EP1238319A2 - Serielle datenübertragung über ein bussystem - Google Patents

Serielle datenübertragung über ein bussystem

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Publication number
EP1238319A2
EP1238319A2 EP00974303A EP00974303A EP1238319A2 EP 1238319 A2 EP1238319 A2 EP 1238319A2 EP 00974303 A EP00974303 A EP 00974303A EP 00974303 A EP00974303 A EP 00974303A EP 1238319 A2 EP1238319 A2 EP 1238319A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
data
read
passive component
area
component
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP00974303A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Michael Diehl
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP1238319A2 publication Critical patent/EP1238319A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/418—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM]
    • G05B19/4185—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM] characterised by the network communication
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/042—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors
    • G05B19/0421—Multiprocessor system
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]

Definitions

  • the present invention relates to the transmission of serial data over a bus system, in particular the transmission of serial data over a V.24 interface via a field bus ⁇ such as the PROFIBUS DP.
  • the present invention relates to a passive component and an active component for the bus system, at least the passive component having a serial interface for reading in and reading out data.
  • the present invention relates to a method for reading out and reading in serial data via a bus system.
  • Bus systems are used in a wide variety of technical applications.
  • field buses such as. B. the PROFIBUS (PROcesFieldBUS) according to DIN 19245 (since 1996 EN 50170) are common in automation technology for the transmission of data over long distances
  • PROFIBUS is a serial bus system in which data is transmitted serially.
  • Fieldbuses have a wide range of applications because they can be connected and operated with simple and complex components (stations). Furthermore, they are advantageous with regard to the low connection costs and a reduced wiring effort. Short reaction times and simple protocols that make fieldbuses real-time are also an advantage. The high ones are also worth mentioning
  • the part 1 of the DIN 19245 defines the PROFIBUS layers 1 and 2 where game as the Fieldbus Data Link (FDL) is defined at ⁇ .
  • FDL Fieldbus Data Link
  • FIG. 1 An example of a bus system for these layers is shown in FIG. 1.
  • Part 2 of DIN 19245 defines PROFIBUS layer 7 and contains the Fieldbus Message Specification (FMS).
  • Part 3 of DIN 19245 defines the PROFIBUS DP (distributed I / O), which comprises the PROFIBUS FDL of layers 1 and 2 and defines service interfaces and data interfaces for data exchange with external peripheral data.
  • a fieldbus like the PROFIBUS DP usually comprises one or more active stations and several passive stations.
  • the active and passive stations or components are designed in a master-slave relationship. This means that the active components control the passive components and / or read in or read out data.
  • the passive components only work after being activated by the active components.
  • the problem with such fieldbuses is the reading of the current data to external peripheral devices, such as. B. Computer. Existing systems are slow, inefficient and complicated.
  • the object of the present invention is therefore to provide a passive component for a bus system, an active component for a bus system and a method for reading and reading data into or from a bus system, which enable fast, efficient and reliable reading or Allow data to be read in to or from one or more of the central peripheral devices.
  • a passive component for a bus system with a bus interface for connection to a bus, a serial interface for serial reading and reading in of data, a data memory with an output area for storing data from the Data read in the bus interface and data to be read out and an input area for storing data read in via the serial interface and data to be read out via the bus interface, and a control device for controlling the data transmission and storage, detection means for detecting the state of the output area and the input area and Provision of corresponding status information is provided, on the basis of which data is read in via the bus interface via the output area and read out from the input area in the case of connected bus systems.
  • an active component for data exchange with such a passive component with a bus interface for connection to a bus, a data memory with an output area for storing data to be stored in the output area of the passive component and via its serial Interface data to be read and an input area from the input area of the passive
  • Data read out component and a control device for controlling the data transmission and storage wherein detection means are provided for detecting the state of the output area and the input area and providing corresponding status information, on the basis of which the active component reads data from the passive component into the input area via the bus interface and transmits from the exit area to the passive component.
  • bus system comprises a passive component with a serial interface and a data memory which has an output area for
  • Readout of data via the serial interface and an input area and having an active component a an output portion and an input area on ⁇ pointing data memory, wherein the states of the off ⁇ transition areas and the input areas detected and corresponding state information is provided, based on which the output range of the active device and the output area of the passive component and the input area of the passive component and the input area of the active component are compared.
  • the passive component according to the present invention advantageously has a comparison means for periodically comparing the status information with corresponding status information of the active component, the control device controlling the reading and reading of data on the basis of this periodic comparison.
  • a comparison means for periodically comparing the status information with corresponding status information of the active component, the control device controlling the reading and reading of data on the basis of this periodic comparison.
  • a data packet from the output area of the active component is only read into the output area of the passive component when the output area of the passive component is ready for this data packet.
  • the respective data packet must first be read out of the output area of the passive component via the serial interface to a decentralized peripheral device before a new data packet can be recorded.
  • a buffer can be provided in the passive component for temporarily storing a data packet to be read out of the output area via the serial interface in order to clear the output as quickly as possible. area of the passive component to enable so that a new data packet can be read from the active component.
  • a data packet via the serial interface into the entrance area of the passive component will continue only read if the corresponding A ⁇ transition region of the active device receptive to this data packet is.
  • an intermediate memory can be provided that a via the serial interface ⁇ put in the entrance area mitigatelesendes data packet buffers when the input range of the active device is not yet ready to record.
  • the detection means for detecting the state of the output area and the input area of the passive component comprise an acknowledgment counter for counting data packets read out via the serial interface of the passive component and a sequence counter for counting data packets read in via the serial interface of the passive component, the count values being the status information is used.
  • the maximum size of the input area and that of the output area can be set variably, the data packets to be stored therein having any size within the respectively set maximum size. This enables a very flexible transmission of serial data in the bus system.
  • the passive component described above according to the present invention is designed exclusively for reading in and reading out serial data via a corresponding serial interface, such as, for example, a V.24 interface.
  • the active component according to the present invention controls this reading and reading of data via the serial interface of the passive component.
  • the data ⁇ memory of the active device has an output portion which the present invention is compared to the output area of the passive component according to and further has an input area of the passive component is adjusted in accordance with the present invention, the range with the input ⁇ .
  • the active component according to the present invention can also have its own serial interface, for example a V.24 interface, for the serial reading of data into the corresponding output area for the serial reading of data from the corresponding input area.
  • a data packet can only be read into the output area of the active component via the serial interface when the output area of the passive component is ready to receive this data packet.
  • a data packet to be read out via the serial interface of the active component can only be read from the input area of the passive component into the input area of the active component when the input area of the active component is ready for this data packet.
  • the detection means for detecting the state of the output area and the input area include an acknowledgment counter for counting data packets read out via the serial interface and a sequence counter for counting of data packets read in via the serial interface, the target values serving as the status information.
  • the maximum size of the active component is also
  • Input area and that of the output area can be set variably, the data packets to be stored therein having any size within the respectively set maximum size.
  • the respective entrance area and the respective exit area can be different
  • the size of the entrance areas and the The active component also specifies gear ranges for the passive component.
  • FIG. 1 is a schematic representation of a bus system to which the present invention can be applied;
  • Fig. 2 is a schematic representation of a bus system with higher-quality services than the bus system shown in Fig. 1, which forms the basis for the present invention
  • FIG. 3 shows a schematic illustration of an active component and a passive component according to the present invention.
  • the PROFIBUS FDL system of layers 1 and 2 shown in FIG. 1 comprises a line-like bus structure in which active components (stations) la, lb and lc with addresses 1, 8 and 25 are connected to a bus 4 via spur lines.
  • the bus 4 has a line shape and is terminated at both ends by a bus termination 4. Passive components
  • the total length of the bus 4 can be up to 1.2 km, while the stub lines to the active and passive components are at most 0.3 m long.
  • the total number of participants, i.e. H. the total number of active and passive components is limited to a maximum of 126.
  • the active components la, lb and lc are of a logical type
  • Token ring connected i.e. there is a decentralized bus access based on the token passing principle.
  • This A central bus access based on the master-slave principle is subordinate to higher-level decentralized bus access.
  • the active components la, lb and lc are the master stations and form the logical token ring. Each component that has the token can perform corresponding user data services.
  • the passive components 2a, 2b, 2c and 2d are slave stations which react to the access by the active components.
  • the active components exchange data with each other and the respective active station that owns the token can control the other active and passive components.
  • the passive components only send and receive data on request from the active stations and do not participate in active bus operation.
  • Each active component and each passive component has an electrical bus interface, via which data is exchanged with other components.
  • RS 485 interfaces are used, which enable data communication with several other components on the basis of 11 bits / characters (start bit / stop bit / parity bit, 8 user data bits).
  • the PROFIBUS DP comprises the services of the PROFIBUS FDL described in FIG. 1 and further defines higher-value services, namely service interfaces or data interfaces for communication with decentralized peripherals, as shown in FIG. 2.
  • the functionalities of the active component 1 in the PROFIBUS DP system include data transfer via a data interface 5, via input data areas (input data) 6 and output data areas (output data) 7, as well as configuration, status detection and diagnosis.
  • the passive stations 2a, 2b, 2c and 2d each have an input area and an output area.
  • the passive component 2a thereby construed to ⁇ an input portion 8a and an output portion 9, the passive component 2b comprises an input portion 8b, and an output portion 9b, the passive component 2c comprises an input portion 8c, and an output portion 9c, and the passive component 2d comprises an input portion 8d and an exit area 9d.
  • All passive components 2a, 2b, 2c and 2d are connected to the linear bus 4 via short stub lines, as is the active component 1.
  • a large data memory is provided in the active component 1, in each of which the input areas and output areas of the passive components mirrored, that is, they are identical.
  • the active component 1 cyclically updates its input areas 6 or output areas 7 with those of the passive components.
  • the output areas 9a, 9b, 9c and 9d of the passive components contain the data to be read out from the passive components to respective decentralized peripheral devices and the input areas 8a, 8b, 8c and 8d contain the data to be read into the passive components from respective decentralized peripheral devices.
  • the input area 6 of the active component 1 contains data to be read from the active component 1 to a decentralized peripheral device, while the output area 7 of the active component 1 contains data to be read from such a decentralized peripheral device.
  • FIG. 3 An active component 10 according to the present invention and a passive component 11 according to the present invention are shown schematically in FIG. 3.
  • the active component 10 and the passive component 11, as shown in FIG. 3, can be integrated, for example, as an active component 1 or a passive component 2a, 2b, 2c or 2d in the bus systems shown in FIGS. 1 and 2.
  • the passive component 11 shown in FIG. 3 includes a bus ⁇ interface 21 for connection of the passive component 11 to a bus such. B. a fieldbus as described above.
  • the passive component comprises a serial interface 22, e.g. B. a V.24 interface for serial reading and reading of data to a peripheral device, such as. B. a computer.
  • a data memory 24 is provided with an output area 25 for storing data read in via the bus interface 21 and to be read out via the serial interface 22 and an input area 26 for storing data read in via the serial interface 22 and read out via the bus interface 21.
  • the data transmission and storage is controlled by a control device 23, an acknowledgment counter 27 for counting over the serial
  • Interface 22 read out data packets and a sequence counter 28 are provided for counting data packets read in via the serial interface 22.
  • the respective count values serve as status information relating to the data packets stored in the output area 25 or input area 26.
  • the acknowledgment counter 27 is designed as part of the output area 25, while the sequence counter 28 is designed as part of the input area 26.
  • the data memory 24, which comprises the output area 25 and the input area 26, is, for example, a RAM (Random Access Memory).
  • the control device 23 of the passive component 11 comprises a comparison means 29 for periodically comparing the status information with corresponding status information of the active component 10, wherein the control device 23 reads in and reads out data about the output area 25 and the input area 26 on the basis of this periodic comparison controls.
  • An optional buffer 30 is provided between the control device 23 and the serial interface 22 for temporarily storing data packets to be read out of the output area via the serial interface 22.
  • the buffer 30 also serves to buffer one via the serial Interface 22 data packet to be read into the input area 26.
  • the maximum size of the input area 26 and output area 25 of the passive component 11 can be variably adjusted, the fact to be stored data packets of any size within the respective turned alternate ⁇ th maximum size may have, as will be explained in detail below.
  • the passive component 11 shown in FIG. 3 is connected via its bus interface 21 to a bus system, for example a field bus such as the PROFIBUS DP, to a correspondingly assigned active component 10.
  • the active component 10 accordingly comprises a bus interface 13 with which it is connected to the bus system.
  • the active component comprises a data memory 15, e.g. B. RAM, with an output area 16 for storing data to be stored in the output area 25 of the passive component 11 and read out via its serial interface 22 and an input area 17 of data read out from the input area 26 of the passive component 11.
  • the data of the output area 16 of the active component 10 and of the output area 25 of the passive component 11 as well as the data of the input area 17 of the active component 10 and the input area 26 of the passive component 11 are cyclically mirrored or adjusted .
  • the data from the output area 16 of the active component 10 are transferred to the output area 25 of the passive component 11 and the data from the input area 26 of the passive component 11 are transferred to the input area 17 of the active component 10.
  • the active component 10 furthermore comprises an optional serial interface 12 for the serial reading of data into the output area 16 and for the serial reading out of data from the input area 17.
  • an acknowledgment counter 19 for counting via the serial
  • Interface 12 read out data packets and a sequence counter 19 for counting via the serial interface 12 read data packets, and a sequence counter 18 for counting the read via the serial interface 12 data ⁇ packets provided, the count values as a state Informa ⁇ functions serve, on the basis of data from the passive Bauele- element 11 is read into the input section 17 via the bus interface 13 and can be read out from the output region 18 to the passive component 11.
  • the data transmission is controlled by the control device 14, which comprises a comparison means 20 for periodically comparing the status information with corresponding status information of the passive component 11, the control device 14 controlling the reading and reading of data on the basis of this periodic comparison.
  • the acknowledgment counter 19 is designed as part of the input area 17 and the sequence counter 18 is designed as part of the output area 16.
  • the input area 17 and the output area 16 of the active component 10 can also be adjusted with respect to the maximum size, the data packets to be stored in them being of any size within the respectively set maximum size can have.
  • the maximum size of the input areas 17 and 26 and the output areas 16 and 25 is set by the active component 10 when the bus system is initialized.
  • the active component 10 establishes the data communication to the passive component 11 in accordance with EN 50 170 or DIN 19 245 when it starts operating and sends a diagnostic message to the passive component 11.
  • the passive component 11, ie the control device 23 receives the diagnostic message and reports the corresponding diagnostic parameters back to the active component 10, ie its control device 14.
  • the control device 14 of the active component 10 then sends the parameters to be set to the control device 23 of the passive component 11, as a result of which it is parameterized and configured.
  • the A- Position of the parameter is correspondingly acknowledged by the passive component 11, whereupon the active element 10 transmits a configuration message to the passive device 11 via ⁇ .
  • the passive component 11 recognizes the data area size for the entrance 26 and the exit area 25 and provides the sizes ent ⁇ speaking one.
  • the sizes can be defined, for example, in the range of 7 bytes to 244 bytes.
  • the set data area sizes are then acknowledged by the passive component 11.
  • the data in the input areas 17 and 26 and the output areas 16 and 25 are then updated cyclically during operation.
  • the above-mentioned variable setting of the sizes of the output areas and the input areas is supported in a corresponding manner by corresponding algorithms in the control devices 14 and 23.
  • the passive component 11 according to the present invention is used exclusively for data communication between the bus system and one or more peripheral devices by means of the serial interface 22 and has no further functions. However, it is also conceivable for the active component 11 according to the present invention to perform additional control or sensor functions in the bus system.
  • the data to be read out from the output area 16 of the active component 10 to the output area 25 of the passive component 11 and then via the serial interface 22 of the passive component 11 usually represents data which are used to control passive components of the bus system, the control, Perceive sensor, actuator functions and the like.
  • the data read in via the serial interface 22 of the passive component into the input area 26 and from there into the input area 17 of the active component 11 represent data, the messages from the corresponding one to the serial
  • Interface 22 connected peripheral device to the active component 10 these messages in turn b can be used, for example, to control other passive components of the bus system.
  • the passive component 11 therefore are the data used within the bus system in output data converted, the site via the serial interface ⁇ 22 to one or more remote peripheral devices ⁇ be read, wherein the serial interface 22 b eispielnem a V.24 or can be an RS 232 interface.
  • the passive component 11 converts according to the present invention, one or more d embon peripheral devices in the bus system data from serial data into data having the necessary for the bus system data format.
  • serial interface 22 of the passive component 11 or via the serial interface 12 of the active component 10 In order to be able to implement data transmission between the bus system and one or more decentralized peripheral devices via the serial interface 22 of the passive component 11 or via the serial interface 12 of the active component 10, according to the present invention the input areas 17 and 25 and the output areas 16 or 24, another communication protocol is superimposed, which is defined, for example, as in Tables 1 and 2 below. In this example, the serial interfaces 12 and 22 are specified as V.24 interfaces.
  • Table 1 shows the communication protocol for the off ⁇ transition regions 16 and 24, that is, the data transfer ⁇ device from the active device 10 to the passive component 0 11 to read out the data via the serial interface 22 (V.24 interface) of the passive component 11 represents.
  • the receive length is determined independently by the DP slave.
  • Table 2 shows the communication protocol for the input areas 17 and 26, i. H. represents the data transmission device from the passive component 11 to the active component 10 for data packets (telegrams) received via the serial interface 22 (V.24 interface) of the passive component 11.
  • the receive buffer of the passive component 11 is the buffer 30 for buffering data packets to be read in or read out.
  • Table 3 shows an example of the display of error messages of the passive component 11 in component i-3 of the communication protocol for the entrance areas.
  • the transmission mechanism for transmitting data packets from the output area 16 to the output area 25 and via the serial interface 22 to one or more peripheral devices to be read out data packets will be explained below.
  • the transmission mechanism is based on a comparison of bytes ol and i-1 of the transmission protocols, such as those in Tables 1 and 2 are shown, in the comparator 20 of the control ⁇ device 14 of the active device 10 or the Ver ⁇ comparison device 29 of the control means 23 of the passive component 11. This means that the state or the current count of the sequence counter 18 the output ⁇ region 16 and acknowledgment counter 27 are compared with the output ⁇ range 25th
  • the two counter readings are contained in byte ol and i-1, respectively.
  • a data packet from the output area 16 of the active component 10 is only read into the output area 25 of the passive component 11 when the output area 25 is ready to receive this data packet, ie the output area 25 is empty.
  • the data to be read out from the output area 25 via the serial interface 22 are temporarily stored in the buffer memory 30.
  • the control device 14 of the active component 10 When reading out the data, the control device 14 of the active component 10 first checks the bytes o-1 and i-1 for equality. In the case of equality, data packets to be read out may be entered in the output memory 16 of the active component 10 and the data are then copied during the cyclical reading into the output region 25 of the passive component 11, from which they are then read out via the serial interface 22. If the bytes o-l and i-1 are not equal, the transmission mechanism is still occupied, i. H. The reading of data from the output area 25 via the serial interface 22 has not yet ended, so that no new data packets may be entered in the output area 16 of the active component 10. If the two bytes are identical, data packets to be read out are thus entered in output area 16 of active component 10 from byte o-7. The total length of the data is entered in byte o-6.
  • the byte ol is then incremented by the value + 1, whereby the bytes ol and i-1 differ. As long as this difference exists, no new data may be entered in the output area 16 of the active component 10.
  • the passive component 11 that is to say the comparison device 29 of the control device 23, also compares the bytes ol and i-1 and, if a difference between these two bytes is found, sends output data from the output area 25 via the intermediate buffer 30 to the serial interface 22 when the reading process from the output area 25 is ended, the byte i-1 is incremented by the value + 1, so that the bytes i-1 and ol again have the same value, so that new data packets are read into the output area 16 of the active component 10 allowed to.
  • the receiving mechanism for receiving data via the serial interface 22 of the passive component 11 is equivalent.
  • Bytes i-2 and o-2 are compared in the passive component 11 and in the active component 10.
  • data packets are only read into the input area 26 of the passive component 11 via the serial interface 22 when the input area 17 of the active component 10 is ready to receive these data packets.
  • the state of the input area 26 is detected by the sequence counter 28, while the state of the input area 17 is detected by the acknowledgment counter 19.
  • the two bytes i-2 and o-2 (compare Tables 1 and 2) each represent the current status or counter status of the sequence counter 28 or acknowledgment counter 19.
  • the comparison device checks 29 of the control device 23 the equality of the bytes i-2 and o- 2.
  • the buffer store can also be part of the store 24, in particular t ⁇ ⁇ C ⁇ SS s: o ⁇ QN ⁇ o ⁇ N P> tu ⁇ o ⁇ ⁇ tu tu ⁇ P- P 1 P- tu: - S U3 ⁇ ö ⁇ C ⁇ • ⁇ £ 1 DJ co ⁇ P- C ⁇ P- t- ⁇ M w tu s- to ⁇ 3 DJ P- P- P- rt ⁇ t ⁇ rt tu l ⁇ 1 tu: g P- g 3 ⁇
  • i-2 i. H. the sequence counter 28 to the value of byte o-2, i. H. the value of the sequence counter 18.
  • intermediate storage of the data in the passive component 11 in the intermediate store 30 does not necessarily have to be provided when reading out data via the serial interface 22.
  • the intermediate storage can be useful, since from the point of view of the passive component 11 the output area 25 is ready to receive again as quickly as possible, so that new data packets are transferred from the output area 16 into the output area 25 of the passive component 11 by the active component 10 can.
  • An overflow of the buffer memory 30 in this case is indicated in the error byte i-3 (see tables 2 and 3).
  • the passive component 11 must recognize a watch dog prescribed by the corresponding standard, for example the PROFIBUS standard. In this case, the last data packet of the active component 10 that is still completely received is read out from the output region 25 of the passive component 11 via the serial interface 22. In the event of a network failure, no further data packets are received via the serial interface 22 of the passive component 11. Any data in the
  • Buffer memories 30 are discarded by the passive component.
  • the passive component 11 When the passive component 11 is activated by the bus system and integrated into the bus system, synchronization is required.
  • the active component 10 in the output area 16 except for the byte o-3 sets all output data to 0.
  • the byte o-3 is set to 1, indicating that the passive component 11 is resetting its input area, i. H. should set to 0.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein passives Bauelement (11) für ein Bussystem, wie z. B. ein Feldbussystem, mit einer Busschnittstelle (21) zum Anschluss an einen Bus, eine serielle Schnittstelle (22) zum seriellen Auslesen und Einlesen von Daten, einen Datenspeicher (24) mit einem Ausgangsbereich (25) zum Speichern von über die Busschnittstelle (21) eingelesenen und über die serielle Schnittstelle (22) auszulesenden Daten und einen Eingangsbereich (26) zum Speichern von über die serielle Schnittstelle eingelesenen und über die Busschnittstelle auszulesenden Daten, und einer Steuereinrichtung (23) zum Steuern der Datenübertragung und -speicherung, wobei Erfassungsmittel (27, 28) zum Erfassen des Zustandes des Ausgangsbereiches und des Eingangsbereiches und Bereitstellen von entsprechenden Zustandsinformationen vorgesehen sind, auf deren Basis bei angeschlossenem Bussystem Daten über die Busschnittstelle in den Ausgangsbereich eingelesen und aus dem Eingangsbereich ausgelesen werden. Die vorliegende Erfindung umfasst weiterhin ein entsprechendes aktives Bauelement (10) zum Datenaustausch mit einem derartigen passiven Bauelement (11) und ein Verfahren zum Auslesen und Einlesen von Daten in bzw. aus einem Bussystem, das ein derartiges passives Bauelement (11) und ein derartiges aktives Bauelement (10) umfasst. Die vorliegende Erfindung ermöglicht eine Datenkommunikation zwischen einem derartigen Bussystem und einem oder mehreren dezentralen Peripheriegeräten über serielle Schnittstellen.

Description

Beschreibung
Serielle Datenübertragung über ein Bussystem
Die vorliegende Erfindung betrifft die Übertragung serieller Daten über ein Bussystem, insbesondere die Übertragung serieller Daten über eine V.24 Schnittstelle über einen Feld¬ bus, wie beispielsweise den PROFIBUS DP. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung dabei auf ein passives Bau- element und ein aktives Bauelement für das Bussystem, wobei zumindest das passive Bauelement eine serielle Schnittstelle zum Einlesen und Auslesen von Daten aufweist. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Auslesen und Einlesen von seriellen Daten über ein Bussystem.
Bussysteme sind in den verschiedensten technischen Anwendungen im Einsatz. Insbesondere Feldbusse, wie z. B. der PROFIBUS (PROcesFieldBUS) nach DIN 19245 (seit 1996 EN 50170) finden beispielsweise in der Automatisierungstechnik zur Übertragung von Daten über längere Strecken verbreitet
Anwendung. Im Gegensatz zu den meisten Systemen, die Daten auf parallele Weise übertragen, ist der PROFIBUS ein serielles Bussystem, bei dem Daten seriell übertragen werden. Feldbusse finden breite Anwendungsgebiete, da sie mit einfachen und komplexen Bauelementen (Stationen) verbunden und betrieben werden können. Weiterhin sind sie vorteilhaft hinsichtlich der geringen Anschaltkosten und einem reduzierten Verkabelungsaufwand. Zusätzlich von Vorteil sind kurze Reaktionszeiten und einfache Protokolle, die Feldbusse echtzeitfahig machen. Außerdem zu nennen sind die hohe
Storsicherheit auch über große Entfernungen, eine einfache Integration im Bestehen der Systeme und eine einfache Herstellung unabhängiger Austauschbarkeit der -jeweiligen Elemente.
Als Beispiel eines derartigen Feldbusses ist der PROFIBUS nach DIN 19245 zu nennen, der aufgrund unterschiedlicher Funktionalitäten und Betriebsarten in verschiedene hierarchische Schichten einteilbar ist. Der Teil 1 der DIN 19245 definiert dabei die PROFIBUS Schichten 1 und 2 , wo bei¬ spielsweise das Fieldbus Datalink (FDL) definiert ist. Ein Beispiel für ein Bussystem dieser Schichten ist in Fig. 1 dargestellt. Teil 2 der DIN 19245 definiert den PROFIBUS Schicht 7 und enthält die Fieldbus Message Specification (FMS) . Teil 3 der DIN 19245 definiert den PROFIBUS DP (Dezentrale Peripherie) , der den PROFIBUS FDL der Schichten 1 und 2 umfaßt und DienstSchnittstellen und Datenschnittstellen zum Datenaustausch mit externen Peripheriedaten definiert.
Ein Feldbus wie der PROFIBUS DP umfaßt üblicherweise eine oder mehrere aktive Stationen und mehrere passive Stationen. Die aktiven und die passiven Stationen bzw. Bauelemente sind dabei in einer Master-Slave-Beziehung ausgestaltet. Das bedeutet, daß die aktiven Bauelemente die passiven Bauelemente ansteuern und/oder Daten ein- bzw. auslesen. Die passiven Bauelemente arbeiten nur nach Ansteuerung durch die aktiven Bauelemente. Das Problem bei derartigen Feldbussen ist das Auslesen der aktuellen Daten an externe Peripheriegeräte, wie z. B. Computer. Bestehende Systeme sind langsam, uneffizient und kompliziert.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist somit, ein passives Bauelement für ein Bussystem, ein aktives Bauelement für ein Bussystem und ein Verfahren zum Auslesen und Einlesen von Daten in bzw. aus einem Bussystem bereit zu stellen, die ein schnelles, effizientes und zuverlässiges Auslesen bzw. Einlesen von Daten zu einem bzw. von einem oder mehreren der zentralen Peripheriegeräten ermöglichen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein passives Bauelement für ein Bussystem gemäß Anspruch 1, mit einer Busschnittstelle zum Anschluß an einen Bus, einer seriellen Schnittstelle zum seriellen Auslesen und Einlesen von Daten, einem Datenspeicher mit einem Ausgangsbereich zum Speicher von über die Busschnittstelle eingelesenen und die serielle Schnittstelle auszulesenden Daten und einen Eingangsbereich zum Speichern von über die serielle Schnittstelle eingelesenen und über die Busschnittstelle auszulesenden Daten umfaßt, und einer Steuereinrichtung zum Steuern der Datenübertragung und - speicherung, wobei Erfassungsmittel zum Erfassen des Zustandes des Ausgangsbereiches und des Eingangsbereiches und Bereitstellen von entsprechenden Zustandsinformationen vorgesehen sind, auf deren Basis bei angeschlossenen Bussystemen Daten über die Busschnittstelle über den Ausgangsbereich eingelesen und aus dem Eingangsbereich ausgelesen werden.
Die obige Aufgabe wird weiterhin gelöst durch ein aktives Bauelement zum Datenaustausch mit einem derartigen passiven Bauelement gemäß Anspruch 9, mit einer Busschnittstelle zum Anschluß an einen Bus, einem Datenspeicher mit einem Ausgangsbereich zum Speichern von in dem Ausgangsbereich des passiven Bauelementes zu speichernden und über dessen serielle Schnittstelle auszulesenden Daten und einem Eingangsbereich von aus dem Eingangsbereich des passiven
Bauelementes ausgelesenen Daten und einer Steuereinrichtung zur Steuerung der Datenübertragung und Speicherung, wobei Erfassungsmittel zum Erfassen des Zustandes des Ausgangsbereiches und des Eingangsbereiches und Bereitstellen von entsprechenden ZustandsInformationen vorgesehen sind, auf deren Basis das aktive Bauelement Daten von dem passiven Bauelement über die Busschnittstelle in den Eingangsbereich einliest und aus dem Ausgangsbereich zum passiven Bauelement hin überträgt.
Die obige Aufgabe wird weiterhin gelöst durch ein Verfahren zum Auslesen und Einlesen von seriellen Daten in bzw. aus einem Bussystem gemäß Anspruch 16, wobei das Bussystem ein passives Bauelement mit einer seriellen Schnittstelle und einem Datenspeicher umfaßt, der einen Ausgangsbereich zum
Auslesen von Daten über die serielle Schnittstelle und einen Eingangsbereich aufweist, und ein aktives Bauelement mit einem einen Ausgangsbereich und einen Eingangsbereich auf¬ weisenden Datenspeicher umfaßt, wobei die Zustände der Aus¬ gangsbereiche und der Eingangsbereiche erfaßt und entsprechende Zustandsinformationen bereit gestellt werden, auf deren Basis der Ausgangsbereich des aktiven Bauelementes und der Ausgangsbereich des passiven Bauelementes und der Eingangsbereich des passiven Bauelementes und der Eingangsbereich des aktiven Bauelementes abgeglichen werden.
Vorteilhafterweise weist dabei das passive Bauelement gemäß der vorliegenden Erfindung ein Vergleichsmittel zum periodischen Vergleichen der Zustandsinformationen mit entsprechenden Zustandsinformationen des aktiven Bauelementes auf, wobei die Steuereinrichtung das Einlesen und Auslesen von Daten auf der Basis dieses periodischen Vergleiches steuert. Beispielsweise in dem oben erwähnten PROFIBUS DP System, bei dem die Ausgangsbereiche und Eingangsbereiche der aktiven und passiven Bauelemente zyklisch abgeglichen werden, werden die Eingangsbereiche und Ausgangsbereiche des passiven Bauelementes gemäß der vorliegenden Erfindung und des aktiven Bauelementes gemäß der vorliegenden Erfindung nur dann abgeglichen, das heißt die Daten werden kopiert, wenn die Zustandsinformationen anzeigen, daß der jeweilige Bereich einen entsprechenden vorgegebenen Zustand aufweist, der das Abgleichen der Daten ermöglicht bzw. erfordert. Beispielsweise wird erst dann ein Datenpaket aus dem Ausgangsbereich des aktiven Bauelementes in den Ausgangsbereich des passiven Bauelementes eingelesen, wenn der Ausgangsbereich des passiven Bauelementes aufnahmebereit für dieses Datenpaket ist. Das bedeutet, daß das jeweilige Datenpaket erst aus dem Ausgangsbereich des passiven Bauelementes über die serielle Schnittstelle zu einem dezentralen Peripheriegerät ausgelesen sein muß, bevor ein neues Datenpaket aufgenommen werden kann. Dabei kann in dem passiven Bauelement ein Zwischenspeicher zum Zwischenspeichern eines aus dem Ausgangsbereich über die serielle Schnittstelle auszulesenden Datenpaketes vorgesehen sein, um ein möglichst schnelles Freimachen des Ausgangs- bereiches des passiven Bauelementes zu ermöglichen, so daß ein neues Datenpaket aus dem aktiven Bauelement eingelesen werden kann.
Vorteilhafterweise wird weiterhin erst dann ein Datenpaket über die serielle Schnittstelle in den Eingangsbereich des passiven Bauelementes eingelesen, wenn der entsprechende Ein¬ gangsbereich des aktiven Bauelementes aufnahmebereit für dieses Datenpaket ist. Auch in diesem Fall kann ein Zwischen- Speicher vorgesehen sein, der eine über die serielle Schnitt¬ stelle in den Eingangsbereich einzulesendes Datenpaket zwischenspeichert, wenn der Eingangsbereich des aktiven Bauelementes noch nicht aufnahmebereit ist.
Vorteilhafterweise umfassen die Erfassungsmittel zum Erfassen des Zustandes des Ausgangsbereiches und des Eingangsbereiches des passiven Bauelementes einen QuittungsZähler zum Zählen von über die serielle Schnittstelle des passiven Bauelementes ausgelesenen Datenpaketen und einen Sequenzzähler zum Zählen von über die serielle Schnittstelle des passiven Bauelementes eingelesenen Datenpaketen, wobei die Zählwerte als die Zustandsinformationen dienen.
Weiterhin ist bei dem passiven Bauelement gemäß der vor- liegenden Erfindung die maximale Größe des Eingangsbereiches und die des Ausgangsbereiches variabel einstellbar, wobei die darin zu speichernden Datenpakete eine beliebige Größe innerhalb der jeweils eingestellten maximalen Größe aufweisen können. Dadurch wird eine sehr flexible Übertragung serieller Daten im Bussystem möglich.
Das oben beschriebene passive Bauelement gemäß der vorliegenden Erfindung ist ausschließlich zum Ein- und Auslesen serieller Daten über eine entsprechende serielle Schnitt- stelle, wie beispielsweise eine V.24 Schnittstelle ausgelegt. Das aktive Bauelement gemäß der vorliegenden Erfindung steuert dabei dieses Ein- und Auslesen von Daten über die serielle Schnittstelle des passiven Bauelementes. Der Daten¬ speicher des aktiven Bauelementes weist einen Ausgangsbereich auf, der mit dem Ausgangsbereich des passiven Bauelementes gemäß der vorliegenden Erfindung abgeglichen wird und weist weiterhin einen Eingangsbereich auf, der mit dem Eingangs¬ bereich des passiven Bauelementes gemäß der vorliegenden Erfindung abgeglichen wird. Das aktive Bauelement gemäß der vorliegenden Erfindung kann aber auch eine eigene serielle Schnittstelle, beispielsweise eine V.24 Schnittstelle, zum seriellen Einlesen von Daten in den entsprechenden Ausgangsbereich zum seriellen Auslesen von Daten aus dem entsprechenden Eingangsbereich aufweisen. Dabei kann erst dann ein Datenpaket über die serielle Schnittstelle in den Ausgangsbereich des aktiven Bauelementes eingelesen werden, wenn der Ausgangsbereich des passiven Bauelementes aufnahmebereit für dieses Datenpaket ist. Andererseits kann erst dann ein über die serielle Schnittstelle des aktiven Bauelementes auszulesendes Datenpaket von dem Eingangsbereich des passiven Bauelementes in den Eingangsbereich des aktiven Bauelementes eingelesen werden, wenn der Eingangsbereich des aktiven Bauelementes aufnahmebereit für dieses Datenpaket ist. Ähnlich wie beim passiven Bauelement ist es auch beim aktiven Bauelement gemäß der vorliegenden Erfindung von Vorteil, wenn die Erfassungsmittel zum Erfassen des Zustandes des Ausgangs- bereich.es und des Eingangsbereiches einen QuittungsZähler zum Zählen von über die serielle Schnittstelle ausgelesenen Datenpaketen und einen Sequenzzähler zum Zählen von über die serielle Schnittstelle eingelesenen Datenpaketen umfassen, wobei die Zielwerte als die Zustandsinformationen dienen. Auch beim aktiven Bauelement sind die maximale Größe des
Eingangsbereiches und die des Ausgangsbereiches variabel einstellbar, wobei die darin zu speichernden Datenpakete eine beliebige Größe innerhalb der jeweils eingestellten maximalen Größe aufweisen können. Der jeweilige Eingangsbereich und der jeweilige Ausgangsbereich können dabei unterschiedliche
Größen aufweisen. Die Größe der Eingangsbereiche und der Aus- gangsbereiche werden dabei von dem aktiven Bauelement auch für das passive Bauelement vorgegeben.
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles unter Bezug auf die bei¬ gefügten Zeichnungen näher erläutert, in denen zeigen
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Bussystems, auf das die vorliegende Erfindung angewendet werden kann,
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Bussystems mit höherwertigen Diensten als das in Fig. 1 gezeigte Bussystem, das die Grundlage für die vorliegende Erfindung bildet und
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines aktiven Bauelementes und eines passiven Bauelementes gemäß der vorliegenden Erfindung.
Das in Fig. 1 gezeigte PROFIBUS FDL System der Schichten 1 und 2 umfaßt eine linienartige Busstruktur, bei der aktive Bauelemente (Stationen) la, lb und lc mit den Adressen 1, 8 bzw. 25 über Stichleitungen mit einem Bus 4 verbunden sind. Der Bus 4 hat eine Linienform und ist an beiden Enden durch einen Busabschluß 4 abgeschlossen. Passive Bauelemente
(Stationen) 2a, 2b, 2c und 2d mit den Adressen 3, 4, 9 bzw. 39 sind ebenfalls mit Stichleitungen mit dem Bus 4 verbunden. Die Adressenangaben sind selbstverständlich Beispiele.
Die Gesamtlänge des Busses 4 kann bis zu 1,2 km betragen, während die Stichleitungen zu den aktiven und passiven Bauelementen höchstens 0,3 m lang sind. Die Gesamtteilnehmerzahl, d. h. die Gesamtzahl der aktiven und passiven Bauelemente ist auf maximal 126 beschränkt. Die aktiven Bauelemente la, lb und lc sind durch einen logischen
Tokenring verbunden, das heißt es findet ein dezentraler Buszugriff nach dem Token-Passing-Prinzip statt. Diesem überlagerten dezentralen Buszugriff ist ein zentraler Buszugriff nach dem Master-Slave-Prinzip unterlagert. Die aktiven Bauelemente la, lb und lc sind die Master-Stationen und bilden den logischen Tokenring. Jedes Bauelement, das den Token besitzt, darf entsprechende Nutzdatendienste ausführen. Die passiven Bauelemente 2a, 2b, 2c und 2d sind Slave- Stationen, die auf den Zugriff durch die aktiven Bauelemente reagieren. Die aktiven Bauelemente tauschen Daten untereinander aus und die jeweilige aktive Station, die im Besitz des Tokens ist, darf die anderen aktiven und passiven Bauelemente ansteuern. Die passiven Bauelemente geben und nehmen Daten nur auf Anfrage durch die aktiven Stationen ab bzw. auf und nehmen nicht am aktiven Busbetrieb teil.
Jedes aktive Bauelement und jedes passive Bauelement weist eine elektrische Busschnittstelle auf, über die Daten mit anderen Bauelementen ausgetauscht werden. Beim PROFIBUS FDL wie auch bei PROFIBUS DP werden beispielsweise RS 485 Schnittstellen verwendet, die eine Datenkommunikation mit mehreren anderen Bauelementen auf der Basis von 11 Bit/ Zeichen (Startbit/Stopbit/Paritätsbit, 8 Nutzdatenbits) ermöglichen.
Fig. 2 zeigt ein Beispiel für einen PROFIBUS DP Monomaster- System mit einem aktiven Bauelement 1 (DP Master/Klasse 1) und mehreren passiven Bauelementen 2a, 2b, 2c und 2d (DP Slaves A, B, C und D) gemäß der vorliegenden Erfindung. Der PROFIBUS DP umfaßt die in Bezug auf die in Fig. 1 beschriebenen Dienste des PROFIBUS FDL und definiert weiter- hin höherwertige Dienste, nämlich Dienstschnittstellen bzw. Datenschnittstellen zur Kommunikation mit dezentraler Peripherie, wie in Fig. 2 gezeigt ist. Die Funktionalitäten des aktiven Bauelementes 1 im PROFIBUS DP System umfassen dabei den Datentransfer über eine Datenschnittstelle 5, über Eingangsdatenbereiche (Input Daten) 6 und Ausgangsdatenbereiche (Output Daten) 7, sowie Konfiguration, Zustands- erkennung und Diagnose. Die passiven Stationen 2a, 2b, 2c und 2d weisen jeweils einen Eingangsbereich (Input) und einen Ausgangsbereich (Output) auf. Das passive Bauelement 2a um¬ faßt dabei einen Eingangsbereich 8a und einen Ausgangsbereich 9a, das passive Bauelement 2b umfaßt einen Eingangsbereich 8b und einen Ausgangsbereich 9b, das passive Bauelement 2c umfaßt einen Eingangsbereich 8c und einen Ausgangsbereich 9c und das passive Bauelement 2d umfaßt einen Eingangsbereich 8d und einen Ausgangsbereich 9d. Alle passiven Bauelemente 2a, 2b, 2c und 2d sind über kurze Stichleitungen mit dem linien- förmigen Bus 4 verbunden, ebenso wie das aktive Bauelement 1. Im aktiven Bauelement 1 ist ein großer Datenspeicher vorgesehen, in dem jeweils die Eingangsbereiche und Ausgangsbereiche der passiven Bauelemente gespiegelt, das heißt identisch vorhanden sind. Zu diesem Zweck aktualisiert das aktive Bauelement 1 seine Eingangsbereiche 6 bzw. Ausgangsbereiche 7 zyklisch mit denen der passiven Bauelemente. Die Ausgangsbereiche 9a, 9b, 9c und 9d der passiven Bauelemente enthalten dabei die von den passiven Bauelementen zu jeweiligen dezentralen Peripheriegeräten auszulesenden Daten und die Eingangsbereiche 8a, 8b, 8c und 8d enthalten die von jeweiligen dezentralen Peripheriegeräten in die passiven Bauelemente einzulesenden Daten. Der Eingangsbereich 6 des aktiven Bauelementes 1 enthält vom aktiven Bauelement 1 an ein dezentrales Peripheriegerät auszulesende Daten, während der Ausgangsbereich 7 des aktiven Bauelementes 1 von einem derartigen dezentralen Peripheriegerät einzulesende Daten enthält.
In Fig. 3 sind ein aktives Bauelement 10 gemäß der vor- liegenden Erfindung und ein passives Bauelement 11 gemäß der vorliegenden Erfindung schematisch dargestellt. Das aktive Bauelement 10 und das passive Bauelement 11, wie sie in Fig. 3 dargestellt sind, können beispielsweise als aktives Bauelement 1 bzw. passives Bauelement 2a, 2b, 2c oder 2d in die in den Fig. 1 und 2 gezeigten Bussysteme integriert sein. Das in Fig. 3 gezeigte passive Bauelement 11 umfaßt eine Bus¬ schnittstelle 21 zum Anschluß des passiven Bauelementes 11 an einen Bus, wie z. B. einen Feldbus, wie er oben beschrieben wurde. Weiterhin umfaßt das passive Bauelement eine serielle Schnittstelle 22, z. B. eine V.24 Schnittstelle zum seriellen Einlesen und Auslesen von Daten zu einem Peripheriegerät, wie z. B. einem Computer. Weiterhin ist ein Datenspeicher 24 mit einem Ausgangsbereich 25 zum Speichern von über die Busschnittstelle 21 eingelesenen und über die serielle Schnitt- stelle 22 auszulesenden Daten und einem Eingangsbereich 26 zum Speichern von über die serielle Schnittstelle 22 eingelesenen und über die Busschnittstelle 21 auszulesenden Daten vorgesehen. Die Datenübertragung und -speicherung wird durch eine Steuereinrichtung 23 gesteuert, wobei ein Quittungszähler 27 zum Zählen von über die serielle
Schnittstelle 22 ausgelesenen Datenpaketen und ein Sequenzzähler 28 zum Zählen von über die serielle Schnittstelle 22 eingelesenen Datenpaketen vorgesehen sind. Die jeweiligen Zählwerte dienen als Zustandsinformationen bezüglich der im Ausgangsbereich 25 bzw. Eingangsbereich 26 gespeicherten Datenpakete. Der Quittungszähler 27 ist als Teil des Ausgangsbereiches 25 ausgebildet, während der SequenzZähler 28 als Teil des Eingangsbereiches 26 ausgebildet ist. Der Datenspeicher 24, der den Ausgangsbereich 25 und den Eingangs- bereich 26 umfaßt, ist beispielsweise ein RAM (Random Access Memory) . Die Steuereinrichtung 23 des passiven Bauelementes 11 umfaßt ein Vergleichmittel 29 zum periodischen Vergleichen der Zustandsinformationen mit entsprechenden Zustandsinformationen des aktiven Bauelementes 10, wobei die Steuerein- richtung 23 das Einlesen und Auslesen von Daten über den Ausgangsbereich 25 und den Eingangsbereich 26 auf der Basis dieses periodischen Vergleiches steuert. Zwischen der Steuereinrichtung 23 und der seriellen Schnittstelle 22 ist ein optionaler Zwischenspeicher 30 zum Zwischenspeichern von aus dem Ausgangsbereich über die serielle Schnittstelle 22 auszulesenden Datenpaketen vorgesehen. Der Zwischenspeicher 30 dient auch zum Zwischenspeichern eines über die serielle Schnittstelle 22 in den Eingangsbereich 26 einzulesenden Datenpaketes. Die maximale Größe des Eingangsbereiches 26 und des Ausgangsbereiches 25 des passiven Bauelementes 11 sind variabel einstellbar, wobei die darin zu speichernden Daten- pakete eine beliebige Größe innerhalb der jeweils eingestell¬ ten maximalen Größe aufweisen können, wie weiter unten im Detail erläutert wird.
Das in Fig. 3 dargestellte passive Bauelement 11 ist über seine Busschnittstelle 21 mit einem Bussystem, beispielsweise einem Feldbus wie dem PROFIBUS DP mit einem entsprechend zugeordneten aktiven Bauelement 10 verbunden. Das aktive Bauelement 10 umfaßt entsprechend eine Busschnittstelle 13, mit dem es an das Bussystem angeschlossen ist. Weiterhin umfaßt das aktive Bauelement einen Datenspeicher 15, z. B. ein RAM, mit einem Ausgangsbereich 16 zum Speichern von in dem Aus- gangsbereich 25 des passiven Bauelementes 11 zu speichernden und über dessen serielle Schnittstelle 22 auszulesenden Daten und einem Eingangsbereich 17 von aus dem Eingangsbereich 26 des passiven Bauelementes 11 ausgelesenen Daten. Wie weiter oben erläutert wurde, werden die Daten des Ausgangsbereiches 16 des aktiven Bauelementes 10 und des Ausgangsbereiches 25 des passiven Bauelementes 11 ebenso wie die Daten des Eingangsbereiches 17 des aktiven Bauelementes 10 und des Ein- gangsbereiches 26 des passiven Bauelementes 11 zyklisch gespiegelt bzw. abgeglichen. Dabei werden die Daten des Ausgangsbereiches 16 des aktiven Bauelementes 10 in den Ausgangsbereich 25 des passiven Bauelementes 11 übernommen und die Daten des Eingangsbereiches 26 des passiven Bauelementes 11 werden in den Eingangsbereich 17 des aktiven Bauelementes 10 übernommen. Das aktive Bauelement 10 umfaßt weiterhin eine optionale serielle Schnittstelle 12 zum seriellen Einlesen von Daten in den Ausgangsbereich 16 und zum seriellen Auslesen von Daten aus dem Eingangsbereich 17. Weiterhin sind ein Quittungszähler 19 zum Zählen von über die serielle
Schnittstelle 12 ausgelesenen Datenpaketen und ein Sequenzzähler 19 zum Zählen von über die serielle Schnittstelle 12 ausgelesenen Datenpaketen und ein Sequenzzähler 18 zum Zählen von über die serielle Schnittstelle 12 eingelesenen Daten¬ paketen vorgesehen, wobei die Zählwerte als Zustandsinforma¬ tionen dienen, auf deren Basis Daten von dem passiven Bauele- ment 11 über die Busschnittstelle 13 in den Eingangsbereich 17 eingelesen und aus dem Ausgangsbereich 18 zum passiven Bauelement 11 ausgelesen werden. Die Datenübertragung wird dabei von der Steuereinrichtung 14 gesteuert, die ein Vergleichmittel 20 zum periodischen Vergleichen der Zustandsin- formationen mit entsprechenden Zustandsinformationen des passiven Bauelementes 11 umfaßt, wobei die Steuereinrichtung 14 das Einlesen und Auslesen von Daten auf der Basis dieses periodischen Vergleiches steuert. Der QuittungsZähler 19 ist als Teil des Eingangsbereiches 17 ausgebildet und der Se- quenzzähler 18 ist als Teil des Ausgangsbereiches 16 ausgebildet.
Ebenso wie der Eingangsbereich 26 und der Ausgangsbereich 25 des passiven Bauelementes 11 sind auch der Eingangsbereich 17 und der Ausgangsbereich 16 des aktiven Bauelementes 10 in bezug auf die maximale Größe einstellbar, wobei die in ihnen zu speichernden Datenpakete eine beliebige Größe innerhalb der jeweils eingestellten maximalen Größe aufweisen können. Die maximale Größe der Eingangsbereiche 17 bzw. 26 und der Ausgangsbereiche 16 bzw. 25 wird bei der Initialisierung des Bussystems durch das aktive Bauelement 10 eingestellt. Hierzu baut das aktive Bauelement 10 bei der Aufnahme des Betriebes die Datenkommunikation zum passiven Bauelement 11 entsprechend der EN 50 170 bzw. DIN 19 245 auf und schickt eine Diagnosenachricht zum passiven Bauelement 11. Das passive Bauelement 11, d. h. die Steuereinrichtung 23 empfängt die Diagnosenachricht und meldet die entsprechenden Diagnoseparameter zurück zum aktiven Bauelement 10, d. h. dessen Steuereinrichtung 14. Danach übersendet die Steuereinrichtung 14 des aktiven Bauelementes 10 die einzustellenden Parameter an die Steuereinrichtung 23 des passiven Bauelementes 11, wodurch dieses parametrisiert und konfiguriert wird. Die Ein- Stellung der Parameter wird durch das passive Bauelement 11 entsprechend quittiert, woraufhin das aktive Bauelement 10 eine Konfigurationsmeldung an das passive Bauelement 11 über¬ sendet. Aus der Konfigurationsmeldung erkennt das passive Bauelement 11 die Datenbereichsgröße für den Eingangsbereich 26 und den Ausgangsbereich 25 und stellt deren Größen ent¬ sprechend ein. Dabei können die Größen beispielsweise in den Grenzen 7 Byte bis 244 Byte definiert werden. Die eingestellten Datenbereichsgrößen werden daraufhin vom passiven Bauelement 11 quittiert. Während des Betriebes werden dann im weiteren Verlauf die Daten in den Eingangsbereichen 17 bzw. 26 und den Ausgangsbereichen 16 bzw. 25 zyklisch aktualisiert. Die oben erwähnte variable Einstellung der Größen der Ausgangsbereiche und der Eingangsbereiche wird durch entsprechende Algorithmen in den Steuereinrichtungen 14 bzw. 23 in entsprechender Weise unterstützt.
Es ist hervorzuheben, daß das passive Bauelement 11 gemäß der vorliegenden Erfindung ausschließlich zur Datenkom unikation zwischen dem Bussystem und einem oder mehreren Peripheriegeräten mittels der seriellen Schnittstelle 22 dient und keine weiteren Funktionen hat. Es ist allerdings auch denkbar, daß das aktive Bauelement 11 gemäß der vorliegenden Erfindung zusätzliche Steuerungs- oder Sensorfunktionen im Bussystem wahrnimmt. In jedem Fall stellen die aus dem Ausgangsbereich 16 des aktiven Bauelementes 10 zum Ausgangsbereich 25 des passiven Bauelementes 11 und dann über die serielle Schnittstelle 22 des passiven Bauelementes 11 auszulesenden Daten üblicherweise Daten dar, die zur Ansteuerung passiver Bauelemente des Bussystems dienen, die Steuerungs- , Sensor-, Aktorfunktionen und dergleichen wahrnehmen. Die über die serielle Schnittstelle 22 des passiven Bauelementes in den Eingangsbereich 26 und von dort in den Eingangsbereich 17 des aktiven Bauelementes 11 eingelesenen Daten stellen Daten dar, die Meldungen des entsprechenden an die serielle
Schnittstelle 22 angeschlossenen Peripheriegerätes an das aktive Bauelement 10 umfassen, wobei diese Meldungen wiederum beispielsweise zur Ansteuerung anderer passiver Bauelemente des Bussystems dienen können.
Im passiven Bauelement 11 gemäß der vorliegenden Erfindung werden somit die innerhalb des Bussystems verwendeten Daten in Ausgangsdaten umgewandelt, die über die serielle Schnitt¬ stelle 22 zu einem oder mehreren dezentralen Peripherie¬ geräten ausgelesen werden, wobei die serielle Schnittstelle 22 beispielsweise eine V.24 oder eine RS 232 Schnittstelle sein kann. Andererseits wandelt das passive Bauelement 11 gemäß der vorliegenden Erfindung von einem oder mehreren dezentralen Peripheriegeräten in das Bussystem Daten von seriellen Daten in Daten um, die das für das Bussystem notwendige Datenformat aufweisen.
Um eine Datenübertragung zwischen dem Bussystem und einem oder mehreren dezentralen Peripheriegeräten über die serielle Schnittstelle 22 des passiven Bauelementes 11 bzw. über die serielle Schnittstelle 12 des aktiven Bauelementes 10 realisieren zu können, wird gemäß der vorliegenden Erfindung den Eingangsbereichen 17 bzw. 25 und den Ausgangsbereichen 16 bzw. 24 ein weiteres Kommunikationsprotokoll überlagert, das beispielsweise wie in den folgenden Tabellen 1 und 2 definiert ist. Die seriellen Schnittstellen 12 bzw. 22 sind in diesem Beispiel als V.24 Schnittstellen angegeben.
Die Tabelle 1 stellt das Kommunikationsprotokoll für die Aus¬ gangsbereiche 16 bzw. 24, das heißt die Datenübertragungs¬ einrichtung vom aktiven Bauelement 10 zum passiven Bauelement 0 11 zum Auslesen der Daten über die serielle Schnittstelle 22 (V.24 Schnittstelle) des passiven Bauelementes 11 dar.
neue Telegramm gesendet wird. Bits 1..7 reserviert o-4 Reserviert 00 o-5 rx_pref_len Voreingestellte maximale Byteanzahl eines empfangenen
Telegramms, wird hier der Wert 00 eingetragen, so wird die Empfangslänge vom DP-Slave eigenständig ermittelt.
0-6 tx len Längenangabe [Byte] des zu übertragenden Telegramms o-7 Data l Erstes via V.24 zu sendendes Octet o-8 Data 2 Zweites via V.24 zu sendendes Octet
Data... o- Data [tx len] Letztes via V.24 zu sendendes Octet
(txlen + 6)
Die Tabelle 2 stellt das Kommunikationsprotokoll für die Eingangsbereiche 17 bzw. 26, d. h. die Datenübertragungseinrichtung vom passiven Bauelement 11 zum aktiven Bauelement 10 für über die serielle Schnittstelle 22 (V.24 Schnittstelle) des passiven Bauelementes 11 eingegangene Datenpakete (Telegramme) dar.
Der Empfangspuffer des passiven Bauelementes 11 ist der Zwischenspeicher 30 zum Zwischenspeichern von einzulesenden bzw. auszulesenden Datenpaketen.
Die folgende Tabelle 3 stellt ein Beispiel für die Anzeige von Fehlermeldungen des passiven Bauelementes 11 in der Komponente i-3 des Kommunikationsprotokolls für die Eingangsbereiche dar.
Im Falle einer fehlerfreien Übertragung, d. h. einem fehlerfreien Einlesen vom Datenpaketen über die serielle Schnittstelle 22 in den Empfangs- bzw. Zwischenspeicher (Empfangspuffer) 30 in den Eingangsbereich 26 ist das Byte i-3 gleich 0. Im Fehlerfall, d. h. wenn i-3 ungleich 0, sollen die empfangenen Daten trotzdem über den Zwischenspeicher 30 in den Eingangsbereich 26 eingelesen und somit durch das zyklische Auslesen via dem Bussystem in den Eingangsbereich 17 des aktiven Bauelementes 11 eingelesen werden.
Im folgenden wird das Prinzip des Sendemechanismuses zum Übertragen von Datenpaketen aus dem Ausgangsbereich 16 in den Ausgangsbereich 25 und über die serielle Schnittstelle 22 zu einem oder mehreren Peripheriegeräten auszulesenden Datenpaketen erläutert werden. Der Sendemechanismus beruht dabei auf einem Vergleich der Bytes o-l und i-1 der Übertragungsprotokolle, wie sie beispielsweise in den Tabelle 1 und 2 dargestellt sind, in der Vergleichseinrichtung 20 der Steuer¬ einrichtung 14 des aktiven Bauelementes 10 bzw. der Ver¬ gleichseinrichtung 29 der Steuereinrichtung 23 des passiven Bauelementes 11. Das bedeutet, daß der Zustand bzw. der aktuelle Zählerstand des Sequenzzählers 18 des Ausgangs¬ bereiches 16 und des Quittungszählers 27 des Ausgangs¬ bereiches 25 verglichen werden. Die beiden Zählerstände sind jeweils im Byte o-l bzw. i-1 enthalten. Prinzipiell wird erst dann ein Datenpaket aus dem Ausgangsbereich 16 des aktiven Bauelementes 10 in den Ausgangsbereich 25 des passiven Bauelementes 11 eingelesen, wenn der Ausgangsbereich 25 aufnahmebereit für dieses Datenpaket ist, d. h. der Ausgangsbereich 25 leer ist. Um das Auslesen von Datenpaketen aus dem Ausgangsbereich 16 des aktiven Bauelementes 10 in den Aus- gangsbereich 25 des passiven Bauelementes 11 zu beschleunigen, werden die aus dem Ausgangsbereich 25 über die serielle Schnittstelle 22 auszulesenden Daten in dem Zwischenspeicher 30 zwischengespeichert.
Beim Auslesen der Daten prüft die Steuereinrichtung 14 des aktiven Bauelementes 10 zuerst die Bytes o-l und i-1 auf Gleichheit. Bei Gleichheit dürfen auszulesende Datenpakete in den AusgangsSpeicher 16 des aktiven Bauelementes 10 eingetragen werden und die Daten werden dann beim zyklischen Auslesen in den Ausgangsbereich 25 des passiven Bauelementes 11 kopiert, aus dem sie dann über die serielle Schnittstelle 22 ausgelesen werden. Bei Ungleichheit der Bytes o-l und i-1 ist der Sendemechanismus noch belegt, d. h. das Auslesen von Daten aus dem Ausgangsbereich 25 über die serielle Schnitt- stelle 22 ist noch nicht beendet, so daß keine neuen Datenpakete in den Ausgangsbereich 16 des aktiven Bauelementes 10 eingetragen werden dürfen. Bei Gleichheit der beiden Bytes werden somit auszulesende Datenpakete ab dem Byte o-7 in den Ausgangsbereich 16 des aktiven Bauelementes 10 eingetragen. Die Gesamtlänge der Daten wird im Byte o-6 eingetragen.
Anschließend wird das Byte o-l um den Wert + 1 incrementiert, wodurch sich die Bytes o-l und i-1 unterscheiden. Solange dieser Unterschied besteht, dürfen keine neuen Daten in den Ausgangsbereich 16 des aktiven Bauelementes 10 eingetragen werden.
Das passive Bauelement 11, d. h. die Vergleichseinrichtung 29 der Steuereinrichtung 23 vergleicht ebenfalls die Bytes o-l und i-1 und sendet bei Feststellen eines Unterschiedes zwischen diesen beiden Bytes Ausgangsdaten aus dem Ausgangs¬ bereich 25 über den Zwischenpuffer 30 zur seriellen Schnitt- stelle 22. Ist der Auslesevorgang aus dem Ausgangsbereich 25 beendet, wird das Byte i-1 um dem Wert + 1 incrementiert, so daß die Bytes i-1 und o-l wiederum den gleichen Wert aufweisen, so daß neue Datenpakete in den Ausgangsbereich 16 des aktiven Bauelementes 10 eingelesen werden dürfen.
Der Empfangsmechanismus zum Empfangen von Daten über die serielle Schnittstelle 22 des passiven Bauelementes 11 ist äquivalent. Hierbei werden die Bytes i-2 und o-2 jeweils im passiven Bauelement 11 und im aktiven Bauelement 10 ver- glichen. Prinzipiell werden erst dann Datenpakete über die serielle Schnittstelle 22 in den Eingangsbereich 26 des passiven Bauelementes 11 eingelesen, wenn der Eingangsbereich 17 des aktiven Bauelementes 10 aufnahmebereit für diese Datenpakete ist. Der Zustand des Eingangsbereiches 26 wird über den Sequenzzähler 28 erfaßt, während der Zustand des Eingangsbereiches 17 durch den QuittungsZähler 19 erfaßt wird. Die beiden Bytes i-2 und o-2 (vergleiche Tabelle 1 und 2) stellen jeweils den aktuellen Zustand bzw. Zählerstand des Sequenzzählers 28 bzw. Quittungszählers 19 dar. Beim Ankommen neuer Datenpakete an der seriellen Schnittstelle 22 des passiven Bauelementes 11 prüft die Vergleichseinrichtung 29 der Steuereinrichtung 23 die Gleichheit der Bytes i-2 und o- 2. Bei Gleichheit dürfen die ankommenden Datenpakete im Eingangsbereich 26 eingetragen werden. Bei Ungleichheit müssen die ankommenden Datenpakete im Zwischenspeicher 30 zwischengespeichert werden. Es ist anzumerken, daß der Zwischenspeicher auch Teil des Speichers 24 sein kann, insbesondere t α σ CΛ SS s: o ^Q N Φ o α N P> tu φ o Φ Φ tu tu Φ P- P1 P- tu: - S U3 φ ö α CΛ •^ £1 DJ co σ P- CΛ P- t-< Φ M w tu s- to Φ 3 DJ P- P- P- rt Φ t ^ rt tu l Φ 1 tu: g P- g 3 φ
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i-2, d. h. den Sequenzzähler 28, auf den Wert des Bytes o-2, d. h. den Wert des Sequenzzählers 18.
Weiterhin ist darauf hinzuweisen, daß eine Zwischenspeicherung der Daten im passiven Bauelement 11 im Zwischenspeicher 30 beim Auslesen von Daten über die serielle Schnittstelle 22 nicht zwingend vorgesehen sein muß. Die Zwischenspeicherung kann in diesem Fall jedoch von Nutzen sein, da aus der Sicht des passiven Bauelementes 11 der Ausgangsbereich 25 möglichst schnell wieder aufnahmebereit ist, damit durch das aktive Bauelement 10 neue Datenpakete aus dem Ausgangsbereich 16 in den Ausgangsbereich 25 des passiven Bauelementes 11 übertragen werden können. Beim Einlesen von Daten über die serielle Schnittstelle 22 des passiven Bauelementes 11 ist jedoch eine Zwischenspeicherung der ankommenden Datenpakete im Zwischenspeicher 30 wichtig, damit ankommende Daten ohne Verzögerung eingelesen werden können. Ein Überlauf des Zwischenspeichers 30 in diesem Fall wird in dem Fehlerbyte i-3 (vergleiche Tabellen 2 und 3) angezeigt.
Beim Ausfall des aktiven Bauelementes 10 muß vom passiven Bauelement 11 ein durch die entsprechende Norm, beispielsweise die PROFIBUS Norm, vorgeschriebener Watch Dog erkannt werden. Dabei wird das letzte noch vollständig erhaltenen Datenpaket des aktiven Bauelementes 10 aus dem Ausgangsbereich 25 des passiven Bauelementes 11 über die serielle Schnittstelle 22 ausgelesen. Bei einem Netzwerkausfall werden keine weiteren Datenpakete über die serielle Schnittstelle 22 des passiven Bauelementes 11 empfangen. Etwaige Daten im
Zwischenspeicher 30 werden vom passiven Bauelement verworfen. Bei bzw. nach einem Netzwerkausfall wird der gesamte Eingangsbereich des passiven Bauelementes 11 auf 0 gesetzt. Implizit erfolgt hierdurch die Übertragung eines über die serielle Schnittstelle 22 empfangenen Datenpaketes der Länge 0 plus Fehlerstatus im Byte i-3 = 0, das entspricht einer Synchronisationsmeldung. Kann das passive Bauelement 11 über das Bussytem nicht mehr angesprochen werden, beispielsweise infolge eines Neztwerkfehlers, so wird der gesamte Ausgangsbereich 16 des aktiven Bauelementes 10 auf 0 gesetzt. Implizit erfolgt hierdurch eine Übertragung eines oder mehrerer Datenpakete mit der Länge 0 zum passiven Bauelement, d. h. eine Synchronisationsmeldung.
Bei Aktivierung des passiven Bauelementes 11 durch das Bussystem und Einbindung in das Bussystem ist eine Synchronisation erforderlich. Hierbei werden vom aktiven Bauelement 10 im Ausgangsbereich 16 bis auf das Byte o-3 alle Ausgangsdaten auf 0 gesetzt. Das Byte o-3 wird auf 1 gesetzt und zeigt damit an, daß das passive Bauelement 11 seinen Eingangsbereich rücksetzen, d. h. auf 0 setzen soll.
Das bedeutet, daß im Eingangsbereich 26 des passiven Bauelementes 11 alle Daten gelöscht werden.

Claims

Patentansprüche
1. Passives Bauelement (11) für ein Bussystem, mit einer Busschnittstelle (21) zum Anschluß an einen Bus, einer seriellen Schnittstelle (22) zum seriellen Auslesen und Einlesen von Daten, einem Datenspeicher (24) mit einem Ausgangsbereich (25) zum Speichern von über die Busschnittstelle (21) eingelesenen und über die serielle Schnittstelle (22) auszulesenden Daten und einen Eingangsbereich (26) zum Speichern von über die serielle Schnittstelle eingelesenen und über die Busschnitt- stelle auszulesenden Daten umfaßt, und einer Steuereinrichtung (23) zum Steuern der Datenübertragung und -speicherung, wobei Erfassungsmittel (27, 28) zum Erfassen des Zustandes des Ausgangsbereiches und des Eingangsbereiches und Bereitstellen von entsprechenden Zustandsinformationen vorgesehen sind, auf deren Basis bei angeschlossenem Bussystem Daten über die Busschnittstelle in den Ausgangsbereich eingelesen und aus dem Eingangsbereich ausgelesen werden.
2. Passives Bauelement (11) gemäß Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß Vergleichsmittel (29) zum periodischen Vergleichen der Zustandsinformationen mit entsprechenden Zustandsinformationen eines aktiven Bauelementes eines angeschlossenen Bussystems vorgesehen sind, wobei die Steuereinrichtung (23) das Einlesen und Auslesen von Daten auf der Basis dieses periodischen Vergleiches steuert.
3. Passives Bauelement (11) gemäß Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß erst dann ein Datenpaket aus einem entsprechenden Aus- gangsbereich des aktiven Bauelementes in den Ausgangsbereich (25) eingelesen wird, wenn dieser aufnahmebereit für dieses Datenpaket ist.
4. Passives Bauelement (11) gemäß Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß ein Zwischenspeicher (30) zum Zwischenspeichern eines aus dem Ausgangsbereich über die serielle Schnittstelle (22) aus¬ zulesenden Datenpaketes vorgesehen ist.
5. Passives Bauelement (11) gemäß Anspruch 3 oder 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß erst dann ein Datenpaket über die serielle Schnittstelle in den Eingangsbereich (26) eingelesen wird, wenn ein entsprechender Eingangsbereich des aktiven Bauelementes aufnahmebereit für dieses Datenpaket ist.
6. Passives Bauelement (11) gemäß Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß ein Zwischenspeicher (30) vorgesehen ist, der ein über die serielle Schnittstelle (22) in den Eingangsbereich ein- zulesendes Datenpaket zwischenspeichert, wenn der Eingangs- bereich des aktiven Bauelementes noch nicht aufnahmebereit ist.
7. Passives Bauelement (11) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Erfassungsmittel einen Quittungszähler (27) zum Zählen von über die serielle Schnittstelle (22) ausgelesenen Datenpaketen und einen Sequenzzähler (28) zum Zählen von über die serielle Schnittstelle (22) eingelesenen Datenpaketen um- fassen, wobei die Zählwerte als die Zustandsinformationen dienen.
8. Passives Bauelement (11) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die maximale Größe des Eingangsbereiches (26) und die des Ausgangsbereiches (25) variabel einstellbar ist, wobei die darin zu speichernden Datenpakete eine beliebige Größe inner¬ halb der jeweils eingestellten maximalen Größe aufweisen können.
9. Aktives Bauelement (10) zum Datenaustausch mit einem passiven Bauelement (11) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Busschnittstelle (13) zum Anschluß an einen Bus, einem Datenspeicher (15) mit einem Ausgangsbereich (16) zum Speichern von in dem Ausgangsbereich (15) des passiven Bau¬ elementes (11) zu speichernden und über dessen serielle Schnittstelle (22) auszulesenden Daten und einem Eingangsbereich (17) von aus dem Eingangsbereich (26) des passiven Bauelementes (11) ausgelesenen Daten, und einer Steuereinrichtung (14) zur Steuerung der Datenübertragung und Speicherung, wobei Erfassungsmittel (18, 19) zum Erfassen des Zustandes des Ausgangsbereiches (16) und des Eingangsbereiches (17) und Bereitstellen von entsprechenden Zustandsinformationen vor- gesehen sind, auf deren Basis das aktive Bauelement (10)
Daten von dem passiven Bauelement (11) über die Busschnitt- stelle (13) in den Eingangsbereich (17) einliest und aus dem Ausgangsbereich (18) zum passiven Bauelement (11) ausliest.
10. Aktives Bauelement (10) gemäß Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß Vergleichsmittel (20) zum periodischen Vergleichen der Zustandsinformationen mit entsprechenden Zustandsinformationen des passiven Bauelementes (11) vorgesehen sind, wobei die Steuereinrichtung (14) das Einlesen und Auslesen von Daten auf der Basis dieses periodischen Vergleiches steuert.
11. Aktives Bauelement (10) gemäß Anspruch 9 oder 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß eine serielle Schnittstelle (12) zum seriellen Einlesen von Daten in den Ausgangsbereich (16) und zum seriellen Auslesen von Daten aus dem Eingangsbereich (17) vorgesehen ist.
12. Aktives Bauelement (10) gemäß Anspruch 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß erst dann ein Datenpaket über die serielle Schnittstelle (12) in den Ausgangsbereich (16) des aktiven Bauelementes eingelesen wird, wenn der Ausgangsbereich (25) des passiven Bauelementes (11) aufnahmebereit für dieses Datenpaket ist.
13. Aktives Bauelement (10) gemäß Anspruch 11 oder 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß erst dann ein über die serielle Schnittstelle (12) aus- zulesendes Datenpaket von dem Eingangsbereich (26) des passiven Bauelementes (11) in den Eingangsbereich (17) des aktiven Bauelementes (10) eingelesen wird, wenn der Eingangsbereich (17) des aktiven Bauelementes aufnahmebereit für dieses Datenpaket ist.
14.. Aktives Bauelement (10) gemäß einem der Ansprüche 9 bis 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Erfassungsmittel einen QuittungsZähler (19) zum Zählen von über die serielle Schnittstelle (12) ausgelesenen Datenpaketen und einen Sequenzzähler (18) zum Zählen von über die serielle Schnittstelle (12) eingelesenen Datenpaketen umfassen, wobei die Zählwerte als die Zustandsinformationen dienen.
15. Aktives Bauelement (10) gemäß einem der Ansprüche 9 bis 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die maximale Größe des Eingangsbereiches (17) und die des Ausgangsbereiches (16) variabel einstellbar ist, wobei die darin zu speichernden Datenpakete eine beliebige Größe inner- halb der jeweils eingestellten maximalen Größe aufweisen können.
16. Verfahren zum Auslesen und Einlesen von seriellen Daten in bzw. aus einem Bussystem, das ein passives Bauelement (11) mit einer seriellen Schnittstelle (22) und einem Datenspeicher (24) umfaßt, der einen Ausgangsbereich (25) zum Aus¬ lesen von Daten über die serielle Schnittstelle (22) und einen Eingangsbereich (26) aufweist und ein aktives Bau- element (10) mit einem einen Ausgangsbereich (16) und einen Eingangsbereich (17) aufweisenden Datenspeicher (15) umfaßt, wobei die Zustände der Ausgangsbereiche (16, 25) und der Eingangsbereiche (17, 26) erfaßt und entsprechende Zustands- Informationen bereitgestellt werden, auf deren Basis der Ausgangsbereich (26) des aktiven Bauelementes (10) und der Ausgangsbereich (25) des passiven Bauelementes (11), und der Eingangsbereich (26) des passiven Bauelementes (11) und der Eingangsbereich (17) des aktiven Bauelementes (10) ab- geglichen werden.
17. Verfahren gemäß Anspruch 16, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Zustandsinformationen der Ausgangsbereiche (16, 25) des aktiven und des passiven Bauelementes verglichen und die Zustandsinformationen der Eingangsbereiche (17, 26) des aktiven und des passiven Bauelementes periodisch verglichen werden, wobei der Abgleich der Ausgangsbereiche und der Eingangsbereiche auf der Basis dieses Vergleiches durchgeführt wird.
18. Verfahren gemäß Anspruch 16 oder 17, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß erst dann ein Datenpaket in den Ausgangsbereich (16) des aktiven Bauelementes (10) eingelesen wird, wenn der Ausgangsbereich (25) des passiven Bauelementes (11) aufnahmebereit für dieses Datenpaket ist.
19. Verfahren gemäß Anspruch 16, 17 oder 18, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß erst dann ein Datenpaket von dem Eingangsbereich (26) des passiven Bauelementes (11) in den Eingangsbereich (17) des aktiven Bauelementes (10) eingelesen wird, wenn der Eingangsbereich des aktiven Bauelementes aufnahmebereit für dieses Datenpaket ist.
20. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 16 bis 19, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die ausgelesenen Datenpakete und die eingelesenen Datenpakete gezählt werden, wobei die Zählwerte als die Zustandsinformationen dienen.
21. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 16 bis 20, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die maximale Größe der Eingangsbereiche (17, 26) und die der Ausgangsbereiche (16, 25) variabel einstellbar ist, wobei die darin zu speichernden Datenpakete eine beliebige Größe innerhalb der jeweils eingestellten maximalen Größe aufweisen können.
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