DE102011006496A1 - Circuit arrangement for controlling an electronic device - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Steuern eines elektronischen Geräts (12, 22). Es soll eine vielseitig nutzbare und vor einer Manipulation sichere Steuerschaltung bereitgestellt werden, mit der ein elektronisches Gerät (12, 22) über eine große Distanz hinweg gesteuert werden kann. Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung (20) ist als verbindungsprogrammierte Steuerung ausgestaltet, d. h. ein Programmablauf der Steuerungsschaltung (20) ist durch eine feste Verbindung ihrer Bauelemente festgelegt. Sie erzeugt Steuerdaten, die dazu geeignet sind, eine Betriebsweise des elektronischen Geräts (12, 22) zu steuern. Die Steuerdaten werden aus Eingangsdaten erzeugt. Die Eingangs- oder die Steuerdaten können über ein Datennetzwerk übertragen werden. Ein erster Anschluss (36) wird dazu als Netzwerkschnittstelle betrieben, über den Eingangs- oder Steuerdaten gemäß einem vorbestimmten Schnittstellenprotokoll mit einem externen Gerät (18) ausgetauscht werden. Durch das Schnittstellenprotokoll ist ein Ablauf einer Kommunikation zwischen einer Schicht-3-Einheit (IP, L3) und einer Schicht-2-Einheit (L2) des ISO-OSI-Referenzmodells festgelegt, wobei die Schaltungsanordnung der Schicht-3-Einheit (IP, L3) entspricht.The invention relates to a circuit arrangement for controlling an electronic device (12, 22). The aim is to provide a control circuit that can be used in a variety of ways and is safe from manipulation, with which an electronic device (12, 22) can be controlled over a large distance. The circuit arrangement (20) according to the invention is designed as a connection-programmed controller, i. H. a program sequence of the control circuit (20) is determined by a fixed connection of its components. It generates control data that are suitable for controlling an operating mode of the electronic device (12, 22). The control data are generated from input data. The input or control data can be transmitted over a data network. For this purpose, a first connection (36) is operated as a network interface, via which input or control data are exchanged with an external device (18) in accordance with a predetermined interface protocol. The interface protocol defines a sequence of communication between a layer 3 unit (IP, L3) and a layer 2 unit (L2) of the ISO-OSI reference model, the circuit arrangement of the layer 3 unit (IP, L3) corresponds.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Steuern eines elektronischen Geräts. Die Schaltungsanordnung ist als verbindungsprogrammierte Steuerung ausgestaltet. Sie weist einen ersten und einen zweiten elektrischen Anschluss auf, über die jeweils Eingangsdaten empfangen bzw. Steuerdaten zum Steuern des elektrischen Geräts ausgegeben werden können.The invention relates to a circuit arrangement for controlling an electronic device. The circuit arrangement is configured as a connection-programmed controller. It has a first and a second electrical connection, via which input data can be respectively received or control data for controlling the electrical device can be output.

Eine verbindungsprogrammierte Steuerung wird auch als festverdrahtete Steuerung (Englisch: hard-wired programmed logic controller) bezeichnet. Ein Programmablauf einer solchen Steuerung oder Steuerschaltung ist durch eine feste Verbindung einzelner Bauelemente der Schaltungsanordnung festgelegt. Im Gegensatz zu einer speicherprogrammierbaren Steuerung kann die Funktionsweise einer verbindungsprogrammierten Schaltung damit nicht mehr durch Speichern einer Steuersoftware oder Firmware in einem Programmspeicher nachträglich verändert werden. Dies macht eine verbindungsprogrammierte Steuerung sicher gegen eine Manipulation ihrer Funktionsweise durch nicht autorisierte Personen oder eine ungewollte Veränderung der Funktionsweise, z. B. durch induzierte Spannungsspitzen. Dagegen kann sich bei speicherprogrammierbaren Steuerungen, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller basieren können, durch Verändern ihres BIOS (BIOS – basic input-output system) oder ihres Betriebssystems ein von einem Benutzer ungewolltes Verhalten der Steuerung ergeben.A wired controller is also referred to as a hard-wired programmed logic controller. A program sequence of such a control or control circuit is determined by a fixed connection of individual components of the circuit arrangement. In contrast to a programmable logic controller, the operation of a connection-programmed circuit can thus no longer be subsequently changed by storing control software or firmware in a program memory. This makes a connection-programmed control safe against manipulation of their operation by unauthorized persons or an unwanted change in the functioning, for. B. by induced voltage spikes. By contrast, in the case of programmable logic controllers which can be based, for example, on a microcontroller, by changing their BIOS (basic input-output system BIOS) or their operating system, the controller may result in undesired behavior of the controller.

Nachteilig bei einer verbindungsprogrammierten Steuerungsschaltung ist, dass mit ihr eine Steuerung eines elektronischen Geräts in der Regel nur in einem örtlich begrenzten Bereich möglich ist. Um nämlich die Eingangsdaten, die beispielsweise von einer Tastatur oder einer Messeinrichtung stammen können, zur Steuerungsschaltung zu übertragen, muss eine entsprechende Verdrahtung bereitgestellt sein. Genauso müssen die Steuerdaten von der Steuerschaltung zu dem elektronischen Gerät ebenfalls über eine Verdrahtung übertragen werden. Entsprechend steigt der Verdrahtungsaufwand mit steigender Entfernung zwischen der Quelle der Eingangsdaten und dem zu steuernden elektronischen Gerät.A disadvantage of a connection-programmed control circuit is that with it a control of an electronic device is usually possible only in a localized area. Namely, in order to transmit the input data, which may for example come from a keyboard or a measuring device, to the control circuit, a corresponding wiring must be provided. Likewise, the control data from the control circuit to the electronic device must also be transmitted via a wiring. Accordingly, the wiring complexity increases with increasing distance between the source of the input data and the electronic device to be controlled.

Von Druckern und ähnlichen Peripheriegeräten für Personalcomputer ist bekannt, dass sie Daten mit dem Personalcomputer über eine TCP/IP-Verbindung in einem Ethernet-Netzwerk austauschen können. Die Peripheriegeräte weisen dazu einen Ethernet-Controller auf, der als festverdrahtete integrierte Schaltung (IC – integrated circuit) ausgebildet ist. Über diesen Ethernet-Controller ist ein Mikrocontroller des Geräts mit dem Ethernet-Netzwerk gekoppelt. Für einen Datenaustausch mit dem Personalcomputer im Rahmen einer TCP/IP-Verbindung werden die Daten durch den Ethernet-Controller in Form von Ethernet-Datenpaketen, sog. ethernet frames, verarbeitet. Diese Form der Verarbeitung entspricht in dem ISO-OSI-Referenzmodell (Englisch: Open Systems Interconnection Reference Model) der Verarbeitung der Daten durch eine Schicht-1-Einheit (Englisch: Layer-1 entity) und einer Schicht-2-Einheit (Layer-2 entity). Für eine Verarbeitung von Kommunikationsdaten gemäß höheren Protokollen (im Referenzmodell gemäß den Schichten 3 aufwärts) und für die eigentliche Steuerung des Peripheriegeräts wird aber ein Betriebssystem (z. B. in Form einer Firmware) benötigt, das von dem Mikrocontroller ausgeführt wird.Printers and similar personal computer peripherals are known to exchange data with the personal computer over a TCP / IP connection in an Ethernet network. The peripheral devices have to an Ethernet controller, which is designed as a hard-wired integrated circuit (IC - integrated circuit). This Ethernet controller connects a microcontroller of the device to the Ethernet network. For data exchange with the personal computer as part of a TCP / IP connection, the data is processed by the Ethernet controller in the form of Ethernet data packets, so-called ethernet frames. This form of processing in the ISO OSI Reference Model (Open Systems Interconnection Reference Model) corresponds to the processing of the data by a Layer-1 entity and a Layer-2 entity. 2 entity). However, for processing of communication data according to higher protocols (in the reference model according to layers 3 upwards) and for the actual control of the peripheral device, an operating system (eg in the form of a firmware) is required, which is executed by the microcontroller.

Falls der Mikrocontroller des Peripheriegeräts über eine ausreichend große Rechenleistung verfügt und der lokale Speicher des Peripheriegeräts groß genug ist, kann durch die Firmware des Geräts auch die Funktionalität eines Web-Servers bereitgestellt sein, von dem eine Web-Seite erzeugt und ausgesendet werden kann, auf der Zustandsdaten des Peripheriegeräts angezeigt sind.If the microcontroller of the peripheral device has sufficient computing power and the local memory of the peripheral device is large enough, the firmware of the device can also provide the functionality of a web server from which a web page can be generated and transmitted the state data of the peripheral device are displayed.

Von dem Unternehmen WIZnet Technology wird eine ASIC-Schaltungsanordnung (ASIC – application specific integrated circuit, anwendungsspezifische integrierte Schaltung) angeboten, durch welche eine Übertragung von Daten über ein Ethernet-Netzwerk ermöglicht wird. Die Daten werden dabei gemäß dem Internet-Protokoll übertragen und unverändert an einem lokalen Ausgang für eine CPU (CPU – central processing unit) bereitgestellt. Durch die ASIC-Schaltungsanordnung ist hierdurch eine hardwarebasierte TCP/IP-Verbindung über ein Ethernet-Netzwerk ermöglicht. Eine maximale Übertragungsgeschwindigkeit (10 Mbit/sec, 100 Mbit/sec) ist von dem jeweiligen Modell des ASIC abhängig und kann im Nachhinein nicht geändert werden. Eine Verarbeitung der Daten durch den ASIC findet nicht statt. Dazu ist eine Anwendungssoftware nötig, die auf der angeschlossenen CPU ausgeführt werden muss.WIZnet Technology offers ASIC (Application Specific Integrated Circuit) circuitry that enables transmission of data over an Ethernet network. The data is transmitted according to the Internet protocol and provided unchanged at a local output for a CPU (central processing unit CPU). As a result, the ASIC circuit arrangement enables a hardware-based TCP / IP connection via an Ethernet network. A maximum transmission speed (10 Mbit / sec, 100 Mbit / sec) depends on the respective model of the ASIC and can not be changed later. Processing of the data by the ASIC does not take place. This requires an application software that must be executed on the connected CPU.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine vielseitig nutzbare und vor einer Manipulation sichere Steuerschaltung bereitzustellen, mit der ein elektronisches Gerät über eine große Entfernung hinweg gesteuert werden kann.It is an object of the present invention to provide a versatile and safe from manipulation control circuit with which an electronic device can be controlled over a long distance.

Die Aufgabe wird durch eine Schaltungsanordnung gemäß Patentanspruch 1 und ein Verfahren gemäß Patentanspruch 15 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Unteransprüche gegeben.The object is achieved by a circuit arrangement according to claim 1 and a method according to claim 15. Advantageous developments of the invention are given by the dependent claims.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zum Steuern eines elektronischen Geräts weist zumindest einen ersten und einen zweiten elektrischen Anschluss mit jeweils wenigstens einem elektrischen Anschlusskontakt auf. Es können zumindest über einen der Anschlüsse Eingangsdaten empfangen und zumindest an einem der Anschlüsse Steuerdaten für das zu steuernde Gerät ausgegeben werden. Die Schaltungsanordnung ist in der bereits beschriebenen Weise als verbindungsprogrammierte Steuerung ausgebildet. Somit handelt es sich bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung der Gattung nach um eine festverdrahtete Steuerschaltung.The circuit arrangement according to the invention for controlling an electronic device has at least one first and one second electrical connection, each having at least one electrical connection contact. At least it can receive input data via one of the connections and control data for the device to be controlled is output at least at one of the connections. The circuit arrangement is designed in the manner already described as a connection-programmed control. Thus, the circuit arrangement according to the invention of the type is a hardwired control circuit.

Der erste Anschluss wird dabei als Netzwerkschnittstelle betrieben, was bedeutet, dass die über diesen Anschluss übertragenen Daten gemäß einem vorbestimmten Schnittstellenprotokoll mit einem externen Gerät ausgetauscht werden. Als Schnittstellenprotokoll ist hier ein ganz bestimmtes Protokoll gewählt, nämlich eines, durch welches ein Ablauf einer Kommunikation zwischen einer Schicht-3-Einheit und einer Schicht-2-Einheit des ISO-OSI-Referenzmodells festgelegt ist. Hierbei entspricht die Schaltungsanordnung beim Austausch der Daten der Schicht-3-Einheit. Mit anderen Worten sind bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung die Schicht-3 (Layer 3) und gegebenenfalls höhere Schichten des Protokollstapels des ISO-OSI-Referenzmodells implementiert, nicht aber die Schichten 1 und 2 (Layer 1 und Layer 2; PHY und MAC). Statt dessen ist die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung eben dazu ausgebildet, mit einer solchen Schicht-2-Einheit (Layer-2 entity) zu kommunizieren. Somit kann die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung an ein beliebiges Kommunikationsnetzwerk, also z. B. an ein Ethernet, angeschlossen werden. Die Netzwerkschnittstelle der Schaltungsanordnung ist als Schicht-3-Einheit unabhängig von der Technologie, in welcher das Kommunikationsnetzwerk ausgeführt ist. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung über beliebige Netzwerke Daten austauschen kann. Abhängig davon, ob das Gerät, in dem die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung eingebaut ist, die Quelle für die Eingangsdaten der Schaltungsanordnung oder das zu steuernde elektronische Gerät darstellt, werden dann entsprechend die Steuerdaten (also die Ausgabedaten der Schaltungsanordnung) oder die Eingangsdaten (eben die Eingangsdaten der Schaltungsanordnung) über das Netzwerk übertragen.The first connection is operated as a network interface, which means that the data transmitted via this connection is exchanged with an external device according to a predetermined interface protocol. As the interface protocol here a very specific protocol is selected, namely one, by which a sequence of communication between a layer-3 unit and a layer-2 unit of the ISO-OSI reference model is defined. In this case, the circuit arrangement corresponds to the exchange of the data of the layer 3 unit. In other words, layer 3 (layer 3) and optionally higher layers of the protocol stack of the ISO-OSI reference model are implemented in the circuit arrangement according to the invention, but not layers 1 and 2 (layer 1 and layer 2; PHY and MAC). Instead, the circuit arrangement according to the invention is just designed to communicate with such a layer 2 entity (Layer 2 entity). Thus, the circuit arrangement according to the invention to any communication network, so z. B. to an Ethernet connected. The network interface of the circuitry is a layer 3 entity independent of the technology in which the communication network is implemented. This results in the advantage that the circuit arrangement according to the invention can exchange data over any desired networks. Depending on whether the device in which the circuit arrangement according to the invention is installed represents the source for the input data of the circuit arrangement or the electronic device to be controlled, then the control data (ie the output data of the circuit arrangement) or the input data (precisely the input data of the circuit arrangement) are output Circuit arrangement) via the network.

Bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist der zweite Anschluss dafür vorgesehen, Daten mit einem elektronischen Gerät in der Nähe der Schaltungsanordnung, also nicht über ein weiteres Netzwerk, auszutauschen. Der zweite Anschluss wird deshalb als eine lokale Schnittstelle betrieben. Empfängt die Schaltungsanordnung Eingangsdaten über die Netzwerkschnittstelle, so erzeugt sie daraus Steuerdaten für das lokale Gerät an der lokalen Schnittstelle. Werden dagegen Eingangsdaten über die lokale Schnittstelle empfangen, werden daraus Steuerdaten erzeugt, die über die Netzwerkschnittstelle an ein an dem Netzwerk angeschlossenes, zu steuerndes Gerät übertragen werden. Allgemein werden also diejenigen Steuerdaten, welche die Schaltungsanordnung aus über eine der Schnittstellen empfangenen Eingangsdaten erzeugt, über die jeweils andere Schnittstelle auszugeben. Die Richtung des Datenflusses kann uni- oder bidirektional sein.In the case of the circuit arrangement according to the invention, the second connection is intended to exchange data with an electronic device in the vicinity of the circuit arrangement, that is not via a further network. The second port is therefore operated as a local interface. If the circuit receives input data via the network interface, it generates control data for the local device on the local interface. If, on the other hand, input data are received via the local interface, control data is generated therefrom which are transmitted via the network interface to a device which is connected to the network and to be controlled. In general, therefore, those control data which the circuit arrangement generates via one of the interfaces received input data to output via the respective other interface. The direction of the data flow can be uni- or bidirectional.

Bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung handelt es sich nicht um eine einfache Implementierung einer Schicht-3-Einheit und gegebenenfalls von weiteren Einheiten höherer Schichten des Protkollstapels oder Protokoll-Stacks des ISO-OSI-Referenzmodells. Die Eingangsdaten werden hier nämlich nicht einfach nur von einer Schnittstelle zur anderen durchgeschleust und dabei um Header-Daten ergänzt bzw. von diesen befreit. Vielmehr werden die Steuerdaten aus den Eingangsdaten durch Verarbeiten der Eingangsdaten erzeugt. Die Schaltungsanordnung ist also dazu ausgelegt, die Eingangsdaten derart zu verändern, dass die daraus gebildeten Steuerdaten dazu geeignet sind, eine Betriebsweise des elektronischen Geräts zu steuern. Die Steuerdaten sind also in der Regel von den Eingangsdaten verschieden. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass Eingangsdaten, die universelle Steuerbefehle (An/Aus) für eine Vielzahl von elektronischen Geräten repräsentieren, in spezifische Steuerdaten für das zu steuernde elektrische Gerät umgewandelt werden können. Genauso können spezifische Eingangsdaten, z. B. Messdaten, in universelle, von einer Vielzahl von Geräten auswertbare Steuerdaten umgewandelt werden.The circuit arrangement according to the invention is not a simple implementation of a layer-3 unit and optionally of further units of higher layers of the protocol stack or protocol stack of the ISO-OSI reference model. The input data is not simply passed through from one interface to the other here and supplemented by header data or freed from this. Rather, the control data is generated from the input data by processing the input data. The circuit arrangement is therefore designed to modify the input data in such a way that the control data formed therefrom are suitable for controlling an operating mode of the electronic device. The control data are therefore usually different from the input data. This has the advantage that input data representing universal control commands (on / off) for a large number of electronic devices can be converted into specific control data for the electrical device to be controlled. Likewise, specific input data, e.g. As measured data, in universal, can be evaluated by a variety of devices control data.

Insgesamt ist durch die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung eine (wegen der Festverdrahtung) hochperformante und dennoch universell einsetzbare Steuerschaltung bereitgestellt, die eine Steuerung eines elektronischen Geräts über ein beliebiges Netzwerk ermöglicht. Für den Betrieb der Steuerschaltung ist keine Software nötig, d. h. eine Manipulation der Betriebsweise der Steuerschaltung ist ausgeschlossen.Overall, the circuit arrangement according to the invention provides a (due to the hard wiring) high-performance, yet universally applicable control circuit which enables control of an electronic device via any network. For the operation of the control circuit no software is required, d. H. a manipulation of the operation of the control circuit is excluded.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ergibt sich, wenn sie einen im Folgenden als Kommunikationsschaltungsteil bezeichneten Teil aufweist, der dazu ausgelegt ist, Daten innerhalb der Schaltungsanordnung so zu übertragen, wie es durch das ISO-OSI-Referenzmodell für eine Kombination von Einheiten der Schichten drei bis sieben vorgeschrieben ist. Derjenige Schaltungsteil der Schaltungsanordnung, der für die eigentliche Verarbeitung der Eingangsdaten, also das Erzeugen der Steuerdaten, ausgelegt ist (im Folgenden als Anwendungs-Schaltungsteil bezeichnet), ist bei dieser Weiterbildung dann über den Kommunikationsschaltungsteil mit dem ersten Anschluss gekoppelt.An advantageous development of the circuit arrangement according to the invention results if it has a part referred to below as the communication circuit part, which is designed to transmit data within the circuit arrangement as described by the ISO-OSI reference model for a combination of units of the layers three is prescribed to seven. The circuit part of the circuit arrangement which is designed for the actual processing of the input data, that is to say the generation of the control data (hereinafter referred to as the application circuit part), is then coupled to the first connection via the communication circuit part in this development.

Bei dieser Weiterbildung ergibt sich der Vorteil, dass mit der Schaltungsanordnung über ein Netzwerk eine Datenkommunikation möglich ist, wie sie auch mit einem vollwertigen Host-Computer möglich ist, also einem Computer mit einem Betriebssystem. Ein mit der Schaltungsanordnung kommunizierendes Gerät muss dafür also nicht extra angepasst werden. In this development, there is the advantage that the circuit arrangement via a network data communication is possible, as it is possible with a full host computer, ie a computer with an operating system. A communicating with the circuitry device must therefore not be specially adapted for it.

Ein weiterer Vorteil ergibt sich, wenn der Anwendungs-Schaltungsteil mit dem ersten Anschluss über einen TCP/IP-Schaltungsteil gekoppelt ist. Dieser TCP/IP-Schaltungsteil ist dabei dazu ausgelegt ist, Daten innerhalb der Schaltungsanordnung zwischen dem Anwendungs-Schaltungsteil und dem ersten Anschluss in einer Weise zu übertragen, wie sie für eine Kombination aus einer Internet-Schicht und einer Transport-Schicht eines TCP/IP-Protokollstapels vorgeschrieben ist. Die Transportschicht kann dabei das TCP (transport control protocol) und das UDP (user datagram protocol) umfassen.A further advantage results when the application circuit part is coupled to the first connection via a TCP / IP circuit part. This TCP / IP circuit part is designed to transfer data within the circuit arrangement between the application circuit part and the first connection in a manner as it would for a combination of an Internet layer and a transport layer of a TCP / IP Protocol stack is required. The transport layer can include the TCP (transport control protocol) and the UDP (user datagram protocol).

Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass das Steuern des elektronischen Geräts über das Internet hinweg, also von nahezu überall auf der Welt aus gemäß einem weltweit standardisierten Protokollstapel möglich ist.This has the advantage that the control of the electronic device over the Internet, so from almost anywhere in the world according to a globally standardized protocol stack is possible.

Die Transportschicht ist hierbei nicht zwingend. Für eine proprietäre Lösung kann es ausreichend sein, wenn durch das gewählte Schnittstellenprotokoll eine Kommunikation zwischen einer Schicht-2-Einheit und einer IP-Einheit (IP entity) festgelegt ist.The transport layer is not mandatory here. For a proprietary solution, it may be sufficient if the chosen interface protocol defines communication between a layer 2 entity and an IP entity.

Als Übertragungstechnologie wird bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung bevorzugt der Ethernet-Standard verwendet. Entsprechend ist dann durch das gewählte Schnittstellenprotokoll eine Kommunikation zwischen einer Schicht-3-Einheit und einer Ethernet-Einheit festgelegt. Eine Ethernet-Einheit ist hierbei eine Layer-2-Einheit (Layer-2 entity), wie sie durch die MAC-Steuerschaltung (MAC – medium access control) eines Ethernet-Controllers bereitgestellt ist.As the transmission technology, the Ethernet standard is preferably used in the circuit arrangement according to the invention. Accordingly, a communication between a layer 3 unit and an Ethernet unit is then determined by the selected interface protocol. An Ethernet unit here is a Layer 2 entity (Layer-2 entity), as provided by the MAC control circuit (MAC - medium access control) of an Ethernet controller.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Verarbeiten der Eingangsdaten (durch den Anwendungs-Schaltungsteil) in dem ISO-OSI-Referenzmodell einer Verarbeitung durch eine mit einer Schicht-7-Einheit kommunizierenden Anwendungseinheit entspricht. Für eine solche Anwendung (application) enthält das Referenzmodell keine Vorgaben. Die Verarbeitung kann somit vollkommen frei festgelegt werden und daher in optimaler Weise an das zu steuernde Gerät angepasst sein.It is particularly advantageous if the processing of the input data (by the application circuit part) in the ISO-OSI reference model corresponds to processing by an application unit communicating with a layer 7 unit. For such an application, the reference model contains no presets. The processing can thus be determined completely freely and therefore be adapted in an optimal manner to the device to be controlled.

Ein anderer Vorteil ergibt sich, wenn die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung dazu ausgelegt ist, über die Netzwerkschnittstelle Anforderungsdaten auszugeben, die dazu ausgelegt sind, eine Zuteilung einer IP-Adresse in einem IP-Netzwerk zu bewirken. Bevorzugt werden die Anforderungsdaten gemäß einem DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) erzeugt und ausgegeben. Durch diese Weiterbildung ergibt sich der Vorteil, dass sich die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung für eine Datenkommunikation über das Internet selbst konfigurieren kann.Another advantage arises when the circuit arrangement according to the invention is designed to output request data via the network interface, which are designed to effect an allocation of an IP address in an IP network. Preferably, the request data is generated and output according to a DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol). This refinement has the advantage that the circuit arrangement according to the invention can configure itself for data communication via the Internet.

Gemäß einer anderen Weiterbildung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist diese dazu ausgelegt, über die Netzwerkschnittstelle zumindest einen Teil der Eingangsdaten zu empfangen und aus diesen Eingangsdaten Bilddaten zu erzeugen. Die Bilddaten werden dann über die lokale Schnittstelle als Steuerdaten für einen Bildschirm (bzw. eine Graphikkarte) eines Computers ausgegeben. So ist es möglich, allein mit dem Bildschirm, der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung und beispielsweise einer Ethernet-Netzwerkkarte einen Web-Client bereitzustellen. Es ist dann weder eine CPU noch eine Festplatte mit einem darauf gespeicherten Betriebssystem nötig. Die Schaltungsanordnung ist bei dieser Weiterbildung bevorzugt dazu ausgebildet, Daten in einem HTML-Format (HTML – hypertext markup language) als Eingangsdaten zu verarbeiten. Dann kann die Schaltungsanordnung Daten von einem beliebigen Web-Server empfangen und verarbeiten und so z. B. in einem als Web-Browser genutzten Terminal eingebaut werden. Weitere Formate können z. B. sein: XML, PDF, RTF oder auch ASCII-Text.According to another development of the circuit arrangement according to the invention, the latter is designed to receive at least part of the input data via the network interface and to generate image data from these input data. The image data is then output via the local interface as control data for a screen (or a graphics card) of a computer. Thus, it is possible to provide a web client alone with the screen, the circuit arrangement according to the invention and, for example, an Ethernet network card. There is no need for a CPU or a hard disk with an operating system stored on it. The circuit arrangement is preferably designed in this development to process data in an HTML format (HTML - hypertext markup language) as input data. Then, the circuitry can receive and process data from any web server and so z. B. be installed in a terminal used as a web browser. Other formats can z. B.: XML, PDF, RTF or ASCII text.

Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung ist die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung dazu ausgelegt, über die Netzwerkschnittstelle zumindest einen Teil der Eingangsdaten zu empfangen und aus diesen Eingangsdaten Steuerbefehle für eine Computer-Festplatte zu erzeugen. Diese Steuerdaten können dann über die lokale Schnittstelle als Steuerdaten für die Computer-Festplatte ausgegeben werden. Vorteil dieser Weiterbildung ist, dass mittels der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung Daten, beispielsweise Systemdateien eines Betriebssystems, über das Netzwerk übertragen und auf der Festplatte gespeichert werden können.According to another advantageous development, the circuit arrangement according to the invention is designed to receive at least a portion of the input data via the network interface and to generate control commands for a computer hard disk from these input data. This control data can then be output via the local interface as control data for the computer hard disk. The advantage of this development is that, by means of the circuit arrangement according to the invention, data, for example system files of an operating system, can be transmitted via the network and stored on the hard disk.

Gemäß einer anderen Weiterbildung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung weist diese zumindest zwei unterschiedliche Anwendungs-Schaltungsteile auf, durch die jeweils eine andere Verarbeitung von zumindest einem Teil von Eingangsdaten ermöglicht ist, die über die Netzwerkschnittstelle empfangen werden. Die unterschiedlichen Anwendungs-Schaltungsteile sind dabei gemeinsam über einen weiteren Schaltungsteil mit dem ersten Anschluss gekoppelt. Dieser weitere Schaltungsteil ist dazu ausgelegt, zumindest einen Teil der über die Netzwerkschnittstelle empfangenen Eingangsdaten in Abhängigkeit von in diesen Eingangsdaten enthaltenen Informationen an einen der unterschiedlichen Anwendungs-Schaltungsteile weiterzuleiten. Der weitere Schaltungsteil hat somit die Funktion einer Weiche, durch welche die Eingangsdaten demjenigen Anwendungs-Schaltungsteil zugeleitet werden, für den sie bestimmt sind. Bei dieser Weiterbildung ist es in vorteilhafter Weise ermöglicht, durch die Schaltungsanordnung mehr als eine Funktionalität bereitzustellen.According to another development of the circuit arrangement according to the invention, the latter has at least two different application circuit parts, by means of which respectively a different processing of at least part of input data which is received via the network interface is possible. The different application circuit parts are coupled together via a further circuit part with the first terminal. This further circuit part is designed to at least part of the received over the network interface Forward input data to one of the different application circuit parts depending on information contained in these input data. The further circuit part thus has the function of a switch, through which the input data are supplied to that application circuit part for which they are intended. In this development, it is advantageously possible to provide more than one functionality by the circuit arrangement.

Um auch die Daten, welche über das Netzwerk übertragen werden, vor einer Manipulation zu schützen, ist in einer anderen Weiterbildung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung vorgesehen, die Eingangsdaten gemäß einem vorbestimmten Verfahren zu verschlüsseln und/oder die Steuerdaten gemäß einem vorbestimmten Verfahren zu verschlüsseln.In order to protect the data which are transmitted via the network against manipulation, it is provided in another development of the circuit arrangement according to the invention to encrypt the input data according to a predetermined method and / or to encrypt the control data according to a predetermined method.

Um eine Benutzung der Schaltungsanordnung nur autorisierten Personen zu gestatten, ist bei einer anderen Weiterbildung vorgesehen, die Verarbeitung von Eingangsdaten nur dann durchzuführen, wenn zuvor Daten empfangen wurden, die ein vorbestimmtes Passwort enthalten.In order to permit use of the circuit arrangement only authorized persons, is provided in another development, to perform the processing of input data only if previously received data containing a predetermined password.

Eine andere vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ergibt sich, wenn diese dazu ausgelegt ist, über die lokale Schnittstelle zumindest einen Teil der Eingangsdaten zu empfangen und daraus eine computerlesbare Datei zu erzeugen, in welcher durch die Eingangsdaten repräsentierte Informationen gespeichert sind und die zur Verarbeitung durch einen als Web-Client betriebenen Computer ausgelegt ist. In diesem Fall kann die Schaltungsanordnung als Web-Server betrieben werden. Die Datei wird dann entsprechend über die Netzwerkschnittstelle zu dem als Web-Client betriebenen Computer übertragen. Die Daten in der Datei stellen hier Steuerdaten dar, durch die eine Anzeige auf dem Bildschirm desjenigen Computers festgelegt wird, der die Daten als Web-Client über ein Datennetzwerk empfängt. In der Datei sind die Informationen bevorzugt in einem HTML-Format gespeichert. Dieses Format ist plattformunabhängig und kann deshalb von einer Vielzahl unterschiedlicher Computersysteme verarbeitet werden. Als Eingangsdaten können z. B. Zustandsdaten eines mit der lokalen Schnittstelle verbundenen Geräts empfangen werden, also z. B. Messdaten bezüglich einer Temperatur des Geräts oder ein Schaltzustand eines Schalters des Geräts (An/Aus). Entsprechend enthält die Datei gemäß der Weiterbildung somit die Informationen über die Temperatur oder den Schaltzustand. Mittels des Web-Clients können diese Informationen dann über das Datennetzwerk abgerufen werden. Mit anderen Worten kann die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung hier dazu verwendet werden, den Zustand des Geräts aus einer größeren Entfernung über das Datennetzwerk zu beobachten. Für den Fall, dass eine HTML-Datei erzeugt wird, kann hierzu einfach ein Computer mit einem Web-Browser verwendet werden.Another advantageous development of the circuit arrangement according to the invention results if this is designed to receive at least a portion of the input data via the local interface and to generate a computer-readable file in which information represented by the input data is stored and which is processed by a designed as a web client-powered computer. In this case, the circuit arrangement can be operated as a web server. The file is then transferred via the network interface to the computer running as a web client. The data in the file here represents control data that defines an indication on the screen of the computer receiving the data as a web client over a data network. In the file, the information is preferably stored in an HTML format. This format is platform independent and therefore can be processed by a variety of different computer systems. As input data z. B. status data of a device connected to the local interface device are received, so z. B. measurement data relating to a temperature of the device or a switching state of a switch of the device (on / off). Accordingly, the file according to the development thus contains the information about the temperature or the switching state. By means of the web client, this information can then be retrieved via the data network. In other words, the circuit arrangement according to the invention can be used here to observe the state of the device from a greater distance via the data network. In the event that an HTML file is created, this can easily be done using a computer with a web browser.

Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung ist die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung dazu ausgelegt, zumindest einen Teil der Eingangsdaten über die lokale Schnittstelle von zumindest einer Eingabeeinrichtung, insbesondere einer Tastatur und/oder einer Computermaus, zu empfangen und zu verarbeiten. Beispielsweise kann so eine Eingabe eines Benutzers entgegengenommen werden, mit der er z. B. aus einer ihm angezeigten Liste von Optionen eine Auswahl trifft. Die Eingabe kann dann in Form von Steuerdaten über die Netzwerkschnittstelle ausgegeben werden. Hierdurch wird eine Bedienung eines über das Netzwerk mit der Schaltungsanordnung verbundenen elektronischen Geräts ermöglicht.According to another advantageous development, the circuit arrangement according to the invention is designed to receive and process at least part of the input data via the local interface of at least one input device, in particular a keyboard and / or a computer mouse. For example, such an input of a user can be received, with which he z. B. makes a selection from a list of options displayed to it. The input can then be output in the form of control data via the network interface. This allows operation of an electronic device connected to the circuit arrangement via the network.

Eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung kann nach dem erfindungsgemäßen Verfahren durch die folgenden Schritte besonders einfach hergestellt werden. Zunächst wird eine Beschreibung der verbindungsprogrammierten Steuerung erzeugt. Eine solche Beschreibung kann z. B. in einer Hardwarebeschreibungssprache, insbesondere Verilog oder VHDL, bereitgestellt werden. Dann wird zumindest ein IP-Core (intellectual property core) anhand der Beschreibung erzeugt. Ein solcher IP-Core reicht aus, um dann mit an sich bekannten Mitteln die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung herzustellen. So kann die Schaltungsanordnung als zumindest ein ASIC und/oder zumindest ein FPGA bereitgestellt werden. Sie kann aber auch als zumindest ein IP-Core in einen größeren Schaltungsplan eingebunden werden.A circuit arrangement according to the invention can be produced particularly easily by the method according to the invention by the following steps. First, a description of the connection-programmed control is generated. Such a description can z. In a hardware description language, in particular Verilog or VHDL. Then at least one IP core (intellectual property core) is generated based on the description. Such an IP core is sufficient to then produce the circuit arrangement according to the invention by means known per se. Thus, the circuit arrangement can be provided as at least one ASIC and / or at least one FPGA. However, it can also be integrated into a larger circuit diagram as at least one IP core.

Die Erfindung beruht insgesamt auf der Erkenntnis, dass die beschriebenen Merkmalskombinationen durch eine verbindungsprogrammierte Steuerschaltung bereitgestellt werden können. Bisher wird dazu stets eine CPU (etwa ein Mikrocontroller oder ein General-Purpose-Prozessor) mit einem darauf ausgeführten Betriebssystem benötigt. Grund dafür ist, dass die Standards, durch welche eine Kommunikation über eine Netzwerkverbindung geregelt ist, sehr viele Vorgaben umfassen, um eine Kommunikation auch in besonderen Situationen zu ermöglichen. Durch eine geschickte Auswahl von nur einzelnen Aspekten der Standards (Layer-2/Layer-3-Kommunikation, TCP/IP-Protokollstapel, HTML-Datei-Erzeugung, HTML-Rendering) ist es aber möglich, einen vollwertigen Netzwerk-Client und/oder Netzwerk-Server in Form der erfindungsgemäßen festverdrahteten Schaltungsanordnung bereitzustellen. Anders als im Stand der Technik können nun auch Geräte, die keinen eigenen Mikrocontroller mit ausreichender Rechenkapazität aufweisen, in eine Datenkommunikation über ein Netzwerk, beispielsweise über das Internet, einbezogen werden und dabei sogar als Web-Server oder als Web-Client fungieren.Overall, the invention is based on the recognition that the described combinations of features can be provided by a connection-programmed control circuit. So far, a CPU (such as a microcontroller or a general-purpose processor) with an operating system running on it is always needed. The reason for this is that the standards by which communication over a network connection is regulated include a large number of specifications in order to enable communication even in special situations. By a clever selection of only individual aspects of the standards (Layer-2 / Layer-3 communication, TCP / IP protocol stack, HTML file generation, HTML rendering), it is possible to have a full-fledged network client and / or Network server in the form of the hard-wired circuit arrangement according to the invention provide. Unlike in the prior art, devices that do not have their own microcontroller with sufficient computing capacity can now also be integrated in a Data communication over a network, for example, over the Internet, be involved and act even as a web server or as a Web client.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dazu zeigt:The invention will be explained in more detail below with reference to preferred embodiments. This shows:

1 eine schematische Darstellung eines Datennetzwerks mit zwei daran angeschlossenen Geräten, von denen eines eine Steuerschaltung gemäß einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung aufweist, 1 a schematic representation of a data network with two devices connected thereto, one of which has a control circuit according to an embodiment of the circuit arrangement according to the invention,

2 eine schematische Darstellung von Komponenten einer Steuerschaltung gemäß einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung, 2 a schematic representation of components of a control circuit according to another embodiment of the circuit arrangement according to the invention,

3 eine schematische Darstellung einer Windkraftanlage mit einer Steuerschaltung gemäß einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung, 3 a schematic representation of a wind turbine with a control circuit according to another embodiment of the circuit arrangement according to the invention,

4 eine schematische Darstellung eines Datennetzwerks mit einem Terminal, das eine Steuerschaltung gemäß einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung aufweist, und 4 a schematic representation of a data network with a terminal having a control circuit according to another embodiment of the circuit arrangement according to the invention, and

5 eine schematische Darstellung eines mit dem Internet verbundenen Laptop-Computers, der eine Steuerschaltung gemäß einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung aufweist. 5 a schematic representation of a laptop computer connected to the Internet, which has a control circuit according to another embodiment of the circuit arrangement according to the invention.

In 1 ist ein Datennetzwerk 10 gezeigt, an das ein Host-Computer 12 und eine Vorrichtung 14 angeschlossen sind. Der Host-Computer 12 und die Vorrichtung 14 sind elektronische Geräte. Bei der Vorrichtung 14 kann es sich beispielsweise um eine Steuereinheit eines Roboters, einen Kaffeeautomaten, ein Terminal mit einem Bildschirm und Eingabeeinrichtungen (wie z. B. Tastatur und Computermaus) oder auch um einen weiteren Host-Computer handeln. Das Datennetzwerk 10 kann beispielsweise ein Ethernet-Netzwerk sein. Das Datennetzwerk 10 kann ein drahtgebundenes oder ein drahtloses Netzwerk sein oder aus Komponenten beiden Typs gebildet sein.In 1 is a data network 10 shown to a host computer 12 and a device 14 are connected. The host computer 12 and the device 14 are electronic devices. In the device 14 it may be, for example, a control unit of a robot, a coffee machine, a terminal with a screen and input devices (such as keyboard and computer mouse) or even another host computer. The data network 10 may be, for example, an Ethernet network. The data network 10 may be a wired or wireless network, or may be made up of both types of components.

Der Host-Computer 12 zeigt auf einem Bildschirm 16 eine graphische Darstellung an, durch welche Informationen über einen Zustand der Vorrichtung 14 wiedergegeben sind. Bei einem Roboter kann dies beispielsweise die Stellung eines Greifarmes oder die Temperatur eines Motors sein, bei einer Kaffeemaschine beispielsweise ein Füllstand eines Vorratsbehälters. Diese Informationen hat der Host-Computer 12 über das Datennetzwerk 10 in Form einer HTML-Datei von der Vorrichtung 14 empfangen. Die graphische Darstellung auf dem Bildschirm 16 ist somit durch die HTML-Steuerbefehle festgelegt, wie sie von der Vorrichtung 14 mit der HTML-Datei gesendet wurden. Durch wiederholtes Empfangen und Verarbeiten weiterer HTML-Dateien wird eine Zustandsänderung der Vorrichtung 14 auf dem Bildschirm 16 angezeigt.The host computer 12 shows on a screen 16 a graphical representation, by which information about a state of the device 14 are reproduced. In the case of a robot, this can be, for example, the position of a gripping arm or the temperature of a motor; in the case of a coffee machine, for example, a filling level of a storage container. This information is provided by the host computer 12 over the data network 10 in the form of an HTML file from the device 14 receive. The graphic representation on the screen 16 is thus determined by the HTML control commands as given by the device 14 were sent with the html file. By repeatedly receiving and processing further HTML files, a change of state of the device occurs 14 on the screen 16 displayed.

Ein Benutzer des Host-Computers 12 kann mittels einer (nicht dargestellten) Eingabeeinrichtung (z. B. einer Tastatur oder einer Maus) durch entsprechende Bedienhandlungen Befehlsdaten erzeugen, die von dem Host-Computer 12 über das Datennetzwerk 10 zur Vorrichtung 14 übertragen werden. Der Benutzer steuert so die Vorrichtung 14 über das Datennetzwerk 10 vom Host-Computer 12 aus. Beispielsweise kann also ein Bewegungsablauf eines Roboters vorgegeben oder eine Heizung einer Kaffeemaschine ausgeschaltet werden.A user of the host computer 12 For example, by means of an input device (not shown) (eg, a keyboard or mouse), commands can be generated by appropriate operator actions from the host computer 12 over the data network 10 to the device 14 be transmitted. The user thus controls the device 14 over the data network 10 from the host computer 12 out. For example, therefore, a movement sequence of a robot can be specified or a heater of a coffee machine can be switched off.

Die Vorrichtung 14 ist an das Datennetzwerk 10 mittels einer Netzwerkeinheit 18 angeschlossen. Mit dieser ist eine Steuerschaltung 20 verbunden, an die wiederum eine Mess- und Treiberschaltung 22 angeschlossen ist.The device 14 is connected to the data network 10 by means of a network unit 18 connected. With this is a control circuit 20 connected to the turn a measuring and driver circuit 22 connected.

Der Austausch der Daten über das Datennetzwerk 10 erfolgt in diesem Beispiel gemäß dem Internet-Protokoll (IP). Durch die Netzwerkeinheit 18 sind hierzu ein physikalischer Anschluss 24 und eine Zugriffskontrollschaltung 26 bereitgestellt. In dem ISO-OSI-Referenzmodell entspricht der Anschluss 24 somit der physikalischen Schicht (Layer 1, L1), die Zugriffskontrollschaltung 26 der MAC-Schicht (Layer 2, L2). Die Netzwerkeinheit 18 kann beispielsweise ein Ethernet-Controller sein.The exchange of data over the data network 10 takes place in this example according to the Internet Protocol (IP). Through the network unit 18 this is a physical connection 24 and an access control circuit 26 provided. In the ISO OSI reference model, the port is the same 24 thus the physical layer (Layer 1, L1), the access control circuit 26 the MAC layer (Layer 2, L2). The network unit 18 may be, for example, an Ethernet controller.

Die Steuerschaltung 20 weist in dem gezeigten Beispiel einen IP-Schaltungsteil 28, einen TCP/UDP-Schaltungsteil 30, einen HTTP-Schaltungsteil 32 und einen Anwendungs-Schaltungsteil 34 auf. Über einen digitalen Anschluss 36 tauscht der IP-Schaltungsteil 28 Daten mit der Netzwerkeinheit 18 aus. Über einen digitalen Anschluss 38 tauscht der Anwendungs-Schaltungsteil 34 Daten mit einer Anschlussschaltung 40 aus. Die Anschlussschaltung 40 kann aus einfachen elektrischen Anschlüssen bestehen. Sie kann aber auch einen Analog-Digital-Wandler und/oder einen Digital-Analog-Wandler aufweisen. Die Steuerschaltung 20 kann durch einen oder mehre ASIC oder FPGA realisiert sein. Die Anschlussschaltung 40 kann dabei getrennt bereitgestellt sein.The control circuit 20 has an IP circuit part in the example shown 28 , a TCP / UDP circuit part 30 , an HTTP circuit part 32 and an application circuit part 34 on. Via a digital connection 36 exchanges the IP circuit part 28 Data with the network unit 18 out. Via a digital connection 38 the application circuit part exchanges 34 Data with a connection circuit 40 out. The connection circuit 40 can consist of simple electrical connections. But it can also have an analog-to-digital converter and / or a digital-to-analog converter. The control circuit 20 can be realized by one or more ASIC or FPGA. The connection circuit 40 can be provided separately.

Die Mess- und Treiberschaltung 22 umfasst nicht weiter dargestellte elektronische Mess- und Stelleinrichtungen. Bei einem Roboter können dies z. B. Drehlagesensoren von Motoren bzw. Motorsteuerschaltungen sein. Bei einer Kaffeemaschine können es z. B. ein Wasserfüllstandssensor bzw. ein Schalter für eine Heizung sein.The measuring and driver circuit 22 includes electronic measuring and control devices not shown further. In a robot, this z. B. rotational position sensors of engines or engine control circuits. At a coffee maker can it z. B. be a water level sensor or a switch for a heater.

Die Steuerschaltung 20 ist eine Schaltungsanordnung zum Steuern eines elektronischen Geräts. Sie ist eine verbindungsprogrammierte Steuerung. Somit ist ein Betrieb der Vorrichtung 14 ohne Verwendung von Software ermöglicht. Hierdurch ist eine vergleichsweise schnelle Verarbeitung von Daten ermöglicht. Zudem ist ein der Verarbeitung zugrunde liegende Algorithmus nicht manipulierbar.The control circuit 20 is a circuit arrangement for controlling an electronic device. It is a connection-programmed controller. Thus, an operation of the device 14 without the use of software. This allows comparatively fast processing of data. In addition, an algorithm underlying the processing is not manipulatable.

Die von dem Host-Computer 12 empfangen HTML-Dateien werden von der Steuerschaltung 20 wie folgt erzeugt und an den Host-Computer 12 übertragen.The one from the host computer 12 receive HTML files are from the control circuit 20 generated as follows and sent to the host computer 12 transfer.

Messsignale von den Messeinrichtungen der Mess- und Treiberschaltung 22 werden von dem Anwendungs-Schaltungsteil 34 über die Anschlussschaltung 40 als digitale Eingangsdaten empfangen. Aus diesen empfangenen Informationen über den Zustand der Vorrichtung 14 erzeugt der Anwendungs-Schaltungsteil 34 Daten für eine HTML-Datei. Diese HTML-Daten werden an den HTTP-Schaltungsteil 32 übertragen, wo sie um HTTP-Headerdaten (http – hypertext transfer protocol) ergänzt werden. Durch den TCP/UDP-Schaltungsteil 30 werden Verbindungsdaten verwaltet, die im Host-Computer 12 einen Prozess identifizieren, der durch die HTML-Daten des Anwendungs-Schaltungsteils 34 gesteuert wird. Der TCP/UDP-Schaltungsteil 30 nimmt die Daten von dem HTTP-Schaltungsteil 32 entgegen (d. h. die HTTP-Headerdaten plus HTML-Daten) und ergänzt sie um TCP-Headerdaten bzw. UDP-Headerdaten. Die gesamten Daten werden an den IP-Schaltungsteil 28 übertragen. Dort wird aus den Daten ein IP-Paket gebildet, das an die Netzwerkeinheit 18 ausgegeben wird, die das Paket über das Datennetzwerk 10 zum Host-Compter 12 überträgt.Measuring signals from the measuring devices of the measuring and driver circuit 22 are from the application circuit part 34 via the connection circuit 40 received as digital input data. From this received information about the state of the device 14 generates the application circuit part 34 Data for an HTML file. This HTML data is sent to the HTTP circuit part 32 where they are supplemented by HTTP header data (http - hypertext transfer protocol). Through the TCP / UDP circuit part 30 Connection data is managed in the host computer 12 identify a process by the HTML data of the application circuit part 34 is controlled. The TCP / UDP circuit part 30 takes the data from the HTTP circuit part 32 (ie the HTTP header data plus HTML data) and adds TCP header data or UDP header data. All data is sent to the IP circuit part 28 transfer. There, an IP packet is formed from the data sent to the network unit 18 is issued, which the packet over the data network 10 to the host compter 12 transfers.

Der HTTP-Schaltungsteil 32 kann auch dazu ausgelegt sein, eine verschlüsselte Kommunikationsverbindung zum Host-Computer 12 bereitzustellen. Dies kann z. B. mittels des HTTPS (secure HTTP) ermöglicht sein.The HTTP circuit part 32 can also be designed to provide an encrypted communication connection to the host computer 12 provide. This can be z. B. by means of HTTPS (secure HTTP) be enabled.

Befehlsdaten, die der Benutzer des Host-Computers 12 (oder auch ein auf dem Host-Computer 12 ausgeführtes Steuerprogramm) erzeugt, werden durch die Schaltungsteile 28 bis 32 umgekehrt zu der eben beschriebenen Reihenfolge verarbeitet. Der Anwendungs-Schaltungsteil 34 wandelt die Befehlsdaten daraufhin in Steuerdaten um, wie sie zum Einstellen des gewünschten Betriebszustands der Stelleinrichtungen der Mess- und Teiberschaltung 22 benötigt werden.Command data that the user of the host computer 12 (or even one on the host computer 12 executed control program) are generated by the circuit parts 28 to 32 reversed to the order just described. The application circuit part 34 then converts the command data into control data, as for setting the desired operating state of the control devices of the measuring and Teiberschaltung 22 needed.

In 1 ist durch gestrichelte Linien dargestellt, welchen Verarbeitungsschritten die von den Schaltungsteilen 28, 30 und 32 durchgeführten Schritte in dem ISO-OSI-Referenzmodell entsprechen. Die Funktionalität des IP-Schaltungsteils 28 entspricht derjenigen einer Schicht-3-Einheit (Englisch: Layer-3 entity, in 1 angedeutet durch L3). Der TCP/UDP-Schaltungsteil 30 und der HTTP-Schaltungsteil 32 entsprechen zusammen Einheiten der Schichten 4 bis 7 (Englisch: Layer-4 entity bis Layer-7 entity, in 1 jeweils angedeutet durch L4, L5, L6 bzw. L7). Insgesamt bilden somit die Schaltungsteile 28 bis 32 einen Kommunikationsschaltungsteil. Insbesondere bilden die Schaltungsteile 28 und 30 einen TCP/IP-Schaltungsteil.In 1 is shown by dashed lines, which processing steps that of the circuit parts 28 . 30 and 32 in the ISO-OSI reference model. The functionality of the IP circuit part 28 corresponds to that of a layer 3 unit (English: Layer-3 entity, in 1 indicated by L3). The TCP / UDP circuit part 30 and the HTTP circuit part 32 together are units of layers 4 to 7 (English: Layer-4 entity to Layer-7 entity, in 1 each indicated by L4, L5, L6 and L7). Overall, thus forming the circuit parts 28 to 32 a communication circuit part. In particular, the circuit parts form 28 and 30 a TCP / IP circuit part.

Die Funktionalität des Anwendungs-Schaltungsteils 34 entspricht im ISO-OSI-Referenzmodell derjenigen einer Anwendung (Englisch: Application, in 1 angedeutet durch APP), welche die Daten einer Schicht-7-Einheit verarbeitet bzw. Daten an die Schicht-7-Einheit überträgt.The functionality of the application circuit part 34 corresponds to that of an application in the ISO-OSI reference model (English: Application, in 1 indicated by APP), which processes the data of a layer 7 unit or transmits data to the layer 7 unit.

In 2 ist eine Steuerschaltung 42 gezeigt, durch die eine verbindungsprogrammierte Steuerung in Form eines ASIC realisiert ist. Für einen Betrieb der Steuerschaltung 42 ist es somit nicht nötig, eine Betriebssoftware bereitzustellen. In dem in 2 gezeigten Beispiel ist die Steuerschaltung 42 in einem Terminal-Computer eingebaut, der keine eigene CPU und keinen eigenen Massenspeicher (wie z. B. eine Festplatte) aufweist. Die Steuerschaltung 42 ist dazu ausgelegt, eine Anzeige eines (nicht dargestellten) Bildschirms und eine Audio-Ausgabe eines (nicht dargestellten) Lautsprechers zu steuern sowie aus Eingabedaten von eine Tastatur, einer Computermaus und einem Touch-Screen (in 2 nicht dargestellt) entgegenzunehmen und zu Steuerdaten für einen (nicht dargestellten) Netzwerk-Server zu verarbeiten.In 2 is a control circuit 42 shown, by which a connection-programmed control in the form of an ASIC is realized. For operation of the control circuit 42 It is therefore not necessary to provide operating software. In the in 2 The example shown is the control circuit 42 installed in a terminal computer that does not have its own CPU or its own mass storage (such as a hard disk). The control circuit 42 is configured to control a display of a screen (not shown) and an audio output of a speaker (not shown) and input data from a keyboard, a computer mouse, and a touch screen (in FIG 2 not shown) and to process control data for a network server (not shown).

Die Steuerschaltung 42 weist dazu folgende Schaltungsteile auf: eine Verarbeitungseinheit 44, eine Verwaltungseinheit 46, eine Graphikeinheit 48, eine Ein-/Ausgabeeinheit 50 und eine Zuordnungseinheit 52.The control circuit 42 has the following circuit parts: a processing unit 44 , an administrative unit 46 , a graphics unit 48 , an input / output unit 50 and an allocation unit 52 ,

Die Verarbeitungseinheit 44 umfasst mehrere Funktionseinheiten 54, 56, 58, durch die jeweils eine andere Funktionalität der Steuerschaltung 42 bereitgestellt ist.The processing unit 44 includes several functional units 54 . 56 . 58 , by each having a different functionality of the control circuit 42 is provided.

Ein digitaler Anschluss 60 der Steuerschaltung 42 ist mit einem (nicht dargestellten) Anschluss einer MAC-Steuerschaltung eines Ethernet-Controllers gekoppelt, der mit einem Ethernet-Netzwerk verbunden ist. Datenpakete, die der Ethernet-Controller beispielsweise von dem Netzwerk-Server empfängt, werden über den Anschluss 60 von der Zuordnungseinheit 52 entgegengenommen und daraufhin untersucht, für welche der Funktionseinheiten 54, 56, 58 sie bestimmt sind und dann entsprechend weitergeleitet. Die Untersuchung der Datenpakete erfolgt auf der Grundlage eines Parsing-Verfahrens. Durch die Zuordnungseinheit 52 ist es auch ermöglicht, Datenpakete von den unterschiedlichen Funktionseinheiten 54, 56, 58 und weiteren Komponenten der Steuerschaltung 42 geordnet über den Anschluss 60 auszugeben.A digital connection 60 the control circuit 42 is coupled to a terminal (not shown) of a MAC control circuit of an Ethernet controller connected to an Ethernet network. Data packets that the Ethernet controller receives from the network server, for example, are sent over the port 60 from the allocation unit 52 received and then examined for which of the functional units 54 . 56 . 58 they are intended and then accordingly forwarded. The examination of the data packets is based on a parsing method. By the allocation unit 52 It also allows data packets from the different functional units 54 . 56 . 58 and other components of the control circuit 42 arranged over the connection 60 issue.

Die Funktionseinheit 54 ist dazu ausgelegt, HTML-Daten über eine TCP/IP-Verbindung und das HTTP von einem Web-Server zu empfangen und an die Graphikeinheit 48 zu übertragen. Die Graphikeinheit 48 erzeugt aus den HTML-Daten dann Steuersignale für einen Bildschirm, der an einen Bildschirmanschluss 62 der Steuerschaltung 42 angeschlossen ist. Die Graphikeinheit 48 weist somit sowohl die Funktion eines Renderers auf, der aus HTML-Daten eine graphische HTML-Seite erzeugt, als auch diejenige einer Graphikkarte für den angeschlossenen Bildschirm.The functional unit 54 is designed to receive HTML data over a TCP / IP connection and HTTP from a web server and to the graphics engine 48 transferred to. The graphics unit 48 then generates from the HTML data control signals for a screen connected to a video port 62 the control circuit 42 connected. The graphics unit 48 thus has both the function of a renderer, which generates a graphical HTML page from HTML data, as well as that of a graphics card for the connected screen.

Die Funktionseinheit 56 ist dazu ausgelegt, codierte Audio-Daten über das Netzwerk zu empfangen, sie zu decodieren und über einen Audio-Anschluss 64 der Ein-/Ausgabeeinheit 50 auszugeben.The functional unit 56 is designed to receive coded audio data over the network, to decode it and via an audio port 64 the input / output unit 50 issue.

Die Tastatur, der Touch-Screen und die Computermaus sind jeweils über einen weiteren Anschluss 66, 68, 70 mit der Ein-/Ausgabeeinheit 50 verbunden. Die Funktionseinheit 58 empfängt die Signale dieser Bedieneinrichtungen und erzeugt daraus Steuerbefehle, die über das Netzwerk an den Netzwerk-Server übertragen werden, so dass mittels der Bedieneinrichtungen Funktionen des Netzwerk-Servers ausgewählt und aktiviert werden können.The keyboard, the touch screen and the computer mouse are each connected via another port 66 . 68 . 70 with the input / output unit 50 connected. The functional unit 58 receives the signals of these operating devices and generates control commands, which are transmitted to the network server via the network, so that functions of the network server can be selected and activated by means of the operating devices.

Die Verwaltungseinheit 46 weist einen Schaltungsteil auf, durch den die Funktionalität eines DHCP-Clients 72 bereitgestellt ist. Bei einer Inbetriebnahme der Steuerschaltung 42 erzeugt der DHCP-Client 72 DHCP-Anfragedaten, die über das Netzwerk an einen DHCP-Server gesendet werden. Sobald dieser daraufhin eine IP-Adresse für die Steuerschaltung reserviert und ihr diese mitgeteilt hat, werden in den Funktionseinheiten 54, 56, 58 IP-Schaltungseinheiten, die jeweils der in 1 gezeigten IP-Schaltungseinheit 28 entsprechend, für einen Netzwerk-Datenaustausch auf Grundlage der zugeteilten IP-Adresse konfiguriert.The administrative unit 46 has a circuit part through which the functionality of a DHCP client 72 is provided. When commissioning the control circuit 42 generates the DHCP client 72 DHCP request data sent over the network to a DHCP server. As soon as he has reserved an IP address for the control circuit and has communicated this to her, are in the functional units 54 . 56 . 58 IP circuit units, each in the 1 shown IP circuit unit 28 accordingly, configured for network communication based on the assigned IP address.

Die Verwaltungseinheit 46 kann des Weiteren eine Sicherungseinheit 74 aufweisen. Diese kann dazu ausgelegt sein, eine Passwort-Eingabe beispielsweise über die Tastatur oder auch über das Netzwerk zu empfangen und in Abhängigkeit von dieser Eingabe den Aufbau einer Kommunikationsverbindung über das Netzwerk entweder zu ermöglichen oder zu blockieren.The administrative unit 46 may further include a fuse unit 74 exhibit. This can be designed to receive a password input, for example via the keyboard or via the network and depending on this input to either enable or block the establishment of a communication connection via the network.

In 3 ist eine Windkraftanlage 76 gezeigt, die an ein IP-Netzwerk 78 angeschlossen ist. Die Windkraftanlage 76 kann über das IP-Netzwerk 78 mittels eines Bediencomputers 80 überwacht und gesteuert werden. Die Windkraftanlage 76 steht in einem Offshore-Windpark, der Bediencomputer 80 in einem Büro eines Betreibers der Windkraftanlage 76. Das IP-Netzwerk 78 kann Bestandteil des Internets sein.In 3 is a wind turbine 76 shown to an IP network 78 connected. The wind turbine 76 can over the IP network 78 by means of a control computer 80 be monitored and controlled. The wind turbine 76 is in an offshore wind farm, the control computer 80 in an office of an operator of the wind turbine 76 , The IP network 78 can be part of the internet.

Die Windkraftanlage 76 ist über eine Ethernet-Netzwerkkarte 82 an das IP-Netzwerk 78 angeschlossen. Eine verbindungsprogrammierte Steuerschaltung 84 erfasst Messdaten von einer Überwachungseinheit 86, die einen Generator 88 überwacht. Aus den Messdaten erzeugt die Steuerschaltung 84 HTML-Daten, die über das IP-Netzwerk 78 zum Bediencomputer 80 übertragen werden. Der Bediencomputer 80 wird als Web-Client betrieben und verarbeitet die HTML-Daten, wodurch auf einem Bildschirm 90 die durch die HTML-Daten beschriebene Web-Seite angezeigt wird. Mittels des Bediencomputers 80 kann auch ein Steuerbefehl zum Ein- bzw. Ausschalten des Generators 88 erzeugt werden. Der Steuerbefehl wird an die Steuerschaltung 84 übertragen. Dort werden dann in Abhängigkeit von dem Steuerbefehl entsprechende Signale für eine Leistungselektronik der Überwachungseinheit 86 erzeugt.The wind turbine 76 is via an Ethernet network card 82 to the IP network 78 connected. A connection-programmed control circuit 84 collects measurement data from a monitoring unit 86 that is a generator 88 supervised. The control circuit generates from the measured data 84 HTML data transmitted over the IP network 78 to the operating computer 80 be transmitted. The control computer 80 is operated as a web client and processes the HTML data, resulting in a screen 90 the Web page described by the HTML data is displayed. By means of the operating computer 80 can also be a control command to turn on or off the generator 88 be generated. The control command is sent to the control circuit 84 transfer. There are then in response to the control command corresponding signals for power electronics of the monitoring unit 86 generated.

In 4 ist ein Terminal 92 gezeigt, das über ein Ethernet-Netzwerk 94 mit einem Server-Computer, oder kurz Server 96, verbunden ist. Ein Benutzer des Terminals 92 gibt mittels einer Tastatur 96 einen Text ein, der auf einem Bildschirm 100 angezeigt wird. Mittels einer Computermaus, oder kurz Maus 102, können z. B. Textstellen in dem angezeigten Text ausgewählt werden. Die Tastatur 98 und die Maus 102 sind an das Terminal 92 angeschlossen. Das Textverarbeitungsprogramm, welches das Editieren des Textes mittels der Tastatur 98 und der Maus 102 ermöglicht, wird in dem Server 96 ausgeführt. In dem Terminalbildschirm 92 selbst befindet sich keine Software. Die Signale der Tastatur 98 und der Maus 102 werden in dem Terminal 92 von einer verbindungsprogrammierten Steuerschaltung 104 empfangen und verarbeitet. Anhand der Signale werden Steuerdaten zum Verändern eines Zustands des Textverarbeitungsprogramms erzeugt, die an eine Ethernet-Anschlusseinheit 106 übertragen werden. Diese überträgt die Steuerdaten über das Ethernet-Netzwerk 94 an den Server 96. Von dem Server 96 werden daraufhin Anzeigedaten erzeugt, die den geänderten Text repräsentieren. Diese Anzeigedaten werden an das Terminal 92 übermittelt und dort von der Steuerschaltung 104 in Befehle zum Steuern des Bildschirms 100 umgewandelt. Durch Ausgeben der Befehle an den Bildschirm 100 wird dann eine Anzeige des geänderten Textes erzeugt.In 4 is a terminal 92 shown that over an ethernet network 94 with a server computer, or server for short 96 , connected is. A user of the terminal 92 gives by means of a keyboard 96 a text on a screen 100 is shown. Using a computer mouse, or mouse for short 102 , z. B. text passages are selected in the displayed text. The keyboard 98 and the mouse 102 are at the terminal 92 connected. The word processor, which editing the text using the keyboard 98 and the mouse 102 allows is in the server 96 executed. In the terminal screen 92 itself is no software. The signals of the keyboard 98 and the mouse 102 be in the terminal 92 from a connection-programmed control circuit 104 received and processed. The signals are used to generate control data for changing a state of the word processing program sent to an Ethernet connection unit 106 be transmitted. This transmits the control data via the Ethernet network 94 to the server 96 , From the server 96 Subsequently, display data is generated which represents the changed text. This display data is sent to the terminal 92 transmitted and there from the control circuit 104 in commands to control the screen 100 transformed. By issuing the commands to the screen 100 then an indication of the changed text is generated.

In 5 ist ein Laptop-Computer oder Laptop 108 gezeigt, das über ein Ethernet-Verbindungskabel, oder kurz Kabel 110, mit dem Internet 112 verbunden ist. Ein Benutzer des Laptops 108 hat dieses gerade von einem Hersteller gekauft und nun das erste Mal in Betrieb genommen. Eine Festplatte 114 des Laptops 108 enthält keine Daten, insbesondere kein Betriebssystem. Eine CPU 116 des Laptops 108 ist daher nach einem Laden eines BIOS aus einem EEPROM 118 nicht in der Lage, das Laptop 108 zu booten.In 5 is a laptop computer or laptop 108 shown that via an ethernet connection cable, or short cable 110 , with the Internet 112 connected is. A user of the laptop 108 just bought it from a manufacturer and put it into operation for the first time. A hard disk 114 of the laptop 108 contains no data, especially no operating system. A CPU 116 of the laptop 108 is therefore after loading a BIOS from an EEPROM 118 unable to use the laptop 108 to boot.

Um ein Betriebssystem in dem Laptop 108 zu installieren, d. h. entsprechende Systemdateien auf der Festplatte 114 zu speichern, hat der Benutzer das Laptop 108 über das Kabel 110 mit dem Internet 112 verbunden. Beim Starten des Laptops 108 drückt der Benutzer eine Tastenkombination auf einer Tastatur 120 des Laptops 108. Eine mit der Tastatur 120 gekoppelte verbindungsprogrammierte Steuerschaltung 122 erkennt, dass die Tastenkombination gedrückt wurde und erzeugt daraufhin ein Steuersignal, durch welches die CPU 116 deaktivier wird und ein elektronischer Schalter 124 umgestellt wird. Durch Umstellen des Schalters 124 stellt dieser eine Verbindung zwischen der Steuerschaltung 122 und einem MAC-Anschluss eines Ethernet-Controllers 126 bereit. Die Steuerschaltung 122 sendet daraufhin über das Kabel 110 Daten an einen DHCP-Server, um eine IP-Adresse für eine Datenkommunikation über das Internet 112 zu erhalten.To an operating system in the laptop 108 to install, ie corresponding system files on the hard disk 114 To save, the user has the laptop 108 over the cable 110 with the Internet 112 connected. When starting the laptop 108 the user presses a keyboard shortcut on a keyboard 120 of the laptop 108 , One with the keyboard 120 coupled connection-programmed control circuit 122 Detects that the key combination has been pressed and then generates a control signal through which the CPU 116 is deactivated and an electronic switch 124 is converted. By switching the switch 124 this provides a connection between the control circuit 122 and a MAC port of an Ethernet controller 126 ready. The control circuit 122 then sends over the cable 110 Data to a DHCP server to obtain an IP address for data communication over the Internet 112 to obtain.

Die Steuerschaltung 122 gibt über einen weiteren, lokalen Anschluss VGA-Graphikbefehle an eine Graphikkarte zum Steuern eines Bildschirms 128 des Laptops 108 aus. Hierdurch wird eine Anzeige auf dem Bildschirm 128 erzeugt, durch die der Benutzer aufgefordert wird, einen Freischaltcode zum Herunterladen eines Betriebsystems von einem mit dem Internet 112 verbundenen Server 130 des Herstellers des Laptops 108 einzugeben. Über die Tastatur 120 empfängt die Steuerschaltung 122 daraufhin die entsprechende Eingabe des Benutzers. Anstelle der Aufforderung kann dem Benutzer z. B. auch ein Menü mit Servern für Betriebsysteme angezeigt werden.The control circuit 122 Gives VGA graphics commands to a graphics card for controlling a screen via another local port 128 of the laptop 108 out. This will cause an ad to appear on the screen 128 generates an unlock code for downloading an operating system from one to the Internet 112 connected server 130 the manufacturer of the laptop 108 enter. About the keyboard 120 receives the control circuit 122 then the corresponding input of the user. Instead of the request, the user z. For example, a menu of servers for operating systems will be displayed.

Auf der Grundlage der Benutzereingabe stellt die Steuerschaltung 122 eine TCP/IP-Verbindung über das Internet 112 zu dem Server 130 her. Dieser gibt eine HTML-Datei aus, die über das Internet 112 zum Laptop 108 übertragen wird. Die Steuerschaltung 122 weist einen HTML-Renderer auf, mittels welchem anhand der Daten aus der HTML-Datei weitere Graphikbefehle erzeugt werden, die auf dem Bildschirm 128 eine Anzeige der durch die HTML-Datei beschriebenen HTML-Seite erzeugen. Diese enthält ein Bedienmenü zum Auswählen eines Betriebssystems, das auf der Festplatte 114 installiert werden soll. Der Benutzer kann über Tasten 132 oder ein Mousepad 134 der Tastatur 120 eine entsprechende Auswahl treffen.Based on the user input sets the control circuit 122 a TCP / IP connection over the Internet 112 to the server 130 ago. This will output an HTML file over the internet 112 to the laptop 108 is transmitted. The control circuit 122 has an HTML renderer, by means of which, based on the data from the HTML file, further graphics commands are generated which are displayed on the screen 128 generate an indication of the HTML page described by the HTML file. This contains a control menu for selecting an operating system that is on the hard disk 114 to be installed. The user can via buttons 132 or a mousepad 134 the keyboard 120 make an appropriate selection.

Die Signale der Tastatur 120 werden von den Steuerschaltung 122 in Auswahlbefehle umgesetzt, die an den Server 130 übertragen werden. Diese sendet anschließend zusammen mit einer Speicherungsanforderung die Systemdateien des ausgewählten Betriebssystems. Die Speicherungsanforderung wird von der Steuerschaltung 122 in Steuerbefehle für die Festplatte 114 umgewandelt, die daraufhin die Systemdateien von der Steuerschaltung 122 entgegennimmt und speichert.The signals of the keyboard 120 be from the control circuit 122 implemented in selection commands sent to the server 130 be transmitted. It then sends the system files of the selected operating system along with a save request. The storage request is made by the control circuit 122 in control commands for the hard disk 114 which then converts the system files from the control circuit 122 receives and saves.

Durch einen Neustart des Laptops 108 wird der Schalter 124 wieder in seine Ausgangsstellung gebracht, in welcher er den Ethernet-Controller 126 mit der CPU 116 koppelt. Da der Benutzer bei dem Neustart nicht die Tastenkombination drückt, bleibt Steuerschaltung 122 inaktiv. Stattdessen booted die CPU 116 das neu installierte Betriebssystem. Das Laptop 108 steht von nun an für eine normale Benutzung bereit.By restarting the laptop 108 becomes the switch 124 brought back to its original position, in which he uses the Ethernet controller 126 with the CPU 116 coupled. Since the user does not press the key combination at the restart, control circuitry remains 122 inactive. Instead, the CPU is booted 116 the newly installed operating system. The laptop 108 is now ready for normal use.

Eine Neuinstallation eines Betriebssystems kann bei dem Laptop 108 jederzeit durch Drücken der Tastenkombination beim Starten des Laptops 108 ausgelöst werden. Dies ist beispielsweise sinnvoll, wenn ein Computervirus das installierte Betriebssystem und das BIOS auf dem EEPROM 118 manipuliert hat. Da weder die Steuerschaltung 122 und noch der Ethernet-Controller 126 noch die Graphikkarte mit Software betrieben werden, ist es bei dem Laptop 108 unmöglich, deren Funktionswiese mittels eines Computervirus oder ähnlicher bösartiger Software zu manipulieren.A reinstallation of an operating system may be at the laptop 108 at any time by pressing the key combination when starting the laptop 108 to be triggered. This is useful, for example, if a computer virus has the installed operating system and the BIOS on the EEPROM 118 has manipulated. Since neither the control circuit 122 and still the ethernet controller 126 even the graphics card are operated with software, it is the laptop 108 impossible to manipulate their functional meadow by means of a computer virus or similar malicious software.

Durch die Beispiele ist gezeigt, wie mittels einer vorprogrammierten Steuerschaltung eine vielseitig nutzbare und manipulationsgeschützte Steuerung von elektronischen Geräten über eine große Distanz hinweg ermöglicht werden kann.The examples show how a multipurpose and manipulation-protected control of electronic devices over a long distance can be made possible by means of a preprogrammed control circuit.

Claims (15)

Schaltungsanordnung (20, 42, 84, 104, 122) zum Steuern eines elektronischen Geräts (12, 22, 80, 86, 96, 100, 114, 128, 130), wobei die Schaltungsanordnung (20, 42, 84, 104, 122) a) zumindest einen ersten elektrischen Anschluss (36, 60) und einen davon verschiedenen zweiten elektrischen Anschluss (38, 62–70) mit jeweils wenigstens einem elektrischen Anschlusskontakt aufweist; und b) dazu ausgebildet ist, zumindest über einen der Anschlüsse (36, 38, 60, 66–70) Eingangsdaten zu empfangen und zumindest an einem der Anschlüsse (36, 38, 60, 62, 64) Steuerdaten für das Gerät auszugeben; und c) als verbindungsprogrammierte Steuerung bereitgestellt ist; dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsanordnung (20, 42, 84, 104, 122) dazu ausgebildet ist, d) den ersten Anschluss (36, 60) als Netzwerkschnittstelle zu betreiben und hierbei die über diesen Anschluss übertragenen Daten mit einer externen Schaltung (18, 82, 106, 126) gemäß einem vorbestimmten Schnittstellenprotokoll auszutauschen, durch welches ein Ablauf einer Kommunikation zwischen einer Schicht-3-Einheit (IP, L3) und einer Schicht-2-Einheit (L2, MAC) des ISO-OSI-Referenzmodells festgelegt ist, wobei die Schaltungsanordnung (20, 42, 84, 104, 122) beim Austausch der Daten der Schicht-3-Einheit (IP, L3) entspricht; und e) die Steuerdaten aus den Eingangsdaten durch Verarbeiten der Eingangsdaten derart zu erzeugen, dass die Steuerdaten dazu geeignet sind, eine Betriebsweise des elektronischen Geräts (12, 22, 80, 86, 96, 100, 114, 128, 130) zu steuern, wobei die Steuerdaten von den Eingangsdaten verschieden sind; und f) den zweiten Anschluss (38, 62–70) als eine weitere, lokale Schnittstelle zu betreiben und hierbei diejenigen Steuerdaten, welche die Schaltungsanordnung (20, 42, 84, 104, 122) aus über eine der Schnittstellen empfangenen Eingangsdaten erzeugt, über die jeweils andere Schnittstelle auszugeben.Circuit arrangement ( 20 . 42 . 84 . 104 . 122 ) for controlling an electronic device ( 12 . 22 . 80 . 86 . 96 . 100 . 114 . 128 . 130 ), wherein the circuit arrangement ( 20 . 42 . 84 . 104 . 122 ) a) at least one first electrical connection ( 36 . 60 ) and a different second electrical connection ( 38 . 62 - 70 ) each having at least one electrical connection contact; and b) is adapted to at least one of the terminals ( 36 . 38 . 60 . 66 - 70 ) Receive input data and at least at one of the terminals ( 36 . 38 . 60 . 62 . 64 ) Output control data for the device; and c) is provided as connection-programmed control; characterized in that the circuit arrangement ( 20 . 42 . 84 . 104 . 122 ) is designed to d) the first connection ( 36 . 60 ) as a network interface and in this case the data transmitted via this connection with an external circuit ( 18 . 82 . 106 . 126 ) according to a predetermined interface protocol, by which a sequence of communication between a layer 3 unit (IP, L3) and a layer 2 unit (L2, MAC) of the ISO-OSI reference model is determined, wherein the circuit arrangement ( 20 . 42 . 84 . 104 . 122 ) when exchanging the Layer 3 unit data (IP, L3); and e) generating the control data from the input data by processing the input data such that the control data is suitable for controlling an operation of the electronic device ( 12 . 22 . 80 . 86 . 96 . 100 . 114 . 128 . 130 ), wherein the control data is different from the input data; and f) the second port ( 38 . 62 - 70 ) as a further, local interface and in this case those control data which the circuit arrangement ( 20 . 42 . 84 . 104 . 122 ) generated from one of the interfaces received input data to output via the respective other interface. Schaltungsanordnung (20, 42, 84, 104, 122) nach Anspruch 1, wobei ein für die Verarbeitung der Eingangsdaten gemäß dem Merkmal e) ausgelegter Anwendungs-Schaltungsteil (34, 48, 50, 54–58) mit dem ersten Anschluss (36, 60) über einen Kommunikationsschaltungsteil (28–32) gekoppelt ist, welcher dazu ausgelegt ist, Daten innerhalb der Schaltungsanordnung (20, 42, 84, 104, 122) zwischen dem Anwendungs-Schaltungsteil (34, 48, 50, 54–58) und dem ersten Anschluss (36, 60) in einer Weise zu übertragen, wie es durch das ISO-OSI-Referenzmodell für eine Kombination von Einheiten der Schichten drei bis sieben (L3–L7) vorgeschrieben ist.Circuit arrangement ( 20 . 42 . 84 . 104 . 122 ) according to claim 1, wherein an application circuit part (17) designed for processing the input data according to feature e) 34 . 48 . 50 . 54 - 58 ) with the first connection ( 36 . 60 ) via a communication circuit part ( 28 - 32 ) which is adapted to store data within the circuit arrangement ( 20 . 42 . 84 . 104 . 122 ) between the application circuit part ( 34 . 48 . 50 . 54 - 58 ) and the first connection ( 36 . 60 ) in a manner as prescribed by the ISO-OSI reference model for a combination of units of layers three to seven (L3-L7). Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein für die Verarbeitung der Eingangsdaten gemäß dem Merkmal e) ausgelegter Anwendungs-Schaltungsteil (34, 48, 50, 54–58) mit dem ersten Anschluss (36, 60) über einen TOP/IP-Schaltungsteil (28, 30) gekoppelt ist, der dazu ausgelegt ist, Daten innerhalb der Schaltungsanordnung zwischen dem Anwendungs-Schaltungsteil (34, 48, 50, 54–58) und dem ersten Anschluss (36, 60) in einer Weise zu übertragen, wie sie für eine Kombination aus einer Internet-Schicht (IP) und einer Transport-Schicht (TCP/UDP) eines TOP/IP-Protokollstapels vorgeschrieben ist.Circuit arrangement according to claim 1 or 2, wherein an application circuit part (FIG. 1) designed for processing the input data according to feature e) 34 . 48 . 50 . 54 - 58 ) with the first connection ( 36 . 60 ) via a TOP / IP circuit part ( 28 . 30 ), which is adapted to transfer data within the circuit arrangement between the application circuit part ( 34 . 48 . 50 . 54 - 58 ) and the first connection ( 36 . 60 ) in a manner as prescribed for a combination of an Internet Layer (IP) and a Transport Layer (TCP / UDP) of a TOP / IP protocol stack. Schaltungsanordnung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei durch das Schnittstellenprotokoll eine Kommunikation zwischen einer Schicht-2-Einheit (L2) und einer IP-Einheit (IP) festgelegt ist.Circuit arrangement ( 20 ) according to any one of the preceding claims, wherein communication between a layer 2 unit (L2) and an IP unit (IP) is determined by the interface protocol. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei durch das Schnittstellenprotokoll eine Kommunikation zwischen einer Schicht-3-Einheit (IP, L3) und einer Ethernet-Einheit (L2, MAC) festgelegt ist.Circuit arrangement according to one of the preceding claims, wherein a communication between a layer-3 unit (IP, L3) and an Ethernet unit (L2, MAC) is determined by the interface protocol. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verarbeiten der Eingangsdaten gemäß dem Merkmal e) in dem ISO-OSI-Referenzmodell einer Verarbeitung durch eine mit einer Schicht-7-Einheit (L7) kommunizierenden Anwendungseinheit (APP) entspricht.Circuit arrangement according to one of the preceding claims, wherein the processing of the input data according to feature e) in the ISO-OSI reference model corresponds to processing by an application unit (APP) communicating with a layer 7 unit (L7). Schaltungsanordnung (42, 122) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die zudem dazu ausgelegt ist, über die Netzwerkschnittstelle Anforderungsdaten auszugeben, die dazu ausgelegt sind, eine Zuteilung einer IP-Adresse in einem IP-Netzwerk (112), bevorzugt gemäß einem DHCP, zu bewirken.Circuit arrangement ( 42 . 122 ) according to any one of the preceding claims, which is further adapted to issue, via the network interface, request data adapted to allocate an IP address in an IP network ( 112 ), preferably in accordance with a DHCP. Schaltungsanordnung (42, 104, 122) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die dazu ausgelegt ist, über die Netzwerkschnittstelle zumindest einen Teil der Eingangsdaten zu empfangen, aus diesen Eingangsdaten Bilddaten zu erzeugen und die Bilddaten über die lokale Schnittstelle als Steuerdaten für einen Bildschirm (100, 128) eines Computers auszugeben, wobei die Schaltungsanordnung (42, 104, 122) bevorzugt dazu ausgebildet ist, Daten in einem HTML-Format als Eingangsdaten zu verarbeiten.Circuit arrangement ( 42 . 104 . 122 ) according to one of the preceding claims, which is adapted to receive, via the network interface, at least part of the input data, to generate image data from these input data and to use the local interface as control data for a screen ( 100 . 128 ) of a computer, the circuit arrangement ( 42 . 104 . 122 ) is preferably designed to process data in an HTML format as input data. Schaltungsanordnung (122) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die dazu ausgelegt ist, über die Netzwerkschnittstelle zumindest einen Teil der Eingangsdaten zu empfangen, aus diesen Eingangsdaten Steuerbefehle für eine Computer-Festplatte (HDD, 114) zu erzeugen und die Steuerbefehle über die lokale Schnittstelle als Steuerdaten für die Computer-Festplatte (HDD, 114) auszugeben.Circuit arrangement ( 122 ) according to one of the preceding claims, which is adapted to receive via the network interface at least a part of the input data, from these input data control commands for a computer hard disk (HDD, 114 ) and generate the control commands via the local interface as control data for the computer hard disk (HDD, 114 ). Schaltungsanordnung (42) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die dazu ausgelegt ist, über die Netzwerkschnittstelle zumindest einen Teil der Eingangsdaten zu empfangen, und bei der durch zumindest zwei unterschiedliche Anwendungs-Schaltungsteile (54–56) eine unterschiedliche Verarbeitung dieser Eingangsdaten gemäß Merkmal e) ermöglicht ist, wobei die unterschiedlichen Anwendungs-Schaltungsteile gemeinsam über einen weiteren Schaltungsteil (52) mit dem ersten Anschluss (60) gekoppelt sind und dieser weitere Schaltungsteil (52) dazu ausgelegt ist, zumindest einen Teil der über die Netzwerkschnittstelle empfangenen Eingangsdaten in Abhängigkeit von in den Eingangsdaten enthaltenen Informationen an einen der zumindest zwei unterschiedlichen Anwendungs-Schaltungsteile (54–56) weiterzuleiten.Circuit arrangement ( 42 ) according to one of the preceding claims, which is designed to receive at least a part of the input data via the network interface, and in which at least two different application circuit parts ( 54 - 56 ) a different processing of these input data according to feature e) is made possible, wherein the different application circuit parts together via a further circuit part ( 52 ) with the first connection ( 60 ) and this further circuit part ( 52 ) is adapted to at least a part of the input data received via the network interface in dependence on information contained in the input data to one of at least two different application circuit parts ( 54 - 56 ) forward. Schaltungsanordnung (24) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die dazu ausgelegt ist, die Eingangsdaten gemäß einem vorbestimmten Verfahren verschlüsselt und/oder die Steuerdaten gemäß einem vorbestimmten Verfahren zu verschlüsseln und/oder die Verarbeitung gemäß Merkmal e) nur dann durchzuführen, falls zuvor ein vorbestimmtes Passwort (PASSWD) enthaltende Daten über eine der Schnittstellen empfangen worden sind.Circuit arrangement ( 24 ) according to one of the preceding claims, which is adapted to encrypt the input data according to a predetermined method and / or to encrypt the control data according to a predetermined method and / or to perform the processing according to feature e) only if a predetermined password (PASSWD ) received data via one of the interfaces. Schaltungsanordnung (20, 84) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die dazu ausgelegt ist, über die lokale Schnittstelle zumindest einen Teil der Eingangsdaten zu empfangen und daraus eine computerlesbare Datei, in welcher durch die Eingangsdaten repräsentierte Informationen gespeichert sind und die zur Verarbeitung durch einen als Web-Client betriebenen Computer (12, 80) ausgelegt ist, zu erzeugen und die Datei über die Netzwerkschnittstelle als Steuerdaten für den als Web-Client betriebenen Computer (12, 80) auszugeben, wobei in der Datei die Informationen bevorzugt in einem HTML-Format gespeichert sind.Circuit arrangement ( 20 . 84 ) according to one of the preceding claims, which is adapted to receive via the local interface at least a part of the input data and therefrom a computer readable file in which information represented by the input data is stored and that for processing by a computer operated as a web client ( 12 . 80 ) and generate the file via the network interface as control data for the web client-operated computer ( 12 . 80 ), wherein in the file the information is preferably stored in an HTML format. Schaltungsanordnung (42, 104, 122) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die dazu ausgelegt ist, zumindest einen Teil der Eingangsdaten über die lokale Schnittstelle von zumindest einer Eingabeeinrichtung, insbesondere einer Tastatur (98, 132) und/oder einer Computermaus (102, 134), zu empfangen und zu verarbeiten.Circuit arrangement ( 42 . 104 . 122 ) according to one of the preceding claims, which is adapted to at least a part of the input data via the local interface of at least one input device, in particular a keyboard ( 98 . 132 ) and / or a computer mouse ( 102 . 134 ), receive and process. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die als zumindest ein IP-Core und/oder zumindest ein ASIC und/oder zumindest ein FPGA bereitgestellt ist.Circuit arrangement according to one of the preceding claims, which is provided as at least one IP core and / or at least one ASIC and / or at least one FPGA. Verfahren zum Herstellen einer Schaltungsanordnung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, mit den Schritten: – Erzeugen einer Beschreibung der verbindungsprogrammierten Steuerung, wobei die Beschreibung bevorzugt in einer Hardwarebeschreibungssprache, insbesondere Verilog oder VHDL, bereitgestellt ist; – Erzeugen von zumindest einem IP-Core anhand der Beschreibung.Method for producing a circuit arrangement according to one of the preceding claims, with the steps: Generating a description of the connection-programmed control, the description preferably being provided in a hardware description language, in particular Verilog or VHDL; - Generate at least one IP core based on the description.
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