带有耦合模块的串行总线系统技术方案

带有数个被连接在其处的总线模块(2’‑4’)的串行总线系统，其中，在串行总线(1)上的数据传输可通过至少一个CPU总线主控器(13)来管理，其中，被连接在串行总线(1)中的总线模块(2’‑4’)被相应地划分成被直接连接在串行总线(1)处的耦合模块(7‑10)和一个或数个仅被连接到耦合模块(7‑10)处的简单的模块(2‑4)。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种根据专利权利要求1的前序部分的带有总线模块的串行总线系统。
技术介绍
例如DE10148470A1描述了一种带有被直接集成到总线中的总线模块的串行总线系统。在串行数据传递的情形中，数个总线参与者经由共同的传输介质通讯。为了使每个参与者获得发送和接收其数据的可能性，规范到传输介质上的访问的协议是必要的。在串行数据传递的情形中，在传感器/执行器平面的区域中使用各种不同的总线访问方法，例如主/从、CSMA/CD、令牌传递等等。不同的总线访问方法大致利用消息导向的或I/O导向的传输方法。在消息导向的传输方法的情形中存在多种不同的传输协议和接口实现。同样地，最简单的传感器和执行器借助于该传输方法与上一级的控制装置通讯。在此，总线参与者经由共同的传输介质、例如双线缆线彼此相连接。由此布线成本被显著降低，且可非常容易实现设备扩展。新的设备部件然后以如下方式被集成到现有的布线中，即，现存的总线缆线被拆开且新的设备部件被联接在两个分离点之间。新的额外的电缆无须被敷设，因为新的设备部件的信号经由已存在的传输介质被传递。在DE10148470A1的情形中假设如下，即，在自动化系统中带有在其中布置有数个组件的模块化的组件支架的部件应产生相对相邻的组件支架的连接。因此，DE10148470A1作如下设置，即，存在数个总线段，其中，每个总线段具有呈星形的总线耦合元件。然而未提示呈星形的总线耦合段如何构造。<br>上述文献从而无法创造相对被直接连结在总线中的模块(下面也称作“总线模块”)的智能的且机械稳定的连接，在其中环形连接被转换成点对点连接。“总线模块”的概念被理解为一种根据现有技术的模块，其与“简单的“I/O或开关模块的特性相联系具有用于到串行总线处的直接连接的复杂的电子线路。然而，在用于到串行总线处的直接连接的总线模块中的复杂的电子线路的实现在多个方面是不利的。
技术实现思路
因此，本专利技术基于如下目的，即，如此地改进带有先前所提及的形式的总线模块的串行总线，即，通过串行总线的快速的数据传输率不依赖于被联接在其处的总线模块的数量存在，且在单个在总线中存在的总线模块失效的情形中不发生其余总线参与者的干扰。此外应不依赖于总线模块的数量始终存在最大可能的数据传输速率。为了实现所提出的目的，本专利技术的特征在于权利要求1的技术理论。为了更好地界定根据现有技术的模块相对根据本专利技术的模块，被直接连结到总线结构中的根据现有技术的模块在下面被称作“总线模块”，而根据本专利技术的模块被一分为二且被相应地划分成被直接连结到总线结构中的耦合模块和被联接在其处的“简单的”标准模块。“简单的”标准模块相应地仅间接经由耦合模块被联接到总线结构处。本专利技术的特征相应地是，在由CPU总线主控器管理的串行总线中此时各个复杂的模块(总线模块)本身不再被连结在总线中，而是所谓的耦合模块作为替代，耦合模块仅在逻辑方面将被联接在其处的标准模块映射到总线上。因此相对DE10148470A1存在如下优点，即，在耦合模块中仅存在被联接在总线处的标准模块的逻辑映射而不发生已知的总线模块与串行总线本身的直接互联。与之相反，在已知的文献DE10148470A1的情形中各个呈星形接通的总线模块的互联是必要的，这具有高的线路成本和在一些模块失效的情形中的显著干扰的缺点。因此本专利技术作如下设置，即，设置有耦合模块到总线结构处的智能的、机械稳定的连接。由于模块仅作为模块映射以布置在该处的耦合模块形式布置在串行总线的串行总线结构中，环形连接仅在耦合模块之间存在。在各个被直接连结在环形结构中的复杂的总线模块之间的环形连接因此可被取消。于是仅耦合模块还参与在串行总线中的数据传输且此时简化构造的标准模块不再参与。这与如下优点相联系，即，此时任意数量的标准模块可被接通到总线结构中，而不损害在串行总线上的数据传输，因为仅耦合模块被接通在串行总线中且耦合模块在其侧与简单的标准模块相连接。以该方式实现在总线结构中的快速的数据传输率，且总的数据传输在耦合模块失效的情形中不被干扰，因为该耦合模块于是引起跨接且其它耦合模块还保留在串行总线中且在该处可工作。即使当先前在现有技术的情形中被包含在环形结构中的简单的模块失效时，这根据本专利技术不引起串行总线系统的干扰，因为耦合模块于是由于其自身的智能确定被联接在该处的模块的失效且将该模块从数据传输中移除。下面呈笔记式地基于所说明的另外的特征对本专利技术进行说明：●模块的智能的、机械稳定的连接●将(在耦合模块之间)的环形连接转换成(相对模块的)点对点连接●使得模块的在数据基础上灵活的联接成为可能●将智能带到“靠近”(不智能的)I/O模块●将环形连接转换成点对点连接●抗干扰能力-一个故障模块不使得所有损坏毁坏●经由耦合模块的(较短的环)●点对点连接被“封闭”●无反射，更干净的布局●可实现相对各个模块的多个数据传输率●可与局部的智能相联系地被使用●CPU不被直接至模块的数据传输加载●使得自己的FPGA/系统在芯片上●使得模块的在数据基础上灵活的联接成为可能●无附加逻辑地联接标准电子装置●“I/O扩展”-SPI输入转换成数字信号●“SpeedGrades”(SPI总线的时钟频率)-在点对点连接的情形中不仅存在缓慢的而且存在快速的连接●缓慢地开始，利用“更好的”模块，然后更快●无固定的协议●可配置的数据传输，数据可由取决于模块●数据控制器接受“指令”●对于总线轨道而言保持在抽象平面上-任何电气元件可被联接●所有“仅\是数据●相对耦合模块的可更换的现场总线协议●使得模块的在数据基础上的灵活的联接成为可能●在模块中的单独标示●不依赖于剩余地读取“ID”●耦合模块不识别“模块类型”●配置说明来自模块(而不来自CPU)●每个模块带来其“语言”和“词典”(指令和相对数据的联系)●标准元件可联接●被联接的元件无须根据特别的标准起作用●仅额外的“ID注册器”带有指令描述●智能被带到“靠近”I/O模块●不同模块的不同I/O被加载以智能●模块自身可保持不智能●被联接在耦合模块处(在总线周期之下)的各个模块的快速反应●模块-模块通讯●(优选地经由线模块-耦合模块+耦合模块-模块)●所有模块在耦合模块处的自主反应(“紧急起动”)●离散的逻辑●在耦合模块上的用户应用(例如61131)...

【技术保护点】
带有数个被连接在其处的总线模块(2’‑4’)的串行总线系统，其中，在所述串行总线(1)上的数据传输可通过至少一个CPU总线主控器(13)来管理，其中，被连接在所述串行总线(1)中的总线模块(2’‑4’)被相应地划分成被直接连接在所述串行总线(1)处的耦合模块(7‑10)和一个或数个仅被连接到所述耦合模块(7‑10)处的简单的模块(2‑4)。

【技术特征摘要】
2015.01.19 AT GM8/20151.带有数个被连接在其处的总线模块(2’-4’)的串行总线系统，其中，在所述串行总线
(1)上的数据传输可通过至少一个CPU总线主控器(13)来管理，其中，被连接在所述串行总
线(1)中的总线模块(2’-4’)被相应地划分成被直接连接在所述串行总线(1)处的耦合模块
(7-10)和一个或数个仅被连接到所述耦合模块(7-10)处的简单的模块(2-4)。
2.根据权利要求1所述的串行总线系统，其特征在于，被接通在所述串行总线(1)中的
耦合模块(7-10)将被接通到其处的(简单的)标准模块(2-4)在逻辑上映射到所述总线(1)
上且所述耦合模块(7-10)在与所述CPU总线主控器(13)的连接中实施在所述串行总线(1)
中的数据传输。
3.根据权利要求1或2所述的串行总线系统，其特征在于，仅被间接连接到所述串行总
线(1)处的模块(2-4)构造成简单的输入和输出模块，其实施至模拟接收器或传感器或类似
物的外部数据传输，且其不具有带有自己的CPU的复杂的总线控制逻辑。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的串行总线系统，其特征在于，数个简单的模块(2-
4)被连接到一个耦合模块(7-10)处且所述耦合模块(7-10)管理在各个被连接在其处的模
块(2-4)之间的数据传输。
5.根据权利要求4所述的串行总线系统，其特征在于，在所述简单的模块(2-4)与所述
耦合模块(7-10)之间...

【专利技术属性】
技术研发人员：多米尼克·马特，迈克尔·施密德，马提亚斯·约胡姆，
申请(专利权)人：巴赫曼有限公司，
类型：发明
国别省市：奥地利;AT