DE9309526U1 - Network interface - Google Patents
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Description
Prof. Dr.-Ing. Wolfhard Lawrenz Anwaltsakte Prof. Dr.-Ing. Wolfhard Lawrenz Attorney file
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3340 Wolfenbüttel3340 Wolfenbüttel
DatumDate
25. Juni 199325 June 1993
Netzwerk-InterfaceNetwork interface
Die Erfindung betrifft ein Netzwerk-Interface zum Anschluß eines PCs an ein Steuerungsnetzwerk, mit einem Transceiver-Interface zur Herstellung der physikalischen Verbindung mit dem Netzwerk und einem Netzwerk-Prozessor zur Wandlung von seriellen Datensignalen des Netzwerks in parallele Datensignale im PC und umgekehrt.The invention relates to a network interface for connecting a PC to a control network, with a transceiver interface for establishing the physical connection to the network and a network processor for converting serial data signals of the network into parallel data signals in the PC and vice versa.
Es ist häufig wünschenswert, an Steuerungsnetzwerke, beispielsweise lokale Autonetzwerke, PCs anzuschließen, um in die Netzwerke steuernd einzugreifen, Datenflüsse im Netzwerk zu analysieren, Netzwerkdaten zu verarbeiten und anzuzeigen o.a.It is often desirable to connect PCs to control networks, for example local car networks, in order to intervene in the networks in a controlling manner, to analyze data flows in the network, to process and display network data, etc.
Es ist bekannt, PCs mit Netzwerkkarten zu versehen, die die Anpassung der PC-internen Daten an die Netzwerkprotokolle vornehmen und Netzwerkdaten im PC verarbeitbar machen. Hierzu sind im PC Steckplätze vorgesehen, in die die Netzwerkkarten einsteckbar sind.It is known to equip PCs with network cards that adapt the PC's internal data to the network protocols and make network data processable in the PC. For this purpose, slots are provided in the PC into which the network cards can be inserted.
Für PCs sind zunehmend kleinere Gehäuse üblich geworden, die dazu geführt haben, daß keine Steckplätze für Standardsteckkarten mehr vorgesehen sind. Diese Geräte können mit derSmaller PC cases have become increasingly common, which has led to the fact that slots for standard expansion cards are no longer provided. These devices can be
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Außenwelt nur über andere Schnittstellen kommunizieren, wie z.B. die serielle Schnittstelle RS232 oder die Druckerschnittstelle. Die Belegung dieser Schnittstellen ist nicht unproblematisch, da sie dann für andere Anwendungen nicht mehr zur Verfügung stehen, wodurch aufgrund der geringen Anzahl dieser Schnittstellen erhebliche Nachteile entstehen können.The outside world can only communicate via other interfaces, such as the RS232 serial interface or the printer interface. The use of these interfaces is not without problems, as they are then no longer available for other applications, which can lead to significant disadvantages due to the small number of these interfaces.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Netzwerk-Interface der eingangs erwähnten Art anzugeben, das eine Verbindung zwischen einem Steuerungsnetzwerk und einem PC mit einem kleinen Gehäuse ermöglicht, ohne die genannten seriellen Schnittstellen RS232 oder die Druckerschnittstelle zu belegen.The invention is based on the object of specifying a network interface of the type mentioned at the beginning, which enables a connection between a control network and a PC with a small housing, without occupying the aforementioned serial interfaces RS232 or the printer interface.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Netzwerk-Interface der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß es in Form einer Chipkarte ausgebildet ist, die über eine Kartenschnittstelle des PCs mit diesem und über einen Stecker mit dem Netzwerk kontaktierbar ist.This object is achieved according to the invention with a network interface of the type mentioned at the outset in that it is designed in the form of a chip card which can be contacted with the PC via a card interface and with the network via a plug.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Netzwerk-Interface mit einer Chipkarte realisiert, die vorzugsweise scheckkartengroß ist und eine Dicke von ca. 2 - 4 mm aufweist. Derartige Chipkarten sind als Memory Cards oder Modem Cards bekannt. Sie dienen zur Kontaktierung von leistungsfähigen parallelen Schnittstellen des PCs. In der Zwischenzeit haben sich Stekkerstandards für die Chipkarten herausgebildet, die sich auf die Kartengröße und die Steckerbelegung auf der PC-Seite beziehen, z.B. PCMCIA oder JEIDEC. Es ist bekannt, daß diese Karten abhängig von ihrer Funktion z.B. Schreib-/Lesespeicher, EPROM-Speicher, Modems usw. beinhalten können. Der physikalische Anschluß zwischen den Karten und den PCs ist im allgemeinen über einen parallelen Adressdatensteuerbus realisiert, der auch eine hohe Datenrate erlaubt. Eine Verwendung dieser Chipkarten, die mit der Funktion eines Interface zwischen einem PC und einem Steuerungsnetzwerk vergleichbar wäre, ist nicht bekannt.According to the present invention, the network interface is implemented with a chip card that is preferably the size of a credit card and has a thickness of approximately 2 - 4 mm. Such chip cards are known as memory cards or modem cards. They are used to make contact with high-performance parallel interfaces on the PC. In the meantime, connector standards have been developed for the chip cards that relate to the card size and the connector assignment on the PC side, e.g. PCMCIA or JEIDEC. It is known that these cards can contain, for example, read/write memory, EPROM memory, modems, etc. depending on their function. The physical connection between the cards and the PCs is generally implemented via a parallel address data control bus, which also allows a high data rate. A use of these chip cards that would be comparable to the function of an interface between a PC and a control network is not known.
In einer vorteilhaften Ausführungsform kann die Chipkarte einen oder mehrere Netzwerk-Prozessoren enthalten, und an den Stecker der Chipkarte kann ein Kabel angeschlossen sein, so daß ein wenigstens ein Transceiver-Interface aufweisendes Gehäuse anschließbar ist, das seinerseits über einen Stecker mit dem Netzwerk verbindbar ist.In an advantageous embodiment, the chip card can contain one or more network processors, and a cable can be connected to the plug of the chip card so that a housing having at least one transceiver interface can be connected, which in turn can be connected to the network via a plug.
In dieser Ausgestaltung der Erfindung ist das Transceiver-Interface somit auswechselbar zwischen dem Netzwerk-Prozessor und dem Netzwerk angeschlossen. Das Transceiver-Interface hat die Funktion, den physikalischen Anschluß an das Netzwerk herzustellen, was beispielsweise durch eine transformatorische oder eine optoelektronische Ankopplung und als ISO Highspeedoder ISO Lowspeed-Kopplung erfolgen kann. Je nach Anwendungsfall kann somit das Transceiver-Interface ausgewechselt werden, so daß der PC mit der eingeschobenen Chipkarte in jeder beliebigen Kopplung an das zu dem verwendeten Netzwerk-Prozessor passende Netzwerk anschließbar ist. Diese Konfiguration hat ferner den Vorteil, daß das Transceiver-Interface in einer normalen Bauweise erstellt werden kann und nicht dem geringen Platzangebot der Chipkarte unterworfen ist. Ferner sind die einen Anschluß an das Netzwerk erlaubenden Steckersysteme im allgemeinen nicht mit den Steckern der Chipkarten kompatibel. Auch dieses Problem wird gelöst, wenn der Netzwerk-Prozessor in der Chipkarte und das Transceiver-Interface in einem eigenen Gehäuse untergebracht sind.In this embodiment of the invention, the transceiver interface is thus interchangeably connected between the network processor and the network. The transceiver interface has the function of establishing the physical connection to the network, which can be done, for example, by a transformer or an optoelectronic connection and as an ISO high-speed or ISO low-speed connection. Depending on the application, the transceiver interface can thus be exchanged so that the PC with the inserted chip card can be connected in any connection to the network that matches the network processor used. This configuration also has the advantage that the transceiver interface can be created in a normal design and is not subject to the limited space of the chip card. Furthermore, the plug systems that allow connection to the network are generally not compatible with the plugs on the chip cards. This problem is also solved if the network processor is housed in the chip card and the transceiver interface is housed in a separate housing.
Es ist möglich, daß der Netzwerk-Prozessor unmittelbar über eine Fortsetzung eines Interface-Busses des PCs mit den Daten des PCs versorgbar ist. Im allgemeinen wird es jedoch zweckmäßig sein, in der Chipkarte dem wenigstens einen Netzwerk-Prozessor einen Bus-Controller vorzuschalten. Dieser hat die Funktion, die Daten, die über den parallelen Bus des PCs, in Verbindung mit entsprechenden Adressinformationen sowie Steuerinformationen, wie read, write, usw. angeliefert werden, zum Netzwerk-Prozessor zu übertragen bzw. entsprechende Daten vom Netzwerk-Prozessor zum PC zu übertragen.It is possible for the network processor to be supplied with the PC's data directly via an extension of a PC's interface bus. In general, however, it will be expedient to connect a bus controller in the chip card upstream of at least one network processor. This has the function of transferring the data that is delivered via the PC's parallel bus, in conjunction with the corresponding address information and control information, such as read, write, etc., to the network processor or of transferring the corresponding data from the network processor to the PC.
Wenn in einer für manche Anwendungsfälle sehr sinnvollen Ausführungsform der Chipkarte eine Mehrzahl von Netzwerk-Prozessoren für unterschiedliche Netzwerkkarten der Chipkarte realisierbar sind, hat der Bus-Controller die weitere Funktion, die korrekte Adressierung von dem PC zum zutreffenden Netzwerk-Prozessor und umgekehrt vorzunehmen. Ferner kann es notwendig sein, daß aufgrund von nicht passenden Signalen zwischen PC und Netzwerk-Prozessor auch eine entsprechende Signal- und Zeitanpaßlogik notwendig wird.If, in a design of the chip card that is very useful for some applications, a number of network processors can be implemented for different network cards of the chip card, the bus controller has the additional function of carrying out the correct addressing from the PC to the relevant network processor and vice versa. Furthermore, it may be necessary that, due to incompatible signals between the PC and the network processor, appropriate signal and time adaptation logic is also required.
Ferner kann es vorteilhaft sein, daß der Bus-Controller ein komplettes Mikrorechnersystem zur Durchführung von Netzwerk-Vorverarbeitungen aufweist. Mögliche Netzwerk-Vorverarbeitungen sind das Vorselektieren von Botschaften, das Versehen von Botschaften mit Zeitmarkierungen usw. Hierfür kann ggf. über einen Programm-Download vom PC her ein adaptives, veränderbares und den Anwendeanforderungen anpaßbares intelligentes Bus-Interface realisiert werden.It can also be advantageous for the bus controller to have a complete microcomputer system for carrying out network preprocessing. Possible network preprocessing includes pre-selecting messages, adding time stamps to messages, etc. For this purpose, an adaptive, changeable intelligent bus interface that can be adapted to the application requirements can be implemented via a program download from the PC.
Die Netzwerk-Prozessoren haben die Funktion, die parallelen Daten des PCs in einen seriellen Datenstrom umzuwandeln. Hierbei können Protokolle verwendet werden, wie sie z.B. durch die Autobusse CAN, ABUS, J1850, VAN usw. vorgegeben sind.The network processors have the function of converting the parallel data from the PC into a serial data stream. Protocols such as those specified by the CAN, ABUS, J1850, VAN, etc. buses can be used for this purpose.
Zwischen dem Netzwerk-Prozessor und dem Transceiver-Interface muß daher nur eine Verbindungsleitung für serielle Datenübertragungen vorgesehen sein, beispielsweise ein Verbindungskabel mit zwei Receive- und zwei Transmit-Leitungen sowie eine gemeinsame Masse und ggf. eine gemeinsame Abschirmung. Das Transceiver-Interface leistet die Anpassung an die physikalischen Eigenschaften des Netzes selbst. Wenn mehrere Transceiver-Interfaces vorgesehen sind, können diese auch zum Anschluß an mehrere Netzwerke vorgesehen sein. Über die Verbindung mit unterschiedlichen Netzwerk-Prozessoren kann auf diese Weise ein Gateway zwischen unterschiedlichen Netzwerken realisiert werden, indem Daten aus dem einen Netzwerk über das zugehörige Transceiver-Interface und den zugehörigen Netzwerk-Therefore, only one connection line for serial data transmission must be provided between the network processor and the transceiver interface, for example a connection cable with two receive and two transmit lines as well as a common ground and, if necessary, a common shield. The transceiver interface adapts to the physical properties of the network itself. If several transceiver interfaces are provided, these can also be designed for connection to several networks. By connecting to different network processors, a gateway between different networks can be implemented in this way by transferring data from one network via the associated transceiver interface and the associated network
Prozessor für den PC aufbereitet und vom PC über den zum anderen Netzwerk gehörenden Netzwerk-Prozessor und das nachgeschaltete
Transceiver-Interface in das andere Netzwerk eingespeist werden.
5Processor prepared for the PC and fed from the PC into the other network via the network processor belonging to the other network and the downstream transceiver interface.
5
Die Erfindung soll im folgenden anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Es zeigen:The invention will be explained in more detail below using embodiments shown in the drawing. Show:
Figur 1 - eine schematische Darstellung der Anordnung einesFigure 1 - a schematic representation of the arrangement of a
PCs mit einer eingeschobenen Chipkarte und einer Transceiver-Interface-Box zum Anschluß an ein NetzwerkPCs with an inserted chip card and a transceiver interface box for connection to a network
Figur 2 - eine Anordnung gemäß Figur 1 mit einer MehrzahlFigure 2 - an arrangement according to Figure 1 with a plurality
von Netzwerk-Prozessoren in der Chipkarteof network processors in the chip card
Figur 3 - eine Anordnung mit einer Mehrzahl von Netzwerk-Prozessoren und einer Mehrzahl von Transceiver-Interfaces in einer Transceiver-Interface-BoxFigure 3 - an arrangement with a plurality of network processors and a plurality of transceiver interfaces in a transceiver interface box
Figur 4 - eine Konfiguration gemäß Figur 1, bei der jedoch Netzwerk-Prozessor und Transceiver-Interface in derselben Chipkarte angeordnet sind 25Figure 4 - a configuration according to Figure 1, but with the network processor and transceiver interface located in the same chip card 25
Figur 5 - eine Konfiguration gemäß Figur 2 mit mehreren Netzwerk-Prozessoren und mehreren Transceiver-Interfaces zum Anschluß an ein NetzFigure 5 - a configuration according to Figure 2 with several network processors and several transceiver interfaces for connection to a network
Figur 6 - eine Konfiguration gemäß Figur 5 zum Anschluß anFigure 6 - a configuration according to Figure 5 for connection to
mehrere Netze zur Ausbildung eines Gateways.several networks to form a gateway.
Figur 1 zeigt schematisch einen PC 1 mit einem Mikroprozessor 2 und einem Programmspeicher 3, die beide an einen internen PC-Bus 4 angeschlossen sind. Von dem internen parallelen PC-Bus 4 zweigt eine Leitung 5 zu einer parallelen SchnittstelleFigure 1 shows a schematic of a PC 1 with a microprocessor 2 and a program memory 3, both of which are connected to an internal PC bus 4. A line 5 branches off from the internal parallel PC bus 4 to a parallel interface
6 ab. An die parallele Schnittstelle 6 ist eine mechanisch in den PC 1 eingeschobene Chipkarte 7 anschließbar. Diese enthält einen Bus-Controller 8 und einen Netzwerk-Prozessor 9, der die parallelen Daten in serielle Datenströme mit einem einem zugehörigen Netzwerk 10 zugeordneten Protokoll wandelt. Die Chipkarte 7 ist netzwerkseitig mit einem Miniatur-Stecker 11 versehen, an den ein Verbindungskabel 12 angeschlossen ist. Dieses ist mit seinem anderen Ende über eine Steckverbindung 13 mit einer Transceiver-Interface-Box 14 verbunden, in der sich ein Transceiver-Interface 15 befindet. Dieses speist einen Stecker 16, der mit üblichen Steckersystemen 17 zum Anschluß des Netzwerks 10 kompatibel ist.6. A chip card 7 mechanically inserted into the PC 1 can be connected to the parallel interface 6. This contains a bus controller 8 and a network processor 9, which converts the parallel data into serial data streams with a protocol assigned to an associated network 10. The chip card 7 is provided on the network side with a miniature plug 11, to which a connecting cable 12 is connected. The other end of this is connected via a plug connection 13 to a transceiver interface box 14, in which a transceiver interface 15 is located. This feeds a plug 16, which is compatible with standard plug systems 17 for connecting the network 10.
In dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Chipkarte 7 für ein bestimmtes Netzwerk 10 bestimmt, was sich aus der Verwendung eines geeigneten Netzwerk-Prozessors 9 ergibt. Die konkrete physikalische Ankopplung an das Netzwerk ist auf verschiedene Weise möglich, indem die Transceiver-Interface-Box 14 mit dem darin befindlichen Transceiver-Interface 15 ausgewechselt wird, was durch die Steckverbindungen 13, 16, 17 ohne weiteres möglich ist.In the embodiment shown in Figure 1, the chip card 7 is intended for a specific network 10, which results from the use of a suitable network processor 9. The specific physical connection to the network is possible in various ways by replacing the transceiver interface box 14 with the transceiver interface 15 located therein, which is easily possible using the plug connections 13, 16, 17.
Bei dem in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel enthält die Chipkarte 7 eine Mehrzahl von Netzwerk-Prozessoren 9, 9', 9'', die über ein geeignetes Verbindungskabel 12' mit dem Transceiver-Interface 15, und damit mit dem Netz 10 verbindbar sind. Die Mehrzahl der Netzwerk-Prozessoren 9, 9', 9'' dient dazu, den Anschluß an unterschiedliche Netzwerktypen zu ermöglichen. Beim Anschluß an ein Netzwerk 10 wird somit immer nur ein für dieses Netzwerk 10 zutreffender Netzwerk-Prozessor 9, 9", 9'' benutzt. Eine derartige Chipkarte 7 erleichtert die Lagerhaltung, da nicht für jeden Netzwerktyp eine eigene Chipkarte 7 auf Lager gehalten werden muß.In the embodiment shown in Figure 2, the chip card 7 contains a plurality of network processors 9, 9', 9'', which can be connected to the transceiver interface 15 and thus to the network 10 via a suitable connecting cable 12'. The plurality of network processors 9, 9' , 9'' serve to enable connection to different network types. When connecting to a network 10, only one network processor 9, 9", 9'' is used that is appropriate for this network 10. Such a chip card 7 makes storage easier, since a separate chip card 7 does not have to be kept in stock for each network type.
Figur 3 enthält gegenüber der Figur 2 die Variante, daß die Transceiver-Interface-Box 14' eine Mehrzahl von Transceiver-Interfaces 15 enthält, die über mehrere Steckverbindungen 16,Compared to Figure 2, Figure 3 contains the variant that the transceiver interface box 14' contains a plurality of transceiver interfaces 15, which are connected via several plug connections 16,
17; 16', 17' an mehrere Netze 10, 10' anschließbar sind. Über diese Anordnung kann aus einem ersten Netz 10 ein Signal über den zugehörigen Netzwerk-Prozessor 9, 9', 9'' für den PC 1 aufbereitet und vom PC 1 über den geeigneten Netzwerk-Prozessor 9, 9', S'' und das zugehörige Transceiver-Interface 15, 15' in das andere Netz 10' eingespeist werden.17; 16', 17' can be connected to several networks 10, 10'. Using this arrangement, a signal from a first network 10 can be prepared for the PC 1 via the associated network processor 9, 9', 9'' and fed from the PC 1 via the suitable network processor 9, 9', 9'' and the associated transceiver interface 15 , 15' into the other network 10'.
Figur 4 entspricht in der funktionsmäßigen Konfiguration der Figur 1, wobei jedoch die zweiteilige Ausbildung aufgehoben ist, so daß der Bus-Controller 8, der Netzwerk-Prozessor 9 und das Transceiver-Interface 15 alle auf der Chipkarte 7 realisiert sind. Für den Anschluß der Chipkarte 7 an das Netzwerk 10 ist eine geeignete Steckverbindung 11 an der Chipkarte 7 vorgesehen. Das Transceiver-Interface 15 ist dabei nicht mehr auswechselbar sondern fest verdrahtet.Figure 4 corresponds in its functional configuration to Figure 1, but the two-part design is eliminated, so that the bus controller 8, the network processor 9 and the transceiver interface 15 are all implemented on the chip card 7. A suitable plug connection 11 is provided on the chip card 7 for connecting the chip card 7 to the network 10. The transceiver interface 15 is no longer replaceable but is hard-wired.
Figur 5 zeigt eine Ausführungsform einer Chipkarte 7 mit mehreren Netzwerk-Prozessoren 9, 9', 9'', an die jeweils ein Transceiver-Interface 15, 15', 15'' fest verdrahtet angeschlossen ist. Diese Konfiguration dient der Erstellung einer universellen Chipkarte 7, die an mehrere Netzwerktypen anschließbar ist.Figure 5 shows an embodiment of a chip card 7 with several network processors 9, 9', 9'', to each of which a transceiver interface 15, 15 ', 15'' is hard-wired. This configuration is used to create a universal chip card 7 that can be connected to several network types.
Die in Figur 6 dargestellte Konfiguration entspricht bezüglich der Chipkarte 7 im wesentlichen der Konfiguration in Figur 5,
wobei jedoch Anschlüsse an mehrere Netze 10, 10' vorgesehen sind, um analog der Anordnung in Figur 3 auch ein Gateway
zwischen den verschiedenen Netzen 10, 10' realisieren zu können.
30The configuration shown in Figure 6 corresponds essentially to the configuration in Figure 5 with regard to the chip card 7, but connections to several networks 10, 10' are provided in order to be able to realize a gateway between the various networks 10, 10' analogously to the arrangement in Figure 3.
30
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Citations (2)
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DE4136546C1 (en) * | 1991-11-06 | 1992-10-08 | Sedlbauer Ag, 8352 Grafenau, De |
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1993
- 1993-06-26 DE DE9309526U patent/DE9309526U1/en not_active Expired - Lifetime
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DE4136548C1 (en) * | 1991-11-06 | 1992-09-24 | Sedlbauer Ag, 8352 Grafenau, De | |
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