EP4681394A1 - Initialisieren und betreiben eines bussystems - Google Patents

Initialisieren und betreiben eines bussystems

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Publication number
EP4681394A1
EP4681394A1 EP24711860.7A EP24711860A EP4681394A1 EP 4681394 A1 EP4681394 A1 EP 4681394A1 EP 24711860 A EP24711860 A EP 24711860A EP 4681394 A1 EP4681394 A1 EP 4681394A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
module
signal line
primary
modules
initialization
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
EP24711860.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Kai Achim Kropp
Martin Winkler
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.)
BSH Hausgeraete GmbH
Original Assignee
BSH Hausgeraete GmbH
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 BSH Hausgeraete GmbH filed Critical BSH Hausgeraete GmbH
Publication of EP4681394A1 publication Critical patent/EP4681394A1/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
    • H04L12/40006—Architecture of a communication node
    • H04L12/40013—Details regarding a bus controller

Definitions

  • the present invention relates to a bus system with several electronic modules.
  • the invention relates to the operation of such a bus system.
  • a device such as a household appliance or a motor vehicle, comprises a system with several electronic modules that are connected to one another by means of a serial bus.
  • the system can control the device or part of it.
  • a predetermined bus protocol regulates access to the common medium and the transmission of data from a transmitter to one or more receivers.
  • each module can be configured with a unique communication address and to fulfill a predetermined purpose within the device or motor vehicle.
  • a primary module can control the course of the initialization phase and create an overview of the topography of the system.
  • Secondary modules can communicate with the primary module and negotiate their respective configurations.
  • One or more dedicated lines may be required for rapid and safe initialization of such a bus system. These can increase the complexity or susceptibility of the system to errors. In addition, such lines may be inoperable after the initialization phase, so the effort required for initialization alone can be high.
  • An object underlying the present invention is to provide an improved technique for initializing a system with a primary and at least one secondary electronic module.
  • the invention solves this problem by means of the subject matter of the independent claims. Subclaims give preferred embodiments.
  • a system comprises a primary and at least one secondary electronic module, wherein the secondary modules are connected to the primary module by means of a signal line in the manner of a daisy chain.
  • a method for initializing such a system comprises the following steps: a) opening the signal line in all secondary modules; b) providing an initialization signal on the signal line by the primary module; c) initializing a secondary module which receives the initialization signal and is not yet initialized; d) closing the signal line by the last initialized secondary module; and e) repeating steps b) to d) until all secondary modules are initialized.
  • the signal line is looped through all the intended secondary modules, starting from the primary module.
  • Each of the secondary modules can interrupt or close the signal line. If the signal line is open on a secondary module, all secondary modules further away from the first module are disconnected from it.
  • the order in which the secondary modules are initialized can be predetermined based on their position on the signal line. The secondary modules initialize one after the other, so that conflicts, for example due to data collisions, can be ruled out.
  • initializing a secondary module includes communicating with the primary module.
  • the primary module can collect information about their arrangement on the signal line.
  • the primary module can distribute predetermined information or resources to the secondary modules.
  • Information that can be transmitted from a secondary to the primary module can include, for example, an identification, a function, a position, a version or equipment.
  • Information that can be transmitted in the opposite direction from the primary to the initializing secondary module includes, for example, a configuration or a position of the secondary module in the system.
  • a software component of the secondary module can be updated from the primary module.
  • it can first be determined during communication that the secondary module uses a software component for which an update is available from the primary module.
  • the update can then be
  • the signal is transmitted from the primary module to the secondary module and activated there.
  • the initialization of the secondary module can then be continued.
  • the initialization of the system can be terminated. This state usually occurs when all of the secondary modules in the system have been initialized. If a secondary module cannot be initialized, it can still close the signal line to enable initialization of a secondary module that is further away from the primary module on the signal line. The failure of one or more secondary modules to initialize can be detected by the primary module. A decision can be made as to whether the system has been reconfigured compared to a last known state or whether an error state exists in which part of the system is not functional. The primary module can then initiate an appropriate measure to respond to the decision made. The measure can in particular include providing an error message.
  • the secondary modules can be connected to the primary module by means of a data bus. Communication between the primary and an initializing secondary module can take place via the data bus.
  • the data bus is preferably designed in series, so that the number of lines can be small.
  • the data bus can comprise a CAN bus or a similar bus.
  • the signal line can be designed as a one-wire bus and communication takes place via the signal line. Once the initialization of the system is complete, communication between the modules can take place mainly on the data bus.
  • the communication comprises transmitting a configuration from the secondary to the primary module.
  • the primary module determines a topology of secondary modules in the system based on received configurations.
  • the signal line from the primary module passes through all secondary modules in sequence.
  • the signal line can serve another purpose.
  • one of the modules can connect the signal line to a predetermined potential to provide an interrupt request.
  • the interrupt request can be provided in particular when the module detects a fault condition that it cannot correct itself.
  • the interrupt request is transmitted from one of the secondary modules to the primary module.
  • the primary module can then perform a higher-level function or send a signal to a secondary or higher-level device.
  • a primary electronic module comprises an output for connection to a signal line in the manner of a daisy chain; and a processing device which is configured to provide an initialization signal to at least one secondary electronic module via the signal line.
  • the primary electronic module can be configured for connection to a data bus, wherein the data bus is connected to the secondary module. This allows communication between the primary and a secondary electronic module after the primary module has provided the initialization signal to the secondary module. The communication can control the initialization of the secondary module.
  • a secondary electronic module comprises an input and an output for a signal line in the manner of a daisy chain; a switch between the input and the output; and a processing device which is arranged to detect an initialization signal at the input when the switch is open, to initialize the secondary electronic module; and to close the switch.
  • One or more secondary electronic modules can cooperate with a primary electronic module described herein.
  • the secondary electronic module can also have a further switch for connecting the signal line to a predetermined potential in order to provide an interrupt request.
  • the further switch is preferably connected to the output so that the interrupt request can only be forwarded to the primary module if the switch between the output and the input is closed. This allows the initialization of the secondary electronic module to take place in an improved, undisturbed manner.
  • the further switch can also be connected to the input if it is desired that an interrupt request can also be provided during the initialization of the secondary module.
  • a system comprises a primary electronic module described herein and at least one secondary electronic module described herein and a signal line that connects the secondary modules to the primary module in the manner of a daisy chain.
  • a data bus can be provided to which the modules are connected.
  • the data bus can in particular comprise a serial data bus that is constructed in the manner of a single-wire or multi-wire connection. The data bus cannot support or require a physical sequence of participants on the medium.
  • the system or one of its modules can be set up to partially or completely carry out a method described herein.
  • the system or one of its modules can comprise a processing device which is in particular implemented electronically and comprises, for example, a programmable microcomputer or microcontroller.
  • the method can be in the form of a computer program product with program code means.
  • the computer program product can also be stored on a computer-readable data carrier. Additional features or advantages of the method can be transferred to the system or one of its modules or vice versa.
  • the technique described herein can be used to particular advantage when several similar or identical secondary modules are used in the system. For example, a position of one of the modules on the signal line can be changed and during a subsequent initialization phase of the system, the secondary modules can be configured to compensate for the change.
  • an electrical device comprises a system described herein.
  • the device can in particular comprise a household appliance or a motor vehicle.
  • secondary modules on board a motor vehicle can each implement a direction indicator (blinker). From the primary module, the signal line can be routed successively to secondary modules for providing a blinking signal on the motor vehicle at the front left, front right, rear right and rear left. If the first two secondary modules of the system are swapped, they can be adapted to their new functions during a subsequent initialization phase of the system, since the primary module knows the order in which the signal line runs through the secondary modules.
  • the first initialized secondary module (last at the front right) can be used for the position front left and the second secondary module (last front left) can be initialized for the front right position. Remaining secondary modules for the rear right and rear left positions have not changed their positions on the signal line, so their configurations can remain unchanged.
  • Figure 1 a system
  • Figure 2 an electronic module
  • Figure 3 shows a flow chart of a process.
  • FIG. 1 shows a device 100 with an electronic system 105.
  • the system 105 comprises a primary electronic module 110 and several secondary electronic modules 115.
  • the modules 110, 115 are preferably connected to one another by means of a data bus 120.
  • the data bus 120 is preferably organized serially and is designed here purely as an example as a CAN bus.
  • a signal line 125 is provided which runs in the manner of a daisy chain from the primary module 110 in a predetermined order through all secondary modules 115.
  • the modules 110, 115 can be connected to an energy source by means of supply lines 130.
  • the system 105 may include virtually any plurality of secondary modules 115.
  • An order in which the secondary modules 115 are connected to the signal line 125 may determine an order in which the secondary modules 115 are initialized. Initialization may occur after a supply voltage is applied or after a reset of the system 105 or the data bus 120.
  • Designations for connected lines or signals are entered on the modules 110, 115.
  • the supply lines 130 are designated VBIIS and GND.
  • Data lines of the data bus 120 are designated D+ and D-. If the signal line 125 is understood as a current coming from the primary module 110, CIC_OUT designates a connection to a downstream module 115 and CIC_IN designates a connection to an upstream module 110, 115.
  • Figure 2 shows a secondary module 115 in a preferred embodiment.
  • the secondary module 115 comprises an input 205 and an output 210 for the signal line 125.
  • the input 205 can be connected to a line carrying the signal CIC_IN and the output 210 to a line carrying the signal CIC_OUT.
  • a first switch 215, a second switch 220, a transistor 225 and a processing device 230 are provided. It should be noted that the second switch 220 and/or the transistor 225 can also be omitted in a simple embodiment of a technique described herein.
  • the switches 215 and 220 are coupled to one another and can be set to a first or a second position based on a signal CF_COMPLETE. If the secondary module 115 or the processing device 230 has not yet been initialized, the switches 215, 220 are preferably controlled to the first position shown.
  • the switches 215 and 220 are preferably implemented using semiconductors, for example transistors or circuits with at least one transistor.
  • an initialization signal CS received from the primary module 110 via the input 205 can be forwarded to the processing device 230 to cause it to perform an initialization.
  • the processing device 230 of the secondary module 115 can move the switches 215, 220 to the second position.
  • the input 205 is connected to the output 210, so that the signal line 125 is effectively extended to the following secondary module 115.
  • the input 205 is disconnected from the processing device 230, so that an initialization signal arriving at the input 205 is not evaluated by the local processing device 230, but is forwarded to the following secondary module 115 via the output 210.
  • the processing device 230 can provide an interrupt request INT to close the transistor 225.
  • the transistor 225 operates in the manner of a switch in an open collector circuit and acts on the signal line 125 running through the secondary module 115.
  • the signal line 125 can be connected to a predetermined electrical potential through the transistor 225, in the embodiment shown to ground.
  • the level of the signal line 125 can be recognizably 0 V for all modules 110, 115.
  • a module 110, 115 provided for this purpose usually the primary module 110, may detect this level or a transition (edge) to this level, interrupt normal operation of the system 105, and handle the interrupt request.
  • the transistor 225 acts on the output 210.
  • An interrupt request can only be transmitted to the primary module 110 when the first switch 215 is in the second position.
  • the optional second switch 220 which separates the transistor 225 in the first position from the processing device 230, it can be prevented that a downstream secondary module 115 receives an interrupt request from the processing device 230 while the first switch 215 is in the first position.
  • the second switch 220 can also be omitted.
  • the transistor 225 can also act on the input 205 instead of the output 210, so that an interrupt request can also be issued during the initialization of the secondary module 115.
  • Figure 3 shows a flow chart of a method 300 for controlling a system 105.
  • Method steps shown in a left column are typically performed by the primary module 110.
  • Method steps in a right column are associated with a secondary module 115. It should be noted that the same steps in the right column can be performed for several secondary modules 115 one after the other. Steps 305 and 365 shown between the columns can apply to the entire system 105.
  • step 305 the system 105 is uninitialized. This state can exist, for example, immediately after switching on or during a reset.
  • the secondary module 115 can open the signal line 125 by setting its first switch 215 to the first position.
  • the primary module 110 can be initialized.
  • the primary module 110 can send an initialization signal via the signal line 125. In this case, no addressing of a secondary module 110 preferably takes place. At this point in time, only the secondary module 115 that immediately follows the primary module 110 along the signal line 125 can evaluate the initialization signal in a step 325.
  • the secondary module 115 can acknowledge the initialization signal to the primary module 110. The primary module 110 can receive the acknowledgement signal in a step 325 and carry out communication with the secondary module 115.
  • parameters can be exchanged between the modules 110, 115.
  • the secondary module 115 can be initialized.
  • secondary module 115 may close signal line 125 (in a step 345) by setting its first switch 215 to the second position. It may also signal completion of its own initialization to primary module 110 in a step 350.
  • the primary module 110 receives the confirmation in a step 355, it can return to step 320 and send another initialization signal via the signal line 125.
  • the further initialization signal reaches the next downstream secondary module 115, which can then also be initialized in the manner described.
  • a timeout can be determined in a step 360. It can then be determined in a step 365 that the system 105 is completely initialized or that no further secondary module 115 can be initialized. The initialization of the system 105 is thus completed and normal operation can begin. This determination is preferably carried out by means of the primary module 110. The step 365 can also be carried out when a predetermined number of secondary modules 115 have reported their initializations to the primary module 110.
  • the primary module 110 can connect the signal line 125 to a predetermined electrical potential, for example a predetermined positive voltage, which can be several volts.
  • a voltage source can be provided on the first module 110.
  • the primary module 110 or a secondary module 115 can connect the signal line 125 to another electrical potential, usually a lower potential.
  • the other potential is preferably connected to the signal line 125 with a higher resistance than the first potential.
  • an evaluation is preferably carried out in a step 375 by the primary module 110; in another embodiment, the evaluation can also be carried out by a secondary module 115 or by several modules 110, 115.
  • the interruption request can then be handled by the evaluating module 110, 115.
  • a function of a secondary module 115 can be changed or suspended. If the interrupt request indicates a catastrophic event, for example, the modules 110, 115 can limit or switch off their functions. In this way, individual parts of a device or motor vehicle 100 can be shut down gracefully.
  • the system 100 can be completely reinitialized. For this purpose, a corresponding message can be sent from an evaluating module 110, 115 to all other modules 110, 115.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Small-Scale Networks (AREA)

Abstract

Ein System (105) umfasst ein primäres (110) und wenigstens ein sekundäres elektronisches Modul (115), wobei die sekundären Module (115) mittels einer Signalleitung (125) nach Art einer Daisy Chain mit dem primären Modul (110) verbunden sind. Ein Verfahren (300) zum Initialisieren eines solchen Systems (105) umfasst folgende Schritte: a) Öffnen der Signalleitung (125) in allen sekundären Modulen (115); b) Bereitstellen eines Initialisierungssignals auf der Signalleitung (125) durch das primäre Modul (110); c) Initialisieren eines sekundären Moduls (115), welches das Initialisierungssignal empfängt und noch nicht initialisiert ist; d) Schließen der Signalleitung (125) durch das zuletzt initialisierte sekundäre Modul (115); und e) Wiederholen der Schritte b) bis d), bis alle sekundären Module (115) initialisiert sind.

Description

Initialisieren und Betreiben eines Bussystems
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bussystem mit mehreren elektronischen Modulen. Insbesondere betrifft die Erfindung den Betrieb eines solchen Bussystems.
Ein Gerät, beispielsweise ein Haushaltsgerät oder ein Kraftfahrzeug, umfasst ein System mit mehreren elektronischen Modulen, die mittels eines seriellen Busses miteinander verbunden sind. Das System kann das Gerät oder einen Teil davon steuern. Ein vorbestimmtes Busprotokoll regelt den Zugriff auf das gemeinsame Medium und die Übermittlung von Daten von einem Sender an einen oder mehrere Empfänger. Dazu kann jedes Modul mit einer eindeutigen Kommunikationsadresse konfiguriert sein und innerhalb des Geräts bzw. Kraftfahrzeugs einen vorbestimmten Zweck zu erfüllen.
Soll das System rekonfiguriert werden, beispielsweise indem ein Modul aus dem System entfernt, dem System hinzugefügt oder in seiner Position im umgebenden Gerät verändert wird, so müssen entsprechende Informationen an die restlichen Module des Systems verteilt werden. Es wurden unterschiedliche Vorschläge gemacht, die Module dynamisch im System zu konfigurieren, wobei das System seine Betriebsfähigkeit innerhalb einer Konfigurationsphase herstellt. Dabei kann ein primäres Modul den Ablauf der Initialisierungsphase steuern und einen Überblick über die Topographie des Systems erstellen. Sekundäre Module können mit dem primären Modul kommunizieren und ihre jeweiligen Konfigurationen aushandeln.
Für eine rasche und sichere Initialisierung eines solchen Bussystems können eine oder mehrere dedizierte Leitungen erforderlich sein. Diese können eine Komplexität oder eine Fehleranfälligkeit des Systems erhöhen. Außerdem können solche Leitungen nach der Initialisierungsphase funktionslos sein, sodass der nur für die Initialisierung zu treibende Aufwand hoch sein kann.
Eine der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe besteht in der Bereitstellung einer verbesserten Technik zum Initialisieren eines Systems mit einem primären und wenigstens einem sekundären elektronischen Modul. Die Erfindung löst diese Aufgabe mittels der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder. Ein System umfasst ein primäres und wenigstens ein sekundäres elektronisches Modul, wobei die sekundären Module mittels einer Signalleitung nach Art einer Daisy Chain mit dem primären Modul verbunden sind. Ein Verfahren zum Initialisieren eines solchen Systems umfasst folgende Schritte: a) Öffnen der Signalleitung in allen sekundären Modulen; b) Bereitstellen eines Initialisierungssignals auf der Signalleitung durch das primäre Modul; c) Initialisieren eines sekundären Moduls, welches das Initialisierungssignal empfängt und noch nicht initialisiert ist; d) Schließen der Signalleitung durch das zuletzt initialisierte sekundäre Modul; und e) Wiederholen der Schritte b) bis d), bis alle sekundären Module initialisiert sind.
Als Daisy Chain wird die Signalleitung, ausgehend vom primären Modul, nacheinander durch alle vorgesehenen sekundären Module geschleift. Jedes der sekundären Module kann die Signalleitung unterbrechen oder schließen. Ist die Signalleitung an einem sekundären Modul geöffnet, so sind alle weiter vom ersten Modul entfernten sekundären Module davon abgetrennt. Durch die beschriebene Vorgehensweise kann eine Reihenfolge, in welcher die sekundären Module initialisiert werden, auf Grund ihrer Lage an der Signalleitung vorbestimmt sein. Die sekundären Module initialisieren nacheinander, sodass Konflikte, beispielsweise durch Datenkollision, ausgeschlossen sein können.
Bevorzugt umfasst das Initialisieren eines sekundären Moduls seine Kommunikation mit dem primären Modul. Bevorzugt kann das primäre Modul während der Initialisierung der sekundären Module Informationen über deren Anordnung an der Signalleitung sammeln. In umgekehrter Richtung kann das primäre Modul vorbestimmte Informationen oder Ressourcen an die sekundären Module verteilen. Informationen, die von einem sekundären an das primäre Modul übertragen werden können, können beispielsweise eine Identifikation, eine Funktion, eine Position, eine Version oder eine Ausstattung umfassen. Informationen, die in umgekehrter Richtung von primären an das initialisierende sekundäre Modul übertragen werden können, umfassen beispielsweise eine Konfiguration oder eine Position des sekundären Moduls im System.
Optional kann eine Softwarekomponente des sekundären Moduls vom primären Modul aus aktualisiert werden. Dazu kann zunächst im Rahmen der Kommunikation festgestellt werden, dass das sekundäre Modul eine Softwarekomponente verwendet, für die seitens des primären Moduls eine Aktualisierung bereitsteht. Anschließend kann die Aktualisie- rung vom primären an das sekundäre Modul übermittelt und dort aktiviert werden. Das Initialisieren des sekundären Moduls kann anschließend fortgesetzt werden.
Erfolgt während einer vorbestimmten Zeit nach dem Bereitstellen eines Initialisierungssignals keine Kommunikation zwischen dem primären und einem noch nicht initialisierten sekundären Modul, so kann das Initialisieren des Systems beendet werden. Üblicherweise tritt dieser Zustand ein, wenn alle sekundären Module des Systems initialisiert sind. Sollte ein sekundäres Modul nicht initialisiert werden können, so kann es die Signalleitung trotzdem schließen, um ein Initialisieren eines an der Signalleitung weiter vom primären Modul entfernten sekundären Moduls zu ermöglichen. Ein ausbleibendes Initialisieren eines oder mehrerer sekundären Module kann durch das primäre Modul festgestellt werden. Es kann entschieden werden, ob das System gegenüber einem zuletzt bekannten Zustand neu konfiguriert wurde oder ein Fehlerzustand vorliegt, bei dem ein Teil des Systems nicht funktionsfähig ist. Das primäre Modul kann dann eine passende Maßnahme einleiten, um auf die getroffene Entscheidung zu reagieren. Die Maßnahme kann insbesondere das Bereitstellen einer Fehlernachricht umfassen.
Die sekundären Module können zusätzlich zur Signalleitung mittels eines Datenbusses mit dem primären Modul verbunden sein. Dabei kann die Kommunikation zwischen dem primären und einem initialisierenden sekundären Modul über den Datenbus erfolgen. Der Datenbus ist bevorzugt seriell ausgeführt, sodass eine Anzahl Leitungen gering sein kann. Beispielsweise kann der Datenbus einen CAN-Bus oder einen ähnlichen Bus umfassen. In einer anderen Ausführungsform kann die Signalleitung als Ein-Draht-Bus ausgeführt sein und die Kommunikation erfolgt über die Signalleitung. Ist die Initialisierung des Systems abgeschlossen, so kann Kommunikation zwischen den Modulen hauptsächlich auf dem Datenbus stattfinden.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Kommunikation ein Übermitteln einer Konfiguration vom sekundären an das primäre Modul. Dabei bestimmt das primäre Modul auf der Basis empfangener Konfigurationen eine Topologie von sekundären Modulen im System.
Sind alle sekundären Module im System initialisiert, verläuft die Signalleitung vom primären Modul nacheinander durch alle sekundären Module. In einer folgenden Phase kann die Signalleitung einem weiteren Nutzen dienen. Insbesondere kann, nachdem alle Module initialisiert sind, eines der Module die Signalleitung mit einem vorbestimmten Potential verbinden, um eine Unterbrechungsanforderung (Interrupt Request) bereitzustellen. Die Unterbrechungsanforderung kann insbesondere bereitgestellt werden, wenn das Modul einen Fehlerzustand bestimmt, den es nicht selbst beheben kann. Üblicherweise wird die Unterbrechungsanforderung von einem der sekundären Module an das primäre Modul übermittelt. Das primäre Modul kann dann eine übergeordnete Funktion ausführen oder ein Signal an eine neben- oder übergeordnete Einrichtung verschicken.
Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein primäres elektronisches Modul einen Ausgang zur Verbindung mit einer Signalleitung nach Art einer Daisy Chain; und eine Verarbeitungseinrichtung, die dazu eingerichtet ist, über die Signalleitung ein Initialisierungssignal an wenigstens ein sekundäres elektronisches Modul bereitzustellen. Ferner kann das primäre elektronische Modul zur Verbindung mit einem Datenbus eingerichtet sein, wobei der Datenbus mit dem sekundären Modul verbunden ist. Dadurch kann eine Kommunikation zwischen dem primären und einem sekundären elektronischen Modul erfolgen, nachdem das primäre Modul das Initialisierungssignal an das sekundäre Modul bereitgestellt hat. Die Kommunikation kann die Initialisierung des sekundären Moduls steuern.
Nach wieder einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein sekundäres elektronisches Modul einen Eingang und einen Ausgang für eine Signalleitung nach Art einer Daisy Chain; einen Schalter zwischen dem Eingang und dem Ausgang; und eine Verarbeitungseinrichtung, die dazu eingerichtet ist, bei geöffnetem Schalter ein Initialisierungssignal am Eingang zu erfassen, das sekundäre elektronische Modul zu initialisieren; und den Schalter zu schließen. Eines oder mehrere sekundäre elektronische Module können mit einem hierin beschriebenen primären elektronischen Modul Zusammenwirken.
Das sekundäre elektronische Modul kann ferner einen weiteren Schalter zur Verbindung der Signalleitung mit einem vorbestimmten Potential aufweisen, um eine Unterbrechungsanforderung bereitzustellen. Dabei ist der weitere Schalter bevorzugt mit dem Ausgang verbunden, sodass die Unterbrechungsanforderung nur dann an das primäre Modul weitergeleitet werden kann, wenn der Schalter zwischen dem Ausgang und dem Eingang geschlossen ist. So kann die Initialisierung des sekundären elektronischen Moduls verbessert ungestört erfolgen. In einer anderen Ausführungsform kann der weitere Schalter auch mit dem Eingang verbunden sein, falls gewünscht ist, dass eine Unterbrechungsanforderung auch während des Initialisierens des sekundären Moduls bereitgestellt werden kann. Ein System umfasst ein hierin beschriebenes primäres elektronisches Modul sowie wenigstens ein hierin beschriebenes sekundäres elektronisches Modul sowie eine Signalleitung, die nach Art einer Daisy Chain die sekundären Module mit dem primären Modul verbindet. Zusätzlich kann ein Datenbus vorgesehen sein, an den die Module angeschlossen sind. Der Datenbus kann insbesondere einen seriellen Datenbus umfassen, der nach Art einer Eindraht- oder Mehrdraht-Verbindung aufgebaut ist. Der Datenbus kann keine physikalische Reihenfolge von Teilnehmern am Medium unterstützen bzw. voraussetzen.
Das System oder eines seiner Module kann dazu eingerichtet sein, ein hierin beschriebenes Verfahren teilweise oder vollständig auszuführen. Dazu kann das System oder eines seiner Module eine Verarbeitungseinrichtung umfassen, die insbesondere elektronisch ausgeführt ist und beispielsweise einen programmierbaren Mikrocomputer oder Mikrocontroller umfasst. Das Verfahren kann in Form eines Computerprogrammprodukts mit Programmcodemitteln vorliegen. Das Computerprogrammprodukt kann auch auf einem computerlesbaren Datenträger abgespeichert sein. Merkmale oder Vorteile des Verfahrens können auf das System oder eines seiner umfassten Module übertragen werden oder umgekehrt.
Die hierin beschriebene Technik kann insbesondere dann vorteilhaft eingesetzt werden, wenn mehrere ähnliche oder gleiche sekundäre Module in dem System verwendet werden. So kann beispielsweise eine Position eines der Module an der Signalleitung verändert werden, und während einer folgenden Initialisierungsphase des Systems können die sekundären Module derart konfiguriert werden, dass die Änderung ausgeglichen wird.
Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein elektrisches Gerät ein hierin beschriebenes System. Das Gerät kann insbesondere ein Haushaltsgerät oder ein Kraftfahrzeug umfassen.
In einem illustrativen Beispiel für ein vorgeschlagenes System können sekundäre Module an Bord eines Kraftfahrzeugs jeweils einen Fahrtrichtungsanzeiger (Blinker) realisieren. Vom primären Modul aus kann die Signalleitung nacheinander an sekundäre Module zum Bereitstellen eines Blinksignals am Kraftfahrzeug vorne links, vorne rechts, hinten rechts und hinten links geführt sein. Werden die ersten beiden sekundären Module des Systems miteinander vertauscht, so können sie während einer folgenden Initialisierungsphase des Systems an ihre neuen Funktionen angepasst werden, da seitens des primären Moduls bekannt ist, in welcher Reihenfolge die Signalleitung durch die sekundären Module verläuft. Das erste initialisierte sekundäre Modul (zuletzt vorne rechts) kann für die Position vorne links und das zweite sekundäre Modul (zuletzt vorne links) kann für die Position vorne rechts initialisiert werden. Verbleibende sekundäre Module für die Positionen hinten rechts und hinten links haben ihre Positionen an der Signalleitung nicht verändert, sodass ihre Konfigurationen unverändert bleiben können.
Die Erfindung wird nun unter Bezug auf die beiliegenden Figuren genauer beschrieben, in denen:
Figur 1 ein System;
Figur 2 ein elektronisches Modul; und
Figur 3 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens darstellt.
Figur 1 zeigt ein Gerät 100 mit einem elektronischen System 105. Das System 105 umfasst ein primäres elektronisches Modul 110 sowie mehrere sekundäre elektronische Module 115. Die Module 110, 115 sind bevorzugt mittels eines Datenbusses 120 miteinander verbunden. Der Datenbus 120 ist bevorzugt seriell organisiert und vorliegend rein beispielhaft als CAN-Bus ausgeführt. Zusätzlich ist eine Signalleitung 125 vorgesehen, die nach Art einer Daisy Chain vom primären Modul 110 in einer vorbestimmten Reihenfolge durch alle sekundären Module 115 verläuft. Darüber hinaus können die Module 110, 115 mittels Versorgungsleitungen 130 mit einer Energiequelle verbunden sein.
Das System 105 kann praktisch eine beliebige Vielzahl sekundärer Module 115 umfassen. Eine Reihenfolge, in welcher die sekundären Module 115 an der Signalleitung 125 liegen, kann eine Reihenfolge bestimmen, in der die sekundären Module 115 initialisiert werden. Das Initialisieren kann nach dem Einschalten einer Versorgungsspannung oder nach einem Rücksetzen des Systems 105 oder des Datenbusses 120 erfolgen.
An den Modulen 110, 115 sind jeweils Bezeichnungen für verbundene Leitungen bzw. Signale eingetragen. Die Versorgungsleitungen 130 sind als VBIIS und GND bezeichnet. Datenleitungen des Datenbusses 120 sind mit D+ und D- bezeichnet. Wird die Signalleitung 125 als ein vom primären Modul 110 ausgehender Strom aufgefasst, so bezeichnet CIC_OUT eine Verbindung zu einem stromabwärtigen Modul 115 und CIC_IN eine Verbindung zu einem stromaufwärtigen Modul 110, 115. Figur 2 zeigt ein sekundäres Modul 115 in einer bevorzugten Ausführungsform. Das sekundäre Modul 115 umfasst einen Eingang 205 und einen Ausgang 210 für die Signalleitung 125. Der Eingang 205 kann mit einer Leitung verbunden sein, die das Signal CIC_IN trägt, und der Ausgang 210 mit einer Leitung, die das Signal CIC_OUT trägt. Darüber hinaus sind ein erster Schalter 215, ein zweiter Schalter 220, ein Transistor 225 und eine Verarbeitungseinrichtung 230 vorgesehen. Es ist zu beachten, dass der zweite Schalter 220 und/oder der Transistor 225 in einer einfachen Ausführungsform einer hierin beschriebenen Technik auch entfallen können.
Die Schalter 215 und 220 sind miteinander gekoppelt und können auf der Basis eines Signals CF_COMPLETE in eine erste oder eine zweite Stellung gebracht werden. Ist das sekundäre Modul 115 bzw. die Verarbeitungseinrichtung 230 noch nicht initialisiert, so werden die Schalter 215, 220 bevorzugt in die dargestellte erste Stellung gesteuert. Die Schalter 215 und 220 sind bevorzugt mittels Halbleitern ausgeführt, beispielsweise Transistoren oder Schaltungen mit wenigstens einem Transistor.
In der ersten Stellung kann ein Initialisierungssignal CS, das über den Eingang 205 vom primären Modul 110 empfangen wird, an die Verarbeitungseinrichtung 230 weitergeleitet werden, um diese zu veranlassen, eine Initialisierung durchzuführen.
Ist die Initialisierung abgeschlossen, so kann die Verarbeitungseinrichtung 230 des sekundären Moduls 115 die Schalter 215, 220 in die zweite Stellung verbringen. Durch das Umschalten des ersten Schalters 215 wird der Eingang 205 mit dem Ausgang 210 verbunden, sodass die Signalleitung 125 effektiv bis zum folgenden sekundären Modul 115 verlängert wird. Gleichzeitig wird der Eingang 205 von der Verarbeitungseinrichtung 230 getrennt, sodass ein am Eingang 205 eintreffendes Initialisierungssignal nicht von der lokalen Verarbeitungseinrichtung 230 ausgewertet, sondern über den Ausgang 210 an das folgende sekundäre Modul 115 weitergeleitet wird.
In der zweiten Stellung ist der zweite Schalter 220 geschlossen. Die Verarbeitungseinrichtung 230 kann eine Unterbrechungsanforderung INT bereitstellen, um den Transistor 225 zu schließen. Der Transistor 225 arbeitet nach Art eines Schalters in einer O- pen-Collector-Schaltung und wirkt auf die durch das sekundäre Modul 115 verlaufende Signalleitung 125. Die Signalleitung 125 kann die durch den Transistor 225 mit einem vorbestimmten elektrischen Potential verbunden werden, in der dargestellten Ausführungsform mit Masse. Dadurch kann der Pegel der Signalleitung 125 für alle Module 110, 115 erkennbar 0 V betragen. Ein dafür vorgesehenes Modul 110, 115, üblicherweise das primäre Modul 110, kann diesen Pegel oder eine Übergang (Flanke) zu diesem Pegel erkennen, einen üblichen Betrieb des Systems 105 unterbrechen und die Unterbrechungsanforderung behandeln.
In der dargestellten Ausführungsform wirkt der Transistor 225 auf den Ausgang 210. Eine Unterbrechungsanforderung kann nur dann in Richtung des primären Moduls 110 übermittelt werden, wenn sich der erste Schalter 215 in der zweiten Stellung befindet. Durch Einsatz des optionalen zweiten Schalters 220, der den Transistor 225 in der ersten Stellung von der Verarbeitungseinrichtung 230 trennt, kann verhindert werden, dass ein stromabwärtiges sekundäres Modul 115 eine Unterbrechungsanforderung der Verarbeitungseinrichtung 230 erhält, während sich der erste Schalter 215 in der ersten Stellung befindet. Ist das primäre Modul 110 zur Behandlung der Unterbrechungsanforderung vorgesehen, so kann der zweite Schalter 220 auch entfallen. In noch einer weiteren Ausführungsform kann der Transistor 225 auch auf den Eingang 205 statt auf den Ausgang 210 wirken, sodass eine Unterbrechungsanforderung auch während des Initialisierens des sekundären Moduls 115 ausgegeben werden kann.
Figur 3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 300 zum Steuern eines Systems 105. Verfahrensschritte, die in einer linken Spalte dargestellt sind, werden üblicherweise vom primären Modul 110 ausgeführt. Verfahrensschritte in einer rechten Spalte sind einem sekundären Modul 115 zugeordnet. Es ist zu beachten, dass für mehrere sekundäre Module 115 nacheinander jeweils dieselben Schritte der rechten Spalte durchgeführt werden können. Zwischen den Spalten dargestellte Schritte 305 und 365 können für das gesamte System 105 gelten.
Im Schritt 305 ist das System 105 uninitialisiert. Dieser Zustand kann beispielsweise unmittelbar nach dem Einschalten oder während eines Reset vorliegen. In einem Schritt 310 kann das sekundäre Modul 115 die Signalleitung 125 öffnen, indem sie ihren ersten Schalter 215 in die erste Stellung bringt. Zeitgleich kann in einem Schritt 315 das primäre Modul 110 initialisiert werden.
In einem Schritt 320 kann das primäre Modul 110 ein Initialisierungssignal über die Signalleitung 125 aussenden. Dabei erfolgt bevorzugt keine Adressierung eines sekundären Moduls 110. Zu diesem Zeitpunkt kann nur dasjenige sekundäre Modul 115, das entlang der Signalleitung 125 unmittelbar auf das primäre Modul 110 folgt, das Initialisierungssignal in einem Schritt 325 auswerten. In einem Schritt 330 kann das sekundäre Modul 115 das Initialisierungssignal an das primäre Modul 110 quittieren. Das primäre Modul 110 kann das Quittierungssignal in einem Schritt 325 empfangen und eine Kommunikation mit dem sekundären Modul 115 durchführen. Dabei können in einem Schritt 335 Parameter zwischen den Modulen 110, 115 ausgetauscht werden. In einem Schritt 340 kann das sekundäre Modul 115 initialisiert werden.
Ist die Initialisierung vollständig, so kann das sekundäre Modul 115 (in einem Schritt 345) die Signalleitung 125 schließen, indem sie ihren ersten Schalter 215 in die zweite Stellung verbringt. Außerdem kann sie in einem Schritt 350 den Abschluss ihrer eigenen Initialisierung an das primäre Modul 110 melden.
Empfängt das primäre Modul 110 in einem Schritt 355 die Bestätigung, so kann es zum Schritt 320 zurückkehren und ein weiteres Initialisierungssignal über die Signalleitung 125 verschicken. Das weitere Initialisierungssignal erreicht das nächste stromabwärtige sekundäre Modul 115, das daraufhin ebenfalls in der beschriebenen Weise initialisiert werden kann.
Folgt auf das Aussenden des Initialisierungssignals durch das primäre Modul 110 im Schritt 320 während einer vorbestimmten Zeit keine Antwort eines der sekundären Module 115, so kann in einem Schritt 360 eine Zeitüberschreitung festgestellt werden. Daraufhin kann in einem Schritt 365 bestimmt werden, dass das System 105 vollständig initialisiert ist bzw. dass kein weiteres sekundäres Modul 115 initialisiert werden kann. Die Initialisierung des Systems 105 ist damit abgeschlossen und es kann ein üblicher Betrieb aufgenommen werden. Diese Bestimmung wird bevorzugt mittels des primären Moduls 110 durchgeführt. Der Schritt 365 kann auch ausgeführt werden, wenn eine vorbestimmte Anzahl sekundärer Module 115 ihre Initialisierungen an das primäre Modul 110 gemeldet haben.
Zu diesem Zeitpunkt sollten sich alle ersten Schalter 215 der sekundären Module 115 jeweils in der zweiten Stellung befinden und den jeweiligen Eingang 205 des sekundären Moduls 115 mit seinem Ausgang 210 verbinden. Das primäre Modul 110 kann die Signalleitung 125 mit einem vorbestimmten elektrischen Potential verbinden, beispielsweise einer vorbestimmten positiven Spannung, die einige Volt betragen kann. Dazu kann am ersten Modul 110 eine Spannungsquelle vorgesehen sein. In einem Schritt 370 kann das primäre Modul 110 oder ein sekundäres Modul 115 die Signalleitung 125 mit einem anderen elektrischen Potential verbinden, üblicherweise einem geringeren Potential. Das andere Potential ist bevorzugt hochohmiger als das erste Potential mit der Signalleitung 125 verbunden. Durch das Verbinden kann das an der Signalleitung 125 wirksame Potential verändert werden, und die Veränderung kann durch eines der Module 110, 115 erfasst und ausgewertet werden. In der dargestellten Ausführungsform erfolgt eine Auswertung bevorzugt in einem Schritt 375 durch das primäre Modul 110; in einer anderen Ausführungsform kann die Auswertung auch durch ein sekundäres Modul 115 oder durch mehrere Module 110, 115 erfolgen. Anschließend kann die Unterbrechungsanforderung durch das auswertende Modul 110, 115 behandelt werden. Dazu kann eine Funktion eines sekundären Moduls 115 verändert oder ausgesetzt werden. Sollte die Unterbrechungsanforderung beispielsweise auf ein katastrophales Ereignis hinweisen, so können die Module 110, 115 ihre Funktionen einschränken oder abschalten. So können einzelne Teile eines Geräts oder Kraftfahrzeugs 100 sauber (gracefully) heruntergefahren werden. Optional kann das System 100 komplett neu initialisiert werden. Dazu kann eine entsprechende Nachricht von einem auswertenden Module 110, 115 an alle anderen Module 110, 115 versandt werden.
Bezugszeichen
100 Gerät
105 System
110 primäres Modul
115 sekundäres Modul
120 Datenbus
125 Signalleitung
130 Versorgungsleitung
D+, D- Datenleitungen des Datenbusses 120 VBUS, GND Versorgungsleitung 130 CIC_IN Eingang CIC-OUT Ausgang
205 Eingang
210 Ausgang
215 erster Schalter
220 zweiter Schalter
225 Transistor
230 Verarbeitungseinrichtung
INT Signal: Unterbrechungsanforderung
CF_COMPLETE Signal: Initialisierung abgeschlossen
CS Signal: Initialisierung
300 Verfahren
305 Reset
310 Daisy Chain öffnen
315 Initialisieren
320 Signal schicken
325 Signal empfangen UND noch nicht initialisiert?
330 Signal quittieren
335 Parameter austauschen
340 Initialisieren
345 Daisy Chain schließen 350 Initialisierung bestätigen
355 Bestätigung empfangen
360 Zeitüberschreitung
365 System initialisiert 370 Unterbrechung anfordern
375 Unterbrechung behandeln

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren (300) zum Initialisieren eines Systems (105) mit einem primären (110) und wenigstens einem sekundären elektronischen Modul (115), wobei die sekundären Module (115) mittels einer Signalleitung (125) nach Art einer Daisy Chain mit dem primären Modul (110) verbunden sind; wobei das Verfahren (300) folgende Schritte umfasst: a) Öffnen (310) der Signalleitung (125) in allen sekundären Modulen (115); b) Bereitstellen (320) eines Initialisierungssignals auf der Signalleitung (125) durch das primäre Modul (110); c) Initialisieren (340) eines sekundären Moduls (115), welches das Initialisierungssignal empfängt und noch nicht initialisiert ist; d) Schließen (345) der Signalleitung (125) durch das zuletzt initialisierte sekundäre Modul (115); und e) Wiederholen der Schritte b) bis d), bis alle sekundären Module (115) initialisiert sind.
2. Verfahren (300) nach Anspruch 1 , wobei das Initialisieren (340) eines sekundären Moduls (115) eine Kommunikation (335) mit dem primären Modul (110) umfasst.
3. Verfahren (300) nach Anspruch 2, wobei eine Softwarekomponente des sekundären Moduls (115) vom primären Modul (110) aktualisiert wird.
4. Verfahren (300) nach Anspruch 2 oder 3, wobei die sekundären Module (115) zusätzlich mittels eines Datenbusses (120) mit dem primären Modul (110) verbunden sind; wobei die Kommunikation über den Datenbus (120) erfolgt.
5. Verfahren (300) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei das Initialisieren beendet (365) wird, wenn während einer vorbestimmten Zeit nach dem Bereitstellen eines Initialisierungssignals keine Kommunikation (360) zwischen dem primären und einem noch nicht initialisierten sekundären Modul (115) erfolgt.
6. Verfahren (300) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei die Kommunikation (335) ein Übermitteln einer Konfiguration vom sekundären Modul (115) zum primären Modul (110) umfasst; dabei bestimmt das primäre Modul (110) auf der Basis empfangener Konfigurationen eine Topologie von sekundären Modulen (115) im System (105).
7. Verfahren (300) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei, nachdem alle Module (110, 115) initialisiert sind, eines der Module (110, 115) die Signalleitung (125) mit einem vorbestimmten Potential verbindet (370), um eine Unterbrechungsanforderung bereitzustellen.
8. Elektronisches Modul (110), umfassend:
- einen Ausgang (210) zur Verbindung mit einer Signalleitung (125) nach Art einer Daisy Chain; und
- eine Verarbeitungseinrichtung (230), die dazu eingerichtet ist, über die Signalleitung (125) ein Initialisierungssignal an wenigstens ein weiteres elektronisches Modul (115) bereitzustellen.
9. Elektronisches Modul (115), umfassend:
- einen Eingang (205) und einen Ausgang (210) für eine Signalleitung (125) nach Art einer Daisy Chain;
- einen Schalter (215) zwischen dem Eingang und dem Ausgang; und
- eine Verarbeitungseinrichtung (230), die dazu eingerichtet ist, bei geöffnetem Schalter (215) ein Initialisierungssignal am Eingang zu erfassen, das Modul (115) zu initialisieren; und den Schalter (215) zu schließen.
10. Modul (115) nach Anspruch 9, ferner umfassend einen weiteren Schalter (225) zur Verbindung der Signalleitung (125) mit einem vorbestimmten Potential, um eine Unterbrechungsanforderung bereitzustellen.
11. System (105), umfassend:
- ein primäres elektronisches Modul (110) nach Anspruch 8;
- wenigstens ein sekundäres elektronisches Modul (115) nach Anspruch 9 oder 10; und
- eine Signalleitung (125), die nach Art einer Daisy Chain die sekundären Module (115) mit dem primären Modul (110) verbindet.
12. Elektrisches Gerät (100), umfassend ein System (105) nach Anspruch 11.
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