DE4408543C2 - Adressierung durch Permutation - Google Patents

Description

Technisches Gebiet

Die Anordnung betrifft die Adressierung von Geräten an einem Bussystem.

Stand der Technik

Zur Verbindung von datentechnischen Geräten untereinander oder mit einem Steuergerät haben sich gemeinsam benutzte Leitungen, Bus-System genannt, bewährt. Insbesondere können die Geräte durch Steckverbindungen verbunden und leicht umkontiguriert werden.

Dabei wird den einzelnen Teilnehmern eine eindeutige Adresse zugeordnet. Dies erfolgt entweder bereits bei der Herstel­ lung der Geräte oder durch Einstellungen in dem Gerät, die bei Montage durch einen Techniker durchzuführen sind.

Für ein System mit durchgeschleiftem Bus, wie beispielsweise dem IEC-Bus, ist eine Codierung in dem Gerät notwendig, um die Geräteadresse festzulegen. Es ist damit nicht auszu­ schließen, daß durch Bedienfehler zwei Geräte dieselbe Adresse bekommen. Beim Austausch eines Gerätes ist die alte Adresse zu übernehmen; der Austausch erfordert also ein gewisses Fachwissen.

In der Offenlegungsschrift WO 93/03442 wird ein System zur Verbindung von Moduln beschrieben, in dem ein Ausgang eines Moduls mit dem Eingang eines anderen, nicht notwendig benachbarten, Moduls verbindbar ist. Insbesondere ist in Fig. 2a dieses Dokuments eine Anordnung beschrieben, bei der eine Gruppe von vier Moduln zyklisch durch Punkt-zu-Punkt- Verbindungen verbunden ist. Diese Lösung ist jedoch, da die Kontakte unterschiedlich bestückt werden, nicht invariant bezüglich der Reihenfolge, in der die Moduln aneinander gesteckt werden. Die Moduln sind also nicht alle gleich, sondern unterscheiden sich in ihren Kontakten.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Adressierung für verket­ tete Bussysteme anzugeben, bei der die verketteten Elemente alle gleich sind und dennoch jedes Element eine eindeutige Adresse bekommt, so daß jedes Gerät ohne Einstellungen am Gerät eindeutig angesprochen werden kann.

Darstellung der Erfindung

Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß in jedem Gerät Adressleitungen vertauscht werden. Die verketteten Adressleitungen werden an einem Ende mit einem vorbestimmten Muster eingeprägt, welches durch die Vertauschungen ver­ schiedene Adressen ergibt.

Anstelle einer Adressfestlegung durch das am Ende einge­ prägte Muster kann die Anordnung durch Umkehr der Signal­ richtung auch zur Signalisierung verwendet werden, indem das ein Signal abgebende Gerät das vorbestimmte Muster auf die Adressleitungen einprägt. Am Ende der Kette entsteht dann ein von der Position des Geräts abhängiges, eindeutiges Muster.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Es zeigen

Fig. 1 eine Anordnung mit zwei Moduln,

Fig. 2 die Adreßzuordnung hierzu,

Fig. 3 eine Anordnung mit mehreren Gruppen von Adress­ leitungen,

Fig. 4 die Adreßzuordnung hierzu,

Fig. 5a die Verwendung der Anordnung nach Fig. 1 für die Signalisierung,

Fig. 5b die Verwendung der Anordnung nach Fig. 3 für die Signalisierung.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

In Fig. 1 sind zwei Geräte 10 dargestellt, die unterschied­ liche Adressen haben sollen. Diese Geräte haben, im Beispiel drei, Adressleitungen mit den Eingängen 11 und den Ausgängen 12. Die Eingänge 11 sind mit den Ausgängen 12 verbunden, so daß die Adressleitungen zyklisch vertauscht sind. An den Ausgang des ersten Geräts 12 sind die Eingänge eines zwei­ ten, identischen Geräts 10′ angeschlossen, an dessen Aus­ gänge wiederum, wie durch Punkte angedeutet, die Eingänge eines dritten, nicht dargestellten Gerätes, angeschlossen werden können. Der Übersichtlichkeit halber sind die Aus­ gänge 12 getrennt von den Eingängen des nachfolgenden Geräts gezeichnet; die Zeichnung soll so verstanden werden, daß bei Benutzung die Verbindungen hergestellt sind. Die Ausgänge des letzten Geräts bleiben offen oder werden wellenleiter­ mäßig abgeschlossen. Im Fall von drei Adressleitungen sind drei Geräte möglich. Werden mehr Adressleitungen verwendet, so sind in dieser ersten Ausführungsform so viele Geräte wie Adressleitungen möglich.

Der Eingang des ersten Geräts 10 wird mit einem Abschluß 14 verbunden, der die ersten beiden Adressleitungen 14a, 14b auf niedriges Potential, hier Masse, legt. Die dritte Lei­ tung 14c ist auf hohes Potential gelegt. Damit ist ein bekanntes Bitmuster in die Adressleitungen eingeprägt.

Die Adressleitungen werden im Innern zu der Adressauswertung 13 geleitet, die hier beispielhaft als Steckkontakte darge­ stellt ist. Möglich sind auch die Eingänge von Adress­ decodern, die die über weitere Signalleitungen ankommenden Signale auswählen. Diese weiteren Signalleitungen sind nicht dargestellt und können beispielsweise als paralleler IEC-Bus oder als serieller I²C Bus ausgestaltet sein. Die hier dar­ gestellten Adressleitungen dienen nur zur Adressauswahl des Gerätes 10 und haben keine sonstige Datenübertragungs­ funktion. Es ist allerdings auch möglich, durch ein Proto­ koll auch die Adressleitungen zur Signalisierung zu benut­ zen, weil jedes Gerät auf Grund seiner Adresse die Vertau­ schungen der vor ihm liegenden Geräte durch eine einfache Tabelle rückgängig machen kann.

In Fig. 2 ist dargestellt, daß die durchgeführte zyklische Vertauschung zu drei verschiedenen Adressen führt, die die Potenzen von 2 sind, also 1, 2 und 4. Als Vertauschung wurde eine zyklische Vertauschung nach links gewählt. Andere Per­ mutationen, die alle Signale verändern, sind gleichfalls möglich.

Die Anzahl der Adressleitungen kann beliebig erweitert wer­ den. Dabei wird als einfachste Lösung eine zyklische Vertau­ schung gewählt, bei der die Anzahl der Geräte gleich der An­ zahl der Adressleitungen ist.

In Fig. 3 ist eine verbesserte Lösung mit als Beispiel fünf Adressleitungen dargestellt, bei der die Anzahl der Geräte die Anzahl der Adressleitungen übersteigt. Der Übersicht­ lichkeit halber sind die Verbindungen der zwei gegenüber Fig. 1 zusätzlichen Adressleitungen zur Adressauswertung nur durch Pfeile angedeutet. Dabei werden die Adressleitungen in Gruppen aufgeteilt, die ihrerseits mit zyklischer Vertau­ schung ausgestattet sind. Die im Beispiel möglichen sechs Adressen sind in Fig. 4 dargestellt. Es ergibt sich, daß die Anzahl der eindeutigen Adressen gleich dem kleinsten gemein­ samen Vielfachen der in den Gruppen verwendeten Anzahlen von Adressleitungen ist. Daher ist für eine maximale Anzahl von Adressen anzustreben, daß die Anzahl der Adressleitungen die Summe von mehreren teilerfremden Zahlen ist. Das ergibt Kom­ binationen 2+3 für 5 Leitungen und 6 Adressen, 3+4 für 7 Lei­ tungen und 12 Adressen, 3+5 für 8 Leitungen und 15 Adressen, 4+5 für 9 Leitungen und 20 Adressen, 5+6 für 11 Leitungen und 30 Adressen, usw. Die Kombinationen 2+2 und 4+6 sind weniger bevorzugt. Die Anzahl der Adressen nimmt also mit zunehmender Anzahl der Leitungen überproportional zu; für 16 Leitungen sind bereits 7*9=63 Adressen und für 32 Leitungen 15*17=255 Adressen möglich, wenn eine Aufteilung in nur zwei Gruppen erfolgt. Bei einer Aufteilung in drei oder mehr Gruppen ergeben sich beispielsweise 2*3*5=30 Adressen für 10 Leitungen oder 3*4*5=60 Adressen für 12 Leitungen oder 3*4*9=108 Adressen für 16 Leitungen oder 2*3*5*7=210 Adres­ sen für 17 Leitungen oder 3*6*9=162 Adressen für 18 Leitun­ gen.

Die Anordnung kann auch in Rückrichtung zur Signalisierung betrieben werden, wie in Fig. 5a und 5b dargestellt ist. Als Abschluß 20 werden dabei die Adressleitungen über Wider­ stände auf hohes Potential gelegt. Der Schalter 22 befindet sich dabei in der gezeichneten Stellung, so daß alle Adressleitungen auf hohem Potential liegen. Dabei wird mit Schaltern S, beispielsweise durch einen Transistor mit "offenem Kollektor", zur Signalisierung eine (Fig. 5a) (oder mehrere nach Fig. 5b) Leitung gegen Masse geschaltet. Damit stellt sich eine Adresse ein, die eindeutig für jedes Gerät ist, sofern die maximale Anzahl nicht überschritten ist. Dies gilt nicht nur am Ende der Leitung, sondern auch für jeden anderen Teilnehmer, der ein eindeutig den Absender kennzeichnendes Signal empfängt.

Wie in Fig. 5a angedeutet, kann bei mehr als zwei Adress­ leitungen pro Gruppe gleichzeitig eine Adressübertragung und eine Signalisierung erfolgen, wenn auf eine Adresse verzich­ tet wird. Hierzu wird in Fig. 5a der Schalter 24 umgeschal­ tet, so daß eine der Adressleitungen auf niedrigem Potential liegt. Das dieser Adresse entsprechende Gerät darf nicht vorhanden sein, im Beispiel von drei Leitungen nach Fig. 5a können also nur zwei Geräte verwendet werden. Eine Adresse ist immer dann vorhanden, wenn nur ein Adressbit niedriges Potential hat. Ändert sich dieser Zustand dahingehend, daß zwei Adressleitungen niedriges Potential annehmen, so liegt eine Signalisierung vor. Ist zuvor die eigene Adresse ge­ speichert worden, so kann einfach durch Nachschlagen in ei­ ner Tabelle die Adresse des Senders relativ zur Adresse des Empfängers berechnet werden.

Claims (8)

1. Anordnung zur Signalgabe für eine Kette von mindestens zwei Moduln (10, 10′) mit den Merkmalen:

• - jeder Modul (10, 10′) besitzt einen Eingang (11) und einen Ausgang (12) mit einer vorgegebenen, jeweils gleichen Anzahl von Kontaktstellen, die eine dadurch bestimmte Anzahl von Signalen führen und auf jedem Modul gleichartig aufgebaut sind,
• - der Ausgang eines Moduls (10, 10′) ist mit dem Eingang (11) eines folgenden Moduls (10′) verbunden, abgesehen vom Eingang des ersten und Ausgang des letzten Moduls der dadurch gebildeten Kette,
• - jedes Signal einer Kontaktstelle eines Eingangs (11) wird unmittelbar zu einer anderen Kontaktstelle des Ausgangs (12) geführt,
• - zwischen dem Eingang (11) eines Moduls (10) und dem Eingang des folgenden Moduls (10′) wird eine jeweils gleiche Vertauschung vollzogen,
• - einer in jedem Modul (10, 10′) gleichartigen Signal­ auswertung (13) werden alle Signale zugeführt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, wobei eine oder mehrere Gruppen von Signalen mit jeweils zyklischer Vertauschung benutzt werden.

3. Anordnung nach Anspruch 2, wobei die Anzahlen der Signalleitungen jeder Gruppe paar weise teilerfremd sind.

4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei dem Eingang des ersten Moduls durch einen Abschluß ein vorbestimmtes, für die Dauer der Signalgabe festes, Signalmuster aufgeprägt wird.

5. Anordnung nach Anspruch 4, wobei als Signalmuster ein Binärmuster gewählt wird, bei dem alle bis auf ein Bit das gleiche logische Potential haben.

6. Anordnung zur Signalgabe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Signalgabe durch Kurzschluß von Signalen gegenüber einem Bezugspotential erfolgt.

7. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei durch zusätzliche Freigabesignale die Gültigkeit der Signalgabe bestimmt wird und außerhalb der Gültigkeit die Signale für andere Zwecke, beispielsweise als Datensignale, benutzt werden.

8. Verwendung einer der Anordnungen der vorhergehenden Ansprüche zur Adressierung durch Signalgabe zu einem Modul.