DE19758032A1

DE19758032A1 - Interface for several CAN data processing networks and method for operating an interface

Info

Publication number: DE19758032A1
Application number: DE1997158032
Authority: DE
Inventors: Rolf Wilhelm Kemper; Ralf Usling; Jens Kurt Eltze
Original assignee: Renesas Electronics Europe GmbH
Current assignee: Renesas Electronics Europe GmbH
Priority date: 1997-12-29
Filing date: 1997-12-29
Publication date: 1999-07-01
Also published as: WO1999034560A1

Abstract

The invention relates to an interface for linking at least two CAN (Controller Area Network) networks to respectively distributed CAN computer nodes. An interface of this type is used to transmit information from one CAN network to another. According to the invention, the interface has a central memory for storing information, each of the CAN networks being allocated its own memory area. This minimises the burden on the central processing unit and makes the interface more flexible for interfacing other networks. The interface is preferably also provided with its own, extra machine bus and a memory access control system to relieve the central processing unit of the additional burden of managing memory accesses.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schnittstelle (Controller) gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Betreiben der Schnittstelle.The invention relates to an interface (controller) according to the preamble of claim 1 and a method for Operating the interface.

Datenverarbeitungsanlagen mit verteilten Rechnerknoten, die über einen seriellen Datenbus verbunden sind, finden überwie gend in industriellen und automobilen lokalen Netzwerken An wendung. Die Rechnerknoten umfassen dabei Datenverarbeitungs geräte oder Signalverarbeitungsgeräte, die für eine bestimmte Anwendung ausgelegt sind. Hierzu zählt der Datenaustausch zwischen Steuergeräten, Sensoren und Stellgliedern.Data processing systems with distributed computer nodes that connected via a serial data bus in industrial and automotive local networks turn. The computer nodes include data processing equipment or signal processing equipment designed for a particular Application. This includes data exchange between control units, sensors and actuators.

Ein Beispiel für die oben definierten Datenverarbeitungsanla gen ist das Controller Area Network (CAN), das mit einem Standardprotokoll, derzeit 2.0B arbeitet.An example of the data processing system defined above is the Controller Area Network (CAN), which is connected to a Standard protocol, currently 2.0B works.

Jede CAN-Einheit, d. h. jeder Rechnerknoten, steht dabei über einen seriellen Datenbus mit allen anderen Rechnerknoten in Verbindung, und zum Austausch bzw. zur Verwaltung und Verar beitung von Daten sind bei CAN im wesentlichen zwei unter schiedliche "Ebenen" definiert, nämlich eine Protokollebene und eine Objektebene. Daten werden zwischen den CAN-Einheiten in Form sogenannter "Mitteilungsobjekte" ausgetauscht. Dabei umfaßt ein "Mitteilungsobjekt" neben den eigentlichen Daten, die zu verarbeiten sind, noch beispielsweise ein Identifika tionsfeld (ID), Statusfelder, Felder zur Taktsteuerung etc. Im Sinne der vorliegenden Anmeldung umfaßt der Begriff "Ebene" sowohl eine Implementierung durch Software als auch durch Hardware als auch durch Kombinationen von beiden.Each CAN unit, i.e. H. each computer node protrudes a serial data bus with all other computer nodes in Connection, and for exchange or for administration and processing Processing of data is essentially two under with CAN different "levels" defined, namely a protocol level and an object layer. Data is between the CAN units exchanged in the form of so-called "communication objects". Here includes a "notification object" in addition to the actual data, which are to be processed, for example an identifier tion field (ID), status fields, fields for cycle control etc. For the purposes of the present application, the term includes "Level" both an implementation by software as well through hardware as well as through combinations of both.

Fig. 1 zeigt den schematischen Aufbau einer CAN-Einheit. Dar gestellt ist die Protokollebene 1, die mit einem externen CAN-Bus 5 in Verbindung steht und verantwortlich ist für das korrekte Handhaben von Daten auf dem CAN-Bus. Insbesondere werden Mitteilungsobjekte auf korrektes Datenformat über prüft, und eingehende Mitteilungsobjekte werde von seriellem Datenformat auf paralleles Datenformat gewandelt. Fig. 1 shows the schematic configuration of a CAN unit. It shows the protocol level 1 , which is connected to an external CAN bus 5 and is responsible for the correct handling of data on the CAN bus. In particular, message objects are checked for correct data format, and incoming message objects are converted from serial data format to parallel data format.

Die sich daran anschließende Objektebene 2 dient der Filte rung von Daten, und insbesondere der Datenverwaltung und bil det die Schnittstelle zwischen der Protokollebene und einem CAN-Speicher 3. Die Objektebene übernimmt die Datenverwaltung und die Speicherung von Daten und gibt über den Speicher 3 erforderliche Daten an eine nicht dargestellte Steuereinheit.The subsequent object level 2 is used for filtering data, and in particular for data management, and forms the interface between the protocol level and a CAN memory 3 . The object level takes over the data management and the storage of data and gives necessary data via the memory 3 to a control unit, not shown.

Der CAN-Speicher 3 ist normalerweise direkt mit der Objekt ebene verbunden und beispielsweise beim sogenannten "Full CAN" als RAM mit zwei Eingängen (Dual Port) ausgebildet. Die Darstellung der Fig. 1 ist lediglich eine grobe schematische Struktur. Tatsächlich können die Funktionen zwischen Objekt ebene und Protokollebene verschoben sein, und häufig ist eine eindeutige Trennung nicht möglich. Ein Beispiel für ein be kanntes CAN-System ist in der DE-A-41 40 017 gezeigt, auf deren Offenbarung hier ausdrücklich Bezug genommen wird.The CAN memory 3 is normally connected directly to the object level and, for example in the case of the so-called "full CAN", is designed as RAM with two inputs (dual port). The illustration of FIG. 1 is merely a rough schematic structure. In fact, the functions can be shifted between the object level and the protocol level, and a clear separation is often not possible. An example of a known CAN system is shown in DE-A-41 40 017, the disclosure of which is expressly incorporated by reference here.

Auf dem Gebiet der Automobiltechnik besteht zunehmend der Be darf, eine Steuerung mit mehr als einem Netzwerk aufzubauen, beispielsweise ein Netzwerk für die Motorsteuerung und ein Netzwerk für die sogenannte "Body Electronic" wie Fensterhe ber, Beleuchtung, etc. Damit wird es aber auch erforderlich, entsprechende Schnittstellen zur Verfügung zu stellen, um Da ten zwischen den einzelnen Netzwerken austauschen zu können, beispielsweise bei einer kombinierten Antischlupf- und ABS- Regelung. Mögliche Realisierungen einer derartigen Schnitt stelle sind in den Fig. 2 und 3 dargestellt.In the field of automotive technology, there is an increasing need to set up a control system with more than one network, for example a network for the motor control and a network for the so-called "body electronics" such as window regulators, lighting, etc. However, this also becomes necessary to provide appropriate interfaces so that data can be exchanged between the individual networks, for example in the case of a combined anti-slip and ABS control. Possible realizations of such an interface are shown in FIGS. 2 and 3.

In Fig. 2 ist der "klassische" Weg dargestellt, um Daten zwi schen unterschiedlichen Netzwerken auszutauschen. Die in Fig. 2 dargestellte Schnittstelle 20 umfaßt jeweils zwei CAN-Ein heiten 10, 10', die mit unterschiedlichen Netzwerken über ihre zugeordneten Busse 5 und 5' in Verbindung stehen. Jede der CAN-Einheiten 10, 10' entspricht im wesentlichen vom Auf bau her der in Fig. 1 dargestellten Einheit 10. Die Einhei ten sind miteinander über einen internen Bus 4, verbunden, und zusätzlich ist eine zentrale Prozessoreinheit (CPU) 100 vorgesehen. Die Daten werden durch die CPU von der ersten CAN-Einheit 10 gelesen und dann in die andere Einheit 10' eingeschrieben. Dies führt dazu, daß die Belastung der CPU abhängig ist von der Anzahl der Datenübertragung an, der An zahl der zu übertragenden Bytes etc.In Fig. 2 of the "classical" pathway is shown to data Zvi rule different networks exchange. The interface 20 shown in FIG. 2 each comprises two CAN units 10 , 10 ', which are connected to different networks via their assigned buses 5 and 5 '. Each of the CAN units 10 , 10 'corresponds essentially to the construction of the unit 10 shown in FIG. 1. The units are connected to one another via an internal bus 4 , and a central processor unit (CPU) 100 is additionally provided. The data are read by the CPU from the first CAN unit 10 and then written into the other unit 10 '. This means that the CPU load is dependent on the number of data transfers, the number of bytes to be transferred, etc.

Eine alternative Ausführungsform, die kein Stand der Technik ist, zeigt die Fig. 3. Zusätzlich zu den Bereichen der Fig. 2 ist noch ein Brückenmodul 12 vorgesehen, das den Daten transfer unterstützt. Das Brückenmodul könnte als Hardwareim plementierung ausgeführt sein, und die Funktionsweise des Brückenmoduls für den direkten Datenübergang zwischen zwei CAN-Einheiten muß abhängig von der Anwendung angegeben wer den. Häufig ist zusätzlich noch eine CPU-Aktivität erforder lich, da nicht alle Übertragungsmechanismen durch eine solche Brücke realisierbar sind.An alternative embodiment, which is not prior art, is shown in FIG. 3. In addition to the areas in FIG. 2, a bridge module 12 is also provided, which supports data transfer. The bridge module could be implemented as hardware implementation, and the functioning of the bridge module for the direct data transfer between two CAN units must be specified depending on the application. Often, CPU activity is also required since not all transmission mechanisms can be implemented using such a bridge.

Des weiteren ist zu beachten, daß zur Umsetzung der in den Fig. 2 und 3 dargestellten Ansätze vorausgesetzt wird, daß die einzelnen CAN-Einheiten 10, 10' zur Realisierung der Schnittstelle kopiert werden; d. h., das Layout der CAN-Ein heit wird auf einen Chip (Die) entsprechend der Anzahl der verschiedenen Anschlüsse (Netzwerke) kopiert. Dabei werden alle Einheiten wie die Protokollebene, die Objektebene und der Mitteilungsobjektspeicher kopiert und entsprechend der Schnittstellengröße (d. h. abhängig von der Anzahl der Ein- und Ausgänge) verschaltet. Damit wird aber für jede Schnitt stelle abhängig von der Anzahl der CAN-Einheiten eine eigene Konfiguration benötigt, und bei einer Änderung des Aufbaus muß das gesamte Layout geändert werden. Schließlich ist der Erweiterung der Schnittstelle durch zusätzliche CAN-Einheiten eine Grenze durch die Belastung der CPU gesetzt.It should also be noted that in order to implement the approaches shown in FIGS. 2 and 3, it is assumed that the individual CAN units 10 , 10 'are copied to implement the interface; ie, the layout of the CAN unit is copied onto a chip (die) according to the number of different connections (networks). All units such as the protocol level, the object level and the message object memory are copied and interconnected according to the size of the interface (ie depending on the number of inputs and outputs). However, this requires a separate configuration for each interface depending on the number of CAN units, and the entire layout must be changed if the structure is changed. Finally, the expansion of the interface with additional CAN units places a limit on the CPU load.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Schnittstelle der Eingangs genannten Art zu entwickeln, bei der die Belastung der zentralen Prozessoreinheit weitgehend minimiert ist und die sich durch hohe Flexibilität auszeich net; des weiteren soll ein Verfahren zum Betreiben einer der artigen Schnittstelle angegeben werden.In contrast, the invention is based on the object To develop interface of the type mentioned at the load on the central processor unit largely is minimized and which is characterized by high flexibility net; Furthermore, a method for operating one of the like interface.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein zentraler Mitteilungsobjektspeicher vorgesehen ist, wobei je der Eingabe/Ausgabe-Einheit (CAN-Einheit) ein Speicherbereich zugewiesen werden kann.This object is achieved in that a central message object memory is provided, each a memory area for the input / output unit (CAN unit) can be assigned.

Es ist somit nicht erforderlich, für jede CAN-Einheit einen eigenen Speicher auszugestalten, der von der Größe abhängig von den CAN-Einheiten des jeweiligen Netzwerkes ausgelegt werden müßte. Abhängig vom tatsächlich erforderlichen Spei cherbereich kann deshalb im zentralen Speicher genausoviel Speicherplatz zugewiesen werden, wie für die betreffende Im plementation erforderlich ist. Für die Erweiterung der Schnittstelle zum Anschluß eines weiteren Datennetzwerkes muß deshalb lediglich zusätzlicher Speicherplatz ausgewiesen oder vorhandener Speicherplatz umgewidmet werden, und die Proto koll- und die Objektebene für eine Eingabe/Ausgabe-Einheit müssen erstellt werden. It is therefore not necessary to have one for each CAN unit design your own storage, depending on the size designed by the CAN units of the respective network should be. Depending on the food actually required The central area can therefore do just as much in the central memory Storage space can be allocated as for the Im plementation is required. For the expansion of the Interface to connect another data network must therefore only shown additional storage space or existing space will be rededicated, and the proto coll and the object level for an input / output unit must be created.

Vorzugsweise ist zusätzlich zu dem internen Bus, der die CPU mit den Eingabe/Ausgabe-Einheiten verbindet, ein Maschinenbus vorgesehen, über den der Datentransfer zwischen den Ein gabe/Ausgabe-Einheiten und der CPU einerseits und dem zentra len Speicher andererseits vorgenommen wird.Preferably, in addition to the internal bus, which is the CPU connects to the input / output units, a machine bus provided over which the data transfer between the A I / O units and the CPU on the one hand and the zentra len memory is made on the other hand.

Vorzugsweise ist dabei eine zentrale Speicherzugriffssteue rung vorgesehen, die sämtliche Datenübertragungen vom und zum Speicher steuert.A central memory access control is preferred tion provided that all data transfers from and to Memory controls.

Jede Eingabe/Ausgabe-Einheit umfaßt dabei vorzugsweise eine Protokollebene und eine Objektebene.Each input / output unit preferably comprises one Log level and an object level.

Der zentrale Mitteilungsobjektspeicher ist vorzugsweise als inhaltsadressierbarer Speicher (CAM) und/oder als Freizu griffsspeicher (RAM) ausgebildet; zusätzlich kann noch ein Ereignis-Folge-Speicher vorgesehen sein, in dem eine Folge verzeichnet ist, die ausgelöst werden soll, wenn eine Sta tusänderung eines Mitteilungsobjektes festgestellt wird.The central message object store is preferably as content-addressable memory (CAM) and / or as Freizu handle memory (RAM) formed; in addition, another Event sequence memory can be provided in which a sequence is to be triggered when a sta change of a notification object is determined.

Um den Datenaustausch zwischen einzelnen Eingabe/Ausgabe-Ein heiten zu erleichtern, ist vorzugsweise zumindest ein Brücken modul vorgesehen, das in gleicher Weise wie die Ein gabe/Ausgabe-Einheiten zwischen den Maschinenbus und den in ternen Bus geschaltet ist. Ausgehend von Daten, die im Mit teilungsobjektspeicher eingespeichert sind und/oder abhängig von Statusänderungen von Mitteilungsobjekten kann das Brücken modul Daten von einem Speicherbereich in einen anderen Speicherbereich kopieren oder dahin übertragen.To exchange data between individual input / output inputs easing is preferably at least a bridge module provided that in the same way as the one I / O units between the machine bus and the in remote bus is switched. Based on data in the Mit Partition object memories are stored and / or dependent bridging status changes of notification objects modul data from one memory area to another Copy memory area or transfer it to it.

Insgesamt wird somit erfindungsgemäß ein modularer Aufbau der Schnittstelle erzielt, bei dem verschiedene Einheiten der Schnittstelle als Module ausgebildet sind, die lediglich zwi schen den internen Bus und dem Maschinenbus geschaltet sind. Die Module können als CAN-Module (Eingabe/Ausgabe-Einheit) mit Protokoll- und Objektebene ausgestaltet sein oder auch als Brückenmodule zum Übermitteln von Daten zwischen den Netzwerken. Schließlich ist es auch möglich, selbstdefinierte funktionelle Module in gleicher Weise zu implementieren; durch Einsatz einer Ereignis-Folge-Steuerung kann beispiels weise die Änderung eines Mitteilungsobjektes (Ereignis) eine bestimmte Folge (Aktion) auslöst.Overall, according to the invention, a modular structure of the Interface achieved in which different units of the Interface are designed as modules that only between the internal bus and the machine bus are switched. The modules can be used as CAN modules (input / output unit) be designed with protocol and object level or also as bridge modules for transferring data between the Networks. Finally, it is also possible to define yourself implement functional modules in the same way; by using an event sequence control, for example instruct the change of a notification object (event) certain sequence (action) triggers.

Jeder Speicherzugriff wird über die zentrale Speicherzu griffssteuerung vorgenommen, so daß eine vollständige Kon trolle über alle Speichervorgänge gegeben ist.Each memory access is made via the central memory handle control made so that a complete Kon trolle is given over all storage processes.

Erfindungsgemäß wird jedem Modul (Eingabe/Ausgabe-Einheit, Brückenmodul, Funktionsmodul etc.) eine eigene Maschinennummer zugeordnet, und das Mitteilungsobjekt jedes einzelnen Netzes wird durch die Maschinennummer ergänzt. Auf diese Weise ist es sehr einfach möglich, jedes einzelne Mitteilungsobjekt in nerhalb der Schnittstelle dem entsprechenden Datenverarbei tungsnetzwerk (CAN-Netzwerk) zuzuordnen. Auch kann dadurch der entsprechende Speicherbereich für jedes einzelne Modul zugewiesen werden. Dies erweist sich insbesondere bei Verwen dung eines inhaltsadressierbaren Speichers (CAM) als vorteil haft, in dem zumindest ein Teil des Mitteilungsobjektes, vor zugsweise die Maschinennummer und das Identifikationsfeld, gespeichert ist; restliche Daten wie beispielsweise Semapho ren, Statusfelder etc. können in einem entsprechend zugeord neten RAM gespeichert werden.According to the invention, each module (input / output unit, Bridge module, function module etc.) has its own machine number assigned, and the notification object of each individual network is supplemented by the machine number. That way it’s very easy to put in every single notification object the corresponding data processing within the interface assignment network (CAN network). It can also the corresponding memory area for each individual module be assigned to. This is particularly the case with Verwen the use of a content addressable memory (CAM) as an advantage in which at least part of the notification object is in front preferably the machine number and the identification field, is saved; remaining data such as semaphore ren, status fields etc. can be assigned accordingly RAM can be saved.

Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert. Es zeigen:Embodiments of the invention are illustrated in the accompanying Drawings explained. Show it:

Fig. 1 den schematischen Aufbau eines CAN-Knotens, Fig. 1 shows the schematic structure of a CAN node,

Fig. 2 den Aufbau einer konventionellen Schnittstelle, Fig. 2 shows the structure of a conventional interface,

Fig. 3 einen möglichen Ansatz zur Vereinfachung der Datenübertragung zwischen CAN-Einheiten, Fig. 3 shows a possible approach to facilitate data transfer between CAN units,

Fig. 4 den schematischen Aufbau einer erfindungsge mäßen Schnittstelle und Fig. 4 shows the schematic structure of an interface according to the invention and

Fig. 5 den schematischen Aufbau eines Mitteilungsob jektspeichers. Fig. 5 shows the schematic structure of a Mitmittungsob object memory.

Gemäß Fig. 4 ist die erfindungsgemäße Schnittstelle modular aus verschiedenen Modulen M₁, M₂, . . ., M_n, M_n+1 aufgebaut. Jedes Modul ist zwischen eine internen Bus 4 und einen Maschinenbus 6 geschaltet und kann ein CAN-Modul (mit Protokollebene und Objektebene), ein Brückenmodul zur Übertragung von Daten zwi schen CAN-Modulen oder ein Modul mit frei definierbarer Funk tion sein. Jedes CAN-Modul ist dabei mit dem zugeordneten CAN-Bus (nicht dargestellt) verbunden und kommuniziert mit dem entsprechenden Netzwerk. FIG. 4 is the interface according to the invention a modular manner from different modules M _1, M _2,. . ., M _n , M _{n + 1} built. Each module is connected between an internal bus 4 and a machine bus 6 and can be a CAN module (with protocol level and object level), a bridge module for transferring data between CAN modules or a module with a freely definable function. Each CAN module is connected to the assigned CAN bus (not shown) and communicates with the corresponding network.

Mit dem internen Bus 4 ist weiterhin eine zentrale Prozes soreinheit 100 verbunden, die Daten von den einzelnen Modulen empfängt und an diese Daten übermittelt.A central processor unit 100 is also connected to the internal bus 4 , which receives data from the individual modules and transmits them to these data.

Mit dem Speicherbus ist einerseits ein zentraler Mitteilungs objektspeicher 50 und eine Speicherzugriffssteuerung 40 ver bunden. Die Speicherzugriffssteuerung steuert alle Zugriffs vorgänge auf dem zentralen Mitteilungsobjektspeicher 50.On the one hand, a central message object memory 50 and a memory access controller 40 are connected to the memory bus. The memory access controller controls all access operations on the central message object memory 50 .

Wie bereits erwähnt, umfaßt jedes CAN-Modul die Protokoll ebene und die Objektebene, jedoch keinen eigenen Speicher. Der gesamte Mitteilungsobjektspeicher ist als gemeinsamer Speicher 50 ausgestaltet, der formal unabhängig von dem ein zelnen Modulen ist. Um eine Verbindung zwischen unterschied lichen Speicherplätzen des Speichers 50 und den Modulen her zustellen, wird eine Maschinennummer dem Mitteilungsidentifi kationsfeld (ID) zugefügt. Ein bestimmtes Modul erhält eine Maschinennummer, die beispielsweise durch Software zugewiesen werden kann. Auf diese Weise ist es nicht erforderlich, durch feste Hardwareverbindungen zwischen Nachrichten zu unter scheiden, die zu unterschiedlichen CAN-Netzen (CAN-Modulen) oder zu anderen Arten von Modulen (wie z. B. Brückenmodule) gehören.As already mentioned, each CAN module comprises the protocol level and the object level, but not its own memory. The entire message object memory is designed as a common memory 50 , which is formally independent of the individual modules. In order to establish a connection between different memory locations of the memory 50 and the modules, a machine number is added to the message identification field (ID). A specific module is given a machine number that can be assigned, for example, by software. In this way it is not necessary to distinguish between fixed hardware connections between messages that belong to different CAN networks (CAN modules) or to other types of modules (such as bridge modules).

Zur Erläuterung der Datenstruktur soll Bezug auf Fig. 5 ge nommen werden. Dort ist schematisch der Aufbau eines Spei chers 50 dargestellt. Erfindungsgemäß setzt sicher Speicher 50 aus einem inhaltsadressierbaren Speicher CAM 50 ₁ und einem Freizugriffsspeicher RAM 50 ₂ zusammen.For an explanation of the data structure, reference should be made to FIG. 5. The structure of a memory 50 is shown schematically there. According to the invention, memory 50 is composed of a content-addressable memory CAM 50 ₁ and a free access memory RAM 50 ₂ .

In Fig. 5 ist schematisch eine Reihenfolge von Mitteilungs objekten 1, 2, 3, 4, 5, . . ., N dargestellt, die in dieser Folge im CAM-Speicher 50 ₁ gespeichert sind. Jedes Mittei lungsobjekt umfaßt erfindungsgemäß eine Maschinennummer MN, die das zugeordnete Modul und damit, wenn es sich um ein CAN- Modul handelt, das zugeordnete Netzwerk angibt. Desweiteren ist im CAM das Identifikationsfeld für das Mitteilungsobjekt gespeichert, das beispielsweise die Art der Nachricht angibt.In Fig. 5 is a sequence of notification objects 1 , 2 , 3 , 4 , 5 ,. . ., N are shown, which are stored in this sequence in the CAM memory 50 ₁ . According to the invention, each message object comprises a machine number MN, which indicates the assigned module and thus, if it is a CAN module, the assigned network. Furthermore, the identification field for the notification object, which, for example, indicates the type of message, is stored in the CAM.

Dem CAM ist weiterhin der RAM 50 ₂ zugeordnet, in dem in der selben Reihenfolge entsprechende weitere Daten eines Mittei lungsobjektes gespeichert sind. Die Speicherplätze des CAM und des RAM sind einander zugeordnet, d. h. jeder Speicher platz des CAM hat eine Entsprechung im RAM. Somit kann durch einfachen Zugriff auf den inhaltsadressierbaren Speicher CAM sehr einfach ein Mitteilungsobjekt aufgefunden werden, das mit einer bestimmten Maschinennummer und einem bestimmten Identifikationsfeld übereinstimmt. In dem zugeordneten Spei cherbereich des RAM können dann die zugehörigen weiteren Da ten des Mitteilungsobjektes aufgefunden werden. Der Grund für diese Zweiteilung des Speichers liegt darin, daß einerseits ein CAM sehr aufwendig aufgebaut ist, dafür eine sehr schnelle Adressierung zuläßt, und daß andererseits ein RAM sehr einfach aufgebaut ist, aber andererseits Suchroutinen sehr langsam ablaufen. Durch diese Kombination eines CAM und eines RAM können beide Vorteile genutzt werden. RAM 50 _{2 is also} assigned to the CAM, in which further data of a message object is stored in the same order. The storage locations of the CAM and RAM are assigned to each other, ie each storage location of the CAM has a corresponding RAM. Thus, by simply accessing the content-addressable memory CAM, it is very easy to find a notification object that matches a specific machine number and a specific identification field. The associated further data of the notification object can then be found in the associated memory area of the RAM. The reason for this division of the memory into two is that, on the one hand, a CAM is very complex, but allows very fast addressing, and on the other hand, a RAM is very simple, but on the other hand, search routines run very slowly. By combining a CAM and a RAM, both advantages can be used.

Im RAM sind für jedes Mitteilungsobjekt weitere Datenfelder vorgesehen, beispielsweise Semaphoren, Zeitmarken, Ereignis folgen und die eigentlichen Daten.There are additional data fields in the RAM for each message object provided, for example semaphores, time stamps, event follow and the actual data.

Semaphoren sind dabei Bitfolgen, die Zustände von Mittei lungsobjekten angeben (beispielsweise Aktualität, etc). Die Zeitmarke dient der Synchronisation unterschiedlicher Daten verarbeitungsnetze, und hinsichtlich der Einzelheiten der Taktsynchronisation wird auf die Eingangs erwähnte DE-A-41 40 017 verwiesen.Semaphores are bit sequences, the states of Mittei Specify the objects of the project (e.g. topicality, etc.). The Time stamp is used to synchronize different data processing networks, and in terms of the details of the Clock synchronization is based on the aforementioned DE-A-41 40 017 referred.

Neben dem eigentlichen Datenfeld ist erfindungsgemäß noch ein Ereignis-Folge-Feld vorgesehen. Das Ereignis-Folge-Feld ver weist bei einer möglichen Zustandsänderung der Semaphore auf einen Speicherbereich eines Ereignis-Folge-Speichers. Bei spielsweise kann in dem Speicher 50 ₃ vorgesehen sein, daß bei Auftreten eines bestimmten Ereignisses (Zustandsänderung ei ner Semaphore eines Mitteilungsobjektes) eine bestimmte Folge eintreten soll, z. B. Änderung eines anderen Mitteilungsobjek tes oder generieren eines neuen Mitteilungsobjektes, wie bei spielsweise durch die Pfeile B und A in Fig. 5 dargestellt ist.In addition to the actual data field, an event sequence field is also provided according to the invention. The event sequence field refers to a memory area of an event sequence memory when the state of the semaphores changes. For example, it can be provided in the memory 50 ₃ that a certain sequence should occur when a certain event occurs (state change of a semaphore of a notification object), e.g. B. Change another Mitteilungsobjek tes or generate a new notification object, as shown for example by the arrows B and A in Fig. 5.

Auf diese Weise kann auch eine Schleife von Ereignisfolgen ausgelöst werden, wie durch den Pfeil C in Fig. 5 darge stellt ist. Ändert sich beispielsweise ein Mitteilungsobjekt, so verweist die Ereignisliste im RAM 50 ₂ auf eine entspre chende Folge (Aktion) ACT1 im Ereignis-Folge-Speicher 50 ₃; wobei die im Speicher 50 ₃ angegebene Aktion ACT1 . . . ACTN wie der die Änderung eines Mitteilungsobjektes verursacht, was wieder ein Ereignis darstellt. Auf diese Weise können auch aufwendige Steuerabfolgen in einfacher Weise realisiert wer den.In this way, a loop of event sequences can also be triggered, as shown by the arrow C in FIG. 5. If, for example, a notification object changes, the event list in RAM 50 ₂ refers to a corresponding sequence (action) ACT1 in event sequence memory 50 ₃ ; the action ACT1 specified in the memory 50 ₃ . . . ACTN causes the change of a notification object, which is an event again. In this way, complex tax sequences can be realized in a simple manner.

Wie bereits erwähnt, steuert die zentrale Speicherzugriffs steuerung 40 den Zugriff auf den Mitteilungsobjektspeicher, und zwar vorzugsweise nach einem Zugriffsplan. D.h. die Spei cherzugriffssteuerung stellt jedem Modul und der CPU 100 ein Zeitfenster für den Speicherzugriff zur Verfügung.As already mentioned, the central memory access controller 40 controls access to the message object memory, preferably according to an access plan. That is, the memory access controller provides each module and the CPU 100 with a time window for memory access.

Wie ein derartiger Zugriffsplan zu erstellen ist, ist dem Fachmann geläufig und wird deshalb hier nicht im einzelnen dargestellt. Um jedoch das erfindungsgemäße modulare Konzept konsequent umzusetzen empfiehlt es sich, die Speicherzu griffsberechtigung jeweils von einem Modul auf das nächstfol gende bzw. die CPU in einer vorgegebenen Reihenfolge oder nach Prioritäten zu übergeben. Auf diese Weise kann der Spei cherzugriff auch dann in einer sehr einfachen Weise realisiert werden, wenn ein zusätzliches Modul einer bestehenden Schnittstelle zugefügt werden soll.How to create such an access plan is the Expert familiar and is therefore not here in detail shown. However, the modular concept according to the invention it is recommended to implement the storage system consistently Grip authorization from one module to the next or the CPU in a predetermined order or to pass according to priorities. In this way the Spei Access also realized in a very simple way if an additional module of an existing Interface should be added.

Erfindungsgemäß wird jeder Speicherzugriff durch die zentrale Speichersteuerung gesteuert. Kein Teil des Systems (einschließlich der CPU) hat einen direkten Zugriff auf den Mitteilungsobjektspeicher. Jede Anforderung, unabhängig da von, von welchem Modul oder von der CPU selbst, wird durch die zentrale Steuereinheit verwaltet. Dies ermöglicht, daß alle Speicheränderungen überwacht können und die Semaphoren entsprechend gehandhabt werden können.According to the invention, each memory access is performed by the central one Memory control controlled. Not part of the system (including the CPU) has direct access to the Message object store. Every requirement, regardless by which module or by the CPU itself, by the central control unit manages. This enables that all memory changes can be monitored and the semaphores can be handled accordingly.

Zusammenfassend ist zu erwähnen, daß erfindungsgemäß die Be standteile der Schnittstelle modular aufgebaut sind, und zwar aus CAN-Modulen, Brückenmodulen und zusätzlichen Funktionsmo dulen, die alle in gleicher Weise zwischen den internen Bus und dem Maschinenbus geschaltet sind. Die einzelnen Module umfassen keinen eigenen Speicher, sondern ihnen ist ein Spei cherplatz in einem zentralen Mitteilungsobjektspeicher zuge ordnet, wobei der Zugriff auf den zentralen Speicher über eine Speicherzugriffssteuerung erfolgt.In summary, it should be mentioned that according to the invention the loading components of the interface are modular, namely from CAN modules, bridge modules and additional functional mo dulen, all in the same way between the internal bus and the machine bus are switched. The individual modules do not include their own memory, but a memory for them storage space in a central message object memory maps, with access to central storage above memory access control takes place.

Durch diesen modularen Aufbau ergibt sich eine erhebliche Flexibilität, und das System ist gemäß den Anforderungen ei nes Anwenders einfach skalierbar. Erweiterungen durch zusätz liche Module sind problemlos realisierbar. Anwenderspezifi sche Funktionen können über eigene selbstdefinierte Module realisiert werden oder auch über eine Ereignis-Folge-Steue rung.This modular structure results in a considerable amount Flexibility, and the system is according to the requirements easily scalable. Extensions through additional modules can be easily implemented. User specific functions can be created using your own self-defined modules can be realized or also via an event sequence control tion.

Alle Steuerungen sowie Brückenmodule, selbstdefinierte Mo dule, Ereignis-Folge-Steuerung kann über Hardware implemen tiert werden, so daß die Belastung der CPU deutlich reduziert ist.All controls as well as bridge modules, self-defined mo dule, event sequence control can implement hardware be tiert, so that the load on the CPU is significantly reduced is.

Claims

1. Interface for coupling at least two CAN networks, each with distributed CAN computer nodes
at least two input / output units for the exchange of message objects with the CAN networks and
an internal bus, through which the input / output units are connected,
marked by
a central memory for storing message objects, each input / output unit can be assigned a memory area.

2. Interface according to claim 1, marked is characterized by an additional machine bus, the with the individual input / output units and the message object storage is connected.

3. Interface according to claim 1 or 2, marked is characterized by a central memory access control tion that provides access to the central notification object controls the project memory.

4. Interface according to claim 1, 2 or 3, marked is characterized by a central processor unit that with the individual input / output units and the central one Message object storage is connected.

5. Interface according to one of claims 1 to 4, characterized characterized that each input / output is a a protocol level for checking the data format of Mit sharing objects and an object level to manage Mit exhibits objects of division.

6. Interface according to one of claims 1 to 5, characterized characterized that the communication object speci cher a content addressable memory (CAM) and / or one Has free access memory (RAM).

7. Interface according to one of claims 1 to 6, characterized by an event sequence memory cher.

8. Interface according to claim 7, characterized records that the event sequence memory is part of the central message object store.

9. Interface according to one of claims 1 to 8, ge characterized by at least one bridge module, which is connected to the internal bus and the machine bus and notification objects between different input / output Exchanges units.

10. Interface according to one of claims 1 to 9, characterized characterized that each input / output input unit, each bridge module and, if necessary, self-defined Functional unit is constructed as a module that between the in remote bus and the machine bus is switched.

11. Interface according to claim 10, characterized records that each unit's memory access, each module or the CPU via the central memory access control takes place.

12. Method for operating an interface according to a of claims 1 to 11, wherein each input / output unit with exchange message objects in their associated CAN network can, characterized in that everyone Input / output unit and each bridge module a machine assigns number and the message objects around the machine number always expanded.

13. The method according to claim 12, characterized records that you have the machine number and an ID tification field of the notification object in a content address storable memory and other fields in one free access memory stores.

14. The method according to claim 13, characterized records that in the other data fields the Mit Partition objects contain semaphores and event sequence fields where the event sequence field indicates a sequence, which is triggered when the state of the semaphores changes different.

15. The method according to claim 14, characterized records that the event sequence field has a reference to a location in an event sequence memory points.

16. Data processing system with at least two data networks work with distributed computer nodes and with one cut place according to one of claims 1 to 11.