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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft ein elektronisches Datenverteilsteuergerät, insbesondere für ein Ethernet Netzwerk nach einem Standard aus der Familie der IEEE 802.3 Standards.
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In einem derartigen Datenverteilsteuergerät wird der Zugriff auf physische Schnittstellen zum Übertragen von Daten über ein Medium im Betrieb üblicherweise durch eine Medienzugriffsteuerung gesteuert. Bei Ethernet wird eine physische Schnittstelle im Ethernet Physical Layer mit PHY bezeichnet. Die Medienzugriffsteuerung im Ethernet Media Access Control Layer wird mit MAC bezeichnet.
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Dabei handelt es sich bei PHY und MAC um Halbleiterbauteile, die im Datenverteilsteuergerät separat voneinander angeordnet sind. Fällt der MAC aufgrund eines Fehlers aus, kann das Datenverteilsteuergerät über den MAC keine Daten mehr verteilen, da der Zugriff auf den PHY nicht mehr durch den MAC gesteuert werden kann. Die Datenübertragung durch das Datenverteilsteuergerät wird dann unterbrochen.
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Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine zuverlässigere Datenübertragung oder eine Datenübertragung im Fehlerfall zu ermöglichen.
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Offenbarung der Erfindung
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Dies wird durch das Datenverteilsteuergerät und das Verfahren zum Betreiben eines solchen nach den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Ein entsprechendes Computerprogramm mit Instruktionen zur Durchführung des Verfahrens durch einen Computer und ein Computerprogrammprodukt, auf dem das Computerprogramm gespeichert ist sind ebenfalls vorgesehen.
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Bezüglich des Verfahrens zum Betreiben eines elektronischen Datenverteilsteuergeräts für einen Medienzugriff auf ein Medium zur Datenübertragung, ist vorgesehen, dass Daten von einer ersten physischen Schnittstelle für einen ersten Port im Datenverteilsteuergerät zu einer zweiten physischen Schnittstelle für einen zweiten Port im Datenverteilsteuergerät über eine erste medienunabhängige Schnittstelle zwischen einer Medienzugriffsteuerung im Datenverteilsteuergerät und der ersten physischen Schnittstelle und über eine zweite medienunabhängige Schnittstelle zwischen der Medienzugriffsteuerung und der zweiten physischen Schnittstelle übertragen werden, wobei ein Fehlerfall der Medienzugriffsteuerung erkannt wird, wenn eine Kommunikation zwischen der Medienzugriffsteuerung und einer Überwachungslogik im Datenverteilsteuergerät fehlschlägt, wobei die Überwachungslogik die erste physische Schnittstelle und die zweite physische Schnittstelle im Fehlerfall dazu konfiguriert, Daten über eine dritte medienunabhängige Schnittstelle ohne die Medienzugriffsteuerung zwischen der ersten physischen Schnittstelle und der zweiten physischen Schnittstelle zu übertragen. Damit wird ein alternativer Datenpfad aktiviert, sobald ein Fehlerfall in der Medienzugriffsteuerung erkannt wird. Die Datenübertragung durch das Datenverteilsteuergerät wird so fortgesetzt.
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Vorteilhafterweise wird der Fehlerfall abhängig von einem Signalpegel auf einer Schnittstellenleitung zwischen der Medienzugriffsteuerung und der Überwachungslogik erkannt. Die Überwachungslogik ist in der Lage die Medienzugriffsteuerung über ein Signalpegel in einem Handshake zu überwachen. Der Handshake wird als Hardware-Flusssteuerung so durch entsprechende Signalpegel auf zugehörigen Schnittstellenleitungen realisiert.
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Vorteilhafterweise löst die Überwachungslogik im Fehlerfall ein Reset der ersten physischen Schnittstelle und der zweiten physischen Schnittstelle aus, durch welche die erste physische Schnittstelle und die zweite physische Schnittstelle erneut gestartet werden, wobei beim Starten wenigstens ein erster Kommunikationsparameter der ersten physischen Schnittstelle entsprechend einer ersten elektrischen Widerstandskonfiguration konfiguriert wird, und wobei wenigstens ein zweiter Kommunikationsparameter der zweiten physischen Schnittstelle entsprechend einer zweiten elektrischen Widerstandskonfiguration konfiguriert wird. Es wird beispielsweise dieselbe Widerstandskonfiguration verwendet, die beispielsweise beim Start des Datenverteilsteuergeräts, bevor die Medienzugriffsteuerung aktiviert ist, verwendet wird, um die Kommunikation zwischen dem ersten Port und dem zweiten Port zu ermöglichen.
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Vorteilhafterweise tauschen die Überwachungslogik und die Medienzugriffsteuerung zur Erkennung des Fehlerfalls wenigstens ein Signal für einen Software- oder Hardware Handshake aus. Dadurch wird determiniert überprüft, ob der Fehlerfall eingetreten ist.
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Bezüglich des elektronischen Datenverteilsteuergeräts für einen Medienzugriff auf ein Medium zur Datenübertragung ist vorgesehen, dass das Datenverteilsteuergerät eine erste physische Schnittstelle für einen ersten Port im Datenverteilsteuergerät, eine zweite physische Schnittstelle für einen zweiten Port im Datenverteilsteuergerät und eine Medienzugriffsteuerung umfasst, wobei das Datenverteilsteuergerät ausgebildet ist, Daten von der ersten physischen Schnittstelle zur zweiten physischen Schnittstelle über eine erste medienunabhängige Schnittstelle zwischen der Medienzugriffsteuerung und der ersten physischen Schnittstelle und über eine zweite medienunabhängige Schnittstelle zwischen der Medienzugriffsteuerung und der zweiten physischen Schnittstelle zu übertragen, wobei das Datenverteilsteuergerät eine Überwachungslogik umfasst, die ausgebildet ist einen Fehlerfall der Medienzugriffsteuerung zu erkennen, wenn eine Kommunikation zwischen der Medienzugriffsteuerung und der Überwachungslogik im Datenverteilsteuergerät fehlschlägt, wobei die Überwachungslogik ausgebildet ist, die erste physische Schnittstelle und die zweite physische Schnittstelle im Fehlerfall dazu zu konfigurieren, Daten über eine dritte medienunabhängige Schnittstelle ohne die Medienzugriffsteuerung zwischen der ersten physischen Schnittstelle und der zweiten physischen Schnittstelle zu übertragen. Das Datenverteilsteuergerät kann somit in einer Reihenschaltung, d.h. in einer Daisy Chain, mehrerer Datenverteilsteuergeräte eingesetzt werden, ohne dass die Datenübertragung bei einem Fehler in der Medienzugriffsteuerung unterbrochen wird.
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Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass die Überwachungslogik ausgebildet ist, den Fehlerfall abhängig von einem Signalpegel auf einer Schnittstellenleitung zwischen der Medienzugriffsteuerung und der Überwachungslogik zu erkennen. Dies erhöht die Ausfallsicherheit der Datenübertragung, da der Signalpegel von außerhalb der Medienzugriffsteuerung überwacht wird.
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Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass die Überwachungslogik ausgebildet ist, im Fehlerfall ein Reset der ersten physischen Schnittstelle und der zweiten physischen Schnittstelle auszulösen, wobei die erste physische Schnittstelle und die zweite physische Schnittstelle ausgebildet sind, durch den Reset erneut zu starten, wobei die erste physische Schnittstelle ausgebildet ist, beim Starten wenigstens einen ersten Kommunikationsparameter der ersten physischen Schnittstelle entsprechend einer ersten elektrischen Widerstandskonfiguration zu konfigurieren, und wobei die zweite physische Schnittstelle ausgebildet ist, wenigstens einen zweiten Kommunikationsparameter der zweiten physischen Schnittstelle entsprechend einer zweiten elektrischen Widerstandskonfiguration zu konfigurieren. Der Reset wird von außerhalb der Medienzugriffsteuerung ausgelöst. Dies ermöglicht es, den Reset auch bei schweren Fehlern in der Hardware der Medienzugriffsteuerung oder der Stromversorgung für der Medienzugriffsteuerung durchzuführen.
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Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass die Überwachungslogik und die Medienzugriffsteuerung ausgebildet ist zur Erkennung des Fehlerfalls wenigstens ein Signal für einen Software- oder Hardware Handshake auszutauschen. Diese determinierte Prüfung verbessert die Zuverlässigkeit der Überwachung, da die Zeitabstände für die zyklische Prüfung passend zu den Anforderungen an die Datenübertragung wählbar sind.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und der Zeichnung. In der Zeichnung zeigt:
- 1 schematisch Teile eines elektronischen Datenverteilsteuergeräts,
- 2 schematisch Schritte in einem Verfahren zum Betreiben eines solchen.
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1 zeigt schematisch Teile eines elektronischen Datenverteilsteuergerät 100 für einen Medienzugriff auf ein Medium 101, 102 zur Datenübertragung.
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Das Datenverteilsteuergerät 100 umfasst eine erste physische Schnittstelle 103 für einen ersten Port 104 im Datenverteilsteuergerät 100, der mit einem ersten Medium 101 verbindbar ist. Das Datenverteilsteuergerät 100 umfasst eine zweite physische Schnittstelle 105 für einen zweiten Port 106 im Datenverteilsteuergerät 100 der mit einem zweiten Medium 102 verbindbar ist.
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Das erste Medium 101 und das zweite Medium 102 sind im Beispiel unterschiedliche Medien sein. Die Medien 101, 102 können als zwei ineinander verdrehten Drähte, d.h. twisted pair, ausgeführt sein. Es kann sich auch um ein Koaxialkabel oder ein Lichtwellenleiter handeln.
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Das Datenverteilsteuergerät 100 umfasst eine Medienzugriffsteuerung 107.
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Die erste physische Schnittstelle 103 und die zweite physische Schnittstelle 105 sind im Beispiel als zwei Halbleiterbauteile PHY im Ethernet Physical Layer ausgeführt.
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Die Medienzugriffsteuerung 107 ist im Beispiel als von den PHY verschiedenes Halbleiterbauelement MAC im Ethernet Media Access Control Layer ausgebildet.
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Das Datenverteilsteuergerät 100 ist ausgebildet, Daten von der ersten physischen Schnittstelle 103 zur zweiten physischen Schnittstelle 105 über eine erste medienunabhängige Schnittstelle 108 zwischen der Medienzugriffsteuerung 107 und der ersten physischen Schnittstelle 103 und über eine zweite medienunabhängige Schnittstelle 109 zwischen der Medienzugriffsteuerung 107 und der zweiten physischen Schnittstelle 105 zu übertragen.
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Die erste medienunabhängige Schnittstelle 108 ist im Beispiel als medienunabhängige Ethernet-Schnittstelle beispielsweise als Serial Gigabit Media Independent Interface, SGMII, ausgeführt. Die zweite medienunabhängige Schnittstelle 109 ist im Beispiel als medienunabhängige Ethernet-Schnittstelle beispielsweise als Serial Gigabit Media Independent Interface, SGMII, ausgeführt.
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SGMII, ist eine medienunabhängige Ethernet-Schnittstelle für Gigabit-Ethernet, die Datenraten von 10 Mbit/s, 100 Mbit/s und 1000 Mbit/s unterstützt. Es werden beispielsweise zwei differentielle Leitungspaare, typischerweise Leiterbahnen, für das Senden von Daten eingesetzt.
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Optional kann eine Leitung mit einer Taktreferenz eingesetzt werden.
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Die SGMII Schnittstelle verbindet beispielsweise PHYs und MACs auf einer Leiterplatte miteinander. Die MAC und PHY können auch auf verschiedenen Leiterplatten angeordnet und mit einer Backplaneverbindung verbunden sein.
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In Summe werden entweder vier Leitungen, oder wenn eine Taktreferenz verwendet wird, sechs Leitungen für eine differenzielle Datenübertragung verwendet.
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Es kann auch eine andere medienunabhängige Schnittstelle vorgesehen sein. Mit xMII wird eine SGMII Schnittstelle oder eine der im Folgenden angegebenen anderen medienunabhängigen Schnittstellen bezeichnet.
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Eine MII Schnittstelle für 100 Mb/s und 10Mb/s kann beispielsweise vier Datenleitungen zum Empfangen von Daten, vier Datenleitungen zum Senden von Daten und acht Steuerleitungen für Datenflusskontrolle für Senden und Empfangen, d.h. in Summe sechzehn Leitungen mit einer Taktrate von 25 MHz bei 100 Mb/s oder 2,5Mhz bei 10Mb/s verwenden. Daten werden dabei nur mit einer Flanke übernommen.
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Eine RMII Schnittstelle für 50 Mb/s verwendet beispielsweise zwei Datenleitungen zum Empfangen, zwei Datenleitungen zum Senden, vier Steuerleitungen für Datenflusskontrolle für Senden und Empfangen, d.h. in Summe acht Leitungen.
eine GMII Schnittstelle verwendet beispielsweise acht Datenleitungen für Empfang, acht Datenleitungen für Senden, neun Steuerleitungen für Datenflusskontrolle für Senden und Empfangen, d.h. in Summe fünfundzwanzig Leitungen mit einer Taktrate von 125 MHz. Daten werden dabei im DDR-Verfahren übernommen. D.h. Daten werden bei steigender und fallender Flanke des Taktsignals übernommen, die eigentliche Taktrate beträgt 250Mhz.
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Einer RGMII Schnittstelle verwendet beispielsweise vier Datenleitungen für Senden, vier Datenleitungen für Empfangen, vier Steuerleitungen für Datenflusskontrolle für Senden und Empfangen, d.h. in Summe zwölf Leitungen mit einer Taktrate von 125 MHz. Daten werden dabei im DDR-Verfahren übertragen, D.h. Daten werden bei steigender und fallender Flanke des Taktsignals übernommen, die eigentliche Taktrate beträgt 250Mhz.
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Das Datenverteilsteuergerät 100 umfasst eine Überwachungslogik 110, die ausgebildet ist einen Fehlerfall der Medienzugriffsteuerung 107 zu erkennen, wenn eine Kommunikation zwischen der Medienzugriffsteuerung 107 und der Überwachungslogik 110 im Datenverteilsteuergerät fehlschlägt.
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Die Überwachungslogik 110 ist ausgebildet, die erste physische Schnittstelle 103 und die zweite physische Schnittstelle 105 im Fehlerfall dazu zu konfigurieren, Daten über eine dritte medienunabhängige Schnittstelle 111 ohne die Medienzugriffsteuerung 107 zwischen der ersten physischen Schnittstelle 103 und der zweiten physischen Schnittstelle 105 zu übertragen.
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Die dritte medienunabhängige Schnittstelle 111 ist im Beispiel als medienunabhängige Gigabit-Ethernet Schnittstelle, beispielsweise Gigabit Media Independent Interface, GMII, oder Reduced Gigabit Media Independent Interface RGMII, ausgebildet. Es kann auch eine SGMII Schnittstelle verwendet werden, insbesondere, wenn ein PHY zwei SGMII Schnittstellen aufweist. In diesem Fall werden beide SGMII Schnittstellen der jeweiligen PHYs verwendet.
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Die GMII-Schnittstelle ist eine Medien-unabhängige Schnittstelle mit 24 Pins, die mit verschiedenen Übertragungsmedien eingesetzt werden kann. Definiert werden Datenraten bis 1 Gbit/s. Die GMII-Schnittstelle benutzt ein 8-Bit-Interface, das mit 125 MHz getaktet wird. Die Daten werden über acht Datenleitungen in jede Richtung übertragen. Darüber hinaus hat die GMII-Schnittstelle sechs Statusleitungen für die Übertragung von Fehlersignalen und Signale für die Datenintegrität. Die R-Version RGMII benutzt nur vier Datenleitungen in jeder Richtung benutzt und hat nur 12 Pins. Die Pin Anzahl und die Implementierung kann herstellerspezifisch abweichen.
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Die GMII-Schnittstelle kann auch mit den Datenraten des klassischen Ethernet von 10 Mbit/s und von Fast-Ethernet mit 100 Mbit/s arbeiten. Das übertragene Datenformat auf dem GMII-Interface entspricht dem Ethernet-Frame. Es kann auch eine MII Schnittstelle vorgesehen sein.
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Die Überwachungslogik 110 ist ausgebildet, den Fehlerfall abhängig von einem Signalpegel auf einer Schnittstellenleitung 112 zwischen der Medienzugriffsteuerung 107 und der Überwachungslogik 110 zu erkennen.
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Die Überwachungslogik 110 ist beispielsweise in einem Halbleiterbaustein realisiert, der separat vom MAC und vom PHY angeordnet ist.
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Die Schnittstellenleitung 112 ist beispielsweise eine direkte Verbindung zwischen einem Pin des MAC und einem Pin des Halbleiterbausteins für die Überwachungslogik 110.
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Die Überwachungslogik 110 ist in der Lage, die Medienzugriffsteuerung 107 über einen Signalpegel, der auf der Schnittstellenleitung 112 in einem Handshake anliegt, zu überwachen. Der Handshake wird als Hardware-Flusssteuerung durch entsprechende Signalpegel auf der zugehörigen Schnittstellenleitung 112 realisiert. Die Pins und die Schnittstellenleitung 112 werden im Folgenden auch als Handshakeschnittstelle bezeichnet.
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Beispielsweise kann der Signalpegel die Zustände logisch 1 oder logisch 0 annehmen. Beispielsweise wird von der Überwachungslogik die ordnungsgemäße Funktion des MAC erkannt, solange der Signalpegel auf der Schnittstellenleitung 112 im Handshake zu einem vorbestimmten Zeitpunkt eine steigende Flanke von logisch 0 zu logisch 1 oder eine fallende Flanke von logisch 1 zu logisch 0 aufweist.
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Der MAC und der Halbleiterbausteins für die Überwachungslogik 110 sind dazu ausgebildet, diese Signalpegel an den Pins festzustellen und auszuwerten.
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Die Überwachungslogik 110 ist insbesondere ausgebildet die Medienzugriffsteuerung 107 zur Erkennung des Fehlerfalls zyklisch zu überprüfen und/oder wenigstens ein Signal eines Software- oder Hardware Handshakes auszutauschen.
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Die Überwachungslogik 110 ist ausgebildet, im Fehlerfall ein Reset der ersten physischen Schnittstelle 103 und der zweiten physischen Schnittstelle 105 auszulösen.
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Die erste physische Schnittstelle 103 und die zweite physische Schnittstelle 105 sind ausgebildet, durch den Reset erneut zu starten.
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Die erste physische Schnittstelle 103 ist ausgebildet, beim Starten wenigstens einen ersten Kommunikationsparameter der ersten physischen Schnittstelle 103 entsprechend einer ersten elektrischen Widerstandskonfiguration 113 zu konfigurieren.
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Die zweite physische Schnittstelle 105 ist ausgebildet, wenigstens einen zweiten Kommunikationsparameter der zweiten physischen Schnittstelle 105 entsprechend einer zweiten elektrischen Widerstandskonfiguration 114 zu konfigurieren.
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Die erste physische Schnittstelle 103 weist einen ersten Reset-Pin 113 auf. Die erste physische Schnittstelle 103 überwacht den ersten Reset-Pin 113 und führt den Reset aus, wenn ein Reset-Signal empfangen wird. Die zweite physische Schnittstelle 105 weist einen zweiten Reset-Pin 114 auf. Die zweite physische Schnittstelle 105 überwacht den zweiten Reset-Pin 114 und führt den Reset aus, wenn das Reset-Signal empfangen wird.
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Der erste Reset-Pin 113 und der zweite Reset-Pin 114 sind mittels entsprechender Signalleitungen 115 über eine „oder“ Verknüpfung 116 sowohl mit einem dritten Reset-Pin 117 der Überwachungslogik 110, d.h. dem Halbleiterbaustein für die Überwachungslogik 110, als auch mit einem PHY-Reset-Pin 118 der Medienzugriffsteuerung 107, d.h. des MAC, verbunden.
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Die weitere Beschaltung für die Steuerung wird am Beispiel der in 1 dargestellten ersten physischen Schnittstelle 103, der zweiten physischen Schnittstelle 105 und der Medienzugriffsteuerung 107 beschrieben. Eine Management Data Input/Output, MDIO, Schnittstelle 119 verbindet im Beispiel als serielle Busschnittstelle der Ethernet Familie der IEEE 802.3 Standards die Medienzugriffsteuerung 107 und die erste physische Schnittstelle 103 einerseits und die Medienzugriffsteuerung 107 und die zweite physische Schnittstelle 105 andererseits.
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Eine Stromversorgung 120 erfolgt im Beispiel durch eine externe Stromversorgungsquelle. Die Medienzugriffsteuerung 107 ist über die Stromversorgung 120 direkt mit der Stromversorgungsquelle verbindbar. Die erste physische Schnittstelle 103 ist über eine erste Diode 121 mit der Stromversorgung 120 verbindbar, wobei die erste Diode 121 so angeordnet ist, dass sie in ihrer Sperrrichtung einen Rückfluss von Strom aus der ersten physischen Schnittstelle 103 in Richtung Stromversorgungsquelle, Medienzugriffsteuerung 107 und zweiter physischer Schnittstelle 105 unterbindet. Die zweite physische Schnittstelle 105 ist über eine zweite Diode 122 mit der Stromversorgung 120 verbindbar, wobei die zweite Diode 122 so angeordnet ist, dass sie in ihrer Sperrrichtung einen Rückfluss von Strom aus der zweiten physischen Schnittstelle 105 in Richtung Stromversorgungsquelle, Medienzugriffsteuerung 107 und erster physischer Schnittstelle 103 unterbindet.
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Der erste Port 104 und die erste physische Schnittstelle 103 sind über einen ersten Entkoppler 123 verbunden. Der zweite Port 106 und die zweite physische Schnittstelle 105 sind über einen zweiten Entkoppler 124 verbunden.
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Der erste Entkoppler 123 ist über eine erste Versorgungsleitung 125 sowohl mit der Überwachungslogik 110, d.h. im Beispiel dem Halbleiterbaustein für die Überwachungslogik 110, als auch der ersten physischen Schnittstelle 103 verbunden. eine dritte Diode 126 ist so angeordnet, dass sie in ihrer Sperrrichtung sowohl einen Stromfluss von der Stromversorgung 120 als auch einen Rückfluss von Strom von der ersten physischen Schnittstelle 103 in die Überwachungslogik 110 oder den ersten Entkoppler 123 unterbindet. Der zweite Entkoppler 124 ist über eine zweite Versorgungsleitung 127 mit der zweiten physischen Schnittstelle 105 verbunden. Eine vierte Diode 128 ist so angeordnet, dass sie in ihrer Sperrrichtung sowohl einen Stromfluss von der Stromversorgung 120 als auch einen Rückfluss von Strom von der zweiten physischen Schnittstelle 105 in den zweiten Entkoppler 124 unterbindet.
Generell ist in diesem Konzept die zusätzliche Schnittstelle 111 ein Beispiel als xMll-Schnittstelle der PHYs, ein Power over Dataline, PoDL gemäß IEEE 802.3 Standard, Konzept sowie die Überwachungslogik 110, welche den MAC Layer zyklisch auf fehlerhaftes Verhalten überwacht vorgesehen.
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Eine Energieversorgung durch das Medium 101, 102, beispielsweise als Power over Ethernet oder PoOL, ist damit für die Überwachungslogik 110 die erste physische Schnittstelle 103 und die zweite physische Schnittstelle 105 möglich, auch wenn die Stromversorgungsquelle über die Stromversorgung 120 nicht verfügbar ist. Die Datenübertragung über das Datenverteilsteuergerät bleibt damit möglich, auch wenn die Medienzugriffsteuerung 107 aufgrund eines Ausfalls der Stromversorgung durch die Stromversorgung 120 ausfällt.
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Ein Verfahren zum Betreiben des elektronischen Datenverteilsteuergeräts 100 für Medienzugriff auf das Medium 101, 102 zur Datenübertragung wird im Folgenden anhand der 2 beschrieben. Das Verfahren erkennt beispielsweise automatisch einen Fehlerfall auf dem MAC Layer mit Hilfe der Überwachungslogik 110 und aktiviert im Fehlerfall den alternativen Datenpfad. Die Daten werden dann ohne Mitwirken eines MAC Layers vom ersten Port 104 zum zweiten Port 106 weitergeleitet und der Kommunikationsfluss im Gesamtnetzwerk bleibt erhalten.
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Nach dem Start wird ein Schritt 201 ausgeführt. Im Schritt 201 konfigurieren sich nach Anlegen einer Betriebsspannung an das Datenverteilersteuergerät 100 die erste physische Schnittstelle 103 und die zweite physische Schnittstelle 105, d.h. im Beispiel die PHYs über die erste Widerstandskonfiguration 113 bzw. die zweite Widerstandskonfiguration 114. Eine Software des µC/µP, die im Beispiel einen Ethernetstack und ein MAC Interface bedient, ist im Schritt 201 noch nicht aktiv, denn es benötigt eine gewisse Zeit bis diese Software gestartet, d.h. gebootet, ist.
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Das Einlesen der Widerstandskonfiguration erfolgt unmittelbar nach Anlegen der Betriebsspannung entweder über den Anschluss an eine externe Stromversorgung oder über die Ethernetleitung mittels Power over Dataline, PoDL.
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Die Widerstandskonfiguration legt Kommunikationsparameter so fest, dass die beiden PHYs im sogenannten Back to Back Modus mittels der xMII Schnittstelle 111 fungieren. In diesem Modus übernimmt einer der beiden PHYs die Rolle des MAC Interfaces, d.h. der Datenfluss erfolgt nun ausschließlich über die beiden PHYs welche mit der xMII Schnittstelle 111 unmittelbar verbunden sind.
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Anschließend wird ein Schritt 202 ausgeführt.
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Im Schritt 202 werden Daten von der ersten physischen Schnittstelle 103 für den ersten Port 104 im Datenverteilsteuergerät 100 zu der zweiten physischen Schnittstelle 105 für den zweiten Port 106 im Datenverteilsteuergerät 100 über die erste medienunabhängige Schnittstelle 108 zwischen der Medienzugriffsteuerung 107 im Datenverteilsteuergerät 100 und der ersten physischen Schnittstelle 103 und über die zweite medienunabhängige Schnittstelle 109 zwischen der Medienzugriffsteuerung 107 und der zweiten physischen Schnittstelle 105 übertragen.
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Im Beispiel reinitialisieren nach erfolgreichem booten der Software des µC bzw. µP die beiden PHYs indem die Kommunikationsparameter, die ursprünglich durch die Widerstandskonfiguration festgelegt werden, mittels der MDIO Schnittstelle 119 überschrieben werden. Der Back to Back Mode der beiden PHYs, sowie der Datenfluss über die xMII Schnittstelle 111 wird nun deaktiviert. Stattdessen erfolgt nun der Datenfluss über die erste medienunabhängige Schnittstelle 108 und über die zweite medienunabhängige Schnittstelle 109, d.h. die SGMII Schnittstellen der PHY und die MAC Schnittstelle des µC/µP.
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Weiterhin wird nach dem Booten die Überwachungslogik 110 aktiviert. Diese benötigt innerhalb eines definierten Zeitintervalls eine Benachrichtigung vom µC/µP mittels der Handshakeschnittstelle. Dies stellt den Normalbetrieb dar.
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Anschließend wird ein Schritt 203 ausgeführt, in dem ein Fehlerfall der Medienzugriffsteuerung 100 erkannt wird, wenn eine Kommunikation zwischen der Medienzugriffsteuerung 107 und der Überwachungslogik 110 im Datenverteilsteuergerät 104 fehlschlägt. Die Überwachungslogik 110 überprüft die Medienzugriffsteuerung 107 zur Erkennung des Fehlerfalls beispielsweise im Normalbetrieb zyklisch. Beispielsweise wird wenigstens ein Signal für einen Software- oder Hardware Handshake ausgetauscht.
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Wenn ein Fehler erkannt wird, wird ein Schritt 204 ausgeführt. Anderenfalls wird der Schritt 202 ausgeführt. Der Fehlerfall wird abhängig von dem Signalpegel auf der Schnittstellenleitung 112 zwischen der Medienzugriffsteuerung 107 und der Überwachungslogik 110 erkannt.
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Die Überwachungslogik 110 löst im Fehlerfall ein Reset der ersten physischen Schnittstelle 103 und der zweiten physischen Schnittstelle 105 aus, durch welche die erste physische Schnittstelle 103 und die zweite physische Schnittstelle 105 erneut gestartet werden.
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Im Schritt 204 wird die erste physische Schnittstelle 103 und die zweite physische Schnittstelle 105 im Fehlerfall dazu konfiguriert, Daten über eine dritte medienunabhängige Schnittstelle 111 ohne die Medienzugriffsteuerung 107 zwischen der ersten physischen Schnittstelle 103 und der zweiten physischen Schnittstelle 105 zu übertragen. Beim Starten wird der wenigstens eine erste Kommunikationsparameter der ersten physischen Schnittstelle 103 entsprechend der ersten elektrischen Widerstandskonfiguration 113 konfiguriert, und der wenigstens eine zweite Kommunikationsparameter der zweiten physischen Schnittstelle 105 entsprechend der zweiten elektrischen Widerstandskonfiguration 114 konfiguriert.
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Bleibt aus irgendeinem Grund der Handshake zwischen MAC Layer und Überwachungslogik aus, beispielsweise aufgrund eines Defektes des MAC Layer µC/µP, eines Softwarefehlers im MAC Layer oder eines Defekts oder einer Unterbrechung der Stromversorgung des Datenverteilsteuergeräts 100, wird so der Reset der ersten physischen Schnittstelle 103 und der zweiten physischen Schnittstelle 105, d.h. im Beispiel der beiden PHYs durch die Überwachungslogik 110 ausgelöst. Daraufhin booten diese erneut und setzten ihre Kommunikationsparameter entsprechend der Widerstandskonfiguration. Die erste physische Schnittstelle 103 und die zweite physische Schnittstelle 105, d.h. im Beispiel beide PHYs, befinden sich nun im bereits oben beschriebenen Back to Back Modus. Die Daten können trotz ausgefallenem MAC Layer das Gateway passieren und an andere Netzwerkknoten weitergeleitet werden.
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Anschließend wird in einem Schritt 205 geprüft, ob der Fehlerfall noch vorliegt. Wenn der Fehlerfall weiterhin vorliegt wird der Schritt 205 ausgeführt. Anderenfalls wird der Schritt 202 ausgeführt.
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Ein Computerprogrammprodukt kann ein Computerprogramm umfassen, mit Instruktionen, bei deren Ausführung durch einen Computer das beschriebene Verfahren ausgeführt wird.
