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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein lokales Netzwerk vom industriellgewerblichen
oder vom privaten Typ, das zur Steuerung und/oder Kontrolle verschiedener
Apparaturen vermittels einem oder mehreren verteilten (oder delokalisierten)
Rechnern bestimmt ist. Ein derartiges Netzwerk ist beispielsweise in
der Veröffentlichung
WO 96 07259 beschrieben.
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1 veranschaulicht
in sehr schematischer Weise die Architektur eines gewerblich-industriellen oder
privaten lokalen Netzwerks. Das Netzwerk N gestattet die Verbindung
bzw. Zusammenschaltung mehrerer Vorrichtungen, wobei in 1 drei
Vorrichtungen D1, D2,
D3 dargestellt sind. Jede Vorrichtung besteht
jeweils beispielsweise aus einem Rechner, einem von einem Mikroprozessor
gesteuerten Stellantrieb oder Aktor oder einem mit einem Mikroprozessor
verbundenen Sensor oder Messfühler.
Jede Vorrichtung D1, D2,
D3 umfasst jeweils ein Anwendungssystem
A1, A2, A3 und eine Kommunikations- bzw. Übertragungsschaltung
C1, C2, C3. Die Kommunikationsschaltung C1,
C2, C3 kann einen
Mikroprozessor oder eine programmierbare Logik umfassen und gewährleistet
den Empfang und die Übertragung bzw.
Aussendung von Informationsframes bzw. -blöcken über das Netzwerk N. Das Anwendungssystem A1, A2, A3 umfasst
einen Mikroprozessor oder eine programmierbare Logikanordnung, der
bzw. die unter der Steuerwirkung eines durch einen Anwender modifizierbaren
Programms eine Verarbeitung an den über die Kommunikationsschaltung
C1, C2, C3 ausgesandten und empfangenen Informationsframes
bzw. -blöcken
vornimmt. Das Anwendungssystem A1, A2, A3 kann des weiteren
mit Stellantrieben bzw. Aktoren oder Messfühlern verbunden sein. Das Anwendungssystem
A1, A2, A3 und die Kommunikationsschaltung C1, C2, C3 können als
gesonderte, mittels Drahtleitungen W verbundene integrierte Schaltungen
ausgebildet sein.
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Allgemein
stellt das Anwendungssystem A1, A2, A3 die der Kommunikations- bzw. Übertragungsschaltung
C1, C2, C3 zugeführten
Informationsframes in Abhängigkeit
von Funktionsparametern des Netzwerks N so zusammen, dass sie in
geeigneter Weise durch die Kommunikations- bzw. Übertragungsschaltung C1, C2, C3 auf
das Netzwerk N übertragen
werden können.
Die Funktionsparameter des Netzwerks sind die Gesamtheit der Parameter,
welche den Datenfluss über
das Netzwerk definieren, die Prioritäten zwischen den mit dem Netzwerk
verbundenen Vorrichtungen, die Form der auf das Netzwerk übertragenen
Informationsframes usw. Die Informationsframes bzw. -blöcke können auch
direkt durch die Kommunikations- bzw. Übertragungsschaltung C1, C2, C3 in
Abhängigkeit
von den Funktionsparametern des Netzwerks aufgebaut werden, welche
durch das Anwendungssystem A1, A2, A3 definiert werden
und durch dieses modifiziert werden können.
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Ein
Nachteil besteht darin, dass es durch Modifizierung der Elemente,
welche das Anwendungssystem A1, A2, A3 einer mit dem
Netzwerk N verbundenen Vorrichtung D1, D2, D3 bilden, beispielsweise
durch Modifizierung des von dem Mikroprozessor des Anwendungssystems
A1, A2, A3 ausgeführten Programms,
möglich
ist, die von der Vorrichtung D1, D2, D3 verwendeten
Funktionsparameter zu modifizieren und damit den Betrieb des Netzwerks
N zu beeinträchtigen
oder sogar zu unterbrechen. Es kann dann Schwierigkeiten bereiten,
den Ursprung der Anomalie festzustellen und sie zu beheben, derart dass
das Netzwerk definitiv beschädigt
werden kann. In gleicher Weise wird beim Anschluss einer neuen Vorrichtung
an das Netzwerk N vorausgesetzt, dass das Anwendungssystem der neuen
Vorrichtung über Netzbetriebsparameter
verfügt,
welche an das Netzwerk N, mit welchem die Vorrichtung verbunden
wird, angepasst sind. Falls derartige Parameter inkorrekt sind,
kann die neue mit dem Netzwerk N verbundene Vorrichtung den allgemeinen
Betrieb des Netzwerks N beeinträchtigen,
ja unterbrechen.
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Die
vorliegende Erfindung bezweckt einen gesicherten Austausch von Informationsframes
bzw. -blöcken über ein
lokales Netzwerk, bei welchem die Risiken einer Beeinträchtigung
des Betriebs des Netzwerks durch eine der mit dem Netzwerk verbundenen
Vorrichtungen begrenzt sind.
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Zu
diesem Zweck sieht die Erfindung vor ein Verfahren zum Austausch
von Informationsframes bzw. -blöcken über ein
Netzwerk zwischen Vorrichtungen, wobei jede Vorrichtung jeweils
eine mit einem Verarbeitungsmodul verbundene Kommunikations- bzw. Übertragungsschaltung
sowie Adressen umfasst und jede Adresse jeweils einem Sende- oder Empfangsindikator
zugeordnet ist, wobei eine einzige Vorrichtung eine einem Sendeindikator
zugeordnete selbe Adresse aufweist, wobei jede Adresse jeweils einem
Spei-cher zugeordnet ist, welcher einen Informationsframe bzw. -block
enthält,
der durch das Verarbeitungsmodul modifiziert und/oder gelesen werden
kann, und wobei der Verarbeitungsmodul jeder Vorrichtung, mit Ausnahme
des Verarbeitungsmoduls einer Haupt- bzw. Mastervorrichtung, jeweils die
Adressen und die Sende- und/oder Empfangsindikatoren weder lesen
noch modifizieren kann, wobei das Verfahren die folgenden Stufen
bzw. Schritte umfasst: periodische Aussendung von Adressen durch die
Haupt- bzw. Mastervorrichtung; Veranlassen der Kommunikations- bzw. Übertragungsschaltung
der Vorrichtung, für
welche die von der Haupt- bzw. Mastervorrichtung übertragene
Adresse einem Sendeindikator zugeordnet ist, den Informationsframe
bzw. -block, der in dem der genannten Adresse zugeord-neten Speicher
enthalten ist, zu senden und an das Verarbeitungsmodul einen Identifikator
der genannten Adresse zu liefern; sowie Veranlassen jeweils jeder
Kommunikations- bzw. Übertragungsschaltung
einer Vorrichtung, für
welche die von der Haupt- bzw. Mastervorrichtung gesendete Adresse einem
Empfangsindikator zugeordnet ist, den genannten Informationsframe
bzw. -block in den der genannten Adresse zugeordneten Speicher zu
schreiben und an den Verarbeitungsmodul einen Identifikator der
genannten Adresse zu liefern.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung, bei welcher sämtliche Kommunikations-
bzw. Übertragungsschaltungen
jeweils des weiteren eine für
sämtliche
Vorrichtungen gleichartig-identische und einem Sendeindikator zugeordnete
erste Adresse sowie eine für
sämtliche
Vorrichtungen identisch-gleichartige und einem Empfangsindikator
zugeordnete zweite Adresse aufweisen, umfasst die Anschaltung einer
neuen Vorrichtung in das Netzwerk die folgenden Schritte bzw. Stufen:
periodisches Aussenden der ersten Adresse durch die Haupt- bzw.
Mastervorrichtung; Veranlassen der Kommunikations- bzw. Übertragungsschaltung
der neuen Vorrichtung, beim Empfang der ersten Adresse einen Identifizierungsframe
bzw. -block zu senden; aufeinanderfolgendes Senden der zweiten Adresse
und eines Parametrierframes bzw. -blocks, die auf der Grundlage
des Identifizierframes bzw. -blocks definiert sind, durch die Haupt-
bzw. Mastervorrichtung; Veranlassen der Kommunikations- bzw. Übertragungsschaltung
der neuen Vorrichtung, beim aufeinanderfolgenden Empfang der zweiten
Adresse und des Parametrierframes bzw. -blocks ihre Adressen und
Empfangs- und/oder Sendeindikatoren auf der Grundlage des Parametrierframes
bzw. -blocks zu modifizieren.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung weist jeweils jede Vorrichtung eine in der Kommunikations-
bzw. Übertragungsschaltung
gespeicherte spezifische Identifikationsnummer auf, wobei der von
der Kommunikations- bzw. Übertragungsschaltung
der neuen Vorrichtung gesendete Identifikationsframe bzw. -block
die spezifische Identifikationszahl der genannten neuen Vorrichtung
umfasst und wobei der von der Haupt- bzw. Mastervorrichtung gesendete Parametrierframe
bzw. -block die spezifische Identifikationszahl der genannten neuen
Vorrichtung einschließt.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kommunikations- bzw. Übertragungsschaltung
der neuen Vorrichtung kein Datum aussendet bzw. überträgt, solange sie nicht die erste
Adresse zugeführt
erhalten hat.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung umfasst die Kommunikations- bzw. Übertragungsschaltung jeder
Vorrichtung jeweils einen Privilegindikator mit einem ersten Wert,
wenn die Vorrichtung Adressen auf das Netzwerk senden soll, und
mit einem zweiten Wert im entgegengesetzten Fall, wobei der genannte
Privilegindikator durch die Kommunikations- bzw. Übertragungsschaltung
der neuen Vorrichtung auf der Grundlage des Parametrierframes auf
den ersten oder den zweiten Wert gesetzt wird.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft auch eine zur Anschlussverbindung
in ein Netzwerk vorgesehene Vorrichtung, welche eine Kommunikations-
bzw. Übertragungsschaltung
aufweist und mit einem Verarbeitungsmodul verbunden ist, wobei die
Vorrichtung umfasst: eine Adressentabelle, eine Registertabelle,
wobei jedes Register der Registertabelle jeweils einer Adresse der
Adressentabelle zugeordnet ist, sowie eine Richtungstabelle, welche
einen Richtungsindikator je Adresse aufweist, wobei der Verarbeitungs-modul
zum Lesen der in den Registern gespeicherten Informationsframes
bzw. -blöcke
oder zum Schreiben von Informationsframes bzw. -blöcken in
die Register ausgebildet ist und wobei der Verarbeitungsmodul die
Adressen und die Richtungsindikatoren weder zu lesen noch zu modifizieren
vermag, und wobei die genannte Kommunikations- bzw. Übertragungsschaltung
so ausgebildet ist, dass sie bei Empfang einer Anforderung von Seiten des
Netzwerks und entsprechend einer der genannten Adressen den in dem
der genannten Adresse zugeordneten Register gespeicherten Informationsframe
bzw. -block an das Netzwerk sendet, wenn der entsprechende Richtungs-indikator
einem vorgegebenen ersten Typ entspricht, oder einen von dem Netzwerk
empfangenen Informationsframe bzw. -block in das der genannten Adresse
zugeordnete Register schreibt, wenn der entsprechende Richtungs-indikator
von einem vorbestimmten zweiten Typ ist, und wobei die Kommu-nikations-
bzw. Übertragungsschaltung
so ausgebildet ist, dass sie an den Verarbeitungsmodul einen Identifikator
des der genannten Adresse zugeord-neten Registers überträgt.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung ist vorgesehen, dass die Adressentabelle eine für sämtliche
mit dem Netzwerk verbundene Vorrichtungen gleichartig-identische
erste Adresse umfasst, dass die Richtungstabelle einen der genannten
ersten Adresse zugeordneten Richtungsindikator des ersten Typs umfasst,
dass die Kommunikations- bzw. Übertragungsschaltung
der Vorrichtung beim Empfang der genannten ersten Adresse die genannten Adressen
und die zugeordneten Richtungsindikatoren an das Netzwerk sendet.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung ist vorgesehen, dass die Adressentabelle eine für sämtliche
mit dem Netzwerk verbundene Schaltun-gen identisch-gleichartige
zweite Adresse umfasst, dass die Richtungstabelle einen der genannten zweiten
Adresse zugeordneten Richtungsindikator des zweiten Typs aufweist
und dass sie so ausgebildet ist, dass sie beim aufeinanderfolgenden
Empfang der zweiten Adresse und eines Parametrierframes bzw. -blocks
die Adressen und die zugeordneten Richtungsindikatoren gemäß dem Parametrierframe bzw.
-block modifiziert.
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Dieses
Ziel und dieser Gegenstand sowie weitere charakteristische Eigenschaften,
Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden in der folgenden
nicht-einschränkenden
Beschreibung spezieller Ausführungsbeispiele
im einzelnen auseinandergesetzt, unter Bezugnahme auf die Figuren
der beigefügten
Zeichnung; in diesen zeigen:
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die
bereits beschriebene 1 ein Beispiel eines herkömmlichen
lokalen Netzwerks,
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2 die
in einer mit dem Netzwerk verbundenen Tochter- bzw. Nebenvorrichtung
gemäß der Erfindung
verwendeten charakteristischen Betriebsparameter,
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3 die
von einer mit dem Netzwerk verbundenen Haupt- bzw. Mastervorrichtung
verwendeten charakteristischen Betriebsparameter, sowie
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4 in
schematischer Weise ein Ausführungsbeispiel
des Verfahrens zum Austausch von Informationsframes bzw. -blöcken zwischen
einer Haupt- bzw. Mastervorrichtung des Netzwerks und einer neuen,
an das Netzwerk angeschlossenen Vorrichtung.
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Die
vorliegende Erfindung besteht für
den Hauptteil der mit dem Netzwerk verbundenen und als Tochter-
bzw. Nebenvorrichtung bezeichneten Vorrichtungen in einer Begrenzung
der Daten, die zwischen dem Anwendungssystem und der Kommunikations-
bzw. Übertragungsschaltung
der Vorrichtung ausgetauscht werden können, derart dass das Anwendungssystem
keinen Zugang zu den Betriebsparametern des Netzwerks erhält, die
von der Kommunikations- bzw. Übertragungsschaltung
zum Austausch der Informationsframes bzw. -blöcke auf dem Netzwerk verwendet
werden. Das Anwendungssystem einer Neben- bzw. Tochtervorrichtung
kann daher nicht die Betriebsparameter des Netzwerks modifizieren,
von welcher Art auch die an dem Anwendungssystem vorgenommenen Änderungen,
beispielsweise auf der Ebene des von dem Mikroprozessor des Anwendungssystems
ausgeführten
Programms, sein mögen.
Nur eine einzige mit dem Netzwerk verbundene Vorrichtung, die als
Haupt- bzw. Meistervorrichtung bezeichnet wird, hat die Möglichkeit,
die von den Tochter- bzw. Nebenvorrichtungen verwendeten Betriebsparameter
des Systems zu modifizieren.
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2 zeigt
ein Ausführungsbeispiel
einer Neben- bzw. Tochtervorrichtung D gemäß der Erfindung, welche ein
mit einer Kommunikations- bzw. Übertragungsschaltung
C verbundenes Anwendungssystem A aufweist, wobei die Kommunikations- bzw. Übertragungsschaltung
C zum Austausch der Informationsframes bzw. -blöcke auf dem Netzwerk N geeignet
ist. Je nach dem Typ des Netzwerks N können die Vorrichtungen D sämtlich mit
einem Bus verbunden sein oder miteinander mittels Punkt-zu-Punkt-Leitungen
verbunden sein. Die Kommunikations- bzw. Übertragungsschaltung C umfasst einen
Kommunikations- bzw. Übertragungsmodul
Pc, der zum Austausch der Informationsframes
bzw. -blöcke
mit dem Netzwerk N in Abhängigkeit
von in den Speichern gespeicherten Parametern ausgebildet ist. Das
Anwendungs system A umfasst einen Verarbeitungsmodul PA,
der die von dem Kommunikationsmodul Pc gelieferten
Daten zugeführt
erhält und
an in dem Speicher gespeicherten Daten Verarbeitungsvorgänge, beispiels-weise
mittels Ausführung
eines Programms, vornimmt.
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Die
Kommunikations- bzw. Übertragungsschaltung
C umfasst eine Adressentabelle (Address), in welcher Adressen X1 bis XJ+2 gespeichert
sind, wobei J die Anzahl von gleichzeitigen Kommunikationskanälen ist,
die eine Vorrichtung D mit anderen mit dem Netzwerk N verbundenen
Vorrichtungen haben kann. Jede Adresse X1 bis
XJ ist dabei jeweils einem einzigen Kommunikationskanal
zugeordnet. Der Wert bzw. Betrag J variiert dabei in Abhängigkeit
vom jeweiligen Typ der mit dem Netzwerk N verbundenen Vorrichtung
D. Die Adressentabelle kann auch nur bestimmte von den Adressen
X1 bis XJ umfassen, und
die von der Vorrichtung D nicht verwendeten Zellen der Adressentabelle
sind auf einen willkürlichen Inhibitions-
bzw. Sperrwert gesetzt. Die Adressen XJ+1 und
XJ+2 sind stets für sämtliche mit dem Netz-werk N
verbundene Vorrichtungen D vorhanden. Die Adressen X1 bis
XJ+2 können
binären
Daten, beispielsweise von 16 Bits, entsprechen. Der Adresse XJ+1 entspricht ein spezieller Informationsframe bzw.
-block, der als Parametrierframe bzw. -block (CS_Reception) bezeichnet
wird, der auf der Ebene der Kommunikationsschaltung C gespeichert
ist. Der Adresse XJ+2 entspricht ein spezieller,
als Identifikationsframe bzw. -block (CS_Transmission) bezeichneter
spezieller Informationsframe bzw. -block, der auf dem Niveau der
Kommunikationsschaltung gespeichert ist. Die Kommunikationsschaltung
umfasst auch eine Richtungstabelle (Direction), in welcher Richtungsindikatoren
gespeichert sind, wobei jeder Richtungsindikator jeweils einem einzigen
Bit entspricht. Jede Adresse X1 bis XJ+2 ist jeweils einem Richtungsindikator
zugeordnet, der für
die Adressen X1 bis XJ 1
oder 0 ist, 0 für
die Adresse XJ+1 und 1 für die Adresse XJ+2.
Für eine
gegebene Adresse X1 bis XJ weist
nur eine einzige Vorrichtung des Netzwerks einen der genannten Adresse
zugeordneten Richtungsindikator mit dem Wert 1 auf. In einem Speicher der
Kommunikations- bzw. Übertragungsschaltung
C sind eine jeweils für
jede Vorrichtung D, die mit dem Netzwerk N verbunden werden kann, spezifische Identifikationsnummer
U (Unique Number U) und ein Privilegindikator P (Privilege Bit P)
gespeichert. Beispielshalber umfasst die spezifische Identifikationsnummer
U 63 Bits und der Privilegindikator ein einziges Bit.
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Das
Anwendungssystem A umfasst eine Registertabelle (Data) von Registern
R1 bis RJ, in welchen
Daten gespeichert sind, welche variable Größe haben können, wobei jeweils jedes Register
R1 bis RJ einer
Adresse X1 bis XJ der
Adressentabelle zugeordnet ist.
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Die
in den Registern R1 bis RJ gespeicherten Daten
können
durch den Kommunikationsmodul Pc der Kommunikationsschaltung
C und durch den Verarbeitungsmodul PA des
Anwendungssystems A gelesen oder modifiziert werden. Der Kommunikationsmodul
Pc kann, unter bestimmten Bedingungen, die verschiedenen
Adressen X1 bis XJ,
die Richtungsindikatoren und den Privilegindikator P modifizieren.
Das Verarbeitungsmodul PA kann die Adressen
X1 bis XJ, die Richtungsindikatoren
und den Privilegindikator P weder lesen noch modifizieren. Die spezifische
Identifikationszahl U ist ein Charakteristikum der Vorrichtung D
und kann weder durch den Kommunikationsmodul Pc noch
durch den Verarbeitungsmodul PA modifiziert
werden. Ebenso sind die Adressen XJ+1 und XJ+2 charakteristische Merkmale der Vorrichtung
D und können
weder durch den Kommunikationsmodul Pc noch
durch den Verarbeitungsmodul PA modifiziert werden.
Der Kommunikationsmodul Pc ist so ausgebildet,
dass er an den Verarbeitungsmodul PA einen Identifikator
I überträgt, der
eines der Register R1 bis RJ der
Registertabelle bezeichnet.
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3 zeigt
den Strukturaufbau der Haupt- bzw. Mastervorrichtung M, die von ähnlicher
Art wie die in
2 dargestellte Struktur ist.
Jedoch kann, im Unterschied zu sämtlichen
Tochter- bzw. Nebenvorrichtungen, der Verarbeitungsmodul
des Anwendungssystems A der
Haupt- bzw. Mastervorrichtung M direkt die auf der Ebene der Kommunikationsschaltung
C der Haupt- bzw. Mastervorrichtung M gespeicherten Adressentabellen
(Address) und Richtungstabellen (Direction) modifizieren. Die Kommunikationsschal tung
C weist ferner ein Register (Request) auf, in das aufeinanderfolgend
von dem Anwendungssystem A Anforderungen zur Übertragung auf das Netzwerk
N eingeschrieben werden.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
zum Austausch von Informationsframes bzw. -blöcken über das Netzwerk N ist wie
folgt. In einem gegebenen Zeitpunkt hat nur die Haupt- bzw. Mastervorrichtung M
die Möglichkeit,
Anforderungen Q auf das Netzwerk N zu übertragen. Die Anforderungen
Q werden von sämtlichen
mit dem Netzwerk N verbundenen Neben- bzw. Tochtervorrichtungen
D empfangen. Auf der Grundlage einer empfangenen Anforderung Q kann
jeweils jeder Kommunikationsmodul Pc ein
und dieselbe Adresse XK unter den Adressen
X1 bis XJ+2 bestimmen.
Im konkreten Fall kann die Anforderung Q gleich der Adresse XK sein.
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Für jede Neben-
bzw. Tochtervorrichtung bestimmt, wenn die auf der Grundlage einer
erhaltenen Anforderung festgestellte Adresse XK einer
der gespeicherten Adressen X1 bis XJ entspricht, der Kommunikationsmodul Pc, ob der der Adresse XK zugeordnete
Richtungsindikator 0 oder 1 beträgt.
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Ist
der Richtungsindikator 1, so liest der Kommunikationsmodul Pc den in dem der Adresse XK zugeordneten
Datenregister RK gespeicherten Informationsframe
bzw. -block und sendet ihn über
das Netzwerk N aus. Das Kommunikationsmodul Pc schickt
dann den dem ausgelesenen Register RK zugeordneten
Identifikator I an den Verarbeitungsmodul PA,
um ihm anzu-zeigen, dass der in dem Register RK gespeicherte
Informationsframe bzw. -block auf das Netzwerk N gesendet wurde.
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Ist
der der Adresse XK zugeordnete Richtungsindikator
0, so wartet die Kommunikationsschaltung C den Empfang eines von
dem Netzwerk N ausgehenden Informationsframes bzw. -blocks ab. Gemäß dem von
dem Netzwerk verwendeten Austauschprotokoll kann der erwartete Informationsframe
bzw. -block dem ersten von der Vorrichtung D nach Empfang der Anforderung
empfangenen Informationsframe entsprechen, oder einem späteren Frame
bzw. Block. Der Kommunikationsmodul Pc speichert
dann den in dem der Adresse XK zugeordneten
Datenregister RK empfangenen Informationsframe
bzw. -block und überträgt dann
an den Verarbeitungsmodul PA den dem Register
RK zugeordneten Identifikator, um dem Anwendungssystem
A anzuzeigen, dass ein neuer Informationsframe bzw. -block in dem
dem Identifikator entsprechenden Register RK gespeichert
wurde.
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Die
Haupt- bzw. Mastervorrichtung M kann auch Informationsframes bzw.
-blöcke
auf das Netzwerk übertragen.
Tatsächlich
erhält
ja, bei der Aussendung einer Anforderung Q durch die Haupt- bzw. Mastervorrichtung
M, diese Haupt- bzw. Mastervorrichtung M wie die Neben- bzw. Tochtervorrichtungen die
Anforderung Q, die sie eben ausgesendet hat, zugeführt. Es
reicht dann aus, dass der der Adresse der ausgesandten Anforderung
entsprechende Richtungsindikator den Wert 1 besitzt, damit die Haupt- bzw.
Mastervorrichtung M dann den in dem der Adresse der Anforderung
zugeordneten Datenregister gespeicherten Informationsframe bzw.
-block aussendet.
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In
Abhängigkeit
von den Adressen- und Richtungstabellen der mit dem Netzwerk verbundenen
Vorrichtungen können
dann Datenflüsse
zwischen den Vorrichtungen etabliert werden. Die Adressen- und Richtungstabellen
stellen daher die Betriebsparameter des Netzwerks gemäß der Erfindung
dar.
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Für die mit
dem Netzwerk verbundenen Neben- bzw. Tochtervorrichtungen hat der
Verarbeitungsmodul PA des Anwendungssystems
A jeder Neben- bzw.
Tochtervorrichtung weder Zugang zu den Adressen- und Richtungstabellen
noch zu dem Privilegindikator der Kommunikationsschaltung C. Das Anwendungssystem
kann daher die Betriebsparameter des Netzwerks nicht modifizieren
und daher den Betrieb des Netzwerks N nicht stören. Nur der Verarbeitungsmodul
des Anwendungssystems der Haupt- bzw. Mastervorrichtung kann direkt
die in der Kommunikationsschaltung der Mastervorrichtung gespeicherten
Tabellen modifizieren. Da jedoch der Betrieb der Haupt- bzw. Mastervorrichtung
im allgemeinen wohlbekannt ist, kann die Ursache einer Betriebsstörung des
Netzwerks leicht diagnostiziert werden.
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4 veranschaulicht
ein Beispiel aufeinanderfolgender Austauschvorgänge von Informationsframes
bzw. -blöcken über das
Netzwerk N zwischen einer Haupt- bzw. Mastervorrichtung M und einer
in das Netzwerk N eingeschalteten neuen Vorrichtung D'.
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Die
an das Netzwerk N angeschaltete neue Vorrichtung D' hat die in 2 dargestellte
Architektur. Sie umfasst daher eine Adressentabelle, eine Richtungstabelle,
eine spezifische Identifikationsnummer U sowie einen Privilegindikator
P. Nach dem Verfahren gemäß der Erfindung
sendet die an das Netzwerk N angeschaltete neue Vorrichtung D' keinen Informations-frame
bzw. -block aus, solange sie keine von der Haupt- bzw. Mastervorrich-tung
M ausgesandte Anforderung erhalten hat.
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Für alle mit
dem Netzwerk N verbundenen Vorrichtungen besitzen die den Adressen
XJ+1 und XJ+2 zugeordneten
Richtungsindikatoren den Wert 0 und 1. Die Adressen XJ+1 und
XJ+2 haben beispielsweise die Werte FFFF
und FFFE. Der der Adresse XJ+2 zugeordnete
Identifikationsframe bzw. -block CS_Transmission umfasst insbesondere
die Gesamtheit der Adressen X1 bis XJ, die den Adressen X1 bis
XJ zugeordneten Richtungsindikatoren, die
spezifische Identifikationsnummer U und den Privilegindikator P.
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In
dem Verfahrensschritt bzw. der Verfahrensstufe 10 sendet
die Haupt- bzw.
Mastervorrichtung M eine der Adresse XJ+2 zugeordnete
Anforderung Q(XJ+2) über das Netzwerk N aus. Eine
derartige Anforderung kann in periodischer Weise ausgesandt werden.
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In
der Verfahrensstufe 12 empfangen die neue Vorrichtung D' und sämtliche
bereits mit dem Netzwerk N verbundenen anderen Vorrichtungen die Anforderung
Q(XJ+2).
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In
der Stufe 14 sendet, da der der Adresse XJ+2 zugeordnete
Richtungszeiger den Wert 1 besitzt, die neue Vorrichtung D' den der Adresse
XJ+2 zugeordneten
Informationsframe bzw. -block CS_Transmission aus.
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In
der Stufe 16 empfängt
die Haupt- bzw. Mastervorrichtung M den Frame bzw. Block CS_Transmission.
Die Anschaltung einer neuen Vorrichtung D' in das Netzwerk N ist daher der Haupt- bzw.
Mastervorrichtung M bekannt, welche auf der Grundlage des Frames
bzw. Blocks CS_Transmission die Adressen- und Richtungstabellen
und den Betrag des Privilegindikators P der neuen Vorrichtung D' bestimmt.
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In
der Stufe 18 sendet die Haupt- bzw. Mastervorrichtung M
eine der Adresse XJ+1 zugeordnete Anforderung
Q(XJ+1).
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In
der Stufe 20 empfängt
die neue Vorrichtung D' die
Anforderung Q(XJ+1). Da der der Adresse XJ+1 zugeordnete Richtungsindikator den Wert
Null besitzt, stellt sich die neue Vorrichtung D' in Erwartung auf einen von dem Netzwerk
N ausgehenden Informationsframe bzw. -block ein.
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In
der Stufe 22 sendet die Haupt- bzw. Mastervorrichtung M
einen Parametrierframe CS_Reception aus, der eine Adressentabelle
X1 bis XJ, eine
Richtungstabelle, einen Wert des Privilegindikators P umfasst und
die der neuen Vorrichtung D' zugeordnete
spezifische Identifikationszahl U abruft. Die Tabellen und der Privilegindikator
können
relativ gegenüber
den ursprünglichen
durch den Identifikationsframe bzw. -block CS_Transmission gelieferten Werten
modifiziert werden.
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In
der Verfahrensstufe 24 empfangen die neue Vorrichtung D' und alle bereits
mit dem Netzwerk verbundenen Vorrichtungen den Parametrierframe
bzw. -block CS_Reception. Nur der Kommunikationsmodul Pc der
neuen Vorrichtung D' erkennt
die in dem Frame bzw. Block CS_Reception vorliegende spezifische
Identifikationsnummer U. Die Adressen- und Richtungstabellen und
der Privilegindikator dieser neuen Vorrichtung werden dann in Abhängigkeit von
dem empfangenen Frame bzw. Block CS_Reception modifiziert. Alle
anderen bereits mit dem Netzwerk verbundenen Vorrichtungen, die ebenfalls
den Frame bzw. Block CS_Reception empfangen, führen keinerlei Aktion durch,
da sie die in dem Frame bzw. Block CS_Reception vorliegende spezifische
Identifikationsnummer nicht als die ihre erkennen. Die neue Vorrichtung
D' inhibiert bzw. sperrt
dann die Adresse XJ+2 derart, dass sie keinen Identifikationsframe
bzw. -block CS_Transmission mehr überträgt, wenn sie weiterhin später eine
der Adresse XJ+2 zugeordnete Anforderung
Q(XJ+2) empfängt. Die neue Vorrichtung D' kann dann in normaler Weise
arbeiten und beim Empfang von Anforderungen der Haupt- bzw. Mastervorrichtung
M Informationsframes bzw. -blöcke
an das Netzwerk N aussenden. Die vorliegende Erfindung gestattet
jeweils die Konfiguration nur einer einzigen neuen Vorrichtung D'. Da tatsächlich die
Dauer der Kon-figuration sehr kurz ist, in der Größenordnung
einer Mikrosekunde, ist es praktisch unmöglich, im Wege einer Manipulation
zwei neue Vorrichtungen gleichzeitig an das Netzwerk anzuschließen.
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Der
Privilegindikator P einer mit dem Netzwerk verbundenen neuen Vorrichtung
D' besitzt den Wert
1, wenn die neue Vorrichtung D' die
Möglichkeit besitzt,
sich unter gewissen Bedingungen wie eine Haupt- bzw. Mastervorrichtung
zu verhalten, d. h. Anforderungen über das Netzwerk N auszusenden.
Es kann nützlich
sein, dass eine Neben- bzw. Tochtervorrichtung die Möglichkeit
besitzt, eine Haupt- bzw. Mastervorrichtung zu werden, insbesondere
um einem Mangel einer aktiven Haupt- bzw. Mastervorrichtung abzuhelfen.
Wenn in der Verfahrensstufe 16 die Haupt- bzw. Mastervorrichtung
M den Identifizierungsframe bzw. -block CS_Transmission empfängt und
den Wert des Privilegindikators P der neuen Vorrichtung D' feststellt, kann
sie die Entscheidung treffen, den Privilegindikator auf 0 zu setzen,
wenn sie der Meinung ist, dass die neue Vorrichtung D' nicht als Haupt- bzw. Mastervorrichtung
funktionieren können
soll, oder den Privilegindikator auf dem Wert 1 zu belassen, wenn
sie der Meinung ist, dass unter bestimmten Betriebsbedingungen die
neue Vorrichtung D' dazu
veranlasst werden könnte,
als Haupt- bzw. Mastervorrichtung zu arbeiten.
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Die
vorliegende Erfindung weist zahlreiche Vorteile auf.
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Erstens
ermöglicht
sie Anwendungssystemen von Vorrichtungen, ohne Kenntnis der Betriebsparameter
des Netzwerks Daten über
ein Netzwerk auszutauschen. Tatsächlich
werden die Betriebsparameter des Netzwerks, welche die Datenflüsse zwischen
den mit dem Netzwerk verbundenen Vorrichtungen definieren, durch
die Haupt- bzw. Mastervorrichtung an jede mit dem Netzwerk verbundene
neue Vorrichtung übertragen.
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Zweitens
gestattet sie die rasche Feststellung, dass eine mit dem Netzwerk
verbundene neue Vorrichtung in ,anomaler' Weise arbeitet in dem Sinne, dass die
neue Vorrichtung nicht dem Verfahren zum Austausch von Daten gemäß der vorliegenden Erfindung
folgt. Tatsächlich
sendet eine mit dem Netzwerk verbundene neue Vorrichtung gemäß der Erfindung
keinen Informationsframe bzw. -block aus, solange sie keine geeignete
Anforderung erhalten hat. Eine mit dem Netzwerk verbundene ,anomal' arbeitende neue
Vorrichtung wird wahrscheinlich von ihrem Anschluss an Anforderungen
oder Informationsframes bzw. -blöcke
an das Netzwerk übertragen. Es
gibt dann sofort einen Konflikt zwischen der Haupt- bzw. Mastervorrichtung
und der neuen Vorrichtung. Die Aussendung unerwünschter Anforderungen oder
Informationsframes bzw. -blöcke über das
Netzwerk ruft sehr rasch eine Störung
der Betriebsweise der anderen mit dem Netzwerk verbundenen Vorrichtungen
hervor. Eine derartige Störung kann
im allgemeinen rasch durch einen äußeren Beobachter festgestellt
und die neue Vorrichtung dann aus dem Netzwerk entfernt werden.
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Drittens
muss eine mit dem Netzwerk verbundene neue Vorrichtung notwendigerweise
ihr Vorhandensein signalisieren, indem sie auf eine Anforderung
der Haupt- bzw. Mastervorrichtung den Identifizierungsframe bzw.
-block CS_Transmission überträgt. Die
Haupt- bzw. Mastervorrichtung kann dann gegebenenfalls die Adressentabellen
aller anderen bereits mit dem Netzwerk verbundenen Vorrichtungen
modifizieren, um dem Vorliegen der mit dem Netzwerk verbundenen
neuen Vorrichtung Rechnung zu tragen. Das Verfahren gemäß der Erfindung
ermöglicht
es daher zu vermeiden, dass eine mit dem Netzwerk verbundene neue
Vorrichtung in einem schlafenden' Zustand
verbleibt, d. h. dass sie keinerlei Informationsframe nach ihrem
Anschluss an das Netzwerk überträgt. Das
vorliegende Verfahren beugt daher einem plötzlichen ,Erwachen' einer derartigen
schlafenden' Vorrich-tung
nach einer unbestimmten Dauer vor, wobei ein derartiges Erwachen einer
Beeinträchtigung
des Betriebs des Netzwerks zugrunde liegen kann, deren Ursache dann
schwer zu bestimmen wäre.
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Viertens
können
die von der Haupt- bzw. Mastervorrichtung auf das Netzwerk übertragenen Anforderungen
aus einfachen Adressen X1 bis XJ+2 bestehen,
die beispielsweise aus 16 Bits bestehen. Man begrenzt so den Umfang
der auf dem Netzwerk übertragenen
Daten, die für
den guten Betrieb des Netzwerks erforderlich sind, die jedoch keine
,nützlichen' Informationen enthalten,
d. h. von den Anwendungssystemen der mit dem Netzwerk verbundenen Vorrichtungen
verwendete Informationen.
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Fünftens kann
das Kommunikations- bzw. Übertragungsmodul
der Kommunikationsschaltung der Vorrichtung durch eine einfache
Architektur logischer Gatter realisiert werden, ohne einen Mikroprozessor
und Speicher zu erfordern.
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Sechstens
gestattet die Erfindung die Sammlung der Betriebsparameter des Netzwerks
an einer einzigen Stelle, beispielsweise in der Haupt- bzw. Mastervorrichtung,
und gestattet so die globale Verwaltung des Netzwerks von einem
zentralen Punkt aus.
