here for a width of 32 bits. The same applies to the register 404 and bits 0 to 31 in the mask register 404 out 6 ,
Es
erhalten nun beispielhaft die Bitstellen 0 bis 5, 15, 16 bis 21
und 31 des Registers 403 bezüglich der Ablaufsteuerung eine
besondere Funktion. So ist in die Bitstellen 0 bis 5 des Registers 403 eine Kennung
IBRH (Input Buffer Request Host) als Botschaftskennung eintragbar.
Ebenso ist in die Bitstellen 16 bis 21 des Registers 403 eine
Kennung IBRS (Input Buffer Request Shadow) eintragbar. Ebenso sind
in Registerstelle 15 von 403 IBSYH und in Registerstelle
31 von 403 IBSYS als Zugriffskennungen eingetragen. Ausgezeichnet
sind auch die Stellen 0 bis 2 des Registers 404, wobei
in 0 und 1 mit LHSH (Load Header Section Host) und LDSH (Load Data Section
Host) weitere Kennungen als Datenkennungen eingetragen sind. Diese
Datenkennungen sind hier in einfachster Form, nämlich jeweils als ein Bit ausgebildet.
In Bitstelle 2 von Register 404 ist mit STXRH (Set Transmission
X Request Host) eine Startkennung eingeschrieben. Im Weiteren wird
nun der Ablauf des Schreibzugriffs auf den Botschaftsspeicher 300 über den
Eingangspuffer 201 beschrieben.By way of example, the bit positions 0 to 5, 15, 16 to 21 and 31 of the register are obtained 403 with regard to the sequence control a special function. So is in the bit positions 0 to 5 of the register 403 an identifier IBRH (Input Buffer Request Host) can be entered as a message identifier. Likewise, in the bit positions 16 to 21 of the register 403 an identifier IBRS (Input Buffer Request Shadow) can be entered. Similarly, in register 15 of 403 IBSYH and in registry 31 of 403 IBSYS entered as access IDs. Also excellent are the positions 0 to 2 of the register 404 , where in 0 and 1 with LHSH (Load Header Section Host) and LDSH (Load Data Section Host) other identifiers are entered as data identifiers. These data identifiers are here in the simplest form, namely each formed as a bit. In bit 2 of register 404 is with STXRH (Set Transmission X Request Host) a start identifier inscribed. The sequence of write access to the message memory will now be described below 300 via the input buffer 201 described.
Die
Host-CPU 102 schreibt die Daten der zu transferierenden
Botschaft in den Eingangspufferspeicher 201. Dabei kann
die Host-CPU 102 nur die Konfigurations- und Headerdaten
KD einer Botschaft für
das Headersegment HS des Botschaftsspeichers 300 oder nur
die eigentlichen, zu übertragenden
Daten D einer Botschaft für
das Datensegment DS des Botschaftsspeichers 300 oder beide
schreiben. Welcher Teil einer Botschaft, also Konfigurationsdaten und/oder
die eigentlichen Daten, übertragen
werden soll, wird durch die speziellen Datenkennungen LHSH und LDSH
im Eingangs-Markierungsregister 404 festgelegt. Dabei wird
durch LHSH (Load Header Section Host) festgelegt ob die Headerdaten,
also die Konfigurationsdaten KD, übertragen werden und durch
LDSH (Load Data Section Host) festgelegt, ob die Daten D übertragen
werden sollen. Dadurch, dass der Eingangspufferspeicher 201 zweiteilig
mit einem Teilpufferspeicher 400 und einem dazugehörigen Schattenspeicher 401 ausgebildet
ist und ein wechselseitiger Zugriff erfolgen soll sind als Gegenstück zu LHSH
und LDSH zwei weitere Datenkennungsbereiche vorgesehen, die nun
auf den Schattenspeicher 401 bezogen sind. Diese Datenkennungen
in den Bitstellen 16 und 17 des Registers 404 sind mit
LHSS (Load Header Section Shadow) und LDSS (Load Data Section Shadow)
bezeichnet. Durch diese wird somit der Übertragungsvorgang bezüglich des
Schattenspeichers 401 gesteuert.The host CPU 102 writes the data of the message to be transferred into the input buffer 201 , The host CPU can do this 102 only the configuration and header data KD of a message for the header segment HS of the message memory 300 or only the actual data D to be transmitted of a message for the data segment DS of the message memory 300 or write both. Which part of a message, that is to say configuration data and / or the actual data, is to be transmitted, is identified by the special data identifiers LHSH and LDSH in the input tag register 404 established. In this case, LHSH (Load Header Section Host) determines whether the header data, ie the configuration data KD, are transmitted and LDSH (Load Data Section Host) determines whether the data D is to be transmitted. Because of the input buffer memory 201 two-part with a partial buffer memory 400 and an associated shadow store 401 is formed and a mutual access is to take place as a counterpart to LHSH and LDSH two more data detection areas are provided, which now on the shadow memory 401 are related. These data identifiers are in bit positions 16 and 17 of the register 404 are labeled with Load Header Section Shadow (LHSS) and Load Data Section Shadow (LDSS). Through this, thus, the transfer process with respect to the shadow memory 401 controlled.
Ist
nun das Startbit bzw. die Startkennung STXRH (Set Transmission X
Request Host) in Bitstelle 2 des Eingangs-Maskierungsregisters 404 gesetzt, so
wird nach erfolgtem Transfer der jeweils zu übertragenden Konfigurationsdaten und/oder
eigentlichen Daten in den Botschaftsspeicher 300 automatisch
eine Sendeanforderung (Transmission Request) für das entsprechende Botschaftsobjekt
gesetzt. D. h. durch diese Startkennung STXRH wird das automatische
Senden eines übertragenden
Botschaftsobjekts gesteuert, insbesondere gestartet.Is now the start bit or the start identifier STXRH (Set Transmission X Request Host) in bit position 2 of the input mask register 404 is set, so after successful transfer of each to be transmitted configuration data and / or actual data in the message memory 300 automatically set a transmission request for the corresponding message object. Ie. The automatic transmission of a transmitting message object is controlled, in particular started, by this start identifier STXRH.
Das
Gegenstück
hierzu entsprechend für den
Schattenspeicher 401 ist die Startkennung STXRS (Set Transmission
X Request Shadow) welches beispielhaft in Bitstelle 18 des Eingangs-Markierungsregisters 404 enthalten
ist und auch hier im einfachsten Fall eben als ein Bit ausgebildet
ist. Die Funktion von STXRS ist analog der Funktion von STXRH, lediglich
bezogen auf den Schattenspeicher 401.The counterpart to this accordingly for the shadow memory 401 is the start identifier STXRS (Set Transmission X Request Shadow) which is exemplified in bit position 18 of the input tag register 404 is contained and also here in the simplest case just formed as a bit. The function of STXRS is analogous to the function of STXRH, only relative to the shadow memory 401 ,
Wenn
die Host-CPU 102 die Botschaftskennung, insbesondere die
Nummer des Botschaftsobjekts im Botschaftsspeicher 300,
in welches die Daten des Eingangspufferspeichers 201 transferiert werden
sollen, in die Bitstellen 0 bis 5 des Eingangsanforderungsregisters 403,
also nach IBRH, schreibt, werden der Teilpufferspeicher 400 des
Eingangspufferspeichers 201 und der zugehörige Schattenspeicher 401 vertauscht
bzw. es wird der jeweilige Zugriff von Host-CPU 102 und
Botschaftsspeicher 300 auf die beiden Teilspeicher 400 und 401 vertauscht,
wie durch die halbkreisförmigen
Pfeile angedeutet. Dabei wird z.B. auch der Datentransfer, also die
Datenübertragung
zum Botschaftsspeicher 300 gestartet. Die Datenübertragung
zum Botschaftsspeicher 300 selbst erfolgt aus dem Schattenspeicher 401.
Gleichzeitig werden die Registerbereiche IBRH und IBRS getauscht.
Ebenso getauscht werden LHSH und LDSH gegen LHSS und LDSS. Gleichermaßen getauscht
wird STXRH mit STXRS. IBRS zeigt somit die Kennung der Botschaft,
also die Nummer des Botschaftsobjektes für das eine Übertragung, also ein Transfer
aus dem Schattenspeicher 401 im Gange ist bzw. welches
Botschaftsobjekt, also welcher Bereich im Botschaftsspeicher 300 als
letztes Daten (KD und/oder D) aus dem Schattenspeicher 401 erhalten
hat. Durch die Kennung (hier wieder beispielsweise 1 Bit) IBSYS
(Input Buffer Busy Shadow) in Bitstelle 31 des Eingangs-Anforderungsregisters 403 wird
angezeigt ob gerade eine Übertragung
mit Beteiligung des Schattenspeichers 401 erfolgt. So wird
beispielsweise bei IBSYS=1 gerade aus dem Schattenspeicher 401 übertragen
und bei IBSYS=0 eben nicht. Dieses Bit IBSYS wird beispielsweise
durch das Schreiben von IBRH, also Bitstellen 0 bis 5, in Register 403 gesetzt,
um anzuzeigen, dass ein Transfer zwischen dem Schattenspeicher 401 und
dem Botschaftsspeicher 300 im Gange ist. Nach Beendigung
dieser Datenübertragung
zum Botschaftsspeicher 300 wird IBSYS wieder zurückgesetzt.If the host CPU 102 the message identifier, in particular the number of the message object in the message memory 300 into which the data of the input buffer memory 201 to be transferred to the bit positions 0 to 5 of the input request register 403 So, after IBRH writes, the part cache will 400 of the input buffer 201 and the associated shadow memory 401 reversed or it is the respective access from the host CPU 102 and message storage 300 on the two partial storage 400 and 401 reversed, as indicated by the semicircular arrows. In this case, for example, the data transfer, so the data transfer to the message memory 300 started. The data transmission to the message memory 300 itself takes place from the shadow memory 401 , At the same time, the register areas IBRH and IBRS are exchanged. Likewise exchanged LHSH and LDSH against LHSS and LDSS. In the same way STXRH is exchanged with STXRS. IBRS thus shows the identifier of the message, that is the number of the message object for the one transmission, ie a transfer from the shadow memory 401 is in progress or which message object, so what area in the message memory 300 last data (KD and / or D) from the shadow memory 401 had received. By the identifier (again, for example, 1 bit) IBSYS (Input Buffer Busy Shadow) in bit position 31 of the input request register 403 is displayed whether just a transmission involving the shadow memory 401 he follows. For example, if IBSYS = 1, it will just be out of shadow memory 401 transferred and not at IBSYS = 0. This bit IBSYS, for example, by writing IBRH, so bit positions 0 to 5, in register 403 set to indicate that there is a transfer between the shadow memory 401 and the message storage 300 is in progress. After completion of this data transfer to the message memory 300 IBSYS is reset again.
Während der
Datentransfer aus dem Schattenspeicher 401 gerade läuft kann
die Host-CPU 102 die nächste
zu transferierende Botschaft in den Eingangspufferspeicher 201 bzw.
in den Teilpufferspeicher 400 schreiben. Mit Hilfe einer
weiteren Zugriffskennung IBSYH (Input Buffer Busy Host) beispielsweise
in Bitstelle 15 von Register 403 kann die Kennung noch
weiter verfeinert werden. Schreibt die Host-CPU 102 gerade
IBRH, also die Bitstellen 0 bis 5 von Register 403, während eine Übertragung
zwischen dem Schattenspeicher 401 und dem Botschaftsspeicher 300 läuft, also
IBSYS=1 ist, so wird IBSYH im Eingangsanforderungsregister 403 gesetzt.
Sobald der laufende Transfer, also die laufende Übertragung, abgeschlossen ist,
wird der angeforderte Transfer (Anforderung durch STXRH siehe oben)
gestartet und das Bit IBSYH zurückgesetzt. Das
Bit IBSYS bleibt während
der ganzen Zeit gesetzt, um anzuzeigen, dass Daten zum Botschaftsspeicher 300 transferiert
werden. Alle verwendeten Bits aller Ausführungsbeispiele können dabei
auch als Kennungen mit mehr als einem Bit ausgebildet sein. Vorteilhaft
ist die Ein-Bit Lösung
aus speicher- und verarbeitungsökonomischen
Gründen.While the data transfer from the shadow memory 401 the host CPU is currently running 102 the next message to be transferred into the input buffer 201 or in the partial buffer memory 400 write. With the help of another access identifier IBSYH (Input Buffer Busy Host), for example, in bit position 15 of Register 403 the identifier can be further refined. Writes the host CPU 102 just IBRH, so the bit positions 0 to 5 of Register 403 while transferring between the shadow store 401 and the message storage 300 If IBSYS = 1, then IBSYH will be in the input request register 403 set. As soon as the current transfer, ie the current transfer, is completed, the requested transfer (request by STXRH see above) is started and bit IBSYH is reset. The IBSYS bit remains set all the time to indicate that data is in message memory 300 be transferred. All used Bits of all embodiments can also be designed as identifiers with more than one bit. The one-bit solution is advantageous for reasons of memory and processing economy.
Der
so beschriebene Mechanismus erlaubt es der Host-CPU 102 kontinuierlich
Daten in die im Botschaftsspeicher 300 befindlichen Botschaftsobjekte
bestehend aus Headerbereich HB und Datenbereich DB zu transferieren,
vorrausgesetzt die Zugriffsgeschwindigkeit der Host-CPU 102 auf
den Eingangspufferspeicher 201 ist kleiner oder gleich
der internen Datentransferrate des FlexRay-IP-Moduls, also des Kommunikationsbausteins 100.The mechanism so described allows the host CPU 102 continuously data in the message memory 300 located message objects consisting of header area HB and data area DB to transfer, provided the access speed of the host CPU 102 on the input buffer 201 is less than or equal to the internal data transfer rate of the FlexRay IP module, ie the communication block 100 ,
In
den 7, 8 und 9 werden
nun die Lesezugriffe auf den Botschaftsspeicher 300 durch
die Host-CPU oder Teilnehmer-CPU 102 über den Ausgangspufferspeicher
oder Ausgabepufferspeicher 202 näher erläutert. Dazu zeigt 7 noch einmal
den Kommunikationsbaustein 100, wobei aus Gründen der Übersichtlichkeit
auch hier nur die relevanten Teile des Kommunikationsbausteins 100 gezeigt
sind. Dies ist zum einen der für
die Steuerung der Abläufe
verantwortliche Botschaftsverwalter 200 sowie zwei Kontrollregister 703 und 704,
die wie dargestellt außerhalb
des Botschaftsverwalter 200 im Kommunikationsbaustein 100 untergebracht
sein können,
aber auch im Botschaftsverwalter 200 selbst enthalten sein
können. 703 stellt
dabei das Ausgangs-Anforderungsregister (Output Buffer Command Request
Register) dar und 704 das Ausgangs-Maskierungsregister (Output Buffer Command
Mask Register). Lesezugriffe der Host-CPU 102 auf den Botschaftsspeicher 300 erfolgen
also über
den zwischengeschalteten Ausgangspufferspeicher 202 (Output
Buffer). Dieser Ausgangspufferspeicher 202 ist nun ebenfalls
geteilt bzw. gedoppelt ausgelegt, und zwar als Teilpufferspeicher 701 und einem
zu dem Teilpufferspeicher zugehörigen
Schattenspeicher 700. Damit kann auch hier wie nachfolgend
beschrieben ein kontinuierlicher Zugriff der Host-CPU 102 auf
die Botschaften bzw. Botschaftsobjekte respektive Daten des Botschaftsspeichers 300 erfolgen
und damit Datenintegrität
und beschleunigte Übertragung
nun in der Gegenrichtung vom Botschaftsspeicher 300 zum
Host 102 gewährleistet werden.
Die Steuerung der Zugriffe erfolgt über das Ausgangs-Anforderungsregister 703 und über das Ausgangs-Maskierungsregister 704.
Auch im Register 703 sind mit den Zahlen von 0 bis 31 die
jeweiligen Bitstellen in 703 hier beispielhaft für eine Breite von
32 Bit dargestellt (vgl. 8). Gleiches gilt für das Register 704 und
die Bitstellen 0 bis 31 in 704 (vgl. 9).In the 7 . 8th and 9 Now the read accesses to the message memory 300 through the host CPU or user CPU 102 via the output buffer or output buffer 202 explained in more detail. In addition shows 7 once again the communication module 100 , for reasons of clarity, only the relevant parts of the communication module here 100 are shown. On the one hand, this is the message manager responsible for controlling the processes 200 and two control registers 703 and 704 who are outside of the embassy administrator as shown 200 in the communication block 100 can be accommodated, but also in the embassy administrator 200 themselves can be included. 703 represents the output request buffer (Output Buffer Command Request Register) and 704 the Output Masking Register (Output Buffer Command Mask Register). Read accesses of the host CPU 102 on the message storage 300 So done via the intermediate output buffer memory 202 (Output buffer). This output buffer 202 is now also divided or doubled designed, as a partial buffer memory 701 and a shadow memory associated with the sub-buffer 700 , Thus, here as described below, a continuous access of the host CPU 102 on the messages or message objects respectively data of the message memory 300 data integrity and accelerated transmission now in the opposite direction from the message memory 300 to the host 102 be guaranteed. The access is controlled via the output request register 703 and via the output mask register 704 , Also in the register 703 with the numbers from 0 to 31 are the respective bit positions in 703 illustrated here by way of example for a width of 32 bits (cf. 8th ). The same applies to the register 704 and the bit positions 0 to 31 in 704 (see. 9 ).
Es
erhalten nun beispielhaft die Bitstellen 0 bis 5, 8 und 9, 15 und
16 bis 21 des Registers 703 bezüglich der Ablaufsteuerung des
Lesezugriffs eine besondere Funktion. So ist in die Bitstellen 0
bis 5 des Registers 703 eine Kennung OBRS (Output Buffer
Request Shadow) als Botschaftskennung eintragbar. Ebenso ist in
die Bitstellen 16 bis 21 des Registers 703 eine Kennung
OBRH (Output Buffer Request Host) eintragbar. Als Zugriffskennung
ist in Bitstelle 15 von Register 703 eine Kennung OBSYS (Output
Buffer Busy Shadow) eintragbar. Ausgezeichnet sind auch die Stellen
0 und 1 des Ausgabe-Maskierungsregisters 704, wobei in
den Bitstellen 0 und 1 mit RDSS (Read Data Section Shadow) und RHSS
(Read Header Section Shadow) weitere Kennungen als Datenkennungen
eingetragen sind. Weitere Datenkennungen sind beispielsweise in
den Bitstellen 16 und 17 mit RDSH (Read Data Section Host) und RHSH
(Read Header Section Host) vorgesehen. Diese Datenkennungen sind
auch hier beispielhaft in einfachster Form, nämlich jeweils als ein Bit ausgebildet.
In Bitstelle 9 des Registers 703 ist eine Startkennung
REQ eingetragen. Weiterhin ist eine Umschaltkennung VIEW vorgesehen
die beispielhaft in Bitstelle 8 von Register 703 eingetragen ist.By way of example, bit positions 0 to 5, 8 and 9, 15 and 16 to 21 of the register are obtained 703 with respect to the flow control of the read access a special function. So is in the bit positions 0 to 5 of the register 703 An identifier OBRS (Output Buffer Request Shadow) can be entered as the message identifier. Likewise, in the bit positions 16 to 21 of the register 703 an identifier OBRH (Output Buffer Request Host) can be entered. The access identifier is in bit position 15 of register 703 an identifier OBSYS (Output Buffer Busy Shadow) can be entered. Also excellent are the digits 0 and 1 of the output mask register 704 , where further identifiers are entered as data identifiers in the bit positions 0 and 1 with RDSS (Read Data Section Shadow) and RHSS (Read Header Section Shadow). Further data identifiers are provided, for example, in bit positions 16 and 17 with RDSH (Read Data Section Host) and RHSH (Read Header Section Host). These data identifications are here also exemplary in the simplest form, namely each formed as a bit. In bit position 9 of the register 703 is a start identifier REQ registered. Furthermore, a switchover identifier VIEW is provided, which is exemplified in bit position 8 of register 703 is registered.
Die
Host-CPU 102 fordert die Daten eines Botschaftsobjekts
aus dem Botschaftsspeicher 300 an, indem sie die Kennung
der gewünschten
Botschaft, also insbesondere die Nummer des gewünschten Botschaftsobjektes,
nach OBRS also in die Bitstellen 0 bis 5 des Registers 703 schreibt.
Auch hierbei kann die Host-CPU 102 wie in der Gegenrichtung
entweder nur die Status- bzw. Konfigurations- und Headerdaten KD
einer Botschaft also aus einem Headerbereich oder nur die eigentlich
zu übertragenden
Daten D einer Botschaft also aus dem Datenbereich oder auch beide
lesen. Welcher Teil der Daten also aus Headerbereich und/oder Datenbereich übertragen
werden soll wird hierbei vergleichbar mit der Gegenrichtung durch
RHSS und RDSS festgelegt. Das heißt RHSS gibt an, ob die Headerdaten
gelesen werden sollen und RDSS gibt an, ob die eigentlichen Daten
gelesen werden sollen.The host CPU 102 requests the data of a message object from the message memory 300 by entering the identifier of the desired message, that is to say, in particular, the number of the desired message object, according to OBRS, into bit positions 0 to 5 of the register 703 writes. Again, the host CPU can 102 as in the opposite direction either only the status or configuration and header data KD a message so read from a header area or only the actual data to be transmitted D a message from the data area or both. Which part of the data is to be transferred from the header area and / or data area is thus set comparable to the opposite direction by RHSS and RDSS. That is, RHSS indicates whether the header data should be read, and RDSS indicates whether the actual data should be read.
Eine
Startkennung dient dazu die Übertragung
vom Botschaftsspeicher 300 zum Schattenspeicher 700 zu
starten. D.h. wird als Kennung wie im einfachsten Fall ein Bit verwendet,
wird durch Setzen von Bit REQ in Bitstelle 9 im Ausgabe-Anforderungsregister 703 die Übertragung
vom Botschaftsspeicher 300 zum Schattenspeicher 700 gestartet.
Die laufende Übertragung
wird wieder durch eine Zugriffskennung, hier wieder im einfachsten
Fall durch ein Bit OBSYS im Register 703, angezeigt. Um
Kollisionen zu vermeiden ist es vorteilhaft, wenn das Bit REQ nur
dann gesetzt werden kann, wenn OBSYS nicht gesetzt ist, also gerade
keine laufende Übertragung
erfolgt. Hier erfolgt dann auch der Botschaftstransfer zwischen
dem Botschaftsspeicher 300 und dem Schattenspeicher 700.
Der eigentliche Ablauf könnte
nun einerseits vergleichbar zur Gegenrichtung wie unter den 4, 5 und 6 beschrieben
gesteuert werden (komplementäre
Registerbelegung) und erfolgen oder aber in einer Variation durch eine
zusätzliche
Kennung, nämlich
eine Umschaltkennung VIEW in Bitstelle 8 des Registers 703.
D.h. nach Abschluss der Übertragung
wird das Bit OBSYS zurückgesetzt
und durch Setzen des Bits VIEW im Ausgabe-Anforderungsregister 703 werden
der Teilpufferspeicher 701 und der zugehörige Schattenspeicher 700 getauscht
bzw. es werden die Zugriffe darauf getauscht und die Host-CPU 102 kann
nun das vom Botschaftsspeicher 300 angeforderte Botschaftsobjekt,
also die entsprechende Botschaft, aus dem Teilpufferspeicher 701 auslesen.
Dabei werden auch hier vergleichbar mit der Gegenübertragungsrichtung
in den 4 bist 6 die Registerzellen OBRS und
OBRH getauscht. Gleichermaßen
werden RHSS und RDSS gegen RHSH und RDSH getauscht. Als Schutzmechanismus
kann auch hier vorgesehen werden, dass das Bit VIEW nur dann gesetzt
werden kann, wenn OBSYS nicht gesetzt ist, also keine laufende Übertragung
stattfindet.A start identifier serves for the transmission from the message memory 300 to the shadow memory 700 to start. That is, as an identifier, as in the simplest case, a bit is used, by setting bit REQ in bit position 9 in the output request register 703 the transmission from the message memory 300 to the shadow memory 700 started. The current transmission is again by an access identifier, here again in the simplest case by a bit OBSYS in the register 703 , displayed. In order to avoid collisions, it is advantageous if the REQ bit can only be set if OBSYS is not set, ie no ongoing transmission is currently taking place. This is where the message transfer between the message memory takes place 300 and the shadow store 700 , The actual procedure could be comparable to the opposite direction on the one hand 4 . 5 and 6 beschrie ben are controlled (complementary register occupancy) and done or in a variation by an additional identifier, namely a switchover VIEW in bit 8 of the register 703 , That is, after completion of the transfer, the OBSYS bit is reset and by setting the VIEW bit in the output request register 703 become the partial cache 701 and the associated shadow memory 700 exchanged or the accesses are exchanged and the host CPU 102 can now do that from the message memory 300 requested message object, ie the corresponding message, from the partial buffer memory 701 read. Here, too, are comparable to the Gegenübertragungsrichtung in the 4 are 6 the register cells OBRS and OBRH exchanged. Likewise, RHSS and RDSS are exchanged for RHSH and RDSH. As a protection mechanism, it can also be provided here that the bit VIEW can only be set if OBSYS is not set, ie no ongoing transmission takes place.
Somit
erfolgen Lesezugriffe der Host-CPU 102 auf den Botschaftsspeicher 300 über den
zwischengeschalteten Ausgangspufferspeicher 202. Dieser
Ausgangspufferspeicher 202 ist ebenso wie der Eingangspufferspeicher 201 doppelt
bzw. zweiteilig ausgelegt, um einen kontinuierlichen Zugriff der Host-CPU 102 auf
die Botschaftsobjekte, die im Botschaftsspeicher 300 abgelegt
sind, zu gewährleisten. Auch
hier werden die Vorteile der hohen Datenintegrität und der beschleunigten Übertragung
erzielt.Thus read accesses of the host CPU 102 on the message storage 300 via the intermediate output buffer 202 , This output buffer 202 is the same as the input buffer 201 double or two-part design, for continuous access of the host CPU 102 on the message objects in the message memory 300 are guaranteed. Again, the benefits of high data integrity and accelerated transmission are achieved.
Durch
die Verwendung der beschriebenen Eingangs- und Ausgangspuffer 201, 202 wird
sichergestellt, dass eine Host-CPU 102 trotz der modulinternen
Latenzzeiten unterbrechungsfrei auf den Botschaftsspeicher 300 zugreifen
kann.By using the described input and output buffers 201 . 202 will ensure that a host CPU 102 despite the module-internal latencies interruption-free on the embassy memory 300 can access.
Zur
Sicherstellung dieser Datenintegrität wird die Datenübertragung,
insbesondere die Weiterleitung im Kommunikationsbaustein 100,
durch den Botschaftsverwalter 200 (Message Handler MHD) vorgenommen.
Dazu ist in 10 der Botschaftsverwalter 200 dargestellt.
Der Botschaftsverwalter 200 ist in seiner Funktionalität durch
mehrere Zustandsmaschinen oder Zustandsautomaten, also endliche Automaten,
sogenannte Finite-State-Machinen (FSM) darstellbar. Dabei sind wenigstens
drei Zustandsmaschinen und in einer besonderen Ausführungsform
vier Finite-State-Machinen
vorgesehen. Eine erste Finite-State-Machine ist die IOBF-FSM und
mit 501 bezeichnet (Input/Output Buffer State Machine).
Diese IOBF-FSM könnte
auch je Übertragungsrichtung
bezüglich
des Eingangspufferspeichers 201 oder des Ausgangspufferspeichers 202 in zwei
Finite-State-Machinen
aufgeteilt sein IBF-FSM (Input Buffer FSM) und OBF-FSM (Output Buffer FSM),
womit maximal fünf
Zustandsautomaten (IBF-FSM, OBF-FSM, TBF1-FSM, TBF2-FSM, AFSM) denkbar
wären.
Bevorzugt ist aber eine gemeinsame IOBF-FSM vorzusehen. Eine zweite
Finite-State-Machine ist hier im Zuge des bevorzugten Ausführungsbeispiels
in zwei Blöcke 502 und 503 aufgeteilt
und bedient die beiden Kanäle
A und B bezüglich
der Speicher 205 und 206, wie zu 2 beschrieben.
Dabei kann eine Finite-State-Machine vorgesehen sein, um beide Kanäle A und
B zu bedienen, oder aber wie in der bevorzugten Form eine Finite-State-Machine
TBF1-FSM mit 502 bezeichnet (Transient Buffer 1 (206,
RAM A) State Machine) für Kanal
A und für
Kanal B eine TBF2-FSM mit 503 bezeichnet (Transient Buffer
2 (205, RAM B) State Machine).To ensure this data integrity is the data transfer, especially the forwarding in the communication block 100 , by the embassy administrator 200 (Message handler MHD) made. This is in 10 the embassy administrator 200 shown. The embassy administrator 200 is in its functionality by several state machines or state machines, so finite state machines, so-called finite state machines (FSM) representable. In this case, at least three state machines and in a particular embodiment four finite state machines are provided. A first finite state machine is the IOBF FSM and with 501 referred to (input / output buffer state machine). This IOBF FSM could also be per transmission direction with respect to the input buffer memory 201 or the output buffer 202 split into two finite-state machines: IBF-FSM (Input Buffer FSM) and OBF-FSM (Output Buffer FSM), with which a maximum of five state machines (IBF-FSM, OBF-FSM, TBF1-FSM, TBF2-FSM, AFSM) would be conceivable. However, it is preferable to provide a common IOBF FSM. A second finite-state machine is here in the course of the preferred embodiment in two blocks 502 and 503 split and operate the two channels A and B with respect to the memory 205 and 206 , how to 2 described. In this case, a finite state machine can be provided to serve both channels A and B, or, as in the preferred form, a finite state machine TBF1-FSM with 502 (Transient buffer 1 ( 206 , RAM A) State Machine) for channel A and for channel B a TBF2-FSM with 503 (Transient Buffer 2 ( 205 , RAM B) State Machine).
Zur
Steuerung des Zugriffs der drei Finite-State-Machinen 501-503 im
bevorzugten Ausführungsbeispiel
dient eine Arbiter-Finite-State-Machine, die sogenannte AFSM, die
mit 500 bezeichnet ist. Die Daten (KD und/oder D) werden
in einem durch ein Taktmittel, wie z.B. ein VCO (Voltage Controlled Oszillator),
einen Schwingquarz usw., generierten oder aus diesem angepassten
Takt im Kommunikationsbaustein 100 übertragen. Der Takt T kann
dabei im Baustein generiert werden oder von außen, z.B. als Bustakt, vorgegeben
sein. Diese Arbiter-Finite-State-Machine
AFSM 500 gibt abwechselnd einer der drei Finite-State-Machinen 501-503,
insbesondere jeweils für
eine Taktperiode T Zugriff auf den Botschaftsspeicher 300.
D.h. die zur Verfügung
stehende Zeit wird entsprechend den Zugriffsanforderungen der einzelnen
Zustandsautomaten 501, 502, 503 auf diese
anfordernden Zustandsautomaten aufgeteilt. Erfolgt eine Zugriffsanforderung
von nur einer Finite-State-Machine, so erhält diese 100 der Zugriffszeit,
also alle Takte T. Erfolgt eine Zugriffsanforderung von zwei Zustandsautomaten,
erhält
jede Finite-State-Machine 50% der Zugriffszeit. Erfolgt schließlich eine
Zugriffsanforderung von drei Zustandsautomaten so erhält jede
der Finite-State-Machinen 1/3 der Zugriffszeit. Dadurch wird die
jeweils zur Verfügung
stehende Bandbreite optimal genutzt.To control the access of the three finite state machines 501 - 503 in the preferred embodiment, an arbiter finite state machine, the so-called AFSM, with the 500 is designated. The data (KD and / or D) are in a clock generated by a clock means such as a VCO (Voltage Controlled Oscillator), a crystal oscillator, etc., or adapted from this clock in the communication module 100 transfer. The clock T can be generated in the block or be specified from the outside, eg as a bus clock. This arbiter finite state machine AFSM 500 alternately gives one of the three finite state machines 501 - 503 , in particular for one clock period T access to the message memory 300 , That is, the time available will be according to the access requirements of each state machine 501 . 502 . 503 divided into these requesting state machines. If an access request is made by only one finite-state machine, then it receives 100 of the access time, ie all the clocks T. If an access request is made by two state machines, each finite-state machine receives 50% of the access time. Finally, if an access request from three state machines occurs, each of the finite state machines will receive 1/3 of the access time. This optimally utilizes the available bandwidth.
Die
erste Finite-State-Machine 501, also IOBF-FSM, führt bei
Bedarf folgende Aktionen aus:
- – Datentransfer
vom Eingangspufferspeicher 201 zum ausgewählten Botschaftsobjekt
im Botschaftsspeicher 300.
- – Datentransfer
vom ausgewählten
Botschaftsobjekt im Botschaftsspeicher 300 zum Ausgangspufferspeicher 202.
The first finite-state machine 501 , ie IOBF-FSM, performs the following actions as required: - - Data transfer from the input buffer memory 201 to the selected message object in the message memory 300 ,
- - Data transfer from the selected message object in the message memory 300 to the output buffer 202 ,
Die
Zustandsmaschine 502 für
Kanal A, also TBF1-FSM, führt
folgende Aktionen aus:
- – Datentransfer vom ausgewählten Botschaftsobjekt
im Botschaftsspeicher 300 zum Pufferspeicher 206 von
Kanal A.
- – Datentransfer
vom Pufferspeicher 206 zum ausgewählten Botschaftsobjekt im Botschaftsspeicher 300.
- – Suche
nach dem passenden Botschaftsobjekt im Botschaftsspeicher 300,
wobei bei Empfang das Botschaftsobjekt (Receive Buffer) zum Abspeichern
einer auf Kanal A empfangenen Botschaft im Rahmen einer Akzeptanzfilterung
gesucht wird und beim Senden das nächste auf Kanal A zu sendende
Botschaftsobjekt (Transmit Buffer).
The state machine 502 for channel A, TBF1-FSM, performs the following actions: - - Data transfer from the selected message object in the message memory 300 to the cache 206 from channel A.
- - Data transfer from the buffer memory 206 to the selected message object in the message memory 300 ,
- - Search for the appropriate message object in the message memory 300 in which, on receipt, the message object (receive buffer) for storing a message received on channel A is searched within the framework of acceptance filtering and, when transmitting, the next message object to be sent on channel A (transmit buffer).
Analog
dazu ist die Aktion von TBF2-FSM, also der Finite-State-Machine für Kanal
B in Block 503. Diese führt
den Datentransfer vom ausgewählten
Botschaftsobjekt im Botschaftsspeicher 300 zum Pufferspeicher 205 von
Kanal B aus und den Datentransfer vom Pufferspeicher 205 zum
ausgewählten Botschaftsobjekt
im Botschaftsspeicher 300. Auch die Suchfunktion ist analog
zu TBF1-FSM nach einem passenden Botschaftsobjekt im Botschaftsspeicher 300,
wobei bei Empfang das Botschaftsobjekt (Receive Buffer) zum Abspeichern
einer auf Kanal B empfangenen Botschaft im Rahmen einer Akzeptanzfilterung
gesucht wird und beim Senden die nächste auf Kanal B zu sendende
Botschaft oder Botschaftsobjekt (Transmit Buffer).Similarly, the action of TBF2-FSM, so the finite state machine for channel B in block 503 , This performs the data transfer from the selected message object in the message memory 300 to the cache 205 from channel B and the data transfer from the buffer memory 205 to the selected message object in the message memory 300 , The search function is analogous to TBF1-FSM for a suitable message object in the message memory 300 in which, on receipt, the message object (receive buffer) for storing a message received on channel B is searched within the framework of acceptance filtering, and the next message or message object (transmit buffer) to be transmitted on channel B is sent during transmission.
In 11 sind
nun noch einmal die Abläufe und
die Übertragungswege
dargestellt. Die drei Zustandsmaschinen 501-503 steuern
die jeweiligen Datenübertragungen
zwischen den einzelnen Teilen. Dabei ist mit 102 wieder
die Host-CPU dargestellt, mit 201 der Eingangspufferspeicher
und mit 202 der Ausgangspufferspeicher. Mit 300 ist
der Botschaftsspeicher dargestellt und die beiden Pufferspeicher
für Kanal
A und Kanal B mit 206 und 205. Die Schnittstellenelemente 207 und 208 sind
ebenfalls dargestellt. Der erste Zustandsautomat IOBF-FSM, mit 501 bezeichnet
steuert den Datentransfer Z1A und Z1B, also vom Eingangspufferspeicher 201 zum
Botschaftsspeicher 300 und vom Botschaftsspeicher 300 zum
Ausgangspufferspeicher 202. Die Datenübertragung erfolgt dabei über Datenbusse
mit einer Wortbreite von beispielsweise 32 Bit wobei auch jede andere
Bitzahl möglich
ist. Gleiches gilt für
die Übertragung
Z2 zwischen dem Botschaftsspeicher und dem Pufferspeicher 206.
Diese Datenübertragung wird
durch TBFI-FSM,
also die Zustandsmaschine 502 für Kanal A, gesteuert. Die Übertragung
Z3 zwischen Botschaftsspeicher 300 und Pufferspeicher 205 wird
durch den Zustandsautomaten TBF2-FSM, also 503 gesteuert.
Auch hier erfolgt der Datentransfer Ober Datenbusse mit einer beispielhaften
Wordbreite von 32 Bit, wobei auch hier jede andere Bitzahl möglich ist.
Normalerweise benötigt
der Transfer eines kompletten Botschaftsobjektes über die
genannten Übertragungswege
mehrere Taktperioden T. Daher erfolgt eine Aufteilung der Übertragungszeit
bezogen auf die Taktperioden T durch den Arbiter, also die AFSM 500.
In 11 sind also die Datenpfade zwischen denen vom
Message Handler 200 kontrollierten Speicherkomponenten
dargestellt. Um die Datenintegrität der im Botschaftsspeicher 300 gespeicherten
Botschaftsobjekte sicherzustellen, sollten vorteilhafterweise zur
gleichen Zeit nur auf einem der dargestellten Pfade also Z1A und
Z1B sowie Z2 und Z3 gleichzeitig Daten ausgetauscht werden.In 11 Now again the processes and the transmission paths are shown. The three state machines 501 - 503 control the respective data transfers between the individual parts. It is with 102 again the host CPU is shown using 201 the input buffer and with 202 the output buffer. With 300 the message memory is shown and the two buffers for channel A and channel B with 206 and 205 , The interface elements 207 and 208 are also shown. The first state machine IOBF-FSM, with 501 denotes the data transfer Z1A and Z1B, ie from the input buffer memory 201 to the embassy memory 300 and from the message store 300 to the output buffer 202 , The data transmission takes place via data buses with a word width of 32 bits, for example, although any other bit number is possible. The same applies to the transmission Z2 between the message memory and the buffer memory 206 , This data transfer is performed by TBFI-FSM, ie the state machine 502 for channel A, controlled. The transmission Z3 between message memory 300 and cache 205 is through the state machine TBF2-FSM, ie 503 controlled. Here, too, the data transfer takes place over the upper data buses with an exemplary word width of 32 bits, whereby here too every other bit number is possible. Normally, the transfer of a complete message object via the aforementioned transmission paths requires several clock periods T. Therefore, a distribution of the transmission time based on the clock periods T by the arbiter, so the AFSM 500 , In 11 So the data paths are between those of the message handler 200 controlled memory components shown. To the data integrity of the message memory 300 To ensure stored messages objects should advantageously be exchanged at the same time only on one of the paths shown so Z1A and Z1B and Z2 and Z3 data simultaneously.
In 12 ist
an einem Beispiel gezeigt, wie die zur Verfügung stehenden Systemtakte
T vom Arbiter, also der AFSM 500, auf die drei anfordernden Zustandsautomaten
aufgeteilt werden. In Phase 1 (I) erfolgen Zugriffsanforderungen
von Zustandsautomat 501 und Zustandsautomat 502,
d.h., dass die gesamte Zeit jeweils zur Hälfte auf die beiden anfordernden
Zustandautomaten aufgeteilt wird. Bezogen auf die Taktperioden in
Phase 1 (I) bedeutet dies, dass Zustandsautomat 501 in
den Taktperioden T1 und T3 Zugriff erhält und Zustandsautomat 502 in den
Taktperioden T2 und T4. In Phase 2 (II) erfolgt der Zugriff nur
durch die Zustandsmaschine 501, sodass alle drei Taktperioden,
also 100% der Zugriffszeit von T5 bis T7 auf IOBF-FSM entfällt. In
Phase 3 (III) erfolgen Zugriffsanforderungen aller drei Zustandsautomaten 501 bis 503,
sodass eine Drittelung der Gesamtzugriffszeit erfolgt. Der Arbiter
AFSM 500 verteilt dann die Zugriffszeit beispielsweise
so, dass in den Taktperioden T8 und T11 die Finit-State-Machine 501,
in den Taktperioden T9 und T12 die Finite-State-Machine 502 und
in den Taktperioden T10 und T13 die Finite-State-Machine 503 Zugriff erhält. In Phase
4 (IV) schließlich
erfolgt der Zugriff durch zwei Zustandsautomaten, 502 und 503 auf
den beiden Kanälen
A und B des Kommunikationsbausteins 100, sodass eine Zugriffsverteilung
der Taktperioden T14 und T16 an Finite-State-Machine 502 und
in T15 und T17 an Finite-State-Machine 503 erfolgt.In 12 is shown by an example, as the available system clocks T from Arbiter, so the AFSM 500 to which three requesting state machines are split. In Phase 1 (I) access requests are made by state machine 501 and state machine 502 that is, that the entire time is split in half on the two requesting state machines. Relative to the clock periods in phase 1 (I), this means that state machine 501 in the clock periods T1 and T3 receives access and state machine 502 in the clock periods T2 and T4. In Phase 2 (II) access is only through the state machine 501 so that every three clock periods, ie 100% of the access time from T5 to T7, are allocated to IOBF-FSM. In phase 3 (III), access requests are made to all three state machines 501 to 503 , so that a third of the total access time takes place. The arbiter AFSM 500 then distributes the access time, for example, so that in the clock periods T8 and T11, the finite state machine 501 , in the clock periods T9 and T12, the finite-state machine 502 and in the clock periods T10 and T13, the finite state machine 503 Access receives. Finally, in phase 4 (IV), access is through two state machines, 502 and 503 on the two channels A and B of the communication block 100 such that an access distribution of the clock periods T14 and T16 to finite-state machine 502 and in T15 and T17 on finite-state machine 503 he follows.
Der
Arbiterzustandsautomat AFSM 500 sorgt also dafür, dass
falls mehr als eine der drei Zustandsmaschinen 501-503 eine
Anforderung für
einen Zugriff auf den Botschaftsspeicher 300 stellt, der Zugriff
taktweise und abwechselnd auf die anfordernden Zustandsmaschinen 501-503 aufgeteilt
wird. Diese Vorgehensweise stellt die Integrität der im Botschaftsspeicher 300 abgelegten
Botschaftsobjekte, also die Datenintegrität, sicher. Will zum Beispiel
die Host-CPU 102 über
den Ausgangspufferspeicher 202 ein Botschaftsobjekt auslesen
während
gerade eine empfangene Botschaft in dieses Botschaftsobjekt geschrieben
wird, so wird abhängig
davon welche Anforderung zuerst gestartet wurde entweder der alte
Stand oder der neue Stand ausgelesen, ohne dass die Zugriffe im
Botschaftsobjekt im Botschaftsspeicher 300 selbst kollidieren.The arbiter state machine AFSM 500 thus ensures that if more than one of the three state machines 501 - 503 a request for access to the message memory 300 provides access in a clocked and alternating manner to the requesting state machines 501 - 503 is split. This approach represents the integrity of message memory 300 stored message objects, ie data integrity. For example, wants the host CPU 102 over the output buffer 202 read out a message object while a received message is being written in this message object, either the old state or the new state is read out, depending on which request was started first, without the accesses in the message object in the message memory 300 itself collide.
Das
beschriebene Verfahren ermöglicht
der Host-CPU 102 im laufenden Betrieb jedes beliebige Botschaftsobjekt
im Botschaftsspeicher 300 zu lesen oder zu schreiben, ohne
dass das ausgewählte
Botschaftsobjekt für
die Dauer des Zugriffs der Host-CPU 102 von der Teilnahme
am Datenaustausch auf beiden Kanälen
des FlexRay Busses 101 gesperrt wäre (Buffer Locking). Gleichzeitig
wird durch die taktweise Verschachtelung der Zugriffe die Integrität der im
Botschaftsspeicher 300 abgelegten Daten sichergestellt
und die Übertragungsgeschwindigkeit,
auch durch Ausnutzung der vollen Bandbreite erhöht.The method described enables the host CPU 102 Any message object in the message memory during operation 300 to read or write without leaving the selected message object for the duration of the host CPU's access 102 from participation in the data log Exchange on both channels of the FlexRay bus 101 locked (Buffer Locking). At the same time, the integrity of the messages in the message memory is buffered by interleaving the accesses 300 stored data and increases the transmission speed, even by exploiting the full bandwidth.
Bisher
wurde sowohl der Teilnehmer als auch der Mikroprozessor (die Host-CPU)
des Teilnehmers mit dem Bezugszeichen 102 bezeichnet und
in der Beschreibung als Äquivalente
dargestellt. Für
die nachfolgende Beschreibung der Erfindung ist jedoch eine Differenzierung
erforderlich. Im weiteren wird deshalb für den gesamten FlexRay-Teilnehmer das Bezugszeichen 900 eingeführt, während mit
dem Bezugszeichen 102 lediglich der Mikroprozessor (die Host-CPU)
des Teilnehmers 900 bezeichnet wird. Zur näheren Erläuterung
wird auf 15 verwiesen, wo ein aus dem
Stand der Technik bekannter Teilnehmer 900 dargestellt
ist.So far, both the subscriber and the microprocessor (the host CPU) of the subscriber with the reference number 102 and represented in the description as equivalents. For the following description of the invention, however, a differentiation is required. In the following, the reference number will therefore be used for the entire FlexRay subscriber 900 introduced while with the reference numeral 102 only the microprocessor (the host CPU) of the subscriber 900 referred to as. For a more detailed explanation, see 15 referred where a known from the prior art participants 900 is shown.
Der
bekannte Teilnehmer 900 umfasst einen Mikrocontroller 800,
einen DMA (Direct Memory Access)-Controller 810, einen
Peripherie-Bus 820 und den FlexRay-Kommunikationscontroller 750.
Der Peripherie-Bus kann als ein beliebiger interner Datenbus ausgebildet
sein. Als Peripherie-Busse werden häufig proprietäre Datenbusse
eingesetzt, da das gesamte mit 900 bezeichnete Bauteil
in der Regel von ein und demselben Halbleiterhersteller gefertigt
wird. Es müssen
also lediglich die internen Bauelemente 800, 810 und 750 in
dem Bauteil 900 über
den Peripherie-Bus kommunizieren.The well-known participant 900 includes a microcontroller 800 , a DMA (Direct Memory Access) controller 810 , a peripheral bus 820 and the FlexRay communication controller 750 , The peripheral bus may be configured as any internal data bus. As peripheral buses often proprietary data buses are used, since the entire with 900 designated component is usually manufactured by one and the same semiconductor manufacturer. So it's just the internal components 800 . 810 and 750 in the component 900 communicate via the peripheral bus.
Der
Einsatz eines DMA-Controllers 810 ist fakultativ. Es sind
auch Teilnehmer 900 bekannt, bei denen die Datenübertragung
zwischen dem Mikrocontroller 800 und dem Kommunikationscontroller ohne
einen DMA-Controller 810 funktioniert.The use of a DMA controller 810 is optional. There are also participants 900 known in which the data transfer between the microcontroller 800 and the communication controller without a DMA controller 810 works.
Der
Mikrocontroller 800 umfasst den Mikroprozessor 102 (Host-CPU),
ein Speicherelement 802 sowie einen Core-Bus 804.
Diese Konfiguration wird auch als Prozessor Core mit "tightly coupled memory" (TCM) bezeichnet.
Selbstverständlich
kann das Speicherelement des Mikroprozessors 102 auch um einen
extern angebrachten Speicher handeln. Der Mikrocontroller 800 ist über eine
aktive Schnittstelle "a" des Mikroprozessors 102 und
eine passive Schnittstelle "p" des Speicherelements 802 an
den Peripherie-Bus 820 angeschlossen. Auch der DMA-Controller 810 ist – sofern
vorhanden – über eine
aktive Schnittstelle "a" und eine passive
Schnittstelle "p" an den Peripherie-Bus 820 angeschlossen. Der
Kommunikationscontroller 750 ist bei dem bekannten Teilnehmer 900 jedoch
lediglich über
eine passive Schnittstelle "p" an den Peripherie-Bus 820 angeschlossen.
Mit anderen Worten sind also der Mikrocontroller 800 und
der DMA-Controller 810 als Master an den Peripherie-Bus 820 angeschlossen, wohingegen
der Kommunikationscontroller 750 lediglich als Slave an
den Bus 820 angeschlossen ist.The microcontroller 800 includes the microprocessor 102 (Host CPU), a storage element 802 as well as a core bus 804 , This configuration is also referred to as the processor core with "tightly coupled memory" (TCM). Of course, the memory element of the microprocessor 102 also act around an externally attached memory. The microcontroller 800 is over an active interface "a" of the microprocessor 102 and a passive interface "p" of the memory element 802 to the peripheral bus 820 connected. Also the DMA controller 810 is - if available - via an active interface "a" and a passive interface "p" to the peripheral bus 820 connected. The communication controller 750 is in the known participant 900 but only via a passive interface "p" to the peripheral bus 820 connected. In other words, so are the microcontroller 800 and the DMA controller 810 as a master to the periphery bus 820 connected, whereas the communication controller 750 only as a slave to the bus 820 connected.
Der
Mikroprozessor 102 konfiguriert, kontrolliert und steuert
den Kommunikationscontroller 750. Der Mikroprozessor 102 liest
empfange Botschaften aus, bewertet sie, berechnet neue Botschaften
und sorgt für
das Schreiben der Botschaften zum Versand über die Kommunikationsverbindung 101.
Zur Datenübertragung
innerhalb des Teilnehmers 900 ohne den Einsatz eines DMA-Controllers 810 überträgt der Mikroprozessor 102 die
Daten wortweise aus dem Kommunikationscontroller 750 (gestrichelte
Linie a) in das Speicherelement 802 des Mikrocontrollers 800 (gestrichelte
Linie f). Dabei treten bei den heute üblichen hohen Taktraten des
Mikroprozessors 102 mehrere Wartezyklen auf, während denen
der Mikroprozessor 102 auf das Ende der Datenübertragung
wartet und keinen anderen Aufgaben nachgehen kann.The microprocessor 102 configures, controls and controls the communication controller 750 , The microprocessor 102 It reads and evaluates messages, calculates new messages, and writes messages for delivery over the communication link 101 , For data transmission within the subscriber 900 without the use of a DMA controller 810 transmits the microprocessor 102 the data word by word from the communication controller 750 (dashed line a) in the memory element 802 of the microcontroller 800 (dashed line f). This occurs at the usual today high clock rates of the microprocessor 102 several wait cycles during which the microprocessor 102 waiting for the end of the data transfer and can pursue no other tasks.
Falls
ein DMA-Controller 810 zum Einsatz kommt, kann dieser den
Datentransfer zwischen dem Speicherelement 802 des Mikrocontrollers 800 und dem
Kommunikationscontroller 750 durchführen. Er wird dazu von dem
Mikroprozessor 102 konfiguriert und gestartet (gestrichelte
Linie b). Danach überträgt der DMA-Controller 810 Daten
wortweise aus dem Kommunikationscontroller 750 in den Speicher 802 des
Mikrocontrollers 800 (gestrichelte Linie c). Das Ende der
Datenübertragung
wird dem Mikroprozessor 102 mittels eines Interrupts mitgeteilt
(gestrichelte Linie e), woraufhin der Mikroprozessor 102 den Prozess
für die
nächste
Botschaft neu beginnt. Das Abarbeiten von Interrupts erzeugt eine
große
Anzahl von CPU-Befehlen, durch die ein großer Teil der Rechen- und Speicherressourcen
des Mikroprozessors 102 gebunden ist. Außerdem steigt
durch häufige
Interrupts der mögliche
Jitter (zeitliche Unsicherheit bzgl. der Ausführungsdauer) von unterbrochenen
Software-Tasks an.If a DMA controller 810 is used, this can the data transfer between the memory element 802 of the microcontroller 800 and the communication controller 750 carry out. He gets it from the microprocessor 102 configured and started (dashed line b). After that, the DMA controller transmits 810 Data word by word from the communication controller 750 in the store 802 of the microcontroller 800 (dashed line c). The end of the data transfer is the microprocessor 102 notified by means of an interrupt (dashed line e), whereupon the microprocessor 102 the process for the next message begins anew. The processing of interrupts generates a large number of CPU instructions, through which a large part of the computational and memory resources of the microprocessor 102 is bound. In addition, frequent interrupts increase the possible jitter (time duration of the execution time) of interrupted software tasks.
In 13 ist
ein erfindungsgemäßer Teilnehmer 900 eines
FlexRay-Kommunikationssystems dargestellt. Es ist deutlich zu erkennen,
dass der Kommunikationscontroller 750 sowohl über eine
passive Schnittstele "p" als auch über eine
aktive Schnittstelle "a" an den Peripherie-Bus 820 angeschlossen ist.
Das bedeutet, dass der Kommunikationscontroller 750 nicht
nur als Slave, sondern auch als Master an den Peripherie-Bus 820 angeschlossen
ist. Somit kann der Kommunikationscontroller 750 nicht
nur Befehle und Daten von anderen an den Peripherie-Bus 820 angeschlossenen
Teilnehmern (z.B. Mikrocontroller 800) empfangen und verarbeiten,
sondern selbst empfangene Botschaften (Daten und Befehle) bewerten
und diese über
den Peripherie-Bus 820 an den Mikrocontroller 800 versenden.In 13 is an inventive participant 900 of a FlexRay communication system. It can be clearly seen that the communication controller 750 both via a passive interface "p" and via an active interface "a" to the peripheral bus 820 connected. That means the communication controller 750 not only as a slave, but also as a master to the peripheral bus 820 connected. Thus, the communication controller 750 not just commands and data from others to the peripheral bus 820 connected participants (eg microcontroller 800 ), but evaluate received messages (data and commands) and these via the peripheral bus 820 to the microcontroller 800 to ship.
Der
Mikroprozessor 102 konfiguriert, kontrolliert und steuert
den Kommunikationscontroller 750 (gestrichelte Linie a).
Der Mikroprozessor 102 liest bereits empfangene und automatisch
in das Speicherelement 802 kopierte (gestrichelte Linie
b) Botschaftsobjekte aus, bewertet sie (gestrichelte Linie c), berechnet
neue Botschaftsobjekte und legt sie im Speicherelement 802 ab
(gestrichelte Linie c). Außerdem
startet der Mikroprozessor 102 den Transfer zum Botschaftsspeicher 300 (gestrichelte
Linie a), der wiederum automatisiert von dem Kommunikationscontroller 750 durchgeführt wird.
Der Botschaftsspeicher 300 speichert die Botschaftsobjekte
(sog. Message Buffer) zusammen mit Konfigurations- und Statusinformationen.The microprocessor 102 configured, kontrol liert and controls the communication controller 750 (dashed line a). The microprocessor 102 Read already received and automatically in the memory element 802 copied (dashed line b) message objects, evaluates them (dashed line c), calculates new message objects and puts them in the memory element 802 from (dashed line c). In addition, the microprocessor starts 102 the transfer to the embassy memory 300 (dashed line a), in turn, automated by the communication controller 750 is carried out. The message storage 300 stores the message objects (so-called message buffer) together with configuration and status information.
Der
Kommunikationscontroller 750 kann über eine in dem Controller 750 eingebettete
Logik selbständig
sowohl Botschaftsobjekte aus dem Botschaftsspeicher 300 auslesen
und in das Speicherelement 802 schreiben als auch Botschaftsobjekte
aus dem Speicherelement 802 auslesen und in den Botschaftsspeicher 300 schreiben
(gestrichelte Linie b).The communication controller 750 can have one in the controller 750 embedded logic autonomously both message objects from the message memory 300 read out and into the memory element 802 write as well as message objects from the memory element 802 read out and in the message memory 300 write (dashed line b).
In 14 ist
der erfindungsgemäße Kommunikationscontroller 750,
wie er bspw. in einem Teilnehmer 900 gemäß 14 eingesetzt
wird, im Detail dargestellt. Der FlexRay-Kommunikationscontroller 750 umfasst
einen FlexRay-Kommunikationsbaustein 100,
wie er weiter oben ausführlich
beschrieben wurde. Der Kommunikationsbaustein 100 ist – wie gesagt – unterteilt
in einen generischen Teil, der in 14 mit
dem Bezugszeichen 840 bezeichnet ist und der unabhängig von
dem angeschlossenen Mikrocontroller 800 immer gleich ausgestaltet
werden kann, und in einen teilnehmerspezifischen Teil. Der generische
Teil 840 wird auch als Kommunikationscontroller-Core bezeichnet.
Von dem generischen Teil 840 des Kommunikationsbausteins 100 sind
in 14 beispielhaft nur das generische Interface 203 (GIF),
der Botschaftsspeicher 300 sowie die dem Speicher 300 vorgelagerten
Eingangspufferspeicher 201 und Ausgangspufferspeicher 202 dargestellt. Der
Eingangspufferspeicher 201 dient zum Zwischenspeichern
von Botschaften für
den Transfer zum Botschaftsspeicher 300. Der Ausgangspufferspeicher 202 dient
zum Zwischenspeichern von Botschaften für den Transfer vom Botschaftsspeicher 300 zum
Mikrocontroller 800. Selbstverständlich kann der Kommunikationsbaustein 100 aus 14 alle
oder nur einige der in 2 dargestellten Elemente umfassen.In 14 is the communication controller according to the invention 750 , like him in a participant 900 according to 14 is used, shown in detail. The FlexRay communication controller 750 includes a FlexRay communication block 100 as described in detail above. The communication module 100 is - as I said - divided into a generic part, which in 14 with the reference number 840 is designated and independent of the connected microcontroller 800 always be the same and in a participant-specific part. The generic part 840 is also referred to as a communication controller core. From the generic part 840 of the communication block 100 are in 14 for example only the generic interface 203 (GIF), the message store 300 as well as the memory 300 upstream input buffer memory 201 and output buffer 202 shown. The input buffer 201 serves to temporarily store messages for transfer to the message memory 300 , The output buffer 202 serves for buffering messages for the transfer from the message memory 300 to the microcontroller 800 , Of course, the communication module 100 out 14 all or just some of the 2 include illustrated elements.
Der
generische Teil des Kommunikationsbausteins 100 ist über das
generische Interface 203 (GIF) an das teilnehmerspezifische
Interface 204 (CIF) des teilnehmerspezifischen Teils des
Kommunikationsbausteins 100 angeschlossen. Das generische
Interface 203 lässt
sich über
das teilnehmerspezifische Interface 204 an verschiedene
kundenspezifische Host-CPUs 102 anschließen. Die
Logik des Kommunikationscontrollers 750 ist in dem teilnehmerspezifischen
Interface 204 (CIF) in Form einer Zustandsmaschine 830 ausgebildet.
Das teilnehmerspezifische Interface 204 (CIF) verbindet
den peripheren Datenbus 820 des Mikroprozessors 102 mit dem
generischen Interface 203 (GIF) des FlexRay-Kommunikationscotroller-Cores.
Mit den Bezugszeichen 832 und 834 sind die passive
Schnittstelle "p" bzw. die aktive
Schnittstelle "a" des Kommunikationscontrollers 750 bezeichnet.
Ein Arbiter 836 arbitriert konkurrierende Zugriffe des
Mikroprozessors 102 und der Zustandsmaschine 830 auf
das generische Interface 203 (GIF) des Kommunikationscontroller-Cores 840.
Darüber
hinaus ist ein Kontroll- und Statusregister 838 vorgesehen, über das
der Mikroprozessor 102 die Zustandsmaschine 830 und
damit die Datenübertragung
konfigurieren, steuern und kontrollieren kann.The generic part of the communication block 100 is via the generic interface 203 (GIF) to the subscriber-specific interface 204 (CIF) of the subscriber-specific part of the communication module 100 connected. The generic interface 203 can be accessed via the subscriber-specific interface 204 to various customer-specific host CPUs 102 connect. The logic of the communication controller 750 is in the subscriber-specific interface 204 (CIF) in the form of a state machine 830 educated. The subscriber-specific interface 204 (CIF) connects the peripheral data bus 820 of the microprocessor 102 with the generic interface 203 (GIF) of the FlexRay communication scooter core. With the reference numerals 832 and 834 are the passive interface "p" or the active interface "a" of the communication controller 750 designated. An arbiter 836 arbitrates concurrent accesses of the microprocessor 102 and the state machine 830 on the generic interface 203 (GIF) of the communication controller core 840 , In addition, there is a control and status register 838 provided over which the microprocessor 102 the state machine 830 and thus configure, control and control the data transfer.
Zum
aktiven Kopieren nach dem Empfang einer Botschaft steuert die Zustandsmaschine 830 nach
einem Auslöse-Signal
nach Empfang einer neuen Botschaft' von der FlexRay-Kommunikationsverbindung selbständig nacheinander
folgende Vorgänge:
- – Sichtbarmachen
des empfangenen Botschaftsobjekts in dem Ausgangspufferspeicher 202 des Kommunikationscontrollers 750;
und
- – Anlegen
einer Kopie des empfangenen Botschaftsobjekts in einem konfigurierbaren
Adressbereich des dem Mikroprozessor 102 zugeordneten Speicherelements 802 durch
Schreibzugriffe über
die aktive Schnittstelle 834.
The state machine controls to actively copy after receiving a message 830 following a triggering signal after receiving a new message from the FlexRay communication connection, the following events occur automatically: - Visualizing the received message object in the output buffer memory 202 of the communication controller 750 ; and
- - Creating a copy of the received message object in a configurable address range of the microprocessor 102 associated memory element 802 through write accesses via the active interface 834 ,
Zum
aktiven Kopieren zum Versenden einer neuen Botschaft, die im Speicherelement 802 vorliegt,
veranlasst der Mikroprozessor 102 über die Kontrollregister 838 einen
Transfer der Botschaft vom Speicherelement 802 in den Botschaftsspeicher 300 des
Kommunikationscontroller-Cores 840. Dabei steuert die Zustandsmaschine 830 nacheinander
folgende Vorgänge:
- – Erkennen
eines Befehls oder mindestens eines gesetzten Bits in einem Kontroll-
und/oder Statusregister des Kommunikationscontrollers 750 zum Starten
der Datenübertragung;
- – Auslesen
der Daten aus einer konfigurierbaren Adresse des Speicherelements 802;
- – Anlegen
einer Kopie des ausgelesenen Botschaftsobjekts in dem Eingangspufferspeicher 201 des
Kommunikationscontrollers 750; und
- – Initiieren
der Übertragung
der Daten aus dem Pufferspeicher 201 in den Botschaftsspeicher 300 des
Kommunikationscontrollers 750 bzw. des Kommunikationsbausteins 100.
For active copying to send a new message in the storage element 802 is present, the microprocessor causes 102 via the control registers 838 a transfer of the message from the storage element 802 in the message memory 300 of the communication controller core 840 , The state machine controls 830 successively the following operations: - - Detecting a command or at least one set bit in a control and / or status register of the communication controller 750 to start the data transfer;
- - Reading the data from a configurable address of the memory element 802 ;
- - Create a copy of the read message object in the input buffer memory 201 of the communication controller 750 ; and
- Initiate the transfer of the data from the buffer memory 201 in the message memory 300 of the communication controller 750 or the communication block 100 ,
Durch
die Verwendung der beschriebenen aktiven Schnittstelle 834 zusammen
mit der Logik in Form der Zustandsmaschine 830 ergeben
sich folgende Vorteile:
- – Der Mikroprozessor 102 wird
im Vergleich zu Zugriffen über
einen externen DMA-Controller (vgl. Bezugszeichen 810 in 15)
von einer hohen Interruptlast befreit.
- – Eine
geringere Interruptlast ermöglicht
einen geringeren Taskjitter und damit eine bessere Vorhersagbarkeit
des Gesamtsystems.
- – Durch
Zugriffe auf Botschaftskopien im Speicherelement 802 ist
eine größere Zugriffsbandbreite
möglich.
- – Durch
die höhere
Zugriffsbandbreite hat der Mikroprozessor 102 mehr Rechenzeit
für andere Aufgaben
zur Verfügung
(Latenzzeiten des Prozessors 102 werden verringert).
By using the described active interface 834 together with the logic in the form of the state machine 830 There are the following advantages: - - The microprocessor 102 is compared to accesses via an external DMA controller (see reference numeral 810 in 15 ) freed from a high interrupt load.
- - A lower interrupt load allows a lower task jitter and thus a better predictability of the whole system.
- - By accessing message copies in the memory element 802 a larger access bandwidth is possible.
- - Due to the higher access bandwidth has the microprocessor 102 more computing time available for other tasks (latency of the processor 102 are reduced).