DE19733748C2 - Datenübertragungsvorrichtung - Google Patents
DatenübertragungsvorrichtungInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Datenübertragungs
vorrichtung zur unidirektionalen seriellen Datenübertragung
von einer Sendeeinrichtung zur einer Empfangseinrichtung,
insbesondere von einem Mikrokontroller zu einem Endstufen-
IC von einem Kraftfahrzeug-Steuergerät.
Aus Tietze, Schewk: Halbleiter-Schaltungstechnik, 6. Aufl.
1983, Springer-Verlag, Berlin u. a., S. 651-652 ist eine
serielle Datenübertragung mit einer Parallel/Serien-Wandlung
beim Sender und einer Serien/Parallel-Wandlung beim
Empfänger bekannt. Solch eine Datenübertragung ist ebenfalls
aus der EP 0466 591 A1 und der DE 35 37 477 C2 bekannt.
Die serielle Datenübertragung besitzt gegenüber der paral
lelen Datenübertragung den wesentlichen Vorteil, daß man
weniger Verbindungsleitungen benötigt. Während bei der pa
rallelen Datenübertragung ein Übertragungskanal für jedes
Bit eines zu sendenden Datenworts benötigt wird, werden bei
der seriellen Datenübertragung sämtliche Bits eines Daten
worts über denselben Übertragungskanal übertragen. Dieser
Vorteil ist insbesondere bei der Datenübertragung über gro
ße Entfernungen von Bedeutung. Allgemein verwendet man so
gar bei kurzen Distanzen die serielle Übertragung, wenn die
im Vergleich zur parallelen Datenübertragung reduzierte In
formationsübertragungsgeschwindigkeit nicht stört.
Prinzipiell wird bei der seriellen Datenübertragung das zu
übertragende Datenwort auf der Senderseite Bit um Bit ver
schoben und bitweise über den Übertragungskanal übertragen
und auf der Empfängerseite durch entsprechende Verschiebung
und Zusammensetzung rekonstruiert. Übertragungskanal bedeu
tet in diesem Zusammenhang eine elektrische, eine optische
oder eine drahtlose, z. B. funkartige, Verbindung zur Über
mittlung von Information.
Ein zentrales Problem bei der seriellen Datenübertragung
ist die Zeitabstimmung zwischen dem Sender und dem Empfän
ger. Üblicherweise unterteilt man die serielle Bitfolge in
einzelne Blöcke (sogenannte Übertragungsrahmen). Bei der
synchronen Übertragung fügt man zur Synchronisation eine
bestimmte Bitfolge (Synchronisierungswort) ein, die sonst
nicht auftreten kann. Auf diese Weise kann der Empfänger
den Beginn eines Datenblocks erkennen. Bei der asynchronen
Übertragung werden der Sende- und Empfangstakt nicht syn
chronisiert, sondern nur ungefähr (ca. 3%) auf dieselbe
Frequenz eingestellt und für jeden Datenburst ein Start-
und ein Stoppsignal als Synchronisationszeichen über den
Übertragungskanal gesendet. Daher können bei der asynchro
nen Übertragung nur kurze Datenblöcke zwischen zwei Syn
chronisationszeichen übertragen werden.
Im Stand der Technik sind unterschiedliche serielle
Schnittstellenformate zum Austausch von Daten zwischen in
tegrierten Bausteinen bekannt, z. B. der I2C-Bus (inter
integrated circuit bus) von IBM, die SPI-Schnittstelle
(serial peripheral interface) und der SIOP-Port (simple se
rial I/O port) von Motorola.
Der I2C-Bus weist geringe Übertragungsraten auf, und zwar
kleiner als 100 kbit/s. Die maximale Belastung des Busses
ist durch die maximale Buskapazität von 400 pF begrenzt.
Die SPI-Schnittstelle wird üblicherweise asynchron betrie
ben und kann nur auf kurze Distanzen mit maximal 4 Mbit/s
benutzt werden.
Der SIOP-Port ist lediglich eine etwas vereinfachte Form
der SPI-Schnittstelle, arbeitet aber nach demselben Prin
zip.
Obwohl auf beliebige Datenübertragungsvorrichtungen bzw.
Schnittstellenvorrichtungen anwendbar, werden die vorlie
gende Erfindung sowie die ihr zugrundeliegende Problematik
in bezug auf die serielle Datenübertragung von einem Mikro
kontroller zu einem Endstufen-IC (IC = integrated circuit =
integrierte Schaltung), insbesondere von einem KFZ-Steuer
gerät, näher erläutert.
Fig. 6 zeigt eine übliche parallele Ansteuerung eines End
stufen-IC durch einen Mikrokontroller mit zusätzlicher se
rieller SPI-Diagnoseschnittstelle.
In Fig. 6 bezeichnet 10 eine Sendeeinrichtung in Form eines
Mikrokontrollers und 20 eine Empfangseinrichtung in Form
eines davon parallel anzusteuernden Endstufen-ICs. Der Mi
krokontroller weist acht parallele Ausgangsports P0 bis P7
auf, welche mit einer entsprechenden Datenleitung D0-D7
verbunden sind. Andererseits weist der Endstufen-Ic acht
entsprechende Dateneingänge E0 bis E7 auf, welche mit einer
entsprechenden Datenleitung D0-D7 verbunden sind. Bei
spielsweise sind die Dateneingänge E0 bis E7 mit jeweils
einem Steueranschluß eines entsprechenden (schematisch dar
gestellten) Treibers verbunden.
25 bezeichnet eine separate bidirektionale serielle
Schnittstelle, z. B. in Form einer üblichen SPI-Schnitt
stelle, für Diagnosezwecke, welche wesentlich geringeren
Anforderungen hinsichtlich der Informationsübertragungsge
schwindigkeit unterliegt, aber in Duplexform arbeiten muß.
Das in Fig. 6 illustrierte bisher verwendete Ansteuerkon
zept sieht also eine parallele Kopplung von Punkt zu Punkt
für 8 Bit entsprechend der Datenleitungen D0-D7 vor. Auf
grund der zunehmenden Integration von Funktionen in einem
Mikrokontroller steigt zwangsläufig auch die Anzahl der er
forderlichen Datenleitungen und Anschlüsse. Dies wirkt sich
nachteilig auf die Kosten und die Betriebssicherheit aus.
Fig. 7 zeigt den Ausgangspunkt für die erfindungsgemäße se
rielle Ansteuerung eines Endstufen-IC durch einen Mikrokon
troller.
In Fig. 7 bezeichnen gleiche Bezugszeichen wie in Fig. 6
gleiche bzw. funktionsgleiche Komponenten. Zusätzlich weist
der Mikrokontroller 10 einen üblichen Parallel-/Seriell-
Wandler 12 auf, der auf seiner Paralleleingangsseite mit
Datenleitungen D0' bis D7' verbunden ist. Eine serielle
Übertragungsleitung DS ist einerseits mit der Seriellaus
gangsseite des Parallel-/Seriell-Wandlers 12 verbunden. An
dererseits weist die Endstufe 20 zusätzlich einen üblichen
Seriell-/Parallel-Wandler 22 auf, der auf seiner Seriell
eingangsseite mit der Übertragungsleitung DS und auf seiner
Parallelausgangsseite mit Datenleitungen D0" bis D7" ver
bunden ist. Die Datenleitungen D0" bis D7" sind mit den
entsprechenden Dateneingängen E0 bis E7 des Endstufen-IC 20
verbunden.
Bei diesem Konzept werden also hier die Daten bzw. Ansteu
ersignale seriell über die einzige Datenleitung DS übertra
gen.
Die serielle Datenübertragung zur Endstufenansteuerung re
duziert die Anschlußzahl (Pin-Zahl) am sendenden Mikrokon
troller und am empfangenden Endstufen-IC und die damit ver
bundenen Gehäusekosten. Eine geringere Pin-Zahl erhöht die
Ausfallsicherheit aufgrund reduzierter Kontaktierungspro
bleme bei der IC-Fertigung und der Leiterplattenbestückung.
Ein einfacherer und günstigerer Fertigungsprozeß kann damit
für die Handhabung der entsprechenden Bauteile eingesetzt
werden.
Dabei besteht die der vorliegenden Erfindung zugrundelie
gende Problematik darin, daß die üblichen synchronen seri
ellen Datenübertragungsvorrichtungen langsam sind und/oder
durch z. B. im Übertragungsrahmen enthaltene Adressierungs
teile kompliziert aufgebaut sind. Zur Auswertung bekannter
asynchroner serieller Schnittstellen wird stets eine Über
abtastung benötigt, die die maximale Übertragungsgeschwin
digkeit im Vergleich zu dem aufgeführten synchronen
Schnittstellenprotokoll um ein Vielfaches reduziert.
Die erfindungsgemäße Datenübertragungsvorrichtung mit den
Merkmalen des Anspruchs 1 weist gegenüber den bekannten Lö
sungsansätzen den Vorteil auf, daß sie eine hohe Übertra
gungsgeschwindigkeit zur Auflösung zeitkritischer Steller,
wie z. B. Einspritzventil, Zündung usw., aufweist. Sie kann
Übertragungsraten (Baudraten) bis fast zur Höhe des verfüg
baren Systemtaktes erreichen.
Da keine Mehrfachzuordnung auf der Empfängerseite vorgese
hen ist, ist auch kein Adreßteil im Übertragungsrahmen er
forderlich, so daß sich der Hardware-Aufwand zur Generie
rung/Auswertung der Übertragungsrahmen vereinfacht. Auch
ist keine Duplexform erforderlich, da die Sendeeinrichtung
und die Empfangseinrichtung miteinander nicht auf dem er
findungsgemäßen Kanal bidirektional kommunizieren.
Durch den lückenlosen Betrieb ist keine aufwendige Handsha
ke-Einrichtung erforderlich, wobei mögliche Fehler erkannt
und einfach durch ein folgendes Datenwort behoben werden.
Generell lassen sich Fehlübertragungen zur Auswertung auf
der Empfangsseite speichern und mittels eines Statusflags
oder IC-Pins bzw. einer üblichen Diagnoseschnittstelle an
zeigen.
Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Idee be
steht insbesondere darin, daß der jeweilige Umwandlungsbe
trieb der P/S-Umwandlungseinrichtung und der S/P-Umwand
lungseinrichtung durch das Taktsignal kontinuierlich und
mit phasengleichem Takt durchgeführt wird und dabei durch
das Synchronisierungssignal entsprechend dem Umwandlungsbe
trieb der P/S-Umwandlungseinrichtung synchronisiert wird.
In den Unteransprüchen finden sich vorteilhafte Weiterbil
dungen und Verbesserungen der in Anspruch 1 angegebenen Da
tenübertragungsvorrichtung.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weist die P/S-Um
wandlungseinrichtung ein mit dem Taktsignal getaktetes Ein
gangsregister zum Empfangen des parallelen Datenstroms an
einem parallelen Eingang und zum Ausgeben eines entspre
chenden parallelen Ausgangssignals an einem parallelen Aus
gang; ein mit dem Taktsignal getaktetes erstes Schieberegi
ster mit einem parallelen Eingang zum Empfangen des paral
lelen Ausgangssignals und mit einem seriellen Ausgang zum
Ausgeben des seriellen Datenstroms an den Datenübertra
gungskanal; und einen ersten internen Bus zur Verbindung
des Ausgangs des Eingangsregisters mit dem Eingang des er
sten Schieberegisters auf. Dies ist ein sehr einfach zu
realisierender Hardware-Aufbau.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weist die
Synchronisierungseinrichtung eine mit dem Taktsignal getak
tete Abwärtszähleinrichtung zum Erzeugen eines Synchroni
sierungsimpulses nach jeweils einem vorbestimmbaren Ab
wärtszählzyklus auf und ist das erste Schieberegister durch
den Synchronisierungsimpuls zum Einlesen des über den er
sten internen Bus übertragenen Ausgangssignals des Ein
gangsregisters steuerbar. Dies ermöglicht, daß erst nach
vollständiger Übertragung des Inhalts des ersten Schiebere
gisters auf den Datenübertragungskanal das Schieberegister
neu beschrieben wird. Außerdem ermöglicht der separate Syn
chronisierungsimpuls, den Umfang des Übertragungsrahmens so
gering wie möglich zu halten.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weist die
Synchronisierungseinrichtung eine Synchronisierungsrahmen-
Erzeugungseinrichtung zum Erzeugen und Einfügen eines vor
bestimmten Synchronisierungsrahmens in den seriellen Daten
strom am Ausgang des ersten Schieberegisters auf. Zweckmä
ßigerweise wird der Synchronisierungsrahmen nicht nach je
dem Übertragungsrahmen, sondern in festen oder wählbaren
größeren Intervallen in den seriellen Datenstrom eingefügt.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weist die
S/P-Umwandlungseinrichtung ein mit dem Taktsignal getakte
tes zweites Schieberegister zum Empfangen des seriellen Da
tenstroms an einem seriellen Eingang und zum Ausgeben eines
entsprechenden parallelen Ausgangssignals an einem paralle
len Ausgang; ein mit dem Taktsignal getaktetes Ausgangsre
gister zum Empfangen des parallelen Ausgangssignal des
zweiten Schieberegisters an einem parallelen Eingang und
zum Ausgeben des parallelen Datenstroms an einem parallelen
Ausgang; und einen zweiten internen Bus zur Verbindung des
Ausgangs des Schieberegisters mit dem Eingang des Ausgangs
registers auf. Dies ermöglicht eine einfache Synchronisati
on der S/P-Umwandlungseinrichtung.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weist die
Synchronisierungseinrichtung eine mit dem Taktsignal getak
tete Abwärtszähleinrichtung zum Erzeugen eines Synchroni
sierungsimpulses nach jeweils einem vorbestimmbaren Ab
wärtszählzyklus auf und ist das Ausgangsregister durch den
Synchronisierungsimpuls zum Einlesen des über den zweiten
internen Bus übertragenen parallelen Ausgangssignals des
zweiten Schieberegisters steuerbar. Dies ermöglicht, daß
erst nach vollständiger Übertragung des Inhalts eines Über
tragungsrahmens in das zweite Schieberegister das Ausgangs
register neu beschrieben wird.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weist die
Synchronisierungseinrichtung eine Synchronisierungsrahmen-
Erzeugungseinrichtung zum Erzeugen und Einfügen eines vor
bestimmten Synchronisierungsrahmens in den seriellen Daten
strom am Ausgang des ersten Schieberegisters auf, weist die
S/P-Umwandlungseinrichtung eine Synchronisierungsrahmen-
Erkennungseinrichtung zum Erkennen des vorbestimmten Syn
chronisierungsrahmens in dem zweiten Schieberegister auf
und ist das Ausgangsregister durch die Synchronisierungs
rahmen-Erkennungseinrichtung zum Einlesen des über den
zweiten internen Bus übertragenen parallelen Ausgangs
signals des zweiten Schieberegisters steuerbar.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weist das
vorbestimmte Format des Übertragungsrahmens ein Startbit,
ein aus einer vorbestimmten Anzahl von Bits bestehendes Da
tenwort, ein Paritätsbit und ein Stoppbit auf und ent
spricht die Breite des ersten und zweiten Schieberegisters
dem vorbestimmten Format. Dieses Format bietet einen großen
Datenanteil bei geringem Beiwerk. Insbesondere gleichen das
Startbit und das Stoppbit geringe Laufzeiteffekte (Jitter)
aus, und das Paritätsbit ermöglicht eine Kontrolle der Kor
rektheit der Datenübertragung. Eine Adresse ist, wie ge
sagt, aufgrund der eindeutigen Zuordnung überflüssig.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weist der
Synchronisierungsrahmen ein Format auf, bei dem alle Daten
bits gesetzt sind und das Paritätsbit nicht der gesetzten
Anzahl von Datenbits entspricht. Dies ermöglicht eine Un
verwechselbarkeit von Daten und dem Synchronisierungsrah
men, welche ja prinzipiell dieselbe Länge aufweisen. Außer
dem gestattet dieses Format es auf einfache Weise zu ver
hindern, daß der Synchronisierungsrahmen in das Ausgangsre
gister geschrieben wird.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weist die
P/S-Umwandlungseinrichtung einen mit dem ersten internen
Bus und dem ersten Schieberegister verbundenen ersten Pari
tätsgenerator zum Erzeugen des den Datenbits entsprechenden
Paritätsbits und Eingeben desselben in das erste Schiebere
gister auf.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weist die
S/P-Umwandlungseinrichtung einen mit dem zweiten internen
Bus und dem Ausgangsregister verbundenen zweiten Paritäts
generator zum Erzeugen des den Datenbits des Übertragungs
rahmens entsprechenden Paritätsbits und Eingeben desselben
als Ladesignal in das Ausgangsregister auf. Damit ist ein
Laden von fehlübertragenen Daten und/oder dem Synchronisie
rungsrahmen in das Ausgangsregister vermeidbar.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weist die
Sendeeinrichtung eine Einrichtung zur Veränderung der Da
tenwortbreite des parallelen Datenstroms und eine Einrich
tung zur entsprechenden Anpassung des Synchronisierungs
signals auf. Die erhöht die Flexibilität der erfindungsge
mäßen Datenübertragungsvorrichtung.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weist die
Empfangseinrichtung ein Status-/Kontrollregister zum Pro
grammieren der Datenwortbreite des parallelen Datenstroms
und des Paritätsbits sowie zum Ausgeben des Status der Emp
fangseinrichtung auf.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weist die
Empfangseinrichtung einen Fehlerspeicher zum Speichern von
Datenfehlübertragungen auf. Damit lassen sich Übertragungs
fehler analysieren.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist zwischen
der Sendeeinrichtung und der Empfangseinrichtung eine sepa
rate serielle Schnittstelle, insbesondere eine SPI-
Schnittstelle, zur Übertragung von Diagnosefunktionen vor
gesehen. Somit besteht eine klare Trennung zwischen funk
tionaler Ansteuerung und Überwachung bzw. Diagnose.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen
dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher er
läutert.
Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung der er
findungsgemäßen Datenübertragungsvorrichtung;
Fig. 2 ein Blockschaltbild einer P/S-Umwandlungseinrich
tung als Teil der Sendeeinrichtung gemäß einer
ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Da
tenübertragungsvorrichtung;
Fig. 3 ein Zeitablaufdiagramm der Signale der P/S-
Umwandlungseinrichtung gemäß der ersten Ausfüh
rungsform der erfindungsgemäßen Datenübertra
gungsvorrichtung;
Fig. 4 ein Blockschaltbild einer S/P-Umwandlungseinrich
tung als Teil der Empfangseinrichtung gemäß der
ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Da
tenübertragungsvorrichtung;
Fig. 5 ein Zeitablaufdiagramm der Signale der S/P-
Umwandlungseinrichtung gemäß der ersten Ausfüh
rungsform der erfindungsgemäßen Datenübertra
gungsvorrichtung;
Fig. 6 eine übliche parallele Ansteuerung eines Endstu
fen-IC durch einen Mikrokontroller mit zusätzli
cher serieller SPI-Diagnoseschnittstelle; und
Fig. 7 den Ausgangspunkt für die erfindungsgemäße seri
elle Ansteuerung eines Endstufen-IC durch einen
Mikrokontroller.
Allgemein bezeichnen in den Figuren gleiche Bezugszeichen
gleich oder funktionsgleiche Bestandteile.
Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung der
erfindungsgemäßen Datenübertragungsvorrichtung.
In Fig. 1 bezeichnet 10 eine Sendeeinrichtung mit einem Mi
krokontroller und 20 eine Empfangseinrichtung mit einem vom
Mikrokontroller anzusteuernden Endstufen-IC eines KFZ-
Steuergeräts. Die Sendeeinrichtung 10 weist einen seriellen
Ausgangsport PS auf, der über eine Datenleitung DS mit ei
nem seriellen Eingangsport ES der Empfangseinrichtung 20
verbunden ist.
Neben der Datenleitung DS ist eine Taktleitung 140 zwischen
einem Taktausgang ACL der Sendeeinrichtung 10 und einem
Takteingang ECL der Empfangseinrichtung 20 vorgesehen.
25 bezeichnet eine separate bidirektionale serielle
Schnittstelle in Form einer üblichen SPI-Schnittstelle für
Diagnosezwecke, welche zwischen einem Ausgang AD der Sende
einrichtung 10 und einem Eingang ED der Empfangseinrichtung
20 vorgesehen ist.
Die eigentliche Datenübertragungsvorrichtung zur unidirek
tionalen seriellen Datenübertragung der Sendeeinrichtung 10
zur Empfangseinrichtung 20 weist eine in der Sendeeinrich
tung 10 vorgesehene P/S-Umwandlungseinrichtung, eine in der
Empfangseinrichtung 20 vorgesehene S/P-Umwandlungseinrich
tung, eine zweckmäßigerweise in der Sendeeinrichtung 10
vorgesehene Taktsignal-Erzeugungseinrichtung zum Erzeugen
des Taktsignals, welches auf der Taktleitung 150 übertragen
wird, und eine Synchronisierungseinrichtung zum Erzeugen
eines Synchronisierungssignals, welches auf einer Synchro
nisierungsleitung 140 übertragen wird, auf. Die Synchroni
sierungsleitung 140 ist gestrichelt gezeichnet, da sie ent
weder als separate Leitung vorliegen kann oder mit der Da
tenleitung DS identisch sein kann, wie später näher erläu
tert wird.
Die genannten Komponenten und deren Funktionen werden nach
stehend mit Bezug auf Fig. 2 bis 5 ausführlich erläutert.
Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild einer P/S-Umwandlungsein
richtung als Teil der Sendeeinrichtung 10 gemäß einer er
sten beispielhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Datenübertragungsvorrichtung.
In Fig. 2 bezeichnet 50 einen 8 Bit breiten Datenbus, der
vom parallelen Ausgangsport des (in Fig. 2 nicht gezeigten)
Mikrokontrollers kommt. 100 bezeichnet ein Eingangsregister
mit einer Breite von 8 Bit, welches einen parallelen Ein
gang 101, einen parallelen Ausgang 102, einen Takteingang
103 und einen Rücksetzeingang 104 aufweist. 105 bezeichnet
einen 8 Bit breiten ersten internen Bus. 110 bezeichnet ein
erstes Schieberegister mit einer Breite von 11 Bit, welches
einen parallelen Eingang 111, einen mit der Datenleitung DS
verbundenen seriellen Ausgang 112, einen Takteingang 113,
einen Rücksetzeingang 114, einen Ladesignaleingang 115 und
einen Paritätsbiteingang 115 aufweist. 120 bezeichnet einen
Abwärtszähler mit einem vorgebbaren Abwärtszählwert von 4
Bit, welcher einen Takteingang 123, einen Rücksetzeingang
124, einen Ladesignaleingang 115 und einen Synchronisie
rungssignalausgang 126 aufweist. 130 bezeichnet einen Pari
tätsgenerator, der einen parallelen Eingang 131 und einen
Paritätsbitausgang 132 aufweist.
Schließlich bezeichnet 140 eine Synchronisierungssignallei
tung zur Übertragung des Synchronisierungsimpulses SYNC,
150 eine Taktsignalleitung zur Übertragung des Taktsignals
CLK und 160 eine Rücksetzsignalleitung zur Übertragung des
Rücksetzsignals RESET.
Fig. 3 zeigt ein Zeitablaufdiagramm der Signale der P/S-
Umwandlungseinrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Datenübertragungsvorrichtung.
In Fig. 3 bezeichnet CLK das Taktsignal, SYNC das aus den
Synchronisierungsimpulsen bestehende Synchronisierungs
signal, E101 die Eingangsdaten am Eingang 101 des Eingangs
registers 100, A102 die Ausgangsdaten am Ausgang 102 des
Eingangsregisters 100 und SDATA den seriellen Datenstrom
auf der Datenleitung DS. Weiterhin bezeichnen U1-U3 einen
ersten bis dritten Übertragungsrahmen, DATA_WORT ein aus
acht Datenbits b0-b7 bestehendes Datenwort, SYNC_WORT un
gültige Daten bzw. einen Synchronisierungsrahmen, STB ein
Startbit, SOB ein Stoppbit und PB ein Paritätsbit. Die Zei
tachse verläuft dabei in horizontaler Richtung von links
nach rechts.
Mit Bezug auf Fig. 2 und 3 wird nun der Betrieb der P/S-
Umwandlungseinrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Datenübertragungsvorrichtung beschrieben.
Das mit dem Taktsignal CLK getaktete Eingangsregister 100
dient zum Empfangen des parallelen Datenstroms an seinem
parallelen Eingang 101 und zum Ausgeben eines entsprechen
den parallelen Ausgangssignals an seinem parallelen Ausgang
102 einen Taktzyklus später. Der erste interne Bus 105
dient zur Verbindung des Ausgangs 102 des Eingangsregisters
100 mit dem Eingang 111 des ersten Schieberegisters 110.
Das mit dem Taktsignal CLK getaktete erste Schieberegister
110 dient zum Empfangen des parallelen Ausgangssignals des
Eingangsregisters 100 an seinem parallelen Eingang 111 und
zum Ausgeben des seriellen Datenstroms SDATA an die Daten
übertragungsleitung DS an seinem seriellen Ausgang 112.
Die mit dem Taktsignal CLK getaktete Abwärtszähleinrichtung
120 dient zum Erzeugen des Synchronisierungsimpulses SYNC
nach jeweils einem vorbestimmbaren Abwärtszählzyklus. Das
erste Schieberegister 110 ist durch den Synchronisierungs
impuls SYNC zum Einlesen des über den ersten internen Bus
105 übertragenen Ausgangssignals des Eingangsregisters 100
steuerbar.
Der mit dem ersten internen Bus 105 und dem ersten Schiebe
register 110 verbundene erste Paritätsgenerator 130, zweck
mäßigerweise eine XOR-Verknüpfungseinrichtung, dient zum
Erzeugen des den Datenbits entsprechenden Paritätsbits PB
und Eingeben desselben in das erste Schieberegister 110.
Der Übertragungsrahmen U1, U2 bzw. U3 besteht aus 11 Bits,
nämlich aus einem Startbit STB, acht Datenbits b0-b7, ei
nem Paritätsbit PB und einem Stoppbit SOB. Dementsprechend
ist der Abwärtszähler 120 so eingestellt, daß er jeweils
nach 11 Taktzyklen des Taktsignals CLK einen Synchronisie
rungsimpuls SYNC erzeugt. Der Synchronisierungsimpuls SYNC
veranlaßt das erste Schieberegister 110 die auf dem ersten
internen Bus 105 über das Eingangsregister 100 bereitge
stellten Datenbits b0 bis b7, das vom ersten Paritätsgene
rator 130 bereitgestellte Paritätsbit PB sowie intern das
Startbit STB und das Stoppbit SOB zu laden. Dann darf das
erste Schieberegister 110 solange nicht neu geladen werden,
bis diese 11 Bits auf die Datenleitung DS herausgeschoben
sind, also 11 Taktzyklen des Taktsignals CLK lang.
Im in Fig. 3 gezeigten Beispiel enthält nur der zweite
Übertragungsrahmen U2 gültige Daten, nämlich #08 (hexagonal
08 = binär 00001000). Dahingegen enthalten der erste und
der dritte Übertragungsrahmen U1 bzw. U3 keine gültigen Da
ten, denn das Paritätsbit paßt bei gerader Parität, d. h.
das Paritätsbit ist 0, wenn die Anzahl der 1-Bits geradzah
lig ist, nicht zu den jeweiligen binären Daten 11111111.
Derartige ungültige Daten, welche sie in der Praxis nur
sehr selten durch externe Störungen auftreten, führen je
doch zu einer zweiten Ausführungsform der P/S-Umwandlungs
einrichtung als Teil der Sendeeinrichtung 10 der erfin
dungsgemäßen Datenübertragungsvorrichtung.
Bei der zweiten Ausführungsform ist anstelle des Abwärts
zählers 120 eine (in Fig. 2 nicht dargestellte) Synchroni
sierungsrahmen-Erzeugungseinrichtung zum Erzeugen und Ein
fügen eines vorbestimmten Synchronisierungsrahmens SYNC_
WORT in den seriellen Datenstrom, d. h. zwischen die norma
len gültigen Übertragungsrahmen, am Ausgang 112 des ersten
Schieberegisters 110 vorgesehen. Für den Synchronisierungs
rahmen SYNC_WORT wird gerade die Form des in Fig. 3 ge
zeigten ersten und dritten Übertragungsrahmens gewählt,
d. h. alle acht Datenbits und das Paritätsbit sind 1.
Obwohl es möglich ist, nach jedem normalen Übertragungsrah
men einen Synchronisierungsrahmen SYNC_WORT einzufügen, ist
es bei dieser zweiten Ausführungsform je nach Anwendungsbe
dingungen möglich, nur nach einem Übertragungsrahmen oder
jeweils einer größeren Anzahl von normalen Übertragungsrah
men einen Synchronisierungsrahmen SYNC_WORT einzufügen.
Dies muß dann allerdings auf der Empfängerseite entspre
chend berücksichtigt werden.
Fig. 4 zeigt ein Blockschaltbild einer S/P-Umwandlungsein
richtung als Teil der Empfangseinrichtung 20 gemäß der er
sten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Datenübertra
gungsvorrichtung.
In Fig. 4 bezeichnet 200 ein zweites Schieberegister mit
einer Breite von 11 Bit, welches einen seriellen mit der
Datenleitung DS verbundenen Eingang 201, einen parallelen
Ausgang 202, einen Takteingang 203 und einen Rücksetzein
gang 204 aufweist. 205 bezeichnet einen 11 Bit breiten
zweiten internen Bus. 210 bezeichnet ein Ausgangsregister
mit einer Breite von 8 Bit, welches einen parallelen Ein
gang 211, einen parallelen Ausgang 212, einen Takteingang
213, einen Rücksetzeingang 214 und einen Ladesignaleingang
215 aufweist. 230 bezeichnet einen Paritätsgenerator, der
einen parallelen Eingang 231 und einen Paritätsbitausgang
232 aufweist. 235 bezeichnet ein UND-Gatter mit einem er
sten Eingang 236, einem zweiten Eingang 237 und einem Aus
gang 238. 240 bezeichnet ein Status-/Kontrollregister, 250
bezeichnet einen Fehlerspeicher und 260 bezeichnet einen 8
Bit breiten Datenbus, der zum parallelen Eingangsport des
(in Fig. 4 nicht gezeigten) Endstufen-IC läuft.
Fig. 5 zeigt einen Zeitablaufdiagramm der Signale der S/P-
Umwandlungseinrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Datenübertragungsvorrichtung.
In Fig. 5 bezeichnet CLK das Taktsignal, SYNC das aus den
Synchronisierungsimpulsen bestehende Synchronisierungs
signal, SDATA den seriellen Datenstrom auf der Datenleitung
DS, LOAD das Ladesignal und A212 die Ausgangsdaten am Aus
gang 212 des Ausgangsregisters 210. Weiterhin bezeichnen U1
-U3 den ersten bis dritten Übertragungsrahmen, DATA_WORT
das aus acht Datenbits b0-b7 bestehende Datenwort, SYNC_WORT
ungültige Daten bzw. den Synchronisierungsrahmen, STB
das Startbit, SOB das Stoppbit und PB das Paritätsbit. Die
Zeitachse verläuft dabei in horizontaler Richtung von links
nach rechts.
Mit Bezug auf Fig. 4 und 5 wird nun der Betrieb der S/P-
Umwandlungseinrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Datenübertragungsvorrichtung beschrieben.
Das mit dem Taktsignal CLK getaktete zweite Schieberegister
200 dient zum Empfangen des seriellen Datenstroms SDATA an
einem seriellen Eingang 201 und zum Ausgeben eines entspre
chenden parallelen Ausgangssignals einem parallelen Ausgang
202. Der zweite interne Bus 205 dient zur Verbindung des
Ausgangs 202 des zweiten Schieberegisters 200 mit dem Ein
gang 211 des Ausgangsregisters 210.
Das mit dem Taktsignal CLK getaktete Ausgangsregister 210
dient zum Empfangen des parallelen Ausgangssignal des zwei
ten Schieberegisters 200 an seinem parallelen Eingang 211
und zum Ausgeben des parallelen Datenstroms an seinem pa
rallelen Ausgang 212, der über den Datenbus 260 mit dem
Endstufen-IC verbunden ist.
Der mit dem zweiten internen Bus 205 und dem Ausgangsregi
ster 210 verbundene zweite Paritätsgenerator 230 dient zum
Erzeugen des den Datenbits des Übertragungsrahmens entspre
chenden Paritätsbits PB und Eingeben desselben als Ein
gangssignal in den Eingang 236 des UND-Gatters 235. In den
anderen Eingang 237 des UND-Gatters 235 ist das Synchroni
sierungssignal SYNC geführt. Das Ausgangssignal des UND-
Gatters 235 am Ausgang 238 dient als Ladesignal für das
Ausgangsregister 210.
Der serielle Datenstrom wird taktsynchron in das zweite
Schieberegister 200 eingelesen. Das Ausgangsregister 210
wird durch den Synchronisierungsimpuls SYNC jeweils nach 11
Taktzyklen zum Einlesen des über den zweiten internen Bus
205 übertragenen parallelen Ausgangssignals des zweiten
Schieberegisters 200 gesteuert. Daran ist durch das UND-
Gatter 235 die Bedingung geknüpft, daß das vom zweiten Pa
ritätsgenerator 230 gelieferte Paritätsbit PB den Datenbits
b0 bis b7 entspricht. Mit anderen Worten werden weder fehl
übertragene Daten noch Synchronisierungsrahmen (zweite Aus
führungsform) in das Ausgangsregister 210 eingelesen. Am
parallelen Ausgang 212 des Ausgangsregisters treten dann
nur die relevanten acht Datenbits b0-b7 auf.
Bei der oben beschriebenen zweiten Ausführungsform der P/S-
Umwandlungseinrichtung weist die S/P-Umwandlungseinrichtung
anstelle des UND-Gatters 235 eine Synchronisierungsrahmen-
Erkennungseinrichtung zum Erkennen des vorbestimmten Syn
chronisierungsrahmens SYNC_WORT in dem zweiten Schiebere
gister 200 auf. Das Ausgangsregister 210 ist dann durch
diese Synchronisierungsrahmen-Erkennungseinrichtung und das
Paritätsbit zum Einlesen des über den zweiten internen Bus
205 übertragenen parallelen Ausgangssignals des zweiten
Schieberegisters 200 steuerbar.
Insbesondere wird durch die Synchronisierungsrahmen-
Erkennungseinrichtung der serielle Datenstrom im zweiten
Schieberegister 200 solange abgetastet, bis ein Synchroni
sierungsrahmen SYNC_WORT erkannt ist. Daraus resultierend
steuert dann die Synchronisierungsrahmen-Erkennungsein
richtung das Ausgangsregister 210 nach 11 Taktzyklen zum
Einlesen des über den zweiten internen Bus 205 übertragenen
parallelen Ausgangssignals, wenn dessen Paritätsbit korrekt
ist.
Allgemein wird im Fall einer Fehlübertragung die Übertra
gung nicht wiederholt, sondern der letzte Zustand wird bei
behalten. Die Übertragung der erfindungsgemäßen Datenüber
tragungsvorrichtung erfolgt also lückenlos, und auch ohne
Änderung der Ausgangszustände im Mikrokontroller werden die
Zustände mit der größtmöglichen Wiederholungsrate ständig
übertragen.
Das Status-/Kontrollregister 240 in der Empfangseinrichtung
20 ermöglicht ein Programmieren der Datenbitbreite und des
Paritätsbits, sowie eine Ausgabe über den Zustand des End
stufen-IC (z. B. aktiv oder nicht aktiv) bzw. des Fehler
speichers 250 (z. B. Anzahl der Datenfehlübertragungen).
Bei der erfindungsgemäßen P/S-Umwandlungseinrichtung und
bei der erfindungsgemäßen S/P-Umwandlungseinrichtung ent
steht eine generell eine gewisse Verzögerung, welche die
Schnittstellengeschwindigkeit beeinflußt. Da sich der pa
rallele Datenstrom vom Mikrokontroller asynchron zum Sy
stemtakt ändert, ergeben sich ebenfalls gewisse Verzögerun
gen.
Die folgende Tabelle I beschreibt die verschiedenen Verzö
gerungszeiten für die Schaltungen gemäß der oben beschrie
benen ersten und zweiten Ausführungsform.
Systemtaktperiode | |
TCLK | |
Verzögerung Eingangsregister | 1 . TCLK |
Verzögerung Schieberegister | 1 . TCLK |
Verzögerung Ausgangsregister | 1 . TCLK |
Verzögerung Daten | 8 . TCLK |
Verzögerung Startbit, Stoppbit, Paritätsbit | 3 . TCLK |
Verzögerung Übertragungsrahmen | 11 . TCLK |
Verzögerung Synchronisierungsrahmen | 11 . TCLK |
Daraus ergeben sich für die erste Ausführungsform als mini
male Verzögerungszeit 14 . TCLK und als maximale Verzöge
rungszeit 24 . TCLK sowie eine Aktualisierungszeit von 11 .
TCLK für die Ausgangsdaten. Das entspricht bei einer Takt
frequenz fCLK = 1/TCLK = 10 MHz einer minimalen Verzögerungs
zeit von 1,4 µs einer maximalen Verzögerungszeit von 2,4 µs
sowie einer Aktualisierungszeit von 1,1 µs für die Aus
gangsdaten.
Daraus ergeben sich weiterhin für die zweite Ausführungs
form als minimale Verzögerungszeit 14 . TCLK und als maxima
le Verzögerungszeit 35 . TCLK sowie eine Aktualisierungszeit
von 22 . TCLK für die Ausgangsdaten (unter der Annahme, daß
jeder zweite Übertragungsrahmen ein Synchronisierungsrahmen
ist). Das entspricht bei einer Taktfrequenz fCLK = 1/TCLK =
10 MHz einer minimalen Verzögerungszeit von 1,4 µs einer
maximalen Verzögerungszeit von 3,5 µs sowie einer Aktuali
sierungszeit von 2,2 µs für die Ausgangsdaten.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand eines bevorzugten
Ausführungsbeispiels vorstehend beschrieben wurde, ist sie
darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Weise mo
difizierbar.
Insbesondere ist ein bevorzugter Anwendungsfall für die
oben beschriebene Ausführungsform der vorliegenden Erfin
dung ein Kraftfahrzeug-Steuergerät, bei dem zwischen Mikro
kontroller und Endstufen-IC nur eine geringe Entfernung der
Größenordnung einige cm bis einige 10 cm, vorzugsweise 10-
20 cm, zu überbrücken ist. Doch ist die vorliegende Erfin
dung prinzipiell für alle Datenübertragungsformen geeignet.
Eine weitere Möglichkeit der Synchronisation der Datenüber
tragung besteht in der Verwendung eines Startbits, das eine
Länge von eineinhalb Datenbits aufweist. Hier wird dann mit
jeder Taktflanke (positiv und negativ) der serielle Daten
strom abgetastet. Das Startbit wird demnach über drei Takt
flanken erkannt und die Datenbits bzw. das Stoppbit nur von
zwei Flanken. Dieses Auswerteverfahren bedient sich nicht
der Synchronisation mittels des Synchronwortes, stellt aber
höhere Ansprüche an das Timing der Schaltungskomponenten.
Allgemein ist die vorliegende Erfindung nicht nur auf die
Umwandlung von 8 Bit breiten parallelen Daten in serielle
Daten und zurück geeignet, sondern an dem Mikrokontroller
kann ein beliebiger n-Bit (n = natürliche Zahl) breiter pa
ralleler Ausgangsport vorgesehen sein, der mit einem ent
sprechenden Datenbus zu verbinden ist. Dementsprechend ver
ändert sich dann die Länge des seriellen Übertragungsrah
mens, also gemäß dem obigen Beispiel auf n + 3 Bits.
Claims (15)
1. Datenübertragungsvorrichtung zur unidirektionalen se
riellen Datenübertragung von einer Sendeeinrichtung (10)
zur einer Empfangseinrichtung (20), insbesondere von einem
Mikrokontroller (µC) zu einem Endstufen-IC (ICE) von einem
Kraftfahrzeug-Steuergerät, mit:
einer in der Sendeeinrichtung (10) vorgesehenen P/S-Umwand lungseinrichtung (100, 105, 110) zum Umwandeln eines in der Sendeeinrichtung (10) bereitgestellten parallelen Daten stroms in einen seriellen Datenstrom (SDATA) mit Übertra gungsrahmen (U1, U2, U3) eines vorbestimmten Formats und zum Übertragen des seriellen Datenstroms (SDATA) zur Emp fangseinrichtung (20) über einen Datenübertragungskanal (DS);
einer in der Empfangseinrichtung (20) vorgesehenen S/P- Umwandlungseinrichtung (200, 205, 210) zum Rückumwandeln des übertragenen seriellen Datenstroms (SDATA) in den pa rallelen Datenstrom;
einer Taktsignal-Erzeugungseinrichtung zum Erzeugen eines Taktsignals (CLK) und zum Zuführen des Taktsignals (CLK) an die P/S-Umwandlungseinrichtung (100, 105, 110) und die S/P- Umwandlungseinrichtung (200, 205, 210), um den jeweiligen Umwandlungsbetrieb kontinuierlich und mit phasengleichem Takt durchzuführen; und
einer Synchronisierungseinrichtung (120) zum Erzeugen eines Synchronisierungssignals (SYNC; SYNC_WORT) entsprechend dem Umwandlungsbetrieb der P/S-Umwandlungseinrichtung (100, 105, 110) und zum Zuführen desselben an die S/P-Umwand lungseinrichtung (200, 205, 210) zur Synchronisierung des jeweiligen Umwandlungsbetriebs.
einer in der Sendeeinrichtung (10) vorgesehenen P/S-Umwand lungseinrichtung (100, 105, 110) zum Umwandeln eines in der Sendeeinrichtung (10) bereitgestellten parallelen Daten stroms in einen seriellen Datenstrom (SDATA) mit Übertra gungsrahmen (U1, U2, U3) eines vorbestimmten Formats und zum Übertragen des seriellen Datenstroms (SDATA) zur Emp fangseinrichtung (20) über einen Datenübertragungskanal (DS);
einer in der Empfangseinrichtung (20) vorgesehenen S/P- Umwandlungseinrichtung (200, 205, 210) zum Rückumwandeln des übertragenen seriellen Datenstroms (SDATA) in den pa rallelen Datenstrom;
einer Taktsignal-Erzeugungseinrichtung zum Erzeugen eines Taktsignals (CLK) und zum Zuführen des Taktsignals (CLK) an die P/S-Umwandlungseinrichtung (100, 105, 110) und die S/P- Umwandlungseinrichtung (200, 205, 210), um den jeweiligen Umwandlungsbetrieb kontinuierlich und mit phasengleichem Takt durchzuführen; und
einer Synchronisierungseinrichtung (120) zum Erzeugen eines Synchronisierungssignals (SYNC; SYNC_WORT) entsprechend dem Umwandlungsbetrieb der P/S-Umwandlungseinrichtung (100, 105, 110) und zum Zuführen desselben an die S/P-Umwand lungseinrichtung (200, 205, 210) zur Synchronisierung des jeweiligen Umwandlungsbetriebs.
2. Datenübertragungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die P/S-Umwandlungseinrichtung (100,
105, 110) aufweist:
ein mit dem Taktsignal (CLK) getaktetes Eingangsregister (100) zum Empfangen des parallelen Datenstroms an einem pa rallelen Eingang (101) und zum Ausgeben eines entsprechen den parallelen Ausgangssignals an einem parallelen Ausgang (102);
ein mit dem Taktsignal (CLK) getaktetes erstes Schieberegi ster (110) mit einem parallelen Eingang (111) zum Empfangen des parallelen Ausgangssignals und mit einem seriellen Aus gang (112) zum Ausgeben des seriellen Datenstroms an den Datenübertragungskanal (DS); und
einen ersten internen Bus (105) zur Verbindung des Ausgangs (102) des Eingangsregisters (100) mit dem Eingang (111) des ersten Schieberegisters (110).
ein mit dem Taktsignal (CLK) getaktetes Eingangsregister (100) zum Empfangen des parallelen Datenstroms an einem pa rallelen Eingang (101) und zum Ausgeben eines entsprechen den parallelen Ausgangssignals an einem parallelen Ausgang (102);
ein mit dem Taktsignal (CLK) getaktetes erstes Schieberegi ster (110) mit einem parallelen Eingang (111) zum Empfangen des parallelen Ausgangssignals und mit einem seriellen Aus gang (112) zum Ausgeben des seriellen Datenstroms an den Datenübertragungskanal (DS); und
einen ersten internen Bus (105) zur Verbindung des Ausgangs (102) des Eingangsregisters (100) mit dem Eingang (111) des ersten Schieberegisters (110).
3. Datenübertragungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Synchronisierungseinrichtung eine
mit dem Taktsignal (CLK) getaktete Abwärtszähleinrichtung
(120) zum Erzeugen eines Synchronisierungsimpulses (SYNC)
nach jeweils einem vorbestimmbaren Abwärtszählzyklus auf
weist und daß das erste Schieberegister (110) durch den
Synchronisierungsimpuls (SYNC) zum Einlesen des über den
ersten internen Bus (105) übertragenen Ausgangssignals des
Eingangsregisters (100) steuerbar ist.
4. Datenübertragungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Synchronisierungseinrichtung eine
Synchronisierungsrahmen-Erzeugungseinrichtung zum Erzeugen
und Einfügen eines vorbestimmten Synchronisierungsrahmens
(SYNC_WORT) in den seriellen Datenstrom am Ausgang (112)
des ersten Schieberegisters (110) aufweist.
5. Datenübertragungsvorrichtung nach einem der Ansprüche
1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die S/P-Umwandlungs
einrichtung (200, 205, 210) aufweist:
ein mit dem Taktsignal (CLK) getaktetes zweites Schiebere gister (200) zum Empfangen des seriellen Datenstroms an ei nem seriellen Eingang (201) und zum Ausgeben eines entspre chenden parallelen Ausgangssignals an einem parallelen Aus gang (202);
ein mit dem Taktsignal (CLK) getaktetes Ausgangsregister (210) zum Empfangen des parallelen Ausgangssignal des zwei ten Schieberegisters (200) an einem parallelen Eingang (211) und zum Ausgeben des parallelen Datenstroms an einem parallelen Ausgang (212); und
einen zweiten internen Bus (205) zur Verbindung des Aus gangs (202) des Schieberegisters (200) mit dem Eingang (211) des Ausgangsregisters (210).
ein mit dem Taktsignal (CLK) getaktetes zweites Schiebere gister (200) zum Empfangen des seriellen Datenstroms an ei nem seriellen Eingang (201) und zum Ausgeben eines entspre chenden parallelen Ausgangssignals an einem parallelen Aus gang (202);
ein mit dem Taktsignal (CLK) getaktetes Ausgangsregister (210) zum Empfangen des parallelen Ausgangssignal des zwei ten Schieberegisters (200) an einem parallelen Eingang (211) und zum Ausgeben des parallelen Datenstroms an einem parallelen Ausgang (212); und
einen zweiten internen Bus (205) zur Verbindung des Aus gangs (202) des Schieberegisters (200) mit dem Eingang (211) des Ausgangsregisters (210).
6. Datenübertragungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Synchronisierungseinrichtung eine
mit dem Taktsignal (CLK) getaktete Abwärtszähleinrichtung
(120) zum Erzeugen eines Synchronisierungsimpulses (SYNC)
nach jeweils einem vorbestimmbaren Abwärtszählzyklus auf
weist und daß das Ausgangsregister (210) durch den Synchro
nisierungsimpuls (SYNC) zum Einlesen des über den zweiten
internen Bus (205) übertragenen parallelen Ausgangssignals
des zweiten Schieberegisters (200) steuerbar ist.
7. Datenübertragungseinrichtung nach einem der Ansprüche
1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Synchronisierungs
einrichtung eine Synchronisierungsrahmen-Erzeugungseinrich
tung zum Erzeugen und Einfügen eines vorbestimmten Synchro
nisierungsrahmens (SYNC_WORT) in den seriellen Datenstrom
am Ausgang (112) des ersten Schieberegisters (110) auf
weist, daß die S/P-Umwandlungseinrichtung (200, 205, 210)
eine Synchronisierungsrahmen-Erkennungseinrichtung zum Er
kennen des vorbestimmten Synchronisierungsrahmens (SYNC_
WORT) in dem zweiten Schieberegister (200) aufweist und daß
das Ausgangsregister (210) durch die Synchronisierungsrah
men-Erkennungseinrichtung zum Einlesen des über den zweiten
internen Bus (205) übertragenen parallelen Ausgangssignals
des zweiten Schieberegisters (200) steuerbar ist.
8. Datenübertragungsvorrichtung nach einem der vorherge
henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das vorbe
stimmte Format des Übertragungsrahmens (U1, U2, U3) ein
Startbit (STB), ein aus einer vorbestimmten Anzahl von Bits
bestehendes Datenwort (DATA_WORT; b0-b7), ein Paritätsbit
(PB) und ein Stoppbit (SOB) aufweist und daß die Breite des
ersten und zweiten Schieberegisters (110; 200) dem vorbe
stimmten Format entspricht.
9. Datenübertragungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch
gekennzeichnet, daß der Synchronisierungsrahmen (SYNC_WORT)
ein Format aufweist, bei dem alle Datenbits (b0-b7) ge
setzt sind und das Paritätsbit (PB) nicht Parität des Da
tenworts (DATA_WORT; b0-b7) entspricht.
10. Datenübertragungsvorrichtung nach Anspruch 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die P/S-Umwandlungseinrichtung
(100, 105, 110) einen mit dem ersten internen Bus (105) und
dem ersten Schieberegister (110) verbundenen ersten Pari
tätsgenerator (130) zum Erzeugen des den Datenbits entspre
chenden Paritätsbits (PB) und Eingeben desselben in das er
ste Schieberegister (110) aufweist.
11. Datenübertragungsvorrichtung nach Anspruch 8, 9 oder
10, dadurch gekennzeichnet, daß die S/P-Umwandlungsein
richtung (200, 205, 210) einen mit dem zweiten internen Bus
(205) und dem Ausgangsregister (210) verbundenen zweiten
Paritätsgenerator (230) zum Erzeugen des den Datenbits des
Übertragungsrahmens entsprechenden Paritätsbits (PB) und
Eingeben desselben als Ladesignal in das Ausgangsregister
(210) aufweist.
12. Datenübertragungsvorrichtung nach einem der vorherge
henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendeein
richtung (10) eine Einrichtung zur Veränderung der Daten
wortbreite des parallelen Datenstroms und eine Einrichtung
zur entsprechenden Anpassung des Synchronisierungssignals
(SYNC, SYNC_WORT) aufweist.
13. Datenübertragungsvorrichtung nach einem der vorherge
henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangs
einrichtung (20) ein Status-/ Kontrollregister (240) zum
Programmieren der Datenwortbreite des parallelen Daten
stroms und des Paritätsbits sowie zum Ausgeben des Status
der Empfangseinrichtung (20) aufweist.
14. Datenübertragungsvorrichtung nach einem der vorherge
henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangs
einrichtung (20) einen Fehlerspeicher (250) zum Speichern
von Datenfehlübertragungen aufweist.
15. Datenübertragungsvorrichtung nach einem der vorherge
henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der
Sendeeinrichtung (10) und der Empfangseinrichtung (20) eine
separate serielle Schnittstelle, insbesondere eine SPI-
Schnittstelle (25), zur Übertragung von Diagnosefunktionen
vorgesehen ist.
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