DE4131909A1 - Frei parametrierbarer protokoll-konverter - Google Patents

Description

Parametrierbarer Protokollkonverter zur Ankopplung von Rechnern/Geräten, die über serielle Protokollimplementationen verfügen, an Ethernet nach IEEE802.3.

Die mangelnde Echtzeitfähigkeit vieler Betriebssysteme (z. B. UNIX) erschwert die Ankopplung von Apparaten/Rechnern, die nur über serielle Schnittstellen (z. B.: RS 232, RS 422, RS 423) verfügen. Setzt eine fehlersichere Prozedur ein definiertes Zeitverhalten voraus, so kann dies von einem Betriebssystem nicht immer eingehalten werden.

Es gibt für die verschiedenartigen Rechner und deren Betriebssysteme bisher kein Standardverfahren für die serielle Ankopplung von Geräten oder Rechnern.

Über allgemein verfügbare Ethernet-Protokolle wird ein Protokollkonverter, der mit einem Ethernetanschluß versehen ist, mit den physikalischen Daten der seriellen Schnittstellen parametriert. Verfügbare Ethernet-Protokolle können TCP/IP/SINEC- H1 oder DECnet sein.

(DECnet und VMS sind eingetragene Warenzeichen der Digital Equipment Corpora­ tion, SINEC-H1 ist eingetragenes Warenzeichen der Siemens AG).

Ebenso wird mittels Ethernet-Protokolle die Protokollart über die seriellen Schnitt­ stellen eingestellt. Protokolle der seriellen Schnittstellen können neben vielen ande­ ren LSVII, LAUF oder 3964R sein.

Auf dem Gebiet der Prozeßautomatisierung finden UNIX-Rechner, angefangen vom PC bis zu MINIS immer größere Verbreitung.

Eine mangelnde Echtzeitfähigkeit dieser Rechner läßt sich oft nur durch vorgelagerte Rechnerarchitektur kompensieren. Diese zusätzliche Rechnerleistung stellt der Protokollkonverter SYTRANS-300 zur Verfügung. Somit können auch echtzeitkritische Protokolle fehlerfrei realisiert werden.

Der SYTRANS-300 stellt sich als Client-Server Lösung dar (Fig. 1).

Der Sytrans-300 ist ein Protokollkonverter, der mittels seriellen Schnittstellen einen bidirektionalen Datenverkehr asynchron abwickelt. Der Sytrans ist in der Lage mit 2 oder 6 seriellen Schnittstellen mit seriellen Übertragungsprotokollen zu bedienen. Der Client kann ein Rechner mit UNIX, Ultrix oder VMS Betriebssystem sein.

Die Informationen, die über Ethernet geschickt werden, haben folgenden Aufbau (Fig. 2).

Der Sytrans-300 erhält auf diese Weise Telegramme, die es ermöglichen:

• - den Master zu erkennen. Der Server kann mehrere Verbindungen zu den Rechnern am angeschlossenen Lan aufnehmen. Aufgrund eines Master-Tele­ grammes erkennt es den momentan gültigen HOST. Fällt dieser aus, kann ein anderer Rechner diese Aufgabe übernehmen (Ausfallsicherheit).
• - die einzelnen Schnittstellen mit Baudrate, Parity, Stoppbits und Protokollart zu parametrieren.
• - Lebenszyklus-Telegramme zu erstellen, die den Verbindungsstatus überprüfen.
• - Nachrichten mit und ohne Quittungen über die serielle Leitung zu schicken.
• - Nachrichten von der seriellen Leitung zu empfangen und an den Host weiterzusenden.

Nutztelegramme vom HOST über TCP/IP

Allgemeiner Aufbau (Fig. 3)

• 1. Master (Fig. 4),
• 2. Quittung des Sytrans auf Master-Telegramme (Fig. 5),
• 3. Antwort des Sytrans auf DA-Telegramme (Fig. 6),
• 4. Zyklisches Telegramm vom Host (Fig. 7),
• 5. Parametrier-Telegramme für den Sytrans (Fig. 8)
  mit Nutzdaten (Fig. 9),
• 6. Übertragung über serielle Schnittstelle (Fig. 10)
  mit Nutzdaten (Fig. 11)
  mit Sytransheader (Fig. 12),
• 7. Übertragung an serielle Schnittstelle
  wie Punkt 6, mit Kanalinfofeld = 02 und Zielkanal = 02 (SYTRANS-Header).

Bemerkungen:
zu Punkt 2: "OK" wird als Antwort sowohl zu einem "MS"- als auch zu einem "MA"-Telegramm geschickt.
zu Punkt 6: Die Folgedaten werden in Gruppen von 13 Bytes weitergegeben.
zu Punkt 7: Die Folgedaten werden weitergegeben.

Telegrammempfang über serielle Schnittstelle

Vom Kanal 1 bzw. 2 werden Daten empfangen (FOLGEDATEN). Der Sytrans baut dann folgende Telegramme auf und schickt sie an den Master. Im Längeninfofeld steht dann die Länge der Nutzdaten, d. h. die Länge des BPS- Headers + Länge des Sytrans-Headers + Länge der Folgedaten.

• 1. über Kanal 1 (Fig. 13)
  mit SYTRANS-Header (Fig. 14),
• 2. über Kanal 2
  wie 1 jedoch mit Kanalinfofeld = 02 und Quelle = 02 (SYTRANS-Header),
• 3. Statusmeldungen (Fig. 15)
  mit SYTRANS-Header (Fig. 16),
• 4. Fehlermeldungen (Fig. 17)
  mit SYTRANS-Header (Fig. 18).

Bemerkungen: zu Punkt 1 und 2: Die Folgedaten sind die Daten, die vom entsprechenden Kanal empfangen worden sind. In Folgedatenlänge steht die Länge dieser Daten.

Schematischer Aufbau der verwendeten Hardware (Fig. 19)

Als Betriebssystem wird ein eigens entwickeltes Multitasking Betriebssystem ver­ wendet, von dem mehrere TASK′s kontrolliert werden. TASK′s sind in diesem Zusammenhang die verschiedenen Protokolle für die serielle Schnittstelle und die verwendeten Netzwerkprotokolle, als auch die entwickelten Hardware-Treiber.

Claims (3)

1. Frei parametrierbarer Protokollkonverter (Gateway) zur Ankopplung von Rechnern/ Geräten, die mit seriellen Schnittstellen ausgestattet sind, an Ethernet nach IEEE 802.3. Der Anwendungsbereich erstreckt sich hauptsächlich auf den Gebieten der Steuerungstechnik bzw. Prozeßautomatisierung.

2. Der Protokollkonverter ist in der Lage Telegramme oder Nachrichten über serielle Schnittstellen mit und ohne HW-Handshake zu empfangen und in ein Netzwerk (LAN) nach IEEE 802.3 einzuspeisen. Ebenso ist er in der Lage Telegramme oder Nachrichten über LAN zu empfangen und an serielle Schnittstellen über Protokolle weiterzureichen.

3. Die physikalischen Parameter als auch protokolltechnische Einstellungen werden über LAN in Form von speziell definierten Telegrammen vorgenommen. Die Option besteht, die zur Verfügung gestellten seriellen Protokolle als Datei über das LAN per DOWN-LINE-LOAD dem Protokollkonverter (Server) einzuspeisen.