DE202004000928U1

DE202004000928U1 - Circuit arrangement for code or protocol conversion, e.g. for conversion of a CAN signal to an Ethernet signal, has input and output interfaces together with a controlling CPU and associated memory

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Publication number: DE202004000928U1
Application number: DE202004000928U
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Priority date: 2004-01-21
Filing date: 2004-01-21
Publication date: 2004-07-29
Anticipated expiration: 2014-01-22

Abstract

Circuit arrangement for code conversion has a housing (1), at least an input connection (2-4), at least an output connection (13-15), at least a first input connection interface circuit (6, 7, 8, 20), at least a first output connection interface circuit (10, 12, 14, 16, 21) and a microcontroller or CPU (9) with a memory that converts the input code signal or protocol into an output code signal.

Description

Die Neuerung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Codeumwandlung. Daten und insbesondere Meß- und Steuerdaten liegen häufig in unterschiedlichen Formaten und verpackt in sog. "Protokollen" vor und müssen zur Weiterverarbeitung in andere Formate und/oder Protokolle umgesetzt werden. Beispielsweise sind moderne Kraftfahrzeuge mit einem sog. CAN-Bus ausgerüstet, über den diverse Meß- und Steuerdaten innerhalb des Kraftfahrzeuges übertragen werden. Zu Diagnosezwecken kann ein Meßgerät an den CAN-Bus angeschlossen werden, das seinerseits zur Auswertung der Daten an einen Computer angeschlossen ist, der bei Bedarf die im CAN-Protokoll empfangenen Daten in ein anderes Protokoll umsetzt. Übliche Protokolle sind dabei das Ethernet-Protokoll oder auch LAN (für Local Area Network), das WLAN (Wireless LAN), USB (Universal Serial Bus), "Firewire" usw. Die Codeumwandlung wird bisher in Computern durchgeführt, die dann spezielle Eingangsschnittstellen für den jeweiligen Bustyp haben müssen, was in der Praxis nicht immer der Fall ist.The innovation relates to one Circuitry for code conversion. Data and in particular measurement and control data are often in different formats and packed in so-called "protocols" and must be sent to Further processing in other formats and / or protocols can be implemented. For example, modern motor vehicles with a so-called CAN bus equipped over the various measurement and control data transmitted within the motor vehicle become. A measuring device can be connected to the CAN bus for diagnostic purposes. which in turn is connected to a computer for evaluating the data is, if necessary, the data received in the CAN protocol implements another protocol. usual The protocols are the Ethernet protocol or LAN (for local area Network), the WLAN (Wireless LAN), USB (Universal Serial Bus), "Firewire" etc. The code conversion is previously carried out in computers, which then have special input interfaces for the must have the respective bus type, which is not always the case in practice.

Aufgabe der Neuerung ist es daher, eine Schaltungsanordnung zur Codeumwandlung zu schaffen, die universell einsetzbar ist und keinen vollständigen Computer benötigt.The task of the innovation is therefore to create circuitry for code conversion that is universal is usable and not a complete one Computer needed.

Diese Aufgabe wird durch die im Schutzanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Neuerung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.This task is covered by the protection claim 1 specified features solved. Advantageous refinements and developments of the innovation are the subclaims refer to.

Das Grundprinzip der Neuerung liegt darin, nur die für eine Codeumwandlung benötigten Bauteile, nämlich mindestens eine Eingangsschnittstelle, mindestens eine Ausgangsschnittstelle und einen Mikrocontroller mit Speicher in einem kleinen Gehäuse anzuordnen. Eine solche kleine "Box" führt dann die gewünschte Codeumwandlung, beispielsweise von CAN-Bus auf LAN durch und kann jeweils an Ort und Stelle, beispielsweise unmittelbar an bzw. in einem Kraftfahrzeug, z.B. auch direkt im Motorraum, eingesetzt werden.The basic principle of the innovation lies in it, only for needed a code conversion Components, namely at least one input interface, at least one output interface and to place a microcontroller with memory in a small package. Such a small "box" then leads the desired Code conversion, for example from CAN bus to LAN through and can each on the spot, for example directly on or in an automobile, e.g. can also be used directly in the engine compartment.

Vorzugsweise sind in dem Gehäuse mehrere Eingangsschnittstellen für unterschiedliche Formate, wie z.B. CAN-Bus, Profibus oder sonstige bekannte Bus-Protokolle vorgesehen. Weiterhin sind in vorteilhafter Weise auch mehrere unterschiedliche Ausgangsschnittstellen vorgesehen, beispielsweise für WLAN, LAN, USB, Firewire oder Bluetooth.There are preferably a plurality of input interfaces in the housing for different Formats such as CAN bus, Profibus or other known bus protocols intended. Furthermore, several different ones are also advantageous Output interfaces provided, for example for WLAN, LAN, USB, Firewire or Bluetooth.

Die Energieversorgung der Schaltungsanordnung kann entweder über eine intern im Gehäuse vorhandene Batterie erfolgen oder extern entweder über eine externe Energiequelle oder über den jeweiligen Bus an der Eingangsschnittstelle, sofern diese einen Stromversorgungsanschluß hat.The power supply of the circuit arrangement can either over one existing internally in the housing Battery or external either via an external energy source or about the respective bus at the input interface, if this one Has power supply connection.

Vorzugsweise hat der Mikroprozessor zwei Speicher und zwar einen Nur-Lese-Speicher (ROM), in dem ein Programm fest gespeichert ist, das den Mikroprozessor (CPU) anweist, eingehend Meldungen über eine der physikalischen Schnittstellen zu empfangen, die Meldungen entsprechend dem jeweiligen Empfangs-Protokoll auszuwerten, in ein anderes Protokoll umzusetzen und über eine der physikalischen Ausgangsschnittstellen zu senden. Weiter enthält die CPU einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM), der als Arbeitsspeicher für die Rechenoperationen dient.Preferably the microprocessor two memories, namely a read-only memory (ROM), in which one Program that instructs the microprocessor (CPU) reports about one of the physical interfaces to receive the messages in accordance with the respective reception protocol implement another protocol and one of the physical To send output interfaces. The CPU also contains a memory random access (RAM), which acts as memory for computing operations serves.

Vorzugsweise sind die einzelnen Eingangs- und Ausgangsschnittstellen als steckbare Module ausgebildet, die bei Bedarf ausgetauscht werden können.The individual input and Output interfaces designed as plug-in modules, which at Need can be exchanged.

Im folgenden wird die Neuerung anhand eines Ausführungsbeispieles im Zusammenhang mit der Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigt:In the following the innovation is based of an embodiment explained in more detail in connection with the drawing. It shows:

1 ein Prinzipschaltbild der Schaltungsanordnung zur Codeumwandlung nach der Neuerung. 1 a schematic diagram of the circuit arrangement for code conversion according to the innovation.

Die Schaltungsanordnung hat ein Gehäuse 1 mit mindestens einem Eingangsanschlufl 2, der hier für einen CAN-Bus ausgelegt ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind weitere Eingangsanschlüsse 3 und 4 vorgesehen, die für einen Profibus und einen sonstigen Bus vorgesehen sind. Es sei darauf hingewiesen, daß auch mehrere gleichartige Anschlüsse, beispielsweise für mehrere CAN-Busse vorgesehen sein können. Weiter ist ein Anschlufl 5 für Versorgungsspannung Vcc vorgesehen.The circuit arrangement has a housing 1 with at least one input connection 2 , which is designed for a CAN bus. In the exemplary embodiment shown there are further input connections 3 and 4 provided that are intended for a Profibus and another bus. It should be noted that several connections of the same type, for example for several CAN buses, can also be provided. Next is a connection 5 provided for supply voltage Vcc.

Im Inneren des Gehäuses 1 sind mehrere Schnittstellen-Schaltkreise 6, 7, 8 angeordnet, wobei jeder Schnittstellen-Schaltkreis 6, 7 bzw. 8 je einem der Eingangsanschlüsse 2, 3 bzw. 4 zugeordnet ist. Die Schnittstelle 6 ist hier als CAN-Schnittstelle und Controller ausgebildet. Die Schnittstelle 7 ist für den Profibus ausgebildet, während die Schnittstelle 8 für den sonstigen Bus ausgebildet ist. Die Anzahl der Schnittstellen ist beliebig, wobei alle Schnittstellen bzw. Schnittstellen-Schaltkreise als steckbare und damit austauschbare Module ausgebildet sind. Alternativ können die Module aber auch fest verdrahtet, also z.B. angelötet sein. Alle Schnittstellen 6, 7 und 8 sind an einen gemeinsamen Mikrocontroller 9 angeschlossen, der zwei Speicher enthält, nämlich einen Nur-Lese-Speicher (ROM oder Flash-ROM) und einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM). In dem ROM ist ein Programm gespeichert, das alle erforderlichen Vorgänge für die Codeumsetzung vom Einlesen der Daten durch die Eingangs-Schnittstellen bis zum Ausgeben der Daten über Ausgangs-Schnittstellen-Schaltkreise 10, 12, 14 bzw. 16 steuert. Die Ausgangs-Schnittstellen 10, 12, 14 und 16 sind ebenfalls mit dem Mikrocontroller 9 verbunden und hier z.B. als steckbare Module ausgebildet. Sie sind jeweils an das auszugebende Datenprotokoll angepaflt. So ist beispielsweise die Schnittstelle 10 als WLAN-Interface ausgebildet, das die Daten über einen Ausgangsanschlufl 11 an eine Antenne leitet, wo sie drahtlos übertragen werden. Die Ausgangs-Schnittstelle 12 ist als Blue Tooth-Interface ausgebildet und gibt die Daten über einen Ausgangsanschlufl 13 zu einer weiteren Antenne.Inside the case 1 are multiple interface circuits 6 . 7 . 8th arranged, each interface circuit 6 . 7 respectively. 8th one of the input connections 2 . 3 respectively. 4 assigned. the interface 6 is designed here as a CAN interface and controller. the interface 7 is trained for the Profibus while the interface 8th is trained for the other bus. The number of interfaces is arbitrary, with all interfaces or interface circuits being designed as pluggable and thus interchangeable modules. Alternatively, the modules can also be hard-wired, for example soldered on. All interfaces 6 . 7 and 8th are connected to a common microcontroller 9 connected, which contains two memories, namely a read-only memory (ROM or flash ROM) and a random access memory (RAM). A program is stored in the ROM which performs all of the processes required for code conversion, from reading the data through the input interfaces to outputting the data via output interface circuits 10 . 12 . 14 respectively. 16 controls. The output interfaces 10 . 12 . 14 and 16 are also using the microcontroller 9 connected and designed here, for example, as plug-in modules. They are adapted to the data protocol to be output. This is the interface, for example 10 designed as a WLAN interface that receives the data via an output connection 11 to an antenna, where they are transmitted wirelessly. The output interface 12 is designed as a blue tooth interface and provides the data via an output connection 13 to another antenna.

Die Ausgangs-Schnittstelle 14 ist als LAN-Interface für das Ethernet-Protokoll und die Schnittstelle 16 ist als USB-Interface ausgebildet. Sie geben die entsprechenden Daten an Ausgangsanschlüssen 15 bzw. 17 aus. Selbstverständlich können auch weitere und/oder andere Ausgangs-Schnittstellen vorgesehen sein für beliebige sonstige Ausgabe-Protokolle, was durch die gestrichelt dargestellte Schnittstelle 21 angedeutet ist. Ebenso können eingangsseitig weitere und/oder andere Schnittstellen vorgesehen sein, wie z.B. die Schnittstelle 20.The output interface 14 is a LAN interface for the Ethernet protocol and the interface 16 is designed as a USB interface. They give the corresponding data to output connections 15 respectively. 17 out. Of course, further and / or other output interfaces can also be provided for any other output protocols, which is indicated by the interface shown in dashed lines 21 is indicated. Likewise, further and / or other interfaces can be provided on the input side, such as the interface 20 ,

Alle Schnittstellen 6, 7, 8, 20 und 10, 12, 14, 16 und 21 können als I/O-Schnittstellen, d.h. als Eingabe-/Ausgabe- Schnittstellen konfiguriert sein, so daß ein Betrieb in beiden Richtungen möglich ist, was durch die Pfeile 22 und 23 angedeutet ist. Beispielsweise können Daten über die USB-Schnittstelle 12 eingelesen und von dem Mikrocontroller 9 in CAN-Format umgewandelt und dann über die Schnittstelle 6 im CAN-Format ausgegeben werden, beispielsweise um Steuergeräte, die an einen CAN-Bus angeschlossen sind, zu programmieren.All interfaces 6 . 7 . 8th . 20 and 10 . 12 . 14 . 16 and 21 can be configured as I / O interfaces, ie as input / output interfaces, so that operation in both directions is possible, which is indicated by the arrows 22 and 23 is indicated. For example, data can be sent via the USB interface 12 read in and by the microcontroller 9 converted to CAN format and then via the interface 6 output in CAN format, for example to program control units that are connected to a CAN bus.

Weiter ist darauf hinzuweisen, daß mehrere Schnittstellen gleichzeitig aktiv sein können und zwar sowohl eingangsals auch ausgangsseitig. Beispielsweise können Daten vom CAN-Bus 2 über die Schnittstelle 6 gleichzeitig am WLAN-Interface 10 und am LAN-Interface 14 ausgegeben werden oder auch an allen Ausgangsschnittstellen 10, 12, 14, 16 und 21.It should also be noted that several interfaces can be active at the same time, both on the input and on the output side. For example, data from the CAN bus 2 over the interface 6 at the same time on the WLAN interface 10 and on the LAN interface 14 be output or at all output interfaces 10 . 12 . 14 . 16 and 21 ,

Weiter ist eine Konfigurationsschnittstelle 18 mit einem Eingangsanschlufl 19 dargestellt, über die, vor und während des Betriebes die Schaltungsanordnung konfiguriert werden kann. Hierüber kann definiert werden, welche Schnittstellen verwendet werden sollen, welche Protokolle zu verarbeiten sind und ggf. auf welche Art die Daten verschlüsselt werden sollen, ob und welche Zieladressen (Ausgangs-Interface) angesprochen werden dürfen und welche nicht etc. All diese Konfigurationsdaten sind im ROM abgelegt und jederzeit änderbar. Auf einen bestimmten Befehl hin oder nach dem Einschalten ist die jeweilige neue Konfiguration dann aktiv. Die Konfigurationsschnittstelle 18 kann ausschließlich für die Konfiguration vorgesehen sein. Es ist aber auch möglich, die Konfiguration über eine der übrigen Schnittstellen vorzunehmen und diese dann nach der Konfiguration als Eingabe-/Ausgabe-Schnittstelle für die Daten zu verwenden.There is also a configuration interface 18 with an input connection 19 shown, via which the circuit arrangement can be configured before and during operation. This can be used to define which interfaces are to be used, which protocols are to be processed and, if necessary, how the data is to be encrypted, whether and which destination addresses (output interface) may and should not be addressed etc. All of this configuration data is in the ROM filed and can be changed at any time. The respective new configuration is then active on a specific command or after switching on. The configuration interface 18 can only be used for configuration. However, it is also possible to carry out the configuration via one of the other interfaces and then to use it after the configuration as an input / output interface for the data.

Auch sei noch einmal ausdrücklich darauf hingewiesen, daß die Daten auch verschlüsselt sein können, wobei die Verschlüsselung bzw. Entschlüsselung in der CPU 9 durchgeführt wird, entsprechend der jeweiligen Konfiguration.It should also be pointed out once again that the data can also be encrypted, with the encryption or decryption in the CPU 9 is carried out according to the respective configuration.

Die Stromversorgung der Schaltungsanordnung kann über den Anschluß 5 erfolgen. Es ist aber auch möglich, die Stromversorgung durch eine interne, im Gehäuse 1 angeordnete Batterie vorzunehmen. Ebenso ist es bei solchen Bussen, die über eine Stromversorgungsleitung verfügen, möglich, die Stromversorgung über den Bus vorzunehmen.The circuit arrangement can be supplied with power via the connection 5 respectively. But it is also possible to use an internal power supply in the housing 1 arranged battery. It is also possible with buses that have a power supply line to carry out the power supply via the bus.

Mit der Neuerung wird ein kompaktes, kleines Gerät zur Codeumsetzung geschaffen, das unabhängig von größeren Rechnern Daten eines Formates oder Protokolls in solche eines anderen Formates oder Protokolls umsetzen kann.With the innovation, a compact, small device created for code implementation, the data independent of larger computers Formats or protocol in another format or protocol can implement.

Claims

Circuit arrangement for code conversion with a housing ( 1 ) with at least one input connection ( 2 . 3 . 4 ) and at least one output connection ( 13 . 14 . 15 ), with at least one in the housing ( 1 ) arranged, the input connection ( 2 . 3 . 4 ) associated first input interface circuit ( 6 . 7 . 8th . 20 ), with at least one in the housing ( 1 ) arranged, the output connection ( 11 . 13 . 15 . 17 ) associated first output interface circuit ( 10 . 12 . 14 . 16 . 21 ) and a microcontroller or CPU arranged in the housing ( 9 ) with memory which or the code signals with a first coding at the input terminal ( 2 . 3 . 4 ) into code signals with a second coding at the output connection ( 11 . 13 . 15 . 17 ) issues.

Circuit arrangement according to Claim 1, characterized in that a plurality of input connections ( 2 . 3 . 4 ) are provided, each of which has an interface circuit ( 6 . 7 . 8th ) assigned.

Circuit arrangement according to Claim 1 or 2, characterized in that a plurality of output connections ( 11 . 13 . 15 . 17 ) are provided, each of which has an output interface circuit ( 10 . 12 . 14 . 16 ) assigned.

Circuit arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the input interface circuits ( 6 . 7 . 8th ) and / or the output interface circuits ( 10 . 12 . 14 . 16 ) are designed as interchangeable modules.

Circuit arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the interface circuits ( 6 . 7 . 8th . 10 . 12 . 14 . 16 . 20 . 21 . 18 ) are hardwired.

Circuit arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that in the housing ( 1 ) a power supply source is arranged.

Circuit arrangement according to one of claims 1 to 6, characterized in that the Code signals encrypted are.

Circuit arrangement according to one of claims 1 to 7, characterized in that a configuration interface ( 18 ) is provided, via which the microcontroller or the CPU ( 9 ) configurable is.

Circuit arrangement according to Claim 8, characterized in that the configuration interface ( 18 ) can be operated as an input and / or output interface.

Circuit arrangement according to one of Claims 1 to 9, characterized in that all interface circuits ( 6 . 7 . 8th . 20 . 10 . 12 . 14 . 16 . 18 . 21 ) can be operated bidirectionally.