DE10215720A1

DE10215720A1 - Datenbus-Netzwerk

Info

Publication number: DE10215720A1
Application number: DE10215720A
Authority: DE
Inventors: Matthias Muth
Original assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 2002-04-10
Filing date: 2002-04-10
Publication date: 2003-10-30
Also published as: WO2003085899A1; AU2003216609A1

Abstract

Datenbus-Netzwerk mit einem Master-Netzwerkteilnehmer (1) und Slave-Netzwerkteilnehmern (2, 3, 4), wobei die Topologie einer Signalleitung (5, 6, 7) des Netzwerkes so gewählt ist, dass ein erster Slave-Netzwerkteilnehmer (2) bei einer Inbetriebnahme des Netzwerkes durch den Master-Netzwerkteilnehmer (1) konfiguriert wird, woraufhin der konfigurierte erste Slave-Netzwerkteilnehmer (2) die Signalleitung (6) zu einem zweiten Slave-Netzwerkteilnehmer (3) durchschaltet, der daraufhin ebenfalls konfiguriert wird und die Signalleitung (7) zu einem weiteren Slave-Netzwerkteilnehmer (4) durchschaltet, der nachfolgend konfiguriert wird, wobei dieser Vorgang sich für jeden weiteren Slave-Netzwerkteilnehmer wiederholt, bis alle Slave-Netzwerkteilnehmer konfiguriert sind.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Datenbus-Netzwerk mit mehreren Netzwerkteilnehmern.
Bei derartigen Bussystemen müssen in der Regel alle Teilnehmer durch eine Adresse eindeutig identifizierbar sein bzw. jeder Teilnehmer muss auf unterschiedliche, individuelle Nachrichten reagieren. Daher ist es erforderlich, dass jeder Teilnehmer vor Installation in dem Bussystem individuell konfiguriert wird. Erst diese Konfigurierung gestattet es, mehrere, gegebenenfalls gleichartige Teilnehmer in dem Netzwerk vorzusehen, die dennoch individuell angesprochen werden können.
Nachteil dieser erforderlichen Konfigurierung sind die hohen Kosten. So können die Teilnehmer durch Steckercodierungen, elektrische Brücken o. ä. individuell konfiguriert werden. Dabei entstehen jedoch zusätzliche, spezielle Kontakte, die zusätzliche oder größere Stecker erforderlich machen. Außerdem ist durch derartige Codierungen nur eine begrenzte Anzahl der Konfigurationskombinationen möglich.
Die Module können auch vor dem Einbau jedes Moduls konfiguriert werden. Dazu sind jedoch, insbesondere beim Einsatz in Fahrzeugen, Programmiergeräte vor Ort erforderlich, die gegebenenfalls bei einem Austausch eines einzelnen Netzwerkteilnehmers nicht zur Verfügung stehen bzw. zusätzlichen wirtschaftlichen Aufwand erfordern.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Datenbus-Netzwerk anzugeben, dessen Teilnehmer auf möglichst einfache Weise und gegebenenfalls auch nachträglich, zum Beispiel nach Austausch eines Netzwerkteilnehmers, einzeln, individuell konfiguriert werden können.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst:
Datenbus-Netzwerk mit einem Master-Netzwerkteilnehmer und Slave- Netzwerkteilnehmern wobei die Topologie einer Signalleitung des Netzwerkes so gewählt ist, dass ein erster Slave-Netzwerkteilnehmer bei einer Inbetriebnahme des Netzwerkes durch den Master-Netzwerkteilnehmer konfiguriert wird, woraufhin der konfigurierte erste Slave-Netzwerkteilnehmer die Signalleitung zu einem zweiten Slave-Netzwerkteilnehmer durchschaltet, der daraufhin ebenfalls konfiguriert wird und die Signalleitung zu einem weiteren Slave-Netzwerkteilnehmer durchschaltet, der nachfolgend konfiguriert wird, wobei dieser Vorgang sich für jeden weiteren Slave- Netzwerkteilnehmer wiederholt bis alle Slave-Netzwerkteilnehmer konfiguriert sind.
Die Signalleitung des erfindungsgemäßen Datenbus-Netzwerks ist bezüglich ihrer Topologie so ausgelegt, dass bei Inbetriebnahme des Netzwerkes zunächst nur ein Master-Netzwerkteilnehmer und ein erster Slave-Netzwerkteilnehmer miteinander über die Signalleitung verbunden sind. Auf diese Weise kann zunächst der Master den ersten Slave-Netzwerkteilnehmer konfigurieren, da dessen Ort aufgrund der Topologie der Signalleitung bekannt ist.
Ist der erste Slave-Netzwerkteilnehmer konfiguriert, so schaltet dieser die Signalleitung zu einem zweiten Slave-Netzwerkteilnehmer durch. Sobald dieser Kontakt hergestellt ist, kann der zweite Slave-Netzwerkteilnehmer konfiguriert werden, da auch hier aufgrund der Topologie sein Ort bekannt ist und er somit individuell konfiguriert werden kann.
Dieser Vorgang wiederholt sich nun solange, bis alle Slave-Netzwerkteilnehmer in dem Netzwerk konfiguriert sind. Dabei schaltet jeweils ein neu konfigurierter Slave- Netzwerkteilnehmer zu dem in der Topologie der Signalleitung nächsten Slave- Netzwerkteilnehmer den Datenbus durch, worauf dieser nächste Slave- Netzwerkteilnehmer konfiguriert wird.
In dem erfindungsgemäßen Datenbus-Netzwerk können die Netzwerkteilnehmer individuell konfiguriert werden, auch wenn sie gleichartig sind. Die individuelle Konfiguration gelingt allein anhand der Topologie der Signalleitung, so dass keinerlei zusätzliche Stecker oder Programmiergeräte erforderlich sind.
Ein wesentlicher Vorteil besteht ferner darin, dass eine Konfiguration, zum Beispiel eines einzelnen Netzwerkteilnehmers auch später noch möglich ist, zum Beispiel, wenn dieser Netzwerkteilnehmer ausgetauscht wurde und ein neu eingesetzter Netzwerkteilnehmer zunächst unkonfiguriert ist.
Zum Beispiel bei einem Einsatz des erfindungsgemäßen Datenbus-Netzwerkes in Kraftfahrzeugen kann es gegebenenfalls erforderlich sein, einzelne Netzwerkteilnehmer auszutauschen. In dem erfindungsgemäßen Datenbus-Netzwerk gelingt dann eine Neukonfiguration eines ausgetauschten Netzwerkteilnehmers ohne zusätzliche Hilfsmittel.
Die Signalleitung kann in dem Netzwerk zusätzlich zu einer Kommunikationsleitung vorgesehen sein, über die die normale Kommunikation innerhalb des Netzwerkes stattfindet. Vorteilhaft kann die Signalleitung aber auch, wie gemäß einer Ausgestaltung der erfindung gemäß Anspruch 2 vorgesehen ist, als Kommunikationsleitung eingesetzt werden.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 3 besteht die Konfiguration der Slave-Netzwerkteilnehmer wenigstens in einer Zuweisung einer individuellen Adresse des betreffenden Netzwerkteilnehmers. Diese Adresse identifiziert den Netzwerkteilnehmer in dem Netzwerk und ermöglicht es, gezielt einem bestimmten Netzwerkteilnehmer bestimmte Nachrichten zuzusenden.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 4 wird die Adresse, mit der ein Netzwerkteilnehmer konfiguriert wird, anhand des Ortes des Netzwerkteilnehmers in der Signalleitung gewählt. Dieser Ort ist anhand der Topologie und des nacheinander erfolgenden Durchschaltens der Signalleitung an die Slave- Netzwerkteilnehmer bekannt.
In ähnlicher Weise kann, wie nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 5 vorgesehen ist, nach einem Austausch eines Slave-Netzwerkteilnehmers dessen Position in dem Netzwerk dadurch ermittelt werden, dass festgestellt wird, bis zu welchem Netzwerkteilnehmer in der Topologie der Signalleitung ein Datenaustausch möglich ist. Der neu eingesetzte Netzwerkteilnehmer, der zunächst noch unkonfiguriert ist, wird zunächst keinen Datenaustausch über die Signalleitung zulassen und er wird auch das Datennetzwerk zu weiteren, hinter ihm angeordneten, Slave- Netzwerkteilnehmern sperren. Aufgrund dieser Konstellation ist sein Ort bekannt und er kann individuell konfiguriert werden.
Das erfindungsgemäße Datenbus-Netzwerk kann insbesondere als Local-Interconnect- Network (LIN) ausgebildet sein und in Fahrzeugen eingesetzt werden.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der einzigen Figur der Zeichnung näher erläutert.
Die einzige Figur zeigt ein erfindungsgemäßes Datenbus-Netzwerk, wie es beispielsweise in Fahrzeugen eingesetzt werden kann.
Das Blockschaltbild der Figur zeigt 4 Netzwerkteilnehmer 1, 2, 3 und 4.
Bei dem Netzwerkteilnehmer 1 handelt es sich um einen sogenannten Master- Netzwerkteilnehmer, der u. a. in der Lage ist, andere Netzwerkteilnehmer zu konfigurieren.
Bei den übrigen Netzwerkteilnehmern 2, 3 und 4 handelt es sich um sogenannte Slave- Netzwerkteilnehmer, die bei der Neukonfiguration des Netzwerkes zunächst nicht konfiguriert sind.
Um die Netzwerkteilnehmer 2, 3 und 4 individuell ansprechen zu können, müssen diese jedoch konfiguriert werden, d. h., insbesondere mit einer individuellen Adresse in dem Netzwerk versehen werden.
In der Figur ist angedeutet, dass alle Netzwerkteilnehmer 1, 2, 3 und 4 mittels einer Energieversorgung 5 und einem Bezugspotential GND mit Energie versorgt werden.
Die Netzwerkteilnehmer 1, 2, 3 und 4 sind mittels einer Signalleitung des Netzwerk- Datenbusses, die aus einzelnen Elementen 5, 6 und 7 besteht, miteinander verbunden. Die Signalleitung mit ihren Elementen 5, 6 und 7 dient in diesem Ausführungsbeispiel auch als Kommunikationsleitung in dem Netzwerk, über die die normale Datenkommunikation abläuft. Die Kommunikationsleitung kann aber auch getrennt von der Signalleitung vorgesehen sein.
Bei einer ersten Inbetriebnahme des Datenbus-Netzwerkes besteht über die Signalleitung zunächst nur eine Verbindung zwischen dem Master-Netzwerkteilnehmer 1 und dem ersten Slave-Netzwerkteilnehmer 2. Dieser Abschnitt 5 der Signalleitung gestattet einen Datenaustausch zwischen diesen beiden Netzwerkteilnehmern 1 und 2. Somit kann der Master-Netzwerkteilnehmer 1 den aufgrund dieser Topologie der Signalleitung eindeutig identifizierten ersten Slave-Netzwerkteilnehmer 2 individuell konfigurieren, d. h., diesem eine Adresse anhand seiner Anordnung in der Topologie der Signalleitung geben.
Bis zum Abschluss dieser Konfiguration des ersten Slave-Netzwerkteilnehmers 2 ist ein in diesem vorgesehener Schalter 8 zunächst geöffnet. Erst wenn die Konfiguration des ersten Slave-Netzwerkteilnehmers 2 abgeschlossen ist, wird in dem Slave- Netzwerkteilnehmer 2 der Schalter 8 geschlossen, der ein weiteres Element 6 der Signalleitung aktiviert.
Somit wird eine Datenbus-Verbindung über die Signalleitung zu einem zweiten Slave- Netzwerkteilnehmer 3 hergestellt, der nunmehr durch den Master-Netzwerkteilnehmer 1 konfiguriert werden kann. Da dies der zweite Slave-Netzwerkteilnehmer ist, der konfiguriert wird, ist dem Master-Netzwerkteilnehmer 1 aufgrund der Topologie der Signalleitung bekannt, an welchem Ort dieser zweite Slave-Netzwerkteilnehmer 3angeordnet ist. Daraus wird eine geeignete Adresse ermittelt, mit der der zweite Slave- Netzwerkteilnehmer 3 konfiguriert wird.
Erst nachdem dieser zweite Slave-Netzwerkteilnehmer 3 konfiguriert ist, wird ein in diesem vorgesehener Schalter 9 geschlossen, der ein weiteres Element 7 der Signalleitung aktiviert.
Nach Aktivierung des Datenbus-Elementes 7 ist nunmehr ein weiterer Slave- Netzwerkteilnehmer über die Signalleitung mit dem Master-Netzwerkteilnehmer 1 gekoppelt. Nunmehr kann der Master-Netzwerkteilnehmer 1 diesen weiteren Slave- Netzwerkteilnehmer 4 konfigurieren. Auch hier ist aufgrund der Topologie der Signalleitung wiederum dessen Position in dem Netzwerk bekannt, so dass dem Slave- Netzwerkteilnehmer 4 eine geeignete Adresse zugewiesen werden kann, mit der er konfiguriert wird.
Diese Konfiguration des Netzwerkes bzw. der Netzwerkteilnehmer kann so zusammengefasst werden, dass bei einer Inbetriebnahme des Netzwerkes mit zunächst unkonfigurierten Slave-Netzwerkteilnehmern zunächst nur eine Verbindung über die Signalleitung zu einem der Slave-Netzwerkteilnehmer hergestellt wird. Ist dieser konfiguriert, schaltet er die Signalleitung an einen weiteren Netzwerkteilnehmer durch, der daraufhin konfiguriert wird. Dieser Vorgang wiederholt sich solange, bis alle Slave- Netzwerkteilnehmer konfiguriert sind.
Es findet also eine Art "serielle Konfigurierung" der Netzwerkteilnehmer statt, bei der aufgrund der Topologie der Signalleitung und der Netzwerkteilnehmer für jeden neu zu konfigurierenden Slave-Netzwerkteilnehmer jeweils dessen Position in der Signalleitung bekannt ist, so dass dieser mit einer entsprechenden Adresse konfiguriert werden kann.
Es kann sich um gleichartige Netzwerkteilnehmer 2, 3 und 4 handeln, die dennoch individuell konfiguriert werden können, ohne dass dafür Codierstecker, Programmiergeräte o. ä. erforderlich wären.
Auch nach Austausch eines einzelnen Netzwerkteilnehmers gelingt eine Neukonfiguration dieses Teilnehmers ohne zusätzliche Hilfsmittel. Wird beispielsweise der Netzwerkteilnehmer 3 ausgetauscht und durch einen neuen, zunächst unkonfigurierten Netzwerkteilnehmer ersetzt, so ist dessen Schalter 9 zunächst geöffnet. Damit gelingt zunächst nur eine Datenübertragung über die Signalleitung zwischen dem Master-Netzwerkteilnehmer 1 und dem ersten Slave-Netzwerkteilnehmer 2. Aus dieser Tatsache kann unmittelbar darauf geschlossen werden, dass der Slave- Netzwerkteilnehmer 3 ausgetauscht wurde und noch unkonfiguriert ist. Es ist also der Ort des ausgetauschten Slave-Netzwerkteilnehmers bekannt und daher kann dieser ausgetauschte Netzwerkteilnehmer entsprechend konfiguriert werden. Sobald dies geschehen ist, wird in dem ausgetauschten Slave-Netzwerkteilnehmer 3 dessen Schalter 9 geschlossen, so dass wieder eine Signalleitungs-Verbindung zwischen sämtlichen Netzwerkteilnehmern 1, 2, 3 und 4 besteht.
Das erfindungsgemäße Datenbus-Netzwerk erlaubt also nicht nur bei einer Neukonfiguration des Netzwerkes eine einfache Konfiguration von dessen Teilnehmern, sondern gestattet auch nach einem Austausch eines oder mehrerer Netzwerkteilnehmer eine Neukonfiguration der neu eingesetzten Netzwerkteilnehmer. Auch dies gelingt ohne zusätzliche Hilfsmittel, wie Codierstecker oder Programmiergeräte.

Claims

1. Datenbus-Netzwerk mit einem Master-Netzwerkteilnehmer (1) und Slave- Netzwerkteilnehmern (2, 3, 4), wobei die Topologie einer Signalleitung (5, 6, 7) des Netzwerkes so gewählt ist, dass ein erster Slave-Netzwerkteilnehmer (2) bei einer Inbetriebnahme des Netzwerkes durch den Master-Netzwerkteilnehmer (1) konfiguriert wird, woraufhin der konfigurierte erste Slave-Netzwerkteilnehmer (2) die Signalleitung (6) zu einem zweiten Slave-Netzwerkteilnehmer (3) durchschaltet, der daraufhin ebenfalls konfiguriert wird und die Signalleitung (7) zu einem weiteren Slave- Netzwerkteilnehmer (4) durchschaltet, der nachfolgend konfiguriert wird, wobei dieser Vorgang sich für jeden weiteren Slave-Netzwerkteilnehmer wiederholt bis alle Slave- Netzwerkteilnehmer konfiguriert sind.

2. Datenbus-Netzwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalleitung (5, 6, 7) auch Kommunikationsleitung in dem Netzwerk ist.

3. Datenbus-Netzwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Konfiguration der Slave-Netzwerkteilnehmer (2, 3, 4) wenigstens in einer Zuweisung einer individuellen Adresse des betreffenden Slave-Netzwerkteilnehmers (2, 3, 4) im Datenbus-Netzwerk besteht.

4. Datenbus-Netzwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass aufgrund der Topologie der Signalleitung (5, 6, 7) der jeweilige Ort eines zu konfigurierenden Slave-Netzwerkteilnehmers (2, 3, 4) bekannt ist und dass in Abhängigkeit dieses Ortes dessen Adresse gewählt wird.

5. Datenbus-Netzwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Austausch eines Slave-Netzwerkteilnehmers (2, 3, 4) der Ort des ausgetauschten und somit neu zu konfigurierenden Slave-Netzwerkteilnehmers (2, 3, 4) daraus ermittelt wird, bis zu welchem Slave-Netzwerkteilnehmer (2, 3, 4) in dem Datenbus-Netzwerk eine Kommunikation über die Signalleitung (5, 6, 7) möglich ist, woraus bekannt ist, dass der in der Topologie des Netzwerkes nächstfolgende Slave- Netzwerkteilnehmer (2, 3, 4) ausgetauscht wurde, welcher dann entsprechend seinem Ort konfiguriert wird.

6. Datenbus-Netzwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Datenbus-Netzwerk ein Local-Interconnect-Network (LIN) entsprechend dem Standard für Fahrzeuge eingesetzt wird.

7. Anwendung des Datenbus-Netzwerkes nach einem der Ansprüche 1 bis 5 in einem Fahrzeug.