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ANWENDUNGSGEBIET DER ERFINDUNG
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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.
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STAND DER TECHNIK
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In
der Fachwelt sind verschiedene Verfahren bekannt, Modulen in einem
System Adressen zuzuweisen. Nachfolgend werden einige Beispiele
gegeben.
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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.
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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.
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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.
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AUFGABEN DER ERFINDUNG
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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.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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. Au ßerdem 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.
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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.
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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.
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Zu
beachten ist, dass die Funktionalität der Steuerungsmittel teilweise
oder vollständig
in Software implementiert sein kann.
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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.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
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Die
Erfindung wird anhand von Beispielen und unter Bezugnahme auf die
begleitenden Zeichnungen erläutert.
Es zeigen:
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1 ein
Blockdiagramm für
ein Steuerungssystem in der Erfindung; und
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2 ein
Ablaufdiagramm zur Erläuterung des
Adressenzuweisungsverfahrens.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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BLOCKDIAGRAMM
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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.
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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.
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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 Zufallszah len. 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.
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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.
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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.
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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,
un empfänglich
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.
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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.
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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.
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ABLAUFDIAGRAMM
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2 zeigt
ein Diagramm 200, um ein Beispiel des Adressenzuweisungsverfahrens
im System der Erfindung zu erläutern.
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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.
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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 Zufalls zahl 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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Text in der Zeichnung
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2
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- 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