DE102008049662B4

DE102008049662B4 - Verfahren und Vorrichtung zum Prüfen einer asynchronen Übertragung von Steuersignalen

Info

Publication number: DE102008049662B4
Application number: DE102008049662A
Authority: DE
Inventors: Jens Barrenscheen
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2008-09-30
Filing date: 2008-09-30
Publication date: 2012-07-12
Anticipated expiration: 2028-10-01
Also published as: US8335277B2; US20140010316A1; US8908782B2; US20100080321A1; DE102008049662A1

Abstract

Verfahren zum asynchronen Übertragen von pulsweitenmodulierten oder pulsdauermodulierten Steuersignalen von einer Senderseite (1) über eine Mehrzahl von Steuerleitungen (23) an wenigstens einen Empfänger (2, 2a–2c), bei welchem Verfahren über die einzelnen Steuerleitungen (23) jeweils empfangene Steuersignale (PWM, PWM1–PWM3) empfängerseitig logisch miteinander verknüpft werden und das Ergebnis der logischen Verknüpfung an die Senderseite (1) übertragen wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prüfen einer asynchronen Übertragung von pulsweitenmodulierten oder pulsdauermodulierten Steuersignalen sowie Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens.
In vielen Anwendungen müssen derartige Steuersignale zwischen zwei oder mehreren Bauelementen ausgetauscht werden, wobei spezieller Wert auf die Datensicherheit bei der Übertragung gelegt wird.
Im Bereich der taktgesteuerten Datenübertragung ist es bei serieller Datenübertragung wie beispielsweise beim CAN- oder FlexRay-Protokoll bekannt, Prüfsummen über die übertragenen Daten zu bilden und zusammen mit den Daten zu übertragen. Empfängerseitig besteht damit die Möglichkeit, anhand der Prüfsummen die empfangenen Daten zu prüfen. Allgemein ist es bei taktbehafteter Datenübertragung bekannt, Längsprüfsummen über nacheinander übertragene Daten und Querprüfsummen über parallel gleichzeitig übertragene Daten zu bilden und zusammen mit den Daten zu einem Empfänger zu übertragen. Dabei ist zur taktgesteuerten Datenübertragung entweder die zusätzliche Übertragung eines Takts zum Empfänger oder die Taktrückgewinnung beim Empfänger mittels einer aufwändigen Schaltung notwendig. Beides stellt nachteiligerweise einen Aufwand dar, der nur für komplexe System in Kauf genommen wird.
So ist durch die DE2846358 oder die DE4038596 das Übertragen von Prüfsummen zusammen mit Daten- und Taktsignal zu einem Empfänger bekannt. Durch die EP498118 ist weiterhin bekannt, im Empfänger taktgesteuert eine Querprüfsumme beziehungsweise eine Signatur zu erzeugen und mit einer vorangegangenen gespeicherten Signatur zu vergleichen.
Ferner ist auf dem Gebiet der Datenverarbeitung durch die EP382390 ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Fehlererkennung bei der Datenübertragung insbesondere für DRAM-Steuersignale bekannt, wobei Daten von einem Sender zu einem Empfänger gesendet werden, ein Paritätssignal im Empfänger erzeugt und an den Sender zurückübertragen wird und im Sender mit einem dort erzeugten Paritätssignal verglichen wird. Wenn die beiden Paritätssignale nicht gleich sind, wird ein Fehlersignal erzeugt. Durch die JP59178036 ist ein ähnliches Verfahren zur Datenübertragung zwischen einem Sender und einem Empfänger bekannt, wobei im Empfänger ein Paritätsbit erzeugt und an den Sender zurück übertragen wird, in dem es mit einem durch den Sender selbst erzeugten Paritätsbit verglichen wird.
Die DE 10 2005 024 988 beschreibt ein weiteres Verfahren zur Datenübertragung unter Verwendung eines Adressbusses und eines Datenbusses. Daten und Adressen werden im Multiplex über die gleichen Leitungen übertragen, wobei der Datenbus breiter als der Adressbus ist. Die für die Übertragung der Adresse nicht genutzten Leitungen werden zur Übertragung von redundanten Informationen wie vorzugsweise Prüfsummen verwendet.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Prüfen asynchroner Übertragung von pulsweitenmodulierten oder pulsdauermodulierten Steuersignalen beziehungsweise eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, wobei die Übertragung der Steuersignale mit geringem Aufwand überwacht werden kann.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 beziehungsweise mit einem Sender mit den Merkmalen des Anspruchs 19 beziehungsweise einem Empfänger mit den Merkmalen des Anspruchs 21 gelöst. Die Unteransprüche definieren jeweils bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden beim asynchronen Übertragen von pulsweitenmodulierten oder pulsdauermodulierten Steuersignalen über Steuerleitungen von einer Senderseite zu wenigstens einem Empfänger die über die Steuerleitungen empfangene Steuersignale empfängerseitig logisch miteinander verknüpft und wird das Ergebnis der logischen Verknüpfung an die Senderseite übertragen. Die Steuersignale werden parallel über die mehreren Steuerleitungen übertragen und die über die einzelnen Steuerleitungen empfangenen Steuersignale werden miteinander logisch verknüpft und das Ergebnis an die Senderseite zurückgesendet. Dies wird asynchron durchgeführt, wobei die logische Verknüpfung nicht taktgesteuert durchgeführt wird und somit mit sehr kurzer Latentzeit durchgeführt werden kann. Die Latentzeit kann allein durch die Verarbeitungsgeschwindigkeit der beteiligten Logikschaltung bestimmt sein oder kann auch auf einen festen vorbestimmten Wert eingestellt sein.
Die empfangenen Steuersignale werden insbesondere fortlaufend logisch miteinander verknüpft. Damit kann erreicht werden, dass bei jeder Zustandsänderung der empfangenen Steuersignale zumindest im Wesentlichen sofort das Ergebnis der logischen Verknüpfung vorliegt und zur Senderseite übertragen wird. Die Senderseite kann somit mit sehr kurzer Verzögerung eine Rückmeldung für die Übertragung der Steuersignale erhalten und Fehler bei der Übertragung sehr schnell feststellen. Die Senderseite kann somit sehr schnell reagieren, wenn ein Fehler bei der Übertragung der Steuersignale festgestellt worden ist, und beispielsweise das Aussenden weiterer Steuersignale stoppen oder den wenigstens einen Empfänger in einen sicheren Zustand versetzen, in dem der wenigstens eine Empfänger beispielsweise keine oder zumindest keine gefährdende Aktionen durchführt.
Durch die Rückübertragung an die Senderseite kann senderseitig geprüft werden, ob die Übertragung beziehungsweise die Steuerleitungen gestört sind, wobei sowohl Störungen detektiert werden können, die falsch übermittelte Steuersignale zur Folge haben, als auch Störungen, die den Zeitpunkt der Übermittlung stören.
Allgemein sind asynchrone Steuersignale taktlos, so dass sie unabhängig von einem Taktmuster ihren Zustand wechseln können. Da die empfängerseitige logische Verknüpfung auf die über die einzelnen Steuerleitungen empfangenen Steuersignale angewendet wird, kann die empfängerseitige logische Verknüpfung bei jedem Zustandswechsel der Steuersignale mit geringer Zeitverzögerung durchgeführt werden, so dass das Ergebnis der empfängerseitigen logischen Verknüpfung sofort vorliegt und überprüft werden kann.
Durch die asynchrone Durchführung der empfängerseitigen logischen Verknüpfung kann auch das Ergebnis asynchron an die Senderseite übertragen werden und eine Überprüfung der über die Signalleitungen empfangenen Steuersignale asynchron erfolgen. Damit besteht die Möglichkeit, sowohl die fehlerfreie Übertragung des Zustands der Steuersignale, d. h. die mit den Steuersignalen übermittelte Information, als auch den Zeitpunkt der Übermittlung zu überprüfen.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann die Übertragung von beispielsweise PWM-Signalen für Leistungstreiber oder Umrichter überprüft werden. Derartige Signale besitzen eine sehr feine Granularität beziehungsweise Schrittweite, so dass der Zeitpunkt der Übermittlung sehr genau überprüfbar sein muss. Bei einer 10-Bit-Auflösung je PWM-Periode und einer Frequenz von 20 kHz ergibt sich beispielsweise eine Schrittweite von 50 ns. Das Verfahren kann auch bei der Ansteuerung von Gatetreibern eingesetzt werden.
Der Begriff Senderseite kann auch eine Mehrzahl von Schaltungskomponenten umfassen, die senderseitig angeordnet sind. Dies kann beispielsweise ein einzelner Sender oder eine Sendeeinrichtung mit zugeordneter Signaturprüfeinrichtung sein, wobei die Signaturprüfeinrichtung ein von der Sendeeinrichtung getrennter Schaltkreis sein kann. Damit kann beispielsweise eine herkömmliche Sendeeinrichtung, die nicht zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist, zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens nachgerüstet werden. Die Signaturprüfeinrichtung wird dazu einer herkömmlichen Sendeeinrichtung derart zugeordnet, dass die von der Sendeeinrichtung ausgesendeten Steuersignale von der Signaturprüfeinrichtung gelesen werden und dass das von dem wenigstens einen Empfänger zurück übertragene Ergebnis der empfängerseitigen logischen Verknüpfung von der Signaturprüfeinrichtung empfangen wird. Die Signaturprüfeinrichtung kann die empfangene Signatur in Abhängigkeit den Steuersignalen prüfen. Das Ergebnis dieser Prüfung kann von der Signaturprüfeinrichtung an die Sendeeinrichtung oder an eine andere Schaltung übertragen werden. Die Signaturprüfeinrichtung erhält sowohl das Ergebnis der empfängerseitigen logischen Verknüpfung als auch die gesendeten Steuersignale und kann somit das Ergebnis der empfängerseitigen logischen Verknüpfung in Abhängigkeit der Steuersignale prüfen.
In einer Variante kann die Signaturprüfeinrichtung auch eine Sendersignatur beziehungsweise das Ergebnis einer senderseitigen logischen Verknüpfung der Steuersignatur und das Ergebnis der empfängerseitigen logischen Verknüpfung erhalten. In dieser Variante erhält die Signaturprüfeinrichtung zwei Signaturen, anhand derer sie Fehler bei der Übertragung der Steuersignale detektieren kann. Die Sendersignatur kann von einem getrennten Schaltkreis oder von einer Sendeeinrichtung erzeugt werden. In aller Regel besitzt die Sendersignatur eine geringere Bitbreite beziehungsweise benötigt allgemein zur Übertragung weniger Leitungen. Wenn die Sendersignatur in einer Sendeeinrichtung erzeugt wird und an eine Signaturprüfeinrichtung ausgegeben wird, können Leitung und Anschlüsse der beteiligten Schaltkreise eingespart werden. So kann die Sendersignatur in der Sendeeinrichtung erzeugt werden.
Ferner kann der Sender auch eine Sendetreiberschaltung sein, die von einer getrennten Sendeeinrichtung erzeugte Steuersignale empfängt und an die Steuerleitungen weitergibt. Die Sendetreiberschaltung empfängt in diesem Fall auch das von dem wenigstens einen Empfänger übertragene Ergebnis der empfängerseitigen logischen Verknüpfung. Die Sendetreiberschaltung prüft dieses Ergebnis der empfängerseitigen logischen Verknüpfung in Abhängigkeit der Steuersignale.
In einer Ausführungsform wird eine Überprüfung des Ergebnisses der empfängerseitigen logischen Verknüpfung für eine bestimmte Zeitdauer ausgesetzt. Damit können Verzögerungen bei der empfängerseitigen logischen Verknüpfung und/oder der Übertragung des Ergebnisses der empfängerseitigen logischen Verknüpfung berücksichtigt werden. Solche Verzögerungen könnten ansonsten trotz ungestörter Übertragung zur Anzeige einer Übertragungsstörung führen.
Insbesondere werden Zustandswechsel der Steuersignale erkannt und nach jedem Zustandswechsel die Überprüfung des Ergebnisses der empfängerseitigen logischen Verknüpfung für eine bestimmte Zeitdauer ausgesetzt. Da die Überprüfung auf Senderseite stattfindet, werden die Zustandwechsel vorzugsweise im Sender oder in der Einrichtung durchgeführt, die das Ergebnis der empfängerseitigen logischen Verknüpfung erhält und deren Überprüfung in Abhängigkeit der gesendeten Steuersignale durchführt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert.
1 zeigt schematisch eine Schaltungsanordnung mit Sender und Empfänger, zwischen denen Steuersignale gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung übertragen werden,
2 zeigt den zeitlichen Verlauf der Steuersignale in der Schaltungsanordnung aus 1,
3 zeigt schematisch eine Schaltungsanordnung mit mehreren Empfängern nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
4 zeigt schematisch eine Schaltungsanordnung mit Sender und Empfänger gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
5–7 zeigen schematisch Empfänger nach Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung,
8 zeigt schematisch einen Sender nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit redundanter Erzeugung der Steuersignale, und
9 zeigt ein System aus Sender, Empfänger und getrennter Signaturprüfeinrichtung, zur Übertragung asynchroner Steuersignale nach einem weiteren Ausführungsbeispiel.
Die in 1 schematisch dargestellte Schaltungsanordnung zeigt einen Sender 1 und einen Empfänger 2, die über drei Steuerleitungen 23 miteinander verbunden sind, die jeweils eines von drei Steuersignalen PWM1–PWM3 übertragen. Die Steuersignale PWM1–PWM3 werden von einem PWM-Generator 4 des Senders 1 erzeugt, der von einer Regelung 3 des Senders 1 gesteuert wird. Die vom PWM-Generator 4 erzeugten Steuersignale PWM1–PWM3 werden an einen Steuersignalausgang 6 des Senders 1 und an einen senderseitigen Signaturgenerator 5 des Senders 1 geleitet. Der Steuersignalausgang 5 besitzt mehrere Ausgangstreiber beziehungsweise Ausgangsanschlüsse, die jeweils mit einer der Steuerleitungen 23 verbunden sind.
Der senderseitige Signaturgenerator 5 verknüpft die Steuersignale PWM1–PWM3 logisch miteinander und sendet das Ergebnis dieser senderseitigen logischen Verknüpfung an eine Signaturprüfeinrichtung 13 des Sender 1. Das Ergebnis der senderseitigen logischen Verknüpfung wird im Folgenden auch Sendersignatur genannt.
Der Empfänger 2 weist einen Steuersignaleingang 7 auf, der mehrere Eingangsstufen beziehungsweise Eingangsanschlüsse besitzt, die jeweils mit einer der Steuerleitungen 23 verbunden sind. Der Steuersignaleingang 7 leitet die empfangenen Steuersignale PWM1–PWM3 an einen empfängerseitigen Signaturgenerator 11 des Empfängers 2 und an Treiber 8 des Empfängers 2 weiter. Die Treiber 8 verstärken die Steuersignale PWM1–PWM3 und geben sie verstärkt an jeweilige Schalter 16 des Empfängers 2 weiter, die abhängig vom jeweiligen Steuersignal PWM1–PWM3 beispielsweise Verbraucher bestromen oder allgemein Stellaufgaben erfüllen.
Der empfängerseitige Signaturgenerator 11 verknüpft die empfangenen Steuersignale PWM1–PWM3 logisch miteinander und sendet das Ergebnis dieser empfängerseitigen logischen Verknüpfung an einen Signaturausgang 10 des Empfängers 2. Das Ergebnis der empfängerseitigen logischen Verknüpfung wird im Folgenden auch Empfängersignatur genannt. Der Signaturausgang 10 ist über eine Signaturleitung 9 mit einem Signatureingang 12 des Senders 1 verbunden. Der Signaturausgang 10 und der Signatureingang 12 sind in den Figuren als Treiber beziehungsweise als Eingangsstufe gezeichnet. Allgemein umfasst der Begriff Eingang beziehungsweise Ausgang auch Schaltungsteile, die am Empfangen beziehungsweise Senden beteiligt sind, wie Ausgangstreiber oder Eingangsstufen. Eingänge können auch Komparatoren wie beispielsweise Schmitt-Trigger umfassen, um empfangene Digitalsignale zu formen.
Der empfängerseitige Signaturgenerator 11 ist eingerichtet, die empfangenen Steuersignale PWM1–PWM3 ohne Verzögerung miteinander logisch zu verknüpfen. Das Ergebnis der empfängerseitigen logischen Verknüpfung wird asynchron auf der Signaturleitung 9 ausgesendet.
Der Signatureingang 12 des Senders 1 ist mit der Signaturprüfeinrichtung 13 verbunden, die somit die Empfängersignatur und die Sendersignatur erhält. Die Signaturprüfeinrichtung 13 vergleicht beide Signaturen und gibt ein Fehlersignal 14 aus, wenn die Empfängersignatur von der Sendersignatur abweicht. Der senderseitige Signaturgenerator 5 und der empfängerseitige Signaturgenerator 11 sind so eingerichtet, dass sie die gleiche logische Verknüpfung durchführen, so dass im störungsfreien Fall die Sendersignatur gleich der Empfängersignatur ist. In einer Variante können die beiden Signaturgeneratoren 5, 11 auch unterschiedliche logische Verknüpfungen durchführen, wobei in diesem Fall Empfängersignatur und Sendersignatur voneinander abweichen können und die Signaturprüfeinrichtung 13 die verschiedenen logischen Verknüpfungen berücksichtigen muss. Die Signaturprüfeinrichtung 13 muss dazu Kenntnis über die beiden logischen Verknüpfungen auf Senderseite beziehungsweise Empfängerseite oder zumindest über den Unterschied der beiden logischen Verknüpfungen insoweit besitzen, als der Unterschied zum Vergleich von Sendersignatur und Empfängersignatur relevant ist. Der senderseitige Signaturgenerator 5 kann auch mit der Signaturprüfeinrichtung 13 zu einer Prüfeinrichtung kombiniert sein.
Die Signaturprüfeinrichtung 13 ist ferner eingerichtet, nach einem Zustandswechsel der Sendersignatur den Vergleich der Sendersignatur und der Empfängersignatur für eine bestimmte Zeitdauer auszusetzen, um kein falsches Fehlersignal 14 aufgrund von Zeitverzögerungen zu erzeugen. Das Aussetzen der Vergleichs kann auch ein durch Sperren beziehungsweise Unterdrücken des Fehlersignals 14 für diese Zeitdauer geschehen.
2 zeigt die zeitlichen Verläufe der Steuersignale PWM1–PWM3 sowie eines Aussetzsignals BLANK, das anzeigt, wann der Vergleich von Sendersignatur und Empfängersignatur ausgesetzt wird. Die Steuersignale PWM1–PWM3 und das Aussetzsignal BLANK sind Digitalsignale, die einen High-Zustand und einen Low-Zustand annehmen können. Die Zeitpunkte, zu denen die Steuersignale PWM1–PWM3 ihren Zustand ändern können, sind unabhängig von einem festen T Taktraster. Ein Zeitpunkt, zu dem das erste Steuersignal PWM1 seinen Zustand ändert, ist mit T1+ für einen Wechsel von Low zu High und mit T1– für einen Wechsel von High zu Low gekennzeichnet. Die Zeitpunkte für die anderen Steuersignale PWM2, PWM3 sind entsprechend mit T2+ beziehungsweise T2– und T3+ beziehungsweise T3-gekennzeichnet.
Bei jedem Zustandswechsel zumindest eines Steuersignals PWM1–PWM3 wechselt das Aussetzsignal BLANK für eine vorbestimmte Aussetzzeitdauer von Low zu High. Nach Ablauf der Aussetzzeitdauer wechselt das Aussetzsignal wieder von High zu Low. Die Aussetzzeitdauer ist so bemessen, dass innerhalb dieser Zeitdauer die Übertragung der Steuersignale PWM1–PWM3, die Erzeugung der Empfängersignatur und deren Rückübertragung zum Sender 1 sicher abgeschlossen ist. In aller Regel sind dabei nur Gatterlaufzeiten zu berücksichtigen, so dass die Aussetzzeitdauer beispielsweise im Bereich einiger Mikrosekunden oder Nanosekunden liegen kann.
3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Steuersignale PWM1–PWM3 an mehrere Empfänger 2a–2c übertragen werden. Jeder Empfänger 2a–2c weist einen Steuersignaleingang 7a–7c auf und empfängt über diesen ein Steuersignal PWM1–PWM3. Jeder Empfänger 2a–2c weist weiterhin einen Treiber 8a–8c auf, der in Abhängigkeit des jeweils empfangenen Steuersignals PWM1–PWM3 ein Treibersignal erzeugt, das vom jeweiligen Empfänger an jeweils einen von drei Schaltern 16a–16c geleitet wird. Die Schalter 16a–16c dienen wie im vorigen Ausführungsbeispiel allgemein Stellaufgaben.
Jeder Empfänger 2a–2c weist einen Signaturgenerator 11a–11c, einen Signatureingang 15a–15c sowie einen Signaturausgang 10a–10c auf. Der Signaturgenerator 11a–11c jedes Empfängers 2a–2c empfängt das vom jeweiligen Empfänger 2a–2c empfangene Steuersignal sowie das vom jeweiligen Empfänger 2a–2c am jeweiligen Signatureingang 15a–15c empfangene Signatursignal.
Die Empfänger sind so eingerichtet, dass wenn kein Signatursignal am Signatureingang 15a–15c empfangen wird, der Signaturgenerator 11a–11c ein Standardsignal am entsprechenden Eingang verwendet. Dies kann durch Vorsehen eines Pull-Up- oder Pull-Down-Widerstand geschehen, der einen offenem beziehungsweise nicht beschaltetem Signatureingang 15a–15c auf ein festes Potential zieht und somit für einen Standardwert an diesem Eingang sorgt.
Die Empfänger 2a–2c sind in Reihe geschaltet, wozu der Signaturausgang 10a, 10b eines Empfänger 2a, 2b über eine Signaturringleitung 17 mit dem Signatureingang 15b, 15c eines in der Reihe folgenden Empfängers 2b, 2c verbunden ist. Der Signatureingang 15a des in der Reihe ersten Empfänger 2a ist unbeschaltet. Der Signaturausgang 10c des in der Reihe letzten Empfängers 2c ist über die Signaturleitung 9 mit dem Signatureingang 12 des Senders 1 verbunden.
Durch die Reihenschaltung der einzelnen Empfänger 2a–2c über die Signaturausgänge 10a–10b beziehungsweise die Signatureingänge 15b–15c kann eine Empfängersignatur über mehrere Steuersignale PWM1–PWM3 erzeugt werden, auch wenn die Steuersignale PWM1–PWM3 an verschiedenen Empfänger 2a–2c übertragen werden. Die Steuersignale PWM1–PWM3 müssen dabei nicht zusammengehören oder in einem Zusammenhang zueinander stehen. Zur Senderseite wird das Ergebnis der logischen Verknüpfung aller empfangenen Steuersignale PWM1–PWM3 zurückgesendet, so dass mit einem einzigen zurück übertragenen Signal die Übertragung aller Steuersignale PWM1–PWM3 auch an mehrere getrennte Empfänger 2a–2c überprüft werden kann.
4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Senders 1 und eines Empfängers 2. Der Sender 1 weist in diesem Ausführungsbeispiel ebenso einen PWM-Generator 4 und einen Steuersignalausgang 6 auf, wobei der PWM-Generator 4 die Steuersignale PWM1–PWM3 erzeugt und an den Steuersignalausgang 6 liefert, der sie über Steuerleitungen an den Steuersignaleingang 7 des Empfängers 2 überträgt. Der Sender 1 weist weiterhin UND-Gatter 20 und Auswahlschalter 19 auf. Die UND-Gatter 20 sind jeweils mit einem Eingang an ein Steuersignal PWM1–PWM3 und mit dem anderen Eingang an den Ausgang eines Auswahlschalters 19 angeschlossen. Die Ausgänge der UND-Gatter 20 sind mit Eingängen von in Reihe geschalteten Exklusiv-oder-Gattern beziehungsweise XOR-Gattern 11 verbunden. Die Auswahlschalter 19 steuern somit, ob ein Steuersignal PWM1–PWM3 von den UND-Gattern 20 an die Eingänge der XOR-Gatter 11 weitergeleitet wird.
Das in der Reihe als erstes geschaltete XOR-Gatter 11 empfängt an seinen Eingängen ein Steuersignal PWM1 und einen Standardwert 24, der High oder Low sein kann. Der Ausgang dieses XOR-Gatters 11 ist mit einem Eingang des in der Reihe darauf folgenden XOR-Gatters 11 verbunden. Der Ausgang des in der Reihe als letztes geschaltete XOR-Gatters 11 liefert somit das Ergebnis der senderseitigen logischen Verknüpfung und somit die Sendersignatur. Dadurch ergibt sich eine Einstellmöglichkeit, welche Steuersignale beziehungsweise internen Steuersignalleitungen bei der Erzeugung der Sendersignatur berücksichtigt werden. So kann eine Sendeeinrichtung für die Erzeugung einer bestimmten Anzahl von Steuersignalen eingerichtet sein. Wenn je nach Einsatz nicht alle der Steuersignale benötigt werden, kann die Erzeugung der Sendersignatur auf die verwendeten Steuersignale beschränkt werden. So können Standardversionen der Sendeeinrichtung geschaffen werden, die jeweils für eine bestimmte Anzahl von Steuersignalen ausgelegt sind, von denen aber nicht alle verwendet werden müssen.
Der Sender 1 weist weiterhin eine Signaturprüfeinrichtung 13, eine Flankenerkennungseinrichtung 21 und ein Aussetzzeitglied 22 auf. Ein Ausgang der Flankenerkennungseinrichtung 21 ist mit einem Eingang des Aussetzzeitglieds 22 verbunden, das wiederum mit der Signaturprüfeinrichtung 13 verbunden ist.
Die Signaturprüfeinrichtung empfängt weiterhin über einen Signatureingang 12 des Senders 1 eine vom Empfänger 2 übertragene Empfängersignatur und ist zum Vergleich der Sendersignatur mit der Empfängersignatur eingerichtet.
Die Sendersignatur wird an die Flankenerkennungseinrichtung 21 und die Signaturprüfeinrichtung 13 geleitet. Die Flankenerkennungseinrichtung 21 erkennt die Flanken der Sendersignatur und damit jeden Wechsel der Sendersignatur. Nach jeder erkannten Flanke wird das Aussetzzeitglied 22 angestoßen, um für eine bestimmte Aussetzzeitdauer ein bestimmtes Signal an die Signaturprüfeinrichtung 13 zu senden, um bei der Signaturprüfeinrichtung 13 für diese Aussetzzeitdauer den Vergleich von Sendersignatur und Empfängersignatur zu unterbrechen beziehungsweise auszusetzen.
Der Empfänger 2 weist wie im vorigen Ausführungsbeispiel gemäß 1 einen Steuersignaleingang 7 auf zum Empfangen der Steuersignale PWM1–PWM3 auf. Der Steuersignaleingang 7 leitet die Steuersignale PWM1–PWM3 an Treiber 8 und an eine Reihe von XOR-Gattern 11 weiter. Die Treiber 8 sind wie im Ausführungsbeispiel aus 1 mit Schaltern 16 verbunden. Die XOR-Gatter 11 sind wie im Sender 1 zu einer Reihe verschaltet, die am Anfang einen Standardwert 24 erhält und am Ende das Ergebnis einer logischen Verknüpfung liefert, die in diesem Fall die Empfängersignatur ist. Die Reihe der XOR-Gatter 11 liefern sowohl im Sender 1 als auch im Empfänger 2 das Ergebnis einer XOR-Verknüpfung aller Steuersignale PWM1–PWM3 und des Standardwerts 24. Die Empfängersignatur wird über einen Signaturausgang 10 des Empfängers und eine Signaturleitung 9 an den Signatureingang 12 des Senders 1 geleitet. Eine Auswahlschaltung auf Empfängerseite ist in aller Regel nicht erforderlich, da der Empfänger in aller Regel speziell für eine Funktion ausgelegt wird und n dieser Auslegung keine ungenutzten Steuersignalleitungen enthält.
5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Empfängers 2. Der Empfänger 2 ist in dieser Variante ebenfalls geeignet, zur Verwendung mit weiteren Empfängern 2, wobei alle Empfänger 2 über jeweilige Signaturausgänge 10 und jeweilige Signatureingänge 15 in Reihe geschaltet sind. Dazu weist der Empfänger 2 einen Signatureingang 15, zwei XOR-Gatter 11 und einen Signaturausgang 10 auf, die jeweils in Reihe geschaltet sind. Der Empfänger 2 weist weiterhin einen Steuersignaleingang 7 für ein einziges Steuersignal PWM und einen Sperreingang 25 zum Empfangen eines Sperrsignals Inhibit auf, mit dem der Betrieb des Empfängers 2 gesperrt werden kann. Der Steuersignaleingang 7 ist direkt an einen ersten Eingang eines UND-Gatters 26 mit zwei Eingängen gekoppelt, an dessen zweiten Eingang der Sperreingang 25 über einen Inverter 27 angekoppelt ist. Der Ausgang des UND-Gatters 26 ist mit einem Treiber 8 verbunden, dessen Ausgangssignal an einen Schalter 16 außerhalb des Empfängers 2 geleitet wird.
Die zwei XOR-Gatter 11 weisen zwei weitere Eingänge auf, die das Steuersignal PWM und das Sperrsignal Inhibit empfangen, so dass die XOR-Gatter 11 eine XOR-Verknüpfung des über den Signatureingang 15 empfangenen Signatursignals, des über den Steuersignaleingang 7 empfangenen Steuersignals PWM und des über den Sperreingang 25 empfangenen Sperrsignals Inhibit durchführen und das Ergebnis dieser Verknüpfung über den Signaturausgang 10 an einen in der Reihe nachgeschalteten Empfänger 2 oder an die Senderseite übertragen, wenn der Empfänger 2 der letzte in der Reihe ist. In diesem Ausführungsbeispiel ist es möglich, die Funktionsfähigkeit der Übertragung sowohl des Steuersignals PWM als auch des Sperrsignals Inhibit zu überprüfen, ohne ein Stellsignal am Ausgang des Treibers 8 zu erzeugen. Wenn des Sperrsignal Inhibit Low beziehungsweise inaktiv ist, kann durch Veränderung des Steuersignals PWM eine Änderung des ausgegebenen Signatursignals erreicht werden, die auf Senderseite ausgewertet werden kann, ohne dass am Ausgang des Treibers 8 ein aktives Signal erscheint. Umgekehrt kann das Steuersignal PWM auf Low gehalten werden und das Sperrsignal Inhibit verändert werden. Auch in diesem Fall wird eine Änderung des Signatursignals erreicht, das auf Senderseite ausgewertet werden kann, ohne dass am Ausgang des Treibers 8 ein aktives Signal erscheint.
6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Empfängers 2. Der Empfänger 2 weist wie in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen einen Signatureingang 15, einen Signaturausgang 10, einen Steuersignaleingang 7, einen Treiber 8 und ein XOR-Gatter 11 auf. Der Treiber 8 ist mit einem Schalter 16 außerhalb des Empfängers 2 verbunden. Das XOR-Gatter 11 erhält in diesem Fall nicht das Steuersignal PWM sondern ein Statussignal beziehungsweise Prüfsignal vom Treiber 8. Das Statussignal kennzeichnet allgemein einen Zustand des Treibers 8 wie beispielsweise einen Stromfluss oder eine Spannung im Treiber 8. Mittels des Statussignals kann die Reaktion des Treibers 8 auf das Steuersignal PWM überprüft werden. So kann das Statussignal eine Ausgangsspannung des Treibers 8 sein. Das XOR-Gatter 11 verknüpft ein erhaltenes Signatursignal und das Statussignal logisch miteinander und sendet es über den Signaturausgang 10 aus. Anhand des Statussignals beziehungsweise Prüfsignals kann die Weiterverarbeitung des Steuersignals innerhalb des Empfängers 2 überprüft werden.
7 zeigt eine Variante des Ausführungsbeispiels gemäß 6, die zusätzlich einen Multiplexer 28 mit zwei Eingängen aufweist, der von einem Konfigurationssignal am Konfigurationseingang 29 gesteuert wird. Der Ausgang des Multiplexers 28 ist mit dem XOR-Gatter 11 verbunden. Ein Eingang des Multiplexers 28 empfängt das Steuersignal PWM und ein Eingang des Multiplexers 28 empfängt das Statussignal des Treibers 8. Mittels des Multiplexers 28 kann eingestellt werden, ob ein empfangenes Signatursignal mit dem Steuersignal PWM oder stattdessen mit dem Statussignal logisch miteinander verknüpft werden.
8 zeigt eine Variante des Ausführungsbeispiels gemäß 4, in der sämtliche Komponenten mit Ausnahme der Flankenerkennungseinrichtung 21, dem Aussetzzeitglied 22 und der Signaturprüfeinrichtung redundant vorgesehen sind. Die redundanten Komponenten sind mit den gleichen Bezugsziffern aber gefolgt mit Apostroph versehen. Die beiden PWM-Generatoren 4, 4' erzeugen die gleichen Steuersignale PWM1–PWM3 und die beiden Auswahlschalter 19, 19' sind auf die gleiche Weise eingestellt. Somit werden am Ausgang der beiden XOR-Gatter-Reihen 11, 11' bei ordnungsgemäßem Betrieb die gleiche Sendersignatur erzeugt. Die redundante Sendersignatur am Ausgang der XOR-Gatter-Reihe 11 wird an die Signaturprüfeinrichtung 13 geleitet. Die Signaturprüfeinrichtung 13 vergleicht somit die Empfängersignatur, die Sendersignatur und die redundante Sendersignatur und kann damit Störungen der Übertragung der Steuersignale zum wenigstens einen Empfänger und zusätzlich Störungen auf der Senderseite detektieren.
9 zeigt eine Variante des Systems gemäß 1 mit einem Sender 1, einem Empfänger 2 und einer externen Signaturprüfeinrichtung 13. Der Sender 1 weist in diesem Ausführungsbeispiel einen Signaturausgang 30 zum Ausgeben der im Sender 1 vom Signaturgenerator 5 erzeugten Sendersignatur auf. Die Empfängersignatur am Signaturausgang 10 des Empfängers 2 wird in diesem Fall über die Signaturleitung 9 an die externe Signaturprüfeinrichtung 13 geleitet, die somit die Sendersignatur und die Empfängersignatur empfängt, vergleicht und in Abhängigkeit des Vergleichs ein Fehlersignal 14 liefert. Vorteilhafterweise benötigt die Sendersignatur weniger Leitungen zur Übertragung als die Sendersignatur. Insbesondere ist die Sendersignatur ein Bit breit, so dass sie über eine Leitung übertragen werden kann.

Claims

Verfahren zum asynchronen Übertragen von pulsweitenmodulierten oder pulsdauermodulierten Steuersignalen von einer Senderseite (1) über eine Mehrzahl von Steuerleitungen (23) an wenigstens einen Empfänger (2, 2a–2c), bei welchem Verfahren über die einzelnen Steuerleitungen (23) jeweils empfangene Steuersignale (PWM, PWM1–PWM3) empfängerseitig logisch miteinander verknüpft werden und das Ergebnis der logischen Verknüpfung an die Senderseite (1) übertragen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Steuersignale (PWM, PWM1–PWM3) digital sind.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die empfangenen Steuersignale (PWM, PWM1–PWM3) vor der logischen Verknüpfung digitalisiert werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die logische Verknüpfung eine Exklusiv-Oder-Verknüpfung ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Ergebnis der logischen Verknüpfung asynchron erzeugt und asynchron an die Senderseite (1) übertragen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuersignale (PWM1–PWM3) an mehrere Empfänger (2a–2c) übertragen werden und jeder Empfänger (2a–2c) das jeweils von ihm empfangene Steuersignal (PWM1–PWM3) und ein jeweils von ihm über einen Signatureingang (15a–15c) empfangene Signatursignal logisch miteinander verknüpft und das Ergebnis der logischen Verknüpfung als Signatursignal über einen Signaturausgang (10a–10c) ausgibt.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei das von einem Empfänger (2c) erzeugte Signatursignal an die Senderseite (1) übertragen wird.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Empfänger (2a–2c) über Signaturleitungen (17) in Reihe geschaltet sind, die Signaturleitungen (17) jeweils den Signaturausgang (10a–10b) eines Empfängers (2a–2b) mit dem Signatureingang (15b–15c) des in der Reihe folgenden Empfängers (2b–2c) verbinden und der Signaturausgang (10c) des in der Reihe letzten Empfängers (2c) über eine Signaturleitung (9) mit einem Signatureingang (12) der Senderseite (1) verbunden ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Ergebnis der empfängerseitigen logischen Verknüpfung anhand der übertragenen Steuersignale (PWM1–PWM3) und der Art der empfängerseitigen logischen Verknüpfung geprüft wird.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Senderseite (1) senderseitig die Steuersignale (PWM, PWM1–PWM3) auf die gleiche Weise logisch miteinander verknüpft wie der wenigstens eine Empfänger (2, 2a–2c) und das Ergebnis der senderseitigen logischen Verknüpfung mit dem Ergebnis der empfängerseitigen logischen Verknüpfung verglichen wird.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, wobei die Prüfung des Ergebnisses der empfängerseitigen logischen Verknüpfung während einer bestimmten Zeitdauer (BLANK) ausgesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, wobei Zustandswechsel der Steuersignale (PWM, PWM1–PWM3) oder ein Maß für Zustandswechsel der Steuersignale (PWM, PWM1–PWM3) detektiert werden und die Prüfung des empfängerseitigen Ergebnisses der logischen Verknüpfung während einer bestimmten Zeitdauer (BLANK) nach einem Zustandswechsel der Steuersignale (PWM, PWM1–PWM3) ausgesetzt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der wenigstens eine Empfänger (2) in Abhängigkeit von empfangenen Steuersignalen (PWM) Prüfsignale erzeugt, die empfängerseitige logische Verknüpfung auf die Prüfsignale angewendet wird und das Ergebnis der empfängerseitigen logischen Verknüpfung an die Senderseite (1) übertragen wird.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei der wenigstens eine Empfänger (2, 2a–2c) zu jedem Steuersignal genau ein Prüfsignal durch Anwenden einer logischen Operation auf das jeweilige Steuersignal (PWM) erzeugt.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Prüfsignale in Abhängigkeit von Statusrückmeldungssignalen erzeugt werden, die Zustände von durch empfangene Steuersignale gesteuerte Vorgänge beschreiben.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Ergebnis der empfängerseitigen logischen Verknüpfung ein Ein-Bit-Wert ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der wenigstens eine Empfänger (2, 2a–2c) einen Signatureingang (15, 15a–15c) aufweist und bei Anliegen eines Signatursignals am Signatureingang (15, 15a–15c) die empfangenen Steuersignale (PWM, PWM1–PWM3) und das über den Signatureingang (15, 15a–15c) empfangene Signatursignal empfängerseitig logisch miteinander verknüpft und bei Nichtanliegen eines Signatursignals am Signatureingang (15, 15a–15c) die empfangenen Steuersignale (PWM, PWM1–PWM3) und einen Standardwert empfängerseitig logisch miteinander verknüpft.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuersignale (PWM, PWM1–PWM3) redundant erzeugt werden, ein erster Satz und ein zweiter Satz der Steuersignale (PWM1–PWM3) erzeugt wird und beide Sätze Steuersignale jeweils logisch miteinander verknüpft werden.
Sender (1) zur Verwendung in einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, mit Steuersignalausgängen (6) zum Aussenden von pulsweitenmodulierten oder pulsdauermodulierten Steuersignalen (PWM1–PWM3) an wenigstens einen Empfänger (2, 2a–2c), wenigstens einem Signatureingang (12) zum Empfangen eines Signatursignals (9) und einer Prüfeinrichtung (5, 13), die zum Prüfen des Signatursignals (9) in Abhängigkeit der Steuersignale (PWM1–PWM3) und einer logischen Verknüpfung eingerichtet ist.
Sender (1) nach Anspruch 19, wobei die logische Verknüpfung eine im wenigstens einen Empfänger (2, 2a–2c) auf die vom wenigstens einen Empfänger (2, 2a–2c) empfangenen Steuersignale (PWM, PWM1–PWM3) angewendete empfängerseitige logische Verknüpfung ist.
Empfänger (2, 2a–2c) zur Verwendung in einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, mit wenigstens einem Steuersignaleingang (7) zum Empfangen wenigstens eines pulsweitenmodulierten oder pulsdauermodulierten Steuersignals (PWM1–PWM3), einem Signaturgenerator (11) zum asynchronen logischen Verknüpfen wenigstens eines empfangenen Steuersignals (PWM1–PWM3) und einem Signaturausgang (10, 10a–10c) zum asynchronen Aussenden eines Ergebnisses der logischen Verknüpfung.
Empfänger (2, 2a–2c) nach Anspruch 21, mit weiterhin einem Signatureingang (15, 15a–15c) zum Empfangen eines Signatursignals und wobei der Signaturgenerator (11) zum asynchronen logischen Verknüpfen wenigstens eines empfangenen Steuersignals (PWM, PWM1–PWM3) und eines am Signatureingang (15, 15a–15c) empfangenen Signatursignals bei Anliegen eines Signatursignals am Signatureingang (15, 15a–15c) und zum asynchronen logischen Verknüpfen wenigstens eines empfangenen Steuersignals (PWM, PWM1–PWM3) und eines Standardwerts bei Nichtanliegen eines Signatursignals am Signatureingang (15, 15a–15c) eingerichtet ist.