DE102007063686B4 - Bus e.g. Ethernet, arbitration method for use in e.g. frequency-division multiplexing method, involves assigning unique address to subscriber, and determining whether another subscriber with high priority conducts receiving process - Google Patents
Bus e.g. Ethernet, arbitration method for use in e.g. frequency-division multiplexing method, involves assigning unique address to subscriber, and determining whether another subscriber with high priority conducts receiving process Download PDFInfo
- Publication number
- DE102007063686B4 DE102007063686B4 DE102007063686A DE102007063686A DE102007063686B4 DE 102007063686 B4 DE102007063686 B4 DE 102007063686B4 DE 102007063686 A DE102007063686 A DE 102007063686A DE 102007063686 A DE102007063686 A DE 102007063686A DE 102007063686 B4 DE102007063686 B4 DE 102007063686B4
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- communication
- bus
- participants
- subscriber
- arbitration
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L12/00—Data switching networks
- H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
- H04L12/40—Bus networks
- H04L12/407—Bus networks with decentralised control
- H04L12/413—Bus networks with decentralised control with random access, e.g. carrier-sense multiple-access with collision detection (CSMA-CD)
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L12/00—Data switching networks
- H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
- H04L12/40—Bus networks
- H04L12/403—Bus networks with centralised control, e.g. polling
- H04L12/4035—Bus networks with centralised control, e.g. polling in which slots of a TDMA packet structure are assigned based on a contention resolution carried out at a master unit
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L27/00—Modulated-carrier systems
- H04L27/0006—Assessment of spectral gaps suitable for allocating digitally modulated signals, e.g. for carrier allocation in cognitive radio
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L27/00—Modulated-carrier systems
- H04L27/26—Systems using multi-frequency codes
- H04L27/2601—Multicarrier modulation systems
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Busarbitration, einen Umrichter und eine Fertigungsanlage.The The invention relates to a method and a device for bus arbitration, an inverter and a manufacturing plant.
Aus G. Schnell: Bussysteme in der Automatisierungs- und Prozesstechnik, Vieweg: Braunschweig/Wiesbaden, 5. Auflage 2003, Kapitel 1.3.6 und aus der Seite http://de.wikipedia.org/wiki/Arbiter, Version vom 9. August 2006, 20:41 Uhr, der deutschsprachigen Ausgabe des Nachschlagewerkes Wikipedia ist Arbitration bekannt als ein Verfahren, mit dem unter Vermeidung von Konflikten, insbesondere Zugriffskonflikten auf einen Bus, mehreren Busteilnehmern Ressourcen, beispielsweise Zugriffszeiten auf einen Bus, zugewiesen werden. Es handelt sich bei der Arbitration also um ein Verfahren zur Busvermittlung. Die Erfindung bezieht sich auf eine solche Arbitration. Insbesondere ist dabei ein Arbitrationsverfahren eine vor einer möglichen Konfliktentstehung, insbesondere bei Projektierung des Bussystems, festgelegte Vorgehensweise, anhand derer die Busteilnehmer einen aufgetretenen Konflikt feststellen und auflösen können, wobei diese Auflösung zumindest in der Festlegung besteht, welcher Teilnehmer gegenüber den anderen beteiligten Teilnehmern eine höhere Priorität und also höheren Vorrang hat. Bei dem genannten Zugriff handelt es sich beispielsweise um ein Senden von Daten.Out G. Schnell: Bus Systems in Automation and Process Technology, Vieweg: Braunschweig / Wiesbaden, 5th edition 2003, chapter 1.3.6 and from the page http://de.wikipedia.org/wiki/Arbiter, version of August 9, 2006, 8:41 pm, the German-language edition of the reference book Wikipedia Arbitration is known as a method with which Avoiding conflicts, especially access conflicts to one Bus, several bus participants resources, such as access times a bus, to be assigned. It is the arbitration So a method of bus switching. The invention relates to such an arbitration. In particular, this is an arbitration method one before a possible one Conflicting, especially when configuring the bus system, defined procedure, on the basis of which the bus subscribers This conflict can at least be detected and resolved in the determination consists of which participant towards the other participants involved a higher priority and so higher Has priority. The named access is, for example to send data.
Konfliktvermeidung ist bei Bus-Systemen mit zufälligen, also nicht deterministischen Buszugriffsverfahren notwendig. Solche Systeme sind Multimaster-Systeme, also Systeme, bei denen mehrere Busteilnehmer selbständig auf einen Bus zugreifen dürfen. Die Erfindung beschäftigt sich insbesondere mit Bus-Systemen, die eine dezentrale Busvermittlung, also Arbitration, verwenden. Zu solchen Bus-Systemen zählen Ethernet und CAN. Die Busvermittlung erfolgt mittels Carrier Sense Multiple Access oder CSMA.conflict prevention is on bus systems with random, thus non-deterministic bus access procedures necessary. Such Systems are multimaster systems, that is systems in which several Bus participants independently allowed to access a bus. The invention employs especially with bus systems, which is a decentralized bus exchange, ie Arbitration, use. Such bus systems include Ethernet and CAN. Bus service is provided by Carrier Sense Multiple Access or CSMA.
Carrier Sense Multiple Access oder CSMA ist ein Busvermittlungs-Verfahren, mit dem Busteilnehmer in einem dezentralen Netz ein Zugriffsrecht auf den Bus erlangen können.Carrier Sense Multiple Access or CSMA is a bus switching method with the bus participant in a decentralized network an access right can get the bus.
CSMA Collision Detection oder CSMA/CD bezeichnet ein Verfahren, bei dem auftretende Kollisionen erkannt werden und bei dem eine Wiederholung der Kollision vermieden wird. CSMA Collision Avoidance oder CSMA/CA ist ein Verfahren zur Kollisionsvermeidung vornehmlich bei funkbasierten Busnetzwerken.CSMA Collision detection or CSMA / CD refers to a process in which occurring collisions are detected and in which a repetition the collision is avoided. CSMA Collision Avoidance or CSMA / CA is a method for collision avoidance primarily in radio-based Bus networks.
Aus der Seite http://de.wikipedia.org/wiki/Controller_Area_Network in der Version vom 9. Oktober 2006 um 9:59 Uhr des Nachschlagewerks Wikipedia, deutschsprachige Ausgabe, ist das Controller Area Network oder CAN als ein serielles Bussystem bekannt, bei dem die Kommunikationsteilnehmer durch Bit-Arbitration Kollisionen beim Buszugriff vermeiden. Bei CAN-Bussystem werden binäre Daten in Amplitudenumtastung, auch on-off-keying– oder OOK-Verfahren genannt, übertragen, was eine berührungslose, induktive Übertragung erschwert.Out the page http://en.wikipedia.org/wiki/Controller_Area_Network in the version of October 9, 2006 at 9:59 clock of the reference Wikipedia, German edition, is the Controller Area Network or CAN as a serial bus system, in which the communication participants Avoid bit-arbitration collisions during bus access. at CAN bus system becomes binary data in amplitude shift keying, also called on-off-keying- or OOK-method, transmitted, what a non-contact, inductive transmission difficult.
Aus der Seite http://de.wikipedia.org/wiki/FlexRay in der Version vom 14. Oktober 2006, 23:07 Uhr, des Nachschlagewerks Wikipedia, deutschsprachige Ausgabe, ist FlexRay als ein serielles, deterministisches und fehlertolerantes Bussystem für den Einsatz im Automobil, vergleichbar mit TTP/C oder EC-Net, bekannt.Out the page http://de.wikipedia.org/wiki/FlexRay in the version of October 14, 2006, 23:07 clock, the reference work Wikipedia, German-speaking Edition, FlexRay is considered a serial, deterministic and fault tolerant Bus system for the use in automobiles, comparable to TTP / C or EC-Net known.
Aus
der
Aus
der
Aus
der
Aus der Seite http://de.wikipedia.org/wiki/Kanal_(Informationstheorie), Version vom 30. August 2006, 15:54 Uhr, der deutschsprachigen Ausgabe des Nachschlagewerkes Wikipedia ist ein Gerät beziehungsweise eine Vorrichtung oder ein Träger, das oder die oder der zum Übermitteln von Daten über räumliche oder zeitliche Distanz geeignet ist, als Kanal im informationstheoretischen Sinne, auch Kommunikationskanal, bekannt.Out the page http://de.wikipedia.org/wiki/Kanal_(Information theory), Version of 30th August 2006, 15:54 clock, the German-language edition the reference work Wikipedia is a device or a device or a carrier that or the one to submit of data over spatial or temporal distance is suitable as a channel in the information theory Senses, also communication channel, known.
Aus
der
Aus
der
Aus
der
Aus
der
Aus
der
Aus
der
Aus
der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Busarbitration derart weiterzubilden, dass die Ausfallrate reduziert ist.Of the Invention is based on the object, an apparatus and a method for bus arbitration in such a way that the failure rate is reduced.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem Verfahren nach den in Anspruch 1, bei der Vorrichtung zur Busarbitration nach den in Anspruch 10, bei dem Umrichter nach den in Anspruch 16 und bei der Fertigungsanlage nach den in Anspruch 9 oder 18 angegebenen Merkmalen gelöst.According to the invention Task in the method according to claim 1, in the device for Busarbitration according to claim 10, wherein the inverter according to in claim 16 and in the manufacturing plant according to claim 9 or 18 specified characteristics solved.
Wichtige
Merkmale der Erfindung eines Verfahrens zur Busarbitration sind,
dass Teilnehmern, die über
einen Bus kommunizieren, jeweils eine eindeutig identifizierende
Folge von Identifikationseinheiten zugeordnet ist, wobei eine Anzahl
n nummerierter bidirektionaler Kommunikationskanäle verwendet wird, wobei die
Zahl n größer als
eins ist, und mindestens ein Kommunikationsteilnehmer eine Kommunikationsaufnahme
ausführt,
wobei er bei Kommunikationsbeginn in einem ersten Zeitabschnitt zur
Kommunikationsaufnahme prüft,
ob ein weiterer Teilnehmer mit einer höheren Priorität eine Kommunikationsaufnahme
ausführt,
wobei die Priorität
durch Vergleich der bei Kommunikationsaufnahme über die Kommunikationskanäle ausgesendeten
Information und der bei Kommunikationsaufnahme von dem weiteren
Teilnehmer über
die Kommunikationskanäle empfangenen
Information bestimmt wird,
wobei der erste Zeitabschnitt mehrere
Zeitsegmente umfasst, wobei
- a) in einem ersten Zeitsegment von einem Kommunikationsteilnehmer eine Identifikationseinheit über die Kommunikationskanäle gesendet wird und gleichzeitig die auf allen Kommunikationskanälen jeweils anliegenden Signale erfasst werden,
- b1) bei Übereinstimmung der erfassten Signale mit der gesendeten Identifikationseinheit der Kommunikationsteilnehmer in einem auf das erste Zeitsegment folgende Zeitsegment mit einer nächsten Identifikationseinheit gemäß Schritt a) fortfährt,
- d) nach Sendung der vollständigen Identifikation der Kommunikationsteilnehmer mit dem Senden von Nutzdaten beginnt,
wherein the first time period comprises a plurality of time segments, wherein
- a) in a first time segment of a communication subscriber an identification unit is sent via the communication channels and at the same time the signals present on all communication channels are detected,
- b1) if the detected signals match the transmitted identification unit of the communication subscribers in a time segment following the first time segment with a next identification unit according to step a),
- d) after sending the complete identification of the communication subscriber starts sending user data,
Von Vorteil ist dabei, dass ein weiteres, alternatives Verfahren zur Busarbitration bereitgestellt wird, dass durch die simultane Verwendung mehrerer Kommunikationskanäle charakterisiert ist. Durch die Verwendung mehrerer Kanäle ist die Bandbreite der Übertragung gegenüber der Benutzung eines einzigen Kanals vergrößert, wodurch bei gleichbehaltener Übertragungsrate eine längere Zeitdauer der einzelnen Signalwörter ermöglicht ist. Diese längere Zeitdauer ist vorteilhaft einsetzbar bei induktiver Kopplung der Signalübertragung. Somit ist die Signalübertragung auf induktivem Wege mit reduzierter Fehlerrate durchführbar.From The advantage here is that another alternative method for Busarbitration is provided by simultaneous use several communication channels is characterized. By using multiple channels is the Bandwidth of the transmission across from the use of a single channel, thereby maintaining a constant transmission rate a longer one Duration of the individual signal words allows is. This longer Time is advantageous for inductive coupling of the Signal transmission. Thus, the signal transmission Inductively feasible with reduced error rate.
Durch die Überprüfung bei Kommunikationsaufnahme ist ein übergeordneter Kommunikationsteilnehmer, der bei Zugriffskonflikten die Kommunikationsreihenfolge regelt, verzichtbar. Somit sind in den Bus neue Teilnehmer einfach modular einbindbar, und verzichtbare Teilnehmer sind ebenso entfernbar. Eine Umprogrammierung einer zentralen Bussteuerung ist insbesondere verzichtbar.By the review at Communication recording is a higher level Communication participant, the communication order in case of access conflicts regulates, dispensable. Thus new participants are easy in the bus modular incorporable, and dispensable participants are also removable. A Reprogramming a central bus control is particularly unnecessary.
Der Kommunikationsbeginn bezeichnet hierbei den Zeitpunkt, zu dem ein Teilnehmer beginnt, Signale zu senden, die dem beabsichtigten Senden von Nutzdaten vorausgehen. Diese Signale, die nach einem bei der Busprojektierung festgelegten Protokoll erfolgen, werden in einem ersten Zeitabschnitt gesendet. Sie kennzeichnen die Kommunikationsaufnahme durch den betreffenden Teilnehmer.Of the Communication start here denotes the time at which a Subscriber begins to send signals indicating the intended sending of Precede user data. These signals after a bus configuration specified protocol are sent in a first period of time. They identify the communication recording by the respective Attendees.
Durch die Untereilung des ersten Zeitabschnitts in Zeitsegmente ist ein Bus mit einer Bustaktung verwendbar. Vorzugsweise werden als Zeitsegmente die Taktsegmente einer Bustaktung verwendet. Die Identifikation ist in Identifikationseinheiten aufteilbar, die den Zeitsegmenten zuweisbar sind. Von Vorteil ist weiter, dass die einzelnen Zeitsegmente doppelt nutzbar sind, einerseits zum Senden eigener Identifikationseinheiten und andererseits zum Empfangen von Signalen weiterer Teilnehmer.By the infraction of the first time segment into time segments is a Bus can be used with a bus clocking. Preferably, as time segments uses the clock segments of a Bustaktung. The identification is subdividable into identification units representing the time segments are assignable. Another advantage is that the individual time segments can be used twice, on the one hand to send own identification units and, on the other hand, for receiving signals from other subscribers.
Als physikalische Realisierungen eines Kommunikationskanals sind vorteilhaft elektrische Leiter, Drähte, Hohlleiter, Dielektrika und Luft beziehungsweise Vakuum oder der physikalische Raum an sich einsetzbar. Ein Kommunikationskanal ist auch vorteilhaft als Funkrichtstrecke oder als ungerichtete Signalsendeeinrichtung und/oder Signalempfangseinrichtung ausbildbar.When physical realizations of a communication channel are advantageous electrical conductors, wires, Waveguides, dielectrics and air or vacuum or the physical space can be used. A communication channel is also advantageous as a radio directional route or as undirected signal transmission device and / or signal receiving device can be formed.
Die Erfindung ist vorteilhaft einsetzbar bei einer Anlage zur berührungslosen Energieübertragung, umfassend eine an ein Primärleitersystem induktiv gekoppelte Sekundärspule, welche insbesondere zur Bildung eines Schwingkreises derart mit einer Kapazität in Reihe oder parallel beschaltet ist, dass die zugehörige Resonanzfrequenz im Wesentlichen der Wechselstromfrequenz des Primärstromes entspricht. Der Strom in der Sekundärspule weist zwei Anteile auf, und zwar zum einen den bei Transformatoren bekannte, übersetzten Stromanteil, zum anderen ein Resonanz-Stromanteil, welcher durch die Schwingkreisanordnung bewirkt ist. Die Sekundärspule ist mit zumindest einer Kapazität in Serie und/oder parallel derart geschaltet, dass die Resonanzfrequenz der Mittelfrequenz im Wesentlichen entspricht. Auf diese Weise ist auch bei einer schwachen induktiven Kopplung, die beispielsweise bei großem Luftspalt zwischen Primärleiter und Sekundärleiter auftritt, ein hoher Wirkungsgrad bei der Übertragung gesichert. Die Schwingkreisanordnung ermöglicht die Übertragung der Energie über einen großen Luftspalt. Trotz des großen Luftspaltes ist ein hoher Wirkungsgrad erreichbar. Eine Anlage zur berührungslosen Energieübertragung umfasst an eine Primärleitung induktiv gekoppelte Verbraucher, wobei in die Primärleitung ein im Wesentlichen konstanter mittelfrequenter Wechselstrom eingeprägt wird, insbesondere im Wesentlichen unabhängig von der von den Verbrauchern entnommenen Leistung. Unabhängig von der Anzahl der Verbraucher und der entnommenen Leistung wird der Strom eingeprägt. Die Verbraucher umfassen jeweils einen oder mehrere Kondensatoren, der oder die mit einer den Verbraucher versorgenden Sekundärspule derart seriell und/oder parallel beschaltet ist oder sind, dass die entsprechende Resonanzfrequenz im Wesentlichen der Mittelfrequenz entspricht. Somit ist ein großer Luftspalt zwischen Primärleiter und Sekundärspule realisierbar.The The invention can be used advantageously in a system for non-contact Power transmission, comprising a to a primary conductor system inductively coupled secondary coil, which in particular with the formation of a resonant circuit with a capacity connected in series or in parallel is that the associated resonant frequency essentially corresponds to the AC frequency of the primary current. The current in the secondary coil has two parts, one for transformers known, translated Current share, on the other hand, a resonance current share, which by the Oscillation circuit arrangement is effected. The secondary coil is at least one capacity connected in series and / or in parallel such that the resonant frequency the center frequency substantially corresponds. That way is even with a weak inductive coupling, for example at large Air gap between primary conductor and secondary conductors occurs, ensuring high transmission efficiency. The resonant circuit arrangement enables the transmission the energy over a big Air gap. Despite the big one Air gap is a high efficiency achievable. A facility for contactless power transmission includes to a primary line inductively coupled consumers, wherein in the primary line a substantially constant medium-frequency alternating current is impressed, in particular essentially independent from the power consumed by consumers. Independent of the number of consumers and the power consumed will be the Electricity impressed. The Consumers each include one or more capacitors, the or with a consumer supplying secondary coil such connected in series and / or in parallel or are that the corresponding Resonant frequency substantially equal to the center frequency. Thus, a big air gap between primary conductors and secondary coil feasible.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird der Träger zusätzlich zur berührungslosen Energieübertragung verwendet, insbesondere ist der Träger als Primärleiter eines Systems zur berührungslosen Energieversorgung ausgebildet. Von Vorteil ist dabei, dass Übertragungskabel einsparbar sind, und dass über die konsequente Einsparung von Steckverbindungen eine hohe Schutzart der Anlage erreichbar ist.at In an advantageous embodiment, the carrier is in addition to the contactless power transmission in particular, the carrier is used as the primary conductor a system for contactless power supply educated. The advantage here is that transmission cables can be saved are, and that over the consistent saving of connectors a high degree of protection the plant is reachable.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung werden Signale nur auf denjenigen Kommunikationskanälen erfasst, auf denen durch den Kommunikationsteilnehmer bei der Aussendung der Identifikationseinheit keine Signale ausgesendet werden.at In an advantageous embodiment, signals are only on those Recorded communication channels, on those by the communication participant in the broadcast the identification unit no signals are sent out.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung umfasst der erste Zeitabschnitt mehrere Zeitsegmente, wobei
- b2) bei Abweichung der erfassten Signale von der gesendeten Informationseinheit der Kommunikationsteilnehmer aus den abweichenden, erfassten Signale die Prioritäten der weiteren Kommunikationsteilnehmer ermittelt, die Signale gesendet haben und der Kommunikationsteilnehmer in einem auf das aktuelle Zeitsegment folgende Zeitsegment mit einer nächsten Informationseinheit gemäß Schritt a) fortfährt, wenn er die höchste Priorität unter den ermittelten Prioritäten besitzt.
- b2) determined in case of deviation of the detected signals from the transmitted information unit of the communication participants from the deviating, detected signals, the priorities of the other communication participants, the signals sent ha and the communication user continues in a time segment following the current time segment with a next information unit according to step a) if he has the highest priority among the determined priorities.
Von Vorteil ist dabei, dass ein Dialog zweier Teilnehmer zur Festlegung der Priorität verzichtbar ist, da der jeweils für alle Teilnehmer bestimmten Identifikationseinheit bereits Informationen über die Priorität des Senders entnehmbar ist. Von Vorteil ist weiter, dass die Prioritätsinformation derart in einzelne Einheiten aufteilbar ist, dass bei mehreren gleichzeitig sendenden Teilnehmer iterativ feststellbar ist, welcher Teilnehmer die höchste Priorität besitzt und folglich Nutzdaten senden darf. Insbesondere müssen nicht alle Teilnehmer warten, bis die vollständige Priorität übermittelt wurde.From The advantage here is that a dialogue between two participants for the determination the priority is dispensable because of each intended for all participants identification unit already have information about the priority the transmitter is removable. Another advantage is that the priority information is so divisible into individual units that at several at the same time sending participant iteratively ascertainable which participant the highest Has priority and therefore may send user data. In particular, do not have to all participants wait until the full priority is submitted has been.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung umfasst der erste Zeitabschnitt mehrere Zeitsegmente, wobei
- c) der Kommunikationsteilnehmer in einen Zuhör-Modus oder einen Warte-Modus wechselt, wenn er nicht die höchste Priorität unter den ermittelten Prioritäten besitzt.
- c) the communication user switches to a listening mode or a waiting mode if he does not have the highest priority among the determined priorities.
Im Zuhör-Modus stellt der Teilnehmer den Sendevorgang ein und überwacht weiterhin den Bus. Der Abschluss des Sendevorgangs des Teilnehmers mit höchster Priorität ist somit durch die Teilnehmer mit niedrigerer Priorität feststellbar. Somit ist die Bandbreite des Bussystems vorteilhaft nutzbar, insbesondere sind Leerlaufzeiten, also Zeitabschnitte ohne Sendevorgang eines Teilnehmers, vermeidbar.in the Listening mode the subscriber stops the transmission and continues to monitor the bus. Of the Completion of the transmission process of the subscriber with the highest priority is thus detectable by the lower priority participants. Thus, the bandwidth the bus system advantageously usable, in particular idle times, ie periods without sending a participant, avoidable.
Im Warte-Modus stellt der Teilnehmer den Sendevorgang ein und wartet eine festgelegte Zeitspanne, bevor er eine weitere Aktion vornimmt. Als solche Aktion ist eine erneute Kommunikationsaufnahme durchführbar. Somit ist vorteilhaft eine robuste Busarbitration bereitgestellt.in the Waiting mode, the participant stops the transmission and waits a set period of time before taking another action. As such action, a renewed communication recording is feasible. Consequently Advantageously, a robust bus arbitration is provided.
Wichtige Merkmale der Erfindung eines Verfahrens zur Busarbitration sind zusätzlich oder alternativ, dass an einem Bus mehrere Kommunikationsteilnehmer als Busteilnehmer vorgesehen sind, wobei jedem Kommunikationsteilnehmer eine eindeutige Adresse als Folge von Ziffern zugewiesen ist, wobei der Bus getaktet ist und jeder Kommunikationsteilnehmer bei Kommunikationsaufnahme die Ziffern in der Reihenfolge der Folge seiner Adresse nacheinander jeweils für die Dauer eines Taktsegments der Bustaktung als FDM-Signal oder OFDM-Signal auf den Bus sendet, gleichzeitig das auf dem Bus anliegende FDM-Signal oder OFDM-Signal abhört und im folgenden Taktsegment aus der Arbitration ausscheidet, wenn er einen weiteren Kommunikationsteilnehmer, dessen aktuell gesendete Ziffer ein höhere Priorität aufweist als die eigene, feststellt. Von Vorteil ist dabei, dass ein Arbitrationsverfahren für ein asynchrones, serielles Bussystem bereitgestellt ist, das statt Amplitudenumtastung eine Signalübertragung durch sinusförmige Signale erlaubt. Hierdurch sind in den Übertragungsweg der Signale Stellen mit induktiver Kopplung einbaubar, wodurch der Übertragungsweg auch Teilnehmer verbinden kann, die relativ zueinander beweglich sind. Die sinusförmige Gestalt der Signale bewirkt zwar eine langsamere Übertragungsrate, dies wird aber vorteilhaft ausgeglichen durch eine simultane Verwendung mehrerer Kommunikationskanäle.Important Features of the invention of a method for Busarbitration are additionally or alternatively, that on a bus multiple communication participants are provided as bus subscribers, each communicating party a unique address is assigned as a sequence of digits, where the bus is clocked and each communication participant in communication recording the digits in sequence of the sequence of his address in succession each for the duration of a clock segment of the Bustaktung as FDM signal or OFDM signal is sent to the bus, at the same time the voltage applied to the bus Listening to FDM signal or OFDM signal and exits in the following clock segment from the arbitration, if he another communication participant whose currently sent Digit a higher one priority has as your own, notes. The advantage here is that an arbitration procedure for an asynchronous serial bus system is provided which takes place Amplitude shift keying a signal transmission through sinusoidal Signals allowed. As a result, are in the transmission of the signals Locations with inductive coupling can be installed, reducing the transmission path It can also connect participants who are relatively mobile are. The sinusoidal Although the shape of the signals causes a slower transmission rate, but this is advantageously compensated by a simultaneous use several communication channels.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst der Bus mehrere Kommunikationskanäle und es werden folgende Schritte in einer zeitlichen Reihenfolge abgearbeitet:
- i) jeder Kommunikationsteilnehmer sendet in einem ersten Taktsegment die erste Ziffer seiner Folge von Ziffern an die Kommunikationskanäle und hört gleichzeitig die Kommunikationskanäle ab,
- ii) jeder Kommunikationsteilnehmer bricht im folgenden Taktsegment das Verfahren ab und/oder geht in einen anderen Zustand über, wenn das abgehörte Signal von den Kommunikationskanälen durch eine Überlagerung der gesendeten Ziffer mit einer Ziffer höherer Priorität entsteht,
- iii) jeder Kommunikationsteilnehmer wiederholt in den folgenden Taktsegmenten die Schritte i) und ii), wobei bei jeder Wiederholung nach einer vorgegebenen Reihenfolge ein Kommunikationskanal weniger ausgewertet wird, bis das abgehörte Signal der ausgewerteten Kommunikationskanäle nicht mehr aus der Überlagerung des betreffenden Anteils seiner gesendeten Ziffer und einer weiteren Ziffer bildbar ist,
- iv) jeder Kommunikationsteilnehmer beginnt im folgenden Taktsegment mit dem Senden von Nutzdaten über die Kommunikationskanäle, falls die bestimmte Ziffer die letzte Ziffer in seiner Folge von Ziffern ist,
- v) jeder Kommunikationsteilnehmer fährt mit Schritt i) mit der nächsten Ziffer in seiner Folge von Ziffern fort.
- i) each communication station sends in a first clock segment the first digit of its sequence of digits to the communication channels and simultaneously stops the communication channels,
- ii) each communication user aborts the process in the following clock segment and / or changes to another state if the intercepted signal originates from the communication channels by a superposition of the transmitted digit with a higher priority digit,
- iii) each communication subscriber repeats the steps i) and ii) in the following clock segments, whereby a communication channel is less evaluated at each repetition according to a predetermined order, until the intercepted signal of the evaluated communication channels no longer results from the superposition of the relevant portion of its transmitted digit and another figure can be formed,
- iv) each communication user begins to send payload data over the communication channels in the following clock segment, if the particular digit is the last digit in its sequence of digits,
- v) Each communicating party proceeds to step i) with the next digit in its sequence of digits.
Somit ist ein Arbitrationsverfahren angegeben, das in jedem Fall einen eindeutigen Gewinner produziert, der überdies auch für die Verlierer eindeutig erkannt wird.Consequently is an arbitration method specified, which in each case a also produced for the losers is clearly recognized.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung werden die Ziffern und Nutzdaten über die Kommunikationskanäle im OFDM-Verfahren gesendet, wobei jeder Kommunikationskanal durch ein Frequenzband auf einer elektrischen Leitung, insbesondere Zweidrahtleitung, Koaxialleitung oder sonstige zweipolige Leitung, gebildet wird. Von Vorteil ist dabei, dass Leitungen zur Energieversorgung mitnutzbar sind für die Datenübertragung, insbesondere die Arbitration.at an advantageous embodiment, the digits and user data on the communication channels sent in the OFDM method, each communication channel through a frequency band on an electrical line, in particular a two-wire line, Coaxial or other two-pole line is formed. The advantage here is that lines for power supply mitnutzbar are for the data transmission, especially the arbitration.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind an den Bus mehrere Kommunikationsteilnehmer angeschlossen, wobei jedem Kommunikationsteilnehmer eine Nummer zugewiesen ist, wobei folgende Schritte in einer zeitlichen Reihenfolge abgearbeitet werden
- i) der Kommunikationsteilnehmer bestimmt die erste Ziffer in der Zahlendarstellung zur Basis n seiner Nummer,
- ii) der Kommunikationsteilnehmer sendet ein Signal auf dem Kommunikationskanal, dessen Nummer gleich der bestimmten Ziffer ist, und hört gleichzeitig die übrigen Kommunikationskanäle ab,
- iii) der Kommunikationsteilnehmer bricht das Verfahren ab und/oder geht in einen anderen Zustand über, wenn auf einem Kommunikationskanal mit einer höheren Nummer als die bestimmte Ziffer während des Schrittes ii) gesendet wurde,
- vi) der Kommunikationsteilnehmer beginnt mit dem Senden von Nutzdaten, falls die bestimmte Ziffer die letzte Ziffer in der Zahlendarstellung zur Basis n seiner Nummer ist,
- v) der Kommunikationsteilnehmer bestimmt die nächstfolgende Ziffer in der Zahlendarstellung zur Basis n seiner Nummer und fährt mit Schritt ii) fort.
- i) the communication subscriber determines the first number in the number representation based on his number,
- ii) the communication party sends a signal on the communication channel whose number is equal to the particular digit and at the same time stops the other communication channels,
- iii) the communication user aborts the procedure and / or transitions to a different state if it was sent on a communication channel with a higher number than the particular digit during step ii),
- vi) the communication subscriber starts sending payload data if the particular digit is the last digit in the number representation at the base of his number,
- v) the communication subscriber determines the next digit in the number representation at the base n of his number and proceeds to step ii).
Von Vorteil ist dabei, dass eine Busarbitration für Mehrträger-Modulationsverfahren verfügbar ist. Insbesondere ist ein Verfahren beschrieben, mit dem Zugriffskonflikte, auch solche bei gleichzeitigem Zugriff von drei und mehr Teilnehmern, zuverlässig vermittelt werden. Besonders vorteilhaft ist weiter, dass alle verfügbaren Kanäle des Mehrträger-Modulationsverfahrens zur Busarbitration nutzbar sind. Bei einem gleichzeitigen Zugriff von drei und mehr Teilnehmern ist sicher feststellbar, welche Prioritäten an dem Zugriffskonflikt beteiligt sind, sodass jeder Teilnehmer fehlerarm eine Entscheidung über den eigenen Rücktritt vom Kommunikationsversuch treffen kann.From The advantage here is that a bus arbitration for multi-carrier modulation method is available. Especially is a procedure described with the access conflicts, including those with simultaneous access from three or more participants, reliable mediated become. It is also particularly advantageous that all available channels of the multicarrier modulation method can be used for bus arbitration. With simultaneous access of three or more subscribers can certainly determine which priorities in the access conflict involved, so that each participant makes a decision about the error own resignation from the communication attempt.
Bei einer alternativen vorteilhaften Ausgestaltung wird für die Zahlendarstellung eine von der Kanalzahl verschiedene Basis zugrundegelegt.at an alternative advantageous embodiment is for the number representation a basis different from the number of channels.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sendet ein Kommunikationsteilnehmer auf einem reservierten Kommunikationskanal ein Signal, wenn für den Kommunikationsteilnehmer feststeht, insbesondere aufgrund der am Bus anliegenden Signale, dass er das Arbitrierungsverfahren gewinnen wird. Die Kommunikationsteilnehmer die auf dem reservierten Kommunikationskanal ein Signal empfangen, beenden die Arbitrierung und ausscheiden, wenn sie nicht Gewinner des Arbitrationsverfahrens sind. Vorzugsweise wird als reservierter Kommunikationskanal ein für die Adressenübermittlung bereitgehaltener Kommunikationskanal verwendet. Dadurch wird zwar ein Bit der Adressenübermittlung geopfert, die Arbitrierung wird aber im Durchschnitt beschleunigt. Von Vorteil ist dabei, dass in Situationen, in denen die potentiell unterlegenen Kommunikationsteilnehmer aufgrund von Signalüberlagerung noch nicht eindeutig entscheiden können, ob sie unterliegen werden, durch die Signalisierung seitens des potentiellen Gewinners das Arbitrierungsverfahren abkürzbar ist, insbesondere wenn ein Verfahren eingesetzt wird, bei dem jede Ziffer der Adresse mehrfach bis zu einer endgültigen Klärung gesendet wird. Somit bedingt zwar der Verlust eines Adressbits an den reservierten Kanal vorerst eine Verlängerung der Adressen, also eine Erhöhung der Anzahl der Ziffern, aus denen jede Adresse zusammengesetzt ist, dies wird jedoch ausgeglichen dadurch, dass weniger Wiederholungen zur Arbitration einer einzelnen Ziffer nötig sind.at an advantageous embodiment sends a communication participant on a reserved communication channel, a signal when for the communication subscriber is fixed, in particular due to the signals applied to the bus, that he will win the arbitration procedure. The communication participants receiving a signal on the reserved communication channel, finish the arbitration and leave if they are not winners of the arbitration procedure. Preferably it will be reserved Communication channel on for the address transmission held communication channel used. This will indeed a bit of address transmission but the arbitration is accelerated on average. The advantage here is that in situations where the potential inferior communication participants due to signal overlay still can not clearly decide whether they will be subject to the signaling on the part of the potential winner the arbitration procedure be abbreviated especially if a process is used in which each Digit of the address is sent multiple times until a final clarification. Thus conditionally the loss of an address bit to the reserved channel for the time being renewal the addresses, so an increase the number of digits that make up each address, However, this is compensated by fewer repetitions Arbitration of a single digit are necessary.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die übertragenen Signale sinusförmig oder ergeben sich aus einer Überlagerung von sinusförmigen Signalen, wobei die Zahl der überlagerten sinusförmigen Signale kleiner als die oder gleich der Zahl der Kommunikationskanäle ist. Sinusförmige Signale sind besonders vorteilhaft im OFDM-Verfahren einsetzbar und erlauben überdies eine verzerrungsarme Datenübertragung über induktive Kopplungen hinweg. Durch die Verzerrungsarmut ist die Fehlerrat der Datenübertragung bei der Arbitration verringert.at According to an advantageous embodiment, the transmitted signals are sinusoidal or arise from an overlay of sinusoidal Signals, with the number of superimposed sinusoidal signals is less than or equal to the number of communication channels. sinusoidal Signals are particularly advantageous in the OFDM method used and also allow a low-distortion data transmission via inductive Couplings away. Due to the low distortion is the error rate the data transmission reduced in the arbitration.
Alternativ werden statt der sinusförmigen Signale allgemein Wavelets, beispielsweise Haar-Wavelet, Daubechies-Wavelets, Coiflet-Wavelets und Meyer-Wavelets, zur Überlagerung verwendet. Durch die geringe zeitliche Streuung oder die zeitliche Lokalisierung in einem kurzen Zeitabschnitt gegenüber den zeitlich unbegrenzten sinusförmigen Signalen sind hier Verzerrungen beim Übertragungsbeginn und Übertragungsende verringert.alternative be instead of the sinusoidal Signals generally wavelets, such as Haar wavelet, Daubechies wavelets, Coiflet wavelets and Meyer wavelets, for superposition used. Due to the small time spread or the temporal Localization in a short period compared to the indefinitely sinusoidal signals here are distortions at the beginning of transmission and transfer end reduced.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird jedes Signal im Wesentlichen über die zeitliche Dauer eines Taktsegments auf den Bus übertragen, die Symboldauer jeder übertragenen Informationseinheit gleicht somit im Wesentlichen der zeitlichen Dauer eines Taktsegments, wobei Abweichungen der beiden Zeitdauern voneinander in der Größenordnung der Dauer von Einschwingvorgängen der Signale akzeptabel sind. Somit ist genügend Zeit verfügbar, in der beispielsweise ein Signal fehlerarm über eine induktive Kopplungsstelle im Übertragungsweg übermittelt werden kann. Der Bustakt bestimmt somit den Fortschritt und damit auch die maximale Dauer einer Arbitrationsvorgangs, wodurch die benötigte Zeit für eine Informationsübermittlung besser abschätzbar ist. Ein Teilnehmer mit niedriger Priorität kann nur mit dem Ablauf eines Taktsegments ausscheiden, und eine Kommunikationsaufnahme kann nur mit dem Beginn eines Taktsegments erfolgen. Durch diese Taktung treten Kollisionen, die eine Arbitration erforderlich machen, häufig auf, und das erfindungsgemäße Verfahren beschreibt eine zweckmäßige Routine, derartige Konflikte zur schlichten.In an advantageous embodiment, each signal is transmitted to the bus essentially over the time duration of a clock segment, the symbol duration of each transmitted information unit thus substantially equals the time duration of a clock segment, deviations of the two time periods being of the order of magnitude of the duration of transients of the signals are acceptable. Thus, sufficient time is available in which, for example, a signal low error can be transmitted via an inductive coupling point in the transmission path. The bus clock thus determines the progress and thus also the maximum duration of an arbitration process, as a result of which the time required for an information transmission can be better estimated. A low-priority user can only resign with the expiration of a clock segment, and communication can begin only at the beginning of a clock segment. As a result of this timing, collisions which necessitate arbitration frequently occur, and the method according to the invention describes a suitable routine, to resolve such conflicts.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung identifiziert die dem Teilnehmer zugewiesene Nummer oder Folge von Identifikationseinheiten diesen eindeutig, wobei auf der Menge aller Teilnehmern zugewiesenen Nummern oder Folge von Identifikationseinheiten und/oder auf den Ziffern der Nummern oder den Identifikationseinheiten eine Ordnungsrelation erklärt ist, gemäß welcher der Begriff höhere Nummer verwendet wird. Vorzugsweise ist auf den Ziffern der Nummern oder den Identifikationseinheiten eine Ordnungsrelation vorgegeben, aus der die Ordnungsrelation auf der Menge aller Teilnehmern zugewiesenen Nummern oder Folge von Identifikationseinheiten resultiert. Von Vorteil ist dabei, dass die Nummer oder die Folge von Identifikationseinheiten als Platzhalter für die ansonsten frei wählbare Bezeichnung eines jeden Teilnehmers verwendbar ist, wobei die natürlich gegebene Ordnungsrelation auf den natürlichen Zahlen als Prioritätsrangfolge verfügbar ist. Von Vorteil ist weiterhin, dass die Arbitration zifferweise oder identifikationseinheitsweise erfolgen kann. Somit skaliert die Zahl der benötigten Kommunikationskanäle nicht mit der Zahl der Teilnehmer. Lediglich die Dauer der Arbitrationsphase verlängert sich, wenn sich die Zahl der Teilnehmer erhöht. Es ist somit eine Vielzahl von Teilnehmer bei einer begrenzten Zahl von Kommunikationskanälen vorsehbar.at an advantageous embodiment identifies the participants assigned number or sequence of identification units this unique, with numbers assigned to the set of all subscribers or sequence of identification units and / or on the digits the numbers or the identification units an order relation is explained according to which the term higher Number is used. Preferably is on the numbers of the numbers or the identification units are given an order relation, from which the order relation is assigned on the set of all participants Numbers or sequence of identification units results. From The advantage here is that the number or sequence of identification units as a placeholder for the otherwise freely selectable Designation of each participant is usable, whereby the naturally given Order relation to the natural Numbers as priority ranking available is. Another advantage is that the arbitration is different or Identification unit can be done. Thus, the number scales the needed communication channels not with the number of participants. Only the duration of the arbitration phase extended as the number of participants increases. It is thus a variety Predictable by participants in a limited number of communication channels.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die dem Teilnehmer zugewiesene Nummer oder Folge von Identifikationseinheiten dessen numerische Adresse, wobei die Ordnungsrelation durch die natürliche Ordnung der Adressen erklärt ist. Von Vorteil ist dabei, dass die Nummernzuordnung und die Vergabe der Priorität einfach, nachvollziehbar und fehlerarm konfigurierbar ist, da die Adresse eines Teilnehmers und die Adressenvergabe an einen Teilnehmer in der Bussystemtechnik einfach handhabbar sind.at an advantageous embodiment is assigned to the subscriber Number or sequence of identification units whose numeric address, where the order relation is determined by the natural order of the addresses explained is. The advantage here is that the number assignment and the award the priority simple, comprehensible and error-free configurable, since the Address of a participant and the allocation of addresses to a participant in bus system technology are easy to handle.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung werden die Nulldurchgänge des Signals für die berührungslose Energieübertragung für die Synchronisation der Kommunikation verwendet, insbesondere durch Detektion eines Signalpulses, der in zeitlicher Nähe zum Nulldurchgang ausgesendet wird. Somit ist vorteilhaft die Synchronisation der internen Taktung der Teilnehmer mit der Bustaktung durchführbar.at an advantageous embodiment, the zero crossings of Signal for the non-contact power transmission for the Synchronization of the communication used, in particular by Detection of a signal pulse in time proximity to the zero crossing is sent out. Thus, the synchronization of the advantageous internal clocking of the participants with the Bustaktung feasible.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst mindestens ein Kommunikationskanal mehrere Unterkanäle, wobei die Kommunikationsteilnehmer die für einen Kommunikationskanal bestimmten Signale als Signale mit relativer, zufällig bestimmter Phasenverschiebung auf den Unterkanälen des Kommunikationskanals senden. Somit ist vorteilhaft durch Redundanz eine verminderte Fehlerrate erreichbar.at an advantageous embodiment comprises at least one communication channel several subchannels, wherein the communication participants for a communication channel certain signals as signals with relative, randomly determined Phase shift on the subchannels of the communication channel send. Thus, redundancy provides a reduced error rate reachable.
Dabei sind diese Unterkanäle also für sich genommen ebenfalls Kommunikationskanäle, werden jedoch hierarchisch zusammengefasst zu Gruppen, die jeweils einen Kommunikationskanal definieren. Mit anderen Worten sind die einem Kommunikationskanal zugeordneten Unterkanäle in ihrer Verwendung, also simultanen Belegungsmöglichkeit mit Signalen, nicht völlig unabhängig voneinander, sondern es bestehen durch die beabsichtigte Redundanz der Signalübertagung verursachte Korrelationen oder Nebenbedingungen, während Unterkanäle zu verschiedenen Kommunikationskanälen in ihrer Verwendung unabhängig voneinander sind.there are these subchannels So for They are also communication channels, but they become hierarchical grouped together, each with a communication channel define. In other words, they are a communication channel associated subchannels in their use, so simultaneous allocation with signals, not completely independently from each other, but it exists by the intended redundancy the signal transmission caused correlations or constraints, while subchannels to different communication channels independent in their use from each other.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird ein Kommunikationskanal von einem Kommunikationsteilnehmer als mit einem Signal beaufschlagt gewertet, wenn auf mindestens einem der Unterkanäle des Kommunikationskanals ein Signal detektiert wird. Von Vorteil ist dabei, dass auf einfache und robuste Weise die bereitgestellte Redundanz zur Verminderung der Fehlerrate, insbesondere zur Vermeidung von Übertragungsfehlern aufgrund von zufälliger destruktiver Interferenz, verwendbar ist.at an advantageous embodiment is a communication channel of a communication participant acted as a signal scored, if on at least one of the subchannels of the communication channel a signal is detected. The advantage here is that simple and robust way the provided redundancy for reduction the error rate, in particular to avoid transmission errors due from random destructive interference, is usable.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung werden die Signale auf den Kommunikationskanälen oder Unterkanälen des Leiters unter Verwendung eines OFDM-Verfahrens übermittelt. Von Vorteil ist dabei, dass für das OFDM-Verfahren ein Verfahren zur Busarbitration bereitgestellt wird, das alle Kommunikationskanäle des OFDM-Verfahrens nutzt und somit mit dem OFDM-Verfahren kompatibel ist.at In an advantageous embodiment, the signals on the communication channels or subchannels of the Conductor using an OFDM method. Is an advantage doing that for the OFDM method provides a method for bus arbitration will, all communication channels OFDM method and thus compatible with the OFDM method.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung liegen die Frequenzen der Kommunikationskanäle nicht in der Obertonreihe der berührungslosen Energieübertragung oder zumindest nicht in der Menge der ersten drei harmonischen Obertöne des Signals der berührungslosen Energieübertragung. Somit wird vorteilhaft störende Einkopplung der berührungslosen Energieübertragung in die Signalübertragung reduziert. Störungen mit einem Vielfachen der Grundfrequenz der berührungslosen Energieübertragung ergeben sich beispielsweise durch Vorgänge in der Einspeiseelektronik der berührungslosen Energieübertragung oder Rückwirkung der Verbraucher.at In an advantageous embodiment, the frequencies of the communication channels are not in the harmonic series of non-contact power transmission or at least not in the set of the first three harmonic overtones of the signal the non-contact Energy transfer. Thus, it is advantageous to disturb Coupling of non-contact power transmission in the signal transmission reduced. disorders at a multiple of the fundamental frequency of non-contact power transmission arise, for example, by processes in the feed electronics the non-contact Energy transfer or retroactive effect the consumer.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung liegen die Frequenzen der Kommunikationskanäle in der Obertonreihe einer Grundfrequenz. Somit ist die redundante Übertragung der Signale auf Unterkanälen mittels relativer Phasenverschiebung mehrerer Signale vorteilhaft ausführbar.at According to an advantageous embodiment, the frequencies of the communication channels are in the harmonic series a fundamental frequency. Thus, the redundant transmission of the signals is on Subchannels by means of Relative phase shift of several signals advantageous executable.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung werden Nutzdaten mittels FFT und/oder IFFT umgewandelt zur Weitergabe und/oder zum Empfang auf den beziehungsweise vom Bus, insbesondere zur Datenübertragung im OFDM-Verfahren. Von Vorteil ist dabei, dass eine schnelle Umwandlung der binär von einem Bus übermittelten Daten in ein für das OFDM-Verfahren nutzbares Format durchführbar ist.In an advantageous embodiment, payload data are converted by means of FFT and / or IFFT for transfer and / or reception on or from the bus, in particular for data transfer in the OFDM method. There is an advantage here in that a fast conversion of the binary data transmitted by a bus into a format that can be used for the OFDM method is feasible.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Kommunikationsteilnehmer Antriebsaggregate, insbesondere Umrichtermotoren oder Anpasssteller zur Versorgung von Verbrauchern. Von Vorteil ist dabei, dass ein OFDM-Verfahren mit einer Anlage mit berührungsloser Energieversorgung kombinierbar ist. Vorteilhaft ist dabei, dass die Zeitkonstante des OFDM-Verfahrens, also die Zeitdauer der Signalwörter, in etwa gleichgroß oder größer wählbar ist wie oder als die Zeitkonstante von Reflexionen im Primärleiter der Anlage. Da das OFDM-Verfahren sinusförmige Signale verwendet, ist eine fehlerhafte Interpretation eines Echos als zusätzliches Signal oder als zusätzliche Information vermeidbar. Vorteilhaft sind somit Leitungsabschlüsse für die Signalübertragung einsparbar. Die Verwendung des OFDM-Verfahrens bei Anlagen mit berührungsloser Energieübertragung ist weiter vorteilhaft, weil die sinusförmigen Signale im Vergleich zu rechteckförmigen Signalen, also Pulsen, mit verminderter Signalverfälschung induktiv in den Primärleiter einkoppelbar sind.at an advantageous embodiment, the communication participants Drive units, in particular converter motors or adapter plates for Supply of consumers. The advantage here is that an OFDM method with a contactless system Energy supply can be combined. It is advantageous that the time constant of the OFDM method, ie the duration of the signal words, in about the same size or is greater selectable as or as the time constant of reflections in the primary conductor the plant. Because the OFDM method sinusoidal Signals used is a faulty interpretation of an echo as additional Signal or as additional Information avoidable. Thus, line terminations for signal transmission are advantageous einsparbar. The use of the OFDM method in non-contact systems power transmission is further advantageous because the sinusoidal signals in comparison to rectangular Signals, ie pulses, with reduced signal distortion inductive in the primary conductor can be coupled.
Wichtige Merkmale der Erfindung einer Vorrichtung zur Busarbitration sind, dass mehrere Kommunikationsteilnehmer an einen Bus angeschlossen sind, wobei die Kommunikationsteilnehmer Mittel zur Arbitration und Kommunikation auf mehreren Frequenzkanälen aufweisen, wobei die Kommunikationsteilnehmer über einen Energiebus berührungslos versorgt werden und die Kommunikationsteilnehmer Mittel zur berührungslosen Kommunikation über den Energiebus auf mehreren Frequenzkanälen im OFDM-Verfahren aufweisen. Somit sind vorteilhaft Steckverbindungen einsparbar und es ist eine Anlage in hoher Schutzart ausführbar. Von Vorteil ist dabei, dass bei gleichbleibender Übertragungsrate die kommunizierten Signalwörter über eine längere Zeitspanne anliegen. Somit ist die Fehlerrate der Kommunikation verringerbar, und im Übertragungsweg sind induktive Kopplungen, die insbesondere eine Relativbewegung zulassen.Important Features of the invention of a device for Busarbitration are, that several communication users are connected to a bus, wherein the communication participants means for arbitration and communication on several frequency channels have, wherein the communication participants supplied via a power bus contactless and the communication participants means for non-contact Communication over have the power bus on multiple frequency channels in the OFDM method. Thus, advantageous connectors are savings and it is a System in high degree of protection executable. The advantage here is that at the same transfer rate the communicated signal words via a longer Time span. Thus, the error rate of communication reducible, and are in the transmission path inductive couplings that allow in particular a relative movement.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung werden die Kommunikationsteilnehmer über einen Energiebus versorgt und/oder weisen die Kommunikationsteilnehmer Mittel zur Kommunikation über den Energiebus auf mehreren Frequenzkanälen auf. Somit sind vorteilhaft Leitungen einsparbar.at an advantageous embodiment, the communication participants via a Energy bus supplies and / or instruct the communication participants Means of communication via the power bus on several frequency channels. Thus are advantageous Cables can be saved.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weisen die Kommunikationsteilnehmer Mittel zur Bestimmung der Nulldurchgänge des Signals für die berührungslose Energieübertragung auf. Somit ist eine Synchronisierung der Zeitsegmente oder Zeittaktung des verwendeten Kommunikationsverfahrens, etwa eines OFDM-Verfahrens, durchführbar.at an advantageous embodiment, the communication participants Means for determining the zero crossings of the signal for the non-contact power transmission on. Thus, a synchronization of the time segments or timing of the used communication method, such as an OFDM method, feasible.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind Mittel für die Erzeugung einer Phasenverschiebung von zufälliger Größe zwischen zwei Signalen vorhanden. Somit ist ein Verfahren zur Vermeidung von Übertragungsfehler mittels redundanter Signalübermittlung einsetzbar.at an advantageous embodiment are means for generating a phase shift of random Size between two signals available. Thus, a method of avoidance of transmission error by means of redundant signal transmission used.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind Mittel zur Datenumwandlung mittels FFT und/oder IFFT vorhanden. Somit ist eine schnelle Umwandlung der Nutzdaten in das Format des Bussystems durchführbar.at an advantageous embodiment are means for data conversion by FFT and / or IFFT available. Thus, a fast conversion of User data in the format of the bus system feasible.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Vorrichtung Mittel zur berührungslosen Energieentnahme aus einem Primärleiter auf und/oder es sind Mittel zur berührungslosen Energieversorgung vorhanden. Somit sind die Vorzüge berührungsloser Energieversorgung mit den Vorzügen der Mehrträger-Arbitration kombinierbar. Insbesondere ist der Primärleiter zur Datenkommunikation nutzbar.at In an advantageous embodiment, the device comprises means for contactless Energy extraction from a primary conductor on and / or there are means for non-contact power supply. Thus, the benefits non-contact power supply with the advantages the multi-carrier arbitration combined. In particular, the primary conductor is for data communication available.
Wichtige Merkmale der Erfindung eines Umrichters sind, dass Mittel zum Senden und/oder zum Empfang von Daten im OFDM-Verfahren vorhanden sind, wobei ein Verfahren zur Busarbitration nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche in dem Umrichter ausführbar ist. Somit ist bei dem Umrichter das Verfahren zur Busarbitration für OFDM-Verfahren vorteilhaft einsetzbar. Insbesondere ist somit der Umrichter nach Art eines Moduls in eine Anlage mit Busarbitration integrierbar.Important Features of the invention of an inverter are that means for transmission and / or to receive data in the OFDM method, wherein a method for Busarbitration after at least one of previous claims in the inverter executable is. Thus, in the inverter, the method of bus arbitration advantageous for OFDM methods used. In particular, the inverter is thus in the manner of a Module can be integrated in a system with bus arbitration.
Wichtige Merkmale der Erfindung einer Fertigungsanlage sind, dass Antriebseinheiten berührungslos energieversorgt sind und dass über einen Bus zumindest zwischen den Antriebseinheiten Daten austauschbar sind, wobei die Antriebseinheiten Mittel zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens aufweist, und/oder wobei die Antriebseinheiten jeweils eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Busarbitration umfassen. Von Vorteil ist dabei, dass eine Fertigungsanlage ausbildbar ist, bei der die Vorzüge der berührungslosen Energieversorgung mit denen eines Datenaustauschs über ein Bussystem kombinierbar sind. Die Antriebseinheiten bilden somit mit dem Bus ein Bussystem.Important Features of the invention of a manufacturing facility are that drive units contactless are powered and that over a bus at least between the drive units data interchangeable are, wherein the drive units means for carrying out a inventive method and / or wherein the drive units each have a device according to the invention for Busarbitration include. The advantage here is that a manufacturing plant is formable, at which the merits the non-contact Energy supply with those of a data exchange via a Bus system can be combined. The drive units thus form with the bus a bus system.
Die Erfindung ist besonders vorteilhaft einsetzbar bei Multimaster-Bussystemen, insbesondere bei FlexRay, Ethernet, CAN, Foundation Fieldbus, PROFIBUS, Interbus oder bei Mehrträger-Modulationsverfahren.The Invention can be used particularly advantageously in multimaster bus systems, especially with FlexRay, Ethernet, CAN, Foundation Fieldbus, PROFIBUS, Interbus or multi-carrier modulation method.
Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe.Further advantages emerge from the subclaims. The invention is not limited to the combination of features of the claims. For the expert, further meaningful combination possibilities of claims and / or individual claim features and / or features of Description and / or figures, in particular from the task and / or the task by comparison with the prior art task.
Die Erfindung wird nun anhand von Abbildungen näher erläutert:The Invention will now be explained in more detail with reference to figures:
Es zeigtIt shows
In
der
An
der Energieversorgung
Diese Kommunikation erfolgt über das OFDM-Verfahren, bei dem mehrere Kommunikationskanäle mit unterschiedlichen Frequenzen gleichzeitig genutzt werden. Unter Kommunikationskanal wird in dieser Schrift ein Kanal im informationstheoretischen Sinne verstanden. Jeder Kommunikationskanal benutzt zur Übertragung ein Medium, das beispielsweise als ein Frequenzband elektromagnetischer Wellen in Luft oder einem metallischem Leiter, als ein optischer Leiter oder als ein separater metallischer Leiter ausgebildet sein kann. Weitere Medien zur Übertragung von Signalen sind bekannt und für die Erfindung verwendbar. Über diese Kanäle werden Signale in Form von sinusförmigen Wellenpaketen übermittelt.These Communication takes place via the OFDM method, in which multiple communication channels with different Frequencies are used simultaneously. Under communication channel becomes in this writing a channel in the information-theoretical sense Understood. Each communication channel is used for transmission a medium that, for example, as a frequency band electromagnetic Waves in air or a metallic conductor, as an optical one Ladder or be designed as a separate metallic conductor can. Further media for transmission of signals are known and for the invention can be used. about these channels Signals are transmitted in the form of sinusoidal wave packets.
In
der in
Die
Längenverhältnisse
sind bei der Anlage nach
Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen beträgt die Länge des Primärleiters ein Vielfaches, insbesondere mehr als ein Zehnfaches, der maximalen Wellenlänge der OFDM-Signale.at further embodiments of the invention is the length of the primary conductor Multiple, in particular more than a tenfold, of the maximum wavelength OFDM signals.
Die
Verbraucher
In
weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen
werden mehr als die gezeigte Zahl von Kommunikationskanälen
In
weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen
erfolgt die Signalkopplung
Das
Modem
Das
Modem operiert wie nachfolgend beschrieben. Aus einer Datenquelle
Umgekehrt
empfängt
das Modem
Bei
einem weiteren Ausführungsbeispiel
erfolgt die Ein- und Auskopplung von Daten auf beziehungsweise vom
Bus
Bei
einem weiteren Ausführungsbeispiel
ist der Bus
Bei
einem weiteren Ausführungsbeispiel
ist der Bus
Beide
Teilnehmer
Im
ersten Zeitsegment senden beide Teilnehmer
Der
erste Teilnehmer
Beginnen
mehr als zwei Teilnehmer gleichzeitig mit dem Senden der Identifikation
Mit I, II, III sind Zeitsegmente gleicher Zeitdauer bezeichnet, die zeitlich nacheinander durchlaufen werden. Jedes Zeitsegment dient der Übertragung eines Symbols, also einer kleinsten Informationseinheit im Bussystem. Die Folge der Zeitsegmente entspricht somit einer Taktung des Bussystems und einer internen Taktung der Teilnehmer.With I, II, III are time segments of the same period called the be followed in chronological order. Each time segment serves the transmission a symbol, ie a smallest information unit in the bus system. The sequence of time segments thus corresponds to a clocking of the bus system and an internal clocking of the participants.
Die
Nulldurchgänge
des mittelfrequenten Signals
Durch
diese Synchronisation wird bewirkt, dass die Teilnehmer
Die
Kommunikationsteilnehmer
Ein
Verfahren und eine Vorrichtung zur Synchronisation unter Verwendung
des Nulldurchganges ist aus der
Die
drei Teilnehmer beginnen gleichzeitig bei
In
einem ersten Zeitsegment senden alle drei Teilnehmer (
Alle
drei Teilnehmer (
In
einem zweiten Zeitsegment senden der erste Teilnehmer
In
einem dritten Zeitabschnitt sendet der erste Teilnehmer
Die zur Bestimmung der Priorität verwendete Ordnungsrelation der Kommunikationskanäle ist also wie folgt: Ein erster Teilnehmer hat eine höhere Priorität als ein zweiter Teilnehmer, wenn er auf einem Kanal niedrigerer Frequenz als der zweite Teilnehmer sendet. Ein Teilnehmer hat eine niedrigere Priorität als ein zweiter Teilnehmer, wenn er nicht sendet und der zweite Teilnehmer überhaupt auf einem Kanal sendet.The to determine the priority used order relation of the communication channels is so like follows: A first participant has a higher priority than one second participant, if he is on a channel of lower frequency as the second participant sends. A participant has a lower one priority as a second participant if he does not send and the second Participant at all on a channel.
Nach
abgeschlossener Identifikation beginnt der dritte Teilnehmer
Diese
Fehlerprüfinformation
Bei
weiteren Ausführungsbeispielen
wechseln die Teilnehmer
Bei weiteren Ausführungsbeispielen werden 16, 32, 52 oder 88 Kanäle oder mehr verwendet. Das für die Datenübertragung reservierte Frequenzband liegt zwischen 50 kHz und 20 GHz, insbesondere zwischen 75 kHz und 5 GHz.at further embodiments be 16, 32, 52 or 88 channels or more used. That for the data transmission reserved frequency band is between 50 kHz and 20 GHz, in particular between 75 kHz and 5 GHz.
Bei der Überwachung der Kanäle besteht die Möglichkeit, dass sich ein Teilnehmer im Knoten des von einem anderen Teilnehmer ausgesendeten Signals befindet, oder dass sich bei einem Teilnehmer die von anderen Teilnehmern auf demselben Kanal ausgesendeten Signale auslöschen.at the surveillance of the channels it is possible, that a participant in the node of another participant emitted signal is located, or that at a participant the Signals transmitted by other subscribers on the same channel extinguish.
Bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren
ist jeder Kanal unterteilt in zwei Unterkanäle. Jeder Teilnehmer (
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel wird bei dem beschriebenen Verfahren besonders vorteilhaft ausgenutzt, dass die Unterkanäle durch zugewiesene Frequenzen und zugehörige Frequenzbänder realisiert sind, deren Werte einen gemeinsamen Teiler aufweisen.at a further embodiment is used particularly advantageously in the described method, that the subchannels realized by assigned frequencies and associated frequency bands are those whose values have a common divisor.
Ein
Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung von Phasenverschiebungen
bei Mehrträger-Modulationsverfahren
ist aus der deutschen Patentanmeldung
Das beschriebene Verfahren vollzieht sich im Laufe der nacheinander folgenden Taktsegmente der Bustaktung. In jedem Taktsegment wird ein Zyklus des Arbitrationsverfahrens ausgeführt. Die Zyklen werden im Folgenden beschrieben.The The method described is carried out in the course of successively following clock segments of the Bustaktung. In each clock segment is executed a cycle of the arbitration process. The cycles are below described.
Dargestellt
ist in
Im ersten Zyklus des Arbitrationsverfahrens, gekennzeichnet durch die Zeile mit dem Eintrag 1 in der Spalte C, sendet somit jeder Teilnehmer T1–T10 seine Ziffer auf den Bus. Auf dem Bus liegt somit das unter Bus eingetragene Signal „11111” an. Hierbei entspricht die erste Stelle des Eintrags dem in den Spalten der Teilnehmer zuoberst eingetragenen Kommunikationskanal, die zweite Stelle dem zweitobersten usw.in the first cycle of the arbitration process, characterized by the Row with entry 1 in column C, thus sends each participant T1-T10 its Numeral on the bus. On the bus is thus registered under bus Signal "11111" on. This corresponds the first digit of the entry in the columns of the participants at the top of the communication channel, the second place second highest, etc.
Im gleichen Taktsegment ermittelt jeder Teilnehmer, welches Signal auf den Kommunikationskanälen des Busses tatsächlich anliegt. Dieses Signal ergibt sich aus dem gesendeten Signal und den von anderen Teilnehmern gesendeten Signalen durch Überlagerung im Sinne einer logischen ODER-Verknüpfung. Auf jedem Kommunikationskanal liegt also in einem Taktsegment das Signal „1” genau dann an, wenn mindestens ein Teilnehmer dieses Signal in dem Taktsegment sendet. Die Teilnehmer verfügen somit nicht nur über Mittel zum Senden, sondern auch über Mittel zum Empfangen. Vorzugsweise geschieht das Senden und Empfangen durch induktive Einkopplung in eine zweipolige Busleitung.in the same clock segment, each participant determines which signal on the communication channels the bus actually is applied. This signal results from the transmitted signal and the signals sent by other participants by overlay in the sense of a logical OR connection. On every communication channel Thus, in a clock segment, the signal "1" is present if and only if a subscriber sends this signal in the clock segment. The participants thus have not just about Means to send, but also about Means for receiving. Preferably, the sending and receiving happens by inductive coupling into a two-pole bus line.
Somit erkennen die Teilnehmer T7, T8, T9, T10 anhand des Signals auf dem Bus, dass weitere Teilnehmer gesendet haben, die auf dem ersten, in der Tabelle obersten, Kommunikationskanal eine „1” gesendet haben, und die daher eine höhere Priorität besitzen. Die Teilnehmer T7, T8, T9 und T10 gehen daraufhin in einen Zuhörmodus oder einen Wartemodus über, gekennzeichnet durch den Eintrag „x” in ihrer Spalte.Consequently the participants recognize T7, T8, T9, T10 based on the signal on the Bus that have sent more participants on the first, in the table top, communication channel sent a "1" have, and therefore a higher Have priority. The participants T7, T8, T9 and T10 then go into a listening mode or a wait mode over, characterized by the entry "x" in its column.
Die Teilnehmer T1, T2, T3, T4, T5 und T6 erkennen nicht, ob weitere Teilnehmer mit höherer Priorität gesendet haben. Dies ist durch ein „v” in der jeweiligen Spalte gekennzeichnet.The Subscribers T1, T2, T3, T4, T5 and T6 do not recognize if more Participants with higher priority have sent. This is indicated by a "v" in the respective column characterized.
Die Teilnehmer mit einem „v” in ihrer Spalte senden daraufhin in einem zweiten Zyklus ihre Ziffer erneut. Dieser zweite Zyklus ist in der Zeile mit dem Eintrag „2” unter der Spalte „C” symbolisch gezeigt. Der zweite Zyklus vollzieht sich in einem Taktsegment des Bustakts, das auf das Taktsegment des ersten Zyklus zeitlich folgt.The participants with a "v" in their column then send their digit again in a second cycle. This second cycle is shown symbolically in the row with the entry "2" under the column "C". The second cycle occurs in a clock segment of the bus clock that follows the clock segment of the first cycle in time.
Nun wird der zweite Kommunikationskanal, in der Tabelle von oben beginnend, verglichen.Now becomes the second communication channel, starting from the top in the table, compared.
Die Teilnehmer T4, T5, T6 stellen fest, dass weitere Teilnehmer auf dem zweiten Kommunikationskanal gesendet haben und daher eine höhere Priorität besitzen. Sie gehen daraufhin in den Zuhörmodus oder Wartemodus über. Hier wie auch im Folgenden wird dies erneut durch einen Eintrag „x” an der entsprechenden Stelle der Tabelle symbolisiert.The Participants T4, T5, T6 notice that more participants are on have sent the second communication channel and therefore have a higher priority. You then go into listening mode or wait mode over. Here as well as in the following this becomes again by an entry "x" at the appropriate Symbolizes the place of the table.
Die Teilnehmer T1, T2, T3 stellen keinen weiteren Teilnehmer mit höherer Priorität fest. Sie setzen das Arbitrationsverfahren daher fort. Hier wie auch im Folgenden wird dies wieder durch einen Eintrag „v” an der entsprechenden Stelle der Tabelle symbolisiert.The Subscribers T1, T2, T3 do not find another subscriber with a higher priority. They therefore continue the arbitration procedure. Here as well as in the following this is again indicated by an entry "v" in the appropriate place symbolizes the table.
Die Teilnehmer T1, T2, T3 senden nun in einem dritten Zyklus ihre Ziffer erneut. Dieser dritte Zyklus ist in der Zeile mit dem Eintrag „3” unter der Spalte „C” symbolisch gezeigt.The Subscribers T1, T2, T3 now send their numbers in a third cycle again. This third cycle is in the line with the entry "3" below the column "C" symbolically shown.
Im dritten Zyklus wird nun die Information auf dem dritten Kommunikationskanal verglichen.in the third cycle will now be the information on the third communication channel compared.
Die Teilnehmer T2 und T3 erkennen, dass ein weiterer Teilnehmer mit einer höheren Priorität gesendet hat und gehen in den Zuhörmodus oder Wartemodus über.The Participants T2 and T3 recognize that another participant is using a higher one Priority sent has and go into listening mode or wait mode over.
Der verbliebene Teilnehmer T1 sendet nun in einem vierten Zyklus ihre Ziffer erneut. Dieser dritte Zyklus ist in der Zeile mit dem Eintrag „4” unter der Spalte „C” symbolisch gezeigt.Of the remaining subscribers T1 now sends theirs in a fourth cycle Digit again. This third cycle is in the line with the entry "4" under the column "C" symbolically shown.
Der Teilnehmer T1 stellt fest, dass kein weiterer Teilnehmer mit höherer Priorität gesendet hat, da seine gesendete Ziffer mit dem Signal auf dem Bus übereinstimmt und die erlaubten Ziffern genau drei Einsen aufweisen.Of the Subscriber T1 determines that no other subscriber with higher priority has been sent because its sent digit matches the signal on the bus and the digits allowed are exactly three ones.
Handelt es sich bei der gesendeten Ziffer um die letzte Ziffer seiner Adresse, so beginnt er mit dem Senden von Nutzdaten.These the transmitted digit is the last digit of his address, So he starts sending user data.
Handelt es sich bei der gesendeten Ziffer nicht um die letzte Ziffer seiner Adresse, so fährt er und alle eventuell vorhandenen Teilnehmer, welche die gleiche Ziffer gesendet haben, mit dem nächsten Arbitrationsschritt, bei dem die nächste Ziffer gesendet wird, fort.These the sent digit is not the last digit of his Address, so drives he and any existing participants who are the same Digit with the next arbitration step, where the next Digit is sent on.
Der vierte Zyklus kann auch unterbleiben, da Teilnehmer T1 anhand des Signals am Bus schon im dritten Zyklus erkennt, dass er der Gewinner ist, und da alle weiteren Teilnehmer nach der Abarbeitung von drei Kommunikationskanälen mit einer Eins entweder ebenfalls Gewinner oder ausgeschieden sind.Of the fourth cycle can also be omitted, as participants T1 based on the Signal on the bus already in the third cycle realizes that he is the winner is, and there all further participants after the execution of three communication channels Either winner or eliminated.
Wenn beispielsweise nur Teilnehmer T2 und T3 vorhanden wären, wäre im zweiten Zyklus auf dem Bus das Signal „11011”. Teilnehmer T2 wüsste bereits jetzt, das er Gewinner ist, und Teilnehmer T3, dass er ausscheiden wird.If For example, only subscribers T2 and T3 would be present would be in the second Cycle on the bus the signal "11011". Attendees T2 already knew now that he is the winner, and participant T3 that he is leaving becomes.
Im
dargestellten Beispiel in
Die verwendete Ordnungsrelation ist somit die gewöhnliche Ordnungsrelation zwischen Zahlen, wobei dem in der Tabelle obersten Kommunikationskanal die höchste Potenz in der Binärdarstellung zugeordnet ist.The The ordinal relation used is thus the ordinary order relation between Numbers, where the top communication channel in the table is the highest Potency in binary representation assigned.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel werden in den Zyklen der Reihe nach nur Kommunikationskanäle ausgewertet, bei denen überhaupt eine Eins gesendet wurde. Dies ist anhand des Signals auf dem Bus ersichtlich.at a further embodiment in turn, only communication channels were evaluated in the cycles, where ever one One was sent. This can be seen by the signal on the bus.
Bei weiteren Ausführungsbeispielen werden nur Ziffern mit einer festgelegten Zahl von Einsen und Nullen in der Binärdarstellung zugelassen, wobei die Zahl der Einsen von drei verschieden ist und/oder wobei die Summe der Zahl der Einsen und der Zahl der Nullen von fünf verschieden ist.at further embodiments only digits with a fixed number of ones and zeros in binary representation permitted, wherein the number of ones of three is different and / or where the sum of the number of ones and the number of zeros of five different is.
Das
Verfahren nach
Besonders vorteilhafte Verhältnisse ergeben sich, wenn die Zahl der Einsen in etwa, also bis auf eine Differenz von Null oder Eins, gleich der Zahl der zugelassenen Nullen ist. Dann ist aus kombinatorischer Sicht die Zahl der verfügbaren Ziffern maximal.Especially favorable conditions arise when the number of ones in about, so to one Difference of zero or one, equal to the number of allowed zeros is. Then, from a combinatorial point of view, is the number of digits available maximum.
Das beschriebene Verfahren ist auch einsetzbar, wenn die Zahl der Einsen in jeder zulässigen Ziffer nicht fixiert ist. In diesem Fall werden in Zyklen nacheinander alle Kommunikationskanäle abgearbeitet, zumindest jedoch so viele, bis der Gewinner eindeutig, also auch für die übrigen Teilnehmer, feststeht.The described method can also be used if the number of ones in each permissible digit is not fixed. In this case, all communication channels are processed one after the other in cycles, but at least as many until the winner is determined, ie also for the remaining participants stands.
In der umrahmten Zeile ist ein reservierter Kommunikationskanal gezeigt, der nicht für die Übermittlung der Ziffern der Adresse verwendet wird, sondern für den vorzeitigen Abschluss der Arbitration. Dieser Kommunikationskanal dient zur Übertragung eines Gewinner-Bits an alle Teilnehmer, das anzeigt, wenn ein Gewinner der Arbitration festliegt, so dass die anderen Teilnehmer die Arbitration beenden können.In the framed row shows a reserved communication channel not for the transmission the digits of the address is used, but for the premature Completion of the arbitration. This communication channel is used to transmit a Winner bits to all participants that indicates if a winner the arbitration is fixed, so that the other participants the arbitration can finish.
Im
Beispiel nach
Teilnehmer T1 erkennt, dass weitere Teilnehmer mit höherer Priorität senden und wechselt in einen Wartemodus.Attendees T1 recognizes that more subscribers are sending higher priority and changes to a wait mode.
Teilnehmer T3 erkennt anhand des Signals auf dem Bus, dass er Gewinner sein wird, denn kein Teilnehmer hat auf einem Kommunikationskanal, auf dem T1 eine Null gesendet hat, eine Eins gesendet.Attendees T3 recognizes from the signal on the bus that he is the winner is because no participant has on a communication channel on the T1 sent a zero, sent a one.
Teilnehmer T2 und T3 senden ihre Adresse erneut. T3 sendet zusätzlich auf dem reservierten Kommunikationskanal eine Eins, um zu signalisieren, dass er Gewinner ist. Dies ist in der Tabelle durch den unteren umrahmten Bereich gekennzeichnet.Attendees T2 and T3 resend their address. T3 also sends out the reserved communication channel a one to signal that he is winner. This is framed in the table by the lower one Area marked.
Teilnehmer T2 kann anhand des Signals auf dem Bus nicht erkennen, ob der weitere Teilnehmer eine „1011” oder eine „1001” gesendet hat. Im letzteren Fall wäre er Gewinner. Da aber auf dem zusätzlichen Kanal eine Eins gesendet wird, geht er in den Wartemodus über.Attendees T2 can not tell from the signal on the bus if the other one Subscriber sent a "1011" or a "1001" Has. In the latter case would be he winner. But there on the additional Channel is sent one, it goes into the waiting mode.
Durch die Verwendung des reservierten Kanals zur Signalisierung wird somit die Dauer der Arbitration im Durchschnitt verkürzt.By the use of the reserved channel for signaling thus becomes shortened the duration of the arbitration on average.
Der
reservierte Kanal ist auch in dem Beispiel nach
Bei
weiteren Ausführungsbeispielen
werden in den einzelnen Zyklen die bereits abgearbeiteten Kommunikationskanäle nicht
erneut gesendet, sondern die Ziffern werden abgeschnitten oder trunkiert. Eine
Auswertung der betreffenden abgehörten Kommunikationskanäle unterbleibt,
oder die betreffenden Kommunikationskanäle werden gar nicht abgehört und/oder
gar nicht mit Signalen beaufschlagt. Das Weglassen oder Ausblenden
dieser Kommunikationskanäle
vollzieht sich dabei nach einem festgelegten Schema, einer festgelegten
Reihenfolge, die allen Teilnehmern bekannt ist. Beispielsweise wird
bei den in der Beschreibung zu
Bei weiteren Ausführungsbeispielen ist die Zahl der Unterkanäle je Kanal weiter erhöht, wodurch sich die Ausfallrate nochmals reduziert.at further embodiments is the number of subchannels each channel further increased, which further reduces the failure rate.
Bei weiteren Ausführungsbeispielen ist der Vollkreis in eine Anzahl gleichgroßer Teilkreise geteilt, und die zufällige, relative Phasenverschiebung wird in Schritten dieser Diskretisierung bestimmt. Besonders vorteilhaft ist die Verwendung von 90°- oder 180°-Schritten, da sich in diesem Fall die relative Phasenverschiebung der Signale durch Vorzeichenwechsel in den Real- beziehungsweise Imaginärteilen der Fourier-transformierten Signale ergibt.at further embodiments the full circle is divided into a number of equally sized subcircuits, and the random, relative phase shift is in steps of this discretization certainly. Particularly advantageous is the use of 90 ° or 180 ° steps, since in this case the relative phase shift of the signals by sign changes in the real or imaginary parts of the Fourier transformed signals.
Bei weiteren Ausführungsbeispielen liegt die Frequenz des mittelfrequenten Stromes zwischen 10 kHz und 100 kHz.at further embodiments the frequency of the medium frequency current is between 10 kHz and 100 kHz.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist das Bussystem von einer Anlage umfasst, deren räumliche Abmessung so groß gewählt ist, dass bei Signalübertragung zwischen zwei Kommunikationsteilnehmer der empfangende Kommunikationsteilnehmer im Wesentlichen das Fernfeld des von dem sendenden Kommunikationsteilnehmer ausgehenden Signals erfasst. In diesem Fall werden durch die Erfindung vorteilhaft Übertragungsfehler vermieden, die durch die Anordnung eines Teilnehmers im Knoten der Signale eines anderen Teilnehmers verursacht werden.at a further embodiment The bus system is comprised of a plant whose spatial Dimension is chosen so big that in signal transmission between two communication participants of the receiving communication participants essentially the far field of the sending communication user outgoing signal detected. In this case, the invention advantageous transmission error avoided by the arrangement of a participant in the node of Signals of another participant are caused.
Die Erfindung betrifft allgemein ein Verfahren zur Busarbitration zum Einsatz bei Mehrträger-Modulationsverfahren, beispielsweise OFDM oder FDM. Jedem Teilnehmer an einem Bus wird eine eindeutige den Teilnehmer identifizierende Adresse zugeordnet, die bei jeder Kommunikationsaufnahme gesendet wird. Hierbei wird die Adresse als Folge binärer Ziffern dargestellt, wobei die Zahl der Bits der binären Ziffern gleich der Zahl der verwendeten Träger im Mehrträger-Modulationsverfahren ist. Diese Folge binärer Ziffern wird sukzessive zur Arbitration über das Mehrträger-Modulationsverfahren gesendet, wobei ein Teilnehmer aus der Arbitration ausscheidet, wenn ein weiterer Teilnehmer gleichzeitig eine binäre Ziffer mit höherer Priorität gesendet hat. Das Senden der binären Ziffer kann wiederholt werden, wenn die Arbitration der Ziffer nicht in einem Schritt zu einem Ergebnis führt. Bei einer Anlage zur berührungslosen Energieversorgung ist das Verfahren zur Busarbitration vorteilhaft einsetzbar. Eine redundante Versendung phasenverschobener Signale vermindert die Ausfallrate aufgrund von zufälliger destruktiver Interferenz.The invention generally relates to a method for bus arbitration for use in multi-carrier modulation methods, for example OFDM or FDM. Each subscriber on a bus is assigned a unique subscriber-identifying address, which is sent each time a communication is received. Here, the address is represented as a sequence of binary digits, where the number of bits of the binary Numbers equal to the number of carriers used in the multi-carrier modulation method. This sequence of binary digits is successively sent for arbitration via the multicarrier modulation method, with one subscriber dropping out of arbitration if another subscriber simultaneously sent a higher priority binary digit. The sending of the binary digit can be repeated if the arbitration of the digit does not lead to a result in one step. In a system for non-contact power supply, the method for Busarbitration is advantageously used. Redundant transmission of out-of-phase signals reduces the failure rate due to random destructive interference.
- 11, 12, 13, 1411 12, 13, 14
- Verbraucherconsumer
- 1515
- Energiequelleenergy
- 1616
- Primärleiterprimary conductor
- 120120
- Verbraucherconsumer
- 122122
- Kommunikationskanalcommunication channel
- 124124
- Signalkopplungsignal coupling
- 126126
- Datenübermittlungdata transmission
- 130130
- Verbraucherconsumer
- 132.1–132.4132.1-132.4
- Kommunikationskanalcommunication channel
- 134134
- Signalkopplungsignal coupling
- 136136
- Datenübermittlungdata transmission
- 301301
- Modemmodem
- 302302
- DatenquelleData Source
- 303303
- Datensenkedata sink
- 304, 305304 305
- Pufferbuffer
- 306306
- Buscontrollerbus controller
- 308308
- Mittel zur Frequenzzuordnungmedium for frequency assignment
- 309309
- Zufalls-PhasengeneratorRandom phase generator
- 310310
- Enable-SignalEnable signal
- 311311
- Amplitudenauswerteeinheitamplitude evaluation
- 312312
- Mittel zur inversen schnellen Fourier-Transformation (IFFT)medium for Inverse Fast Fourier Transformation (IFFT)
- 313313
- Mittel zur schnellen Fourier-Transformation (FFT)medium for fast Fourier transformation (FFT)
- 314314
- Parallel-Seriell-WandlerParallel to serial converter
- 315315
- Seriell-Parallel-WandlerSerial-to-parallel converter
- 316316
- Digital-Analog-WandlerDigital to analog converter
- 317317
- Analog-Digital-WandlerAnalog to digital converter
- 401, 402401 402
- TeilnehmerAttendees
- 403403
- Übertragungsbeginntransmission start
- 404404
- IdentifikationID
- 405405
- Übertragungsendeend of transmission
- 410410
- Nutzdatenpayload
- 411411
- Adressrahmenaddress frame
- 412412
- Datenpaketdata packet
- 420420
- Fehlerprüfinformationerror checking
- 430430
- Zuhör-ModusListening mode
- 500500
- Mittelfrequentes SignalTransmission Ratio for Medium signal
- 501501
- erster Teilnehmerfirst Attendees
- 502502
- zweiter Teilnehmersecond Attendees
- 503503
- dritter Teilnehmerthird Attendees
- 504504
- IdentifikationID
- 508508
- Sendebeginnstart broadcasting
- 509509
- Übertragungsendeend of transmission
- 510510
- Nutzdatenpayload
- 511511
- Adressrahmenaddress frame
- 512512
- Datenrahmendata frames
- 520520
- Fehlerprüfinformationerror checking
- 530530
- Zuhör-ModusListening mode
- 601–605601-605
- Signalesignals
- 606606
- resultierendes Signalresulting signal
- 607607
- überwachbarer BereichMonitored Area
- 608608
- blinder Bereichblind Area
Claims (18)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102007063686A DE102007063686B4 (en) | 2006-11-03 | 2007-10-18 | Bus e.g. Ethernet, arbitration method for use in e.g. frequency-division multiplexing method, involves assigning unique address to subscriber, and determining whether another subscriber with high priority conducts receiving process |
DE102007050280A DE102007050280B4 (en) | 2006-11-03 | 2007-10-18 | Method for bus arbitration and a converter |
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102006052297 | 2006-11-03 | ||
DE102006052297.4 | 2006-11-03 | ||
DE102007063686A DE102007063686B4 (en) | 2006-11-03 | 2007-10-18 | Bus e.g. Ethernet, arbitration method for use in e.g. frequency-division multiplexing method, involves assigning unique address to subscriber, and determining whether another subscriber with high priority conducts receiving process |
DE102007050280A DE102007050280B4 (en) | 2006-11-03 | 2007-10-18 | Method for bus arbitration and a converter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102007063686B4 true DE102007063686B4 (en) | 2010-08-05 |
Family
ID=42309165
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102007063686A Active DE102007063686B4 (en) | 2006-11-03 | 2007-10-18 | Bus e.g. Ethernet, arbitration method for use in e.g. frequency-division multiplexing method, involves assigning unique address to subscriber, and determining whether another subscriber with high priority conducts receiving process |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102007063686B4 (en) |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4451881A (en) * | 1981-11-03 | 1984-05-29 | International Business Machines Corp. | Data processing system bus for multiple independent users |
US4626843A (en) * | 1983-09-27 | 1986-12-02 | Trw Inc. | Multi-master communication bus system with parallel bus request arbitration |
GB2230166A (en) * | 1989-03-31 | 1990-10-10 | Daniel Matthew Taub | Resource control allocation |
US5818821A (en) * | 1994-12-30 | 1998-10-06 | Intelogis, Inc. | Universal lan power line carrier repeater system and method |
DE19911830A1 (en) * | 1999-03-17 | 2000-09-21 | Bosch Gmbh Robert | Procedure for managing access to a bus and bus system |
DE10349242B3 (en) * | 2003-10-20 | 2005-04-21 | Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg | Contactless electrical coupling system for load current and data involves electrical wire carrying medium frequency AC and synchronization pulses and inductive coupling circuit in movable equipment |
US20050225188A1 (en) * | 2002-08-30 | 2005-10-13 | Gerd Griepentrog | Method for the wireless and contactless transport of energy and data, and corresponding device |
DE102006010900A1 (en) * | 2005-05-11 | 2006-11-16 | Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg | Method for contactless transmission of digital coded multicarrier data, especially frequency multiple (FM) over subchannels of frequency channel |
-
2007
- 2007-10-18 DE DE102007063686A patent/DE102007063686B4/en active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4451881A (en) * | 1981-11-03 | 1984-05-29 | International Business Machines Corp. | Data processing system bus for multiple independent users |
US4626843A (en) * | 1983-09-27 | 1986-12-02 | Trw Inc. | Multi-master communication bus system with parallel bus request arbitration |
GB2230166A (en) * | 1989-03-31 | 1990-10-10 | Daniel Matthew Taub | Resource control allocation |
US5818821A (en) * | 1994-12-30 | 1998-10-06 | Intelogis, Inc. | Universal lan power line carrier repeater system and method |
DE19911830A1 (en) * | 1999-03-17 | 2000-09-21 | Bosch Gmbh Robert | Procedure for managing access to a bus and bus system |
US20050225188A1 (en) * | 2002-08-30 | 2005-10-13 | Gerd Griepentrog | Method for the wireless and contactless transport of energy and data, and corresponding device |
DE10349242B3 (en) * | 2003-10-20 | 2005-04-21 | Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg | Contactless electrical coupling system for load current and data involves electrical wire carrying medium frequency AC and synchronization pulses and inductive coupling circuit in movable equipment |
DE102006010900A1 (en) * | 2005-05-11 | 2006-11-16 | Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg | Method for contactless transmission of digital coded multicarrier data, especially frequency multiple (FM) over subchannels of frequency channel |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2109963B1 (en) | Method and device for bus arbitration, converter and manufacturing installation | |
EP2681632B1 (en) | Bus system with a master and a group of slaves and communication method to exchange data in such a bussystem | |
EP1935111B1 (en) | Power supply and communication system for a passenger plane | |
EP2443557B1 (en) | Method for transmitting data between subscriber stations of a bus system | |
EP2443797B1 (en) | Media access control method for a bus system and communication apparatus | |
DE102007050280B4 (en) | Method for bus arbitration and a converter | |
DE112013007040T5 (en) | Radio communication system and radio communication method | |
DE102007063686B4 (en) | Bus e.g. Ethernet, arbitration method for use in e.g. frequency-division multiplexing method, involves assigning unique address to subscriber, and determining whether another subscriber with high priority conducts receiving process | |
EP1965549B1 (en) | Bus system and method for operating the bus system | |
DE102010004829B4 (en) | Method for data transmission and apparatus for carrying out the method | |
WO1998026542A2 (en) | Network for transmitting data packets and method for operating the network | |
DE19510280A1 (en) | Exchange protocol for digital data | |
DE102010012330A1 (en) | Transmission system and transmission method for the wireless transmission of signals in an automation system and automation system with such a transmission system | |
EP1179920A2 (en) | Data bus for a plurality of nodes | |
EP3130081B1 (en) | Serial communication system, photovoltaic plant and method for serial communication | |
EP1334589B1 (en) | Data transmission | |
DE19849111C1 (en) | Data transmission over power lines involves using 3-phase TDD transmission method with division of total number of channels into two groups with fixed direction allocation | |
DE102012007628B3 (en) | Method for data transmission between master communication node and slave communication node, involves determining time required for sending signals by slave communication node after detection of preamble start time | |
DE19606940B4 (en) | Asynchronous bus system with shared information and energy transfer based on a maximum of two-core cable | |
DE102009041834B4 (en) | network | |
EP3364547B1 (en) | Method and system for data transmission over a high or medium voltage line | |
DE102010056628B4 (en) | Method for data transmission and device with along an elongated laid closed loop conductor movable consumers | |
EP2875438B1 (en) | Registration method and bus communication device | |
EP1835664B1 (en) | Data transmission between multiple senders and a receiver | |
WO2007087933A1 (en) | Method for random access signaling |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
Q172 | Divided out of (supplement): |
Ref document number: 102007050280 Country of ref document: DE Kind code of ref document: P |
|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
AC | Divided out of |
Ref document number: 102007050280 Country of ref document: DE Kind code of ref document: P |
|
8364 | No opposition during term of opposition |