CN1311875A - 通信方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种通信方法,使用这种方法可以在用于控制和/或监视一个技术过程的通信站(S1,S2,S3,S4)之间进行通信,这些通信站通过一条总线(B)相互连接通信,并可由它们的地址相互区分。其中每个通信站管理称为服务访问点(Service Access Point)的第一参考组。对于这些服务访问点中的至少一个需要管理第二参考组,对于这些第二参考组中的每一个参考的访问是基于被访问通信站的地址来实现的。

Description

通信方法

本发明涉及一种通信方法，使用这种方法可以在用于控制和/或监视一个技术过程的通信站(S1,S2,S3,S4)之间进行通信，这些通信站通过一条总线，特别是一条现场总线，相互连接通信，并可由它们的地址相互区分。其中每个通信站管理称为服务访问点(Service Access Point)的第一参考组。

在德国标准EN50170的第一部分定义了一种用于管理接收资源的模型。这种定义扩充了参与通信的通信站的源地址和目的地址，最后表现为一个参考，基于这个参考，可以明确地处理不同通信关系的输入和输出数据。这些扩充的源地址和目的地址以下称为服务访问点(Service Access Point)，简称SAP。例如，一个以前能够通过发送站和接收站数据定义的连接关系，比如，[发送站：站1，接收站：站3]，可以分别扩充为参与通信的通信站的一个服务访问点的数据，比如：[发送站：站1.SAP3，接收站：站3.SAP5]。采用这种方法，每个通信站可以分别明确地处理与许多其它通信站的通信关系，只要每个这样的通信关系能够分别使用一个确定的服务访问点。

通信关系的数量可以由每个通信关系的SAP通过项目隐含地确定。由此还存在其它通信关系，在这些通信关系中，发送站首先给可能的接收站发送一个报文，并由可能的接收站给一个空闲的服务访问点回送应答报文。用这种方法能够将数据发送到可能的接收站，然后这个报文本身通过用这种方式处理的服务访问点发送到这个接收站。

既然每个通信站可以提供的服务访问点的数目是受限的，其结果是，用这种方式处理的可能的连接数目受限于服务访问点的数目。

对于每个服务访问点通常应当确定，哪个通信站具有使用这个服务访问点的权利。对于每个服务访问点可以确定的是，所有参与通信的通信站都能使用这个服务访问点。而且，虽然第一眼看上去这一点可以增加可能的连接数目，但多个连接站使用仅仅同一个服务访问点时，可能导致操作上不可容忍的错误。

例如，对于一个所有通信站都能使用的服务访问点，一个第一通信站通过这个服务访问点发送数据，而且这个通信站直接等待它已经发送数据的应答或响应，则只有当应答数据是直接可使用的，这个应答才会直接跟在接收数据的后面。相反，如果应答数据不能直接使用，则这个通信站必须在随后的一段时间内再一次询问数据现在是否准备好了。如果在中间时间内另一个通信站对同一个服务访问点进行访问，而这个访问点也没有阻止，这是由于服务访问点对于所有通信站都能使用的，则本来发给第一通信站的数据，突然到达了在中间时间访问这个服务访问点的那个通信站，这里所谓的中间时间是指介于原始发送和紧随其后的应答数据的获取之间的时间。

本发明要解决的任务包括，在一种已知的通信方法中扩大可使用的连接资源，而又不影响通信的质量、安全性和效率。

这个任务的解决方法是，通过使用一种通信方法，可以在用于控制和/或监视一个技术过程的通信站之间进行通信，这些通信站通过一条总线相互连接通信，并可由它们的地址相互区分。其中每个通信站管理称为服务访问点(Service Access Point)的第一参考组。其中，对于这些服务访问点中的至少一个需要管理第二参考组，对于这些第二参考组中的每一个参考的访问是基于被访问通信站的地址来实现的。

第一组参考，即服务访问点，可能是一组所谓的指针，指向可供使用的存储区，或者是一个数组，其中每一个数组元素使用一个特定的存储区。根据由标准已知的通信方法，指针指向的或数组元素参考指向的存储区，要么直接用于通信数据的中间存储，要么包含一个特定的数据结构，其中的存储区提供给通信数据用于中间存储。

以下先描述第一种可能的情况，其中参考组实现为存储区的指针组。总共有五个服务访问点可供使用，所以参考组因此包括五个指针，分别指向独立的存储区。这些存储区直接或间接地服务于输入或输出通信数据的中间存储，其中这些存储区通过进一步的指针指向实际的存储区。

根据本发明的规定，对于至少一个服务访问点需要管理一个第二参考组。与服务参考点对应的指针现在不是指向上面已经叙述的其它存储区，而是指向一个本身又包含一组指针的存储区。首先这组指针中的指针实际指向上面叙述的存储区。当现在要向第一通信站，例如使用地址1，通过由项目确定的编号为5的服务访问点实现数据的传送，地址为3的通信站发送数据，因此，根据本发明，为了中间存储接收的数据，从第一参考组中选定第五个指针(服务访问点5)并从由这个指针寻址的包含第二参考组的存储区中选定第三指针，因为第二参考组中的第三指针对应于地址为3的传送数据的通信站。

本发明的其它特点、优点和应用可能性可以根据附图和附图本身由下面的附属权利要求及实施例的描述得到说明。其中所有描述和/或图形展示的特点本身或以喜欢的组合方式描述的本发明的概念不依赖于权利要求的摘要或反之亦然。

附图1表示一个总线***B，以及通过总线相连的通信站S1,S2,S3和S4。通信站S1,S2,S3,S4通过访问总线相互通信。这些通信站遵从一个通过总线***B定义的协议。在实施例中这个为总线***定义的协议使用所谓的专用总线协议(Profibusprotokoll)，特别是专用总线-DP，这种协议的输入端也涉及已经提到的德国标准EN50170的第一部分。当然，本发明也可以使用其它的通信协议。

附图2用另一种方式表示附图1通信站S1,S2,S3,S4。为了通信每个通信站都访问总线B。为此每个通信站都设有访问总线B的访问单元，这些访问单元通常用特定的专用集成电路芯片(ASIC)来实现。其中接入总线的用软件或公司软件实现的功能特别包括服务访问点SAP1,SAP2,SAP3,SAP4的功能。

上面已经提到，服务访问点SAP1,SAP2,SAP3,SAP4使得参与通信的通信站S1,S2,S3,S4分别扩充了源地址和目的地址，使得一个通信站可以与其它多个通信站建立明确的通信关系。

例如，根据附图2，通信站S1与通信站S4有通信关系，与通信站S2也有通信关系。这意味着，参与通信的站S1至少有两种通信关系，这两种通信关系可以通过选择确定的服务访问点来相互区分。例如根据附图2，与通信站S4的连接可以通过站S1的第一个服务访问点来实现，而与站S2的通信可以通过站S1的倒数第二个服务访问点来实现。参与通信的通信站S2或S4的其它通信关系具有完全类似的关系。

上面还提到过，对项目的所有通信关系如果服务访问点不够用，将要使用更多的通信站，特别是所有通信站的特定的服务访问点。由此及彼引出的问题特别包括，当一个站，例如站S1，需要从其它站，例如站S4，接收数据，而这些数据还不能直接使用，则站S1必定会在随后的一段时间重新询问这些数据。如果在站S1的第一次询问和重新询问之间的中间时间内，另一个站，例如站S2，对所有通信站都能使用的站S4的服务访问点进行了访问，则本来发给站S1的特定数据错误地发给了站S2。

为了严格地避免这个问题，对于每个服务访问点设置一个源地址过滤表QAC，如附图3所示。由此，对于每一个单独的服务访问点，虽已经根据其特性作为参考表现为一种“使用者分类”，还要进一步划分为独立的“使用者分类”。对于参与通信的通信站，每一个这样的“使用者分类”都分配确定的通信站地址，以及相应的使用者分类号。

根据附图3，其中表现了由附图2确定的例如站S4的服务访问点的扩充功能，站S1以及站S2使用了站S4的服务访问点4，则站S1的所有数据会到达编号为1的使用者分类，而站S2的所有数据会到达编号为2的使用者分类。如前面已经描述，将使用同一个服务访问点，即编号为4的服务访问点。

第一通信站与另一个通信站通过事先确定的或选定的服务访问点进行通信时，总是使用这个使用者分类，其号码要么直接对应于第一通信站的站号，要么按另一种方式分配，例如使用一个确定的查询表。由于在总线上不允许地址冲突，而通信站的地址也是确定的，则可以保证，通过使用者分类的每一次访问也是没有冲突的。

一方面，上述设定的查询表可能包括参与通信的通信站的地址，这些地址分别是升序或降序排列的优选以0开头的自然数。另一方面，通常将通信站的地址进行这种方式的编码，通过简单设定掩码的比特位，可以从每个站地址获得一个自然数，按本发明所述的方法直接变换为使用者分类号。

在存储器中作为指针建立的参考的关系分别在附图4和附图5进行说明。在输入端又一次假定，参考没有必要必须建立为指针。因此有可能定义一种适当的数据结构，可以根据各自的符号对这种数据结构中的每个字段进行访问。

附图4表示对已知的服务访问点的一种可能的存储器利用方法。在附图4中表示为SAP的第一参考组包括一组用一维数组表示的指针。使用数组号码，例如号码2，可以访问每个服务访问点。由此数组号码直接对应一个服务访问点。在可以由号码分别参考的数组中至少有一个指向存储区的指针，用于通信数据的中间存储。因此，分配给服务访问点1的指针也指向存储区M1，分配给服务访问点2的指针也指向存储区M2，等等。

与此相对，附图5表示根据权利要求1中指定的通信方法的一种可能的存储器利用方法。同样地，服务访问点也是由数组号码分别参考的一维数组。一个指针至少包括一个这样的数组，与附图4中表现的关系相反，这里的指针不是直接指向一个存储区，而是指向源地址编码的一个QAC表。如果一个通信站使用一个直接或间接对应于自然数2的地址，给一个能够使用如权利要求1所述的通信方法的通信站发送数据，则已发送的数据会以下面所述的方案发送到各个存储区。

根据项目，通信需要一个服务访问点。假定使用服务访问点1。分配给这个服务访问点的是一个指针，指向源地址编码的QAC1表。可以传送数据的通信站的地址是2，或者对应于数2。然后从源地址编码的QAC1表中选择单元2。这个单元的指针指向存储区M12。这个存储区只供通信过程专门使用。另一个通信站，例如地址为1的通信站的数据，将存放在与存储区M12完全独立的存储区M11。

需要注意的是，各存储区M11,M12,…,M21,M22…,…没有必要使用线性寻址的存储区。附图6展示了一种可能的存储区使用方法。在这种方法中，存储区至少包括一个指向接收等待队列的指针，接收等待队列的第一个单元是头单元EH，接收等待队列的单元是EQ,EQ’。发送等待队列完全类似，头单元RH，单元是RQ,RQ’。

这种只使用仅仅一个服务访问点利用源地址编码确定的通过总线发送的数据的确定分配关系，对于数据的横向传送也是有利的。为达到这个目的，在横向传送中只使用一个专为横向传送设置的服务访问点。(当然，实际上横向传送对于每个服务访问点都是可能的。)

这种服务访问点在下面将称为横向服务访问点。这种横向服务访问点的识别和编码是在报文中特别确定的，以便在应当使用横向传送时，只使用这种服务访问点。由于这种横向服务访问点也包括一个源地址编码表，横向传送中的发送者的每个报文，会发到存储器的一个确定的地址中，这个地址是通过横向服务访问点与发送者的源地址联合确定的。

Claims (3)

1、一种通信方法，使用这种方法可以在用于控制和/或监视一个技术过程的通信站(S1,S2,S3,S4)之间进行通信，这些通信站通过一条总线(B)相互连接通信，并可由它们的地址相互区分，其中每个通信站管理称为服务访问点(Service Access Point)的第一参考组，其特征是，对于这些服务访问点中的至少一个需要管理第二参考组，对于这些第二参考组中的每一个参考的访问是基于被访问通信站的地址来实现的。

2、根据权利要求1所述的通信方法，其特征是，为了管理第二参考组，通过参考组确定的一个自然数分别确定地对应一个参考。

3、根据权利要求2所述的通信方法，其特征是，接在总线***上的通信站的每个地址，要么直接明确地符合与一个参考明确对应的多个自然数中的一个，要么明确地转化为与一个参考明确对应的多个自然数中的一个。

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