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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Übertragen von Daten in einem Kommunikationssystem, bei dem eine Datenübertragung zwischen einem Master und einer Anzahl an Slave-Geräten über einen synchronen seriellen Datenbus erfolgt, wobei bei einer Übertragung mit jeder von dem Master an eines der Slave-Geräte gesendeten Nachricht über einen ersten Datenkanal parallel mit dem gleichen Takt über einen zweiten Datenkanal eine Rücknachricht von einem der Slave-Geräte an den Master übertragen wird, wobei die Rücknachricht eine Antwort eines durch den Master adressierten Slave-Geräts oder eine Leernachricht ist.
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Ein bekannter synchroner serieller Datenbus ist z. B. ein sog. SPI (Serial Peripheral Interface)-Bus. Das SPI ermöglicht die Verbindung digitaler Schaltungen nach dem Master-Slave-Prinzip. Der Master ist beispielsweise ein Mikrocontroller, an den prinzipiell beliebig viele Slave-Geräte oder -bausteine angeschlossen sind. Slave-Geräte können beispielsweise Aktuatoren sein. Das SPI ist insbesondere im automobilen Umfeld ein etablierter Standard, um Aktoren an ein (zentrales) Steuergerät anzuschließen. Der Master legt fest, mit welchem Slave-Gerät er kommunizieren möchte.
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Der Datenbus einer SPI weist wenigstens drei gemeinsame Leitungen auf, an die jedes Slave-Gerät sowie der Master angeschlossen sind: Über eine Leitung SDI (Serial Data In) werden Daten von dem Master an die Slave-Geräte im sog. Downstream-Kanal übertragen. Parallel hierzu erfolgt über eine Leitung SDO (Serial Data Out) mit dem gleichen Takt die Übertragung von Daten eines Slave-Geräts an den Master, wobei dieser Kanal als Upstream-Kanal bezeichnet wird. Die dritte gemeinsame Leitung CLK (Serial Clock) dient zur Übertragung eines Clock-Signals, das von dem Master erzeugt und allen Slave-Geräten zur Verfügung gestellt wird. Je nach Topologie des Kommunikationssystems ist wenigstens eine Auswahlleitung CS (Chip Select) vorgesehen, welche vom Master gesteuert wird oder werden. Diese Topologie ermöglicht eine vollduplexfähige Kommunikation zwischen Master und Slave-Geräten.
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Zur Übertragung serieller Datenströme unterschiedlicher Slave-Geräte im Upstream-Kanal existieren prinzipiell drei mögliche Varianten, welche nachfolgend in Verbindung mit den 1 bis 3 dargestellt sind. In jeder der Varianten sind ein Master 10, beispielsweise in Gestalt eines Mikrocontrollers, und beispielhaft zwei Slave-Geräte 20, 21 dargestellt. Wie eingangs bereits erläutert, kann prinzipiell eine beliebige Anzahl an Slave-Geräten an den Master angeschlossen werden. Die drei Varianten unterscheiden sich in der Anbindung der Slave-Geräte 20, 21 an den Master 10, d. h. in der Ausgestaltung des Datenbusses 30.
- 1. In der ersten, in 1 gezeigten Variante ist jedes der Slave-Geräte 20, 21 über einen eigenständigen Datenbus 30 mit jeweils vier Leitungen für SDI, SDO, CLK und CS an eine dem Slave-Gerät zugeordnete SPI-Schnittstelle SPI20, SPI21 angeschlossen. Diese Anordnung wird als Peer-2-Peer-Anordnung bezeichnet. Jedem der Slave-Geräte 20, 21 steht die volle Bandbreite des SPI-Busses zur Verfügung. Nachteilig an der in 1 gezeigten Topologie des Datenbusses 30 ist, dass eine der Anzahl der Slave-Geräte entsprechende Anzahl an SPI-Schnittstellen SPI20, SPI21 vorgesehen werden muss. Durch die hierdurch hohe Anzahl an Anschlüssen (Pins) in dem Master ergibt sich der Nachteil hoher Kosten und eines hohen Ressourcenverbrauchs.
- 2. In der in 2 gezeigten zweiten Variante werden die Clock-Anschlüsse CLK, die Dateneingangsanschlüsse SDI und die Datenausgangsanschlüsse SDO aller Slave-Geräte 20, 21 mit einer gemeinsamen SPI-Schnittstelle SPI des Masters 10 verbunden. Die Slave-Geräte 20, 21 einschließlich deren Upstream-Kanäle UK werden im Zeitmultiplex-Verfahren adressiert. Die Adressierung der Slave-Geräte erfolgt durch jeweilige Auswahlsignale (Chip Select). Hierzu ist jeder Chip Select-Anschluss CS eines jeweiligen Slave-Geräts 20, 21 über eine eigene Auswahlleitung mit einer Auswahl-Schnittstelle CSI des Masters 10 verbunden. Ein Nachteil dieser Topologie besteht darin, dass sich die Slave-Geräte 20, 21 die Bandbreite im Upstream-Kanal UK sowie im Downstream-Kanal DK teilen müssen.
- 3. In der in 3 gezeigten dritten Variante sind die Slave-Geräte im Daisy Chain-Verfahren miteinander verbunden. Bei diesem wird bekanntermaßen der Datenausgang SDO eines Slave-Geräts (hier: Slave-Gerät 20) mit dem Dateneingang SDI eines nachfolgenden Slave-Geräts (hier: Slave-Gerät 21) verbunden. Das letzte Slave-Gerät (hier: Slave-Gerät 21) der Kette ist mit seinem Ausgang SDO mit der SPI-Schnittstelle SPI des Masters 10 verbunden. Im Master 10 wird bei dieser Topologie lediglich eine einzige SPI-Schnittstelle benötigt. Die Adressierung der kompletten Kette an Slave-Geräten 20, 21 erfolgt durch ein gemeinsames Chip Select-Signal über die Auswahlleitung. Auch bei dieser Variante müssen sich die an den Datenbus 30 angeschlossenen Slave-Geräte die innerhalb des Datenbusses zur Verfügung stehende Bandbreite im Downstream-Kanal DK und im Upstream-Kanal UK teilen.
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Ein grundsätzlicher Nachteil des Verfahrens zum Übertragen von Daten in einem Kommunikationssystem mit einem taktsynchronen seriellen Datenbus, wie in den vorangegangenen Varianten beschrieben, besteht darin, dass mit jeder von dem Master an die Slave-Geräte übertragenen Nachricht gleichzeitig taktsynchron eine Nachricht von einem der Slave-Geräte an den Master übertragen wird. Wird in einer Nachricht beispielsweise das Slave-Gerät 20 durch den Master 10 adressiert, so erfolgt parallel während des Empfangs der Nachricht ein Auslesen des Ausgangsregisters des Slave-Geräts 20 und die Übertragung der darin stehenden Inhalte an den Master 10. Die dabei übertragene Information stellt entweder eine Leernachricht dar, die durch den Master 10 übergangen wird, da diese nicht die Antwort auf die Nachricht des Masters 10 darstellt. Alternativ stellt diese eine Antwort auf eine vorangegangene Nachricht dar. Erst mit der Übertragung eines weiteren Dummy-Kommandos von dem Master 10 an das Slave-Gerät 20 wird parallel hierzu die in der vorangegangenen Nachricht erwartete Antwort von dem Slave-Gerät 20 an den Master 10 übertragen. Dies hat zur Folge, dass die durch den Datenbus zur Verfügung gestellte Bandbreite nicht vollständig ausgenutzt wird.
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Aus der
US 4,969,120 ist eine Vorrichtung zur Zugriffskontrolle zu einer Ressource, welche sich in einem Zeitschlitzverfahren mehrere Nutzereinheiten teilen, bekannt.
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Aus der
US 2009/0164690 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung bekannt, die einen seriellen Bus für die Kommunikation zwischen einem Kommunikationsnetzwerk, einem Rechengerät und einem Hilfsgerät nutzen.
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Aus der
US 5,675,811 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung bekannt, welche eine serielle Busstruktur in Daisy-Chain-Verschaltung nutzen, um ein oder mehrere Peripheriegeräte an eine Basisstation anzuschließen. Die Peripheriegeräte empfangen Daten- und Uhrensignale von der Basisstation in einem Leerlaufmodus. Der Leerlaufmodus wird bei einem Sendekommando, das über den Bus von der Basisstation gesendet wurde, für alle Peripheriegeräte auf dem Bus zwischen der Basisstation und einem adressierten Peripheriegerät aufrechterhalten.
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Aus der
US 2008/0201507 A1 ist ein serielles Master-Slave-Bussystem zum Verbinden von Signalverarbeitungseinheiten bekannt, das eine Leitung für ein Uhrensignal und zumindest eine kombinierte Leitung für Daten und Synchronisation umfasst.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Anordnung zum Übertragen von Daten in einem Kommunikationssystem mit einem synchronen seriellen Datenbus an zugeben, bei welchen die von einem Datenbus zur Verfügung gestellten Bandbreite besser ausgenutzt werden kann.
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Diese Aufgaben werden gelöst durch ein Verfahren gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1 sowie eine Anordnung gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 7. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.
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Die Erfindung schafft ein Verfahren zum Übertragen von Daten in einem Kommunikationssystem, bei dem eine Datenübertragung zwischen einem Master und einer Anzahl an Slave-Geräten über einen synchronen seriellen Datenbus erfolgt, wobei bei einer Übertragung mit jeder von dem Master an eines der Slave-Geräte gesendeten Nachricht über einen ersten Datenkanal parallel mit dem gleichen Takt über einen zweiten Datenkanal eine Rücknachricht von einem der Slave-Geräte an den Master übertragen wird, wobei die Rücknachricht eine Antwort eines durch den Master adressierten Slave-Geräts oder eine Leernachricht ist. Erfindungsgemäß werden zumindest manche der Leernachrichten durch eine Inhaltsnachricht eines weiteren, mit dem synchronen seriellen Datenbus gekoppelten Geräts an den Master ersetzt.
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Die Erfindung schafft weiter eine Anordnung zum Übertragen von Daten in einem Kommunikationssystem, mit einem synchronen seriellen Datenbus, an den ein Master und eine Anzahl an Slave-Geräten angeschlossen ist, in der bei einer Datenübertragung mit jeder von dem Master an eines der Slave-Geräte gesendeten Nachricht über einen ersten Datenkanal parallel mit dem gleichen Takt über einen zweiten Datenkanal eine Rücknachricht von einem der Slave-Geräte an den Master übertragbar ist, wobei die Rücknachricht eine Antwort eines durch den Master adressierten Slave-Geräts oder eine Leernachricht ist. Die Anordnung zeichnet sich dadurch aus, dass zumindest manche der Leernachrichten durch eine Inhaltsnachricht eines weiteren mit dem synchronen seriellen Datenbus gekoppelten Gerätes an den Master ersetzt sind.
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Die Erfindung schlägt somit vor, weitere Geräte an das Kommunikationssystem anzuschließen. Die weiteren Geräte können zusätzliche Slave-Geräte sein, jedoch auch solche Baugruppen oder Komponenten, die einen, insbesondere kontinuierlichen, Datenstrom erzeugen, jedoch selbst über keine SPI-Schnittstelle verfügen. In diesem Fall ist es ausreichend, wenn die weiteren Geräte beispielsweise einen Parallel-Seriell-Konverter aufweisen, so dass die von den weiteren Geräten zur Verfügung gestellten Daten über den seriellen Datenbus an den Master übertragen werden können. Weitere Geräte können beispielsweise Sensoren sein, welche kontinuierlich Sensorwerte einer zu überwachenden Komponente erfassen. Die Sensorwerte können dann in einer Inhaltsinformation anstelle der in einem herkömmlichen SPI-System übertragenen Leernachrichten an den Master zur weiteren Verarbeitung übertragen werden.
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Unter einer Leernachricht wird hierbei eine beliebige, im Ausgangsregister eines adressierten Slave-Geräts, d. h. eines SPI-Bausteins, stehende Bitfolge betrachtet, welche aufgrund des taktsynchronen Betriebs des seriellen Datenbusses an den Master übertragen wird, ohne von diesem ausgewertet zu werden.
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Durch das erfindungsgemäße Vorgehen kann die Bandbreite des Datenbusses effektiver ausgenutzt werden. Die Ressourcen des Masters werden somit optimal ausgenutzt. Insbesondere brauchen für den Anschluss des oder der weiteren Geräte keine weiteren Anschlüsse (Pins) an dem Master bereitgestellt werden.
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Zweckmäßigerweise wird die Inhaltsnachricht aus einem Schieberegister des weiteren Gerätes ausgelesen, wenn der Master das weitere Gerät in einer Nachricht adressiert. Durch die Adressierung kann gezielt der Inhalt eines bestimmten weiteren Geräts abgerufen werden.
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In einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung des Verfahrens wird die Nachricht, welche das weitere Gerät adressiert, nicht durch die Slave-Geräte interpretiert. Die das weitere Gerät adressierende Nachricht wird dabei in herkömmlicher Weise durch den Master erzeugt und über den Datenbus übertragen, so dass je nach Topologie die Nachricht entweder durch alle Slave-Geräte empfangen (durch diese jedoch ignoriert) wird oder direkt oder indirekt an das weitere Gerät übertragen wird.
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Insbesondere ist in diesem Zusammenhang vorgesehen, dass die Nachricht, welche das weitere Gerät adressiert, neben einer das weitere Gerät identifizierenden Information keine weiteren Daten umfasst. Hierdurch wird bewirkt, dass lediglich über den Upstream-Kanal Daten von dem weiteren Gerät an den Master übertragen werden. Die Ausführung eines von dem Master erzeugten Kommandos durch das weitere Gerät ist bei dieser Variante nicht vorgesehen. Das weitere Gerät braucht damit über keine „intelligenten Eigenschaften” zu verfügen.
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In einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung werden die von dem Master an die Slave-Geräte adressierten Nachrichten darauf überprüft, ob eines der Slave-Geräte oder das weitere Gerät adressiert ist, wobei in Abhängigkeit des Ergebnisses der Überprüfung das weitere Gerät temporär an den zweiten Datenkanal zur Übertragung seiner Daten angeschlossen wird. Hierdurch wird sichergestellt, dass das weitere Gerät lediglich in der Zeit, in der eine Leernachricht über den Datenbus an den Master übertragen würde, an selbigen angeschlossen ist, um eine Inhaltsnachricht an den Master zu übertragen. Andernfalls würde die herkömmliche Kommunikation zwischen Master und Slave-Geräten unterbunden.
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Es ist weiterhin zweckmäßig, wenn eine von dem Master an eines der Slave-Geräte übertragene Nachricht daraufhin überprüft wird, ob der Master eine Antwort von dem betreffenden Slave-Gerät in einer Rückantwort anfordert, wobei dann, wenn durch den Master keine Antwort angefordert wird, in der Rücknachricht eine Inhaltsnachricht eines weiteren, an den synchronen seriellen Datenbus angeschlossenen Geräts an den Master übertragen wird oder übertragen werden kann.
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In einer zweckmäßigen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung ist das weitere Gerät derart ausgestaltet, dass es nicht direkt an dem Datenbus anschließbar ist. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass das weitere Gerät über keine SPI-Schnittstelle (d. h. die Eingänge SDI und SDO) verfügt. Zweckmäßig ist es jedoch, wenn das weitere Gerät mindestens das Clock-Signal des Masters empfängt. Optional kann zur direkten Adressierung eines weiteren Geräts auch vorgesehen sein, diesem das Chip Select-Signal zur Verfügung zu stellen.
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In einer weiteren Ausgestaltung ist das weitere Gerät über eine Umschalteinheit an den Datenbus angeschlossen, wobei die Umschalteinheit dazu ausgebildet ist, eine von dem Master über den ersten Datenkanal übertragene Nachricht zu überprüfen, ob
- – diese an eine der Slave-Geräte oder das weitere Gerät adressiert ist;
- – der Master eine Antwort von einem in der Nachricht adressierten Slave-Gerät in einer Rückantwort anfordert.
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Die Umschalteinheit dient somit dazu, die Zeiten der Übertragung von Leernachrichten durch eines der an den Datenbus angeschlossenen Slave-Geräte zu detektieren und diese dann von dem Datenbus „abzukoppeln”. Es erfolgt währenddessen eine Umschaltung auf das oder die weiteren Geräte an den Datenbus, so dass eines der weiteren Geräte eine Inhaltsnachricht an den Master übertragen kann.
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In einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung umfasst die Umschalteinheit einen Parallel-Seriell-Konverter. Hierdurch können einfacher aufgebaute weitere Geräte verwendet werden, da diese dann weder über eine SPI-Schnittstelle noch über einen eigenen Parallel-Seriell-Konverter verfügen müssen.
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Insbesondere basiert der Datenbus auf einem SPI. Zweckmäßigerweise sind dann die Slave-Geräte als SPI-Geräte ausgebildet.
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In einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung ist die von dem Master erzeugte und über den ersten Datenkanal übertragene Nachricht ein Kommandosegment, in welches eine Mehrzahl an unterschiedlichen Kommandos codierbar ist, wobei wenigstens ein Kommando der Mehrzahl an Kommandos nicht durch die Slave-Geräte, jedoch durch die Umschalteinheit interpretierbar ist.
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Die Erfindung wird nachfolgend näher anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigen:
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1 eine erste, bekannte Variante der Topologie eines Kommunikationssystems mit einem taktsynchronen seriellen Datenbus,
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2 eine zweite, bekannte Variante der Topologie eines Kommunikationssystems mit einem taktsynchronen seriellen Datenbus,
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3 eine dritte, bekannte Variante der Topologie eines Kommunikationssystems mit einem taktsynchronen seriellen Datenbus,
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4 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung zum Übertragen von Daten in einem Kommunikationssystem mit einem taktsynchronen seriellen Datenbus, und
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5 den Aufbau einer in dem erfindungsgemäßen Kommunikationssystem übertragenen Nachricht.
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Das erfindungsgemäße Vorgehen wird nachfolgend beispielhaft anhand einer Daisy Chain-Topologie der in dem Kommunikationsnetz vorgesehenen Komponenten illustriert. Die Erfindung könnte jedoch auf der in Verbindung mit der in 1 gezeigten Peer-2-Peer-Technologie oder mit der in 2 gezeigten Auswahlsignalschnittstelle realisiert werden.
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Die erfindungsgemäße Anordnung umfasst gemäß 4 einen Master 10, beispielsweise einen Mikrocontroller, mit einer einzigen SPI-Schnittstelle SPI für die Übertragung gesendeter Nachrichten (SDO), eines Clock-Signals (CLK) und eines Auswahlsignals (CS) und den Empfang eingehender Nachrichten (SDI). Über einen taktsynchronen seriellen Datenbus 30 sind Slave-Geräte 20, 21 in der in Verbindung mit 3 bereits beschriebenen Weise an die SPI-Schnittstelle des Masters 10 angeschlossen. An den Datenbus 30 ist ferner eine Umschalteinheit 50 angeschlossen.
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Die Slave-Geräte 20, 21 und die Umschalteinheit 50 sind an eine gemeinsame Clock-Leitung (CLK) und eine gemeinsame Auswahlsignalleitung (CS) angeschlossen. Im Downstream-Kanal DK des Datenbusses 30 ist ein Dateneingang SDI des Slave-Geräts 20 mit einem Ausgang der SPI-Schnittstelle des Masters 10 verbunden. Ein Ausgang SDO des Slave-Geräts 20 ist mit dem Dateneingang SDI eines nachfolgenden Slave-Geräts (hier: Slave-Gerät 21) der Daisy Chain-Kette verbunden. Diese Verbindung stellt gleichzeitig einen Upstream-Kanal UK dar, für den Fall, dass das Slave-Gerät 20 (allgemein: das vorhergehende Slave-Gerät in der Kette) eine Nachricht an den Master 10 überträgt. Der Ausgang SDO des Slave-Geräts 21 ist mit einem Dateneingang SDI der Umschalteinheit 50 verbunden. Der Ausgang SDO der Umschalteinheit 50 ist mit einem Dateneingang der SPI-Schnittstelle SPI des Masters 10 verbunden. In Abwandlung einer bekannten Daisy Chain-Topologie umfasst die Umschalteinheit 50 einen weiteren Dateneingang SDI2, welcher direkt mit dem Datenausgang (SDO) der SPI-Schnittstelle SPI des Masters 10 verbunden ist.
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Jedes der Slave-Geräte 20, 21 weist ferner eine Anzahl an Ein-/Ausgängen I/01, ..., I/Om bzw. I/Ok auf, über welche eine Last, z. B. ein Aktuator, ansteuerbar ist.
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Die Anordnung umfasst darüber hinaus beispielhaft drei weitere Geräte 40, 41, 42, beispielsweise Sensoren. Diese sind über einen jeweils zugeordneten Ein-/Ausgang I/O0, I/O1, I/O2 mit der Umschalteinheit 50 verbunden. Den weiteren Geräten 40, 41, 42 kann optional das Clock-Signal (CLK) sowie das Auswahlsignal (CS) von der SPI-Schnittstelle SPI des Masters 10 zugeführt werden.
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Die Übertragung von Nachrichten über den Datenbus 30 zwischen dem Master 10 und einem der Slave-Geräte 20, 21 sowie der Umschalteinheit 50 erfolgt über Nachrichten in einem fest vorgegebenen Format. Dies ist exemplarisch in 5 dargestellt. Eine Nachricht umfasst ein Kommandosegment CMS und ein Datensegment DS. Beispielhaft sind in dem Kommandosegment CMS vier Kommandofelder Cmd0, Cmd1, Cmd2, Cmd3 vorgesehen. Das Datensegment DS umfasst lediglich beispielhaft insgesamt zwölf Datenfelder D0, ..., D11. Die dargestellte Nachricht ist in ihrer Aufteilung lediglich beispielhaft. Eine Nachricht könnte auch eine größere Anzahl an Kommandofeldern und eine kleinere Anzahl an Datenfeldern, oder umgekehrt, aufweisen.
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In dem in 5 gezeigten Ausführungsbeispiel lassen sich in dem Kommandosegment insgesamt 24 = 16 Kommandos für die Slave-Geräte 20, 21 codieren. Dabei ist vorgesehen, dass wenigstens eines der 16 Kommandos derart ist, dass dieses durch die Slave-Geräte 20, 21 ignoriert wird (d. h. nicht interpretierbar ist). Vorzugsweise werden mindestens zwei Kommandos durch die Slave-Geräte 20, 21 ignoriert. Diese Kommandos dienen dazu, die weiteren Geräte 40, 41, 42 über die Umschalteinheit 50, welche diese Kommandos interpretieren kann, in solchen Fällen an den Datenbus 30 anzubinden, in denen von einem der Slave-Geräte 20, 21 eine Leernachricht an den Master 10 gesendet würde. Durch die durch die Slave-Geräte 20, 21 nicht interpretierbaren Kommandos, welche aufgrund der vorher beschriebenen Verschaltung gleichzeitig dem Slave-Gerät 20 und der Umschalteinheit 50 zugeführt werden, kann durch die Umschalteinheit 50 der Upstream-Kanal UK der Daisy Chain-Kette der Slave-Geräte 21 unterbrochen werden. Stattdessen wird ein Schieberegister eines der weiteren Geräte 40, 41, 42 ausgelesen. Der Inhalt wird in einer Inhaltsnachricht an den Master 10 über den Upstream-Kanal UK übertragen.
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Die durch den Master über den Downstream-Kanal DK übertragene Nachricht kann derart durch diesen erstellt sein, dass durch die Umschalteinheit 50 nicht nur eine (allgemeine) Umschaltung auf die weiteren Geräte 40, 41, 42 erfolgt, sondern durch den Master 10 auch festgelegt ist, von welchem der weiteren Geräte 40, 41, 42 Inhaltsdaten erwartet werden (z. B. von dem weiteren Gerät 41). Stellt die Umschalteinheit 50 anhand einer von dem Master 10 ausgesendeten Nachricht fest, dass eines der Slave-Geräte 20, 21 adressiert ist und eine entsprechende Antwort von dem adressierten Slave-Gerät erwartet wird, so versetzt sich die Umschalteinheit 50 spätestens im Moment des Aussendens der Antwort des adressierten Slave-Geräts in die Form eines SPI-Bauelements (= Slave-Gerät), so dass die erwartete Antwort entlang der Daisy Chain-Kette an den Master 10 übertragen werden kann.
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Für die Übertragung von Inhaltsnachrichten der weiteren Geräte 40, 41, 42 können somit prinzipiell all diejenigen „Zeiten” genutzt werden, in denen der Master keine Rückantwort von einem der Slave-Geräte 20, 21 erwartet oder benötigt.
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Das erfindungsgemäße Vorgehen basiert somit darauf, im Upstream-Kanal UK Informationen der ursprünglichen Daisy Chain durch Daten der weiteren Geräte zu ersetzen. Es können von dem Master 10 unbenutzte Downstream-Kommandos der Slave-Geräte 20, 21 der Daisy Chain beispielsweise durch Adressen der weiteren Geräte 40, 41, 42 ersetzt werden. Diese Information in einer Nachricht des Masters wird durch die Umschalteinheit 50 ausgewertet und von dem adressierten weiteren Gerät 40, 41, 42 die Daten als Nachricht über den Upstream-Kanal UK an den Master 10 übertragen.
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Ein Vorteil dieses Vorgehens besteht darin, dass die in dem Datenbus zur Verfügung stehende Bandbreite effektiver ausgenutzt wird. Der Master ist dabei in der Lage, unbrauchbare Upstream-Nachrichten durch Nachrichten (den sog. Inhaltsnachrichten) von selbstselektierten, weiteren Geräten durch die Umschalteinheit ersetzen zu lassen.
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Die Umschalteinheit 50 lässt sich mit kostengünstigen Standardlogikbausteinen oder einer einfachen programmierbaren Logik realisieren. Die Umschalteinheit 50 braucht nicht als Mikrocontroller realisiert zu werden.
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Hardwareressourcen des Masters 10 werden optimal eingesetzt. Insbesondere werden bei diesem keine weiteren Pins für die zusätzlichen weiteren Geräte benötigt.
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Die weiteren Geräte können als Baugruppen oder Komponenten ausgebildet sein, die einen Datenstrom erzeugen, aber selbst keine SPI-Schnittstelle besitzen. Stattdessen reicht es aus, wenn jedes der weiteren Geräte 40, 41, 42 über einen Parallel-Seriell-Konverter verfügt. Alternativ kann dieser einmalig in der Umschalteinheit 50 vorgesehen sein. Hierdurch lässt sich eine Eingangserweiterung für den Master realisieren, ohne dass zusätzliche Pins an diesem benötigt würden.
