(57)【要約】      （修正有）【課題】１つのシリアルインターフェースを通じてデータを交換する、１つの制御装置と、複数のアクチュエータ及び／又は複数のセンサを有する少なくとも１つの周辺装置とを、簡略な方法・設備で同期させる。【解決手段】制御装置１は、データを少なくとも１つの周辺装置２に送信し、データは、この周辺装置２内で複数のアクチュエータ及び／又は複数のセンサを稼働させるために処理される。同期のため、少なくとも１つの同期コードが、制御装置１から周辺装置２に伝送される。同期コードが、制御装置１から周辺装置２に送信すべき１つのデータストリームの第１データシーケンスに付加される。第１データシーケンスの後に伝送すべき第２データシーケンスが、制御装置１側で時間遅延され、同期コードに続くように制御装置１から周辺装置２に送信される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つのシリアルインターフェース（３）を通じてデータを交換する、１つの制御装置（１）と、複数のアクチュエータ及び／又は複数のセンサを有する少なくとも１つの周辺装置（２）とを同期させるための方法であって、
前記制御装置（１）は、データを前記少なくとも１つの周辺装置（２）に送信し、前記データは、この周辺装置（２）内で前記複数のアクチュエータ（２２）及び／又は複数のセンサ（２３）を稼働させるために処理され、
当該同期のため、少なくとも１つの同期コード（１０５）が、前記制御装置（１）から前記周辺装置（２）に伝送される当該方法において、
前記同期コード（１０５）が、前記制御装置（１）側でこの制御装置（１）から前記周辺装置（２）に送信すべき１つのデータストリームの第１データシーケンス（１０１）に付加されること、及び
前記第１データシーケンス（１０１）の後に伝送すべき第２データシーケンス（１０２）の送信が、前記制御装置（１）側で時間遅延される結果、この第２データシーケンス（１０２）は、前記同期コード（１０５）に続くように前記制御装置（１）から前記周辺装置（２）に送信されることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記同期コード（１０５）を前記データストリーム内に挿入する前は、前記第１データシーケンス及び前記第２データシーケンス（１０１，１０２）は、直接に前後して続くことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記制御装置（１）側で前記第２データシーケンス（１０２）を遅延させるため、前記周辺装置（２）に送信すべき前記１つのデータストリームに対して時間遅延された別のデータストリームが生成され、当該時間遅延された別のデータストリームとは、少なくとも前記第１データシーケンス（１０１）に続くデータシーケンス（１０２，１００ｂ）に関しては、前記１つのデータシーケンスのコピーを意味し、
前記別のデータストリームの時間遅延は、前記同期コード（１０５）の期間に一致し、
この同期コード（１０５）を前記１つのデータストリームの前記第１データシーケンス（１０１）に付加した後は、今度は、当該遅延された別のデータストリームのデータが、その第２データシーケンス（１０２）から開始して−前記１つのデータストリームの前記データの代わりに−前記周辺装置（２）に送信されることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記周辺装置（２）におけるタイムチャートを前記制御装置（１）におけるタイムチャートに同期させるため、１つの同期パルスが、前記同期コード（１０５）に基づいて生成された後に、この同期コード（１０５）は、この周辺装置（２）側で前記データストリームから分離されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記周辺装置（２）側では、前記同期コード（１０５）の代わりに、別のコード、特にインターバル（１０６）が、前記データストリーム内に挿入されることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記周辺装置（２）側では、前記データストリーム内で前記同期コード（１０５）に続く前記第２データシーケンス（１０２）が、前記同期コード（１０５）の直前に伝送された前記第１データシーケンス（１０１）に対して時間的に先行される結果、この第２データシーケンス（１０２）は、分離された前記同期コード（１０５）の前に伝送された前記第１データシーケンス（１０１）に直接に続くことを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記制御装置（１）から前記周辺装置（２）に伝送される前記データストリームに対して時間遅延された別のデータストリームが、この周辺装置（２）内で生成され、当該時間遅延された別のデータストリームとは、少なくとも前記同期コード（１０５）の前に伝送されたデータストリーム（１００ａ，１０１）に関しては、当初の前記データストリームのコピーを意味し、
前記別のデータストリームの当該時間遅延は、前記同期コード（１０５）の期間に一致し、
この同期コード（１０５）を前記周辺装置（２）内で確認する前は、当該時間遅延された別のデータストリームが、この周辺装置（２）内で処理するために使用され、この同期コード（１０５）を前記周辺装置（２）内で確認した後は、前記第２データシーケンス（１０２）から開始して、当初の前記データストリームが、この周辺装置（２）内で処理するために使用されることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記１つのデータストリームが、前記周辺装置（２）に再び伝送されることによって、前記同期コード（１０５）の挿入後に前記制御装置（１）によって伝送された前記遅延されたデータストリームがリセットされることを特徴とする請求項３〜７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記同期コード（１０５）の送信後に、その遅延を補正するため、１つのインターバル（１０８）が、この同期コード（１０５）を挿入した後に前記制御装置（１）によって伝送された前記データストリームから分離されることを特徴とする請求項３〜８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
１つのシリアルインターフェース（３）を介して互いに接続されている、１つの制御装置（１）と、複数のアクチュエータ及び／又は複数のセンサを有する少なくとも１つの周辺装置（２）とを同期させるための設備であって、
前記周辺装置（２）が、１つの処理装置（２０）を有し、前記制御装置（１）から前記周辺装置（２）に伝送されるデータが、前記複数のアクチュエータ（２２）及び／又は複数のセンサ（２３）を稼働させるために前記処理装置（２０）によって処理され、
前記制御装置（１）が、前記周辺装置（２）との当該同期のために１つのサイクル制御装置（１４）を有し、このサイクル制御装置（１４）は、少なくとも１つの同期コード（１０５）を前記制御装置（１）から前記周辺装置（２）に伝送させる当該設備において、
１つの送信装置（４０）が、前記制御装置（１）側に設けられていて、この送信装置（４０）の協働の下で、前記同期コード（１０５）が、前記制御装置（１）から前記周辺装置（２）に送信すべき１つのデータストリームの第１データシーケンス（１０１）に付加され、この第１データシーケンス（１０１）の後に伝送すべき第２データシーケンス（１０２）の送信が時間遅延される結果、この第２データシーケンス（１０２）は、前記同期コード（１０５）に続くように前記制御装置（１）から前記周辺装置（２）に送信されることを特徴とする設備。
【請求項１１】
前記第２データシーケンス（１０２）を時間遅延させて伝送できるようにするため、前記１つのデータストリームに対して遅延された１つのデータストリームを生成させるための１つの遅延装置（４２）が、前記送信装置（４０）に付設されていることを特徴とする請求項１０に記載の設備。
【請求項１２】
前記１つのデータストリームと当該遅延されたデータストリームとの間で切り替えるための１つのマルチプレクサ（１５）が、前記送信装置（４０）に付設されていることを特徴とする請求項１１に記載の設備。
【請求項１３】
さらに、前記マルチプレクサ（１５）は、前記同期コード（１０５）を前記送信すべきデータストリーム内に挿入するために構成されていて且つ設けられていることを特徴とする請求項１２に記載の設備。
【請求項１４】
前記挿入とは反対に、前記同期コードを前記データストリームから分離できるようにするため、前記周辺装置（２）は、前記送信装置（１）によって伝送されたデータを受信するための１つの受信装置（５１）を有すること、及び、前記送信装置（１）から来た前記データストリームに対して遅延された１つのデータストリームを生成するための１つの遅延装置（５２）が、前記受信装置（５１）に付設されていることを特徴とする請求項１０〜１３のいずれか１項に記載の設備。
【請求項１５】
前記設備は、請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法を実行するために構成されていて且つ設けられている請求項１０〜１４のいずれか１項に記載の設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１又は１０に記載の、シリアルインターフェースを介して互いに接続されていて、且つこのシリアルインターフェースを通じてデータを交換する、１つの制御装置と付設されたアクチュエータ及び／又はセンサを有する少なくとも１つの周辺装置とを同期させるための方法及び設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
このために、制御装置が、（送信装置によって）データを少なくとも１つの周辺装置に送信する。当該データは、周辺装置内で（受信装置によって）受信され、当該データは、アクチュエータ又はセンサを稼働させるために処理される。この場合、当該データは、それぞれのアクチュエータの所定の動作を開始させるために、１つ又は複数のアクチュエータ内に書き込まれる命令の形態でもよい、又は、当該データは、実際の測定値を１つのセンサから読み出させなければならない命令の形態でもよい。これらの方法ステップを実行するため、処理装置が、それぞれの周辺装置側に設けられ得る。
【０００３】
当該制御装置は、例えば、デジタル制御用に構成された逐次制御装置（プロセッサ）を有するプリント配線板でもよい。また、当該付設された周辺装置は、（例えば、電流測定用の）センサと（例えば、必要ならばパルス幅変調器を有するパワーエレクトロニクス機器としての）アクチュエータとをそれぞれ有する別のプリント配線板として構成されてもよい。当該制御装置と当該付設された周辺装置とは、（例えば、８ｂ／１０ｂ符号化を使用して）データを交換するために、例えばデュプレックス・インターフェースとしてのシリアルインターフェースを介して互いに接続されている。このシリアルインターフェースは、１００Ｍｂｉｔ／ｓ〜２００Ｍｂｉｔ／ｓの一般的な範囲を有する。当該装置は、例えば独国特許出願公開第１０２００４０５２１７５号明細書から公知である。
【０００４】
したがって、一般に、上記のデータは、所定のクロックによって制御装置からそれぞれの周辺装置にシリアル通信で送信される。この場合、当該それぞれの周辺装置は、自律的なクロック信号によってデータの読み出し／書き込み用のクロック、及び必要ならば処理装置の稼働用のクロックを生成できる。
【０００５】
制御装置内に構成された調整装置を使用して処理を高精度に制御するためには、それぞれの周辺装置の処理装置、又は一般的には周辺装置側のデータの処理を制御装置に時間同期させることが必要である。このために、いわゆる同期コードを制御装置からそれぞれの周辺装置に伝送すること、つまり制御装置とそれぞれの周辺装置との間の同期線を通じて同期コードを伝送すること、又は、制御装置とそれぞれの周辺装置との間のデータ伝送の中断中に同期コードを伝送することが必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２００４０５２１７５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、同期の精度及び信頼性が損なわれることなしに、１つの制御装置と付設された少なくとも１つの周辺装置とを同期させるための、冒頭で述べた種類の方法及び設備を簡略化することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題は、方法に関しては請求項１の特徴によって解決される。
【０００９】
このために、このような種類の方法では、少なくとも１つの同期コードが、制御装置側でこの制御装置から付設された周辺装置に送信すべきデータストリームの第１データシーケンスに付加されること、及び、前記第１データシーケンスの後に伝送すべき第２データシーケンスの送信が時間遅延される結果、この第２データシーケンスは、前記同期コードに続くように前記制御装置から前記周辺装置に送信されることがさらに提唱されている。
【００１０】
本発明は、制御装置からそれぞれの周辺装置までの１つのデータストリームを中断することなしに、１つの同期コードが、当該１つのデータストリーム内に区別して挿入されるという創作に基づく。この同期コードが負荷されなければならない１つのデータシーケンスの後に、当該１つのデータストリームが、（少なくとも）この同期コードの期間遅延されることによって、当該同期コードの挿入は達成される。その結果、当該データストリームの、第１データシーケンスに直接に続く最初の第２データシーケンスが、当該第１データシーケンスの直後ではなくて、当該同期コードに（直接に）続くように、制御装置から周辺装置に伝送される。具体的には、制御装置側で第２データシーケンスを遅延させるため、周辺装置に送信すべき当該１つのデータストリームに対して時間遅延された別のデータストリームが生成され得る。当該時間遅延された別のデータストリームとは、少なくとも当該第１データシーケンスに続くその他のデータシーケンスに関しては、当該１つのデータシーケンスのコピーを意味する。したがって、上記時間遅延は、（少なくとも）当該同期コードの時間遅延に一致し、この同期コードを当該１つのデータストリームの第１データシーケンスに付加した後は、当該別のデータストリームの第１データとして、その第２データシーケンスが、当該同期コードの（直ぐ）後に伝送されるように、（当該１つのデータストリームのその他のデータの代わりに）当該時間遅延した別のデータストリームのデータが、周辺装置に送信される。
【００１１】
したがって、当該同期コードは、同期時点として選択された又は予め設定された時点に対して、つまり制御装置からそれぞれの周辺装置までの通信の実際の状態に関係ない時点に対して当該制御装置側でデータストリーム内に挿入される。本発明の方法は、通信の中断を必要とするのではなくて、制御装置からそれぞれの周辺装置に送信すべき１つのデータストリームの最小限の時間遅延だけを必要とするので、この制御装置と付設された１つの周辺装置との間のデータ交換が、高ダイナミック制御に対して中断されてはならないときでも、上記のデータストリーム内への１つの同期コードの本発明による挿入は実行され得る。
【００１２】
特に、当該同期コードは、例えば、８ｂ１０ｂのｋコードのような１つのデータ語でもよい。データを連続する複数のデータフレームの状態で当該制御装置からそれぞれの周辺装置に伝送する場合には、当該１つのデータ語が、例えば、これらのデータフレームのうちの１つのデータフレーム内の（隣接した最初の第１データシーケンスと第２データシーケンスとの間に）挿入され得る。同様に、当該同期コードが第１データシーケンスと第２データシーケンスとの間に挿入されるこの第１データシーケンス及びこの第２データシーケンスがそれぞれ、当該１つのデータ語でもよい。
【００１３】
その結果、本発明の解決手段は、当該解決手段のために、２つの電子モジュール間の独立した接続線が必要であることなしに、又は２つの電子モジュール間の（データ交換としての）進行する通信の中断が必要であることなしに、シリアルインターフェースを介して互いに接続されている当該２つの電子モジュールの同期を可能にする。むしろ、専ら、１つの同期コードが、（所定の時点ごとに）データストリーム内に挿入されることによって、当該２つの電気モジュールの同期は、当該進行する通信と関係なく実行される。
【００１４】
１つの周辺装置を１つの制御装置に同期させる目的で、１つの同期パルスを生成するため、この制御装置からこの周辺装置に送信されたそれぞれの同期コードが、この周辺装置側で使用され得る。
【００１５】
本発明の１つの実施の形態では、当該データストリーム内の同期コードが、その後に（周辺装置側で）ブランク又はインターバル、すなわち周辺装置内でアクションを起こさない一連のデータと置換される。
【００１６】
本発明の別の実施の形態によれば、（１つの同期コードの期間だけ）時間遅延された１つのデータストリームが、周辺装置内で、制御装置から来たデータストリームから生成される。１つの同期パルスの生成を開始するため、１つの同期コードが、当該時間遅延されたデータストリーム内で出現して確認されるまで、当該時間遅延されたデータストリームは、この周辺装置内で当該入力されたデータを処理するために使用される。その後に（当該制御装置によって送信された当該データストリーム内で当該同期コードに続く第２データシーケンスから開始して）、当該遅延されたデータストリームの代わりに、今度は、遅延されなかったデータストリーム（すなわち、上記のデータストリームに対して先行したデータストリーム）が、当該周辺装置内で処理される。その結果、その後に、当該同期コードの挿入後にこの同期コードによって一時的に互いに分離されていた１つのデータシーケンスと１つのデータシーケンスとが、直接に前後して処理され得る。
【００１７】
別の実施の形態によれば、周辺装置におけるタイムチャートを制御装置におけるタイムチャートに同期させるため、１つの同期パルスの生成が、１つのブランク又はインターバルに基づいて開始された後に、同期コードが、この周辺装置側で当該ブランク又はインターバルのように処理されることが提唱され得る。このとき、当該同期コードをデータストリームから分離すること、又はブランク若しくはインターバルと置換することは必要でない。
【００１８】
したがって、（制御装置側又は周辺装置側で）１つの同期コードをデータストリーム内に挿入すること又はデータストリームから分離すること、及び、必要ならば１つの同期コードを１つのブランク又はインターバルと置換することは、特にマルチプレクサによって実行され得る。
【００１９】
１つの同期コードの入力及び確認又は処理後に、制御装置側のデータストリームの一部を遅延させることによって、又は、周辺装置側のデータストリームの一部を相対的に先行させることによって、一方では、当該同期コードの挿入時に、伝送すべきデータ消失させないことが達成され、他方では、当該同期コードの分離時に、データストリームを中断させないことが達成される。したがって、後者の措置に関しては、例えば、１つのブランク又はインターバルをデータストリーム内に挿入するような、上記の別の実施の形態が存在する。
【００２０】
１つの同期コードをデータストリーム内に挿入した後に、最初に（当該同期コードに続き、第２データシーケンスから開始して）、当該データストリームの時間遅延されたデータストリームが、制御装置側に送信される。当該データストリームを１つの同期コードの挿入ごとにさらに遅延させないため、１つの同期コードの挿入後、すなわち当該挿入に関連するデータストリームの遅延後の適切な時点に対して、当該データストリームのリセットが実行される。その結果、再び、遅延されなかったデータストリームが、当該制御装置からそれぞれの周辺装置に伝送される。１つのブランク又はインターバルが、当該データストリームのリセット時に当該制御装置側で当該データストリームから分離される。したがって、このブランク又はインターバルの直後に伝送されるデータシーケンスが、このブランク又はインターバルの直前に伝送されるデータシーケンスに直接に続く。当該方法は、１つの周辺装置側のデータストリームから同期コードを分離するときの上記の可能な方法に対応する。
【００２１】
１つのブランク又はインターバルを制御装置側で生成されたデータストリームから分離することは、情報損失を意味しない。何故なら、当該ブランク又はインターバルは、アクションを周辺装置側で起こさないからである。
【００２２】
制御装置と周辺装置との間の通信中に、時間的に繰り返して、例えば予め設定されている所定の期間ごとに、それぞれ１つの同期コードが、この制御装置からこの周辺装置に伝送される場合、１つの第１同期コードの伝送後に、例えば一時的なノイズの結果として、当該最初の同期が維持され得ないときでも、これらの２つの電子モジュールの持続する同期が保証される。すなわち、一時的にノイズが発生しても、当該持続する同期を保証するため、当該制御装置とそれぞれの周辺装置との繰り返される、特に周期的な同期が、安全対策になる。
【００２３】
同期コードの伝送が時間的に繰り返して実行されるときに、例えば、１つのブランク若しくはインターバルをデータストリームから分離することによる、又は１つのブランク若しくはインターバルをデータストリーム内に挿入することによる、上記の制御装置のリセットで説明した、ブランク又はインターバルの伝送が実行されてはならない場合、同期コードの当該伝送が、個別に阻止されてもよい。
【００２４】
シリアルインターフェースを介して互いに接続されている制御装置と付設された周辺装置とを同期させるための設備が、請求項１０の記載を特徴とする。この設備の好適な構成は、請求項１０に従属する請求項に記載されている。
【００２５】
以下に、本発明のその他の詳細及び利点を図面に基づく実施の形態で詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】シリアルインターフェースを介してデータを交換する、制御装置と割り当てられた周辺装置とを大まかに示す。
【図２Ａ】周辺装置に伝送するための、制御装置で生成されたデータストリームを示す。
【図２Ｂ】図２Ａによるデータストリーム内への、同期コードの挿入を示す。
【図２Ｃ】図２Ｂによるタイムチャートの具体的な構成を示す。
【図３Ａ】周辺装置によって受信される図２Ａに示されたデータストリームを示す。
【図３Ｂ】周辺装置側で図２Ｂによるデータストリームから１つの同期コードを分離することを示す。
【図３Ｃ】図３Ｂによる方法と異なる方法を示す。
【図４】図１による制御装置用の送信装置の可能な構成を示す。
【図５Ａ】図１による周辺装置用の受信装置の可能な構成を示す。
【図５Ｂ】図５Ａによる受信装置と異なる受信装置を示す。
【図６】複数の周辺装置が接続されている１つの制御装置を大まかに示す。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図１は、シリアルインターフェース３を介して周辺装置２に接続されている制御装置１を示す。この制御装置１は、（例えば、プリント配線板上に設けられている）電子モジュールでもよい。この電子モジュールは、逐次制御装置１０を（例えば、プロセッサとして）有する。この逐次制御装置１０は、特に、当該割り当てられた周辺装置２でのシーケンスを（デジタル）制御するために使用される。この周辺装置は、例えば、プリント配線板上に設けられている別の電子モジュールによって構成され得る。この電子モジュールは、例えばパルス幅変調器を有するパワーエレクトロニクス機器として、例えばアクチュエータ２２を備え、また例えば電流測定用のセンサ２３を備える。
【００２８】
この実施の形態３では、インターフェース３が、一方では制御装置１から周辺装置２にデータを伝送し、他方では周辺装置２から制御装置１にデータを伝送するためのデータチャネル３１，３２を有するデュプレックス・インターフェースとして構成されている。したがって、シリアルインターフェース３を介した当該データ交換のために、それぞれ１つのデータ伝送装置１１又は２１が、制御装置１側と周辺装置２側とに設けられている。また、当該データ伝送装置１１又は２１は、それぞれ１つの送信装置４０又は５０及び１つの受信装置４１又は５１を有する。
【００２９】
制御装置１は、例えば、逐次制御装置１０を通じて、且つ周辺装置２のセンサ２３の出力信号を利用して当該周辺装置２にあるアクチュエータ２２の稼働を制御するために使用され得る。このため、制御装置１と周辺装置２とが、シリアルインターフェース３を介してデータを交換する。この場合、センサ２３によって測定される電流の実際値が、例えば、周辺装置２から制御装置１に送信される。この場合、−周辺装置２によって受信される信号の評価に基づいて−アクチュエータ２２の所定の稼働を保証するデータが、制御装置１から周辺装置２に送信される。この場合、データストリームとして制御装置１から周辺装置２に伝送される命令にしたがって、データをアクチュエータ２２に書き込むため、又はデータをセンサ２３から読み出すため、周辺装置２が、処理装置２０を有する。
【００３０】
具体的には、逐次制御装置１０を有する制御装置１が、例えば電流測定機器としてのセンサからデータ（実際値）を要求し、これらのデータに基づいて、アクチュエータ、例えばパルス幅変調器に対する目標値を計算し、対応する周辺装置２に出力することによって、制御ループを制御するために、当該制御装置１は使用され得る。
【００３１】
したがって、クロックを発生させるクロック発生器１６が、制御装置１に付設されている。データが、当該クロックに同期して制御装置１から周辺装置２に伝送される。当該対応するクロックが、この周辺装置２側で復元され、この周辺装置２に付設されたサイクル制御装置２４に供給され得る。その結果、データ伝送とデータ処理との所定の時間フレームが生成され得る。この目的のために、クロック発生器１６によって発生されたクロック及び／又はクロック信号を印加されたサイクル制御装置１４の制御信号１８が、特に、制御装置１の逐次制御装置１０に供給される。
【００３２】
センサ２３によって取得される測定値に基づいて、周辺装置２のアクチュエータ２２の確実な所定の制御が、制御装置１によって実行され得るように、データ処理の時間同期が、一方では制御装置１で実行され、他方では周辺装置２で実行される。このため、複数の同期コードが、例えば周期的に、制御装置１から周辺装置２に送信される。例えば、アクチュエータ２２の稼働を調整若しくは制御するため、又は測定値をセンサ２３から読み出させるため、これらの同期コードは、（時間発生器１６によって規定された）上記時間フレームを、制御装置１によるデータ処理に同期させる。データが、この時間フレーム中に周辺装置２側で処理され得る。
【００３３】
１つの同期を開始するため、制御装置１に付設されたサイクル制御装置１４が、１つの同期パルスを生成する。この同期パルスは、データストリーム内の１つの同期コードを制御装置１から周辺装置２に伝送させる（この目的のために、この同期コードは、データ伝送装置１１に出力される）。この周辺装置２内では、対応する１つの同期パルスが、この同期コードから復元され、この周辺装置２のサイクル制御装置２４に供給される。
【００３４】
周辺装置２は、制御装置１、特に制御装置１の逐次制御装置１０によって制御されて、例えば以下のように稼働する。制御装置１から入力されたデータと、これらのデータ中にさらに含まれている命令とが、周辺装置２でそのデータ伝送装置２１から処理装置２０に転送される。これとは反対に、この周辺装置２内の当該データ伝送装置２１が、生成された応答データ、例えばセンサ２２の測定値を受信する。当該応答データは、同様に、制御装置１に伝送されなければならない。さらに、このデータ伝送装置２１は、制御装置１から入力されたデータストリームから、（クロック発生器１６によって発生された）クロック信号と、（サイクル制御装置１４から１つの同期パルスを生成することによって作成された）同期コードとを取り出す。同様に、同期パルスが、周辺装置２内で当該同期コードから復元される。当該クロック信号と当該同期パルスとの双方が、周辺装置２のサイクル制御装置２４に提供される。周辺装置２の内部クロックが、それぞれ１つの同期パルスによって制御装置１の内部クロックに同期される。その結果、（制御装置１で発生されたクロック信号にしたがって動作される）データ処理が、当該制御装置側と当該周辺装置２側とで時間同期されている。
【００３５】
周辺装置２のサイクル制御装置２４が、制御装置１によって予め設定されているクロックを使用して異なる制御信号２６，２７，２８を生成する。当該制御信号は、例えば、処理装置２０並びにアクチュエータ２２及びセンサ２３に転送される。こうして、当該複数のシーケンスが、この周辺装置２内で時間をずらして実行され得る。すなわち、例えば、最初に、電流測定器としてのセンサ２３が、測定値を提供しなければならないことが、信号２８によってこのセンサ２３に通知され得る。引き続き、処理装置２０が、信号２６によってその測定値をフェッチし、周辺装置２のデータ伝送装置２１に伝達しろといった命令を受け取る。等々。
【００３６】
したがって、制御装置１での時間シーケンスと周辺装置２での時間シーケンスとの当該同期によって、この周辺装置２における当該シーケンスが処理装置２０を用いて制御されるときの時間フレームが、この制御装置１によって使用される時間フレームに対して完全に合致する。
【００３７】
図６の示されているように、１つの制御装置１に接続されている周辺装置２が、この制御装置１によって稼働される場合、この制御装置１と付設された各周辺装置２との間の複数の時間シーケンスが、上記の方法によって同期され得る。
【００３８】
以下に、独立した接続線を設けることなしに、且つ、制御装置１から周辺装置２へのデータの進行する伝送を中断することなしに、同期コードを制御装置１から周辺装置２に伝送するための詳細を、図２Ａ〜３Ｃに基づいて説明する。
【００３９】
図２Ａは、通常稼働中で且つ同期なしの、制御装置１から周辺装置２までのデータストリームＳ１を示す、つまり制御装置側の１つのデータフレームの送信を例示的に示す。
【００４０】
図２Ａでは、（データストリームＳ１の一部としての）このデータフレームは、４つのデータシーケンス１００ａ，１０１，１０２，１００ｂによって示される。これらのデータシーケンスのうちの最初のデータシーケンス１００ａが、このデータフレームの開始を示し、最後のデータシーケンス１００ｂが、このデータフレームの終了を示す。例えば、このデータシーケンス１００ａとこのデータシーケンス１００ｂとの間に存在するデータシーケンス１０１とデータシーケンス１０２とがそれぞれ、例えば、周辺装置２のアクチュエータ２２を稼働させるための、又はデータを周辺装置２のセンサ２３から読み出させるための（図１参照）、制御装置１から周辺装置２に伝送されなければならない有効データを有し得る。
【００４１】
したがって、それぞれのデータフレームは、特に複数のデータ語によって構成され得る。１つのデータフレームの開始と終了とを示すコード１００ａ及びコード１００ｂ並びに有効データを有するその他のデータ語（データシーケンス１０１，１０２）が、当該データ語に属し得る。さらに、ブランク又はインターバルとしてのデータ語が規定され得る。当該ブランク又はインターバルは、アクションが周辺装置２で開始される必要がないときに常に伝送される。
【００４２】
制御装置１から周辺装置２に送信すべきデータストリームを従来の８ｂ／１０ｂ方式でコード化する場合には、例えば、８ｂ／１０ｂの特にそれぞれ１つのｋコードが、１つのデータフレームの開始を確認するために、１つのデータフレームの終了を確認するために、１つの同期コードを生成するために、及び１つのブランク又はインターバル（「コンマ」）を規定するために提供され得る。
【００４３】
当該データストリームＳ１は、制御装置側のマルチプレクサ１５を変更されずに通過し、当該最初に生成された形で周辺装置２に伝送される。当該データストリームＳ１は、この周辺装置２で図３に示されているように、適切に受信される。
【００４４】
これに対して、図２Ｂは、１つの同期コード１０５が装置１側で（図１参照）データストリームＳ１内に挿入されなければならない状態を示す、すなわち、この場合には上記の図２Ａに基づいて例示的に説明されたデータフレーム内に挿入されなければならない状態を示す。当該同期コード１０５の挿入は、制御装置１のマルチプレクサ１５内で実行される。
【００４５】
当該同期コード１０５は、このマルチプレクサ１５内でデータストリームＳ１の第１データシーケンス１０１に付加される。
【００４６】
したがって、用語「第１データシーケンス」とは、この場合には、データストリームＳ１の任意の１つのデータシーケンスを意味する。当該第１データシーケンスは、サイクル制御装置１４によって開始された１つの同期コードの伝送が、当該第１データシーケンス１０１の送信の直後に続く時点に対して実行されなければならないことだけを特徴とする。したがって、当該対応するデータシーケンスは、基本的に−当該同期コードの挿入の時点に応じて−送信すべきデータストリームＳ１内の任意の位置に存在し得る。
【００４７】
したがって、データストリームＳ１内で最初に第１データシーケンス１０１の直後に伝送すべき第２データシーケンス１０２が、同期コード１０５をこのデータストリーム内に挿入することによって消去されるのではなくて、当該同期コード１０５の直後に送信されることが保証されなければならない。この目的のために、図２Ｂに示されているように、コピーが、伝送すべきデータストリームＳ１から作成される。このコピーは、当該送信すべき最初のデータストリームＳ１に対して同期コード１０５の期間だけ（正確に）時間遅延されている。当該最初のデータストリームのこの遅延されたコピーは、図２Ｂの２番目の下の行に示されている。当該遅延されたデータストリームＳ２の個々のデータは、遅延されなかったデータストリームＳ１の個々のデータと同じである。つまり、専ら、同期コード１０５の期間だけ時間遅延している。
【００４８】
当該遅延されたデータストリームＳ２は、−遅延されなかったデータストリームＳ１と同様に−マルチプレクサ１５に供給される。同期コード１０５が、変更されなかったデータストリームＳ１の第１データシーケンス１０１に付加された直後に、当該マルチプレクサ１５が切り替わり、今度は、このデータストリームＳ１のその他のデータの代わりに、遅延されたデータストリームＳ２のデータが出力される。その結果、データストリームＳ３が、当該マルチプレクサ１５の出力部に出力される。このデータストリームＳ３は、第１データシーケンス１０１と第２データシーケンス１０２との間に同期コード１０５を有する。この場合、この同期コード１０５の前に送信されたデータは、遅延されなかったデータストリームＳ１からコピーされたものであり、この同期コード１０５の後に送信されたデータは、遅延されたデータストリームＳ２からコピーされたものである。
【００４９】
以下に、上記の図２Ｂに基づいて説明されている方法を、マルチプレクサ１５内での例示的に具体化された切り替え工程に基づいて詳しく説明する。
【００５０】
図２Ｃでは、マルチプレクサ１５の基本状態が、「０」で示されている。この基本状態では、このマルチプレクサ１５は、遅延されなかったデータストリームＳ１を出力する。１つの同期コード１０５の伝送が、サイクル制御装置１４の１つの同期パルスによって要求されると、このマルチプレクサは、対応する時点ｔ１に対して状態「１」に切り替えられる。この状態では、このマルチプレクサ１５は、同期コード１０５を出力する。この同期コード１０５の出力後に、このマルチプレクサは、対応する時点ｔ２以降は状態「２」に切り替えられる。この状態では、このマルチプレクサは、今度は遅延されたデータストリームＳ２を出力する。
【００５１】
１つのブランク又はインターバルが、当該遅延されなかったデータストリームの後に確認されると、このブランク又はインターバルは、対応する時点ｔ３に対して当該マルチプレクサを状態「０」に再び切り替えるために使用され得る。この状態では、このマルチプレクサは、遅延されなかったデータストリームを伝送する。当該データ伝送時に伴う１つのブランク又はインターバルの情報損失は問題でない。何故なら、当該ブランク又はインターバルは、いずれにしても、周辺装置２側でアクションを起こさないからである。
【００５２】
ここで説明されている切り替え工程は、以下で図４に基づいて１つの実施の形態においてさらに詳しく説明されるように、送信シーケンス制御によって初期化され得る。
【００５３】
周辺装置２側では、上記制御装置１側とは反対に、同期コード１０５が確認されたと同時に、１つの同期パルスが生成された後に、さらに、このときに、ブランク（中断）が、データストリームＳ３内に発生することなしに、この同期コード１０５は、図３Ｂ及び３Ｃに示されているように、当該データストリームＳ３から分離されなければならない。当該同期コード１０５をデータストリームＳ３から分離するための第１の可能性が、図３Ｂに示されている。
【００５４】
この目的のために、入力されたデータストリームＳ３の、同期コード１０５の期間だけ時間遅延されたコピーが、制御装置１における上記方法に倣って周辺装置２内にセットアップされる。２つのデータストリームＳ３，Ｓ４、つまり制御装置１から入力されたデータストリームと、当該データストリームの時間遅延したコピーとの双方が、図３Ｂにしたがって周辺装置２のマルチプレクサ２５に供給される。しかしながら、図２Ｂと違って、図３Ｂによれば、（１つの同期コードが、当該データストリーム内に現れるまで）最初は、遅延されたデータストリームＳ４が、マルチプレクサ２５によって出力される。この同コード１０５を当該遅延されたデータストリームＳ４内で確認することによって、このマルチプレクサ２５は、切り替わり、このマルチプレクサ２５の出力部に当該遅延されたデータストリームＳ４を出力するのではなくて、制御装置１によって入力された（当該遅延されたデータストリームＳ４に対して時間的に先行する）遅延しなかったデータストリームＳ３のデータを出力する。これに応じて、データストリームＳ５が、図３Ｂにしたがうマルチプレクサ２５の出力部に出力される。同期コード１０５の前に伝送された第１データシーケンス１００ａ，１０１は、遅延されたデータストリームＳ４から入力されたものである一方で、当該第１データシーケンス１００ａ，１０１に続くその他のデータ１０２，１００ｂ，．．．は、制御装置１内で生成された遅延されなかったデータストリームＳ３から入力されたものである。
【００５５】
その結果、マルチプレクサ２５の全ての出力部に出力されるデータストリームＳ５は、同期コード１０５を挿入する前に制御装置１内で生成され、この制御装置１から周辺装置２に送信すべきデータストリームＳ１に正確に一致する。
【００５６】
図３Ｃは、図３Ｂに示された実施の形態とは違う実施の形態を示す。この目的のために、分離された同期コードの代わりに、周辺装置２側で、マルチプレクサ２５によって、ブランク又はインターバル１０６が、受信されたデータストリームＳ４内に挿入される。したがって、当該ブランク又はインターバル１０６は、周辺装置２側でアクションを起こさないので、当該データストリームの情報の内容が変更されない。
【００５７】
それ故に、図３Ｃによる実施の形態によれば、１つのデータストリーム（例えば、遅延されたデータストリームＳ４）及びブランク又はインターバルだけが、周辺装置２のマルチプレクサ２５に供給され、同期コード１０５をデータストリームＳ４から分離するため、同期コード１０５が、データストリームＳ４内でブランク又はインターバル１０６と置換される。
【００５８】
周辺装置２のマルチプレクサ２５の可能な具体的な構成及び当該構成に関連する切り替え工程に関しては、図１に基づく制御装置１のマルチプレクサ１５の対応する説明を参照のこと。
【００５９】
制御装置１によって生成されたデータストリームＳ１内に１つの同期コードを挿入するのと同時に、当該データストリームＳ１を遅延させたために、さらなる時間遅延が、１つの同期コードの伝送ごとにさらに付加されないならば、当該遅延とは反対に、結果として生成されたデータストリームをリセットすることが必要である。１つのブランク又はインターバルが、制御装置１で生成されたデータストリームから分離されることによって、当該データストリームのリセットが、簡単に達成され得る。
【００６０】
具体的には、上記の構成は、１つの同期コードをマルチプレクサ１５によって出力した後に、後続する当該ブランク又はインターバルが、当該データストリームをリセットするために使用できるという方法で実行され得る。１つの同期コードをマルチプレクサ１５によって出力した後に、１つのブランク又はインターバルが、マルチプレクサ１５に供給されたデータストリーム内で確認されると、このマルチプレクサ１５は、今度は遅延されなかったデータストリームを新たに出力するように、このマルチプレクサ１５は切り替えられる又は初期状態に切り替えられる。この場合、当該ブランク又はインターバルは、一緒に伝送されないものの、このことは、情報損失とはならない。何故なら、当該ブランク又はインターバルは、それぞれの周辺装置２側でアクションを起こさないからである。
【００６１】
周辺装置２のマルチプレクサ２５が、１つの同期コードを受信した後に、制御装置１のマルチプレクサ１５の上記のリセットと同様に、当該マルチプレクサ２５のリセットが実行され得る。この場合には、マルチプレクサ２５が、遅延されなかったデータストリームの代わりに、今度は遅延されたデータストリームを新たに伝送するように、このマルチプレクサ２５は切り替えられる。当該切り替えは、１つのブランク又はインターバルを対応するデータストリーム内に付加することに対応する。このことは、同様に、情報損失とはならない。何故なら、当該ブランク又はインターバルは、周辺装置２内でアクションを起こさないからである。
【００６２】
図４は、制御装置１の送信装置４０の可能な構成を示す。したがって、図４を参照すると、特に、マルチプレクサ１５を制御装置１内に組み込むことも明らかに可能である。
【００６３】
図４によれば、マルチプレクサ１５が、送信装置４０に付設されている。遅延装置４２が、このマルチプレクサ１５の前方に接続されている。最初に生成されたデータストリームに対して遅延されたデータストリームが、この遅延装置４２によって生成され得る。コンバータ４４が、当該最初のデータストリームを生成するために使用される。このコンバータ４４は、この実施の形態では８ｂ１０ｂコンバータとして構成されていて、このコンバータ４４は、送信すべきデータを一時記憶装置４５から受け取る。この一時記憶装置４５は、例えばＦＩＦＯ記憶装置として構成され得る。
【００６４】
コンバータ４４によって生成されたデータストリームと、このデータストリームに対して遅延装置４２によって遅延されたデータストリームとの双方が、マルチプレクサ１５に供給される。さらに、同期コードＳＹＮＣが、このマルチプレクサ１５に供給され得る。この同期コードＳＹＮＣは、図１に示されたように、サイクル制御装置１４によって出力される同期パルスに基づいて提供される。
【００６５】
上位に配置された送信シーケンス制御装置４３が、送信装置４０内の複数のシーケンスを制御するために使用される。この送信シーケンス制御装置４３は、どのデータがマルチプレクサ１５によってその都度出力されるかを制御する。このために、特に、サイクル制御装置１４によって出力される同期パルスも、この送信シーケンス制御装置４３に供給される。
【００６６】
制御装置１の中央逐次制御装置１０が、この制御装置１の稼働中にデータ、特に命令を送信装置４０の一時記憶装置４５内に書き込む。コンバータ４４が、一時記憶装置４５からデータストリームを生成する。当該データストリームの生成は、一般には、この一時記憶装置４５から得られるデータ／又は命令が、データストリーム内に挿入されるという方法で実行される。このデータストリームは、データ／命令を有しないときはブランク又はインターバルから成る。
【００６７】
１つの同期パルスが、送信シーケンス制御装置４３に入力されると、当該最初のデータシーケンスの代わりに、対応する同期コードが伝送されるように、（実際に伝送すべきコードが完全に出力された後に）この同期パルスは、マルチプレクサ１５を切り替える。引き続き、上記の図２Ｂ及び２Ｃに基づいて説明されているように、遅延されたデータストリームへの切り替えが実行される。
【００６８】
送信シーケンス制御装置４３が、１つの同期コードの伝送後に当該遅延されたデータストリーム内の１つのブランク又はインターバルを確認すると、この送信シーケンス制御装置４３は、マルチプレクサ１５を初期状態に切り替える。その結果、このマルチプレクサ１５は、最初のデータストリームを伝送する。この場合、当該データストリーム内のブランク又はインターバルが除去される。
【００６９】
図５Ａは、図１に示された周辺装置２の受信装置５１の可能な構成を示す。この構成は、図３Ｃによる方法を実行するために適する。したがって、マルチプレクサ２５を周辺装置２内に組み込むことも明らかに可能である。遅延装置５２が、マルチプレクサ２５の前方に接続されている。この遅延装置５２は送信装置４０から入力するデータストリームから遅延されたデータストリームを生成し、このマルチプレクサ５２に出力する。さらに、個々のブランク又はインターバル「ＩＤＬＥ」が、このマルチプレクサ５２に供給される。
【００７０】
受信シーケンス制御装置５３が、受信装置５１内の複数のシーケンスを制御するために使用される。さらに、この受信シーケンス制御装置５３は、送信装置４０から入力するデータストリームからクロック信号を取り出す。さらに、この受信シーケンス制御装置は、（送信装置４０によって伝送されるデータストリームの構成要素としての）１つの同期コードの入力及び確認時に１つの同期パルスを生成する。
【００７１】
コンバータ５４が、マルチプレクサ２５の後方に接続されている。このコンバータ５４は、（この実施の形態では、８ｂ１０ｂ符号化された）データストリームをデコードし、別の処理のために周辺装置２の処理装置２０に出力する（図１参照）。さらに、一時記憶装置が、コンバータ５４に補足的に付設されてもよい。
【００７２】
図５Ａの実施の形態では、上記の図３Ｃに基づいて説明されているように、１つの同期コードを１つのブランク又はインターバルに置換するためには、マルチプレクサ２５が、切り替えられ得る前に、１つの同期コードの入力が、最初に確認される必要があるので、遅延装置５２が設けられている。このために、送信装置４０から入力するデータストリームが、受信シーケンス制御装置５３に直接に、すなわち遅延装置５２による遅延なしに供給される。コンバータ５４が、それぞれの同期コードを完全に無視する、又はブランク若しくはインターバルとみなす別の実施の形態では、遅延装置５２が省略され得、さらにマルチプレクサ２５も省略され得る。このとき、当該受信装置５１は、主に、重要な構成要素としてのコンバータ５４と、受信シーケンス制御装置５３とから構成される。
【００７３】
図５Ｂは、図１に示された周辺装置２用の、つまり図３Ｂに示された方法を実行するための構成における受信装置５１の別の実施の形態を示す。
【００７４】
この場合でも、周辺装置２のマルチプレクサ２５が、受信装置５１に付設されていて、同様に、遅延装置５２が、このマルチプレクサの前方に接続されている。
【００７５】
図５Ｂの実施の形態では、制御装置１によって伝送されるデータストリームが、一方では遅延装置５２を介して遅延された形態でマルチプレクサ２５に供給され、他方では遅延されなかった形態で直接にマルチプレクサ２５に供給される。１つの同期コードを伝送する前に、このマルチプレクサ２５は、図３Ｂに示されているように、遅延されたデータストリームを出力する。受信シーケンス制御装置５３が、当該入力された遅延しなかったデータストリーム内に１つの同期コードを確認すると、このマルチプレクサ２５が、今度は当該遅延しなかったデータストリームを伝送するように、この受信シーケンス制御装置５３は、このマルチプレクサ２５を切り替える。同時に、この受信シーケンス制御装置５３は、１つの同期パルスを生成する。
【００７６】
当該マルチプレクサ２５によって出力されるデータストリームをさらに処理するため、同様に、コンバータ５４が、このマルチプレクサ２５の後方に接続され得る。
【００７７】
当該受信シーケンス制御装置５３が、マルチプレクサ２５による１つの同期コードの出力後に１つのブランク又はインターバルを入力するデータストリーム内で確認すると、このマルチプレクサ２５が、遅延されたデータストリームを再び出力するように、この受信シーケンス制御装置５３は、このマルチプレクサ２５を切り替える。その結果、対応するブランク又はインターバルが、−データストリーム内の情報の内容の変更なしに−再び伝送される。
【符号の説明】
【００７８】
１        制御装置
２        周辺装置
３        シリアルインターフェース
１０      逐次制御装置
１１      データ伝送装置
１４      サイクル制御装置
１５      マルチプレクサ
１６      クロック発生器
１８      制御信号
２０      処理装置
２１      データ伝送装置
２２      アクチュエータ
２３      センサ
２４      サイクル制御装置
２５      マルチプレクサ
２６      制御信号
２７      制御信号
２８      制御信号
３１      データチャネル
３２      データチャネル
４０      送信装置
４１      受信装置
４２      遅延装置
４３      送信シーケンス制御装置
４４      コンバータ
４５      一時記憶装置
５０      送信装置
５１      受信装置
５２      遅延装置
５３      受信シーケンス制御装置
５４      コンバータ
１００ａ  データシーケンス
１００ｂ  データシーケンス
１０１    第１データシーケンス
１０２    第２データシーケンス
１０５    同期コード
１０６    ブランク又はインターバル
Ｓ１      データストリーム
Ｓ２      データストリーム
Ｓ３      データストリーム
Ｓ４      データストリーム
Ｓ５      データストリーム
ＳＹＮＣ  同期コード
ＩＤＬＥ  ブランク又はインターバル
【図１】
2015049902.tif 000003
【図２Ａ】
2015049902.tif 000004
【図２Ｂ】
2015049902.tif 000005
【図２Ｃ】
2015049902.tif 000006
【図３Ａ】
2015049902.tif 000007
【図３Ｂ】
2015049902.tif 000008
【図３Ｃ】
2015049902.tif 000009
【図４】
2015049902.tif 000010
【図５Ａ】
2015049902.tif 000011
【図５Ｂ】
2015049902.tif 000012
【図６】
2015049902.tif 000013