DE10308295B4 - Verfahren und System zur Anbindung von Baugruppen an ein Bussystem - Google Patents

Verfahren und System zur Anbindung von Baugruppen an ein Bussystem Download PDF

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Abstract

Verfahren zur Anbindung von Baugruppen (211 bis 21n) an ein PCI-Bussystem (30), wobei das Verfahren durch folgende Schritte gekennzeichnet ist:
– Anmelden (S20) einer mit einer funktionierenden Busschnittstelle (221) bestückten Pilotbaugruppe (211), welche als einzige Baugruppe der Baugruppen (211 bis 21n) einen programmierbaren Konfigurationsspeicher (23) mit Konfigurationsdaten für eine zur Pilotbaugruppe (211) gehörige unprogrammierte, feldprogrammierbare Gatterschaltung (FPGA) (221) aufweist, am PCI-Bussystem (30),
– Programmieren (S30) jeweils einer unprogrammierten, feldprogrammierbaren Gatterschaltung (FPGA) (222 bis 22n) auf zumindest einer weiteren Baugruppe (212 bis 21n) mit Konfigurationsdaten, die in einem am PCI-Bussystem (30) angeschlossenen Speicher (15), der als Massenspeicher (15) einer am PCI-Bussystem (30) angeschlossenen Hauptrechner-Einheit (10) ausgeführt ist, abgespeichert sind und über das Bussystem (30), die Pilotbaugruppe (211) und ein zusätzliches, jede weitere Baugruppe (212 bis 21n) mit der Pilotbaugruppe (211) direkt verbindendes internes Bussystem (25) in die der jeweiligen weiteren Baugruppe (212 bis 21n) zugeordneten feldprogrammierbaren Gatterschaltungen (FPGA)...

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zur Anbindung von Baugruppen an ein insbesondere nach den Peripheral-Component-Interconnection-Standard arbeitenden Bussystem (PCI-Bus).
  • Mit der Entwicklung leistungsfähiger Peripheriebaugruppen (Grafikkarten, Soundkarten, Netzwerkkarten usw.) entstand Ende der 80er Jahre ein Bedarf nach einem leistungsfähigen Bussystem zur Anbindung von Hardwarebaugruppen an einen Personalcomputer (PC). Die ersten Bussysteme, wie zum Beispiel der ISA-Bus (Industry Standard Architecture) oder der VL-Bus (Vesa Local), zeichneten sich durch eine geringe Performance aus, da durch die direkte Verbindung der Peripheriebaugruppen mit der Prozessoreinheit (CPU) über den Bus die Leistungsfähigkeit der Prozessoreinheit deutlich eingeschränkt wurde.
  • Mit der Entwicklung des Peripheral-Component-Interconnection-Standards (PCI) durch Intel im Jahre 1991 gelang es, diesen Schwachpunkt zu beseitigen. Die Peripheriebaugruppen haben zwar über den PCI-Bus Zugriff auf den Systemspeicher, werden aber über die Busanschaltung (Bus Bridge) vom Systembus, der die Prozessoreinheit (CPU) mit dem Systemspeicher verbindet, getrennt. Somit ist es möglich, über den PCI-Bus eine deutlich höhere Anzahl an Peripheriebaugruppen als beim ISA- bzw. VL-Bus in den Personalcomputer zu integrieren, ohne damit das Leistungsverhalten der CPU zu mindern. Der PCI-Bus erlangte aber erst 1995 mit der Entwicklung des Betriebssystems Windows95 und der in Windows95 realisierten ”Plug & Play”-Technologie seinen vollen Durchbruch. Mit der ”Plug & Play”-Technologie kann ohne erneutes Rücksetzen und Hochfahren (Booten) des gesamten Personalcomputers eine neue Baugruppe in einem dafür vorgesehenen Steckplatz gesteckt werden und im laufenden Betrieb des PCs initialisiert und konfiguriert und somit in den laufenden Betrieb des PCs integriert werden.
  • Das Anwendungsspektrum des PCI-Buses ist weit reichend. Der PCI-Bus ist insbesondere bei Echtzeitanwendungen mit einer Vielzahl von Peripheriebaugruppen inzwischen weit verbreitet, wie sie in den Bereichen Meß-, Steuer- und Regelungstechnik, Medizintechnik und Nachrichtentechnik anzutreffen sind. Auch der in der DE 101 24 372 A1 dargestellte Signalgenerator zur Erzeugung eines digitalen Basisbandsignals mittels einer Basisbandeinheit enthält einen Steuer-Bus, der vorzugsweise als PCI-Bus ausgebildet werden kann. In diesem Signalgenerator sind unterschiedlichste Baugruppen, wie zum Beispiel Modulatoren, Fading- und Rausch-Einheiten, über einen PCI-Bus zum Datenaustausch – Parametrierung und Konfigurierung der Baugruppen, Visualisierung der Baugruppensignale – mit einer Hauptrechner-Einheit verbunden.
  • Die Anbindung der einzelnen Baugruppen an den PCI-Bus erfolgt über so genannte Busschnittstellen (Bus-Interface), die im allgemeinen aus feldprogrammierbaren Gatterschaltungen (FPGA) realisiert sind. Die Programmierung dieser FPGAs erfolgt über Konfigurationsspeicher, in denen Daten über die Schaltungskonfiguration des FPGAs abgespeichert sind. Wie in der DE 100 34 405 A1 dargestellt, wird das FPGA dazu unter Zwischenschaltung eines Multiplexers mit dem die Konfigurationsdaten enthaltenden EE-PROM verbunden. Nach Auslesen der Konfigurationsdaten aus einer Speichervorrichtung des Computers und Einprogrammieren dieser Konfigurationsdaten in das EE-PROM erfolgt in einem zweiten Schritt die Konfiguration des FPGAs mit den im EE-PROM abgespeicherten Konfigurationsdaten.
  • Aufgrund der Vielzahl an Baugruppen steigt der schaltungstechnische Aufwand zur Anbindung dieser Baugruppen an dem PCI-Bus nicht unerheblich. Einsparungen an hardware-technischen Aufwand diesbezüglich ist folglich das Ziel bei der Entwicklung eines derartigen Signalgenerators. Kosteneinsparungen im Bereich der Busschnittstellen werden im allgemeinen nicht zielführend sein, da Busschnittstellen unabdingbar für die kontinuierliche Anbindung von Peripheriebaugruppen an ein Bussystem sind. Realistischere Kosteneinsparungspotenziale sind vielmehr in den für die Konfigurierung der programmierbaren Bus-Interface notwendigen Konfigurationsspeicher zu sehen, da diese im Gegensatz zu den Busschnittstellen nur in der Phase die Initialisierung benötigt werden und im laufenden Betrieb des Bussystems ohne Bedeutung sind. Hinzukommt, dass derartige Konfigurationsspeicher wie auch in der DE 100 34 405 A1 aus vergleichsweise teuren programmier- und löschbaren Speicherbausteinen (EE-PROM) aufgebaut werden und somit die aufzuwendenden Hardware-Kosten deutlich erhöhen.
  • Die Druckschrift US 6 011 407 A offenbart einen FPGA-Baustein mit konfigurierbaren Logikblöcken und einer PCI-Schnittstellen-Schaltung zum Anschluss des FPGA-Bausteins an einen PCI-Bus. Die Konfigurierung der konfigurierbaren Logikblöcke des FPGA-Bausteins erfolgt über einen. Konfigurationsbitstrom, der in einem entweder innerhalb oder außerhalb des FPGA-Busteins angeordneten, nichtflüchtigen Speicher abgelegt ist und den konfigurierbaren Logikblöcken über eine Programmierschaltung und über einen seriellen Bus zugeführt wird. Dieser Konfigurationsbitstrom kann über den seriellen Bus, der als Daisy-Chain-Bus ausgeführt ist, zum Konfigurieren weiterer FPGA-Bausteine herangezogen werden. Somit ist in Druckschrift US 6 011 407 A keine am Bussystem – hier PCI-Bus – angeschlossene Hauptrechner-Einheit offenbart, die einen als Massenspeicher ausgeführten Speicher zum Speichern von Konfigurationsdaten zur Anbindung weiterer Baugruppen – hier weitere FPGA-Baugruppen neben FPGA-Baugruppe – an das Bussystem – hier PCI-Bus – enthält.
  • Die Druckschrift DE 102 31 990 A1 offenbart einzelne Baugruppen, die an einen Bussystem über Bussschnittstellenbausteine angeschlossen sind, deren Konfigurationsdaten jeweils in zugehörigen EEPROM-Konfigurationsspeicherbausteinen abgelegt sind. Somit liegt keine Offenbarung einer Pilotbaugruppe vor, die als einzige Baugruppe von mehreren Baugruppen einen Konfigurationsspeicher mit Konfigurationsdaten für eine zur Pilotbaugruppe gehörige unprogrammierte, feldprogrammierbare Gatterschaltung (FPGA) enthält. Außerdem offenbart diese einen Speicher bzw. eine FPGA-Code-Datenbank mit Konfigurationsdaten, die nicht über den Systembus, sondern über einen JTAG-Bus zur Programmierung der zu allen Bussschnittstellenbausteinen jeweils gehörigen EEPROM-Konfigurationsspeicherbausteinen übertragen werden. Eine Offenbarung eines Massenspeichers mit Konfigurationsdaten für jede zu zumindest einer weiteren Baugruppe jeweils gehörige unprogrammierte, feldprogrammierbare Gatterschaltung, der auf einer Hauptrechner-Einheit angeordnet ist und mit dem Bussystem verbunden, liegt folglich nicht vor.
  • Die Druckschrift US 6 057 708 A offenbart einen FPGA-Baustein mit internen Kommunikationspfaden. Ein System und Verfahren zur Anbindung mehrerer Baugruppen an ein Bussystem geht aus dieser Druckschrift nicht hervor.
  • Der Erfindung liegt also die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und ein System zu schaffen, das zur Anbindung einer Baugruppe an einen insbesondere nach dem Peripheral-Component-Interconnection-Standard (PCI) arbeitenden Bussystem eine aufwandsarme Lösung zur Initialisierung und Konfigurierung der programmierbaren Busschnittstellen realisiert. Um eine erhöhte Flexibilität hinsichtlich Veränderungen in der Systemsoftware (aktualisierte Versionsstände der Firmware der Baugruppen und der Busverwaltungssoftware etc.) aufrechtzuerhalten, ist darüber hinaus eine jederzeit umprogrammierbare Lösung anzustreben.
  • Die Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens durch die Merkmale des Anspruchs 1 und hinsichtlich des Systems durch die Merkmale des Anspruchs 6 gelöst.
  • Wie oben schon erwähnt, stellt die Lösung des Stands der Technik, bei dem in jedem Bus-Interface auf einer zum PCI-Bus gehörigen Baugruppe jeweils ein als Konfigurationsspeicher dienendes EE-PROM vorgesehenen ist, eine vergleichsweise teure Lösung dar. Auch die Speicherung der Konfigurationsdaten auf einer mit dem PCI-Bus verbundenen kostengünstigen Massenspeichereinheit, wie beispielsweise auf einer Festplatte, scheidet wegen nicht realisierbarer Zugriffsmöglichkeit zum Zeitpunkt des Einschaltens des Systems aufgrund fehlender Anmeldung der Baugruppe am PCI-Bus aus.
  • Die Lösung, die erfindungsgemäß verfolgt wird, geht einen Mittelweg zwischen diesen beiden Lösungswegen, indem nur in einer als Pilotbaugruppe bezeichneten Baugruppe ein Konfigurationsspeicher vorgesehen ist. Der Inhalt dieses Konfigurationsspeichers wird nach Einschalten des Signalgenerator-Systems in die frei programmierbare Gatterschaltung der Pilotbaugruppe zur Konfigurierung als Busschnittstelle geladen. Nach Identifizierung und Konfigurierung der Baugruppe durch das BIOS und dem Laden der entsprechenden Baugruppen-Firmware durch das Betriebssystem steht die Pilotbaugruppe als einzige am (PCI)-Bus funktionierende Baugruppe zur Verfügung. Über den (PCI)-Bus, die Pilotbaugruppe als Daten-Schnittstelle und einem internen Systembus im Signalgenerator-System werden von einer speziellen Anwendungssoftware unter Umgehung des BIOS sowie des Betriebssystems Konfigurationsdaten für die frei programmierbaren Gatterschaltungen der übrigen Baugruppen aus der Festplatte der Hauptrechner-Einheit in die FPGAs der übrigen Baugruppen zur Schaltungskonfiguration geladen.
  • Der Schaltungsaufwand ist bei dieser Lösung folglich auf den auf der Pilotbaugruppe befindlichen Konfigurationsspeicher beschränkt. Der Konfigurationsspeicher der Pilotbaugruppe wird hinsichtlich der oben genannten Änderungsflexibilität als programmierbarer Speicherbaustein ausgeführt.
  • Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
  • 1 eine Blockschaltbild des PCI-Gesamtsystems
  • 2, 2A, 2B ein Ablaufdiagramm der Einbindung der einzelnen Baugruppen in das PCI-Bussystem
  • Anhand der 1 wird im Folgenden der systemtechnische Aufbau der Schaltungsanordnung zur Anbindung von Baugruppen an ein nach dem Peripheral-Component-Interconnection-Standard arbeitendes Bussystem (PCI-Bus) erläutert.
  • Das PCI-Gesamtsystem besteht aus der Hauptrechner-Einheit 10, die über das PCI-Bussystem 30 mit der als Signalgenerator-System arbeitenden Baugruppensystem-Einheit 20 verbunden ist. Die Hauptrechner-Einheit 10 besteht im wesentlichen aus einer Prozessoreinheit (CPU) 11, die über einen internen Systembus 12 mit dem Systemspeicher 13 und der Busanschaltung (Bus Bridge) 14 verbunden ist. Bei dem internen Systembus 12 kann es sich um einen Industry-Standard-Architecture-Bus (ISA-Bus), Vesa-Local-Bus (VL-Bus) oder einen anderen Personal-Computer-(PC)-kompatiblen Systembus handeln. Bei der Busanschaltung (Bus Bridge) 14 handelt es sich um eine Schaltung zur Anbindung des PCI-Buses 30 an den internen Systembus 12. Die Hauptrechner-Einheit 10 enthält zusätzlich noch einen Massenspeicher, z. B. eine Festplatte 15.
  • Die Baugruppensystem-Einheit 20 enthält die n Baugruppen 211 bis 21n . Jede einzelne Baugruppe 211 bis 21n ist jeweils mit einer frei programmierbaren Gatterschaltung (FPGA) 221 bis 22n ausgestaltet. Die als Pilotbaugruppe bezeichnete Baugruppe 211 enthält zusätzlich als einzige Baugruppe einen elektrisch löschbaren, programmierbaren Bausteinen (EE-PROM) 23, der über eine Verbindungsleitung 24 mit der frei programmierbaren Gatterschaltungen (FPGA) 221 unidirektional verbunden ist. Jede der frei programmierbaren Gatterschaltungen (FPGA) 221 bis 22n ist an den internen Systembus 25 angeschlossen.
  • Der PCI-Bus 30 steht mit allen frei programmierbaren Gatterschaltungen (FPGA) 221 bis 22n der Baugruppen 211 bis 21n auf der Baugruppensystem-Einheit 20 und dem Systemspeicher 13, der Busanschaltung 14 und der Festplatte 15 der Hauptrechner-Einheit 10 in Verbindung.
  • Im Folgenden werden die einzelnen Schritte zur Anbindung von Baugruppen in einem PCI-Bussystem anhand der 2, 2A und 2B beschrieben.
  • Nach Einschaltung in des PCI-Gesamtsystems, was im allgemeinen durch Zuschalten der Stromversorgung erfolgt, wird in Verfahrensschritt S10 die Busschnittstelle (Bus-Interface) 221 der Pilotbaugruppe 211 durch programmgestütztes Konfigurieren der programmierbaren Schaltung erzeugt. Hierzu wird, wie in 1 dargestellt, eine frei programmierbare Gatterschaltung (FPGA) 221 verwendet, deren logische Gatterzellen mit Hilfe von Konfigurationsdaten zu funktionsfähigen logischen Schaltungen anwendungsspezifisch verknüpft werden können. Die Schaltungskonfiguration des FPGAs 221 führt nach erfolgreicher Programmierung die Funktion einer für den PCI-Bus geeigneten Busschnittstelle aus.
  • Die Konfigurationsdateien für das FPGA 221 sind in dem als Konfigurationsspeicher dienenden EE-PROM 23 abgespeichert und werden nach Einschalten des Systems von einer auf dem FPGA 221 befindlichen FPGA-Programmier-Software aus dem EE-PROM 23 ausgelesen und zur Konfigurierung des FPGAs 221 im Hinblick auf eine Busschnittstelle herangezogen. Die Speicherung von Konfigurationsdaten in einem EE-PROM 23 ermöglicht die schnellstmögliche und hoch flexibelste Anpassung der im FPGA 221 realisierten Busschnittstelle an neue Versionsstände des PCI-Buses sowie geänderte Buskonfigurationen.
  • Alternativ zur Konfigurierung eines FPGAs 221 hinsichtlich einer Busschnittstelle mit Hilfe von in einem EE-PROM 23 abgespeicherten Konfigurationsdaten kann unter Aufgabe der Flexibilität auch ein handelsüblicher, festverdrahteter Busschnittstellen-Baustein verwendet werden. Hierbei entfällt der Verfahrenschritt S10 der Konfigurierung des FPGAs 221 .
  • Die Pilotbaugruppe 211 ist mit ihrer funktionierenden Busschnittstelle 221 nun initialisiert und in der Lage, sich für eine Anmeldung am PCI-Bus zu identifizieren. Der Verfahrensschritt S20 der Anmeldung der Pilot-Baugruppe 211 am PCI-Bussystem beginnt mit dem Unter-Verfahrensschritten S21. Im Unter-Verfahrensschritten S21 erfolgt durch das ”Plug & Play”-BIOS, eine Initialisierungssoftware des Busverwaltungssystems, ein ”Abscannen” des PCI-Buses nach vorhandenen Baugruppen. Hierzu sendet das ”Plug & Play”-BIOS ein definiertes Signal an eine in einem PCI-Bus-Steckplatz befindliche Baugruppe mit der Aufforderung, sich zu identifizieren. Ist der PCI-Bus-Steckplatz von einer Baugruppe besetzt, die aufgrund ihrer funktionierenden Busschnittstelle initialisiert ist, so sendet diese Baugruppe zur Identifizierung ein bestimmtes Identifizierungssignal an das ”Plug & Play”-BIOS.
  • Nach Identifizierung der Pilotbaugruppe 211 durch das ”Plug & Play”-BIOS in Verfahrensschritt S21 erfolgt im sich anschließenden Unter-Verfahrensschritt S22 bei Bedarf die Bestimmung der Konfigurationsdaten für die Pilotbaugruppe 211 durch das ”Plug & Play”-BIOS. Zu den Konfigurationsdateien der am PCI-Bus beteiligten Baugruppen zählen vor allem folgende Daten:
    • – Adresse der Baugruppe am PCI-Bus
    • – Adressen der der Baugruppe zugewiesenen Speicherplätze ins Systemspeicher
    • – Adresssen der der Baugruppe zugewiesenen Ein-/Aus-gabe-Schnittstellen
    • – Adressen der der Baugruppe zugewiesenen DMA-Speicherplätze
    • – baugruppenspezifische Zuweisung der Interrupt-Anforderung-Signale
  • Das ”Plug & Play”-BIOS überprüft in einer speziell für die Abspeicherung von Konfigurationdaten vorgesehenen Konfigurationsdatei (Extended System Configuration Data (ECSD)), ob für die Pilotbaugruppe 221 entsprechende Daten abgelegt sind. Falls die Pilotbaugruppe 221 neu installiert wurde, liegen diese Konfigurationsdaten in der Konfigurationsdatei noch nicht vor und müssen vom ”Plug & Play”-BIOS für die Pilotbaugruppe 221 festgelegt werden und in der ECSD-Datei abgelegt werden.
  • Im darauf folgenden Unter-Verfahrensschritt S23 führt das ”Plug & Play”-Betriebssystem im Rahmen des Bootvorgangs die Installation des Baugruppentreibers für die Pilotbaugruppe 221 durch. Mit der Treibersoftware ist es der Pilotbaugruppe 221 im Folgenden möglich, Kommunikation mit dem ”Plug & Play”-Betriebssystem zu führen. Der Verfahrensschritt S20 der Anmeldung der Pilotbaugruppe am PCI-Bus ist somit abgeschlossen.
  • Nachdem die Pilotbaugruppe 221 erfolgreich am PCI-Bus angemeldet wurde und im Normalbetrieb des PCI-Bussystemes mit den Funktionseinheiten der Hauptrechner-Einheit 10 kommunizieren kann, erfolgt im nächsten Verfahrensschritt S30 die Initialisierung der übrigen Baugruppen 222 bis 22n der Baugruppensystem-Einheit 20. Diese Initialisierung wird durch eine spezielle Anwendungssoftware durchgeführt, die nach Beendigung des Anmeldevorgangs der Pilotbaugruppe 221 und sämtlicher Funktionseinheiten der Hauptrechner-Einheit 10 gestartet wird.
  • Diese spezielle Anwendungssoftware ruft im ersten Schritt die auf der Festplatte 15 der Hauptrechner-Einheit 10 abgelegte FPGA-Programmiersoftware auf. Die FPGA-Programmiersoftware liest von der Festplatte 15 die Konfigurationsdaten zur Programmierung der feldprogrammierbaren Gatterschaltungen 222 bis 22n der übrigen Baugruppen 212 bis 21n und überträgt sie über den PCI-Bus 30, die als Datenschnittstelle dienende Pilotbaugruppe 211 und den auf der Baugruppensystem-Einheit 20 befindlichen internen Systembus 25 in die jeweilige frei programmierbare Gatterschaltung 222 bis 22n der Baugruppen 211 bis 21n . Mit den Konfigurationsdateien werden die einzelnen frei programmierbaren Gatterschaltungen 222 bis 22n Baugruppen 212 bis 21n mit Hilfe der FPGA-Programmiersoftware konfiguriert. Mit der Konfigurierung der FPGAs sind die übrigen Baugruppen 212 bis 21n initialisiert.
  • Im darauf folgenden Verfahrensschritt S40 erfolgt die Anmeldung der übrigen Baugruppen 212 bis 21n am PCI-Bussystem 30. Mit Beendigung der Initialisierung der übrigen Baugruppen 212 bis 21n führt die spezielle Anwendungssoftware im Unter-Verfahrenschritt S41 des Anmeldungsprozesses S40 ein ”Rescannen” des PCI-Buses nach neu gesteckten und initialisierten Baugruppen durch. Hierzu sendet die spezielle Anwendungssoftware ein definiertes Signal an alle neu gesteckten Baugruppen am PCI-Bus mit der Aufforderung sich zu identifizieren. Die in den FPGAs 222 bis 22n realisierten Busschnittstellen in den übrigen Baugruppen 212 bis 21n empfangen dieses definierte Anforderungssignal und senden ihr charakteristisches Identifizierungssignal an die spezielle Anwendungssoftware in der Hauptrechner-Einheit 10 zurück.
  • Nach Identifizierung der übrigen Baugruppen 212 bis 21n im Unter-Verfahrenschritt S41 erfolgt im nächsten Unter-Verfahrensschritt S42 die Zuweisung der Konfigurationsdaten an die übrigen Baugruppen 212 bis 21n durch die spezielle Anwendungssoftware. Zu den Konfigurationsdaten der am PCI-Bus beteiligten Baugruppen zählen die im obigen Abschnitt genannten Daten. Für jede der übrigen Baugruppen 212 bis 21n überprüft die spezielle Anwendungssoftware in der ESCD-Datei das korrekte Vorhandensein dieser Konfigurationsdaten. Falls die übrigen Baugruppen 212 bis 21n am PCI-Bus neu installiert wurden, liegen die entsprechenden Konfigurationsdateien noch nicht in der ESCD-Datei vor und müssen, nachdem sie von der speziellen Software für jede Baugruppe 211 bis 21n bestimmt wurden, dort abgespeichert werden.
  • Im letzten Unter-Verfahrensschritt S43 des Anmeldungsprozesses S40 installiert die spezielle Anwendungssoftware für jede der übrigen Baugruppen 212 bis 21n den jeweiligen Baugruppentreiber. Mit Installation den jeweiligen Baugruppentreiber ist es den übrigen Baugruppen 212 bis 21n möglich, mit dem ”Plug & Play”-Betriebssystem zu kommunizieren und somit einen Datenaustausch mit allen Baugruppen und Funktionseinheiten der Hauptrechner-Einheit 10, der Baugruppensystem-Einheit 20 und den sonstigen am PCI-Bus angeschlossenen System-Einheiten durchzuführen. Mit erfolgreicher Treiberinstallation im Unter-Verfahrensschritt S43 ist der Anmeldungsprozess S40 abgeschlossen. Die spezielle Anwendungssoftware ist vollständig durchlaufen und ruft das ”Plug & Play”-Betriebssystem für den Normalbetrieb des Gesamtsystems auf. Sämtliche Baugruppen und Funktionseinheiten, die am PCI-Bus angemeldet sind, können nun über diesen mit allen anderen Busteilnehmern kommunizieren.
  • Das Ausführungsbeispiel wurde am Anwendungsfall eines PCI-Busses nur beispielhaft erläutert. Die Erfindung eignet sich jedoch auch zur Anwendung an anderen Baugruppen miteinander verbindenden Bussystemen, beispielsweise einen USB- oder LAN-Bus.

Claims (10)

  1. Verfahren zur Anbindung von Baugruppen (211 bis 21n ) an ein PCI-Bussystem (30), wobei das Verfahren durch folgende Schritte gekennzeichnet ist: – Anmelden (S20) einer mit einer funktionierenden Busschnittstelle (221 ) bestückten Pilotbaugruppe (211 ), welche als einzige Baugruppe der Baugruppen (211 bis 21n ) einen programmierbaren Konfigurationsspeicher (23) mit Konfigurationsdaten für eine zur Pilotbaugruppe (211 ) gehörige unprogrammierte, feldprogrammierbare Gatterschaltung (FPGA) (221 ) aufweist, am PCI-Bussystem (30), – Programmieren (S30) jeweils einer unprogrammierten, feldprogrammierbaren Gatterschaltung (FPGA) (222 bis 22n ) auf zumindest einer weiteren Baugruppe (212 bis 21n ) mit Konfigurationsdaten, die in einem am PCI-Bussystem (30) angeschlossenen Speicher (15), der als Massenspeicher (15) einer am PCI-Bussystem (30) angeschlossenen Hauptrechner-Einheit (10) ausgeführt ist, abgespeichert sind und über das Bussystem (30), die Pilotbaugruppe (211 ) und ein zusätzliches, jede weitere Baugruppe (212 bis 21n ) mit der Pilotbaugruppe (211 ) direkt verbindendes internes Bussystem (25) in die der jeweiligen weiteren Baugruppe (212 bis 21n ) zugeordneten feldprogrammierbaren Gatterschaltungen (FPGA) (222 bis 22n ) geladen werden, zur Realisierung jeweils einer funktionierenden Busschnittstelle (222 bis 22n ), und – Anmelden S40 der übrigen Baugruppen (212 bis 21n ) am PCI-Bussystem (30), wobei vor dem Anmelden (S20) der Pilotbaugruppe (211 ) am PCI-Bussystem (30) zur Realisierung einer funktionierenden Busschnittstelle (221 ) ein Programmieren (S10) einer unprogrammierten, feldprogrammierbaren Gatterschaltung (FPGA) (221 ) mit Konfigurationsdaten, die in einem programmierbaren Speicherbaustein (23) der Pilotbaugruppe (221 ) gespeichert sind, stattfindet.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Anmelden (S20) der Pilotbaugruppe (211 ) folgende Unter-Verfahrensschritte beinhaltet: – Identifizieren (S21) der Pilotbaugruppe (221 ) durch Suche einer Initialisierungs-Software nach am Bussystem (30) vorhandenen und initialisierten Baugruppen, – Aktualisieren (S22) der baugruppenspezifischen Konfigurationsdaten einer am PCI-Bussystem (30) neu hinzugekommenen Pilotbaugruppe (211 ) durch eine Initialisierungs-Software und – Installieren (S23) der baugruppenspezifischen Kommunikations-Software der Pilotbaugruppe (211 ) durch eine Initialisierungs-Software
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Initialisierungs-Software zum Identifizieren (S21) der Pilotbaugruppe (211 ) und zum Aktualisieren (S22) der baugruppenspezifischen Konfigurationsdaten das ”Plug & Play”-Bios und die Initialisierungs-Software zum Installieren (S23) der baugruppenspezifischen Kommunikations-Software das ”Plug and Play”-Betriebssystem eines nach dem Peripheral-Component-Interconnection-Standard arbeitenden Bussystems (PCI-Bus) ist.
  4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Anmelden (S40) der übrigen Baugruppen (212 bis 21n ) folgende Unter-Verfahrensschritte beinhaltet: – Identifizieren (S41) jeder weiteren Baugruppe (212 bis 21n ) durch Suche einer Anwendungs-Software nach am PCI-Bussystem (30) zusätzlich vorhandenen und initialisierten Baugruppen, – Aktualisieren (S42) der baugruppenspezifischen Konfigurationsdaten von am PCI-Bussystem (30) neu hinzugekommenen Baugruppen (212 bis 21n ) durch eine Anwendungs-Software, – Installieren (S43) der baugruppenspezifischen Kommunikations-Software der neu hinzugekommenen Baugruppen (212 bis 21n ) durch eine Anwendungs-Software.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die baugruppenspezifische Kommunikations-Software die Treiber-Software ist.
  6. System zur Anbindung von Baugruppen an ein Bussystem mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bestehend aus einer eine Prozessoreinheit (11), einen Systemspeicher (13), einen Massenspeicher (15) und eine Busanschaltung (14) beinhaltenden Hauptrechner-Einheit (10), einer Baugruppensystem-Einheit (20), die sich aus einer Pilotbaugruppe (211 ) und zumindest einer weiteren Baugruppe (212 bis 21n ) und einem diese Baugruppen (211 bis 21n ) verbindenden internen Systembus (25) zusammensetzt, wobei lediglich die Pilotbaugruppe (211 ) einen programmierbaren Konfigurationsspeicher (23) mit Konfigurationsdaten für eine zur Pilotbaugruppe (211 ) gehörige unprogrammierte, feldprogrammierbare Gatterschaltung (FPGA) (221 ) umfasst, und einem die Baugruppen (211 bis 21n ) der Baugruppensystem-Einheit (20) mit dem Massenspeicher (15), dem Systemspeicher (13) und der Busanschaltung (14) der Hauptrechner-Einheit (10) verbindenden PCI-Bussystem (30), wobei der Massenspeicher (15) Konfigurationsdaten für jede zu zumindest einer weiteren Baugruppe (212 bis 21n ) jeweils gehörige unprogrammierte, feldprogrammierbare Gatterschaltung (FPGA) (222 bis 22n ) enthält.
  7. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das PCI-Bussystem (30) ein nach dem Peripheral-Component-Interconnection-Standard arbeitendes Bussystem (PCI-Bus) ist.
  8. System nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Baugruppen (211 bis 21n ) jeweils eine feldprogrammierbare Gatterschaltung (FPGA) (221 bis 22n ) zur Realisierung jeweils einer Busschnittstelle (221 bis 22n ) aufweisen.
  9. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der programmierbare Speicherbaustein (23) der Pilotbaugruppe (211 ) zur Speicherung von Konfigurationsdaten ein elektrisch löschbarer, programmierbarer Speicherbaustein (EEPROM) (23) ist.
  10. System nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der am Bussystem angeschlossene Speicher (15) zur Speicherung der Konfigurationsdaten für die Programmierung der feldprogrammierbaren Gatterschaltungen (FPGA) (222 bis 22n ) der weiteren Baugruppen (212 bis 21n ) der Massenspeicher (15) der Hauptrechner-Einheit (10) ist.
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