DE102010026431B4

DE102010026431B4 - Verfahren zur Adresszuteilung an Teilnehmer eines Bussystems

Info

Publication number: DE102010026431B4
Application number: DE102010026431A
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-07-06
Filing date: 2010-07-06
Publication date: 2012-06-28
Anticipated expiration: 2030-07-07
Also published as: DE102010026431A1

Abstract

Die Empfindlichkeiten bekannter Verfahren limitieren die max. Teilnehmerzahl, sowie den Temperatur- und Versorgungsspannungsbereich. Ziel ist ein weites Nutzungsspektrum bei Kompatibilität zu weiteren Schnittstellen-Typen. Zur Lösung wird vorgeschlagen, dass – eine Zentralsteuereinheit den Bus gegen eine Referenz A bestromt, – jeder Teilnehmer den Bus gegen eine Referenz B zusätzlich bestromt, – die Bestromung ein Anstiegsverhalten über die Zeit aufweist, – wobei zunächst die Strom-Detektoren der, der Zentralsteuereinheit nächstliegenden Teilnehmern einen zusätzlichen Strom detektieren, – demzufolge diese Teilnehmer, ihre zusätzliche Bestromung, vor einer weiteren Stromerhöhung deaktivieren – demzufolge nur im letzten Teilnehmer der Kette, kein zusätzlicher Strom detektierbar wird, – dieser so als letzter identifizierbar ist und ihm eine eindeutige Adresse zuteil wird, – wobei in weiteren Adressierzyklen alle schon identifizierten Teilnehmer keine Zusatz-Bestromung vornehmen, – wobei bei jedem Zyklus ein weiterer Teilnehmer identifiziert werden kann. Das Verfahren ist stabil gegenüber Temperatur und Spannung, die adressierbare Anzahl der Teilnehmer kann deutlich erhöht werden, es ist kostenoptimiert, erfüllt das Gleichteilegebot, und erweitert ”Ein-Teilnehmer-Busse” (z. B. PSI5 oder SENT), um weitere Teilnehmer.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Adresszuteilung an Teilnehmer eines Bussystems mit einer Steuereinheit, einem von der Steuereinheit ausgehenden Bus und mehreren Teilnehmern, die aufeinander folgend an den Bus angeschlossen sind.
Um den Verdrahtungsaufwand beispielsweise im Kfz zu minimieren, geht man dazu über, die Steuersignale zum Ansteuern von Stellgliedern über einen Bus zu versenden, an dem neben einer Steuereinheit auch die Ansteuereinheiten für die Stellantriebsvorrichtungen der einzelnen Teilnehmer angeschlossen sind. Zu einem Bussystem zusammengefasst sind beispielsweise die Stellantriebsvorrichtungen einer Fahrzeug-Klimaanlage, der Fensterheber oder der vorderen Fahrzeugsitze, Sensoren und Auslösevorrichtungen von KFZ-Sicherheitssystemen, Sensoren von Einparkhilfen und diverse andere Systeme. Damit die Steuereinheit selektiv ein oder mehrere Teilnehmer ansteuern kann, sind diesen Adressen zugeordnet. Bisher werden den Teilnehmern ihre Adressen z. B. durch Programmierung eingespeichert oder durch Steck- oder PIN-Kodierung zugeordnet. Während das Programmieren bei der Fertigung eines Fahrzeugs noch relativ unproblematisch ist, erfordert dies dann, wenn der gesamte Teilnehmer, das heißt die Stellantriebsvorrichtung mit Ansteuerung, beispielsweise in einer Werkstatt ausgetauscht wird, insoweit einen erhöhten Aufwand. Ferner besteht bezüglich der Logistik das Erfordernis der Einhaltung definierter Bestückungsreihenfolgen mit der damit verbundenen Serviceunfreundlichkeit bzw. der Lieferung vorprogrammierter (voradressierter) Bauteile, was dem Gleichteileprinzip zuwiderläuft. Außerdem kann es bei der Steckerkodierung zu Funktionsstörungen kommen. Schließlich ist es auch möglich, die Adresszuteilung der Teilnehmer eines Bussystems über Schalter zum seriellen Trennen der Bus-Verbindungen zwischen den Teilnehmern zu realisieren. Hier sind als Nachteile insbesondere die elektrische Auftrennung der Bus-Leitung über aktive Bauelemente und der hohe Flächenbedarf für Bussysteme mit vielen Teilnehmern zu nennen.
andere Verfahren
Automatisierte Adresszuteilungsverfahren für Bussysteme sind bekannt aus EP 0 854 609 A1 , DE 196 47 668 A1 , DE 44 04 962 C2 , DE 44 28 502 A1 , WO 97/45983 A1 und DE 197 56 564 A1 , DE 40 38 991 C1 , US 2004/0 078 097 A1 , DE 10 2011 004 250 A1 , DE 10 2008 044 777 A1 , US 6 166 653 A .
Aus der DE 195 07 039 A1 ist eine elektrische Verbindungsanordnung mit einem Bus bekannt, bei der eine Vielzahl elektrischer Verbraucher mit einem Energieversorgungssystem verbunden sind. Zur Überwachung und Steuerung einzelner Verbraucher weist jeder Verbinder dieser Anordnung einen Leistungsschalter auf, der die Energieversorgung zu dem zugeordneten Verbraucher steuert. Diese Anordnung hat den Nachteil, dass eine Vielzahl von zusätzlichen Bauteilen erforderlich ist, was einen erhöhten Aufwand bedeutet.
Aus der DE 43 27 537 C2 ist ein serielles Bussystem mit Daisy-Chain-Busstruktur zur Übertragung von Sensorinformationen bekannt. Mit dieser Anordnung von in Reihe geschalteten Bauelementen können zwar Leitungen eingespart werden, jedes Bauelement benötigt aber nicht nur einen Eingang, sondern zusätzlich einen Ausgang, wodurch erhöhte Kosten verursacht werden. Zudem wirkt sich nachteilig aus, dass bei Ausfall eines Bauelementes auch alle nachgeschalteten Bauelemente mit ausfallen.
Aus DE 40 38 992 C2 ist ein Verfahren bekannt, bei dem die Adressen der Komponenten einer Gefahrenmeldeanlage automatisch zugeordnet werden. Die Adresszuteilung erfolgt dabei ausgehend von dem zur Zentrale nächstgelegenen Teilnehmer bis zu dem von der Zentrale am entferntesten angeordneten Teilnehmer. Jeder Teilnehmer weist dabei in jeder der beiden Adern einer Meldeprimärleitung jeweils einen Widerstand und zwischen den beiden Adern mehrere elektrische und elektronische Bauteile auf. Ferner ist jeder Teilnehmer mit einem Kurzschlussschalter versehen, um die beiden Adern kurzzuschließen. Bei diesem bekannten Verfahren wird idealisiert davon ausgegangen, dass auf Grund des Kurzschlusses der beiden Adern der Meldeprimärleitung der gesamte Messstrom über den Kurzschlussschalter des am nächsten zur Zentralsteuereinheit angeordneten Teilnehmers der Gruppe aus noch nicht adressierten Teilnehmern fließt. In der Praxis weisen elektronische Schalter, wie sie gemäß dem bekannten Verfahren als Kurzschlussschalter eingesetzt werden, jedoch einen nicht zu vernachlässigenden Widerstand im eingeschalteten Zustand auf. Mithin fließt also auch ein Teil des Messstroms über den Kurzschlussschalter des benachbarten noch nicht adressierten Teilnehmers und erzeugt über dessen Widerständen ebenfalls einen Spannungsabfall. Es ist also erforderlich, nicht nur den Umstand, dass ein Spannungsabfall detektiert ist, zu erfassen, sondern auch die Größe dieses Spannungsabfalls zu detektieren. Darüber hinaus ist zu bedenken, dass, je weiter ein noch nicht adressierter Teilnehmer von der Zentralsteuereinheit angeordnet ist, der Messstrom und damit der detektierbare Spannungsabfall sich verringert, was allein schon daran liegt, dass der Messstrom, der über den geschlossenen Kurzschlussschalter eines relativ weit von der Zentralsteuereinheit angeordneten Teilnehmers über die in den Adern der Meldeprimärleitung angeordneten Widerstände der diesem Teilnehmer vorgeschalteten, bereits adressierten Teilnehmer fließen muss. Die Auswertung und die zuverlässige Detektierung der Spannungsabfälle bei dem bekannten Verfahren ist also nicht trivial, was schaltungstechnischen und Programmieraufwand mit sich bringt.
ähnliche Verfahren

Automatisierte Adresszuteilungsverfahren für Bussysteme mit ähnlicher Vorgehensweise sind bekannt aus:

DE 101 47 512 A1	26.09.2001
EP 1 298 851 51	26.09.2001
DE 102 56 631 A1	03.12.2002
EP 1 603 282 A1	03.06.2004
US 2005/0271077 A1	08.06.2004
WO 03/094001 A1	02.05.2002
EP 1 490 772 B1	29.03.2003
US 7,091,876 52	29.03.2003

In der deutschen Patentanmeldung DE 101 47 512 A1 wird ein Verfahren vorgeschlagen, welches die zu DE 40 38 992 C2 dargelegten Probleme beseitigt und über ein Stromanstiegsverfahren verhindert, dass der max. zulässige Busstrom überschritten wird, bei gleichzeitig guter Nutzsignalgenerierung.
Dieses gilt auch für die WO 03/094001 A1 . WO 03/094001 A1 hat jedoch den Nachteil, dass es keine Massnahme zur Limitierung des max. Busstromes gibt. Zur Behebung dieses Problems enthält die Nachanmeldung dazu ( EP 1 490 772 B1 ) in den Ansprüchen 2ff auch ein Stromanstiegsverfahren, wie schon in DE 101 47 512 A1 als Konzept dargestellt. EP 1 490 772 B1 , Ansprüche 2ff beschreiben jedoch ausdrücklich 2-stufige Verfahren.
Diese Verfahren haben den Nachteil, dass sich wegen eines sehr geringen Nutzsignales zur Stromdetektion nur eine eingeschränkte Verwendbarkeit in Bezug auf Versorgungsspannung, Temperatur und Maximalanzahl der BUS-Teilnehmer ergibt. Dieses Verfahren ist jedoch weit verbreitet, die Ansteuersoftware in den Zentralsteuereinheiten ist etabliert.
weitere Verfahren
Es sind aus der US 2004/0078097 A1 weitere automatisierte Adresszuteilungsverfahren bekannt, bei denen ebenfalls eine serielle Widerstandsanordnung an jedem Teilnehmer eine Zusatzbestromung erfährt. In diesem Fall wird jedoch die Höhe des an jedem Teilnehmer ermittelten Messsignales direkt als Maß für die Position des einzelnen Teilnehmers im Gesamtsystem herangezogen. Das Verfahren erfolgt in einem einzigen Zyklus ohne die Möglichkeit den maximal zulässigen Strom bei möglichst hohem Mess-Nutzsignal zu limitierten, was demzufolge eine sehr genaue Signaldetektion erforderlich macht.
Die DE 10 2011 004 250 A1 beschreibt automatisierte Adresszuteilungsverfahren mittels Aufladung eines kapazitiven Elementes. Die Geschwindigkeit der Aufladung, die gemäß DE 10 2011 004 250 A1 ein Maß für die Position des Teilnehmers im System darstellt, wird mittels einer Zeitmessung ermittelt und zu den Zeitmessungen der anderen Teilnehmern in Relation gesetzt, um die Position des Teilnehmers zu ermitteln. Die DE 10 2008 044 777 A1 beschreibt automatisierte Adresszuteilungsverfahren, bei denen an seriell angeordneten Shuntelementen in einer Detektionsleitung die abfallenden Spannungen vermessen und aus deren Höhe die Positionsinformation gewonnen werden. Für viele Anwendungen erscheint dieses Verfahren entweder zu empfindlich oder erfordert hohen Aufwand in der Signalaufbereitung. Desweiteren ist in der DE 10 2008 044 777 A1 ein Verfahren dargestellt, bei dem die Erkennung über eine Versorgungsleitung erfolgt und das Element an dem der Spannungsabfall generiert wird mittels eines schaltenden Elementes überbrückt wird. Dieses schaltende Element muss niederohmig genug sein, um im Betriebsfall den kompletten Versorgungsstrom zumindest aller nachfolgenden Teilnehmer zu tragen, was die Systemkosten belasten kann.
Die US 6 166 653 A1 beschreibt automatisierte Adresszuteilungsverfahren, bei denen bei Einprägung einer Zusatzbestromung an jedem Teilnehmer ohne zusätzliche Shuntelemente die abfallenden Spannungen vermessen und aus deren Höhe die Positionsinformation gewonnen werden. Die US 6 166 653 A1 beschreibt in weiteren Ausführungsformen automatisierte Adresszuteilungsverfahren, bei denen eine vom Master vorgenommene Stromerhöhung auf den Detektionsleitungen bei den einzelnen Teilnehmern bedingt durch ihren Leitungsabstand vom Master zu unterschiedlichen Zelten registriert, und abhängig von diesen Zeiten die Position ermittelt wird. Hierzu sind bestimmte Mindest-Leitungslängen zwischen den Teilnehmern notwendig, was die Verwendbarkeit einschränkt.
Entwicklungsaufgabe
Entwicklungsaufgabe ist nun die Entwicklung eines Verfahren, welches bei möglichst unveränderter Ansteuersoftware in den Zentralsteuereinheiten, die beschriebenen Unzulänglichkeiten beseitigt.
Des weiteren soll das Verfahren universellen Charakter haben, und anwendbar sein auf möglichst viele aktuelle und zukünftige BUS-Standards. Es soll weiterhin möglich sein, in den Bussystemen Teilnehmer zu integrieren, die am Adresszuteilungsverfahren nicht teilnehmen.
Des weiteren ist es erklärte Entwicklungsaufgabe, das Verfahren anwendbar zu machen auf Schnittstellen, die bislang lediglich einen Teilnehmer mit einer Zentralsteuereinheit verbinden, womit in Applikationen mit bislang mehreren Teilnehmern die bislang notwendigen mehreren Schnittstellenleitungen durch eine ersetzt werden können. Dazu sind Details in den Unteransprüchen zu finden.
Verfahrensdarstellung
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren handelt es sich um ein Verfahren zur Adresszuteilung an eine beliebige Anzahl von Teilnehmern eines Bussystems in exemplarischen Einbauvarianten 1–8, in dem auch zusätzliche Teilnehmer mit Festadresse vorhanden sein können,

– bei dem eine Zentralsteuereinheit (14) die Busleitung (12) gegen ein Referenzpotential A, im speziellen Falle eine Seite der Versorgungsspannung (VDD2) bestromt,
– während in einem ersten Verfahrenszyklus jeder am Verfahren teilnehmende Teilnehmer die Busleitung in Richtung eines zweiten Referenzpotentials B, üblicherweise die zweite Seite der Versorgungsspannung (VDD1), mit einem zusätzlichen Strom bestromt, bezogen auf einen, je nach Bussystem vorhandenen pull-up- oder pull-down-Grundstrom, der auch bei zusätzlichen Teilnehmern mit Festadresse, welche nicht am Adresszuteilungsverfahren teilnehmen, vorhanden ist,
– wobei diese zusätzliche Bestromung, zum Zwecke der Limitierung des Summenstromes aller Teilnehmer, nicht schlagartig ihren Maximalwert erreicht, sondern einen Anstieg über die Zeit aufweist, um vor einer Überschreitung des maximalen zulässigen Busstromes, wie in nachfolgenden Verfahrensschritten beschrieben, stromlimitierende Eingriffe vorzunehmen
– wobei folgende Alternativen der zeitlichen Darstellung des Stromanstieges vorgesehen sind:
a) zeitlich kontinuierlicher Stromanstieg,
b) treppenartiger Stromanstieg mit mindestens 2 Stufen,
b.1) treppenartiger Stromanstieg mit 2 Stufen, wobei ähnlich zu EP 1 490 772 B2 , Anspruch 2ff, die beiden aktivierbaren Stromstufen mit „Stromstufe 1” oder „Ruhestrom”, sowie „Stromstufe 2” oder „Identifizierstrom” bezeichnet werden können, aber sich im späteren Verfahrensablauf Unterschiede zu EP 490 772 B2 ergeben,
b.2) treppenartiger Stromanstieg mit einer von der Anzahl der Teilnehmer abhängigen Anzahl von 2 oder mehr Stufen, unter Nutzung der Möglichkeit einer besseren Ausnutzung des maximal zulässigen Busstromes zur Nutzsignalgenerierung für das Adresszuteilungsverfahren, mit den daraus resultierenden Vorteilen, dass sich nachfolgende, aus EP 1 490 772 B1 bekannten Einschränkungen, wie limitierter Einsatzbereich bezogen auf die Versorgungsspannung und die Umgebungstemperatur, sowie eine geringe maximale Anzahl von adressierbaren Teilnehmern und in Folge eine Limitierung des Verfahrens auf nur wenige Bus-Typen, größtenteils eliminieren lassen,
c) treppenartiger Stromanstieg mit 2 Stufen, kombiniert mit einem weiteren Stromanstieg innerhalb der 2 Stromstufen, unter Nutzung der Möglichkeit, den Betrag des Maximalwertes des zusätzlichen Stromes im Vergleich zu b.2 weiter zu erhöhen, mit dem Vorteil eines besseren Nutzsignales für das Adresszuteilungsverfahren, bei gleichzeitiger Beibehaltung der Systemkompatibilität der erfindungsgemäßen Teilnehmer zu einer, bezogen auf EP 1 490 772 B1 unveränderten Steuereinheit, im Sinne einer Abwärtskompatibilität, mit den daraus resultierenden Vorteilen, dass sich nachfolgende, aus EP 1 490 772 B1 bekannte Einschränkungen, wie limitierter Einsatzbereich bezogen auf die Versorgungsspannung und die Umgebungstemperatur, sowie eine geringe maximale Anzahl von adressierbaren Teilnehmern und in Folge eine Limitierung des Verfahrens auf nur wenige Bus-Typen, noch weiter eliminieren lassen,
d) vorgenannte Stromanstiege entfallen,
– wobei während dieses ersten Verfahrenszyklus in der Phase der zusätzlichen Bestromung die in der Busleitung liegenden, den einzelnen Teilnehmern zugeordneten Strom-Detektoren zunächst in einem oder mehreren der Zentralsteuereinheit nächstliegenden Teilnehmern einen vom Grundstrom abweichenden Strom detektieren,
– wobei in einem nächsten Schritt diese Teilnehmer ihre zusätzliche Bestromung vor einer weiteren Stromerhöhung der anderen Teilnehmer deaktivieren
– wobei diese Deaktivierung erfolgt,
a) bei zeitlich kontinuierlichem Stromanstieg, als zeitlich abhängige Reaktion auf die Detektion (9, Kurve a), wobei diese Version wegen ihres sehr guten Nutzsignales eine bevorzugte, aber u. U. nicht kompatibel zu existierender, etablierter Ansteuersoftware in der Zentralsteuereinheit ist, demzufolge weitere nachfolgende Versionen bevorzugt werden, um dieser Anforderung gerecht werden zu können,
b) bei treppenartigem Stromanstieg mit mindestens 2 Stufen, als zeitverzögerte Reaktion zu einem für alle betroffenen Teilnehmer gleichen Zeitpunkt, spätestens vor dem Übergang zu einer höheren Strom-Stufe, wenn diese ohne die Deaktivierung die Gefahr der Überschreitung des maximal zulässigen Busstromes birgt,
b.1.1) bei treppenartigem Stromanstieg mit 2 Stufen, als zeitverzögerte Reaktion zu einem für alle betroffenen Teilnehmer gleichen Zeitpunkt, spätestens vor dem Übergang zur nächsthöheren Stromstufe (9, Kurve b.1.1), wobei im Unterschied zu EP 1 490 772 B1 der ”Ruhestrom”, welcher erfindungsgemäß Stromstufe 1 entspricht, bei Teilnehmern mit detektierten, über dem Schwellwert liegenden Stromwerten, vor Übergang des Systems zur nächsthöheren Stromstufe, abgeschaltet wird, wobei dann die Teilnehmer, die keine Überschreitung der Schwelle detektierten, ihren ”Identifizierstrom” zuschalten, was erfindungsgemäß Stromstufe 2 entspricht,
b.1.2) bei treppenartigem Stromanstieg mit 2 Stufen, als zeitlich abhängige Reaktion auf die Detektion, spätestens vor dem Übergang zur nächsthöheren Stromstufe (10, Kurve b.1.2),
b.2.1) bei treppenartigem Stromanstieg mit einer von der Anzahl der Teilnehmer abhängigen Anzahl von 2 oder mehr Stufen, als zeitverzögerte Reaktion zu einem für alle betroffenen Teilnehmer gleichen Zeitpunkt, spätestens vor dem Übergang zur nächsthöheren Stromstufe (11, Kurve b.2.1),
b.2.2) bei treppenartigem Stromanstieg mit einer von der Anzahl der Teilnehmer abhängigen Anzahl von 2 oder mehr Stufen, als zeitlich abhängige Reaktion auf die Detektion, spätestens vor dem Übergang zur nächsthöheren Stromstufe (11, Kurve b.2.2),
c) bei treppenartigem Stromanstieg mit 2 Stufen, kombiniert mit einem weiteren Stromanstieg innerhalb der 2 Stromstufen, als zeitlich abhängige Reaktion auf die Detektion, (10, Kurve c),
– wobei in einem nächsten Schritt nach Abschluss aller Stromerhöhungen in Ermangelung einer nachfolgenden zusätzlichen Stromlast in dem, dem letzten Teilnehmer zugeordneten Detektor, auch nach Ablauf einer ausreichenden vorgebbaren Zeitspanne, kein vom Grundstrom abweichender Strom detektierbar wird,
– wobei nicht am Adresszuteilungsverfahren teilnehmende Teilnehmer keine zusätzliche Stromlast generieren,
– wodurch nicht am Adresszuteilungsverfahren teilnehmende Teilnehmer den letzten am Adresszuteilungsverfahren teilnehmenden Teilnehmer nicht daran hindern, sich als letzten zu identifizieren,
– wonach sich dieser letzte am Adresszuteilungsverfahren teilnehmende Teilnehmer eindeutig als letzter seiner Art identifiziert,
– wobei in einem späteren Schritt diesem Teilnehmer eine eindeutige Adresse zur späteren Verwendung in der Buskommunikation zuteil wird,
– wobei nachfolgend in einem zweiten Verfahrenszyklus auf ähnliche Weise verfahren wird,
– wobei als Unterschied zum vorangegangenen Zyklus der letzte am Adresszuteilungsverfahren teilnehmende Teilnehmer als Folge seiner erfolgten Identifikation bei allen weiteren Zyklen keine Zusatz-Bestromung mehr vornimmt,
– wodurch beim zweiten Zyklus der vorletzte am Adresszuteilungsverfahren teilnehmende Teilnehmer keinen vom Grundstrom abweichenden zusätzlichen Strom detektiert,
– wodurch in Folge, anhand der Tatsache, dass allen am Adresszuteilungsverfahren teilnehmenden Teilnehmern bekannt ist, in weichem Verfahrens-Zyklus sich das Gesamtsystem befindet, nun der vorletzte am Adresszuteilungsverfahren teilnehmende Teilnehmer sich eindeutig als vorletzter seiner Art identifiziert,
– wobei in einem späteren Schritt nun auch diesem vorletzten Teilnehmer seiner Art eine eindeutige Adresse zuteil wird,
– wobei in nachfolgenden weiteren Verfahrens-Zyklen auf ähnliche Weise verfahren wird,
– wobei alle schon in vorangegangenen Verfahrens-Zyklen identifizierten Teilnehmer bei allen weiteren Verfahrens-Zyklen keine Zusatz-Bestromung mehr vornehmen,
– wobei weitere Verfahrens-Zyklen entfallen können, wenn sich alle am Adresszuteilungsverfahren teilnehmenden Teilnehmer identifiziert haben.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens ergibt sich, wenn während des zeitlichen Verlaufs des Stromanstieges Ruhephasen ohne oder mit vermindertem Strom eingeschoben werden, in denen bedarfsweise Ruhe- bzw. Grundstrommessungen vorgenommen werden.
Das Verfahren wird eingesetzt bei USB Bus-Varianten, sowie automobilen Bus-Systemen einschließlich LIN, K-BUS (BMW), KLIMA-BUS (Daimler-Chrysler), VAN BUS, CAN-BUS mit Einsatz auf einer BUS-Leitung, CAN BUS mit Einsatz auf beiden BUS-Leitungen, SPI-Schnittstellen auf einer der zur Verfügung stehenden Leitungen (z. B.: CLK, DATIN, DATAOUT) mit dem Vorteil des Entfalls des Chip-Select Signals, FlexRAY BUS-Systemen,

– auch in Anwendungsbereichen mit einer hohen Anzahl gleicher oder ähnlicher Teilnehmer einschließlich Klima-Bus-Systeme, Einparksensoren, sowie im Safety-Bereich, einschließlich Airbag-Sensorik und Ansteuerung von Airbags, Gurtstraffern, Rückhaltesystemen,
– einschließlich bei Schnittstellen, die bisher üblicherweise neben der Zentraleinheit nur einen Teilnehmer haben, einschließlich ”SENT” (SAE J2716) Schnittstelle, PSI5-Schnittstelle, RS232 und ähnliche.

Das Verfahren wird ferner eingesetzt bei beliebigen Bus-Systemen, einschließlich bei Schnittstellen, die bisher üblicherweise neben der Zentraleinheit nur einen Teilnehmer haben, einschließlich SENT und PSI5-Schnittstellen, wobei

– mehrere Teilnehmer auf einer Schnittstelle arbeiten, sowie
– vor dem Ablauf des beschriebenen Verfahrens eine Synchronisation aller Teilnehmer in alternativen Ausführungen für eine bestimmte Zeit
– nach Power-Up oder
– nach Sendung der Daten auf dem Bus (Bus-Aktivität) oder
– nach längeren BUS-Ruhephasen oder
– nach von der üblichen Länge abweichenden Synchronisationsimpuls eines Masters oder
– nach von der üblichen Spannung abweichenden Synchronisationsimpuls eines Masters automatisch erzeugt wird,
– wobei in einem nächsten Schritt zur Synchronisation mindestens alle am Adresszuteilungsverfahren teilnehmenden Teilnehmer eine Schnittstellenleitung zeitgleich aktivieren,
– wodurch sich eine aus Sicht der einzelnen Teilnehmer zeitgleiche aber aus Systemsicht nicht unbedingt zeitsynchrone Überlagerung des Synchronisationsimpulses ergibt,
– wodurch die Schnittstellenphysik eine logische ODER-Verknüpfung der Synchronisationsimpulse bewirkt,
– wobei jeder Teilnehmer selbst die Schnittstellen-Signale detektiert,
– wodurch jeder Teilnehmer das Ende der durch die ODER-Verknüpfung entstandenen Schnittstellenaktivierung detektiert,
– wobei in einem nächsten Schritt alle Teilnehmer aufeinander einsynchronisiert werden, indem sie diesen Zeitpunkt als Basis für eine interne Zeitzählung heranziehen,
– wobei in einem nächsten Schritt die Teilnehmer, abhängig von ihrer, in dem hier beschriebenen Adresszuteilungsverfahren ermittelten Adresse, mit zeitlicher, von der Adresse abhängiger Verzögerung, ihre Daten auf der gemeinsamen Schnittstelle senden,
– wobei im Falle von Schnittstellen mit bereits vorhandenem Widerstand am Teilnehmer einschließlich PSI5-Schnittstelle, in alternativen Ausführungsvarianten
– eine Stromdetektion mit eigens dafür vorgesehen Bauteilen erfolgt, oder
– der oben beschriebene, schon vorhandenen Widerstand am Teilnehmer der Schnittstelle Zur Auswertung der Adresszuteilungsbestromung genutzt wird und die Weiterleitung der Datenleitung zum nächsten Teilnehmer hinter diesem Widerstand abgegriffen wird,
– wobei in alternativen Ausführungsvarianten zur Durchführung des Verfahrens
– die schon im Interface, einschließlich PSI5 vorhandenen Treiber zur Kommunikation auch zur Generierung der zum Adresszuteilungsverfahren notwendigen Bestromung genutzt und wo notwendig die Ansteuerung in der Art modifiziert wird, dass sich eine zum Adresszuteilungsverfahren notwendige Bestromung und Schaltdynamik ergibt, oder
– eine Stromgenerierung mit eigens dafür vorgesehen Bauteilen erfolgt.

Das Verfahren wird ferner eingesetzt in oben beschriebenen Schnittstellen mit Aufsynchronisierung der einzelnen Teilnehmer mit der zusätzlichen Eigenschaft, dass die beschriebene Aufsynchronisierung alternativ nach Ablauf einer gewissen Zeit nach Detektion des Endes der letzten Aufsynchronisierung oder nach Sendung der letzten Daten des vorangegangenen Datentransfers auf dem Bus wiederholt wird, wodurch alle Teilnehmer dauerhaft aufeinander einsynchronisiert bleiben.
Zudem wird das Verfahren eingesetzt bei BUS-Systemen, bei denen der Datentransfer über eine oder beide Leitungen der Spannungsversorgung erfolgt, einschließlich der Verwendung bei Brandmeldeanlagen, Zugangsslcherungssystemen, Gebäudeautomatisierung.
Schließlich wird das Verfahren eingesetzt bei Zugangssicherungssystemen und hier eine Sonderfunktion zur Sabotageüberwachung realisiert in der Form, dass Manipulationen an der Verdrahtung aufgedeckt werden, einschließlich Manipulationen, bei denen ein Austausch eines Melders durch einen Dummy an beliebiger Position auf der Alarm-Busleitung erfolgt ist, wobei die Manipulationen bei einer Überprüfung der Teilnehmer auffällig werden, so dass eine Sabotage detektierbar ist.
Besonders vorteilhaft ist das Verfahren im Einsatz bei BUS-Systemen mit VDD1 gleich oberer Versorgungsspannung(+) als Referenzpotential B und VDD2 gleich unterer Versorgungsspannung(–) als Referenzpotential A.
Beansprucht wird ferner ein Teilnehmer eines Bussystems mit Mitteln zur Durchführung des Verfahrens.
Eine besondere Ausführungsform des Teilnehmers eines Bussystems mit Mitteln zur Durchführung des Verfahrens ergibt sich, wenn zu einem Zeitpunkt vor einer Teilnahme des Teilnehmers am Adresszuteilungsverfahren sich dieser verhält wie ein Teilnehmer, bei dem das Verfahren nicht implementiert ist.
Das Verfahren wird dadurch besonders vorteilhaft realisiert, dass das Verfahren zur automatischen Adresszuteilung der Teilnehmer eines Bussystems,

– in mehreren Zyklen jeweils einen Teilnehmer identifiziert, wobei die Anzahl an Zyklen abhängig von der Anzahl der zu adressierenden Teilnehmer ist, und
– identifizierten Teilnehmern eine Adresse zugeordnet wird,

Besonders vorteilhaft ist es bei dem Verfahren, wenn der in DE 102 56 631 A1 und EP 1 603 282 A1 beschriebene relativ langsame Stromanstieg kontinuierlich erfolgt.
Bei einer Ausführungsform des Verfahrens erfolgt der in DE 102 56 631 A1 und EP 1 603 282 A1 beschriebene relativ langsame Stromanstieg in Stufen.
Eine Ausführungsform des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass zwischen zwei Stromstufen oder während des kontinuierlichen Stromanstieges Ruhephasen ohne oder mit vermindertem Strom eingeschoben werden.
Eine Ausführungsform des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass die Zeitvorgaben für die Stufen und Ruhephasen (falls vorhanden) durch die Konstruktion der BUS-Teilnehmer definiert sind.
Eine Ausführungsform des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass die Zeitvorgaben für die Stufen und Ruhephasen (falls vorhanden) vom BUS-Master vorgegeben bzw. gesteuert werden.
Eine Ausführungsform des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass die Zeitvorgaben für die Stufen und Ruhephasen (falls vorhanden) über die Umgebungsbedingungen (z. B. Spannung, TEMP, Belastungszustand, etc.) variabel sind.
Eine Ausführungsform des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass die Stufenanzahl der Anzahl der zu adressierenden BUS-Teilnehmer entspricht.
Eine Ausführungsform des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass die Stufenanzahl beliebig ist.
Eine Ausführungsform des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass die Stufenanzahl zwei ist.
Eine Ausführungsform des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass die Stufenanzahl proportional der Anzahl der zu adressierenden BUS-Teilnehmer ist, in der Art, dass ”n” Teilnehmer direkt ohne Stufung adressiert werden können, ab dem ”n + 1ten” wären 2 Stufen notwendig, ab ”2n + 1” dann 3 Stufen, usw.
Eine Ausführungsform des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass die Anwendung speziell bei LIN BUS-Systemen erfolgt.
Eine Ausführungsform des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass die Anwendung speziell bei K-BUS-Systemen erfolgt.
Eine Ausführungsform des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass die Anwendung speziell bei KLIMA-BUS-Systemen erfolgt.
Eine Ausführungsform des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass die Anwendung speziell bei VAN BUS-Systemen erfolgt.
Eine Ausführungsform des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass die Anwendung speziell bei CAN BUS-Systemen auf einer BUS-Leitung erfolgt.
Eine Ausführungsform des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass die Anwendung speziell bei CAN BUS-Systemen auf zwei BUS-Leitungen erfolgt.
Eine Ausführungsform des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass die Anwendung speziell bei SPI-BUS-Systemen auf einer der zur Verfügung stehenden Leitungen (z. B.: CLK, DATIN, DATAOUT) erfolgt, wodurch der bedarf eines Chip-Select Signals entfällt, was bei der ansteuernden Baugruppe I/O Ports einspart, wodurch der Verdrahtungsaufwand deutlich reduziert wird.
Eine Ausführungsform des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass die Anwendung speziell bei FlexRAY BUS-Systemen erfolgt.
Eine Ausführungsform des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass die Anwendung speziell bei ”SENT” (SAE J2716) BUS-Systemen erfolgt, entsprechend DE 102 56 631 A1 und EP 1 603 282 A1 .
Eine Ausführungsform des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass mehrere Teilnehmer auf einer ”SENT” Leitung arbeiten.
Eine Ausführungsform des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass jeder Teilnehmer ein Synchronisations-Frame erzeugt und sich daher bei der zeitlichen Überlagerung der Synchronisations-Frames von mehreren auf einer Leitung liegenden Teilnehmern, eine logische ODER Verknüpfung ergibt.
Eine Ausführungsform des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass jeder Teilnehmer selbst die Bus-Signale detektiert.
Eine Ausführungsform des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass jeder Teilnehmer in der Lage ist, das Ende eines durch ODER Verknüpfung entstandenen Synchronisations-Signals zu detektieren.
Eine Ausführungsform des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass die SYNC-Signal-Generierung erst nach Ablauf einer gewissen Zeit nach Detektion des Endes des letzten gemeinsamen Synchronisations-Signals auf dem BUS gestartet wird, wodurch sich erfindungsgemäß alle Teilnehmer aufeinander einsynchronisieren.
Eine Ausführungsform des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass die Teilnehmer die Hardwarevarianten, die Adresszuteilungsverfahren und das von der Adresse abhängige zeitverzögerte Antwortverfahren nutzen wie weiter unten beschrieben.
Eine Ausführungsform des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass die Teilnehmer, falls sie gemäß SAE J2716 jeweils am Beginn des Synchronisationsimpulses einen Messdurchgang durchführen, dieser Messdurchgang, bzw. der Samplingvorgang der Messung, bedingt durch Aufsynchronisierung der Teilnehmer aufeinander, wie weiter oben beschrieben, ebenfalls synchron erfolgt, was in bestimmten Anwendungen von großem Vorteil sein kann.
Eine Ausführungsform des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass dieser Vorteil genutzt wird, um Systeme, die bislang mit mehreren SENT Schnittstellen arbeiteten, nun auf eine SENT Schnittstelle zu reduzieren, bei gleichzeitiger Verbesserung der Performance (abhängig von den Anforderungen an die nachgeschaltete Datenanalyse beim Master).
Eine Ausführungsform des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass die Anwendung speziell bei solchen BUS-Systemen erfolgt, bei denen sowohl die Spannungsversorgung als auch der Datentransfer über eine einzige Leitung erfolgen.
Eine Ausführungsform des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass die Anwendung speziell bei PSI5 BUS-Systemen erfolgt, entsprechend DE 102 56 631 A1 und EP 1 603 282 A1 .
Eine Ausführungsform des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass (z. B. bei ”PSI5” BUS-Systemen, siehe DE 102 56 631 A1 und EP 1 603 282 A1 ) mittels dieser Methode die Anzahl der an einer Schnittstelle arbeitenden Teilnehmer erhöht werden kann.
Eine Ausführungsform des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass die Anwendung in Brandmeldeanlagen erfolgt.
Eine Ausführungsform des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass die Anwendung in Zugangssicherungssystemen erfolgt.
Eine Ausführungsform des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass die Anwendung in Zugangssicherungssystemen erfolgt und hier speziell eine Sonderfunktion zur Sabotageüberwachung in der Form, dass durch das beschriebene System Manipulationen an der Verdrahtung aufgedeckt werden können, z. B. in der Form, dass ein Austausch eines Melders durch einen Dummy an beliebiger Position auf der Alarm-Busleitung nicht mehr möglich ist, ohne dass dies bei einer Überprüfung der Adresszuteilung der Teilnehmer auffällig wird, demzufolge eine Sabotage detektierbar ist.
Eine Ausführungsform des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass die Anwendung speziell bei Automobil-BUS-Systemen (und vergleichbaren) zum Einsatz kommt.
Eine Ausführungsform des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass die Anwendung speziell bei Automobil-BUS-Systemen im Heizungs-, Lüftungs- und Klimabereich (HVAC) zum Einsatz kommt mit dem Vorteil, eine größere Anzahl baugleicher Sensoren einerseits als auch Aktuatoren andererseits auch im Servicefall im Gleichteileprinzip adressieren zu können.
Eine Ausführungsform des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass die Anwendung speziell bei Automobil-BUS-Systemen im Safety-Bereich (u. a. Airbag-Sensor- und -Zündung) zum Einsatz kommt, mit dem Vorteil, eine größere Anzahl baugleicher Sensoren einerseits als auch Airbag- und Gurtstraffer-Zündstufen andererseits auch im Servicefall im Gleichteileprinzip adressieren zu können.
Eine Ausführungsform des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass die Anwendung speziell bei Automobil-BUS-Systemen im Bereich von Abstandssensoren für Einparkhilfen zum Einsatz kommt, mit dem Vorteil, eine größere Anzahl baugleicher Sensoren auch im Servicefall im Gleichteileprinzip adressieren zu können.
Eine Ausführungsform des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass die Anwendung speziell in der Gebäudeautomatisierung zu Einsatz kommt.
Eine Ausführungsform des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass wie im Grundverfahren beschrieben ein zusätzlicher Widerstand zur Auswertung der zusätzlichen Adresszuteilungsbestromung genutzt wird.
Eine Ausführungsform des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass ein wie z. B. beim PSI5-Bus-System schon vorhandener Widerstand am Teilnehmer der Schnittstelle zur Auswertung der Adresszuteilungsbestromung genutzt wird und die Weiterleitung der Datenleitung zum nächsten Teilnehmer hinter diesem Widerstand abgegriffen wird.
Eine Ausführungsform des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass zur Durchführung des Verfahrens die schon im Interface (z. B. PSI5) vorhandene Hardware zur Buskommunikation auch zur Generierung der zur Adresszuteilung notwendigen zusätzlichen Bestromung genutzt wird.
Eine Ausführungsform des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass zur Durchführung des Verfahrens die schon im Interface (z. B. PSI5) vorhandene Hardware zur Buskommunikation auch zur Generierung der zur Adresszuteilung notwendigen zusätzlichen Bestromung genutzt wird, aber die Ansteuerung in der Art modifiziert wird, dass sich eine von der Buskommunikation unterscheidende Bestromung und/oder Schaltdynamik ergibt.
Eine Ausführungsform des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass zur Durchführung des Verfahrens zusätzlich zur vorhandenen Hardware zur Buskommunikation (z. B. PSI5 LS-Driver) weitere Hardware zur Generierung der zur Adresszuteilung notwendigen zusätzlichen Bestromung implementiert wird.
Eine Ausführungsform des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass zur Durchführung des Verfahrens der Adresszuteilung auch die Grundbestromung der nachfolgenden Teilnehmer getrennt vermessen und von der gemessenen Bestromung inkl. der zusätzlichen Adresszuteilungsbestromung subtrahiert wird.
Eine Ausführungsform des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass zur Durchführung des Verfahrens das Generieren der ”Grundbestromung” und der ”Grundbestromung plus zusätzliche Adresszuteilungsbestromung” zeitlich nacheinander abläuft.
Eine Ausführungsform des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass zur Durchführung des Verfahrens der/die Spannungspotential(e) über dem Messwiderstand im Teilnehmer auf (einem) Kondensator(en) abgelegt sind.
Eine Ausführungsform des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass zur Durchführung des Verfahrens Verschiebungsströme über den Kondensatoren beim Umschalten zwischen Ruhebestromung und ”Grundbestromung plus zusätzlicher Adresszuteilungsbestromung” genutzt werden, um eine Stromdifferenz zu detektieren, wodurch ein Transfer der Messspannungen in den ”LowVolt Bereich” möglich wird, falls notwendig.
Eine Ausführungsform des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass zur Durchführung des Verfahrens in Systemen mit nur 2 Teilnehmern an der Leitung (z. B. einem PSI5-BUS) das Verfahren vereinfacht wird und erfindungsgemäß nur einmal durchgeführt werden muss, dergestalt dass derjenige Teilnehmer, der in diesem Verfahren einen vom Grundstrom abweichenden Strom registriert, sich daher von dem zweiten, welcher keinen vom Grundstrom abweichenden Strom registriert, unterscheidet und sich dadurch erfindungsgemäß von diesem zu unterscheiden weiß.
Eine Ausführungsform des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass zur Durchführung des Verfahrens in Systemen mit nur 2 Teilnehmern an der Leitung (z. B. einem PSI5-BUS) das Verfahren vereinfacht wird, indem die Ruhebestromung entfällt und demzufolge der Teilnehmer, der bei der Messung inklusive zusätzlichem Adresszuteilungsstrom keinen Strom detektiert, der letzte in der Reihe von zweien sein muss und sich dadurch erfindungsgemäß von dem zweiten zu unterscheiden weiß.
Eine Ausführungsform des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass zur Durchführung des Verfahrens in Systemen mit nur 2 Teilnehmern an der Leitung (z. B. einem PSI5-BUS) das Verfahren vereinfacht wird, indem die zusätzliche Adresszuteilungsbestromung entfällt und lediglich eine Vermessung bei Ruhebestromung durchgeführt wird, wobei der Teilnehmer, der keinen Strom detektiert, der letzte in der Reihe von zweien sein muss und sich dadurch erfindungsgemäß von dem zweiten zu unterscheiden weiß.
Eine Ausführungsform des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass bei Bussystemen mit einem Synchronisationsimpuls vom BUS-Master oder mit einem eigenständig (ohne Master) generierten Synchronisationsimpuls (wie z. B. beim PSI5 oder SENT Bus) und nachfolgendem fester Timing der Antworten durch die Teilnehmer (wie z. B. beim PSI5 oder erfindungsgemäß nun auch beim SENT Bus) die Antwortverzögerung des Teilnehmers abhängig ist von der ermittelten Adresse, so dass sich eine feste zeitliche Abfolge der Antworten aller Teilnehmer auf dem Bus ergibt.
Eine Ausführungsform des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass bei Bussystemen mit einem Synchronisationsimpuls vom BUS-Master oder mit einem eigenständig (ohne Master) generierten Synchronisationsimpuls (wie z. B. beim PSI5 oder SENT Bus) und nachfolgendem festem Timing der Antworten durch die Teilnehmer (wie z. B. beim PSI5-Bus) die Antworten des ersten und falls vorhanden zweiten Teilnehmers zu denen in der spezifischen BUS-Spezifikation (wie z. B. PSI5-Bus) vorgegebene Zeitpunkten erfolgen, sowie die Antworten weiterer Teilnehmer mit höherer Adresse mit einer weiteren Antwortverzögerung erfolgt, die von der ermittelten Adresse abhängt.
Eine Ausführungsform des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass bei Bussystemen mit einem Synchronisationsimpuls vom BUS-Master oder mit einem eigenständig (ohne Master) generierten Synchronisationsimpuls (wie z. B. beim PSI5 oder SENT Bus) und nachfolgendem festem Timing der Antworten (wie z. B. bei dem in 52 und 53 beschriebenen modifizierten PSI5 oder SENT Bus), zusätzlich zu den zu übertragenden Daten die ermittelte Adresse mit übertragen wird, um eine Erhöhung der Detektionswahrscheinlichkeit bei Adresszuteilungsstörungen zu erreichen.
Eine Ausführungsform des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass jeder Synchronisationsimpuls vom Master oder ein eigenständig (ohne Master) generierter Synchronisationsimpuls (wie z. B. beim PSI5 oder SENT Bus) das Adresszuteilungsverfahren initiiert, wonach das beschriebene Adresszuteilungsverfahren durchgeführt und anschließend die Daten erfindungsgemäß der Reihe nach getrennt übertragen werden.
Eine Ausführungsform des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass nur ausgewählte Synchronisationsimpulse vom Master oder eigenständig (ohne Master) generierte Synchronisationsimpulse das Adresszuteilungsverfahren initiieren (z. B. nach Power-Up oder längeren BUS-Ruhephasen), wonach das beschriebene Adresszuteilungsverfahren durchgeführt und anschließend die Daten erfindungsgemäß der Reihe nach gemäß der Adressvergabe getrennt übertragen werden, bis ein neuer Adresszuteilungsablauf wie beschrieben initiiert wird.
Eine Ausführungsform des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass die Bedingung zur Neu-Adresszuteilung von dem Bus-Master absichtlich herbeigeführt werden kann, zu dem Zweck, die Stabilität des Adresszuteilungsverfahrens zu verifizieren, mit der Möglichkeit, in einem definierten Systemzustand, in dem Mess- oder anderen Daten der Teilnehmer annähernd bekannt sind, die Plausibilität der Adressen anhand dieser Daten zu ermitteln, oder im laufenden Betrieb bei unplausibeln Dateninhalten zur Sicherheit eine Überprüfung der Adressvergabe durchzuführen.
Eine Ausführungsform des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass ein von der üblichen Länge abweichender Synchronisationsimpuls vom Master das Adresszuteilungsverfahren initiiert, und bei Antworten auf nachfolgende Synchronisationsimpulse auf diese ermittelte Adresse in Form einer Verzögerung der Antworten zurückgegriffen wird.
Eine Ausführungsform des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass ein von der üblichen Spannung abweichender Synchronisationsimpuls vom Master das Adresszuteilungsverfahren initiiert, und bei Antworten auf nachfolgende Synchronisationsimpulse auf diese ermittelte Adresse in Form einer Verzögerung der Antworten zurückgegriffen wird.
Eine Ausführungsform des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass sich zur möglichst weitgehenden Abwärtskompatibilität zu existierenden BUS-Teilnehmern sich diese, falls sie (noch) nicht am Adresszuteilungsverfahren teilgenommen haben, (aus dem Grunde, dass der dazu notwendige Synchronisationsimpuls nicht gegeben wurde, wie z. B. bei PSI5 Mastern, die nicht das Adresszuteilungsverfahren beherrschen,) verhalten wie Teilnehmer, bei denen das Verfahren nicht implementiert ist.
Ergänzung
Insbesondere ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren von Vorteil, dass der theoretische statische Summenstrom bei höchster Bestromung der steuerbaren Schalter sämtlicher Teilnehmer höher dimensioniert sein darf als derjenige Strom, den der Widerstand bzw. die Stromquelle der Zentralsteuereinheit liefern kann. Mit anderen Worten kann also der Strom durch einen steuerbaren Schalter größer sein, als der über die Zentralsteuereinheit abfließende Strom geteilt durch die Anzahl der Teilnehmer. Es gilt also I(27) > I(30)/n, wobei I(27) der Strom durch den steuerbaren Schalter, I(30) der Strom durch den Widerstand oder die Stromquelle und n die Anzahl an Teilnehmern ist (siehe die beiliegenden Fign.).
Dadurch wird das für die Adresszuteilung zu verwendende Nutzsignal, nämlich die durch die Detektoren zu erkennenden Ströme, größer. Demzufolge lassen sich die Detektoren selbst günstiger produzieren, da sie nicht so sensibel sein müssen. Ferner wird die Störempfindlichkeit des erfindungsgemäßen Adresszuteilungsverfahrens verringert.
Dadurch, dass es gemäß einer Variante bei einigen Bussystemen möglich ist, den am Verfahren beteiligte Widerstand durch einen für die Buskommunikation notwendigen Schalter, der steuerbar ist, zu ersetzen, ist zur Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens in dieser Variante gegenüber einem normalen Bus kein zusätzliches Bauteil erforderlich, was den Aufwand bezüglich der Implementierung des Verfahrens in einem bestehenden Bussystem vereinfacht.
Bei einer Variante der Erfindung mit Bus-Einzelabgriffen an jedem Teilnehmer mit einer über den eigenen Shunt-Widerstand geführten getrennten Busleitung, die lediglich den nächsten, weiter von der Zentraleinheit entfernten Teilnehmer versorgt, ergibt sich der Vorteil, dass die Detektoren relativ hochohmig sein können, da sich bei der Anordnung im Bus-Betrieb die Spannungsabfälle über die Shuntwiderstände nicht wie üblich aufsummieren. Durch den höheren Widerstand des Shunt Elementes ist das Nutzsignal für den Detektor wesentlich vergrößert, wodurch sich Stromeinflüsse reduzieren lassen und demzufolge der Detektor wesentlich günstiger produzierbar ist.
Wird dem Shunt-Widerstand ein Analog/Digital-Wandler nachgeschaltet und als Komparator ein Digitalkomparator verwendet, so lässt sich die Schwelle applikationsabhängig und abhängig von Betriebsbedingungen wie beispielsweise Versorgungsspannung, Temperatur und Anzahl der Teilnehmer parametrisieren.
Das erfindungsgemäße Verfahren braucht nicht auf sämtliche Teilnehmer des Bussystems angewendet werden. Auch können sich die Teilnehmer, auf die es angewendet wird, an beliebiger Stelle/Stellen des Bussystems befinden. Mit anderen Worten kann das Bussystem an beliebiger Stelle/Stellen Teilnehmer aufweisen, die sich nicht am erfindungsgemäßen Adresszuteilungsverfahren beteiligen, diesen dann aber auch nicht stören. Diesen Teilnehmern können dann auf eine andere als die erfindungsgemäße Art Adressen zugeteilt werden.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist ferner vorgesehen, dass die Module der Zentralsteuereinheit wahlweise einzeln oder doppelt, nämlich einmal pro Busanschluss (Bus-Anfang und Bus-Ende) ausgelegt sind, wodurch beide Seiten der Busleitung zu Analysezwecken oder im Fehlerfall (beispielsweise offener Steckerkontakt) durch die Zentraleinheit bedienbar sind.
FIGURENBESCHREIBUNG
Diverse Bussysteme, deren Teilnehmer sich erfindungsgemäß adressieren lassen, sind in den Zeichnungen wiedergegeben. Dabei zeigen im einzelnen
1 einen Aufbau eines Bussystems zur Adressvergabe mit einer Zentralsteuereinheit (14) und mehreren Teilnehmern, von denen hier lediglich die ersten beiden der Zentralsteuereinheit naheliegenden (1, 2) dargestellt sind mit diversen optionalen Zusatzmodulen, wobei die zur Bus-Kommunikation erforderlichen Komparatoren nicht dargestellt sind, da sie die Adressvergabe nicht betreffen,
2 einen Aufbau des gleichen Systems wie in 1, jedoch bei umgekehrter Polung von VDD1 und VDD2 zur Veranschaulichung des Umstandes, dass die Polung von VDD1 und VDD2 nicht ausschlaggebend ist, wobei beide Varianten durch Spiegelung an der x-Achse ineinander überführbar sind und lediglich ein Teilnehmer dargestellt ist,
3 einen Aufbau eines Bussystems zur Adressvergabe bei Nutzung der gleichen Strukturen für Kommunikation und Adressvergabe, wobei lediglich ein Teilnehmer dargestellt ist,
4 einen Aufbau des gleichen Systems wie in 3, jedoch bei umgekehrter Polung,
5 einen Aufbau eines Bussystems zur Adressvergabe mit paralleler Anordnung der Stromdetektoren unter Verwendung einer zusätzlichen Leitung, wobei zwei Teilnehmer dargestellt sind,
6 ein Bussystem wie in 5, jedoch bei umgekehrter Polung,
7 einen Aufbau eines Bussystems zur Adressvergabe unter Ausnutzung einer Versorgungsleitung zur Stromdetektion, und
8 einen Aufbau des gleichen Systems wie in 7, jedoch bei umgekehrter Polung,
9 eine Darstellung des erfindungsgemäßen zeitlichen Stromverlaufes auf der Bus-Leitung mit den Kurven:

a) bei zeitlich kontinuierlichem Stromanstieg, mit einem Beispiel für Strom-Deaktivierung als zeitlich abhängige Reaktion auf die Detektion
b.1.1) bei treppenartigem Stromanstieg mit 2 Stufen, Strom-Deaktivierungen erfolgen als zeitverzögerte Reaktion zu einem für alle betroffenen Teilnehmer gleichen Zeitpunkt, hier beispielhaft vor dem Übergang zur nächsthöheren Stromstufe,

10 eine Darstellung des erfindungsgemäßen zeitlichen Stromverlaufes auf der Bus-Leitung mit den Kurven:

b.1.2) bei treppenartigem Stromanstieg mit 2 Stufen, Strom-Deaktivierungen erfolgen als zeitlich abhängige Reaktion auf die Detektion, hier beispielhaft kurz nach der Detektion (Die Darstellung der Kurve entfällt, wegen starker Ähnlichkeit zu Kurve c). Der Stromanstieg ist schneller als bei c).)
c) bei treppenartigem Stromanstieg mit 2 Stufen, kombiniert mit einem weiteren Stromanstieg innerhalb der Stromstufen, Strom-Deaktivierungen erfolgen als zeitlich abhängige Reaktion auf die Detektion. Der Vorteil zu b.1.2) liegt hier in der besseren Kontrollierbarkeit des maximalen Busstromes,

11 eine Darstellung des erfindungsgemäßen zeitlichen Stromverlaufes auf der Bus-Leitung mit den Kurven:

b.2.1) bei treppenartigem Stromanstieg mit einer von der Anzahl der Teilnehmer abhängigen Anzahl von Stufen, Strom-Deaktivierungen erfolgen als zeitverzögerte Reaktion zu einem für alle betroffenen Teilnehmer gleichen Zeitpunkt, hier beispielhaft vor dem Übergang zur nächsthöheren Stromstufe,
b.2.2) bei treppenartigem Stromanstieg mit einer von der Anzahl der Teilnehmer abhängigen Anzahl von Stufen, Strom-Deaktivierungen erfolgen als zeitlich abhängige Reaktion auf die Detektion, hier beispielhaft kurz nach der Detektion.

Bezugszeichenliste

14: Zentralsteuereinheit mit
51: Pullup-Widerstand, je nach Polarität Pulldown-Widerstand
52: Komparator für BUS-Betrieb
53: Ansteuerung der physikalischen BUS-Schnittstelle
30: Treiber für BUS-Betrieb: Schalter mit resistivem oder Stromquellenverhalten
: Teilnehmer mit
50: Treiber für BUS-Betrieb: Schalter mit resistivem oder Stromquellenverhalten
22: Stromdetektoren mit
16: Shunt-Widerstand
18: Komparator
20: optionalem Vorverstärker
24: Steuereinheit
26: Schalter eines jeden Teilnehmers zur Aktivierung einer zusätzlichen Bestromung im Sinne des Verfahrens
27: Widerstands- oder Stromquellenverhalten des Schalters 26
28: Verbindungsleitung, die von der Busleitung 12 abzweigt
40, 41: schaltbarer BUS-Pullup (optionale Zusatzmodule)
31, 41, 54: Verpolschutzdioden (optionale Zusatzmodule)

Claims

Verfahren zur Adresszuteilung an eine beliebige Anzahl von Teilnehmern eines Bussystems, in dem auch zusätzliche Teilnehmer mit Festadresse vorhanden sein können, – bei dem eine Zentralsteuereinheit (14) die Busleitung gegen ein Referenzpotential A bestromt, – während in einem ersten Verfahrenszyklus jeder am Verfahren teilnehmende Teilnehmer die Busleitung in Richtung eines zweiten Referenzpotentials B mit einem zusätzlichen Strom bestromt, bezogen auf einen, je nach Bussystem vorhandenen pull-up- oder pull-down-Grundstrom, der auch bei zusätzlichen Teilnehmern mit Festadresse, welche nicht am Adresszuteilungsverfahren teilnehmen, vorhanden ist, – wobei diese zusätzliche Bestromung, zum Zwecke der Limitierung des Summenstromes aller Teilnehmer, nicht schlagartig ihren Maximalwert erreicht, sondern einen Anstieg über die Zeit aufweist, um vor einer Überschreitung des maximalen zulässigen Busstromes, wie in nachfolgenden Verfahrensschritten beschrieben, stromlimitierende Eingriffe vorzunehmen – wobei folgende Alternativen der zeitlichen Darstellung des Stromanstieges vorgesehen sind: a) zeitlich kontinuierlicher Stromanstieg, b) treppenartiger Stromanstieg mit mindestens 2 Stufen, b.1) treppenartiger Stromanstieg mit 2 Stufen, b.2) treppenartiger Stromanstieg mit einer von der Anzahl der Teilnehmer abhängigen Anzahl von 2 oder mehr Stufen, c) treppenartiger Stromanstieg mit 2 Stufen, kombiniert mit einem weiteren Stromanstieg innerhalb der 2 Stromstufen, d) vorgenannte Stromanstiege entfallen, – wobei während dieses ersten Verfahrenszyklus in der Phase der zusätzlichen Bestromung die in der Busleitung liegenden, den einzelnen Teilnehmern zugeordneten Strom-Detektoren (22) zunächst in einem oder mehreren der Zentralsteuereinheit (14) nächstliegenden Teilnehmern einen vom Grundstrom abweichenden Strom detektieren, – wobei in einem nächsten Schritt diese Teilnehmer ihre zusätzliche Bestromung vor einer weiteren Stromerhöhung der anderen Teilnehmer deaktivieren – wobei diese Deaktivierung erfolgt, a) bei zeitlich kontinuierlichem Stromanstieg, als zeitlich abhängige Reaktion auf die Detektion, b) bei treppenartigem Stromanstieg mit mindestens 2 Stufen, als zeitverzögerte Reaktion zu einem für alle betroffenen Teilnehmer gleichen Zeitpunkt, spätestens vor dem Übergang zu einer höheren Strom-Stufe, wenn diese ohne die Deaktivierung die Gefahr der Überschreitung des maximal zulässigen Busstromes birgt, b.1.1) bei treppenartigem Stromanstieg mit 2 Stufen, als zeitverzögerte Reaktion zu einem für alle betroffenen Teilnehmer gleichen Zeitpunkt, spätestens vor dem Übergang zur nächsthöheren Stromstufe, b.1.2) bei treppenartigem Stromanstieg mit 2 Stufen, als zeitlich abhängige Reaktion auf die Detektion, spätestens vor dem Übergang zur nächsthöheren Stromstufe, b.2.1) bei treppenartigem Stromanstieg mit einer von der Anzahl der Teilnehmer abhängigen Anzahl von 2 oder mehr Stufen, als zeitverzögerte Reaktion zu einem für alle betroffenen Teilnehmer gleichen Zeitpunkt, spätestens vor dem Übergang zur nächsthöheren Stromstufe, b.2.2) bei treppenartigem Stromanstieg mit einer von der Anzahl der Teilnehmer abhängigen Anzahl von 2 oder mehr Stufen, als zeitlich abhängige Reaktion auf die Detektion, spätestens vor dem Übergang zur nächsthöheren Stromstufe, c) bei treppenartigem Stromanstieg mit 2 Stufen, kombiniert mit einem weiteren Stromanstieg innerhalb der 2 Stromstufen, als zeitlich abhängige Reaktion auf die Detektion, – wobei in einem nächsten Schritt nach Abschluss aller Stromerhöhungen in Ermangelung einer nachfolgenden zusätzlichen Stromlast in dem, dem letzten Teilnehmer zugeordneten Detektor, auch nach Ablauf einer ausreichenden vorgebbaren Zeitspanne, kein vom Grundstrom abweichender Strom detektierbar wird, – wobei nacht am Adresszuteilungsverfahren teilnehmende Teilnehmer keine zusätzliche Stromlast generieren, – wodurch nicht am Adresszuteilungsverfahren teilnehmende Teilnehmer den letzten am Adresszuteilungsverfahren teilnehmenden Teilnehmer nicht daran hindern, sich als letzten zu identifizieren, – wonach sich dieser letzte am Adresszuteilungsverfahren teilnehmende Teilnehmer eindeutig als letzter seiner Art identifiziert, – wobei in einem späteren Schritt diesem Teilnehmer eine eindeutige Adresse zur späteren Verwendung in der Buskommunikation zuteil wird, – wobei nachfolgend in einem zweiten Verfahrenszyklus auf ähnliche Weise verfahren wird, – wobei als Unterschied zum vorangegangenen Zyklus der letzte am Adresszuteilungsverfahren teilnehmende Teilnehmer als Folge seiner erfolgten Identifikation bei allen weiteren Zyklen keine Zusatz-Bestromung mehr vornimmt, – wodurch beim zweiten Zyklus der vorletzte am Adresszuteilungsverfahren teilnehmende Teilnehmer keinen vom Grundstrom abweichenden zusätzlichen Strom detektiert, – wodurch in Folge, anhand der Tatsache, dass allen am Adresszuteilungsverfahren teilnehmenden Teilnehmern bekannt ist, in welchem Verfahrens-Zyklus sich das Gesamtsystem befindet, nun der vorletzte am Adresszuteilungsverfahren teilnehmende Teilnehmer sich eindeutig als vorletzter seiner Art identifiziert, – wobei in einem späteren Schritt nun auch diesem vorletzten Teilnehmer seiner Art eine eindeutige Adresse zuteil wird, – wobei in nachfolgenden weiteren Verfahrens-Zyklen auf ähnliche Weise verfahren wird, – wobei alle schon in vorangegangenen Verfahrens-Zyklen identifizierten Teilnehmer bei allen weiteren Verfahrens-Zyklen keine Zusatz-Bestromung mehr vornehmen, – wobei weitere Verfahrens-Zyklen entfallen können, wenn sich alle am Adresszuteilungsverfahren teilnehmenden Teilnehmer identifiziert haben.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass während des zeitlichen Verlaufs des Stromanstieges Ruhephasen ohne oder mit vermindertem Strom eingeschoben werden, in denen bedarfsweise Ruhe- bzw. Grundstrommessungen vorgenommen werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es eingesetzt wird – bei USB Bus-Varianten, sowie automobilen Bus-Systemen einschließlich LIN, K-BUS (BMW), KLIMA-BUS (Daimler-Chrysler), VAN BUS, CAN-BUS mit Einsatz auf einer BUS-Leitung, CAN BUS mit Einsatz auf beiden BUS-Leitungen, SPI-Schnittstellen auf einer der zur Verfügung stehenden Leitungen (z. B.: CLK, DATIN, DATAOUT) mit dem Vorteil des Entfalls des Chip-Select Signals, FlexRAY BUS-Systemen, – auch in Anwendungsbereichen mit einer hohen Anzahl gleicher oder ähnlicher Teilnehmer einschließlich Klima-Bus-Systeme, Einparksensoren, sowie im Safety-Bereich, einschließlich Airbag-Sensorik und Ansteuerung von Airbags, Gurtstraffern, Rückhaltesystemen, – einschließlich bei Schnittstellen, die bisher üblicherweise neben der Zentraleinheit nur einen Teilnehmer haben, einschließlich ”SENT” (SAE J2716) Schnittstelle, PSI5-Schnittstelle, RS232 und ähnliche.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1–3 bei beliebigen Bus-Systemen, einschließlich bei Schnittstellen, die bisher üblicherweise neben der Zentraleinheit nur einen Teilnehmer haben, einschließlich SENT und PSI5-Schnittstellen, dadurch gekennzeichnet, dass – mehrere Teilnehmer auf einer Schnittstelle arbeiten, sowie – vor dem Ablauf des bescbriebenen Verfahrens eine Synchronisation aller Teilnehmer in alternativen Ausführungen für eine bestimmte Zeit – nach Power-Up oder – nach Sendung der Daten auf dem Bus (Bus-Aktivität) oder – nach längeren BUS-Ruhephasen oder – nach von der üblichen Länge abweichenden Synchronisationsimpuls eines Masters oder – nach von der üblichen Spannung abweichenden Synchronisationsimpuls eines Masters automatisch erzeugt wird, – wobei in einem nächsten Schritt zur Synchronisation mindestens alle am Adresszuteilungsverfahren teilnehmende Teilnehmer eine Schnittstellenleitung zeitgleich aktivieren, – wodurch sich eine aus Sicht der einzelnen Teilnehmer zeitgleiche aber aus Systemsicht nicht unbedingt zeitsynchrone Überlagerung des Synchronisationsimpulses ergibt, – wodurch die Schnittstellenphysik eine logische ODER-Verknüpfung der Synchronisationsimpulse bewirkt – wobei jeder Teilnehmer selbst die Schnittstellen-Signale detektiert, – wodurch jeder Teilnehmer das Ende der durch die ODER-Verknüpfung entstandenen Schnittstellenaktivierung detektiert, – wobei in einem nächsten Schritt alle Teilnehmer aufeinander einsynchronisiert werden, indem sie diesen Zeitpunkt als Basis für eine interne Zeitzählung heranziehen, – wobei in einem nächsten Schritt die Teilnehmer, abhängig von ihrer, in dem in mindestens einem der Ansprüche 1–3 beschriebenen Adresszuteilungsverfahren ermittelten Adresse, mit zeitlicher, von der Adresse abhängiger Verzögerung, ihre Daten auf der gemeinsamen Schnittstelle senden, – wobei im Falle von Schnittstellen mit bereits vorhandenem Widerstand am Teilnehmer einschließlich PSI5-Schnittstelle, in alternativen Ausführungsvarianten – eine Stromdetektion mit eigens dafür vorgesehen Bauteilen gemäß mindestens einem der Ansprüche 1–3 erfolgt, oder – der oben beschriebene, schon vorhandenen Widerstand am Teilnehmer der Schnittstelle zur Auswertung der Adresszuteilungsbestromung genutzt wird und die Weiterleitung der Datenleitung zum nächsten Teilnehmer hinter diesem Widerstand abgegriffen wird, – wobei in alternativen Ausführungsvarianten zur Durchführung des Verfahrens – die schon im Interface, einschließlich PSI5 vorhandenen Treiber zur Kommunikation auch zur Generierung der zum Adresszuteilungsverfahren notwendigen Bestromung genutzt und wo notwendig die Ansteuerung in der Art modifiziert wird, dass sich eine zum Adresszuteilungsverfahren notwendige Bestromung und Schaltdynamik ergibt, oder – eine Stromgenerierung mit eigens dafür vorgesehen Bauteilen gemäß mindestens einem der Ansprüche 1–3 erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die beschriebene Aufsynchronisierung alternativ nach Ablauf einer gewissen Zeit nach Detektion des Endes der letzten Aufsynchronisierung oder nach Sendung der letzten Daten des vorangegangenen Datentransfers auf dem Bus wiederholt wird, wodurch alle Teilnehmer dauerhaft aufeinander einsynchronisiert bleiben.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass es eingesetzt wird bei BUS-Systemen, bei denen der Datentransfer über eine oder beide Leitungen der Spannungsversorgung erfolgt, einschließlich der Verwendung bei Brandmeldeanlagen, Zugangssicherungssystemen, Gebäudeautomatisierung.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass es eingesetzt wird bei Zugangssicherungssystemen und hier eine Sonderfunktion zur Sabotageüberwachung realisiert in der Form, dass Manipulationen an der Verdrahtung aufgedeckt werden, einschließlich Manipulationen, bei denen ein Austausch eines Melders durch einen Dummy an beliebiger Position auf der Alarm-Busleitung erfolgt ist, wobei die Manipulationen bei einer Überprüfung der Teilnehmer auffällig werden, so dass eine Sabotage detektierbar ist.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, mit VDD1 gleich oberer Versorgungsspannung (+) als Referenzpotential B und VDD2 gleich unterer Versorgungsspannung (–) als Referenzpotential A.
Teilnehmer eines Bussystems mit Mitteln zur Durchführung des Verfahrens nach mindestens einem der Ansprüche 1–8.
Teilnehmer eines Bussystems nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zur möglichst weitestgehenden Abwärtskompatibilität zu existierenden Schnittstellen-Bausteinen sich dieser Teilnehmer zu einem Zeitpunkt vor einer Teilnahme an einem Adresszuteilungsverfahren gemäß mindestens einem der Ansprüche 1–8 verhält wie ein Teilnehmer, bei dem das Verfahren nicht implementiert ist.