DE4000673C2 - Verfahren und Anordnung zur Übertragung von Daten in einem aus mehreren Segmenten bestehenden Bussystem - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Übertragung von Daten in einem aus mehreren Segmenten bestehenden Bussystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens.

Aus dem IEEE-802.5-Vorschlag sind Verfahren zur Übertragung von Daten in aus mehreren Segmenten bestehenden Bussystemen bekannt, wobei zwischen den einzelnen Bussegmenten Bridges angeordnet sind. Dort wird unterschieden zwischen "Hierarchical Bridges" und "Flat Bridges".

Das Verfahren mit "Hierarchical Bridges" setzt eine hierar­ chische Struktur des Bussystems voraus. In dem IEEE-802.5-Vor­ schlag ist ein Beispiel für eine solche Struktur mit drei Hier­ archieebenen angegeben, bei dem mehrere Segmente über Bridges an Regionen und wiederum diese Regionen über Bridges an einen Kopfbus angeschlossen sind. Jede "Hierarchical Bridge" ist unterteilt in eine "Upper Bridge" und eine "Lower Bridge". Die "Upper Bridges" sind verantwortlich für den Informationsfluß von oben nach unten. Die Adressierung von Telegrammen basiert bei diesem Bussystem auf der Unterteilung in die verschiedenen Hierarchieebenen. Soll z. B. ein Telegramm von dem Kopfbus in ein Segment übertragen werden, prüft die Bridge, die den Kopf­ bus mit der dem Segment übergeordneten Region verbindet, ob die Zieladresse diese Region enthält, und überträgt gegebenenfalls das Telegramm zur Region. Ebenso prüft die Bridge zwischen der Region und dem betreffenden Segment, ob in der Zieladresse diese Segmentnummer angegeben ist und das Telegramm sich auf der richtigen Region befindet. Trifft dies zu, so wird das Tele­ gramm über das Segment zu dem adressierten Teilnehmer übertra­ gen. Für die genannte Struktur erfolgt die Zieladressierung also unter der Angabe mindestens einer Region-, Segment- und Teilnehmerkennung.

Die "Flat Bridges" nach dem gleichen Vorschlag können auto­ nome Segmente beliebig untereinander koppeln. Eine hierar­ chische Struktur der Segmente ist nicht notwendig. Es können dabei auch Mehrfachwege gebildet werden, da die Telegramme eine Routing-Information besitzen. In der Initialisierungs­ phase werden die Bridges beidseitig parametriert und dabei die Segmentnummer und die Bridgeadresse zugeordnet. Jeder Teilnehmer speichert eine Routing-Informationsliste ab, die die Routing-Informationen für Telegramme von bereits ange­ sprochenen Teilnehmern enthalten. Eine solche Routing-Infor­ mation wird mit einem speziellen "Resolve Frame" (Auflösungs­ telegramm) auf folgende Weise aufgebaut bzw. erweitert: Das Auflösungstelegramm wird an einen Teilnehmer mit unbekannter Routing-Information gesendet. Jede Bridge, die das Telegramm empfängt, fügt zu dem Routing-Informationsteil ihre Bridge­ adresse und gegenüberliegende Segmentnummer ein. Bei Mehr­ fachwegen wird das Telegramm vom Zielteilnehmer mehrmals, aber mit unterschiedlicher Routing-Information empfangen. Der Zielteilnehmer sendet in diesem Fall mehrmals eine Rückant­ wort mit stets unterschiedlichen Routing-Informationen zu­ rück. Der sendende Teilnehmer nimmt aus der Vielzahl die kür­ zeste Routing-Information heraus und legt sie in seiner Rou­ ting-Informationsliste ab. Soll ein Telegramm an einen be­ reits angesprochenen Teilnehmer an einem fremden Segment übertragen werden, nimmt der sendende Teilnehmer die entspre­ chende Routing-Information aus der Liste heraus und fügt sie in das Telegramm ein.

Aus der DE 34 38 410 A1 ist eine Brückenschaltung zur Verbin­ dung von Netzwerken bekannt, die Speicher für Teilnehmerken­ nungen (Bestimmungsadressen) und für zusätzliche Informati­ onen aufweist, die anzeigen, auf welcher Seite der Brücken­ schaltung der jeweilige Teilnehmer liegt. Die Brückenschal­ tung entscheidet anhand der Bestimmungsadresse, ob ein emp­ fangenes Telegramm weiterzuleiten ist oder nicht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Übertragung von Daten in einem aus mehreren Segmenten beste­ henden Bussystem beliebiger Struktur zu entwickeln, bei dem auf die Angabe einer Routing-Information im die Daten enthal­ tenden Telegramm verzichtet werden kann, und eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren mit den im kenn­ zeichnenden Teil des Anspruchs 1 genannten Merkmalen vorge­ schlagen. Die zur Durchführung des Verfahrens erforderliche Information kann mit einem der in den kennzeichnenden Teilen der Ansprüche 2 und 3 genannten Merkmalen aufgebaut und in einer Anordnung gemäß einem der in den kennzeichnenden Teilen der Ansprüche 5 und 6 genannten Merkmale abgespeichert wer­ den.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß in den Telegrammen neben der Adresse des Zielteilnehmers keine zusätzliche Weginforma­ tion übertragen werden muß. Routing-Informationslisten bei den einzelnen Teilnehmern sind nicht nötig. Die erforderli­ chen Funktionen zur Telegrammlenkung können alleine von den Bridges ausgeführt werden. Es bestehen keine Einschränkungen bezüglich der Struktur des Bussystems.

Anhand der Zeichnungen, in denen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung und ein Bussystem komplexerer Struktur dargestellt sind, wird im folgenden die Erfindung näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung und

Fig. 2 ein Bussystem komplexerer Struktur.

Fig. 1 zeigt ein Bussystem mit Linienstruktur, ergänzt um Speicher D1 bis D12, die zur Abspeicherung der erreichbaren Segmente den jeweiligen Bridges zugeordnet sind. Die Zahl der Zellen in den einzelnen Speichern muß mindestens so groß sein, wie die Anzahl der Bussegmente in dem Bussystem. Diese Forderung wird von den Speichern D1 bis D12 erfüllt, da sie jeweils acht Speicherzellen enthalten. Jedem Segment ist eine bestimmte Speicherzelle, die durch eine entsprechende Ziffer gekennzeichnet ist, fest zugeordnet. Im dargestellten Bei­ spiel sind die Zellen 2, 3 und 4 des Speichers D1, der in der Bridge B1 dem Segment S1 zugeordnet ist, gesetzt. Das bedeu­ tet, daß die Bridge B1 von dem Segment S1 aus alle Telegramme in Richtung Segment S2 weiterleitet, die in der Zieladresse die Segment­ kennung für die Segmente S2, S3 oder S4 besitzen. Umgekehrt werden von Segment S2 in Richtung Segment S1 jedoch nur Tele­ gramme mit der Segmentkennung S1 in der Zieladresse weiterge­ leitet, da im Speicher D2, der in Bridge B1 dem Segment S2 zugeordnet ist, die Speicherzelle 1 gesetzt ist. In gleicher Weise erfolgt die Telegrammweiterleitung bzw. -blockierung in den anderen Bridges.

Bei Neustart des Systems sind in den Speichern D1 bis D12 der Bridges B1 bis B3 lediglich die Speicherzellen gesetzt, die den direkt mit der Bridge verbundenen Segmenten entsprechen. Diese Daten müssen der Bridge durch Parametrierung bekannt sein.

Anhand des Beispiels in Fig. 1 soll das Verfahren zum Aufbau der Inhalte der Speicher D1 bis D6 (Steuerinformationen) ver­ deutlicht werden: Die Bridge B1 sendet auf der dem Segment S2 zugewandten Seite seine Steuerinformation mit der gesetzten Speicherzelle 1 als Broadcast-Telegramm an alle angeschlossenen Bridges - in diesem Fall die Bridge B2 - aus. Die Bridge B2 empfängt dieses Broadcast-Telegramm, überträgt es auf die dem Segment S3 zugewandte Seite, verknüpft die darin enthaltene Steuerinformation mit dem Inhalt seines Speichers D4, in dem bereits vorher die Speicherzelle 2 gesetzt war, legt das Ergeb­ nis im Speicher D4 ab und sendet es als Broadcast-Telegramm auf dem Segment S3 aus. In dem Speicher D4 sind jetzt die Zellen 1 und 2 gesetzt. Die Bridge B3 empfängt das von der Bridge B2 ausgesendete Telegramm, verknüpft die darin enthaltene Steuer­ information mit dem Inhalt seines Speichers D6 und legt das Er­ gebnis im Speicher D6 ab, bei dem jetzt die Speicherzellen 1, 2 und 3 gesetzt sind. Die Steuerinformation im Speicher D6 zur Telegrammlenkung auf dem Segment S4 ist jetzt in der Bridge B3 vollständig aufgebaut. In Analogie werden die Speicher D1, D3 und D5 für die entgegengesetzte Übertragungsrichtung ausge­ füllt. Da zum Aufbau der Steuerinformationen nur kurze Tele­ gramme übertragen werden müssen und einfache Funktionen auszuführen sind, ergibt sich eine sehr kurze Aufbauzeit.

Die zusätzlichen Speicher D7 bis D12 in Fig. 1 dienen zum verzögerten Regenerieren der Steuerinformationen in den Spei­ chern D1 bis D6 bei Ausfall oder Abschaltung einer Bridge im System. Sie werden während des Normalbetriebs in definierten Zeitabständen nach dem gleichen Verfahren wie die Inhalte der Speicher D1 bis D6 aufgebaut, in die Speicher D1 bis D6 über­ nommen und anschließend gelöscht. Sie sind daher nach jedem Neuaufbau aktuell und enthalten keine Eintragungen von ausge­ fallenen Bridges.

In Fig. 2 ist ein Bussystem komplexerer Struktur dargestellt, auf das die Erfindung vorzugsweise angewendet werden kann.

Claims (6)

1. Verfahren zur Übertragung von Daten in einem schleifenfreien, aus mehreren Segmenten (S1, S2, S3, S4) bestehenden Bussystem, wobei zwischen einzelnen Bussegmenten Bridges (B1, B2, B3) an­ geordnet sind, die in Abhängigkeit einer Weginformation, die zum die Daten enthaltenden Telegramm gehört und mindestens eine aus Segment- und Teilnehmerkennung des Zielteilnehmers beste­ hende Zieladresse enthält, das Telegramm zum nächsten Busseg­ ment (S1, S2, S3, S4) übertragen, dadurch gekennzeichnet, daß
in jeder Bridge (B1, B2, B3) die von dieser erreichbaren Bussegmente (S1, S2, S3, S4) gespeichert werden, und daß
die Bridge (B1, B2, B3) das Telegramm überträgt, wenn in dem Telegramm die Kennung eines erreichbaren Bussegmentes (S1, S2, S3, S4) enthalten ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die erreichbaren Bussegmente (S1, S2, S3, S4) abgespeichert werden, indem
von jeder Bridge (B1, B2, B3) auf die beiden angeschlossenen Segmente (S1, S2, S3, S4) Broadcast-Telegramme ausgesendet werden, in denen die jeweilige erzeugende Bridge (B1, B2, B3) die Kennung des auf der der Übertragungsrichtung gegenüber­ liegenden Seite angeschlossenen Segmentes (S1, S2, S3, S4) überträgt, und
jede ein Broadcast-Telegramm empfangende Bridge (B1, B2, B3) die Kennung des Segments (S1, S2, S3, S4), auf dem die Über­ tragung stattgefunden hat, dem Telegramm hinzufügt und, falls bereits Broadcast-Telegramme anderer Bridges (B1, B2, B3) empfangen wurden, es um die schon bekannten erreichbaren Bussegmente (S1, S2, S3, S4) ergänzt, abspeichert und an die Bridges (B1, B2, B3) des nächsten Segments (S1, S2, S3, S4) überträgt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß während der Hochlaufphase des Bus­ systems die erreichbaren Bussegmente (S1, S2, S3, S4) in jeder Bridge (B1, B2, B3) gespeichert werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß während des Normalbetriebs in definier­ ten Zeitabständen die erreichbaren Bussegmente (S1, S2, S3, S4) in jeder Bridge (B1, B2, B3) gespeichert werden und die zuvor gespeicherten, erreichbaren Bussegmente (S1, S2, S3, S4) ge­ löscht werden.

5. Anordnung zur Durchführung eines der Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeich­ net, daß in jeder Bridge (B1, B2, B3) für jede Übertragungsrichtung je Bussegment (S1, S2, S3, S4) eine Speicherzelle in einem Spei­ cher (D1, D2, . . . D6) vorhanden ist.

6. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Bridge für jede Übertragungsrichtung je Bussegment zwei Speicherzellen in einem Speicher (D1, D2, . . . D12) vor­ handen sind.