专利名称：具有接口模块的通信组件装置和接口模块的制作方法
技术领域：
本发明涉及根据独立权利要求的前序部分的、具有接口模块的通信组件装置和装置以及用于与通信组件连接以便将通信连接、尤其是总线连接到被分配给该通信组件的用户上的相应的接口模块。此外，本发明还涉及根据方法权利要求的前序部分的用于在所述接口模块中生成数据和/或消息的方法。
背景技术：
控制设备、传感器和执行元件借助由通信连接、尤其是总线和相应的通信组件组成的通信系统的联网在最近几年中在现代化汽车制造或机械制造中、尤其是在机床领域中以及在自动化领域中已经急剧增加。在此，可以实现由于把功能分布到多个用户、尤其是控制设备上而产生的协同效应。在此情况下谈及分布式系统。这种分布式系统或网络因此由用户和与该用户连接的一个或多个总线系统组成。因此，不同站或用户之间的通信越来越多地通过这种通信系统或总线系统来进行，其中通过该通信系统或总线系统在消息中传送要传输的数据。该总线系统上的通信业务、访问和接收机制以及错误处理通过相应的协议来调节。
作为协议，例如在汽车领域中建立了CAN(Controller AreaNetwork，控制器局域网络)。该协议是事件控制的协议，也即通过事件来启动诸如发送消息的协议活动，其中这些事件具有在该通信系统之外的其起因。对通信系统或总线系统的明确访问通过基于优先级的位仲裁来解决。其前提是，给要传输的数据以及因此每个消息分配优先级。CAN协议是非常灵活的；只要还有空闲的优先级(MessageIdentifier，消息标识符)，其它的用户和消息的添加因此就可以毫无问题地进行。所有要在网络中发送的具有优先级的消息及其发送或接收用户或相应的通信组件的集合被存放在列表、所谓的通信矩阵中。
事件控制的自发通信的一种替代方案是纯粹时间控制的方案。总线上的所有通信活动都是严格周期性的。诸如消息发送的协议活动仅仅通过对于整个总线系统来说有效的时间的消逝来触发。对该介质的访问基于时域的分配，其中在该时域中发送方具有专有的发送权限。在此，消息顺序通常可以在开始运行之前已经被规定。也即制订工作计划，该工作计划满足消息在重复速率、冗余度、最后期限等方面的要求。这称为所谓的总线调度。这种总线系统例如是TTP/C。
在时间控制的CAN、即所谓的TTCAN(Time Triggered ControllerArea Network，时间触发的控制器局域网络)的解决方案中实现所述两种总线类型的优点的结合。这满足对时间控制的通信的上述要求以及对一定程度的灵活性的要求。所述TTCAN通过在用于确定通信用户的周期性消息的所谓的专有时间窗内以及在用于多个通信用户的自发消息的所谓的仲裁时间窗内构造通信回合(Kommunikationsrunde)来实现这一点。在此，TTCAN主要基于时间控制的周期性通信，其中该通信由主定时(hauptzeitgebend)用户或通信组件、即所谓的时间主机(Zeitmaster)借助时间基准消息来计时。
FlexRay协议提供结合不同传输方式的另一可能性，其中描述了尤其应用于汽车中的快速的、确定性的和容错的总线系统。该协议按照时分多址(TIDMA)的方法工作，其中用户或要传输的消息被分配固定的时隙，在这些时隙中它们具有对通信连接、总线的专有的访问。在此，这些时隙以确定的周期重复，使得消息通过总线被传输的时间点可以被精确地预测，并确定性地进行总线访问。为了最佳地利用带宽来在该总线系统上进行消息传输，该周期被划分为静态部分和动态部分。所述固定的时隙在此位于总线周期开始时的静态部分中。在动态部分中时隙被动态地提供。其中现在分别只能在短的时间、即所谓的微时隙中实现专有的总线访问。
如刚刚所述，存在多种不同的传输技术并且因此存在多种类型的总线系统。常常必须将多个相同或不同类型的总线系统相互连接。总线接口元件、所谓的网关就用于此。因此，网关是不同总线之间的接口，这些总线可以是相同或不同类型的，其中该网关将消息从一个总线转发到一个或多个另外的总线上。已知的网关由多个独立的通信组件组成，其中消息的交换在此通过各个用户的处理器接口(CPU接口)或者各个通信组件的相应的接口组件来进行。在此，除了要传输给该用户本身的消息外，该CUP接口由于这种数据交换而被严重加载，因此与由此所得到的传输结构一同产生相对低的数据传输速度。另外还存在集成的通信控制器或通信组件，它们分享共同的消息存储器、即所谓的Message-Memory，并且因此对结构缺点进行补偿。然而，这种集成的通信组件由此在数据传输方面是非常不灵活的，并且尤其是规定了确定数量的总线连接。因此表明，现有技术不能在每个方面都提供最佳的结果。
发明内容
因此，本发明的任务在于，提供一种通信组件装置和一种特殊的接口模块以及一种方法，利用该方法可以改善数据和/或消息的交换、尤其是新数据和/或消息的生成。
本发明的优点在此，尤其应当能够实现数据和/或消息在多个通信组件之间的交换，而不使CPU接口严重加载以及不使多个消息存储器相互依赖。同时尤其应当提高传输速度并能够灵活地实现传输。
上述任务尤其是通过作为特殊的网关接口的通信接口元件的实现来解决，其中该通信接口元件被中间连接在消息存储器之间、也即被中间连接到相应的数据路径中，并且因此能够实现新的、附加的数据路径。
根据本发明，作为接口模块的数据集成单元(DIU)连接到将不同的通信组件相互连接的总线上，其中该数据集成单元能够在将通过网关所接收的数据和/或消息转发到一个或多个总线上之前对这些数据和/或消息进行重新组合或合并。在此可以连接多于一个的这种作为数据集成单元的接口模块。因此例如按照应用领域也可以采用具有不同功能的DIU。
因此，为了解决该任务，本发明示出一种用于与至少一个通信组件相连接的接口模块，其中该接口模块包含输入端，通过该输入端获得第一数据和/或消息，其中有利地在该接口模块中设置有第一传输路径和第二传输路径，其中在该第二传输路径中设置有耦合元件，该耦合元件如此被构造，使得该第一数据和/或消息至少部分地被组合为第二数据和/或消息。
在此，该接口模块合宜地具有输出端，其中存在开关装置，该开关装置如此被构造，使得该接口模块的第一传输路径和第二传输路径被连接到该输出端上。该开关装置有利地被构造为多路复用组件。
该耦合元件合宜地被构造为耦合场，使得因此由位、字节和/或可预先给定的数据块和/或子消息和/或消息生成或组合成新的第二数据和/或消息，并且被连接到该输出端上。为此有利地可以在该接口模块的第二传输路径中包含存储元件，该第二数据和/或消息在完成组合之前被存储在该存储元件中，以便然后完整地通过该输出端转发该第二数据和/或消息，其中该存储元件尤其是被构造为寄存器组件。
有利地，给该接口模块分配有模块控制装置，尤其是包含有模块控制装置，该模块控制装置根据本发明控制该耦合元件和/或该开关装置。
因此，现在可以尤其是在网关转发消息之前将消息或数据和/或消息进行合并或重新组合。同时通过本发明决定性地减轻主机控制器、也即用户CPU的负载。
在此，例如与利用网关相比较，通过使用至少一个根据本发明的接口模块可以在数据集成或数据组合方面实现更高的速度，其中所述网关由独立的通信控制器或通信组件组合成并且在所述网关中只能通过CPU接口来进行数据集成。
同时，在作为数据集成单元的接口模块的功能的可配置性方面以及在总线连接的数量方面，尤其相对于集成的并且因此大大依赖于配置的网关获得高的灵活性和自由性的优点。
1.此外根据本发明因此得到一种用于利用接口模块和通信接口元件与通信组件通信的装置，其中该接口模块具有输入端和输出端并与该通信接口元件相连接，并且给该通信接口元件分配有通信组件或通信控制器的消息存储器或Message Memory，其中设置有往返于该消息存储器的第一数据路径，第一数据和/或消息通过该第一数据路径向和从该消息存储器被引导，其特征在于，该通信接口元件尤其是在多个通信组件之间提供附加的第二数据路径，该第二数据路径如此被构造，使得该第一数据路径的第一数据和/或消息至少部分地通过该附加的第二数据路径被引导，并且该接口模块通过该输入端和输出端被连接到该第二数据路径中，并通过该第二数据路径至少部分地接收第一数据和/或消息，并且在该接口元件中设置有耦合元件，该耦合元件如此被构造，使得所接收的第一数据和/或消息至少部分地被组合为第二数据和/或消息，并通过该第二数据路径被传输。该接口模块在此合宜地对应于开头被描述优点的、作为数据集成单元的接口模块。
此外由这种装置因此合宜地得到具有至少一个通信组件的通信组件装置，在该通信组件中包含有通信接口元件并且该通信组件被分配根据本发明的接口模块，该接口模块与该通信组件相连接，其中此外还包含有消息存储器和所述的第一数据路径，通过该第一数据路径来引导第一数据和/或消息，其中该通信接口元件在此还提供附加的第二数据路径，该附加的第二数据路径如此被构造，使得该第一数据和/或消息至少部分地通过该附加的第二数据路径被引导，并且该接口模块被连接到该第二数据路径中，并通过该第二数据路径至少部分地接收第一数据和/或消息，并且在该接口元件中设置有耦合元件，该耦合元件如此被构造，使得所接收的第一数据和/或消息至少部分地被组合为第二数据和/或消息并通过该第二数据路径被传输。如果存在至少两个分别包含通信接口元件的通信组件，那么这些通信组件通过该附加的第二数据路径尤其是环状地连接，并且被连接到环中的至少一个根据本发明的接口模块通过该环、也即这些通信组件之间的第二数据路径来传输新的第二数据和/或消息。
在此特别有利的是，这种通信组件以及相应的通信接口元件能够将具有至少两个这种通信组件的这种装置实现为网关，并通过该附加的第二数据路径来连接这些通信组件，尤其是将这些通信组件环状地相互连接，并且因此实现快速且灵活的传输。
在此，该通信接口元件合宜地包含尤其是作为多路复用组件的第一开关装置和第二开关装置，由此能够实现将预先给定的数据和/或消息导入该第一数据路径和/或第二数据路径中和/或从该第一数据路径和/或第二数据路径导出。
该通信接口元件同样有利地被分配控制装置，通过该控制装置尤其是控制该通信接口元件的一个或多个开关装置。在此该控制装置根据第一实施形式尤其是被包含在通信接口元件本身中。但是根据第二实施形式，该控制装置也可以合宜地被安置在该通信组件中，或者根据第三实施形式被安置在被分配给该通信组件的用户中。在此该控制装置对数据和/或消息通过该附加的第二数据路径的传输或引导进行控制，或者尤其是规定哪些数据和/或消息在该第二数据路径上被引导和/或从该第二数据路径被传递到相应的消息存储器中、也即传递到该第一数据路径上。在此根据所有三种实施形式的所述控制装置可以同样地以软件或以硬件来实现。
2.此外本发明还示出一种用于生成数据和/或消息的方法，其中往返于消息存储器的第一数据路径的第一数据和/或消息被输送给接口模块，其特征在于，设置有附加的第二数据路径，该第一数据和/或消息至少部分地通过该第二数据路径被引导到该接口模块，并且在被连接到该第二数据路径中的接口模块中，该第一数据和/或消息通过第一传输路径和第二传输路径这样被引导，使得该第一数据和/或消息至少部分地被组合为第二数据和/或消息，并且重新被传输到该第二数据路径上。
通过本发明因此获得所力求的优点一方面在数据和/或消息的传输方面与CPU接口相比而言更高的速度，以及另一方面传输的非常灵活和自由的可配置性；尤其是还有与集成的通信组件或集成的网关相比而言总线连接的数量的非常灵活且自由的预先给定。
按照应用，可以有利地将任意数量的通信组件或通信控制器与具有任意功能的用于数据集成的任意数量的接口模块连接在一起，而不必改变各个通信组件或接口模块本身。在如现有技术中所述的常用集成网关中，功能、例如数据集成功能的改变或者总线连接或总线连接的数量的改变总是需要很大程度的重新开发，这因此可以根据本发明来避免。
其它优点和有利的扩展方案从说明书以及权利要求的特征中得出。
在下文中借助附图中所示的图对本发明进行更详细的解释。其中图1示出总线系统、尤其是CAN总线系统的通信组件。
图2示出具有通信接口元件的根据本发明的通信组件。
图3示出具有多个相互连接的通信组件的、尤其是作为网关应用的装置。
图4示出图3的在级联环中附加地耦合有接口模块的装置。
图5最后示出根据本发明的接口模块。
下面借助实施例来对本发明进行更详细的解释。
具体实施例方式
图1示意性地示出用于将用户或主机110或其CPU执行单元连接到通信连接或总线111上的通信组件110。为此该通信组件100通过接口组件104与该用户110相连接，或者作为CPU接口的一部分与该用户110的CPU相连接。对此，用CLK1来表示时钟输入(Clock)，用RS1表示复位输入，用CTRL1表示控制输入，用ADD1表示地址输入，用DI1表示数据输入，并用DO1表示数据输出，以及用W1表示提供等待信号(Wait)的输出，并为输出INT1提供中断信号(Interrupt)。
此外，现在描述该通信系统100的内容，其中在此功能根据相应的总线系统或通信组件示例性地来选择，例如正好作为CAN通信组件。但是本发明也可以被应用于其它任意的通信组件或通信控制器以及其它总线系统和总线协议，因此在随后的图和实施例中所选择的描述就这点而言不应被看作是限制性的。尤其是本发明也可以双通道地、例如针对FlexRay协议来实施。当然，CAN或TTCAN应用是一种有利的且优选的实施形式。
该通信组件100此外包含控制单元101、这里尤其是CAN控制单元或CAN核。此外，消息存储器尤其是作为消息RAM、例如作为单端口RAM用102来示出。双端口RAM例如可以在双通道应用的范围内、例如在FlexRay应用中找到。用105和106来表示两个中间存储器或缓冲存储器、尤其是寄存器组件，其用于在数据或消息传输方面进行缓冲，另一方面可以包含关于消息存储器中的相应存储位置的相应分配。在该实施例中示出了两个寄存器105和106，其中这仅仅是示例性的，并且还可以采用仅仅一个单独的寄存器，或者也可以采用相应地被划分为两个存储区的寄存器。数据或消息传输通过消息管理器、所谓的Mesage-Handler103来控制。在此，第一寄存器105(例如作为CPU IFC寄存器)与接口组件104以及控制单元101通过连接V11相连接。此外，第二寄存器106与该接口组件104相连接。这两个寄存器分别通过连接V15和V16与该Message-Handler或消息管理器103相连接。该消息管理器本身通过连接V13与控制单元101连接，并通过V14与消息存储器102连接。真正的消息交换或消息传输通过连接V17来进行，其中该连接在一定程度上为第一数据路径(或者其决定性的部分)，并且建立控制单元101、消息存储器102以及寄存器105和106之间的连接。
如果现在由图1中所示的通信组件来构成网关、尤其是CAN网关，那么这些通信组件之间的数据传送、也即数据和/或消息的传输需要多个读和写操作，这些操作因此必须像数据传送一样通过CPU总线(CPU接口)来进行，并且因此主机CPU、也即该用户110被严重加载并且因此延缓传输。
用TX和RX来表示总线连接，也即这里TX1在发送侧(发送)作为至总线111的连接以及RX1在接收侧(接收)作为至总线111的连接被示出。然而，在集成的网关中，这些总线连接于是被固定地且不灵活地预先给定。
为了解决该问题，现在根据图2提出了一种通信接口元件212，下面结合通信组件200更详细地解释该通信接口元件。已经针对图1在相应的部分100-111和V11-V17中所进行的实施自然也相应地适用于图2中的这些相应的部分200-211(不包括207-209和212)和V21-V27。因此图2主要示出具有相应的根据本发明的扩展(207-209和212以及V28-V31)的图1的通信组件，使得图1和图2的实施可以一起来看待。
该通信组件200连接用户210或主机或者主机CPU与总线211，其中总线连接用对应于发送输出(TX2，发送)和接收输入(RX2，接收)的TX2和RX2来表示。该通信组件200还包含尤其是作为CAN核的控制单元201、尤其是作为消息RAM的消息存储器202、消息管理器或Message-Handler203、在此用205和206来表示的两个示例性寄存器(对寄存器105和106的考虑如上所述相应地适用)、以及这里用204来表示的至主机210的接口组件。该接口组件包含时钟输入CLK2(clock)、复位输入RS2、控制输入CTRL2(control)、地址输入ADD2和数据输入DI2。此外还设置有作为数据输出的输出DO2、等待信号W2和中断输出INT2。在该例子中寄存器205在此也通过连接V21与控制单元201和接口组件204相耦合。寄存器206在此也通过连接V22与接口组件204相耦合。同样地，在此这两个示例性寄存器205和206也通过连接V25和V26与消息管理器203相连接。控制单元201通过连接V23与消息管理器203相连接，并且该消息管理器通过连接V24与消息存储器202相连接。在此该消息管理器也对总线211和主机210之间的真正的数据和/或消息传输进行控制。
根据图1的第一数据路径V17现在在此用V27来表示，并且因为该第一数据路径与通信接口元件212、也即网关接口而不是与第二寄存器206连接，该第一数据路径包含特殊性。也就是说，网关接口被中间连接到该第一数据路径(在此为V27)中，或者与该第一数据路径V27相连接。该通信接口元件212(网关接口)插入往返于消息存储器202(Message-Memory)的该第一数据路径V27中，并且有利地在传输方面具有与消息存储器202本身相同的字宽。但是也可以设想该字宽的整数部分、尤其是整数倍数。在此，数据和/或消息传输根据相应的总线协议来匹配，例如在CAN中具有控制(Control)和状态位的CAN消息。这是可以根据相应的总线系统来构造的。
因此，通过连接V28、V29、V30、V31以及开关装置207和208在该通信组件200中实现具有输入CI(级联输入)和输出CO(级联输出)的附加的第二数据路径。在此，在该例子中所示出的两个开关装置207和208尤其是作为多路复用器或多路复用组件来构造。在这里所示出的优选实施形式中因此采用两个开关装置207和208，但是同样可以设想仅采用一个开关装置。
因此，现在可以直接通过该附加的第二数据路径来引导该第一数据路径的预先给定的数据和/或消息，而无需根据正常的数据路径来加载主机CPU 210。
该第二数据路径的控制、也即一方面通过该第二数据路径对数据和/或消息的传输或引导、以及尤其是预先给定的数据和/或消息的选择或预先给定通过控制装置209来进行，其中该控制装置尤其是作为有限状态机、也即状态机或状态自动机(有限自动机、有限状态机FSM)来构造。尤其是作为状态机或状态自动机的该控制装置209可以一方面被安置在该通信组件200本身中，或者可以被分配给该通信组件200并且被定位在外部。在一种实施形式中它尤其是可以被包含在用户210、即主机中。在一种实施形式中它直接被包含在网关接口212、也即通信接口元件中。通过写选择输出WRS(Write Select)可以控制第一开关装置、即多路复用组件207。通过第二输出、即读控制输出RDS(Read Select)可以控制第二开关装置、即多路复用组件208。通过在该网关接口、也即该通信接口元件的第二附加数据路径中对这两个多路复用器207和208的这种控制，可以对数据传送、也即数据和/或消息的传输进行控制，尤其是可以确定数据和/或消息相对于该消息存储器的方向。要在该第二数据路径上传输的数据的选择或预先给定可以通过另一输出CM/CR(通信屏蔽/通信请求)来确定。
通过CM/CR例如借助标识并且尤其是借助命令请求寄存器和命令屏蔽寄存器以及相应的控制标识或控制位，可以借此并且利用输出WRS和RDS控制通过该第二数据路径的传输以及为该第二数据路径选择或预先给定相应的数据和/或消息。因此，CPU接口、也即尤其是接口组件204可以例如利用CPU接口寄存器205和206继续被用于往返于本地CPU、也即主机CPU 210的数据和/或消息的传送、也即传输，其中预先给定的数据和/或消息的传输、也即其传送通过所提及的控制输入WRS、RDS、CM/CR来控制。
通过这样所引入的该第二附加数据路径，现在可以有利地根据图3将多个通信组件尤其级联地联接为一个网关。在一种优选的实施形式中，因此可以将任意多个通信组件、尤其是CAN模块通过网关接口、也即通信接口元件联接为一个网关，并且合宜地环状地分别从输出CO(级联输出)连接到下一通信组件的输入CI(级联输入)。这对于其它总线系统来说以及对于网关上的不同总线系统来说也是可能的。
在图3中通信组件300、301-305例如作为CAN模块CAN1、CAN2-CANn这样相连接，其中n为自然数。这些通信组件中的每一个都具有发送输出(TX31、TX32、TX3n)以及接收输入(RX31、RX32、RX3n)，用于与相应的总线或相应的通信连接320、321和325相连接。通过连接V32、V33和V34，所述任意多个通信组件在此尤其环状地相互连接。但同样可以设想星形连接或诸如此类的。在此，布置有从通信组件300的输出CO1至通信组件301的输入CI2的连接V32，实现有从301的CO2至通信组件305的CIn的连接V33以及从通信组件305的输出COn至通信组件300的输入CI1的连接V34。
出于清楚的目的，所述寄存器现在被组合为寄存器块306、307和308，并且被表示为所谓的CPU接口寄存器CPU IFC，其中至主机CPU的连接示意性地并且更清楚明了地被表示为CPU总线313。根据图2的各个通信组件的控制装置这里在图3中可选地被表示为网关总控制装置、也即网关有限状态机309，并且如前所述通过输出310、311和312来控制该第二数据路径上的传输。也就是说，通过连接310、311和312中的每一个，尤其是实现根据图2的输出WRS和RDS和/或CM/CR。因此允许网关接口或者通过通信接口元件所连接的通信组件通过该第二数据路径在所有通信组件之间非常快速地传送数据和/或消息。消息尤其也可以从一个通信组件同时传输到多个另外的通信组件。
这种具有用于实现第二附加数据路径的网关接口、也即通信接口元件的通信组件不仅可以如图3中所示被用作网关的一部分，而且可以被用作没有网关功能的单个控制器或单个组件。即使所述通信组件以硬件被联接为网关，也可以通过软件的配置来调节或者也可以在控制装置中直接考虑，这些通信组件中的哪些通信组件作为网关共同工作并且哪些通信组件独立工作，使得能够由现有的或所期望的通信组件实现非常灵活的并且选择性的网关构成。
对这种网关功能的控制、也即哪个消息应当从哪个总线被转发到另外的哪个总线、即对该第二数据路径的控制通过所提及的网关控制装置309、也即网关有限状态机来进行，其中该网关控制装置作为特有的状态机以硬件来构造，或者以软件、尤其是在主机中运行，并通过所提及的特殊寄存器、尤其是通信请求寄存器或通信屏蔽寄存器对网关控制输入进行访问。因此可以有利地实现快速的数据传输和高的灵活性、尤其是总线连接的数量的自由可配置性以及在网关的构成和构造方面的高灵活性。
图4现在将刚才在图3中所述的装置扩展了至少一个作为数据集成单元(Daten-Integration-Unit DIU)的本发明接口模块。在此，图3中的相同部分用与图3中相同的参考符号来表示，并且在此不再次进行描述。因此，对图2和3的描述在图4的情况下也完全可以作为基础。
如已经提及的那样，在该实施例中尤其取消了CAN或TTCAN组件。但根据本发明的功能或根据本发明的主题可以被应用于任意的、还混合的总线系统或通信系统以及应用于所属的组件。
另外，现在在图4中还示出了作为数据集成单元的接口模块500，其中该接口模块具有输入端CIS(接口模块的级联输入端)和输出端COS(接口模块的级联输出端)。该接口模块通过CIS和COS耦合到通信组件的通信接口元件的联接的第二数据路径中。为此该接口模块500通过CIS与CO(n)连接并通过COS与CI1或CI(n+1)连接。因此可以将任意多个通信组件或通信接口元件以及任意数量的接口模块、也即DIU通过网关接口联接为一个网关，为此如所述的那样环状地将它们分别从级联输出连接到级联输入。各个通信组件的CPU接口可以继续被用于从和向本地CPU传送消息。因此至少一个接口模块500被集成到已经描述的级联环中，并且已经在图2和3的情况下所描述的过程和与此有关的优点也适用于一个或多个接口模块。
因此允许这样构成的具有所述至少一个接口模块的网关接口在所有的通信控制器以及所述接口模块之间快速地传送消息或数据和/或消息、尤其还通过数据和/或消息的组合快速地传送这些消息或数据和/或消息，也可以将消息或数据和/或消息以不同的组合同时从一个或多个通信组件传输到一个或多个另外的通信组件。在此可以通过接口模块将在第二数据路径上所传输的第一数据和/或消息重新组合或匹配为第二数据和/或消息，并且然后在所述第二数据路径上转发，由此产生再次提高的灵活性和效率。
包括具有至少一个这种接口模块的网关接口的通信组件不仅可以被用作网关的一部分，而且还可以被用作没有网关功能的单个控制器。即使这些通信控制器以硬件被联接为网关，也可以通过软件的配置来调节，这些通信控制器中的哪些通信控制器作为网关共同工作以及哪些通信控制器独立工作。
网关功能的控制(应该把哪个消息或消息部分、也即数据和/或消息从哪个总线转发到另外哪个总线)通过至少一个控制装置(网关控制装置209或309和/或模块或路由控制装置401)来进行，其中该控制装置作为特有的状态机以硬件来构造，或者以软件尤其是在主机CPU上运行，并且通过特殊的寄存器对相应的控制输入或控制接入进行访问。
在图4中CPU总线313被扩展了至CPU总线403的连接313a。这为了连接第二控制装置、模块控制装置401而实现。该控制装置401像控制装置309或图2的控制装置209一样可以被表示为状态机或状态自动机(有限自动机、有限状态机FSM)。尤其是作为状态机或状态自动机的该模块控制装置401一方面可以被安置在接口模块500自身中，或者可以被分配给该接口模块并被定位在外部。在一种实施形式中它尤其是可以被包含在用户210、即主机中。在一种实施形式中它直接被包含在网关接口212、也即通信接口元件中。同样，该控制装置401也可以被安置在通信组件、例如305或301中。控制装置309与控制装置401之间的所示的分离虽然是有利的，但也不是绝对必要的。因此，该控制装置309和401可以被结合在一个控制装置、例如209中，于是对于该控制装置就其位置/定位而言上述考虑同样适用。
控制装置401通过至少一个控制接入或控制输入402对接口模块500进行控制。对此，在图5中在一种有利的实施形式中再次对该接口模块500进行更详细描述。
其中再次用CIS来描述数据集成模块、也即接口模块500的输入端，并用COS来描述其输出端。在该接口模块中示出了两个传输路径。第一传输路径用V51来表示，并且直接从输入端CIS通向开关装置503，其中该开关装置尤其是作为多路复用器或多路复用组件来构造。第二传输路径通过连接V52和V53以及V54同样通向该开关装置503。因此，通过该开关装置、尤其是多路复用组件，这两个传输路径可以被连接到输出端COS上。根据本发明，在该接口模块中示出了耦合元件501，该耦合元件通过CIS或通过有限状态机或特殊功能寄存器的另一数据路径(在此用504来表示主机数据)对数据进行汇集，这些数据包含所连接的主机CPU或其它模块、例如其它通信组件或其它被布置在级联环外部的、没有连接到该级联环上的组件和/或总线用户的数据。同样可以设想把所涉及的模块直接连接到这个附加输入上。在这种情况下通过网关控制装置来给予把数据写入到该接口模块中的许可。到达的数据和/或消息或其部分然后被重新组合。因此，第一数据和/或消息被组合为第二数据和/或消息并被转发。
在此，尤其是在一个合宜的扩展方案中设置有尤其是作为寄存器或寄存器组件的存储元件502，其中该存储元件将第二、也即重新组合的数据和/或消息在转发之前进行存储。在此，该数据和/或消息可以被组合到该存储元件502中，也即所选择的数据和/或消息尤其是作为位或字节或任意大小的位组相继被选择，并且在随后进行完整的新数据或新消息的转发之前重新被组合到该存储元件502中。该存储元件502在此也可以是该耦合元件的一部分，或者在该耦合元件中可以设置类似功能的存储器。同样也可以设想，该耦合元件将数据和/或消息在不进行中间存储的情况下直接转发。在一种情况下可以规定，第一数据和/或消息到达该耦合元件中并且在那里立即被重新组合并被转发。也可以首先在该耦合元件之内或之外存储该第一数据和/或消息，然后将其组合为第二数据和/或消息，并且然后在进行或不进行中间存储的情况下进行转发。因此，数据是否以及如何被存储和被重新组合尤其是在考虑到就时钟和同步而言的传输以及第二数据路径上的字宽的情况下取决于相应的实施形式。然后通过前面所述的开关装置503来进行第二数据路径的连接。
(具有和没有存储元件的)耦合元件501和/或开关装置503由根据图4的描述的控制装置401来控制。通过写选择输出WRS(WriteSelect)402b，该开关装置、即多路复用组件503是可控制的。通过对多路复用器的这种控制可以对数据传送、也即数据和/或消息的传输进行控制。也即数据路径中的该多路复用器允许对数据传送进行控制。所述传送通过控制信号WRS来控制。
通过按照应用而变化的信号总线(位宽的变化)，没有连接到级联环上的模块(例如其它通信组件或其它被布置在级联环外部的组件和/或总线用户)的其它数据可以被传递到接口模块中。如上面已经描述的，这通过504上的信号Host-Data(主机数据)来实现。信号总线504可以直接由网关控制装置来控制，或者由一个或多个模块(在多个模块的情况下例如通过多路复用器来进行访问)来控制，其中这些模块想把数据馈入到该级联环中，而在此情况下不必对CPU或通信模块进行访问。这种模块如已经描述的那样例如是其它通信组件或其它被布置在级联环外部的组件和/或总线用户。
要在第二数据路径上传输的数据的选择或预先给定、也即第一数据和/或消息组合为第二数据和/或消息可以通过另一输出或另外的信号RM/RC(路由屏蔽/路由控制)402a来确定。
因此，通过RM/RC例如借助标识并且尤其是借助屏蔽寄存器和/或控制寄存器以及相应的选择标识或选择位可以对相应的要组合的数据和/或消息进行选择或预先给定。数据集成模块、也即接口模块(DIU)因此允许由不同通信控制器的数据生成新的消息以及同时向级联环上的一个或多个控制器传输数据。因此不必改变通信控制器。
借助例如作为耦合场、交换网络或作为寄存器传送块的该耦合元件(用于交换和接通单个或多个信号并且被设计为应用特有的)，消息的相应部分(包含位层面在内)可以被重新排序并且由不同的消息来组合。在寄存器传送块的情况下，进行消息从CIS到多个寄存器上的分配。然后通过把单个和/或整个寄存器内容传输到相应的位置、例如传输到元件502中来实现数据集成。
所述功能的控制(哪些子消息应当被组合为一个新的消息)通过所提及的控制装置来进行，该控制装置作为状态机以硬件来构造，或者作为软件尤其是通过主机CPU利用特殊的寄存器来访问控制输入。
任意多个接口模块或DIU可以通过级联环来连接。它们分别从级联输入向级联输出环状地被连接。每个DIU都可以实现如所提及的那样可以被设计为应用特有的、不同的功能，而各个单元不会相互影响。
权利要求
1.用于与至少一个通信组件相连接的接口模块(500)，其中所述接口模块包含输入端(CIS)，通过该输入端获得第一数据和/或消息，其特征在于，在所述接口模块(500)中设置有第一传输路径(V51)和第二传输路径(V52、V53、V54)，其中在所述第二传输路径中设置有耦合元件(501)，该耦合元件如此被构造，使得所述第一数据和/或消息至少部分地被组合为第二数据和/或消息。
2.根据权利要求1所述的接口模块，其特征在于，所述接口模块具有输出端(COS)，并且存在开关装置(503)，该开关装置如此被构造，使得所述接口模块的所述第一传输路径(V51)和所述第二传输路径(V52、V53、V54)被连接到所述输出端(COS)上。
3.根据权利要求2所述的接口模块，其特征在于，所述开关装置(503)被构造为多路复用组件。
4.根据权利要求1所述的接口模块，其特征在于，所述耦合元件(501)被构造为耦合场。
5.根据权利要求1所述的接口模块，其特征在于，所述耦合元件(501)基于寄存器传送块。
6.根据权利要求1所述的接口模块，其特征在于，在所述第二传输路径(V52、V53、V54)中包含有存储元件(502)。
7.根据权利要求6所述的接口模块，其特征在于，所述存储元件(502)被构造为寄存器组件。
8.根据权利要求1所述的接口模块，其特征在于，分配有、尤其是包含有控制装置(401)，该控制装置对所述耦合元件(501)进行控制。
9.根据权利要求2所述的接口模块，其特征在于，分配有、尤其是包含有控制装置(401)，该控制装置对所述开关装置(503)进行控制。
10.用于利用接口模块(500)和通信接口元件(212)与通信组件(200)通信的装置，其中所述接口模块(500)具有输入端(CIS)和输出端(COS)，并且与所述通信接口元件(212)相连接，并且给所述通信接口元件(212)分配有所述通信组件(200)的消息存储器(202)，其中设置有往返于所述消息存储器的第一数据路径(V27)，通过该第一数据路径向和从所述消息存储器(202)引导第一数据和/或消息，其特征在于，所述通信接口元件(212)提供附加的第二数据路径(V28-V31)，所述附加的第二数据路径如此被构造，使得所述第一数据路径(V27)的第一数据和/或消息至少部分地通过所述附加的第二数据路径(V28-V31)来引导，并且所述接口模块(500)通过所述输入端(CIS)和所述输出端(COS)被连接到该第二数据路径中，并且通过该第二数据路径至少部分地接收所述第一数据和/或消息，并且在所述接口元件中设置有耦合元件(501)，该耦合元件如此被构造，使得所接收的第一数据和/或消息至少部分地被组合为第二数据和/或消息并且通过所述第二数据路径被传输。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，分配有、尤其是包含有控制装置(401)，该控制装置对所述耦合元件(501)进行控制。
12.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，在所述接口模块(500)中设置有第一传输路径(V51)和第二传输路径(V52、V53、V54)，并且存在开关装置(503)，该开关装置如此被构造，使得所述接口模块的所述第一传输路径(V51)和所述第二传输路径(V52、V53、V54)被连接到所述输出端(COS)上。
13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，分配有、尤其是包含有控制装置(401)，该控制装置对所述开关装置(503)进行控制。
14.具有至少一个通信组件(200)的通信组件装置，在该通信组件中包含有通信接口元件(212)，并且该通信组件被分配接口模块(500)，其中所述接口模块(500)具有输入端(CIS)和输出端(COS)，并且与所述通信组件(200)相连接，其中此外还包含有消息存储器(202)，并且设置有往返于所述消息存储器的第一数据路径(V27)，通过所述第一数据路径向和从所述消息存储器(202)引导第一数据和/或消息，其特征在于，所述通信接口元件(212)提供附加的第二数据路径(V28-V31)，该附加的第二数据路径如此被构造，使得所述第一数据路径(V27)的第一数据和/或消息至少部分地通过所述附加的第二数据路径(V28-V31)来引导，并且所述接口模块(500)通过所述输入端(CIS)和所述输出端(COS)被连接到该第二数据路径中，并且通过该第二数据路径至少部分地接收所述第一数据和/或消息，并且在所述接口元件中设置有耦合元件(501)，该耦合元件如此被构造，使得所接收的第一数据和/或消息至少部分地被组合为第二数据和/或消息并且通过所述第二数据路径被传输。
15.根据权利要求14所述的通信组件装置，具有至少两个通信组件(200)，这些通信组件分别包含通信接口元件(212)，其特征在于，所述通信组件通过所述附加的第二数据路径相连接，并且设置有至少一个接口模块，所述接口模块将第一通信组件的第一数据和/或消息至少部分地组合为第二数据和/或消息，并且通过所述第二数据路径传输到至少一个第二通信组件。
16.根据权利要求15所述的通信组件装置，其特征在于，所述通信组件和所述接口模块通过所述第二数据路径环状地连接。
17.用于生成数据和/或消息的方法，其中往返于消息存储器的第一数据路径的第一数据和/或消息被输送给接口模块，其特征在于，设置有附加的第二数据路径，所述第一数据和/或消息至少部分地通过所述附加的第二数据路径被引导到所述接口模块，并且在被连接到所述第二数据路径中的所述接口模块中，所述第一数据和/或消息通过第一传输路径和第二传输路径如此被引导，使得所述第一数据和/或消息至少部分地被组合为第二数据和/或消息，并且重新被传输到所述第二数据路径上。
全文摘要
具有接口模块的通信组件装置和用于与至少一个通信组件相连接的接口模块(500)，其中该接口模块包含输入端(CIS)，通过该输入端获得第一数据和/或消息，其中在该接口模块(500)中设置有第一传输路径(V51)和第二传输路径(V52、V53、V54)，其中在该第二传输路径中设置有耦合元件(501)，该耦合元件如此被构造，使得该第一数据和/或消息至少部分地被组合为第二数据和/或消息。
文档编号G06F13/40GK101069166SQ200580040447
公开日2007年11月7日 申请日期2005年11月25日 优先权日2004年11月26日
发明者F·哈特维希, J·陶伯 申请人:罗伯特·博世有限公司