DE19944596A1

DE19944596A1 - Network with several network nodes and at least one star node, forwarding message from associated network node to other star interfaces in dependence on pilot signal

Info

Publication number: DE19944596A1
Application number: DE1999144596
Authority: DE
Inventors: Wolfgang O Budde; Manfred Zinke
Original assignee: Philips Corporate Intellectual Property GmbH
Current assignee: NXP BV
Priority date: 1999-09-16
Filing date: 1999-09-16
Publication date: 2001-03-22

Abstract

The network includes several network nodes (1-4), whereby at least part of the network nodes are coupled over at least one star node (9) directly with each other. The star node contains several star interfaces which are respectively associated with at least one network node. A star interface is provided respectively in dependence on a pilot signal for forwarding a message from the associated network node to the other star interfaces, or from another star interface to at least one of the associated network nodes. An Independent claim is provided for a corresponding network node and a star node.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Netzwerk mit mehreren Netzknoten. Solche Netzwerke können beispielsweise in Kraftfahrzeugen, in der Industrieautomatisierung (z. B. Sensor systeme) und Hausautomatisierung (z. B. Lichttechnik, Alarmanlagen, Heizungsanlage, Klimatechnik etc.) eingesetzt werden.The invention relates to a network with several network nodes. Such networks can, for example, in motor vehicles, in industrial automation (e.g. sensor systems) and home automation (e.g. lighting technology, alarm systems, heating systems, Air conditioning technology etc.).

In einem solchen Netzwerk für die Kraftfahrzeugtechnik kann z. B. das aus der Zeitschrift "Elektronik", Nr. 14, 1999, Seiten 36 bis 43 (Dr. Stefan Polenda, Georg Kroiss: "TTP: "Drive by Wire" in greifbarer Nähe") bekannte TTP-Protokoll (TTP = Time-Triggered Protocol) verwendet werden. Dieses Protokoll ermöglicht eine sichere Datenübertragung und kann daher auch in Netzwerken für sicherheitsrelevante Vorrichtungen (z. B. Bremsen) gebraucht werden. In dem erwähnten Artikel ist als Netzwerkstruktur ein Bussystem erwähnt.In such a network for automotive engineering z. B. from the magazine "Electronics", No. 14, 1999, pages 36 to 43 (Dr. Stefan Polenda, Georg Kroiss: "TTP: "Drive by Wire" within reach ") known TTP protocol (TTP = Time-Triggered Protocol) can be used. This protocol enables secure data transmission and can therefore also be used in networks for safety-related devices (e.g. Brakes) are needed. In the article mentioned is a network structure Bus system mentioned.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein anderes Netzwerk mit mehreren Netz knoten zu schaffen.The invention has for its object a different network with several networks to create knots.

Die Aufgabe wird durch ein Netzwerk der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass wenigstens ein Teil der Netzknoten über wenigstens einen Sternknoten direkt miteinander gekoppelt sind,
dass der Sternknoten mehrere Sternschnittstellen enthält, die wenigstens einem Netzknoten zugeordnet sind, und
dass eine Sternschnittstelle jeweils in Abhängigkeit von einem Pilotsignal zur Weiterleitung einer Nachricht von dem zugeordneten Netzknoten zu den anderen Sternschnittstellen oder von einer anderen Sternschnittstelle zu wenigstens einem der zugeordneten Netzknoten vorgesehen ist. The object is achieved by a network of the type mentioned at the outset in that at least some of the network nodes are directly coupled to one another via at least one star node,
that the star node contains several star interfaces which are assigned to at least one network node, and
that a star interface is provided depending on a pilot signal for forwarding a message from the assigned network node to the other star interfaces or from another star interface to at least one of the assigned network nodes.

Die dieser Erfindung zugrundeliegende Idee ist die Steuerung eines Sternknotens mittels eines Pilotsignals, das von den Netzknoten erzeugt wird. Das Pilotsignal wird vor und nach einer Nachrichtenübertragung so geändert, dass eine im Sternknoten enthaltene und einem Netzknoten zugeordnete Sternschnittstelle erkennt, wenn der zugeordnete Netzknoten das Pilotsignal verändert. Im Sternknoten werden dann die anderen Sternschnittstellen so geschaltet, dass sie nur eine Nachricht von der Sternschnittstelle erhalten, die eine Nach richt von dem zugeordneten Netzknoten empfängt.The idea on which this invention is based is the control of a star node by means of a pilot signal that is generated by the network nodes. The pilot signal will be before and after changed a message transmission so that one contained in the star node and one Star interface assigned to network nodes detects when the assigned network node does this Pilot signal changed. The other star interfaces then become like this in the star node switched that they only receive a message from the star interface, which is a post dir receives from the assigned network node.

Durch die Sternschnittstellen wird ein korrekter Leitungsabschluss am Eingang einer Sternschnittstelle erreicht und mittels des Pilotsignals eine eindeutige Steuerung des Nachrichtenverkehrs ermöglicht.The star interfaces ensure correct line termination at the input of a Star interface reached and by means of the pilot signal a clear control of the Enables traffic.

Wie Patentanspruch 2 zeigt, ist jedem Netzknoten im Netzwerk eine bestimmter, perio disch sich wiederholender Zeitabschnitt zur Sendung seiner Nachrichten zugeordnet. Der Pilotsignalgenerator in einem Netzknoten signalisiert bei Aussendung eines Pilotsignals diesen Zeitabschnitt. Das Pilotsignal kann auf verschiedene Weise von der Eigentlichen Nachricht unterschieden werden. Beispielsweise verwendet das Pilotsignal einen anderen Frequenzbereich als das Signal mit der zu übertragenden Nachricht.As claim 2 shows, each network node in the network is a specific, perio it is assigned a repeating period of time for sending its messages. The Pilot signal generator in a network node signals when a pilot signal is sent this period. The pilot signal can be different from the actual one Message can be distinguished. For example, the pilot signal uses a different one Frequency range as the signal with the message to be transmitted.

Patentanspruch 3 gibt ein an, dass jede Sternschnittstelle ein erstes und zweites Schalt element und einen Pilotsignaldetektor enthält. Die Schaltelemente, die, wie Anspruch 3 beschreibt, ein schaltbarer Verstärker sein können, steuern in Abhängigkeit vom Pilotsignal den Nachrichtenfluss in einer Sternschnittstelle.Claim 3 indicates that each star interface a first and second switching element and a pilot signal detector. The switching elements, as in claim 3 describes, can be a switchable amplifier, control depending on the pilot signal the flow of messages in a star interface.

Eine Sternschnittstelle erzeugt während der Nachrichtenübertragung, die vom Pilotsignal angezeigt wird, ein Freigabesignal, dass über eine ODER-Verknüpfung den anderen Stern schnittstellen zugeführt wird, wie Anspruch 5 beschreibt. Anspruch 6 gibt an, dass die ODER-Verknüpfung als ODER-Gatter oder als Wired-OR-Verknüpfung ausgebildet sein kann. A star interface is generated during the transmission of messages by the pilot signal is displayed, an enable signal that via an OR link the other star interfaces is supplied as described in claim 5. Claim 6 indicates that the OR link can be designed as an OR gate or as a wired-OR link can.

Die Erfindung bezieht sich auch auf einen Netzknoten, der dadurch gekennzeichnet ist,
dass der Netzknoten zur Kopplung mit weiteren Netzknoten über wenigstens einen Sternknoten vorgesehen ist und
dass der Netzknoten zur Angabe einer Nachrichtenübertragung zu einer Sternschnittstelle des Sternknotens mit einem Pilotsignal vorgesehen ist.The invention also relates to a network node, which is characterized in that
that the network node is provided for coupling to further network nodes via at least one star node and
that the network node is provided with a pilot signal for specifying a message transmission to a star interface of the star node.

Ferner bezieht sich die Erfindung auf einen Sternknoten in einem Netzwerk zur Kopplung von mehreren Netzknoten mit mehreren Sternschnittstellen, die wenigstens einem Netz knoten zugeordnet sind, und die jeweils in Abhängigkeit von einem Pilotsignal zur Weiter leitung einer Nachricht von dem zugeordneten Netzknoten zu den anderen Sternschnitt stellen oder von einer anderen Sternschnittstelle zu wenigstens einem der zugeordneten Netzknoten vorgesehen sind.The invention further relates to a star node in a network for coupling of multiple network nodes with multiple star interfaces that have at least one network Knots are assigned, and each depending on a pilot signal for further routing of a message from the assigned network node to the other star cut or from another star interface to at least one of the assigned Network nodes are provided.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Figur näher erläutert. Es zeigen:Exemplary embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the figure. Show it:

Fig. 1 ein Netzwerk in Sternstruktur mit mehreren Netzknoten, die über einen aktiven Sternknoten gekoppelt sind, Fig. 1 shows a network in a star structure with a plurality of network nodes which are coupled via an active star node,

Fig. 2 eine erste Ausführungsform einer Sternschnittstelle in einem Sternknoten, Fig. 2 shows a first embodiment of a star interface in a star node,

Fig. 3 eine erste Ausführungsform eines ersten Sternknotens, Fig. 3 shows a first embodiment of a first star node,

Fig. 4 einen Teil eines Netzknotens mit einem Pilotsignalgenerator, Fig. 4 shows a part of a network node with a pilot signal generator,

Fig. 5 ein Teil eines Zeitverlaufs zweier Signale im Netzwerk, Fig. 5 shows a part of a time course of two signals in the network,

Fig. 6 und 7 zwei weitere Ausführungsformen des Netzwerkes, FIGS. 6 and 7 show two further embodiments of the network,

Fig. 8 eine zweite Ausführungsform einer Sternschnittstelle in einem Sternknoten und Fig. 8 shows a second embodiment of a star interface in a star node, and

Fig. 9 eine zweite Ausführungsform eines ersten Sternknotens. Fig. 9 shows a second embodiment of a first star node.

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Netzwerks ist in Fig. 1 dargestellt. Dieses Netzwerk enthält beispielsweise vier Netzknoten 1 bis 4, die jeweils über verdrillte, für eine symmetrische Signalübertragung vorgesehene Leitungspaare 5 bis 8 (twisted-pair) mitein ander über einen aktiven Sternknoten 9 gekoppelt sind. Der aktive Sternknoten 9 führt eine Leitungsanpassung durch, so dass die Leitungspaare 5 bis 8 im aktiven Sternknoten 9 mit dem Wellenwiderstand abgeschlossen sind, und detektiert ein von einem Netzknoten 1 bis 4 ausgesendetes Pilotsignal. Wenn die Leitungspaare 5 bis 8 ohne aktiven Sternknoten 9 miteinander verbunden wären, entstände für jedes Leitungspaar im Sternpunkt eine Fehlanpassung durch den Impedanzsprung von Z₀ auf 1/3 Z₀, die durch die Parallelschal tung der jeweils anderen Leitungspaare verursacht wird. Zur Erzeugung eines Pilotsignals enthält noch jeder Netzknoten 1 bis 4 einen Pilotsignalgenerator.An embodiment of the network according to the invention is shown in FIG. 1. This network contains, for example, four network nodes 1 to 4 , which are each coupled via an active star node 9 via twisted line pairs 5 to 8 (twisted pair) provided for symmetrical signal transmission. The active star node 9 carries out a line adaptation, so that the line pairs 5 to 8 in the active star node 9 are terminated with the characteristic impedance, and detects a pilot signal transmitted by a network node 1 to 4 . If the line pairs 5 to 8 would be connected without an active star node 9 , a mismatch would result for each line pair in the star point due to the impedance jump from Z ₀ to 1/3 Z ₀ , which is caused by the parallel connection of the other line pairs. To generate a pilot signal, each network node 1 to 4 also contains a pilot signal generator.

Der aktive Sternknoten 9 enthält für jedes Leitungspaar 5 bis 8 eine Sternschnittstelle, die eine Weiterleitung der Nachrichten eines sendenden Netzknotens zu allen anderen am aktiven Stern angeschlossenen Netzknoten ermöglicht. Ein Ausführungsbeispiel einer solchen Sternschnittstelle ist in Fig. 2 gezeigt. Ein Leitungspaar 5 bis 8 ist mit den Ein gängen eines schaltbaren Verstärkers 10, mit den Ausgängen eines weiteren schaltbaren Verstärkers 11, mit einem Pilotsignaldetektor 12 und mit einem Abschlusswiderstand 13 verbunden. Der Wert des Abschlusswiderstandes 13 entspricht dem Wellenwiderstand und dient damit zum korrekten Leitungsabschluss. Wenn der Pilotsignaldetektor 12 ein Pilot signal detektiert, erzeugt dieser ein Freigabesignal, welches zu einem Schalteingang 14 des schaltbaren Verstärkers 10, zu einem invertierenden Eingang eines UND-Gatters 15 und über einen Verstärker 17 und eine Leitung 18 zu einem ODER-Gatter 23 (Fig. 3) geführt wird. Wenn der schaltbare Verstärker 10 freigegeben ist, liefert dieser Daten zu einer zu einem Verknüpfungspunkt führenden Datenleitung 19. Von dieser Datenleitung 19 werden auch Daten von den anderen Sternschnittstellen empfangen und über den schalt baren Verstärker 11 zu dem zugeordneten Leitungspaar geleitet. Über eine Leitung 20 wird noch dem nichtinvertierenden Eingang des UND-Gatters 15 ein Freigabesignal über das ODER Gatter 23 (Fig. 3) von einer anderen Sternschnittstelle geliefert. Der nichtinver tierende Ausgang des UND-Gatters 15 ist mit einem Schalteingang 21 des schaltbaren Verstärkers 11 sowie über einen Inverter 16 mit einem Freigabeeingang 22 des Pilot signaldetektors verbunden.The active star node 9 contains a star interface for each line pair 5 to 8 , which enables the messages from a sending network node to be forwarded to all other network nodes connected to the active star. An embodiment of such a star interface is shown in FIG. 2. A pair of lines 5 to 8 is connected to the inputs of a switchable amplifier 10 , to the outputs of a further switchable amplifier 11 , to a pilot signal detector 12 and to a terminating resistor 13 . The value of the terminating resistor 13 corresponds to the characteristic impedance and thus serves for the correct line termination. When the pilot signal detector 12 detects a pilot signal, it generates an enable signal which is sent to a switching input 14 of the switchable amplifier 10 , to an inverting input of an AND gate 15 and via an amplifier 17 and a line 18 to an OR gate 23 ( FIG is performed. 3). If the switchable amplifier 10 is enabled, it delivers data to a data line 19 leading to a connection point. This data line 19 also receives data from the other star interfaces and routes it via the switchable amplifier 11 to the assigned line pair. Via a line 20 , the non-inverting input of the AND gate 15 is still supplied with an enable signal via the OR gate 23 ( FIG. 3) from another star interface. The non-inverting output of the AND gate 15 is connected to a switching input 21 of the switchable amplifier 11 and via an inverter 16 to a release input 22 of the pilot signal detector.

Ein schaltbarer Verstärker 10 oder 11 kann auch als Reihenschaltung aus Verstärker und Schalter (Schaltelement) ausgeführt werden. Im geschlossenen Zustand dieses Schalters wird das Ausgangssignal des Verstärkers weitergeleitet. A switchable amplifier 10 or 11 can also be designed as a series connection of amplifier and switch (switching element). When this switch is closed, the output signal of the amplifier is passed on.

Der Pilotsignaldetektor überprüft, ob der zugeordnete Netzknoten durch Aussenden des Pilotsignals zeigt, dass er Nachrichten bzw. Daten übertragen wird. Ist dies der Fall, wird der Verstärker 11 deaktiviert (im allgemeinen wird er bereits in diesem Zustand sein) und der Verstärker 10 aktiviert bzw. freigegeben. Das von dem zugeordneten Leitungspaar kommende Nachrichtensignal wird zur Leitung 19 geführt und damit an die anderen Sternschnittstellen weitergegeben. Zusätzlich wird durch das vom Pilotsignaldetektor 12 erzeugte Freigabesignal den anderen Sternschnittstellen signalisiert, dass sie ihrerseits ihren Verstärker 11 aktivieren oder freigeben sollen, um die Nachrichten an die jeweiligen zugeordneten Netzknoten weiterzuleiten.The pilot signal detector checks whether the assigned network node shows by transmitting the pilot signal that it is transmitting messages or data. If this is the case, amplifier 11 is deactivated (in general it will already be in this state) and amplifier 10 is activated or released. The message signal coming from the assigned line pair is led to line 19 and thus passed on to the other star interfaces. In addition, the enable signal generated by the pilot signal detector 12 signals to the other star interfaces that they in turn should activate or enable their amplifier 11 in order to forward the messages to the respective assigned network nodes.

Wie in Fig. 3 dargestellt, werden die Leitungen 18 aller Sternschnittstellen in dem ODER- Gatter 23 verknüpft. Weiter zeigt Fig. 3 vier Sternschnittstellen 24 bis 27, die jeweils mit den Leitungspaaren 5 bis 8 gekoppelt sind. Der Ausgang des ODER Gatters 23 ist mit den Leitungen 20 (Fig. 2) jeder Sternschnittstelle 24 bis 27 verbunden. Die Leitungen 19 (Fig. 2) jeder Sternschnittstelle 24 bis 27 sind miteinander über einen Schaltungsknoten 28 verknüpft.As shown in FIG. 3, the lines 18 of all star interfaces are linked in the OR gate 23 . Next. Figure 3 shows four star interfaces 24 to 27, each of which is coupled to the line pairs 5 to 8. The output of the OR gate 23 is connected to the lines 20 ( FIG. 2) of each star interface 24 to 27 . The lines 19 ( FIG. 2) of each star interface 24 to 27 are linked to one another via a circuit node 28 .

Um zu verhindern, dass ein von einem Leitungspaar 5 bis 8 kommendes Signal in dasselbe wieder zurückgespeist wird, wird über den invertierenden Eingang des UND-Gatters 15 der Verstärker 11 deaktiviert oder abgeschaltet. Um andererseits zu verhindern, dass der einem anderen Netzknoten zugeordnete Pilotsignaldetektor seinerseits seinen Verstärker 10 aktiviert, wird das über die Leitung 20 (Fig. 2) transportierte Freigabesignal über UND- Gatter 15 und Inverter 16 zur Unterdrückung des Freigabesignals für den Pilotsignal detektor 12 verwendet. Damit wird auch der Verstärker 10 über seinen Schalteingang 14 abgeschaltet oder deaktiviert. Der Pilotsignaldetektor 12, dessen Pilotsignal bewirkt, dass die zugeordnete Sternschnittstelle Daten empfängt oder empfangen soll, bleibt allerdings weiterhin aktiv, um das Ende der Datenübertragung erkennen zu können.In order to prevent a signal coming from a line pair 5 to 8 from being fed back into the same, the amplifier 11 is deactivated or switched off via the inverting input of the AND gate 15 . On the other hand, to prevent the pilot signal detector assigned to another network node from activating its amplifier 10, the enable signal transported via line 20 ( FIG. 2) is used via AND gate 15 and inverter 16 to suppress the enable signal for the pilot signal detector 12 . The amplifier 10 is thus also switched off or deactivated via its switching input 14 . The pilot signal detector 12 , the pilot signal of which causes the assigned star interface to receive or receive data, remains active, however, in order to be able to recognize the end of the data transmission.

Zur einwandfreien Funktion des aktiven Sternknotens 9 ist es erforderlich, dass die Netz knoten 1 bis 4 ihre Nachrichten zeitlich nicht-überlappend versenden. Darüber hinaus muss sichergestellt werden, dass für die Dauer einer gewissen Totzeit kein Netzknoten aktiv ist oder Nachrichten bzw. Daten sendet. In diesem Zustand wird der Sternknoten völlig undurchlässig geschaltet (d. h. alle Verstärker 10 und 11 sind deaktiviert). In diesem Zustand wartet eine Sternschnittstelle 24 bis 27 in dem Sternknoten 9 auf ein neues Pilot signal, mit dem ein Übertragungswunsch von Nachrichten angegeben wird.In order for the active star node 9 to function properly, it is necessary for the network nodes 1 to 4 to send their messages in a non-overlapping manner. In addition, it must be ensured that no network node is active or sends messages or data for a certain dead time. In this state the star node is switched completely impermeable (ie all amplifiers 10 and 11 are deactivated). In this state, a star interface 24 to 27 waits in the star node 9 for a new pilot signal with which a transmission request for messages is specified.

Grundsätzlich gilt, dass das Pilotsignal immer vor dem Beginn der tatsächlichen Nachrich tenübertragung ausgesendet werden muss. Nur dann ist sichergestellt, dass der aktive Sternknoten 9 rechtzeitig konfiguriert wird und auch der Beginn der Nachricht alle anderen Netzwerkknoten erreicht.Basically, the pilot signal must always be sent out before the actual message transmission begins. Only then is it ensured that the active star node 9 is configured in good time and that the start of the message also reaches all other network nodes.

In Fig. 4 ist dargestellt, auf welche Weise das Pilotsignal in einem Netzknoten 1 bis 4 erzeugt und über ein Leitungspaar 5 bis 8 übertragen wird. Wenn ein Netzknoten eine Nachricht oder Daten zu anderen Netzknoten senden möchte, erhält ein Pilotsignalgene rator 29 über eine Leitung 30 beispielsweise ein Startsignal. Der Pilotsignalgenerator 29 liefert dann ein Pilotsignal zu einem Multiplexer 31, dem noch von einer Leitung 32 zu sendende Daten zugeführt werden. Das von dem Multiplexer 31 abgegebene Signal wird über einen Verstärker 33 auf das zugeordnete Leitungspaar gegeben. Ein von einem ande ren Netzknoten stammendes Signal wird von dem Leitungspaar über einen Verstärker 34 auf eine Leitung 35 zur weiteren Verarbeitung geführt.In Fig. 4 there is shown the manner in which the pilot signal generated in a network node 1 to 4 and transmitted over a line pair 5 to 8. If a network node wishes to send a message or data to other network nodes, a pilot signal generator 29 receives, for example, a start signal via a line 30 . The pilot signal generator 29 then supplies a pilot signal to a multiplexer 31 , to which data to be sent from a line 32 are also fed. The signal emitted by the multiplexer 31 is applied to the assigned line pair via an amplifier 33 . A signal originating from another network node is passed from the line pair via an amplifier 34 to a line 35 for further processing.

Der in Fig. 4 gezeigte Multiplexer kann dabei sowohl als zeitlicher Multiplexer (Senden des Pilotsignals als Start- und Stopsignal jeweils vor und nach der eigentlichen Nachricht) oder als Frequenzmultiplexer ausgestaltet sein. Das bedeutet, dass das Pilotsignal entweder als ein andauerndes Signal die gesamte zu übertragene Nachricht begleiten kann oder dass es in Form eines Start- und Stopsignals ausgesendet werden kann. Dabei kann z. B. durch unterschiedliche Dauer sichergestellt werden, dass das Start- und Stopsignal sich hinrei chend unterscheiden und der Wechsel zwischen Übertragungszeitraum und Übertragungs pause nicht verwechselt wird.The multiplexer shown in FIG. 4 can be designed both as a temporal multiplexer (sending the pilot signal as a start and stop signal before and after the actual message) or as a frequency multiplexer. This means that the pilot signal can either accompany the entire message to be transmitted as a continuous signal or that it can be transmitted in the form of a start and stop signal. Here, for. B. can be ensured by different durations that the start and stop signal differ sufficiently and the change between transmission period and transmission pause is not confused.

Das Pilotsignal kann auf verschiedene Weisen erzeugt werden. Eine Möglichkeit besteht darin, dass es ein periodisches Signal sein kann, dessen Frequenzbereich außerhalb des für die Übertragung der Nachrichten genutzten Frequenzbereiches liegt. Dieser Frequenz bereich kann ober- oder unterhalb des Nutzfrequenzbandes liegen, aber auch bei entsprechender Spezifikation des Nutzbandes aufgrund der schmalbandigen Natur des Pilotsignals in "Lücken" des Nutzfrequenzbandes. Eine weitere Möglichkeit ist, die eigentliche Nachricht als symmetrisches Gegentaktsignal und das Pilotsignal als Gleich taktsignal zu übertragen. Das Gleichtaktsignal kann sowohl in Form einer konstanten Spannung als auch in Form eines periodischen Signals gestaltet werden. Eine dritte Möglichkeit für das Pilotsignal ist, dass dieses in Form der Nachrichtenübertragung voran- und nachgestellter, spezieller Symbole realisiert wird.The pilot signal can be generated in various ways. There is a possibility in that it can be a periodic signal whose frequency range is outside the range for the transmission of the messages used frequency range is. That frequency The range can be above or below the useful frequency band, but also at corresponding specification of the useful band due to the narrow-band nature of the Pilot signal in "gaps" in the useful frequency band. Another option is that actual message as a balanced push-pull signal and the pilot signal as an equal transmit clock signal. The common mode signal can be both in the form of a constant Voltage as well as in the form of a periodic signal. A third It is possible for the pilot signal to advance in the form of message transmission and imitated special symbols.

Die vorgeschlagene Erfindung eignet sich besonders gut für die Anwendung in Netz werken, die nach dem TTP-Protokoll für eine Echtzeit-Kommunikation beispielsweise im Kraftfahrzeug arbeiten (vgl. Elektronik Heft 14/1999: "TTP: "Drive by Wire" in greif barer Nähe", Seiten 36 bis 43). Bei diesem Protokoll ist zum einen festgelegt, wann welcher Sender mit Hilfe des konfliktfreien TDMA-Zugriffsverfahren (TDMA = Time Division Multiple Access) senden darf, und zum anderen ist eine Totzeit (Interframegap) definiert, in der kein Sender senden darf. Durch diesen Mechanismus ist unmittelbar gewährleistet, dass der aktive Sternknoten 9 immer wieder in den Ruhezustand zurückgeht. Es ist also mit dem TDMA-Verfahren gewährleistet, dass immer nur ein Netzknoten zu einer vorbestimmten Zeit eine Nachricht versenden darf und dazu mittels des von ihm ausgesendeten Pilotsignals im Sternknoten die ihm zugeordnete Sternschnittstelle zur Weiterleitung von Nachrichten aktiviert oder veranlasst.The proposed invention is particularly suitable for use in networks that work according to the TTP protocol for real-time communication, for example in a motor vehicle (cf. electronics booklet 14/1999: "TTP:" Drive by Wire "within reach) ", Pages 36 to 43). This protocol specifies on the one hand when which transmitter may transmit using the conflict-free TDMA access procedure (TDMA = Time Division Multiple Access), and on the other hand a dead time (interframe gap) is defined in which no transmitter may transmit. This mechanism immediately ensures that the active star node 9 always returns to the idle state. The TDMA method thus ensures that only one network node may ever send a message at a predetermined time and, for this purpose, activates or initiates the star interface assigned to it for forwarding messages by means of the pilot signal it sends out in the star node.

Ein zusätzlicher Vorteil besteht darin, dass zur Ansteuerung des sogenannten Bus-Wächters (bus guardian) ein Steuersignal im Netzwerkknoten vorliegen muss, das zeitlich kurz vor dem Beginn der Nachrichtenübertragung liegt. Dieses Steuersignal kann unmittelbar zur Ansteuerung des Pilotsignalgenerators 29 verwendet werden, indem dieses Steuersignal auf der Leitung 30 dem Pilotsignalgenerator 29 zugeführt wird.An additional advantage is that to control the so-called bus guardian, a control signal must be present in the network node that is shortly before the start of the message transmission. This control signal can be used directly to control the pilot signal generator 29 by feeding this control signal to the pilot signal generator 29 on line 30 .

In Fig. 5 ist dieses Steuersignal mit BG und die eigentliche Nachricht mit data gekenn zeichnet. Das Steuersignal BG ist während der Aussendung einer Nachricht beispielsweise in einem niedrigen Zustand. Während dieses niedrigen Zustandes des Steuersignals soll die Nachricht übertragen werden. Ein erster Zeitraum T1 nach einem Wechsel des Steuer signals in den niedrigen Zustand und ein zweiter Zeitraum T2 vor einem Wechsel des Steuersignals in den hohen Zustand müssen dabei so gewählt werden, dass der aktive Sternknoten 9 korrekt konfiguriert ist und bleibt, um eine Nachricht fehlerlos übertragen zu können. Es bleibt noch zu erwähnen, dass das TTP-Protokoll unterschiedliche (konstante) Nachrichtenverzögerungszeiten zwischen verschiedenen Netzknoten im Netz werk unterstützt. Damit verstößt die durch den aktiven Sternknoten 9 hervorgerufene Verzögerungszeit nicht gegen das TTP-Protokoll.In Fig. 5 this control signal is marked with BG and the actual message with data. The control signal BG is, for example, in a low state during the transmission of a message. The message is to be transmitted during this low state of the control signal. A first time period T1 after a change in the control signal to the low state and a second time period T2 before a change in the control signal to the high state must be chosen so that the active star node 9 is correctly configured and remains to transmit a message without errors to be able to. It remains to be mentioned that the TTP protocol supports different (constant) message delay times between different network nodes in the network. The delay time caused by the active star node 9 thus does not violate the TTP protocol.

Das erfindungsgemäße Netzwerk ermöglicht die Aussendung eines Pilotsignals mit jeder Art von Signalübertragung für die Nachrichten von einem Netzknoten 1 bis 4. Beispiels weise kann für die Nachrichtenübertragung eine symmetrische Gegentaktübertragung, Einzelleiterübertragung oder trägerfrequenzmodulierte Übertragung gewählt werden. Bei gleichtaktmäßiger Kopplung der Leitungspaare 5 bis 8 könnte ggf. auch mit der Nachrich tenübertragung eine Versorgungsspannung übertragen werden.The network according to the invention enables the transmission of a pilot signal with any type of signal transmission for the messages from a network node 1 to 4 . For example, a symmetrical push-pull transmission, single-wire transmission or carrier frequency-modulated transmission can be selected for the message transmission. If the line pairs 5 to 8 are coupled in the same mode, a supply voltage could possibly also be transmitted with the message transmission.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Netzwerkes ist in Fig. 6 dargestellt. Dieses Netz werk ist mit dem in der Fig. 1 dargestellten Netzwerk (Netzknoten 1 bis 4 und Leitungs paare 5 bis 8) fast identisch bis auf vier zusätzliche Netzknoten 36 bis 39. Der Netzknoten 36 ist direkt über ein weiteres Leitungspaar 40 mit dem aktiven Sternknoten 9 gekoppelt. Der Netzknoten 37 ist an das Leitungspaar 5 über ein Leitungspaar 41 angeschlossen. Der Netzknoten 38 ist über ein Leitungspaar 42 mit dem Leitungspaar 8 und der Netzknoten 39 über ein Leitungspaar 43 mit dem Leitungspaar 42 verbunden.Another embodiment of a network is shown in FIG. 6. This network is almost identical to the network shown in FIG. 1 (nodes 1 to 4 and line pairs 5 to 8 ) except for four additional nodes 36 to 39 . The network node 36 is coupled directly to the active star node 9 via a further line pair 40 . The network node 37 is connected to the line pair 5 via a line pair 41 . The network node 38 is connected to the line pair 8 via a line pair 42 and the network node 39 is connected to the line pair 42 via a line pair 43 .

Das in Fig. 7 gezeigte Ausführungsbeispiel zeigt wieder die aus der Fig. 1 bekannte Topologie des Netzwerkes mit den Netzknoten 1 bis 4, den Leitungspaaren 5 bis 8 und dem aktiven Sternknoten 9. Über ein Leitungspaar 44 ist der aktive Sternknoten 9 mit einem weiteren aktiven Sternknoten 45 gekoppelt, an den wiederum weitere Netzknoten angeschlossen sein können. Beispielhaft ist hier ein Netzknoten 46 eingezeichnet.The exemplary embodiment shown in FIG. 7 again shows the topology of the network known from FIG. 1 with the network nodes 1 to 4 , the line pairs 5 to 8 and the active star node 9 . The active star node 9 is coupled via a line pair 44 to a further active star node 45 , to which further network nodes can in turn be connected. A network node 46 is shown here as an example.

Anstelle des in der Fig. 3 benötigten ODER-Gatters 23 kann diese ODER-Verknüpfung auch direkt durch eine Wired-OR Verknüpfung realisiert werden. Eine für die Wired-OR- Verknüpfung geeignete Sternschnittstelle zeigt Fig. 8. Diese Sternschnittstelle nach der Fig. 8 ist bis auf die schaltungsmäßige Verknüpfung des Ausgangs des Verstärkers 17 identisch mit der Sternschnittstelle der Fig. 2. In der Fig. 8 führt der Ausgang des Verstärkers 17 nicht auf die Leitung 18, sondern auf die Leitung 20 (Wired-OR). Damit ist der Ausgang des Verstärkers 17 mit dem invertierenden Eingang des UND-Gatters 15 verbunden. Der Verstärker 17 ist in der Fig. 2 als "Push-Pull"-Verstärker und in der Fig. 8 als "Open- Collector"- bzw. "Open-Drain"-Verstärker realisiert.Instead of the OR gate 23 required in FIG. 3, this OR link can also be implemented directly by a wired-OR link. FIG. 8 shows a star interface suitable for the wired-OR linkage . This star interface according to FIG. 8 is identical to the star interface of FIG. 2 except for the circuit-like linkage of the output of the amplifier 17. In FIG. 8, the output leads of amplifier 17 not on line 18 , but on line 20 (wired-OR). The output of the amplifier 17 is thus connected to the inverting input of the AND gate 15 . The amplifier 17 is realized in FIG. 2 as a “push-pull” amplifier and in FIG. 8 as an “open collector” or “open drain” amplifier.

Durch diese Wired-OR Verknüpfung verringert sich der Verdrahtungsaufwand und es entfällt das ODER Gatter 23 in dem aktiven Sternknoten 9 und es ergibt sich eine einfa che Erweiterbarkeit des Netzwerks mit weiteren Netzknoten durch Wegfall des ansonsten in verschiedenen Varianten vorzuhaltenden ODER Gatters. Die Sternschnittstellen 24 bis 27 sind in diesem Fall mit ihrem jeweiligen Leitungen 19 und 20 verbunden, so dass sich dadurch, wie in Fig. 9 gezeigt, zwei Schaltungsknoten 47 und 48 bilden. Zusätzlich ist nur ein Widerstand 49 vorzusehen, der einerseits mit dem Schaltungsknoten 47 und anderer seits mit einer Versorgungsspannung gekoppelt ist. Dieser Widerstand bildet zusammen mit den Verstärkern 17 jeder Sternschnittstelle die Wired-OR Verknüpfung.This wired-OR link reduces the amount of wiring and there is no OR gate 23 in the active star node 9 and there is a simple extensibility of the network with further network nodes by eliminating the OR gate, which is otherwise to be kept in different variants. In this case, the star interfaces 24 to 27 are connected to their respective lines 19 and 20 , so that, as shown in FIG. 9, two circuit nodes 47 and 48 are thereby formed. In addition, only one resistor 49 is to be provided, which is coupled on the one hand to the circuit node 47 and on the other hand to a supply voltage. Together with the amplifiers 17 of each star interface, this resistor forms the wired-OR link.

Claims

1. network with several network nodes characterized in
that at least some of the network nodes are directly coupled to one another via at least one star node,
that the star node contains several star interfaces which are assigned to at least one network node, and
that a star interface is provided depending on a pilot signal for forwarding a message from the assigned network node to the other star interfaces or from another star interface to at least one of the assigned network nodes.

2. Network according to claim 1, characterized in
that each network node in the network is assigned a specific, periodically repeating period of time for sending its messages, and
that a network node contains a pilot signal generator which either generates a pilot signal which indicates the entire assigned time period or the start and end of the time period.

3. Network according to claim 1, characterized in
that each star interface contains a first and second switching element and a pilot signal detector,
that the first switching element is provided in the activated state for passing a message from the assigned network node to the other star interfaces and the second switching element in the activated state is for transmitting a message from the other star interfaces to the assigned network node and
that the pilot signal detector is provided as a function of a pilot signal of the assigned network node for activating a first switching element and for deactivating a second switching element or for deactivating the first switching element and for activating the second switching element.

4. Network according to claim 3, characterized, that the first and second switching element is a switchable amplifier.

5. Network according to claim 1, characterized in
that a star interface is provided for generating an enable signal if the assigned network node indicates a message transmission with the aid of the pilot signal, that the lines carrying the enable signal of each star interface are coupled via an OR link and
that the OR link forwards the enable signal to all star interfaces of the star node.

6. Network according to claim 5, characterized, that the OR operation as an OR gate or as a wired-OR operation is trained.

7. network node in a network with further network nodes, characterized in that
that the network node is provided for coupling to further network nodes via at least one star node and
that the network node is provided with a pilot signal for specifying a message transmission to a star interface of the star node.

8. Star node in a network for coupling several network nodes with a plurality of star interfaces which are assigned to at least one network node, and each in response to a pilot signal for forwarding a message from the assigned network node to the other star interfaces or from another Star interface to at least one of the assigned network nodes are provided.