DE10038860A1 - ASI-Slave - Google Patents

Abstract

Dargestellt und beschrieben ist ein ASI-Slave (1) zum Anschluß an eine ASI-Leitung (3) eines ASI-Systems, mit einem Analogteil (6), mit einem Analog/Digital-Umsetzungsteil (7) und mit einem Digitalteil (8), wobei der Analogteil (6) an die ASI-Leitung (3) angeschlossen ist bzw. anschließbar ist und die von der ASI-Leitung (3) übertragenen, Adreßbits und Informationsbits enthaltenen Signale empfängt bzw. die von der ASI-Leitung (3) zu übertragenden, Informationsbits enthaltenden Signale abgibt, wobei das Analog/Digital-Umsetzungsteil (7) von der ASI-Leitung (3) empfangene analoge Signale in digitale Signale umwandelt bzw. digitale Signale in von der ASI-Leitung (3) zu übertragende analoge Signale umwandelt und wobei das Digitalteil (8) einerseits die vom Analogteil (6) - über das Analog/Digital-Umsetzungsteil (7) - kommenden Signale auswertet und verarbeitet, wenn die in den Signalen enthaltenen Adreßbits mit einer dem ASI-Slave (1) zugeordneten Adresse übereinstimmen, und anderersetis - über das Analog/Digital-Umsetzungsgteil (7) - zum Analogteil (6) gehende Signale verarbeitet. DOLLAR A Erfindungsgemäß ist ein ASI-Slave (1) zur Verfügung gestellt worden, mit dem auch Informationen mit einer größeren Anzahl an Informationsbits in möglichst wenigen Abfragezyklen und damit möglichst schnell übertragen werden können und zwar dadurch, daß - bei nur einem Analogteil (6) - funktional mehrere Digitalteile (8) vorgesehen sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen ASI-Slave zum Anschluß an eine ASI-Leitung ei­ nes ASI-Systems, mit einen Analogteil, mit einem Analog/Digital-Umsetzungs­ teil und mit einen Digitalteil, wobei das Analogteil an die ASI-Leitung ange­ schlossen ist bzw. anschließbar ist und die von der ASI-Leitung übertrage­ nen, Adreßbits und Informationsbits enthaltenen Signale empfängt bzw. die von der ASI-Leitung zu übertragenden, Informationsbits enthaltenen Signale abgibt, wobei das Analog/Digital-Umsetzungsteil von der ASI-Leitung emp­ fangene analoge Signale in digitale Signale umwandelt bzw. digitale Signale in von der ASI-Leitung zu übertragende analoge Signale umwandelt und wo­ bei das Digitalteil einerseits die vom Analogteil - über das Analog/Digital-Um­ setzungsteil - kommenden Signale auswertet und verarbeitet, wenn die in den Signalen enthaltenen Adreßbits mit einer dem ASI-Slave zugeordneten Adresse übereinstimmen, und andererseits - über das Analog/Digital-Umset­ zungsteil - zum Analogteil gehende Signale verarbeitet.

Vor mehreren Jahren haben eine größere Anzahl namhafter Aktuator-, Sensor- und Steuerungshersteller sowie zwei Hochschuleinrichtungen mit der indu­ striellen Gemeinschaftsentwicklung eines Aktuator-Sensor-Interface-Systems begonnen, welches als AS-Interface-System oder im folgenden stets als ASI- System bezeichnet wird. Das ASI-System wird als neuartige Schnittstelle für die industrielle Kommunikation eingesetzt und belegt den Bereich unterhalb der bisherigen Feldbussysteme. Es verbindet insbesondere binäre Sensoren und Aktuatoren über eine Sammelleitung mit der ersten Steuerungsebene, z. B. einer SPS oder einem PC.

Das ASI-System besteht aus mehreren ASI-Slaves, einem ASI-Master und ei­ ner ASI-Leitung. Kernstück des ASI-Systems ist der ASI-Slave, der in der Regel als ASI-Chip realisiert ist und mit dem die Aktuatoren bzw. Sensoren an die ASI-Leitung digital angekoppelt werden. Der ASI-Chip wird konstruk­ tiv entweder in ein Modul eingebaut, an das dann konventionelle Aktuatoren und Sensoren angeschlossen werden, oder er wird direkt in den Aktuator bzw. Sensor eingebaut. Der ASI-Master bildet die Schnittstelle zwischen den Aktuatoren bzw. Sensoren und dem Kern der Steuerung, beispielsweise einer SPS oder einem PC. Die ASI-Leitung ist im allgemeinen ein ungeschirmtes Zwei-Leiter-Flachbandkabel oder ein Standard-Rundkabel, über das gleich­ zeitig Signale und Energie übertragen werden.

Das ASI-System überträgt die Informationen zwischen einem Master und den verschiedenen Slaves nicht parallel, sondern seriell. In jedem Abfragezyklus werden Informationen seriell vom Master zu jedem Slave und zurück über­ tragen. Sie können als Ein- oder als Ausgabedaten benutzt werden. Um keine zu großen Wartezeiten bei der seriellen Übertragung der Informationen vom Master zu den einzelnen Slaves bzw. umgekehrt zu haben, ist für das ASI-Sy­ stem eine bestimmte Struktur der über die ASI-Leitung übertragenen Signale vorgegeben. Diese im nachfolgenden noch genauer beschriebene Struktur der übertragenden Signale, d. h. die Struktur der ASI-Nachrichten, zusammen mit einer vorgegebenen maximalen Anzahl von an die ASI-Leitung an­ schließbaren ASI-Slaves, gewährleistet eine für die Praxis ausreichende Zy­ kluszeit von maximal 5 ms.

Der Dialog des ASI-Masters mit einem ASI-Slave besteht immer aus der Kombination von Telegramm des ASI-Masters und Antworttelegramm des ASI-Slaves. Das Telegramm des ASI-Masters wird auch als Masteraufruf, das Antworttelegramm des ASI-Slaves als Slaveantwort bezeichnet. Wie üblich beginnen die Telegramme, d. h. die ASI-Nachrichten mit einer Startkennung und enden mit einer Stopkennung. Zwischen dem Masteraufruf und der Sla­ veantwort bzw. zwischen der Slaveantwort und einem neuen Masteraufruf ist jeweils eine Masterpause bzw. eine Slavepause vorgesehen. Der Master­ aufruf besteht insgesamt aus vierzehn Bits, wobei darin fünf Adreßbits und fünf Informationsbits an den ASI-Slave enthalten sind. Die Slaveantwort be­ steht aus insgesamt sieben Bits, von denen vier Bits als Informationsbits an den ASI-Master vorgesehen sind.

Über die am Anfang des Masteraufrufs stehenden Adreßbits wird jedem ASI- Slave mitgeteilt, ob die nachfolgende Information für ihn oder für einen ande­ ren ASI-Slave bestimmt ist. Jedem ASI-Slave ist also eine fünf Bit lange Adresse zugeordnet, wobei die Adresse 0 eine Sonderfunktion hat. Sie wird üblicherweise bei der Herstellung als Defaultwert benutzt, d. h. herstellungs­ mäßig ist den ASI-Slaves die Adresse 0 zugewiesen. Wenn dann beispiels­ Weise ein defekter ASI-Slave ausgetauscht wird, wird im neuen ASI-Slave die Adresse 0 durch die Adresse des ausgefallenen ASI-Slaves ersetzt, was durch ein entsprechendes Kommando des ASI-Masters an den neuen ASI-Slave ausgeführt werden kann. Mit den fünf Adreßbits können somit im Normalfall maximal 31 Teilnehmer adressiert und an die ASI-Leitung angeschlossen werden. In einem Abfragezyklus wird jeder angeschlossene ASI-Slave - ma­ ximal 31 ASI-Slaves - vom ASI-Master angesprochen und sendet jeder ASI- Slave seine Slaveantwort mit den vier Informationsbits an den ASI-Master zu­ rück.

Durch die vorgegebene Struktur der ASI-Nachrichten ergibt sich sowohl eine Beschränkung der maximal an die ASI-Leitung bzw. an einen ASI-Master an­ schließbaren ASI-Slaves als auch eine Beschränkung der maximal innerhalb eines Abfragezyklusses zwischen dem ASI-Master und dem ASI-Slave aus­ tauschbaren Informationsbits. Die erste Beschränkung ist bei der neuen ASI- Version 2.1 dadurch behoben worden, daß sich zwei ASI-Slaves eine Adresse teilen. Als sogenannte A- und B-Slaves heißen sie dann z. B. 10 A und 10 B. Im ersten Abfragezyklus werden alle A-Slaves, im folgenden alle B-Slaves be­ arbeitet. Der Vorteil, daß nunmehr maximal 62 ASI-Slaves anstelle von 31 ASI-Slaves an das ASI-System angeschlossen werden können, ist somit durch eine von 5 ms auf 10 ms angestiegene Zykluszeit erkauft worden.

Die Übertragung von 8 bis 16 Bit langen Werten, wie sie bei analogen Meß­ werten für Temperaturen oder Durchflüsse anfallen können, lassen sich mit dem bestehenden ASI-System nicht ohne weiteres übertragen. Soll beispiels­ weise eine 12 Bit lange Information übertragen werden, so ist dies bisher nur dadurch realisierbar, daß die 12 Bit lange Information in Portionen von drei Bit über vier Zyklen verteilt übertragen wird. Anstelle der normalerweise nutzbaren vier Informationsbits können hierbei nur drei Bits für die Informa­ tion verwendet werden, da das vierte Bit als sogenanntes Steuer- oder Tog­ gelbit benötigt wird. Das Steuer- bzw. Toggelbit enthält die Information, an welche Stelle der insgesamt 12 Bit langen Information die gerade übertrage­ nen drei Informationsbits gehören. Sollen mit einem ASI-System nicht nur bi­ näre sondern auch analoge Größen übertragen werden, so werden dafür meh­ rere Zykluszeiten benötigt, was zu einer entsprechend längeren Übertra­ gungszeit führt.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen ASI-Slave der in Rede stehenden Art zur Verfügung zu stellen, mit dem auch Informationen mit einer größeren Anzahl an Informationsbits in möglichst wenigen Abfragezyklen und damit möglichst schnell übertragen werden können.

Die zuvor hergeleitete und aufgezeigte Aufgabe ist zunächst und im wesent­ lichen dadurch gelöst, daß bei dem eingangs beschriebenen ASI-Slave funk­ tional mehrere Digitalteile vorgesehen sind.

Eingangs ist ausgeführt worden, daß der ASI-Slave aus einem Analogteil, ei­ nem Analog/Digital-Umsetzungsteil und einem Digitalteil besteht. Diese drei Elemente, die in der Praxis in einem ASI-Chip realisiert werden, stellen den funktionalen, nicht jedoch den tatsächlichen Aufbau des ASI-Slaves dar. Nachfolgend soll die Funktion dieser drei Elemente sowie deren tatsächlich in der Praxis ausgeführte Realisierung dargestellt werden.

Über die ASI-Leitung werden gleichzeitig die im ASI-System benötigte Energie und die Signale übertragen. Die ASI-Leitung dient somit zur Span­ nungs- und Stromversorgung der ASI-Slaves sowie der an den ASI-Slaves angeschlossenen Aktuatoren und/oder Sensoren und zur Datenübertragung zwischen dem ASI-Master und den ASI-Slaves. Die Datenübertragung erfolgt dabei im ASI-System durch näherungsweise sin²-förmige Spannungsimpulse, welche der DC-Spannungsversorgung aufmoduliert sind. Um diese auf der ASI-Leitung übertragenen analogen Spannungsimpulse empfangen zu kön­ nen, weist der ASI-Slave funktional zunächst ein Analogteil auf, über welches der ASI-Slave an die ASI-Leitung anschließbar ist. Das Analogteil ist dabei sowohl Empfänger als auch Sender, d. h. das Analogteil empfängt einerseits die von der ASI-Leitung übertragenen, vom ASI-Master stammenden Signale, sendet andererseits die von der ASI-Leitung zu übertragenden, von den an­ geschlossenen ASI-Slaves stammenden Signale. Bei dem von der ASI-Lei­ tung übertragenen, von dem Analogteil empfangenen Signal handelt es sich um den Masteraufruf, bei dem von der ASI-Leitung zu übertragenden, von dem Analogteil abgegebenen Signalen um die Slaveantwort.

Da der ASI-Slave, genauer das Digitalteil des ASI-Slaves, die Signale in digita­ ler Form auswertet und verarbeitet, enthält der ASI-Slave funktional noch ein Analog/Digital-Umsetzungsteil, das die von der ASI-Leitung empfangenen analogen Signale in digitale Signale bzw. digitale Signale in von der ASI-Lei­ tung zu übertragende analoge Signale umwandelt. Ist zuvor gesagt worden, daß das Analogteil einem Empfänger und einem Sender entspricht, so ent­ spricht das Analog/Digital-Umsetzungsteil einem dem Empfänger zugeordne­ ten Analog/Digital-Wandler und einem dem Sender zugeordneten Digital! Analog-Wandler.

Im Digitalteil werden einerseits die vom Analogteil kommenden, durch das Analog/Digital-Umsetzungsteil digitalisierten Signale verarbeitet, andererseits zum Analogteil gehende Signale, d. h. solche Signale, die von einem Aktuator oder Sensor kommen, verarbeitet. Das Digitalteil stellt die Ablaufsteuerung des ASI-Slaves dar, entspricht somit der logischen Schaltung des ASI-Slaves, wobei das Digitalteil insbesondere den vom Analogteil empfangenen Master­ aufruf decodiert und auf Fehlerfreiheit prüft sowie die in dem Masteraufruf enthaltenen codierten Kommandos ausführt und gegebenenfalls das Senden einer Slaveantwort veranlaßt. Bevor das Digitalteil die in dem Masteraufruf enthaltenen Informationsbits verarbeitet und darin enthaltene codierte Kom­ mandos ausführt, prüft das Digitalteil zunächst, ob die Adreßbits des Master­ aufrufs mit einer dem ASI-Slave zugeordneten Adresse übereinstimmen. Die dem ASI-Slave zugeordnete Adresse kann dabei beispielsweise in einem nicht flüchtigen Speicher abgelegt sein, aus welchem die Adresse in ein Adreßregi­ ster geladen werden kann. Das Digitalteil prüft also zunächst, ob der empfan­ gene Masteraufruf auch für das ASI-Slave bestimmt ist. Nur wenn dies der Fall ist, werden die in dem Informationsteil des Masteraufrufs enthaltenen Kommandos ausgeführt und gegebenenfalls eine Slaveantwort über die ASI- Leitung zurück an den ASI-Master geschickt.

Erfindungsgemäß ist zunächst erkannt worden - und dies ist bereits Teil der Erfindung -, daß bei der rein räumlichen Zusammenfassung mehrerer her­ kömmlicher ASI-Slaves, beispielsweise in einem gemeinsamen Gehäuse, von jedem Analogteil eines jeden ASI-Slaves gleichzeitig jeder Masteraufruf emp­ fangen wird, unabhängig davon, ob der Masteraufruf überhaupt für den je­ weiligen ASI-Slave bestimmt ist. Diese Erkenntnis ist erfindungsgemäß zu­ nächst dadurch umgesetzt worden, daß zwar funktional mehrere Digitalteile, jedoch nur eine Analogteil vorgesehen ist.

Dadurch, daß nun erfindungsgemäß funktional mehrere Digitalteile vorgese­ hen sind, aber der ASI-Slave trotzdem nur ein Analogteil aufweist, folgt zu­ nächst die Einsparung der ansonsten mehrfach vorhandenen Analogteile. Mit einer solchen Einsparung sind zum einem Kostenvorteile, zum anderen aber auch Platzvorteile verbunden. Der erfindungsgemäße ASI-Slave hat darüber hinaus den Vorteil, daß er aufgrund des nur einmal vorhandenen Analogteils somit auch nur die Impedanz eines normalen ASI-Slaves hat. Werden mehrere herkömmliche ASI-Slaves durch einen erfindungsgemäßen ASI-Slave mit funktional mehreren Digitalteilen aber nur einem Analogteil ersetzt, so wird dadurch die ASI-Leitung weniger belastet. Für das einwandfreie Funktio­ nieren der Datenübertragung über die ASI-Leitung ist der frequenzabhängige Impedanzverlauf zwischen den beiden Klemmen der ASI-Leitung von großer Bedeutung. Dabei existiert eine vorgeschriebene Impedanz-Grenzkurve, die nicht unterschritten werden darf. Diese Grenzkurve bestimmt die maximal zulässige Anzahl von anzuschließenden ASI-Slaves mit den ASI-Slaves eigener Impedanz. Wenn nun jedoch mehrere herkömmliche ASI-Slaves mit je einem Analogteil und je einem Digitalteil durch einen erfindungsgemäßen ASI-Slave mit funktional mehreren Digitalteilen, jedoch nur einem Analogteil ersetzt werden, dürfen entsprechend mehr ASI-Slaves angeschlossen werden bzw. dürfen die ASI-Slaves geringere Impedanzen als normal zulässig auf­ weisen, ohne daß die Datensicherheit gefährdet wird.

Dadurch, daß nun erfindungsgemäß funktional mehrere Digitalteile vorgese­ hen sind, kann der ASI-Slave eine der Anzahl der funktional vorgesehenen Digitalteile entsprechende Anzahl von vom Analogteil kommenden Signale auswerten und verarbeiten. Wenn also beispielsweise funktional vier Digital­ teile vorgesehen sind, so werden insgesamt vier von dem ASI-Slave bzw. dem Analogteil des ASI-Slaves empfangene Signale mit insgesamt vier unter­ schiedlichen, in dem Masteraufruf enthaltenen Adressen empfangen, ausge­ wertet und verarbeitet. Wenn den vier funktional vorgesehenen Digitalteilen beispielsweise die Adressen 1 bis 4 zugeordnet sind, so wird der erfindungs­ gemäße ASI-Slave nicht nur bei dem Masteraufruf mit der Adresse "1" die in dem Masteraufruf enthaltenen Informationen auswerten und verarbeiten und eine entsprechende Slaveantwort an den ASI-Master zurückschicken, son­ dern dies auch bei den Masteraufrufen mit den Adressen "2", "3" und "4" tun. Da der ASI-Master die zuvor beispielhaft genannten vier Masteraufrufe bzw. die vier Slaveantworten innerhalb eines Masterzyklusses verschickt bzw. empfängt, kann durch den erfindungsgemäße ASI-Slave innerhalb eines Ma­ sterzyklusses die vierfache Anzahl an Informationsbits empfangen bzw. ge­ sendet werden. Dadurch lassen sich mit dem erfindungsgemäßen ASI-Slave auch analoge Meßwerte, beispielsweise für Temperaturen oder Durchflüsse, die eine größere Anzahl von Informationsbits aufweisen, innerhalb eines Ma­ sterzyklusses übertragen.

Gemäß einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist in dem ASI- Slave eine Steuerung vorgesehen, die das Digitalteil so beeinflußt bzw. ver­ ändert, daß das Digitalteil vom Analogteil stammende Signale mit unterschied­ lichen Adreßbits auswertet und verarbeitet. Bei dieser bevorzugten Ausge­ staltung der Erfindung ist nun weiter erkannt worden, daß auch auf das Vor­ handensein von mehreren vollständigen Digitalteilen verzichtet werden kann, wenn die Steuerung das Digitalteil so beeinflußt, daß das Digitalteil vom Analogteil stammende Signale mit unterschiedlichen Adreßbits auswertet und verarbeitet. Es ist also auch hier erkannt worden, daß die Funktion mehrerer Digitalteile von einem einzigen Digitalteil übernommen werden kann, wenn das Digitalteil von einer Steuerung so beeinflußt bzw. verändert wird, daß das Digitalteil die von dem Analogteil kommenden Signale nicht nur bei einer einzigen Adresse, sondern bei mehreren, von der Steuerung ausgewählten Adressen auswertet und verarbeitet. Ein derartiger ASI-Slave verhält sich ge­ genüber dem ASI-Master informationstechnisch nicht wie ein einziger her­ kömmlicher ASI-Slave mit nur einer Adresse, sondern wie eine Vielzahl von ASI-Slaves mit einer Vielzahl von unterschiedlichen Adressen. Schaltungs­ technisch verhält sich der erfindungsgemäße ASI-Slave jedoch gegenüber der ASI-Leitung wie ein herkömmlicher ASI-Slave mit der Impedanz nur eines herkömmlichen ASI-Slaves.

Im Extremfall kann somit der erfindungsgemäße ASI-Slave alle Slaveadressen in sich vereinen, so daß jeder Masteraufruf von dem einen ASI-Slave ausge­ wertet und verarbeitet wird und auf jeden Masteraufruf eine Slaveantwort von dem ASI-Slave zum ASI-Master gesendet wird. Ein solcher "Multi"-Slave ermöglicht es somit, eine Vielzahl von herkömmlichen ASI-Slaves zu ersetzen, wobei durch die Realisierung nur eines Analogteils und nur eines Digialteils, dann natürlich auch nur eines Analog/Digital-Umsetzungsteils, wesentlich weniger Platz benötigt wird. Ein solcher "Multi"-Slave eignet sich somit dort besonders gut, wo viele Aktuatoren oder/und Sensoren räumlich sehr nahe benachbart zueinander angeordnet sind, und beispielsweise bei einem Tasten­ feld oder einer Leuchtanzeige, und somit bisher auch sehr viele herkömmliche ASI-Slaves auf begrenztem Raum untergebracht werden mußten.

Weiter vorteilhaft ist es, wenn als Steuerung ein Mikroprozessor vorgesehen ist, der dann neben der Beeinflussung des Digitalteils des ASI-Slaves zusätz­ lich weitere Funktionen übernehmen kann. Die Verwendung eines Mikro­ prozessors als Steuerung ist dann besonders vorteilhaft, wenn der erfindungs­ gemäße ASI-Slave in Verbindung mit analogen Sensoren verwendet wird.

Ursprünglich ist das ASI-System für binäre Aktuatoren und Sensoren ausge­ legt worden, so daß mit den vier zur Verfügung stehenden Informationsbits der Slaveantwort die Zustände von vier binären, an einen ASI-Slave ange­ schlossenen Sensoren vom ASI-Slave zum ASI-Master übermittelt werden können. Wenn jedoch anstelle von binären Sensoren ein Analogteilnehmer an ein herkömmliches ASI-Slave angeschlossen wird, so wurden bisher zur Übertragung eines beispielsweise 12 Bit breiten Analogeingangssignals mit Hilfe der vier Informationsbits der Slaveantwort vier Zykluszeiten benötigt. Mit jedem Masterzyklus konnten drei Bit der Information übertragen werden, da eines der vier Informationsbits als Steuerbit benötigt wurde. Somit waren bisher bei der Übertragung von Analogeingangssignalen zum einen mehrere Masterzyklen notwendig, zum anderen hat sich durch das Erfordernis eines Steuerbits auch die Nettoinformationsmenge reduziert, d. h. von den vier grundsätzlich zur Verfügung stehenden Informationsbits konnten nur drei zur tatsächlichen Übertragung der Information genutzt werden.

Durch die Verwendung eines Mikroprozessors als Steuerung entfällt das Er­ fordernis des zusätzlichen Steuerbits. Die vom Digitalteil ausgewerteten und verarbeiteten Informationsbits von nacheinander empfangenen Signalen mit unterschiedlichen Adreßbits können vom Mikroprozessor unter Berücksich­ tigung der jeweiligen Adreßbits der einzelnen Signale zu einer zusammen­ hängenden Information verarbeitet werden. So kann beispielsweise ein I2 Bit breites Analogeingangssignal dadurch innerhalb eines Masterzyklusses über­ tragen werden, daß das 12 Bit breite Analogeingangssignal in Portionen von je vier Bit als Slaveantwort auf jeweils einen Masteraufruf mit drei unter­ schiedlichen Adressen übertragen wird. Die Slaveantworten der aus Sicht des ASI-Masters drei unterschiedlichen ASI-Slaves - der erfindungsgemäße ASI- Slave sendet die Slaveantworten als Reaktion auf drei Masteraufrufe mit unterschiedlichen Adressbits - können somit problemlos innerhalb eines Ma­ sterzyklusses übertragen werden.

Weiter vorteilhaft ist es, wenn die Steuerung bzw. der Mikroprozessor selb­ ständig die Adressen auswählt, die in dem ASI-System, in dem der erfindungs­ gemäße ASI-Slave angeschlossen ist, nicht von anderen ASI-Slaves belegt sind. Im Unterschied zu einem normalen ASI-Slave reagiert der erfindungs­ gemäße ASI-Slave, bei dem ein Mikroprozessor verwirklicht ist, somit nicht nur auf seine eigenen Adressen, sondern er wertet auch alle anderen Adres­ sen aus, die vom ASI-Master in den Masteraufrufen verwendet werden. Aus der Auswertung und Speicherung der bereits belegten Adressen kann der Mikroprozessor dann die nicht belegten Adressen ermitteln und entweder eigenständig oder auf Befehl des ASI-Masters diese Adressen für das erfin­ dungsgemäße ASI-Slave belegen. Dabei kann je nach Programmierung des Mikroprozessors entweder nur eine bestimmte Anzahl von freien Adressen belegt werden, oder es werden alle freien Adressen durch das erfindungsge­ mäße ASI-Slave belegt. Wenn der Mikroprozessor eine solche Überwa­ chungsfunktion ausübt, kann es zu keiner Doppeladressierung durch den Kunden kommen, was ansonsten dann auftreten kann, wenn der Kunde die Adreßvergabe an ein neues, in das bestehende ASI-System eingefügte ASI- Slave selber vornimmt.

Besonders vorteilhaft ist die Verwendung des erfindungsgemäßen ASI-Sla­ ves, wenn viele Aktuatoren oder/und Sensoren auf engem Raum konzentriert sind, wie dies beispielsweise bei Tastenfeldern der Fall ist. Dann kann durch die Verwendung nur eines Analogteils und nur eines Digitalteils ein wesent­ lich kleinerer ASI-Slave realisiert werden, als es bei der bloßen räumlichen Zu­ sammenfassung von mehreren herkömmlichen ASI-Slaves in einem Gehäuse der Fall wäre. Bevorzugt sind dann das Analogteil, der Analog/Digital-Umset­ zungsteil, der Digitalteil und der Mikroprozessor in einem IC integriert.

Nach einer letzten vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung, die hier noch kurz erwähnt werden soll, ist eine Schnittstelleneinheit zur Programmierung und/oder zur Adressierung und/oder zum Auslesen von Daten auf elektri­ schem und/oder optischem Weg in dem ASI-Slave vorgesehen. Über eine der­ artige Schnittstelleneinheit kann dann auch auf den Mikroprozessor zuge­ griffen werden, so daß der erfindungsgemäße ASI-Slave auch von außen hin­ sichtlich der Adressen programmierbar ist bzw. Daten aus dem Mikroprozes­ sor ausgelesen werden können. Bei der Adressierung von außen, d. h. durch den Benutzer, wird durch den Mikroprozessor jedoch dafür gesorgt, daß es zu keiner Doppeladressierung kommen kann. Sind eine Vielzahl von Adres­ sen noch frei verfügbar, so werden diese Adressen dem Benutzer durch den Mikroprozessor als mögliche Adressen angeboten und der Benutzer kann sich dann über die Schnittstelleneinheit aus den angebotenen Adressen die Adressen seiner Wahl aussuchen. Wenn der Benutzer eine Adresse vergeben möchte, die bereits von einem an das ASI-System angeschlossenen ASI-Slave verwendet wird, so wird dies von dem Mikroprozessor erkannt und durch eine entsprechende Fehlermeldung dem Benutzer mitgeteilt.

Ein erfindungsgemäßer ASI-Slave mit einem Mikroprozessor kann auch dazu benutzt werden, in der Initialisierungsphase des ASI-Systems verschiedene oder alle ASI-Slaves zu simulieren und damit einen Test des ASI-Masters oder seiner übergeordneten Strukturen durchzuführen.

Im einzelnen gibt es nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, den erfindungs­ gemäßen ASI-Slave auszugestalten und weiterzubilden. Hierzu wird verwie­ sen auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche und auf die Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigen

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung mehrerer, rein räumlich zusammengefaß­ ter herkömmlicher ASI-Slaves (Stand der Technik),

Fig. 2 ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen ASI-Sla­ ves und

Fig. 3 ein zweites, bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungs­ gemäßen ASI-Slaves.

Fig. 1 zeigt mehrere herkömmliche ASI-Slaves 1, die in einem gemeinsamen Gehäuse 2 angeordnet sind. Die ASI-Slaves 1 bilden zusammen mit einem - hier nicht dargestellten - ASI-Master ein ASI-System. Die ASI-Slaves 1 sind über eine ASI-Leitung 3 mit dem ASI-Master verbunden und dienen zur di­ rekten Ankopplung von Aktuatoren 5 bzw. Sensoren 4 an die ASI-Leitung 3. In der Praxis ist der ASI-Slave 1 meist zumindest teilweise als ASI-Chip re­ alisiert.

Funktional besteht jeder ASI-Slave 1 aus einem Analogteil 6, welches mit der ASI-Leitung 3 verbunden ist, einem Analog/Digital-Umsetzungsteil 7 und ei­ nem Digitalteil 8. Das Analogteil 6 ist dabei sowohl Empfänger als auch Sen­ der, d. h. das Analogteil 6 empfängt einerseits die auf der ASI-Leitung 3 über­ tragenen, vom ASI-Master stammenden Signale, sendet andererseits von den Aktuatoren 5 oder Sensoren 4 stammende Signale über die ASI-Leitung 3 zum ASI-Master.

Die von dem Analogteil 6 empfangenen Signale, welche als analoge Span­ nungsimpulse der an der ASI-Leitung anliegenden DC-Spannungsversor­ gung aufmoduliert sind, werden anschließend in dem Analog/Digital-Umset­ zungsteil 7 digitalisiert und dann von dem Digitalteil 8 ausgewertet und ver­ arbeitet. Umgekehrt werden die von dem Digitalteil 8 stammenden Signale in dem Analog/Digital-Umsetzungsteil 7 wieder in analoge Signale umgewan­ delt und mit Hilfe des Analogteils 6 über die ASI-Leitung 3 übertragen. Je nach der Übertragungsrichtung der Signale ist das Analogteil 6 und das Analog/Digital-Umsetzungsteil 7 entweder Empfänger und Analog/Digital- Wandler oder Sender und Digital/Analog-Wandler.

Im Digitalteil 8 werden die von dem Analogteil 6 kommenden Signale, d. h. der von dem ASI-Master ausgesendete Masteraufruf decodiert, und anhand der in dem Masteraufruf enthaltenen Adressbits wird überprüft, ob der Ma­ steraufruf für den jeweiligen ASI-Slave 1 bestimmt ist. Nur wenn dies der Fall ist, d. h. wenn eine in dem Masteraufruf enthaltene Adresse mit der dem ent­ sprechenden ASI-Slave 1 zugeordneten Adresse übereinstimmt, werden die in den Informationsbits des Masteraufrufs codierten Kommandos ausgeführt und ggf. das Senden einer Slaveantwort veranlaßt.

Die in Fig. 1 exemplarisch dargestellten drei ASI-Slaves 1 sind zwar räumlich dadurch zusammengefaßt, daß sie in einem gemeinsamen Gehäuse 2 unterge­ bracht sind, schaltungs- und informationstechnisch verhalten sie sich jedoch wie voneinander völlig unabhängige ASI-Slaves 1. Insbesondere wird die ASI-Leitung 3 durch jedes der hier vorhandenen Analogteile 6 belastet.

Demgegenüber sind bei dem in Fig. 2 dargestellten ersten Ausführungsbei­ spiel des erfindungsgemäßen ASI-Slaves 1 zwar mehrere Digitalteile 8, jedoch nur ein Analogteil 6 vorhanden. Das Analogteil 6 und das Analog/Digital- Umsetzungsteil 7 werden somit nicht mehr nur von einem Digitalteil 8, son­ dern von den exemplarisch dargestellten drei Digitalteilen 8 gemeinsam be­ nutzt. Hierbei wird davon profitiert, daß das Analogteil 6 zunächst alle über die ASI-Leitung 3 übertragenen Signale, d. h. alle Masteraufrufe empfängt, unabhängig davon, welche Adresse in dem Masteraufruf enthalten ist. Da­ durch, daß nun nur noch ein Analogteil 6 vorgesehen ist, wird die ASI-Lei­ tung 3 nur noch durch die Impedanz des einen Analogteils 6 - im Unter­ schied zu den Impedanzen der drei Analogteile 6 gemäß Fig. 1 - belastet.

In Fig. 3 ist nun eine bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen ASI- Slaves 1 dargestellt. Dieser ASI-Slave 1 weist in Übereinstimmung mit dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 nur ein Analogteil 6 und ein Analog/ Digi­ tal-Umsetzungsteil 7 auf. Darüber hinaus ist nun jedoch auch nur ein Digital­ teil 8 realisiert. Dieses Digitalteil 8 wird nun mit Hilfe eines Mikroprozessors 9 derart beeinflußt, daß das Digitalteil 8 vom Analogteil 6 stammende Signale mit unterschiedlichen Adressbits auswertet und verarbeitet. Durch den Mi­ kroprozessor 9 kann die in dem Digitalteil 8 oder in einem dem Digitalteil 8 zugeordneten Speicher abgelegte Adresse des ASI-Slaves 1 gemäß einem vor­ gegebenen Programm laufend geändert werden.

Tatsächlich ist zwar nur ein Digitalteil 8 vorhanden, durch die Beeinflussung des Digitalteils 8 durch den Mikroprozessor 9 sind jedoch aus Sicht des ASI- Masters unterschiedliche ASI-Slaves 1 mit jeweils unterschiedlichen Adressen vorhanden. Diese Funktion des erfindungsgemäßen ASI-Slaves 1 als "Multi"- Slave ist in Fig. 3 durch die gestrichelt dargestellten Digitalteile 8a bzw. 8b dargestellt.

Claims (7)

1. ASI-Slave (1) zum Anschluß an eine ASI-Leitung (3) eines ASI-Systems, mit einem Analogteil (6), mit einem Analog/Digital-Umsetzungsteil (7) und mit ei­ nem Digitalteil (8), wobei der Analogteil (6) an die ASI-Leitung (3) ange­ schlossen ist bzw. anschließbar ist und die von der ASI-Leitung (3) übertra­ genen, Adreßbits und Informationsbits enthaltenen Signale empfängt bzw. die von der ASI-Leüung (3) zu übertragenden, Informationsbits enthaltenden Signale abgibt, wobei das Analog/Digital-Umsetzungsteil (7) von der ASI- Leitung (3) empfangene analoge Signale in digitale Signale umwandelt bzw. digitale Signale in von der ASI-Leitung (3) zu übertragende analoge Signale umwandelt und wobei das Digitalteil (8) einerseits die vom Analogteil (6) - über das Analog/Digital-Umsetzungsteil (7) - kommenden Signale auswertet und verarbeitet, wenn die in den Signalen enthaltenen Adreßbits mit einer dem ASI-Slave (1) zugeordneten Adresse übereinstimmen, und andererseits - über das Analog/Digital-Umsatzungsteil (7) - zum Analogteil (6) gehende Signale verarbeitet, dadurch gekennzeichnet, daß funktional mehrere Digital­ teile (8) vorgesehen sind.

2. ASI-Slave nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuerung vorgesehen ist und die Steuerung das Digitalteil so beeinflußt bzw. verändert, daß das Digitalteil (8) vom Analogteil (16) stammende Signale mit unter­ schiedlichen Adreßbits auswertet und verarbeitet.

3. ASI-Slave nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Steuerung ein Mikroprozessor (9) vorgesehen ist.

4. ASI-Slave nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß von dem Digitalteil (8) ausgewertete und verarbeitete Informationsbits von nachein­ ander empfangenen Signalen mit unterschiedlichen Adreßbits von der Steue­ rung unter Berücksichtigung der Adreßbits der einzelnen Signale zu einer zu­ sammenhängenden Information verarbeitbar sind.

5. ASI-Slave nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung selbständig die Adressen auswählt, die in dem ASI-System, in dem der ASI-Slave (1) angeschlossen ist, nicht von anderen ASI-Slaves (1) belegt sind.

6. ASI-Slave nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Analogteil (6), das Analog/Digital-Umsetzungsteil (7), das Digitalteil (8) und die Steuerung in einem IC integriert sind.

7. ASI-Slave nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schnittstelleneinheit zur Programmierung und/oder zur Adressierung und/oder zum Auslesen von Daten auf elektrischen und/oder optischen Wege vorgesehen ist.