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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1, d.h. eine Schnittstelle zwischen einem Bussystem
und einer über
das Bussystem anzusprechenden Einheit.
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Derartige
Schnittstellen sind in einer großen Vielzahl von Ausführungsformen
bekannt, beispielsweise aus "Technische
Rundschau" 21/86,
Seiten 96 bis 101.
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Schnittstellen
der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art können unter
anderem Bestandteil eines Mikrocontrollers sein und dienen dann
insbesondere dazu, Zugriffe der CPU des Mikrocontrollers auf externe
Peripherieeinheiten wie beispielsweise einen externen Speicher;
einen Timer oder andere Einrichtungen zu koordinieren. Sie können aber
auch dazu ausgelegt sein, von anderen Einheiten als dem Mikrocontroller,
auf dem sie vorgesehen sind, genutzt zu werden; solche "anderen Einheiten" werden im folgenden
als externe Prozessoren bezeichnet. Der Mikrocontroller weist in
diesem Fall spezielle Pins auf, über
welche auch von außerhalb des
Mikrocontrollers eine Verbindung zu der in diesem enthaltene Schnittstelle
hergestellt werden kann. In Mikrocontrollern enthaltene Schnittstellen, die
sowohl von der im betreffenden Mikrocontroller enthaltenen CPU als
auch von externen Prozessoren nutzbar sind, sind zwar vielfältig einsetzbar,
dafür aber
erfahrungsgemäß auch relativ
langsam.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Schnittstelle
gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1 derart weiterzubilden, daß sie auch dann, wenn sie von
mehreren Einheiten genutzt wird oder werden können soll, optimal mit den
sie nutzenden Einheiten kooperieren kann.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
in Patentanspruch 1 beanspruchte Schnittstelle gelöst.
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Die
erfindungsgemäße Schnittstelle
zeichnet sich dadurch aus, daß sie
- – einer
ersten Einheit über
einen ersten Bus und die Schnittstelle, und
- – einer
zweiten Einheit über
einen zweiten Bus und die Schnittstelle
einen Zugriff auf eine
dritte Einheit ermöglicht.
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Durch
diese Maßnahme
ist es möglich,
die Verbindungen zwischen der ersten Einheit und der Schnittstelle
und zwischen der zweiten Einheit und der Schnittstelle unabhängig voneinander
unter besonderer und ausschließlicher
Berücksichtigung
der individuellen Eigenschaften der miteinander zu verbindenden
Komponenten auszuwählen
bzw. zu optimieren.
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Es
wurde mithin eine Schnittstelle gefunden, die auch dann, wenn sie
von mehreren Einheiten genutzt wird oder werden können soll,
optimal mit den sie nutzenden Einheiten kooperieren kann.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme
auf die Zeichnung näher
erläutert.
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Die
Figur zeigt schematisch den inneren Aufbau der erfindungsgemäßen Schnittstelle.
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Die
im folgenden näher
beschriebene Schnittstelle ist in der Figur mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet.
Sie ist im betrachteten Beispiel Bestandteil (Modul) eines Mikrocontrollers,
von welchem in der Figur außer
der Schnittstelle 1 nur noch dessen CPU 2 dargestellt
ist; obgleich der Einsatz der Schnittstelle 1 in einem
Mikrocontroller ganz besondere Vorteile erzielen läßt, kann
sie auch Bestandteil beliebiger anderer Einheiten sein oder als separate
Einheit ausgebildet sein.
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Die
Schnittstelle 1 kann sowohl von der CPU 2 des
Mikrocontrollers als auch von in der Figur nicht gezeigten, außerhalb
des Mikrocontrollers befindlichen Einheiten wie insbesondere anderen
Mikrocontrollern, Mikroprozessoren, Signalprozessoren etc. genutzt
werden; die außerhalb
des Mikrocontrollers befindlichen Einheiten werden im folgenden
der Einfachheit halber als externe Prozessoren bezeichnet, wobei
es sich dabei jedoch nicht zwangsläufig um Prozessoren handeln
muß. Die
Schnittstelle 1 verbindet die CPU 2 des Mikrocontrollers
und/oder einen externen Prozessor mit einer ebenfalls außerhalb des
Mikrocontrollers vorgesehenen Peripherieeinheit wie beispielsweise
einem externen Speicher, einem externen Timerbaustein oder sonstigen
externen Einrichtungen.
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Wie
aus der Figur ersichtlich ist, weist die Schnittstelle 1 einen
ersten Anschluß 11 zum
Anschluß eines
ersten Bussystems 21, einen zweiten Anschluß 12 zum
Anschluß eines
zweiten Bus systems 22, und einen dritten Anschluß 13 zur
Verbindung mit der in der Figur nicht gezeigten Peripherieeinheit
auf.
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Beim
ersten Bussystem 21 handelt es sich im betrachteten Beispiel
um einen sogenannten PB-Bus (processor bus). Der PB-Bus 21 ist
ein ausschließlich
innerhalb des Mikrocontrollers verlaufendes Bussystem und verbindet
unter anderem die CPU 2 des Mikrocontrollers mit der Schnittstelle 1.
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Beim
zweiten Bussystem 22 handelt es sich im betrachteten Beispiel
um einen sogenannten XDB-Bus (external data bus). Der XDB-Bus 22 wird über bestimmte
Pins des Mikrocontrollers aus diesem herausgeführt und von dort zu dem oder
den die Schnittstelle 1 nutzen wollenden externen Prozessoren
weitergeführt.
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Die
Schnittstelle 1 umfaßt
neben den bereits genannten Anschlüssen 11 bis 13 ein
erstes Bus-Interface 15, ein zweites Bus-Interface 16 und
eine diesen nachgeschaltete gemeinsame Steuereinrichtung 19.
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Das
erste Bus-Interface 15 ist über den ersten Anschluß 11 der
Schnittstelle 1 mit dem ersten Bussystem 21 verbunden,
wohingegen das zweite Bus-Interface 16 über den zweiten Anschluß 12 der Schnittstelle 1 mit
dem zweiten Bussystem 22 verbunden ist.
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Den
Bus-Interfaces 15 und 16 obliegt es, über die
jeweiligen Bussysteme 21 und 22 ankommende Signale
individuell vorzuverarbeiten, wobei die Vorverarbeitung vorzugsweise
(aber nicht zwangsläufig)
so gestaltet ist, daß die
von den Bus-Inter faces 15 und 16 weitergeleiteten
Signale in der nachgeordneten Steuereinrichtung 19 nach
einem zumindest teilweise einheitlichen Schema weiterverarbeitet
werden können;
sie (die Bus-Interfaces 15 und 16) sorgen ferner
dafür,
daß von
der Steuereinrichtung 19 erhaltene Signale zur Weiterleitung über das
erste Bussystem 21 und/oder das zweite Bussystem 22 umgesetzt
werden.
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Die
Steuereinrichtung 19 ist das zentrale Element der Schnittstelle 1;
in ihr werden die Maßnahmen
ergriffen, die erforderlich sind, um eine wunschgemäße Kommunikation
oder ein wunschgemäßes Zusammenwirken
zwischen der CPU 2 des Mikrocontrollers bzw. eines externen
Prozessors und der externen Peripherieeinheit stattfinden zu lassen.
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Die
Schnittstelle 1 ermöglicht
es, daß sowohl über das
erste Bussystem 21 als auch über das zweite Bussystem 22 eine
Verbindung zu einer externen Peripherieeinheit aufgebaut werden
kann. Dadurch können
verschiedenartige Einheiten über
separate Bussysteme mit der externen Peripherieeinheit in Verbindung
treten, was wiederum die Möglichkeit
eröffnet,
die Bussysteme unabhängig
voneinander unter besonderer und ausschließlicher Berücksichtigung der individuellen
Eigenschaften der miteinander zu verbindenden Komponenten auszuwählen bzw. zu
optimieren.
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Dies
wird im betrachteten Beispiel dahingehend ausgenutzt, daß die CPU 2 über den
PB-Bus mit der externen Peripherieeinheit in Verbindung tritt, und
daß der
externe Prozessor über
den XDB-Bus mit der externen Peripherieeinheit in Verbindung tritt.
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Die
Verwendung des PB-Busses zur Verbindung der CPU 2 mit der
externen Peripherieeinheit ist optimal, weil die Kommunikation dann über die
sogenannten special function registers und folglich mit außerordentlich
hoher Geschwindigkeit erfolgen kann.
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Die
Verwendung des XDB-Busses zur Verbindung eines externen Prozessors
mit der externen Peripherieeinheit ist optimal, weil externe Prozessoren
mangels Zugriffsberechtigung auf die special function registers
des die Schnittstelle 1 enthaltenden Mikrocontrollers den
PB-Bus nicht benutzen können
und dürfen,
und weil andererseits der XDB-Bus unter Verwendung von Datenpointern
kommuniziert und somit ein einfach zu verwendender und universell
einsetzbarer Bus ist.
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Anstelle
des PB-Busses und/oder des XDB-Busses können selbstverständlich auch
beliebige andere Busse verwendet werden.
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Die
Schnittstelle 1 ist im betrachteten Beispiel dazu ausgelegt,
nur jeweils entweder das erste Bussystem 21 oder das zweite
Bussystem 22 zu bedienen.
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Dabei
kann im einfachsten Fall vorgesehen werden, daß die Schnittstelle 1 nur über das
erste Bussystem 21, also nur von der im Mikrocontroller enthaltenen
CPU 2 ansprechbar ist, wenn der die Schnittstelle 1 enthaltende
Mikrocontroller als Mikrocontroller arbeitet.
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Der
Mikrocontroller kann im betrachteten Beispiel jedoch nicht nur als
Mikrocontroller arbeiten. Er ist auch in eine Betriebsart versetzbar,
in der er als eine separate Schnittstelleneinheit wirkt. In dieser Betriebsart
sind die CPU 2 des Mikrocontrollers und gegebenenfalls
weitere Bestandteile desselben (mit Ausnahme der Schnittstelle 1 und
gegebenenfalls ausgewählter
weiterer Module) deaktiviert.
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Wenn
und so lange der Mikrocontroller nur als Schnittstelle arbeitet,
kann die Schnittstelle 1 so betrieben werden, daß sie nur über das
zweite Bussystem 22, also nur von einem externen Prozessor ansprechbar
ist, denn seitens der dann deaktivierten CPU 2 des Mikrocontrollers
besteht ja kein Bedarf an einer Verwendung der Schnittstelle 1.
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Die
Schnittstelle 1 enthält
eine in der Figur nicht gezeigte Schalteinrichtung bzw. Weiche,
durch welche festlegbar ist, ob die Schnittstelle 1 das
erste Bussystem 21 oder das zweite Bussystem 22 berücksichtigt.
Die Weichenstellung läßt sich
von außerhalb des
Mikrocontrollers (durch Anlegen vorbestimmter Signale an die Mikrocontroller-Pins)
und/oder intern (softwaremäßig) festlegen.
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Die
Weiche kann beispielsweise so eingestellt werden, daß die Schnittstelle 1 nur
das erste Bussystem 21 berücksichtigt (das zweite Bussystem 22 unbeachtet
läßt), wenn
und so lange der Mikrocontroller als Mikrocontroller wirkt, und
daß sie
nur das zweite Bussystem 22 berücksichtigt (das erste Bussystem 21 unbeachtet
läßt), wenn
und so lange der Mikrocontroller nur als Schnittstelle betrieben wird.
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Abweichend
hiervon wäre
jedoch auch denkbar, die Weiche so anzusteuern,. daß die Schnittstelle 1 bei
Verwendung des Mikrocontrollers als Mikrocontroller bedarfsweise
abwechselnd das erste Bussystem 21 und das zweite Bussystem 22 bedient.
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Die
beschriebene Schnittstelle 1 ist zum Anschluß von zwei
verschiedenartigen Bussystemen ausgelegt. Hierauf besteht keine
Einschränkung.
Sie kann auch zum Anschluß einer
beliebig größeren Anzahl
von gleich- und/oder verschiedenartigen Bussystemen ausgelegt sein.
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Die
beschriebene Schnittstelle kann unabhängig von den Einzelheiten der
praktischen Realisierung selbst dann, wenn sie von mehreren Einheiten
genutzt wird oder werden können
soll, optimal mit den sie nutzenden Einheiten kooperieren.
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- 1
- Schnittstelle
- 11
- erster
Anschluß
- 12
- zweiter
Anschluß
- 13
- dritter
Anschluß
- 15
- erstes
Bus-Interface
- 16
- zweites
Bus-Interface
- 19
- Steuereinrichtung
- 21
- erstes
Bussystem
- 22
- zweites
Bussystem