DE4408543C2 - Adressierung durch Permutation - Google Patents
Adressierung durch PermutationInfo
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- G06F12/02—Addressing or allocation; Relocation
- G06F12/06—Addressing a physical block of locations, e.g. base addressing, module addressing, memory dedication
- G06F12/0646—Configuration or reconfiguration
- G06F12/0669—Configuration or reconfiguration with decentralised address assignment
- G06F12/0676—Configuration or reconfiguration with decentralised address assignment the address being position dependent
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Description
Die Anordnung betrifft die Adressierung von Geräten an einem
Bussystem.
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.
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.
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.
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.
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WO1993003442A1 (en) * | 1991-07-31 | 1993-02-18 | Cambridge Management Corporation | Multiboard multiprocessor connector system |
Family Cites Families (1)
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US4253087A (en) * | 1979-03-08 | 1981-02-24 | Nestar Systems Incorporated | Self-assigning address system |
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- 1994-03-14 DE DE4408543A patent/DE4408543C2/de not_active Expired - Fee Related
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1995
- 1995-03-02 WO PCT/DE1995/000276 patent/WO1995025394A1/de active Application Filing
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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