DE10230268C1 - Messdaten-Erfassungssystem und Koordinierungsverfahren dafür - Google Patents
Messdaten-Erfassungssystem und Koordinierungsverfahren dafürInfo
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Abstract
Ein Messdatenerfassungssystem für die prozessgesteuerte Messdatenerfassung umfasst wenigstens einen Messdatenaufnehmer (2) zum Liefern digitaler Messdaten in einem durch wenigstens einen zuvor an den Messdatenaufnehmer (2) übermittelten Steuerparameter festgelegten Format und einen Controller (1), der eingerichtet ist, einen Wert des wenigstens einen Steuerparameters von einer Mehrzahl von steuernden Prozessen (3, 4. 5) zu empfangen, bei Empfang eines Werts des Steuerparameters von einem der steuernden Prozesse (3, 4, 5) den Wert an den Messdatenaufnehmer (2) zu übermitteln und eine Nachricht, die anzeigt, dass ein Steuerparameter empfangen worden ist, an wenigstens einen anderen der steuernden Prozesse zu übermitteln.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Messdaten-Erfassungssystem für die pro
zessgesteuerte Messdatenerfassung sowie ein Koordinierungsverfahren, das den
Zugriff mehrerer jeweils auf einer Datenverarbeitungseinrichtung ablaufender
Prozesse auf einen gemeinsamen Messdatenaufnehmer ermöglicht.
Es sind Messdatenaufnehmer bekannt, deren Funktionsweise in gewissem Umfang
durch von außen vorgebbare Steuerparameter steuerbar ist. Steuerparameter eines
solchen Messdatenaufnehmers können zum Beispiel sein: Die Auflösung eines in
dem Messdatenaufnehmer eingesetzten Analog-Digital-Wandlers, der ein analoges
Ausgangssignal eines eine interessierende Messgröße erfassenden Sensors in einen
digitalen Messdatenwert umsetzt; die Grenzen des Digitalisierungsbereiches eines
solchen Wandlers, d. h. diejenigen Ausgangssignalpegel des Sensors, die jeweils
dem kleinsten und dem größten von dem Wandler ausgebbaren digitalen Daten
wert entsprechen; etc.
Da diese Parameter den funktionalen Zusammenhang zwischen dem realen Wert
einer zu erfassenden Messgröße und dem für diesen Wert der Messgröße vom
Messdaten-Erfassungssystem ausgegebenen digitalen Wert bestimmen, ist es
zwingend erforderlich, dass ein auf einem Computer ablaufender Prozess, der mit
einem solchen Messdaten-Erfassungssystem kommuniziert und seine Messdaten
liest und verarbeitet, den funktionalen Zusammenhang kennt. Das heißt, um eine
korrekte Auswertung der vom Messdaten-Erfassungssystem gelieferten digitalen
Werte im Prozess zu ermöglichen, muss der Prozess Zugriff auf die vom Messda
tenaufnehmer bei der Erzeugung der digitalen Werte eingesetzten Parameter ha
ben.
Probleme ergeben sich hier, wenn mehrere Prozesse gleichzeitig oder genauer
gesagt zeitlich verschränkt auf ein gemeinsames Messdaten-Erfassungssystem
zugreifen müssen. Um zu gewährleisten, dass der Messdatenaufnehmer für den
betreffenden Prozess geeignete Parameter verwendet, muss ein solcher Prozess im
Allgemeinen bei seinem Start die Parameter initialisieren und ggf. auch im Laufe
seiner Ausführung in der Lage sein, die Parameter zu verändern. Wenn mehrere
Prozesse auf einen Messdatenaufnehmer zugreifen sollen, kann nicht davon ausge
gangen werden, dass sie gleiche Parameter verwenden. Wenn folglich einer der
Prozesse Änderungen an den vom Messdatenaufnehmer verwendeten Parametern
vornimmt, und dementsprechend der funktionale Zusammenhang zwischen realen
Messwerten und gelieferten digitalen Werten sich ändert, so ist ein anderer Prozess
nicht mehr in der Lage, an ihn gelieferte digitale Werte korrekt auszuwerten.
Die gleichen Probleme stellen sich, wenn ein Untersuchungsgegenstand wie etwa
eine elektronische Schaltung in ihrer Arbeitsweise oder in ihrem Zustand durch ihr
von außen zugeführte Steuerparameter, auch als Stimuli bezeichnet, beinflussbar
ist. Wenn von den mehreren Prozessen wenigstens einer in der Lage ist, Stimuli zu
liefern, die den Untersuchungsgegenstand bzw. genauer gesagt die an ihm durch
den Messdatenaufnehmer gemessenen Größen beeinflussen, so kann ein Prozess
die an ihn gelieferten Messdaten nur dann korrekt auswerten, wenn er dabei die
Stimuli berücksichtigen kann, die den Untersuchungsgegenstand zuvor beeinflusst
haben.
Was die von dem Messdatenaufnehmern selbst verwendeten Parameter angeht,
ließe sich dieses Problem dadurch vermeiden, dass jeder Prozess vor einem Abfra
gen von Messdaten vom Erfassungssystem den Messdatenaufnehmer neu initiali
siert, doch würde dies die Frequenz, mit der Messdaten gewonnen werden können,
empfindlich verlangsamen.
Wenn es der Untersuchungsgegenstand selbst ist, der durch von außen zugeführte
Steuerparameter beeinflusst wird, so ist eine solche Neuinitialisierung kaum prak
tikabel, da sie es nicht gestattet, einen durch einen ersten Prozess herbeigeführten,
eventuell fehlerhaften Zustand des Untersuchungsgegenstandes durch einen zwei
ten Prozess genauer zu untersuchen.
Eine andere Möglichkeit zur Vermeidung von Konflikten bei der Steuerung des
Messdatenaufnehmers ist eine zeitliche Entflechtung der Prozesse in der Weise,
dass man auf einer Prozesshardware zunächst einen ersten Prozess ablaufen lässt,
der diejenigen Werte des Steuerparameters an den Messdatenaufnehmer überträgt,
die er für sein ordnungsgemäßes Funktionieren benötigt, und vor dem Starten eines
zweiten Prozesses, der das gleiche tut, den ersten zu beenden und ihn bei Bedarf
anschließend erneut zu starten. Konflikte zwischen den von den einzelnen Prozes
sen eingestellten Steuerparametern treten nicht auf, da jeder Prozess nur in einer
Zeitspanne auf den Messdatenaufnehmer zugreift, in der dieser die von diesem
Prozess vorgegebenen Parameter verwendet. Die Verwaltung der einzelnen Pro
zesse ist jedoch sehr aufwändig.
Um zu verhindern, dass ein Prozess zu einer ungeeigneten Zeit auf den Messdaten
aufnehmer zugreift, muss also gewährleistet sein, dass niemals mehr als ein sol
cher Prozess aktiv ist. Dies kann den Umgang mit herkömmlichen Messdaten-
Erfassungssystemen langwierig und beschwerlich machen. Insbesondere bei der
Schaltungsentwicklung kommt es häufig vor, dass ein Entwickler ein Messdaten-
Erfassungssystem in häufigem Wechsel einerseits mit einem Echtzeitsteuerprozess
und andererseits mit einem Prüfprozess einsetzt, um Verhaltensauffälligkeiten
einer untersuchten Schaltung, die sich im Echtzeitsteuerprozess zeigen, zeitnah in
dem Prüfprozess genauer untersuchen zu können. Wenn für jeden Wechsel zwi
schen den Prozessen der eine beendet und der andere ggf. mit einer Vielzahl zuge
ordneter Parameter gestartet werden muss, so ist dies für den Benutzer beschwer
lich und mit erheblichem Zeitverlust verbunden. Wenn zum Beispiel mit Hilfe des
Prüfprozesses Parameterwerte für die Messdatenerfassung optimiert worden sind,
so besteht keine Verknüpfung zwischen den beiden Prozessen, die es ermöglichen
würde, die optimierten Parameter im Echtzeitsteuerungsprozess automatisch weiter
zu verwenden. Dem Entwickler bleibt daher herkömmlicherweise lediglich die
beschwerliche und fehlerträchtige Möglichkeit, in einem ersten Prozess optimierte
Parameter zu notieren und im anderen Prozess, wenn dieser gestartet wird, voll Hand
einzugeben.
Auch diese Lösung ist auf den Fall der Beeinflussung des Untersuchungsgegenstandes
selbst durch von außen zugeführte Steuerparameter nicht übertragbar.
Daneben ist aus der US 6 131 050 ein Messdatenerfassungssystem für die
prozessgesteuerte Messdatenerfassung mit einem Messdatenaufnehmer und einem an den
Untersuchungsgegenstand übermittelten Steuerparameter bekannt.
Weiter ist ein Controller enthalten, der eingerichtet ist, einen Wert des wenigstens einen
Steuerparameters zu empfangen, wobei der empfangene Steuerparameter an den
Untersuchungsgegenstand übermittelt wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Koordination bei einer prozessgesteuerten
Messdatenerfassung bei einer Mehrzahl von steuernden Prozessen zu erzielen.
Durch die vorliegende Erfindung gemäß den Patentansprüchen 1 und 9 werden ein Messdaten-Erfassungssystem und ein
Koordinierungsverfahren geschaffen, die den zeitgleichen Zugriff einer Mehrzahl von
steuernden Prozessen auf einen gleichen Messdatenaufnehmer unterstützen, die
Änderung von die Funktionsweise des Messdatenaufnehmers und/oder des
Untersuchungsgegenstandes bestimmenden Parametern durch einen dieser Prozesse
erlauben und dabei verhindern, dass eine solche Änderung in anderen auf den gleichen
Untersuchungsgegenstand zugreifenden Prozessen zu Funktionsstörungen führt.
Dieser Vorteil wird erreicht mit Hilfe eines Controllers, der zwischen die steuernden
Prozesse einerseits und den Messdatenaufnehmer bzw. den Untersuchungsgegenstand
andererseits geschaltet ist, um einen Befehl zum Einstellen eines Wertes des
Steuerparameters von einem dieser Prozesse zu empfangen, den Wert an den
Messdatenaufnehmer bzw. den Untersuchungsgegenstand zu übermitteln und außerdem
eine Nachricht an wenigstens einen anderen der steuernden Prozesse zu übermitteln, die
anzeigt, dass ein Steuerparameter empfangen worden ist. Durch den Empfang einer
solchen Nachricht wird der betreffende Steuerprozess "in Kenntnis gesetzt", dass die
Werte des oder der Steuerparameter, die dieser Prozess bislang bei der Auswertung von
Messdaten als gültig vorausgesetzt hat, nicht mehr notwendigerweise gültig sind.
Wenn ein Prozess eine solche Nachricht empfängt, so muss er, um von dem Messdaten-
Erfassungssystem erfasste Messwerte korrekt auswerten zu können, zunächst die aktuell
geltenden Werte der Steuerparameter herausfinden. Dies kann nach einer ersten
Ausgestaltung dadurch geschehen, dass der Controller die betreffen
den Parameterwerte in die an den Prozess gesendete Nachricht einfügt und der
Prozess sie auswertet.
Bei einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung genügt die einfache Angabe in
der Nachricht, dass eine Änderung eines Steuerparameters stattgefunden hat, um
den Steuerprozess, der Empfänger der Nachricht ist, zu veranlassen, die aktuellen
Werte der Steuerparameter aus dem Controller zu lesen und bei der Auswertung
von empfangenen digitalen Werten zu berücksichtigen.
Um eine solche Leseanfrage des Steuerprozesses möglichst schnell beantworten zu
können, ist dem Controller vorzugsweise ein Speicher für die gegenwärtigen Werte
der Steuerparameter jedes Messdatenaufnehmers bzw. des Untersuchungsgegens
tandes zugeordnet.
Dem Controller ist auch vorzugsweise ein Speicher für Adressinformation jedes
steuernden Prozesses zugeordnet, die es ihm ermöglicht, die Nachricht gezielt an
eine jeweilige Adresse eines Empfängerprozesses zu übermitteln.
Um die Betriebssicherheit des Messdaten-Erfassungssystems zu wahren, kann es
auch zweckmäßig sein, den Controller zwischen zwei Betriebszuständen um
schaltbar zu machen, einem ersten, in dem er, wie oben beschrieben, in der Lage
ist, einen von jedem beliebigen der steuernden Prozesse empfangenen Steuerpara
meterwert an den Messdatenaufnehmer oder den Untersuchungsgegenstand zu
übermitteln, und einem zweiten, in dem er nur von einem bestimmten steuernden
Prozess empfangene Steuerparameterwerte an den Messdatenaufnehmer oder den
Untersuchungsgegenstand übermittelt, sämtlichen anderen Prozessen also die
Kontrolle über die vom Messdatenaufnehmer bzw. dem Untersuchungsgegenstand
verwendeten Parameter entzogen ist.
Einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung zufolge sind der Controller und
wenigstens ein die Steuerprozesse ausführender Prozessor an ein gemeinsames
Bussystem angeschlossen. Dies vereinfacht die Kommunikation zwischen dem
Controller und dem steuernden Prozess, zum Beispiel kann die Nachricht übermit
telt werden durch Schreiben einer Information an eine vorab vom steuernden Pro
zess beim Controller hinterlegte Speicheradresse. Selbstverständlich können die
mehreren Prozesse von einem oder von verschiedenen an das Bussystem ange
schlossenen Prozessoren durchgeführt werden; auch ein Einzelprozessorsystem
kommt in Betracht, bei dem der einzelne Prozessor im Zeitmultiplex die Steuer
prozesse ausführt und die Aufgaben des Controllers wahrnimmt.
Einer alternativen Ausgestaltung zufolge kann der Controller auch mit dem Mess
datenaufnehmer in einer Baueinheit verbunden sein. Diese Ausgestaltung verein
facht insbesondere den Zugriff von auf unterschiedlicher Hardware ablaufenden
steuernden Prozessen auf das Messdaten-Erfassungssystem. Als Adressinformation
kann in diesem Fall zweckmäßig eine Interrupt-Nummer hinterlegt werden.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die beigefügten Figuren.
Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockdiagramm eines Messdaten-Erfassungssystems und sei
ner Peripherie gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung;
Fig. 2 ein Blockdiagramm eines Messdaten-Erfassungssystems und sei
ner Peripherie gemäß einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung;
und
Fig. 3 schematisch den Ablauf der Kommunikation zwischen einem
Controller des Messdaten-Erfassungssystems und zwei steuernden
Prozessen.
Figs. 4 und 5 jeweils ein Blockdiagramm eines Messdaten-Erfassungssystems
und seiner Peripherie gemäß einer dritten bzw. vierten Ausgestal
tung der Erfindung.
In dem Blockdiagramm der Fig. 1 ist ein Controller eines erfindungsgemäßen
Messdaten-Erfassungssystems mit 1 bezeichnet, eine Mehrzahl von Messdatenauf
nehmern jeweils mit 2 und steuernde Prozesse, die auf den Controller 1 zugreifen,
mit 3, 4, 5. Der Controller 1 und die steuernden Prozesse 3, 4, 5 sind hier auf ei
nem an sich bekannten und daher nicht genauer erläuterten Arbeitsplatzrechner 6
implementiert, das heißt, der Controller 1 und die steuernden Prozesse 3, 4, 5 sind
jeweils gebildet durch ihnen zugeordneten Speicherplatz des Arbeitsplatzrechners
6, der Programm und Daten des Prozesses enthält, sowie durch einen zeitlichen
Anteil an der Verarbeitungsleistung von dessen einzigem Prozessor. Selbstver
ständlich könnten der Controller 1 und die Prozesse 3, 4, 5 auch durch ein System
von auf einen gemeinsamen Bus und über diesen auf wenigstens zum Teil gemein
sam genutzten Speicherplatz zugreifenden Prozessoren gebildet sein, von denen
z. B. einer den Messdatenaufnehmer 2 und ein zweiter einen oder mehrere der Pro
zesse 3, 4, 5 darstellt.
Der Controller 1 bildet so eine Schnittstelle, die die Prozesse 3, 4, 5 mit den Mess
datenaufnehmern 2 verbindet.
Jeder Messdatenaufnehmer 2 verfügt hier über einen Analog-Digital-Wandler 7,
die hier mit jeweils einem Eingang 8 für ein Mess-Signal dargestellt sind. An ei
nem solchen Eingang 8 kann z. B. unmittelbar eine an einem Punkt einer zu unter
suchenden Schaltung abgegriffene Spannung anliegen, oder es kann ein (nicht
dargestellter) Sensor beliebiger Art angeschlossen sein, der eine interessierende
physikalische Größe in ein von dem Analog-Digital-Wandler 7 verarbeitbares e
lektrisches Spannungssignal umsetzt.
Jedem Analog-Digital-Wandler 7 ist ein Parameterregister 9 zugeordnet, das Werte
von Steuerparametern enthält, die den Betrieb des betreffenden Analog-Digital-
Wandlers 7 steuern. Zu diesen Parametern können unter anderem gehören: die
Grenzen des digitalisierbaren Eingangsspannungsintervalls, die Auflösung der
Digitalisierung oder, im Wesentlichen gleichbedeutend mit Letzterem, die für ei
nen Digitalisierungsvorgang zur Verfügung stehenden Zeitspanne, sowie, im Falle
eines Analog-Digital-Wandlers mit mehreren Eingängen, eine Bezeichnung desje
nigen Eingangs, dessen Signal digitalisiert werden soll.
Die Register 9 der einzelnen Analog-Digital-Wandler 7 sind durch den Controller
1 mit von den steuernden Prozessen 3, 4 oder 5 vorgegebenen Parameterwerten
beschreibbar.
Optional ist der Controller 1 an einen Speicherbaustein 10 angeschlossen, der zu
jedem Messdatenaufnehmer 7 ein Feld zum Speichern der in dessen Register 9
eingetragenen Parameterwerte enthält. So ist der Controller 1 in der Lage, eine
Anfrage von einem der Prozesse 3, 4, 5 nach den Parameterwerten durch Lesen des
Speicherbausteins 10 auch dann schnell zu beantworten, wenn er nicht lesend auf
die Register 9 zugreifen kann, oder ein Lesezugriff auf die Register 9 zeitaufwän
dig ist.
Fig. 2 zeigt einen alternativen Aufbau eines erfindungsgemäßen Messdatenerfas
sungssystens, wobei gleiche Teile gleiche Bezugszeichen wie in Fig. 1 tragen. Der
Controller 1 ist hier als ein eigenständiger Prozessor realisiert, der in der Lage ist,
mit einem oder mehreren Mikrocomputern 6, auf denen jeweils einer (5) oder meh
rere (3, 4) der Prozesse 3, 4, 5 laufen, über eine herkömmliche Peripherieschnitt
stelle zu kommunizieren. Der Controller 1 ist mit einem oder mehreren Messda
tenaufnehmern 2 zu einer Baueinheit zusammengefasst, z. B. auf einer gemeinsa
men Leiterplatte aufgebaut oder in einem Geräterahmen über eine gemeinsame
Backplane verbunden.
Die Arbeitsweise des Messdaten-Erfassungssystems wird mit Bezug auf das Ab
laufschema der Fig. 3 erläutert, wobei hier C den Controller 1 und P1 bzw. P2
jeweils einen der steuernden Prozesse 3, 4, 5 bezeichnen. Dem Controller C und
jedem der zwei Prozesse P1, P2 ist in Fig. 3 ein abwärtsgerichteter Pfeil zugeord
net, der die verstreichende Zeit symbolisiert.
Damit ein Prozess wie P1 oder P2 auf den Controller C und über diesen auf die
Messdatenaufnehmer zugreifen kann, ist zunächst eine Anmeldung des Prozesses
beim Controller C erforderlich. Der Prozess P1 wird am Controller C angemeldet,
indem er in Schritt S1 eine Adressinformation A1 an den Controller C übermittelt,
die es diesem ermöglicht, Nachrichten an den Prozess P1 zu senden. Diese Ad
ressinformation A1 kann diverse verschiedene Formen haben. Eine Möglichkeit
ist, unmittelbar einen Zeiger auf einen Bereich im Arbeitsspeicher des Prozesses
P1 zu übertragen, in dem dieser die Parameterwerte der Messdatenaufnehmer 2
gespeichert hält, von denen er annimmt, dass sie von den Messdatenaufnehmern
verwendet werden und die er zugrunde legt, wenn es darum geht, einen von einem
der Messdatenaufnehmer 2 kommend empfangenen digitalisierten Datenwert in
einen dem tatsächlichen Wert des Mess-Signals entsprechenden Wert umzurech
nen. So ist der Controller C in der Lage, im Falle einer Parameteränderung geän
derte Parameterwerte unmittelbar in den betreffenden Speicherbereich des Prozes
ses P1 einzutragen, so dass im Falle einer Parameteränderung die richtige Um
rechnung der digitalisierten Werte durch den Prozess P1 stets sichergestellt ist.
Diese Möglichkeit ist zwar einfach, sie hat aber den Nachteil, dass es erforderlich
ist, einen Arbeitsspeicherbereich, der dem Prozess P1 zugeteilt ist, anderen Prozes
sen wie dem Controller C zum Beschreiben zugänglich zu machen. Unerwünschte
Zugriffe auf diesen Speicherbereich aufgrund von Programmierfehlern können
somit nicht abgefangen werden.
Ein höheres Maß an Sicherheit wird erreicht, wenn an den Controller C lediglich
eine Adresse eines Speicherplatzes übertragen wird, in dem dieser eine Nachricht
eintragen kann, falls ein Parameterwert geändert worden ist, und der vom Prozess
P1 jedes Mal gelesen wird, bevor der Prozess einen Messdatenwert vom Controller
1 anfordert, um sicherzugehen, dass dieser mit dem im Arbeitsspeicherbereich des
Prozesses P1 gespeicherten Parameterwerten verarbeitet werden kann. Falls der
Prozess P1 eine solche Nachricht vorfindet, muss er, wie noch genauer erläutert
wird, die jeweils aktuellen Parameterwerte vom Controller C abfragen. Dieser
Speicherplatz kann außerhalb des dem Prozess P1 vorbehaltenen Arbeitsspeicher
bereiches liegen, so dass dessen Arbeitsspeicherbereich vor Fremdzugriff ge
schützt bleiben kann. Ein unbefugter oder fehlerhafter Zugriff auf diesen Spei
cherplatz führt - anders als beim zuvor gegebenen Beispiel - nicht zum Scheitern
der Verarbeitung der Messwerte, sondern allenfalls dazu, dass der Prozess P1 die
Parameterwerte vom Controller C abfragt, ohne dass dies nötig gewesen wäre.
Eine weitere mögliche Form von Adressinformation ist die Bezeichnung eines
Software-Interrupt, der von dem Controller C jedes Mal ausgelöst werden soll,
wenn ein Parameter eines Messdatenaufnehmers geändert worden ist, woraufhin
dann der Interrupt eine entsprechende Änderung der vom Prozess P1 verwendeten
Parameter durchführt.
Der Controller C beantwortet in Schritt S2 die Anmeldung des Prozesses P1 mit
einer Bestätigungsmeldung. Die Bestätigungsmeldung enthält beim hier betrach
teten Beispiel gleichzeitig eine Angabe darüber, ob der Controller über gültige
Parameter für die einzelnen Messdatenaufnehmer 2 verfügt. Wenn das Messdaten-
Erfassungssystem soeben erst in Betrieb genommen worden ist, wie im hier be
trachteten Fall, ist kein gültiger Parametersatz vorhanden (ParValid = N); der Pro
zess P1 erkennt dies aus der Bestätigungsmeldung und antwortet in Schritt S3 mit
der Übermittlung eines Parametersatzes Par1.
Das Messdaten-Erfassungssystem ist nun initialisiert und in der Lage, Anforderun
gen "Data?" des Prozesses P1 (Schritt S4) mit entsprechenden digitalisierten
Messdatenwerten "Data" (Schritt S5) zu beantworten.
In Schritt S6 empfängt der Controller C eine Anmeldung vom Prozess P2, die die
Adressinformation A2 enthält. Er beantwortet die Anmeldung in Schritt S7 einer
Bestätigung analog der des Schrittes S2, wobei allerdings in diesem Fall die Bes
tätigung die Nachricht enthält, dass der Controller C über einen gültigen Satz von
Parametern für die Messdatenaufnehmer 2 verfügt (ParValid = Y).
Die Anmeldung des Prozesses P2 (oder eines beliebigen weiteren Prozesses) be
einflusst nicht den Datenaustausch zwischen dem Prozess P1 und dem Controller
C; auch nach Anmeldung weiterer Prozesse kann der Controller C Datenanforde
rungen "Data?" des Prozesses P1 empfangen (Schritt S8) und mit digitalisierten
Messdaten "Data" beantworten (Schritt S9).
Unter Zugrundelegung des Parametersatzes Par1 könnte der Controller C in diesem
Zustand auch Messdatenanforderungen des Prozesses P2 beantworten, und der
Prozess P2 könnte die vom Controller C gelieferten Messdaten korrekt verarbeiten.
In Schritt S10 sendet der Prozess P2 Steuerparameterwerte Par2 an den Controller
C. Dieser sperrt daraufhin zeitweilig die Entgegennahme von Datenanforderungen
"Data" von allen Prozessen, übermittelt die geänderten Parameterwerte an den
oder die betroffenen Messdatenaufnehmer 2 und sendet anschließend in Schritt
S11 eine Nachricht, dass Parameter geändert worden sind, an die Adresse A1 des
Prozesses P1 und hebt die Sperrung wieder auf. Eine entsprechende Nachricht
könnte als Vollzugsbestätigung auch an den Prozess P2 gesendet werden. Die An
forderung von Messdatenwerten durch den Prozess P2 und deren Beantwortung
durch den Controller in Schritten S12, S13 läuft genauso ab, wie oben für den
Prozess P1 beschrieben.
Der Prozess P1, der in Schritt S11 die Mitteilung über die Parameteränderung
empfangen hat, sendet, bevor er erneut Messdaten abfragt, zunächst in Schritt S14
eine Anfrage "Par?" nach den gegenwärtig gültigen Parameterwerten an den Cont
roller C und bekommt von diesem in Schritt S15 die Parameterwerte P2 mitgeteilt.
Da beide Prozesse P1, P2 auf den gleichen Messdatenaufnehmer zugreifen, ist es
durchaus wahrscheinlich, dass eine vom Prozess P2 vorgenommene Optimierung
der Steuerparameter für den Prozess P1 auch zweckmäßig ist. Dieser kann daher
die Parameterwerte Par2 übernehmen und unter Zugrundelegung dieser Parame
terwerte in den Schritten S16, S17 Daten abfragen.
Wenn zu einem späteren Zeitpunkt der Prozess P1 seinerseits geänderte Steuerpa
rameter Par1 in Schritt S18 an den Controller C überträgt (die mit den Steuerpara
metern Par1 des Schritts S3 identisch oder von diesen verschieden sein können),
wird wiederum zeitweilig die Messdatenabfrage gesperrt, bis die Änderung der
Parameter im Register 9 des betroffenen Messdatenaufnehmers eingetragen ist,
und eine entsprechende Nachricht (S19) wird an den Prozess P2 geschickt.
Die Prozesse P1, P2 und ggf. weitere Prozesse können so im Wechsel auf die
Messdatenaufnehmer zugreifen, wobei jeder Prozess von einer von einem anderen
der Prozesse vorgenommenen Optimierung der Steuerparameter profitieren kann.
Bei einer Variante des oben beschriebenen Verfahrens wird in den Schritten S1,
S6 des Anmeldens eines Prozesses beim Controller C keine Adressinformation
hinterlegt, sondern der Controller C speichert lediglich eine bei der Anmeldung
übermittelte Identität des Prozesses, um später im Falle des Empfangs neuer Steu
erparameterwerte die Identität des diese Werte sendenden Prozesses mit den an
gemeldeten Identitäten vergleichen und so die Berechtigung eines Prozesses zum
Ändern der Steuerparameterwerte feststellen zu können.
Wenn der sendende Prozess angemeldet ist, wird die Parameteränderung durchge
führt, und eine Bestätigungsnachricht, die den Vollzug der Parameteränderung
anzeigt, wird gesendet, jedoch nicht, wie in den Schritten S11, S19 an einzelne
Prozesse, sondern an sämtliche Prozesse. Da die Bestätigungsnachricht nicht an
einen einzelnen Prozess adressiert wird, ist es auch nicht notwendig, für jeden
Prozess Adressinformation zu hinterlegen. Die Nachricht kann analog zum oben
Beschriebenen im Beschreiben eines von allen Prozessen gemeinsam genutzten
Speicherplatzes oder im Auslösen eines Interrupts bestehen.
Vorzugsweise enthält die Bestätigungsnachricht eine Bezeichnung des Prozesses,
der die Parameteränderung verlangt hat, so dass dieser Prozess, wenn er die Bestä
tigungsnachricht empfängt, unmittelbar mit der Datenabfrage beginnen kann, ohne
vorher die aktuell eingestellten Parameter vom Controller C anfordern zu müssen.
Alle anderen Prozesse fragen nach Eingang der Bestätigungsnachricht zunächst die
eingestellten Parameterwerte beim Controller ab, bevor sie neue Messdatenwerte
verarbeiten.
Einer weiterentwickelten Ausgestaltung der Erfindung zufolge verfügt der Cont
roller 1 neben einem Betriebszustand, in welchem er, wie oben beschrieben, in der
Lage ist, Änderungen an den Steuerparametern der Messdatenaufnehmer infolge
eines von einem beliebigen angemeldeten Prozess empfangenen Befehles durchzu
führen, über einen Betriebszustand, in dem er Befehle dieser Art nur von einem
einzigen steuernden Prozess beachtet und entsprechende Befehle von anderen Pro
zessen, selbst dann, wenn sie zuvor ordnungsgemäß angemeldet worden sind, mit
einer Fehlermeldung beantwortet und ansonsten unberücksichtigt lässt. So kann
ein steuernder Prozess sämtliche anderen von der Kontrolle über die Steuerpara
meter ausschließen. Eine solche Maßnahme kann zweckmäßig sein, wenn der Ver
dacht besteht, dass Parameteränderungen durch einen der auszuschließenden Pro
zesse zu Störungen der Messdatenerfassung führen.
Bei den bisherigen Ausführungsbeispielen ist nur der Fall betrachtet worden, dass
die Prozesse 3, 4, 5 Steuerparameter an die Messdatenaufnehmer 2 senden. D. h.
sie beeinflussen nicht die am Untersuchungsgegenstand gemessenen Größen
selbst, sondern lediglich das digitale Format, in dem diese von den Messdatenauf
nehmern 2 an den jeweils anfordernden Prozess geliefert werden. Selbstverständ
lich ist es auch möglich, dass die Prozesse 3, 4, 5 Steuerparameter, in diesem Zu
sammenhang auch als Stimuli bezeichnet, an den Untersuchungsgegenstand selbst
senden, wodurch die von den Messdatenaufnehmern 2 erfassten Größen auch in
ihrem Wert beeinflusst werden.
Fig. 4 zeigt ein Blockdiagramm einer dritten Ausgestaltung der Erfindung, bei der
der Controller 1 neben einer Mehrzahl von Messdatenaufnehmern 2 auch über
Signalgeber 11, 12 den an diesen angeschlossenen, in der Figur nicht dargestellten
Untersuchungsgegenstand ansteuern und seine Funktion beeinflussen kann. Bei
dem Signalgeber 11 kann es sich z. B. um eine Hintereinanderschaltung eines Re
gisters 13 und eines Digital-Analog-Wandlers 14 handeln, die von dem Controller
1 einen Datenwert empfängt und diesen als einen konstanten Spannungspegel an
einer Anschlussstelle des Prüfgegenstandes einspeist. Der Signalgeber 12 kann
z. B. ein Funktionsgenerator sein, der ein periodisches Signal, dessen Frequenz und
Verlauf durch den Controller 1 vorgegeben sind, in den Untersuchungsgegenstand
einspeist, so dass mit Hilfe der Messdatenaufnehmer 2 die Reaktion des Untersu
chungsgegenstandes auf dieses Signal untersucht werden kann. Parameter, die
einer der Prozesse 3, 4, 5 an einen der Signalgeber 11, 12 bzw. an den von diesem
angesteuerten Untersuchungsgegenstand zu senden versucht, werden vom Cont
roller 1 nicht anders behandelt, als für die Messdatenaufnehmer 2 bestimmte Steu
erparameter. D. h. ihre Verarbeitung läuft genau so ab, wie oben mit Bezug auf Fig.
3 beschrieben und wird daher hier nicht erneut im Detail erläutert.
Wie die Abwandlung der Fig. 5 zeigt, können in einem erfindungsgemäßen Mess
datenerfassungssystem Messdatenaufnehmer 2 auch jeweils fest einem einzelnen
Prozess 3, 4 oder 5 zugeordnet sein, d. h. jeder Prozess kann nur auf die ihm zuge
ordneten Messdatenaufnehmer zugreifen, nicht aber auf die eines anderen Prozes
ses. In diesem Fall sind die einzelnen Prozesse selbstverständlich in der Steuerung
ihrer Messdatenaufnehmer 2 frei. Gemeinsam über den Controller 1 steuern die
Prozesse 3, 4, 5 jedoch die Signalgeber 11, 12, so dass der Controller 1 im Falle
einer von einem Prozess an einem der Signalgeber vorgenommenen Parameterän
derung alle anderen Prozesse in der oben beschriebenen Weise von der Parameter
änderung informiert.
Eine bevorzugte Anwendung des oben beschriebenen Messdaten-
Erfassungssystems und Verfahrens zum Koordinieren des Zugriffes mehrerer Pro
zesse auf einen Messdatenaufnehmer ist ein Entwicklungsmessplatz für elektroni
sche Schaltungen, wobei es sich bei einem der steuernden Prozesse um einen Echt
zeitsteuerprozess handeln kann, der die Anwendung der Schaltung unter realisti
schen Bedingungen simuliert, und bei einem anderen Prozess um eine Ablaufsteu
erung, die jeweils Schritt für Schritt auf Befehl eines Anwenders Änderungen der
Eingangssignale der zu untersuchenden Schaltung unterstützt und die Beobachtung
der daraus resultierenden Zustände der Schaltung stationär ermöglicht.
Claims (13)
1. Messdatenerfassungssystem für die prozessgesteuerte Messdatenerfassung, mit
wenigstens einem Messdatenaufnehmer (2) zum Liefern von an einem
Untersuchungsgegenstand gewonnenen digitalen Messdaten, wobei die Werte der
gewonnenen Messdaten von wenigstens einem zuvor an den Messdatenaufnehmer (2)
oder den Untersuchungsgegenstand übermittelten Steuerparameter (Par1, Par2)
beeinflussbar sind, mit einem Controller (1, C), der eingerichtet ist, einen Wert des
wenigstens einen Steuerparameters (Par1, Par2) von einer Mehrzahl von steuernden
Prozessen (3, 4, 5; P1, P2) zu empfangen (S3, S10), bei Empfang eines Werts des
Steuerparameters (Par1, Par2) von einem der steuernden Prozesse (3, 4, 5; P1, P2) den
Wert an den Messdatenaufnehmer (2) oder den Untersuchungsgegenstand zu übermitteln,
gekennzeichnet dadurch, dass der Controller eingerichtet ist, eine Nachricht, die anzeigt,
dass ein Steuerparameter empfangen worden ist, an wenigstens einen anderen der
steuernden Prozesse zu übermitteln (S11).
2. Messdatenerfassungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass die Nachricht den Wert des Steuerparameters angibt.
3. Messdatenerfassungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Controller C eingerichtet ist, eine Anfra
ge (S14) jedes Steuerprozesses hinsichtlich des aktuellen Werts eines oder
mehrerer Steuerparameter des Messdatenaufnehmers und/oder des Unter
suchungsgegenstands zu beantworten (S15).
4. Messdatenerfassungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
dass dem Controller (1, C) ein Speicher (10) für die gegenwärtigen Werte
der Steuerparameter (Par1, Par2) jedes Messdatenaufnehmers (2) und/oder
des Untersuchungsgegenstands zugeordnet ist.
5. Messdatenerfassungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass dem Controller (1, C) ein Speicher für Ad
ressinformation jedes steuernden Prozesses (3, 4, 5; P1, P2) zugeordnet ist
und dass der Controller (1, C) eingerichtet ist, die Nachricht in Verbindung
mit in dem Speicher gespeicherter Adressinformation zu übermitteln
(S11).
6. Messdatenerfassungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Controller (1, C) zwischen einem Be
triebszustand, in dem er in der Lage ist, einen von jedem beliebigen der
steuernden Prozesse (3, 4, 5; P1, P2) empfangenen Steuerparameterwert
(Par1, Par2) an den Messdatenaufnehmer (2) und/oder den Untersu
chungsgegenstand zu übermitteln, und einem Zustand umschaltbar ist, in
der er nur von einem bestimmten steuernden Prozess empfangene Steuer
parameterwerte übermittelt.
7. Messdatenerfassungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Controller (1) und wenigstens ein die
Steuerprozesse ausführender Prozessor (6) an ein gemeinsames Bussystem
angeschlossen sind.
8. Messdatenerfassungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, dass der Controller (1) und der wenigstens eine Messda
tenaufnehmer (2) in einer Baueinheit verbunden sind.
9. Verfahren zum Koordinieren des Zugriffs mehrerer steuernder Prozesse
(P1, P2) auf einen Messdatenaufnehmer (2), welcher an eine Prüfungsge
genstand gewonnene digitale Messdaten (Data) liefert, wobei die Werte
der gewonnenen Messdaten von wenigstens einem zuvor an den Messda
tenaufnehmer oder den Untersuchungsgegenstand übermittelten Steuerpa
rameter (Par1, Par2) beeinflusst werden (S5, S13), mit Hilfe eines Cont
rollers (C), bei dem, wenn einer der Prozesse (P1, P2) einen Steuerpara
meterwert sendet (S10, S18), der Controller (C) eine Nachricht, die an
zeigt, dass ein Steuerparameter empfangen worden ist, an wenigstens einen
anderen (P2, P1) der steuernden Prozesse übermittelt (S11, S19).
10. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem die Nachricht den aktuellen Wert des
Steuerparameters angibt.
11. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem der steuernde Prozess (P1, P2), der
die Nachricht empfangen (S11, S19) hat, den aktuellen Wert des wenigs
tens einen Steuerparameters aus dem Controller (C) liest (S14, S15).
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet,
dass der Prozess (P1), der die Nachricht empfangen (S11) hat, wenigstens
einen von dem Messdatenaufnehmer (2) erzeugten Messdatenwert anhand
des aktuellen Werts des Steuerparameters auswertet.
13. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, bei dem Adressinformation, die es dem
Controller (C) ermöglicht, eine Nachricht an einen Prozess (P1, P2) zu ü
bermitteln, von dem Prozess (P1, P2) vorab am Controller hinterlegt wird
(S1, S6).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2002130268 DE10230268C1 (de) | 2002-07-05 | 2002-07-05 | Messdaten-Erfassungssystem und Koordinierungsverfahren dafür |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2002130268 DE10230268C1 (de) | 2002-07-05 | 2002-07-05 | Messdaten-Erfassungssystem und Koordinierungsverfahren dafür |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10230268C1 true DE10230268C1 (de) | 2003-12-04 |
Family
ID=29414316
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2002130268 Expired - Fee Related DE10230268C1 (de) | 2002-07-05 | 2002-07-05 | Messdaten-Erfassungssystem und Koordinierungsverfahren dafür |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE10230268C1 (de) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6131050A (en) * | 1996-06-13 | 2000-10-10 | International Superconductivity Technology Center, The Juridical Foundation | Control device having a control logic switching function |
-
2002
- 2002-07-05 DE DE2002130268 patent/DE10230268C1/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US6131050A (en) * | 1996-06-13 | 2000-10-10 | International Superconductivity Technology Center, The Juridical Foundation | Control device having a control logic switching function |
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