DE10211284A1 - Bussystem aus wenigstens zwei Datenbussen - Google Patents
Bussystem aus wenigstens zwei DatenbussenInfo
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Abstract
Bussystem, bestehend aus wenigstens zwei Datenbussen, wobei der erste Datenbus eine erste Anzahl von Teilnehmern aufweist und der zweite Datenbus eine zweite Anzahl von Teilnehmern aufweist, wobei als Datenbusse wenigstens zwei TTCAN-Busse verwendet werden, die miteinander durch gleichzeitig mit beiden TTCAN-Bussen in Verbindung stehende Teilnehmer derart verbunden sind, dass weniger Teilnehmer als die Summe der Anzahl der Teilnehmer des ersten TTCAN-Busses und der Anzahl der Teilnehmer des zweiten TTCAN-Busses gleichzeitig mit beiden TTCAN-Bussen in Verbindung stehen, wobei Mittel enthalten sind, durch welche abhängig von der Anzahl der Teilnehmer, die mit den wenigstens zwei TTCAN-Bussen gleichzeitig verbunden sind, eine skalierbare Fehlertoleranz im Bussystem erzeugt wird.
Description
Die Erfindung geht von einem Bussystem gemäß dem Oberbegriff
der Ansprüche aus.
Die Vernetzung von Steuergeräten, Sensorik und Aktuatorik
mit Hilfe eines Kommunikationssystems bzw. eines Bussystems
hat in den letzten Jahren beim Bau von modernen
Kraftfahrzeugen oder auch im Maschinenbau, insbesondere im
Werkzeugmaschinenbereich als auch in der Automatisierung
drastisch zugenommen. Synergieeffekte durch Verteilung von
Funktionen auf mehrere Steuergeräte können dabei erzielt
werden. Man spricht hierbei von verteilten Systemen. Die
Kommunikation zwischen verschiedenen Stationen findet mehr
und mehr über wenigstens einen Bus bzw. wenigstens ein
Bussystem statt. Der Kommunikationsverkehr auf dem
Bussystem, Zugriffs- und Empfangsmechanismen sowie
Fehlerbehandlung werden über ein Protokoll geregelt.
Als Protokoll im Kfz-Bereich etabliert ist der CAN
(controller area network). Dieses ist ein
ereignisgesteuertes Protokoll, d. h. Protokollaktivitäten
wie das Senden einer Nachricht werden durch Ereignisse
iniziiert, die ihren Ursprung außerhalb des
Kommunikationssystems haben. Der eindeutige Zugang zum
Kommunikationssystem bzw. Bussystem wird über eine
prioritätsbasierte Bitarbitrierung gelöst. Eine
Voraussetzung dafür ist, dass jeder Nachricht eine Priorität
zugewiesen ist. Das CAN-Protokoll ist sehr flexibel; ein
Hinzufügen weiterer Knoten und Nachrichten ist damit
problemlos möglich, so lange es noch freie Prioritäten
(message identifier) gibt. Die Sammlung aller im Netzwerk zu
sendenden Nachrichten mit Prioritäten und deren Senderknoten
sowie möglicherweise Empfangsknoten werden in einer Liste,
der sogenannten Kommunikationsmatrix abgelegt.
Ein alternativer Ansatz zur ereignisgesteuerten, spontanen
Kommunikation ist der rein zeitgesteuerte Ansatz. Alle
Kommunikationsaktivitäten auf dem Bus sind strikt
periodisch. Protokollaktivitäten wie das Senden einer
Nachricht werden nur durch das Fortschreiten einer für das
gesamte Bussystem gültigen Zeit ausgelöst. Der Zugang zum
Medium basiert auf der Zuteilung von Zeitbereichen, in denen
ein Sender exklusives Senderecht hat. Das Protokoll ist
vergleichsweise unflexibel; ein Hinzufügen von neuen Knoten
ist nur dann möglich, wenn zuvor schon die entsprechenden
Zeitbereiche freigelassen wurden. Dieser Umstand erzwingt,
die Nachrichtenreihenfolge schon vor Inbetriebnahme
festzusetzen. Es wird also ein Fahrplan erstellt, der den
Anforderungen der Nachrichten bezüglich Wiederholrate,
Redundanz, Deadlines usw. genügen muss. Man spricht vom
sogenannten Busschedule. Die Positionierung der Nachrichten
innerhalb der Sendeperioden muss auf die Applikationen
abgestimmt werden, die die Nachrichteninhalte produzieren,
um die Latenzen zwischen Applikation und Sendezeitpunkt
minimal zu halten. Wenn diese Abstimmung nicht erfolgt,
würde der Vorteil der zeitgesteuerten Übermittlung (minimale
Latent-Jitter beim Senden der Nachricht am Bus) zerstört. Es
werden so hohe Anforderungen an die Planungstools gestellt.
Ein solches Bussystem ist beispielsweise der TTP/C.
Der in den Patentanmeldungen DE 100 00 302 A1, DE 100 00 303 A1,
DE 100 00 304 A1 und DE 100 00 305 A1 sowie dem ISO
Standard 11898-4 (zur Zeit noch als Draft) gezeigte
Lösungsansatz des zeitgesteuerten CAN, des sogenannten TTCAN
(time triggered controller area network) genügt den oben
skizzierten Forderungen nach zeitgesteuerter Kommunikation
sowie den Forderungen nach einem gewissen Maß an
Flexibilität. TTCAN erfüllt dies durch den Aufbau der
Kommunikationsrunde (basic cycle) in sogenannte exklusive
Zeitfenster für periodische Nachrichten bestimmter
Kommunikationsteilnehmer und in sogenannte arbitrierende
Zeitfenster für spontane Nachrichten mehrerer
Kommunikationsteilnehmer. TTCAN basiert im Wesentlichen auf
einer zeitgesteuerten, periodischen Kommunikation, die durch
einen hauptzeitgebenden Teilnehmer oder Knoten, den
sogenannten Zeitmaster, mit Hilfe einer
Zeitreferenznachricht, oder kürzer Referenznachricht
getaktet wird. Die Periode bis zur nächsten
Referenznachricht wird als Basiszyklus (basic cycle)
bezeichnet und unterteilt sich in eine vorgebbare Anzahl von
Zeitfenstern. Dabei wird zwischen den lokalen Zeiten bzw.
lokalen Zeitgebern der einzelnen Teilnehmer bzw. Knoten und
der Zeit des Zeitmasters als globaler Zeit von dessen
Zeitgeber unterschieden. Weitere Grundlagen und Definitionen
bezogen auf den TTCAN sind aus dem ISO-Draft 11898-4 oder
dem genannten Stand der Technik zu entnehmen, werden somit
als bekannt vorausgesetzt und nicht noch einmal explizit
aufgeführt.
Für die Vernetzung von Steuergeräten in der Automatisierung,
im Kraftfahrzeug oder an anderen Stellen gibt es somit eine
Reihe von Echtzeitbussystemen wie z. B. die erwähnten CAN,
TTP/C oder auch Byteflight sowie das eben ausgeführte TTCAN.
Bei CAN, TTCAN oder Byteflight handelt es sich um
Einkanalbussysteme, was bedeutet, dass Redundanz durch
Vervielfachung des entsprechenden Systems erreicht werden
kann. TTP/C ist ein intrinsisch zweikanaliges System, das
bedeutet, dass die Redundanz immer eingebaut ist. Viele
Bussysteme stellen als Service eine auf den Bus
synchronisierte Zeitbasis zur Verfügung. Bei den
Bussystemen, die von vornherein als Zwei- oder
Mehrkanallösungen konzipiert werden, wird in der Regel die
Synchronisierung per Design erzwungen; typischerweise
dadurch, dass ein Knoten bzw. Teilnehmer auf beiden Bussen
gleichzeitig senden muss. Dies hat Vorteile (z. B.
Synchronisierung ist immer gewährleistet), aber auch eine
Reihe von Nachteilen, wie z. B. dass nicht jeder Bus für
sich zu betreiben ist, die Zeitmuster auf beiden Bussen nur
sehr begrenzt verschieden sein können und dass die
Modularität der beiden oder mehreren Bussysteme durch die
per Design vorhandene Kopplung aufgeweicht wird.
Wie ausgeführt zeigt sich somit, dass der Stand der Technik
nicht in jeder Hinsicht optimale Ergebnisse zu liefern
vermag. Diese Situation soll im Weiteren verbessert werden.
Bei Bussen bzw. Bussystemen, die als einkanalig konzipiert
sind, wird nun die Synchronisierung explizit durchgeführt,
falls sie benötigt wird. Im Weiteren wird von einem TTCAN-
Netzwerk als Bussystem bzw. von mehreren TTCAN-Bussen bzw.
Bussystemen und ihrer Verkopplung ausgegangen, wobei dies
nur insofern als einschränkend bezüglich des späteren
Gegenstands der Erfindung zu verstehen ist, als
Eigenschaften des TTCAN Voraussetzung bzw. Notwendigkeit zur
Darstellung des erfindungsgemäßen Gegenstandes sind.
Die Erfindung betrifft ein Bussystem bestehend aus
wenigstens zwei Datenbussen, wobei der erste Datenbus eine
erste Anzahl von Teilnehmern aufweist und der zweite
Datenbus eine zweite Anzahl von Teilnehmern aufweist, wobei
vorteilhafter Weise als Datenbusse wenigstens zwei TTCAN-
Busse verwendet werden, die miteinander durch gleichzeitig
mit beiden TTCAN-Bussen in Verbindung stehende Teilnehmer
derart verbunden sind und weniger Teilnehmer als die Summe
der Anzahl der Teilnehmer des ersten TTCAN-Busses und der
Anzahl der Teilnehmer des zweiten TTCAN-Busses gleichzeitig
mit beiden TTCAN-Bussen in Verbindung stehen, wobei Mittel
enthalten sind, durch welche abhängig von der Anzahl der
Teilnehmer, die mit den wenigstens zwei TTCAN-Bussen
gleichzeitig verbunden sind eine skalierbare Fehlertoleranz
im Bussystem erzeugt wird.
Weiterhin von Vorteil ist, dass, insbesondere bei mehr als
zwei TTCAN-Bussen, immer zwei TTCAN-Busse als wenigstens ein
gekoppeltes Paar von Datenbussen durch wenigstens einen
Teilnehmer miteinander verbunden sind.
Zweckmäßiger Weise sind im Bussystem Mittel, wie z. B. der
Synchronisations Layer (SL, SLZ) vorgesehen, durch welche
eine Synchronisierung der wenigstens zwei TTCAN-Busse
durchgeführt wird.
Dabei kann einerseits die globale Zeit bei wenigstens einem
gekoppelten Paar von TTCAN-Bussen synchronisiert werden
und/oder andererseits die Zykluszeit bei wenigstens einem
gekoppelten Paar von TTCAN-Bussen synchronisiert werden.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben
sich aus der Beschreibung sowie den Merkmalen der Ansprüche.
Die Erfindung wird im Weiteren anhand der in der Zeichnung
dargestellten Figuren näher erläutert.
Dabei zeigt
Fig. 1 die Verkopplung zweier TTCAN-Bussysteme mittels
eines Teilnehmers, der als Gateway-Teilnehmer fungiert.
Fig. 2 zeigt die Verkopplung dreier TTCAN-Bussysteme durch
gekoppelte Paare.
Fig. 3 zeigt die Verkopplung von vier TTCAN-Bussystemen
durch verschiedene Teilnehmer zur Darstellung skalierbarer
Toleranz.
Fig. 4 zeigt ein Flussdiagramm zum Frequenzangleich
zwischen zwei TTCAN-Bussen bzw. TTCAN-Bussystemen.
Fig. 5 zeigt ein Flussdiagramm zur Darstellung des
Phasenangleichs zweier TTCAN-Busse bzw. TTCAN-Bussysteme.
Die Erfindung beschreibt allgemeine Möglichkeiten, wie ein
fehlertolerantes Bussystem bzw. Netzwerk aus der Kombination
von mehreren TTCAN-Bussen erzeugt werden kann. Besonders
vorteilhaft ist dies zusammen mit den Mechanismen bezüglich
der Synchronisation der globalen Zeit von mehreren TTCAN-
Bussen und/oder der Synchronisation der Zykluszeit von
mehreren TTCAN-Bussen, womit eine Synchronisation all dieser
Busse im Gesamtbussystem oder Netzwerk aufeinander erreicht
werden kann.
Fig. 1 zeigt ein Bussystem bzw. Netzwerk bestehend aus
mehreren, hier zwei, TTCAN-Bussen bzw. TTCAN-Bussystemen.
Mit 103B1 ist darin ein erster Bus und mit 103B2 ein zweiter
Bus dargestellt. Am ersten Bus 103B1 sind zwei Teilnehmer
101 und 102 angekoppelt. Am zweiten Bus 103B2 ist ein
Teilnehmer 105 angekoppelt. Ber Teilnehmer 100 ist an beide
Busse 103B1 und 103B2 angekoppelt und fungiert als
Verbindungsteilnehmer oder auch Gateway-Rechner bzw.
Gateway-Teilnehmer oder Gateway-Controller, welcher auf
beide Busse Zugriff hat. Ein gekoppeltes Paar von TTCAN-
Bussen (hier 103B1 und 103B2) wird somit als eine
Kombination von zwei TTCAN-Bussen so definiert, dass es
mindestens einen Gateway-Teilnehmer gibt, der auf beide
Busse Zugriff hat. Die Verbindung der einzelnen Teilnehmer
zum jeweiligen Bus erfolgt über ein entsprechendes
Schnittstellenelement, beispielsweise bei Teilnehmer 101
über das Schnittstellenelement 110B1. Ebenso ist der
Teilnehmer 100 als Gateway-Teilnehmer über ein
Schnittstellenelement 104B1 mit dem Bus 103B1 sowie über ein
Schnittstellenelement 104B2 mit dem Bus 103B2 verbunden.
Alternativ könnte auch im Gegensatz zu zwei
Schnittstellenelementen 104B1 und 104B2 ein
Schnittstellenelement mit zwei Anschlüssen zur Anbindung an
den Bus 103B1 und an den Bus 103B2 vorgesehen sein.
Weiterhin dargestellt im Teilnehmer 100 bzw. 101 ist ein
Taktgeber 111 bzw. 106 mit einer internen Taktquelle oder
auch Zeitquelle 107 bzw. 112, insbesondere ein Quarz oder
ein Oszillator, insbesondere ein VCO (voltage controlled
oscillator). Weiterhin enthalten innerhalb des jeweiligen
Zeitgebers 106 bzw. 111 ist ein Zeiterfassungsbaustein,
insbesondere ein Zähler oder Counter 108 bzw. 113.
Steuerungsaufgaben im jeweiligen Teilnehmer, insbesondere
zur Ein-/Ausgabe von Daten auf das Bussystem, zur Übernahme
der Zeitinformation aus dem Zeitgeber sowie zur
Synchronisation der Busse bzw. Busteilnehmer und weitere,
insbesondere erfindungsgemäße Verfahren und
Verfahrensschritte usw. können durch die Bausteine 109 bzw.
114 als Verarbeitungsbausteine, insbesondere einen
Mikrocomputer bzw. Mikroprozessor oder auch Controller
wahrgenommen werden. Teile dieser Funktionalität oder die
gesamte Funktionalität kann aber auch direkt im jeweiligen
Schnittstellenbaustein vorhanden sein.
Dabei kann nun ein Teilnehmer als Zeitreferenzgeber im Sinne
von TTCAN vorgegeben werden, insbesondere pro Bussystem.
Dieser Teilnehmer, der Zeitreferenzgeber als Zeitmaster,
gibt somit den Basiszyklus wie im Stand der Technik
beschrieben vor. Ebenso ist es möglich, dass der Gateway-
Teilnehmer als Zeitreferenzgeber, also als Zeitmaster oder
Timemaster für beide Bussysteme fungiert. Der Zeitgeber des
entsprechenden Referenzteilnehmers, also des Zeitmasters des
jeweiligen TTCAN-Systems, durch welchen die lokale Zeit
dieses Zeitmasters ermittelt wird, gilt somit als
Referenzzeitgeber bzw. gibt die Referenzzeit für das
entsprechende Bussystem vor, also entsprechend 103B1
und/oder 103B2. D. h. der lokale Zeitgeber, z. B. 106
und/oder 111 des vorgegebenen Referenzteilnehmers als
Zeitmaster gilt somit als globaler Zeitgeber des
entsprechenden Busses bzw. Bussystems 103B1 und/oder 103B2
und gibt die globale Zeit des entsprechenden Busses vor.
In Fig. 1 ist somit ein gekoppeltes Paar von TTCAN-Bussen
mit einem Gateway-Teilnehmer oder Gateway-Knoten
dargestellt. Zur präziseren Darstellung dieser
erfindungsgemäßen Kopplung wird die nachfolgende
erfindungsgemäße Beschreibung verwendet:
Wenigstens zwei TTCAN-Busse B1, B2 sind gekoppelt, wenn es
eine Folge Pi = (BXi, BYi) mit i = 1 bis n und n Element N
gibt, die folgende Eigenschaften aufweist:
- - BXi, BYi sind TTCAN-Busse für alle i.
- - Für ein i bilden BXi und BYi ein gekoppeltes Paar von TTCAN-Bussen
- - BX(i + 1) ist BYi (für i = 1 bis n-1)
- - BX1 ist Bus B1 und BYn ist Bus B2.
D. h. zwei TTCAN-Busse B1 und B2 sind gekoppelt, wenn sie
durch irgendeinen auch noch so komplizierten Pfad von
gekoppelten Paaren verbunden sind. Ein System von mindestens
zwei TTCAN-Bussen heißt hier ein fehlertolerantes TTCAN-
Bussystem, wenn je zwei der Busse gekoppelt (im vorgenannten
Sinne) sind. Somit sind alle Systemarchitekturen erfassbar,
die ein fehlertolerantes TTCAN-Bussystem oder Netzwerk
verwenden.
Weitere Beispiele sind in den Fig. 2 und 3 dargestellt.
So zeigt Fig. 2 drei TTCAN-Busse 203B1, 203B2 und 203B3
sowie Busteilnehmer 200, 201, 204 und 205. Dabei sind die
Busse 203B1 und 203B2 durch den Teilnehmer 200 miteinander
verbunden und ebenso die Busse 203B2 und 203B3 durch den
Teilnehmer 201. Somit sind im erfindungsgemäßen Sinne durch
die Kopplung der Bussysteme 203B1 und 203B2 sowie 203B2 und
203B3 als gekoppelte Paare durch die Teilnehmer 200 und 201
auch die Bussysteme 203B1 und 203B3 entsprechend nach
vorgenannter Definition fehlertolerant verbunden,
insbesondere bezüglich der Synchronisation. Im Gegensatz zu
konventionell redundanten Systemen, also zweier Busse im
Gesamtbussystem, bei denen jeder Knoten bzw. Teilnehmer mit
jedem anderen Bus redundant verbunden ist, also jeder
Teilnehmer eine Verbindung zu jedem Bus aufweist, erlauben
die hier vorgeschlagenen Systemarchitekturen durch
Verwendung gekoppelter Paare eine skalierbare Fehlertoleranz
sowie eine Mischung von fehlertoleranten und nicht
fehlertoleranten Systemen.
Dies ist am Beispiel von Fig. 3 noch einmal erläutert.
Darin sind vier Busse 303B1, 303B2, 303B3 und 303B4
dargestellt. Daneben sind die Busteilnehmer 301, 302, 300,
304 und 305 dargestellt. Die Busse 303B1 und 303B2 sind
durch den Teilnehmer 300 miteinander gekoppelt, und die
Busse 303B3 und 303B4 durch den Teilnehmer 301. Gleichzeitig
sind die drei Busse 303B1, 303B2 und 303B3 durch den
Teilnehmer 302 miteinander verbunden, so dass einerseits
eine Mischung von fehlertoleranten und nicht
fehlertoleranten Systemen ermöglicht wird und andererseits
die gewünschte Fehlertoleranz im System skalierbar, d. h. in
verschiedenen Redundanzgraden (einfach-, zweifach-,
mehrfach-redundant) dargestellt werden kann. Es ist somit
möglich, höhere Redundanzgrade in ein System einzuführen,
ohne dabei Systeme zu koppeln, die entkoppelt bleiben
sollen. Damit ist eine Reduktion von Common-Mode-Fehlern,
also Gleichtaktfehlern des Bussystems bzw. der Bussyteme
ebenfalls möglich.
In Verbindung mit den Synchronisationsmechanismen im TTCAN
ist es somit möglich, ein einheitliches synchronisiertes
Kommunikationssystem zu schaffen, das alle denkbaren
Fehlertoleranzgrade in einfachster Weise ermöglicht. Im
Nachfolgenden wird die Synchronisierung bezüglich der
globalen Zeit sowie der Zykluszeiten oder cycle time
einzelner Teilnehmer bzw. Bussysteme näher beschrieben.
Zunächst wird ein allgemeines Verfahren beschrieben, wie
zwei oder mehrere TTCAN-Busse, insbesondere Level 2 (Siehe
ISO Draft), ihre globalen Zeiten aufeinander synchronisieren
können. Dieses Verfahren kann sowohl von einer dedizierten
Hardware, von der auf den entsprechenden Hosts ablaufenden
Applikationen oder von einer speziellen Softwareschicht
durchgeführt werden.
Im Folgenden wird das Verfahren zur Synchronisation
einschließlich möglicher Varianten im Ablauf beschrieben.
Ein Paar von Bussen wird hier direkt synchronisierbar
genannt, wenn es mindestens einen Gateway-Rechner gibt, der
auf beide Busse Zugriff hat, wie vorhergehend beschrieben.
Allgemeine Voraussetzung ist weiterhin, dass es zwischen
zwei zu synchronisierenden Bussen eine Kette von Gateways
gibt, die die beiden Busse über direkt synchronisierbare
Paare, also die oben genannten gekoppelten Paare verbindet.
Die Synchronisationsschicht (Hardware oder Software), die
die Synchronisation durchführt, wird im Folgenden
Synchronisationslayer SL genannt. Dabei muss das SL nicht
notwendigerweise auf jedem Knoten vorhanden sein, wie auch
der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen ist.
In einer Ausführungsform ist der Gateway-Teilnehmer oder
Gateway-Rechner der Zeitmaster in wenigstens einem der
beiden zu synchronisierenden Busse zur Angleichung der Zeit
in dem Bus, in dem er Timemaster ist. Optional als weitere
Ausführungsform kann eine Nachricht vom Gateway-Teilnehmer
an den Timemaster übermittelt werden, um die entsprechende
Zeitanpassung zur Synchronisierung vorzunehmen. Dann ist es
nicht notwendig, dass der Gateway-Teilnehmer auch Timemaster
wenigstens eines der zu synchronisierenden Bussysteme ist.
Zur Initialisierung läuft auf jedem TTCAN-Bus die für diesen
Bus laut ISO 11898-4 und Stand der Technik für den TTCAN
spezifizierte Initialisierungsprozedur ab. Als Resultat
erhält man zwei oder auch mehrere unabhängig voneinander
laufende TTCAN Busse mit verschiedenen globalen Zeiten und
verschiedenen aktuellen Zeitmastern. In einer optionalen
Variante kann man durch das Systemdesign dafür sorgen, dass
auf beiden bzw. auf mehreren Bussen der selbe Knoten bzw.
Teilnehmer zum Zeitmaster wird.
Im Weiteren wird anhand der Fig. 4 und 5 Frequenz- und
Phasenangleich beschrieben, wobei die Frequenz und die Phase
der Busse getrennt voneinander angleichbar sind, wobei in
einer vorteilhaften Ausgestaltung zuerst die Frequenz
angeglichen wird, weil, solange die Frequenz falsch ist bzw.
abweicht, wird die Phase laufend geändert.
Im TTCAN wird die Geschwindigkeit der globalen Zeit, d. h.
die Länge der Zeiteinheit NTU durch die Zeitgeberfrequenz
des Zeitmasters, also insbesondere die Oszillatorfrequenz
oder Quarzfrequenz und dessen TUR-(time unit ratio) Wert
bestimmt. Dabei sind die NTUs (network time unit), die
Zeiteinheiten der globalen Zeit des jeweiligen Busses und
TUR das Verhältnis zwischen der Länge einer NTU und der
Länge einer spezifischen Basiszeiteinheit, z. B. der lokalen
Zeitgeberperiode, also insbesondere der lokalen
Oszillatorperiode, wie dies in dem ISO-Draft 11898-4
beschrieben ist. Die Synchronisationsschicht, das SL, muss
dafür sorgen, dass die NTUs auf den verschiedenen Bussen die
vorgesehenen Verhältnisse zueinander haben. Das SL kann
dabei in Hardware oder Software durch die
Verarbeitungseinheiten 109 und/oder 114 usw. repräsentiert
sein, wobei das SL wie bereits erwähnt nicht
notwendigerweise allen Teilnehmern immanent sein muss.
Grundsätzlich sind verschiedene Vorgehensweisen denkbar. Es
kann ein Bus auf den anderen abgestimmt werden, indem die
Frequenz des einen bzw. die Geschwindigkeit der globalen
Zeit des einen als Vorgabe gewählt wird und die Differenz
der Geschwindigkeit bzw. Frequenz des anderen dazu bestimmt
wird, wobei dann der wenigstens eine weitere Bus auf den
anderen abgestimmt wird oder die wenigstens zwei Busse
nähern sich gegenseitig bezüglich der Geschwindigkeit der
globalen Zeit, also insbesondere der Frequenz der Zeitgeber
der jeweiligen Zeitmaster gegenseitig aneinander an.
Weiterhin kann die Anpassung in einem Schritt erfolgen oder
allmählich. Die jeweilige Strategie hängt vom SL, also der
Synchronisationsschicht und den Anforderungen der jeweiligen
Applikation ab. Allen Methoden ist das folgende Schema
gemein:
- - Das SL bestimmt für einen Bus die durchzuführende Korrektur und teilt sie dem aktuellen Zeitmaster mit. Die Korrektur kann z. B. das Verhältnis von gerade aktuellem TUR-Wert und dem neu einzustellenden TUR-Wert sein. Besonders vorteilhaft ist es, wenn das SL die Korrektur auf dem Zeitmaster bestimmt, wodurch der Korrekturwert, z. B. direkt der neue TUR-Wert sein kann.
- - Das SL bestimmt im Zeitmaster den neuen TUR-Wert und benutzt diesen ab der folgenden Runde.
- - Alle anderen Knoten dieses Busses folgen dem Zeitmaster über die TTCAN-Synchronisation.
In Fig. 4 wird dazu im Block 400 die global time des ersten
Busses, beispielsweise B1, z. b. 103B1, ermittelt. Diese
wird zu einem Zeitpunkt T1 im Block 401 erfasst, d. h.
gecaptured, wodurch in Block 401 ein erster Capturewert der
globalen Zeit des Busses B1 entsteht. Ebenfalls zum
Zeitpunkt T1 wird ein in Block 404 ermittelter Wert der
globalen Zeit des Busses B2, beispielsweise 103B2, in Block
405 erfasst, also gecaptured. Zum nächsten Zeitpunkt T2 wird
der jeweils erste Capturewert aus Block 401 bzw. Block 405
weitergeschoben in Block 402 bzw. Block 406, und ein neuer
zweiter Capturewert bezüglich der globalen Zeit des
jeweiligen Busses in Block 401 bzw. 405 erfasst. Aus diesen
beiden Capturewerten in Block 401 und Block 402 bzw. Block
405 und Block 406 wird nun durch Differenzbildung im Block
403 bzw. Block 407 die jeweilige Geschwindigkeit der
globalen Zeit oder auch die clock speed des jeweiligen
Busses B1 bzw. B2 ermittelt. Aus diesen Werten für die
Geschwindigkeit der globalen Zeit des jeweiligen Busses
ergibt sich dann durch Differenzbildung im Block 409 ein
Korrekturwert, der den Unterschied der Geschwindigkeit der
globalen Zeiten der betrachteten Busse repräsentiert, also
die Differenz der jeweiligen clock speed, also der
Zeitgebergeschwindigkeit. Wie oben erwähnt kann diese auch
z. B. über den jeweiligen TUR-Wert erfolgen bzw. ausgeführt
werden. Das weitere erfindungsgemäße Verfahren läuft dann
mit Hilfe des in Block 409 ermittelten Wertes bezüglich des
Frequenzangleichs in Block 401 ab.
An einem Beispiel soll der Frequenzangleich nochmals
verdeutlicht werden. Es gibt zwei Busse B1 und B2. Die
Synchronisierungsstrategie ist, dass B2 die Länge der NTU an
die auf B1 gültige Länge anpassen muss. Im einfachsten Fall
seien beide nominal gleich lange. Die Applikation (SL) des
aktuellen Zeitmasters von B2 habe direkten Zugriff auf den
Bus B1 und es soll der selbe Zeitgeber bzw. die selbe Takt-
bzw. Zeitquelle, also der selbe Oszillator oder Quarz für B1
und B2 verwendet werden. Dann sind die NTUs der beiden Busse
B1 und B2 genau dann gleich lang, wenn der TUR-Wert dieses
Knotens oder Teilnehmers bezüglich Bus B1 gleich dem TUR-
Wert dieses Knotens bzw. Teilnehmers bezüglich Bus B2 ist.
Das SL muss also den TUR-Wert bezüglich B1 als TUR-Wert
bezüglich B2 verwenden.
Im Prinzip gleich kann die Situation behandelt werden, wenn
die NTUs beider Busse ein beliebiges Verhältnis zueinander
haben. In Hardware ist das dann vorteilhafter Weise leicht
zu realisieren, wenn das Verhältnis bzw. dessen Kehrwert
ganzzahlig ist, in einer besonders vorteilhaften
Ausführungsform eine Zweierpotenz.
Wird nicht der selbe Zeitgeber bzw. die selbe Zeitquelle für
beide Busse verwendet, so ist eine Möglichkeit, die
Differenz der globalen Zeiten der beiden Busse zwei Mal oder
öfter bzw. periodisch hintereinander zu messen und aus dem
Vergleich zwischen der beobachteten Änderung der Differenz
und der nominalen Änderung der Differenz einen
Korrekturfaktor zu berechnen. Diese Möglichkeit ist auch
gegeben, wenn der aktuelle Zeitmaster nicht selbst auf beide
Busse Zugriff hat. Alternativ kann das SL die Länge eines
Basiszyklus auf einem Bus in Einheiten des anderen Busses
messen und daraus den Korrekturwert bestimmen.
Zum Phasenangleich misst das SL den Phasenunterschied
zwischen zwei globalen Zeiten auf zwei Bussen und bestimmt
für jeden der beiden Busse den einzustellenden Sprung bzw.
Korrekturwert. Dies kann vorteilhafter Weise unter
Zuhilfenahme des Stopwatch-Registers des TTCAN erfolgen.
Das SL teilt den beiden aktuellen Zeitmastern der beiden
Busse den jeweilig einzustellenden Sprung bzw. Korrekturwert
mit. Ein Zeitmaster, der einen Sprung einzustellen hat,
setzt ein vorgegebenes Bit, speziell beim TTCAN das
Discontinuity-Bit in der nächsten Referenznachricht und
verschiebt seine globale Zeit um den entsprechenden Betrag.
Dadurch wird dann die Zeitreferenznachricht bzw.
Referenznachricht des entsprechenden Zeitmasters zum
angepassten Zeitpunkt gesendet. Nach dem erfolgreichen
Senden dieser Referenznachricht bzw. Referenznachrichten auf
gegebenenfalls wenigstens den beiden Bussen sind die
wenigstens beiden Busse aufeinander synchronisiert.
Dieser Phasenangleich ist in Fig. 5 dargestellt. Dabei
werden die globalen Zeiten zweier Busse im Block 500 bzw.
504 ermittelt und im Block 501 bzw. Block 505 erfasst, also
gecaptured. Die Capturerung erfolgt dabei jeweils zum
gleichen Zeitpunkt T1. Nun werden die beiden Capturewerte
direkt einer Differenzbildung in Block 509 zugeführt, wobei
dann durch die einfachen Capturewerte beider Busse der
Phasenunterschied, also die Differenz der clock phase, der
Taktquellenphase oder Zeitquellenphase, ermittelt werden
kann. Das weitere erfindungsgemäß beschriebene Verfahren
läuft dann im Block 510 ab.
Insbesondere bei mehr als zwei Bussen ist es vorteilhaft,
wenn bei einer solchen paarweisen Synchronisierung zweier
Busse der Sprung bzw. die Korrektur nur auf einem der beiden
Busse stattfindet, d. h. einer der beiden Busse eine
Masterrolle für die globale Zeit einnimmt. D. h. die globale
Zeit auf dem ersten Bus bleibt unverändert, die globale Zeit
auf dem zweiten Bus springt bzw. wird verändert. In diesem
Fall kann man mehr als zwei Busse problemlos sukzessive über
die paarweise Synchronisierung aufeinander synchronisieren,
ohne dass die Synchronisierung eines Paars auf die eines
anderen einen insbesondere komplizierten Einfluss hat.
An einem Beispiel soll dies verdeutlicht werden. Es gibt
fünf Busse B1, B2, B3, B4, B5 im System. Die
synchronisierbaren bzw. gekoppelten Paare seien (B1, B2),
(B1, B3), (B2, B4), (B3, B5). Wenn B1 der Master für B2 und
B3 ist, B2 der für B4 und B3 der für B5, dann führt die
paarweise Synchronisierung (B2 und B3 synchronisieren sich
erst auf B1, dann B4 auf B2 und B5 auf B3) innerhalb von
zwei Runden zur systemweiten Synchronisierung.
Im gleichen System könnte man die Synchronisierung auch ohne
Masterprinzip durchführen. Dann muss allerdings das SL
sicherstellen, dass einmal synchronisierte Busse auch
synchronisiert bleiben, d. h. ein Sprung bzw. eine
Veränderung auf einem Bus auch auf allen Bussen, die zu
diesem synchronisiert sind, stattfindet.
Darüber hinaus ist es vorteilhaft (aber nicht notwendig),
wenn der Zeitmaster eines zu synchronisierenden Busses auch
direkten Zugang zur globalen Zeit des entsprechenden
Partnerbusses hat. In diesem Fall kann das SL nur auf den
potentiellen Zeitmastern eines Busses eingerichtet werden,
d. h. die Mitteilung des SL über die Höhe des
einzustellenden Sprungs entfällt bzw. wird sehr einfach.
Es ist nicht notwendig, dass die NTUs, also die
Zeiteinheiten der globalen Zeit auf den zu
synchronisierenden Bussen gleich sind. Besonders einfach und
nützlich ist es aber, wenn die (nominalen) NTUs zwischen
zwei gekoppelten Bussen sich nur um einen ganzzahligen
Faktor (insbesondere vorteilhafter Weise Zweierpotenzen)
unterscheiden.
Alternativ zu dem eben dargestellten Mechanismus bezüglich
des Phasenangleichs in Punkt B) besteht auch die Möglichkeit
durch längerfristige Veränderung der Geschwindigkeit (vgl.
hierzu Punkt A) einen Phasenangleich zu erzielen. Das
prinzipielle Vorgehen ist genau das gleiche, wie dies beim
Frequenzangleich zwischen zwei Bussen in Punkt A)
beschrieben ist. Ziel ist es in diesem Fall aber nicht, die
NTU des anzupassenden Busses genau dem dortigen Zielwert
anzupassen, sondern diese NTU etwas zu verlängern oder zu
verkürzen, so dass die anzupassende Uhr bzw. der Zeitgeber
etwas langsamer oder schneller inkrementiert wird und somit
über längere Zeit hinweg ein Phasenangleich erzielt wird.
Nach einem Phasenangleich wie in B) oder C) gibt es
verschiedene Möglichkeiten, den synchronisierten Zustand zu
erhalten. Einerseits durch Wiederholung des Phasenangleichs,
sobald die beobachtete Phase einen bestimmten Wert
übersteigt, andererseits durch Anpassung der Frequenz, wie
in Punkt A) beschrieben. Des Weiteren ergibt sich eine
Kombination der beiden Möglichkeiten. Da bei der Methode in
Punkt A) die Frequenzanpassung typischerweise eine Runde
später geschieht als eine entsprechende Frequenzänderung
beim Masterbus, kann es selbst bei einer sehr genauen
Übereinstimmung der Frequenzen der beteiligten Busse zu
einem Aufsammeln einer Differenz führen. In diesem Fall muss
ab und zu ein kleiner Phasenangleich oder eine Kompensation
durch eine gezielt, insbesondere vorgegebene, nicht genau
übereinstimmende Frequenz erfolgen.
Die Verwendung der entsprechenden TTCAN-Schnittstelle kann
mit einem Debug-Instrument aufgezeigt werden. Über ein
Busmonitoring kann auch das Verhalten auf dem Bus analysiert
werden.
Im Weiteren wird nun ein allgemeines Verfahren zur
Synchronisation beschrieben, und zwar dahingehend, wie zwei
oder mehrere TTCAN-Busse ihre Zykluszeiten (cycle times)
aufeinander synchronisieren können. Auch hier kann dieses
Verfahren sowohl von einer dedizierten Hardware, von der auf
den entsprechenden Hosts ablaufenden Applikation oder von
einer speziellen Softwareschicht durchgeführt werden.
Im Folgenden wird das Verfahren einschließlich möglicher
Varianten im Ablauf beschrieben, wobei die gleichen
Voraussetzungen und Definitionen gelten, wie dies bei der
Synchronisation der globalen Zeit der Fall war, also direkte
Synchronisierbarkeit, wenn es mindestens einen Gateway-
Rechner gibt, der auf beide Busse Zugriff hat, und dass es
zwischen zwei zu synchronisierenden Bussen eine Kette von
Gateways gibt, die die beiden Busse über direkt
synchronisierbare, gekoppelte Paare, verbindet. Auch hier
erfolgt die Synchronisation mittels Synchronisationsschicht
in Hardware oder Software, welche die Synchronisation
durchführt und im folgenden Synchronisationslayer SLZ
bezüglich der Zykluszeiten genannt wird. Auch hier muss das
SLZ nicht notwendigerweise auf jedem Knoten vorhanden sein.
Zunächst soll hier wiederum im Punkt A2) der
Frequenzangleich zwischen zwei Bussen behandelt werden.
Ein Frequenzangleich ist nur im TTCAN-Level 2 über
Protokollmechanismen möglich. Allerdings reicht es aus, wenn
der Zeitmaster im Level-2-Betrieb gefahren wird. Für andere
Knoten ist dies nicht notwendig. Dort verläuft der Angleich
wie der entsprechende Angleich für die globale Zeit, wie
vorher beschrieben und kann also nicht unabhängig von diesem
gemacht werden, falls im gleichen Netzwerk auch die globale
Zeit synchronisiert wird.
Im TTCAN-Level 2 wird die Geschwindigkeit der Zykluszeit,
d. h. die Länge der Zeiteinheit NTUZ durch die Frequenz des
Zeitgebers, insbesondere des Oszillators des Zeitmasters und
dessen TUR-Wert bestimmt, wie oben bereits für die globale
Zeit beschrieben. Das SLZ muss dafür sorgen, dass die NTUZs
auf den verschiedenen Bussen die vorgesehenen Verhältnisse
zueinander haben. Die NTUZ kann dabei gleich oder
unterschiedlich zur vorher genannten NTU sein.
Grundsätzlich sind verschiedene Vorgehensweisen denkbar. Es
kann wieder ein Bus auf den anderen abgestimmt werden oder
beide bzw. mehrere nähern sich gegenseitig an. Weiter kann
die Anpassung wiederum in einem Schritt erfolgen oder
allmählich. Die jeweilige Strategie hängt vom SLZ und den
Anforderungen der Applikation ab. Insbesondere kann die
Synchronisation der globalen Zeit und die Synchronisation
der Zykluszeit beispielsweise vom gleichen Softwarelayer,
also der gleichen Synchronisationsschicht SL durchgeführt
werden, was in einer vorteilhaften Ausgestaltung bedeutet:
SL = SLZ.
Allen Methoden bezüglich des Frequenzangleichs im Rahmen der
Zykluszeit ist das folgende Schema gemein:
- - Das SLZ bestimmt für einen Bus die durchzuführende Korrektur und teilt sie dem aktuellen Zeitmaster mit. Die Korrektur kann z. B. das Verhältnis von gerade aktuellem TUR-Wert und dem neu einzustellenden TUR-Wert sein. Besonders vorteilhaft ist es wieder, wenn das SLZ die Korrektur auf dem Zeitmaster bestimmt. Dann kann der Korrekturwert z. B. der neue TUR-Wert sein.
- - Das SLZ bestimmt im Zeitmaster den neuen TUR-Wert und benutzt diesen ab der folgenden Runde.
- - Alle anderen Knoten dieses Busses folgen dem Zeitmaster über die TTCAN-Synchronisation.
Das Verfahren kann wieder anhand Fig. 4 erläutert werden,
wobei der Ablauf im wesentlichen gleich ist, nur nicht mit
der global time, sondern mit der cycle time, also nicht mit
der globalen Zeit, sondern der Zykluszeit. Deshalb wird hier
auf die vorhergehenden Ausführungen zu Fig. 4 verwiesen und
nicht explizit erneut beschrieben.
Wiederum ein Beispiel:
Es gibt zwei Busse B1, B2. Die Synchronisierungsstrategie ist, dass B2 die Länge der NTUZ an die auf B1 gültige Länge anpassen muss. Im einfachsten Fall seien beide nominal gleich lang. Die Applikation (SLZ) des aktuellen Zeitmasters von B2 habe direkten Zugriff auf den Bus B1, und es soll der selbe Oszillator für B1 und B2 verwendet werden. Dann sind die NTUZs der beiden Busse B1 und B2 genau dann gleich lang, wenn der TUR-Wert dieses Knotens bezüglich B1 gleich dem TUR-Wert dieses Knotens bezüglich B2 ist. Das SLZ muss also den TUR-Wert bezüglich B1 als TUR-Wert bezüglich B2 verwenden.
Es gibt zwei Busse B1, B2. Die Synchronisierungsstrategie ist, dass B2 die Länge der NTUZ an die auf B1 gültige Länge anpassen muss. Im einfachsten Fall seien beide nominal gleich lang. Die Applikation (SLZ) des aktuellen Zeitmasters von B2 habe direkten Zugriff auf den Bus B1, und es soll der selbe Oszillator für B1 und B2 verwendet werden. Dann sind die NTUZs der beiden Busse B1 und B2 genau dann gleich lang, wenn der TUR-Wert dieses Knotens bezüglich B1 gleich dem TUR-Wert dieses Knotens bezüglich B2 ist. Das SLZ muss also den TUR-Wert bezüglich B1 als TUR-Wert bezüglich B2 verwenden.
Im Prinzip gleich kann die Situation behandelt werden, wenn
die NTUZs beider Busse ein beliebiges Verhältnis zueinander
haben. In Hardware ist es dann wieder vorteilhaft, wenn das
Verhältnis bzw. der Kehrwert ganzzahlig, insbesondere eine
Zweierpotenz ist. Wird nicht der selbe Zeitgeber,
insbesondere Oszillator, für beide Busse verwendet, gibt es
wieder die vorgenannte Möglichkeit die Differenz der
globalen Zeiten der beiden Busse wenigstens zwei Mal bzw.
periodisch hintereinander zu messen und aus dem Vergleich
zwischen der beobachteten Änderung der Differenz und der
nominalen Änderung der Differenz einen Korrekturfaktor zu
berechnen. Diese Möglichkeit ist ebenfalls wieder gegeben,
wenn der aktuelle Zeitmaster nicht Zugriff auf beide Busse
hat. Alternativ kann das SLZ die Länge eines Basiszyklus aus
einem Bus in Einheiten des anderen Busses messen und daraus
den Korrekturwert bestimmen.
- - Das SLZ misst wiederum den Phasenunterschied zwischen zwei Zeiten auf zwei Bussen und bestimmt für jeden der zwei Busse den einzustellenden Sprung bzw. die Änderung. Das SLZ teilt den beiden aktuellen Zeitmastern der beiden Busse den jeweilig einzustellenden Sprung mit.
- - Ein Zeitmaster, der einen Sprung einzustellen hat, setzt wiederum ein vorgegebenes Bit, hier insbesondere das Next_is_Gap-Bit des TTCAN (siehe ISO Draft) in der Referenznachricht. Er erhält vom lokalen SLZ den Startzeitpunkt des nächsten Basiszyklus (basic cycle).
- - Nach dem erfolgreichen Senden dieser Referenznachricht bzw. Nachrichten auf gegebenenfalls beiden Bussen sind die Zykluszeitphasen der beiden Busse aufeinander synchronisiert.
Dies ist wieder wie oben bereits beschrieben mit Fig. 5
darstellbar, wobei statt der globalen Zeit die Zykluszeit
eingesetzt wird sowie das Next_is_Gap-Bit verwendet wird.
Diese gewünschte Phase kann hier 0 sein, d. h. auf beiden
Bussen beginnt der Basiszyklus zur gleichen Zeit. Dies ist
aber keinesfalls notwendig. Es ist nicht notwendig, dass die
NTUZs, also die Zeiteinheiten der Zykluszeit, auf den zu
synchronisierenden Bussen gleich sind.
Besonders einfach und nützlich ist es aber, wenn die
(nominalen) NTUZs zwischen zwei gekoppelten Bussen sich nur
um einen ganzzahligen Faktor, insbesondere vorteilhafter
Weise Zweiterpotenzen, unterscheiden.
Es ist weiterhin nicht notwendig, dass die Zykluslängen der
zu synchronisierenden Busse gleich sind. Besonders nützlich
wird das vorgeschlagene Verfahren allerdings, wenn die
(nominalen) Zykluslängen zweier Busse in einem rationalen
Verhältnis zueinander stehen, das nicht zu große natürliche
Zahlen verwendet, da dann regelmäßig in leicht
nachvollziehbarer Form von einer festen Phase gesprochen
werden kann. Beispiel: Auf einem Bus B1 laufen zwei
(nominale) Zyklen ab, während auf einem anderen Bus B2 drei
ablaufen. Dann besteht alle zwei Zyklen auf B1 (drei Zyklen
auf B2) eine theoretisch feste Phasenlage zwischen B1 und
B2.
Insbesondere bei mehr als zwei Bussen ist es hierbei
vorteilhaft, wenn bei einer solchen paarweisen
Synchronisierung zweier Busse der Sprung nur auf einem der
beiden Busse stattfindet, d. h. einer der beiden Busse eine
Masterrolle für die Phase der Zykluszeit einnimmt. D. h. die
Aneinanderreihung der Basiszyklen auf dem ersten Bus bleibt
unverändert, während auf dem zweiten Bus ein Gap, also eine
Lücke zwischen zwei Basiszyklen eingefügt wird, das gerade
so groß ist, dass die gewünschte Phase eingestellt wird. In
diesem Fall kann man mehr als zwei Busse problemlos
sukzessive über die paarweise Synchronisierung aufeinander
synchronisieren, ohne dass die Synchronisierung eines Paars
auf die eines anderen einen, insbesondere komplizierten,
Einfluss hat.
Beispiel:
Es gibt fünf Busse, B1 bis B5 im System. Synchronisierbare Paare seien (B1, B2), (B1, B3), (B2, B4), (B3, B5). wenn B1 der Master für B2 und B3 ist, B2 der für B4 und B3 der für B5, dann führt die paarweise Synchronisierung (B2 und B3 synchronisieren sich erst auf B1, dann B4 auf B2 und B5 auf B3) innerhalb von zwei Runden zur systemweiten Synchronisierung.
Es gibt fünf Busse, B1 bis B5 im System. Synchronisierbare Paare seien (B1, B2), (B1, B3), (B2, B4), (B3, B5). wenn B1 der Master für B2 und B3 ist, B2 der für B4 und B3 der für B5, dann führt die paarweise Synchronisierung (B2 und B3 synchronisieren sich erst auf B1, dann B4 auf B2 und B5 auf B3) innerhalb von zwei Runden zur systemweiten Synchronisierung.
Im gleichen System könnte man die Synchronisierung auch ohne
Masterprinzip durchführen. Dann muss allerdings das SLZ
sicherstellen, dass einmal synchronisierte Busse auch
synchronisiert bleiben, d. h. ein Sprung bzw. eine Korrektur
auf einem Bus auch auf allen Bussen, die zu diesem
synchronisiert sind, stattfindet.
Darüber hinaus ist es vorteilhaft (aber nicht notwendig),
wenn der Zeitmaster eines zu synchronisierenden Busses auch
direkt Zugang zum entsprechenden Partnerbus hat. In diesem
Fall kann das SLZ nur auf den potentiellen Zeitmastern eines
Busses eingerichtet werden, d. h. die Mitteilung des SLZ
über die Höhe des einzustellenden Sprungs bzw. der
einzustellenden Korrektur entfällt bzw. wird sehr einfach.
Wiederum alternativ zum Mechanismus diesmal in Punkt BZ),
besteht auch hier die Möglichkeit durch längerfristige
Veränderung der Geschwindigkeit wie in Punkt AZ) einen
Phasenangleich zu erzielen. Das prinzipielle Vorgehen ist
genau das gleiche wie in Punkt AZ) beschrieben. Ziel ist es
in diesem Fall aber nicht, die NTUZs des anzupassenden
Busses genau dem dortigen Zielwert anzupassen, sondern diese
NTUZs etwas zu verlängern oder zu verkürzen, so dass die
anzupassende Uhr etwas langsamer oder schneller
inkrementiert wird und somit über längere Zeit hinweg ein
Phasenangleich erzielt wird.
Nach einem Phasenangleich wie in BZ) oder CZ) gibt es
verschiedene Möglichkeiten, den synchronisierten Zustand zu
erhalten, wie dies bereits im Punkt D) der Synchronisierung
der globalen Zeit beschrieben ist:
- - Wiederholung des Phasenangleichs, sobald die beobachtete Phase einen bestimmten Wert übersteigt.
- - Anpassung der Frequenz, wie in AZ) bzw. A) oder eine Kombination der beiden Möglichkeiten.
Da bei der Methode in AZ) oder A) die Frequenzanpassung
typischerweise eine Runde später geschieht als eine
entsprechende Frequenzänderung beim Masterbus, kann es
selbst bei einer sehr genauen Übereinstimmung der Frequenzen
der beteiligten Busse zu einem Aufsammeln einer Differenz
führen. In diesem Fall muss ab und zu ein kleiner
Phasenangleich oder eine Kompensation durch eine bewusst
nicht genau übereinstimmende Frequenz erfolgen. Die
Verwendung kann wie bei der Synchronisierung der globalen
Zeit über ein Debug-Instrument angezeigt werden oder es wird
das Verhalten auf dem Bus mit Busmonitoring analysiert.
Claims (5)
1. Bussystem bestehend aus wenigstens zwei Datenbussen,
wobei der erste Datenbus eine erste Anzahl von
Teilnehmern aufweist und der zweite Datenbus eine zweite
Anzahl von Teilnehmern aufweist, dadurch gekennzeichnet,
dass als Datenbusse wenigstens zwei TTCAN-Busse verwendet
werden, die miteinander durch gleichzeitig mit beiden
TTCAN-Bussen in Verbindung stehende Teilnehmer derart
verbunden sind, dass weniger Teilnehmer als die Summe der
Anzahl der Teilnehmer des ersten TTCAN-Busses und der
Anzahl der Teilnehmer des zweiten TTCAN-Busses
gleichzeitig mit beiden TTCAN-Bussen in Verbindung
stehen, wobei Mittel enthalten sind, durch welche
abhängig von der Anzahl der Teilnehmer, die mit den
wenigstens zwei TTCAN-Bussen gleichzeitig verbunden sind
eine skalierbare Fehlertoleranz im Bussystem erzeugt
wird.
2. Bussystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
die TTCAN-Busse als wenigstens ein gekoppeltes Paar von
Datenbussen durch wenigstens einen Teilnehmer miteinander
verbunden sind.
3. Bussystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
Mittel (SL, SLZ) vorgesehen sind, durch welche eine
Synchronisierung der wenigstens zwei TTCAN-Busse
durchgeführt wird.
4. Bussystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass
die ersten Mittel derart ausgestaltet sind, dass die
globale Zeit bei wenigstens einem gekoppelten Paar von
TTCAN-Bussen synchronisiert wird.
5. Bussystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass
die ersten Mittel derart ausgestaltet sind, dass die
Zykluszeit bei wenigstens einem gekoppelten Paar von
TTCAN-Bussen synchronisiert wird.
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