EP4315794A1 - Verfahren und knoten eines datennetzwerks zum weiterleiten von dateninhalten - Google Patents

Verfahren und knoten eines datennetzwerks zum weiterleiten von dateninhalten

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Publication number
EP4315794A1
EP4315794A1 EP22717175.8A EP22717175A EP4315794A1 EP 4315794 A1 EP4315794 A1 EP 4315794A1 EP 22717175 A EP22717175 A EP 22717175A EP 4315794 A1 EP4315794 A1 EP 4315794A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
data
connection
data connection
telegrams
node
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22717175.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Axel Hosemann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Inventio AG
Original Assignee
Inventio AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Inventio AG filed Critical Inventio AG
Publication of EP4315794A1 publication Critical patent/EP4315794A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/40—Bus networks
    • H04L12/407—Bus networks with decentralised control
    • H04L12/413—Bus networks with decentralised control with random access, e.g. carrier-sense multiple-access with collision detection [CSMA-CD]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L47/00—Traffic control in data switching networks
    • H04L47/10—Flow control; Congestion control
    • H04L47/24—Traffic characterised by specific attributes, e.g. priority or QoS

Definitions

  • the invention relates to a method for forwarding data content with the features of claim 1 and a node of a data network with the features of claim 11.
  • Data networks with a large number of nodes are used in particular to exchange data or signals between different devices or machines.
  • a data network can be understood as a combination of various technical, primarily independent electronic systems such as computers, sensors, actuators, agents and other electronic components, with the combination enabling communication between the individual systems.
  • the aim here can be a shared use of resources.
  • the communication typically takes place using specified protocols that specify, among other things, the way in which data content is to be structured and transmitted.
  • the data contents are usually embedded as user data in a so-called data telegram with a structure specified by the protocol.
  • field devices arranged distributed in a data network can exchange data with a central controller and/or with one another via a data network.
  • the field devices can be integrated into the data network directly (ie directly) or via a node of the data network (ie indirectly).
  • Each of the field devices can have a sensor and/or an actuator, for example. Measurement data recorded by the sensor or other signals can then be transmitted to the controller via the data network. Alternatively or additionally, data can be transmitted from the controller to the sensor or an actuator, for example in the form of control signals.
  • field device is to be understood here in a very general manner. It is to be understood as any device connected directly or indirectly to a data network, to which data can be sent or from which data can be received.
  • a The field device can thus also be embodied, for example, as an operating unit of an elevator system for calling an elevator and/or for entering a destination floor.
  • Such a control unit sends data in the form of input from a user and receives data which are output, for example, via a display. For example, information about the selected floor, but also graphics,
  • a field device can, for example, also be designed as a display that only receives and displays information.
  • WO 2021/004835 A1 describes a method and a data network with nodes for communicating data content, in particular in an elevator installation.
  • WO 2021/004835 A1 mainly deals with the rapid and secure transmission of safety-related data in an elevator installation. However, it is not discussed in detail how, in addition to the safety-relevant data, further data, such as for example from and to control units or to displays of the elevator installation, can be transmitted.
  • the object of the invention to propose a method and a node of a data network for forwarding data content, which allows transmission of different data content in a data network while simultaneously ensuring fast and secure transmission of prioritized data content.
  • this object is achieved with a method having the features of claim 1 and a node of a data network having the features of claim 11.
  • the exemplary embodiments described relate equally to the method for forwarding data content from a second data connection and a third data connection of a node in a data network to a first data connection of the node and to the node itself.
  • the method steps mentioned below can also be used implement as features of the node, and vice versa.
  • the node is thus configured in particular in such a way that it can carry out the methods described or the methods described can be carried out with it.
  • first data telegrams forming first data content can be output via the first data connection in accordance with the Ethemet protocol
  • Second data telegrams forming second data content can be received via the second data connection in accordance with the Ethemet protocol
  • third data telegrams forming third data content can be received via the third data connection in accordance with the Ethemet protocol
  • Data content is embedded as so-called payload data in a so-called data telegram, with the structure of the data telegram being specified by a protocol.
  • a first data telegram which is output via the first data connection and forms first data content, is derived either from a second data telegram or from a third data telegram. It should also be understood that a received second data telegram is output either identically or modified as the first data telegram, or a received third data telegram is output either identically or modified as the first data telegram. The first data telegram therefore does not result from the second and the third data telegram.
  • the third the data telegram is output identically, ie without modifications, as the first data telegram.
  • the second data telegram can be output in modified form as the first data telegram.
  • data content can be integrated into the second data telegram before it is output.
  • the method also has the following method steps, which are carried out in the order mentioned:
  • the seventh data content received is integrated without delay into first data telegrams output via the first data connection when second data content received via the second data connection is forwarded to the first data connection.
  • the inventive method can on the fourth Data connection in particular eighth data content are output.
  • seventh data content can be received and eighth data content can be output at the same time.
  • the fourth data connection is therefore in particular full-duplex capable.
  • the fourth data connection is designed in particular as a so-called Serial Peripheral Interface (SPI), which enables fast and reliable data transmission.
  • SPI Serial Peripheral Interface
  • the fourth data connection is connected in particular to a safe sensor or a safe actuator and thus to a safe input/output unit which performs safety-critical functions.
  • Such an input/output unit is also referred to as "safe I/O”.
  • the fourth data connection can be connected, for example, to a safe door contact of an elevator system, which assumes the safety-critical function of recognizing a closed state of an elevator door.
  • the first and second data connection of the node is constructed in particular in two parts.
  • a first, outer part receives an analog signal via a transmission medium, in particular via a cable, and converts the content of the data telegram into a digital signal when it recognizes that a data telegram has been received.
  • This digital signal which represents a data telegram, is transmitted to a second, inner part of a data connection, together with other signals required for data transmission in accordance with the Ethernet protocol, in order to be forwarded from there for further processing.
  • the inner part can also be referred to as the so-called "MAC” or "Host".
  • MAC so-called "MAC” or "Host”.
  • For the output of data telegrams corresponding digital signals are transmitted from the inner part to the outer part, in order to then be output as an analogue signal.
  • the outer part of a data connection is therefore dependent on the transmission medium used, whereas the inner part is independent of the transmission medium.
  • the outer part of the first and second data connection of the node is designed in particular as a so-called PHY.
  • a PHY is a specialized integrated circuit responsible for encoding and decoding data between a purely digital system and a modulated analog one. PHY stands for physical interface.
  • the inner part of the first and second data connection of the node is implemented in particular as a so-called “media-independent interface” (MII) or “reduced media-independent interface” (RMII).
  • MII media-independent interface
  • RMIII reduced media-independent interface
  • the outer part of the second data connection recognizes the receipt of a second data telegram, in addition to the data telegram it transmits a signal identifying the receipt of data as an additional signal, ie a reception signal to the inner part of the second data connection.
  • Said additional signal is referred to in particular as an RX_DV signal (abbreviation of "Receive data valid").
  • the second data telegram received via the second data connection is not output directly via the first data connection, but is routed to an intermediate buffer, ie an intermediate memory of the node, whereby at least part of the second data telegram is stored in the intermediate buffer.
  • the intermediate buffer is designed in particular as a so-called First In-First Out (FIFO) memory or register. In this way, the parts of the second data telegram which were sent to the intermediate buffer first are also the first to be removed from the intermediate buffer again.
  • the intermediate buffer is selected to be large enough that it can accommodate the part of the second data telegram that is to be stored.
  • the data content of the part of the second data telegram stored in the intermediate buffer begins to be output as the first data telegram via the first data connection. This occurs regardless of whether the second data telegram has already been read in completely.
  • Delaying the output of data content received via the second data connection from the intermediate buffer via the first data connection causes the first data telegram, which goes back to a third data telegram and is partially output via the first data connection, and the first data telegram to the second Data telegram returning and output via the first data connection first data telegram a time gap arises.
  • This gap is necessary so that individual first data telegrams can be distinguished from one another and can therefore be correctly received by a receiving node receiving the first data telegrams.
  • the method according to the invention thus advantageously enables data content from a field device connected to the node via the third data connection to be output via the first data connection and at the same time the transmission of data content received via the second data connection and having a higher priority is secured and with a guaranteed, forwarded with minimal time delay and thus output via the first data connection.
  • This is particularly advantageous when the second data content includes safety-relevant data, the forwarding of which must be guaranteed within a predetermined time for safe operation of the system having the node, in particular an elevator system.
  • the third data telegram is not lost when the method according to the invention is used.
  • an interrupted output of a data telegram is repeated from the beginning as soon as output is possible again.
  • the interrupted output of the data content of the third data telegram is therefore repeated.
  • the output is repeated, in particular after waiting for a random waiting time after recognizing that neither first data telegrams are being output via the first data connection, nor are second data telegrams being received via the second data connection. This behavior is defined in the Ethernet protocol used or specified in the case of collisions with half-duplex transmission.
  • the node has what is known as a "Field Programmable Gate Array” (FPGA), ie an integrated circuit using digital technology, into which a logic circuit can be loaded.
  • FPGA Field Programmable Gate Array
  • a desired circuit structure of the node can thus be specified.
  • the inner parts of the first and second data connection described above are realized on the FPGA. About the Both data connections allow the FPGA to send and receive data telegrams according to the Ethemet protocol.
  • the inner part of the first data connection can be viewed as a first interface and the inner part of the second data connection as a second interface of the FPGA.
  • a third interface is implemented on the FPGA, which forms the third data connection of the node.
  • the interface is in particular also implemented as a "media independent interface” (MII) or a “reduced media-independent interface” (RMII).
  • MII media independent interface
  • RMII reduced media-independent interface
  • the FPGA can send and receive data telegrams according to the Ethemet protocol via the third interface.
  • the third interface of the FPGA thus receives digital signals and outputs digital signals.
  • the digital signals are transmitted, for example, via conductor tracks or via a plug-in connection between electronic components.
  • the node thus represents a PHY via which the electronic device via a MAC or host, in particular in the form of a "media-independent interface " (MII) or "Reduced Media-independent Interface” (RMII) can receive and output data telegrams via the first data connection of the node.
  • MII media-independent interface
  • RMII Reduced Media-independent Interface
  • the node prefferably has an integrated circuit which has the circuit structure configured in the FPGA and has the interfaces mentioned.
  • the outputting of first data telegrams via the first data connection and the receiving of second data telegrams at the second data connection takes place in particular in accordance with the Ethernet standard IEEE802.3bw 100BASE-T1, which is also referred to as automotive Ethernet.
  • the analog transmission runs over an unshielded, twisted, two-wire cable ("unshielded single twisted pair" cable) with a data transmission rate of 100 Mbit/s. Said cable can be considered as a data communication path connecting different nodes.
  • the data is also transmitted via the third data connection according to the Ethernet standard with a data transmission rate of 100 Mbit/s,
  • a node of a data network having a first data port, a second data port, a third data port and a fourth data port, the node being configured to
  • data content is sent or received at the first, second and third data connection at the same transmission rate and the stated time period before data content received via the second data connection is output from the intermediate buffer via the first data connection corresponds to at least a minimum waiting time of the Ethemet type used by the first data port and the second data port.
  • Adherence to this period of time guarantees that there is such a large distance between a first data telegram, which is partially output via the first data connection and which contains third data content and whose output was interrupted, and a first data telegram with second data content, which is output after the time period has expired, that these two telegrams according to the Ethemet protocol used, can be reliably recognized as two separate data telegrams and can be correctly received by a receiving node receiving the data telegrams. This ensures secure transmission of the second data content.
  • the specified period of time is, in particular, precisely the specified minimum waiting time. This also enables the fastest possible transmission of the second data content.
  • the period of time mentioned can also be slightly longer than the minimum waiting time mentioned.
  • the specified minimum waiting time (English: Interpacket Gap, abbreviation IPG) is basically 96 bit times for the Ethemet protocol. A bit time is the transmission time of a bit. When using the Ethernet standard IEEE802.3bw 100BASE-T1 with a data transmission rate of 100 Mbit/s, the minimum waiting time is 0.92 ps.
  • the length of the period of time mentioned has a direct effect on the size of the intermediate buffer into which a received second data telegram is routed.
  • the intermediate buffer must be at least as large as the amount of data that can be sent or received in the specified period of time.
  • the intermediate buffer must therefore be at least 96 bits or 12 bytes large for a time span of 96 bit times.
  • the intermediate buffer is exactly 96 bits or 12 bytes in size.
  • either third data telegrams can be received or fourth data telegrams can be output via the third data connection at a point in time.
  • Data content is thus transmitted via the third data connection in the so-called half-duplex process in accordance with the Ethemet protocol.
  • the third data connection is connected in particular to a microcontroller of a field device.
  • Such microcontrollers usually have an interface in the form of a “media-independent interface” (MII) or a “reduced media-independent interface” (RMII) with half-duplex functionality.
  • MII media-independent interface
  • RMIII reduced media-independent interface
  • the third data connection is connected to a first external data interface of a first field device for data transmission.
  • a reception signal is output to the first external data interface via the third data connection.
  • This reception signal indicates an output of fourth data telegrams from the third data connection to the first external data interface, which, in accordance with the Ethemet protocol used, detects a collision during data transmission between the third data connection and the first external data interface and said data transmission at the third data connection is stopped .
  • third data telegrams from the first external data interface can thus be broken off very easily.
  • the third data telegram sent when the message is aborted is not lost, but is automatically retransmitted in full by the first external data interface as soon as the first data protocols can be output again via the first data connection of the node.
  • the receive signal is output to the first external data interface until the second data content received via the second data connection has been output via the first data connection.
  • a data transmission between the external data interface of the first field device and the third data connection of the node is to be understood here as the exchange of third and fourth data telegrams.
  • other signals that are necessary for the correct course of the data transmission such as the reception signal mentioned, can be exchanged.
  • the received signal output by the third data connection to the first external data interface is used as a CRS signal when the third data connection is implemented as a "media independent interface” (MII) and as a "reduced media-independent interface” (RMII) referred to as RX DV signal.
  • MII media independent interface
  • RX DV reduced media-independent interface
  • the external data interface of the first field device can also be connected indirectly to the third data connection.
  • the third data port can be connected to a converter to form a USB port, to which the external data interface of the first field device is connected.
  • a jam signal sent from the first external data interface to the third data connection according to the Ethernet protocol used, which indicates a collision during data transmission between the third data connection and the first external data interface, is not output via the first data connection .
  • the jam signal is thus not forwarded by the FGPA to the first data port.
  • a (logical) switch is configured in the FPGA for this purpose, by means of which a connection from the third to the first data connection can be interrupted.
  • the jam signal As explained above, according to the Ethemet protocol, a minimum waiting time must be observed between data telegrams, with the jam signal also being regarded as a data telegram.
  • the output of the jam signal received via the third data connection would thus delay the start of the output of the second data content of the second data telegram routed to the intermediate buffer. Suppressing the output of said jam signal thus enables the second data content to be transmitted particularly quickly.
  • fifth data telegrams are received via the first data connection at the same time as the first data telegrams are sent, and sixth data telegrams are output via the second data connection at the same time as the second data telegrams are received.
  • Fifth data telegrams received via the first data connection are output without changes via the second data connection as sixth data telegrams.
  • Data content is thus transmitted via the first and the second data connection in the so-called full-duplex method in accordance with the Ethernet protocol.
  • only second data content received via the second data connection, which is output via the first data connection can be modified.
  • the fifth data telegrams received via the first data connection are output as fourth data telegrams, in particular via the third data connection.
  • a large amount of data can thus be transmitted very easily via the third data connection to a field device connected there.
  • the methods described for forwarding data content from a second data connection and a third data connection of a node of a data network to a first data connection of said node can be used particularly advantageously in a method for communicating data content within a data network, the data network being part of an elevator system in particular.
  • the data network has a plurality of nodes connected to one another via data communication paths, each with a first data connection and a second data connection, in order to exchange data telegrams forming data content between the nodes,
  • the nodes being serially connected to one another via the data communication paths and the first data connections and the second data connections to form a chain extending from a first node to a last node
  • nodes where at least two nodes are connected via a respective third data connection to a first external data interface of a respective field device and via a respective fourth data connection (48) to a respective safe input/output unit (60) for data transmission, are connected to a first field device for Data transmission and nodes connected to a secure input/output unit received from the second data port Data content, third data content received from the third data connection and fourth data content received from the fourth data connection are forwarded using a method for forwarding data content as described above.
  • the node of a data network according to the invention described above can be used particularly advantageously in a data network, with the data network being part of an elevator system in particular.
  • the data network has a plurality of nodes connected to one another via data communication paths, each with a first data connection and a second data connection, in order to exchange data telegrams forming data content between the nodes,
  • nodes are serially connected to one another via the data communication paths and the first data connections and the second data connections to form a chain extending from a first node to a last node, at least two nodes are designed as a node according to the invention described above.
  • An elevator system with such a data network has the advantage that data content can be transmitted quickly and securely.
  • FIG. 1 shows a node of a data network connected to a field device and a secure input/output unit
  • FIG. 2 shows schematic signal curves when forwarding received second and third data content through the node from FIGS. 1 and 3 an elevator system with a data network.
  • a node 10 of a data network not shown in FIG. 1 has a “Field Programmable Gate Array” (FPGA) 12.
  • the FPGA 12 has a first interface 14, which is implemented as a full-duplex-capable “Reduced Media Independent Interface” (RMII).
  • RMII Real-Field Programmable Gate Array
  • the first interface 14 forms an inner part of a first data connection 15 of the node 10.
  • the first interface 14 is connected to an outer part 16 of the first data connection 15 of the node 10, which is formed by a so-called PHY.
  • the outer part 16 of the first data connection 15 is referred to below as the first PHY 16 .
  • the first PHY 16 can output first data telegrams and fifth data telegrams at the same time via a connected unshielded, twisted, two-wire cable ("unshielded single twisted pair" cable) (94 in FIG. 3) according to the Ethernet standard IEEE802.3bw 100BASE-T1 receive data telegrams.
  • the first data connection 15 can thus send and receive data telegrams according to the Ethernet protocol in the full-duplex process.
  • First data telegrams are shown symbolically as an outgoing arrow 18 and fifth data telegrams are shown symbolically as an incoming arrow 20 .
  • the FPGA 12 also has a second interface 26 which is implemented analogously to the first interface 14 .
  • the second interface 26 is connected to a second PHY 28 , implemented analogously to the first PHY 16 , of a second data port 27 of the node 10 .
  • the second PHY 28 can receive second data telegrams via a connected, unshielded, twisted, two-wire cable (94 in FIG. 3) according to the Ethernet standard IEEE802.3bw 100BASE-T1 and simultaneously output sixth data telegrams.
  • the data transmission rate is thus 100 Mbit/s.
  • Second data telegrams are symbolically represented as an incoming arrow 30 and sixth data telegrams are symbolically represented as an outgoing arrow 32 .
  • the second data connection 27 can thus send and receive data telegrams according to the Ethernet protocol in full duplex mode.
  • further signals required for data transmission according to the Ethemet protocol are sent and received.
  • further signals required for data transmission in accordance with the Ethemet protocol are exchanged between the second interface 26 and the second PHY.
  • Further signals sent from the second interface 26 to the second PHY 28 are shown symbolically as a dashed arrow 34 and the further signals received by the second interface 26 from the second PHY 28 are shown symbolically as a dashed arrow 36 .
  • the FPGA 12 has a memory 37 or a memory 37 is configured in the FPGA 12 .
  • the memory 37 is configured as a so-called First In - First Out (FIFO) memory or register and can hold 12 bytes.
  • the FPGA 12 is configured in such a way that a second data telegram 30 received from the second data connection 27 can be at least partially temporarily stored in the memory 37 . Data contents of a second data telegram 30 stored first in memory 37 are also first removed from memory 37 again.
  • FIFO First In - First Out
  • the FPGA 12 also has a third data connection 38 which is designed as a third interface.
  • the third interface and thus the third data connection 38 is implemented as a half-duplex-capable “Reduced Media-Independent Interface” (RMII).
  • Third data telegrams can be received via the third data connection 38 and fourth data telegrams can be output in digital form according to the Ethernet standard with a data transmission rate of 100 Mbit/s.
  • Third data telegrams are symbolically represented as an incoming arrow 40 and fourth data telegrams are symbolically represented as an outgoing arrow 42 .
  • further signals required for data transmission in accordance with the Ethemet protocol are sent and received.
  • the further signals received are shown symbolically as a dashed incoming arrow 44 and the further signals sent are shown symbolically as a dashed outgoing arrow 46 .
  • the FPGA 12 also has a fourth data port 48, which as a fourth interface is executed.
  • the fourth interface and thus the fourth data connection 48 is implemented as a full-duplex serial peripheral interface (SPI). Seventh data telegrams can be received and eighth data telegrams can be output at the same time via the fourth data connection 48 . Seventh data telegrams are represented symbolically as an incoming arrow 50 and eighth data telegrams are represented symbolically as an outgoing arrow 52 .
  • the fourth data port 48 can be used in full or half-duplex mode.
  • the node with the data connections described can be in the form of an integrated circuit. It is also possible that the FPGA and thus the node does not have a fourth data connection but only a first, second and third data connection
  • the node 10 is connected to a field device 54 via the third data connection 38 .
  • the field device 54 can be designed, for example, as an operating unit (see FIG. 3) of an elevator system for calling an elevator and/or for entering a destination floor.
  • the field device 54 has a microcontroller 56 with a data interface 58 implemented as a half-duplex-capable "Reduced Media-Independent Interface” (RMII).
  • the data interface 58 is connected to the third data connection 38 of the node 10 via a direct plug-in connection. It can thus output third data telegrams 40 to the third data connection 38 and receive fourth data telegrams 42 from the third data connection 38 of the node 10 .
  • the further signals 44 can be output and the further signals 46 can be received.
  • the node 10 is connected via the fourth data connection 48 to a safe input/output unit 60, which can be embodied, for example, as a safe door contact (see FIG. 3) of an elevator installation.
  • the input/output unit 60 has a data interface 62 designed as a full-duplex serial peripheral interface (SPI).
  • SPI serial peripheral interface
  • the data interface 62 is connected to the fourth data connection 48 of the node 10 . It can thus output seventh data telegrams 50 to the fourth data connection 48 and receive eighth data telegrams 52 from the fourth data connection 48 of the node 10 .
  • the data interface 62 can be used in full or half duplex mode. If the node 10 is integrated into a data network (74 in FIG. 3), then it is connected to a further network participant via the first data connection.
  • the additional network subscriber can in particular be an identically constructed node which is in particular also connected to a field device and a secure input/output unit.
  • the first data connection is connected to the second data connection of the further node.
  • the additional network subscriber can also be in the form of a control unit or a node with a different structure. It only needs to have a data connection that can output and receive data telegrams in full-duplex mode in accordance with the Ethernet standard IEEE802.3bw 100BASE-T1.
  • the node 10 is integrated into a data network (74 in Fig. 3) and it is not the last node in a chain of nodes, then it is connected via the second data connection to a first data connection of an identically constructed further node, where the additional node is in particular also connected to a field device and a secure input/output unit.
  • the node 10 or the FPGA 12 is configured in such a way that fifth data telegrams 20 received from the first data connection 15 are output directly and without modifications as sixth data telegrams 32 from the second data connection 27 . It is therefore not possible for the node 10 to output information it has generated via the second data connection.
  • third data telegrams 40 received from the field device 54 via the third data connection 38 are output by the FPGA 12 via the first data connection 15 as first data telegrams 18 .
  • the FPGA 12 toggles a logic switch 63, which is shown symbolically in FIG. Schematic waveforms of the forwarding of received second and third data content through the Node 10 relevant signals are shown in Fig. 2 over time.
  • Line 64 Signal curve when a third data telegram 40 is output from the data interface 58 of the field device 54 to the third data connection 38 (signal TX_3),
  • Line 66 signal curve of a received signal (signal RX_DV_3) output from the third data connection 38 to the data interface 58 of the field device 54,
  • Line 68 signal curve of a received signal (signal RX_DV_2) output by the second PHY 28 to the second interface 26,
  • Line 70 Signal curve when receiving a second data telegram 30 at the second data connection 27 (signal RX_2) and
  • Line 72 signal profile when outputting a first data telegram 18 at the first data connection 15 (signal TX_1).
  • a third data telegram 40 begins to be received at the third data connection 38, which can be seen from the alternating signal TX_3.
  • the third data telegram 40 is output as a first data telegram 18 at the first data connection 15 with a minimal time delay (not shown), so that up to a point in time t2 the course of the signal TX_1 corresponds to the course of the signal TX_3.
  • a second data telegram 30 begins to be received at the second data connection 27, which can be seen from the alternating signal RX_2.
  • the signal RX_DV_2 changes its state from 0 to 1. Since the forwarding of the second data content of the second data telegram 30 has priority over the forwarding of third data content of the third data telegram 40, the forwarding of the third data telegram 40 is immediately interrupted at time t2. The interruption is implemented by the FPGA 12 outputting a receive signal (signal RX_DV_3 changes from 0 to 1) via the third data connection 38 to the data interface 58 of the field device 54 .
  • the data interface 58 Since at the same time a third data telegram 40 is output from the data interface 58 to the third data connection 38 (signal TX_3), the data interface 58 detects a collision and breaks according to that Ethemet protocol used from the output of the third data telegram 40. After the cancellation, the data interface 58 still outputs a so-called jam signal (see peak in TX_3 between times t2 and t3), which is not forwarded by the FPGA 12 to the first data connection 15 and is therefore not output via the first data connection 15 becomes.
  • the second data content of the second data telegram 30 received from the point in time t2 is not output immediately via the first data connection 15 but is temporarily stored in the memory 37 .
  • the outputting of the second data content of the second data telegram 30 from the memory 37 only starts after waiting for a period of 96 bit times, ie 0.92 ps at time t3, which can be seen from the alternating course of TX_1.
  • the output is thus delayed by the specified period of time. It is also possible that the outputting is delayed a little longer, for example 1 ps.
  • the reception of the second data telegram 30 lasts until the point in time t4, after which the signal RX_2 no longer alternates.
  • the signal RX_DV_2 changes its state from 1 to 0. Since the output of the second data content of the second data telegram 30 as the first data telegram 18 at the first data connection 15 has not yet ended at time t4, the signal RX_DV_3 remains at 1, so that the data interface 58 of the field device 54 still recognizes that it is not allowed to output a third data telegram 40 .
  • the outputting of the second data content of the second data telegram 30 as a first data telegram 18 at the first data connection 15 ends at time t5, which is the time period after time t4.
  • the signal TX_1 thus corresponds between the times t3 and t5 to the signal RX_2 between the times t2 and t4.
  • the signal RX_DV_3 changes from 1 to 0.
  • the data interface 58 of the field device 54 thus recognizes that it may output a third data telegram 40.
  • it After waiting for a random waiting time, at time t6 it begins the third data telegram 40 from time t1 that was output from time t1 Start re-spending. The output of the entire third data telegram 40 is completed at time t7.
  • third data telegram 40 is forwarded again by FPGA 12 to first data connection 15 and is output by it as first data telegram 18, so that the profile of signal TX_1 corresponds to the profile of signal TX_3 up to between times t6 and t7.
  • the second data content of the second data telegram 30 received via the second data connection 27 was passed on as quickly as possible without the third data content of the third data telegram 40 received via the third data connection 38 being lost.
  • the FPGA 12 of the node 10 is configured to carry out the method described.
  • the node 10 described in FIG. 1, which executes the method described with the signal curves in FIG. 2, can be used particularly advantageously in a data network 74 of an elevator system 76 according to FIG.
  • an elevator car 78 and a counterweight 80 can be displaced vertically within an elevator shaft 84 using a drive machine 82 and can be driven to different floors 86 in the process. Operation of the prime mover 82 is controlled by an elevator controller 88 .
  • a shaft door 90 is provided on each of the floors 86, with the aid of which access to the elevator shaft 84 or the elevator car 78 located behind it can be blocked or released.
  • a current closed state of each of these shaft doors 90 is monitored by means of a door contact 60 provided on the respective shaft door 90 .
  • the door contact 60 is thus a secure input/output unit shown in FIG. 1, which determines and outputs a corresponding signal or data depending on whether the shaft door 90 is open or closed.
  • Each door contact 60 is connected to a node 10 according to FIG. 1, more precisely to the fourth data connection 48 of the node 10.
  • the individual components of the nodes 10 are not shown in any more detail in FIG.
  • Each node 10 is also connected to a field device in the form of a control unit 54 for calling the via its third data connection 38 Elevator car 78 and / or connected to enter a destination floor.
  • the nodes 10 are arranged in a row one behind the other, so that in all nodes 10 except for a first node 10.1 and a last node lO.n, the first data connection 15 is connected to the second data connection 27 via an unshielded, twisted, two-wire cable 94 node is connected.
  • the nodes 10 thus form a chain extending from the first node 10.1 to the last node 10.n.
  • the first node 10.1 is also connected with its first data connection 15 via an unshielded, twisted, two-wire cable 94 to a master 92, which monitors the safety of the elevator system 76 and has a signal connection to the elevator controller 88.
  • the second data port 27 of the last node 10.n is not connected to any other device.
  • the master 92 outputs data telegrams to the first node 10.1, which, as described in connection with FIG next node 10 outputs. If the fifth data telegrams 20 contain data content relevant to an operating unit 54 connected to the node 10 , they can be output from the FPGA 12 of the node to the operating unit 54 via the third data connection 38 . This is repeated until the said data telegrams from the master 92 have been received by the last node 10.n. In response to the receipt of a fifth data telegram 20 from the last node 10.n, the FPGA 12 of the last node 10.n generates a first data telegram 18 which is output via the first data connection 15 .
  • This first data telegram 18 can, but does not have to, contain data contents of the fifth data telegram 20 received.
  • Information received from the door contact 60 in the form of a seventh data telegram 50 can be integrated into the first data telegram 18 . It is also possible for information to be output to the door contact 60 on the basis of the data content of the fifth data telegram 20 .
  • the operating unit 54 connected to the node 10.n via the third data connection 38 can also output data content to the node 10.n in the form of third data telegrams 40, which are transmitted via the first data connection 15 are output as the first data telegrams 18. In doing so the data telegram generated by the FPGA 12 of the last node 10.n is output with priority over the third data telegram 40 mentioned.
  • the prioritization is implemented analogously to the prioritization of the forwarding of second data contents of received second data telegrams 30 compared to the forwarding of received third data telegrams 40, which was described in connection with FIGS.
  • the first data telegram 18 of the last node 10.n is received by the preceding node as a second data telegram 30 via its second data connection 27 and, as described above, forwarded to its first data connection 15 and output as the first data telegram 18 .
  • the output of the second data contents of the received second data telegrams 30 takes place, as described in connection with FIGS. 1 and 2, with priority over the forwarding of the third data telegrams 40 received from an operating unit 54.
  • information received in the form of a seventh data telegram 50 can be integrated without delay in the first data telegram 18 from the door contact 60.
  • Said delay-free integration of the seventh data content is implemented in particular in accordance with the method described in WO 2021/004835 A1. It is also possible for information to be output to the door contact 60 on the basis of the data content of the fifth data telegram 20 .
  • the master 92 evaluates the security-relevant information of the individual door contacts 60 received from the first node 10.1. When an error is detected, the master 92 initiates necessary measures, such as shutting down the elevator system 76 .
  • the master 92 also forwards information, in particular the information from the individual operating units 54 , to the elevator control 88 . It also receives information from the elevator control 88, which it outputs to the first node 10.1.
  • the master 92 can be connected to other electronic devices and can receive information from these devices for forwarding to the first node 10.1.
  • each node 10 Since safety-related information is transmitted by the door contact 60 in the data network 74 described, each node 10 requires a unique one Identification Number. This identification number is specified or assigned when the data network 74 is initialized.
  • each node 10 can interrupt the output of fifth data telegrams 20 received at the first data connection 15 as sixth data telegrams 32 via the second data connection 27 .
  • This interrupt is active if the node 10 does not already have an identification number.
  • the master 92 then outputs a data telegram to the first node 10.1, this data telegram only reaches the first node 10.1, which responds to this data telegram.
  • the master instructs the first node 10.1. then the first identification number.
  • the first node 10.1. said interruption, so that when a data telegram is sent again by the master 92, this from the first node 10.1. forwarded to the second node.
  • the second node responds to the master, after which the second node is assigned the second identification number. This process continues until the last node 10.n has been assigned an identification number.
  • the door contacts of the elevator system do not have to be connected to the nodes. They can also be embodied as switches connected in series as part of a conventional safety circuit. In this case, the nodes do not need a fourth data port.
  • the first node does not have to be connected to a master, but can be connected directly to the elevator control. The nodes then also do not need an identification number.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Weiterleiten von Dateninhalten von einem zweiten Datenanschluss (27) und einem dritten Datenanschluss (38) eines Knotens (10) eines Datennetzwerks an einen ersten Datenanschluss (15) des Knotens (10), wobei am zweiten Datenanschluss (27) empfangene Dateninhalte Priorität gegenüber am dritten Datenanschluss (38) empfangene Dateninhalten haben. Erfindungsgemäss wird ein Weiterleiten von über den dritten Datenanschluss (38) empfangenen Dateninhalten unterbrochen, sobald ein Empfang von Dateninhalten am zweiten Datenanschluss (27) erkannt werden. Die am zweiten Datenanschluss (27) empfangenen Dateninhalte werden in einen Zwischenpuffer (37) geleitet und das Ausgeben der über den zweiten Datenanschluss (27) empfangenen Dateninhalten über ersten Datenanschluss (15) wird für eine festlegbare Zeitspanne verzögert.

Description

VERFAHREN UND KNOTEN EINES DATENNETZWERKS ZUM WEITERLEITEN VON DATENINHALTEN
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Weiterleiten von Dateninhalten mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und einen Knoten eines Datennetzwerks mit den Merkmalen des Anspruchs 11.
Datennetzwerke mit einer Vielzahl von Knoten werden insbesondere dazu eingesetzt, um zwischen verschiedenen Geräten bzw. Maschinen Daten oder Signale auszutauschen. Unter einem Datennetzwerk kann in diesem Zusammenhang ein Zusammenschluss verschiedener technischer, primär selbstständiger elektronischer Systeme wie beispielsweise Computer, Sensoren, Aktoren, Agenten und sonstiger elektronischer Komponenten verstanden werden, wobei der Zusammenschluss die Kommunikation der einzelnen Systeme untereinander ermöglicht. Ziel kann hierbei eine gemeinsame Nutzung von Ressourcen sein. Die Kommunikation erfolgt dabei typischerweise unter Verwendung vorgegebener Protokolle, die unter anderem angeben, in welcher Weise Dateninhalte strukturiert und übermittelt werden sollen. Die Dateninhalte werden dabei als Nutzdaten meist in ein sogenanntes Datentelegramm mit einer durch das Protokoll vorgegebenen Struktur eingebettet.
Beispielsweise können in einem Datennetzwerk verteilt angeordnete Feldgeräte Daten mit einer zentralen Steuerung und/oder untereinander über ein Datennetzwerk austauschen. Die Feldgeräte können dabei direkt (also unmittelbar) oder über einen Knoten des Datennetzwerks (also mittelbar) in das Datennetzwerk eingebunden sein. Jedes der Feldgeräte kann dabei beispielsweise über einen Sensor und/oder einen Aktor verfügen. Von dem Sensor aufgenommene Messdaten oder andere Signale können dann über das Datennetzwerk zu der Steuerung übertragen werden. Alternativ oder ergänzend können Daten beispielsweise in Form von Steuersignalen von der Steuerung zu dem Sensor oder einem Aktor übermittelt werden.
Der Begriff "Feldgerät" soll hier sehr allgemein verstanden werden. Es soll darunter jedes unmittelbar oder mittelbar an ein Datennetzwerk angeschlossenes Gerät verstanden werden, an das Daten gesendet oder von dem Daten empfangen werden können. Ein Feldgerät kann damit beispielsweise auch als eine Bedieneinheit einer Aufzuganlage zum Rufen eines Aufzugs und/oder zum Eingeben eines Zielstockwerks ausgeführt sein. Eine derartige Bedieneinheit sendet Daten in Form der Eingabe eines Benutzers und empfangt Daten, welche beispielsweise über ein Display ausgegeben werden. Es können damit beispielsweise Informationen über das ausgewählte Stockwerk, aber auch Grafiken,
Bilder oder Videosequenzen dargestellt werden. Ein Feldgerät kann beispielsweise auch als ein Display ausgeführt sein, das lediglich Informationen empfängt und anzeigt.
In der WO 2021/004835 Al wird ein Verfahren und ein Datennetzwerk mit Knoten zum Kommunizieren von Dateninhalten, insbesondere in einer Aufzuganlage, beschrieben.
Die WO 2021/004835 Al beschäftigt sich hauptsächlich mit der schnellen und sicheren Übertragung von sicherheitsrelevanten Daten in einer Aufzuganlage. Es wird dabei aber nicht näher darauf eingegangen, wie neben den sicherheitsrelevanten Daten weitere Daten, wie beispielsweise von und zu Bedieneinheiten oder zu Anzeigen der Aufzuganlage übertragen werden können.
Demgegenüber ist es insbesondere die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und einen Knoten eines Datennetzwerks zum Weiterleiten von Dateninhalten vorzuschlagen, welche eine Übertragung von unterschiedlichen Dateninhalten in einem Datennetzwerk bei gleichzeitiger Gewährleistung einer schnellen und gesicherten Übertragung von priorisierten Dateninhalten ermöglicht. Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und einem Knoten eines Datennetzwerks mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst.
Nachfolgend werden mögliche Ausgestaltungen von Knoten eines Datennetzwerks, eines Datennetzwerks, sowie eines Verfahrens, um mit den Knoten und damit im Datennetzwerk Dateninhalte weiterzuleiten und damit zu kommunizieren, am Beispiel eines Datennetzwerks in einer Aufzuganlage beschrieben. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, dass Ausführungsformen der hierin beschriebenen Knoten, des Datennetzwerks sowie die damit durchführbaren Verfahrens auch in verschiedenen anderen Applikationen eingesetzt werden können. Der hierin beschriebene Ansatz eignet sich dabei besonders für Applikationen, bei denen eine Vielzahl von Feldgeräten und/oder sicheren Ein-/Ausgabeeinheiten mit einer Steuerung kommunizieren sollen und die Feldgeräte und/oder sicheren Ein-/Ausgabeeinheiten dabei relativ weit voneinander beabstandet angeordnet sind.
Die beschriebenen Ausführungsbeispiele betreffen gleichermassen das Verfahren zum Weiterleiten von Dateninhalten von einem zweiten Datenanschluss und einem dritten Datenanschluss eines Knoten eines Datennetzwerks zu einem ersten Datenanschluss des Knotens und den Knoten selbst. In anderen Worten lassen sich im Folgenden beispielsweise unter Bezugnahme auf das Verfahren genannte Verfahrensschritte auch als Merkmale des Knotens implementieren, und umgekehrt. Der Knoten ist damit insbesondere so konfiguriert, dass er die beschriebenen Verfahren ausführen kann bzw. mit ihm die beschriebenen Verfahren ausgeführt werden können.
Beim erfmdungsgemässen Verfahren zum Weiterleiten von Dateninhalten von einem zweiten Datenanschluss und einem dritten Datenanschluss eines Knoten eines Datennetzwerks, insbesondere einer Aufzuganlage, zu einem ersten Datenanschluss des genannten Knotens, sind
- über den ersten Datenanschluss erste Dateninhalte bildende erste Datentelegramme gemäss Ethemet-Protokoll ausgebbar,
- über den zweiten Datenanschluss zweite Dateninhalte bildende zweite Datentelegramme gemäss Ethemet-Protokoll empfangbar,
- über den dritten Datenanschluss dritte Dateninhalte bildende dritte Datentelegramme gemäss Ethemet-Protokoll empfangbar, und
- über einen vierten Datenanschluss des Knoten siebte Dateninhalte empfangbar.
Dateninhalte werden als sogenannte Nutzdaten in einem sogenanntes Datentelegramm eingebettet, wobei die Struktur des Datentelegrammes durch ein Protokoll vorgegebenen ist.
Ein über den ersten Datenanschluss ausgegebenes, erste Dateninhalte bildendes erstes Datentelegramm wird dabei entweder aus einem zweiten Datentelegramm oder einem dritten Datentelegramm abgeleitet. Damnter ist zu verstehen, dass ein empfangenes zweites Datentelegramm entweder identisch oder modifiziert als erstes Datentelegramm ausgegeben wird oder ein empfangenes drittes Datentelegramm entweder identisch oder modifiziert als erstes Datentelegramm ausgegeben wird. Das erste Datentelegramm ergibt sich damit nicht aus dem zweiten und dem dritten Datentelegramm. Das dritte Datentelegramm wird insbesondere identisch, also ohne Modifikationen als erstes Datentelegramm ausgegeben. Je nach Anwendung kann das zweite Datentelegramm in modifizierter Form als erstes Datentelegramm ausgegeben werden. Es können vor dem Ausgeben insbesondere Dateninhalte in das zweite Datentelegramm integriert werden.
Das Verfahren weist weiter folgende in der genannten Reihenfolge ausgeführte Verfahrensschritte auf:
- Unterbrechen des Weiterleitens von über den dritten Datenanschluss empfangenen Dateninhalten, sobald ein Empfang eines zweiten Datentelegramms über den zweiten Datenanschluss erkannt wird,
- Leiten des empfangenen zweiten Datentelegramms in einen Zwischenpuffer und
- Verzögern des Ausgebens von über den zweiten Datenanschluss empfangenen Dateninhalten aus dem Zwischenpuffer über den ersten Datenanschluss für eine festlegbare Zeitspanne.
Mit anderen Worten wird beim Verfahren zum Weiterleiten von Dateninhalten von dem zweiten Datenanschluss und dem dritten Datenanschluss - also während des Weiterleitens eines am dritten Datenanschluss empfangenen Dateninhaltes, wobei am zweiten Datenanschluss ebenfalls ein Datentelegramm empfangen wird - das Weiterleiten der über den dritten Datenanschluss empfangenen Dateninhalte unterbrochen.
Beim erfmdungsgemässen Verfahren werden die empfangenen siebten Dateninhalte bei der Weiterleitung von über den zweiten Datenanschluss empfangenen zweiten Dateninhalten zum ersten Datenanschluss verzögerungsfrei in über den ersten Datenanschluss ausgegebene erste Datentelegramme integriert.
Damit können vorteilhafterweise verzögerungsfrei weitere Dateninhalte in die priorisierte Übertragung der zweiten Dateninhalte integriert werden. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn die siebten Dateninhalte sicherheitsrelevante Daten betreffen. Das genannte verzögerungsfreie Integrieren der siebten Dateninhalte ist insbesondere entsprechend dem in der WO 2021/004835 Al beschriebenen Verfahren realisiert.
In Ausgestaltung des erfmdungsgemässen Verfahrens können über den vierten Datenanschluss insbesondere auch achte Dateninhalte ausgegeben werden. Dabei können insbesondere gleichzeitig siebte Dateninhalte empfangen und achte Dateninhalte ausgegeben werden. Der vierte Datenanschluss ist damit insbesondere voll-duplex fähig.
Der vierte Datenanschluss ist insbesondere als ein so genanntes Serial Peripheral Interface (SPI) ausgeführt, das eine schnelle und zuverlässige Datenübertragung ermöglicht. Der vierte Datenanschluss ist insbesondere mit einem sicheren Sensor oder einem sicheren Aktor und damit mit einer sicheren Ein-/Ausgabeeinheit verbunden, welcher sicherheitskritische Funktionen wahmimmt. Eine derartige Ein-/Ausgabeeinheit wird auch als "Safe I/O" bezeichnet. Der vierte Datenanschluss kann beispielsweise mit einem sicheren Türkontakt einer Aufzuganlage verbunden sein, der die sicherheitskritische Funktion wahmimmt, einen Schliesszustand einer Aufzugtür zu erkennen.
Der erste und zweite Datenanschluss des Knotens ist dabei insbesondere zweiteilig aufgebaut. Ein erster, äusserer Teil empfängt über ein Übertragungsmedium, insbesondere über ein Kabel ein analoges Signal und wandelt bei Erkennung eines Empfangs eines Datentelegramms den Inhalt des Datentelegramms in ein digitales Signal um. Dieses digitale, ein Datentelegramm repräsentierende Signal wird zusammen mit weiteren für die Datenübertragung gemäss Ethemet-Protokoll notwendigen Signalen an einen zweiten, inneren Teil eines Datenschlusses übertragen, um von dort zur weiteren Bearbeitung weitergeleitet zu werden. Der innere Teil kann auch als sogenannter "MAC" oder "Host" bezeichnet werden. Für eine Ausgabe von Datentelegrammen werden entsprechende digitale Signale vom inneren Teil an den äusseren Teil übertragen, um dann als analoges Signal ausgegeben zu werden. Der äussere Teil eines Datenanschlusses ist damit vom verwendeten Übertragungsmedium abhängig, wohingegen der innere Teil vom Übertragungsmedium unabhängig ist.
Der äussere Teil des ersten und zweiten Datenschlusses des Knotens ist insbesondere jeweils als ein so genannter PHY ausgeführt. Ein PHY ist ein spezieller integrierter Schaltkreis, der für die Kodierung und Dekodierung von Daten zwischen einem rein digitalen System und einem modulierten analogen zuständig ist. PHY steht dabei für physische Schnittstelle. Der innere Teil des ersten und zweiten Datenschlusses des Knotens ist insbesondere jeweils als ein so genanntes "Media-independent Interface" (MII) oder "Reduced Media independent Interface" (RMII) realisiert.
Sobald der äussere Teil des zweiten Datenanschlusses den Empfang eines zweiten Datentelegramms erkennt, überträgt es neben dem Datentelegramm als weiteres Signal ein einen Empfang von Daten kennzeichnendes Signal, also ein Empfang-Signal an den inneren Teil des zweiten Datenschlusses. Das genannte weitere Signal wird insbesondere als RX_DV Signal bezeichnet (Abkürzung von "Receive data valid"). Wenn vom inneren Teil des zweiten Datenanschlusses ein Empfang-Signal weitergeleitet wird und bereits ein Teil eines dem dritten Datentelegramm entsprechenden ersten Datentelegramms über den ersten Datenanschluss ausgegeben wurde, so wird beim Unterbrechen der Weiterleitung der dritten Dateninhalte das Ausgeben dieses ersten Datentelegramms sofort unterbrochen. Das Ausgeben des teilweise weitergeleiteten dritten Datentelegramms wird insbesondere später wiederholt.
Das über den zweiten Datenanschluss empfangene zweite Datentelegramm wird nicht direkt über den ersten Datenanschluss ausgegeben, sondern in einen Zwischenpuffer, also einen Zwischenspeicher des Knoten geleitet, womit zumindest ein Teil des zweiten Datentelegramms im Zwischenpuffer gespeichert wird. Der Zwischenpuffer ist insbesondere als ein so genannter First In - First Out (FIFO) Speicher oder Register ausgeführt. Damit werden die Teile des zweiten Datentelegramms, welche zuerst in den Zwischenpuffer geleitet wurden, auch als erste wieder aus dem Zwischenpuffer entnommen. Der Zwischenpuffer ist dabei insbesondere so gross gewählt, dass er den zu speichernden Teil des zweiten Datentelegramms aufhehmen kann. Nach Ablauf der genannten festlegbaren Zeitspanne wird begonnen, den Dateninhalt des im Zwischenpuffer gespeicherten Teil des zweiten Datentelegramms als erstes Datentelegramm über den ersten Datenanschluss auszugeben. Dies erfolgt unabhängig davon, ob das zweite Datentelegramm bereits vollständig eingelesen wurde.
Das Verzögern des Ausgebens von über den zweiten Datenanschluss empfangenen Dateninhalten aus dem Zwischenpuffer über den ersten Datenanschluss bewirkt, dass zwischen dem auf ein drittes Datentelegramm zurückgehende und teilweise über den ersten Datenanschluss ausgegebene erste Datentelegramm und dem auf das zweite Datentelegramm zurückgehende und über den ersten Datenanschluss ausgegebene erste Datentelegramm eine zeitliche Lücke entsteht. Diese Lücke ist notwendig, damit einzelne erste Datentelegramme voneinander unterschieden und damit von einem die ersten Datentelegramme erhaltenden Empfangs-Knoten korrekt empfangen werden können.
Das erfmdungsgemässe Verfahren ermöglicht damit vorteilhafterweise, dass Dateninhalte von einem über den dritten Datenanschluss mit dem Knoten verbundenen Feldgerät über den ersten Datenanschluss ausgegeben werden können und gleichzeitig die Übertragung von über den zweiten Datenanschluss empfangene, eine höhere Priorität aufweisende Dateninhalte, gesichert und mit einer garantierten, minimalen Zeitverzögerung weitergeleitet und damit über den ersten Datenanschluss ausgegeben werden. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die zweiten Dateninhalte sicherheitsrelevante Daten umfassen, deren Weiterleitung für einen sicheren Betrieb der den Knoten aufweisenden Anlage, insbesondere eine Aufzuganlage, innerhalb einer vorgegebenen Zeit garantiert werden muss.
Das dritte Datentelegramm, dessen Senden über den ersten Datenanschluss unterbrochen wurde, geht bei Verwendung des erfmdungsgemässen Verfahrens nicht verloren. Gemäss Ethemet-Protokoll wird eine unterbrochene Ausgabe eines Datentelegramms von Anfang an wiederholt, sobald die Ausgabe wieder möglich ist. Nach der Ausgabe der Dateninhalte eines zweiten Datentelegramms, auf Grund dessen die Ausgabe der Dateninhalte des dritten Datentelegramms unterbrochen wurde, wird deshalb die abgebrochene Ausgabe der Dateninhalte des dritten Datentelegramm wiederholt. Die Ausgabe wird insbesondere nach Abwarten einer zufälligen Wartezeit nach einem Erkennen, dass weder erste Datentelegramme über den ersten Datenanschluss ausgegeben noch zweite Datentelegramme über den zweiten Datenanschluss empfangen werden, wiederholt. Dieses Verhalten ist im verwendeten Ethemet-Protokoll definiert bzw. im Falle von Kollisionen bei Halbduplex-Übertragung vorgegeben.
Der Knoten verfügt insbesondere über ein so genanntes "Field Programmable Gate Array" (FPGA), also einen integrierten Schaltkreis der Digitaltechnik, in welchen eine logische Schaltung geladen werden kann. Es kann damit eine gewünschte Schaltungsstruktur des Knotens vorgegeben werden. Auf dem FPGA sind die oben beschriebenen inneren Teile des ersten und zweiten Datenschlusses realisiert. Über die beiden Datenanschlüsse kann das FPGA Datentelegramme gemäss Ethemet-Protokoll versenden und empfangen. Der innere Teil des ersten Datenschlusses kann dabei als eine erste Schnittstelle und der innere Teil des zweiten Datenanschlusses als eine zweite Schnittstelle des FPGA angesehen werden.
Auf dem FPGA ist eine dritte Schnittstelle realisiert, welche den dritten Datenanschluss des Knotens ausbildet. Die Schnittstelle ist insbesondere ebenfalls als ein "Media independent Interface" (MII) oder ein "Reduced Media-independent Interface" (RMII) realisiert. Über die dritte Schnittstelle kann das FPGA Datentelegramme gemäss Ethemet-Protokoll versenden und empfangen. Die dritte Schnittstelle des FPGA empfängt damit digitale Signale und gibt digitale Signale aus. Die Übertragung der digitalen Signale erfolgt beispielsweise über Leiterbahnen oder über eine Steckverbindung zwischen elektronischen Bauteilen.
Aus Sicht eines über den dritten Datenanschluss mit dem Knoten verbundenen elektronischen Geräts, beispielsweise eines Micro Controllers eines Feldgeräts, stellt der Knoten damit einen PHY dar, über den das elektronische Gerät über einen MAC bzw. Host, insbesondere in Form eins "Media-independent Interface" (MII) oder "Reduced Media-independent Interface" (RMII) über den ersten Datenanschluss des Knotens Datentelegramme empfangen und ausgeben kann.
Es ist auch möglich, dass der Knoten einen integrierten Schaltkreis aufweist, welcher die im FPGA konfigurierte Schaltungsstruktur aufweist und über die genannten Schnittstellen verfügt.
Das Ausgeben von ersten Datentelegrammen über den ersten Datenanschluss und das Empfangen von zweiten Datentelegrammen am zweiten Datenanschluss erfolgt insbesondere gemäss dem Ethernet Standard IEEE802.3bw 100BASE-T1, der auch als automotive Ethernet bezeichnet wird. Die analoge Übertragung läuft über ein ungeschirmtes, verdrilltes, zweiadriges Kabel ("Unshielded-Single-Twisted-Pair" -Kabel) mit einer Datenübertragungsrate von 100 Mbit/s. Das genannte Kabel kann als ein verschiedene Knoten verbindenden Datenkommunikationspfad angesehen werden.
Die Datenübertragung über den dritten Datenanschluss erfolgt insbesondere ebenfalls gemäss Ethernet Standard mit einer Datenübertragungsrate von 100 Mbit/s,
Die oben genannte Aufgabe wird auch von einem Knoten eines Datennetzwerks mit einem ersten Datenanschluss, einem zweiten Datenanschluss, einem dritten Datenanschluss und einem vierten Datenanschluss gelöst, wobei der Knoten dazu konfiguriert ist,
- über den ersten Datenanschluss erste Dateninhalte bildende erste Datentelegramme gemäss Ethemet-Protokoll auszugeben,
- über den zweiten Datenanschluss zweite Dateninhalte bildende zweite Datentelegramme gemäss Ethemet-Protokoll zu empfangen und
- über den dritten Datenanschluss dritte Dateninhalte bildende dritte Datentelegramme gemäss Ethemet-Protokoll zu empfangen,
- über den vierten Datenschluss siebte Dateninhalte zu empfangen,
- ein erstes Datentelegramm entweder aus einem zweiten Datentelegramm oder einem dritten Datentelegramm abzuleiten,
- das Weiterleiten von über den dritten Datenanschluss empfangenen Dateninhalten zu unterbrechen, sobald der Knoten einen Empfang eines zweiten Datentelegramms über den zweiten Datenanschluss erkennt,
- das empfangene zweiten Datentelegramm in einen Zwischenpuffer zu leiten,
- das Ausgeben von über den zweiten Datenanschluss empfangenen Dateninhalten aus dem Zwischenpuffer über den ersten Datenanschluss für eine festlegbare Zeitspanne zu verzögern, und
- empfangene siebte Dateninhalte bei der Weiterleitung von über den zweiten Datenanschluss empfangenen zweiten Dateninhalten zum ersten Datenanschluss verzögemngsfrei in über den ersten Datenanschluss ausgegebene erste Datentelegramme zu integrieren.
In Ausgestaltung des erfmdungsgemässen Verfahrens läuft das Senden beziehungsweise Empfangen von Dateninhalten am ersten, zweiten und dritten Datenanschluss mit derselben Übertragungsrate ab und die genannte Zeitspanne vor dem Ausgeben von über den zweiten Datenanschluss empfangenen Dateninhalten aus dem Zwischenpuffer über den ersten Datenanschluss entspricht wenigstens einer minimalen Wartezeit der vom ersten Datenanschluss und vom zweiten Datenanschluss verwendeten Ethemet-Typs. Das Einhalten dieser Zeitspanne garantiert, dass zwischen einem teilweise über den ersten Datenanschluss ausgegebenen ersten Datentelegramm, welches dritte Dateninhalte enthält und dessen Ausgabe unterbrochen wurde, und einem nach Ablauf der Zeitspanne ausgegebenen ersten Datentelegramm mit zweiten Dateninhalten ein so grosser Abstand herrscht, dass diese beiden Telegramme entsprechend dem verwendeten Ethemet- Protokoll sicher als zwei getrennte Datentelegramme erkannt und von einem die Datentelegramme empfangenden Empfangs-Knoten korrekt empfangen werden können. Damit wird eine gesicherte Übertragung der zweiten Dateninhalte gewährleistet.
Die genannte Zeitspanne beträgt insbesondere genau die genannte minimale Wartezeit. Damit wird zusätzlich eine möglichst schnelle Übertragung der zweiten Dateninhalte ermöglicht. Die genannte Zeitspanne kann auch minimal länger sein als die genannte minimale Wartezeit.
Die genannte minimale Wartezeit (englisch: Interpacket Gap, Abkürzung IPG) beträgt beim Ethemet-Protokoll grundsätzlich 96 Bitzeiten. Eine Bitzeit ist dabei die Übertragungsdauer eines Bits. Bei Verwendung des Ethernet Standards IEEE802.3bw 100BASE-T1 mit einer Datenübertragungsrate von 100 Mbit/s beträgt die minimale Wartezeit damit 0.92 ps.
Die Länge der genannten Zeitspanne hat eine direkte Auswirkung auf die Grösse des Zwischenpuffers, in den ein empfangenes zweites Datentelegramm geleitet wird. Der Zwischenpuffer muss mindestens so gross sein, wie die in der genannten Zeitspanne sendbare bzw. empfangbare Datenmenge. Der Zwischenpuffer muss also bei einer Zeitspanne von 96 Bitzeiten mindestens 96 Bit oder 12 Byte gross sein. Der Zwischenpuffer ist insbesondere genau 96 Bit oder 12 Byte gross.
In Ausgestaltung des erfmdungsgemässen Verfahrens können über den dritten Datenschluss zu einem Zeitpunkt entweder dritte Datentelegramme empfangen oder vierte Datentelegramme ausgegeben werden. Über den dritten Datenanschluss werden damit Dateninhalte im so genannten halb-duplex Verfahren entsprechend dem Ethemet- Protokoll übertragen. Dies ermöglicht eine sehr einfache und kostengünstige Realisierung des Verfahrens. Der dritte Datenanschluss ist insbesondere mit einem Micro-Controller eines Feldgeräts verbunden. Derartige Micro-Controller weisen üblicherweise eine Schnittstelle in Form eines "Media-independent Interfaces" (MII) oder ein "Reduced Media-independent Interfaces" (RMII) mit halb-duplex Funktionalität auf. Derartige Micro-Controller sind auf dem Markt in verschiedenen Ausführungen und kostengünstig verfügbar.
In Ausgestaltung des erfmdungsgemässen Verfahrens ist der dritte Datenanschluss mit einer ersten externen Datenschnittstelle eines ersten Feldgeräts zur Datenübertragung verbunden. Zum Unterbrechen des Weiterleitens von über den dritten Datenanschluss empfangenen Dateninhalten, sobald ein Empfang eines zweiten Datentelegramms über den zweiten Datenanschluss erkannt wird, wird über den dritten Datenanschluss ein Empfang-Signal an die erste externe Datenschnittstelle ausgegeben. Dieses Empfang- Signal kennzeichnet ein Ausgeben von vierten Datentelegrammen vom dritten Datenanschluss an die erste externe Datenschnittstelle, womit entsprechend dem verwendeten Ethemet-Protokoll eine Kollision bei der Datenübertragung zwischen dem dritten Datenanschluss und der ersten externen Datenschnittstelle erkannt und die genannte Datenübertragung am dritten Datenanschluss gestoppt wird.
Damit kann sehr einfach die Übermittlung von dritten Datentelegrammen von der ersten externen Datenschnittstelle abgebrochen werden. Damit geht, wie oben bereits beschrieben, das beim Abbruch gesendete dritte Datentelegramm nicht verloren, sondern wird sobald eine Ausgabe von ersten Datenprotokollen über den ersten Datenanschluss des Knotens wieder möglich ist, automatisch von der ersten externen Datenschnittstelle nochmals vollständig übermittelt.
Das Empfang-Signal wird insbesondere so lange an die erste externe Datenschnittstelle ausgegeben, bis das Ausgeben der über den zweiten Datenanschluss empfangenen zweiten Dateninhalte über den ersten Datenanschluss abgeschlossen ist.
Unter einer Datenübertragung zwischen der externen Datenschnittstelle des ersten Feldgeräts und des dritten Datenanschlusses des Knotens soll hier der Austausch von dritten und vierten Datentelegrammen verstanden werden. Zusätzlich können weitere für den korrekten Ablauf der Datenübertragung notwendiger Signale, wie beispielsweise das genannte Empfangs-Signal ausgetauscht werden. Das vom dritten Datenanschluss an die erste externe Datenschnittstelle ausgegebene Empfang-Signal wird bei einer Realisierung des dritten Datenschlusses als ein "Media independent Interface" (MII) als CRS-Signal und bei der Realisierung als ein "Reduced Media-independent Interface" (RMII) als RX DV-Signal bezeichnet.
Die externe Datenschnittstelle des ersten Feldgeräts kann auch mittelbar mit dem dritten Datenanschluss verbunden sein. Beispielsweise kann der dritte Datenanschluss mit einem Converter zu einem USB-Anschluss verbunden sein, mit welchem die externe Datenschnittstelle des ersten Feldgeräts verbunden ist.
In Ausgestaltung des erfmdungsgemässen Verfahrens wird ein von der ersten externen Datenschnittstelle an den dritten Datenanschluss entsprechend dem verwendeten Ethemet-Protokoll gesendetes Jam-Signal, welches eine Kollision bei der Datenübertragung zwischen dem dritten Datenanschluss und der ersten externen Datenschnittstelle kennzeichnet, nicht über den ersten Datenanschluss ausgegeben. Das Jam-Signal wird damit vom FGPA nicht an den ersten Datenanschluss weitergeleitet. Im FPGA ist dazu insbesondere ein (logischer) Schalter konfiguriert, mittels welchem eine Verbindung vom dritten zum ersten Datenanschluss unterbrochen werden kann.
Wie oben ausgeführt muss gemäss Ethemet-Protokoll zwischen Datentelegrammen eine minimale Wartezeit eingehalten werden, wobei das Jam-Signal ebenfalls als ein Datentelegramm anzusehen ist. Das Ausgeben des über den dritten Datenanschluss empfangenen Jam-Signals würde damit den Beginn der Ausgabe der zweiten Dateninhalte des in den Zwischenpuffer geleiteten zweiten Datentelegramms verzögern. Das Unterdrücken der Ausgabe des genannten Jam-Signals ermöglich damit eine besonders schnelle Übertragung der zweiten Dateninhalte.
In Ausgestaltung des erfmdungsgemässen Verfahrens werden über den ersten Datenanschluss gleichzeitig neben dem Senden der ersten Datentelegramme fünfte Datentelegramme empfangen und über den zweiten Datenanschluss gleichzeitig neben dem Empfangen der zweiten Datentelegramme sechste Datentelegramme ausgegeben. Dabei werden über den ersten Datenanschluss empfangene fünfte Datentelegramme ohne Änderungen über den zweiten Datenanschluss als sechste Datentelegramme ausgegeben. Über den ersten und den zweiten Datenanschluss werden damit Dateninhalte im so genannten voll-duplex Verfahren entsprechend dem Ethemet-Protokoll übertragen. Ausserdem können nur über den zweiten Datenanschluss empfangene zweite Dateninhalte, die über den ersten Datenanschluss ausgegeben werden, modifiziert werden.
Die über den ersten Datenanschluss empfangenen fünften Datentelegramme werden insbesondere über den dritten Datenanschluss als vierte Datentelegramme ausgegeben. Damit kann eine grosse Datenmenge sehr einfach über den dritten Datenanschluss an ein dort angeschlossenes Feldgerät übermittelt werden.
Die beschriebenen Verfahren zum Weiterleiten von Dateninhalten von einem zweiten Datenanschluss und einem dritten Datenanschluss eines Knoten eines Datennetzwerks zu einem ersten Datenanschluss des genannten Knotens sind besonders vorteilhaft in einem Verfahren zum Kommunizieren von Dateninhalten innerhalb eines Datennetzwerks einsetzbar, wobei das Datennetzwerk insbesondere Teil einer Aufzuganlage ist.
Bei einem derartigen Verfahren zum Kommunizieren von Dateninhalten innerhalb eines Datennetzwerks,
- wobei das Datennetzwerk mehrere über Datenkommunikationspfade miteinander verbundene Knoten mit jeweils einem ersten Datenanschluss und einem zweiten Datenanschluss aufweist, um Dateninhalte bildende Datentelegramme zwischen den Knoten auszutauschen,
- wobei die Knoten über die Datenkommunikationspfade und die ersten Datenanschlüsse und die zweiten Datenanschlüsse seriell miteinander zu einer von einem ersten Knoten zu einem letzten Knoten reichenden Kette verbunden sind,
- wobei zumindest zwei Knoten über einen jeweiligen dritten Datenanschluss mit einer ersten externen Datenschnittstelle eines jeweiligen Feldgerätes und über einen jeweiligen vierten Datenanschluss (48) mit einer jeweiligen sicheren Ein- /Ausgabeeinheit (60) zur Datenübertragung verbunden sind, werden in mit einem ersten Feldgerät zur Datenübertragung und mit einem sicheren Ein- /Ausgabeeinheit verbundene Knoten vom zweiten Datenanschluss empfangene zweite Dateninhalte, vom dritten Datenanschluss empfangene dritte Dateninhalte und vom vierten Datenanschluss empfangene vierte Dateninhalte mit einem oben beschriebenen Verfahren zum Weiterleiten von Dateninhalten weitergeleitet. Der oben beschriebene erfindungsgemässe Knoten eines Datennetzwerks ist besonders vorteilhaft in einem Datennetzwerk einsetzbar, wobei das Datennetzwerk insbesondere Teil einer Aufzuganlage ist.
Bei einem derartigen Datennetzwerk, insbesondere einer Aufzuganlage,
- wobei das Datennetzwerk mehrere über Datenkommunikationspfade miteinander verbundene Knoten mit jeweils einem ersten Datenanschluss und einem zweiten Datenanschluss aufweist, um Dateninhalte bildende Datentelegramme zwischen den Knoten auszutauschen,
- wobei die Knoten über die Datenkommunikationspfade und die ersten Datenanschlüsse und die zweiten Datenanschlüsse seriell miteinander zu einer von einem ersten Knoten zu einem letzten Knoten reichenden Kette verbunden sind, sind zumindest zwei Knoten als ein oben beschriebener erfindungsgemässer Knoten ausgeführt.
Eine Aufzuganlage mit einem derartigen Datennetzwerk hat den Vorteil, dass schnell und sicher Dateninhalte übertragen werden können.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich anhand der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen, in welchen gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen sind. Die Zeichnungen sind lediglich schematisch und nicht massstabsgetreu.
Dabei zeigen: Fig. 1 einen mit einem Feldgerät und einer sicheren Ein-/Ausgabeeinheit verbundener Knoten eines Datennetzwerks,
Fig. 2 schematische Signalverläufe bei der Weiterleitung von empfangenen zweiten und dritten Dateninhalten durch den Knoten aus Fig. 1 und Fig. 3 eine Aufzuganlage mit einem Datennetzwerk. Gemäss Fig. 1 weist ein Knoten 10 eines in Fig. 1 nicht dargestellten Datennetzwerks (74 in Fig. 3) über ein "Field Programmable Gate Array" (FPGA) 12 auf. Das FPGA 12 weist eine erste Schnittstelle 14 auf, welche als ein voll-duplex-fähiges "Reduced Media independent Interfaces" (RMII) realisiert ist. Die erste Schnittstelle 14 bildet einen inneren Teil eines ersten Datenanschlusses 15 des Knotens 10. Die erste Schnittstelle 14 ist mit einem äusseren Teil 16 des ersten Datenanschlusses 15 des Knotens 10 verbunden, welcher von einem so genannten PHY gebildet wird. Der äussere Teil 16 des ersten Datenanschlusses 15 wird im Folgenden als erster PHY 16 bezeichnet. Der erste PHY 16 kann über ein angeschlossenes ungeschirmtes, verdrilltes, zweiadriges Kabel ("Unshielded-Single-Twisted-Pair" -Kabel) (94 in Fig. 3) gemäss dem Ethernet Standard IEEE802.3bw 100BASE-T1 erste Datentelegramme ausgeben und gleichzeitig fünfte Datentelegramme empfangen. Der erste Datenanschluss 15 kann damit Datentelegramme gemäss Ethemet-Protokoll im voll-duplex Verfahren senden und empfangen. Erste Datentelegramme sind symbolhaft als ein ausgehender Pfeil 18 und fünfte Datentelegramme symbolhaft als eingehender Pfeil 20 dargestellt. Neben den Datentelegrammen 18, 20 werden zwischen der ersten Schnittstelle 14 und dem ersten PHY 16 für die Datenübertragung gemäss Ethemet-Protokoll notwendige weitere Signale ausgetauscht. Von der ersten Schnittstelle 14 an der ersten PHY 16 gesendete weitere Signale sind symbolhaft als ein gestrichelter Pfeil 22 und die von der ersten Schnittstelle 14 vom ersten PHY 16 empfangenen weiteren Signale sind symbolhaft als ein gestrichelter Pfeil 24 dargestellt.
Das FPGA 12 weist ausserdem eine zweite Schnittstelle 26 auf, welche analog zur ersten Schnittstelle 14 realisiert ist. Die zweite Schnittstelle 26 ist mit einem zweiten, analog zum ersten PHY 16 realisierten PHY 28 eines zweiten Datenanschlusses 27 des Knotens 10 verbunden. Der zweite PHY 28 kann über ein angeschlossenes ungeschirmtes, verdrilltes, zweiadriges Kabel (94 in Fig. 3) gemäss dem Ethernet Standard IEEE802.3bw 100BASE-T1 zweite Datentelegramme empfangen und gleichzeitig sechste Datentelegramme ausgeben. Die Datenübertragungsrate beträgt damit 100 Mbit/s. Zweite Datentelegramme sind symbolhaft als ein eingehender Pfeil 30 und sechste Datentelegramme symbolhaft als ausgehender Pfeil 32 dargestellt. Der zweite Datenanschluss 27 kann damit Datentelegramme gemäss Ethemet-Protokoll im voll duplex Verfahren senden und empfangen. Neben den Datentelegrammen 30, 32 werden für die Datenübertragung gemäss Ethemet-Protokoll notwendige weitere Signale gesendet und empfangen. Neben den Datentelegrammen 30, 32 werden zwischen der zweiten Schnittstelle 26 und dem zweiten PHY 28 für die Datenübertragung gemäss Ethemet-Protokoll notwendige weitere Signale ausgetauscht. Von der zweiten Schnittstelle 26 an der zweiten PHY 28 gesendete weitere Signale sind symbolhaft als ein gestrichelter Pfeil 34 und die von der zweiten Schnittstelle 26 vom zweiten PHY 28 empfangenen weiteren Signale sind symbolhaft als ein gestrichelter Pfeil 36 dargestellt.
Das FPGA 12 verfügt über einen Speicher 37 oder im FPGA 12 ist ein Speicher 37 konfiguriert. Der Speicher 37 ist als ein so genannter First In - First Out (FIFO) Speicher oder Register konfiguriert und kann 12 Byte aufnehmen. Das FPGA 12 ist so konfiguriert, dass ein vom zweiten Datenanschluss 27 empfangenes zweites Datentelegramm 30 im Speicher 37 zumindest teilweise zwischengespeichert werden kann. Zuerst im Speicher 37 gespeicherte Dateninhalte eines zweiten Datentelegramms 30 werden auch zuerst wieder aus dem Speicher 37 entnommen.
Das FPGA 12 weist ausserdem einen dritten Datenanschluss 38 auf, welcher als eine dritte Schnittstelle ausgeführt ist. Die dritte Schnittstelle und damit der dritte Datenanschluss 38 ist als ein halb-duplex-fähiges "Reduced Media-independent Interfaces" (RMII) realisiert. Über den dritten Datenanschluss 38 können dritte Datentelegramme empfangen und vierte Datentelegramme gemäss dem Ethernet Standard mit einer Datenübertragungsrate von 100 Mbit/s in digitaler Form ausgegeben werden.
Da der dritte Datenanschluss halb-duplexfähig ausgeführt ist, können nicht gleichzeitig dritte Datentelegramme empfangen und vierte Datentelegramme ausgegeben, sondern zu einem Zeitpunkt entweder dritte Datentelegramme empfangen oder vierte Datentelegramme ausgebeben werden. Dritte Datentelegramme sind symbolhaft als ein eingehender Pfeil 40 und vierte Datentelegramme symbolhaft als ausgehender Pfeil 42 dargestellt. Neben den Datentelegrammen 40, 42 werden für die Datenübertragung gemäss Ethemet-Protokoll notwendige weitere Signale gesendet und empfangen. Die empfangenen weiteren Signale sind symbolhaft als ein gestrichelter eingehender Pfeil 44 und die gesendeten weiteren Signale symbolhaft als ein gestrichelter ausgehender Pfeil 46 dargestellt.
Das FPGA 12 weist ausserdem einen vierten Datenanschluss 48 auf, welcher als eine vierte Schnittstelle ausgeführt ist. Die vierte Schnittstelle und damit der vierte Datenanschluss 48 ist als ein voll-duplex-fähiges Serial Peripheral Interface (SPI) realisiert. Über den vierten Datenschluss 48 können gleichzeitig siebte Datentelegramme empfangen und achte Datentelegramme ausgegeben werden. Siebte Datentelegramme sind symbolhaft als ein eingehender Pfeil 50 und achte Datentelegramme symbolhaft als ausgehender Pfeil 52 dargestellt. Der vierte Datenanschluss 48 kann dabei im voll- oder halb-duplex Verfahren genutzt werden.
Es ist auch möglich, dass der Knoten mit den beschriebenen Datenanschlüssen als ein integrierter Schaltkreis ausgeführt ist. Es ist ebenfalls möglich, dass das FPGA und damit der Knoten keinen vierten Datenanschluss, sondern nur einen ersten, zweiten und dritten Datenanschluss aufweist
Der Knoten 10 ist über den dritten Datenanschluss 38 mit einem Feldgerät 54 verbunden. Das Feldgerät 54 kann beispielsweise als eine Bedieneinheit (siehe Fig. 3) einer Aufzuganlage zum Rufen eines Aufzugs und/oder zum Eingeben eines Zielstockwerks ausgeführt sein. Das Feldgerät 54 verfügt über einen Micro-Controller 56 mit einer als halb-duplex-fähiges "Reduced Media-independent Interface" (RMII) realisierte Datenschnittstelle 58. Die Datenschnittstelle 58 ist mit dem dritten Datenanschluss 38 des Knotens 10 über eine direkte Steckverbindung verbunden. Sie kann damit dritte Datentelegramme 40 an den dritten Datenanschluss 38 ausgeben und vierte Datentelegramme 42 vom dritten Datenanschluss 38 des Knotens 10 empfangen. Zusätzlich können die weiteren Signale 44 ausgegeben und die weiteren Signale 46 empfangen werden.
Über den vierten Datenanschluss 48 ist der Knoten 10 mit einer sicheren Ein- /Ausgabeeinheit 60 verbunden, welche beispielsweise als ein sicherer Türkontakt (siehe Fig. 3) einer Aufzuganlage ausgeführt sein kann. Die Ein-/Ausgabeeinheit 60 verfügt über eine als voll-duplex-fähiges Serial Peripheral Interface (SPI) ausgeführte Datenschnittstelle 62. Die Datenschnittstelle 62 ist mit dem vierten Datenanschluss 48 des Knotens 10 verbunden. Sie kann damit siebte Datentelegramme 50 an den vierten Datenanschluss 48 ausgeben und achte Datentelegramme 52 vom vierten Datenanschluss 48 des Knotens 10 empfangen. Die Datenschnittstelle 62 kann dabei im voll- oder halb duplex Verfahren genutzt werden. Wenn der Knoten 10 in ein Datennetzwerk (74 in Fig. 3) eingebunden ist, dann ist er über den ersten Datenanschluss mit einem weiteren Netzwerkteilnehmer verbunden. Der weitere Netzwerkteilnehmer kann insbesondere ein identisch aufgebauter Knoten sein, welcher insbesondere ebenfalls mit einem Feldgerät und einer sicheren Ein- /Ausgabeeinheit verbunden ist. In diesem Fall ist der erste Datenanschluss mit dem zweiten Datenanschluss des weiteren Knotens verbunden. Der weitere Netzwerkteilnehmer kann auch als eine Steuereinheit oder ein anders aufgebauter Knoten ausgebildet sein. Er muss lediglich ebenfalls über einen Datenanschluss verfügen, der gemäss dem Ethernet Standard IEEE802.3bw 100BASE-T1 im voll-duplex Verfahren Datentelegramme ausgeben und empfangen kann.
Im Fall, dass der Knoten 10 in ein Datennetzwerk (74 in Fig. 3) eingebunden und er nicht der letzte Knoten in einer Kette von Knoten ist, dann ist er über den zweiten Datenanschluss mit einem ersten Datenanschluss eines identisch aufgebauten weiteren Knoten verbunden, wobei der weitere Knoten insbesondere ebenfalls mit einem Feldgerät und einer sicheren Ein-/Ausgabeeinheit verbunden ist.
Der Knoten 10 bzw. das FPGA 12 sind so konfiguriert, dass vom ersten Datenanschluss 15 empfangene fünfte Datentelegramme 20 direkt und ohne Modifikationen als sechste Datentelegramme 32 vom zweiten Datenanschluss 27 ausgegeben werden. Es ist damit nicht möglich, dass der Knoten 10 von ihm generierte Informationen über den zweiten Datenanschluss ausgibt.
Solange über den zweiten Datenanschluss 27 keine zweiten Datentelegramme 30 empfangen werden, werden über den dritten Datenanschluss 38 vom Feldgerät 54 empfangene dritten Datentelegramme 40 vom FPGA 12 über den ersten Datenanschluss 15 als erste Datentelegramme 18 ausgegeben. Dies ändert sich sofort, wenn über den zweiten Datenanschluss 27 ein zweites Datentelegramm 30 empfangen wird, der zweite PHY 28 also ein Empfang-Signal in Form eines so genannten RX DV-Signals an die zweite Schnittstelle 26 des FPGA 12 sendet bzw. das genannte Signal von der zweiten Schnittstelle 26 empfangen wird. Dazu wird vom FPGA 12 ein logischer Schalter 63 umgeschaltet, der in der Fig. 1 symbolhaft dargestellt ist. Schematische Signalverläufe von bei der Weiterleitung von empfangenen zweiten und dritten Dateninhalten durch den Knoten 10 relevanten Signalen sind in der Fig. 2 über der Zeit dargestellt.
Es sind in der Fig. 2 dargestellt:
Linie 64: Signalverlauf beim Ausgeben eines dritten Datentelegramms 40 von der Datenschnittstelle 58 des Feldgeräts 54 an den dritten Datenanschluss 38 (Signal TX_3),
Linie 66: Signalverlauf eines vom dritten Datenanschluss 38 an die Datenschnittstelle 58 des Feldgeräts 54 ausgegebenes Empfang-Signal (Signal RX_DV_3),
Linie 68: Signalverlauf eines vom zweiten PHY 28 an die zweite Schnittstelle 26 ausgegebenes Empfang-Signal (Signal RX_DV_2),
Linie 70: Signalverlauf beim Empfangen eines zweiten Datentelegramms 30 am zweiten Datenanschluss 27 (Signal RX_2) und
Linie 72: Signalverlauf beim Ausgeben eines ersten Datentelegramms 18 am ersten Datenanschluss 15 (Signal TX_1).
Zum Zeitpunkt tl beginnt ein Empfangen eines dritten Datentelegramms 40 am dritten Datenanschluss 38, was am alternierenden Signal TX_3 zu erkennen ist. Das dritte Datentelegramm 40 wird mit einer minimalen, nicht dargestellten zeitlichen Verzögerung am ersten Datenanschluss 15 als ein erstes Datentelegramm 18 ausgegeben, so dass bis zu einem Zeitpunkt t2 der Verlauf des Signals TX_1 dem Verlauf des Signals TX_3 entspricht.
Zum Zeitpunkt t2 beginnt ein Empfangen eines zweiten Datentelegramms 30 am zweiten Datenanschluss 27, was am alternierenden Signal RX_2 zu erkennen ist. Als Folge davon wechselt das Signal RX_DV_2 seinen Zustand von 0 auf 1. Da das Weiterleiten der zweiten Dateninhalte des zweiten Datentelegramms 30 Priorität gegenüber dem Weitereiten von dritten Dateninhalten des dritten Datentelegramms 40 hat, wird das Weiterleiten des dritten Datentelegramms 40 zum Zeitpunkt t2 sofort unterbrochen. Die Unterbrechung wird realisiert, indem vom FPGA 12 über den dritten Datenanschluss 38 ein Empfang-Signal (Signal RX_DV_3 wechselt von 0 auf 1) an die Datenschnittstelle 58 des Feldgeräts 54 ausgegeben wird. Da gleichzeitig ein drittes Datentelegramm 40 von der Datenschnittstelle 58 an den dritten Datenanschluss 38 ausgegeben wird (Signal TX_3) erkennt die Datenschnittstelle 58 eine Kollision und bricht gemäss dem verwendeten Ethemet-Protokoll das Ausgeben des dritten Datentelegramms 40 ab. Die Datenschnittstelle 58 gibt nach dem genannten Abbrechen noch ein so genanntes Jam- Signal aus (siehe Peak in TX_3 zwischen den Zeitpunkten t2 und t3), das vom FPGA 12 aber nicht an den ersten Datenanschluss 15 weitergeleitet und damit nicht über den ersten Datenanschluss 15 ausgegeben wird.
Der ab dem Zeitpunkt t2 empfangene zweite Dateninhalt des zweiten Datentelegramms 30 wird nicht sofort über den ersten Datenanschluss 15 ausgegeben, sondern im Speicher 37 zwischengespeichert.
Das Ausgeben des zweiten Dateninhalt des zweiten Datentelegramms 30 aus dem Speicher 37 startet erst nach Abwarten einer Zeitspanne von 96 Bitzeiten, also 0.92 ps zum Zeitpunkt t3, was am alternierenden Verlauf von TX_1 erkennbar ist. Das Ausgeben wird damit um die genannte Zeitspanne verzögert. Es ist auch möglich, dass das Ausgeben ein wenig länger, beispielsweise 1 ps verzögert wird.
Der Empfang des zweiten Datentelegramms 30 dauert bis zum Zeitpunkt t4, ab dem das Signal RX_2 nicht mehr alterniert. Als Folge davon wechselt das Signal RX_DV_2 seinen Zustand von 1 auf 0. Da das Ausgeben des zweiten Dateninhalt des zweiten Datentelegramms 30 als erstes Datentelegramm 18 am ersten Datenanschluss 15 zum Zeitpunkt t4 noch nicht beendet ist, bleibt das Signal RX_DV_3 noch auf 1, so dass die Datenschnittstelle 58 des Feldgeräts 54 nach wie vor erkennt, dass sie kein drittes Datentelegramm 40 ausgeben darf.
Das Ausgeben des zweiten Dateninhalt des zweiten Datentelegramms 30 als erstes Datentelegramm 18 am ersten Datenanschluss 15 endet zum Zeitpunkt t5, der um die genannte Zeitspanne nach dem Zeitpunkt t4 liegt. Das Signal TX_1 entspricht damit zwischen den Zeitpunkten t3 und t5 dem Signal RX_2 zwischen den Zeitpunkten t2 und t4.
Zum Zeitpunkt t5, wechselt das Signal RX_DV_3 von 1 auf 0. Die Datenschnittstelle 58 des Feldgeräts 54 erkennt damit, dass sie ein drittes Datentelegramm 40 ausgeben darf. Sie beginnt gemäss Ethemet-Protokoll nach einem Abwarten einer zufälligen Wartezeit zum Zeitpunkt t6 das ab dem Zeitpunkt tl ausgegebene dritte Datentelegramm 40 von Beginn an nochmals auszugeben. Das Ausgeben des gesamten dritten Datentelegramms 40 ist zum Zeitpunkt t7 abgeschlossen. Das dritte Datentelegramm 40 wird ab dem Zeitpunkt t6 vom FPGA 12 wieder an den ersten Datenanschluss 15 weitergeleitet und von ihm als erstes Datentelegramm 18 ausgegeben, so dass bis zwischen den Zeitpunkten t6 und t7 der Verlauf des Signals TX_1 dem Verlauf des Signals TX_3 entspricht.
Damit wurde der zweite Dateninhalt des über den zweiten Datenanschluss 27 empfangenen zweiten Datentelegramms 30 so schnell wie möglich weitergeben, ohne dass der dritte Dateninhalt des über den dritten Datenanschluss 38 empfangenen dritten Datentelegramms 40 verloren gegangen ist.
Der FPGA 12 des Knotens 10 ist dazu so konfiguriert, dass er das beschriebene Verfahren ausführt.
Der in Fig. 1 beschriebene Knoten 10, der das mit den Signalverläufen der Fig. 2 beschriebene Verfahren ausführt kann besonders vorteilhaft in einem Datennetzwerk 74 einer Aufzuganlage 76 gemäss Fig. 3 eingesetzt werden.
In der Aufzuganlage 76 können eine Aufzugkabine 78 und ein Gegengewicht 80 mithilfe einer Antriebsmaschine 82 vertikal innerhalb eines Aufzugschachts 84 verlagert werden und dabei zu verschiedenen Stockwerken 86 gefahren werden. Der Betrieb der Antriebsmaschine 82 wird durch eine Aufzugsteuerung 88 gesteuert. An jedem der Stockwerke 86 ist eine Schachttür 90 vorgesehen, mithilfe derer ein Zugang zu dem Aufzugschacht 84 bzw. der dahinter befindlichen Aufzugkabine 78 blockiert bzw. freigegeben werden kann. Ein aktueller Schliesszustand jeder dieser Schachttüren 90 wird jeweils mittels eines an der jeweiligen Schachttür 90 vorgesehenen Türkontakts 60 überwacht. Der Türkontakt 60 ist damit eine in Fig. 1 dargestellte sichere Ein- /Ausgabeeinheit, welche je nachdem, ob die Schachttür 90 geöffnet oder geschlossen ist, ein entsprechendes Signal bzw. Daten ermittelt und ausgibt.
Jeder Türkontakt 60 ist mit einem Knoten 10 gemäss Fig. 1 verbunden, genauer mit dem vierten Datenanschluss 48 des Knotens 10. In Fig. 3 sind die einzelnen Bestandteile der Koten 10 nicht weiter dargestellt. Über seinen dritten Datenanschluss 38 ist jeder Knoten 10 ausserdem mit einem Feldgerät in Form einer Bedieneinheit 54 zum Rufen der Aufzugkabine 78 und/oder zum Eingeben eines Zielstockwerks verbunden. Die Knoten 10 sind in einer Reihe hintereinander angeordnet, so dass bei allen Knoten 10 bis auf einen ersten Knoten 10.1 und einen letzten Knoten lO.n der erste Datenanschluss 15 über ein ungeschirmtes, verdrilltes, zweiadriges Kabel 94 mit dem zweiten Datenanschluss 27 eines davor angeordneten Knotens verbunden ist. Die Knoten 10 bilden damit eine vom ersten Knoten 10.1 zum letzten Knoten lO.n reichende Kette. Der erste Knoten 10.1 ist mit seinem ersten Datenanschluss 15 ebenfalls über ein ungeschirmtes, verdrilltes, zweiadriges Kabel 94 mit einem Master 92 verbunden, der die Sicherheit der Aufzuganlage 76 überwacht und mit der Aufzugsteuerung 88 in Signalverbindung steht. Der zweite Datenanschluss 27 des letzten Knotens lO.n ist mit keinem weiteren Gerät verbunden.
Im Betrieb der Aufzuganlage 76 gibt der Master 92 Datentelegramme an den ersten Knoten 10.1 aus, welcher diese wie in Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben über seinen ersten Datenanschluss 15 als fünfte Datentelegramme 20 empfangt und unverändert als sechste Datentelegramme 32 über seinen zweiten Datenanschluss 27 an den nächsten Knoten 10 ausgibt. Die fünften Datentelegramme 20 können sofern sie für eine am Knoten 10 angeschlossene Bedieneinheit 54 relevante Dateninhalte enthalten, vom FPGA 12 des Knotens über den dritten Datenanschluss 38 an die Bedieneinheit 54 ausgegeben werden. Dies wiederholt sich, bis die genannten Datentelegramme des Masters 92 vom letzten Knoten lO.n empfangen wurden. Als Reaktion auf den Empfang eines fünften Datentelegramms 20 vom letzten Knoten lO.n, erzeugt der FPGA 12 des letzten Knotens lO.n ein erstes Datentelegramm 18, welches über den ersten Datenanschluss 15 ausgegeben wird. Dieses erste Datentelegramm 18 kann, muss aber nicht Dateninhalte des empfangenen fünften Datentelegramms 20 enthalten. In das erste Datentelegramm 18 können vom Türkontakt 60 in Form eines siebten Datentelegramms 50 empfangene Informationen intergiert werden. Es ist ebenfalls möglich, dass auf Grund des Dateninhalts des fünften Datentelegramms 20 Informationen an den Türkontakt 60 ausgegeben werden.
Wie in Verbindung mit den Fig. 1 und 2 beschrieben, kann auch die über den dritten Datenanschluss 38 mit dem Knoten lO.n verbundene Bedieneinheit 54 Dateninhalte in Form von dritten Datentelegrammen 40 an den Knoten lO.n ausgeben, welche über den ersten Datenanschluss 15 als erste Datentelegramme 18 ausgegeben werden. Dabei wird das vom FPGA 12 des letzten Knotens lO.n erzeugte Datentelegramm gegenüber dem genannten dritten Datentelegramm 40 priorisiert ausgegeben. Die Priorisierung ist analog der im Zusammenhang mit den Fig. 1 und 2 beschriebenen Priorisierung der Weiterleitung von zweiten Dateninhalten von empfangenen zweiten Datentelegrammen 30 gegenüber der Weiterleitung von empfangenen dritten Datentelegrammen 40 realisiert.
Das erste Datentelegramm 18 des letzten Knotens lO.n wird vom davor hegenden Knoten als zweites Datentelegramm 30 über dessen zweiten Datenanschluss 27 empfangen und wie oben beschrieben an dessen ersten Datenanschluss 15 weitergeleitet und als erstes Datentelegramm 18 ausgegeben. Die Ausgabe der zweiten Dateninhalte der empfangenen zweiten Datentelegramme 30 erfolgt dabei wie in Zusammenhang mit den Fig. 1 und 2 beschrieben priorisiert gegenüber der Weiterleitung der von einer Bedieneinheit 54 empfangenen dritten Datentelegrammen 40.
Bei jedem Knoten 10 können in das erste Datentelegramm 18 vom Türkontakt 60 in Form eines siebten Datentelegramms 50 empfangene Informationen verzögerungsfrei intergiert werden. Das genannte verzögerungsfreie Integrieren der siebten Dateninhalte ist insbesondere entsprechend dem in der WO 2021/004835 Al beschriebenen Verfahren realisiert. Es ist ebenfalls möglich, dass auf Grund des Dateninhalts des fünften Datentelegramms 20 Informationen an den Türkontakt 60 ausgegeben werden.
Der Master 92 wertet die vom ersten Knoten 10.1 erhaltenen sicherheitsrelevanten Informationen der einzelnen Türkontakt 60 aus. Bei der Erkennung eines Fehlers leitet der Master 92 notwendige Massnahmen, wie beispielsweise ein Stillsetzen der Aufzuganlage 76 ein.
Der Master 92 gibt auch Informationen, insbesondere die Informationen der einzelnen Bedieneinheiten 54 an die Aufzugsteuerung 88 weiter. Er erhält auch Informationen von der Aufzugsteuerung 88, welche er an den ersten Knoten 10.1 ausgibt. Der Master 92 kann darüber hinaus mit weiteren elektronischen Geräten verbunden sein und von diesen Geräten Informationen zur Weiterleitung an den ersten Knoten 10.1 erhalten.
Da im beschriebenen Datennetzwerk 74 sicherheitsrelevante Informationen der Türkontakt 60 übermittelt werden, benötigt jeder Knoten 10 eine eindeutige Identifikationsnummer. Diese Identifikationsnummer wird bei einer Initialisierung des Datennetzwerks 74 festgelegt bzw. vergeben.
Um eine einfache und automatisierte Initialisierung zu ermöglichen, kann jeder Knoten 10 das Ausgeben von am ersten Datenanschluss 15 empfangenen fünften Datentelegrammen 20 als sechste Datentelegramme 32 über den zweiten Datenanschluss 27 unterbrechen. Diese Unterbrechung ist aktiv, wenn der Knoten 10 noch keine Identifikationsnummer hat. Wenn der Master 92 dann ein Datentelegramm an den ersten Knoten 10.1 ausgibt, so erreicht dieses Datentelegramm nur den ersten Knoten 10.1, der auf dieses Datentelegramm antwortet. Der Master weist dem ersten Knoten 10.1. daraufhin die erste Identifikationsnummer zu. Als Folge davon hebt der erste Knoten 10.1. die genannte Unterbrechung auf, so dass bei einem erneuten Senden eines Datentelegramms durch den Master 92, dieses vom ersten Knoten 10.1. an den zweiten Knoten weitergeleitet wird. Der zweite Knoten antwortet dem Master, woraufhin dem zweiten Knoten die zweite Identifikationsnummer zugewiesen wird. Dieses Vorgehen wird so lange fortgesetzt, bis dem letzten Knoten lO.n eine Identifikationsnummer zugewiesen wurde.
Die Türkontakt der Aufzuganlage müssen nicht mit den Knoten verbunden sein. Sie können auch als Schalter ausgeführt sein, die in Reihe geschaltet Teil eines konventionellen Sicherheitskreises sind. In diesem Fall benötigen die Knoten keinen vierten Datenanschluss. Der erste Knoten muss dann auch nicht mit einem Master, sondern kann direkt mit der Aufzugsteuerung verbunden sein. Die Knoten benötigen dann auch keine Identifikationsnummer.
Abschliessend ist daraufhinzuweisen, dass Begriffe wie „aufweisend“, „umfassend“, etc. keine anderen Elemente oder Schritte ausschließen und Begriffe wie „eine“ oder „ein“ keine Vielzahl ausschließen. Ferner sei daraufhingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Weiterleiten von Dateninhalten von einem zweiten Datenanschluss (27) und einem dritten Datenanschluss (38) eines Knoten (10, 10.1, lO.n) eines Datennetzwerks (74), insbesondere eines Datennetzwerks (74) einer Aufzuganlage (76), zu einem ersten Datenanschluss (15) des genannten Knotens (10, 10.1, lO.n), wobei
- über den ersten Datenanschluss (15) erste Dateninhalte bildende erste Datentelegramme (18) gemäss Ethemet-Protokoll ausgebbar sind,
- über den zweiten Datenanschluss (27) zweite Dateninhalte bildende zweite Datentelegramme (30) gemäss Ethemet-Protokoll empfangbar sind und
- über den dritten Datenanschluss (38) dritte Dateninhalte bildende dritte Datentelegramme (40) gemäss Ethemet-Protokoll empfangbar sind,
- ein erstes Datentelegramm (18) entweder aus einem zweiten Datentelegramm (30) oder einem dritten Datentelegramm (40) abgeleitet wird, und
- über einen vierten Datenschluss (48) des Knotens (10, 10.1, lO.n) siebte Dateninhalte empfangbar sind, und das Verfahren folgende Verfahrensschritten aufweist
- Unterbrechen des Weiterleitens von über den dritten Datenanschluss (38) empfangenen Dateninhalten, sobald ein Empfang eines zweiten Datentelegramms (30) über den zweiten Datenanschluss (27) erkannt wird,
- Leiten des empfangenen zweiten Datentelegramms (30) in einen Zwischenpuffer (37) und
- Verzögern des Ausgebens von über den zweiten Datenanschluss (27) empfangenen Dateninhalten aus dem Zwischenpuffer (37) über den ersten Datenanschluss (15) für eine festlegbare Zeitspanne, und
- verzögerungsfreies Integrieren von empfangenen siebten Dateninhalten bei der
Weiterleitung von über den zweiten Datenanschluss (27) empfangenen zweiten Dateninhalten zum ersten Datenanschluss (15) in über den ersten Datenanschluss (15) ausgegebene erste Datentelegramme (18).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Senden beziehungsweise Empfangen von Datentelegrammen am ersten Datenanschluss (15), am zweiten Datenanschluss (27) und am dritten Datenanschluss (38) mit derselben Übertragungsrate abläuft und/oder die genannte Zeitspanne wenigstens einer minimalen Wartezeit der vom ersten Datenanschluss (15) und vom zweiten Datenanschluss (27) verwendeten Ethemet-Typs entspricht.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass über den dritten Datenschluss (38) zu einem Zeitpunkt entweder dritte Datentelegramme (40) empfangen oder vierte Datentelegramme (42) ausgegeben werden können.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass
- der dritte Datenanschluss (38) mit einer ersten externen Datenschnittstelle (58) eines ersten Feldgeräts (54) zur Datenübertragung verbunden ist,
- zum Unterbrechen des Weiterleitens von über den dritten Datenanschluss (38) empfangenen Dateninhalten, sobald ein Empfang eines zweiten Datentelegramms (30) über den zweiten Datenanschluss (27) erkannt wird, über den dritten Datenanschluss (38) ein Empfang-Signal an die erste externe Datenschnittstelle (58) ausgegeben wird, welches ein Ausgeben von vierten Datentelegrammen (42) vom dritten Datenanschluss (38) an die erste externe Datenschnittstelle (58) kennzeichnet,
- womit entsprechend dem verwendeten Ethemet-Protokoll eine Kollision gemäss Ethemet-Protokoll bei der Datenübertragung zwischen dem dritten Datenanschluss (38) und der ersten externen Datenschnittstelle (58) erkannt wird und die genannte Datenübertragung am dritten Datenanschluss (38) gestoppt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein von der ersten externen Datenschnittstelle (58) an den dritten Datenanschluss (38) entsprechend dem verwendeten Ethemet-Protokoll gesendetes Jam-Signal, welches eine Kollision bei der Datenübertragung zwischen dem dritten Datenanschluss (38) und der ersten externen Datenschnittstelle (58) kennzeichnet, nicht über den ersten Datenanschluss (15) ausgegeben wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass
- über den ersten Datenanschluss (15) gleichzeitig neben dem Senden der ersten Datentelegramme (18) fünfte Datentelegramme (20) empfangen werden,
- über den zweiten Datenanschluss (27) gleichzeitig neben dem Empfangen der zweiten Datentelegramme (30) sechste Datentelegramme (32) ausgegeben werden und
- über den ersten Datenanschluss (15) empfangene fünfte Datentelegramme (20) ohne Änderungen über den zweiten Datenanschluss (27) als sechste Datentelegramme (32) ausgegeben werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass
- die festlegbare Zeitspanne zumindest 96 Bitzeiten lang ist.
8. Verfahren zum Kommunizieren von Dateninhalten innerhalb eines Datennetzwerks (74) , insbesondere eines Datennetzwerks in einer Aufzuganlage (76),
- wobei das Datennetzwerk (74) mehrere über Datenkommunikationspfade (94) miteinander verbundene Knoten (10, 10.1, lO.n) mit jeweils einem ersten Datenanschluss (15) und einem zweiten Datenanschluss (27) aufweist, um Dateninhalte bildende Datentelegramme (18, 20, 30, 32) zwischen den Knoten (10, 10.1, lO.n) auszutauschen,
- wobei die Knoten (10, 10.1, lO.n) über die Datenkommunikationspfade (94) und die ersten Datenanschlüsse (15) und die zweiten Datenanschlüsse (27) seriell miteinander zu einer von einem ersten Knoten (10.1) zu einem letzten Knoten (lO.n) reichenden Kette verbunden sind,
- wobei zumindest zwei Knoten (10, 10.1, lO.n) über einen jeweiligen dritten Datenanschluss (38) mit einer ersten externen Datenschnittstelle (58) eines jeweiligen Feldgeräts (54) und über einen jeweiligen vierten Datenanschluss (48) mit einer jeweiligen sicheren Ein-/Ausgabeeinheit (60) zur Datenübertragung verbunden sind und
- die jeweiligen, mit einem Feldgerät (54) und sicheren Ein-/Ausgabeeinheit (60) zur Datenübertragung verbundene Knoten (10, 10.1, lO.n) vom zweiten Datenanschluss (27) empfangene zweite Dateninhalte, vom dritten Datenanschluss (38) empfangene dritte Dateninhalte und vom vierten Datenanschluss (48) empfangene vierte Dateninhalte mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 an den ersten Datenanschluss (15) weiterleiten.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass
- über den ersten Datenanschluss (15) eines Knotens (10, 10.1, lO.n) gleichzeitig neben dem Senden der ersten Datentelegramme (18) fünfte Datentelegramme (20) empfangbar sind,
- über den zweiten Datenanschluss (27) gleichzeitig neben dem Empfangen der zweiten Datentelegramme (30) sechste Datentelegramme (32) ausgebbar sind und
- über den ersten Datenanschluss (15) empfangene fünfte Datentelegramme (20) ohne Änderungen über den zweiten Datenanschluss (27) als sechste Datentelegramme (32) ausgegeben werden.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass
- über den jeweiligen vierten Datenschluss (48) siebte Dateninhalte empfangen werden können und
- empfangene siebte Dateninhalte bei der Weiterleitung von über den zweiten Datenanschluss (27) empfangenen zweiten Dateninhalten zum ersten Datenanschluss (15) verzögerungsfrei in über den ersten Datenanschluss (15) ausgegebene erste Datentelegramme (18) integriert werden.
11. Knoten eines Datennetzwerks (74) mit einem ersten Datenanschluss (15), einem zweiten Datenanschluss (27), einem dritten Datenanschluss (38) und einem vierten Datenanschluss (48), wobei der Knoten (10, 10.1, lO.n) dazu konfiguriert ist,
- über den ersten Datenanschluss (15) erste Dateninhalte bildende erste Datentelegramme (18) gemäss Ethemet-Protokoll auszugeben,
- über den zweiten Datenanschluss (27) zweite Dateninhalte bildende zweite Datentelegramme (30) gemäss Ethemet-Protokoll zu empfangen, - über den driten Datenanschluss (38) drite Dateninhalte bildende drite Datentelegramme (40) gemäss Ethemet-Protokoll zu empfangen, und
- über den vierten Datenschluss (48) siebte Dateninhalte zu empfangen,
- ein erstes Datentelegramm (18) entweder aus einem zweiten Datentelegramm (30) oder einem driten Datentelegramm (40) abzuleiten,
- das Weiterleiten von über den driten Datenanschluss (27) empfangenen Dateninhalten zu unterbrechen, sobald der Knoten 10, 10.1, lO.n) einen Empfang eines zweiten Datentelegramms (30) über den zweiten Datenanschluss (27) erkennt,
- das empfangene zweiten Datentelegramm (30) in einen Zwischenpuffer (37) zu leiten,
- das Ausgeben von über den zweiten Datenanschluss (27) empfangenen
Dateninhalten aus dem Zwischenpuffer (37) über den ersten Datenanschluss (15) für eine festlegbare Zeitspanne zu verzögern, und
- empfangene siebte Dateninhalte bei der Weiterleitung von über den zweiten
Datenanschluss (27) empfangenen zweiten Dateninhalten zum ersten Datenanschluss (15) verzögerungsfrei in über den ersten Datenanschluss (15) ausgegebene erste Datentelegramme (18) zu integrieren.
12. Datennetzwerk, insbesondere einer Aufzuganlage (76),
- wobei das Datennetzwerk (74) mehrere über Datenkommunikationspfade (94) miteinander verbundene Knoten (10, 10.1, lO.n) mit jeweils einem ersten Datenanschluss (15) und einem zweiten Datenanschluss (27) aufweist, um Dateninhalte bildende Datentelegramme (18, 20, 30, 32) zwischen den Knoten (10, 10.1, lO.n) auszutauschen,
- wobei die Knoten (10, 10.1, lO.n) über die Datenkommunikationspfade (94) und die ersten Datenanschlüsse (15) und die zweiten Datenanschlüsse (27) seriell miteinander zu einer von einem ersten Knoten (10.1) zu einem letzten Knoten (lO.n) reichenden Kete verbunden sind und
- wobei zumindest zwei Knoten (10, 10.1, lO.n) als ein Knoten (10, 10.1, lO.n) nach Anspruch 11 ausgeführt ist.
13. Aufzuganlage mit einem Datennetzwerk (74) nach Anspruch 12.
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