DE102007049044A1 - Data exchange device i.e. communication structure, for e.g. application specific integrated circuit, has function modules for processing interface-related functions, and master unit including number of signal inputs - Google Patents

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Abstract

The device i.e. communication structure (1), has function modules (4.1-4.n) for processing interface-related functions e.g. diagnosing function, such that the structure is formed as a part of an integrated circuit or as the integrated circuit. A master unit (2) and a number of module specific or module oriented node units (3.1-3.n) are provided corresponding to a number of the functional modules associated to the structure. The master unit includes a number of signal inputs (SI1-SIn) and request to send inputs (RQ1-RQn) corresponding to the number of the functional modules. An independent claim is also included for a method for exchange of data between function modules of an integrated circuit.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Datenaustausch zwischen mindestens zwei Funktionsmodulen einer integrierten Schaltung über eine Kommunikationsstruktur gemäß Patentanspruch 1 bzw. 15.The The invention relates to an apparatus and a method for data exchange between at least two functional modules of an integrated circuit a communication structure according to claim 1 or 15.

Heutige Steuergeräte, insbesondere für Fahrzeuge, umfassen Mikrocontroller, die neben den primären Steuerfunktionen auch Gatewayfunktionen (mit Gateway = Kommunikationsschnittstelle) des Steuergeräts und somit schnittstellenbezogene Funktionen, die zum Austausch von Daten benötigt werden, leisten. Die erforderlichen Kommunikationsstrukturen sind chipintern über ein Bussystem bzw. ein Master-Slave-System realisiert, was dazu führt, dass Mikrocontroller mit einer sehr großen Rechenleistung erforderlich sind, um eine Gatewayfunktion mit einer einigermaßen annehmbaren Performance bzw. Geschwindigkeit zu realisieren.today Control devices, in particular for vehicles, include Microcontroller, in addition to the primary control functions also gateway functions (with gateway = communication interface) the controller and thus interface-related functions, that are needed to exchange data. The required communication structures are on-chip over realized a bus system or a master-slave system, what to do that leads microcontroller with a very large Computing power is required to perform a gateway function with a reasonably acceptable performance or speed to realize.

Durch die steigende Anzahl von Steuergeräten und elektronischen Einheiten in Fahrzeugen nimmt der Daten- oder Nachrichtenaustausch und somit die Komplexität bestehender Kommunikationsnetze im Fahrzeug und demzufolge auch die Anforderungen an Kommunikationsschnittstellen (= Schnittstellen zwischen gleichen oder verschiedenen Bussystemen und/oder Funktionsmodulen (auch Gateway genannt)) zu. Üblicherweise ist die Kommunikationsschnittstelle zur Weiterleitung von Nachrichten von einem oder mehreren Bussystemen und/oder Funktionsmodulen zu anderen Bussystemen bzw. Funktionsmodulen als eine Steuereinheit ausgebildet, in welche im Allgemeinen Schnittstellenfunktionen, wie Protokollwandlungsfunktionen, Netzwerkmanagamentfunktionen, Diagnosefunktionen und/oder Routingfunktionen, wie Botschaftsroutingfunktionen, Signalroutingfunktionen, Signalextraktionsfunktionen, als Softwaremodule implementiert sind.By the increasing number of control devices and electronic Units in vehicles takes the data or message exchange and thus the complexity of existing communication networks in the vehicle and consequently also the requirements for communication interfaces (= Interfaces between the same or different bus systems and / or functional modules (also called gateway)). Usually is the communication interface for forwarding messages of one or more bus systems and / or functional modules other bus systems or functional modules as a control unit in which in general interface functions, such as log conversion functions, network management functions, Diagnostic functions and / or routing functions, such as message routing functions, Signal routing functions, signal extraction functions, as software modules are implemented.

Das heißt in heutigen Gateway-Systemen erfolgen somit Schnittstellenfunktionen wie Protokollwandlungen und Nachrichtenübertragungen rein Software-basiert. Ein solches Software-basiertes Gateway-System ist beispielsweise aus der DE 10 2004 033 781 A1 bekannt. Dabei sind in einer Steuereinheit Schnittstellenfunktionen implementiert, die frei konfigurierbar sind. Das dort offenbarte Gateway-System umfasst dabei eine der Anzahl der Datenbussysteme entsprechende Anzahl von Steuereinheiten (auch Gateway-Prozessoren genannt), wobei die Steuereinheiten und die Datenbussysteme auf Master-Slawe-Basis miteinander kommunizieren.In other words, in today's gateway systems, interface functions such as protocol conversions and message transmissions are purely software-based. Such a software-based gateway system is for example from DE 10 2004 033 781 A1 known. In this case, interface functions are implemented in a control unit, which are freely configurable. The gateway system disclosed therein comprises a number of control units (also referred to as gateway processors) corresponding to the number of data bus systems, the control units and the data bus systems communicating with each other on a master-slave basis.

Die aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen lassen einen gleichberechtigten Zugriff beispielsweise verschiedener über eine Kommunikationsstruktur verbundener Module auf die Kommunikationsstruktur nicht zu, was dazu führt, dass die Mikrocontroller mächtiger als eigentlich erforderlich ausgelegt werden müssen, um eine akzeptable Performance des Gateways zu erzielen.The Solutions known from the prior art leave one equal access, for example, various over a communication structure of connected modules on the communication structure not to, which makes the microcontroller more powerful must be interpreted as actually required to to achieve an acceptable performance of the gateway.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Datenaustausch zwischen Funktionsmodulen anzugeben, die eine einfache und schnelle interne Kommunikation zwischen Funktionsmodulen im internen Kommunikationsnetz ermöglicht.Of the Invention is therefore based on the object, a device for Specify data exchange between function modules that are a simple and fast internal communication between function modules in the internal communication network allows.

Die Aufgabe die Vorrichtung betreffend wird erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Das Verfahren betreffend wird die Aufgabe durch die im Patentanspruch 15 angegebenen Merkmale gelöst.The The task concerning the device according to the invention by solved specified in claim 1 features. The Concerning the method according to the task by the in claim 15 specified characteristics solved.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.advantageous Further developments of the invention are the subject of the dependent Claims.

Die Vorrichtung zum Datenaustausch zwischen mindestens zwei Funktionsmodulen einer integrierten Schaltung sieht vor, dass die Funktionsmodule über eine Kommunikationsstruktur zur Abarbeitung von schnittstellenbezogenen Funktionen zwischen den Funktionsmodulen koppelbar sind, wobei die Kommunikationsstruktur Teil der integrierten Schaltung oder selbst als eine integrierte Schaltung ausgebildet ist.The Device for data exchange between at least two functional modules an integrated circuit provides that the function modules over a communication structure for the processing of interface-related Functions between the function modules can be coupled, wherein the Communication structure is part of the integrated circuit or itself is formed as an integrated circuit.

Was die Kommunikationsstruktur angeht, so sind demzufolge zwei Ausführungen denkbar: Bei einer ersten Ausführung ist die Kommunikationsstruktur Teil der die Funktionsmodule umfassenden integrierten Schaltung. In diesem Fall ist die Kommunikationsstruktur als eigenständige Funktionseinheit innerhalb dieser integrierten Schaltung ausgebildet. Die Kommunikationsstruktur ist Teil der integrierten Schaltung und somit mit den zu der integrierten Schaltung gehörenden Funktionseinheiten und weiteren Komponenten auf einem gemeinsamen Chip untergebracht. Es handelt sich somit um eine chipinterne Kommunikationsstruktur. Bei einer zweiten Ausführung ist die Kommunikationsstruktur als eigenständige integrierte Schaltung ausgeführt. D. h. es handelt sich bei der Kommunikationsstruktur um einen eigenständigen Baustein, der von der die Funktionsmodule umfassenden integrierten Schaltung räumlich getrennt ist. Beiden Ausführungen ist allerdings gemein, dass die Kommunikationsstruktur als eine bauliche Einheit, die zumindest in einem Teilumfang als fest verdrahtete Logik ausgeführt ist, realisiert ist.What As far as the communication structure is concerned, therefore, there are two versions conceivable: In a first execution is the communication structure Part of the integrated circuit comprising the functional modules. In this case, the communication structure is independent Function unit formed within this integrated circuit. The Communication structure is part of the integrated circuit and thus with the functional units belonging to the integrated circuit and other components housed on a common chip. It is thus an on-chip communication structure. In a second embodiment, the communication structure is designed as a separate integrated circuit. Ie. the communication structure is an independent one A building block that comes from the built-in functional modules Circuit is spatially separated. Both versions is common, however, that the communication structure as a structural unit, which is at least partially wired as hardwired Logic executed is realized.

Unter der Kommunikationsstruktur im Sinne der Erfindung wird insbesondere eine chipinterne Kommunikationsstruktur verstanden, die als integrierte Schaltung in fest verdrahteter Logik ausgeführt ist. Werden entsprechende Funktionsmodule an diese Kommunikationsstruktur angeschlossen, dann umfasst die Kommunikationsstruktur Schnittstellenfunktionen, wie Protokollwandlungsfunktionen, Netzwerkmanagementfunktionen, Diagnosefunktionen und/oder Routingfunktionen, wie Botschaftsroutingfunktionen, Signalroutingfunktionen, Datensammelroutingfunktionen, Signalextraktionsfunktionen. Diese Funktionen sind vorzugsweise ebenfalls als integrierte Schaltungen in fest verdrahteter Logik ausgeführt.In the context of the invention, the communication structure is understood in particular to mean an on-chip communication structure that functions as an integrated circuit in hardwired logic leads is. When corresponding functional modules are connected to this communication structure, the communication structure includes interface functions such as protocol conversion functions, network management functions, diagnostic functions and / or routing functions such as message routing functions, signal routing functions, data collection routing functions, signal extraction functions. These functions are preferably also implemented as integrated circuits in hardwired logic.

Durch die Integration von bisherigen Software-basierten Routingfunktionen in konfigurierbare Hardwareeinheiten in fest verdrahteter Logik wird ein gleichberechtigter Zugriff beispielsweise verschiedener über eine Kommunikationsstruktur verbundener Module auf die Kommunikationsstruktur ermöglicht, was dazu führt, dass die Performance der Kommunikationsstruktur und gleichzeitig eines diese Kommunikationsstruktur umfassenden Gateways gesteigert wird und ebenso die Routinglatenzzeiten verringert werden.By the integration of previous software-based routing functions in configurable hardware units in hardwired logic becomes an equal access, for example, various over a communication structure of connected modules on the communication structure allows, which leads to the performance the communication structure and at the same time this communication structure comprehensive gateways and also the routing latency times be reduced.

Bevorzugt ist die Kommunikationsstruktur zumindest teilweise in fest verdrahteter Logik aufgebaut. Darüber hinaus ist die Kommunikationsstruktur als Teil einer programmierbaren integrierten Schaltung (FPGA = field programmable gate array), insbesondere als Teil einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (ASIC application specific integrated circuit) ausgebildet. Dies gilt sowohl für die Ausführung, bei der die Kommunikationsstruktur Teil der integrierten Schaltung ist, als auch für die Ausführung, bei der die Kommunikationsstruktur selbst als integrierte Schaltung ausgebildet ist. Derartige integrierte Schaltungen (FPGA bzw. ASIC) weisen Hardwareeinheiten, wie Flip Flops als Speicherzellen oder Register, Halbleiterbauelemente als Funktionsbausteine auf, die ihre Funktionen auch nach der Herstellung verändern können. Diese Speicherzellen und Halbleiterbauelemente sind untereinander frei konfigurierbar, wobei elektrisch leitende Verbindungen neu beschaltet werden, so dass diverse logische Schaltungen dadurch aufgebaut werden können.Prefers the communication structure is at least partially hardwired Logic built. In addition, the communication structure as Part of a programmable integrated circuit (FPGA = field programmable gate array), in particular as part of an application-specific integrated circuit (ASIC application specific integrated circuit) educated. This applies to both the execution, in which the communication structure is part of the integrated circuit is, as well as for the execution, at which the Communication structure itself designed as an integrated circuit is. Such integrated circuits (FPGA or ASIC) have hardware units, like flip flops as memory cells or registers, semiconductor devices as function modules that continue their functions even after production can change. These memory cells and semiconductor devices are freely configurable with each other, with electrically conductive Connections are reconnected so that various logic circuits can be built thereby.

Unter Funktionsmodule der integrierten übergeordneten Schaltung, die miteinander über die Kommunikationsstruktur verbunden werden sollen, werden insbesondere Module, wie Prozessoren, Speicher, externe Schnittstellenmodule, insbesondere Busmodule für einen CAN-Anschluss, LIN-Anschluss, FlexRay-Anschluss oder Ethernet-Anschluss, Bustransceiver, Buscontroller, Busmanagementeinheiten und/oder Module mit Kommunikationsfunktionen oder Schnittstellenfunktionen, z. B. Routingfunktionen, wie ein Routingmodul verstanden.Under Function modules of the integrated higher-level circuit, which are connected to each other via the communication structure modules, such as processors, memory, external interface modules, in particular bus modules for a CAN port, LIN port, FlexRay port or Ethernet port, Bus transceivers, bus controllers, bus management units and / or modules with communication functions or interface functions, eg B. routing functions, understood as a routing module.

Zweckmäßigerweise weist die Kommunikationsstruktur, bei der es sich bezogen auf die integrierte Schaltung um ein internes Kommunikationsnetzwerk handelt, eine Mastereinheit und einer der Anzahl der an die Kommunikationsstruktur angeschlossenen Funktionsmodule entsprechende Anzahl von Knoteneinheiten auf. Dabei ist über die Kommunikationsstruktur die Anzahl der anbindbaren Funktionsmodule frei wählbar, wobei alle Funktionsmodule bei der Kommunikation gleichberechtigt sind und eigenständig Nachrichten oder Daten empfangen und senden können.Conveniently, indicates the communication structure in relation to the integrated circuit is an internal communication network, a master unit and one of the number of the communication structure connected function modules corresponding number of node units on. The number is via the communication structure the attachable function modules freely selectable, with all Function modules in communication are equal and independently receive and send messages or data can.

Die Mastereinheit regelt den Zugriff der Funktionsmodule auf das interne Kommunikationsnetzwerk und umfasst zumindest einen Dekodierer, eine Steuereinheit und einen Multiplexer.The Master unit controls the access of the function modules to the internal one Communication network and includes at least one decoder, one Control unit and a multiplexer.

Die Umsetzung von Schnittstellenfunktionen, wie Netzwerkmanagementfunktionen, Diagnosefunktionen und/oder Protokollwandlungsfunktionen wird von den Knoteneinheiten wahrgenommen.The Implementation of interface functions, such as network management functions, Diagnostic functions and / or protocol conversion functions are provided by the node units perceived.

Darüber hinaus umfasst die Mastereinheit eine der Anzahl der Funktionsmodule entsprechende Anzahl von Signaleingängen und Sendeanforderungseingängen, wodurch Sendeanforderungen sowie zu übertragende Signale, welche als Signaleingänge der Mastereinheit zugeführt werden, aller Funktionsmodule parallel verarbeitet werden können. Dies ermöglicht eine einfache und schnelle parallele Bearbeitung und somit eine wesentlich bessere Kommunikationsleistung. Durch die Aufteilung von Koordinationsfunktionen auf eine Mastereinheit für alle Funktionsmodule und Schnittstellenfunktionen auf die Knoteneinheiten ist zudem eine Modularisierung ermöglicht.About that In addition, the master unit comprises one of the number of functional modules corresponding number of signal inputs and send request inputs, whereby transmission requests as well as signals to be transmitted, which supplied as signal inputs to the master unit all function modules can be processed in parallel. This enables easy and fast parallel processing and thus a much better communication performance. By the distribution of coordination functions on a master unit for all function modules and interface functions on the Node units is also a modularization allows.

In einer möglichen Ausführungsform umfasst die Mastereinheit darüber hinaus zumindest einen Sendezustandssammeleingang. Dabei ist der Sendezustandssammeleingang vorzugsweise anhand der Besetztsignale aller an der Mastereinheit angeschlossenen Funktionsmodule und/oder Knoteneinheiten gebildet. Hierdurch ist eine einfache Überwachung der Übertragung von Sende- und Empfangsvorgängen ermöglicht.In One possible embodiment comprises the master unit in addition, at least one transmit state collection input. In this case, the transmission state collection input is preferably based on the Busy signals of all function modules connected to the master unit and / or node units formed. This is a simple monitoring the transmission of transmission and reception allows.

Zweckmäßigerweise ist der jeweiligen Knoteneinheit eines der Funktionsmodule zugeordnet. Dabei ist die jeweilige modulspezifische Knoteneinheit Teil der integrierten Schaltung oder selbst als eine integrierte Schaltung ausgebildet, die zumindest einen Aktivitätsdetektor, eine modulbezogene Schnittstellensteuereinheit, einen Filter, ein oder mehrere Schnittstellenregister und einen Datenspeicher umfasst. Entsprechend den vorstehenden Ausführungen zu dem internen Kommunikationsnetzwerk sind auch bei der Knoteneinheit zwei Ausführungen denkbar, wobei erfindungsgemäß die Knoteneinheit als eigenständige Funktionseinheit innerhalb der integrierten Schaltung ausgebildet ist.The respective node unit is expediently assigned to one of the functional modules. In this case, the respective module-specific node unit is part of the integrated circuit or itself formed as an integrated circuit comprising at least one activity detector, a module-related interface control unit, a filter, one or more interface registers and a data memory. According to the above remarks on the internal communication network, two embodiments are also conceivable in the case of the node unit, wherein according to the invention the node unit is designed as an independent functional unit within the integrated circuit is formed.

Zweckmäßigerweise ist an das innere Kommunikationsnetz über mindestens eines der Funktionsmodule, insbesondere eines der Busmodule, ein externes Bussystem koppelbar. Dies ermöglicht in einfacher Art und Weise eine Erweiterung der integrierten Schaltung mit der Kommunikationsschnittstelle um weitere Steuer- und/oder Kommunikationsfunktionen über weitere direkt oder über einen Datenbus indirekt angebundene Funktionsmodule.Conveniently, is to the inner communication network via at least one the functional modules, in particular one of the bus modules, an external Bus system can be coupled. This allows in a simple way and Way an extension of the integrated circuit with the communication interface to further control and / or communication functions via further directly or via a data bus indirectly connected Functional modules.

Zweckmäßigerweise sind als externe Bussysteme einer oder mehrerer Datenbusse (z. B. ein CAN-Bus = Controller Area Network, Bussystem zur Vernetzung von Steuergeräten in Fahrzeugen oder LIN-Bus = local interconnect network, Bussystem zur Vernetzung von Sensoren und Aktoren) an das interne Kommunikationsnetzwerk bzw. die Kommunikationsstruktur koppelbar.Conveniently, are as external bus systems one or more data buses (eg. a CAN bus = Controller Area Network, bus system for networking from control units in vehicles or LIN bus = local interconnect network, bus system for networking sensors and actuators) to the internal communication network or the communication structure coupled.

Vorteilhafterweise ist die Kommunikationsstruktur zumindest teilweise in fest verdrahteter Logik aufgebaut. D. h. die Kommunikationsstruktur umfasst zum einen fest verdrahtete Logik und zum anderen konfigurierbare Abschnitte. Dadurch wird eine hinreichende Performance bei gleichzeitig vorhandener Adaptionsmöglichkeit sichergestellt.advantageously, the communication structure is at least partially hardwired Logic built. Ie. the communication structure comprises on the one hand hardwired logic and other configurable sections. As a result, a sufficient performance with simultaneous adaptation option ensured.

Beim Verfahren zum Datenaustausch zwischen mindestens zwei Funktionsmodulen einer integrierten Schaltung mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden zumindest folgende Schritte ausgeführt:

  • – Setzen einer Sendeanforderung von einem der Funktionsmodule an die Kommunikationsstruktur zur Abarbeitung von schnittstellenbezogenen Funktionen zwischen den Funktionsmodulen,
  • – Bestimmen des nächsten sendenden Funktionsmoduls,
  • – Bestimmen der freizugebenden Signaleingänge, die mit Signalausgängen gekoppelt werden,
  • – gegebenenfalls Erzeugung von Sendenachrichten und/oder Übertragen von Sendenachrichten,
  • – Überwachung der Übertragung der Sendenachrichten und
  • – Rücksetzen der freigegebenen Signaleingänge.
In the method for exchanging data between at least two functional modules of an integrated circuit by means of the device according to the invention, at least the following steps are carried out:
  • Setting a send request from one of the function modules to the communication structure for processing interface-related functions between the function modules,
  • Determining the next transmitting function module,
  • Determining the signal inputs to be released, which are coupled to signal outputs,
  • If necessary generation of transmission messages and / or transmission of transmission messages,
  • - Monitoring the transmission of the broadcast messages and
  • - Reset the enabled signal inputs.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand von Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:embodiments The invention will be explained in more detail with reference to drawings. Showing:

1 ein Blockschaltbild eines internen Kommunikationsnetzwerkes bzw. einer Kommunikationsstruktur mit einer Mastereinheit und mehreren Knoteneinheiten als integrierte Schaltungen, 1 a block diagram of an internal communication network or a communication structure with a master unit and a plurality of node units as integrated circuits,

2 ein Blockschaltbild der Mastereinheit gemäß 1 im Detail, 2 a block diagram of the master unit according to 1 in detail,

3 ein Blockschaltbild der Knoteneinheit im Detail gemäß 1, 3 a block diagram of the node unit in detail according to 1 .

4 ein Blockschaltbild eines Schnittstellenregisters, und 4 a block diagram of an interface register, and

5 ein Blockschaltbild eines Routingmoduls als integrierte Schaltung, die an die Steuereinheit ankoppelbar ist. 5 a block diagram of a routing module as an integrated circuit, which is coupled to the control unit.

Einander entsprechende Teile und Funktionen sowie Signale sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.each other corresponding parts and functions as well as signals are in all figures provided with the same reference numerals.

1 zeigt als Vorrichtung zum Datenaustausch eine Kommunikationsstruktur 1 mit einer Mastereinheit 2 und/oder einer der Anzahl von Funktionsmodulen 4.1 bis 4.n entsprechende Anzahl von zugehörigen modulspezifischen oder modulbezogenen Knoteneinheiten 3.1 bis 3.n. 1 shows as a device for data exchange a communication structure 1 with a master unit 2 and / or one of the number of functional modules 4.1 to 4-n corresponding number of associated module-specific or module-related node units 3.1 to 3.n ,

Die Kommunikationsstruktur 1 ist als eine integrierte Schaltung ausgebildet, welche als chipinterne Kommunikationsstruktur sowohl Bestandteil eines Applikation Specific Circuits (= ASIC) als auch eines Field Programmable Gate Arrays (= FPGA) sein kann. Darüber hinaus ist die Kommunikationsstruktur 1 zumindest teilweise in fest verdrahteter Logik aufgebaut. So verbindet die Kommunikationsstruktur 1 eine wählbare Anzahl an Funktionsmodulen 4.1 bis 4.n in fest verdrahteter Logik mit der Kommunikationsstruktur 1 und abhängig vom Freischalten sendender und empfangener Funktionsmodule 4.1 bis 4.n beliebig miteinander, wobei alle Funktionsmodule 4.1 bis 4.n bei der Kommunikation gleichberechtigt sind, also eigenständig Daten senden und empfangen können.The communication structure 1 is designed as an integrated circuit, which can be part of an application specific circuit (= ASIC) as well as a field programmable gate array (= FPGA) as an on-chip communication structure. In addition, the communication structure 1 at least partially built in hardwired logic. So connects the communication structure 1 a selectable number of function modules 4.1 to 4-n in hard-wired logic with the communication structure 1 and dependent on enabling send and receive function modules 4.1 to 4-n arbitrarily with each other, with all functional modules 4.1 to 4-n are equal in terms of communication, ie can independently send and receive data.

Bei den Funktionsmodulen 4.1 bis 4.n kann es sich beispielsweise um Prozessoren, Speicher, externe Schnittstellen (insbesondere Busschnittstellen wie CAN, LIN, FlexRay, Ethernet) und Module mit spezieller Funktionalität (z. B. hardwarebeschleunigtes Routing) handeln. Für die Anbindung der Funktionsmodule 4.1 bis 4.n ist die Knoteneinheiten 3.1 bis 3.n als eine einheitliche Schnittstelle spezifiziert.In the function modules 4.1 to 4-n These can be, for example, processors, memory, external interfaces (in particular bus interfaces such as CAN, LIN, FlexRay, Ethernet) and modules with special functionality (eg hardware-accelerated routing). For the connection of the function modules 4.1 to 4-n is the node units 3.1 to 3.n specified as a uniform interface.

Erfindungsgemäß sind sowohl die Kommunikationsstruktur 1 als auch die Funktionsmodule 4.1 bis 4.n Bestandteile derselben integrierten Schaltung, die beispielsweise als FPGA oder ASIC ausgeführt sein kann. Für den Fall, dass mindestens eines der Funktionsmodule 4.x als Routingmodul ausgebildet ist, und mindestens eines der Funktionsmodule ein Busmodul (beispielsweise CAN, FlexRay, etc.) ist, erfüllt die Kommunikationsstruktur die Funktionalität eines Gateways. In diesem Fall liegt eine integrierte Schaltung mit in dieser Schaltung integriertem Gateway vor, d. h. eine integrierte Schaltung mit einem onchip Gateway (diese Art von Gateway kann auch als Gateway Network an Chip, kurz GNoC, bezeichnet werden).According to the invention, both the communication structure 1 as well as the functional modules 4.1 to 4-n Components of the same integrated circuit, which may be embodied for example as FPGA or ASIC. In the event that at least one of the functional modules 4.x is designed as a routing module, and at least one of the functional modules is a bus module (for example CAN, FlexRay, etc.), the communication structure fulfills the functionality of a gateway. In this case, there is an integrated circuit with integrated in this circuit gateway, ie an integrated circuit with an onchip gateway (this type of gateway can also referred to as Gateway Network on Chip, GNoC for short).

Vergleichbar zu einem Netzwerk werden Datenpakete oder Nachrichten (auch Botschaften genannt) in Form einer Broadcast-, Multicast- oder Unicast-Nachricht an alle Funktionsmodulen 4.1 bis 4.n verschickt. Hierzu sind die Knoteneinheiten 3.1 bis 3.n über zugehörige Leitungen, insbesondere 8-Bit-Datenleitungen mit Signaleingängen SI1 bis SIn verbunden, über welche jeweils Nachrichten N von dem betreffenden Funktionsmodul 4.1 bis 4.n über die betreffende Knoteneinheit 3.1 bis 3.n an die Mastereinheit 2 übertragen werden. Darüber hinaus ist die jeweilige Knoteneinheit 3.1 bis 3.n über eine weitere Leitung mit einem Sendeanforderungseingang RQ1 bis RQn verbunden, über welche jeweils eine Sendeanforderung von der betreffenden Knoteneinheit 3.1 bis 3.n an die Mastereinheit 2 gesendet wird. Dabei entspricht die Anzahl der Funktionsmodule 4.1 bis 4.n der Anzahl von Knoteneinheiten 3.1 bis 3.n und der Anzahl von Signaleingängen SI1 bis SIn und Sendeanforderungseingängen RQ1 bis RQn.Data packets or messages (also called messages) in the form of a broadcast, multicast or unicast message to all function modules are comparable to a network 4.1 to 4-n sent. These are the node units 3.1 to 3.n via associated lines, in particular 8-bit data lines with signal inputs SI1 to SIn connected, via which in each case messages N of the relevant function module 4.1 to 4-n about the respective node unit 3.1 to 3.n to the master unit 2 be transmitted. In addition, the respective node unit 3.1 to 3.n connected via a further line to a transmission request input RQ1 to RQn, via which in each case a transmission request from the respective node unit 3.1 to 3.n to the master unit 2 is sent. The number of function modules corresponds to this 4.1 to 4-n the number of node units 3.1 to 3.n and the number of signal inputs SI1 to SIn and transmission request inputs RQ1 to RQn.

Ferner umfasst die Mastereinheit 2 zumindest einen Sendezustandssammeleingang "Busy". Der Sendezustandssammeleingang "Busy" wird insbesondere anhand von Besetztsignale aller an der Mastereinheit 2 über zugehörige Leitungen angeschlossener Funktionsmodule 4.1 bis 4.n und/oder Knoteneinheiten 3.1 bis 3.n gebildet, wobei die Besetztsignale über ODER-Glieder 5 miteinander verknüpft und mit dem Sendezustandssammeleingang "Busy" verbunden sind.Furthermore, the master unit comprises 2 at least one transmit state collection input "Busy". The transmit state collection input "Busy" is in particular based on busy signals all at the master unit 2 via associated lines of connected function modules 4.1 to 4-n and / or node units 3.1 to 3.n formed, wherein the busy signals via OR gates 5 linked together and connected to the transmit state collection input "Busy".

Zum Empfang von Nachrichten sind die Knoteneinheiten 3.1 bis 3.n über eine Sammelleitung, beispielsweise eine 8-Bit-Datenleitung mit einem Signalausgang SO der Mastereinheit 2 verbunden, wodurch eine von der Mastereinheit 2 ausgehende Sendenachricht beispielsweise als eine Broadcast-Nachricht parallel von allen Knoteneinheiten 3.1 bis 3.n empfangen werden kann. Je nach Aufbau der Mastereinheit 2 können auch mehrere Signalausgänge SO vorgesehen sein, so dass verschiedene Sendenachrichten parallel und/oder seriell übertragen werden können.To receive messages are the node units 3.1 to 3.n via a bus, for example an 8-bit data line with a signal output SO of the master unit 2 connected, making one of the master unit 2 for example, as a broadcast message in parallel from all node units 3.1 to 3.n can be received. Depending on the structure of the master unit 2 It is also possible to provide a plurality of signal outputs SO, so that different transmission messages can be transmitted in parallel and / or in series.

Zur Steuerung des Datenaustauschs zwischen den Funktionsmodulen 4.1 bis 4.n ist zudem jede der Knoteneinheiten 3.1 bis 3.n über eine Leitung, beispielsweise eine 4-Bit-Datenleitung mit einem Überwachungsausgang "Grant" mit der Mastereinheit 2 verbunden. Anhand des "Grant"-Signals wird festgelegt, welche der Eingangsdatenleitungen der Signaleingänge SI1 bis SIn zum Signalausgang SO im Master durchgeschaltet wird. Die Übertragung eines Paketes oder einer Nachricht N wird überwacht und die Länge des Paketes ausgewertet, um das "Grant"-Signal zum richtigen Zeitpunkt wieder zurück zu setzen. Die Anzahl der möglichen Kommunikationsteilnehmer und somit der Funktionsmodule 4.1 bis 4.n richtet sich nach der Breite der Grantleitung – im Ausführungsbeispiel eine 4-Bit-Datenleitung gemäß:
Maximale Anzahl der Funktionsmodule 4.n max = 2Breite der Grant-Leitung Die physikalische Struktur ist auf logischer Ebene in Bustopologie aufgebaut. Um auf so genannte Tri-State-Ausgänge (= hochohmiger Ausgang) verzichten zu können, ist die Mastereinheit 2 (auch Master oder Arbiter genannt) vorgesehen, die den Ablauf der Kommunikation innerhalb der Kommunikationsstruktur 1 verwaltet und steuert.
For controlling the data exchange between the function modules 4.1 to 4-n is also each of the node units 3.1 to 3.n via a line, for example a 4-bit data line with a monitoring output "Grant" with the master unit 2 connected. On the basis of the "Grant" signal it is determined which of the input data lines of the signal inputs SI1 to SIn is switched through to the signal output SO in the master. The transmission of a packet or message N is monitored and the length of the packet is evaluated to reset the "grant" signal at the correct time. The number of possible communication participants and thus the function modules 4.1 to 4-n depends on the width of the grant line - in the exemplary embodiment, a 4-bit data line according to:
Maximum number of function modules 4-n max = 2 width of the grant line The physical structure is structured on a logical level in bus topology. To be able to do without so-called tri-state outputs (= high-impedance output) is the master unit 2 (also called master or arbiter) provided the flow of communication within the communication structure 1 manages and controls.

Durch den gleichberechtigten Zugriff der Funktionsmodule 4.1 bis 4.n über die zugehörigen Knoteneinheiten 3.1 bis 3.n auf die Mastereinheit 2 der Kommunikationsstruktur 1 können in einem Kommunikationssystem mit mehreren Knoten so genannte Pipelineningeffekte (= Parallelverarbeitung) erzielt werden. Die Funktionsweise der Kommunikationsstruktur 1 unterscheidet sich damit von den üblicherweise im Microcontrollerbereich eingesetzten Bussystemen auf Master-Slave-Basis. Insbesondere die Modularisierung von Schnittstellenfunktionen und – strukturen sowie die Parallelisierung der Datenübertragung werden durch die erfindungsgemäße Kommunikationsstruktur 1 erheblich unterstützt.Due to the equal access of the function modules 4.1 to 4-n via the associated node units 3.1 to 3.n to the master unit 2 the communication structure 1 In a communication system with several nodes, so-called pipelining effects (= parallel processing) can be achieved. The functioning of the communication structure 1 differs from the bus systems commonly used in the microcontroller area on a master-slave basis. In particular, the modularization of interface functions and structures as well as the parallelization of the data transmission are achieved by the inventive communication structure 1 considerably supported.

2 zeigt im Detail im Blockschaltbild ein Ausführungsbeispiel für den Aufbau einer Mastereinheit 2. Die Mastereinheit 2 besteht aus drei Elementen: einem Dekodierer 6 (auch Prioritäts-Dekodierer genannt), einer Steuereinheit 7 (= Zustandautomat oder Control FSM) und einem Multiplexer 8. 2 shows in detail in the block diagram an embodiment for the construction of a master unit 2 , The master unit 2 consists of three elements: a decoder 6 (also called priority decoder), a control unit 7 (= State machine or control FSM) and a multiplexer 8th ,

Der Dekodierer 6 wertet die Sendeanforderungseingänge RQ1 bis RQn und somit die Sendeanforderungen der Funktionsmodule 4.1 bis 4.n aus und legt anhand einer Priorisierung den nächsten Sendeknoten fest, d. h. diejenige Knoteneinheit 3.1 bis 3.n fest, die sendeberechtigt ist. Für die Priorisierungen sind verschiedene Verfahren, z. B. zyklischer Zugriff, Round Robin, Prioritätstabelle, vorgebbar und werden je nach Anforderung ausgeführt.The decoder 6 evaluates the send request inputs RQ1 to RQn and thus the send requests of the function modules 4.1 to 4-n from and determines based on a prioritization the next transmission node, ie that node unit 3.1 to 3.n fixed, which is entitled to send. For the prioritization are different methods, eg. As cyclic access, round robin, priority table, specifiable and are executed as required.

Die Steuereinheit 7 (= Zustandsautomat) bestimmt die Kennung (= Identifier (ID)) des nächsten sendeberechtigten Funktionsmoduls 4.1 bis 4.n und dessen Knoteneinheit 3.1 bis 3.n und leitet damit die Übertragung ein, bei welcher der Überwachungsausgang "Grant" für das betreffende sendende Funktionsmodul 4.1 bis 4.n und dessen Knoteneinheit 3.1 bis 3.n von der Steuereinheit 7 gesetzt wird und solange gesetzt bleibt, bis die Übertragung beendet ist. Mittels des Überwachungsausgangs "Grant" wird dabei über den Multiplexer 8 der entsprechende Signaleingang SI1 bis SIn auf den Signalausgang SO durchgeschaltet.The control unit 7 (= State machine) determines the identifier (= identifier (ID)) of the next authorized function module 4.1 to 4-n and its node unit 3.1 to 3.n and thus initiates the transmission in which the monitoring output "Grant" for the relevant transmitting function module 4.1 to 4-n and its node unit 3.1 to 3.n from the control unit 7 is set and remains set until the transfer is completed. By means of the monitoring output "Grant" is via the multiplexer 8th the corresponding signal input SI1 to SIn switched through to the signal output SO.

Ist ein Funktionsmodul 4.1 bis 4.n nicht in der Lage Daten zu empfangen wird über die Knoteneinheit 3.1 bis 3.n ein Besetztsignal auf den Sendezustandssammeleingang "Busy" gelegt, welches vom Dekodierer 6 berücksichtigt wird.Is a functional module 4.1 to 4-n unable to receive data is through the node unit 3.1 to 3.n a busy signal is applied to the transmit state bus "Busy" input from the decoder 6 is taken into account.

3 zeigt im Detail im Blockschaltbild einen möglichen Aufbau einer der Knoteneinheiten 3.1. Die Knoteneinheit 3.1 ist die Schnittstelle zwischen der Mastereinheit 2 und einem angeschlossenen Funktionsmodul 4.1. Die Knoteneinheit 3.1 umfasst mindestens fünf Komponenten: einen Aktivitätsdetektor 9 (auch Activity Detector genannt), eine modulbezogene Schnittstellensteuereinheit 10 (auch Network FSM genannt), einen Filter 11 (auch Acceptance Filter genannt), ein oder mehrere Schnittstellenregister 12 (auch Register Interface genannt) und einen Datenspeicher 13 (= Packet FIFO-Speicher). 3 shows in detail in the block diagram a possible structure of one of the node units 3.1 , The node unit 3.1 is the interface between the master unit 2 and a connected function module 4.1 , The node unit 3.1 includes at least five components: an activity detector 9 (also called Activity Detector), a module-related interface control unit 10 (also called Network FSM), a filter 11 (also called Acceptance Filter), one or more interface registers 12 (also called register interface) and a data memory 13 (= Packet FIFO memory).

Der Aktivitätsdetektor 9 überwacht und vergleicht das Grant-Signal des Überwachungsausgangs "Grant" mit einer fest verdrahteten Grant-Kennung "Grand-ID". Daraus werden gültige Statussignale für die modulbezogene Schnittstellensteuereinheit 10 generiert.The activity detector 9 monitors and compares the grant signal of the "Grant" monitoring output with a hard-wired "Grand-ID" grant ID. This results in valid status signals for the module-related interface control unit 10 generated.

Der Filter 11 vergleicht den Nachrichtenkopf der übertragenen und empfangenen Nachricht N, insbesondere das so genannte Headerbyte 0 einer empfangenen Nachricht N mit vorgebbaren Akzeptanzeinstellungen und generiert ein Quittierungssignal "Accept" für die modulbezogene Schnittstellensteuereinheit 10.The filter 11 compares the message header of the transmitted and received message N, in particular the so-called header byte 0 of a received message N with predeterminable acceptance settings and generates an acknowledgment signal "Accept" for the module-related interface control unit 10 ,

Der Datenspeicher 13 dient zum Speichern von zu sendenden Nachrichten N und/oder empfangenen Nachrichten N (= Rx- und Tx-Paketen) des zugehörigen Funktionsmoduls 4.1.The data store 13 serves to store messages N to be sent and / or received messages N (= Rx and Tx packets) of the associated function module 4.1 ,

Die modulbezogene Schnittstellensteuereinheit 10 kontrolliert das Versenden und Empfangen der Nachrichten oder Datenpakete. Dazu steuert sie den Zugriff auf den Datenspeicher 13 von der Netzwerkseite. Beim Senden eines Paketes, also im Sendezustand, werden die Datenbytes des Paketes aus dem Datenspeicher 13 ausgelesen und auf den Bus oder die Signalausgangsleitung KO1, die mit dem betreffenden Signaleingang SI1 der Mastereinheit 2 verbunden ist, gelegt.The module-related interface control unit 10 controls the sending and receiving of messages or data packets. To do this, it controls access to the data store 13 from the network side. When sending a packet, that is in the send state, the data bytes of the packet from the data memory 13 read out and on the bus or the signal output line KO1, with the respective signal input SI1 of the master unit 2 connected.

Beim Empfang eines Paketes oder einer Nachricht N über die Signaleingangsleitung KI1 wird zuerst mittels des Filters 11 dessen Relevanz anhand einer Zielkennung im Nachrichtenkopf überprüft. Ist das empfangene Paket für das Knotenmodul 3.1 und somit das Funktionsmodul 4.1 nicht relevant, ist der nächste Zustand "Warten" (auch Receive Wait genannt), der bis zum Ende des Empfang des relevanten Paketes beibehalten wird.When receiving a packet or a message N via the signal input line KI1 is first by means of the filter 11 check its relevance using a destination identifier in the message header. Is the received packet for the node module 3.1 and thus the functional module 4.1 not relevant, the next state is "wait" (also called receive wait), which is maintained until the end of the reception of the relevant packet.

Ist das Paket relevant, wird es im Zustand "Empfangen" (auch Receive genannt) Byte für Byte abgespeichert.is the package relevant, it is in the state "Receive" (also Receive called) byte by byte stored.

Die Knoteneinheit 3.1 und insbesondere deren modulbezogene Schnittstellensteuereinheit 10 sind dabei selbst als integrierte Schaltungen ausgebildet. Erfindungsgemäß sind die Knoteneinheiten 3.x Teil der die Funktionsmodule 4.x umfassenden integrierten Schaltung. Dabei ist die modulbezogene Schnittstellensteuereinheit 10 als ein so genannter Zustandsautomat in Registerform oder als Speicherzelle ausgebildet. Diese Art der Hardware-basierten Steuerung und Filterung des Datenaustauschs ermöglicht eine deutliche Reduzierung der Interruptlast für das angeschlossene Funktionsmodul 4.1.The node unit 3.1 and in particular its module-related interface control unit 10 are themselves designed as integrated circuits. According to the invention, the node units 3.x Part of the functional modules 4.x comprehensive integrated circuit. In this case, the module-related interface control unit 10 designed as a so-called state machine in register form or as a memory cell. This type of hardware-based control and filtering of the data exchange allows a significant reduction of the interrupt load for the connected function module 4.1 ,

Das Schnittstellenregister 12 der Knoteneinheit 3.1 dient als Schnittstelle zum angeschlossenen Funktionsmodul 4.1 und dient der Konfiguration, dem Auslesen des Master-Status oder dem Setzen mindestens eines Kommandos. Je nach Typ des Schnittstellenregisters 12 kann es gelesen oder geschrieben werden. Die Daten eines Paketes benutzen zwar dieselben Steuerleitungen des Businterfaces, werden aber direkt in den Datenspeicher 13 geschrieben oder vom Datenspeicher 13 gelesen.The interface register 12 the node unit 3.1 serves as an interface to the connected function module 4.1 and serves for the configuration, the reading of the master status or the setting of at least one command. Depending on the type of interface register 12 it can be read or written. The data of a packet use the same control lines of the bus interface, but are directly in the data memory 13 written or from the data store 13 read.

In 4 ist ein Ausführungsbeispiel für eine Registerstruktur des Schnittstellenregisters 12 gezeigt.In 4 is an embodiment of a register structure of the interface register 12 shown.

Das Register "Control" dient der Konfiguration der Knoteneinheit 3.1. Es legt die generellen Eigenschaften für das Senden und Empfangen von Nachrichten und die Interrupt-Generierung fest.The "Control" tab is used to configure the node unit 3.1 , It defines the general properties for sending and receiving messages and interrupt generation.

In den Registern "Interrupt" und "Interrupt Mask" werden die möglichen Interruptquellen definiert. Es ist nur relevant, wenn im Register "Control" das "Global Interrupt" auf "aktiv" (= Enable) gesetzt ist.In the registers "Interrupt" and "Interrupt Mask" become the possible ones Interrupt sources defined. It is only relevant if in the register "Control" the "Global Interrupt" is set to "active" (= Enable).

Die Adressregister "Nodeaddr 0" bzw. "Nodeaddr 1" legen die Adressen der Knoteneinheit 3.1 (= des Interfaces) auf Protokollebene und damit des Funktionsmoduls 4.1 fest. Je nach Systemanforderung kann die Adressbreite und die Anzahl entsprechend festgelegt werden. Damit ist es möglich, mehrere Funktionalitäten innerhalb desselben Funktionsmoduls 4.1 direkt zu adressieren. Die in diesem Adressregister "Nodeaddr 0" bzw. "Nodeaddr 1" gespeicherten Werte dienen dem Filter 11 als Basis für die Entscheidung der Relevanz beim Empfang der Pakete.The address registers "Nodeaddr 0" and "Node adddr 1" set the addresses of the node unit 3.1 (= the interface) at the protocol level and thus the function module 4.1 firmly. Depending on the system requirement, the address width and the number can be set accordingly. This makes it possible to have several functionalities within the same functional module 4.1 to address directly. The values stored in this address register "nodeaddr 0" or "nodeaddr 1" are used for the filter 11 as a basis for deciding relevance when receiving the packets.

Mit dem Register "Command" werden Aktionen der Knoteneinheit 3.1 ausgelöst. Es dient insbesondere dem Starten des Sendens eines Paketes sowie dem Löschen eines empfangenen Paketes im Sendespeicherbereich des Datenspeichers 13.The register "Command" becomes actions of the node unit 3.1 triggered. It is used in particular to start sending a packet and to delete a received packet in the Sending memory area of the data memory 13 ,

Über das Register "Status" hat das Funktionsmodul 4.1 die Möglichkeit, den Zustand der Knoteneinheit 3.1 auszulesen. Insbesondere der Zustand des Datenspeichers 13 kann auf diese Weise festgestellt werden.The function module has the "Status" tab 4.1 the possibility of the state of the node unit 3.1 read. In particular, the state of the data memory 13 can be determined this way.

Die zu übertragenden Nachrichten N oder Datenpakete bestehen üblicherweise aus mindestens drei Teile: Nachrichtenkopf, Daten und Prüfsumme (kurz CRC). Je nach Systemanforderung können die Parameter entsprechend festgelegt werden, ein möglicher Parametersatz hat z. B. folgende Werte: 2 Bytes Nachrichtenkopf, 1 bis 16 Bytes Daten und 0 Byte Prüfsumme.The Messages to be transmitted N or data packets usually exist at least three parts: message header, data and checksum (short CRC). Depending on the system requirement, the parameters be set accordingly, a possible parameter set has z. For example, the following values: 2 bytes header, 1 to 16 bytes Data and 0 byte checksum.

Der Nachrichtenkopf einer Nachricht N oder Botschaft setzt sich beispielsweise aus vier Teilen zusammen: Quelladresse, Zieladresse, Nachrichtentyp, Datenlänge.Of the Message header of a message N or message sets itself, for example composed of four parts: source address, destination address, message type, Data length.

Die Quell- oder Sourceadresse gibt den Sender der Nachricht N an. Sie ist unabhängig von der Knoten- oder Moduladresse, die von der Mastereinheit 2 für die Paketübermittlung verwendet wird. Ein Interface, d. h. die Knoteneinheit 3.1, kann somit mehrere Adressen oder Kennungen besitzen. Die Quelladresse ermöglicht eine eindeutige Identifizierung des Senders, d. h. des sendenden Funktionsmoduls 4.1 und der zugehörigen Knoteneinheit 3.1. Sie ermöglicht, dass mehrere Funktionsmodule 4.1 bis 4.n, z. B. mehrere verschiedene oder gleichartige Busmodule, unterschieden werden können, da allein auf Basis einer Bus-ID (wie beispielsweise beim CAN Bus) keine Unterscheidung möglich wäre. Eine Identifizierung von Botschaften erfolgt also immer aufgrund der Botschafts-ID des Busses zusammen mit der Quelladresse (= Quell-ID).The source or source address indicates the sender of the message N. It is independent of the node or module address specified by the master unit 2 used for the parcel delivery. An interface, ie the node unit 3.1 , can therefore have multiple addresses or identifiers. The source address allows a unique identification of the transmitter, ie the transmitting function module 4.1 and the associated node unit 3.1 , It allows for multiple functional modules 4.1 to 4-n , z. B. several different or similar bus modules, can be distinguished, since alone on the basis of a bus ID (such as the CAN bus) no distinction would be possible. Identification of messages thus always takes place on the basis of the message ID of the bus together with the source address (= source ID).

Weiterhin enthält der Nachrichtenkopf eine Zieladresse, die einerseits direkt eines oder mehrere Zeitmodule adressieren kann (Unicast, Multicast) oder einen Broadcast kennzeichnet. Insbesondere für eingehende Informationen, die potentiell Relevanz für mehrere Funktionsmodule 4.1 bis 4.n haben können, wird diese Art zum Senden der Pakete gewählt. Die direkte Adressierung kann beispielsweise für das Senden ausgehender Botschaften verwendet werden.Furthermore, the message header contains a destination address, which on the one hand can directly address one or more time modules (unicast, multicast) or identifies a broadcast. In particular, for inbound information that is potentially relevant to multiple functional modules 4.1 to 4-n This type is chosen to send the packages. Direct addressing can be used, for example, for sending outgoing messages.

Der im Nachrichtenkopf enthaltene Nachrichtentyp oder Pakettyp klassifiziert die Art der Nachrichten N bzw. Datenpakete und dient einer schnellen Entscheidung über die Relevanz innerhalb eines Funktionsmoduls 4.1. Zum einen werden Paketklassen unterschieden: Kommando, Status, Daten, etc. Zum anderen gibt es verschiedene Typen innerhalb einer Nachrichten- bzw. Paketklasse: Start, Stopp, Configurieren bei Kommando, etc. Auf diese Weise können bereits beim Auslesen der Nachricht N Entscheidungen über die Art der Weiterverarbeitung getroffen werden. Weiterhin geben bestimmte Nachrichten- oder Pakettypen das Format der Nachrichten N oder Pakete vor. Je nach Implementierung ist ein ausreichend großer Bitvektor für die Verwaltung der Nachrichten- oder Pakettypen vorzusehen.The message type or packet type contained in the message header classifies the type of messages N or data packets and serves to quickly determine the relevance within a function module 4.1 , On the one hand, there are different types of packets: command, status, data, etc. On the other hand, there are different types within a message or packet class: start, stop, configuration at command, etc. In this way, N can already make decisions when reading the message the type of finishing will be taken. Further, certain message or packet types dictate the format of the messages N or packets. Depending on the implementation, a sufficiently large bit vector should be provided for the management of the message or packet types.

Die im Nachrichtenkopf enthaltende Datenlänge gibt die Länge der Nachricht N oder des Datenpakets an. Sie liefert einerseits Informationen über den Nachrichten- oder Paketinhalt (z. B. Länge einer CAN-Nachricht) und ermöglicht eine effizientere Auslastung des Bussystems. Die Datenlänge gibt immer die um eins reduzierte Länge des Datenfelds wieder. Ein Wert von 0 entspricht also einer Länge von einem Datenbyte.The The data length contained in the message header gives the length the message N or the data packet. It delivers on the one hand Information about the message or package content (e.g. B. length of a CAN message) and allows a more efficient utilization of the bus system. The data length always gives the reduced by one length of the data field again. A value of 0 thus corresponds to a length of a byte of data.

Die Länge des Nachrichten- oder Datenfelds wird direkt über das zugehörige Register DLC vorgegeben. Der Inhalt der Daten kann beliebig sein oder je nach Pakettyp einem bestimmten Schema folgen.The Length of the message or data field is directly over the associated register DLC specified. The content of Data can be arbitrary or depending on the package type a particular Scheme follow.

Darüber hinaus kann der Nachrichtenkopf eine zusätzliche Prüfsumme enthalten oder am Nachrichtenende zusätzlich eine Prüfsumme enthalten sein. Die Prüfsumme wird insbesondere in Kommunikationsnetzen mit geringen Übertragungsfehler, wie bei der vorliegenden Kommunikationsstruktur innerhalb einer integrierten Schaltung auf einem Chip (= onchip Netzwerk) nicht verwendet. Bei Bedarf könnte die Prüfsumme jedoch an jedes Datenpaket angehängt werden, um eine entsprechende Fehlererkennung bzw. -korrektur zu ermöglichen.About that In addition, the message header may require an additional checksum contain or at the end of the message additionally a checksum be included. The checksum is especially used in communication networks with low transmission errors, as in the present Communication structure within an integrated circuit a chip (= onchip network) not used. If necessary could however, the checksum is appended to each data packet be to a corresponding error detection or correction enable.

Als Anwendungsbeispiel wird eine CAN-Kommunikationsschnittstelle (= CAN-Gateway) mit vier CAN Busmodulen 4.1 bis 4.4, einer Routingeinheit 14 die alle jeweils über zugehörige Knoteneinheiten 3.1 bis 3.5, mit der Mastereinheit 2 verbunden sind, angegeben. D. h. bei einem der Funktionsmodule handelt es sich um die Routingeinheit 14. Auf eine eigenständige Darstellung dieser Konstellation wird aus Gründen der Übersichtlichkeit verzichtet, da sich diese aus 1 ableiten lässt.An example of application is a CAN communication interface (= CAN gateway) with four CAN bus modules 4.1 to 4.4 , a routing unit 14 all of them via associated node units 3.1 to 3.5 , with the master unit 2 are indicated. Ie. one of the function modules is the routing unit 14 , On an independent presentation of this constellation is omitted for reasons of clarity, as this is made 1 can derive.

Zur Umsetzung von Routingfunktionen, wie Botschaftsroutingfunktionen, Signalroutingfunktionen, Signalextraktionsfunktionen in nicht näher dargestellter Art und Weise wird das Routingmodul 14 eingesetzt, das in 5 näher dargestellt ist.To implement routing functions, such as message routing functions, signal routing functions, signal extraction functions in a manner not shown becomes the routing module 14 used that in 5 is shown in more detail.

5 zeigt die Struktur eines Routingmoduls 14. Das Routingmodul 14 umfasst eine Routingeinheit 14.1, eine Routingsteuereinheit 14.2 und einen Routingspeicher 14.3. Von der Routingsteuereinheit 14.2 werden dabei von den Funktionsmodulen 4.1 bis 4.4, im hier betrachteten konkreten Fall handelt es sich um vier CAN-Busmodule (im allgemeinen Fall kann es sich bei den Funktionsmodulen um beliebige Bussysteme, Prozessoren, externe Schnittstellen, Speicher handeln), Empfangsnachrichten E oder Empfangsbotschaften empfangen. Die Empfangsnachrichten E werden der Routingeinheit 14.1 zugeführt und von dieser zu Sendenachrichten S verarbeitet, die über die Routingsteuereinheit 14.2 an eines der Funktionsmodule 4.1 bis 4.n übertragen werden. Dabei können die Empfangsnachrichten E und/oder Sendenachrichten S und/oder in diesen enthaltenen Signale bzw. Informationen in dem Routingspeicher 14.3 zeitweise und/oder dauerhaft gespeichert werden. 5 shows the structure of a routing module 14 , The routing module 14 includes a routing unit 14.1 , a routing control unit 14.2 and a routing memory 14.3 , From the routing control unit 14.2 are thereby from the function modules 4.1 to 4.4 , in the specific case considered here are four CAN bus modules (in the general case, it may be at the function modules to be arbitrary bus systems, processors, external interfaces, storage), receive messages E or received messages. The receive messages E become the routing unit 14.1 supplied and processed by this to send messages S, via the routing control unit 14.2 to one of the functional modules 4.1 to 4-n be transmitted. In this case, the received messages E and / or transmission messages S and / or signals or information contained in these in the routing memory 14.3 temporarily and / or permanently stored.

Unter dem Routingmodul 14, insbesondere der Routingeinheit 14.1 wird insbesondere eine Hardware-basierte Einheit verstanden, mittels welcher zu übertragende Nachrichten N zwischen den Funktionsmodulen 4.1 bis 4.4 anhand von empfangenen Signalen in Empfangsnachrichten E als Signale generiert und/oder zu Signalen in Sendenachrichten S zusammengestellt, zusammengefügt und anschließend weitergeleitet werden. Die Funktionsmodule 4.1 bis 4.4 sind im konkret betrachteten Fall externe CAN-Bussysteme, welche an der Kommunikationsstruktur 1 angeschlossen sind. Diese Funktionsmodule 4.1 bis 4.4 sind beispielsweise in einem Kraftfahrzeug als ein Netzwerk aufgebaut oder in einem beliebig elektronisch vernetzten System integriert.Under the routing module 14 , in particular the routing unit 14.1 In particular, a hardware-based unit is understood by means of which messages N to be transmitted between the functional modules 4.1 to 4.4 generated on the basis of received signals in receive messages E as signals and / or compiled into signals in transmission messages S, merged and then forwarded. The functional modules 4.1 to 4.4 In the concrete case considered, external CAN bus systems are connected to the communication structure 1 are connected. These functional modules 4.1 to 4.4 are for example built in a motor vehicle as a network or integrated in any electronically networked system.

Allgemein betrachtet, dient das Routingmodul 14 der Kommunikation, insbesondere zur Weiterleitung von Nachrichten N zwischen verschiedenen oder mehreren gleichartigen Funktionsmodulen 4.1 bis 4.n. Dabei können als Funktionsmodule 4.1 bis 4.n mehrere Busmodule verschiedener Bussysteme oder mehrere Busmodule eines gleichartigen Bussystems und/oder Prozessoren, Speicher, etc. angeschlossen sein. Als Bussystem sind verschieden Kommunikationssysteme möglich, dies können z. B. sein: CAN, LIN, FLEXRAY, MOST, FIREWIRE, RS232, K-Line, USB, S-ATA..Generally speaking, the routing module serves 14 the communication, in particular for forwarding messages N between different or more similar functional modules 4.1 to 4-n , It can function as function modules 4.1 to 4-n several bus modules of different bus systems or multiple bus modules of a similar bus system and / or processors, memory, etc. may be connected. As a bus system different communication systems are possible, this can, for. For example: CAN, LIN, FLEXRAY, MOST, FIREWIRE, RS232, K-Line, USB, S-ATA ..

Das Routingmodul 14, d. h. die Routingeinheit 14.1, die Routingsteuereinheit 14.2 und der Routingspeicher 14.3, sind jeweils zumindest teilweise als eine integrierte Schaltung und somit in einem Teilumfang in fest verdrahteter Logik, d. h. Hardware-basiert ausgebildet. Alternativ können diese Einzelkomponenten auch zusammen als eine integrierte Schaltung ausgebildet sein. Bevorzugt sind diese in so genannten FPGAs, programmierbare integrierte Schaltungen oder so genannten ASICs, anwendungsspezifische programmierbare integrierte Schaltungen oder SOCs (SOC = System an Chip) oder in einer beliebigen konfigurierbaren Hardware ausgeführt bzw. einsetzbar bzw. realisierbar. Derartige integrierte Schaltungen weisen Speicherzellen, wie Flip Flops auf, die ihre Funktion auch nach der Herstellung verändern können. Diese Speicherzellen sind untereinander frei konfigurierbar, wobei elektrisch leitende Verbindungen neu beschaltet werden, so dass diverse logische Schaltungen aufgebaut werden können. Somit können Routingfunktionen, wie Botschaftsroutingfunktionen, Signalroutingfunktionen, Signalextraktionsfunktionen, einfach und schnell bearbeitet sowie durch konfigurierbare Komponenten an sich und zur Laufzeit geändert werden.The routing module 14 ie the routing unit 14.1 , the routing control unit 14.2 and the routing memory 14.3 , are each at least partially as an integrated circuit and thus in a subset in hard-wired logic, ie formed hardware-based. Alternatively, these individual components may also be formed together as an integrated circuit. Preferably, these are implemented in so-called FPGAs, programmable integrated circuits or so-called ASICs, application-specific programmable integrated circuits or SOCs (SOC = system on chip) or in any configurable hardware. Such integrated circuits have memory cells, such as flip-flops, which can change their function even after manufacture. These memory cells are freely configurable with each other, wherein electrically conductive connections are reconnected, so that various logical circuits can be constructed. Thus, routing functions such as message routing functions, signal routing functions, signal extraction functions, can be easily and quickly edited and changed by configurable components themselves and at runtime.

So betrifft beispielsweise eine der Routingfunktionen die Generierung von Sammelbotschaften oder Sammelnachrichten. Dabei handelt es sich um Nachrichten N, die während der Laufzeit des Systems aus mehreren Signalen generiert werden. Die Signale können aus einer oder mehreren Empfangsnachrichten E stammen. Die Position der Signale innerhalb von Empfangsnachrichten E und Sendenachrichten S (= Quell- und Zielbotschaft) ist fest, aber im Regelfall nicht identisch. Daraus resultiert die Anforderung beliebige Signale zu einer neuen Sendenachricht S mit beliebigen Signalpositionen zu generieren.So For example, one of the routing functions relates to the generation of collective messages or group messages. It is about to messages N, during the life of the system be generated from several signals. The signals can come from one or more receive messages E. The position the signals within receive messages E and send messages S (= source and destination message) is fixed, but usually not identical. This results in the request for any signals a new transmission message S with any signal positions to generate.

Die Routingeinheit 14.1 ist mit anderen Worten ein Hardwarebeschleuniger, der innerhalb weniger Takte beliebige Signale zu neuen Botschaften oder Sendenachrichten S zusammenfügen kann. Der Ansatz ist für beliebige Busprotokolle einsetzbar. Die Parameter können so gewählt werden, dass beliebige Sammelbotschaften oder (Sammel)Sendenachrichten S verarbeitet werden können. Um die notwendigen Signale aus den Empfangsnachrichten N in eine Sendenachricht S zu übertragen, sind eine Filter- und eine Verschiebe-Operation notwendig. Die hierfür notwendigen Konfigurationsdaten, welche für die Generierung benötigt werden, sind beispielsweise im Routingspeicher 14.3 in einer speziellen Tabelle verwaltet und hinterlegt.The routing unit 14.1 In other words, it is a hardware accelerator that can assemble any signals into new messages or send messages S within a few cycles. The approach can be used for any bus protocols. The parameters can be selected so that any collective messages or (collective) transmission messages S can be processed. In order to transmit the necessary signals from the receive messages N into a send message S, a filter and a shift operation are necessary. The necessary configuration data required for the generation, for example, in the routing memory 14.3 managed and deposited in a special table.

Die Routingeinheit 14.1 beinhaltet die Hauptfunktionalität des Routingmoduls 14. Die Bitbreite der Routingeinheit 14.1 ist je nach Anforderung entsprechend skalierbar. Für die Generierung von Sendenachrichten S anhand von empfangenen Daten verschiedener Empfangsnachrichten E sind mehrere, insbesondere verschiedene Parameter notwendig. Diese Beschreiben zum einen die verschiedenen Signalquellen, d. h. Empfangsnachrichten E (auch Quellbotschaften genannt) und zum anderen die genaue Position von einzelnen in den Empfangsnachrichten E enthaltenen Signalen im Datenfeld der zu generierenden Sendenachricht S (auch Zielbotschaft genannt). Es handelt sich dabei um die Anzahl von Bits, die ein oder mehrere Signale der Empfangsnachrichten E enthalten und die aus diesen extrahiert werden müssen, beispielsweise durch Verschieben. Auch können zwei Maskierungs- oder Bereichsparameter "Start Mask" und "Stop Mask" vorgegeben werden, die angeben, welcher Signalbereich in der Sendenachricht S (= Zielbotschaft) ersetzt werden soll. Dabei repräsentiert der Bereichsparameter "Start Mask" das erste Signalbit und der Bereichsparameter "Stop Mask" das letzte Signalbit des zu übertragenden oder zu filternden Signalbereichs, der dann die Sendenachricht S bildet.The routing unit 14.1 includes the main functionality of the routing module 14 , The bit width of the routing unit 14.1 is scalable according to requirements. For the generation of transmission messages S on the basis of received data of different reception messages E several, in particular different parameters are necessary. These describe, on the one hand, the various signal sources, ie, receive messages E (also called source messages) and, on the other hand, the exact position of individual signals contained in the receive messages E in the data field of the send message S to be generated (also called destination message). This is the number of bits that contain one or more signals of the receive messages E and that must be extracted from them, for example by moving them. It is also possible to specify two masking or range parameters "Start Mask" and "Stop Mask" which specify which signal range in the transmission message S (= destination message) is to be replaced. The area parameter represents this "Start Mask" the first signal bit and the area parameter "Stop Mask" the last signal bit of the signal range to be transmitted or filtered, which then forms the transmission message S.

Für die Erzeugung und/oder das Zusammenfügen der Sendenachricht S aus Signalen von Empfangsnachrichten E oder Signalen aus dem Routingspeicher 14.3 in die Sendenachricht S sind unter anderem die folgenden Schritte notwendig:

  • – Laden der Signale der Empfangsnachrichten E (z. B. Daten, Informationen) und Parameter (z. B. welche Signale oder Signalbereiche an welcher Position in welcher Sendenachricht S einzufügen sind),
  • – Verschieben der empfangenen Signale,
  • – Filtern der für die zu erstellende Sendenachricht S relevanten Signale,
  • – Zusammenfügen der Signale zu der Sendenachricht S und
  • – Speichern der Sendenachricht S.
For generating and / or assembling the transmission message S from signals of reception messages E or signals from the routing memory 14.3 the following messages are necessary in the transmission message S:
  • Loading the signals of the receive messages E (eg data, information) and parameters (eg which signals or signal ranges are to be inserted at which position in which send message S),
  • Shifting the received signals,
  • Filtering the signals relevant for the transmission message S to be created,
  • - Assembling the signals to the transmission message S and
  • - Save the send message S.

Im Folgenden soll am Beispiel eines CAN-Botschaftsroutings die Funktionsweise der Kommunikationsstruktur 1 verdeutlicht werden. Eine auf einem CAN-Bus von einem entsprechenden Funktionsmodul 4.1 empfangene Botschaft wird mit einem Nachrichtenkopf versehen und in dem Datenspeicher 13 der zugehörigen Knoteneinheit 3.1 gespeichert. Anschließend wird von der Knoteneinheit 3.1 eine Sendeanforderung am zugehörigen Sendeanforderungseingang RQ1 der Mastereinheit 2 gesetzt, der von der Mastereinheit 2 ausgewertet wird. Bekommt das Funktionsmodul 4.1 und somit die Knoteneinheit 3.1 den Buszugriff, wird dessen Überwachungsausgang "Grant" mit der Kennung "Grant-ID" (= ID-Adresse) gesetzt. Darauf sendet die Knoteneinheit 3.1 die Nachricht N an die Mastereinheit 2, die es über den Multiplexer 8 an alle anderen Knoteneinheiten 3.2 bis 3.5 der Funktionsmodule 4.2 bis 4.4 sowie des Routingmoduls 14 direkt weiterleitet. In diesem Fall erfolgt die Auswertung durch das Applikations- bzw. Funktionsmodul 4.2 bis 4.4, das Routingmodul 14 und den Nachrichtenspeicher 13 der Knoteneinheit 3.1.In the following, the functionality of the communication structure will be explained using the example of a CAN message routing 1 be clarified. One on a CAN bus from a corresponding function module 4.1 received message is provided with a message header and in the data memory 13 the associated node unit 3.1 saved. Subsequently, the node unit 3.1 a send request to the associated send request input RQ1 of the master unit 2 set by the master unit 2 is evaluated. Get the function module 4.1 and thus the node unit 3.1 bus access, its monitoring output "Grant" with the ID "Grant ID" (= ID address) is set. Then the node unit sends 3.1 the message N to the master unit 2 that it's over the multiplexer 8th to all other node units 3.2 to 3.5 the functional modules 4.2 to 4.4 and the routing module 14 forwarded directly. In this case, the evaluation is carried out by the application or function module 4.2 to 4.4 , the routing module 14 and the message store 13 the node unit 3.1 ,

Über die Steuereinheit 7 bzw. die Schnittstellensteuereinheit 10 wird das Routingmodul 14 angesteuert werden. Im Falle eines Botschaftsroutings werden Routingtyp und -beziehung vom Routingspeicher 14.3 anhand der Kennung "Grant-ID" und des CAN-Ports ausgewertet. Eine entsprechende Botschaft wird erzeugt und die generierte Nachricht N (= Sendenachricht S) im Routingspeicher 14.3 und/oder im Datenspeicher 13 der Knoteneinheit 3.1 gespeichert. Der Versand der Sendenachricht S erfolgt wie bereits beschrieben. An dieser Stelle wird das Paket mit der ausgehenden Sendenachricht S jedoch direkt an das ausgehende CAN-Modul geschickt, das die Botschaft auf den CAN-Bus legt.About the control unit 7 or the interface control unit 10 becomes the routing module 14 be controlled. In the case of message routing, the routing type and relation become the routing memory 14.3 evaluated on the basis of the identifier "Grant-ID" and the CAN port. A corresponding message is generated and the generated message N (= send message S) in the routing memory 14.3 and / or in the data memory 13 the node unit 3.1 saved. The sending of the transmission message S takes place as already described. At this point, however, the packet with the outgoing transmission message S is sent directly to the outgoing CAN module, which places the message on the CAN bus.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. dem erfindungsgemäßen Verfahren handelt es sich um einen bei der Schaffung eines neuen Gateway-Konzeptes zum Einsatz kommenden Teilaspekt. Bei diesem Teilaspekt handelt es sich um eine optimierte onchip Kommunikationsstruktur für Gateway-Anwendungen. Dadurch lässt sich eine optimierte, d. h. beschleunigte chipinterne Kommunikation zwischen einzelnen Funktionsmodulen realisieren. Im Rahmen der Gateway-Funktionalität lassen sich Routingfunktionen schnell abarbeiten. Es werden die Routinglatenzzeiten reduziert, was insbesondere dann von entscheidendem Vorteil ist, wenn es um die Übertragung von Daten in Systemen mit sicherheitsrelevanten Funktionen geht, beispielsweise im Bereich der Fahrzeugtechnik um Systeme zur Durchführung von Lenkeingriffen oder um Systeme zur Durchführung radindividueller Bremseneigriffe.at the device according to the invention or the invention Procedure is one in creating a new one Gateway concept used for the upcoming sub-aspect. In this sub-aspect it is an optimized onchip communication structure for gateway applications. This can be a optimized, d. H. accelerated on-chip communication between implement individual function modules. As part of the gateway functionality Routing functions can be processed quickly. It will be the routing latencies reduced, which is a decisive advantage when it comes to transferring data in systems with security-related Functions, for example, in the field of vehicle technology Systems for performing steering interventions or systems for carrying out wheel-specific brake grips.

11
Kommunikationsstrukturcommunication structure
22
MastereinheitMaster unit
33
Knoteneinheitnode unit
44
Funktionsmodulefunction modules
55
ODER-GliedOR gate
66
Dekodiererdecoder
77
Steuereinheitcontrol unit
88th
Multiplexermultiplexer
99
Aktivitätsdetektoractivity detector
1010
Modulbezogene Schnittstellensteuereinheitmodule-related Interface controller
1111
Filterfilter
1212
SchnittstellenregisterInterface registers
1313
Datenspeicherdata storage
1414
Routingmodulrouting Engine
14.114.1
Routingeinheitrouting unit
14.214.2
RoutingsteuereinheitRouting control unit
14.314.3
Routingspeicherrouting memory
AcceptAccept
Quittierungssignalacknowledgment
BusyBusy
SendezustandssammeleingangTransmitting state collecting input
GrantGrant
Überwachungsausgangmonitoring output
Grant-IDGrant ID
Grand-KennungGrand identifier
KI1 bis KInKl1 to KIn
Signaleingang der jeweiligen Knoteneinheitsignal input the respective node unit
KO1 bis KOnKO 1 to KOn
Signalausgang der jeweiligen Knoteneinheitsignal output the respective node unit
RQ1 bis RQnRQ1 to RQn
Sendeanforderungseingang an der MastereinheitSend request input at the master unit
SI1 bis SInSI1 to SIn
Signaleingang an der Mastereinheitsignal input at the master unit
SOSO
Signalausgang an der Mastereinheitsignal output at the master unit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 102004033781 A1 [0004] DE 102004033781 A1 [0004]

Claims (15)

Vorrichtung zum Datenaustausch zwischen mindestens zwei Funktionsmodulen (4.1 bis 4.n) einer integrierten Schaltung, wobei die Funktionsmodule (4.1 bis 4.n) über eine Kommunikationsstruktur (1) zur Abarbeitung von schnittstellenbezogenen Funktionen zwischen den Funktionsmodulen (4.1 bis 4.n) koppelbar sind, wobei die Kommunikationsstruktur (1) Teil der integrierten Schaltung oder selbst als eine integrierte Schaltung ausgebildet ist.Device for data exchange between at least two functional modules ( 4.1 to 4-n ) of an integrated circuit, wherein the functional modules ( 4.1 to 4-n ) via a communication structure ( 1 ) for processing interface-related functions between the function modules ( 4.1 to 4-n ), the communication structure ( 1 ) Part of the integrated circuit or itself is designed as an integrated circuit. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationsstruktur (1) eine Mastereinheit (2) und einer der Anzahl der an die Kommunikationsstruktur (1) angeschlossenen Funktionsmodule (4.1 bis 4.n) entsprechende Anzahl von Knoteneinheiten (3.1 bis 3.n) aufweist.Device according to claim 1, characterized in that the communication structure ( 1 ) a master unit ( 2 ) and one of the number to the communication structure ( 1 ) connected functional modules ( 4.1 to 4-n ) corresponding number of node units ( 3.1 to 3.n ) having. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mastereinheit (2) zumindest einen Dekodierer (6), eine Steuereinheit (7) und einen Multiplexer (8) umfasst.Device according to claim 2, characterized in that the master unit ( 2 ) at least one decoder ( 6 ), a control unit ( 7 ) and a multiplexer ( 8th ). Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mastereinheit (2) eine der Anzahl der Funktionsmodule (4.1 bis 4.n) entsprechende Anzahl von Signaleingängen (SI1 bis SIn) und Sendeanforderungseingängen (RQ1 bis RQn) umfasst.Device according to claim 2 or 3, characterized in that the master unit ( 2 ) one of the number of function modules ( 4.1 to 4-n ) comprises corresponding number of signal inputs (SI1 to SIn) and transmission request inputs (RQ1 to RQn). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mastereinheit (2) zumindest einen Sendezustandssammeleingang (Busy) umfasst.Device according to one of claims 2 to 4, characterized in that the master unit ( 2 ) comprises at least one transmit state collection input (Busy). Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Sendezustandssammeleingang (Busy) anhand der Besetztsignale aller an der Mastereinheit (2) angeschlossenen Funktionsmodule (4.1 bis 4.n) und/oder Knoteneinheiten (3.1 bis 3.n) gebildet ist.Apparatus according to claim 5, characterized in that the transmission state collection input (Busy) based on the busy signals all at the master unit ( 2 ) connected functional modules ( 4.1 to 4-n ) and / or node units ( 3.1 to 3.n ) is formed. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweiligen Knoteneinheit (3.1 bis 3.n) eines der Funktionsmodule (4.1 bis 4.n) zugeordnet ist.Device according to one of claims 2 to 6, characterized in that the respective node unit ( 3.1 to 3.n ) one of the functional modules ( 4.1 to 4-n ) assigned. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Knoteneinheit (3.1 bis 3.n) Teil der integrierten Schaltung oder selbst als eine integrierte Schaltung ausgebildet ist, die zumindest einen Aktivitätsdetektor (9), eine modulbezogene Schnittstellensteuereinheit (10), einen Filter (11), ein oder mehrere Schnittstellenregister (12) und einen Datenspeicher (13) umfasst.Device according to one of claims 2 to 7, characterized in that the node unit ( 3.1 to 3.n ) Is formed as part of the integrated circuit or as an integrated circuit which comprises at least one activity detector ( 9 ), a module-related interface control unit ( 10 ), a filter ( 11 ), one or more interface registers ( 12 ) and a data memory ( 13 ). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationsstruktur (1) als eine oder Teil einer programmierbaren integrierten Schaltung (FPGA), insbesondere als eine oder Teil einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (ASIC), ausgebildet ist.Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the communication structure ( 1 ) as one or part of a programmable integrated circuit (FPGA), in particular as one or part of an application specific integrated circuit (ASIC) is formed. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Funktionsmodul (4.1 bis 4.n) ein Busmodul, ein Buscontroller, ein Bustransceiver, eine Busmanagementeinheit, Prozessoren, externe Schnittstellen und/oder eine Speichereinheit ist.Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the functional module ( 4.1 to 4-n ) is a bus module, a bus controller, a bus transceiver, a bus management unit, processors, external interfaces and / or a memory unit. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die schnittstellenbezogenen Funktionen Botschaftsroutingfunktionen, Signalroutingfunktionen, Datensammelroutingfunktionen, Signalextraktionsfunktionen, Protokollwandlungsfunktionen, Netzwerkmanagmentfunktionen und/oder Diagnosefunktionen umfassen.Device according to one of claims 1 to 10, characterized in that the interface-related Features message routing functions, signal routing functions, Data collection routing functions, signal extraction functions, protocol conversion functions, Network management functions and / or diagnostic functions include. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass an die Kommunikationsstruktur über mindestens eines der Funktionsmodule (4.1 bis 4.n), insbesondere eines der Busmodule ein externes Bussystem koppelbar ist.Device according to one of claims 1 to 11, characterized in that the communication structure via at least one of the functional modules ( 4.1 to 4-n ), in particular one of the bus modules an external bus system can be coupled. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das externe Bussystem ein Datenbus ist.Device according to claim 12, characterized in that the external bus system is a data bus. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationsstruktur zumindest teilweise in fest verdrahteter Logik aufgebaut ist.Device according to claim 1, characterized in that that the communication structure is at least partially hard-wired Logic is constructed. Verfahren zum Datenaustausch zwischen mindestens zwei Funktionsmodulen (4.1 bis 4.n) einer integrierten Schaltung mittels einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, gekennzeichnet durch die Schritte: – Setzen einer Sendeanforderung (RQ1 bis RQn) von einem der Funktionsmodule (4.1 bis 4.n) an die Kommunikationsstruktur (1) zur Abarbeitung von schnittstellenbezogenen Funktionen zwischen den Funktionsmodulen (4.1 bis 4.n), – Bestimmen des nächsten sendenden Funktionsmoduls (4.1 bis 4.n), – Bestimmen der freizugebenden Signaleingänge (SI1 bis SIn), die mit Signalausgängen (SO) gekoppelt werden, – Übertragen von Sendenachrichten (S), – Überwachung der Übertragung der Sendenachrichten (S) und – Rücksetzen der freigegebenen Signaleingänge (SI1 bis SIn).Method for exchanging data between at least two functional modules ( 4.1 to 4-n ) of an integrated circuit by means of a device according to one of claims 1 to 14, characterized by the steps of: - setting a send request (RQ1 to RQn) of one of the function modules ( 4.1 to 4-n ) to the communication structure ( 1 ) for processing interface-related functions between the function modules ( 4.1 to 4-n ), - determining the next sending function module ( 4.1 to 4-n ), - determining the signal inputs to be released (SI1 to SIn) which are coupled to signal outputs (SO), - transmitting transmission messages (S), - monitoring the transmission of the transmission messages (S) and - resetting the enabled signal inputs (SI1 to SIn) ,
DE200710049044 2007-10-11 2007-10-11 Data exchange device i.e. communication structure, for e.g. application specific integrated circuit, has function modules for processing interface-related functions, and master unit including number of signal inputs Withdrawn DE102007049044A1 (en)

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