DE19756564A1 - Nachrichtennetz mit automatischer Knotenkonfiguration bei identischen Knoten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Nachrichtennetz mit automatischer Knotenkon­ figuration, insbesondere unter Verwendung identischer Knoten des Nach­ richtennetzes.

Die vorliegende Anmeldung steht in Zusammenhang mit einer gleich­ zeitig mit der vorliegenden Anmeldung eingereichten Patentanmeldung der Anmelderin mit dem Titel "Mehrfachtopologie-Netzwerk-Kommuni­ kationsstrecken-Schnittstelle" (Anwaltsakte K 46 920/6), deren Offen­ barungsgehalt hier als ergänzend inkorporiert angesehen wird.

Auf dem Gebiet der digitalen Nachrichtentechnik ist es bekannt, daß ein Nachrichtennetzwerk (auch: Kommunikationsnetzwerk) zum Übertragen von Information von einer Einrichtung zu einer anderen Einrichtung dient. Jede Einrichtung des Netzwerks wird als "Knoten" bezeichnet. Das Netzwerk besitzt mindestens einen Masterknoten sowie einen oder mehrere Slaveknoten. Einige Netzwerke machen es nötig, daß jeder Slaveknoten sich selbst bezeichnet oder kennzeichnet, damit Information zu anderen Knoten gesendet werden kann, oder daß der Slave einen eindeutigen Bezeichner (Kennzeichnung) aufweist, damit er von einem anderen Knoten Nachrichten empfangen kann. Die Schaffung eines eindeutigen Bezeichners für jeden Slaveknoten kann bei umfangreichen Netzwerken sehr zeitraubend und kostspielig sein, macht möglicherweise eine Kundenanpassung jedes Slaveknotens erforderlich, um für jeden Slaveknoten einen eindeutigen Bezeichner zu schaffen. Der Vorgang des Kennzeichnens jedes Slaveknotens in einem Netzwerk wird auch als Netzwerkkonfiguration (oder Slave- oder Knoten-Konfiguration) bezeich­ net. Derzeit erfolgt eine Netzwerkkonfiguration für jeden Slaveknoten unter Verwendung eines nicht-flüchtigen Speichers, z. B. in der Form eines EPROM, EEPPROM, Flash-ROM, eines batteriegestützten Speichers oder durch festverdrahtete Lösungen, bspw. Schaltdrähte, DIP-Schalter etc. Bei der Lösung mit Hilfe von Schaltdrähten wird die Slaveknoten-Adresse von Hand dadurch eingestellt, daß die entsprechen­ den Drähte geschnitten werden, daß Leitungsmuster auf gedruckten Schaltungsplatinen entsprechend gestaltet werden, oder daß leitende Überbrückungsdrähte an Anschlußstiften angebracht werden. Bei der Lösung mit Hilfe von DIP-Schaltern erfolgt die Zuordnung von Adres­ sen dadurch, daß die entsprechenden Schalter in die gewünschten Zu­ stände eingestellt werden. Bei den Lösungen mit Hilfe nicht-flüchtiger Speicher wird jeder Slaveknoten mit Hilfe einer speziellen Speicher­ programmier-Hardware programmiert. Die Zuweisung des Slaveknoten- Bezeichners (der Adresse) kann nach Installation des Knotens in der gewünschten Umgebung für die gewünschte Verwendung erfolgen, kann aber auch - alternativ - in der Fabrik vorgenommen werden. Letztere Vorgehensweise wird auch als das "Seriennummern"-Verfahren bezeich­ net. Bei dem Seriennummern-Verfahren wird jedem Slaveknoten fabrik­ seitig eine eindeutige Bezeichnung (Kennung; Kennzeichnung) zuge­ wiesen, wobei die Slaveknoten-Adresse auf der Seriennummer des Slave­ knoten-Geräts basiert.

Jede dieser Konfigurationsmethoden erfordert zusätzliche Hardware und/oder ist arbeitsintensiv.

Ziele der Erfindung beinhalten die Schaffung eines Nachrichtennetz­ werks, insbesondere eines Master-Slave-Netzwerks mit vergleichsweise geringer Konfigurationshardware und vereinfachter Installationsprozedur, um in einem Nachrichtennetzwerk Slaveknoten bezeichnen, d. h. adres­ sieren zu können. Außerdem soll ein entsprechendes Verfahren hierzu angegeben werden.

Erreicht werden diese Ziele insbesondere durch ein Nachrichtennetzwerk mit dem Merkmal des Anspruchs 1 bzw. ein Verfahren zum Konfigurie­ ren eines Nachrichtennetzwerks nach dem Anspruch 11. Bevorzugte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den ab­ hängigen Ansprüchen angegeben.

Die vorliegende Erfindung stellt eine signifikante Verbesserung gegen­ über dem Stand der Technik insofern dar, als sie die Möglichkeit schafft, sämtliche Slaveknoten identisch auszubilden. Die Erfindung schafft eine automatische Netzwerkkonfiguration (oder Slave-Konfigura­ tion) ohne das Erfordernis einer von Hand vorzunehmenden Einstellung der Adressen der Slaveknoten. Die Erfindung gestattet eine einfache Neu- oder Um-Konfiguration, erfordert keine teure Hardware und bietet die Möglichkeit eines Fehlernachweises und einer Fehlerbehebung. Insbesondere bei einer Einzel-Störung zwischen zwei Knoten ermöglicht das System eine vollständige Konfiguration sämtlicher Knoten, ungeach­ tet dieser Störung. Darüber hinaus verwendet die Erfindung Gemein­ schafts-Übertragungsbusse und nicht gemeinsam benutzte Übertragungs­ busse, die eine minimale oder keine zusätzliche Verdrahtung erfordern, so daß die Möglichkeit besteht, mit geringem Installationsaufwand und minimalen Kosten vorhandene Systeme nachzurüsten, während neue Systeme nur minimale zusätzliche Kosten erfordern. Bei einer Aus­ führungsform ist nur ein zusätzliches Paar Drähte erforderlich, welches zwischen dem Master und dem Knoten zu installieren ist. Bei einer anderen Ausführungsform sind überhaupt keine zusätzlichen Leitungs­ drähte erforderlich. Da die Slaveknoten in der Regel großvolumige Bauteile darstellen, schafft die vorliegende Erfindung einen mit geringem Kostenaufwand zu realisierenden Entwurf, der sich einfach in Hardware implementieren läßt und keine teuren Komponenten erfordert, wie z. B. einen Mikroprozessor oder einen nichtflüchtigten Speicher.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein schematisches Blockdiagramm eines Nachrichtennetzwerks mit einem Masterknoten und M Slaveknoten gemäß der Er­ findung;

Fig. 2 ein schematisches Blockdiagramm eines Master-/Slaveknotens für das System nach Fig. 1 gemäß der Erfindung;

Fig. 3 ein Flußdiagramm, welches die Arbeitsweise der in Fig. 2 dargestellten Zustandsmaschine für einen Masterknoten gemäß der Erfindung zeigt;

Fig. 4 ein Flußdiagramm, welches die Arbeitsweise der Zustands­ maschine nach Fig. 2 für einen Slaveknoten gemäß der Er­ findung zeigt;

Fig. 5 ein schematisches Blockdiagramm eines Nachrichtennetzwerks mit einem kombinierten Gemeinschafts- und nicht gemeinsam benutzten Nachrichtennetzwerk gemäß der Erfindung; und

Fig. 6 ein schematisches Blockdiagramm eines Master-/Slaveknotens für das System nach Fig. 5 gemäß der Erfindung.

Fig. 1 zeigt ein automatisches Netzwerkkonfigurationssystem für identi­ sche Knoten. Das System enthält einen Masterknoten 10 sowie ein oder mehrere Slaveknoten 12, 14, 16, und 18 (im folgenden als Slaveknoten 12-18 bezeichnet). Ein bidirektionaler Gemeinschaftsbus (oder Gemein­ schaftsstrecke) 20 ist zwischen einem Anschluß 11 des Masterknotens 10 und Anschlüssen 13, 15, 17 und 19 der Slaveknoten 12, 14, 16 bzw. 18 angeschlossen. Der Bus 20 macht es dem Masterknoten 12 und den Slaveknoten 12-18 möglich, miteinander unter Zuhilfenahme eines be­ kannten Kommunikationsprotokolls zu kommunizieren, d. h. Nachrichten untereinander zu übertragen. Die Einzelheiten des Kommunikationspro­ tokolls für den Bus 20 sind für die Erfindung nicht entscheidend. Es kann sich um jedes aus dem Stand der Technik bekannte Slave-Protokoll handeln, bspw. um Protokolle, wie sie in der anhängigen US-Patentan­ meldung mit dem Titel "Message Routing in Control Area Network (CAN) Protocol" oder in den CAN-Normen ISO 11898 oder ISO 11519-1 oder ähnlichem erläutert sind.

Außerdem besitzt das System eine nicht gemeinsam benutzte, bidirektio­ nale individuelle Verbindungsstrecke in Form einer sogenannten Daisy- Chain (das ist eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung oder eine Serien- oder Ringverbindung) zwischen dem Master 10 und dem ersten und der letzten Slaveknoten 12 bzw. 18, sowie zwischen jeweils einander be­ nachbarten Slaveknoten. Diese nicht gemeinsam benutzte Nachrichten­ strecke überträgt Konfigurations-Freigabesignale zwischen dem Master 10 und den ihm benachbarten Slaveknoten 12 und 18 sowie zwischen den einzelnen Slaveknoten 12 bis 18.

Der Master 10 besitzt einen Eingabe/Ausgabe-Anschluß (E/A) 22. der mit U-Cein/GU-Caus bezeichnet ist, ferner einen E/A-Anschluß 24 (U-Caus/GU-Cein). Die Anschlüsse 22 und 24 sind Teil der vorerwähnten, nicht gemeinsam benutzten Daisy-Chain-Verbindung zwischen den Knoten. Außerdem ist der E/A-Anschluß 24 des Masters 10 mit einem E/A-Anschluß 26 (U-Cein/GU-Caus) des Slaveknotens 12 über eine Leitung 28 verbunden. In ähnlicher Weise ist ein E/A-Anschluß 30 (U-Caus/GU-Cein) des Slaveknotens 12 mit einem E/A-Anschluß 32 (U-Cein/GU-Caus) des Slaveknotens 14 über eine Leitung 34 verbunden. In ähnlicher Weise ist ein E/A-Anschluß 35 (U-Caus/GU-Cein) des Slave­ knotens 14 mit einem E/A-Anschluß 36 (U-Cein/GU-Caus) des Slave­ knotens 16 über eine Leitung 38 verbunden. In ähnlicher Weise ist ein E/A-Anschluß 40 (U-Caus/GU-Cein) des Slaveknotens 16 mit einem E/A-Anschluß 42 (U-Cein/GU-Caus) des letzten Slaveknotens 18 (Knoten M) über eine Leitung 44 verbunden. Ferner ist ein E/A-An­ schluß 46 (U-Caus/GU-Cein) des Slaveknotens 18 mit dem E/A-An­ schluß 22 (U-Cein/GU-Caus) des Masters 10 über eine Leitung 48 ver­ bunden. Die Gemeinschaftsstrecke 20 und die nicht gemeinsam be­ nutzten Strecken 28, 34, 38, 44 und 48 können hier kollektiv als Kom­ munikations- oder Nachrichtenstrecke bezeichnet werden.

Jeder der Slaveknoten 12-18 besitzt eine identische Hardware sowie Software/Firmware für die Funktionen bzgl. der Slaveknoten-Konfigura­ tion, und benötigt keinerlei vorverdrahtete oder vorab gespeicherte ein­ deutigen Knotenbezeichner (oder Knotenadressen), die diesen zur Bildung der Knotenkonfiguration zugewiesen sind. Auf Wunsch kann auch der Master 10 die gleiche Hardware-Ausgestaltung besitzen wie die Slaveknoten. Der Masterknoten 10 und die identisch ausgebildeten Slaveknoten 12-18 arbeiten derart zusammen, daß für jeden der Slave­ knoten 12-18 in der unten erläuterten Weise ein eindeutiger Bezeichner (Kennzeichnung; Adresse) festgelegt wird. Außerdem kann der Master 10 die Slaveknoten 12-18 entweder im Uhrzeigersinn (U) (d. h. begin­ nend mit dem Knoten 12 und sequentiell fortschreitend bis zum Knoten 18) oder im Gegenuhrzeigersinn (GU) (sequentiell fortschreitend vom Knoten 18 bis zum Knoten 12) konfigurieren. Eine solche bidirektionale Konfiguration ermöglicht es dem System, möglichst zahlreiche Knoten in dem Fall zu initialisieren, daß es zu einer Störung kommt. Dies wird weiter unten noch näher erläutert.

Gemäß Fig. 2 enthält eine Hardware-Ausgestaltung für einen einen grundlegenden Aufbau aufweisenden Master-/Slaveknoten 60 eine an sich bekannte Zustandsmaschine 62. Die Zustandsmaschine kann einen bekannten Mikroprozessor (Signalprozessor) enthalten, oder es kann sich um eine Zustandsmaschine handeln, die die Möglichkeit und den Speicher (bei Bedarf) besitzt, um eine vorbestimmte Reihe von Operatio­ nen auszuführen, die den hier beschriebenen Funktionen entsprechen.

Ein Eingabe/Ausgabe-Anschluß (E/A-Anschluß) 64 ist mit einem An­ schluß 66 der Zustandsmaschine 62 über eine Leitung 68 verbunden, um den oben erwähnten Datenbus 20 mit der Zustandsmaschine 62 zu kop­ peln. Der Anschluß 64 ist äquivalent dem Anschluß 13 des Slaveknotens 12 aus Fig. 1 und äquivalent dem Anschluß 11 des Masters 10 aus Fig. 1. Der Eingabe/Ausgabe-Anschluß 70 (U-Cein/GU-Caus) ist mit einem "1"-Eingangsanschluß 72 eines 2-zu-1-Multiplexers (MUX) 74 über eine Leitung 76 verbunden. Die Leitung 76 ist auch mit einem 0-Aus­ gangsanschluß 78 eines 1-zu-2-Demultiplexers (DEMUX) 80 ver­ bunden. Außerdem liegt zwischen der Leitung 76 und Masse eine Widerstand R. Der Widerstand R zieht das Potential der Leitung 76 und des Anschlusses 70 dann auf Massepotential, wenn der Anschluß als Eingangsanschluß dient und abgetrennt wird, oder anderweitig in einen hochohmigen Zustand gebracht wird. Außerdem befindet sich der nicht­ ausgewählte Ausgang des Demultiplexers 80 in einem hochohmigen Zustand.

Die Master/Slaveschaltung 60 besitzt einen weiteren E/A-Anschluß 82 (U-Caus/GU-Cein), der an einen "0"-Eingangsanschluß 84 des Multi­ plexers 74 über eine Leitung 86 angeschlossen ist. Der Anschluß 82 liegt außerdem über die Leitung 86 an einem "1"-Ausgangsanschluß 88 des Multiplexers 80.

Ein Ausgangsanschluß 90 des Multiplexers 74 ist mit einem Eingangs­ anschluß 94 der Zustandsmaschine 62 über eine Leitung 92 verbunden, die ein Konfigurations-Freigabeeingangssignal Cein an die Zustands­ maschine 62 leitet. Außerdem ist ein Eingangsanschluß 96 des Demulti­ plexers mit einem Ausgangsanschluß 98 der Zustandsmaschine 62 über eine Leitung 100 verbunden, die ein Konfigurations-Freigabeausgangs­ signal Caus von der Zustandsmaschine 62 ausgehend transportiert. Ein Modus-Ausgangssignal von einem Anschluß 102 der Zustandsmaschine 62 gelangt über eine Leitung 104 an Adressen- (oder Steuer-)Eingangs­ anschlüsse 106 und 108 des Multiplexers 74 bzw. des Demultiplexers 80.

Die Zustandsmaschine 82 kann außerdem auf weitere Eingangssignale ansprechen, die über Leitungen 110 an Eingangsanschlüsse 112 gegeben werden und kann weiterhin Ausgangssignale über Ausgangsanschlüsse 116 auf Leitungen 114 geben. Die Art solcher weiterer Eingangs- und Ausgangs-Signale hängt ab von dem Anwendungsbetrieb, in welchem das Master/Slave-Netzwerk arbeitet. Außerdem kann der Knoten zu­ sätzliche (nicht gezeigte) Eingabe- oder Ausgabe-Schnittstellenhardware aufweisen, wie dies für solche weiteren Eingänge oder Ausgänge be­ nötigt wird.

Beispielsweise können sich im Anwendungsfall einer Aufzuganlage die Slaveknoten 12-18 in den verschiedenen Geschossen eines Gebäudes befinden, um Information oder Steuersignale für ein oder mehrere fol­ gender Gegenstände zu liefern: Geschoßhohlruftasten des Aufzugs; Steuerung der Anzeigelämpchen des Aufzugs, Personenmengen-Fühler (die ein Signal darüber liefern, wieviel Fahrgäste auf eine Aufzugkabine warten), Temperatur, Feuerausbruch, weitere Information. Die Informa­ tion ist nicht beschränkt auf die Verwendung in Aufzuganlagen, sie kann überall dort zum Einsatz gelangen, wo sich ein Master-Slave-Netzwerk befindet.

Der Multiplexer 74 und der Demultiplexer 80 ermöglichen es den E/A-An­ schlüssen 70 und 82, in bidirektionaler Weise zu arbeiten, so daß eine Konfiguration entweder im Uhrzeigersinn (U) oder im Gegenuhr­ zeigersinn (GU) möglich ist. Insbesondere dann, wenn die Zustands­ maschine 62 anzeigt, daß der Modus der U-Modus, d. h. der Uhrzeiger­ sinn-Modus ist, ist das Modussignal auf der Leitung 104 "1", so daß der Multiplexer 74 den Kanal 1 auswählt, und das Signal Cein wird von dem E/A-Anschluß 70 über den Multiplexer 74 an den Eingangsanschluß 94 der Zustandsmaschine 62 geleitet. Außerdem wird, wenn der Modus U (Modus = 1) ist, der Demultiplexer 80 den Kanal 1 auswählen, und das Signal Caus kann von dem Anschluß 98 der Zustandsmaschine 62 durch den Demultiplexer 80 hindurch an den E/A-Anschluß 82 gelangen. In diesem Fall ist der Anschluß 70 als Eingangsanschluß und der An­ schluß 82 als Ausgangsanschluß konfiguriert, so daß eine U-Konfigura­ tion (Konfiguration im Uhrzeigersinn) der Slaveknoten 12-18 erfolgt, wie im folgenden noch detaillierter ausgeführt wird.

Wenn hingegen die Zustandsmaschine 62 auf den Modus auf "GU" einstellt und folglich das Modussignal auf der Leitung 104 0 ist, so daß der Multiplexer 74 und der Demultiplexer 80 ihren jeweiligen Kanal 0 auswählen, gelangt das Signal Cein von dem Anschluß 82 an den Ein­ gangsanschluß 94 der Zustandsmaschine 62, während das Signal Caus von dem Ausgangsanschluß 98 der Zustandsmaschine an den E/A-An­ schluß 70 gelangt. In diesem Fall ist der Anschluß 82 als Eingangsan­ schluß und der Anschluß 70 als Ausgangsanschluß konfiguriert, so daß die Slaveknoten 12-18 in einer GU-Konfiguration (Richtung im Gegen­ uhrzeigersinn) konfiguriert werden können.

Gemäß Fig. 1 weist der Masterknoten 10 grundsätzlich jedem der Slaveknoten eindeutige Knotenbezeichner (oder Knotenadressen) zu, was hier als Netzwerk- oder Slavekonfiguration bezeichnet wird. Der Master konfiguriert die Slaveknoten 12-18 einzeln nacheinander und individuell im Uhrzeigersinn (U) oder in Richtung von oben nach unten dadurch, daß er über den Gemeinschaftsbus 20 Konfigurationsnachrichten und über die nicht gemeinsam benutzte Strecke Konfigurations-Freigabe­ signale sendet. Der Prozeß beginnt damit, daß der Master sein Port U-Caus auf eins setzt und auf den Bus 20 eine Konfigurationsnachricht absetzt. Wenn der betreffende Slaveknoten konfiguriert ist, setzt dieser Slave den Anschluß U-Caus auf eins, wodurch der nächste Knoten innerhalb der Kette konfiguriert werden kann. Dieser Prozeß dauert an, bis sämtliche Slaveknoten 12-18 konfiguriert sind. Auch im Fall einer Störung, des Netzeinschaltens oder im Rücksetzzustand eines Slave­ knotens oder des Masterknotens versucht der Master 10, die verbleiben­ den Slaveknoten im Gegenuhrzeigersinn (GU) oder von unten nach oben zu konfigurieren. Dies ermöglicht es dem System, die maximale Anzahl von Slaveknoten zu konfigurieren, wenn eine Störung vorliegt. Dies wird weiter unten noch ausgeführt.

Fig. 3 zeigt die logischen Operation der Zustandsmaschine 62 (Fig. 2) für den Masterknoten 10 (Fig. 1). Nach dem Einschalten der Ver­ sorgungsspannung oder nach einem Rücksetzen (Reset) des Master­ knotens 10 führt dieser all diejenigen Aufgaben (Tasks) zur Initiali­ sierung aus, die er auch normalerweise ohne Berücksichtigung der Er­ findung ausführen würde. Dies geschieht in einem Schritt 148 (Fig. 3). Anschließend folgt die "normale Initialisierung", hier angedeutet durch eine Reihe von Schritten 150. Ein Schritt 152 macht eine Einstellung Caus = 0 sowie Modus-Ausgang auf Uhrzeigersinn (logisch eins). Dies stellt die E/A-Anschlüsse 22 und 24 des Masters auf den Standardzu­ stand der Eingangs- und Ausgangsanschlüsse ein, wie oben erläutert wurde. Als nächstes wartet der Master, bspw. 1 Sekunde, bis die Slave­ knoten die Netzspannung erreicht haben, dargestellt durch einen Schritt 154. Natürlich können auch andere Wartezeiten eingerichtet werden. Danach übermittelt der Master 10 die Standard-Konfigurationsrichtung entsprechend der Uhrzeigerrichtung (U) an die Slaveknoten 12-18, in­ dem er eine Nachricht "Richtung = U" als Rundspruch über den Bus 20 (Fig. 1) an sämtliche Knoten gibt, hier dargestellt durch einen Schritt 156. Im Anschluß daran setzt ein Schritt 158 eine interne Variable (den Knotenadressenzähler) N = 1, und setzt das Konfigurations-Freigabeaus­ gangssignal Caus = 1, um dem ersten Slaveknoten 12 innerhalb der U-Kette zu signalisieren, daß er konfiguriert werden kann.

Dann betritt der Master eine Schleife "normale Konfiguration und sendet als Rundspruch eine Konfigurationsnachricht "du bist N" an sämt­ liche Slaveknoten, die an den Gemeinschaftsbus 20 angeschlossen sind (Fig. 1), dargestellt durch einen Schritt 160 in Fig. 3. Beim ersten Durchlauf hat N den Wert 1, und somit würde die Rundspruch-Kon­ figurationsnachricht im Schritt 160 zum Konfigurieren des ersten Slave­ knotens 12 lauten: "Du bist 1". In diesem Fall ist der ersten Slave 12 der einzige, basierend auf der Busnachricht zu konfigurierende Slave, weil sein Eingangssignal Cein = 1, und er noch nicht konfiguriert wor­ den ist (dies wird weiter unten für die Slaveknoten-Logik näher er­ läutert).

Dann warten der Master 10 auf den Empfang einer Bestätigungs­ nachricht ("Knoten N o.k."), die von dem ersten Slaveknoten 12 über den Bus 20 gegeben wird und bedeutet, daß der Slave konfiguriert wor­ den ist. Wenn diese Bestätigungsnachricht von dem Slaveknoten nicht inherhalb einer Zeitspanne "Zeitsperre 2" empfangen wird, vgl. Schritt 164, tritt der Master 10 in eine weiter unten näher erläuterte "Hilfsin­ itialisierung" ein.

Wenn der Master 10 die Bestätigungsnachricht innerhalb der der "Zeit­ sperre 2" entsprechenden Zeitspanne empfängt, ermittelt ein nächster Schritt 166, ob N kleiner ist als die Gesamtzahl der Slaveknoten (Knotenzahl). Wenn noch nicht sämtliche Slaveknoten konfiguriert worden sind, d. h., wenn N < Knotenzahl, erhöht ein Schritt 168 die Variable N, und die Logik wiederholt den Schritt 160 für den als nächstes numerierten Slaveknoten. Der Master weist Slaveknoten-Adres­ sen zeitlich gestaffelt zu, beginnend bei dem ersten Knoten 12 und en­ dend bei dem letzten Knoten 18, bis sämtliche Slaveknoten konfiguriert sind. Wenn die Variable N die Gesamtanzahl von Slaveknoten in dem System (Knotenzahl) erreicht, sind sämtliche Slaveknoten konfiguriert, und der Master 10 tritt in einen Ablauf "Normalbetrieb" ein. Beim Eintreten des Masters 10 in den "Normalbetrieb" sind sämtliche Slave­ knoten konfiguriert, und sämtliche Knoten können unter Verwendung der ihnen zugewiesenen Knotenbezeichner kommunizieren. Im "Normalbe­ trieb" führt der Master 10 all diejenigen Funktionen und Nachrichten­ abläufe aus, die er auch normalerweise - ohne die vorliegende Erfindung ausführen würde. Dies ist im Schritt 170 angedeutet durch "Ausführen normaler Master-Aufgaben". Zusätzlich zu den "normalen Master-Auf­ gaben" (Master-Tasks) überwacht der Master den Bus im Hinblick auf eine Nachricht "bei Slave N ist Cein = 0", was besagt, daß das Signal Cein an einem Slaveknoten auf Null abgefallen ist und mindestens für eine vorbestimmte Zeitspanne (von z. B. 10 Sekunden) auf Null ver­ blieben ist, wie dies im Schritt 172 angedeutet ist. Es können auch andere Zeitintervalle festgelegt werden. Wenn das Signal Cein eines Slaveknotens auf Null geht (Cein = 0), gibt es entweder einen Bruch oder eine Trennung in einer der Daisy-Chain-Verbindungen zwischen den Knoten, oder einen Versorgungsspannungsverlust, einen Ausfall oder ein Reset eines benachbarten Knotens. In diesem Fall setzt der Master einen entsprechenden Störungsinformationscode für denjenigen Knoten, der dem Slaveknoten benachbart ist, welcher die Nachricht gesendet hat, hier angedeutet durch den Schritt 174. Welcher benachbarte Knoten ausgefallen ist, hängt ab von der Konfigurierungsrichtung des Systems zu der Zeit, zu der der Ausfall dem Master gemeldet wurde.

Außerdem überwacht der Master das Signal Cein von dem letzten Slave­ knoten (der dem Master benachbart ist), um den Zustand Cein = 0 festzustellen, angedeutet durch einen Schritt 176. Gilt für eine vorbe­ stimmte Zeitspanne (von z. B. 10 Sekunden) Cein = 0, setzt der Master einen entsprechenden Störungs-Informations-Code für denjenigen Knoten, der dem Slaveknoten benachbart ist, der die Nachricht gesendet hat angedeutet durch einen Schritt 178. Welcher der beiden benach­ barten Knoten ausgefallen ist, hängt ab von der Konfigurierungsrichtung des Systems zu der Zeit, zu der die Störung dem Master gemeldet wurde.

Für den Fall, daß für einen Knoten ein Störungscode gesetzt ist, führt der Master all diejenigen Aufgaben (Tasks) aus, die er auch normaler­ weise im Fall eines ausgefallenen oder gestörten Slaveknotens ausführen wurde, eingeschlossen der Versuch, das System neu zu konfigurieren, wie dies im Schritt 180 angedeutet ist. Die Entscheidung über eine Neu- Konfiguration kann auf einer Reihe von Faktoren basieren, beispiels­ weise der Anzahl der festgestellten Ausfälle, ob die Slaveknoten, bei denen Störungen aufgetreten sind, richtig antworten, der Typ weiterer Störungen, die möglicherweise in dem System vorliegen etc. Die Fest­ legung erfolgt durch Setzen eines Neukonfigurations-Flags im Schritt 170 "Ausführen normaler Master-Aufgaben", die Auswertung erfolgt dann im Schritt 180. Die logische Festlegung bezüglich der Neu-Kon­ figuration des Systems ist für die vorliegende Erfindung nicht ent­ scheidend.

Wenn nicht innerhalb der Zeitspanne "Zeitsperre 2" eine Nachricht "Knoten N o.k." empfangen wird, was im Schritt 164 abgefragt wird, tritt das System in eine Notbetriebsart oder einen Hilfsmodus ein, welcher die "Hilfsinitialisierung", die "Hilfskonfiguration" und den "Hilfsbetrieb" umfaßt. Beim Hilfsbetrieb versucht der Master, die Slave­ knoten in der der Standardrichtung entgegengesetzten Richtung zu kon­ figurieren, d. h. im Gegenuhrzeigersinn (GU) oder von unten nach oben.

Als erstes tritt der Master in den Ablauf "Hilfsinitialisierung" ein, der die Schritte 181 beinhaltet. Diese Reihe von Schritten 181 beinhaltet einen Schritt 182, bei dem das Modussignal auf Null gesetzt wird (GU-Rich­ tung). Dies konfiguriert die E/A-Anschlüsse 22 und 24 des Masters 10 (Fig. 1) als Ausgangs- bzw. Eingangsanschlüsse. Als nächstes setzt der Master an sämtliche Slaveknoten in Form eines Rundspruchs die Nachricht "Richtung = GU" auf den Bus 20 ab, angedeutet durch den Schritt 184. Diese Nachricht befiehlt sämtlichen Slaveknoten, ihre E/A-An­ schlüsse so einzustellen, daß eine GU-Konfiguration möglich ist (d. h., bei jedem Slaveknoten wird Modus = 0 eingestellt). Dann wird das Signal Caus von dem Master auf 1 eingestellt, und die Variable N wird eingestellt auf die Gesamtanzahl von Slaveknoten ("Knotenzahl") des Systems, angedeutet im Schritt 186.

Als nächstes tritt der Master in den Ablauf "Hilfskonfiguration" ein, bei dem der Master versucht, möglichst viele Slaveknoten in der GU-Rich­ tung dadurch zu konfigurieren, daß er Slaveknoten-Adressen zeitlich nacheinander beginnend beim Slaveknoten 18- bis hin zum Slaveknoten 12 zuordnet.

Genauer gesagt: bei der "Hilfskonfiguration" gibt der Master als Rund­ spruch eine Konfigurationsnachricht "Du bis N" auf den Gemeinschafts­ bus 20, wie dies durch einen Schritt 188 angedeutet ist, wobei N die oben bereits diskutierte Zählvariable ist. Als nächstes wartet der Master auf den Empfang einer Nachricht "Knoten N o.k." von dem Knoten, den er zu konfigurieren versucht, angedeutet durch einen Schritt 190, wobei die erwähnte Nachricht bedeutet, daß dieser Slaveknoten konfiguriert worden ist. Wenn die Nachricht "Knoten N o.k." nicht innerhalb einer Zeitspanne "Zeitsperre 3" empfangen wird, hier angedeutet durch einen Schritt 192, so stoppt der Master den Prozeß "Hilfskonfiguration" und tritt in den weiter unten noch diskutierten "Hilfsbetrieb" ein. Wenn der Master das Signal "Knoten N o.k." innerhalb der Zeitspanne "Zeitsperre 3" erreicht, ermittelt der nächste Schritt 196, ob bereits sämtliche Slave­ knoten konfiguriert sind, d. h., ob N kleiner oder gleich 1 ist. Wenn noch nicht sämtliche Knoten konfiguriert worden sind, wird in einem Schritt 198 die Variable N um 1 verringert, und die Logik geht wieder­ holt zu dem Schritt 188 für den als nächstes numerierten Slaveknoten in GU-Richtung (Gegenuhrzeigersinn).

Wenn sämtliche Slaveknoten mit Hilfe der "Hilfskonfiguration" kon­ figuriert worden sind, oder wenn nicht innerhalb der Zeitspanne Zeit­ sperre 3" die Nachricht "Knoten N o.k." empfangen wurde, geht das System in den "Hilfsbetrieb". Im Hilfsbetrieb führt der Master all die­ jenigen Aufgaben aus, die er auch ohne die vorliegende Erfindung aus­ führen würde, falls festgestellt würde, daß gewisse Knoten Störungen aufweisen (Hilfs-Masteraufgaben), vgl. Schritt 197. Außerdem werden im Hilfsbetrieb sämtliche Slaveknoten, die zuvor konfiguriert worden sind und ihre Knotenadresse nicht verloren haben (was bei einem Netz­ ausfall geschehen könnte) normal betrieben. Da die Konfigurationskette im Hilfsbetrieb unzuverlässig ist, macht der Master keinen Gebrauch von einem Bruch des Konfigurationsfreigabesignals zwischen den Knoten, d. h. Cein = 0 als Anzeige für die Neu-Konfigurierung des Netzwerks. Allerdings versucht der Masterknoten in periodischen Ab­ ständen, das Netzwerk wieder in den Normalbetrieb zurückzubringen, indem er eine vorbestimmte Zeitspanne "Zeitsperre 4" abwartet (Schritt 199), um dann zu der "Normalinitialisierung" zu gehen, beginnend beim Schritt 152.

In Fig. 4 sind die logischen Operationen der Zustandsmaschine 62 für die Slaveknoten 12-18 dargestellt. Nach dem Netz-Einschalten oder einem Reset eines Slaveknotens führt der Slaveknoten all diejenigen Initialisierungs-Tasks aus, die er auch normalerweise ohne die vorliegen­ de Erfindung ausführen würde (Schritt 200), um anschließend in einen Initialisierungsmodus einzutreten, der eine Folge von Schritten 201 umfaßt. Im Initialisierungs-Modus stellt, da die Konfigurationsrichtung nicht bekannt ist, ein Schritt 202 den Modus auf 1 ein (Modus = 1), was die Uhrzeigerrichtung (U-Richtung) angibt, also die Standard­ richtung. Als nächstes wird das Signal Caus auf Null gesetzt (Schritt 204), um sicherzustellen, daß der benachbarte Knoten nicht außer der Reihe konfiguriert wird. Da der Slaveknoten keine derzeitige Knoten­ adresse besitzt, wird die Slaveknoten-Adressenvariable auf Null gesetzt, Schritt 206.

Als nächstes wartet der Slave auf eine Richtungsnachricht vom Master­ knoten, Schritt 208. Wenn die Richtungsnachricht empfangen wird, tritt der Slaveknoten in einen Richtungs-Modus ein, und ein Schritt 210 prüft, ob die Nachricht den Uhrzeigersinn (ü) bedeutet. Falls ja, setzt ein Schritt 212 Modus = 1, was die Richtung U bedeutet. Andernfalls stellt ein Schritt 214 Modus = 0 ein, was den Gegenuhrzeigersinn (Richtung GU) bedeutet.

Als nächstes tritt der Slaveknoten in einen Programmodus ein, in welchem der Slaveknoten prüft, ob Cein den Wert 1 hat, und ob eine Nachricht "Du bis N" von dem Master empfangen wird, angedeutet durch einen Schritt 218. Lautet das Ergebnis dieser Abfrage im Schritt 218 nein, so prüft ein Schritt 220, ob der Slaveknoten die Nachricht "Du bis N" auf dem Bus empfangen hat und seine Knotenadresse den Wert N hat. Falls nicht, prüft ein Schritt 222, ob eine Richtungsnach­ richt über den Bus empfangen wurde. Wurde die Richtungsnachricht empfangen, so geht die Logik zurück zu dem Richtungs-Modus und zum Schritt 210. Wenn das Ergebnis im Schritt 222 nein lautet, wiederholt die Logik den Schritt 218.

Lautet das Ergebnis im Schritt 218 ja, so wurde ein benachbarter Knoten konfiguriert (Cein = 1), und es wurde eine Konfigurationsnachricht empfangen, und es ist dieser Slaveknoten, der als nächster Knoten zu konfigurieren ist. Wenn das Ergebnis im Schritt 220 ja lautet, besaß der Slaveknoten eine zuvor abgespeicherte Knotenadresse, die überein­ stimmte mit der von dem Master über den Bus gesendeten Knotenadres­ se, was bedeutet, daß dieser Slaveknoten sich selbst auf die zuvor abge­ speicherte Adresse konfigurieren kann. Wenn also entweder im Schritt 218 oder im Schritt 220 die Antwort ja lautet, setzt der Slaveknoten seine Knotenadresse auf N (Knotenadresse = N), wie es im Schritt 224 angegeben ist, sendet dann über den Bus 20 an den Master im Schritt 226 die Nachricht "Knoten N o.k.", setzt das Ausgangssignal Caus = 1 in einen Schritt 228, um dann in den Normalbetrieb überzugehen.

Im Normalbetrieb arbeitet der Slaveknoten normal und kommuniziert frei mit anderen Knoten. Insbesondere führt der Slaveknoten all diejeni­ gen Funktionen und Nachrichtenübermittlungen aus, die er auch norma­ lerweise ohne die vorliegende Erfindung ausführen würde (normale Slaveknoten-Aufgaben), angedeutet durch einen Schritt 230. Zusätzlich zu den normalen Slaveknoten-Aufgaben überwacht der Slaveknoten das Signal Cein (Schritt 232), um zu sehen, ob das Signal Cein andauernd für mindestens 10 Sekunden auf Null gegangen ist. Falls ja, prüft ein Schritt 234, ob eine Nachricht "Slaveknoten N : Cein = 0" gesendet wurde. Wird festgestellt, daß diese Nachricht noch nicht gesendet wurde, sendet der Slaveknoten diese Nachricht "Slaveknoten N : Cein = 0" auf den Bus (Schritt 236). Statt der 10 Sekunden können natürlich auch andere Zeitspannen gewählt werden. Wie oben diskutiert, besteht, wenn ein Signal Cein eines Slaveknotens auf Null geht (Cein = 0), die Wahrscheinlichkeit eines Bruchs oder einer Abtrennung einer der Daisy- Chain-Verbindungen zwischen Knoten, oder eines Netzausfalls, einer Störung oder eines Resets in einem benachbarten Knoten.

Wenn im Schritt 232 das Signal Cein für 10 Sekunden nicht gleich 0 ist, oder wenn das Signal so lange 0 ist und gleichzeitig der Slaveknoten die Nachricht "Slaveknoten N : Cein = 0" gesendet hat, untersucht ein Schritt 238, ob über den Bus von dem Master eine Richtungs-Nachricht empfangen wurde. Ist dies geschehen, so setzt die Logik im Schritt 240 Caus = 0, um eine richtige Konfiguration der Knoten zu ermöglichen. Dann springt die Logik zu dem Richtungs-Modus und zum Schritt 210, wo der Slaveknoten seine interne Richtung einstellt und dann in den Programm-Modus übergeht. Wenn im Schritt 238 keine Richtungs- Nachricht empfangen wurde, wird der Schritt 230 wiederholt.

Gemäß Fig. 5 und 6 kann die Erfindung, anstatt eine getrennte Gemein­ schafts-Kommunikationsstrecke 20 (Fig. 1) und nicht-gemeinsam be­ nutzte Kommunikationsstrecke (Daisy-Chain 28, 34, 38, 44, 48) zu verwenden, Gebrauch von einer einzigen, kombinierten (oder gemein­ samen) Gemeinschafts/Nicht-Gemeinschafts-Verbindungsstrecke Ge­ brauch machen, indem eine Netzwerkschnittstelle verwendet wird, wie sie zum Beispiel in der Eingangs erwähnten Parallelanwendung (An­ waltsakte K 40 920/6 mit dem Titel Mehrfachtopologie-Netzwerk-Kom­ munikationsstreckenschnittstelle) beschrieben ist. In diesem Fall gäbe es die in Fig. 1 gezeigte Busleitung 20 nicht, und die nicht gemeinschaft­ lich verwendeten Leitungen 28, 34, 38, 44 und 48 würden die Signale Cein und Caus ebenso wie die zuvor über den Bus 20 übertragenen Signale transportieren. Dementsprechend sind in Fig. 5 die Busan­ schlüsse 13, 15, 17 und 19 gemäß Fig. 1 an den Slaveknoten 12-18 sowie der Anschluß 11 an dem Masterknoten 11 weggelassen, und die Anschlüsse mit den Bezeichnungen U-Cein/GU-Caus sowie U-Caus/GU-Cein des Masters und sämtlicher Slaveknoten sind umbenannt in "Bus + U-Cein/GU-Caus" bzw. "Bus + U-Caus/GU-Cein".

Für das kombinierte Nachrichtennetzwerk nach Fig. 5 liegen die gemein­ schaftlich benutzten Datensignale in einem ersten Frequenzbereich, beispielsweise in einem höheren Frequenzbereich, wo hingegen die nicht-gemeinschaftlich verwendeten Signale (entsprechend der Daisy- Chain) in einem zweiten Frequenzbereich (beispielsweise einem niedrige­ ren Frequenzbereich) liegen, oder gleichstrommäßig übertragen werden, auf jeden Fall anders als die gemeinschaftlich verfügbaren Datensignale. In diesem Fall besitzen die Knotenfilter, welche die gemeinschaftlich verwendeten Daten durchlassen, die nicht-gemeinschaftlich verfügbaren Daten jedoch nicht durchlassen (was im folgenden näher diskutiert wird). Auch in dem Fall enthält die Zustandsmaschine 62 die geeigne­ ten, bekannten Schnittstellen zum Empfangen und Senden der Daten mit der entsprechenden Frequenz. Allerdings ist die Logik der Zustands­ maschine 62 des Master- und der Slaveknoten die gleiche, wie sie oben in Verbindung mit den Fig. 3 und 4 für die aufgetrennte Gemeinschafts- und Nicht-Gemeinschafts-Verbindungsstrecke erläutert wurde.

Gemäß Fig. 6 enthält der Master-/Slave-Knoten 300 für die kombinierte (oder gemeinsame) Gemeinschafts-/Nicht-Gemeinschafts-Übertragungs­ strecke nach Fig. 5 die gleiche Hardware wie der allgemeine Master-/Slave- Knoten 60 nach Fig. 2, dargestellt auf der rechten Seite der gestrichelten Linie 302, wobei auf der linken Seite dieser gestrichelten Linie 302 zusätzliche Komponenten dargestellt sind.

Insbesondere ist eine in Fig. 4 der erwähnten Parallelanmeldung näher erläuterte Netzwerk-Verbindungsstrecken-Schnittstelle ausgestattet mit einer direktionalen Gemeinschafts-Datenschaltung 204 (oder einem Filter), die zwischen den Leitungen 305 und 307 in Reihe mit der Über­ tragungsstrecke liegt, einen E/A-Anschluß 310 an der Leitung 305 und einen weiteren E/A-Anschluß 312 an der Leitung 307 aufweist. Die bidirektionale Schaltung 304 empfängt kombinierte Gemeinschafts- und Nicht-Gemeinschafts-Daten, individuelle Daten und läßt die Gemein­ schaftsdaten durch, wo hingegen sie die Nicht-Gemeinschafts-Daten nicht durchläßt (oder dämpft). Die Schaltung kann auf Wunsch als unidi­ rektionale Schaltung ausgebildet sein. In diesem Fall können die gemein­ schaftlichen Daten nur in einer Richtung die kombinierte (oder gemein­ same) Gemeinschaft/Nicht-Gemeinschafts-Strecke passieren.

Außerdem ist die Leitung 305 an eine Nicht-Gemeinschafts-Datenein­ gangsschaltung-Oben angeschlossen, die über eine Leitung 317 an den Anschluß 72 des Multiplexers 74 ein Nicht-Gemeinschafts-Datenein­ gangssignal "Oben" liefert. Die Schaltung 914 empfängt von der Leitung 305 kombinierte Gemeinschafts-Nicht-Gemeinschafts-Daten und läßt die Nicht-Gemeinschafts-Daten durch, die Gemeinschaftsdaten hingegen nicht (d. h., sie kann die Gemeinschaftsdaten dämpfen).

Ein von dem Anschluß 78 des Demultiplexers 80 kommendes Nicht- Gemeinschafts-Datenausgangssignal "Oben" wird einer Nicht-Gemein­ schafts-Datenausgangsschaltung "Oben" 320 zugeführt, welche die Nicht-Gemeinschafts-Datenausgangssignale auf die Leitung 305 und mithin auf die gemeinsame Gemeinschafts/Nicht-Gemeinschafts-Strecke gibt.

Die Leitung 307 ist außerdem mit einer Gemeinschafts-Dateneingabe­ schaltung 322 verbunden, die auf eine Leitung 324 ein Gemeinschafts­ daten-Eingangssignal gibt. Die Schaltung 322 empfängt kombinierte Gemeinschafts- und Nicht-Gemeinschafts-Daten und läßt die Gemein­ schaftsdaten durch, während sie die Nicht-Gemeinschafts-Daten nicht durchläßt (oder dämpft). Ein Gemeinschafts-Daten-Ausgangssignal auf einer Leitung 326 wird einer Gemeinschafts-Datenausgabeschaltung 328 zugeführt, welche die Gemeinschafts-Datenausgangssignaie auf die Leitung 307 gibt, mithin auch auf die gemeinsam verwendete Gemein­ chafts/Nicht-Gemeinschafts-Strecke. Die E/A-Leitungen 324 und 326 sind der Bus-E/A-Leitung 68, die in Verbindung mit Fig. 2 oben er­ läutert wurde, äquivalent.

Die Leitung 307 ist außerdem mit einer Nicht-Gemeinschafts-Datenein­ gangsschaltung "Unten" 330 verbunden, die der oben diskutierten Schaltung 314 ähnelt und ein Nicht-Gemeinschafts-Dateneingabesignal über eine Leitung 332 an den Anschluß 84 des Multiplexers 74 gibt. Die Schaltung 330 empfängt kombinierte Gemeinschafts- und Nicht-Gemein­ schafts-Daten auf der Leitung 307, läßt die Nicht-Gemeinschafts-Daten durch und sperrt (oder dämpft) die Gemeinschaftsdaten.

Ein Nicht-Gemeinschafts-Datenausgangssignal "Unten" auf einer Leitung 334 wird einer Nicht-Gemeinschafts-Datenausgangsschaltung "Unten" 336 zugeführt, die ähnlich wie die Schaltung 320 ausgebildet ist und das Nicht-Gemeinschafts-Datenausgangssignal "Unten" auf die Leitung 307 und mithin auf die gemeinsame Gemeinschafts/Nicht-Gemeinschafts- Strecke gibt.

Die Schaltungen 304, 314, 320, 322, 328, 330 und 336 sind den Schaltungen 128, 130, 134, 136, 142, 144 bzw. 148 aus Fig. 4 der oben angesprochenen Parallelanmeldung äquivalent. Außerdem befinden sich in jener Patentanmeldung detaillierte Angaben über die verschiedenen Ausführungsformen der Kommunikationsstrecken-Schnittstelle und der Arbeitsweise sowie des Inhalts der Schaltungen 304, 314, 320, 322, 328, 330 und 336, und wie die Datensignale gefiltert und auf die ge­ meinsame Gemeinschafts/Nicht-Gemeinschafts-Strecke jeder Aus­ führungsform gekoppelt werden. Weitere Änderungen, Hinzufügungen oder Abwandlungen von Ausführungsformen, wie sie in der oben er­ wähnten Parallelanmeldung beschrieben sind, können auch bei der vor­ liegenden Erfindung vorgenommen werden, falls dies erwünscht ist.

Außerdem kann ein Teil der Schaltungen oder können sämtliche Schaltungen 314 und 330 entlang der Leitung 92 zusammengefaßt und entlang der Leitung 92 an die Stelle zwischen dem Multiplexer 74 und der Zustandsmaschine 62 bewegt werden, wie dies durch ein gestrichel­ tes Kästchen 334 angedeutet ist. In ähnlicher Weise können Teile oder die gesamten Schaltungen 32, 336 zusammengefaßt und zu der Stelle zwischen dem Demultiplexer 80 und der Zustandsmaschine 62 entlang der Leitung 100 verschoben werden, wie dies durch ein gestricheltes Kästchen 340 angedeutet ist.

Obschon die Erfindung dargestellt ist in Verbindung mit einem Multi­ plexer und einem Demultiplexer, um steuerbare E/A-Anschlüsse zu schaffen, versteht sich für den Fachmann, daß auch andere Kombinatio­ nen von Schaltern und/oder digitaler Logik dazu eingesetzt werden können, steuerbare E/A-Anschlüsse zu erhalten. Auf Wunsch braucht auch der Masterknoten nicht die gleiche Hardware-Konfiguration wie die Slaveknoten zu besitzen.

Es sollte gesehen werden, daß die Anzahl von Slaveknoten erhöht oder verringert werden kann, falls dies erwünscht ist. In einem solchen Fall sollte die Master-Zustandsmaschine aktualisiert werden, indem die kon­ stante "Knotenzahl" auf die laufende Anzahl von Knoten des Systems geändert wird.

Obschon die Erfindung mit nur einem Masterknoten 10 erläutert wurde, arbeitet die Erfindung auch bei mehr als einem Masterknoten.

Außerdem muß der eindeutige Bezeichner oder Name (= Adresse) für jeden Knoten nicht an die Reihenfolge angepaßt werden, in der der Knoten konfiguriert wird. Insbesondere kann man anstelle des Rund­ spruchs "Du bis N", bei dem N der Slaveknoten-Zähler ist, einen Rund­ spruch "Du bist" "Name"" vorsehen, wobei Name: ein nach Wunsch gestalteter eindeutiger Bezeichner für den Slaveknoten ist. Man kann also als derartige Nachricht praktisch beliebige, wenngleich jeweils eindeutige Bezeichner unabhängig von der Lage des Knotens innerhalb der Daisy-Chain senden. Außerdem kann bei Wunsch die Standard- Konfiguration im Gegenuhrzeigersinn orientiert sein, während die Hilfs­ konfiguration im Uhrzeigersinn orientiert ist.

Anstatt die Verbindungen des Busses 20 und der Daisy-Chain (28, 34, 38, 44, 48) elektrisch auszuführen, kann man auch optische Verbindun­ gen vorsehen, beispielsweise Lichtleiterverbindungen. Anstatt lediglich ein statisches Gleichstromsignal für die Nicht-Gemeinschafts-Konfigura­ tionsfreigabesignale Cein und Caus zu verwenden, können diese Kon­ figurationsfreigabesignale Cein und Caus auch serielle oder parallele Datenströme mit einem vorbestimmten Protokoll zwischen dem Slave­ knoten und der entsprechenden Anzahl von Drähten sein. In diesem Fall würde die Hardware/Firmware innerhalb der Zustandsmaschine die benötigte, bekannte Eingangsschnittstellen-Dekodierung für das Signal Cein und die entsprechende bekannte Ausgangssignal-Schnittstelle und/oder Treiber für das Signal Caus bereitstellen.

Wenngleich die Erfindung in Verbindung mit steuerbaren E/A-An­ schlüssen für eine mögliche Konfiguration in U- und in GU-Richtung erläutert wurde, versteht sich, daß man nötigenfalls auch eine Konfigura­ tion in eine Einzelrichtung (U oder GU) vorsehen kann. In diesem Fall würde dann ein Anschluß jedes Knotens als Eingangsanschluß zum Empfangen des eingegebenen Konfigurationsfreigabesignals Cein ausge­ bildet, der andere Anschluß würde als Ausgangsanschluß zum Abgeben des Ausgangs-Konfigurationsfreigabesignals Caus ausgestaltet werden. Auch in diesem Fall hätte die Masterlogik nach Fig. 3 keine Hilfs-In­ itialisierung oder Hilfskonfiguration, da kein Gebrauch von einer Kon­ figuration in der entgegengesetzten Richtung gemacht wird, sondern es würde lediglich in den Hilfsbetrieb eingetreten.

Auch in diesem Fall könnte der Master eine Nachricht "Startkonfigura­ tion" senden, anstatt eine Richtungsnachricht auszugeben. In ähnlicher Weise würde der Effekt der Slaveknoten darin bestehen, daß die Schritte 210, 212, 214 und 220 nicht ausgeführt werden müssen, der "Nein"-Zweig des Schritts 220 würde zum Schritt 218 führen, und die Schritte 208 und 238 würden überprüfen, ob eine Nachricht "Startkonfiguration" über den Bus empfangen wurde. Andere logische Vereinfachungen können bei den Slave- und Master-Knoten auf Wunsch vorgenommen werden.

Außerdem ist es nicht erforderlich, daß der Slave an den Master die Bestätigungsnachricht "Knoten N o.k." sendet. Dies hängt davon ab, ob eine bidirektionale Konfiguration verwendet wird oder nicht. Statt dessen könnte der Master damit fortfahren, Slaveknoten einzeln nacheinander mit einer vorbestimmten Pause zwischen jeder Konfigurationsnachricht zu konfigurieren. In einem solchen Fall brauchte der Master die Schritte 162 und 164 (Fig. 3) nicht auszuführen und könnte statt dessen eine Pause einlegen, in welcher genügend Zeit für den Slaveknoten verbleibt, konfiguriert zu werden und das Signal Caus auf einen hohen Pegel zu setzen. In diesem Fall würde der Master während des Konfigurations­ prozesses nicht in den Hilfs-Modus eintreten.

Man sieht, daß die Flußdiagramme nach den Fig. 3 und 4 lediglich eine Möglichkeit darstellen, die Slave- und Master-Logik auszuführen und damit die vorliegende Erfindung zu realisieren. Andere Logikabläufe und Schritte können ebenfalls dazu dienen, die hier beschriebenen Funktionen auszuführen.

Claims (18)

1. Nachrichtennetzwerk, umfassend:
mehrere Slaveknoten (12-18), die jeweils Konfigurationsfreigabe­ signale (Cein) empfangen, jeweils Konfigurationsnachrichten ("Du bist N") empfangen, jeweils mit einem eindeutigen Bezeichner für jeden Slaveknoten (12-18) abhängig von einem zugehörigen Kon­ figurationsfreigabesignal konfiguriert werden, und einer der Kon­ figurationsnachrichten entsprechen, wobei jeder Slaveknoten ein Konfigurationsfreigabesignal (Caus) liefert, wenn ein entsprechender der Slaveknoten (12-18) konfiguriert ist;
einen Masterknoten (10), der die Konfigurationsnachrichten an sämtliche Slaveknoten (12-18) gibt, wobei jede der Nachrichten kennzeichnend ist für den erwähnten eindeutigen Bezeichner für einen entsprechenden konfigurierten Slaveknoten (12-18), und der das Konfigurationsfreigabesignal (Caus) an den ersten (12) der Slaveknoten (12-18) gibt, wenn der erste Slaveknoten zu konfigu­ rieren ist;
wobei der Masterknoten (10) und sämtliche Slaveknoten (12-18) miteinander über eine Kommunikationsstrecke (20, 28 . . . 48) ver­ bunden sind, die Gemeinschaftsdaten zwischen dem Masterknoten (10) und sämtlichen Slaveknoten (12-18) transportiert, und die Nicht-Gemeinschafts-Daten zwischen vorbestimmten Gruppen aus dem Masterknoten und dem Slaveknoten (10; 12-18) überträgt;
wobei die Konfigurationsnachrichten als Gemeinschaftsdaten über die Kommunikationsstrecke (20) gegeben werden und die Konfigura­ tionsfreigabesignale (Cein/Caus) als die Nicht-Gemeinschafts-Daten auf die Kommunikationsstrecke (28 . . . 48) gegeben werden; und
wobei jeder Slaveknoten (12-18) mit dem eindeutigen Bezeichner basierend auf einer entsprechenden der Konfigurationsnachrichten seitens des Masterknotens (12) konfiguriert wird, wenn die ent­ sprechende Konfigurationsnachricht empfangen ist, und wenn ein entsprechendes der Freigabesignale (Caus) empfangen ist.

2. Nachrichtennetzwerk nach Anspruch 1, bei dem die Kommunika­ tionsstrecke Strecken für Gemeinschafts- und für Nicht-Gemein­ schafts-Kommunikation enthält, wobei die Gemeinschaftsstrecke die Gemeinschaftsdaten überträgt, und die Nicht-Gemeinschafts-Strecke (28 . . . 48) die Nicht-Gemeinschaftsdaten weiterleitet.

3. Nachrichtennetzwerk nach Anspruch 1, bei dem die Kommunika­ tionsstrecke eine gemeinsame Gemeinschafts-/Nicht-Gemeinschafts- Kommunikationsstrecke (28 . . . 48) für sowohl die Gemeinschafts­ daten als auch die Nicht-Gemeinschaftsdaten enthält.

4. Nachrichtennetzwerk nach Anspruch 3, bei dem jeder Slaveknoten (12-18) enthält:
eine erste Schaltung (304), die im Weg der gemeinsamen Über­ tragungsstrecke (305, 307) angeordnet ist und die Gemeinschafts­ daten durchläßt, die Nicht-Gemeinschaftsdaten jedoch nicht durch­ läßt; und
eine zweite Schaltung (314, 320, 322, 328, 330, 336), die an die gemeinsame Übertragungsstrecke (305, 307) angeschlossen ist und die Nicht-Gemeinschaftsdaten durchläßt, die Gemeinschaftsdaten jedoch nicht durchläßt.

5. Nachrichtennetzwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Gemeinschafts-Daten eine Frequenz haben, die anders ist, ins­ besondere höher ist als diejenige der Nicht-Gemeinschafts-Daten.

6. Nachrichtennetzwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem der Masterknoten (10) die mehreren Slaveknoten (12-18) in einer anderen Reihenfolge konfiguriert, wenn einer der Slaveknoten an­ sprechend auf die Konfigurationsnachrichten und die Konfigurations­ freigabesignale nicht konfiguriert wurde.

7. Nachrichtennetzwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem jeder der Slaveknoten eine Bestätigungsnachricht an den Master­ knoten (10) sendet, wenn er konfiguriert ist.

8. Nachrichtennetzwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem jeder der Slaveknoten zum Konfigurieren der Knoten identische Hardware und Software aufweist.

9. Nachrichtennetzwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem der Masterknoten zwei Master-E/A-Anschlüsse (22, 24) aufweist, die ansprechend auf ein Modus-Signal derart steuerbar sind, daß, wenn der eine Master-E/A-Anschluß als Eingangsanschluß fungiert, der andere der Master-E/A-Anschlüsse als Ausgangsanschluß dient;
wobei jeder der Slaveknoten (12-18) zwei Slave-E/A-Anschlüsse aufweist, die derart in Abhängigkeit eines Modus-Signais steuerbar sind, daß, wenn der eine Slave-E/A-Anschluß als Eingangsanschluß orientiert ist, der andere Slave-E/A-Anschluß als Ausgangsanschluß orientiert ist; und
wobei jeder der Slave- und der Master-E/A-Anschlüsse die Kon­ figurationsfreigabesignale ausgibt, wenn er als Ausgangsanschluß orientiert ist, und die Konfigurationsfreigabesignale empfängt, wenn er als Eingangsanschluß orientiert ist.

10. Nachrichtennetzwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem jeder der Slaveknoten (12-18) eine Slavesignalverarbeitungslogik enthält, welche die Konfigurationsnachrichten und die Konfigura­ tionsfreigabesignale empfängt, um den eindeutigen Bezeichner dem betreffenden Slaveknoten ansprechend auf die Konfigurationsnach­ richten und die Konfigurationsfreigabesignale zuzuordnen, und die das Konfigurationsfreigabesignal ausgibt, welches anzeigt, daß der entsprechende Slaveknoten konfiguriert ist; und
wobei der Masterknoten eine Mastersignalverarbeitungslogik enthält, welche die Konfigurationsnachrichten und die Richtungs-Nachrichten an sämtliche Slaveknoten (12-18) ausgibt.

11. Verfahren zum Konfigurieren eines Nachrichtennetzwerks, umfas­ send die Schritte:
Verbinden eines Masterknotens mit mehreren Slaveknoten über eine Kommunikationsstrecke, die Gemeinschaftsdaten zwischen dem Masterknoten und sämtlichen Slaveknoten überträgt, und die Nicht- Gemeinschafts-Daten zwischen vorbestimmten Gruppen des Master­ knotens und der Slaveknoten überträgt;
Empfangen von Konfigurationsfreigabesignalen sowie von Konfigu­ rationsnachrichten an jedem der Slaveknoten (12-18);
Konfigurieren jedes der Slaveknoten (12-18) mit einem eindeutigen Bezeichner (Kennungszahl, Name, Adresse) entsprechend jedem der Slaveknoten in Abhängigkeit eines zugehörigen Konfigurationsfrei­ gabesignals und einer entsprechenden der Konfigurationsnachrichten, und zum Ausgeben eines Konfigurationsfreigabesignals von dem betreffenden konfigurierten Slaveknoten, wenn dieser Slaveknoten konfiguriert ist;
Bereitstellen der Konfigurationsnachrichten durch den Masterknoten für sämtliche Slaveknoten (12-18), wobei jede der Konfigurations­ nachrichten kennzeichnend ist für einen eindeutigen Bezeichner eines entsprechenden, zu konfigurierenden Slaveknotens, und zum Bereitstellen des Konfigurationsfreigabesignals durch den Master­ knoten (10) für den ersten (12) der Slaveknoten (12-18), wenn der erste Slaveknoten zu konfigurieren ist;
Bereitstellen der Konfigurationsnachrichten auf der Kommunika­ tionsstrecke (20; 28 . . . 48) als Gemeinschaftsdaten, und Bereit­ stellen der Konfigurationsfreigabesignale (Cein) auf der Kommuni­ kationsstrecke als die Nicht-Gemeinschafts-Daten; und
Konfigurieren jedes der Slaveknoten (12-18) mit dem eindeutigen Bezeichner, basierend auf einer zugehörigen Konfigurationsnachricht von dem Masterknoten (10), wenn die zugehörige Konfigurations­ nachricht empfangen wurde, und wenn ein entsprechendes Konfigu­ rationsfreigabesignal empfangen wurde.

12. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem die Kommunikationsstrecke getrennte Gemeinschafts- und Nicht-Gemeinschafts-Kommunika­ tionsstrecken umfaßt, wobei die Gemeinschaftsstrecke die Gemein­ schaftsdaten überträgt und die Nicht-Gemeinschafts-Strecke die Nicht-Gemeinschafts-Daten überträgt.

13. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem die Kommunikationsstrecke (28 . . . 48) eine gemeinsame Gemeinschafts-/Nicht-Gemeinschafts- Kommunikationsstrecke aufweist, die sowohl Gemeinschafts-Daten als auch Nicht-Gemeinschafts-Daten überträgt.

14. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem das Empfangen der Kon­ figurationsfreigabesignale (Cein) und der Konfigurationsnachrichten durch jeden der Slaveknoten das Durchlassen der Gemeinschafts­ daten über die gemeinsame Strecke und das Nicht-Durchlassen der Nicht-Gemeinschafts-Daten über die gemeinsame Strecke beinhaltet.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, bei dem die Ge­ meinschaftsdaten eine Frequenz haben, die anders, insbesondere höher ist als diejenige der Nicht-Gemeinschafts-Daten.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15, bei dem der Masterknoten die Slaveknoten in einer anderen Reihenfolge kon­ figuriert, wenn einer der Slaveknoten nicht ansprechend auf die Konfigurationsnachrichten und die Konfigurationsfreigabesignale konfiguriert wurde.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 16, umfassend das Liefern einer Bestätigungsnachricht durch jeden Slaveknoten an den Masterknoten, wenn der Slaveknoten konfiguriert wurde.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 17, bei dem jeder der Slaveknoten identische Hardware und Software zum Konfigurieren der Knoten aufweist.