DE102011105712B4 - Coupling device for communication devices - Google Patents

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    • H01R24/62—Sliding engagements with one side only, e.g. modular jack coupling devices

Abstract

Ankopplungseinrichtung für ein Kommunikationsgerät an ein ethernetbasiertes Datennetzwerk eines Automatisierungssystems, aufweisend ein Steckbuchsengehäuse (3) mit einer Anzahl von elektrischen Kontakten, die eine Anschlusskontakteinrichtung (7) bilden, wobei die elektrischen Kontakte aus dem Steckbuchsengehäuse (3) herausgeführt und zur Leiterplattenmontage ausgebildet sind, und wobei das Steckbuchsengehäuse (3) zumindest teilweise von einer Abschirmung umschlossen ist und wenigstens zwei Steckbuchsen (1, 2) beinhaltet, ferner aufweisend einen Chip (6) mit einem integrierten Schaltkreis, wobei der integrierte Schaltkreis wenigstens zwei Ethernet-Ports und wenigstens eine applikationsspezifische Schnittstelle bereitstellt, wobei jeder Ethernet-Port mit jeweils einer Steckbuchse (1, 2) in Verbindung steht und die applikationsspezifische Schnittstelle mit den elektrischen Kontakten verbunden ist, und wobei der Chip (6) mit dem integrierten Schaltkreis innerhalb des Steckbuchsengehäuse (3) angeordnet ist, wobei in dem integrierten Schaltkreis verschiedene Kommunikationsschnittstellen implementiert sind, wobei über einen im integrierten Schaltkreis integrierten Multiplexer eine benötigte Schnittstelle auswählbar ist und auf die elektrischen Anschlusskontakte der Anschlusseinrichtung (7) der Ankopplungseinrichtung ausgeben werden, so dass eine auswählbare applikationsspezifische Schnittstelle (12) bereitgestellt wird.Coupling device for a communication device to an Ethernet-based data network of an automation system, comprising a socket housing (3) with a number of electrical contacts which form a connection contact device (7), the electrical contacts being led out of the socket housing (3) and designed for circuit board assembly, and wherein the socket housing (3) is at least partially enclosed by a shield and contains at least two sockets (1, 2), further comprising a chip (6) with an integrated circuit, the integrated circuit at least two Ethernet ports and at least one application-specific interface each Ethernet port is connected to a socket (1, 2) and the application-specific interface is connected to the electrical contacts, and the chip (6) with the integrated circuit within the socket housing (3 ) is arranged, wherein various communication interfaces are implemented in the integrated circuit, wherein a required interface can be selected via a multiplexer integrated in the integrated circuit and output to the electrical connection contacts of the connection device (7) of the coupling device, so that a selectable application-specific interface (12 ) provided.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Ankopplung eines Kommunikationsgerätes an ein ethernetbasiertes Datennetzwerk für ein Automatisierungssystem.The present invention relates to a device for coupling a communication device to an Ethernet-based data network for an automation system.

In der Automatisierungstechnik haben sich für eine Vernetzung zwischen den einzelnen Geräten bzw. Komponenten eines Automatisierungssystems, die in einer Anlage oder Maschine räumlich verteilt sind, ethernetbasierte Netzwerke etabliert. Ein solches auf dem Ethernet basierendes Automatisierungsnetzwerk ist beispielsweise das PROFINET.In automation technology, Ethernet-based networks have become established for networking between the individual devices or components of an automation system that are spatially distributed in a plant or machine. One such automation network based on Ethernet is PROFINET, for example.

Die Geräte bzw. Komponenten eines Automatisierungssystems können Steuerungseinrichtungen wie speicherprogrammierbare Steuerungen und I/O Geräte beispielsweise zur Ansteuerung von Sensoren und Aktoren sein, die im Zusammenwirken die anfallenden Automatisierungsaufgaben umsetzen und lösen. Um die bei Automatisierungsbussystemen verbreitete Ring- bzw. Lienentopologie bei einem ethernetbasierten Datennetzwerk zu gewährleisten, sind die entsprechenden Geräte in der Regel mit zwei Ethernet Anschlüssen ausgestattet.The devices or components of an automation system can be control devices such as programmable logic controllers and I / O devices, for example for controlling sensors and actuators, which work together to implement and solve the automation tasks that arise. In order to guarantee the ring or line topology widespread in automation bus systems in an Ethernet-based data network, the corresponding devices are usually equipped with two Ethernet connections.

Eine doppelte Ethernet-Anbindung erfolgt in der Regel über einen in die Geräte integrierbaren Ethernet-Adapter, der wenigstens zwei RJ45 Buchsen oder eine RJ45 Doppelbuchse und einen integrierten Ethernet Schaltkreis (IC) besitzt. Der Ethernet IC stellt zwei Ethernet Ports bereit, die jeweils über einen Übertragerbaustein mit den Kontaktfedern in den RJ45 Buchsen elektrisch verbunden sind. Der IC verfügt des Weitern zumindest über eine applikationsspezifische Schnittstelle, die eine elektrische und Datentechnische Verbindung mit den Geräteapplikationen bereitstellen kann. Solche Geräteapplikationen können durch seriell bzw. parallel ansteuerbare Ein-/Ausgangstreiber oder Mikrokontroller bereitgestellt werden, die über eine entsprechende Schnittstelle mit dem Ethernet IC kommunizieren. Alternativ sind mit den Ethernet ICs auch Umsetzer zum Beispiel für andere Bussysteme wie PROFIBUS, CAN (Controller Area Network) oder PCI (Peripheral Component Interconnect) realisierbar.A double Ethernet connection is usually made via an Ethernet adapter that can be integrated into the devices and that has at least two RJ45 sockets or one RJ45 double socket and an integrated Ethernet circuit (IC). The Ethernet IC provides two Ethernet ports, each of which is electrically connected to the contact springs in the RJ45 sockets via a transformer module. The IC also has at least one application-specific interface that can provide an electrical and data connection with the device applications. Such device applications can be provided by serial or parallel controllable input / output drivers or microcontrollers that communicate with the Ethernet IC via a corresponding interface. Alternatively, converters for other bus systems such as PROFIBUS, CAN (Controller Area Network) or PCI (Peripheral Component Interconnect) can also be implemented with the Ethernet ICs.

Neben der RJ45 basierten Vernetzung über verdrillte Zweidrahtleitungen können auch SC-RJ und also Faserbasierte optische Systeme mit Lichtwellenleiten (LWL) eingesetzt werden. Anstelle der Kontaktfedern und den Übertragerbausteinen verfügen diese Ethernet-Adapter über optoelektronische Transceiverbausteine, die in entsprechenden LWL-Buchsen angeordnet sein können.In addition to RJ45-based networking via twisted two-wire lines, SC-RJ and fiber-based optical systems with fiber optic cables can also be used. Instead of the contact springs and the transmitter modules, these Ethernet adapters have optoelectronic transceiver modules that can be arranged in corresponding fiber optic sockets.

Der Ethernet IC, die Übertragerbausteine sowie die RJ45 Buchsen oder entsprechend LWL-Bchsen können als Modul auf einer gemeinsamem Leiterplatte zusammengefasst sein, die über eine Kontakteinrichtung steckbar und/oder lötbar mit einer Hauptplatine eines Gerätes verbunden werden können.The Ethernet IC, the transmitter modules and the RJ45 sockets or corresponding fiber optic sockets can be combined as a module on a common printed circuit board, which can be plugged and / or soldered to a main board of a device via a contact device.

Nachteilig an solchen Adaptermodulen ist, dass deren Leiterplatten komplex aufgebaut sind und einen hohen Bauteileaufwand verursachen. Des Weiteren ist in den Geräten, in denen diese Module eingesetzt werden sollen, ein entsprechend großer Platzbedarf zu berücksichtigen.The disadvantage of such adapter modules is that their circuit boards have a complex structure and require a large number of components. Furthermore, a correspondingly large space requirement must be taken into account in the devices in which these modules are to be used.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, die oben angeführten Nachteile zu beseitigen.The invention is therefore based on the object of eliminating the above-mentioned disadvantages.

Als Stand der Technik wird auf die US 4 686 506 A verwiesen, welche elektrische Verbindungen beispielsweise zwischen Endgeräten, Druckern oder Ein-/Ausgabe-Geräte unter Verwendung von standardisierten Schnittstellen des RS-232C Standards betrifft. Die US 7 837 511 B2 betrifft eine elektrische Verbindungsanordnung, wobei dort nicht offenbart ist, dass diese in einem ethernetbasierten Datennetzwerk eingesetzt werden kann. Auch die US 6 381 283 B1 nennt keine konkreten Automatisierungsaufgaben, die mit dem dort vorgeschlagenen integrierten Verbindungsmodul zu lösen sind. Die US 2004/0 197 104 A1 offenbart optische Verbindungsmodule, die lediglich eine Verbindung herstellen, ohne dass sie in ein Automatisierungssystem eingreifen.The prior art is based on the U.S. 4,686,506 A referred to which electrical connections, for example, between terminals, printers or input / output devices using standardized interfaces of the RS-232C standard. the US 7 837 511 B2 relates to an electrical connection arrangement, although it does not disclose that it can be used in an Ethernet-based data network. Also the US 6,381,283 B1 does not name any specific automation tasks that can be solved with the integrated connection module proposed there. the US 2004/0 197 104 A1 discloses optical interconnect modules that merely establish a connection without intervening in an automation system.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die vorliegende Erfindung eine Ankopplungseinrichtung gemäß Anspruch 1 vor. Demgemäß ist eine Ankopplungseinrichtung für ein Kommunikationsgerät an ein ethernetbasiertes Datennetzwerk eines Automatisierungssystems vorgeschlagen, umfassend ein Steckbuchsengehäuse mit einer Anzahl von elektrischen Kontakten, die eine Anschlusskontakteinrichtung bilden, wobei die Kontakte aus dem Steckbuchsengehäuse herausgeführt und zur Leiterplattenmontage ausgebildet sind. Das Steckbuchsengehäuse ist zumindest Teilweise von einer Abschirmung umschlossen und beinhaltet wenigstens zwei Steckbuchsen. In den Bereichen, in denen die Steckbuchsen im Gehäuse angeordnet sind bzw. in denen die Anschlusseinrichtungen aus dem Gehäuse herausgeführt sind, weist die Abschirmung, die beispielsweise ein Schirmblech umfassen kann, entsprechende Durchführungsöffnungen auf. Die Ankopplungseinrichtung umfasst ferner einen Chip mit einem integrierten Schaltkreis, wobei der integrierte Schaltkreis wenigstens zwei Ethernet-Ports und wenigstens eine applikationsspezifische Schnittstelle bereitstellt. Jeder Ethernet-Port steht mit jeweils einer Steckbuchse in Verbindung. Die applikationsspezifische Schnittstelle ist mit den elektrischen Kontakten verbunden. Der Chip mit dem integrierten Schaltkreis ist innerhalb des Steckbuchsengehäuse angeordnet. In dem integrierten Schaltkreis sind verschiedene Kommunikationsschnittstellen implementiert, wobei über einen im integrierten Schaltkreis integrierten Multiplexer eine benötigte Schnittstelle auswählbar ist und auf die elektrischen Anschlusskontakte der Anschlusseinrichtung der Ankopplungseinrichtung ausgeben werden, so dass eine auswählbare applikationsspezifische Schnittstelle bereitgestellt wird.To achieve this object, the present invention proposes a coupling device according to claim 1. Accordingly, a coupling device for a communication device to an Ethernet-based data network of an automation system is proposed, comprising a socket housing with a number of electrical contacts that form a connection contact device, the contacts being led out of the socket housing and designed for circuit board mounting. The socket housing is at least partially enclosed by a shield and contains at least two sockets. In the areas in which the plug sockets are arranged in the housing or in which the connection devices are led out of the housing, the shielding, which can comprise a shield plate, for example, has corresponding feed-through openings. The coupling device further comprises a chip with an integrated circuit, the integrated circuit providing at least two Ethernet ports and at least one application-specific interface. Each Ethernet port is connected to a socket. The application-specific interface is connected to the electrical contacts. The chip with the integrated circuit is arranged inside the socket housing. There are several in the integrated circuit Communication interfaces implemented, wherein a required interface can be selected via a multiplexer integrated in the integrated circuit and output to the electrical connection contacts of the connection device of the coupling device, so that a selectable application-specific interface is provided.

Mit der Ankopplungseinrichtung wird somit ein hybridintegriertes Adapter-Bauelement zur Verfügung gestellt, das für seine äußere Umwelt nur zwei Ethernet-Buchsen und eine applikationsspezifische Schnittstelle bereitstellt.
Die applikationsspezifische Schnittstelle kann idealer Weise als Kontaktpfostenreihe ausgebildet aus dem Gehäuse herausgeführt sein, so dass die hybridintegrierte Ethernet-Doppelbuchse mit applikationsspezifischer Schnittstelle direkt auf eine Hauptplatine eines jeweiligen Gerätes aufgelötet werden kann. Die Integration ermöglich neben der Reduktion von Bauelementen und entsprechendem Platinenplatz auch verbesserte elektrische Bauelementeigenschaften. Die elektrischen Verbindungen zwischen den Ethernet-Buchsen und dem integrierten Schaltkreis sind durch die Abschirmung um das Gehäuse vor EMV Störeinstrahlungen geschützt.With the coupling device, a hybrid-integrated adapter component is thus made available which only provides two Ethernet sockets and an application-specific interface for its external environment.
The application-specific interface can ideally be designed as a row of contact posts out of the housing, so that the hybrid-integrated Ethernet double socket with application-specific interface can be soldered directly onto a main board of a respective device. In addition to reducing the number of components and the corresponding board space, the integration also enables improved electrical component properties. The electrical connections between the Ethernet sockets and the integrated circuit are protected from EMC interference by the shielding around the housing.

Die Reduzierung der Bauteile hat zusätzlich einen positiven Einfluss auf den Design-In-Aufwand, d.h. lange bevor eine Vorrichtung final qualifiziert wird, da nur die eine hybridintegrierte Ankopplungseinrichtung mit ihrer einen Kontaktpfostenreihe auf der Gehäuseunterseite beim Design einer Hauptplatine berücksichtigt werden muss. Des Weiteren werden die Fertigungskosten für eine Hauptplatine reduziert, da nur das eine Bauelement zu bestücken ist.The reduction in the number of components also has a positive effect on the design-in effort, i.e. long before a device is finally qualified, as only the one hybrid-integrated coupling device with its one row of contact posts on the underside of the housing needs to be taken into account when designing a motherboard. Furthermore, the production costs for a motherboard are reduced, since only one component needs to be populated.

Die Steckbuchsen können zum Bereitstellen einer elektrischen Steckverbindung ausgebildet sein, wobei jeder Steckbuchse ein im Gehäuse integrierte Übertrager zugeordnet sein kann. Mit einer entsprechenden Geometrie der Steckbuchse und einer Anzahl entsprechend angeordneter Kontaktfedern können die in der Netzwerktechnik bevorzugten RJ45 Buchsen realisiert werden.The sockets can be designed to provide an electrical plug connection, with each socket being able to be assigned a transformer integrated in the housing. The RJ45 sockets preferred in network technology can be implemented with a corresponding socket geometry and a number of appropriately arranged contact springs.

Alternativ können die Steckbuchsen zum Bereitstellen einer optischen Steckverbindung ausgebildet sein, wobei jeder der Steckbuchsen ein im Gehäuse integrierter Transceiver zuzuordnen ist. Somit sind alternativ zu den RJ45 auch SC-RJ Steckverbinder für lichtwellenleiterbasierte Netzwerke mit der Erfindung realisierbar.Alternatively, the sockets can be designed to provide an optical plug connection, each of the sockets being assigned a transceiver integrated in the housing. As an alternative to the RJ45, SC-RJ connectors for fiber optic-based networks can therefore also be implemented with the invention.

Die Ethernet-Ports, die von dem im Gehäuse angeordneten integrierten Schaltkreis bereitgestellt sind, können sowohl jeweils eine Echtzeit-Ethernet-, eine PROFINET-, als auch eine Profinet IRT-Schnittstelle bereitstellen. Somit ermöglicht das erfindungsgemäße hybridintegrierte Adapter-Bauelement Netzwerkseitig eine Anbindung an die gängigen Automatisierungsbussysteme.The Ethernet ports, which are provided by the integrated circuit arranged in the housing, can each provide both a real-time Ethernet, a PROFINET and a Profinet IRT interface. The hybrid-integrated adapter component according to the invention thus enables a connection to the common automation bus systems on the network side.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von bevorzugten, jedoch lediglich beispielhaften Ausführungsformen unter Bezugnahme der beigefügten Zeichnungen detailliert beschrieben.The invention is described in detail below on the basis of preferred, but only exemplary embodiments with reference to the accompanying drawings.

In den Zeichnungen zeigen:

  • 1: eine Prinzipskizze einer Ankopplungseinrichtung mit zwei RJ45 Steckbuchsen mit zugeordneten Übertragerbausteinen, einem integrierten Schaltkreis und einer applikationsspezifischen Schnittstelle in einem geschirmten Gehäuse;
  • 2: eine Platine mit einer Ankopplungseinrichtung und einer seriellen Schnittstelle zur Ansteuerung eines Ein-/Ausgangstreiberbausteins,
  • 3: eine Platine mit einer Ankopplungseinrichtung und einer parallelen Schnittstelle zur Ansteuerung eines Ein-/Ausgangstreiberbausteins,
  • 4: eine Platine mit einer Ankopplungseinrichtung und einem Mikrokontroller mit einer seriellen Kommunikationsverbindung;
  • 5: eine Platine mit einer Ankopplungseinrichtung und einem über getrennte Adress- und Daten-Bus-Verbindungen ansteuerbaren Mikrokontroller;
  • 6: eine Platine für ein Gatewaymodul mit einer Ankopplungseinrichtung und einer Kontakteinrichtung,
  • 7: eine PCI Einsteckkarte mit einer Ankopplungseinrichtung.
In the drawings show:
  • 1 : a schematic diagram of a coupling device with two RJ45 sockets with assigned transmitter modules, an integrated circuit and an application-specific interface in a shielded housing;
  • 2 : a board with a coupling device and a serial interface for controlling an input / output driver module,
  • 3 : a board with a coupling device and a parallel interface for controlling an input / output driver module,
  • 4th : a circuit board with a coupling device and a microcontroller with a serial communication link;
  • 5 : a circuit board with a coupling device and a microcontroller that can be controlled via separate address and data bus connections;
  • 6th : a board for a gateway module with a coupling device and a contact device,
  • 7th : a PCI plug-in card with a coupling device.

Die 1 stellt den Aufbau einer erfindungsgemäßen Einrichtung zur Ankopplung eines Kommunikationsgeräts an ein PROFINET Datennetzwerk in einer skizzenhaften Aufsicht dar. Die Ankopplungseinrichtung umfasst ein Gehäuse 3, mit zwei integrierten Steckbuchsen 1 und 2. Die Steckbuchsen 1 und 2 sind im dargestellten Beispiel zur Aufnahme von RJ45 Steckern zum Beispiel eines vorliegenden ethernetbasierten PROFINET ausgebildet. Die RJ45 Stecker können durch die mit Pfeilen gekennzeichneten Richtung durch entsprechende Einstecköffnungen in das Gehäuse 3 eingesteckt werden. Das Gehäuse 3 kann mehrteilig aus Spritzgusskunststoffteilen zusammengesetzt sein, die bevorzugt von einer in der Figur nicht skizzierten metallischen Schirmung umschlossen sind. Die beiden RJ45 Steckbuchsen 1 und 2 sind jeweils mit den entsprechenden (in der Figur nicht gezeigten) Kontaktfedern ausgestattet, die zur elektrischen Kontaktierung der RJ45 Stecker geeignet sind.the 1 represents the structure of a device according to the invention for coupling a communication device to a PROFINET data network in a sketchy plan view. The coupling device comprises a housing 3 , with two integrated sockets 1 and 2 . The sockets 1 and 2 are designed in the example shown to accommodate RJ45 plugs, for example an existing Ethernet-based PROFINET. The RJ45 plugs can be inserted into the housing through the corresponding insertion openings in the direction marked with arrows 3 be plugged in. The case 3 can be composed in several parts from injection-molded plastic parts, which are preferably enclosed by a metallic shielding, not shown in the figure. The two RJ45 sockets 1 and 2 are each equipped with the corresponding contact springs (not shown in the figure) that are suitable for making electrical contact with the RJ45 connector.

Die Ankopplungseinrichtung umfasst ferner eine Anzahl von elektrischen Anschlusskontakten, die in der Figur als 1/0-Ports bezeichnet sind und die unterseitig aus dem Gehäuse 3 heraus sowie durch die Abschirmung geführt sind. Die Anschlusskontakte bilden eine Anschlusskontakteinrichtung 7, die als ein oder mehrreihige Kontaktpfostenleiste ausgebildet ist, die insbesondere zur Montage auf einer Leiterplatte 10 geeignet ist.The coupling device further comprises a number of electrical connection contacts, which are designated in the figure as 1/0 ports and which come out of the housing on the underside 3 out and through the shield. The connection contacts form a connection contact device 7th , which is designed as a single or multi-row contact post strip, in particular for mounting on a printed circuit board 10 suitable is.

In dem Gehäuse 3 der Ankopplungseinrichtung ist ein Chip 6 mit einem integrierten Schaltreis (im englischen Integrated Circuit, IC) vorgesehen, der eine hochintegrierte Single-Chip-Lösung für eine umfassende PROFINET Funktionalität bereitstellt.In the case 3 the coupling device is a chip 6th with an integrated circuit (IC), which provides a highly integrated single-chip solution for comprehensive PROFINET functionality.

Der Chip 6 verfügt über einen integrierten PROFINET Switch mit zwei parallelen physikalischen PROFINET Ports, die jeweils über einen in dem Gehäuse 3 integrierten Übertrager 4 und 5 mit den Kontaktfedern der Steckbuchsen 1 und 2 elektrisch verbunden sind. Der PROFINET Switch erfüllt bevorzugt die Anforderungen an eine isochrone Echtzeitfähigkeit gemäß den PROFINET IRT (Isochronous Real Time) Spezifikationen.The chip 6th has an integrated PROFINET switch with two parallel physical PROFINET ports, each with one in the housing 3 integrated transformer 4th and 5 with the contact springs of the sockets 1 and 2 are electrically connected. The PROFINET switch preferably meets the requirements for isochronous real-time capability in accordance with the PROFINET IRT (Isochronous Real Time) specifications.

Des Weiteren verfügt der Chip 6 über eine Schnittstelle mit einer Anzahl von General Purpose Input Output (GPIO)-Pins, die applikationsspezifisch konfigurierbar sind. In dem IC können verschiedene Kommunikationsschnittstellen implementiert sein, beispielsweise serielle und parallele Schnittstellen, Adress- und Datenbus-Interfaces für verschiedene Mikrokontrollertypen, Universal Serial Bus (USB) Schnittstellen oder Peripheral Component Interconnect Bus (PCI-BUS) Adapter. Über einen im IC integrierten Multiplexer ist ein benötigtes Interface auswählbar und kann auf die elektrischen Anschlusskontakte der Anschlusskontakteinrichtung 7 der Ankopplungseinrichtung ausgegeben werden.The chip also has 6th via an interface with a number of General Purpose Input Output (GPIO) pins that can be configured for specific applications. Various communication interfaces can be implemented in the IC, for example serial and parallel interfaces, address and data bus interfaces for various types of microcontroller, universal serial bus (USB) interfaces or peripheral component interconnect bus (PCI-BUS) adapters. A required interface can be selected via a multiplexer integrated in the IC and can access the electrical connection contacts of the connection contact device 7th the coupling device are output.

Mit der in der 1 dargestellten Ankopplungseinrichtung wird ein Dualport PROFINET Adapter für vernetzte Geräte in einem Automatisierungssystem bereitgestellt, der als hybridintegriertes Bauelement in einem RJ45 Doppelbuchsengehäuse untergebracht ist.With the in the 1 A dual-port PROFINET adapter for networked devices in an automation system is provided, which is accommodated as a hybrid-integrated component in an RJ45 double socket housing.

Die Ankopplungseinrichtung kann somit einfach auf einer Leiterplatte 10 montiert werden, wobei die elektrischen Anschlusskontakte der Anschlusskontakteinrichtung 7 eine universelle d.h. auswählbare applikationsspezifische Schnittstelle 12 bereitstellen.The coupling device can thus simply be on a printed circuit board 10 be mounted, the electrical connection contacts of the connection contact device 7th a universal, ie selectable, application-specific interface 12th provide.

Eine mögliche Applikation für die Ankopplungseinrichtung könnte zum Beispiel ein in 2 dargestelltes seriell ansteuerbares Treibermodul sein, dessen Leiterplatte 20 neben dem im Gehäuse 3 entsprechenden hybridintegrierten Bauelement einen seriellen Ein-/Ausgangstreiberbaustein 21 besitzt, an dem zwei Eingangsanschlussklemmen 25 und 26 sowie zwei Ausgangsanschlussklemmen 23 und 24 vorgesehen sind. Zwischen den I/O-Ports, d.h. zwischen der Anschlusskontakteinrichtung und dem Treiberbaustein 21 ist applikationsspezifisch eine bidirektionale serielle Schnittstelle mit zumindest eine RxD-, eine TxD-Leitung und eine Signalmasseverbindung vorgesehen.A possible application for the coupling device could, for example, be an in 2 be shown serially controllable driver module, its circuit board 20th next to the one in the housing 3 corresponding hybrid integrated component a serial input / output driver module 21 has two input terminals 25th and 26th as well as two output terminals 23 and 24 are provided. Between the I / O ports, ie between the connection contact device and the driver module 21 a bidirectional serial interface with at least one RxD, one TxD line and a signal ground connection is provided for the specific application.

Wie in der 3 dargestellt ist, kann ein entsprechender Ein-/Ausgangstreiberbaustein 31 mit zwei Eingangsanschlussklemmen 38, und 39 sowie zwei Ausgangsanschlussklemmen 36 und 37 auch über eine parallele Schnittstelle angesteuert werden.Like in the 3 is shown, a corresponding input / output driver module 31 with two input terminals 38 , and 39 as well as two output terminals 36 and 37 can also be controlled via a parallel interface.

Komplexere Steuerungs- und Regelungsapplikationen, z.B. eine elektronische Motorsteuerung, können innerhalb eines Steuerungssystems von einem Mikrokontroller mit PROFINET Anbindung durchgeführt werden, wie in den 4 und 5 skizziert ist.More complex control and regulation applications, for example an electronic motor controller, can be carried out within a control system by a microcontroller with PROFINET connection, as in the 4th and 5 is sketched.

Eine entsprechende Motorsteuerungskarte 40, 50 umfasst jeweils einen Mikrokontroller 41, 51 ggf. mit einer nicht dargestellten peripheren Beschaltung. Die Mikrokontroller 41, 51 sind jeweils über einen Port 44, 54 mit einem Motorsteuerbaustein 45, 55 verbunden, der unter anderem die Leistungselektronik für den Motor umfasst. Die PROFINET Ankopplung erfolgt mittels der hybridintegrierten Ankopplungseinrichtung. Die Datenkommunikation wischen dem Mikrokontroller und der Ankopplungseinrichtung erfolgt applikationsspezifisch über eine serielle Verbindung 42 oder wie in der 5 dargestellt, über einen getrennten Adressbus 52 und Datenbus 53. Der Adressbus 52 und der Datenbus 53 können zum Beispiel als 8-, 16- oder 32-Bit breite Schnittstellen ausgebildet sein.A corresponding motor control card 40 , 50 each includes a microcontroller 41 , 51 possibly with a peripheral circuit (not shown). The microcontrollers 41 , 51 are each via one port 44 , 54 with a motor control module 45 , 55 connected, which includes, among other things, the power electronics for the engine. The PROFINET coupling takes place by means of the hybrid-integrated coupling device. The data communication between the microcontroller and the coupling device is application-specific via a serial connection 42 or as in the 5 shown, via a separate address bus 52 and data bus 53 . The address bus 52 and the data bus 53 can be designed as 8-, 16- or 32-bit interfaces, for example.

Wie in den 6 und 7 zu entnehmen ist, ermöglicht die erfindungsgemäße hybridintegrierte Ankopplungseinrichtung auch Applikationsschnittstellen für andere Bussysteme. Eine in 6 skizzierte Adapterkarte 40 umfasst dazu eine mehrkanalige Anschlussklemmeinrichtung 42, die über eine entsprechende Anzahl von Verbindungsleitungen mit der Anschlusskontakteinrichtung 7 der Ankopplungseinrichtung verbunden ist. Die Adapterkarte 40 kann eine Schnittstelle zwischen PROFINET und CAN, UART oder USB bereitstellen.As in the 6th and 7th As can be seen, the hybrid-integrated coupling device according to the invention also enables application interfaces for other bus systems. One in 6th sketched adapter card 40 includes a multi-channel connection clamping device for this purpose 42 that have a corresponding number of connecting lines with the connection contact device 7th the coupling device is connected. The adapter card 40 can provide an interface between PROFINET and CAN, UART or USB.

Gemäß der Darstellung in 7 ist mit der vorliegenden Ankopplungseinrichtung applikationsspezifisch auch eine PC-Einsteckkarte für den PCI Bus realisierbar, wobei die Anschlusskontakteinrichtung 7 mit einer Anzahl von Verbindungsleitungen 52 mit einer PCI Steckverbindung 51 verbunden ist.As shown in 7th With the present coupling device, a PC plug-in card for the PCI bus can also be implemented in an application-specific manner, with the connection contact device 7th with a number of connecting lines 52 with a PCI connector 51 connected is.

Basierend auf vorstehender Beschreibung ist dem Fachmann ersichtlich, dass im Rahmen der Erfindung alternativ zu den Steckbuchsen gemäß 1 auch Steckbuchsen zum Bereitstellen einer optischen Steckverbindung vorgesehen sein können, wobei dann jeder der Steckbuchsen ein im Gehäuse integrierter optischer Transceiver zugeordnet ist. Somit sind alternativ zu den RJ45 auch SC-RJ Steckverbinder für lichtwellenleiterbasierte Netzwerke mit der Erfindung realisierbar.Based on the above description, it is apparent to a person skilled in the art that, within the scope of the invention, as an alternative to the sockets according to FIG 1 sockets for providing an optical plug connection can also be provided, in which case each of the sockets is assigned an optical transceiver integrated in the housing. As an alternative to the RJ45, SC-RJ connectors for fiber optic-based networks can therefore also be implemented with the invention.

Claims (11)

Ankopplungseinrichtung für ein Kommunikationsgerät an ein ethernetbasiertes Datennetzwerk eines Automatisierungssystems, aufweisend ein Steckbuchsengehäuse (3) mit einer Anzahl von elektrischen Kontakten, die eine Anschlusskontakteinrichtung (7) bilden, wobei die elektrischen Kontakte aus dem Steckbuchsengehäuse (3) herausgeführt und zur Leiterplattenmontage ausgebildet sind, und wobei das Steckbuchsengehäuse (3) zumindest teilweise von einer Abschirmung umschlossen ist und wenigstens zwei Steckbuchsen (1, 2) beinhaltet, ferner aufweisend einen Chip (6) mit einem integrierten Schaltkreis, wobei der integrierte Schaltkreis wenigstens zwei Ethernet-Ports und wenigstens eine applikationsspezifische Schnittstelle bereitstellt, wobei jeder Ethernet-Port mit jeweils einer Steckbuchse (1, 2) in Verbindung steht und die applikationsspezifische Schnittstelle mit den elektrischen Kontakten verbunden ist, und wobei der Chip (6) mit dem integrierten Schaltkreis innerhalb des Steckbuchsengehäuse (3) angeordnet ist, wobei in dem integrierten Schaltkreis verschiedene Kommunikationsschnittstellen implementiert sind, wobei über einen im integrierten Schaltkreis integrierten Multiplexer eine benötigte Schnittstelle auswählbar ist und auf die elektrischen Anschlusskontakte der Anschlusseinrichtung (7) der Ankopplungseinrichtung ausgeben werden, so dass eine auswählbare applikationsspezifische Schnittstelle (12) bereitgestellt wird.Coupling device for a communication device to an Ethernet-based data network of an automation system, comprising a socket housing (3) with a number of electrical contacts which form a connection contact device (7), the electrical contacts being led out of the socket housing (3) and designed for circuit board assembly, and wherein the socket housing (3) is at least partially enclosed by a shield and contains at least two sockets (1, 2), further comprising a chip (6) with an integrated circuit, the integrated circuit at least two Ethernet ports and at least one application-specific interface each Ethernet port is connected to a socket (1, 2) and the application-specific interface is connected to the electrical contacts, and the chip (6) with the integrated circuit within the socket housing (3 ) is arranged, wherein various communication interfaces are implemented in the integrated circuit, wherein a required interface can be selected via a multiplexer integrated in the integrated circuit and output to the electrical connection contacts of the connection device (7) of the coupling device, so that a selectable application-specific interface (12 ) provided. Ankopplungseinrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckbuchsen (1, 2) zum Bereitstellen einer elektrischen Steckverbindung ausgebildet sind, wobei jeder Steckbuchse jeweils ein im Gehäuse (3) integrierte Übertrager (4, 5) zugeordnet ist.Coupling device according to Claim 1 , characterized in that the sockets (1, 2) are designed to provide an electrical plug connection, each socket being assigned a transformer (4, 5) integrated in the housing (3). Ankopplungseinrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckbuchsen (1, 2) zum Bereitstellen einer optischen Steckverbindung ausgebildet sind, wobei jeder Steckbuchse jeweils ein im Gehäuse (3) integrierter Transceiver zugeordnet ist.Coupling device according to Claim 1 , characterized in that the sockets (1, 2) are designed to provide an optical plug connection, each socket being assigned a transceiver integrated in the housing (3). Ankopplungseinrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ethernet-Ports jeweils eine Echtzeit-Ethernet-Schnittstelle bereitstellen.Coupling device according to one of the preceding claims, characterized in that the Ethernet ports each provide a real-time Ethernet interface. Ankopplungseinrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ethernet-Ports jeweils eine PROFINET-Schnittstelle bereitstellen.Coupling device according to one of the preceding claims, characterized in that the Ethernet ports each provide a PROFINET interface. Ankopplungseinrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ethernet-Ports jeweils eine PROFINET IRT-Schnittstelle bereitstellen.Coupling device according to one of the preceding claims, characterized in that the Ethernet ports each provide a PROFINET IRT interface. Ankopplungseinrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die applikationsspezifische Schnittstelle einen Anschluss für eine serielle Datenleitung (22) bereitstellt, mit der ein Treiberbaustein (21) seriell ansteuerbar ist.Coupling device according to one of the preceding claims, characterized in that the application-specific interface provides a connection for a serial data line (22) with which a driver module (21) can be controlled in series. Ankopplungseinrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die applikationsspezifische Schnittstelle eine Anzahl von Anschlüssen für parallele Datenleitungen (32, 33, 34, 35) bereitstellt, über die der Treiberbaustein (31) parallel ansteuerbar ist.Coupling device according to one of the preceding claims, characterized in that the application-specific interface provides a number of connections for parallel data lines (32, 33, 34, 35) via which the driver module (31) can be controlled in parallel. Ankopplungseinrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die applikationsspezifische Schnittstelle eine Anzahl von Anschlüssen für eine serielle Datenleitung (42) zur Anbindung eines Mikrokontrollers (41) bereitstellt.Coupling device according to one of the preceding claims, characterized in that the application-specific interface provides a number of connections for a serial data line (42) for connecting a microcontroller (41). Ankopplungseinrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die applikationsspezifische Schnittstelle eine Anzahl von Anschlüssen zur Anbindung eines Mikrokontrollers (51) bereitstellt, die einen parallelen Adressbus (53) und einen parallelen Datenbus (54) bilden.Coupling device according to one of the preceding claims, characterized in that the application-specific interface provides a number of connections for connecting a microcontroller (51) which form a parallel address bus (53) and a parallel data bus (54). Ankopplungseinrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die applikationsspezifische Schnittstelle eine Anzahl von Anschlüssen zum Bereitstellen eines PCI-Bus bereitstellt.Coupling device according to one of the preceding claims, characterized in that the application-specific interface provides a number of connections for providing a PCI bus.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013103242B4 (en) 2013-03-28 2021-06-24 Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg Field device, communication chip and method for accessing a field device
CN104679117A (en) * 2013-11-29 2015-06-03 英业达科技有限公司 Computer system
DE102019212225A1 (en) 2019-08-14 2021-02-18 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Driver circuit for one or more optical transmitter components, receiver circuit for one or more optical receiver components for optical wireless communication and methods

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4686506A (en) 1983-04-13 1987-08-11 Anico Research, Ltd. Inc. Multiple connector interface
US6381283B1 (en) 1998-10-07 2002-04-30 Controlnet, Inc. Integrated socket with chip carrier
US20040197104A1 (en) 2003-01-09 2004-10-07 Doo Kyeong Hwan Optical module interfacing device and ethernet system using the same
US7837511B2 (en) 2008-01-22 2010-11-23 Hon Hai Precision Ind. Co., Ltd. Electrical connector having improved connecting module

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6308235B1 (en) * 1998-06-16 2001-10-23 Stratos Lightwave Multi-port communications device and associated methods
AU2003219490A1 (en) * 2002-04-10 2003-10-27 Powerdsine Ltd. Active local area network connector
US6881096B2 (en) * 2002-04-15 2005-04-19 Lantronix, Inc. Compact serial-to-ethernet conversion port

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4686506A (en) 1983-04-13 1987-08-11 Anico Research, Ltd. Inc. Multiple connector interface
US6381283B1 (en) 1998-10-07 2002-04-30 Controlnet, Inc. Integrated socket with chip carrier
US20040197104A1 (en) 2003-01-09 2004-10-07 Doo Kyeong Hwan Optical module interfacing device and ethernet system using the same
US7837511B2 (en) 2008-01-22 2010-11-23 Hon Hai Precision Ind. Co., Ltd. Electrical connector having improved connecting module

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