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
102–106 für den Zugriff auf die Module 102–106
während deren operativer Nutzung zu steuern. Die Module 102–106
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 102–106
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 102–106
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
102–106 enthält einen Zufallszahlengenerator
110, 112 bzw. 114. Die Steuerungsmittel 108
bewirken die Initialisierung der Generatoren 110–114, indem
sie eine Initialisierungsanweisung übermitteln. Als Reaktion auf die Initialisierungsanweisung
erzeugen die Generatoren 110–114 nicht miteinander zusammenhängende
Zufalls- oder Pseudozufallszahlen.
Wenn die Generatoren 110–114 jeweils eine
Zufallszahl erzeugt haben, bewirken die Steuerungsmittel 108 eine Befragung
der Module 102–106, um eine Rangfolge der Module
102–106 entsprechend der erzeugten Zahl zu bestimmen. Zu
diesen Zweck führen die Steuerungsmittel 108 eine Suche durch, indem
eine erste Suchzahl an alle Module 102–106 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 102–106 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 102–106 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 102–106 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 102–106 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 102–106 können mit anderen
Identifizierungsmitteln als Zufallszahlengeneratoren ausgestattet sein. Beispielsweise
kann jedes der Elemente 110–114 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