WO2003061211A1 - System for transmitting data in a serial bus having a control device - Google Patents

Abstract

The invention relates to a system for transmitting data in a serial bus having a control device (1), which comprises a transmitting/receiving unit (6) for data fields (16, 17, 18) to be combined to form a data frame (19), and having bus nodes (2, 3, 4) that comprise an evaluation circuit (8) for reading in and reading out data fields (15, 14, 11, 16, 17, 18) in data frames (9, 19). In order to ensure advantageous transmission conditions, the invention provides that at least bus node (4) at the end of the bi-directional bus located opposite the control unit (1) has a transmitting device (10), which can be controlled according to a control signal (7) of the control unit (1) and which is provided for a data frame (9) that accommodates data fields (15, 14, 11) to be read in by bus nodes (2, 3, 4). In addition, the evaluation circuit (8) of the remaining bus nodes (2, 3) forms control stages (12) for enlarging the data frame (9), which is transmitted by bus node (4) situated at the end, with the data fields (15, 14) to be read into the data frame (9) each time. With the specification of addresses for the individual bus nodes, it is possible for the control device to generate, in particular, data frames that contain data fields but not necessarily for all bus nodes. These data frames provided, in particular, with addresses can be sent by the control device in a time window that is not required by the customary transmission cycle whereby enabling the addressed bus nodes to be preferably supplied with data.

Description

ANLAGE ZUM ÜBERTRAGEN VON DATEN IN EINEM SERIELLEN BUS MIT EINEM STEUERGERÄTSYSTEM FOR TRANSMITTING DATA IN A SERIAL BUS WITH A CONTROL UNIT

Technisches GebietTechnical field

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anlage zum Übertragen von Daten in einem seriellen Bus mit einem Steuergerät, das eine Sende- und Empfangseinheit für zu einem Datenrahmen zusammengefaßte Datenfelder aufweist, und mit Busteilnehmern, die eine Auswerteschaltung zum Ein- und Auslesen von Datenfeldern in Datenrahmen besitzen.The invention relates to a system for transmitting data in a serial bus with a control device which has a transmitting and receiving unit for data fields combined to form a data frame, and with bus users which have an evaluation circuit for reading in and reading out data fields in data frames ,

Stand der TechnikState of the art

Um eine störungsfreie Datenübertragung in einem seriellen Bus bestehend aus einem Steuergerät und mehreren Busteilnehmern zu erreichen, ist es bekannt (EP 586715 A1), zur Überwachung der Datenübertragung zwischen dem Steuergerät und den Busteilnehmern zusätzliche Steuerleitungen vorzusehen. Nachteilig bei dieser bekannten Steuerung der Datenübertragung ist vor allem, daß eine Vielzahl an parallelen Leitungen erforderlich wird, was insbesondere bei größeren örtlichen Entfernungen der Busteilnehmer zu einem hohen Verkabelungsaufwand führt. Hinzu kommt, daß mit dem Ansteigen der Anzahl der verlegten Leitungen einerseits das Risiko eines Leitungsdefektes zunimmt und anderseits eine Fehlersuche erschwert wird.In order to achieve interference-free data transmission in a serial bus consisting of a control device and several bus users, it is known (EP 586715 A1) to provide additional control lines for monitoring the data transmission between the control device and the bus users. A disadvantage of this known control of the data transmission is, above all, that a large number of parallel lines is required, which leads to a high cabling effort, in particular in the case of larger local distances between the bus users. In addition, as the number of lines installed increases, on the one hand the risk of a line defect increases and, on the other hand, troubleshooting is made more difficult.

Zur Vermeidung einer Vielzahl von parallelen Leitungen ist es bekannt (DE 197 42 716 A1), einen seriellen Bus mit einer Hin- und einer Rückleitung in Form einer unidirektionalen Ringleitung vorzusehen. Von einem Steuergerät wird über eine Sende- und Empfangseinrichtung ein Datenrahmen aus den einzelnen Busteilnehmern zugehörigen Datenfeldern gesendet, deren Größe durch die maximal übertragbare Datenmenge zwischen dem Steuergerät und dem jeweiligen Busteilnehmer bestimmt wird. Da den Busteilnehmern vom Steuergerät je ein Datenfeld zugewiesen wurde und die Position der Datenfelder im Datenrahmen bekannt ist, sind die wesentlichen Voraussetzungen erfüllt, um über Auswertestufen Daten für die einzelnen Busteilnehmer aus den zugehörigen Datenfeldern des Datenrahmens auslesen und anschließend Daten der Busteilnehmer in diese Datenfelder einlesen zu können. Nachdem die Busteilnehmer nacheinander die Daten aus den zugehörigen Datenfeldern ausgelesen und gegebenenfalls durch eigene Daten ersetzt haben, wird der Datenrahmen mit den rückgemeldeten Daten über die Rückleitung dem Steuergerät zugeleitet. Fällt einer der Busteilnehmer in dieser unidirektionalen Ringleitung aus, so verliert der gesamte Bus seine Funktionalität, da dem Steuergerät keine Daten mehr von den Busteilnehmern übermittelt werden können. Außerdem verringert die auf die maximal zu übertragende Datenmenge abgestimmte Größe der einzelnen Datenfelder die Übertragungsrate, wenn sich erhebliche Unterschiede zwischen den von den Busteilnehmern zu empfangenden und zu sendenden Datenmengen ergeben, weil durch die Vorgabe einer auf die jeweils größte Datenmenge abgestimmten Datenfeldgröße die Datenfelder für die Übermittlung geringerer Datenmengen nur teilweise genützt werden. Ist nun eine Datenübertragung in einer vorbestimmten Zeitspanne gefordert, was ja bei einer üblichen zyklischen Datenübertragung zum Steuern einer Anlage der Fall sein muß, so kann aufgrund der notwendigen Größe der über den seriellen Bus zu versendenden Datenrahmen unter Umständen eine Beschränkung der Anzahl an Busteilnehmern erforderlich werden. Hinzu kommt, daß die Zykluszeit zusätzlich durch die Übertragung von Prüfungsdaten belastet wird, die gesondert von den Datenrahmen übertragen werden müssen.To avoid a large number of parallel lines, it is known (DE 197 42 716 A1) to provide a serial bus with a forward and a return line in the form of a unidirectional ring line. A control unit sends a data frame from the data fields belonging to the individual bus users, the size of which is determined by the maximum amount of data that can be transmitted between the control device and the respective bus user. Since the bus participants from the control unit If a data field has been assigned and the position of the data fields in the data frame is known, the essential prerequisites are met in order to read out data for the individual bus participants from the associated data fields of the data frame via evaluation stages and then to read data from the bus participants into these data fields. After the bus subscribers have successively read out the data from the associated data fields and, if necessary, replaced them with their own data, the data frame with the reported data is sent to the control unit via the return line. If one of the bus participants fails in this unidirectional ring line, the entire bus loses its functionality because the control unit can no longer transmit any data from the bus participants. In addition, the size of the individual data fields, which is matched to the maximum amount of data to be transmitted, reduces the transmission rate if there are significant differences between the amounts of data to be received and sent by the bus participants, because by specifying a data field size that is matched to the largest amount of data, the data fields for the Transmission of smaller amounts of data are only partially used. If a data transmission is now required in a predetermined period of time, which must be the case with a conventional cyclic data transmission for controlling a system, the number of bus participants may be limited due to the necessary size of the data frames to be sent via the serial bus , In addition, the cycle time is additionally burdened by the transmission of test data, which must be transmitted separately from the data frame.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Anlage zur Datenübertragung in einem seriellen Bus der eingangs beschriebenen Art so auszugestalten, daß der Verkabelungsaufwand gering gehalten werden kann, daß ein Teilbetrieb auch bei Ausfall eines Busteilnehmers möglich ist und daß eine vergleichsweise hohe Übertragungsrate sichergestellt wird. Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß zumindest der Busteilnehmer am dem Steuergerät gegenüberliegenden Ende des bidirektionalen Busses eine in Abhängigkeit von einem Steuersignal des Steuergeräts ansteuerbare Sendeeinrichtung für einen die von den Busteilnehmern einzulesenden Datenfelder aufnehmenden Datenrahmen aufweist und daß die Auswerteschaltung der übrigen Busteilnehmer Steuerstufen zur Erweiterung des vom endseiti- gen Busteilnehmer gesendeten Datenrahmens um die jeweils in den Datenrahmen einzulesenden Datenfelder bildet.The invention is therefore based on the object of designing a system for data transmission in a serial bus of the type described at the outset in such a way that the wiring effort can be kept low, that partial operation is possible even if a bus participant fails and that a comparatively high transmission rate is ensured. The invention solves this problem in that at least the bus subscriber at the end of the bidirectional bus opposite the control device has a transmission device that can be controlled as a function of a control signal of the control device for a data frame that receives the data fields to be read in by the bus subscribers, and that the evaluation circuit of the other bus subscribers has control stages for Extension of the data frame sent by the end-user bus subscriber to form the data fields to be read into the data frame.

Mit dem Vorsehen eines bidirektionalen seriellen Busses kann auf eine von der Hinleitung gesonderte Rückleitung und damit auf einen größeren Verkabelungsaufwand verzichtet werden, was einerseits die Betriebssicherheit verbessert und anderseits eine Fehlersuche erleichtert. Zur Synchronisation der Datenübertragungen können in einfacher Weise vom Steuergerät Steuersignale, beispielsweise Steuerimpulse oder Steuerimpulsfolgen, über den Bus an alle Busteilnehmer versandt werden. Diese Steuersignale veranlassen die Sendeeinheit des Busteilnehmers am dem Steuergerät gegenüberliegenden Ende des Busses jeweils einen Datenrahmen zu erstellen, in den die Datenfelder der einzelnen Busteilnehmern nacheinander eingelesen werden, so daß sich der Datenrahmen von Busteilnehmer zu Busteilnehmer stufenweise vergrößert, wenn der jeweils vorgelagerte Busteilnehmer sein Datenfeld in den Datenrahmen einliest. Nach dem Einlesen des Datenfeldes des dem Steuergerät nächsten Busteilnehmers liegt der vollständige, die Datenfelder aller Busteilnehmer beinhaltende Datenrahmen vor.The provision of a bidirectional serial bus means that there is no need for a return line that is separate from the outgoing line and thus for a greater amount of cabling, which on the one hand improves operational reliability and on the other hand makes troubleshooting easier. To synchronize the data transmissions, control signals, for example control pulses or control pulse sequences, can be sent in a simple manner from the control unit to all bus participants via the bus. These control signals cause the transmission unit of the bus subscriber to create a data frame at the end of the bus opposite the control device, into which the data fields of the individual bus subscribers are read one after the other, so that the data frame is gradually increased from bus subscriber to bus subscriber when the upstream bus subscriber in each case has his data field reads into the data frame. After reading in the data field of the bus subscriber closest to the control device, the complete data frame containing the data fields of all bus subscribers is available.

Weist jeder Busteilnehmer eine Sendeeinrichtung für einen Datenrahmen zur Aufnahme der eigenen und vorzugsweise der Datenfelder der vorgeordneten Busteilnehmer auf, so kann ein Busteilnehmer ausfallen und trotzdem eine beschränkte Datenübermittlung aufrecht erhalten werden. Über den jeweils dem ausgefallenen Busteilnehmer unmittelbar vorgeordneten Busteilnehmer kann ja in einem solchen Fall ein Datenrahmen für die auf die vorgelagerten Busteilnehmer bezogenen Datenfelder erstellt und abgesandt werden. Somit eröffnet sich dem Steuergerät die Möglichkeit, einerseits einen Teilbetrieb des seriellen Bus- ses bis zum ausgefallenen Busteilnehmer aufrecht zu erhalten und andererseits den ausgefallenen Busteilnehmer zu erkennen und anzuzeigen.If each bus subscriber has a transmission device for a data frame for receiving its own and preferably the data fields of the upstream bus subscribers, a bus subscriber can fail and nevertheless limited data transmission can be maintained. In such a case, a data frame for the data fields relating to the upstream bus subscribers can be created and sent via the bus subscriber immediately preceding the failed bus subscriber. This opens up the possibility for the control unit to partly operate the serial bus to maintain it up to the failed bus participant and on the other hand to recognize and display the failed bus participant.

Das Steuergerät kann je einen mit einer Initialisierungseinrichtung verbundenen Speicher für die Größen der ein- und auszulesenden Datenfelder der jeweiligen Busteilnehmer aufweisen. Aufgrund der bekannten Reihenfolge der an das Steuergerät angeschlossenen Busteilnehmer wird die vorteilhafte Voraussetzung geschaffen, sowohl Datenrahmen zum Versenden an die Busteilnehmer zu erstellen als auch die Datenfelder aus den empfangenen Datenrahmen den jeweiligen Busteilnehmern zuzuordnen. Werden die Datenrahmen nur aus den ein- oder den auszulesenden Datenfeldern der Busteilnehmer gebildet, so ergeben sich besonders günstige Übertragungsbedingungen für Busteilnehmer mit einem vergleichsweise ungünstigen Größenverhältnis von ein- und auszulesenden Datenfeldern. Die Zykluszeiten eine Datenübertragung können somit klein gehalten werden, was unter anderem eine hohe Datenübertragungsrate erlaubt. Ist die Zyklusperiode für eine Datenübertragung vorbestimmt, so bietet der serielle Bus auch bei ungünstigen Größenverhältnissen von ein- und auszulesenden Datenfeldern die Möglichkeit, eine vergleichsweise hohe Anzahl an Busteilnehmern anzuschließen.The control unit can each have a memory connected to an initialization device for the sizes of the data fields to be read in and out of the respective bus subscribers. On the basis of the known sequence of the bus subscribers connected to the control device, the advantageous prerequisite is created both to create data frames for sending to the bus subscribers and to assign the data fields from the received data frames to the respective bus subscribers. If the data frames are formed only from the data fields of the bus users to be read in or out, particularly favorable transmission conditions result for bus users with a comparatively unfavorable size ratio of data fields to be read in and out. The cycle times of a data transmission can thus be kept short, which among other things allows a high data transmission rate. If the cycle period is predetermined for data transmission, the serial bus offers the option of connecting a comparatively large number of bus users even when the size of the data fields to be read in and out is unfavorable.

Da Busteilnehmer in einem seriellen Bus meist unterschiedliche Dringlichkeiten für die Datenübertragung aufweisen, muß die Zykluszeit für eine Datenübertragung so ausgelegt werden, daß auch Busteilnehmer mit dringlich benötigten Datenfeldern rechtzeitig versorgt werden können. Mit dem Vorgeben von Adressen für die einzelnen Busteilnehmer ist es dem Steuergerät möglich, besondere Datenrahmen zu erstellen, die nicht notwendigerweise für alle Busteilnehmer Datenfelder beinhalten. Diese besonderen mit Adressen versehenen Datenrahmen können vom Steuergerät in einer durch den üblichen Ubertragungszyklus nicht benötigten Zeitfenster versandt werden, so daß die adressierten Busteilnehmer bevorzugt mit Daten versorgt werden können. Somit sind die Übertragungszyklen für alle Busteilnehmer nicht notwendigerweise nach den höchsten Übertragungsraten auszulegen. Mit dem Erstellen von Prüfungsdaten aus den Datenrahmen können auf einfache Weise Fehler in der Datenübertragung erkannt werden. Zu diesem Zweck kann eine Kodiereinrichtung zu den entweder vom Steuergerät oder vom Busteilnehmer erstellten Datenrahmen Prüfungsdaten ermitteln, die mit dem jeweiligen Datenrahmen versandt werden. Um nun auch die von den Busteilnehmern um je ein Datenfeld erweiterten Datenrahmen auf Korrektheit überprüfen zu können, ersetzt die Kodiereinrichtung der einzelnen Busteilnehmer die jeweils vom vorhergehenden Busteilnehmer erstellten Prüfungsdaten durch Prüfungsdaten, die aus dem mit dem eigenen Datenfeld erweiterten Datenrahmen gebildet werden. Eine in jedem Busteilnehmer vorgesehene Überprüfungseinrichtung steuert die zugehörige Auswertestufe an, um nur bei erfolgreicher Überprüfung das Ein- und Auslesen der Datenfelder der empfangenen Datenrahmen zu erlauben, so daß keine fehlerhaft übertragen Daten übernommen werden. Da die Prüfungsdaten an die Größen der Datenrahmen gebundenen sind und auch stets mit den Datenrahmen versandt werden, wird die Größe der Zykluszeiten für eine Datenübertragung nur vergleichsweise wenig beeinflußt. Tritt ein Fehler in der Datenübertragung auf, so kann beispielsweise eine erneute Sendung des Datenrahmens oder auch eine Überprüfung des seriellen Busses erfolgen.Since bus subscribers in a serial bus usually have different urgencies for data transmission, the cycle time for data transmission must be designed so that bus subscribers with urgently required data fields can also be supplied in good time. By specifying addresses for the individual bus users, the control device is able to create special data frames that do not necessarily contain data fields for all bus users. These special data frames provided with addresses can be sent by the control unit in a time window that is not required due to the usual transmission cycle, so that the addressed bus users can preferably be supplied with data. This means that the transmission cycles for all bus users do not necessarily have to be based on the highest transmission rates. By creating test data from the data frames, errors in the data transmission can be easily identified. For this purpose, a coding device can determine test data for the data frames created either by the control device or by the bus subscriber, which are sent with the respective data frame. In order to be able to check the correctness of the data frame extended by the bus participants by one data field each, the coding device of the individual bus participants replaces the test data created by the previous bus participant with test data which are formed from the data frame expanded with their own data field. A checking device provided in each bus subscriber controls the associated evaluation stage in order to only allow the data fields of the received data frames to be read in and out if the check is successful, so that no incorrectly transmitted data are accepted. Since the test data are bound to the sizes of the data frames and are always sent with the data frames, the size of the cycle times for data transmission is influenced only comparatively little. If an error occurs in the data transmission, the data frame can be retransmitted or the serial bus can be checked, for example.

Fehler in der Datenübertragung können nicht nur mit Prüfungsdaten, sondern auch mit der am Steuergerät vorhanden Recheneinheit über eine Vollständigkeitsüberprüfung der empfangenen Datenrahmen erkannt werden. Fehlen beispielsweise Datenfelder in Datenrahmen, was unter anderem bei Fehlverhalten von Busteilnehmern der Fall sein kann, so ist dies von dem Steuergerät ohne weiteres erkennbar.Errors in the data transmission can be detected not only with test data, but also with the arithmetic unit provided on the control unit by a completeness check of the received data frames. If, for example, data fields are missing in data frames, which can be the case, among other things, in the event of misconduct on the part of bus participants, this can be easily recognized by the control unit.

Kurze Beschreibung der ZeichnungBrief description of the drawing

In den Zeichnungen ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es zeigenThe subject matter of the invention is shown, for example, in the drawings. Show it

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Anlage zur Datenübertragung in einem seriellen Bus in einem Blockschaltbild und Fig. 2 den zeitlichen Ablauf einer Datenübertragung im Bus nach der Fig.1.Fig. 1 shows an inventive system for data transmission in a serial bus in a block diagram and 2 shows the chronological sequence of a data transmission in the bus according to FIG. 1.

Weg zur Ausführung der ErfindungWay of carrying out the invention

Gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt der serielle Bus ein Steuergerät 1 und drei Busteilnehmer 2, 3, und 4, die über eine bidirektionale Leitung 5 miteinander verbunden sind. Eine Sende- und Empfangseinheit 6 des Steuergeräts 1 sendet an die Busteilnehmer 2, 3, 4 entsprechend der Fig. 2 ein Steuersignal 7, das zeitlich versetzt von den Busteilnehmern 2, 3, 4 empfangen wird und eine Auswertestufe 8 des Busteilnehmers 4 am Ende der Leitung 5 veranlaßt, einen Datenrahmen 9 über eine Sendeeinrichtung 10 in Richtung des Steuergeräts 1 zu senden, wobei die an das Steuergerät 1 zu übertragenden, zu einem Datenfeld 11 zusammengefaßten Daten mit Hilfe einer Steuerstufe 12 aus entsprechenden Datenspeichern 13 ausgelesen und dem Datenrahmen 9 hinzugefügt werden. Die vorgelagerten Busteilnehmer 2, 3 weisen ebenfalls Auswertestufen 8 auf, die über Steuerstufen 12 entsprechende Datenfelder 14, 15 aus Datenspeichern 13 in den Datenrahmen 9 einlesen, der somit durch die Datenfelder 14 und 15 stufenweise erweitert wird, so daß das Steuergerät 1 alle Datenfelder 15, 14, 11 der Busteilnehmer 2, 3, 4 empfängt. Die vom Steuergerät 1 an alle Busteilnehmer 2, 3, 4 zu übertragenden Datenfelder 16, 17, 18 werden ebenfalls in einen Datenrahmen 19 zusammengefaßt und über die Sende- und Empfangseinheit 6 versandt. Da den Busteilnehmern 2, 3, 4 die Position des ihnen zugehörigen Datenfeldes 16, 17, 18 im Datenrahmen 19 bekannt ist, können diese Datenfelder 16, 17, 18 über die Auswertestufen 8 zur Weiterverarbeitung ausgelesen werden. Mit dem erneuten Senden des Steuersignales 7 beginnt ein neuer Ubertragungszyklus in der bereits beschriebenen Art.According to the exemplary embodiment shown, the serial bus has a control unit 1 and three bus users 2, 3, and 4, which are connected to one another via a bidirectional line 5. A transmitting and receiving unit 6 of the control device 1 sends to the bus subscribers 2, 3, 4 according to FIG. 2 a control signal 7 which is received by the bus subscribers 2, 3, 4 at different times and an evaluation stage 8 of the bus subscriber 4 at the end of the Line 5 causes a data frame 9 to be sent via a transmission device 10 in the direction of the control device 1, the data to be transmitted to the control device 1 being combined into a data field 11 being read out from corresponding data memories 13 with the aid of a control stage 12 and being added to the data frame 9 , The upstream bus subscribers 2, 3 also have evaluation stages 8, which read in corresponding data fields 14, 15 from data memories 13 into the data frame 9 via control stages 12, which data frame 14 and 15 are thus gradually expanded so that the control device 1 contains all data fields 15 , 14, 11 of the bus participants 2, 3, 4 receives. The data fields 16, 17, 18 to be transmitted from the control unit 1 to all bus subscribers 2, 3, 4 are likewise combined in a data frame 19 and sent via the transmitting and receiving unit 6. Since the bus participants 2, 3, 4 know the position of their associated data field 16, 17, 18 in the data frame 19, these data fields 16, 17, 18 can be read out via the evaluation stages 8 for further processing. When the control signal 7 is sent again, a new transmission cycle begins in the manner already described.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel sind alle Busteilnehmer 2, 3, 4 mit einer Sendeeinrichtung 10 für einen Datenrahmen 9 zur Aufnahme der eigenen und vorzugsweise der Datenfelder 14, 15 der bezüglich des Steuergeräts 1 vorgeordneten Busteilnehmer ausgerüstet. Fällt z. B. der letzte Busteilnehmer 4 aus, so kann zufolge dieser Maßnahmen der unmittelbar vorgeordnete Busteilnehmer 3 als jeweils endseitiger Busteilnehmer für eine Erstellung eines entsprechenden Datenrahmens sorgen.According to the exemplary embodiment, all bus subscribers 2, 3, 4 are equipped with a transmission device 10 for a data frame 9 for receiving their own and preferably the data fields 14, 15 of the bus subscribers upstream with respect to control unit 1. Falls z. B. the last bus participant 4, the immediately upstream bus participant 3rd As the respective end-side bus participant, ensure that a corresponding data frame is created.

Eine Initialisierungseinrichtung 20 des Steuergeräts 1 erkennt auf bekannte Weise die Reihenfolge der an das Steuergerät 1 angeschlossenen Busteilnehmer 2, 3, 4 und schreibt in weiterer Folge die aus den Busteilnehmern 2, 3, 4 über Erkennungsdaten ausgelesene Größen der ein- und auszulesenden Datenfelder 15, 14, 11, 16, 17, 18 in einen Speicher 21 des Steuergeräts 1. Aufgrund der bekannten Reihenfolge sowie der Größe der Datenfelder 16, 17, 18 ist es einer Recheneinheit 22 des Steuergeräts 1 möglich, Datenrahmen 19 für alle Busteilnehmer 2, 3, 4 zu erstellen. Empfängt das Steuergerät 1 einen Datenrahmen 9, so kann über die gespeicherten Größen der auszulesenden Datenfelder 11 , 14, 15 sowie die Reihenfolge der Busteilnehmer 2, 3, 4 im Bus jedes Datenfeld 11 , 14, 15 einem Busteilnehmer 2, 3, 4 zugeordnet werden. Die Initialisierungseinrichtung 20 übermittelt den Busteilnehmern 2, 3, 4 jeweils die Position ihres Datenfeldes 16, 17, 18 im Datenrahmen 19, beispielsweise während einer Startphase, so daß jeder Busteilnehmer 2, 3, 4 aus dem empfangenen Datenrahmen 19 sein Datenfeld 16, 17, 18 entnehmen kann.An initialization device 20 of the control device 1 recognizes in a known manner the sequence of the bus users 2, 3, 4 connected to the control device 1 and subsequently writes the sizes of the data fields 15 to be read in and read out from the bus users 2, 3, 4 via identification data, 14, 11, 16, 17, 18 into a memory 21 of the control unit 1. Because of the known sequence and the size of the data fields 16, 17, 18, a computing unit 22 of the control unit 1 is able to generate data frames 19 for all bus users 2, 3, 4 to create. If the control device 1 receives a data frame 9, each data field 11, 14, 15 can be assigned to a bus participant 2, 3, 4 via the stored sizes of the data fields 11, 14, 15 to be read out and the sequence of the bus participants 2, 3, 4 in the bus , The initialization device 20 transmits the position of its data field 16, 17, 18 in the data frame 19 to the bus participants 2, 3, 4, for example during a start phase, so that each bus participant 2, 3, 4 derives its data field 16, 17 from the received data frame 19. 18 can be seen.

Das Steuergerät 1 weist einen mit der Recheneinheit 22 verbundenen Adressenspeicher 23 für Adressen 24 der Busteilnehmer 2, 3, 4 auf. In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann das Steuergerät 1 Datenfelder 16a, 17a, die in der Zeitspanne zwischen der Übertragung der Datenrahmen 9 und 19 asynchron innerhalb eines Ubertragungszyklus gesendet werden können, mit den zugehörigen Adressen 24 der jeweiligen Busteilnehmer 2, 3 versehen, um die Busteilnehmer 2, 3 mit zusätzlichen Daten zu versorgen bzw. von diesen Busteilnehmern 2, 3 zusätzlich Daten abfragen zu können. Die Datenrahmen für diese asynchron übermittelbaren Datenfelder 16a, 17a, 14a, 15a sind in der Fig. 2 mit 9a und 19a bezeichnet. Eine Erkennungsschaltung 25 jedes Busteilnehmers 2, 3, 4 erlaubt seiner jeweiligen Auswertestufe 8 ein Auslesen des Datenfeldes 16a, 17a bei übereinstimmender Adresse 24. Die Sendeeinrichtung 10 des in der Teilnehmerfolge zuletzt adressierten Busteilnehmers 3, sendet einen Datenrahmen 9a für sein eigenes Datenfeld 14a und das Datenfeld 15a des vorgeordne- ten, adressierten Busteilnehmers 2 in Richtung des Steuergeräts 1 zurück. Die Erkennungsschaltung 25 des anderen adressierten Busteilnehmers 2 erlaubt seiner Auswertestufe 8 das Erweitern dieses Datenrahmens 9a um das auszulesende Datenfeld 15a. Somit kann, wie in Fig. 2 dargestellt, eine Übertragung von Datenfeldern 16a und 17a nur an zwei Busteilnehmer 2 und 3 erfolgen. Da das Steuergerät 1 jeweils das Datenfeld 14a des zuletzt adressierten Busteilnehmers 3 im Datenrahmen 19a zuerst sendet, ist der zuletzt im Bus angesprochene Busteilnehmer 3 auf einfache Weise bestimmbar, so daß dieser Busteilnehmer 3 den asynchron empfangenen Datenrahmen 19a nicht weitersendet.The control unit 1 has an address memory 23, connected to the computing unit 22, for addresses 24 of the bus users 2, 3, 4. In an advantageous embodiment, the control device 1 can provide data fields 16a, 17a, which can be sent asynchronously within a transmission cycle in the period between the transmission of the data frames 9 and 19, with the associated addresses 24 of the respective bus users 2, 3 in order to provide the bus users 2 To supply 3 with additional data or to be able to query additional data from these bus users 2, 3. The data frames for these asynchronously communicable data fields 16a, 17a, 14a, 15a are designated in FIG. 2 with 9a and 19a. A detection circuit 25 of each bus subscriber 2, 3, 4 allows its respective evaluation stage 8 to read out the data field 16a, 17a with a matching address 24. The transmitting device 10 of the bus subscriber 3 last addressed in the subscriber sequence sends a data frame 9a for its own data field 14a and that Data field 15a of the upstream th, addressed bus device 2 back in the direction of the control unit 1. The detection circuit 25 of the other addressed bus subscriber 2 allows its evaluation stage 8 to expand this data frame 9a by the data field 15a to be read out. Thus, as shown in FIG. 2, data fields 16a and 17a can only be transmitted to two bus users 2 and 3. Since the control unit 1 sends the data field 14a of the last addressed bus user 3 in the data frame 19a first, the last bus user 3 addressed in the bus can be determined in a simple manner, so that this bus user 3 does not forward the asynchronously received data frame 19a.

Um Fehler in der Datenübertragung zu erkennen, erstellt eine Kodiereinrichtung 26 des Steuergeräts 1 von jedem zu versendenden Datenrahmen 19, 19a Prüfungsdaten 27, die mit dem Datenrahmen 19, 19a versandt werden. Eine Überprüfungseinrichtung 28 der Busteilnehmer 2, 3, 4 erlaubt der Auswertestufe 8 ein Ein- und Auslesen der jeweiligen Datenfelder, falls diese fehlerfrei übertragen wurden. Werden Datenrahmen 9, 9a mit von den Busteilnehmern 2, 3, 4 einzulesenden Datenfeldern 15, 14, 11 , 15a, 14a erweitert, so ersetzt die Kodiereinrichtung 26 des jeweiligen Busteilnehmers die empfangenen Prüfungsdaten durch neue Prüfungsdaten 27, die aus dem erweiterten Datenrahmen gebildet werden. Die neuen Prüfungsdaten 27 werden beispielsweise am Ende des Datenrahmens 9, 9a angehängt. Zusätzlich weist auch das Steuergerät 1 eine Überprüfungseinrichtung 28 auf, um der Recheneinheit 22 ein Auslesen der empfangenen Datenrahmen 9, 9a nur nach erfolgreicher Überprüfung der empfangenen Prüfungsdaten 27 zu ermöglichen.In order to detect errors in the data transmission, a coding device 26 of the control device 1 creates test data 27 for each data frame 19, 19a to be sent, which are sent with the data frame 19, 19a. A checking device 28 of the bus participants 2, 3, 4 allows the evaluation stage 8 to read in and read out the respective data fields if these were transmitted without errors. If data frames 9, 9a are expanded with data fields 15, 14, 11, 15a, 14a to be read in by bus participants 2, 3, 4, coding device 26 of the respective bus participant replaces the received test data with new test data 27 which are formed from the extended data frame , The new test data 27 are appended to the end of the data frame 9, 9a, for example. In addition, the control unit 1 also has a checking device 28 in order to enable the computing unit 22 to read out the received data frames 9, 9a only after the received checking data 27 has been checked successfully.

Über eine mit der Recheneinheit 22 verbundene Schnittstelle 29 kann die Anlage zur Datenübertragung beispielsweise mit einer Eingabeeinrichtung verbunden oder auch an einen vom seriellen Bus getrennten Bus angeschlossen werden. Via an interface 29 connected to the computing unit 22, the system for data transmission can be connected, for example, to an input device or can also be connected to a bus separate from the serial bus.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e : Patent claims:

1. Anlage zum Übertragen von Daten in einem seriellen Bus mit einem Steuergerät (1), das eine Sende- und Empfangseinheit (6) für zu einem Datenrahmen (19) zusammengefaßte Datenfelder (16, 17, 18) aufweist, und mit Busteilnehmern, (2, 3, 4) die eine Auswerteschaltung (8) zum Ein- und Auslesen von Datenfeldern (15, 14, 11 , 16, 17, 18) in Datenrahmen (9, 19) besitzen, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der Busteilnehmer (4) am dem Steuergerät (1) gegenüberliegenden Ende des bidirektionalen Busses eine in Abhängigkeit von einem Steuersignal (7) des Steuergeräts (1) ansteuerbare Sendeeinrichtung (10) für einen die von den Busteilnehmern (2, 3, 4) einzulesenden Datenfelder (15, 14, 11) aufnehmenden Datenrahmen (9) aufweist und daß die Auswerteschaltung (8) der übrigen Busteilnehmer (2, 3) Steuerstufen (12) zur Erweiterung des vom endseitigen Busteilnehmer (4) gesendeten Datenrahmens (9) um die jeweils in den Datenrahmen (9) einzulesenden Datenfelder (15, 14) bildet.1. System for the transmission of data in a serial bus with a control device (1) which has a transmitting and receiving unit (6) for data fields (16, 17, 18) combined to form a data frame (19), and with bus users, ( 2, 3, 4) which have an evaluation circuit (8) for reading in and reading out data fields (15, 14, 11, 16, 17, 18) in data frames (9, 19), characterized in that at least the bus subscriber (4 ) at the end of the bidirectional bus opposite the control device (1), a transmission device (10) which can be controlled as a function of a control signal (7) of the control device (1) for a data field (15, 14) to be read in by the bus users (2, 3, 4) , 11) receiving data frame (9) and that the evaluation circuit (8) of the other bus participants (2, 3) control stages (12) to expand the data frame (9) sent by the end-side bus participant (4) by the data frame (9 ) data fields (15, 14) to be read.

2. Anlage nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das jeder Busteilnehmer (2, 3, 4) eine Sendeeinrichtung (10) für einen Datenrahmen (9, 9a) zur Aufnahme der eigenen und vorzugsweise der Datenfelder der vorgeordneten Busteilnehmer aufweist.2. System according to claim 1, characterized in that each bus participant (2, 3, 4) has a transmitting device (10) for a data frame (9, 9a) for receiving its own and preferably the data fields of the upstream bus participants.

3. Anlage nach Anspruch 2 oder 3 mit einer Initialisierungseinrichtung des Steuergeräts zum Erkennen der Reihenfolge der an das Steuergerät angeschlossenen Busteilnehmer und zum Auslesen von Erkennungsdaten aus . den jeweiligen Busteilnehmern, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (1) einen mit der Initialisierungseinrichtung (20) verbundenen Speicher (21) für die Größen der ein- und auszulesenden Datenfelder (15, 14, 11 , 16, 17, 18) der jeweiligen Busteilnehmer (2, 3, 4) aufweist.3. System according to claim 2 or 3 with an initialization device of the control unit for recognizing the sequence of the bus subscribers connected to the control unit and for reading out identification data. the respective bus participants, characterized in that the control device (1) has a memory (21) connected to the initialization device (20) for the sizes of the data fields (15, 14, 11, 16, 17, 18) of the respective bus participants to be read in and read out (2, 3, 4).

4. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät einen Adressenspeicher (23) für die Adressen (24) der Busteilnehmer (2, 3, 4) aufweist und daß jeder Busteilnehmer (2, 3, 4) je eine Erken- nungsschaltung (25) zum Ansteuern der Auswerteschaltung (8) einerseits zum Auslesen des an den Busteilnehmer adressierten Datenfeldes im Datenrahmen (19a) und andererseits zum Erweitern des Datenrahmens (9a) um das jeweils einzulesende Datenfeld.4. Plant according to one of claims 1 to 3, characterized in that the control device has an address memory (23) for the addresses (24) of the bus subscribers (2, 3, 4) and that each bus subscriber (2, 3, 4) each a recognition voltage circuit (25) for controlling the evaluation circuit (8) on the one hand for reading out the data field addressed to the bus subscriber in the data frame (19a) and on the other hand for expanding the data frame (9a) by the data field to be read in in each case.

5. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (1) und die Busteilnehmern (2, 3, 4) je eine Kodiereinrichtung (26) zum Erstellen von Prüfungsdaten (27) aus Datenrahmen (9, 19, 9a, 19a) besitzen und daß das Steuergerät (1) und die Busteilnehmer (2, 3, 4) je eine Überprüfungseinrichtung (28) für mit den Datenrahmen (9, 19, 9a, 19a) empfangene Prüfungsdaten (27) aufweisen. 5. Installation according to one of claims 1 to 4, characterized in that the control device (1) and the bus participants (2, 3, 4) each have a coding device (26) for creating test data (27) from data frames (9, 19, 9a, 19a) and that the control device (1) and the bus subscribers (2, 3, 4) each have a checking device (28) for test data (27) received with the data frames (9, 19, 9a, 19a).