DE19702143B4 - Verfahren zum Adressieren von Zusatzkomponenten für elektronische Geräte - Google Patents

Abstract

Verfahren zum Adressieren von Zusatzkomponenten, von denen mehrere an ein elektronisches Gerät ansteckbar sind, dessen elektronische Komponenten über ein serielles BUS-System verbunden sind und das bei gleichzeitiger Sendung von gleichen BUS-Adressen einen Arbitration-Error meldet, wobei diese Zusatzkomponenten jeweils gleich aufgebaut sind, jeweils die gleiche BUS-Adresse besitzen und einen Mikrokontroller aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass im Mikrokontroller der Zusatzkomponenten jeweils eine andere Identifikations-Adresse eingegeben wird und beim Einstecken der Zusatzkomponenten diese zunächst als Master ihre BUS- und anschließend ihre Identifikations-Adresse senden und beim Auftreten eines Arbitration-Errors die eine "0" sendende Zusatzkomponente die gewünschte Adresse erhält und die eine "1" sendende Zusatzkomponente eine andere freie Adresse suchen muß.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Adressieren von Zusatzkomponenten, von denen mehrere an ein elektronisches Gerät ansteckbar sind, laut Oberbegriff des Patentanspruches.
• Bei einem durch ein BUS-System gesteuerten elektronischen Gerät ist es oftmals erforderlich, Zusatzkomponenten an das Gerät anzustecken, die jeweils identisch aufgebaut sind und denen aus Herstellungsgründen die gleiche BUS-Adresse eingegeben ist, denn die BUS-spezifische Adressierung reicht im Allgemeinen nicht aus, um solche in großer Stückzahl hergestellten Zusatzkomponenten individuell zu adressieren. Beim bekannten I²C-BUS (beispielsweise beschrieben in Elektroniker Nr. 6, 1989, S. 59–65 bzw. EP 0 051 332 ) stehen beispielsweise insgesamt nur 127 Adressen zur Verfügung, damit können also auch nur insgesamt maximal 127 unterschiedliche Gerätekomponenten adressiert und identifiziert werden. Dieses Problem tritt beispielsweise bei elektronischen Geräten auf, an die eine beliebige Anzahl von Akkueinheiten als Zusatzkomponenten zur Versorgung des Geräts angesteckt sind. Zur Verwaltung dieser Akkueinheiten ist eine Kommunikation der Akkueinheiten untereinander und zu den anderen Komponenten des Geräts notwendig. Dazu muß jede Akkueinheit individuell adressiert werden. Wenn in dem Gerät als Bus-System ein I ²C-BUS benutzt wird so stehen hierbei für die Adressierung jeweils 7 BITS zur Verfügung, die im allgemeinen durch eine feste Verdrahtung an der jeweils zu adressierenden Gerätekomponente eingestellt werden. Diese BUS-spezifische Adressierungsart reicht aber nicht mehr für eine Adressierung der Akkueinheiten aus, die fertigungsbedingt sich in ihrem Aufbau nicht unterscheiden und die damit auch jeweils die gleichen fest verdrahtete BUS-Adresse aufweisen.
• Bei Prozesseinheiten, die über Digitalsignal-Übertragungsstrecken miteinander verbunden sind und die jeweils durch Mikroprozessoren gesteuert werden, ist es bekannt, die Adressierung dieser Prozesseinheiten hierarchisch aufzubauen, wobei die vollständige Adresse einer Prozesseinheit aus zwei Bytes besteht und das erste Byte die Adresse einer Digitalgrundleitungsabschnittes und das zweite Byte die Adresse der jeweiligen Prozesseinheit beinhaltet ( DE 38 06 948 ). Zur Erweiterung der Funktionalität des Adressraums eines seriellen BUS-Systems ist ferner bekannt, zur Adressierung jeweils Adressen und Unteradressen zu verwenden ( DE 40 25 459 ), hierbei muß jedoch darauf geachtet werden, dass keine Doppelbelegung der Unteradressen stattfindet.
• Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Adressieren von Zusatzkomponenten, die an über ein BUS-System verwaltete elektronische Geräte ansteckbar sind, zu schaffen, das auch eine einfache Verwaltung dieser ansteckbaren Zusatzkomponenten über das geräteeigene BUS-System ermöglicht.
• Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Adressierverfahren laut Oberbegriff des Patentanspruches durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst.
• Beim erfindungsgemäßen Gerät ist das vorhandene BUS-System beispielsweise ein I²C-BUS. Im Mikrokontroller der einzelnen gleichartig aufgebauten Zusatzkomponenten wie Akkueinheiten ist jeweils eine zusätzliche Identifikationsnummer eingegeben, die zusammen mit der BUS-Adresse der Zusatzkomponente auslesbar ist. Auf diese Weise kann das BUS-System zwischen den jeweils gleich aufgebauten Zusatzkomponenten unterscheiden und es können damit auch die Zusatzkomponenten untereinander bzw. mit den anderen Komponenten des Geräts kommunizieren. Auf diese Weise ist es beispielsweise möglich, bei gleichzeitig in ein Gerät eingesteckten mehreren Akkueinheiten deren im Mikrokontroller gespeicherte Daten wie Ladezustand, Stromaufnahme und dergleichen abzufragen und dem Benutzer beispielsweise auf einem Bildschirm anzuzeigen. Auch eine automatische Steuerung der Akkueinheiten über das Gerät selbst ist damit möglich. Die Feststellung eines sogenannten Arbitration-Errors ermöglicht beim gleichzeitigen Suchen einer freien BUS-Adresse durch zwei gleichzeitig eingesteckte Akkueinheiten, daß nur eine davon die gewählte Adresse erhält während die andere Akkueinheit eine andere freie BUS-Adresse suchen muß.
• Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
• 1 zeigt das Prinzipschaltbild eines elektronischen Geräts, dessen einzelne Komponente 1, 2, 3 über einen Master 4 eines I²C-BUS gesteuert und verwaltet werden. Das Gerät ist über zusätzlich einsteckbare Akkueinheiten speisbar, in gezeigten Ausführungsbeispiel sind drei jeweils fertigungstechnisch bedingt völlig identisch aufgebaute Akkueinheiten 5, 6 und 7 eingesteckt, die alle die gleiche BUS-Adresse 10 aufweisen, die beispielsweise als feste Verdrahtung an jeder Akkueinheit eingegeben ist. Die einzelnen Bausteine 1 bis 3 besitzen jeweils unterschiedliche BUS-Adressen, beispielsweise 01, 02, und 05. In der Akkueinheit ist ein Mikrokontroller 8 eingebaut, der die Akkueinheit steuert und auch die jeweiligen Daten der eingebauten Akkus feststellt und abspeichert, beispielsweise den jeweiligen Ladezustand der Akkus, deren momentanen Stromverbrauch, deren Spannung und dergleichen.
• Während des Fertigungsprozesses der in großer Stückzahl hergestellten Akkueinheiten wird jeweils im Zuge des Aufspielens der Firmware (Steuerprogramme für die Akkueinheit) auf den Mikrokontroller 8 gleichzeitig auch eine individuelle Seriennummer als Identifikations-Adresse eingegeben, die während des Betriebs der Akkueinheit über die Firmware des eigenen Mikrokontrollers an das BUS- System ausgegeben werden kann. Diese zusätzliche Identifikations-Adresse dient zur Unterscheidung der einzelnen Akkueinheiten bei einem Zugriff des I²C-BUS, da die BUS-Adressen der Akkueinheiten ja jeweils gleich sind.
• Wenn in das Gerät die im Ausführungsbeispiel gezeigten drei Akkueinheiten 5, 6, 7 eingesteckt sind wird über die im Mikrokontroller 8 jeweils eingegebene Firmware jeweils die niedrigste freie BUS-Adresse aus einem Bereich von beispielsweise 16 Adressen, die aus insgesamt 127 BUS-Adressen für die Akkueinheit reserviert sind, ermittelt. Wenn der BUS frei ist wird diese gewünschte BUS-Adresse gesendet. Tritt ein Arbitration-Error entsprechend dem Multimaster-Protokoll des I²C-BUS auf, so muß dieses wiederholt werden. Erhält die Akkueinheit auf dieser Adresse ein ACK (Acknowledge)-Bit, so ist diese Adresse bereits belegt und es muß die nächste Adresse überprüft werden. Wenn kein ACK erhalten wird so ist diese Adresse noch verfügbar, es sei denn, exakt zu selben Zeit führt eine zweite Akkueinheit mit der gleichen BUS-Adresse ebenfalls diesen Sendevorgang aus und hat zur gleichen Zeit die gleiche Adresse gesendet. Dies kann von keiner der beiden Akkueinheiten zunächst erkannt werden, da sie ja gleiche BUS-Adressen besitzen. Daher wird anschließend die jeweilige Identifikations-Adresse der jeweiligen Akkueinheit aus dem Mikrokontroller durch die dort vorgesehene Firmware gesendet, die bei jeder Akkueinheit anders ist. Damit können die Akkueinheiten durch das BUS-System voneinander unterschieden werden. Im Augenblick, in dem jeweils unterschiedliche Daten von zwei Akkueinheiten gesendet werden, wird ein und diejenige Akkueinheit, welche in der Identifikations-Adresse eine "1" gesendet hat, unterliegt und muß eine andere freie BUS-Adresse suchen. Dieses Programm ist in der Firmware des Mikrokontrollers 8 enthalten.
• 2 zeigt die Adressenaussendung der beiden identisch aufgebauten Akkueinheiten 5 und 6, die jeweils die gleiche BUS-Adresse aufweisen, wobei in der Akkueinheit 5 die zusätzliche Identifikations-Adresse O × 80 und in der Akkueinheit 6 die Identifikations-Adresse O × 81 eingegeben ist. Nach dem Einstecken der beiden Akkueinheiten 5 und 6 senden diese zunächst ihre BUS-Adresse, anschließend einen auszuführenden Befehl und schließlich die je Akkueinheit unterschiedliche Identifikations-Adresse.

Claims (1)

1. Verfahren zum Adressieren von Zusatzkomponenten, von denen mehrere an ein elektronisches Gerät ansteckbar sind, dessen elektronische Komponenten über ein serielles BUS-System verbunden sind und das bei gleichzeitiger Sendung von gleichen BUS-Adressen einen Arbitration-Error meldet, wobei diese Zusatzkomponenten jeweils gleich aufgebaut sind, jeweils die gleiche BUS-Adresse besitzen und einen Mikrokontroller aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass im Mikrokontroller der Zusatzkomponenten jeweils eine andere Identifikations-Adresse eingegeben wird und beim Einstecken der Zusatzkomponenten diese zunächst als Master ihre BUS- und anschließend ihre Identifikations-Adresse senden und beim Auftreten eines Arbitration-Errors die eine "0" sendende Zusatzkomponente die gewünschte Adresse erhält und die eine "1" sendende Zusatzkomponente eine andere freie Adresse suchen muß.