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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Analyse eines synchronisierten
Datenverkehrs eines Paket- und adressorientierten Datennetzes mit
einer Vielzahl Daten erzeugender und/oder Daten empfangender Netzwerkteilnehmern,
welche jeweils über
individuellen Netzwerkadressen ansprechbar sind, wobei das Datennetz
sich anhand von Empfangszeitpunkten empfangener Datenpakete und
bekannter Übermittlungs-
und Verarbeitungszeiten synchronisiert und die Datenaussendungen
synchron zum Datenverkehr erfolgen.
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Des
Weiteren betrifft die Erfindung ein Netzwerk zur Daten- und Signalübertragung
mit mehreren untereinander verbundenen Netzwerkteilnehmern, welche
jeweils unterschiedliche Netzwerkadressen aufweisen, wobei jeder
Netzwerkteilnehmer Sende- und
Empfangsmodule aufweist, in denen über das Datennetz zu sendende
Datenpakete erzeugt und empfangene Datenpakete verarbeitet werden,
und die Sende- und Empfangsmodule Synchronisationsmodule aufweisen,
die die Netzwerkteilnehmer anhand von Empfangszeitpunkten empfangener
Zellen und bekannter Übermittlungs-
und Verarbeitungszeiten gegenseitig synchronisieren, wobei die Sendemodule
derart ausgebildet sind, dass sie die Datenpakete synchron im Datennetz übertragen.
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Das
oben beschriebene Netzwerk ist allgemein bekannt. Insbesondere wird
auf die Patentschrift
DE
10 2005 008 503 B3 der Anmelderin hingewiesen. Diese Patentschrift
offenbart ein Netzwerk für
Daten- und Signalübertragung,
das mehrere Endgeräte
sowie eine oder mehrere Vermittlungsstationen als Netzwerkkomponenten
umfasst, bei dem die Netzwerkkomponenten Sende- und Empfangsmodule
aufweisen, die Sendemodule die zu ü bertragenden Daten und digitalisierte
Signale in Zeilen zusammengefasst versenden, wobei die Zeilen mit
einem Kopfbereich erzeugt werden, in den eine Verbindungsinformation über zumindest
ein Übertragungs-
oder Weiterleitungsziel der Daten aufgenommen wird, die Netzwerkkomponenten
Synchronisationsmodule aufweisen, die die Netzwerkkomponenten anhand von
Empfangszeitpunkten empfangener Zeilen und bekannter Übermittlungs-
und Verarbeitungszeiten gegenseitig synchronisieren, und die Sendemodule derart
ausgebildet sind, dass sie die Zeilen synchron über die eine oder mehreren
Vermittlungsstationen übertragen.
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Des
Weiteren sind allgemein Diagnosewerkzeuge für den Datenverkehr in Netzwerken
bekannt. Diese Diagnosewerkzeuge werden in der Regel über spezielle
Adapter, der die Datenaufzeichnung vornimmt und die Ergebnisse an
einem PC ausgibt, an das Netzwerk angeschlossen. Solche Diagnosewerkzeuge
sind allerdings nicht über
das Netzwerk hinweg einsetzbar, beziehungsweise können nicht über das
Netzwerk hinweg gesteuert und programmiert werden, weil sie einen
speziellen Zugangsmechanismus zu den dort enthaltenen frei programmierbaren
Schaltungen und eine spezielle Software zu dessen Nutzung voraussetzen.
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Außerdem besteht
ein wesentliches Problem dieser bekannten Diagnosewerkzeuge darin,
dass sie zu einem veränderten
zeitlichen Verhalten der betrachteten Netzwerkteilnehmer führen, sobald
die interessierenden Datenströme
aufgezeichnet und analysiert werden. Aufgrund dieses veränderten
Zeitverhaltens ergeben sich zusätzlich
bei zeitsynchronisierten Netzwerken große Probleme mit dem Timing
innerhalb des Netzwerkes.
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Aus
der
US 2006/0114831
A1 ist ein Netzwerkgerät
für Paketdatennetze
bekannt. Zur Analyse des Datenverkehrs werden die übertragenen
Daten beobachtet, indem diese Daten zu einem anderen Port gespiegelt
werden, ohne dass dadurch der Datenverkehr beeinträchtigt wird.
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Es
ist daher Aufgabe, der Erfindung ein Verfahren zur Analyse eines
synchronisierten Datenverkehrs eines Paket- und adressorientierten
Datennetzes und ein Netzwerk zur synchronisierten Daten- und Signalübertragung
mit mehreren untereinander verbundenen Netzwerkteilnehmern zu finden,
welche es ermögli chen,
eine Datenflussanalyse vorzunehmen, ohne den synchronisierten Datenverkehr
zu stören,
wobei es möglich
sein sollte, aus den analysierten Daten das Timing des Datenverkehrs
an den jeweiligen Netzwerkteilnehmern zu rekonstruieren.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen
der Erfindung sind Gegenstand untergeordneter Ansprüche.
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Die
Erfinder haben erkannt, dass es in einem zeitsynchronisierten Datennetz
möglich
ist, alle oder zumindest mehrere Netzwerkteilnehmer mit einem integrierten
Diagnosetool auszustatten, welches, beispielsweise mit Hilfe eines
Dualport-Rams, parallel zu
den ein- und ausgehenden Daten beziehungsweise digitalen Signalen
diese in einem Speicher der Reihe nach ablegt, ohne dass der eigentliche
Datenverkehr über
die Datenschnittstelle des jeweiligen Netzwerkteilnehmers beeinflusst
werden würde. Beim
Eintreten eines beliebigen vorbestimmten oder jeweils konfigurierbaren
Triggerereignisses kann dafür
gesorgt werden, dass die bis zu diesem Zeitpunkt gespeicherten Mitschnitten
des Datenverkehr, eingefroren werden, um später entweder auf besondere Anforderung
oder automatisch von einer anderen Netzwerkadresse im Datennetz
ausgelesen zu werden. Beim Eintreten dieses Triggerereignisses werden
alle im Netzwerk aktiven Analyzer über das Netzwerk gestoppt,
so dass deren Spiegelspeicher Daten des gleichen Zeitabschnittes
aber an verschiedenen Punkten des Netzwerkes enthalten.
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Wenn
es sich bei dem verwendeten Datennetz um ein zeitsynchronisiertes
Datennetz, wie es beispielsweise in der Patentschrift
DE 10 2005 008 503 B3 beschrieben
ist, handelt, liegt eine genaue Kenntnis über das Timing der zu sendenden
beziehungsweise der zu empfangenden Datensätze der jeweiligen Netzwerkteilnehmer
vor. Außerdem
werden die im Spiegelspeicher abgelegten Daten mit einem Zeitstempel
versehen. Diese Zeitstempel sind innerhalb des kompletten Netzwerkes
syn chron. Anhand der übermittelten
Speicherinhalte des Spiegelspeichers des Diagnosetools, in dem die
Datensätze parallel
zwischengespeichert wurden, ist das Timing rekonstruierbar. Auf
diese Weise ist es möglich,
den gesamten Datenverkehr eines Datennetzes zentral zu analysieren
und mögliche
Fehler in der Datenübertragung
zu erkennen.
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Der
Analyzer besteht aus einer Triggereinheit und einem Spiegelspeicher.
Zusätzlich
kann ein Datenfilter verwendet werden, der es erlaubt, alle Daten
oder nur Daten mit einem bestimmten Merkmal, z. B. Informationen
im Header des übertragenen
Datenpaketes, in den nachfolgenden Spiegelspeicher zu schreiben.
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Die
Triggereinheit ist konfigurierbar, d. h. sie kann auf bestimmte
Merkmale in den aufgezeichneten Daten, z. B. größer/kleiner/gleich einem bestimmten
Wert, triggern. Sowohl der Filter als auch die Triggereinheit können über das
Datennetz selbst konfigurierbar ausgebildet sein.
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Besonders
günstig
ist es hierbei, wenn das Diagnosemodul in einem sogenannten "Field programmabel
Gate Array" (FPGA)
implementiert ist. Dabei ist es auch möglich, durch eine entsprechende Fernsteuerung
diese FPGAs zu programmieren und neben den bereits konfigurierbaren
weitere beliebige Triggerereignisse vorzubestimmen, an denen das Einfrieren
der zwischengespeicherten Daten stattfindet.
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Entsprechend
diesem Grundgedanken schlagen die Erfinder einerseits ein Verfahren
zur Analyse eines synchronisierten Datenverkehrs und andererseits
ein entsprechendes Netzwerk zur Durchführung dieses Verfahrens vor.
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Erfindungsgemäß wird also
ein Verfahren zur Analyse eines synchronisierten Datenverkehrs eines
Paket- und adressorientierten Datennetzes mit einer Vielzahl Daten
erzeugender und/oder Daten empfangender Netzwerkteilnehmern, jeweils
mit individuellen Netzwerkadressen, wobei das Datennetz sich anhand
von Empfangszeitpunkten empfangener Datenpakete und bekannter Übermittlungs-
und Verarbeitungszeiten synchronisiert und die Datenaussendungen
synchron zum Datenverkehr erfolgen, vorgeschlagen, wobei mindestens
ein Netzwerkteilnehmer von ihm über
das Datennetz gesendete Datenpakete parallel zur Datenaussendung
und/oder von ihm empfangene Datenpakete parallel zur internen Datenverarbeitung
in mindestens einem elektronischen Speicherbaustein (= Spiegelspeicher)
niederlegt, beim Eintreten eines Triggerereignisses der mindestens
eine Netzwerkteilnehmer seinen Spiegelspeicher einfriert, und alle
in den Spiegelspeichern eingefrorenen Daten über das Netzwerk zur Auswertung
zur Verfügung
stellt, während
der synchronisierte Datenverkehr unbeeinflusst bleibt.
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Besonders
vorteilhaft ist es hierbei natürlich, wenn
nicht nur ein Teil der Netzwerkteilnehmer, sondern möglichst
alle Netzwerkteilnehmer ihren Datenverkehr parallel mitspeichern,
so dass beim Eintreten des entsprechenden Triggerereignisses auch
tatsächlich
der gesamte Netzverkehr ausgelesen werden kann.
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Die
Zurverfügungstellung
der eingefrorenen Daten des Spiegelspeichers kann beispielsweise
dadurch erfolgen, dass die eingefrorenen Daten von jedem der mindestens
zwei Netzwerkteilnehmer gezielt abgerufen werden können oder
es besteht auch die Möglichkeit,
dass jeder der mindestens zwei Netzwerkteilnehmer selbständig oder
auf Anforderung den Inhalt seines Spiegelspeichers an eine bestimmte
Netzwerkadresse im Datennetz übersendet. Eine
solche Netzwerkadresse kann beispielsweise mit der Anforderung übertragen
werden oder es kann auch eine vorbestimmte fest eingegebene Netzwerkadresse
hierzu verwendet werden. Es ist dabei selbstverständlich,
dass der Begriff „Netzwerkadresse" für ein entsprechendes
Gerät zu
verwenden ist, das eine bestimmte Netzwerkadresse im Datennetz aufweist.
Besteht eine Verbindung des hier beschriebenen Datennetzes mit einem
externen Datennetz, beispielsweise ei nem Internet oder einem Intranet, so
kann die Netzwerkadresse, an die die Daten übermittelt werden, auch auf
einem weiter entfernten Datenverarbeitungsgerät, gegebenenfalls sogar im
Internet, liegen. Hierdurch wird beispielsweise eine problemlose
Ferndiagnose komplexer Systeme möglich.
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Das
Einfrieren des Spiegelspeichers kann dadurch geschehen, dass keine
neuen Daten mehr in den Spiegelspeicher eingeschrieben werden und
die vorhandenen Daten zumindest bis zur Übertragung unverändert bleiben.
Selbstverständlich
besteht auch die Möglichkeit,
nach einer Übertragung
die Daten gezielt oder durch einen externen Befehl oder automatisch
durch einen internen Ablauf zu löschen.
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In
diesem Zusammenhang sei auch erwähnt, dass
der Spiegelspeicher vorteilhaft derart aufgebaut ist, dass jeweils
die jüngsten
Daten, die eingegeben werden, im Speicher erhalten bleiben, während bei Erreichen
einer bestimmten Datenmenge die ältesten
Daten verworfen werden. Auf diese Weise kommt kein Datenüberlauf
im Spiegelspeicher zustande und es werden jeweils beim Eintreten
des Triggerereignisses die aktuellsten Daten, also der zuletzt stattgefundene
Datenverkehr, übertragen.
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Weiterhin
ist es vorteilhaft, wenn die in den Spiegelspeichern gespeicherten
Daten jeweils Zeitstempel erhalten, die im gesamten Netz synchron sind.
Hierdurch erhalten die gespeicherten Daten eine eindeutige zeitliche
Zuordnung, die eine spätere Auswertung
wesentlich erleichtert.
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Außerdem kann
in besonders vorteilhafter Weise dem Spiegelspeicher ein Filter
vorangestellt sein, der entweder alle Daten mitschreibt oder nach einem
bestimmen Kriterium innerhalb eines Headers des betrachteten Datenpaketes,
z. B. nach der Verbindungsinformation, die Daten, die in den Spiegelspeicher
geschrieben werden, selektiert. Hierdurch wird erreicht, dass lediglich
als relevant eingestufte Daten gespeichert werden und der Spiegelspeicher nicht
mit unwesentlichen Daten überfüllt wird.
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Als
Netzwerkteilnehmer können
beliebige elektronische Endgeräte,
die eine Datenquelle und/oder Datensenke bilden, verwendet werden.
Betrachtet man beispielsweise die Anwendung in einem Computertomographiesystem,
so kann es sich hierbei beispielsweise um den Generator und Strahler des
Systems handeln, die Signale ihres Regelkreises mit Hilfe des Integrierten
Diagnosetools (IDT) jederzeit auslesen lassen. Besonders hilfreich
ist dies, wenn es zu Störeffekten
aufgrund von Hochspannungsspitzen im System kommt. Diese Hochspannungsspitzen
können
als Triggerbedingung für
das Anhalten der Spiegelspeicher verwendet werden, um auf diese
Weise die Vorgeschichte dieser Störung im gesamten System zu
analysieren.
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Insbesondere
können
als Netzwerkteilnehmer auch Vermittlungsstationen verwendet werden, die
Netzwerkknoten bedienen. Wird also beispielsweise ein sternförmiges Netz
verwendet, so kann eine solche Vermittlungsstation das Zentrum eines solchen
Sterns darstellen, so dass die Kommunikation zwischen den einzelnen
Netzwerkteilnehmern über
eine solche Vermittlungsstation, einen „Switch", abläuft.
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Weiterhin
kann zur parallelen Speicherung des ein-/ausgehenden Datenverkehrs
der Netzwerkteilnehmer ein Dualport-RAM-Speicher in Verbindung mit einem FPGA
(frei programmierbaren Gate Array) verwendet werden. Ein solcher
FPGA hat den Vorteil, dass beispielsweise von externer Stelle – bezüglich des
jeweiligen Netzwerkteilnehmers – neben den
bereits konfigurierbaren noch weitere unterschiedliche Triggerereignisse
programmiert werden können,
auf die das System mit einer Einfrierung der Speicherinhalte anspricht.
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Außerdem kann
beispielsweise hierdurch erreicht werden, dass beim Eintreten eines
bestimmten Ereignisses die Daten des Spiegelspeichers an eine bestimmte
Netzwerkadresse und beim Eintreten eines anderen Triggerereignisses
die Daten des Spiegelspeichers an eine andere Netzwerkadresse geschickt
werden. Möglich
ist auch das FPGA derart zu programmieren, dass das Triggerereignis
aus dem Zusammentreffen mehrerer Einzelereignisse in einem bestimmten
Zeitrahmen besteht. Hierbei sind die diversesten logischen Verknüpfungen
und Angaben möglich.
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Vorteilhaft
ist es weiterhin, wenn auch die im Netzwerk befindlichen Vermittlungsstellen
als Netzwerkteilnehmer behandelt werden und deren Datenströme entsprechend
einem Netzwerkteilnehmer parallel protokolliert und behandelt werden.
Hierbei ist es sinnvoll, wenn eine Vermittlungsstelle eine Vielzahl
von Dateneingängen
und -ausgängen
besitzt, dass für
mindestens einen, besser jedoch jeden Dateneingang und Datenausgang
ein entsprechender Spiegelspeicher zur Verfügung steht, so dass beim Auslesen
der entsprechenden Spiegelspeicher im Nachhinein eindeutig feststellbar
ist, über
welche Datenschnittstelle die gespeicherten Daten vermittelt wurden.
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Grundsätzlich ist
das oben beschriebene Verfahren für eine Vielzahl von Anwendungen
möglich,
jedoch ist es besonders vorteilhaft, dieses Verfahren für den Daten-
und/oder Signalaustausch innerhalb eines tomographischen Systems,
vorzugsweise eines Computertomographiesystems, zwischen einzelnen
vernetzten Komponenten zu verwenden.
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Entsprechend
dem oben beschriebenen Verfahren schlagen die Erfinder auch die
Verbesserung eines Netzwerkes zur Daten- und Signalübertragung mit mehreren untereinander
verbundenen Netzwerkteilnehmern vor, welche jeweils unterschiedliche Netzwerkadressen
aufweisen, wobei jeder Netzwerkteilnehmer Sende- und Empfangsmodule
aufweist, in denen über
das Datennetz zu sendende Datenpakete erzeugt und empfangene Datenpakete
verarbeitet werden, weiterhin die Sende- und Empfangsmodule Synchronisationsmodule
aufweisen, die die Netzwerkteilnehmer anhand von Empfangszeitpunkten empfangener
Zellen und bekannter Übermittlungs- und
Verarbeitungszeiten gegenseitig synchronisieren, und die Sendemodule
derart ausgebildet sind, dass sie die Datenpakete synchron im Datennetz übertragen.
Die erfindungsgemäße Weiterbildung dieses
Netzwerks besteht darin, dass mindestens ein Netzwerkteilnehmer über jeweils
mindestens einen elektronischen Speicherbaustein (= Spiegelspeicher) verfügt, welcher
parallel mit einem Dateneingang und -ausgang verbunden ist, wobei
zumindest ein Teil der über
das Datennetz ausgehenden und eingehenden Datenpakete parallel zur
Weiterverarbeitung im Spiegelspeicher niederlegt werden, ein Mittel
zur Erkennung eines Triggerereignisses vorgesehen ist, welches im
Fall des positiven Erkennens des Triggerereignisses den Spiegelspeicher
einfriert, und ein Mittel zum Übertragen
der in den Spiegelspeichern eingefrorenen Daten über das Netzwerk vorgesehen
ist, welches den synchronisierten Datenverkehr unbeeinflusst lässt.
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Günstig ist
es hierbei, wenn der mindestens eine Netzwerkteilnehmer zum Datenverkehr
jeweils einen Dualport-RAM-Speicher
aufweisen, mit welchem die ein- und ausgehenden Daten parallel zum Datenverkehr
in dem Spiegelspeicher abgelegt werden.
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Vorteilhaft
ist weiterhin, wenn zumindest ein Teil der Netzwerkteilnehmer elektronische
Endgeräte sind,
die eine Datenquelle und/oder Datensenke bilden.
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Weiterhin
kann mindestens eine Vermittlungsstelle (= Switch) für den Datenverkehr
in der Netzstruktur vorgesehen werden.
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Weiterhin
ist es besonders günstig,
wenn beim Vorhandensein einer solchen Vermittlungsstelle mindestens
eine Vermittlungsstelle für
mindestens einen Dateneingang/-ausgang über mindestens einen elektronischen
Speicherbaustein (= Spiegelspeicher) verfügt, welcher parallel mit einem
Dateneingang und -ausgang verbunden ist, wobei zumindest ein Teil
der über
das Datennetz ausgehenden und eingehenden Datenpake te parallel zur
Weiterverarbeitung im Spiegelspeicher niederlegt werden, diese mindestens
eine Vermittlungsstelle ein Mittel zur Erkennung eines Triggerereignisses
aufweist, welches im Fall des positiven Erkennens des Triggerereignisses
den Spiegelspeicher einfriert, und ein Mittel zum Übertragen
der in den Spiegelspeichern eingefrorenen Daten über das Netzwerk vorgesehen
ist, welches den synchronisierten Datenverkehr unbeeinflusst lässt.
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Diese
Vermittlungsstelle kann an mindesten einem Dateneingang/-ausgang
einen Dualport-RAM-Speicher aufweisen, mit welchem die ein- und
ausgehenden Daten parallel zum Datenverkehr in einem Spiegelspeicher
abgelegt werden, ohne hierbei den eigentlichen Datenverkehr zu stören.
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Zur
Entlastung des Spiegelspeichers kann auch ein Filter vorgesehen
werden, der die im Spiegelspeicher zu speichernden Daten vorselektiert.
Ein solcher Filter kann über
das Netz konfigurierbar oder auch frei programmierbar ausgestaltet
werden.
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Das
Mittel zur Erkennung eines Triggerereignisses kann beispielsweise
ein FPGA (= frei programmierbares Gate Array) darstellen oder zumindest
enthalten.
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Im
folgenden wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles
mit Hilfe der Figuren näher
beschrieben, wobei nur die zum Verständnis der Erfindung notwendigen
Merkmale dargestellt sind. Hierbei werden die folgenden Bezugszeichen
verwendet: 1: Datennetz eines CTs; 2.1–2.4: stationäre Netzwerkendkomponenten; 2.5–2.9:
rotierende Netzwerkendkomponenten; 2.x: beliebige Netzwerkendkomponente; 2.x.1:
Applikation einer Netzwerkendkomponente; 2.x.2: Transportschicht; 2.x.3:
Dualport-RAM; 2.x.4: IDT-Backend; 2.x.5: Spiegelspeicher; 2.x.6:
Konfigurator; 3: Netzleitungen des synchronisierten Datennetzes; 4.1:
Switch im stationären
Teil des CT; 4.2: Switch im rotierenden Teil des CT; 5:
Slipring; 6: Ethernetverbindung; 7: Hostcomputer; 7.1:
IDT-Frontend; 11: CT-System; 12: erste Röntgenröhre; 13:
erster Detektor; 14: zweite Röntgenröhre; 15: zweiter Detektor; 16:
Gantrygehäuse; 17:
Patient; 18: steuerbarer Patiententisch; 19: Systemachse/Rotationsachse
der Gantry.
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Es
zeigen im Einzelnen:
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1:
Schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Netzwerks;
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2:
Schematische Darstellung des Aufbaus eines Netzwerkteilnehmers;
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3:
Röntgen-Computer-Tomographiesystem
mit integriertem erfindungsgemäßen Netzwerk.
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Die 1 zeigt
eine tomographische Übersichtsdarstellung
eines erfindungsgemäßen Datennetzes 1,
hier am Beispiel eines Datennetzes eines Computertomographie-Systems.
Das Datennetz 1 besteht aus insgesamt zehn Netzwerkendkomponenten 2.1 bis 2.10,
wobei neun Netzwerkendkomponenten direkt mit dem zeitlich synchronisierten Netzwerk
im CT-System verbunden sind, während zusätzlich ein
Hostcomputer 7 über
ein Ethernet 6 mit der Netzwerkendkomponente 2.1,
die hier als Gateway für
das eigentliche Datennetz fungiert, in Verbindung steht. Die Netzwerkendkomponenten 2.1 bis 2.4 stellen
beispielhaft die Netzwerkendkomponenten im stationären Bereich
des Computertomographie-Systems dar, während die Netzwerkendkomponenten 2.5 bis 2.9 ebenfalls
beispielhaft die Netzwerkendkomponenten im Bereich der rotierenden
Gantry repräsentieren.
Der explizite Aufbau der einzelnen Netzwerkendkomponenten wird später gezeigt.
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Die
einzelnen Netzwerkendkomponenten 2.1 bis 2.4 sind
mit einem Switch 4.1 in sternförmiger Tomographie verbunden.
Der Switch 4.1 ist über
einen Slipring 5 mit einem zweiten Switch 4.2 im
rotierenden Part verbunden, der wiederum die Netzwerkendkomponenten 2.5 bis 2.9 in
der Gantry versorgt. Die ein zelnen Netzwerkleitungen sind mit dem
Bezugszeichen 3 versehen.
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Bei
den einzelnen Netzwerkendkomponenten handelt es sich um eine sogenannte
Universal Master Stationary Komponente (= UMAS) 2.1, eine Receiverkomponente 2.2,
einen Generator im stationären
Teil 2.3 und die Patientenliege 2.4. Im rotierenden
Part sind angeordnet: die Universal Master Rotationary (= UMAR) 2.9,
die Steuerung der Röntgenröhren 2.8,
die Steuerung der Kollimatoren 2.7, der Generator im rotierenden
Teil 2.6 und das Detektormanagement-System der Detektoren
A und B 2.5.
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Von
dem über
die Ethernetverbindung 6 angeschlossenen Hostcomputer 7 ist
es mit Hilfe des dort installierten IDT-Frontends (= integriertes Diagnosetool
Frontend) 7.1, das heißt
einer auf dem PC integrierten Softwareapplikation, möglich die
IDT-Backends abzufragen, diese zu konfigurieren und die übermittelten
Speicherinhalte der Spiegelspeicher der IDT-Backends in den Netzwerkendkomponenten auszuwerten.
Durch die Konfiguration der IDT-Backends können die gewünschten
Triggerereignisse einprogrammiert werden, auf deren vorkommen hin die
Spiegelspeicher, wie zuvor beschrieben, eingefroren und an den Hostcomputer 7 ausgegeben
werden.
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Der
prinzipielle Aufbau der einzelnen Netzwerkendkomponenten ist in
der 2 dargestellt. Diese zeigt eine beliebige Netzwerkendkomponente 2.x,
die eine Applikation, also die eigentliche Anwendung der Netzwerkendkomponente,
enthält.
Darunter ist eine Transportschicht 2.x.2 angeordnet, die über einen
Dualport-RAM 2.x.3 verfügt.
Der Dualport-RAM 2.x.3 ist dafür zuständig einerseits als Datenschnittstelle
nach außen
der Netzwerkleitung 3 zu fungieren und gleichzeitig die
ein- und ausgehenden Datensignale
parallel an das IDT-Backend 2.x.4 weiterzugeben. Das IDT-Backend 2.x.4 besteht
aus einem Spiegelspeicher 2.x.5 und einem Konfigurator 2.x.6,
der in der Regel durch einen FPGA gebildet wird und beispielsweise durch
den Host 7 mit der dort ablaufenden IDT-Frontend-Applikation gesteuert werden
kann.
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Ergänzend kann
beispielsweise zwischen dem Dualport-RAM 2.x.3 und dem
Spiegelspeicher 2.x.5 auch ein zusätzliches Filter angebracht
werden, welches die im Spiegelspeicher 2.x.5 zu speichernden
Daten zunächst
nach vorgegebenen, konfigurierten oder bei Bedarf programmierten
Kriterien selektiert. Hierdurch lässt sich die Speicherkapazität des Spiegelspeichers
wesentlich effektiver Nutzen.
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Es
wird darauf hingewiesen, dass in den einzelnen Netzwerkendkomponenten
auch mehrere Analysatoren (IDT-Backend) 2.x.4 vorgesehen
werden können
ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die 3 zeigt
schließlich
eine 3D-Ansicht eines erfindungsgemäßen Röntgen-CT-Systems 11, bestehend
aus einem Gantrygehäuse 16 mit
der darin befindlichen rotierenden Gantry mit zwei Röntgenröhren 12, 14 und
den gegenüberliegenden
Detektorsystemen 13, 15, weiterhin der Patientenliege 18, welche
den Patienten 17 entlang der Systemachse 19, um
die die Gantry rotiert, durch eine Öffnung im Gantrygehäuse gesteuert
verschieben kann. Außerdem
ist ein Hostcomputer 7 dargestellt, mit einem schematisiert
gezeigten Speicherinhalt, in dem sich Programme Prg1 bis
Prgn befinden, wobei eines dieser Programme
auch das IDT-Frontend 7, welches zur Steuerung und Abfrage
der erfindungsgemäßen integrierten
Diagnosewerkzeuge in den einzelnen Netzwerkendkomponenten des CT-Systems 11 betreibt
und eine entsprechende Arbeitsoberfläche am Hostcomputer 7 zur
Verfügung
stellt.
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Insgesamt
wird mit der Erfindung also vorgeschlagen, ein synchrones Echtzeitnetzwerk
als Basis für
die Nutzung eines integrierten Diagnosetools (= IDT) zu nutzen.
Das IDT besteht dabei im Wesentlichen aus einem oder mehreren Spiegelspeichern, die
ohne zeitliche Beeinflussung des Systems den rea len Datenverkehr
in Echtzeit mitschreiben und bei Bedarf manuell oder durch Eintreten
eines Triggerereignisses vollkommen zeitsynchron im gesamten System
angehalten und ausgelesen werden können. Der Vorteil dieses Systems
besteht darin, dass die Diagnosedaten einen engen zeitlichen Zusammenhang
analysieren lassen, wie dies ohne zeitsynchrones System gar nicht,
und mit zeitsynchronem System aber ohne IDT nur begrenzt möglich wäre.
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Es
wird also ein IDT als integraler Bestandteil des Netzwerkteilnehmers – Endteilnehmer
oder Switch – betrieben.
Alle IDTs innerhalb dieses Netzwerkes sind über das Netzwerk selbst miteinander verbunden
und werden darüber
gesteuert, d. h. konfiguriert, gestartet und z. B. mittels Triggerereignis
in einem IDT gestoppt. Sie arbeiten somit, verteilt über das
ganze Netzwerk, synchron miteinander. Auf diese Weise kann der Datenverkehr
innerhalb des Netzwerks an beliebiger Stelle zeitgleich aufgezeichnet und
anschließend
analysiert werden.
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Es
versteht sich, dass die vorstehend genannten Merkmale der Erfindung
nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen
Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen
der Erfindung zu verlassen.