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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Datenübertragung in zeitgesteuerten Kommunikationssystemen und ein zeitgesteuertes Kommunikationssystem.
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Zur Datenübertragung z.B. zwischen Teilnehmern eines Netzwerkes können u.a. zeitgesteuerte Kommunikationssysteme eingesetzt werden. Ein solches zeitgesteuertes Kommunikationssystem ist beispielsweise das so genannte FlexRay-System. In einem FlexRay-System beruht die Kommunikation, wie bei allen zeitgesteuerten Netzwerken, auf einem a priori definierten globalen Kommunikationsplan (Schedule). Die Basis für die Datenübertragungen bildet ein Kommunikationszyklus, der sich in der Regel aus einem statischen Segment, einem optionalen dynamischen Segment, einem optionalen Steuerbereich (Symbol Window) und einer Ruhephase (Network Idle Time) zusammensetzt. Ein beispielhafter Kommunikationszyklus ist in 1 dargestellt. Nachrichten werden von Teilnehmern des Netzwerks, also Teilnehmern des Kommunikationssystems, in ihnen zugeordneten Zeit-Schlitzen (Slots), die nachfolgend als Übertragungsintervalle bezeichnet werden, gesendet. Die Gesamtheit aller Teilnehmer des Netzwerks, die zeitsynchron innerhalb eines Kommunikationszyklus kommunizieren, bilden einen so genannten FlexRay-Cluster. Der Kommunikationsplan legt hierbei eine Zuordnung von Übertragungsintervallen zu Teilnehmern des zeitgesteuerten Kommunikationssystems fest. Insbesondere legt der globale Kommunikationsplan fest, welcher Teilnehmer in welchem Übertragungsintervall eines Kommunikationszyklus sendet. Ist das zeitgesteuerte Kommunikationssystem ein Bus, so legt der globale Kommunikationsplan fest, welcher Teilnehmer in welchem Übertragungsintervall eines Kommunikationszyklus Buszugriff hat. Nach aktuellem Stand der Technik darf, um Zugriffskonflikte auf den Bus zu vermeiden, innerhalb eines FlexRay-Clusters ein Übertragungsintervall maximal einem Teilnehmer des Busses zugeordnet werden.
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Die Datenübertragung in zeitgesteuerten Kommunikationssystemen erfolgt hierbei in der Regel in mehreren Kommunikationszyklen, die aufeinander folgen und für die derselbe, globale Kommunikationsplan gilt.
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In einem dynamischen Segment wird ein Buszugriff dynamisch durch ein spezielles Verfahren, das so genannte Flexible Time Division Multiple Access(FTDMA)-Verfahren, geregelt. In einem statischen Segment haben alle Übertragungsintervalle gleiche Übertragungslängen. In diesen Segmenten wird ein Buszugriff über das so genannte Time Division Multiple Access(TDMA)-Verfahren geregelt. Jedes Übertragungsintervall ist im statischen Segment höchstens einem sendenden Teilnehmer des Netzwerks fest zugeordnet. Abhängig von einem Bandbreitenbedarf und/oder Zeitanforderungen eines Teilnehmers des Netzwerks können diesem auch mehrere Übertragungsintervalle z.B. im statischen Segment zugewiesen werden. Da die Anzahl der zur Verfügung stehenden Übertragungsintervalle bei einer gegebenen Länge eines Kommunikationszyklus jedoch begrenzt ist, kann es bei steigender Anzahl von Teilnehmern des Netzwerks und somit bei steigendem Bandbreitenbedarf zu Bandbreitenproblemen kommen, die die Erweiterbarkeit eines FlexRay-Clusters gefährden würden.
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Die
DE 10 2008 014 254 A1 offenbart einen Sternkoppler für ein Bussystem mit einer Mehrzahl von Anschlüssen, an die Buszweige anschließbar sind. Die Anschlüsse sind über einen jeweiligen Sender-Empfänger mit einer digitalen Datenverarbeitungseinheit gekoppelt, wobei die Sender-Empfänger über den jeweiligen zugehörigen Anschluss einlaufende analoge Signal in digitale Signale wandeln und an die Datenverarbeitungseinheit weitergeben. Weiter wandeln die Sender-Empfänger von der Datenverarbeitungseinheit ausgesandte digitale Signale in analoge Signale und geben diese an den jeweiligen Anschluss weiter. Weiter umfasst die Datenverarbeitungseinheit einen Zeitgeber, so dass für jeden Anschluss die Zeit in eine sich zyklisch wiederholende Folge von Zeitschlitzen einteilbar ist. Weiter ist die Datenverarbeitungseinheit ausgelegt, ein von einem Anschluss in einem vorbestimmten zu dem Anschluss definierten Zeitschlitz empfangenes Signal an zumindest einen gemäß einer vorbestimmten Zuordnung festgelegten weiteren Anschluss in einem durch die vorbestimmte Zuordnung festgelegten zu dem weiteren Anschluss definierten Zeitschlitz weiterzuleiten. Die Druckschrift offenbart weiter, dass bei drei Buszweigen eine globale Kommunikation erfolgen kann, wobei ein Signal, das über einen ersten Buszweig eintritt, an zwei weitere Buszweige weitergeleitet werden kann. Auch ist die Bildung einer Untergruppe oder eines Teilnetzes aus zwei Buszweigen möglich, wobei Signale des ersten Buszweiges an einen zweiten Buszweig gesandt werden, ein dritter Buszweig aber von der Kommunikation ausgeschlossen ist. Bei vier Buszweigen sind hierbei zwei Teilnetze definierbar. Ein Teilnetz umfasst hierbei immer mindestens zwei Buszweige und den Sternkoppler. Die Druckschrift offenbart hierbei, dass ein Signal aus einem Buszweig immer physikalisch in den Sternkoppler einläuft und von diesem weitergeleitet wird.
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Aus der gattungsgemäßen
WO 2008 029 318 A2 ist ein zeitgesteuertes Kommunikationssystem mit zwei Subsystemen in Form von Clustern bekannt. Die Kommunikationszyklen der Subsysteme sind synchronisiert und weisen eine bestimmte Anzahl von Übertragungsintervalle auf. Zudem ist ein Switch als Vermittlungseinheit vorgesehen, die das Übertragen von globalen Daten zwischen Teilnehmern eines Subsystems und außerhalb liegenden Teilnehmern zulässt, aber bei lokalen Übertragungsintervallen die Datenkommunikation blockieren kann. Der Übertragungszeitpunkt des lokalen Übertragungsintervall eines der Subsysteme entspricht dem Übertragungszeitpunkt des globalen Übertragungsintervall des anderen Subsystems. Die Übertragungsintervalle der Kommunikationszyklen der Subsysteme sind einem statischen Segment von Übertragungsintervallen zugeordnet.
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Es stellt sich das technische Problem, ein Verfahren zur Datenübertragung in zeitgesteuerten Kommunikationssystemen sowie ein zeitgesteuertes Kommunikationssystem zu schaffen, welche eine Datenübertragung mit höherer Bandbreite ermöglichen.
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Vorgeschlagen wird ein Verfahren zur Datenübertragung in zeitgesteuerten Kommunikationssystemen, wobei ein zeitgesteuertes Kommunikationssystem ein zeitgesteuertes erstes Subsystem und mindestens ein zeitgesteuertes zweites Subsystem umfasst. Hierbei kann das erste Subsystem mindestens zwei Teilnehmer des ersten Subsystems umfassen. Die mindestens zwei Teilnehmer des ersten Subsystems sind hierbei mittels des ersten Subsystems derart datentechnisch gekoppelt, dass eine Datenübertragung zwischen den mindestens zwei Teilnehmern ausschließlich über das erste Subsystem erfolgen kann. Das erste Subsystem kann hierbei ein Bus, insbesondere ein FlexRay-Bus, sein. Eine Datenübertragung im ersten Subsystem erfolgt hierbei zeitgesteuert, wobei ein Kommunikationszyklus des ersten Subsystems eine vorbestimmte erste Anzahl von Übertragungsintervallen mit vorbestimmten ersten Übertragungslängen und vorbestimmten ersten Übertragungszeitpunkten umfasst. Eine Zuordnung mindestens eines Übertragungsintervalls des Kommunikationszyklus des ersten Subsystems zu einem Teilnehmer des ersten Subsystems oder einem Teilnehmer außerhalb des ersten Subsystems erfolgt über einen so genannten ersten lokalen Kommunikationsplan. Dieser erste lokale Kommunikationsplan legt fest, in welchem Übertragungsintervall des Kommunikationszykluses des ersten Subsystems eine Datenübertragung zwischen mindestens einem Teilnehmer des ersten Subsystems und einem weiteren Teilnehmer des zeitgesteuerten Kommunikationssystems stattfinden darf.
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Die vorbestimmte erste Anzahl von Übertragungsintervallen, die ersten vorbestimmten Übertragungslängen und die ersten vorbestimmten Übertragungszeitpunkte können als Parameter des lokalen ersten Kommunikationsplans bezeichnet werden. In analoger Weise erfolgt eine Datenübertragung in dem zweiten zeitgesteuerten Subsystem in einem Kommunikationszyklus des zweiten Subsystems, wobei der Kommunikationszyklus des zweiten Subsystems eine vorbestimmte zweite Anzahl von Übertragungsintervallen mit vorbestimmten zweiten Übertragungslängen und vorbestimmten zweiten Übertragungszeitpunkten umfasst. Eine Zuordnung mindestens eines Übertragungsintervalls zu einem Teilnehmer des zweiten Subsystems oder einem Teilnehmer außerhalb des zweiten Subsystems wird in analoger Weise durch einen lokalen zweiten Kommunikationsplan festgelegt.
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Hierbei sind der Kommunikationszyklus des ersten und des zweiten Subsystems synchronisiert. Hierbei wird unter einer Synchronisation der Kommunikationszyklen des ersten und des zweiten Subsystems verstanden, dass die erste Anzahl von Übertragungsintervallen gleich der zweiten Anzahl von Übertragungsintervallen, die ersten Übertragungslängen gleich den zweiten Übertragungslängen und die ersten Übertragungszeitpunkte gleich den zweiten Übertragungszeitpunkten sind. Dies bedeutet, dass Übertragungsintervalle im ersten und im zweiten Subsystem immer zu einem gleichen Zeitpunkt beginnen und, da sie gleiche Übertragungslängen aufweisen, zu einem gleichen Zeitpunkt enden. Auch die Dauer des Kommunikationszyklus des ersten Subsystems und eine Dauer des Kommunikationszyklus des zweiten Subsystems sind gleich.
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Erfindungsgemäß ist zwischen dem ersten und dem mindestens zweiten Subsystem eine Vermittlungseinheit angeordnet. Selbstverständlich kann das zeitgesteuerte Kommunikationssystem weitere Subsysteme umfassen, wobei ein Kommunikationszyklus der weiteren Subsysteme mit dem Kommunikationszyklus des ersten oder zweiten Subsystems synchronisiert ist. Die Vermittlungseinheit agiert ähnlich einem Sternkoppler in einer Sterntopologie. Alle Teilnehmer des Kommunikationssystems oder Netzwerks sind zeitlich synchronisiert und agieren auf Basis derselben Konfigurationsparameter. Teilnehmer können hierbei sendende Teilnehmer (Sender) und/oder empfangende Teilnehmer (Empfänger) sein, wobei ein Teilnehmer in einem Übertragungsintervall nur senden oder nur empfangen kann. Da alle zeitgesteuerten Subsysteme über die Vermittlungseinheit datentechnisch verbunden sind, werden diese nachfolgend als Zweige des Kommunikationssystems oder des Netzwerks bezeichnet.
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Im Gegensatz zu einem Sternkoppler, der Daten von einem Zweig direkt an alle anderen Zweige zulässt, kann eine Weiterleitung oder Übertragung von Daten durch die Vermittlungseinheit konfigurierbar sein. Unter einer Konfigurierbarkeit der Vermittlungseinheit wird verstanden, dass die Vermittlungseinheit eine Datenübertragung von einem Teilnehmer (Sender) eines Sendezweiges an mindestens einen Teilnehmer (Empfänger) mindestens eines weiteren Empfängerzweiges entweder blockieren oder zulassen kann. Weiter kann die Vermittlungseinheit eine Datenübertragung von dem Teilnehmer (Sender) des Sendezweiges zu Teilnehmern (Empfängern) von ausgewählten Empfängerzweigen oder zu Teilnehmern (Empfängern) aller weiteren Zweige zulassen. Zulassen bedeutet hierbei, dass eine Datenübertragung zwischen zwei Teilnehmern unterschiedlicher Zweige stattfinden kann. Auch kann die Vermittlungseinheit Daten von einem Teilnehmer eines Sendezweiges zu mindestens einem Teilnehmer mindestens eines Empfängerzweiges weiterleiten.
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Hierbei bezeichnet ein Sendezweig einen Zweig, an den ein in einem aktuellen Übertragungsintervall sendender Teilnehmer angeschlossen ist. Ein Empfängerzweig bezeichnet einen Zweig, an den ein in einem aktuellen Übertragungsintervall empfangender Teilnehmer angeschlossen ist.
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Die Vermittlungseinheit kann hierbei eine Datenübertragung zwischen dem Teilnehmer (Sender) des Sendezweiges und dem mindestens einen Teilnehmer (Empfänger) des mindestens eines Empfängerzweiges in Echtzeit zulassen oder die Daten der entsprechenden Datenübertragung in Echtzeit weiterleiten, d.h. in synchronen Kommunikationszyklen und Übertragungsintervallen des Sendezweiges und des mindestens einen Empfängerzweiges.
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Die Vermittlungseinheit blockiert in einem lokalen Übertragungsintervall des Kommunikationszyklus des ersten Zweiges eine Übertragung von Daten zwischen mindestens einem Teilnehmer des ersten Zweiges und mindestens einem Teilnehmer außerhalb des ersten Zweiges. Hierbei wird unter einem Teilnehmer außerhalb des ersten Zweiges ein Teilnehmer des Netzwerks oder des zeitgesteuerten Kommunikationssystems verstanden, welcher nicht Teilnehmer des ersten Zweiges ist. Ein Teilnehmer außerhalb des ersten Zweiges kann hierbei beispielsweise ein Teilnehmer des zweiten oder eines weiteren Zweiges sein. Hierbei blockiert die Vermittlungseinheit eine Schnittstelle der Vermittlungseinheit zu dem ersten Zweig. Somit wird also eine Datenübertragung von einem Teilnehmer (Sender) des ersten Zweiges zu mindestens einem Teilnehmer (Empfänger) mindestens des zweiten Zweiges blockiert, also eine Datenübertragung aus dem ersten Zweig heraus in mindestens einen weiteren Zweig. Ebenfalls wird eine Datenübertragung von einem Teilnehmer (Sender) eines weiteren Zweiges zu mindestens einem Teilnehmer (Empfänger) des ersten Zweiges blockiert, also eine Datenübertragung in den ersten Zweig hinein.
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In einem lokalen Übertragungsintervall des Kommunikationszyklus des ersten Zweiges können hierbei so genannte lokale Daten ausschließlich zwischen mindestens zwei Teilnehmern des ersten Zweiges übertragen werden. Ist der erste Zweig beispielsweise ein Sendezweig, kann die Vermittlungseinheit in dem lokalen Übertragungsintervall beispielsweise eine Übertragung von Daten zwischen einem Teilnehmer (Sender) des ersten Zweiges an mindestens einen Teilnehmer (Empfänger) mindestens des zweiten Zweiges blockieren.
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Im Gegensatz zur
DE 10 2008 014 254 A1 ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren, dass Signale oder Daten einer lokalen Datenübertragung die Vermittlungseinheit nicht physikalisch erreichen. So offenbart die
DE 10 2008 014 254 A1 nur, dass alle oder bestimmte Empfängerzweige blockiert werden, wobei Signale oder Daten einer lokalen Datenübertragung die Vermittlungseinheit weiter physikalisch erreichen, jedoch nicht weitergeleitet werden, falls der entsprechende Zweig von der Datenübertragung ausgenommen sein soll. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht hingegen, auch einen Sendezweig mittels der Schnittstelle zu dem Sendezweig zu blockieren und damit eine lokale Datenübertragung zu ermöglichen.
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Weiter lässt die Vermittlungseinheit in einem globalen Übertragungsintervall des Kommunikationszyklus des ersten Zweiges eine Übertragung von Daten zwischen mindestens einem Teilnehmer des ersten Zweiges und mindestens einem Teilnehmer außerhalb des ersten Zweiges zu. Ist der erste Zweig beispielsweise ein Sendezweig, kann die Vermittlungseinheit in dem globalen Übertragungsintervall beispielsweise eine Übertragung von Daten zwischen einem Teilnehmer (Sender) des ersten Zweiges an mindestens einen Teilnehmer (Empfänger) mindestens des zweiten Zweiges zulassen. Die Übertragung von Daten zwischen einem Teilnehmer (Sender) des ersten Zweiges und mindestens einem Teilnehmer (Empfänger) außerhalb des ersten Zweiges kann hierbei auch als zweigbasierte Weiterleitung von Daten oder Nachrichten durch die Vermittlungseinheit bezeichnet werden. Die zweigbasierte Weiterleitung wird innerhalb synchroner Übertragungsintervalle der entsprechenden Zweige realisiert. Wird z.B. eine Nachricht eines Teilnehmers (Sender) des ersten Zweiges an einen Teilnehmer (Empfänger) des zweiten Zweiges in einem zweiten Übertragungsintervall des Kommunikationszyklus des ersten Subsystems von der Vermittlungseinheit empfangen, so wird diese Nachricht direkt in einem zu dem zweiten Übertragungsintervall des Kommunikationszyklus des ersten Zweiges synchronisierten zweiten Übertragungsintervall des Kommunikationszyklus des zweiten Zweiges weitergeleitet.
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In einem globalen Übertragungsintervall des Kommunikationszyklus des ersten Zweiges werden globale Daten von einem Teilnehmer (Sender) des ersten Zweiges an mindestens einen Teilnehmer (Empfänger) außerhalb des ersten Zweiges übertragen. In einem globalen Übertragungsintervall des Kommunikationszyklus des ersten Zweiges können aber auch globale Daten von einem Teilnehmer (Sender) außerhalb des ersten Zweiges an mindestens einen Teilnehmer (Empfänger) des ersten Zweiges übertragen werden. Eine Übertragung von lokalen Daten zwischen Teilnehmern eines Zweiges wird nachfolgend auch als lokale Datenübertragung, eine Übertragung von Daten zwischen Teilnehmern verschiedener Zweige auch als globale Datenübertragung bezeichnet. Eine Festlegung von lokalen oder globalen Übertragungsintervallen im Kommunikationszyklus des ersten Subsystems erfolgt durch den ersten Kommunikationsplan. Dieser legt also fest, welches Übertragungsintervall des Kommunikationszyklus des ersten Zweiges einer Übertragung von lokalen Daten und welches Übertragungsintervall einer Übertragung von globalen Daten dient.
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Durch das erfindungsgemäße Verfahren ergibt sich in vorteilhafter Weise, dass einzelne Übertragungsintervalle, insbesondere lokale Übertragungsintervalle, in den Kommunikationszyklen der einzelnen Zweige, parallel von verschiedenen Teilnehmern des Netzwerks genutzt werden können, ohne dass es hierbei zu Zugriffskonflikten kommen kann. Umfasst das zeitgesteuerte Kommunikationssystem z.B. zwei Zweige, so kann in einem zu einem lokalen Übertragungsintervall des Kommunikationszyklus des ersten Zweiges synchronen Übertragungsintervall eine lokale Datenübertragung zwischen z.B. Teilnehmern des zweiten Zweiges erfolgen. Umfasst das zeitgesteuerte Subsystem beispielsweise vier Zweige, so ist jedoch auch vorstellbar, dass eine globale Datenübertragung z.B. zwischen einem Teilnehmer des ersten Zweiges und einem Teilnehmer des zweiten Zweiges parallel zu einer globalen Datenübertragung z.B. zwischen einem Teilnehmer des dritten Zweiges und einem Teilnehmer des vierten Zweiges durchgeführt wird.
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Hierdurch wird eine globale Zuordnung von Übertragungsintervallen im Kommunikationssystem zu einzelnen Teilnehmern des gesamten Kommunikationssystems aufgelöst und teilweise eine parallele Datenübertragung in Übertragungsintervallen ermöglicht, ohne dass Zugriffskonflikte auftreten. Hierdurch lässt sich in vorteilhafter Weise eine Bandbreite einer Datenübertragung zwischen Teilnehmern des Kommunikationssystems erhöhen.
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Aufgrund der verschiedenen Datenübertragungen, die parallel zueinander realisiert werden können, übertragen Teilnehmer eines Zweiges Daten auf Basis eines lokalen Kommunikationsplans des Zweiges, der sich von einem lokalen Kommunikationsplan eines weiteren Zweiges unterscheidet. Somit existiert z.B. für jeden Zweig eines FlexRay-Clusters ein eigener, lokaler Kommunikationsplan. Zwischen den verschiedenen lokalen Konfigurationsplänen existieren jedoch Abhängigkeiten, die aus zu realisierenden globalen Datenübertragungen resultieren.
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Eine Kombination aus allen lokalen Kommunikationsplänen, welche die genannte Abhängigkeit aus globalen Datenübertragungen zwischen Teilnehmern des zeitgesteuerten Kommunikationssystems berücksichtigt, kann als so genannter mehrdimensionaler Kommunikationsplan bezeichnet werden. Der mehrdimensionale Kommunikationsplan ist ein Kommunikationsplan, nach der die Vermittlungseinheit eine Datenübertragung blockiert oder zulässt. Der mehrdimensionale Kommunikationsplan regelt also die Datenübertragung zwischen Teilnehmern eines Subsystems und zwischen Teilnehmern verschiedener Subsysteme.
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Der mehrdimensionale Kommunikationsplan kann hierbei für jedes Übertragungsintervall eines Kommunikationszyklus eine so genannte Block- oder eine Forward-Deklaration enthalten, wobei bei einer Block-Deklaration eine Datenübertragung in dem jeweiligen Übertragungsintervall mittels der Vermittlungseinheit blockiert und bei einer Forward-Deklaration eine Datenübertragung in dem jeweiligen Übertragungsintervall mittels der Vermittlungseinheit zugelassen wird.
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Zur besseren Erläuterung wird nachfolgend angenommen, dass das Kommunikationssystem bis zu vier Zweige umfassen kann. Das nachfolgend erläuterte gilt selbstverständlich jedoch auf für zwei, drei oder mehr als vier Zweige. Weiter gilt für die folgenden Erläuterungen, dass der Kommunikationszyklus des ersten Zweiges synchron zu dem Kommunikationszyklus des zweiten Zweiges und zu einem Kommunikationszyklus eines dritten Zweiges und zu einem Kommunikationszyklus eines vierten Zweiges sein kann.
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In der erfindungsgemäßen Ausführungsform ist mindestens ein Übertragungszeitpunkt eines lokalen Übertragungsintervalls des Kommunikationszyklus des ersten Zweiges gleich mindestens einem Übertragungszeitpunkt eines globalen Übertragungsintervalls des Kommunikationszyklus des zweiten Zweiges. Analog zur Definition eines globalen Übertragungsintervalls des Kommunikationszyklus des ersten Zweiges werden in dem globalen Übertragungsintervall des Kommunikationszyklus des zweiten Zweiges globale Daten zwischen mindestens einem Teilnehmer des zweiten Zweiges und mindestens einem Teilnehmer außerhalb des zweiten Zweiges übertragen. Hierbei kann der zweite Zweig ein Sende- oder Empfängerzweig sein. Beispielsweise kann der mindestens eine Übertragungszeitpunkt des lokalen Übertragungsintervalls des Kommunikationszyklus des ersten Zweiges gleich mindestens einem Übertragungszeitpunkt eines globalen Übertragungsintervalls des Kommunikationszyklus des dritten Zweiges und gleich mindestens einem Übertragungszeitpunkt eines globalen Übertragungsintervalls des Kommunikationszyklus des vierten Zweiges sein. Hierbei kann z.B. eine globale Datenübertragung zwischen Teilnehmern des zweiten und des dritten und des vierten Zweiges stattfinden, während im ersten Zweig eine lokale Datenübertragung stattfindet. Hierbei kann z.B. der zweite Zweig eine Sendezweig und der dritte und vierte Zweig ein Empfängerzweig sein. Selbstverständlich ist auch vorstellbar, dass der mindestens eine Übertragungszeitpunkt des lokalen Übertragungsintervalls des ersten Subsystems gleich mindestens einem Übertragungszeitpunkt eines lokalen Übertragungsintervalls des dritten Zweiges oder gleich mindestens einem Übertragungszeitpunkt eines lokalen Übertragungsintervalls des Kommunikationszyklus des vierten Zweiges ist.
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In der erfindungsgemäßen Ausführungsform ist mindestens ein Übertragungszeitpunkt eines globalen Übertragungsintervalls des Kommunikationszyklus des ersten Zweiges gleich mindestens einem Übertragungszeitpunkt eines lokalen Übertragungsintervalls des Kommunikationszyklus des zweiten Zweiges. Hierbei kann eine globale Datenübertragung z.B. zwischen mindestens einem Teilnehmer des ersten Zweiges und mindestens einem Teilnehmer des dritten Zweiges und/oder mindestens einem Teilnehmer des vierten Zweiges erfolgen. Hierfür ist der mindestens eine Übertragungszeitpunkt des globalen Übertragungsintervalls des Kommunikationszyklus des ersten Zweiges gleich mindestens einem Übertragungszeitpunkt eines globalen Übertragungsintervalls des Kommunikationszyklus des dritten Zweiges und/oder gleich mindestens einem Übertragungszeitpunkt eines globalen Übertragungsintervalls des Kommunikationszyklus des vierten Zweiges. Beispielsweise kann hierbei der erste Zweig ein Sendezweig und der dritte Zweig und/oder der vierte Zweig ein Empfangszweig sein. Auch ist vorstellbar, dass eine globale Datenübertragung zwischen einem Teilnehmer (Sender) des ersten Zweiges und mindestens einem Teilnehmer (Empfänger) des dritten Zweiges stattfindet, wobei der mindestens eine Übertragungszeitpunkt des globalen Übertragungsintervalls des Kommunikationszyklus des ersten Zweiges z.B. gleich mindestens einem Übertragungszeitpunkt eines lokalen Übertragungsintervalls des Kommunikationszyklus des vierten Zweiges sein.
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In der erfindungsgemäßen Ausführungsform umfasst der Kommunikationszyklus des ersten Zweiges und des zweiten Zweiges jeweils ein statisches Segment von Übertragungsintervallen. Hierbei ist die Anzahl von Übertragungsintervallen im statischen Segment des Kommunikationszyklus des ersten Zweiges gleich der Anzahl von Übertragungsintervallen des statischen Segments des Kommunikationszyklus des zweiten Zweiges. Das mindestens eine lokale und/oder das mindestens eine globale Übertragungsintervall des Kommunikationszyklus des ersten Zweiges ist im statischen Segment des Kommunikationszyklus des ersten Zweiges angeordnet. Weiter ist das mindestens eine lokale und/oder das mindestens eine globale Übertragungsintervall des Kommunikationszyklus des zweiten Zweiges im statischen Segment des Kommunikationszyklus des zweiten Zweiges angeordnet. Bei einer lokalen Datenübertragung wird ein Übertragungsintervall im statischen Segment als lokales Übertragungsintervall festgelegt. Da eine Übertragung von Daten in den lokalen Übertragungsintervallen in Übertragungsintervalle von weiteren Zweigen von der Vermittlungseinheit blockiert wird, können die entsprechend synchronen Übertragungsintervalle in den statischen Segmenten der Kommunikationszyklen der weiteren Zweigen z.B. als lokale Übertragungsintervalle für die Realisierung einer Übertragung von lokalen Daten in den weiteren Zweigen verwendet werden. Bei einer globalen Datenübertragung wird ein Übertragungsintervall im statischen Segment als ein globales Übertragungsintervall konfiguriert. Globale Übertragungsintervalle sind innerhalb der Zweige, die in die entsprechende globale Datenübertragung involviert sind, identisch konfiguriert und eindeutig einem sendenden Teilnehmer des Kommunikationssystems, insbesondere einem sendenden Teilnehmer der involvierten Zweige, zugeordnet. Zweige, die nicht an der globalen Datenübertragung beteiligt sind, können das entsprechend synchrone Übertragungsintervall im statischen Segment für die Realisierung anderer Datenübertragungen, beispielsweise lokaler Datenübertragungen oder einer weiteren globalen Datenübertragung, verwenden.
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Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise eine Erhöhung einer Bandbreite einer Datenübertragung durch eine entsprechende Konfiguration der statischen Segmente in den Kommunikationszyklen der einzelnen Zweige. In vorteilhafter Weise können hierbei einzelne Übertragungsintervalle eines Kommunikationszyklus eines Zweiges als lokales oder globales Übertragungsintervall konfiguriert werden.
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In der erfindungsgemäßen Ausführungsform umfasst der Kommunikationszyklus des ersten Zweiges und des zweiten Zweiges weiter jeweils ein dynamisches Segment von Übertragungsintervallen. Hierbei sind die Übertragungsintervalle des dynamischen Segments des Kommunikationszyklus des ersten Zweiges entweder alle globale oder alle lokale Übertragungsintervalle des Kommunikationszyklus des ersten Zweiges und/oder die Übertragungsintervalle des dynamischen Segments des Kommunikationszyklus des zweiten Zweiges entweder alle globale oder alle lokale Übertragungsintervalle des Kommunikationszyklus des zweiten Zweiges. Im Gegensatz zum statischen Segment dürfen die Übertragungsintervalle im dynamischen Segment (Minislots) nicht einzeln als lokale oder globale Übertragungsintervalle konfiguriert werden. Ein dynamisches Segment kann daher nur als Ganzes entweder als lokales oder globales dynamisches Segment konfiguriert werden. Ein dynamisches Segment wird als lokal konfiguriert, wenn in allen Übertragungsintervallen des dynamischen Segments dieses Zweiges ausschließlich lokale Datenübertragung realisiert werden. Hierbei wird eine Übertragung von Daten aus einem lokalen dynamischen Segment eines Kommunikationszyklus eines Zweiges in weitere Zweige von der Vermittlungseinheit blockiert.
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Alternativ wird in einer nicht erfindungsgemäßen Ausführungsform ein dynamisches Segment eines Kommunikationszyklus eines Zweiges als global konfiguriert, wenn in mindestens einem Übertragungsintervall des dynamischen Segments des Kommunikationszyklus dieses Zweiges eine globale Datenübertragung realisiert wird. Hierbei können Daten aus einem globalen, dynamischen Segment mittels der Vermittlungseinheit an alle Zweige übertragen werden, deren synchrones dynamisches Segment ebenfalls global konfiguriert ist. Übertragungsintervalle innerhalb globaler dynamischer Segmente müssen innerhalb z.B. des gesamten FlexRay-Clusters eindeutig einem Teilnehmer des Kommunikationssystems oder Netzwerks zugeordnet sein. Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise, dass auch ein dynamisches Segment eines Kommunikationszyklus eines Zweiges zur Parallelisierung der Datenübertragung im Kommunikationssystem und damit zu einer Erhöhung der Bandbreite der Datenübertragung beitragen kann.
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In einer weiteren Ausführungsform ist mindestens ein Übertragungszeitpunkt eines lokalen Übertragungsintervalls des Kommunikationszyklus des ersten Zweiges gleich mindestens einem Übertragungszeitpunkt eines lokalen Übertragungsintervalls des Kommunikationszyklus eines zweiten Zweiges. Ein Übertragungszeitpunkt eines Übertragungsintervalls ist hierbei relativ zu einem Beginn des entsprechenden Kommunikationszyklus festgelegt. Analog zur Definition des lokalen Übertragungsintervalls des Kommunikationszyklus des ersten Zweiges wird in dem mindestens einen lokalen Übertragungsintervall des Kommunikationszyklus des zweiten Zweiges ausschließlich eine lokale Datenübertragung zwischen Teilnehmern des zweiten Zweiges durchgeführt. Hierbei wird also das lokale Übertragungsintervall des Kommunikationszyklus des ersten Zweiges und das lokale Übertragungsintervall des Kommunikationszyklus des zweiten Zweiges zur parallelen Datenübertragung zwischen Teilnehmern des Kommunikationssystems genutzt. Die feste globale Zuordnung eines Übertragungsintervalls zu einem Teilnehmer des gesamten Kommunikationssystems wird hierbei aufgehoben und auf die lokalen Kommunikationspläne der einzelnen Zweige verlagert.
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Umfasst das Kommunikationssystem einen dritten und einen vierten Zweig, so kann der mindestens eine Übertragungszeitpunkt des lokalen Übertragungsintervalls des Kommunikationszyklus des ersten Zweiges gleich einem Übertragungszeitpunkt eines globalen Übertragungsintervalls des Kommunikationszyklus des dritten Zweiges und gleich einem Übertragungszeitpunkt eines globalen Übertragungsintervalls des Kommunikationszyklus des vierten Zweiges sein, wobei in dem globalen Übertragungsintervall des dritten und des vierten Zweiges z.B. eine globale Datenübertragung zwischen einem Teilnehmer (Sender) des dritten Zweiges und mindestens einem Teilnehmer (Empfänger) des vierten Zweiges stattfinden kann. Selbstverständlich ist auch vorstellbar, dass der mindestens eine Übertragungszeitpunkt des lokalen Übertragungsintervalls des Kommunikationszyklus des ersten Zweiges gleich mindestens einem Übertragungszeitpunkt eines lokalen Übertragungsintervalls des Kommunikationszyklus des dritten Zweiges und/oder gleich mindestens einem Übertragungszeitpunkt eines lokalen Übertragungsintervalls des Kommunikationszyklus des vierten Zweiges ist. Hierdurch kann in vorteilhafter Weise eine weitere Parallelisierung der Datenübertragung in dem zeitgesteuerten Kommunikationssystem realisiert werden.
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In einer weiteren Ausführungsform ist mindestens ein Übertragungszeitpunkt eines globalen Übertragungsintervalls des Kommunikationszyklus des ersten Zweiges gleich mindestens einem Übertragungszeitpunkt eines globalen Übertragungsintervalls des Kommunikationszyklus des zweiten Zweiges. Hierbei kann z.B. eine Übertragung von globalen Daten zwischen mindestens einem Teilnehmer des ersten Zweiges und mindestens einem Teilnehmer des zweiten Zweiges erfolgen. Hierbei kann der erste Zweig z.B. Sende- oder Empfängerzweig sind. Ist der erste Zweig ein Sendezweig, so ist vorstellbar, dass der zweite Zweig und/oder der dritte Zweig und/oder der vierte Zweig ein Empfangszweig ist. Auch ist vorstellbar, dass eine Datenübertragung zwischen mindestens einem Teilnehmer des ersten Zweiges und mindestens einem Teilnehmer des dritten Zweiges parallel zu einer Datenübertragung zwischen mindestens einem Teilnehmer des zweiten Zweiges und mindestens einem Teilnehmer des vierten Zweiges erfolgt.
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Selbstverständlich liegt es im Ermessen des Fachmanns eine geeignete Konfiguration von lokalen oder globalen Übertragungsintervallen in den einzelnen lokalen Kommunikationsplänen festzulegen, wobei die Konfiguration an die entsprechenden Datenübertragung, insbesondere an eine gewünschte Sende-Empfänger-Konfiguration eines bestimmten Übertragungsintervalls, angepasst ist.
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Alle vorhergehend genannten Konfigurationen von lokalen und globalen Übertragungsintervallen der einzelnen Zweige können hierbei in dem mehrdimensionalen Kommunikationsplan zusammengefasst werden.
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Durch alle der vorhergehend genannten Konfigurationen ergibt sich in vorteilhafter Weise eine im Vergleich zur bisherigen Kommunikation über zeitgesteuerte Kommunikationssysteme höhere Bandbreite der Datenübertragung.
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In einer weiteren Ausführungsform lässt die Vermittlungseinheit in mindestens einem globalen Übertragungsintervall des Kommunikationszyklus des ersten Zweiges eine Übertragung von globalen Daten zwischen mindestens einem Teilnehmer des ersten Zweiges und mindestens einem Teilnehmer von ausgewählten weiteren Zweigen oder mindestens einem Teilnehmer von allen weiteren Zweigen zu. Ist der erste Zweig z.B. ein Sendezweig, so kann die Vermittlungseinheit eine zielgerichtete Weiterleitung von Daten in die ausgewählten Zweige durchführen. Hierzu kann z.B. der mehrdimensionale Kommunikationsplan für mindestens jedes globale Übertragungsintervall eines Kommunikationszyklus eine so genannte Zweigidentifikation enthalten, wobei die Zweigidentifikation Informationen enthält, in welche Zweige eine Datenübertragung in dem jeweiligen Übertragungsintervall mittels der Vermittlungseinheit zugelassen oder durchgeführt wird.
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Für das erfindungsgemäße Verfahren ist keine Gateway-Funktion der Vermittlungseinheit, also eine Speicherung von Daten durch die Vermittlungseinheit oder durch z.B. Zwischenspeichereinheiten, auf die die Vermittlungseinheit datentechnischen Zugriff hat, notwendig. Allerdings ist auch möglich, dass die Vermittlungseinheit oder z.B. mindestens eine Zwischenspeichereinheit Daten einer Datenübertragung speichern, wobei die Vermittlungseinheit datentechnischen Zugriff auf die mindestens eine Zwischenspeichereinheit hat. Dann können die gespeicherten Daten beispielsweise in einem nachfolgenden Kommunikationszyklus weitergeleitet werden. Hierbei kann die Weiterleitung von Daten beispielsweise in einem korrespondierenden Übertragungsintervall des nachfolgenden Kommunikationszyklus erfolgen, wobei das korrespondierende Übertragungsintervall des nachfolgenden Kommunikationszyklus einen gleichen Übertragungszeitpunkt hat wie ein Übertragungszeitpunkt des Übertragungsintervall des aktuellen Kommunikationszyklus. Der Übertragungszeitpunkt kann hierbei relativ zu einem Beginn des Kommunikationszyklus festgelegt sein.
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Werden Daten von der Vermittlungseinheit gespeichert, so ist mindestens eine Speichereinheit, beispielsweise mindestens eine Speichereinheit pro Zweig, derart in der Vermittlungseinheit angeordnet, dass sie datenübertragungstechnisch zwischen der jeweiligen Schnittstelle und dem jeweiligen Subsystem liegen. Hierbei können auch Signale einer lokalen Datenübertragung aus einem Zweig heraus die Vermittlungseinheit physikalisch erreichen. Sind Schnittstellen z.B. derart angeordnet, dass Signale einer lokalen Datenübertragung die Vermittlungseinheit nicht physikalisch erreichen und somit nicht in der Vermittlungseinheit gespeichert werden können, so ist vorstellbar, dass das zeitgesteuerte Kommunikationssystem mindestens einen Zwischenspeicher, beispielsweise mindestens einen Zwischenspeicher pro Zweig, umfasst, wobei der mindestens eine Zwischenspeicher die Signale oder Daten der Datenübertragung aus dem jeweiligen Zweig heraus speichert. Die Vermittlungseinheit kann dann z.B. datentechnischen Zugriff auf den mindestens einen Zwischenspeicher haben. Der mindestens eine Zwischenspeicher ist hierbei außerhalb der Vermittlungseinheit angeordnet.
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Weiter vorstellbar ist, dass die Vermittlungseinheit in einen Teilnehmer eines Subsystems integriert sein kann.
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Weiter vorgeschlagen wird ein zeitgesteuertes Kommunikationssystem, welches in vorteilhafter Weise eines der vorhergehend erläuterten Verfahren durchführen kann.
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Die Erfindung wird anhand von zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Figuren zeigen:
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1 eine schematische Übersicht über einen Kommunikationszyklus (Stand der Technik),
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2 ein schematisches Blockschaltbild eines zeitgesteuerten Kommunikationssystems,
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3 einen mehrdimensionalen Kommunikationsplan,
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4 eine schematische Übersicht von ersten Datenübertragungen,
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5 eine schematische Übersicht von zweiten Datenübertragungen,
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6 eine schematische Übersicht von dritten Datenübertragungen,
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7 eine schematische Übersicht von vierten Datenübertragungen,
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8 eine weitere Darstellung der vierten Datenübertragungen nach 7,
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9 eine weitere Darstellung der vierten Datenübertragungen nach 7,
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10 eine Kommunikationsmatrix,
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11 eine schematische Übersicht von fünften Datenübertragungen,
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12 eine Zuordnung von Übertragungsintervallen in einem konventionellen globalen Kommunikationsplan und
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13 eine Zuordnung von Übertragungsintervallen in einem mehrdimensionalen Kommunikationsplan.
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Nachfolgend bezeichnen gleiche Bezugszeichen Elemente mit gleichen oder ähnlichen technischen Eigenschaften.
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1 zeigt einen schematischen Aufbau eines Kommunikationszyklus CC in einem üblichen zeitgesteuerten Kommunikationssystem, beispielsweise einem FlexRay-System. Der Kommunikationszyklus CC umfasst ein statisches Segment SS, ein dynamisches Segment DS, einen Steuerbereich SW und eine Ruhephase NIT. Das statische Segment SS umfasst hierbei eine Anzahl von Übertragungsintervallen S1, S2, S3, S4, ... Sn. Das dynamische Segment DS umfasst eine weitere Anzahl von Übertragungsintervallen (Minislots) MS1, MS2, MS3, MS4, ... MSn. In den Slots S1, S2, S3, S4, ... Sn des statischen Segments übertragen Teilnehmer 11, 12, 21, 22, ... 42 eines zeitgesteuerten Kommunikationssystems 1, die beispielsweise in 2 dargestellt sind, Daten. Hierbei ist jedes Übertragungsintervall S1, S2, S3, S4, ... Sn je einem Teilnehmer 11, 12, 21, 22, ... 42 zuordnet. Beispielsweise überträgt der Teilnehmer 11 im Übertragungsintervall S1 Daten. Eine Zuordnung von Übertragungsintervallen zu Teilnehmern 11, 12, 21, 22, ... 42 erfolgt hierbei durch einen globalen Kommunikationsplan 5.
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2 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen zeitgesteuerten Kommunikationssystems 1. Das zeitgesteuerte Kommunikationssystem 1 umfasst eine Vermittlungseinheit 2, einen ersten Zweig 10, einen zweiten Zweig 20, einen dritten Zweig 30 und einen vierten Zweig 40. Der erste Zweig 10 umfasst einen ersten Teilnehmer 11 und einen zweiten Teilnehmer 12 des ersten Zweiges 10. Der zweite Zweig 20 umfasst einen ersten Teilnehmer 21 und einen zweiten Teilnehmer 22 des zweiten Zweiges 20. Der dritte Zweig 30 umfasst einen ersten Teilnehmer 31 und einen zweiten Teilnehmer 32 des dritten Zweiges 30. Der vierte Zweig 40 umfasst einen ersten Teilnehmer 41 und einen zweiten Teilnehmer 42 des vierten Zweiges 40. Die Vermittlungseinheit 2 ist hierbei zwischen den ersten Zweig 10, den zweiten Zweig 20, den dritten Zweig 30 und den vierten Zweig 40 geschaltet. Die Vermittlungseinheit weist hierbei eine erste Schnittstelle 2-10 auf, über die der erste Zweig 10 mit der Vermittlungseinheit 2 datentechnisch verbunden ist. Analog weist die Vermittlungseinheit 2 eine zweite Schnittstelle 2-20, eine dritte Schnittstelle 2-30 und eine vierte Schnittstelle 2-40 auf, über die der zweite Zweig 20, der dritte Zweig 30 und der vierte Zweig 40 mit der Vermittlungseinheit 2 datentechnisch verbunden sind. Weiter ist in 2 schematisch ein erster lokaler Kommunikationsplan 13 des ersten Zweiges 10 dargestellt. Analog zu dem in 1 dargestellten globalen Kommunikationsplan 5 legt der erste lokale Kommunikationsplan 13 eine Zuordnung von Übertragungsintervallen eines nicht bezeichneten statischen Segments, eines nicht bezeichneten dynamischen Segments, eines nicht bezeichneten Steuerbereichs und einer nicht bezeichneten Ruhephase eines Kommunikationszyklus des ersten Zweiges zu Teilnehmern 11, 12, 21, 22, 31, 32, 41, 42 der Zweige 10, 20, 30, 40 fest. Weiter sind schematisch ein zweiter lokaler Kommunikationsplan 23 des zweiten Zweiges 20, ein dritter lokaler Kommunikationsplan 33 des dritten Zweiges 30 und ein vierter lokaler Kommunikationsplan 43 des vierten Zweiges 40 dargestellt. Alle Kommunikationszyklen der Zweige 10, 20, 30, 40 sind hierbei synchronisiert.
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3 zeigt einen mehrdimensionalen Kommunikationsplan 3, der aus einer Kombination der lokalen Kommunikationspläne 13, 23, 33, 43 besteht. Der Einfachheit halber umfassen hierbei die statischen Segmente der Kommunikationszyklen der Zweige 10, 20, 30, 40 jeweils die statischen Übertragungsintervalle S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8, S9. Das dynamische Segment, der Steuerbereich und die Ruhephase sind hierbei nur vereinfacht dargestellt. Der mehrdimensionale Kommunikationsplan 3 regelt hierbei Datenübertragungen zwischen den Teilnehmern 11, 12, 21, 22, 31, 32, 41, 42 des zeitgesteuerten Kommunikationssystems 1. Hierbei sind in dem mehrdimensionalen Kommunikationsplan 3 die Übertragungsintervalle S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8, S9 der Zweige 10, 20, 30, 40 als lokale und globale Übertragungsintervalle festgelegt. Ein globales Übertragungsintervall ist hierbei schraffiert dargestellt. Ein erstes Übertragungsintervall S1 des Kommunikationszyklus des ersten Zweiges 10 ist beispielsweise als ein lokales Übertragungsintervall festgelegt, in welchem der erste Teilnehmer 11 lokale Daten ausschließlich an weitere Teilnehmer des ersten Zweiges 10, hier also an den zweiten Teilnehmer 12 des ersten Zweiges 10, überträgt. Analog sind im ersten Übertragungsintervall S1 der Kommunikationszyklen der weiteren Zweige 20, 30, 40 lokale Übertragungsintervalle festgelegt.
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4 zeigt eine schematische Darstellung von Datenübertragungen im ersten Übertragungsintervall S1 gemäß 3. Hierbei ist dargestellt, dass in einer lokalen Datenübertragung 11-12 ein erster Teilnehmer 11 eines ersten Zweiges 10 Daten an einen zweiten Teilnehmer 12 des ersten Zweiges 10 überträgt. Eine erste Schnittstelle 2-10 einer Vermittlungseinheit 2 blockiert hierbei eine Datenübertragung des ersten Teilnehmers 11 des ersten Zweiges 10 in weitere Zweige 20, 30, 40. Analog hierzu findet eine lokale Datenübertragung 21-22 zwischen einem ersten Teilnehmer 21 und einem zweiten Teilnehmer 22 eines zweiten Zweiges 20, eine lokale Datenübertragung 31-32 zwischen einem ersten Teilnehmer 31 und einem zweiten Teilnehmer 32 eines dritten Zweiges 30 und eine lokale Datenübertragung 41-42 von einem ersten Teilnehmer 41 zu einem zweiten Teilnehmer 42 eines vierten Zweiges 40 statt. Hierbei sind eine zweite Schnittstelle 2-20, eine dritte Schnittstelle 2-30 und eine vierte Schnittstelle 2-40 blockiert.
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5 zeigt schematische Datenübertragungen gemäß dem zweiten Übertragungsintervall S2, welches in dem mehrdimensionalen Kommunikationsplan 3 in 3 dargestellt ist. Hierbei findet eine Übertragung von globalen Daten zwischen einem zweiten Teilnehmer 12 eines ersten Zweiges 10 zu einem ersten Teilnehmer 41 eines vierten Zweiges 40 statt (globale Datenübertragung 12-41). Hierfür leitet eine Vermittlungseinheit 2 mittels Schnittstellen 2-10 und 2-40 die Daten von dem zweiten Teilnehmer 12 des ersten Zweiges 10 an den ersten Teilnehmer 41 des vierten Zweiges 40 weiter. In dem ersten lokalen Kommunikationsplan 13 (3) ist hierfür das zweite Übertragungsintervall S2 ein globales Übertragungsintervall, in welchem der zweite Teilnehmer 12 des ersten Zweiges 10 Daten übertragen kann. Gleichermaßen ist das synchrone zweite Übertragungsintervall S2 in dem vierten lokalen Kommunikationsplan 43 (3) ebenfalls ein globales Übertragungsintervall, in welchem der zweite Teilnehmer 12 des ersten Zweiges 10 Daten an den ersten Teilnehmer 41 des vierten Zweiges 40 übertragen kann. Parallel zu der globalen Datenübertragung 12-41 findet eine globale Datenübertragung 21-32 von einem ersten Teilnehmer 21 eines zweiten Zweiges 20 an einen zweiten Teilnehmer 32 eines dritten Zweiges 30 statt. Hierfür leitet die Vermittlungseinheit 2 mittels einer zweiten Schnittstelle 2-20 und einer dritten Schnittstelle 2-30 Daten von dem ersten Teilnehmer 21 des zweiten Zweiges 20 an den zweiten Teilnehmer 32 des dritten Zweiges 30 weiter. Hierfür ist das zweite Übertragungsintervall S2 im zweiten lokalen Kommunikationsplan 23 (3) und im dritten lokalen Kommunikationsplan 33 (3) als globales Übertragungsintervall festgelegt, in welchem der erste Teilnehmer 21 des zweiten Zweiges 20 Daten übertragen kann.
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In 3 ist dargestellt, dass das dritte Übertragungsintervall S3 dem zweiten Übertragungsintervall S2 entspricht. Im vierten Übertragungsintervall S4 legt der mehrdimensionale Kommunikationsplan 3 im ersten lokalen Kommunikationsplan 13 ein lokales Übertragungsintervall fest, in welchem ein erster Teilnehmer 11 eines ersten Zweiges 10 lokale Daten übertragen kann. Ebenfalls legt der mehrdimensionale Kommunikationsplan 3 im vierten lokalen Kommunikationsplan 43 ein lokales Übertragungsintervall fest, in welchem ein erster Teilnehmer 41 eines vierten Zweiges lokale Daten übertragen kann. Für den zweiten und den dritten lokalen Kommunikationsplan 23, 33 legt der mehrdimensionale Kommunikationsplan 3 im vierten Übertragungsintervall S4 ein globales Übertragungsintervall fest, in welchem ein erster Teilnehmer 21 eines zweiten Zweiges 20 Daten zu einem zweiten Teilnehmer 32 eines dritten Zweiges 30 übertragen kann.
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6 zeigt schematische Datenübertragungen gemäß dem vierten Übertragungsintervall S4, welches durch den mehrdimensionalen Kommunikationsplan 3 in 3 festgelegt ist. Hierbei überträgt ein erster Teilnehmer 11 eines ersten Zweiges 10 lokale Daten an einen zweiten Teilnehmer 12 eines ersten Zweiges 10 (lokale Datenübertragung 11-12). Eine erste Schnittstelle 2-10 einer Vermittlungseinheit 2 blockiert eine Datenübertragung aus dem ersten Zweig 10 in weitere Zweige 20, 30, 40. Analog überträgt ein erster Teilnehmer 41 lokale Daten an einen zweiten Teilnehmer 42 eines vierten Zweiges 40 (lokale Datenübertragung 41-42). Eine vierte Schnittstelle 2-40 ist blockiert. In einer globalen Datenübertragung 21-32 überträgt ein erster Teilnehmer 21 eines zweiten Zweiges 20 globale Daten an einen zweiten Teilnehmer 32 eines dritten Zweiges 30. Hierbei leitet die Vermittlungseinheit 2 mittels einer zweiten Schnittstelle 2-20 und einer dritten Schnittstelle 2-30 die globale Daten der globalen Datenübertragung 21-32 weiter.
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7 zeigt eine schematische Übersicht von Datenübertragungen, die im fünften Übertragungsintervall S5 im mehrdimensionalen Kommunikationsplan 3 in 3 festgelegt ist. Hierbei überträgt in einem lokalen Übertragungsintervall des ersten lokalen Kommunikationsplans 13 ein erster Teilnehmer 11 eines ersten Zweiges 10 lokalen Daten an einen zweiten Teilnehmer 12 des ersten Zweiges 10 (lokale Datenübertragung 11-12). Eine erste Schnittstelle 2-10 einer Vermittlungseinheit 2 ist blockiert. Weiter überträgt ein erster Teilnehmer 21 eines zweiten Zweiges 20 globale Daten an einen zweiten Teilnehmer 32 eines dritten Zweiges 30 (globale Datenübertragung 21-32) und an einen zweiten Teilnehmer 42 eines vierten Zweiges 40 (globale Datenübertragung 21-42). Hierfür sind in den lokalen Kommunikationsplänen 23, 33, 43 des zweiten, des dritten und des vierten Zweiges 20, 30, 40 jeweils das fünfte Übertragungsintervall S5 als globales Übertragungsintervall festgelegt, in welchem der erste Teilnehmer 21 des zweiten Zweiges 20 globale Daten übertragen kann (siehe 3).
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8 zeigt eine detailliertere Darstellung der Datenübertragungen nach 7. Hierbei ist insbesondere ein Ausschnitt eines ersten lokalen Kommunikationsplans 13 dargestellt. Dieser zeigt, dass in einem fünften Übertragungsintervall S5 des ersten lokalen Kommunikationsplans 13 ein lokales Übertragungsintervall festgelegt ist, in welchem ein erster Teilnehmer 11 eines ersten Zweiges 10 Daten z.B. an einen zweiten Teilnehmer 12 des ersten Zweiges 10 in einer lokalen Datenübertragung 11-12 übertragen kann.
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Analog zeigt 9 eine weitere detaillierte Übersicht über die Datenübertragungen nach 7. Hierbei sind insbesondere schematische Ausschnitte von lokalen Kommunikationsplänen 23, 33, 43 dargestellt. Diese zeigen, dass in den jeweils fünften Übertragungsintervallen S5 des zweiten, des dritten und des vierten lokalen Kommunikationsplans 23, 33, 43 ein globales Übertragungsintervall festgelegt ist, in welchem ein erster Teilnehmer 21 eines zweiten Zweiges 20 globale Daten übertragen kann.
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In 3 ist weiter dargestellt, dass ein dynamisches Segment DS des zweiten lokalen Kommunikationsplans 23 und ein dynamisches Segment DS des vierten lokalen Kommunikationsplans 43 als globales dynamisches Segment zur Übertragung von globalen Daten festgelegt ist, während ein dynamisches Segment DS des ersten lokalen Kommunikationsplans 13 und ein dynamisches Segment DS des dritten lokalen Kommunikationsplans 33 jeweils als lokales dynamisches Segment festgelegt ist.
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Im Folgenden wird anhand der 10 bis 13 ein Mehrwert der Datenübertragung nach einem mehrdimensionalen Kommunikationsplan dargestellt. In 10 ist eine vereinfachte Kommunikationsmatrix 4 dargestellt. Hierbei ist in einer ersten Spalte der Kommunikationsmatrix 4 eine laufende Nummer der jeweiligen Datenübertragung angeführt. In einer zweiten Spalte ist eine benötigte Anzahl von Übertragungsintervallen für die jeweilige Datenübertragung angeführt. In einer dritten Spalte der Kommunikationsmatrix 4 ist ein sendender Teilnehmer in der jeweiligen Datenübertragung angeführt. In der vierten Spalte ist ein empfangender Teilnehmer für die jeweilige Datenübertragung angeführt. Hierbei beziehen sich die Teilnehmer 11, 12, 21, 22, 31, 32, 41, 42 auf die z.B. in 2 dargestellten Teilnehmer 11, 12, 21, 22, 31, 32, 41, 42.
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11 zeigt eine schematische Übersicht über die gemäß einer Kommunikationsmatrix 4 in 10 stattfindenden Datenübertragungen zwischen den Teilnehmern 11, 12, 21, 22, 31, 32, 41, 42. Z.B. sendet der erste Teilnehmer 11 des ersten Zweiges 10 in einer lokalen Datenübertragung 11-12 Daten an den zweiten Teilnehmer 12 des ersten Zweiges 10. Analog hierzu sind weitere Datenübertragungen 12-41, 41-42, 21-42, 21-32, 31-32, 21-22 dargestellt. Die Reihenfolge der einzelnen Datenübertragungen 11-12, 12-41, 41-42, 21-42, 21-32, 31-32, 21-22 ist in der Kommunikationsmatrix 4 in 10 festgelegt.
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12 zeigt einen herkömmlichen globalen Kommunikationsplan, bei dem keine Parallelisierung von Datenübertragungen mittels lokaler Kommunikationspläne 13, 23, 33, 43 stattfindet. Hierbei sind globale Übertragungsintervalle des gesamten Kommunikationssystems als S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8 dargestellt. Im ersten Übertragungsintervall S1 hat z.B. der erste Teilnehmer 11 Zugriff auf das Übertragungsintervall S1, wobei der erste Teilnehmer 11 des ersten Zweiges 10 in einer Datenübertragung 11-12 lokale Daten an den zweiten Teilnehmer 12 des ersten Zweiges 10 überträgt. In analoger Weise finden in den sieben folgenden Übertragungsintervallen S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8 die Datenübertragungen 41-42, 21-22, 31-32, 22-31, 21-32, 21-42, 12-41, 22-31 statt. Über der jeweiligen Bezeichnung für die Datenübertragungen 11-12, 12-41, 41-42, 21-42, 21-32, 31-32, 21-22 ist hierbei jeweils derjenige Teilnehmer 11, 12, 21, 22, 31, 32, 41, 42 angeführt, der in dem entsprechenden Übertragungsintervall Daten sendet, dem also das entsprechende Übertragungsintervall zugeordnet ist.
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In 13 ist ein weiterer mehrdimensionaler Kommunikationsplan 3a dargestellt. Analog zu 3 ist der weitere mehrdimensionale Kommunikationsplan 3a eine Kombination aus weiteren ersten, zweiten, dritten und vierten lokalen Kommunikationsplänen 13a, 23a, 33a, 43a. In einem ersten Übertragungsintervall S1 des weiteren mehrdimensionalen Kommunikationsplans 3a ist im weiteren ersten, zweiten, dritten und vierten lokalen Kommunikationsplan 13a, 23a, 33a, 43a jeweils ein lokales Übertragungsintervall festgelegt. Hierdurch können die lokalen Datenübertragungen 11-12, 21-22, 31-32, 41-42 parallel stattfinden. Analog zu 12 ist hierbei jeweils eine lokale Datenübertragung 11-12, 21-22, 31-32, 41-42 und über der jeweiligen Bezeichnung für die lokale Datenübertragung 11-12, 21-22, 31-32, 41-42 der jeweils sendende Teilnehmer 11, 21, 32, 41 dargestellt. Im zweiten Übertragungsintervall S2 des weiteren mehrdimensionalen Kommunikationsplans 3a sind in den weiteren lokalen Kommunikationsplänen 13a, 23a, 33a, 43a jeweils globale Übertragungsintervalle festgelegt. Hierbei überträgt ein zweiter Teilnehmer 12 eines ersten Zweiges 10 globalen Daten an einen ersten Teilnehmer 41 eines vierten Zweiges 40. Parallel überträgt ein zweiter Teilnehmer 22 eines zweiten Zweiges 20 globale Daten an einen ersten Teilnehmer 31 eines dritten Zweiges 30. Analog sind die weiteren Datenübertragungen 21-32, 21-42, 22-31 in einem dritten Übertragungsintervall S3 und in einem vierten Übertragungsintervall S4 des weiteren mehrdimensionalen Kommunikationsplans 3a dargestellt. Ein Vergleich des weiteren mehrdimensionalen Kommunikationsplans 3a mit dem in 12 dargestellten globalen Kommunikationsplan zeigt, dass die insgesamt acht Datenübertragungen 11-12, 41-42, 21-22, 31-32, 22-31, 21-32, 21-42, 12-41, 22-31 in der Hälfte der Zeit, d.h. in vier statt acht Übertragungsintervallen, abgearbeitet werden können.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- zeitgesteuertes Kommunikationssystem
- 2
- Vermittlungseinheit
- 2-10
- erste Schnittstelle
- 2-20
- zweite Schnittstelle
- 2-30
- dritte Schnittstelle
- 2-40
- vierte Schnittstelle
- 3
- mehrdimensionaler Kommunikationsplan
- 3a
- weiterer mehrdimensionaler Kommunikationsplan
- 4
- Kommunikationsmatrix
- 5
- globaler Kommunikationsplan
- 10
- erster Zweig
- 11
- erster Teilnehmer des ersten Zweiges
- 12
- zweiter Teilnehmer des ersten Zweiges
- 13
- erster lokaler Kommunikationsplan
- 13a
- weiterer erster lokaler Kommunikationsplan
- 20
- zweiter Zweig
- 21
- erster Teilnehmer des zweiten Zweiges
- 22
- zweiter Teilnehmer des zweiten Zweiges
- 23
- zweiter lokaler Kommunikationsplan
- 23
- weiterer zweiter lokaler Kommunikationsplan
- 30
- dritter Zweig
- 31
- erster Teilnehmer des dritten Zweiges
- 32
- zweiter Teilnehmer des dritten Zweiges
- 33
- dritter lokaler Kommunikationsplan
- 33a
- weiterer dritter lokaler Kommunikationsplan
- 40
- vierter Zweig
- 41
- erster Teilnehmer des vierten Zweiges
- 42
- zweiter Teilnehmer des vierten Zweiges
- 43
- vierter lokaler Kommunikationsplan
- 43a
- weiterer vierter lokaler Kommunikationsplan
- 11-12
- lokale Datenübertragung
- 21-22
- lokale Datenübertragung
- 31-32
- lokale Datenübertragung
- 41-42
- lokale Datenübertragung
- 21-32
- globale Datenübertragung
- 12-41
- globale Datenübertragung
- 21-42
- globale Datenübertragung
- 21-32
- globale Datenübertragung
- 22-31
- globale Datenübertragung
- 12-41
- globale Datenübertragung
- S1
- erstes Übertragungsintervall
- S2
- zweites Übertragungsintervall
- S3
- drittes Übertragungsintervall
- S4
- viertes Übertragungsintervall
- S5
- fünftes Übertragungsintervall
- S6
- sechstes Übertragungsintervall
- S7
- siebtes Übertragungsintervall
- S8
- achtes Übertragungsintervall
- SS
- statisches Segment
- DS
- dynamisches Segment
- CC
- Kommunikationszyklus
- Sn
- n-tes Übertragungsintervall
- MS1
- erster Minislot
- MS2
- zweiter Minislot
- MS3
- dritter Minislot
- MS4
- vierter Minislot
- MSn
- n-ter Minislot
- SW
- Steuerbereich
- NIT
- Ruhephase
