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Dokumentenidentifikation DE69434976T2 17.01.2008
EP-Veröffentlichungsnummer 0000744053
Titel RANGADRESSENZUWEISEUNG IN EINEM MODULSYSTEM
Anmelder Koninklijke Philips Electronics N.V., Eindhoven, NL
Erfinder BUIJ, Arnold Willem, NL-5621 BA Eindhoven, NL;
BEIJ, Marcel, NL-5621 BA Eindhoven, NL
Vertreter Volmer, G., Dipl.-Ing., Pat.-Anw., 52066 Aachen
DE-Aktenzeichen 69434976
Vertragsstaaten DE, FR, GB, IT
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 21.11.1994
EP-Aktenzeichen 949316673
WO-Anmeldetag 21.11.1994
PCT-Aktenzeichen PCT/IB94/00364
WO-Veröffentlichungsnummer 1995014972
WO-Veröffentlichungsdatum 01.06.1995
EP-Offenlegungsdatum 27.11.1996
EP date of grant 23.05.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 17.01.2008
IPC-Hauptklasse G06F 12/06(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse H04L 12/28(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]
ANWENDUNGSGEBIET DER ERFINDUNG

Die Erfindung bezieht sich auf ein Steuerungssystem, bestehend aus einer Vielzahl von Modulen, von denen jedes einzelne Identifizierungsmittel zum Darstellen einer speziellen Zahl beinhaltet. Ferner beinhaltet das System Steuerungsmittel, die dazu dienen, die Zuweisung entsprechender Adressen zu entsprechenden Modulen für den Zugriff auf die Module zu steuern, wobei eine Zuweisung der entsprechenden Adressen zu entsprechenden Modulen auf der Basis der speziellen Zahlen erfolgt.

STAND DER TECHNIK

In der Fachwelt sind verschiedene Verfahren bekannt, Modulen in einem System Adressen zuzuweisen. Nachfolgend werden einige Beispiele gegeben.

Die europäische Patentanmeldung EP-A 0.537.814 (PHN 13.825) beschreibt ein Kommunikationssystem, bei dem die Module über einen Bus für die Datenkommunikation untereinander verbunden sind. Die Adressenzuweisung erfolgt einheitlich für jedes einzelne Modul, indem seine Adresse auf einen Anfangsadresswert gesetzt und überprüft wird, ob ein anderes Modul eine Adresse mit demselben Anfangsadresswert hat. Wenn es ein anderes Modul mit demselben Adresswert gibt, dann wird der Adresswert des betreffenden Moduls iterativ erhöht, bis der Adresswert als eindeutig bestätigt wird.

Die veröffentlichte Zusammenfassung der japanischen Patentschrift Kokai 4-256.150 beschreibt ein individuelles Adresseneinrichtungssystem, bestehend aus einem Controller und einer Endeinrichtung. Die Endeinrichtung umfasst einen Zufallszahlengenerator, um eine vorübergehende Adresse zu erzeugen. Die vorübergehende Adresse wird in der Endeinrichtung gespeichert und über ein von einem Taktgeber in der Endeinrichtung geliefertes Übertragungstaktsignal an den Controller übermittelt. Der Controller hat eine Adressenentscheidungsschaltung, die anhand der niedrigeren Werte der empfangenen vorübergehenden Adressen der Reihe nach dauerhafte Adressen erzeugt. Die erzeugten dauerhaften Adressen werden im Controller gespeichert und an die Endeinrichtung übermittelt, um anschließend in der Endeinrichtung als deren neue Adresse für eine operative Nutzung gespeichert zu werden.

Ein Nachteil des Systems in der vorgenannten Kokai 4-256.150 ist, dass die zufallsbewerteten vorübergehenden Adressen einzeln zur Speicherung und zum anschließenden Erzeugen der dauerhaften Adresse an den Controller übermittelt werden. Wenn der Bereich der möglichen Zufallswerte groß ist, sollte der Übertragungskanal von der Endeinrichtung zum Controller geeignet sein, große Zahlen zu übermitteln, was entweder einen breiten Bus oder einen langen Übertragungszyklus oder beides erfordert.

AUFGABEN DER ERFINDUNG

Die Erfindung hat zur Aufgabe, ein System der im Vorwort angegebenen Art zu schaffen, wobei das System durch das Adressenzuweisungsverfahren erheblich einfacher zu implementieren, einfacher zu erweitern oder einfacher zu modifizieren ist als Systeme nach dem Stand der Technik. Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein derartiges System zu schaffen, wobei das Adressenzuweisungsverfahren ein wesentlich einfacheres Kommunikationsverfahren als nach dem Stand der Technik verwendet. Eine dritte Aufgabe besteht darin, ein derartiges System zu schaffen, wobei die Ausführung des Adressenzuweisungsverfahrens weniger Hardware als nach dem Stand der Technik erfordert. Eine vierte Aufgabe besteht darin, ein derartiges System zu schaffen, wobei das Adressenzuweisungsverfahren wesentlich schneller als Verfahren nach dem Stand der Technik ist.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Zu diesem Zweck schafft die Erfindung ein System der im Vorwort vorgestellten Art, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungsmittel folgende Funktionen ausführen können. Es wird eine Vielzahl sich gegenseitig ausschließender Bereich ermittelt, die jeweils eine der speziellen Zahlen beinhalten. Die Bereiche werden ermittelt, indem jedes einzelne der Module angeregt wird zu antworten, wenn dessen jeweils zugehörige Zahl in einem bestimmten Zahlenbereich liegt, ohne dass das betreffende Modul seine jeweilige Zahl übermittelt. Falls keines oder mehr als eines der Module antwortet, wird der spezielle Bereich geändert. Daraufhin werden die jeweiligen Adressen auf Basis der speziellen gefundenen Bereiche angegeben und die Zuweisung durchgeführt.

Somit erfolgt eine Bestandsaufnahme des Systems, indem ermittelt wird, wie viele sich gegenseitig ausschließende Bereiche gefunden wurden, wobei die Anzahl der Bereiche dann gleich der Anzahl der einzeln zu identifizierenden Module ist. Zu beachten ist, dass die Bestandsaufnahme ohne Übermittlung der jeweils beteiligten Zahlen erfolgt. Die Bestandsaufnahme ermöglicht es den Steuerungsmitteln, die erforderliche Anzahl von Adressen entsprechender Breite zu erzeugen.

Aus Gründen der Vollständigkeit wird Bezug auf die europäische Patentanmeldung EP-A 0.493.905 genommen. Dieses Dokument nach dem Stand der Technik bezieht sich auf Digitalschleifen-Übertragungssysteme, die eine Kommunikation zwischen einem Zentralbüro und dezentralen Endeinrichtungen sowie zwischen dezentralen Endeinrichtungen und Teilnehmern ermöglichen. Adressen für eine Zuweisung zu den Endeinrichtungen werden von einer Standortschnittstelleneinheit (Site Interface Unit; SIU) auf Basis der jeweiligen Seriennummern berechnet, die für die jeweilige Endeinrichtung eindeutig sind. Jede Endeinrichtung hat eine 60-Byte-Seriennummer, die als „eindeutiger Block" bezeichnet wird. Die Endeinrichtung berechnet auf Basis des eindeutigen Blocks eine 16-Bit-Zahl. Die Zahlen dienen als Suchelemente, um jede Endeinrichtung vor der SIU zu individualisieren. Zur Überprüfung wird auch der eindeutige Block selbst an die SIU übermittelt. Die Adressenzuweisung im System der vorliegenden Erfindung beinhaltet im Wesentlichen nicht die Übermittlung der Identifizierungszahlen. Die einzige von einem Modul durchgeführte Übermittlung ist eine Bestätigung, dass seine spezielle Zahl in einem bestimmten Bereich liegt, um die Steuerungsmittel in die Lage zu versetzen, das Vorhandensein eines Moduls zu ermitteln. Dies erspart den Umstand, dass die jeweiligen Zahlen, die normalerweise viel größer als der Wert der höchstrangigen, später zugewiesenen Adresse sein werden, von den Modulen übermittelt und von den Steuerungsmitteln gespeichert werden.

In der vorliegenden Erfindung dienen die Steuerungsmittel dazu, die Vielzahl sich gegenseitig ausschließender Bereiche zu ermitteln, vorzugsweise durch Ausführen der folgenden Schritte. Zunächst bestimmt die Steuerungsmittel iterativ, in welchem der relevanten Module die Identifizierungsmittel ein Extrem unter den jeweiligen Zahlen darstellen. Dies wird erreicht, indem jedes relevante Modul angeregt wird, bedingt zu antworten, falls seine jeweilige Zahl innerhalb eines bestimmten Bereichs liegt, und indem der Bereich geändert wird, bis das Modul mit der extremen Zahl gefunden wurde. Daraufhin setzen die Steuerungsmittel das betreffende Modul funktional außerstande, zu antworten, und wiederholen die vorgenannten Anregungs- und Deaktivierungsvorgänge, bis die Vielzahl der Module validiert ist. Die Steuerungsmittel erzeugen die jeweiligen Adressen und übermitteln sie an die entsprechenden Module, um sie für einen Zugriff bei einer späteren operativen Nutzung zu speichern.

Die Steuerungsmittel können in der Lage sein, ein oder mehrere entsprechende Module, die zuvor deaktiviert wurden, funktional zu aktivieren, um die Abläufe zu wiederholen, z.B. falls ein Systemfehler festgestellt wurde.

Die spezielle Zahl kann während der Fertigung im Modul programmiert werden. Sie kann beispielsweise die Seriennummer enthalten, die für jedes einzelne Modul eindeutig ist. Alternativ umfassen die Identifizierungsmittel eines entsprechenden Moduls einen Zufallszahlengenerator, um eine entsprechende Zufallszahl zu erzeugen. Die spezielle Zahl des jeweiligen Moduls wird dann durch die entsprechende Zufallszahl bestimmt. Die Steuerungsmittel sind in der Lage, den Zufallszahlengenerator zu Beginn der Adressenzuweisung zu aktivieren. Insbesondere, wenn der Bereich möglicher Zufallszahlen groß ist, um die Wahrscheinlichkeit einer Duplizierung unter den Modulen zu verringern, hat das System der Erfindung den Vorteil gegenüber dem Stand der Technik, dass es eine Übermittlung großer Zahlen an die Steuerungsmittel verhindert.

Für den Fall, dass jedes Modul einen Zufallszahlengenerator hat, kann es immer noch vorkommen, dass zwei oder mehr Module dieselbe Zufallszahl erzeugen. Die Steuerungsmittel erhalten dann gleichzeitig eine Antwort von diesen Modulen. Falls die Steuerungsmittel dieses Ereignis erkennen, wird der gesamte Zuweisungsvorgang erneut ausgeführt.

Das System in der Erfindung kann auf einfache Weise neu konfiguriert werden. Das Adressenzuweisungsverfahren ist für alle Arten von Systemen einheitlich, ungeachtet der Anzahl von Modulen in dem System. Die Erfindung ist für jedes modulare System geeignet. Solange jedes Modul dem Adressenzuweisungsverfahren der Erfindung unterworfen werden kann, müssen die Module nicht funktional einheitlich sein. Die vorgenannten Steuerungsmittel für die Adressenzuweisung können physikalisch oder funktional in weitere Steuerungsmittel zur Steuerung der betrieblichen Nutzung der Module integriert sein. Das Konzept der Erfindung wird durch einige nachfolgend erörterte, nicht einschränkende Beispiele veranschaulicht.

In einem ersten Beispiel beinhaltet das System ein Beleuchtungssystem mit einer Vielzahl von Modulen, wobei jedes Modul eine mit einigen Informationsverarbeitungsmerkmalen ausgestattete Leuchte ist. Jede Leuchte ist durch Anweisungen bezüglich beispielsweise Lichtintensität, Schwenken und Neigen, Farbe usw. einzeln steuerbar. Außerdem kann der Betriebsstatus jeder einzelnen Leuchte selektiv abgefragt werden, indem die entsprechenden Leuchten mit Hilfe einer speziellen Anweisung angesteuert werden. Die Steuerungsmittel und die Module sind vorzugsweise mit Mitteln zur Infrarotkommunikation, z.B. über das RC-5-Protokoll, ausgestattet.

In einem zweiten Beispiel beinhaltet das System die benutzersteuerbare elektrische Ausrüstung eines Motorfahrzeugs. Abgesehen von der Standardausrüstung kann der Käufer bestimmtes optionales Zubehör bestellen, das ab Werk eingebaut wird, wie beispielsweise Klimaanlage, Audioanlage, elektrische Fensterheber, elektrisch verstellbare Sitze usw. Die elektrische Ausrüstung wird über Schnittstellen zu einem Bussystem steuerbar gemacht, das alle möglichen Zubehöroptionen bedienen kann. Die Erfindung kommt den Herstellern gelegen, wenn eine ganze Reihe von Modellen mit unterschiedlichen Zubehörkombinationen angeboten wird. Das Anpassen der Adressen und der Adressdomänen erfolgt einheitlich für jede Zubehörkombination. Auch wenn die Ausrüstung später erweitert wird, vereinfacht die Erfindung die Installation beträchtlich.

In einem dritten Beispiel bezieht das System eine Reihe von Vorrichtungen ein, wie beispielsweise Küchengeräte, Heizung, Klimaanlage, Audioanlage, Videoanlage, die in einer häuslichen Umgebung alle zentral steuerbar sind. Im Falle einer Ersetzung oder Erweiterung wird die Steuerung einfach durch Zuweisung neuer Adressen gemäß der Erfindung modifiziert.

Zu beachten ist, dass die Funktionalität der Steuerungsmittel teilweise oder vollständig in Software implementiert sein kann.

Ferner kann das Verfahren der Adressenzuweisung gemäß der Erfindung bei Mehrbenutzer-Software-Anwendungen in einer Umgebung mit sich ändernden Teilnehmern nützlich sein, z.B. bei interaktiven Multimedia-Anwendungen. Der Adressenraum kann innerhalb bestimmter Grenzen gehalten werden, ohne Identifizierungen für alle Personen, die möglicherweise Teilnehmer sind, jedoch nicht alle auf einmal teilnehmen, als Adressen zu verwenden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Die Erfindung wird anhand von Beispielen und unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

1 ein Blockdiagramm für ein Steuerungssystem in der Erfindung; und

2 ein Ablaufdiagramm zur Erläuterung des Adressenzuweisungsverfahrens.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN BLOCKDIAGRAMM

1 zeigt ein Blockdiagramm für ein Steuerungssystem 100 in der Erfindung. Das System 100 umfasst eine Vielzahl von Modulen 102, 104 und 106 sowie Steuerungsmittel 108, um die Zuweisung entsprechender, eindeutiger Adressen zu den Modulen 102106 für den Zugriff auf die Module 102106 während deren operativer Nutzung zu steuern. Die Module 102106 sind beispielsweise Geräte in einer häuslichen Umgebung, die über einen fest verdrahteten Bus oder per Ultraschall verwaltet werden, oder Leuchen in einer Wohnumgebung, die per Infrarot-Kommunikation, z.B. über das RC-5-Protokoll, gesteuert werden, Datenverarbeitungsmodule in einem Datenverarbeitungssystem, dessen Konfiguration modifizierbar ist, oder Informationskommunikationseinheiten, die in modifizierbaren Netzwerkkonfigurationen verwendet werden können, usw. Die Einzelheiten der entsprechenden Kommunikationsschnittstelle zwischen den Modulen 102106 auf der einen Seite und den Steuerungsmitteln 108 auf der anderen Seite werden nicht separat gezeigt, um die Zeichnung nicht zu unklar zu machen.

In der betrieblichen Nutzung muss jedes der Module 102106 eindeutig durch eine entsprechende Adresse zur Steuerung des Modulbetriebs identifizierbar sein, wobei z.B. die passende Anweisung am korrekten Modul bereitzustellen ist. Die Erfindung bezieht sich auf die Zuweisung dieser Adressen. Jedes der Module 102106 enthält einen Zufallszahlengenerator 110, 112 bzw. 114. Die Steuerungsmittel 108 bewirken die Initialisierung der Generatoren 110114, indem sie eine Initialisierungsanweisung übermitteln. Als Reaktion auf die Initialisierungsanweisung erzeugen die Generatoren 110114 nicht miteinander zusammenhängende Zufalls- oder Pseudozufallszahlen.

Wenn die Generatoren 110114 jeweils eine Zufallszahl erzeugt haben, bewirken die Steuerungsmittel 108 eine Befragung der Module 102106, um eine Rangfolge der Module 102106 entsprechend der erzeugten Zahl zu bestimmen. Zu diesen Zweck führen die Steuerungsmittel 108 eine Suche durch, indem eine erste Suchzahl an alle Module 102106 übermittelt wird, um sie mit den in den entsprechenden Modulen erzeugten jeweiligen Zufallszahlen zu vergleichen. In einem ersten Intervall und einem zweiten Intervall halbiert die erste Suchzahl die Anzahl möglicher Werte der erzeugten Zufallszahlen. Beispielsweise enthält das erste Intervall alle Werte, die kleiner als der Wert oder gleich dem Wert der Suchzahl ist, und das zweite Intervall enthält alle Werte, die größer als der Wert der Suchzahl ist; oder das erste Intervall enthält alle Werte, die kleiner als der Wert der Suchzahl sind, und das zweite Intervall enthält alle Werte, die gleich dem Wert und höher als der Wert der Suchzahl ist.

Jedes einzelne der Module 102106 vergleicht dann die empfangene erste Suchzahl mit der erzeugten Zufallszahl. Um dies anzugeben, sind Komparatoren 116, 118 und 120 funktional in den Modulen 102, 104 bzw. 106 enthalten. Das betreffende der Module 102106 sendet erst nach Erhalt der ersten Suchzahl eine Antwort an die Steuerungsmittel 108, wenn die vom Generator des betreffenden Moduls erzeugte Zufallszahl in einem zuvor festgelegten Intervall, dem ersten oder dem zweiten Intervall, liegt. Aus Gründen der Klarheit wird angenommen, dass ein Modul antwortet, wenn der Wert größer als die erzeugte Zufallszahl ist. Es wird weiterhin angenommen, dass in dem hier besprochenen Beispiel die vom Modul 102 erzeugte Zufallszahl am kleinsten ist, die vom Modul 106 erzeugte Zufallszahl am größten ist, und die vom Modul 104 erzeugte Zufallszahl dazwischen liegt.

Indem die Reihe der Suchzahlen das erste Mal von niedrigen Suchwerten zu hohen Suchwerten hin abgetastet wird, wird ermittelt, dass das Modul 102 eine Zufallszahl mit einem extremen (in diesem Beispiel: niedrigsten) Wert hat. Die Steuerungsmittel 108 sind somit in der Lage, das Modul 102 zu identifizieren, indem sie einen Suchwert übermitteln, der gleich groß oder größer als der kleinste Zufallswert, aber kleiner als der vom Modul 104 erzeugte Zufallswert ist. Nach Empfang der Antwort vom Modul 102 speichern die Steuerungsmittel Informationen, die den aktuellen Suchwert und das Modul mit dem niedrigsten Suchwert miteinander verknüpfen. Anschließend machen die Steuerungsmittel 108 das Modul 102 unempfänglich für die Übermittlung weiterer Suchwerte, indem sie eine spezielle, nur vom Modul 102 akzeptierbare Anweisung übermitteln. Beispielsweise wird die spezielle Anweisung nur für das Modul 102 akzeptierbar gemacht, wenn die Anweisung Daten enthält, die kennzeichnend für den aktuellen Suchwert sind, der bekanntermaßen nur die Antwort vom Modul 102 ausgelöst hat.

Die Steuerungsmittel 108 fahren mit der Erhöhung des Suchwerts fort, bis ein weiteres der Module 102106 antwortet, nämlich Modul 104, welches den niedrigsten Zufallswert der verbleibenden Module hat. Die Steuerungsmittel 108 assoziieren den aktuellen Suchwert mit einem anderen der Module, machen dieses eine, d.h. Modul 104, unempfänglich für die Übertragung weiterer Suchwerte, und fahren fort, indem sie den Suchwert weiter erhöhen, bis das nächste der Module, hier Modul 106, antwortet. Die Steuerungsmittel 108 assoziieren den aktuellen Suchwert mit einem dritten der Module, machen es unempfänglich für die Übermittlung weiterer Suchwerte, und setzen die Suche nach den verbleibenden Modulen fort.

Da in diesem Beispiel keine weiteren Module mehr vorhanden sind, wird der Suchwert erhöht, bis er seinen oberen Grenzwert erreicht, ohne dass die Steuerungsmittel 108 eine weitere Antwort erhalten. Das Erreichen dieses oberen Grenzwerts impliziert, dass die Durchführung einer Bestandsaufnahme beendet ist. Anschließend bestimmen die Steuerungsmittel, wie viele Module (hier: drei) während der Suche geantwortet haben, und erzeugen für jedes von ihnen eine Adresse. Da sich die Module 102106 auf Basis der assoziierten Suchwertbereiche unterscheiden lassen, kann auf jedes einzelne mit einer Anweisung zugegriffen werden, welche eine spezielle Adresse beinhaltet, die für einen Zugriff während einer späteren operativen Nutzung im Modul gespeichert wird.

Die Module 102106 können mit anderen Identifizierungsmitteln als Zufallszahlengeneratoren ausgestattet sein. Beispielsweise kann jedes der Elemente 110114 einen Speicher umfassen, der während der Fertigung der Module dafür programmiert wird, beispielsweise eine für jedes Modul eindeutige Seriennummer zu speichern. Die Durchführung einer Bestandsaufnahme der im System vorhandenen Module vollzieht sich dann im Wesentlichen wie oben besprochen, wobei der Schritt des Erzeugens einer Zufallszahl durch die Verfügbarmachung der gespeicherten, eindeutigen Zahl ersetzt wird.

ABLAUFDIAGRAMM

2 zeigt ein Diagramm 200, um ein Beispiel des Adressenzuweisungsverfahrens im System der Erfindung zu erläutern.

Die Steuerungsmittel im System der Erfindung übermitteln eine allgemeine Anweisung „INITIALISIERUNG STARTEN" an alle teilnehmenden Module. Beim Empfang dieser Anweisung wählen alle Module eine zufällige Zahl von beispielsweise 16 Bit Breite. Ebenfalls in dieser Phase wird die Anfangsgröße des Suchwerts SVi auf SVi=0 und die Zahl N der bisher identifizierten Module auf Null gesetzt.

Alternativ kann das Verfahren eine Anweisung „INITIALISIERUNG STARTEN" erzeugen, um den Suchwert SVi und die Zahl N zu initialisieren, sowie eine separate Anweisung „RANDOMISIEREN", um die Module zur Erzeugung einer Zufallszahl zu aktivieren. Ein funktionales Abkoppeln der Initialisierung des Suchwerts SVi und der Zahl N von der Erzeugung der Zufallswerte kann beispielsweise nützlich sein, wenn Adressen auf Basis derselben Zufallszahlen neu erzeugt werden, wodurch der Prozessschritt des Erzeugens von Zufallszahlen übersprungen wird.

Solange der Suchwert SVi kleiner als der obere Grenzwert ist, verläuft das Verfahren wie folgt. Die Steuerungsmittel übermitteln eine allgemeine Anweisung „EXTREM SUCHEN" an die teilnehmenden Module. Die Anweisung „EXTREM SUCHEN" beinhaltet den aktuellen Suchwert. Alle teilnehmenden Module, welche eine Zufallszahl erzeugt haben, die gleich groß wie oder kleiner als der Suchwert ist, antworten, indem sie ein „BESTÄTIGE" an die Steuerungsmittel übermitteln. Folgende Ereignisse werden unterschieden: Es gibt überhaupt keine Antwort; es gibt eine lesbare Antwort, es gibt eine unlesbare Antwort.

Wenn es überhaupt keine Antwort gibt, dann war der verwendete Suchwert SVi zu klein. Wenn der Suchwert SVi seine obere Grenze noch nicht erreicht hat, dann muss der Suchwert SVi erhöht werden, und die Steuerungsmittel müssen eine neue Anweisung „EXTREM SUCHEN" mit einem aktualisierten Suchwert SVi+m übermitteln, wobei die Größe der ganzen Zahl m die Größe der Erhöhung bestimmt. Solange es keine Antwort durch irgendein Modul gibt, und solange der Suchwert seine obere Grenze noch nicht erreicht hat, wird der Suchwert wiederholt erhöht. Vorzugsweise ist die Erhöhung hier anfangs groß, um schnell mindestens ein antwortendes Modul zu finden.

Wenn nur eines der Module antwortet, ist die Antwort lesbar. Der Wert der Zufallszahl des antwortenden Moduls ist dann als der niedrigste Wert der Zufallszahlen bekannt, die von allen noch nicht untersuchten Modulen erzeugt wurden. Die Steuerungsmittel können fortfahren, um den genauen Wert der Zufallszahl zu ermitteln, z.B. durch Anpassen des Suchwerts und Durchführen einer Binärsuche. Alternativ können die Steuerungsmittel den aktuellen Suchwert mit dem antwortenden Modul assoziieren. Dies genügt zur vorübergehenden Identifizierung des antwortenden Moduls, da es das einzige war, dessen Antwort vom aktuellen Suchwert ausgelöst wurde. Beispielsweise wird ein Hinweis gespeichert, dass es ein auf den aktuellen Suchwert antwortendes Modul gibt. Um die verbleibenden Module gemäß einem ähnlichen Verfahren einzuordnen, muss das aktuell als antwortend festgestellte Modul ruhig gestellt werden. Dies wird erreicht, indem die Steuerungsmittel eine Anweisung „RANG BESTÄTIGEN" übermitteln, einschließlich beispielsweise der festgestellten Zufallszahl oder des aktuellen Suchwerts zur Identifikation. Daraufhin übermittelt das entsprechende Modul ein weiteres „BESTÄTIGE" und versetzt sich selbst in einen Zustand, in dem es ungeachtet der verwendeten Suchwerte unempfänglich für nächste Anweisungen „EXTREM SUCHEN" ist. Die Unempfänglichkeit gegenüber jedem Suchwert hat den Vorteil, dass für jedes Modul einheitliche Suchstrategien verwendet werden können, um das nächste zu finden. Die Anzahl der identifizierten Module N wird um eins erhöht, und der Suchwert wird erhöht, um nach weiteren Modulen zu suchen.

Wenn mehr als ein Modul ein „BESTÄTIGE" übermittelt, gibt es zwei Möglichkeiten für die Steuerungsmittel, die Antwort zu interpretieren: Entweder die Steuerungsmittel registrieren eine „unlesbare" Antwort oder eine „lesbare" Antwort. Die Antwort ist „unlesbar" aufgrund einer Interferenz zwischen gleichzeitigen Übermittlungen der Module, genauso wie eine Antwort eines einzelnen Moduls „unlesbar" aufgrund einer Störung der Übermittlung durch eine systemfremde Quelle ist. Die Antwort ist „lesbar", falls die beiden „BESTÄTIGE"-Signale exakt gleichzeitig empfangen werden. Die Gleichzeitigkeit kann entweder zufällig oder absichtlich sein.

Im Falle unkontrollierbarer Laufzeitverzögerungen zwischen den Systemelementen, z.B. den Modulen und den Steuerungsmitteln, und Toleranzen bei den Hardware-Eigenschaften, wie beispielsweise Baudraten und Trägerfrequenzen, ist die Gleichzeitigkeit zufällig und tritt selten auf. Wenn mehr als ein Modul antwortet und wenn die Steuerungsmittel die empfangenen Signale für „unlesbar" befinden, muss der aktuelle Suchwert SVi gegebenenfalls wiederholt auf SVi-k verringert werden, bis es eine lesbare Antwort gibt. Die Größe der ganzen Zahl k bestimmt die Größe der Verringerung. Vorzugsweise ist die Verringerung kleiner als die von der oben besprochenen ganzen Zahl m festgelegte Erhöhung, weil der Suchwert nun innerhalb eines Erfassungsbereichs liegt.

Auf der anderen Seite könnte dafür gesorgt werden, dass der Empfang von zwei oder mehr „BESTÄTIGE"-Signalen absichtlich synchron erfolgen. In diesem Fall gestatten das Kommunikationsmedium und die Systemtoleranzen dann die Verwendung von Modulen, die dafür vorgesehen sind, ihre Übermittlungen zu synchronisieren. Infolgedessen können die Steuerungsmittel nicht zwischen der Antwort eines einzelnen Moduls und synchronisierten Antworten mehrerer Module unterscheiden. In beiden Fällen interpretieren die Steuerungsmittel die empfangene Meldung als „lesbar". Der aktuelle Suchwert SVi ist dann zu verringern, bis keine Antwort mehr empfangen wird. Unter der (begründeten) Annahme, dass es keine zwei Module mit derselben Zufallszahl gibt, identifiziert der zuletzt verwendete, zu einer Antwort führende Suchwert ein einzelnes Modul, nämlich dasjenige mit der niedrigsten Zufallszahl unter den teilnehmenden Modulen. Das synchronisierte System hat den Vorteil, dass sich eine systemextern erzeugte Störung auf Basis einer auftretenden „unlesbaren" Antwort identifizieren lässt. Die Steuerungsmittel können dann die Anweisung „EXTREM SUCHEN" mit demselben Suchwert wiederholen, um den Vorgang fortzusetzen.

Das obige Verfahren wird so lange wiederholt, bis der Suchwert einen vorgegebenen oberen Grenzwert überschreitet. Daraufhin wird die Anzahl N identifizierter Module ausgelesen. Wenn N gleich Null ist, dann sind keine Module vorhanden, die in den Bereich des Suchwerts fallen. Wenn N größer als Null ist, wurde mindestens ein Modul identifiziert. Nun werden Adressen erzeugt, von denen die größte eine Breite hat, die vorzugsweise die kürzestmögliche zur Darstellung der Zahl N ist. Diese Adressen werden dann zur Speicherung an die Module übermittelt. Es ist zu beachten, dass sich jedes beim Verfahren berücksichtigte Modul auf Basis des zugehörigen Suchwerts, wie oben erwähnt, identifizieren lässt. Die Module werden nun für einen Zugriff während der betrieblichen Nutzung mit Adressen versehen.

Um schnell einen gewünschten Suchwert zu finden, sind verschiedene Verringerungs- und Erhöhungsstrategien möglich. Beispielsweise kann eine Binärsuche verwendet werden, bei der jedes Mal ein interessierendes Intervall halbiert und ermittelt wird, mit welchem der beiden Teile fortzufahren ist. Man könnte auch lediglich um eins verringern oder erhöhen, was sowohl die Hardware als auch die Software vereinfacht, aber mehr Zeit zur Ausführung erfordert.

Text in der Zeichnung Fig. 2

  • START INITIALIZATION – INITIALISIERUNG STARTEN
  • UPPER LIMIT – OBERER GRENZWERT
  • FIND EXTREME – EXTREM SUCHEN
  • RESPONSE – ANTWORTEN
  • INCREMENT SV – SV ERHÖHEN
  • LEGIBLE – LESBAR
  • STORE – SPEICHERN
  • module responsive to SV – auf SV reagierendes Modul
  • ACKNOWLEDGE RANK – RANG BESTÄTIGEN
  • INCREMENT SV – SV ERHÖHEN
  • DECREMENT SV – SV VERRINGERN
  • NO MODULES – KEINE MODULE
  • CREATE ADDRESSES FOR N MODULES – ADRESSEN FÜR N MODULE ERZEUGEN
  • ASSIGN ADRESSSS UPON IDENTIFYING MODULS ON BASIS OF RESPONSETRIGGERING SV – ADRESSEN NACH IDENTIFIZIERUNG VON MODULEN AUF BASIS ANTWORTAUSLÖSENDER SV ZUWEISEN
  • END – ENDE


Anspruch[de]
Steuerungssystem (100), das Folgendes umfasst:

– eine Vielzahl von Modulen (102, 104, 106), von denen jedes einzelne Identifizierungsmittel (110, 112, 114) zur Darstellung einer bestimmten Zahl beinhaltet, um eine Identifizierung des betreffenden Moduls zu ermöglichen;

– Steuerungsmittel (108), die dazu dienen, die Zuweisung entsprechender Adressen zu entsprechenden Modulen für den Zugriff auf die Module zu steuern und eine Zuweisung der entsprechenden Adressen zu entsprechenden Modulen auf der Basis der speziellen Zahlen auszuführen, wobei die Steuerungsmittel Folgendes umfassen:

a) – Bestimmungsmittel zum Bestimmen einer Vielzahl sich gegenseitig ausschließender Zahlenbereiche, von denen jeder jeweils eine entsprechende einzelne der speziellen Zahlen enthält, wobei die Bestimmungsmittel Folgendes beinhalten:

i) – Anregungsmittel, um jedes betreffende der Module anzuregen zu antworten, wenn seine jeweilige spezielle Zahl innerhalb eines speziellen Zahlenbereichs liegt; und

ii) – Änderungsmittel, um den speziellen Bereich zu ändern, falls keines oder mehr als eines der Module antwortet;

b) – Spezifizierungsmittel, um die entsprechenden Adressen auf der Basis der speziellen gefundenen Bereiche zu spezifizieren und die Zuweisung vorzunehmen, wobei die Spezifizierungsmittel die jeweiligen Adressen ausschließlich auf der Basis der speziellen gefundenen Bereiche spezifizieren und keines der Module in irgendeiner Phase während der Zuweisung der jeweiligen Adressen seine spezielle Zahl übermittelt.
System nach Anspruch 1, wobei die Bestimmungsmittel Folgendes umfassen:

– iii) Iterationsmittel (116, 118, 120), um iterativ zu ermitteln, in welchem speziellen der relevanten Module die Identifizierungsmittel unter den speziellen Zahlen ein Extrem darstellen, indem jedes relevante Modul angeregt wird, bedingt zu antworten, falls seine spezielle Zahl innerhalb eines bestimmten Bereichs liegt, und indem der Bereich geändert wird, bis das Modul mit der extremen Zahl gefunden wurde, und um das Ermitteln zu wiederholen, bis die Vielzahl von Modulen validiert worden ist;

– iv) Deaktivierungsmittel, um das betreffende der Module funktional außerstande zu setzen, zu antworten; bis die Vielzahl der Module validiert worden ist.
System nach Anspruch 1, wobei die Identifizierungsmittel eines betreffenden Moduls eine Zufallszahlengenerator umfassen, um eine betreffende Zufallszahl zu erzeugen, und wobei eine betreffende der speziellen Zahlen durch die betreffende Zufallszahl bestimmt wird. System nach Anspruch 3, wobei die Steuerungsmittel dazu dienen, den Zufallszahlengenerator zu aktivieren. System nach Anspruch 1, wobei jedes betreffende der Module einen Speicher zur Speicherung der betreffenden Adresse hat. Steuerungsmittel zur Verwendung im System nach Anspruch 1. Verfahren zum Zuweisen entsprechender Adressen zu einer Vielzahl von Modulen, von denen jedes einzelne Identifizierungsmittel zur Darstellung einer speziellen Zahl beinhaltet, um die Identifizierung des betreffenden Moduls zu ermöglichen, wobei die Zuweisung auf der Basis der speziellen Zahlen erfolgt und das Verfahren folgende Schritte umfasst:

a) – Bestimmen einer Vielzahl sich gegenseitig ausschließender Zahlenbereiche, von denen jeder jeweils eine entsprechende einzelne der speziellen Zahlen enthält, wobei das Bestimmen Folgendes beinhaltet:

i) – Anregen jedes betreffenden Moduls zu antworten, wenn seine jeweilige spezielle Zahl innerhalb eines speziellen Zahlenbereichs liegt; und

ii) – Ändern des speziellen Bereichs, falls keines oder mehr als eines der Module antwortet;

b) – Spezifizieren der entsprechenden Adressen auf der Basis der speziellen gefundenen Bereiche und Durchführen der Zuweisung, wobei das Spezifizieren der jeweiligen Adressen ausschließlich auf der Basis der speziellen gefundenen Bereiche erfolgt und keines der Module in irgendeiner Phase während der Zuweisung der jeweiligen Adressen seine spezielle Zahl übermittelt.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Bestimmen der Vielzahl sich gegenseitig ausschließender Bereiche Folgendes umfasst:

– iii) iteratives Bestimmen, in welchem der relevanten Module die Identifizierungsmittel ein Extrem unter den speziellen Zahlen darstellen, indem jedes relevante Modul angeregt wird, bedingt zu antworten, falls seine spezielle Zahl innerhalb eines bestimmten Bereichs liegt, und indem der Bereich geändert wird, bis das Modul mit der extremen Zahl gefunden wurde;

– iv) funktionales Deaktivieren des betreffenden Moduls, zu antworten;

– v) Wiederholen der Schritte iii) und iv), bis die Vielzahl von Modulen validiert worden ist.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei eine betreffende der speziellen Zahlen von einer betreffenden Zufallszahl bestimmt wird.






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