DE102007012054A1

DE102007012054A1 - Mehrmasterverkettungszweidrahtseriellbus

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Publication number: DE102007012054A1
Application number: DE102007012054A
Authority: DE
Inventors: Takashi Loveland Hidai; Slawomir K. Loveland Ilnicki; Martin Loveland Curran-Gray
Original assignee: Agilent Technologies Inc
Current assignee: Viavi Solutions Inc
Priority date: 2006-03-17
Filing date: 2007-03-13
Publication date: 2007-09-20
Anticipated expiration: 2027-03-14
Also published as: US20070220190A1; DE102007012054B4; JP2007251947A; US7634611B2; JP4966695B2

Abstract

Aspekte der Offenbarung führen einen seriellen Mehrmasterzweidrahtbus aus, der zwei oder mehr verkettete serielle Zweidrahtbusse aufweist. Die verketteten seriellen Zweidrahtbuss umfassen einen seriellen Hostzweidrahtbus mit einer ersten Master-Vorrichtung und ein oder mehr Slave-Vorrichtungen. Ein oder mehr verkettete serielle Zweidrahtbusse sind mit dem Hostbus gekoppelt, wobei eine oder mehr Slave-Vorrichtungen an dem seriellen Hostzweidrahtbus als zweite Master-Vorrichtungen wirksam sind, die eine Digitalzustandsmaschine aufweisen, die eine Zweidrahtseriellslavekomponente, die mit der Master-Vorrichtung gekoppelt ist, und eine Zweidrahtseriellmasterkomponente, die mit den Slave-Vorrichtungen an dem verketteten seriellen Zweidrahtbus gekoppelt ist, umfasst. Die Digitalzustandsmaschine emuliert eine Slave-Vorrichtung an dem seriellen Hostzweidrahtbus und eine Mastervorrichtung an dem verketteten seriellen Zweidrahtbus.

Description

Datenübertragung oder -kommunikation zwischen zwei elektrischen Vorrichtungen oder Komponenten erfolgt oft über ein Netzwerk, das „Bus" genannt wird. Ein Bus verbindet zwei oder mehr Vorrichtungen oder Komponenten und ermöglicht, dass Signale durch eine oder mehr Vorrichtungen, die mit dem Bus verbunden sind, gesendet und/oder empfangen werden. Das Bussystem funktioniert im Allgemeinen gemäß einem Protokoll, einem Standard oder einem vorbestimmten Entwurf.

Ein derartiges Bussystem ist ein serieller Zweidrahtbus. Zum Beispiel handelt es sich bei einem Inter-Integrierte-Schaltung- (I2C-) Bus um einen seriellen Zweidrahtbus. Ein vereinfachtes Zweidrahtseriellbussystem 100 ist in 1 gezeigt. Das Zweidrahtseriellbussystem umfasst normalerweise eine Master-Vorrichtung 102, die mit ein oder mehr Slave-Vorrichtungen 104, 106 und 108 verbunden ist. Die Master-Vorrichtung 102 kann über den Bus 110 Daten oder Nachrichten zu den Slave-Vorrichtungen 104, 106 und 108 senden oder Daten oder Nachrichten von denselben empfangen. Im Allgemeinen steuert die Master-Vorrichtung 102 die gesamte Kommunikation in dem Zweidrahtseriellbussystem 100.

Leider benötigen Zweidrahtseriellbussysteme, wie z. B. das Zweidrahtseriellbussystem 100 in 1, oft komplizierte Ausgestaltungen, um einen Mehrmasterbus zu implementieren, bei dem es sich um einen Bus handelt, der zwei oder mehr Master-Vorrichtungen aufweist, die den Bus steuern. Außerdem ermöglichen viele Anwendungen, wie z. B. eine Netzwerkausrüstung, die eine Routerleitungskarte mit einem Gigabitschnittstellenwandler verbindet, z. B. Gigabitschnittstellenwandler (GBIC), Kleinformfaktorsteckbar- (SFP-) Wandler und XFP-Wandler, nur eine Ein-Master-Slave-Konfiguration und unterstützen keinen Mehrmasterbus.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Mehrmaster- und Verkettungszweidrahtseriellbus, eine Digitalzustandsmaschine sowie ein Verfahren zum Übertragen von Daten mit verbesserten Charakteristika zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch einen Bus gemäß Anspruch 1, eine Zustandsmaschine gemäß Anspruch 5 sowie ein Verfahren gemäß Anspruch 12 gelöst.

Allgemein betrifft diese Schrift Schaltungen und Verfahren zum Liefern eines verketteten seriellen Mehrmasterzweidrahtbusses.

Ein Aspekt ist ein serieller Mehrmasterzweidrahtbus, der zwei oder mehr verkettete serielle Zweidrahtbusse aufweist. Die verketteten seriellen Zweidrahtbusse umfassen einen seriellen Hostzweidrahtbus mit einer ersten Master-Vorrichtung und ein oder mehr Slave-Vorrichtungen. Ein oder mehr verkettete serielle Zweidrahtbusse sind mit dem Hostbus gekoppelt. Der verkettete serielle Zweidrahtbus umfasst eine zweite Master-Vorrichtung, die bei dem seriellen Hostzweidrahtbus auch eine Slave-Vorrichtung ist, und eine oder mehr Slave-Vorrichtungen.

Ein weiterer Aspekt ist eine Digitalzustandsmaschine, die wirksam ist, um sowohl als eine Slave-Vorrichtung an einem seriellen Hostzweidrahtbus als auch als eine Master-Vorrichtung an einem verketteten seriellen Zweidrahtbus zu fungieren. Die Digitalzustandsmaschine umfasst eine serielle Zweidraht-Slave-Komponente, die wirksam ist, um Daten zu einer Master-Vorrichtung an dem seriellen Hostzweidrahtbus zu senden und von derselben zu empfangen. Die Digitalzustandsmaschine umfasst ferner eine serielle Zweidraht-Master-Komponente, die wirksam ist, um Daten zu einer oder mehr Slave-Vorrichtungen an dem verketteten seriellen Zweidrahtbus zu senden und von denselben zu empfangen. Sowohl die serielle Zweidraht-Slave-Komponente als auch die serielle Zweidraht-Master-Komponente sind mit einem Emulationsspeicher gekoppelt. Der Emulationsspeicher ist wirksam, um Daten zu speichern oder zu liefern, die von einer Master-Vorrichtung an dem seriellen Hostzweidrahtbus empfangen werden oder von einer Slave-Vorrichtung an dem verketten seriellen Zweidrahtbus empfangen werden.

Ein weiterer Aspekt ist ein Verfahren zum Übertragen von Daten zwischen verketteten seriellen Zweidrahtbussen. Das Verfahren weist ein Empfangen von Daten von einer ersten Vorrichtung, entweder einer Slave-Vorrichtung oder einer Master-Vorrichtung, an einem ersten Bus, entweder dem seriellen Hostzweidrahtbus oder einem verketteten seriellen Zweidrahtbus, auf. Dann werden die Daten in dem Emulationsspeicher der Digitalzustandsmaschine gespeichert. Die Daten in dem Emulationsspeicher werden dann extrahiert und an eine zweite Vorrichtung an einem zweiten Bus gesendet.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 ein schematisches Diagramm eines Zweidrahtseriellbussystems gemäß dem Stand der Technik;
2 ein schematisches Diagramm eines Ausführungsbeispiels eines Mehrmasterverkettungszweidrahtseriellbussystems;
3 ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels einer Digitalzustandsmaschine, die wirksam ist, um sowohl als ein Slave an einem ersten seriellen Zweidrahtbus als auch als ein Master an einem zweiten seriellen Zweidrahtbus zu fungieren;
4 ein exemplarisches Datenblockdiagramm für eine Datenübertragung an einem seriellen Zweidrahtbus;
5 ein exemplarisches Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Empfangen von Daten über verkettete serielle Zweidrahtbusse; und
6 ein exemplarisches Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Senden von Daten über verkettete serielle Zweidrahtbusse.
Verschiedene Ausführungsbeispiele werden im Detail unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Teile und Anordnungen in den mehreren Ansichten darstellen. Eine Bezugnahme auf verschiedene Ausführungsbeispiele beschränkt den Schutzbereich der Ansprüche, die hieran angehängt sind, nicht. Außerdem sollen jegliche Beispiele, die in dieser Beschreibung aufgeführt werden, nicht einschränkend sein und führen nur einige der vielen möglichen Ausführungsbeispiele für die angehängten Ansprüche auf.
Bei einem exemplarischen Ausführungsbeispiel umfasst ein Mehrmasterzweidrahtseriellbussystem 200, wie es in 2 gezeigt ist, zwei oder mehr verkettete Busse 210 und 220. Ein Hostbus 210 umfasst eine Master-Vorrichtung 202 und drei Slave-Vorrichtungen 204, 206 und 208. Bei einer Master-Vorrichtung kann es sich um eine Netzwerkvorrichtung handeln, wie z. B. eine Routerleitungskarte. Bei einer Slave-Vorrichtung kann es sich ebenfalls um eine Netzwerkvorrichtung handeln, wie z. B. GBIC, SFP oder XFP. Andere Ausführungsbeispiele des Hostbusses 210 oder jeder beliebige verkettete Bus können mehr oder weniger Slave-Vorrichtungen umfassen, als in 2 gezeigt sind. Der zweite oder verkettete Bus 220 umfasst eine weitere Master-Vorrichtung 208, die an dem Hostbus 210 auch eine Slave-Vorrichtung ist, und zwei Slave-Vorrichtungen 216 und 218. Alle hier beschriebenen Vorrichtungen oder Komponenten können unter Verwendung eines beliebigen Typs von geeigneter Datenverbindung miteinander gekoppelt oder verbunden werden, die ermöglicht, dass die Vorrichtungen miteinander wirksam sind, unabhängig davon, ob die Datenverbindung verdrahtet oder drahtlos ist.
Weitere Ausführungsbeispiele können einen oder mehr andere verkettete Busse umfassen. Zum Beispiel kann die Slave-Vorrichtung 204 auch als eine weitere Master-Vorrichtung für einen weiteren verketteten Bus fungieren, der ein oder mehr andere Slave-Vorrichtungen umfasst. Die Slave-Vorrichtung 218 kann auch als eine Master-Vorrichtung für einen weiteren verketteten Bus fungieren, der mit der Slave-Vorrichtung 218 verbunden ist und eine oder mehre andere Slave-Vorrichtungen umfasst. Somit ist das Mehrmasterzweidrahtseriellbussystem 200 zu zahlreichen Konfigurationen in der Lage. Außerdem liefert das Mehrmasterzweidrahtseriellbussystem 200 einen seriellen Mehrmasterzweidrahtbus, aber es gibt nur einen Master für jeden seriellen Zweidrahtbus, sei es ein serieller Hostzweidrahtbus 210 oder ein verketteter serieller Zweidrahtbus, wie z. B. der serielle Zweidrahtbus 220. Somit kann das Mehrmasterzweidrahtseriellbussystem 200 ein Mehrmasterzweidrahtseriellbussystem 200 mit Vorrichtungen erzeugen, die nur eine einzige Master-Vorrichtung an dem seriellen Zweidrahtbus erlauben, wie z. B. eine Netzwerkausrüstung.
Der serielle Zweidrahtbus umfasst zwei Schaltungen, eine Taktschaltung (SCL) 214 und eine Datenschaltung (SDA) 212. Serielle Zweidrahtbusse können „Open-Drain"-Systeme sein, bei denen die Nennspannung an dem Bus hoch ist, logische Eins, und die Vorrichtungen die Spannung auf einen niedrigen Pegel ziehen, logische Null. Bei Ausführungsbeispielen von Zweidrahtseriellbusanwendungen kann eine logische 1 eine Spannung über 3,5 Volt sein, und eine logische Null kann eine Spannung unter 0,6 Volt sein. Die Schaltungen oder Busse können mit einer Spannungsquelle, wie z. B. den Spannungsquellen 222 und 224, durch „Pull-up-Widerstände", wie z. B. die Widerstände 226 und 228, verbunden sein. Die Pull-up-Widerstände unterstützen die Schaltungen dabei, einen hohen Zustand (eine logische Eins) aufrechtzuerhal ten, wenn dieselben nicht durch eine Master-Vorrichtung 202 oder eine Slave-Vorrichtung 204, 206 oder 208 an den seriellen Zweidrahtbussen 210 heruntergezogen werden.
Um zwei oder mehr serielle Zweidrahtbusse miteinander zu verketten, implementiert eine Slave-Vorrichtung, wie z. B. die Slave-Vorrichtung 208 (2), eine Digitalzustandsmaschine 306, wie sie in 3 gezeigt ist. Die Digitalzustandsmaschine ist in einer Netzwerkvorrichtung implementiert, wie z. B. einem Mikroprozessor, einem feldprogrammierbaren Gatterarray (FPGA), einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (ASIC) oder einer anderen Vorrichtung, die wirksam ist, um die hier beschriebenen Funktionen durchzuführen. Eine Slave-Vorrichtung 310 ist von dem seriellen Hostzweidrahtbus 304 getrennt und mit dem Slaveschnittstellenbus 308 verbunden. Die Zweidrahtseriellhostschnittstelle 304 ist mit der Zweidrahtseriellslavekomponente 312, die auch einfach als Slave-Komponente bezeichnet wird, der Digitalzustandsmaschine 306 verbunden. Gleichermaßen ist der Slaveschnittstellenbus 308 mit der Zweidrahtseriellmasterkomponente 316 verbunden, die auch einfach als die Master-Komponente bezeichnet wird.
Sowohl die Zweidrahtseriellmasterkomponente als auch die Zweidrahtseriellslavekomponente sind mit einem Emulationsspeicher 314 verbunden. Der Emulationsspeicher ist ein beliebiger externer oder interner Speicher, der in einem beliebigen Typ von Speichervorrichtung oder -technologie, wie z. B. RAM, PROM, Magnetmedium, optisches Medium oder anderes System, das die hier beschriebenen Funktionen durchführen kann, bereitgestellt ist. Der Emulationsspeicher 314 speichert oder „emuliert" alle Daten, die unterhalten oder von den ein oder mehr Slave-Vorrichtungen 310 erzeugt werden. Bei dem exemplarischen Ausführungsbeispiel speichert der Emulationsspeicher 314 die gleichen Daten an der gleichen Adresse mit dem gleichen Versatz wie die Slave-Vorrichtung 310. Falls z. B. eine Slave-Vorrichtung eine Adresse A0 aufweist, werden die Daten für die Slave- Vorrichtung in dem Emulationsspeicher 314 bei Adresse A0 gespeichert. Somit kann die Master-Vorrichtung 302 an dem Hostbus 304 eine Schnittstelle mit der Digitalzustandsmaschine 306 bilden und Daten in den Emulationsspeicher 314 schreiben oder von demselben lesen, als ob dieselbe eine Schnittstelle mit einer Slave-Vorrichtung 310 an dem Slaveschnittstellenbus 308 bilden würde.
Ein exemplarisches Blockdiagramm einer Zweidrahtseriellkommunikation ist in 4 gezeigt. Die Zweidrahtserielltransaktion 400 beginnt mit der Ausgabe eines START-Zustands 402. Eine Master-Vorrichtung überträgt eine Adresse 404. Bei weiteren Ausführungsbeispielen kann auch ein LESE/SCHREIB- (R/W-) Signal übertragen werden. Eine Slave-Vorrichtung, die die Adresse 404 aufweist, antwortet mit einem Bestätigungssignal 406. Es wird dann ein Datenwort 408 übertragen. Bei einer LESE-Transaktion sendet die Slave-Vorrichtung das Datenwort 408 an die Master-Vorrichtung. Das Datenwort 408 kann eine beliebige Anzahl von Bits aufweisen, wie z. B. ein 8-Bit-Wort, das auch ein Byte genannt wird. Bei weiteren Ausführungsbeispielen kann die Master-Vorrichtung ein Bestätigungssignal an die Slave-Vorrichtung senden, das bestätigt, dass die Master-Vorrichtung das Datenwort empfangen hat. Bei einer SCHREIB-Transaktion sendet die Master-Vorrichtung das Datenwort 408, und die Slave-Vorrichtung kann ein Bestätigungssignal senden. Weitere Datenwörter und Bestätigungssignale können folgen, bis alle Daten übertragen sind. Bei anderen Ausführungsbeispielen kann es sich bei dem Datenwort um einen Strom von Daten handeln, der nicht in getrennte Pakete gebrochen ist. Nachdem die Daten übertragen worden sind, gibt die Master-Vorrichtung einen STOPP-Zustand 410 aus.
Bei einem weiteren exemplarischen Ausführungsbeispiel beginnt eine Zweidrahtserielltransaktion, um Daten von einer Master-Vorrichtung zu einer Slave-Vorrichtung zu senden, zu irgendeiner Zeit t0. Um die Zweidrahtserielltransaktion zu beginnen, gibt die Master-Vorrichtung einen START-Zustand aus, indem die Datenleitung auf einen niedrigen Pegel gezogen wird, während die Taktleitung auf einem hohen Pegel bleibt. Der START-Zustand ist als ein „Achtung"-Signal wirksam, das alle Slave-Vorrichtungen darauf aufmerksam macht, für eine Datenübertragung bereit zu sein.
Nach dem START-Zustand beginnt die Taktleitung (SCL) mit dem Übertragen eines Taktes. Zuerst sendet die Master-Vorrichtung eine Adresse. Die Slave-Vorrichtung empfängt die Adresse und vergleicht die Adresse mit ihrer eigenen Adresse. Falls die Adressen nicht übereinstimmen, wartet die Slave-Vorrichtung auf den STOPP-Zustand. Falls die Adressen übereinstimmen, bereitet sich die Slave-Vorrichtung darauf vor, Daten zu empfangen.
Die Master-Vorrichtung sendet dann ein Signal, um die Slave-Vorrichtung darauf aufmerksam zu machen, dass die Transaktion eine SCHREIB-Operation und keine LESE-Operation sein wird. Bei einem Ausführungsbeispiel ist das LESE/SCHREIB-Signal eine Einbitanzeige. Nach dem Empfangen der Adresse sendet die Slave-Vorrichtung ein Bestätigungssignal. Die Master-Vorrichtung kann dann damit beginnen, bytegroße Datenwörter an die Slave-Vorrichtung zu übertragen. Nach jedem Datenwort kann die Slave-Vorrichtung ein Bestätigungssignal senden.
Die Übertragung von Datenwörtern kann fortgeführt werden, bis alle Daten von der Master-Vorrichtung zu der Slave-Vorrichtung gesendet worden sind. Wenn die Datenübertragung erfolgreich abgeschlossen ist, gibt die Master-Vorrichtung den STOPP-Zustand aus. Bei einem Ausführungsbeispiel tritt der STOPP-Zustand ein, wenn die Master-Vorrichtung die Datenleitung auf einen hohen Pegel gehen lässt, wenn der Takt hoch ist. An diesem Punkt wird der Zweidrahtseriellbus freigegeben, und alle Vorrichtungen warten auf eine weitere Ausgabe eines START-Zustands.
Während einer LESE-Operation kann die Master-Vorrichtung ein LESE-Bit senden. Die Slave-Vorrichtung sendet bytegroße Datenwörter an die Master-Vorrichtung. Die Master-Vorrichtung sendet das Bestätigungssignal nach jedem Datenwort. Wenn alle Daten empfangen worden sind, gibt die Master-Vorrichtung den STOPP-Zustand aus.
Unter erneuter Bezugnahme auf 3 kann das exemplarische Ausführungsbeispiel der Digitalzustandsmaschine 306 die Zweidrahtserielltransaktionen „emulieren". Bei dem exemplarischen Ausführungsbeispiel wird der Emulationsspeicher 314 periodisch aktualisiert. Zum Beispiel schließt die Zweidrahtseriellmasterkomponente 316 eine LESE-Transaktion mit den ein oder mehr Slave-Vorrichtungen 310 an dem Slave-Bus 308 ab. Die Daten, die von den ein oder mehr Slave-Vorrichtungen 310 empfangen werden, werden unter Verwendung der gleichen Adresse, der gleichen Versätze und anderer Formate in den Emulationsspeicher 314 gespeichert. Die Aktualisierungen des Emulationsspeichers 314 können alle paar Sekunden, alle paar Stunden, täglich oder in einem beliebigen Intervall erfolgen, das sicherstellt, dass der Emulationsspeicher 314 die Daten, die bei den ein oder mehr Slave-Vorrichtungen gespeichert sind, richtig widerspiegelt.
Wenn die Master-Vorrichtung 302 an dem Master-Bus 304 eine LESE-Anforderung einer Slave-Vorrichtung 310 ausgibt, wird die LESE-Transaktion durch die Zweidrahtseriellslavekomponente 312 emuliert. Die Zweidrahtseriellslavekomponente 312 empfängt die Vorrichtungsadresse und vergleicht die Adresse mit der Adresse, die in dem Emulationsspeicher 314 gespeichert ist. Falls die Adresse mit einer Adresse in dem Emulationsspeicher 314 übereinstimmt, sendet die Zweidrahtseriellslavekomponente 312 das Bestätigungssignal. Die Zweidrahtseriellslavekomponente 312 beginnt dann damit, die zugehörigen Daten von dem periodisch aktualisierten Emulationsspeicher 314 zu lesen und die Daten zu der Master-Vorrichtung 302, zu senden. Somit wirkt die Master- Vorrichtung 302 mit der Slave-Komponente 312 auf die gleiche Weise zusammen, wie dieselbe mit der Slave-Vorrichtung 310 zusammenwirken würde. Somit „emuliert" die Slave-Komponente 312 die Zweidrahtserielltransaktion.
Bei anderen Ausführungsbeispielen kann der Emulationsspeicher 314 während einer Zweidrahtserielltransaktion oder für eine solche aktualisiert werden. Somit empfängt die Zweidrahtseriellslavekomponente 312 eine LESE-Anforderung. Die Zweidrahtseriellslavekomponente 312 signalisiert der Master-Komponente 316, die aktuellen Daten von der Slave-Vorrichtung 310 zu erhalten. Die aktuellen Daten werden in den Emulationsspeicher 314 gespeichert, aus dem Emulationsspeicher 314 gelesen und an die Master-Vorrichtung 302 gesendet. Eine Verzögerung bei der Übermittlung an die Master-Vorrichtung 302 kann erforderlich sein, um sicherzustellen, dass die Übertragung von Informationen von der Slave-Vorrichtung 310 zu dem Emulationsspeicher 314 abgeschlossen ist, bevor die Daten an die Master-Vorrichtung 302 gesendet werden.
Bei weiteren Ausführungsbeispielen werden die Daten in dem Emulationsspeicher 314 entweder ansprechend auf eine LESE-Anforderung von einer Master-Vorrichtung 302 oder periodisch geprüft. Zum Beispiel können eine Prüfsumme oder andere Daten zwischen dem Emulationsspeicher 314 und der Slave-Vorrichtung 310 geprüft werden, um zu bestimmen, ob der Emulationsspeicher 314 die aktuellsten Informationen speichert. Falls die Prüfsumme oder andere Informationen nicht übereinstimmen, kann eine Aktualisierung des Emulationsspeichers 314 durch eine LESE-Transaktion zwischen der Master-Komponente 316 und der Slave-Vorrichtung 310 erfolgen.
Eine SCHREIB-Transaktion beginnt damit, dass die Zweidrahtseriellmastervorrichtung 302 eine SCHREIB-Anforderung ausgibt. Die Slave-Komponente 312 prüft die Adresse bezüglich den Adressen, die in dem Emulationsspeicher 314 ge speichert sind. Falls die Adressen übereinstimmen, gibt die Slave-Komponente 312 das Bestätigungssignal aus und schließt die SCHREIB-Transaktion ab. Die Daten werden in den Emulationsspeicher 314 geschrieben. Die Zweidrahtseriellmasterkomponente schließt dann eine SCHREIB-Transaktion mit der Slave-Vorrichtung 310 ab und schreibt die Daten aus dem Emulationsspeicher 314 in die Slave-Vorrichtung 310. Bei Ausführungsbeispielen machen ein Daten-Vorhanden-Flag oder eine andere Anzeige die Master-Komponente 316 darauf aufmerksam, dass eine Datenschreiboperation in eine oder mehr Slave-Vorrichtungen 310 angefordert ist.
Ein Verfahren 500 zum Lesen von Daten aus einer Slave-Vorrichtung, wie z. B. Slave-Vorrichtung 310 (3), an einem Slave-Bus 308 (3) eines Verkettungszweidrahtseriellbussystems, wie z. B. des Zweidrahtseriellbussystems 300 (3), ist in 5 gezeigt. Eine Bestimmungsoperation 502 bestimmt eine Slave-Vorrichtung, von der Daten zu empfangen sind. Bei einem Ausführungsbeispiel werden Daten in einem Emulationsspeicher, wie z. B. Emulationsspeicher 314 (3), periodisch aktualisiert. Jede Vorrichtung, von der Daten in dem Emulationsspeicher emuliert sind, wird ausgewählt, um die zugeordneten Daten in dem Emulationsspeicher zu aktualisieren.
Eine Sendeoperation 504 sendet eine LESE-Anforderung an die Slave-Vorrichtung. Bei dem exemplarischen Ausführungsbeispiel gibt eine Master-Komponente 316 (3) eine LESE-Anforderung aus, wie es in Verbindung mit 4 erläutert ist. Die LESE-Anforderung leitet eine Zweidrahtserielltransaktion ein. Eine Empfangsoperation 506 empfängt Daten von der Slave-Vorrichtung. Die Slave-Vorrichtung beginnt, Daten gemäß der Zweidrahtserielltransaktion zu senden, die in Verbindung mit 4 beschrieben ist. Die Master-Komponente empfängt die Daten. Eine Schreiboperation 508 schreibt die Daten in den Teil des Emulationsspeichers, der den Daten und der Slave-Vorrichtung zugeordnet ist. Wie es in Verbindung mit 3 erläutert ist, weist der Emulationsspeicher den gleichen Typ und die gleiche Menge an Daten an der gleichen Adresse und dem gleichen Versatz wie die Daten bei der emulierten Slave-Vorrichtung auf. Bei dem exemplarischen Ausführungsbeispiel werden die Daten, die von der Slave-Vorrichtung empfangen werden, verwendet, um die zugeordneten Daten in dem Emulationsspeicher durch ein Ersetzen der Daten zu aktualisieren, die sich an der gleichen Adresse und dem gleichen Versatz befinden.
Ein Verfahren 600 zum Lesen von Daten von einer Digitalzustandsmaschine, wie z. B. Digitalzustandsmaschine 306 (3), an einem Hostzweidrahtseriellbus 304 (3) eines Verkettungszweidrahtseriellbussystems, wie z. B. Bussystem 300 (3), ist in 6 gezeigt. Eine Empfangsoperation 602 empfängt eine LESE-Anforderung von einer Master-Vorrichtung, wie z. B. Master-Vorrichtung 302 (3), an dem seriellen Hostzweidrahtbus. Bei dem exemplarischen Ausführungsbeispiel empfängt eine Slave-Komponente, wie z. B. Slave-Komponente 312 (3), in der Digitalzustandsmaschine die LESE-Anforderung. Eine Bestimmungsoperation 604 bestimmt, von welcher Slave-Vorrichtung die Daten angefordert werden. Bei dem exemplarischen Ausführungsbeispiel empfängt die Slave-Komponente eine Vorrichtungsadresse von der Master-Vorrichtung. Die Slave-Komponente prüft die Adresse bezüglich den Adressen, die in einem Emulationsspeicher, wie z. B. Emulationsspeicher 314 (3), gespeichert sind. Falls die empfangene Adresse mit einer Adresse in dem Emulationsspeicher übereinstimmt, sendet die Slave-Komponente ein Bestätigungssignal.
Eine Lokalisierungsoperation 606 lokalisiert den Teil des Emulationsspeichers, der die angeforderten Daten speichert. Wie es in Verbindung mit 3 erläutert ist, enthält der Emulationsspeicher den gleichen Typ und die gleiche Menge an Daten an der gleichen Adresse und den gleichen Versätzen wie die Slave-Vorrichtungen, die der Emulationsspeicher emuliert. Somit lokalisiert die Slave-Komponente die Daten in dem Emulationsspeicher, als ob ein Speicher von einer Slave-Vorrichtung extrahiert würde. Eine Extrahieroperation 608 extrahiert die Daten von dem Emulationsspeicher. Bei dem exemplarischen Ausführungsbeispiel liest die Slave-Komponente die Daten aus dem Emulationsspeicher. Eine Sendeoperation 610 sendet die extrahierten Daten an den Anforderer, d. h. die Master-Vorrichtung. Bei dem exemplarischen Ausführungsbeispiel erledigt die Slave-Komponente eine Zweidrahtserielltransaktion mit der Master-Vorrichtung, bis alle angeforderten Daten an die Master-Vorrichtung gesendet worden sind.
Die verschiedenen im Vorhergehenden beschriebenen Ausführungsbeispiele sind nur zur Veranschaulichung bereitgestellt und sollten nicht so aufgefasst werden, dass dieselben den Schutzbereich der angehängten Ansprüche einschränken. Fachleute werden ohne Weiters verschiedene Modifizierungen und Veränderungen erkennen, die vorgenommen werden können, ohne den exemplarischen Ausführungsbeispielen und Anwendungen zu folgen, die hier veranschaulicht und beschrieben sind, und ohne von der wahren Wesensart und dem Schutzbereich der folgenden Ansprüche abzuweichen.

Claims

Mehrmaster- und Verkettungszweidrahtseriellbus (200), der folgende Merkmale aufweist: einen seriellen Hostzweidrahtbus (210), der folgende Merkmale umfasst: eine erste Master-Vorrichtung (202); eine oder mehr Slave-Vorrichtungen (204), die mit der ersten Master-Vorrichtung (202) gekoppelt sind, wobei jede Slave-Vorrichtung (204) wirksam ist, um Daten zu der ersten Master-Vorrichtung (202) zu senden und Daten von derselben zu empfangen; ein oder mehr verkettete serielle Zweidrahtbusse (220), die mit dem seriellen Hostzweidrahtbus (210) gekoppelt sind, die folgende Merkmale umfassen: eine zweite Master-Vorrichtung (208), wobei die zweite Master-Vorrichtung (208) an dem seriellen Hostzweidrahtbus (210) auch eine Slave-Vorrichtung (208) ist, wobei die zweite Master-Vorrichtung (208) wirksam ist, um Daten zu der ersten Master-Vorrichtung (202) zu senden und Daten von derselben zu empfangen; und eine oder mehr andere Slave-Vorrichtungen (216), die mit der zweiten Master-Vorrichtung (208) gekoppelt sind, wobei jede andere Slave-Vorrichtung (216) wirksam ist, um Daten zu der zweiten Master-Vorrichtung (208) zu senden und Daten von derselben zu empfangen.
Mehrmaster- und Verkettungszweidrahtseriellbus (200) gemäß Anspruch 1, bei dem die erste Master-Vorrichtung (202) eine Zweidrahtserielltransaktion mit der zweiten Master-Vorrichtung (208) abschließt, um Daten in die ein oder mehr anderen Slave-Vorrichtungen (216) zu schreiben oder Daten von denselben zu lesen.
Mehrmaster- und Verkettungszweidrahtseriellbus (200) gemäß Anspruch 1 oder 2, der ferner ein oder mehr andere verkettete serielle Zweidrahtbusse aufweist, die mit den ein oder mehr verketteten seriellen Zweidrahtbussen gekoppelt sind, der folgende Merkmale umfasst: eine dritte Master-Vorrichtung, wobei es sich bei der dritten Master-Vorrichtung an dem verketteten seriellen Zweidrahtbus auch um eine Slave-Vorrichtung handelt, wobei die dritte Master-Vorrichtung wirksam ist, um Daten zu der zweiten Master-Vorrichtung (208) zu senden und Daten von derselben zu empfangen; und eine oder mehr weitere Slave-Vorrichtungen, die mit der dritten Master-Vorrichtung gekoppelt sind, wobei jede weitere Slave-Vorrichtung wirksam ist, um Daten zu der dritten Master-Vorrichtung zu senden und Daten von derselben zu empfangen.
Mehrmaster- und Verkettungszweidrahtseriellbus (200) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die zweite Master-Vorrichtung eine Digitalzustandsmaschine ist.
Digitalzustandsmaschine (306), die wirksam ist, um sowohl eine Zweidrahtseriellmastervorrichtung als auch eine Zweidrahtseriellslavevorrichtung an verketteten interintegrierten (Zweidrahtseriell-) Bussen (300) zu emulieren, die folgende Merkmale aufweist: eine Zweidrahtseriellslavekomponente (312), wobei die Zweidrahtseriellslavekomponente (312) wirksam ist, um Daten zu einer Master-Vorrichtung (302) an einem se riellen Hostzweidrahtbus (304) zu senden und Daten von derselben zu empfangen; eine Zweidrahtseriellmasterkomponente (316), wobei die Zweidrahtseriellmasterkomponente (316) wirksam ist, um Daten zu ein oder mehr Slave-Vorrichtungen (310) an einem zweiten seriellen Zweidrahtbus (308) zu senden und Daten von denselben zu empfangen; und eine Emulationsspeicherkomponente (314), die mit der Zweidrahtseriellslavekomponente (312) gekoppelt ist und mit der Zweidrahtseriellmasterkomponente (316) gekoppelt ist, wobei die Emulationsspeicherkomponente (314) wirksam ist, um Daten zu speichern, die von einer Master-Vorrichtung (302) an dem seriellen Hostzweidrahtbus (304) empfangen werden oder von einer Slave-Vorrichtung (310) an dem zweiten seriellen Zweidrahtbus (308) empfangen werden.
Digitalzustandsmaschine (306) gemäß Anspruch 5, bei der die Zweidrahtseriellslavekomponente (312) eine Zweidrahtserielltransaktion mit der Master-Vorrichtung (302) an dem seriellen Hostzweidrahtbus (304) emuliert.
Digitalzustandsmaschine (306) gemäß Anspruch 6, bei der während der emulierten Zweidrahtserielltransaktion die Zweidrahtseriellslavekomponente (312) Daten in den Emulationsspeicher (314) schreibt oder Daten aus demselben liest.
Digitalzustandsmaschine (306) gemäß Anspruch 5, bei der die Zweidrahtseriellmasterkomponente (316) eine Zweidrahtserielltransaktion mit einer Slave-Vorrichtung (310) an dem zweiten seriellen Zweidrahtbus (308) emuliert.
Digitalzustandsmaschine (306) gemäß Anspruch 8, bei der während der emulierten Zweidrahtserielltransaktion die Zweidrahtseriellmasterkomponente (316) Daten in den Emulationsspeicher (314) schreibt oder Daten aus demselben liest.
Digitalzustandsmaschine (306) gemäß Anspruch 5, bei der der Emulationsspeicher (314) Daten emuliert, die an ein oder mehr Slave-Vorrichtungen (310) an dem zweiten seriellen Zweidrahtbus (308) gespeichert sind.
Digitalzustandsmaschine (306) gemäß Anspruch 10, bei der der Emulationsspeicher (314) den gleichen Typ und die gleiche Menge an Daten und an der gleichen Adresse und dem gleichen Versatz wie die ein oder mehr Slave-Vorrichtungen (310) an dem zweiten seriellen Zweidrahtbus (308) speichert.
Verfahren (500) zum Übertragen von Daten zwischen einer ersten Vorrichtung (310) an einem ersten seriellen Zweidrahtbus (308) und einer zweiten Vorrichtung (302) an einem zweiten seriellen Zweidrahtbus (304), wobei das Verfahren (500) folgende Schritte aufweist: Empfangen (506) von Daten von der ersten Vorrichtung (310) an dem ersten Bus (308); Speichern (508) der Daten in einem Emulationsspeicher (314) in einer Digitalzustandsmaschine (306); Extrahieren (608) der Daten aus dem Emulationsspeicher (314), um dieselben zu der zweiten Vorrichtung (302) an dem zweiten Bus (304) zu senden; und Senden (610) der Daten zu der zweiten Vorrichtung (302) an den zweiten Bus (304).
Verfahren gemäß Anspruch 12, bei dem die erste Vorrichtung eine Master-Vorrichtung (302) ist, der Bus ein serieller Hostzweidrahtbus (304) ist, die zweite Vorrichtung eine Slave-Vorrichtung (310) ist, und der zweite serielle Zweidrahtbus ein verketteter serieller Zweidrahtbus (308) ist, der mit dem seriellen Hostzweidrahtbus (304) verkettet ist.
Verfahren gemäß Anspruch 13, bei dem das Empfangen von Daten ferner folgende Schritte aufweist: Empfangen eines START-Zustands; Empfangen einer Adresse für die zweite Vorrichtung; Empfangen eines SCHREIB-Signals; Senden eines Bestätigungssignals von einer Zweidrahtseriellslavekomponente (312) in der Digitalzustandsmaschine (306), die mit der Master-Vorrichtung (302) an dem seriellen Hostzweidrahtbus (304) gekoppelt ist; Empfangen von ein oder mehr Datenwörtern an der Zweidrahtseriellslavekomponente (312); und Empfangen eines STOPP-Zustands.
Verfahren gemäß Anspruch 13 oder 14, bei dem das Senden von Daten ferner folgende Schritte aufweist: Ausgeben eines START-Zustands von einer Zweidrahtseriellmasterkomponente (316) in der Digitalzustandsmaschine (306); Senden einer Adresse für die Slave-Vorrichtung (310); Senden eines SCHREIB-Signals; Empfangen eines Bestätigungssignals; Senden von ein oder mehr Datenwörtern von der Zweidrahtseriellmasterkomponente (316) zu der Slave-Vorrichtung (310); und Ausgeben eines STOPP-Zustands.
Verfahren gemäß Anspruch 12, bei dem die erste Vorrichtung eine Slave-Vorrichtung (310) ist, der erste Bus ein verketteter serieller Zweidrahtbus (308) ist, die zweite Vorrichtung eine Master-Vorrichtung (302) ist, und der zweite serielle Zweidrahtbus ein serieller Hostzweidrahtbus (304) ist, wobei der verkettete serielle Zweidrahtbus (308) mit dem seriellen Hostzweidrahtbus (304) verkettet ist.
Verfahren gemäß Anspruch 16, bei dem Daten periodisch von den ein oder mehr Slave-Vorrichtungen (310) empfangen werden und in dem Emulationsspeicher (314) gespeichert werden.
Verfahren gemäß Anspruch 16 oder 17, bei dem das Empfangen von Daten ferner folgende Schritte aufweist: Ausgeben eines START-Zustands von einer Zweidrahtseriellmasterkomponente (316) in der Digitalzustandsmaschine (306); Senden einer Adresse für die Slave-Vorrichtung (310); Senden eines LESE-Signals; Empfangen eines Bestätigungssignals; Empfangen von ein oder mehr Datenwörtern an der Zweidrahtseriellmasterkomponente (316) von der Slave-Vorrichtung (310); und Ausgeben eines STOPP-Zustands.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 16 bis 18, bei dem das Senden von Daten ferner folgende Schritte aufweist: Empfangen eines START-Zustands an einer Zweidrahtseriellslavekomponente (312), die mit der Master-Vorrichtung (302) gekoppelt ist; Empfangen einer Adresse für die Slave-Vorrichtung (310); Empfangen eines LESE-Signals; Senden eines Bestätigungssignals von der Zweidrahtseriellslavekomponente (312); Senden von ein oder mehr Datenwörtern von der Zweidrahtseriellslavekomponente (312) zu der Master-Vorrichtung (302); und Empfangen eines STOPP-Zustands.