DE19721740A1 - Steuerungsverfahren für den Medienzugriff bei einem seriellen Bus - Google Patents
Steuerungsverfahren für den Medienzugriff bei einem seriellen BusInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Steuerungsverfahren für den Medien-Zu
griff bei einem seriellen Bus mit mehreren Teilnehmern gemäß
dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein derartiges Steuerungsverfahren ist aus der Norm DIN ISO
8802 Teil 3 vom Juli 1990 bekannt. Das Grundkonzept des mit
dem Akronym CSMA/CD für "carrier sense multiple access with
collision detection" bezeichneten Steuerungsverfahrens ist in
dem nationalen Vorwort zu dieser Norm in dem Abschnitt
"(3) Grundkonzept von CSMA/CD" beschrieben. Das CSMA/CD-Ver
fahren ist ein Verfahren, bei dem mehrere Teilnehmer auf
einen gemeinsamen Bus gleichberechtigt zugreifen. Die Über
tragung erfolgt bitseriell. Bevor ein Teilnehmer zu senden
beginnt, prüft er, ob auf dem Bus bereits eine Aktivität von
anderen Teilnehmern besteht. Wird eine solche Aktivität
erkannt, wartet der Teilnehmer deren Ende ab und beginnt erst
danach mit der Übertragung. Bei einem derartigen Steuerungs
verfahren ist es möglich, daß zwei verschiedene Teilnehmer
gleichzeitig oder nahezu gleichzeitig mit der Übertragung von
Daten beginnen. Jeder sendende Teilnehmer prüft daher, nachdem
er mit der Übertragung von Daten begonnen hat, die Daten, die
auf dem Bus übertragen werden, auf Kollision. Bei einer
Kollision von sendenden Teilnehmern muß die Übertragung
abgebrochen werden. Jeder sendende Teilnehmer, der eine
Kollision mit einem anderen sendenden Teilnehmer erkennt,
überträgt eine zusätzliche Bitfolge als Störungssignalisie
rung. Durch die Übertragung der Störungssignalisierung ist
sichergestellt, daß jeder Teilnehmer des gesamten Systems die
Kollision erkennt. Danach brechen die beteiligten Stationen
den Sendevorgang ab und wiederholen ihn zu einem späteren -
jeweils durch einen Zufallsgenerator bestimmten - Zeitpunkt.
Die einzelnen Teilnehmer werden über Daten-Telegramme
angesprochen, die jeweils mindestens die Zieladresse, die
Quelladresse und die zu übertragenden Nutzdaten enthalten. Die
Zieladresse ist die Adresse desjenigen Teilnehmers, für den
die Übertragung bestimmt ist. Die Quelladresse ist die Adresse
des sendenden Teilnehmers. Die Anzahl der Nutzdaten eines
Daten-Telegramms braucht nicht konstant zu sein, sie muß aber
größer als ein vorgegebener Mindestwert und kleiner als ein
vorgegebener Maximalwert sein. Welcher Teilnehmer zu welchem
Zeitpunkt sendet, ist nicht festgelegt sondern ergibt sich
nach dem Zufallsprinzip. Es ist daher nicht möglich, erforder
lichenfalls einzelne Teilnehmer zu bestimmten Zeiten auf den
Bus zugreifen zu lassen. Ein derartiger Bus ist beispielsweise
für die Steuerung oder Regelung von Antrieben nicht ausrei
chend echtzeitfähig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Steuerungs
verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, das es
erlaubt, spezielle Teilnehmer zu bestimmten Zeitpunkten auf
den Bus zugreifen zu lassen.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten
Merkmale gelöst. Das erfindungsgemäße Steuerungsverfahren
ermöglicht es, die Reihenfolge des Buszugriffes für die
einzelnen Teilnehmer vorzugeben, also auch bei Bedarf einzelne
Teilnehmer bevorrechtigt auf den Bus zugreifen zu lassen.
Durch diese dynamische Bus Zuteilung entsteht ein echt zeit
fähiges Bussystem, das insbesondere für die Übertragung von
Daten bei Mehrfachsteuerungen unter Verwendung von mehreren
Steuerpulten, z. B. in der Bühnentechnik, geeignet ist. Das
Steuerungsverfahren läßt sich kostengünstig realisieren, da
keine speziellen Baugruppen erforderlich sind. Es können
Standard-Baugruppen eines unter der Bezeichnung Ethernet
bekannten lokalen Netzwerkes verwendet werden.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unter
ansprüchen gekennzeichnet.
Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Steuerungs
verfahrens wird im folgenden mit seinen weiteren Einzelheiten
anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 den hardwaremäßigen Aufbau eines seriellen Bus
systems mit mehreren Teilnehmern in schematischer
Darstellung,
Fig. 2 ein Diagramm, in dem drei zeitlich aufeinander
folgende Buszyklen dargestellt sind,
Fig. 3 ein Diagramm, in dem die zeitliche Reihenfolge der
während eines Trigger-Telegramms übertragenen
Informationen dargestellt ist, und
Fig. 4 ein Diagramm, in dem die zeitliche Reihenfolge der
während eines Bus Zyklus auf dem Bus übertragenen
Telegramme dargestellt ist.
Die Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung ein serielles
Bussystem. An einen als Koaxialkabel ausgebildeten Bus 1 sind
mehrere Teilnehmer, denen die logischen Nummern T0 bis T256
zugeordnet sind, angeschlossenen. Jeder Teilnehmer enthält
eine Liste der logischen Nummern sowie eine weitere Liste, in
der die logischen Nummern der Teilnehmer den physikalischen
Adressen der Teilnehmer zugeordnet sind. Der Bus 1 ist an
seinen Enden mit Abschlußwiderständen 2 und 3 versehen. Von
den an das in der Fig. 1 dargestellte Bussystem angeschlosse
nen 257 Teilnehmern sind aus Gründen der Übersichtlichkeit nur
die Teilnehmer T0 bis T4, die Teilnehmer T100 und T101 sowie
die Teilnehmer T255 und T256 dargestellt. Der Teilnehmer T0
ist als Master ausgebildet. Er teilt den anderen Teilnehmern
T1 bis T256 in zyklischer Folge über Trigger-Telegramme mit,
wann und wie lange sie auf den Bus 1 zugreifen dürfen. Die
Trigger-Telegramme sind an alle Teilnehmer gerichtet und
werden von allen Teilnehmern ausgewertet.
Die Fig. 2 zeigt ein Diagramm mit drei aufeinanderfolgenden
Buszyklen. Die Buszyklen beginnen zu den Zeitpunkten t10, t20,
t30 jeweils mit einem Trigger-Telegramm. In jedem Bus Zyklus
folgen auf das Trigger-Telegramm ein Auswertungszeitraum,
danach Daten-Telegramme und daran anschließend Anforderungs-Tele
gramme. Den Abschluß eines Buszyklus bildet ein Puffer
bereich, in dem keine Daten übertragen werden. Der erste der
drei in der Fig. 2 dargestellten Buszyklen beginnt im Zeit
punkt t10 mit einen Trigger-Telegramm. Im Zeitpunkt t11 folgt
auf das Trigger-Telegramm ein Auswertungszeitraum konstanter
Dauer. Da die Summe der Dauer des Trigger-Telegramms und der
Dauer des Auswertungszeitraums in allen Buszyklen gleich groß
ist, steht der Beginn des ersten Daten-Telegramms jedes
Bus Zyklus in einem festen zeitlichen Zusammenhang mit dem
Beginn des zugehörigen Trigger-Telegramms. Im Zeitpunkt t12
folgen die Daten-Telegramme in der von dem Teilnehmer T0
vorgegebenen Reihenfolge. Im Zeitpunkt t13 schließen sich bis
zum Zeitpunkt t14 Anforderungs-Telegramme an, mit denen die
Teilnehmer Sendeberechtigung bei dem Teilnehmer T0 anfordern
oder Statusmeldungen abgeben können. Im Zeitpunkt t20 beginnt
ein neuer Buszyklus. Der Zeitraum zwischen dem Zeitpunkt t14
und dem Zeitpunkt t20 ist als Pufferbereich vorgesehen. Durch
den Pufferbereich ist sichergestellt, daß zum Beginn eines
neuen Trigger-Telegramms kein Teilnehmer mehr auf den Bus 1
zugreift. Wie oben beschrieben, erstreckt sich der erste
Buszyklus von dem Zeitpunkt t10 bis zum Zeitpunkt t20. Der
zweite Bus Zyklus erstreckt sich vom Zeitpunkt t20 bis zum
Zeitpunkt t30. Der dritte Buszyklus erstreckt sich vom
Zeitpunkt t30 bis zum Zeitpunkt t40. Die einzelnen Zeiträume
für das Trigger-Telegramm, für den Auswertungszeitraum, für
die Daten-Telegramme, für die Anforderungs-Telegramme und für
den Pufferbereich sind mit einer unterschiedlichen Schraffur
versehen. Dabei sind sich entsprechende Zeiträume der Bus
zyklen jeweils mit derselben Schraffur versehen. In dem
gewählten Ausführungsbeispiel folgen die einzelnen Buszyklen
im zeitlichen Abstand von 10 ms aufeinander.
Die Fig. 3 zeigt anhand eines Diagramms den Aufbau und die
zeitliche Reihenfolge der während eines Trigger-Telegramms
übertragenen Informationen. Das Diagramm zeigt den Zeitraum
t10 bis t11 mit mehr Einzelheiten als in der Fig. 2. Das
Trigger-Telegramm beginnt im Zeitpunkt t10 mit der Angabe der
Zieladresse und der Quelladresse sowie dem Type/Length-Feld.
In dem Type/Length-Feld ist entweder die Telegrammart oder die
Telegrammlänge enthalten. Diese Angaben, nämlich Zieladresse,
Quelladresse und Type/Length-Angabe, sind auch in den anderen
Telegrammen, wie den Daten-Telegrammen und den Anforderungs-Tele
grammen, enthalten. Bei einem Trigger-Telegramm ist in der
Zieladresse vermerkt, daß das Telegramm an alle Teilnehmer
gerichtet ist, also ein Broadcast-Telegramm ist. Danach folgt
die Angabe der Anzahl der in diesem Bus Zyklus zu sendenden
Daten- und Anforderungs-Telegramme. Diese Angabe erleichtert
die Verwaltung der einzelnen Telegramme. Darauf folgt die
Systemzeit. Die Übertragung der Systemzeit sorgt für die
Synchronisierung der Systemzeit bei allen Teilnehmern. Danach
folgen für die Teilnehmer T1 bis T256 in der Reihenfolge ihrer
logischen Numerierung Beginn B und Dauer D der Sendeberech
tigung. Bei Teilnehmern, denen keine Sendeberechtigung
zugeteilt worden ist, werden Beginn B und Dauer D auf null
gesetzt. Durch die Angabe von Beginn B und Dauer D der Sende
berechtigung in der Reihenfolge der logischen Numerierung der
Teilnehmer brauchen im Trigger-Telegramm die Adressen der
Teilnehmer nicht angegeben zu werden. Zum Abschluß des
Trigger-Telegramms wird das CRC-Zeichen übertragen. Dieses
Zeichen dient zur Datensicherung durch Prüfsummenbildung. Die
Anzahl der Bytes, die für die Übertragung der Anzahl der in
dem aktuellen Bus Zyklus zu sendenden Daten- und Anforderungs-Tele
gramme, der Systemzeit und Sendeberechtigungen vorgesehen
sind, ist konstant. Dadurch besteht ein fester zeitlicher
Zusammenhang zwischen dem Beginn des Trigger-Telegramms, dem
Übertragungszeitpunkt der Systemzeit und dem Ende des Trigger-Tele
gramms. Die Dauer des Trigger-Telegramms ist im wesent
lichen durch die Anzahl der Teilnehmer bestimmt. Für jeden
Teilnehmer werden vier Byte benötigt, zwei Byte für den Beginn
B der Sendeberechtigung und zwei Byte für deren Dauer D. Dazu
kommen noch die für die Übertragung der Zieladresse, der
Quelladresse, der Anzahl der in dem aktuellen Buszyklus zu
sendenden Daten- und Anforderungs-Telegramme sowie der System
zeit und für das CRC-Zeichen erforderlichen Bytes. Bei einem
Bussystem mit 257 Teilnehmern, wie in diesem Ausführungs
beispiel, hat das Trigger-Telegramm somit eine Länge von etwas
über 1 kByte. Legt man für ein Byte eine Zeitdauer von 0,8 µs
zu Grunde, ergibt sich ein Zeitraum von ca. 800 µs für das
Trigger-Telegramm. Das Trigger-Telegramm beansprucht somit ca.
8% eines Buszyklus von 10 ms Dauer.
Die Fig. 4 zeigt einen Bus Zyklus in gegenüber der Fig. 2
vergrößerter Darstellung. Der Buszyklus beginnt im Zeitpunkt
t10 und endet im Zeitpunkt t20. Nach dem Ende des anhand der
Fig. 3 beschriebenen Trigger-Telegramms, das - wie oben
beschrieben - ca. 800 µs beansprucht, folgt im Zeitpunkt t11
ein Auswertungszeitraum, in dem die Teilnehmer T1 bis T256 das
Trigger-Telegramm auswerten. In diesem Zeitraum werden keine
Daten von den Teilnehmern T1 bis T256 übertragen. Der Teil
nehmer T0 hat die Möglichkeit, in diesem Zeitraum Daten zu
übertragen. Für den Auswertungszeitraum ist eine Dauer von
ca. 300 µs vorgesehen. Diese Zeit entspricht ca. 3% eines
Buszyklus von 10 ms Dauer. Für den Pufferbereich am Ende eines
Buszyklus ist eine Dauer von ca. 200 µs vorgesehen. Diese Zeit
entspricht ca. 2% eines Buszyklus von 10 ms Dauer. Damit
stehen für die Übertragung der Daten-Telegramme und Anforde
rungs-Telegramme noch ca. 8,7 ms entsprechend 87% der Dauer
eines Buszyklus von 10 ms zur Verfügung. Diese Zeit wird in
diesem Ausführungsbeispiel von dem ersten Teilnehmer T0 so auf
Daten-Telegramme und Anforderungs-Telegramme aufgeteilt, daß
für die Anforderungs-Telegramme mindestens ein Fünftel der
Zeit, also ca. 1,74 ms, verbleibt. Für Daten-Telegramme stehen
somit maximal 6,96 ms zur Verfügung.
Die Teilnehmer beginnen im Zeitpunkt t121 mit der Sendung von
Daten-Telegrammen in der durch das Trigger-Telegramm vorgege
benen Reihenfolge. Jedes Daten-Telegramm enthält die Adresse
des angesprochenen Teilnehmers als Zieladresse, die Adresse
des sendenden Teilnehmers als Quelladresse sowie die für den
angesprochenen Teilnehmer bestimmten Nutzdaten. Die Länge
eines Daten-Telegramms kann zwischen einem Minimalwert und
einem Maximalwert variieren. Sind weniger Nutzdaten zu über
tragen, als der Mindestlänge eines Daten-Telegramms ent
spricht, wird das Daten-Telegramm mit bedeutungslosen Daten
auf die Mindestlänge aufgefüllt. Sind dagegen mehr Nutzdaten
zu übertragen, als mit einem Daten-Telegramm übertragen werden
können, werden die Nutzdaten auf mehrere Daten-Telegramme
aufgeteilt. Die Dauer eines Daten-Telegramms liegt in dem
betrachteten Beispiel zwischen ca. 50 µs und ca. 1200 µs. In
der Fig. 4 sind als Beispiel neun Daten-Telegramme DT1 bis
DT9 unterschiedlicher Länge dargestellt. Der Beginn jedes
Daten-Telegramms ist so berechnet, daß sich zwischen zwei
aufeinander folgenden Daten-Telegrammen ein zeitlicher Abstand
von ca. 20 µs ergibt. Die Zeitpunkte, zu denen die Daten-Tele
gramme beginnen, sind in der Fig. 4 mit t121, t122, t123,
t124, t125, t126, t127, t128 und t129 bezeichnet, wobei der
Zeitpunkt t121 dem Zeitpunkt t12 der Fig. 2 entspricht.
An die Daten-Telegramme schließen sich in dem betrachteten
Beispiel vom Zeitpunkt t131 bis zum Zeitpunkt t14 fünfund
zwanzig Anforderungs-Telegramme AT1 bis AT25 an. Mit
Anforderungs-Telegrammen können die Teilnehmer bei dem ersten
Teilnehmer T0 Sendeberechtigung anfordern oder Statusmeldungen
abgeben. Der grundsätzliche Aufbau eines Anforderungs-Tele
gramms ist gleich demjenigen eines Daten-Telegramms. Damit
möglichst viel Anforderungs-Telegramme in einem Bus Zyklus
gesendet werden können, ist die Länge eines Anforderungs-Tele
gramms gleich der für ein Daten-Telegramm vorgesehenen
Mindestlänge gewählt. Die Anforderungs-Telegramme sind daher
nur geeignet, um Sendeberechtigung anzufordern oder um Status
meldungen abzugeben. In dem betrachteten Ausführungsbeispiel
haben die Anforderungs-Telegramme eine Länge von ca. 50 µs.
Der Beginn jedes Anforderungs-Telegramms ist so berechnet, daß
sich zwischen zwei aufeinander folgenden Anforderungs-Tele
grammen - wie bei den Daten-Telegrammen - ein zeitlicher
Abstand von ca. 20 µs ergibt. Das bedeutet, daß alle 70 µs ein
Anforderungs-Telegramm gesendet werden kann. In dem für Anfor
derungs-Telegramme mindestens zur Verfügung stehenden Zeitraum
von 1740 µs lassen sich somit 25 Anforderungs-Telegramme
senden. Die Zeitpunkte, zu denen die Anforderungs-Telegramme
beginnen, sind in der Fig. 4 mit t131 für das Anforderungs-Tele
gramm AT1, mit t132 für das Anforderungs-Telegramm AT2
und mit t133 für das Anforderungs-Telegramm AT3 bezeichnet,
wobei der Zeitpunkt t131 dem Zeitpunkt t13 der Fig. 2
entspricht. Der Zeitpunkt t13 in der Fig. 2 bzw. t131 in der
Fig. 4 hat keinen festen Abstand zu dem Beginn t10 des
zugehörigen Buszyklus. Fordern die Teilnehmer weniger Sende
berechtigung an, als vier Fünfteln der Zeit zwischen den
Zeitpunkten t121 und t14 in der Fig. 4 entspricht, füllt der
erste Teilnehmer T0 die nicht für die Übertragung von Daten-Tele
grammen benötigte Zeit mit zusätzlichen Anforderungs-Tele
grammen auf.
Wie oben beschrieben, können im Fall einer maximalen Aus
lastung des Bussystems nur 25 der Teilnehmer T1 bis T256 in
einem Buszyklus Sendeberechtigung anfordern. Damit jeder
Teilnehmer Sendeberechtigung anfordern kann, gibt der erste
Teilnehmer T0 in den folgenden Buszyklen jeweils 25 weiteren
Teilnehmern die Möglichkeit, Sendeberechtigung anzufordern.
Spätestens nach elf Buszyklen, entsprechend 110 ms hat auf
diese Weise jeder Teilnehmer die Möglichkeit, Sendeberechti
gung anzufordern. Ein Anforderungs-Telegramm enthält die
Adresse des ersten Teilnehmers T0 als Zieladresse, die Adresse
des sendenden Teilnehmers als Quelladresse, die Priorität der
Sendeberechtigung sowie die gewünschte Dauer der Sendeberech
tigung. Aus den Angaben zu der Priorität und der Dauer der
angeforderten Sendeberechtigungen ermittelt der erste Teil
nehmer T0 diejenigen Teilnehmer, die in dem nächsten Buszyklus
auf den Bus 1 zugreifen dürfen, und diejenigen Teilnehmer, die
in dem nächsten Bus Zyklus Anforderungs-Telegramme senden
dürfen. In dem Trigger-Telegramm teilt der erste Teilnehmer T0
allen Teilnehmern mit, welcher Teilnehmer zu welchem Zeitpunkt
und wie lange auf den Bus 1 zugreifen darf. Bezeichnet man den
aktuellen Bus Zyklus mit Zn und die auf diesen folgenden Bus
zyklen mit Zn+1, Zn+2 usw., so berechnet der erste Teilnehmer
T0 in dem Bus Zyklus Zn+1 aus den Angaben zur Priorität und der
Dauer der in dem Bus Zyklus Zn angeforderten Sendeberechtigung
gen das Trigger-Telegramm für den Buszyklus Zn+2 Anforderun
gen nach Sendeberechtigungen werden somit frühestens in dem
jeweils übernächsten Buszyklus zugeteilt.
Wie weiter oben beschrieben, wird die Berechtigung, Sende
berechtigungen anzufordern, den einzelnen Teilnehmern nach
einander zugeteilt. Es besteht aber auch die Möglichkeit, daß
ein Teilnehmer, dem eine Sendeberechtigung für ein Daten-Tele
gramm zugeteilt worden ist, in einem an den ersten Teil
nehmer T0 gerichteten Daten-Telegramm eine bevorzugte
Berücksichtigung einzelner Teilnehmer bei der Vergabe der
Berechtigung zur Sendung von Anforderungs-Telegrammen
anfordern kann. Aufgrund dieser Maßnahme können einzelne
Teilnehmer früher ein Anforderungs-Telegramm senden, als dies
bei Einhaltung der durch die logischen Nummern der Teilnehmer
vorgegebenen Reihenfolge der Fall gewesen wäre.
Hat der erste Teilnehmer T0 in einem Bus Zyklus einem Teil
nehmer die Berechtigung für die Sendung eines Daten-Telegramms
zugeteilt, bekommt dieser Teilnehmer auch in den darauf
folgenden Buszyklen wieder eine gleich lange Sendezeit
zugeteilt. Durch diese Maßnahme ist ein zyklisches Senden
einzelner Teilnehmer mit fester Bandbreite möglich. Dies ist
insbesondere für Regelungen wichtig. Die Sendeberechtigung
wird entzogen, wenn der Teilnehmer auf die Sendeberechtigung
verzichtet. Der Verzicht auf die Sendeberechtigung wird dem
ersten Teilnehmer T0 in einem Anforderungstelegramm mitge
teilt. Die Sendeberechtigung wird einem Teilnehmer auch dann
entzogen, wenn für einen Buszyklus mehr Anforderungen für
Sendeberechtigungen höherer Priorität vorliegen, als während
eines Buszyklus zugeteilt werden können.
Teilnehmern mit erhöhtem Sendebedarf teilt der erste Teil
nehmer T0 während desselben Buszyklus mehrmals Sendezeit zu.
Dabei folgen die mehrmaligen Sendezeiten des betreffenden
Teilnehmers direkt aufeinander.
In dem betrachteten Ausführungsbeispiel wird von einem Bus
system ausgegangen, das für maximal 257 Teilnehmer ausgelegt
ist. Es ist jedoch nicht erforderlich, daß alle 257 Teilnehmer
installiert sind. Sind z. B. nur die Teilnehmer T0 bis T100 an
den Bus 1 angeschlossen, werden die nicht installierten Teil
nehmer T101 bis T256 bei der Vergabe der Berechtigung zur
Anforderung von Sendeberechtigung ausgeblendet. Diese Maßnahme
erlaubt es, den an den Bus 1 angeschlossenen Teilnehmern T0
bis T100 öfter die Möglichkeit zu geben, Sendeberechtigung
anzufordern, als wenn auch die nicht an den Bus 1 angeschlos
senen Teilnehmer mit zu berücksichtigen wären, die ohnehin
keine Sendeberechtigung anfordern können. Im Trigger-Telegramm
werden dagegen alle Teilnehmer angesprochen, d. h. auch die
nicht an den Bus 1 angeschlossenen Teilnehmer. Bei letzteren
werden - wie bei den Teilnehmern, denen keine Sendeberechti
gung zugeteilt worden ist - Beginn B und Dauer D der Sende
berechtigung auf null gesetzt. Damit bleibt unabhängig von dem
Ausbau des Bussystems die Reihenfolge des Ansprechens der
Teilnehmer im Trigger-Telegramm erhalten. Außerdem bleibt eine
konstante Dauer des Trigger-Telegramms gewährleistet.
In dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel teilt der
Teilnehmer T0 den anderen Teilnehmern T1 bis T256 Sende
berechtigungen zu. Er selbst hat die Möglichkeit, jeweils in
dem Zeitraum, in dem die anderen Teilnehmer das Trigger-Tele
gramm auswerten, seinerseits ein Daten-Telegramm zu
senden.
Für die Realisierung des erfindungsgemäßen Steuerungsver
fahrens sind keine speziellen Baugruppen erforderlich. Es
können für die Vernetzung der einzelnen Teilnehmer Standard-Bau
gruppen eines unter der Bezeichnung Ethernet bekannten
lokalen Netzwerkes verwendet werden.
Claims (17)
1. Steuerungsverfahren für den Medienzugriff bei einem
seriellen Bus mit mehreren Teilnehmern, bei dem die einzelnen
Teilnehmer über Daten-Telegramme kommunizieren, die jeweils
mindestens die Adresse des angesprochenen Teilnehmers als
Zieladresse, die Adresse des sendenden Teilnehmers als
Quelladresse und die von dem sendenden Teilnehmer zu dem
angesprochenen Teilnehmer zu übermittelnden Nutzdaten
enthalten, insbesondere für die Steuerung von Antrieben,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß von einem als Master ausgebildeten ersten Teilnehmer (T0) in zyklischer Folge an alle anderen Teilnehmer (T1 bis T256) gerichtete Trigger-Telegramme gesendet werden,
- - daß jedes Trigger-Telegramm den Beginn und die Dauer der Sendeberechtigung mindestens für von dem ersten Teilnehmer ausgewählte Teilnehmer enthält,
- - daß im Anschluß an ein Trigger-Telegramm von den ausgewählten Teilnehmern in dem durch das Trigger-Telegramm festgelegten Zeitablauf Daten-Telegramme gesendet werden und
- - daß vor dem Senden des nächsten Trigger-Telegramms ein Zeitraum vorgesehen ist, innerhalb dessen die Teilnehmer eine Sendeberechtigung anfordern können.
2. Steuerungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß jedes Trigger-Telegramm den Beginn und die Dauer
der Sendeberechtigung für jeden Teilnehmer enthält.
3. Steuerungsverfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Teilnehmer in den Trigger-Telegrammen in
einer festgelegten Reihenfolge angesprochen werden.
4. Steuerungsverfahren nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Buszyklus aus
einem Trigger-Telegramm (von t10 bis t11), Daten-Telegrammen
(von t12 bis t13) sowie Anforderungs-Telegrammen (von t13 bis
t14) besteht.
5. Steuerungsverfahren nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Trigger-Tele
gramm (von t10 bis t11) ein Zeitraum (von t11 bis t12) zur
Auswertung des Trigger-Telegramms vorgesehen ist.
6. Steuerungsverfahren nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß vor jedem neuen
Buszyklus ein Pufferbereich (von t14 bis t20) vorgesehen ist,
in dem keine Daten übertragen werden.
7. Steuerungsverfahren nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Trigger-Tele
gramm die Anzahl der bis zum Beginn des nächsten Trigger-Tele
gramms zu sendenden Daten- und Anforderungs-Telegramme
übertragen wird.
8. Steuerungsverfahren nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Trigger-Tele
gramm die Systemzeit übertragen wird.
9. Steuerungsverfahren nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Berechtigung, eine
Sendeberechtigung für ein Daten-Telegramm anzufordern, von dem
ersten Teilnehmer (T0) vergeben wird.
10. Steuerungsverfahren nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anforderung einer
Sendeberechtigung die Priorität und die gewünschte Dauer der
Sendeberechtigung enthält.
11. Steuerungsverfahren nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß einem Teilnehmer, dem
in einem Bus Zyklus eine Sendeberechtigung für ein Daten-Tele
gramm zugeteilt worden ist, auch in dem jeweils folgenden
Bus Zyklus eine Sendeberechtigung derselben Dauer zugeteilt
wird.
12. Steuerungsverfahren nach Anspruch 11, dadurch gekenn
zeichnet, daß einem Teilnehmer die Sendeberechtigung für ein
Daten-Telegramm entzogen wird, wenn er auf die Sendeberechti
gung verzichtet.
13. Steuerungsverfahren nach Anspruch 11, dadurch gekenn
zeichnet, daß einem Teilnehmer die Sendeberechtigung für ein
Daten-Telegramm entzogen wird, wenn für einen Buszyklus mehr
Anforderungen für Sendeberechtigungen höherer Priorität vor
liegen, als während eines Buszyklus zugeteilt werden können.
14. Steuerungsverfahren nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Teilnehmern mit
erhöhtem Sendebedarf während eines Bus Zyklus mehrmals
Sendezeit zugeteilt wird.
15. Steuerungsverfahren nach Anspruch 14, dadurch gekenn
zeichnet, daß mehrmalige Sendezeiten eines Teilnehmers während
eines Buszyklus direkt aufeinander folgen.
16. Steuerungsverfahren nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nicht installierte
Teilnehmer bei der Vergabe der Berechtigung zur Anforderung
von Sendeberechtigung ausgeblendet sind.
17. Steuerungsverfahren nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teilnehmer, dem in
einem Bus Zyklus eine Sendeberechtigung für ein Daten-Telegramm
zugeteilt worden ist, in einem an den ersten Teilnehmer (T0)
gerichteten Daten-Telegramm eine bevorzugte Berücksichtigung
einzelner Teilnehmer bei der Vergabe der Berechtigung zur
Sendung von Anforderungs-Telegrammen anfordern kann.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19721740A DE19721740B4 (de) | 1997-05-24 | 1997-05-24 | Steuerungsverfahren für den Medienzugriff bei einem seriellen Bus |
Applications Claiming Priority (1)
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