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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Rekonfigurationsverfahren für ein
Informationsmeldesignal, das von einem Eingangsdifferentialkomparator
einer Informationsverarbeitungsstation in einem
Informationsübertragungsnetz, insbesondere in Kraftfahrzeugen, ausgegeben wird, wobei
das Netz im Differentialmodus mit Hilfe zweier
Informationsübertragungsleitungen arbeitet, die an die Eingänge des Komparators
angeschlossen sind. Die Erfindung betrifft weiter eine Einrichtung zur
Durchführung des Verfahrens.
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Die Multiplexsysteme der Klasse A erlauben es, sogenannte
"Karosserieorganfunktionen" mit einer zentralen Einheit zu verbinden, die
deren Funktionsweise steuert.
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Die genannten Organe sind physisch untereinander durch zwei
Informationsübertragungsleitungen verbunden, die einen Verbindungsbus
bilden. Die über den Bus laufenden Signale werden von einer Sende-
/Empfangsschaltung der Stationsleitung erzeugt bzw. empfangen, wobei
die Schaltung von einer Protokollverwaltungsschaltung gesteuert wird, die
das Format der Bits und der Meldungen im Zeitablauf verwaltet.
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Das üblicherweise benutzte Bitformat ist das der Impulsbreitenmodulation
PWM (Pulse Width Modulation), das die Unterscheidung der 1-Bits und
der 0-Bits durch Überprüfen des Zyklusverhältnisses des ühertragenen
Signals ermöglicht.
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Da die Leitungssende-/Empfangsschaltung im Differentialmodus arbeitet,
muß normalerweise der Anschlußsinn des Busses aufgeprägt werden, um
am Ausgang des Empfängers einer Station ein Signal mit einer Polarität
zu erhalten, die mit der vom Sender einer anderen Station übertragenen
Polarität übereinstimmt und um Zweideutigkeiten über das übertragene
Zyklusverhältnis zu vermeiden.
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Darüber hinaus ist es zur Verbesserung der Empfindlichkeit gegen
Leitungsstörsignale von Interesse, zur Herstellung des Busses ein Paar
verdrillter Leiter zu verwenden, was aber die Schwierigkeiten zur
Erfassung der Polarität der Leiter noch vergrößert.
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Das Ziel der Erfindung besteht somit darin, die genannten Probleme
durch ein Verfahren und eine Einrichtung zu lösen, welche die völlige
Beseitigung der genannten Schwierigkeiten dadurch erlauben, daß der
Station die Möglichkeit zur Erfassung der Polarität des im
Differentialmodus empfangenen Signals gegeben wird, unabhängig vom
Anschlußsinn der Leiter des Verbindungsbusses.
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Gegenstand der Erfindung ist demgemäß ein Rekonfigurationsverfahren
für ein Informationsmeldesignal, das von einem
Eingangsdifferentialkomparator einer Informationsverarbeitungsstation in einem
Informationsübertragungsnetz mit Impulsbreitenmodulation, vorzugsweise
von Kraftfahrzeugen, ausgegeben wird, wobei das Netz im
Differentialmodus mit Hilfe zweier Informationsübertragungsleitungen betrieben wird,
die an die Eingänge des Komparators angeschlossen sind, und wobei das
Signal eine festgesetzte Periode besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß man
das Meldungsanfangsbit erfaßt, den ersten auf das Meldungsanfangsbit
folgenden Signalpegel mißt, und das vom Komparator ausgegehene Signal
vor seiner Behandlung in den restlichen Schaltungen der Station
invertiert, sofern der erste gemessene Signalpegel nicht einem
festgesetzten Pegel entspricht.
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Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung auch eine
Einrichtung zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens.
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Anhand der nachfolgenden Beschreibung, die nur ein Beispiel wiedergibt,
wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
leichter verstandlich gemacht.
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Fig. 1 stellt ein synoptisches Schema zweier Station eines
Informationsübertragungsnetzes eines Kraftfahrzeuges dar, bei
dem die Stationen durch einen im Differentialmodus arbeitenden
Informationsübertragungsbus verbunden sind;
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Fig. 2 stellt einen Abschnitt eines von einer Station empfangenen
Meldungsbeispiels dar;
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Fig. 3 stellt einen Abschnitt eines anderen, von einer Station
empfangenen Meldungsbeispiels dar; und
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Fig. 4 stellt ein Schaltschema einer Einrichtung zur Durchführung eines
Verfahrens gemäß der Erfindung dar.
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Wie aus Fig. 1 hervorgeht, weisen die im Differentialmodus arbeitenden
Informationsübertragungsnetze, insbesondere für Kraftfahrzeuge,
verschiedene Stationen, beispielsweise 1 und 2, auf, die untereinander
durch einen Informationsübertragungsbus 3 verbunden sind, wobei der
Übertragungsbus aus zwei im Differentialmodus arbeitenden
Informationsübertragungsleitungen bestehen kann.
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Jede Station weist eine Protokollverwaltungsschaltung auf, beispielsweise
4 und 5, die an eine Leitungssende-/Empfangsschaltung 6, 7
angeschlossen sind. Die Leitungssende-/Empfangsschaltung weist
Meldungssendeeinrichtungen auf, beispielsweise 6a und 7a, die mit dem Bus 3 und
sden Meldungsempfangseinrichtungen, beispielsweise 6b und 7b, verbunden
sind, wobei die Empfangseinrichtungen aus einem Differentialkomparator
bestehen können, dessen Eingänge an die beiden
Informationsübertragungsleitungen angeschlossen sind, welche den Bus 3 bilden.
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Da die Leitungssende-/-empfangsschaltungen im Differentialmodus
arbeiten, muß normalerweise der Anschlußsinn des Busses aufgeprägt
werden, um am Ausgang der Empfangseinrichtungen einer Station ein
Signal zu empfangen, das die gleiche Polarität wie das von den
Sendeeinrichtungen einer anderen Station übertragene Signal besitzt, um
keine Zweideutigkeiten über das zyklische Verhältnis der übertragenen
Signale zu haben
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Wie man aus Fig. 2 ersehen kann, entspricht nämlich das üblicherweise
verwendete Bitformat der Impulsbreitenmodulation PWM (Pulse Width
Modulation), die die Erfassung beispielsweise eines 1- oder 0-Bits durch
Überprüfen des Zyklusverhältnisses des übermittelten Signals ermöglicht.
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Bei diesem Übertragungstyp beruht die Erkennung der Bits auf zwei
Kriterien, nämlich einerseits ihrer Dauer relativ zur Taktperiode T mit
der Frequenz f, und andererseits dem zyklischen Verhältnis dieser beiden
Zeitintervalle.
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Bei den übertragenen Signalen existieren, wie bei dem in Fig. 2
dargestellten Abschnitt des Signals, drei unterschiedliche Bittypen, die
erkannt werden müssen, nämlich:
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- ein Meldungsanfangsbit 8 (Start), dessen Dauer ungefähr zweimal so
groß wie die Taktperiode T ist, beispielsweise mit einer Toleranz
von 10%. Das typische Zyklusverhältnis eines solchen Bits
T1(8)/T1(8) + T0(8) beträgt ungefähr 50% und liegt in jedem Falle
zwischen 40% und 60%, derart daß für dieses Signal gilt: T1(8) =
T0(8) = T, und T1(8) + T0(8) = 2T.
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Darüber hinaus ist ein weiterer Bittyp, der erkannt werden muß, ein 0-
Bit, wie das in Fig. 2 dargestellte Bit 9. Seine Dauer beträgt ungefähr
T, mit einer Toleranz von 10%, wobei das typische zyklische Verhältnis
T1(9)/T1(9) + T0(9) dieses Bits ungefähr bei 33% und in jedem Falle
zwischen 20% und 40% liegt.
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Schließlich ist der letzte zu erkennende Bittyp ein 1-Bit, wie das in Fig.
2 dargestellte Bit 10. Die Dauer dieses Bits entspricht ungefähr der
Taktperiode T, mit einer Toleranz von 10%, während das typische
Zyklusverhältnls T1(10)/T1(10) + T0(10) dieses Bits ungefähr 66%
beträgt und in jedem Falle zwischen 60% und 80% liegt.
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Das in Fig. 2 dargestellt Signal ist das Ausgangssignal des
Eingangsdifferentialkomparators der betroffenen Station, wenn die den
Bus bildenden Informationsübertragungsleitungen richtig an die Station
angeschlossen sind.
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Es kann jedoch aus verschiedenen Gründen vorkommen, daß die
Leitungen umgekehrt angeschlossen werden, so daß dann das in Fig. 3
dargestellte Signal erhalten wird, welches genau dem Signal der Fig. 2
entgegengesetzt ist. Dies kann aber bei der nachfolgenden Verarbeitung
des Signals in den restlichen Schaltungen der Station hinsichtlich der
Interpretation der übertragenen Information und insbesondere des
Zyklusverhältnisses der verschiedenen Bits zu gewissen Nachteilen führen.
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Aus diesen Gründen ist es erforderlich, den Anschlußsinn der
Informationsübertragungsleitungen zu ermitteln und nötigenfalls eine
Rekonfiguration des vom Differentialkomparators gelieferten
Informationsmeldesignals vorzunehmen, ehe die Verarbeitung des Signals
im restlichen Teil der Stationsschaltungen erfolgt.
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Das Rekonfigurationsverfahren für das Informationsmeldesignal gemäß der
Erfindung besteht in der Erfassung des Meldungsanfangsbits 8, der
Messung des ersten auf das Meldungsanfangsbit 8 folgenden Signalpegels,
und der Inversion des vom Komparators empfangenen Signals vor seiner
Verarbeitung im restlichen Teil der Schaltungen der Station, falls der
gemessene erste Signalpegel nicht einem festgesetzten Pegel entspricht,
beispielsweise einem hohen Pegel. Natürlich kann der festgesetzte Pegel
auch ein niedriger Pegel sein.
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In Fig. 2 weist der dargestellte Signalabschnitt Bits auf, die eine korrekte
Konfiguration aufweisen. Das Meldungsanfangsbit 8, dann das eine 0
kennzeichnende Bit 9 und schließlich das eine 1 kennzeichnende Bit 10
beginnen nämlich während einer Zeitperiode T1 mit dem logischen Pegel
1, auf den während einer Zeitperiode T0 der logische Pegel 0 folgt. Dies
ist die klassische Konfiguration einer Informationsübertragung durch
Impulsbreitenmodulation.
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Mißt man den ersten Signalpegel, der auf das Meldungsanfangsbit 8
folgt, d.h., beispielsweise im Punkte H des Bits 9, so stellt man fest, daß
der Pegel hoch ist, woraus man schließt, daß die Informationsübertragung
korrekt abläuft und daß das Signal von den restlichen Schaltungen der
Station direkt verarbeitet werden kann.
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Demgegenüber besitzt bei dem in Fig. 3 dargestellten Beispiel, nach
Erfassung des Meldungsanfangsbits 8 beispielsweise durch die Ermittlung
seiner Dauer und seines zyklischen Verhältnisses, der gemessene erste
auf das Meldungsanfangsbit folgende Signalpegel ein niedriges Niveau,
beispielsweise B, woraus man schließt, daß die Übertragung und der
Anschlußsinn der Leitungen des Informationsübertragungsbusses an der
Station invertiert sind, und daß das Ausgangssignal des
Eingangsdifferentialverstärkers der Station umgekehrt werden muß, ehe seine
Verarbeitung in den restlichen Schaltungen dieser Station erfolgen kann.
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Tatsächlich kann die Verarbeitung des in Fig. 3 dargestellten Signals
Interpretationsprobleme hinsichtlich des Zyklusverhältnisses und somit der
Identifikation der Bits hervorrufen, was für das korrekte Funktionieren
der Station schädlich wäre.
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Die Erfassung des Meldungsaufangsbits 8 kann durch eine Verarbeitung
der Flanken des Signal erfolgen.
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In Fig. 2 sind diese Flanken durch die Bezugszeichen t1, t2 und t3
gekennzeichnet. Man mißt also den Zeitablauf zwischen der ersten
Flanke t1 und der zweiten Flanke t2, und den Zeitablauf zwischen der
zweiten Flanke t2 und der dritten Flanke t3 des Signals. Man subtrahiert
die beiden Zeitintervalle voneinander, um eine Vorstellung über das
Zyklusverhältnis des analysierten Signalabschnittes zu gewinnen, und man
addiert die beiden Zeitperioden, um die Gesamtdauer des analysierten
Signalabschnittes zu erfassen, so daß ein Meldungsanfangsbit identifiziert
wird, wenn das Ergebnis der Subtraktion ungefähr gleich 0 und das
Ergebnis der Addition ungefähr gieich dem Zweifachen der Periode T
des Signals ist. Diese Kriterien definieren ein Meldungsanfangsbit.
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Falls der analysierte Signalabschnitt nicht einem Meldungsanfangsbit
entspricht, wird die gleiche Analyse erneut ab der Flanke t2 und über
die drei letzten Flanken des Signals durchgeführt, welche die beiden zu
analysierenden Zeiten bestimmen.
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Wie bereits weiter oben erwähnt wurde, findet nach dieser Ermittlung
die Messung des ersten auf das Meldungsanfangsbit folgenden Pegels
sowie nötigenfalls die Umkehr des Signals statt, um die Rekonfiguration
des Signals vor seiner Behandlung in den restlichen Schaltungen der
Station durchzuführen.
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Das beschriebene Verfahren kann mit Hilfe einer Einrichtung
durchgeführt werden, wie sie in Fig. 4 dargestellt ist. In ihr sind die den
Bus 3 bildenden Datenübertragungsleitungen beispielsweise an den
Eingangdifferentialkomparator 6b der Station 1 angeschlossen, die in
Verbindung mit Fig. 1 erwähnt wurde.
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Der Ausgang des Komparators 6b ist an einen Eingang eines Flip-Flops
11 angeschlossen, dessen anderer Eingang das Taktsignal der Station
empfängt. Der Ausgang des Komparators 6b und der Ausgang des Flip-
Flops 11 sind weiter an die Eingänge eines Exklusiv-ODER-Tors 12
angeschlossen, dessen Ausgang mit einer Klemme einer Folgesteuerung
13 zur Synchronisation der Ablauffolge der Signalflanken verbunden ist,
damit eine vollständige Analyse der Signale durchgeführt werden kann.
Die Folgesteuemng 13 empfängt ebenfalls das Taktsignal der Station.
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Drei Ausgänge der Folgeschaltung 13 sind weiter einerseits an ein
Register 14, andererseits an einen Zähler 15 angeschlossen, dessen
Ausgänge jeweils mit Addiereinrichtungen und mit Subtrahiereinrichtungen
16 und 17 verbunden sind.
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Die Ausgänge der Addier- und Subtrahiereinrichtungen 16 und 17 sind
an eine Logikschaltung 18 angeschlossen, die Mittel zu Ermittlung des
Meldungsanfangsbits sowie zur Entschlüsselung der Informationen
aufweist.
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Ein Ausgang D zur Erfassung des Meldungsanfangsbits dieser
Logikschaltung ist an einen Eingang der UND-Tore 19 und 20
angeschlossen, während der andere Eingang des UND-Tores 19 direkt
mit dem Ausgang des Komparators 6b verbunden ist, wohingegen der
andere Eingang des UND-Tores 20 über einen Inverter 21 an den
genannten Ausgang des Komparators 6b angeschlossen ist. Die Ausgänge
der UND-Tore 19 und 20 sind mit einem Eingang der Flip-Flops 22 und
23 verbunden, die über einen anderen Eingang ein von der
Folgeschaltung 13 geliefertes Taktsignal, und über einen weiteren Eingang ein
Nullrückstellsignal empfangen, das vom Ausgang RAZ der Logikschaltung
18 geliefert wird. Die Ausgänge der Flip-Flops 22 und 23 sind so mit
der Folgeschaltung 13 verbunden, daß dieser der gemessene erste, auf
das Meldungsanfangsbit folgende Signalpegel angezeigt wird.
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Die Folgesteuerung 13 liefert über ihrem Ausgang C ein
Genehmigungssignal an die restlichen Schaltungen der Station zur
Abnahme des austretenden Bits der Logikschaltung 18 am Ausgang S
derselben.
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Der Flip-Flop 11 und das Tor 12 bewirken also eine Erfassung der
Flanken des vom Komparator 6b gelieferten Signals, derart, daß die
Addier- und die Subtrahiereinrichtungen 16 und 17 über die
Folgesteuerung 13 des Komparators 15 und das Register 14 das
Meldungsanfangsbit ermitteln können. Wenn diese Erfassung erfolgt ist,
wird das Erfassungssignal an die UND-Tore 19 und 20 übermittelt. Die
Tore lösen über die Flip-Flops 22 und 23 die Folgesteuerung 13 zum
Messen des ersten, auf das Meldungsanfangsbit folgenden Signalpegels
aus, wobei dieser seinerseits die Logikschaltung 18 auslöst, damit sie
nötigenfalls das Signal invertiert, um ein korrektes Ausgangssignal an die
restlichen Schaltungen der station zu erhalten.
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Natürlich kommen auch andere Ausführungsformen der beschriebenen
Einrichtungen in Betracht.