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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System
zur Datenübertragung in einem Übertragungsnetz in einem
Kraftfahrzeug, und insbesondere ein Verfahren und ein System für die
Datenübertragung in einem Netzwerk aus Komponenten eines
audiovisuellen Systems in einem Kraftfahrzeug.
Beschreibung des Standes der Technik:
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In den letzten Jahren haben sich Kraftfahrzeug-Audiosysteme von
Systemen, die dem Benutzer lediglich Audiomformation wie Musik
boten, in Systeme gewandelt, die es dem Benutzer erlauben, sich
sowohl an Audio- wie an visueller Information zu erfreuen.
Systeme mit Audio- wie visuellen Möglichkeiten sind als
audiovisuelle Systeme bekannt.
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Audiovisuelle Kraftfahrzeug-Systeme setzen sich aus vielen
unterschiedlichen Audiokomponenten und visuellen Komponenten
zusammen. Die Audiokomponenten enthalten ein
Kassettenabspielgerät, ein Rundfunkabstimmgerät, einen CD-(compact Disk-)Player
usw., während die visuellen Komponenten ein Fernseh-Abstimmgerät,
ein Navigationssystem usw. enthalten. Durch einige dieser
Komponenten erzeugte Audiosignale werden durch einen Verstärker
verstärkt und durch Lautsprecher in dem Kraftfahrzeug
wiedergegeben. Durch andere Komponenten erzeugte Videosignale werden
in einer Anzeigeeinheit in dem Kraftfahrzeug angezeigt. Heute
werden die audiovisuellen System-Komponenten gemäß einer
digitalen Technologie gesteuert, d.h. durch jeweilige Steuerungen in
der Form von Mikrocomputern.
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Es ist erforderlich, daß die Komponenten eines audiovisuellen
Systems systematisch zu einem systematischen Betrieb der
Komponenten gesteuert werden. Um dieser Anforderung nachzukommen,
sind die Steuereinrichtungen der jeweiligen Komponenten durch ein
Übertragungs-Sammelleitungsnetz (Bus-Netz) miteinander verbunden,
so daß Steuerdaten für die Komponenten durch den Übertragungsbus
übertragen werden.
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Bei dem üblichen audiovisuellen Systemnetz werden die
Steuereinrichtungen der Komponenten durch einen Abfragevorgang gesteuert.
Entsprechend dem Abfragevorgang wird jeweils einer der
Steuerungen ein Prioritäts-Status verliehen und sie wird als eine
(übergeordnete) Haupteinheit behandelt, während die anderen
Steuerungen (untergeordnete) Nebeneinheiten sind, und wenn die
Haupteinheit Daten von einer Nebeneinheit einholt, greift die
Haupteinheit immer auf die Nebeneinheit zu, d.h. sie leitet die
Übertragung von Daten von der Nebeneinheit ein.
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Wenn die Haupteinheit Nachrichtendaten zu einer Nebeneinheit zum
Zugriff überträgt oder die Nebeneinheit Daten zu der Haupteinheit
zurücksendet, ist es notwendig, daß die Steuerungen identifiziert
oder spezifiert werden. Zu diesem Zweck sind den Steuerungen
jeweilige Adresse zugeordnet, durch die sie selbst bezeichnet
werden.
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Bisher werden den Steuerungen jeweilige eindeutige Adressen
zugeordnet. Steuerdaten, die an die Steuerungen abgegeben werden
sollen, umfassen Adreßdaten, die für die jeweiligen Steuerdaten
besonders sind, und Instruktionsdaten (z.B. Startbefehl: EIN-
Daten), die den Adreßdaten hinzugefügt werden. Die Steuerdaten,
die erzeugt werden, werden zu dem Übertragungsbus gesendet.
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Es ist bekannt, daß auf die Übertragung von Nachrichtendaten
zwischen den Haupt- und den Nebeneinheiten hin Quittierungsdaten
(acknowledgement data ACK) von einer empfangenden Einheit zu
einer sendenden Einheit zurückgesendet werden, um zu quittieren,
daß die durch die Sendeeinheit gesendeten Daten durch die
empfangende Einheit richtig empfangen wurden. In Abhängigkeit von
dem Wichtigkeitsgrad der gesendeten Daten kann die sendende
Einheit die von der empfangenden Einheit zurückgegebenen
Quittierungsdaten bestätigen oder sie kann es unterlassen. Bei
audiovisuellen Systemen besteht eine Vielzahl von Nebeneinheiten, und
Nachrichtendaten können eine Vielzahl aufeinanderfolgender
Befehle enthalten (z.B. Startbefehl, Schaltbefehl usw.), die an
die Nebeneinheiten abgegeben werden sollen. Entsprechend einer
Synchron-Übertragung kann die sendende Einheit einen Befehl auf
einen dafür bestimmten Quittierungskode beziehen, indem sie
bestimmt, ob sie zeitlich aufeinander bezogen sind oder nicht.
Entsprechend der Asynchron-Übertragung kann die sendende Einheit,
wenn eine Vielzahl von jeweils Quittierungskodes erfordernden
Befehlen aufeinanderfolgend ausgegeben wird, nicht sicherstellen,
welche von der empfangenden Einheit zurückgegebene
Quittierungskodes welchen Befehlen entsprechen. Deshalb ist die sendende
Einheit nicht in der Lage, zu bestimmen, ob die empfangenen
Quittierungskodes bestätigt werden sollten oder nicht.
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Ein Problem bei dem üblichen Übertragungsverfahren besteht darin,
daß viele komplexe Übertragungsdaten zu dem Übertragungsbus
gesendet und von ihm empfangen werden. Insbesondere sind in den
Übertragungsdaten, die von einer Haupteinheit eines
audiovisuellen Systems zu Nebeneinheiten oder -Komponenten übertragen
werden, enthaltene Befehle bezüglich der Nebeneinheiten
festgelegt, und es gibt viele solche Befehle. Wenn eine neue
Nebeneinheit oder -Komponente zu dem audiovisuellen System hinzuzufügen
ist, um dieses zu erweitern, müssen auch Befehle zur Verwendung
mit der neuen Komponente hinzugefügt werden.
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Die Übertragungsdaten enthalten Anzeigedaten, wie auch Befehle,
die von der Haupteinheit auszugeben sind. Dementsprechend sind
die Übertragungsdaten, die sich aus diesen verschiedenen Befehlen
und Daten zusammensetzen, komplex und von größerer Länge, und
benotigen eine komplizierte Bearbeitungsabfolge in der sendenden
Einheit.
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Wenn weiterhin eine neue Nebeneinheit oder Komponente an dem
Übertragungsbus angeschlossen wird, können die zu der neuen
Nebeneinheit zu sendenden und von ihr zu empfangenden
Übertragungsdaten nicht bearbeitet werden, wenn das jeweilige Format
unbekannt ist.
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US-A-4 745 596 beschreibt ein Multiplex-Übertragungssystem mit
mehreren Einheiten, die über einen gemeinsamen Übertragungsbus
kommunizieren.
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Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein System zur
Datenübertragung in einem Übertragungsnetz an einem Kraftfahrzeug
zu schaffen, welches System zuverlässig einen Befehl auf
Quittierungsdaten beziehen kann, welche in Reaktion auf den
Befehl gesendet werden.
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Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren
zur Datenübertragung in einem Übertragungsnetz in einem
Kraftfahrzeug zu schaffen, welches Verfahren die zu sendenden
Übertragungsdaten vereinfacht.
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Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Datenübertragung in einem
Übertragungsnetz in einem Kraftfahrzeug geschaffen, wobei das
Datennetz eine Haupteinheit und eine Vielzahl von Nebeneinheiten
enthält, die an einem gemeinsamen Übertragungsbus angeschlossen
sind, und das Verfahren die Schritte umfaßt:
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Senden und Empfangen von Nachrichten-Übertragungsdaten zwischen
den Haupt- und Nebeneinheiten durch den gemeinsamen Nachrichten-
Übertragungsbus; gekennzeichnet durch
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Hinzufügen von Haupt-Klassifizierungsdaten und
Neben-Klassifizierungsdaten zu den Nachrichten-Übertragungsdaten in Abhängigkeit
von dem Inhalt der Nachrichten-Übertragungsdaten.
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Vorzugsweise werden die Hauptklassifizierungs-Daten und die
Nebenklassifizierungs-Daten einem einleitenden Abschnitt der
Übertragungsdaten hinzugesetzt.
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Die Hauptklassifizierungs-Daten bezeichnen vorzugsweise die Art
der Befehlsdaten und die Nebenklassifizierungs-Daten bezeichnen
vorzugsweise das Format der Befehlsdaten.
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Die Übertragungsdaten enthalten bevorzugt weiter Adreßdaten,
welche die Adresse der Haupt- und der Nebeneinheiten bezeichnen,
die miteinander in Verbindung treten.
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Die vorstehenden und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der
vorliegenden Erfindung werden offensichtlicher aus der
nachfolgenden Beschreibung, wenn sie in Zusammenhang mit den beigefügten
Zeichnungen genommen wird, in welchen bevorzugte Ausführungen der
vorliegenden Erfindung mit Hilfe eines illustrativen Beispiels
gezeigt sind.
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In den Zeichnungen sind:
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Fig. 1A, 1B und 1C für die Prinzipien der vorliegenden
Erfindung illustrative Schaubilder.
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Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Stromversorgungseinheit für
ein audiovisuelles System.
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Fig. 3 ein Blockschaltbild eines audiovisuellen Systems.
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Fig. 4 ein Blockschaltbild eines Steuernetzes des
audiovisuellen Systems.
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Fig. 5 ein Blockschaltbild einer besonderen Anordnung, in
der eine Haupteinheit und eine Nebeneinheit miteinander verbunden
sind.
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Fig. 6 ein Blockschaltbild einer anderen besonderen
Anordnung, in der eine Haupteinheit und eine Nebeneinheit miteinander
verbunden sind.
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Fig. 7 ein Schaubild eines Übertragungsformats für
Nachrichtenverbindungs-Daten.
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Fig. 8 ein Schaubild von Haupt-Klassifizierungsdaten.
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Fig. 9 ein Schaubild von Neben-Klassifizierungsdaten.
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Fig. 10 ein Schaubild von grundsätzlichen Datenformaten.
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Fig. 11 ein Schaubild, das physikalische Adressen zeigt.
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Fig. 12 ein Schaubild, das physikalische Adressen zeigt.
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Fig. 13 ein Schaubild, das logische Adressen zeigt.
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Fig. 14 ein Schaubild, das für ein Beispiel illustrativ ist,
bei dem physikalische und logische Adressen zugeordnet sind.
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Fig. 15 ein Schaubild, das ein Format von Rückmeldungsdaten
zeigt.
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Fig. 16 ein Schaubild, das als Beispiel einen
Übertragungsvorgang zeigt.
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Fig. 17 ein Schaubild einer Haupteinheit und einer
zusätzlichen,
neu angeschlossenen Nebeneinheit.
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Fig. 18 ein Schaubild, das die Art und Weise zeigt, in der
ein Systembefehl zurückgemeldet wird.
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Fig. 1A zeigt die Prinzipien der vorliegenden Erfindung. Eine
Vielzahl von Übertragungseinheiten einschließlich einer
Haupteinheit und einiger Nebeneinheiten kann aufeinanderfolgend eine
Vielzahl von Befehlsdaten ausgeben, welche Quittierungsdaten
erfordern. Jede Übertragungseinheit sendet Befehlsdaten CMD
mittels Asynchron-Übertragung durch einen gemeinsamen
Übertragungsbus und gibt Quittierungsdaten ACK in Reaktion auf
gesendete Befehlsdaten CMD zurück. Beim Zurückgeben derartiger
Quittierungsdaten ACK fügt die Übertragungseinheit die
Befehlsdaten CMD den Quittierungsdaten ACK hinzu, so daß die
Befehlsund Quittierungsdaten CMD + ACK zurückgegeben werden. In Fig. 1A
werden Fehlererfassungsdaten als RDT&sub1; in Reaktion auf die
gesamten übertragenen Daten einschließlich der Befehlsdaten CMD
übertragen und Fehlererfassungsdaten werden als RDT&sub2; in Reaktion
auf die Quittierungs- und Befehlsdaten ACK + CMD zurückgegeben.
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Wenn insbesondere die sendende Einheit (die die Haupteinheit oder
eine der Nebeneinheiten sein kann) Befehlsdaten CMD sendet,
welche Quittierungsdaten ACK erfordern, fügt die empfangende
Einheit die gesendeten Befehlsdaten CMD zu ihren
Quittierungsdaten ACK hinzu und gibt die Quittierungs- und Befehlsdaten ACK
+ CMD an die sendende Einheit zurück. Deshalb kann die sendende
Einheit aufgrund der hinzugefügten Befehlsdaten CMD bestimmen,
auf welche Befehlsdaten sich die Quittierungsdaten ACK beziehen,
und sie kann auch bestimmen, ob die Quittierungsdaten ACK zu
bestätigen sind oder nicht. Die zu sendenden Befehle sind in eine
Gruppe von Befehlen unterteilt, die quittiert werden sollen, und
eine andere Gruppe von Befehlen, die nicht quittiert zu werden
brauchen. Das ist zum Abkürzen der Zeit wirksam, in der der
Übertragungsbus durch gesendete Übertragungsdaten besetzt ist, so
daß sich eine hochschnelle Asynchron-Übertragung ergibt.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung enthalten, wie in Fig. 1B und 1C
gezeigt, Übertragungsdaten DT, die zwischen der Haupt- und den
Nebeneinheiten zu senden sind, Klassifizierungsdaten TP in einem
Eingangsabschnitt der Daten, die in Abhängigkeit von dem Inhalt
der zu sendenden Daten in Hauptklassifizierungs- und
Nebenklassifizierungs-Daten TPL bzw. TPS unterteilt werden.
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Insbesondere sind die Klassifizierungsdaten in dem einleitenden
Abschnitt der Übertragungsdaten zusammengesetzt aus
Hauptklassifizierungs-Daten TPL und Nebenklassifizierungs-Daten TPS,
in Abhängigkeit von den zu sendenden Daten. Deshalb sind
verschiedene Befehlsdaten in einem Paket von Übertragungsdaten DT
nicht gemischt und ein Paket von Übertragungsdaten DT kann kurz
und vereinfacht sein. Die Übertragungsdaten DT können so
systematisiert und durch Sende- und Empfangseinheiten einfach
bearbeitet werden. Verkürzte Pakete von Übertragungsdaten sind
wirksam, um die Zeit zu verringern, in der der Übertragungsbus
durch die zu sendenden Übertragungsdaten besetzt ist, so daß sich
eine Erhöhung der Datenübertragungs-Wirksamkeit ergibt. Da die
Hauptklassifizierungs- und Nebenklassifizierungs-Daten in dem
einleitenden Verbindungsabschnitt der Verbindungsdaten
positioniert sind, kann die Art der Verbindungsdaten leicht durch die
empfangende Einheit identifiziert werden, zur leichten
Fehlersuche und Versagens-Analyse. Zusätzlich kann eine neu
angeschlossene Nebeneinheit durch die systematisierten
Übertragungsdaten betrieben werden.
STROMVERSORGUNG DES AUDIOVISUELLEN SYSTEMS
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Die Prinzipien der vorliegenden Erfindung sind besonders nützlich
bei Aufnahme als Datenübertragungs-System in einem audiovisuellen
(AV-) System eines Kraftfahrzeugs. Wie in Fig. 2 gezeigt, wird
das mit 103 bezeichnete audiovisuelle System von der Batterie 101
durch einen ACC-Schalter 102 mit elektrischem Strom versorgt. Der
ACC-Schalter 102 ist mit einem Motorzündschlüsselschalter des
Kraftfahrzeugs zusammengefaßt. Wenn der in das Motorzündschloß
eingesetzte Motorzündschlüssel in die ACC-Schaltstellung gedreht
wird, wird das Zubehör in dem Kraftfahrzeug durch die Batterie
101 beaufschlagt. Deshalb wird das audiovisuelle System 103
jedesmal ein- oder ausgeschaltet, wenn der Zündschlüssel in dem
Motor-Zündschloß gedreht wird.
ANORDNUNG DES AUDIOVISUELLEN SYSTEMS
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Fig. 3 zeigt eine detaillierte systematische Anordnung des
audiovisuellen Systems. Das audiovisuelle System besitzt
Audiowiedergabe-Komponenten und visuelle Wiedergabekomponenten. Die
Audiowiedergabe-Komponenten enthalten ein Kassettenbandgerät 6
zur Wiedergabe aufgezeichneter Audiosignale von einer
Bandkassette 1, eine Abstimmeinrichtung 7, beispielsweise einen
AM/FM-Tuner, zur Wiedergabe von Funksignalen, die über eine
Antenne 2 erhalten werden, einen CD-Player 8 zur Wiedergabe
aufgezeichneter Signale von einer CD 3 und einen
CD-Mehrplattenspieler 9 mit einem automatischen CD-Wechsler 5 zur Wiedergabe
aufgezeichneter Signale von mehreren CDs 4. Die visuellen
Wiedergabekomponenten enthalten einen in dem Tuner 7 enthaltenen
Fernseh-Tuner zur Wiedergabe von über die Antenne 2 empfangenen
Fernsehsignalen und eine Anzeigeeinheit 12 zur Anzeige von
Bildern aufgrund der Fernsehsignale und auch zum Anzeigen von
Standbildern aufgrund von Signalen vom CD-Player 8, falls in dem
CD-Player 8 eine Bildplatte oder ein CD-ROM abgespielt wird.
Typischerweise wird für ein Navigations-System ein CD-ROM
benutzt. Das audiovisuelle System besitzt einen externen
Befehlsgeber 10 in Form eines Tastenfeldes zum Eingeben
verschiedener Betätigungsbefehle. Eine Anzeigeeinheit 11 ist mit dem
externen Befehlsgeber 10 verbunden. Das audiovisuelle System besitzt
auch eine Eingabeeinheit 13, die in dem externen Befehlsgeber 10
enthalten sein kann.
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Die angeführten Komponenten des audiovisuellen Systems besitzen
Steuerungen, die den Betrieb der jeweiligen Komponente steuern.
Diese Steuerungen sind über einen Übertragungsbus 14 miteinander
verbunden und stellen dadurch ein Übertragungsbus-Steuernetz dar.
Das Steuernetz ist in Fig. 4 gezeigt und wird im einzelnen später
beschrieben.
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Wiedergegebene Signale von den Audiowiedergabe-Komponenten werden
selektiv durch einen Wahlschalter 15 an einen Digitalverstärker
16 angelegt. Nach der Verstärkung des Wiedergabesignals durch den
Digitalverstärker 16 wird es an Lautsprecher 17 angelegt, von
denen die wiedergabetöne abgestrahlt werden. Der
Digitalverstärker
16 enthält eine Digitalsignal-Bearbeitungsschaltung, die
durch eine Steuerung in dem Digitalverstärker 16 gesteuert wird,
wobei die Steuerung an der Übertragungs-Sammelleitung 14
angeschlossen ist.
STEUERNETZ DES AUDIOVISUELLEN SYSTEMS
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Fig. 4 zeigt das Steuernetz im Detail. Zum Zwecke der
Beschreibung werden die gemäß Fig. 3 mit dem Übertragungsbus 14
verbundenen audiovisuellen Komponenten des Systems von jetzt ab als
"Einheiten" bezeichnet. Wie Fig. 4 zeigt, sind diese Einheiten
mit der Übertragungs-Sammelleitung 14 parallel zueinander
verbunden. Je eine dieser Einheiten wird als eine durch 200
angezeigte (unabhängige) "Haupt-"Einheit ausgewählt zum Steuern
des Steuernetzes, während die anderen (abhängigen) Einheiten als
durch 200&submin;&sub1; - 200-n bezeichnete "Neben-"Einheiten dienen.
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Die Haupteinheit 200 besitzt eine Hauptsteuerung 18, die durch
einen Übertragungs-Schnittstellen-IC 25 mit dem Übertragungsbus
14 verbunden ist. Die Hauptsteuerung 18 funktioniert als
Steuerung zum Steuern des Kassettenbandgerätes 6 und des
Abstimmgerätes (Tuners) 7. Die Steuerung für das Kasettenbandgerät
steuert auch den automatischen CD-Wechsler 5. Die Nebeneinheiten
200&submin;&sub1; - 200-n haben jeweilige Nebensteuerungen 19 - 14, die
ebenfalls durch jeweilige Übertragungs-Schnittstellen-ICs 26 - 31
mit dem Übertragungsbus 14 verbunden sind.
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Fig. 5 zeigt eine besondere Anordnung, bei der die Haupteinheit
200 und die Nebeneinheit 200-n miteinander verbunden sind. Die
Haupteinheit 200 und die Nebeneinheit 200-n sind durch den
Übertragungsbus 14 miteinander verbunden. Der Übertragungsbus 14
umfaßt ein verdrilltes Leitungspaar. Durch den Übertragungsbus 14
übertragene Übertragungsdaten DT werden durch die Übertragungs-
Schnittstellen-ICs 25, 31 der Haupteinheit 200 bzw. der
Nebeneinheit 200-n gesendet und empfangen. Der
Übertragungs-Schnittstellen-IC 25 ist in einen Übertragungs-Treiber/Empfänger 32 und
einen Übertragungs-Steuer-IC 33 unterteilt. In gleicher Weise ist
der Übertragungs-Schnittstellen-IC 31 in einen Übertragungs-
Treiber/Empfänger 35 und einen Übertragungs-Steuerungs-IC 36
unterteilt. Bisher sind der Übertragungs-Treiber/Empfänger und
der Übertragungssteuer-IC integral in einem 10 kombiniert worden.
Der Übertragungssteuer-IC 33 ist zusammengesetzt aus einem CMOS-
Transistor, während der Übertragungs-Treiber/Empfänger 32 aus
einem bipolaren Transistor mit hoher Strombetreibungs-Fähigkeit
gebildet ist. Der Übertragungs-Treiber/Empfänger 35 und der
Übertragungssteuer-IC 36 sind von gleichem Aufbau wie der
Übertragungs-Treiber/Empfänger 32 bzw. der Übertragungs-Steuer-IC 33.
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So ist der in den Übertragungssteuer-IC 33 und den Übertragungs-
Treiber/Empfänger 32 unterteilte Übertragungs-Schnittstellen-IC
25 fähig, sich auf unterschiedliche Sendemedien für den
Übertragungsbus 14 einzustellen. Nach Fig. 5 ist der Übertragungsbus
14 zusammengesetzt aus einem verdrillten Paar von Leitern oder
Drähten zur Differential-Übertragung. Falls der Übertragungsbus
14, wie in Fig. 6 gezeigt, ein optisches Übertragungskabel 40
umfaßt, kann der Übertragungs-Treiber/Empfänger 32 nach Fig. 5
durch einen elektrooptischen Wandler 38 ersetzt werden, wobei der
Verbindungssteuer-IC 33 ungeändert bleibt. Ein anderer Vorteil
ergibt sich dadurch, daß dann, wenn die Haupteinheit 200 in
erster Linie durch von der Übertragungs-Sammelleitung 14
eintretendes Störungsrauschen versagt, nur der Übertragungs-Treiber/
Empfänger 32 versagen wird, wenn ein außerordentlich großes
Signal von dem Übertragungsbus 14 daran angelegt wird, und ein
Ersatz des versagenden Übertragungs-Treiber/Empfängers 32 durch
einen neuen die Haupteinheit 200 wieder in Gang setzen wird.
Demzufolge kann die Wartung der Haupteinheit 200 und auch der
Nebeneinheit 200-n relativ leicht ausgeführt werden. Die
erleichterte Wartung ist besonders bei audiovisuellen Systemen an
Kraffahrzeugen vorteilhaft, da die Haupt- und Nebeneinheiten dem
durch den Kraffahrzeugmotor eingeführten Rauschen ausgesetzt
sind.
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Weiter ist die Herstellung von bipolaren Transistoren und CMOS-
Transistoren infolge unterschiedlicher Vorgänge leichter und
weniger kostspielig als die Herstellung von Bi-CMOS-ICs.
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Zwar wurde vorstehend nur der Übertragungs-Schnittstellen-IC 25
beschrieben, doch ist auch jede Übertragungs-Schnittstelle 25&submin;&sub1;
- 25-n der anderen Nebeneinheiten 200&submin;&sub1; - 200-n ebenfalls in einen
Übertragungssteuer-IC und einen Übertragungs-Treiber/ Empfänger
unterteilt.
SENDEFORMAT DER ÜBERTRAGUNGSDATEN DT
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Fig. 7 zeigt ein Sendeformat der Übertragungsdaten DT. Wie in
Fig. 7 gezeigt, umfassen die Übertragungsdaten DT von ihrem
Anfang an Hauptadreßdaten MA, welche die Adresse der Haupteinheit
200 anzeigen, Nebenadreßdaten SA, welche die Adreßdaten der
Nebeneinheiten 200&submin;&sub1; - 200-n anzeigen, Nachrichtenlängendaten N,
welche die Nachrichtenlänge der Daten D anzeigen,
Klassifizierungsdaten TP, welche den Typ der Daten D anzeigen, und die
Daten D selbst, welche den zu übertragenden Inhalt darstellen.
Die Klassifizierungsdaten TP und die Daten D bilden eine zu
sendende Datengruppe DG, und die Hauptadreßdaten MA und die
Nebenadreßdaten SA bilden Adreßdaten AD.
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Die Anordnung der Daten D variiert in Abhängigkeit von den
Inhalten der Übertragungsdaten DT, d.h. von den
Klassifizierungsdaten TP. Es gibt grob gesagt drei Formate für die Daten D. Wie
in Fig. 10 gezeigt, ist das erste Format ein Format zum
Bestätigen einer Verbindung, das zweite Format ein Format für
Tasten- und Anzeigedaten und das dritte Format ein Format zum Senden der
sich ergebenden Prüfsumme CS. Das Format zum Bestätigen einer
Verbindung, das eingesetzt wird, wenn die Übertragungsdaten DT
von den Nebeneinheiten 200&submin;&sub1; - 200-n der Haupteinheit 200
übertragen werden, unterscheidet sich von denen, die benutzt werden,
wenn die Verbindungsdaten DT von der Haupteinheit 200 zu den
Nebeneinheiten 200&submin;&sub1; - 200-n übertragen werden. Bei dem Format für
Tasten- und Anzeigedaten gemäß Fig. 10 sind die Daten, die von
den später erwähnten physikalischen Statusdaten zu den
Logikmodusdaten LM reichen, alle identisch und aus der Darstellung
weggelassen.
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Sprecheradreßdaten TL zeigen die Adressen einer sendenden Seite
(Sprecher) an, welche die Übertragungsdaten DT sendet.
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Höreradreßdaten LN bezeichnen die Adresse einer Empfangsseite
(Hörer), welche die Übertragungsdaten DT empfängt.
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Logikstatusdaten LS stellen den Status der der jeweiligen
Logikadresse LA entsprechenden Funktion dar.
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Logikmodusdaten LM stellen den Betätigungsstatus (Modus) der der
jeweiligen Logikadresse LA entsprechenden Funktion dar.
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Die Prüfsummendaten OS sind Daten zum Erfassen eines
hinzugefügten Fehlers, um die Zuverlässigkeit der Daten D zu verbessern.
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Die Klassifizierungsdaten TP sind am vorderen Ende der
Übertragungsdaten DT eingesetzt und bilden einen Datenbereich, der
die Art der den Klassifizierungsdaten TP folgenden Daten angibt.
Die Klassifizierungsdaten TP sind zusammengesetzt aus Haupt-
Klassifizierungsdaten TPL und Neben-Klassifizierungsdaten TPS. Wie
in Fig. 8 gezeigt, stellen die Haupt-Klassifizierungsdaten TPL
die Art der Daten D dar. Falls die gesamten
Klassifizierungsdaten TP aus 8 Bit bestehen, sind die Haupt-Klassifizierungsdaten
TPL 4 Bit höherer Ordnung zugewiesen. Wie in Fig. 9 gezeigt,
werden die Neben-Klassifizierungsdaten TPS hauptsächlich
verwendet, um das Format der Daten D zu identifizieren, und sind
4 Bit niederer Ordnung zugewiesen.
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Da die aus den Haupt-Klassifizierungs- und
Neben-Klassifizierungsdaten TPL und TPS zusammengesetzten Klassifizierungsdaten TP
hinzugefügt sind, werden verschiedene Befehlsdaten nicht in einem
Paket Übertragungsdaten DT vermischt, und ein Übertragungsdaten-
Paket DT kann deswegen kurz und vereinfacht sein. Die
Übertragungsdaten DT können so systematisiert und durch Sende- und
Empfangseinheiten einfach bearbeitet werden. Gekürzte Pakete von
Übertragungsdaten bewirken eine Herabsetzung der Zeit, in der der
Übertragungsbus durch die gesendeten Übertragungsdaten besetzt
ist, so daß sich eine Erhöhung des
Datenübertragungs-Wirkungsgrades ergibt. Da die Haupt-Klassifizierungs- und
Neben-Klassifizierungsdaten in den einleitenden Abschnitt der Nachrichten-
Übertragungsdaten eingesetzt sind, kann der Typ der
Übertragungsdaten durch die Empfangseinheit leicht identifiziert werden zur
Erleichterung von Fehlersuche und Fehler-Analyse.
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Wie in Fig. 11 und 12 dargestellt, stellen die physikalischen
Adreßdaten PA Übertragungsadressen dar zum Angeben der
Übertragungs-Schnittstellen-ICs 25 - 31 der Haupteinheit 200 und der
Nebeneinheiten 200&submin;&sub1; - 200-n an dem Übertragungsbus 14, wobei die
Adressen die Haupteinheit 200 bzw. die Nebeneinheiten 200&submin;&sub1; - 200-n
bezeichnen. Die physikalischen Adreßdaten PA zum Angeben der
Haupteinheit sind jederzeit festgelegt. Grundsätzlich ist einer
Einheit eine Gruppe physikalischer Adreßdaten PA zugeordnet. Fig.
14 zeigt ein Beispiel, bei dem den in Fig. 4 gezeigten Einheiten
physikalische Adreßdaten zugeordnet sind. In Fig. 14 sind die
physikalischen Adreßdaten PA für die Haupt- und Nebensteuerungen
18 - 24 eingerichtet. Das geschieht deshalb, weil ein Fall
vorhanden sein kann, daß zwei funktionelle Elemente, wie das
Kassettenbandgerät 6 und das Abstimmgerät 7, mit einer
Hauptsteuerung 18 verbunden sind, wie der Haupteinheit 200. Falls
eine Steuerung nur eine Funktion besitzt, bezeichnen die
physikalischen Adreßdaten PA und die Logikadreßdaten LA die gleiche
Adresse, wie bei den Nebensteuerungen 19 - 24.
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Die physikalischen Statusdaten PS stellen die Statusinformation
über die Haupteinheit 200 und die Nebeneinheiten 200&submin;&sub1; - 200-n dar
und enthalten Daten, die für die Anzahl der Funktionsadressen
(d.h. der später beschriebenen Logikadreßdaten LA) bezeichnend
sind, welche die Einheiten besitzen.
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Wie in Fig. 13 gezeigt, sind die Logikadreßdaten LA Daten, die
für jede Funktion (d.h. Abstimmgerät und Kassettenbandgerät)
bezeichnend sind, welche die Haupteinheit 200 und die
Nebeneinheiten 200&submin;&sub1; - 200-n besitzen. Die Anzahl von Logikadreßdaten LA
ist nicht festgelegt, weil so viele Logikadreßdaten LA (z.B. LA&sub1;,
LA&sub2;, ...) vorhanden sind, wie Funktionen durch die Steuerung,
welche durch die physikalischen Adreßdaten PA bestimmt ist,
innegehabt werden. Fig. 14 zeigt auch die Logikadreßdaten LA, die
den in Fig. 4 gezeigten Einheiten zugeordnet sind.
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Im einzelnen besitzen die Übertragungs-ICs 25 - 31 physikalische
Übertragungsadressen PA. Jede Haupt- und Nebeneinheit 200, 200&submin;&sub1;,
..., 200&submin;&sub6; besitzt eine physikalische Funktionsadresse PAF und die
Logikadresse LA. Die Hauptsteuerung 18 enthält zwei Steuerungen
zum Steuern des Kassettenbandgerätes 6 und des Abstimmgerätes 7
und deswegen sind diesen beiden Steuerungen zwei Logikadressen LA
zugeordnet. In gleicher Weise enthält eine Steuerung der
Nebeneinheit 200&submin;&sub3; eine Anzeigesteuerung und eine externe
Befehlssteuerung, und deshalb ist jeder Steuerung eine
Logikadresse zugeordnet. Falls jede Steuerung der Nebeneinheiten, wie
es in den Einheiten 200&submin;&sub1;, 200&submin;&sub2;, 200&submin;&sub4;, 200&submin;&sub5;, 200&submin;&sub6;, aber nicht in
der Einheit 200&submin;&sub3; gezeichnet ist, nur eine Funktion besitzt, ist
die jeweilige Logikadresse gleich der physikalischen
Funktionsadresse.
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Die Inhalte der zwischen der Haupteinheit 200 und den
Nebeneinheiten 200&submin;&sub1; - 200-n zu übertragenden
Nachrichten-Verbindungsdaten DT werden bestimmt durch die Klassifizierungsdaten
TP, (siehe Fig. 7 und 10) und die Übertragungsdaten DT sind von
unterschiedlicher Art, wie in Fig. 8 gezeigt. Die Nachrichten-
Verbindungsdaten DT enthalten Befehlsdaten CMD. Wie in Fig. 8
gezeigt, enthalten die Befehlsdaten CMD einen Tastenbefehl TP =
3H, einen Systembefehl TP = 4H und einen Spezialbefehl TP = 5H.
Da diese Befehlsdaten CMD Betätigungsbefehle für die an dem
Übertragungsbus 14 angeschlossenen Nebeneinheiten 200&submin;&sub1; - 200-n
darstellen, ist es notwendig, zu bestätigen, ob diese
Befehlsdaten CMD richtig übertragen wurden oder nicht. Wenn der
Systembefehl TP = 40H, der wichtige Befehlsdaten CMD darstellt,
empfangen wird, sendet die empfangende Einheit (die eine der
Nebeneinheiten 200&submin;&sub1; - 200-n oder die Haupteinheit 200 sein kann)
Quittierungsdaten ACK. Für den Tastenbefehl (TP = 30H) und den
Spezialbefehl (TP = 50H) werden die Prüfsummen bestätigt.
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Wie in der obersten Zeile in Fig. 15 gezeigt, werden die
Quittierungsdaten ACK dargestellt durch Logikstatusdaten LS&sub1;, LS&sub2;,
... wie schneller Vorschub (FF) des Kassettenbandgerätes,
gefolgt von den Klassifizierungsdaten TP, den physikalischen
Statusdaten PS, den Sprecheradreßdaten TL, den Höreradreßdaten LN.
Mit LM sind Logikmodusdaten wie Tuner EIN- oder AUS- Modus
bezeichnet. Die Sprecheradreßdaten TL stellen die Adresse einer
Sendeseite (Sprecher) dar, welche die Befehlsdaten CMD sendet,
und die Höreradreßdaten LN bezeichnen die Adresse einer
Empfangsseite (Hörer), welche die Befehlsdaten CMD empfängt. Die
Sprecheradreßdaten TL und die Höreradreßdaten LN werden benutzt,
um die Sende- bzw. Empfangsseite zur richtigen Quittierung
festzulegen.
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Wenn eine Vielzahl von Systembefehlen in den Befehlsdaten CMD
auf einanderfolgend in Asynchronsendung übermittelt werden, kann
die die Befehle sendende Seite nicht bestimmen, welche
Befehlsdaten CMD den zurückgekehrten Quittierungsdaten ACK entsprechen.
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Um diese genannte Schwierigkeit zu überwinden, wird, wie in der
unteren Zeile in Fig. 15 gezeigt, in den gesendeten Befehlsdaten
CMD den Klassifizierungsdaten TP ein Systembefehl hinzugefügt,
und auch die Prüfsummendaten werden hinzugefügt, und auf diese
Weise werden die zurückzusendenden Rücklaufdaten erzeugt.
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Durch Zurücksenden der so erzeugten Rücklauf- oder Echoback-Daten
kann die sendende Seite aufgrund des Systembefehls in den
Befehlsdaten CMD, die in den Rücklaufdaten enthalten sind,
bestimmen, ob die Quittierungsdaten ACK, die von der
Empfangsseite zurückgesendet wurden, dem Systembefehl in den gesendeten
Befehlsdaten CMD entsprechen. Deshalb ist die sendende Seite
fähig, Quittierungsdaten entsprechend einer Vielzahl
aufeinanderfolgender Systembefehle zu bestimmen.
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Das Hinzufügen des Systembefehls zu den Quittierungsdaten ACK
erhöht die Datenlänge und damit die zum Senden der Daten
erforderliche Zeit. Um die Sendezeit zu verringern, werden ein
wichtiger Befehl (d.h. der Systembefehl, wie ein EIN-Befehl der
Haupteinheit) und unwichtige Befehle (d.h. der Tastenbefehl und
spezielle Befehle wie ein Anzeigebefehl für die Abstimmfrequenz)
unterschiedlich behandelt, und nur die Rücklaufdaten in Reaktion
auf wichtige Befehle werden zurückgeschickt.
ÜBERTRAGUNGS-BETRIEB
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Das Senden der Nachrichten-Übertragungsdaten DT zwischen der
Haupteinheit 200 und den Nebeneinheiten 200&submin;&sub1; - 200-n des
audiovisuellen Systems wird nachfolgend beschrieben.
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Fig. 16 zeigt einen bestimmten Nachrichten-Übertragungsvorgang
oder eine Nachrichten-Übertragungsabfolge zum Bestätigen einer
Verbindung, wenn die Haupteinheit durch eine Nebeneinheit
angegangen wird, welche TV- und FM/AM-Abstimmkreise enthält, um
die Verbindung der Nebeneinheit mit dem audiovisuellen System zu
bestätigen.
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In diesem Netz senden, anders als bei dem üblichen Abfrage-
Verfahren, die Nebeneinheiten einen Eigenbericht über sich
selbst zur Haupteinheit. Die Haupteinheit greift anfangs nicht
zwangsweise auf die Nebeneinheiten zu.
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Zuerst sendet die Nebeneinheit durch den Verbindungsbus 14
Übertragungsdaten DT, zum Anfordern der Bestätigung einer Verbindung
mittels eines Eigenberichts zu der Haupteinheit. Zu diesem
Zeitpunkt enthalten die Übertragungsdaten DT&sub1; die eigenen
physikalischen Adreßdaten PA, angezeigt durch "123H" ("H" bedeutet
hexadezimale Notation), physikalische Adreßdaten PA der
Haupteinheit, angezeigt durch "100H", Logikadreßdaten LA&sub1; = 05 und
Logikadreßdaten LA&sub2; = 07, die anzeigen, daß die
Nachrichten-Übertragungsdaten sendende Nebeneinheit TV- und FM/AM-Abstimmkreise
enthält (siehe Fig. 13). Wenn die Nachrichten-Übertragungsdaten
DT, empfangen wurden, registriert die Haupteinheit 200 aufgrund
der physikalischen Adreßdaten PA = 123H die Tatsache, daß die
Komponenten mit den durch LA&sub1; = 05, LA&sub2; = 07 bezeichnenden
Funktionen an dem Übertragungsbus 14 angeschlossen sind. Diese
Komponenten werden danach als Mitglieder des audio-visuellen
Systems behandelt. In Reaktion auf die empfangenen Nachrichten-
Übertragungsdaten DT&sub1; sendet die Haupteinheit Antwortdaten RDT&sub1;
zurück zu der Nebeneinheit, welche anzeigen, daß die Haupteinheit
die Nachrichten-Übertragungsdaten DT&sub1; empfangen hat. Dann sendet
die Haupteinheit Systemverbindungs-Information DT&sub2; zu der
Nebeneinheit, um der neu angeschlossenen Nebeneinheit die
Mitglieder oder Komponenten des audiovisuellen Systems zu wissen
zu geben. Wenn die Systemverbindungs-Information DT&sub2; empfangen
wurde, sendet die Nebeneinheit Rücklaufdaten RDT&sub2; zurück zu der
Haupteinheit, um den Empfang der Systemverbindungs-Information
DT&sub2; zu bestätigen. Nachdem ein vorbestimmter Zeitraum verstrichen
ist, sendet die Nebeneinheit Nachrichten-Übertragungsdaten DT&sub3;,
welche eine Anforderung zum Bestätigen einer Verbindung
(Eigenreport) betreffen, wieder zu der Haupteinheit. Die Nachrichten-
Übertragungsdaten DT&sub3; werden wieder gesendet, weil die Verbindung
periodisch bestätigt werden muß, da das audiovisuelle System an
dem Kraftfahrzeug in Abhängigkeit von dem ACC-Schalter ein- oder
ausgeschaltet wird.
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Wie vorstehend beschrieben, enthalten die
Nachrichten-Übertragungsdaten DT die physikalischen Adreßdaten FA und die
Logikadreßdaten LA, und die physikalischen Adreßdaten FA und die
Logikadreßdaten LA sind voneinander unabhängig. Deshalb kann jede
gewünschte Kombination von physikalischen und logischen
Adreßdaten FA, LA benutzt werden, um Nachrichten-Übertragungsdaten zu
irgendeiner gewünschten Einheit zu senden.
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Während eine Nachrichtenverbindung zwischen der Neben- und der
Haupteinheit vorstehend beschrieben wurde, ist es auch möglich,
Nachrichtenverbindungsdaten zwischen den Nebeneinheiten zu
senden.
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Wie vorstehend beschrieben, sind das Format der
Nachrichtenverbindungsdaten DT&sub2; und die Zuordnung der Adressen zu den
Einheiten unterschiedlich bezüglich der physikalischen Adreßdaten
FA und der Logikadreßdaten LA. Demzufolge kann, auch wenn die
physikalischen Adreßdaten FA unbekannt sind, eine neue Einheit
angeschlossen werden und mit bestehenden Einheiten in Verbindung
treten, vorausgesetzt, Logikadreßdaten LA sind klar eingerichtet.
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Insbesondere wird angenommen, wie in Fig. 17 gezeigt, daß eine
neue Nebeneinheit 200-m an dem Übertragungsbus 14 angeschlossen
ist. Auch wenn die physikalischen Adreßdaten FA der Nebeneinheit
200-m "101" sind, was nicht angenommen wird, vorausgesetzt die
Funktion der Nebeneinheit ist eine Anzeigefunktion, besteht die
gleiche Funktion in der Haupteinheit 200 registriert als
Logikadreßdaten LA = 01, und damit kann auf die Logikadreßdaten
LA zugegriffen werden. Deshalb ist es möglich, die Nebeneinheit
200-m mit der Haupteinheit 200 zu verbinden. Die Fähigkeit des
audiovisuellen Systems, sich selbst zu erweitern, wird so
verbessert.
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Fig. 18 zeigt eine Abfolge zum Senden eines EIN-Befehls, der ein
Systembefehl ist (TP = 40H), von der Haupteinheit zu einer
Nebeneinheit oder einem Abstimmgerät. Die Haupteinheit sendet
zuerst Nachrichten-Übertragungsdaten, welche einen EIN-Befehl
(02) zum Einschalten des Abstimmgerätes enthalten, an das
Abstimmgerät. In Reaktion auf die Nachrichten-Übertragungsdaten
sendet das Abstimmgerät Rückdaten zurück, welche den Empfang der
Nachrichten-Übertragungsdaten bestätigen. Das Abstimmgerät sendet
auch Quittierungsdaten ACK an die Haupteinheit, die den Empfang
des Befehls anzeigen. Wenn der gesendete Befehl ein wichtiger
Systembefehl (TP = 40H) ist, fügt das Abstimmgerät Rücklaufdaten
EB hinzu, wie in Fig. 15 gezeigt. Diese Rücklaufdaten EB
enthalten die Klassifizierungsdaten TP (40H), die Befehlsdaten CMD
(02), andere Daten EX, EX, welche die gleichen Daten sind, wie
sie in den von der Haupteinheit zu der Nebeneinheit gesendeten
Befehlsdaten enthalten sind, und Prüfsummendaten CS. Deshalb kann
die Haupteinheit zuverlässig aufgrund der hinzugefügten
Rücklaufdaten EB bestimmen, welchen Befehl die Quittierungsdaten ACK
betreffen, wodurch sich eine hochschnelle Asynchron-Übertragung
ergibt. Dann schickt die Haupteinheit in Reaktion auf die
Quittierungsdaten ACK Rücklaufdaten zu dem Abstimmgerät oder der
Nebeneinheit.
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Befehlsdaten enthalten erste wichtige Befehlsdaten, wie den EIN-
Befehl, welche Quittierungsdaten erfordern, und zweite
Befehlsdaten, die nicht wichtig sind und keine Quittierungsdaten
erfordern, und die ersten und zweiten Befehlsdaten werden bei der
Rücksendung der Quittierungsdaten unterschiedlich behandelt. Die
zweiten Befehlsdaten enthalten Daten wie die Anzeige-Befehlsdaten
zur Anzeige der Tunerfrequenz.
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Zwar wurden gewisse bevorzugte Ausführungen der vorliegenden
Erfindung im einzelnen gezeigt und beschrieben, doch ist zu
verstehen, daß dabei verschiedene Änderungen und Abwandlungen
getroffen werden können, ohne von dem Bereich der beigefügten
Ansprüche abzuweichen.