DE102009045127A1

DE102009045127A1 - Verfahren zur Vergabe von Identifier an bussystemgeschalteten Einheiten

Info

Publication number: DE102009045127A1
Application number: DE102009045127A
Authority: DE
Inventors: Thomas 98593 Rozek
Original assignee: Carl Zeiss NTS GmbH
Current assignee: Carl Zeiss Microscopy GmbH
Priority date: 2009-09-29
Filing date: 2009-09-29
Publication date: 2011-08-04
Anticipated expiration: 2029-09-30
Also published as: DE102009045127B8; DE102009045127B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vergabe von Identifier an bussystemgeschalteten Einheiten, bei dem die Vergabe der Identifier unabhängig von dem Ort der Anschaltung einer Einheit an das Bussystem und unabhängig von der Art der angeschalteten Einheit automatisch, einfach und ohne größeren Aufwand erfolgt. Zur Vergabe von Identifier an jede am Bussystem angeschaltete Einheit, die zukünftig eine Kommunikation über das Bussystem ausführen wird, wird in einem ersten Schritt mindestens eine Lagebestimmung in Bezug auf mindestens einen Lage-Bezugsort ausgeführt. Jede am Bussystem angeschaltete Lage bestimmende Einheit generiert in Verbindung mit ihrer Lage zum Lage-Bezugsort oder mit ihren Lagen zu Lagebezugsorten mindestens einen Vergabe-Identifier und führt mit dem Vergabe-Identifier Kommunikationen über das Bussystem zur Vergabe von Identifier aus.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vergabe von Identifier an bussystemgeschalteten Einheiten.
Die Kommunikationen zwischen bussystemgeschalteten Einheiten erfolgt nach allgemeinen Kommunikationsprinzipien. Aus dem Stand der Technik sind Adressenkommunikationsprinzip und Nachrichtenidentifier-Kommunikationsprinzip bekannt.
Beim Adressenkommunikationsprinzip wird jeder busangeschalteten Einheit eine eineindeutige Adresse zugeordnet. In der Regel erfolgt die Zuordnung einer Adresse manuell zum einen durch direkte Adressbeschaltung der Einheit mit z. B. DIL-Schalter oder zum Anderen durch das eindeutige schrittweise Aufspielen von Adressdaten je Einheit. Bei der letzteren Variante ist die Einheit entweder noch nicht im Kommunikationsverbund angeschaltet oder sie ist durch einen Programmierschalter zum Aufspielen der Adresse ausgewählt.
In der DE 10 2004 041 092 A1 ist ein Verfahren zum Zuweisen einer Geräteadresse an eine Nebenstation in einem Netzwerk offenbart. Jede Nebenstation besitzt eine eingestellte Kommunikationsadresse. Eine Hauptstation sendet an die Nebenstation ein Initialisierungstelegramm mit einem Teil der Geräteadresse.
Die DE 10 2006 018 163 B4 offenbart ein Verfahren zur automatischen Adressvergabe an in Schienenfahrzeugen angeordneten Kommunikationsteilnehmer. Jeder Kommunikationsteilnehmer ermittelt in einem ersten Schritt Kennungen der unmittelbar benachbarten Kommunikationsteilnehmer. In einem weiteren Schritt werden die ermittelten Daten an eine übergeordnete Einheit gesendet, die anhand der übermittelten Daten Nachbarschaftsbeziehungen zwischen den Kommunikationsteilnehmern erkennt. Mit dieser Erkenntnis erfolgt dann die Adresszuweisung.
Das Nachrichtenidentifier-Kommunikationsprinzip kommt z. B. im Controller Area Network (CAN/ISO 11898) in der Regel zur Anwendung. Das Besondere dieses Kommunikationsprinzips ist, dass ein Identifier (ID) nicht der Einheit sondern einer Nachricht zugeordnet ist. Das hat zum Vorteil, dass mit der ID gleichzeitig die funktionale Eigenschaft der Nachricht charakterisiert wird. Aus dem Stand der Technik bekannt, erfolgt die ID-Vergabe aufgrund der funktionalen nachrichtenorientierten Zuordnung der ID's manuell. Das hat den Nachteil, dass der Aufwand vor allem bei veränderten Ausbauvarianten besonders hoch ist. Deshalb werden zur Reduzierung des Aufwandes wiederum die ID's den Geräten zugeordnet, über die dann die Kommunikationen ausgeführt werden. Der Vorteil der nachrichtenorientierten Kommunikation geht damit verloren.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Vergabe von Identifier an bussystemgeschalteten Einheiten zuschaffen, bei dem die Vergabe der Identifier unabhängig von dem Ort der Anschaltung einer Einheit an das Bussystem und unabhängig von der Art der angeschalteten Einheit automatisch, einfach und ohne größeren Aufwand erfolgt.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die im Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der abhängigen Patentansprüche.
Bei einem Verfahren nach der Erfindung erfolgt die Vergabe der Identifier unabhängig von dem Ort der Anschaltung einer Einheit an das Bussystem und unabhängig von der Art der angeschalteten Einheit automatisch, einfach und ohne größeren Aufwand. Zur Vergabe von Identifier an jede am Bussystem angeschaltete Einheit, die zukünftig eine Kommunikation über das Bussystem ausführen soll, wird in einem ersten Schritt mindestens eine Lagebestimmung in Bezug auf mindestens einen Lage-Bezugsort ausgeführt. Jede am Bussystem angeschaltete Lage bestimmende Einheit generiert in Verbindung mit ihrer Lage zum Lage-Bezugsort oder mit ihren Lagen zu Lagebezugsorten mindestens einen Vergabe-Identifier und führt mit dem Vergabe-Identifier Kommunikationen über das Bussystem zur Vergabe von Identifier aus.
Nachfolgend wird die Erfindung exemplarisch anhand der in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsvarianten erläutert. Dabei zeigen:
1: ein Blockschatbild einer ersten Ausführungsvariante zur automatischen Vergabe von Identifier, und
2: ein Blockschaltbild einer zweiten Ausführungsvariante zur automatischen Vergabe von Identifier.
In der 1 dargestellt ist ein CAN-Bussystem 14 mit identisch aufgebauten busangeschalteten Einheiten E1, ihren prinzipiell dargestellten High-Speed-Busankopplungen nach ISO 11898 und den LA-Wellenwiderstandsabschlüssen. Jede busangeschaltete Einheit E1 enthält neben einem CAN-Controller 12 mit integriertem CAN-Businterface eine Lage bestimmende Einheit 11. Die Lage bestimmenden Einheiten 11 der busangeschalteten Einheiten E1 sind ein- und ausgangsseitig über in Vollduplexbetrieb ausgelegte Leitungen 13 miteinander verbunden. Der Eingang I1 oder I2 der Lage bestimmenden Einheit 11 einer zwischen den an den Busenden angeschalteten Einheiten liegenden Einheit E1 ist mit dem Ausgang A1 oder A2 der Lage bestimmenden Einheit 11 der vorangehenden busangeschalteten Einheit E1 verbunden.
In 2 ist ebenfalls ein CAN-Bussystem 14 mit identisch aufgebauten busangeschalteten Einheiten E2, ihren prinzipiell dargestellten High-Speed-Busankopplungen nach ISO 11898 und den LA-Wellenwiderstandsabschlüssen dargestellt. Die Ausführungsvariante in der 2 unterscheidet sich von der Ausführungsvariante in 1 nur darin, dass die Lage bestimmenden Einheiten 11 der busangeschalteten Einheiten E2 und deren CAN-Controller jeweils zu einer Einheit 2 zusammengefasst sind.
Beim Hochfahren (Einschalten der Betriebsspannung) aller am Bussystem angeschalteten Einheiten E1 oder E2 werden alle Ausgänge A1 und A2 Lage bestimmend aktiv geschaltet. Jede Lage bestimmende Einheit 11 prüft an ihren Eingängen I1 und I2 auf das Vorhandensein aktiver Lage erkennender Signale. Liegt an einem der Eingänge I1 oder I2 ein inaktives Lage erkennendes Signal an, so erkennt sich die Einheit E1 oder E2 als eine am Busende angeschaltete Einheit. Liegen an beiden Eingängen I1 und I2 jeweils aktive Lage erkennende Signale an, so erkennt sich die Einheit E1 oder E2 als eine in der Mittenlage liegenden Einheit.
In den exemplarisch ausgewählten Ausführungsvarianten sind die an den Busenden angeschalteten Einheiten E1 oder E2 als Lage-Bezugsorte festgelegt. Die an den Busenden angeschalteten Einheiten E1 oder E2 generieren je einen Zählwert 1 und senden diesen an den Ausgang A1 oder A2 aus, an dessen zugeordnetem Eingang I1 oder I2 ein inaktives Lage erkennendes Signal vorlag. Jede am Bussystem angeschaltete Einheit E1 oder E2, deren Lage bestimmende Einheit einen Zählwert empfängt, verändert den Zählwert vorzugsweise um Eins oder um ein anderes vorbestimmtes Inkrement und sendet diesen veränderten Zählwert an die nachfolgende Einheit E1 oder E2. Mit mindestens einem von einem Busende kommenden empfangenen Zählwert oder von einem Busende kommenden empfangenen um eins veränderten Zählwert generiert jede Einheit ihren Vergabe-Identifier. Mit diesem Vergabe-Identifier initiiert die Einheit E1 oder E2 nach Erkennung des Idle-Buszustandes auf den CAN-Busleitungen die Telegrammarbitrierung im CAN-Data Frame. Im Datenfeld des Data Frame übermittelt die Einheit E1 oder E2 eine Kennung zur Identifizierung der jeweiligen Einheit E1 oder E2. Eine busangeschaltete Einheit E1 oder E2 ist als Identifier-Vergabeeinheit ausgelegt. Sie dient zur Vergabe aller Identifier für die zukünftigen Kommunikationen zwischen den busangeschalteten Einheiten E1 oder E2. Mit den Kennungen zur Identifizierung einer Einheit E1 oder E2 wählt die zur Identifier-Vergabe festgelegte Einheit E1 oder E2 die zugeordneten Identifier der Vergabe-Identifier sendenden Einheit aus und sendet diese mit mindestens einem Data Frame über den CAN-Bus an die mit dem entsprechenden Vergabe-Identifier verbundene Einheit. Nach dem alle Einheiten E1 oder E2 ihre zugeordneten Identifier erhalten haben, sendet die Identifier-Vergabeeinheit an alle busangeschalteten Einheiten E1 oder E2 ein Data Frame mit einem zur Kennzeichnung des Abschlusses der Identifier-Vergabe festgelegten Identifier. Der zur Kennzeichnung des Abschlusses der Identifier-Vergabe festgelegte Identifier ist ein allen busangeschalteten Einheiten bekannter Identifier, der aus dem Pool aller Identifier der zukünftigen Kommunikationen entnommen ist und sich von den Vergabe-Identifier unterscheidet.
Mit dem Empfang des Abschlusses der Identifier-Vergabe werden die Vergabe-Identifier inaktiv. Vorzugsweise existiert ein zweiter Identifier, der aus dem Pool aller Identifier der zukünftigen Kommunikationen entnommen ist. Dieser Identifier kennzeichnet den erneuten Übergang zum Identifier-Vergabemodus, so dass eine dynamische Veränderung des Ausbaus des Kommunikationssystems gegeben ist.
Für die Festlegung eines Bezugsortes einer innerhalb einer Mittenlage liegenden Einheit E1 oder E2 besitzen die Lage erkennenden Einheiten 11 einen zusätzlichen programmierbaren, in den 1 und 2 nicht dargestellten Eingang zur Festlegung des Lage-Bezugsortes.
Die Vorteile der erfinderischen Lösung bestehen darin, dass das Verfahren zur Vergabe von Identifier an bussystemgeschalteten Einheiten eine Vergabe der Identifier unabhängig von dem Ort der Anschaltung einer Einheit an das Bussystem und unabhängig von der Art der angeschalteten Einheit automatisch, einfach und ohne größeren Aufwand vornimmt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102004041092 A1 [0004]
DE 102006018163 B4 [0005]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

CAN/ISO 11898 [0006]
ISO 11898 [0013]
ISO 11898 [0014]

Claims

Verfahren zur Vergabe von Identifier an bussystemgeschalteten Einheiten dadurch gekennzeichnet, – dass zur automatischen Vergabe von Identifier jede am Bussystem angeschaltete Einheit, die zukünftig eine Kommunikation über das Bussystem ausführen wird, mindestens eine Lagebestimmung in Bezug auf mindestens einen Lage-Bezugsort ausführt, und – dass jede am Bussystem angeschaltete Lage bestimmende Einheit in Verbindung mit ihrer Lage relativ zum Lage-Bezugsort oder mit ihren Lagen zu Lagebezugsorten mindestens einen Vergabe-Identifier generiert und mit ihm Kommunikationen über das Bussystem zur automatischen Vergabe von Identifier ausführt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagebestimmungen anhand von Lage erkennenden Signalen durchgeführt werden, wobei die Lage einer an den Busenden angeschalteten Einheit durch mindestens ein inaktives Lage erkennendes Signal und die Mittenlage einer zwischen den an den Busenden angeschalteten Einheit liegenden Einheit durch aktive Lage erkennende Signale erkannt werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, – dass die am Bezugsort angeschaltete Lage bestimmende Einheit mindestens einen Zählwert generiert und ihn an die vorangehende oder an die nachfolgende Lage bestimmende Einheit oder an die vorangehende und an die nachfolgende Lage bestimmende Einheit sendet, – dass alle am Bussystem angeschalteten Lage bestimmenden Einheiten, die einen Zählwert empfangen, diesen Zählwert um einen vorbestimmten Inkrementwert oder Dekrementwert verändern und ihn weitersenden, oder – dass jede am Bussystem angeschaltete Lage bestimmende Einheit, die mehr als einen Zählwert empfängt, jeden Zählwert oder nur einen Zählwert um einen vorbestimmten Inkrementwert oder Dekrementwert verändert und sie weitersendet, und – dass jede am Bussystem angeschaltete Lage bestimmende Einheit aus mindestens einem der Zählwerte ihren Vergabe-Identifier generiert.
Verfahren nach mindesten einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lage-Bezugsort in einer am Busende angeschalteten Lage bestimmenden Einheit liegt oder dass die Lage-Bezugsorte in beiden an den Busenden angeschalteten Lage bestimmenden Einheiten liegen oder dass der Lage-Bezugsort in einer zwischen den Busenden angeschalteten Lage bestimmenden Einheit sich befindet.
Verfahren nach mindesten einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zählwert in der am Lage-Bezugsort des Busendes angeschalteten Lage bestimmenden Einheit der kleinst- oder größtmögliche Zählwert ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Lage-Bezugsort auf einer zwischen den Busenden angeschalteten Lage bestimmenden Einheit diese den größtmöglichen und kleinstmöglichen Zählwert besitzt, wobei je ein Zählwert an die vorangehende und an die nachfolgende Lage bestimmende Einheit gesendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kommunikation mit dem Vergabe-Identifier eine Einheit-Kennung ausgetauscht wird, die der Identifier-Vergabeeinheit den Typ der Einheit anzeigt, mit dem die Identifier-Vergabeeinheit die gewünschte Vergabe der Identifier für die zukünftige Kommunikation vornimmt.