DE102007019049A1 - Kommunikationsverfahren - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kommunikation zwischen modularen Einrichtungen der Mess-, Steuer- und Regeltechnik. Es wird vorgeschlagen, die kommunikationstragende Busphysik und das Protokoll des USB zur Datenübertragung zwischen Modulen (3) zu verwenden.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kommunikation zwischen modularen Einrichtungen der Mess-, Steuer- und Regeltechnik gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.
• Aus der DE 42 38 957 ist eine modulare Einrichtung bekannt, deren Module zur Kommunikation durch eine Mehrzahl parallelgeführter serieller Lateralbusse miteinander verbunden sind, die als CAN-Busse ausgeführt sind.
• Die fortschreitende Entwicklung von Einrichtungen der Mess-, Steuer- und Regeltechnik hat insbesondere durch verbesserte Überwachungs- und Diagnosefunktionen zu wachsenden Datenvolumina geführt, deren Transport und Übermittlung in angemessenen Zeitrahmen auch mehrfache Busauslegungen überfordert und dabei zu einem hohen materiellen Aufwand führt.
• Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Kommunikation zwischen modularen Einrichtungen der Mess-, Steuer- und Regeltechnik anzugeben, das einen hohen Datendurchsatz bei geringem materiellen Aufwand erlaubt.
• Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den rückbezogenen Ansprüchen angegeben.
• Die Erfindung geht aus von einer modularen Einrichtung der Mess-, Steuer- und Regeltechnik, deren Module zur Kommunikation mit seriellen Bussen miteinander verbunden sind.
• Erfindungsgemäß wird für die kommunikationstragende Busphysik und das Protokoll dieser seriellen Busse der für sich bekannte Universal Serial Bus (USB) verwendet. Dazu gehört insbesondere die differentielle Übertragung der Daten über ein Adernpaar und die Punkt-zu-Punkt-Verbindung zwischen jeweils zwei Modulen.
• Für den Betrieb des USB sind einschlägige Kommunikationsschaltkreise handelsüblich. Im Ergebnis der weiten Verbreitung des USB im Bereich der Personalcomputer werden diese Kommunikationsschaltkreise in großen Stückzahlen gefertigt und sind daher vergleichsweise kostengünstig gegenüber Kommunikationsschaltkreisen anderer Bussysteme mit geringerer Verbreitung. Darüber hinaus sind die Software-Treiber zum Betrieb der Kommunikationsschaltkreise unter verschiedenen Betriebssystemen verfügbar. Vorteilhafterweise ist dadurch der Aufwand zur Implementierung der Kommunikationsmittel gering.
• Seit der Spezifikation des USB in der Version 2.0 beträgt die Datenrate auf dem Bus bis zu 480 MBit/s. Durch die Punkt-zu-Punkt-Verbindung zwischen jeweils zwei Modulen ist diese Datenrate auch tatsächlich nutzbar, da Kollisionen durch andere sendewillige Teilnehmer an demselben Bus im Master-Slave-Betrieb ausgeschlossen sind. Dabei sind Maßnahmen zur Adressierung der Teilnehmer und Kollisionsauflösung verzichtbar.
• Weiterere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachstehend im Rahmen von Ausführungsbeispielen aufgezeigt. Die dazu erforderlichen Zeichnungen zeigen:
• 1 eine Prinzipdarstellung einer modularen Einrichtung mit einem Koppelelement in einem Modul
• 2 eine Prinzipdarstellung einer modularen Einrichtung mit einem infrastruturellen Koppelelement
• 3 eine Prinzipdarstellung einer modularen Einrichtung mit durch eine Zweidrahtleitung verbundenen Modulen
• In einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist gemäß 1 vorgesehen, dass der USB auf einem Leiterpaar 1 auf einer Rückverdrahtungsleiterplatte 2 verwendet wird. Eine solche Rückverdrahtungsleiterplatte 2 ist vorgesehen und geeignet zur kommunikativen Verbindung einer Mehrzahl von Modulen 3 einer Einrichtung der Mess-, Steuer- und Regeltechnik. Dabei sind die Module 3 jeweils paarweise durch eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung miteinander verbunden. Dazu weist jedes Modul 3 mindestens eine Schnittstelle zum Anschluß eines den USB führenden Leiterpaares 1 auf.
• Darüber hinaus ist ein Koppelelement 4 zur Verbindung aller Punkt-zu-Punkt-Verbindung vorgesehen. Diese Koppelelement 4 weist eine Mehrzahl von Schnittstellen zum Anschluß von den USB führenden Leiterpaaren 1 auf, die miteinander verbindbar sind. Es kann vorgesehen sein, dass dieses Koppelelement 4 gemäß der Darstellung in 1 ein Bestandteil eines Moduls 3 ist.
• Alternativ kann gemäß der Darstellung in 2 unter Verwendung gleicher Bezugszeichen für gleiche Mittel vorgesehen sein, dass dieses Koppelelement 4 auf der Rückverdrahtungsleiterplatte 2 angeordnet ist.
• Vorteilhafterweise resultiert aus der Parallelität mehrerer miteinander verknüpfter Punkt-zu-Punkt-Verbindungen insgesamt ein höherer Datendurchsatz über das Bussystem als über einen einzelnen Bus.
• In einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ist gemäß der Darstellung in 3 vorgesehen, dass der USB auf einer Zweidrahtleitung 5 zwischen den Modulen 3 der modularen Einrichtungen verwendet wird. Dabei ist ein erstes, abgesetztes Modul 3 über eine Zweidrahtleitung 5 mit einem zweiten Modul 3 verbunden, auf der das USB-Signal übertragen wird. Vorteilhafterweise erlaubt das USB-Protokoll das Tennen und Verbinden der beiden Kommunikationsteilnehmer 3 während des laufenden Betriebes.

1

Leiterpaar

2

Rückverdrahtungsleoterplatte

3

Modul

4

Koppelelement

5

Zweidrahtleitung

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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• Zitierte Patentliteratur
• - DE 4238957 [0002]

Claims (3)

1. Verfahren zur Kommunikation zwischen modularen Einrichtungen der Mess-, Steuer- und Regeltechnik dadurch gekennzeichnet, dass die kommunikationstragende Busphysik und das Protokoll des USB zur Datenübertragung verwendet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der USB auf einem Leiterpaar (1) auf einer Rückverdrahtungsleiterplatte (2) verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der USB auf einer Zweidrahtleitung (5) zwischen den Modulen (3) der modularen Einrichtungen verwendet wird.