DE19722189A1

DE19722189A1 - Ring bus operation method for multiple users

Info

Publication number: DE19722189A1
Application number: DE1997122189
Authority: DE
Inventors: Christian Dr Thiel
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1997-05-27
Filing date: 1997-05-27
Publication date: 1998-12-03

Abstract

The method involves using two loop segments (2,3) for a ring bus (1) coupled by a central element (4). Each loop segment has one or more users. Bypass lines (2',3') are provided within the central elements. The lines have switches (7,8) that can be opened or closed to control the transmission path for bypassing a ring segment when a fault occurs. The bypassed ring segment is monitored and the bypass is abolished when the fault is recovered.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben eines Ringbusses mit mehreren Teilnehmern sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfah rens.The invention relates to a method for operating a ring bus several participants and a device for carrying out the procedure rens.

Es gibt Bussysteme zur Übertragung von in digitaler Form vorliegenden Informatio nen, die eine Ringtopologie haben oder haben müssen. Beispiel dafür ist "D2B Optical", ein Bussystem mit optischer Datenüberfragung über Lichtleiter zwischen den einzelnen Teilnehmern. Da derartige Systeme nur schwer bidirektional betrie ben werden können, ist es erforderlich, eine Ringstruktur zu bilden, um Rückmel dungen von Teilnehmern zu bekommen. Auf dem Hinweg zu einem Teilnehmer werden Daten zu dem Teilnehmer hin transportiert. Auf dem Rückweg vom Teil nehmer weg werden Rückmeldungen transportiert.There are bus systems for the transmission of information in digital form those who have or must have a ring topology. An example of this is "D2B Optical ", a bus system with optical data transmission via optical fiber between the individual participants. Since such systems were difficult to operate bidirectionally ben, it is necessary to form a ring structure to feedback to get from participants. On the way to a participant data is transported to the subscriber. On the way back from the part Feedback is transported away from the subscriber.

Bei jedem Bussystem besteht die Gefahr eines Defektes in einem Teilabschnitt des Busses oder bei einem Teilnehmer selbst. Bei bestimmten Defekten ist in dem be troffenen Teilabschnitt kein Datenverkehr mehr möglich. Im Falle eines Ringbusses ist dies besonders fatal, da dadurch Teilnehmer, die im Ringbus vor der Defektstel le liegen, keine Rückmeldungen mehr absetzen können und andererseits Teilneh mer, die im Ringbus nach der Defektstelle liegen, keine Daten mehr erhalten kön nen. Ein derartiger Defekt führt zu einem Totalausfall des gesamten Bussystems.With each bus system there is a risk of a defect in a section of the Busses or with a participant himself. For certain defects in the be affected section no more data traffic possible. In the case of a ring bus This is particularly fatal because it means that participants in the ring bus in front of the defect le lie, can no longer send feedback and on the other hand participant mer, which are in the ring bus after the defect, can no longer receive data nen. Such a defect leads to a total failure of the entire bus system.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ringbus der eingangs genannten Art und ein Betriebsverfahren hierfür zu schaffen, bei dem im Fehlerfall ein Total ausfall vermieden wird und der Betrieb des Ringbusses soweit aufrecht erhalten werden kann, wie dies möglich ist. The invention has for its object a ring bus of the aforementioned To create a type and an operating procedure for this, in the event of a failure a total failure is avoided and the operation of the ring bus is maintained as far as possible can be how this is possible.

Die Erfindung löst diese Aufgabe für das Verfahren mit den Merkmalen des Pa tentanspruchs 1, eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens ist im Pa tentanspruch 2 angegeben.The invention solves this problem for the method with the features of Pa claim 1, a device for performing this method is in Pa Claim 2 specified.

Durch die Erfindung wird ein Totalausfall vermieden, indem der Ringbus in mehrere (mindestens zwei) Kreissegmente aufgeteilt wird. Ein separates Busmanagement ist für die Kreissegmente nicht erforderlich. Tritt ein Fehler in einem Kreissegment bzw. in einem Teilnehmer auf, so wird dieses Kreissegment bzw. das diesen Teil nehmer enthaltene Kreissegment gebypasst und der Ringbus auf die verbleibenden intakten Kreissegmente reduziert. Gleichzeitig wird die Anschlußleitung des defek ten Kreissegments, die die Daten an das nächste Kreissegment weiterreicht, ge öffnet. Dadurch wird ausgeschlossen, daß ein unkontrollierter Datenverkehr auf diesem Segment den regulären Datenverkehr innerhalb der nicht defekten Teile des Ringbus stört.A total failure is avoided by the invention by dividing the ring bus into several (at least two) circle segments is divided. A separate bus management is not required for the circle segments. An error occurs in a segment of a circle or in a participant, this circle segment or this part byte contained circle segment and the ring bus to the remaining ones intact circle segments reduced. At the same time, the connecting cable of the defective th circle segment that passes the data on to the next circle segment opens. This rules out the possibility of uncontrolled data traffic this segment the regular data traffic within the non-defective parts the ring bus disturbs.

Ein weiteres Wesensmerkmal der Erfindung besteht darin, bei einem Defekt und bei Abtrennen des defekten Teiles des Ringbusses den verbleibenden Ringbus unter Einhaltung der ursprünglichen Datenübertragungsrichtung zu betreiben. Gleichzeitig ist durch die Synchronisation des Schließ- und des Öffner-Schalters sichergestellt, daß der defekte Busteilnehmer bzw. das defekte Kreissegment kei ne negativen Auswirkungen auf den verbleibenden Ringbus besitzt.Another essential feature of the invention is in the event of a defect and if the defective part of the ring bus is disconnected, the remaining ring bus to operate in compliance with the original data transmission direction. At the same time is through the synchronization of the closing and opening contacts ensures that the defective bus subscriber or the defective circle segment does not ne has negative effects on the remaining ring bus.

Die Patentansprüche 3 bis 6 enthalten weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung, von denen insbesondere die Merkmale der Patentansprüche 5 und 6 hervorzuheben sind. Der weitere Busteilnehmer, der vorzugsweise als Busmaster arbeitet, kann eine Vielzahl von Funktionen aufweisen. Er kann den Betrieb der einzelnen Kreissegmente überwachen und gegebenenfalls ein defektes Kreisseg ment in der erfindungsgemäßen Weise abschalten. Er kann sowohl in der Lage sein, fatale Defekte in einem oder mehreren Segmenten des Busses selbst zu er kennen oder aber wenigstens die von einem Busteilnehmer ausgehende Informati on über einen Defekt aufzunehmen und eine entsprechende Reaktion, vorzugs weise das Bypassen des jeweiligen Kreissegments veranlassen.Claims 3 to 6 contain further advantageous embodiments of the Invention, in particular the features of claims 5 and 6 are to be emphasized. The other bus participant, who is preferably the bus master works, can have a variety of functions. He can operate the Monitor individual circular segments and, if necessary, a defective circular segment switch off in the manner according to the invention. He can both be able be fatal defects in one or more segments of the bus itself know or at least know the information coming from a bus participant to record about a defect and a corresponding reaction, preferably wisely bypass the respective circle segment.

Anhand der Zeichnung ist die Erfindung weiter erläutert. Es zeigt The invention is further explained on the basis of the drawing. It shows

Fig. 1 einen Ringbus gemäß der Erfindung, Fig. 1 a ring bus according to the invention,

Fig. 2 eine Alternative zur Ausführung von Fig. 1 und Fig. 2 shows an alternative to the embodiment of Fig. 1 and

Fig. 3 einen Ringbus mit gegenüber Fig. 1 und 2 vergrößerter Dimension. Fig. 3 is a ring bus with respect to FIG. 1 and 2 enlarged dimension.

Beim Ausführungsbeispiel von Fig. 1 ist ein Ringbus 1 aus zwei Kreissegmenten 2 und 3 aufgebaut, die über ein zentrales Element 4 miteinander verbunden sind. In jedem der Kreissegmente 2 und 3 befinden sich ein oder mehrere Teilnehmer, die aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht im einzelnen dargestellt sind. Innerhalb des zentralen Elements befindet sich eine Bypassleitung 2' bzw. 3' für die jeweiligen Kreissegmente 2 und 3, ferner Verbindungsleitungen 5 und 6 für die beiden Krei ssegmente sowie Umschalter 7 bzw. 8, die wie eingezeichnet, an jeweils einer der Verbindungsstellen einer Bypassleitung und der Übergangsstelle zwischen dem Kreissegment und der Anschlußleitung, vorzugsweise in der weiterführenden An schlußleitung, d. h. in Datenübertragungsrichtung am Ende der Busleitung des Kreissegments sitzen.In the embodiment of FIG. 1, a ring bus 1 is constructed from two circular segments 2 and 3 , which are connected to one another via a central element 4 . In each of the circle segments 2 and 3 there are one or more participants who are not shown in detail for reasons of clarity. Within the central element there is a bypass line 2 'or 3 ' for the respective circle segments 2 and 3 , furthermore connecting lines 5 and 6 for the two circle segments as well as changeover switches 7 and 8 , as shown, at each of the connection points of a bypass line and the transition point between the circle segment and the connecting line, preferably in the connecting line to the continuation, that is to say in the data transmission direction at the end of the bus line of the circle segment.

Sind sämtliche Kreissegmente 2 und 3 intakt, so ist der Umschalter 7 und 8 in der strichliert eingezeichneten Stellung. Er schließt den Ringbus, während die Bypass leitungen 2' und 3' geöffnet und damit unwirksam sind. Innerhalb dieses Ringbus ses findet in bekannter Weise ein Datenverkehr zwischen den einzelnen Teilneh mern statt. Dieser ist unidirektional. Eine der beiden möglichen Übertragungsrich tungen ist durch einen Pfeil gekennzeichnet.If all of the circle segments 2 and 3 are intact, the changeover switch 7 and 8 is in the position shown in broken lines. It closes the ring bus while the bypass lines 2 'and 3 ' are open and therefore ineffective. Within this ring bus ses data traffic takes place between the individual participants in a known manner. This is unidirectional. One of the two possible directions of transmission is indicated by an arrow.

Bei einem Defekt, angenommen im Kreissegment 2 wird der Umschalter 7 in seine andere Schaltstellung gebracht. Damit wird das Kreissegment 2 abgeschaltet, d. h. auch dann, wenn einer der darin befindlichen Teilnehmer sendet, gelangt diese Information nicht in das Kreissegment 3. Gleichzeitig wird die Bypassleitung 2' akti viert und damit ein Ringbus mit gegenüber dem ursprünglichen Ringbus geringerer Dimension erzeugt. In the event of a defect, assumed in the circular segment 2 , the changeover switch 7 is brought into its other switching position. The circle segment 2 is thus switched off, ie even if one of the subscribers located therein transmits, this information does not reach the circle segment 3 . At the same time, the bypass line 2 'is activated and thus a ring bus with a smaller dimension than the original ring bus is generated.

Dieser besteht aus der Bypassleitung 2', den Anschlußleitungen 5 und 6 sowie dem Kreissegment 3. Dieser Zustand wird solange beibehalten, wie die Störung im Kreissegment 2 vorliegt. Mit Hilfe einer Überwachungseinrichtung (nicht darge stellt), die am Ende des Kreissegments 2, d. h. an der Verbindungsstelle zum Um schalter 7 sitzt wird festgestellt, ob der Fehler im Kreissegment 2 noch vorhanden ist. Wird die Störung behoben, so wird der Umschalter 7 wieder in die strichliert eingezeichnete Lage gebracht und der Ringbus in der ursprünglichen Konfiguration wiederhergestellt.This consists of the bypass line 2 ', the connecting lines 5 and 6 and the circle segment 3 . This state is maintained as long as the disturbance is present in circle segment 2 . With the help of a monitoring device (not shown), which sits at the end of the circular segment 2 , ie at the connection point to the switch 7 , it is determined whether the error in the circular segment 2 is still present. If the fault is remedied, the changeover switch 7 is brought back into the position shown in broken lines and the ring bus is restored to its original configuration.

Beim Ausführungsbeispiel von Fig. 2 sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 bezeichnet. Ergänzend ist im zentralen Element 4 ein weiterer Busteil nehmer 9 vorgesehen, der eine Vielzahl von Funktionen erfüllt. Er dient dazu, das Busmanagement innerhalb der Kreissegmente 2 und 3 und damit innerhalb des gesamten Ringbusses durchzuführen. Gleichzeitig erkennt er Störungen in einem der Kreissegmente und veranlaßt den jeweils zugeordneten Schalter 7 bzw. 8 ge gebenenfalls dazu, in die andere Schaltstellung überzugehen und das defekte Kreissegment zu bypassen.In the embodiment of FIG. 2, the same parts are denoted by the same reference numerals as in FIG. 1. In addition, another bus participant 9 is provided in the central element 4 , which performs a variety of functions. It is used to carry out bus management within circle segments 2 and 3 and thus within the entire ring bus. At the same time, it detects faults in one of the circle segments and causes the respectively assigned switch 7 or 8, if necessary, to pass into the other switching position and to bypass the defective circle segment.

Sollte der Defekt wieder behoben sein, so wird dies durch den Teilnehmer 9 er kannt. Hierzu speist er beispielsweise in den intakten Restbus, hier bestehend aus dem zentralen Element 4 und dem Kreissegment 3, sowie damit auch in den An fang des defekten Kreissegments 2 spezielle Telegramme ein, die jeder Teilneh mer weiterzureichen hat. Der Datenverkehr am Ende des Kreissegments wird nunmehr ebenfalls durch den Teilnehmer 9 überwacht. Er besitzt hierzu einen An schluß an diesem Ende (nicht dargestellt) bzw. bringt hierzu den Umschalter 7 kurzzeitig wieder in die strichliert gezeigte Ausgangslage.If the defect is remedied, this is known by the participant 9 . For this purpose, it supplies, for example, in the intact Restbus consisting here of the central member 4 and the circular segment 3, and thus also to the on of the broken circle segment fang 2 a special telegrams, which each pass on parti has mer. The data traffic at the end of the circle segment is now also monitored by the subscriber 9 . It has a connection to this end (not shown) or brings the switch 7 briefly back to the starting position shown in dashed lines.

Beim Ausführungsbeispiel von Fig. 3 ist der Ringbus nunmehr aus drei Kreisseg menten 11, 12 und 13 gebildet. Auch hier sind jeweils drei Schalter S1, S2 und S3 vorgesehen, die den Kreissegmenten zugeordnet sind und die in der anhand von Fig. 1 beschriebenen Weise arbeiten. Bei einem Defekt in einem der Kreissegmen te wird dieses gebypasst und der Datenverkehr in den beiden verbleibenden Krei ssegmenten unter Einbeziehung der innerhalb des zentralen Elements vorgesehe nen Leitungen 14, 11', 12' und 13' durchgeführt. In the embodiment of FIG. 3, the ring bus is now formed from three circular segments 11 , 12 and 13 . Here, too, three switches S1, S2 and S3 are provided, which are assigned to the circle segments and which operate in the manner described with reference to FIG. 1. In the event of a defect in one of the circular segments, this is bypassed and the data traffic in the two remaining circular segments is carried out, including the lines 14 , 11 ', 12 ' and 13 'provided within the central element.

In der Zeichnung dargestellt sind dabei nicht mit Bezugszeichen versehene An schlußleitungen jedes der Kreissegmente 11 bis 13, die zu dem jeweils benachbar ten Kreissegment führen. Dabei ist eine der Anschlußleitungen durch den jedem Kreissegment zugeordneten Umschalter auftrennbar, während die andere An schlußleitung am benachbarten Kreissegment ständig angeschlossen ist.Shown in the drawing are not provided with reference numerals to connecting lines to each of the circle segments 11 to 13 , which lead to the respective adjacent circle segment. Here, one of the connecting lines can be disconnected by the switch assigned to each segment of the circle, while the other connection line is continuously connected to the adjacent segment of the circle.

Claims

1. A method for operating a ring bus with several participants, characterized in that the ring bus is divided into individual circle segments in which at least one participant sits, that each circle segment has connecting lines leading to the neighboring circle segments and that in the event of a fault the circle segment containing the source of the error is bypassed while at least one of the connecting lines of this segment of the circle is opened.

2. The method according to claim 1, characterized in that the bypassed Circle segment is monitored and the bypass is released when the Error no longer exists.

3. Device for performing the operating method for a ring bus with the Features of claim 1 or 2, characterized in that to a bypass line with a closing switch is provided for each segment of the circle which is synchronized with an NC switch in the associated circle segment is.

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the opener and the closing switch by a changeover switch at a junction between between the circle segment and the bypass line.

5. Apparatus according to claim 3 or 4, characterized in that the Bypass lines of several circle segments form a common circle.

6. The device according to claim 5, characterized in that the common same circle contains another bus participant.

7. The device according to claim 6, characterized in that the further Bus participant is the bus master.