專利名稱：對(duì)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的命令單元進(jìn)行訪問的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對(duì)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)(特別是一種實(shí)時(shí)以太網(wǎng)絡(luò))的命令單元進(jìn)行訪問的方法、一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品、以及一種具有這種命令單元的用戶設(shè)備和一種通信系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
具有等距特性的同步、定時(shí)通信系統(tǒng)被理解為一個(gè)由至少兩個(gè)用戶設(shè)備組成的系統(tǒng)，這些用戶設(shè)備通過一個(gè)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)相互連接以實(shí)現(xiàn)相互交換數(shù)據(jù)或者相互傳輸數(shù)據(jù)。在此，數(shù)據(jù)交換周期地按由該系統(tǒng)所使用的通信時(shí)鐘預(yù)定的、等距的通信周期進(jìn)行。用戶設(shè)備例如是中央自動(dòng)化設(shè)備，編程、規(guī)劃或操作設(shè)備，外圍設(shè)備(例如輸入/輸出部件、驅(qū)動(dòng)、執(zhí)行器、傳感器)，可存儲(chǔ)程序控制器(SPS)或其它控制單元，計(jì)算機(jī)，或者與其它機(jī)器交換電子數(shù)據(jù)的機(jī)器，特別是由其它機(jī)器處理數(shù)據(jù)的機(jī)器。用戶設(shè)備也被稱為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)或者節(jié)點(diǎn)。在下面將控制單元理解為各種類型的調(diào)節(jié)或控制單元，以及例如開關(guān)和/或開關(guān)控制器。作為數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)例如可應(yīng)用總線系統(tǒng)，如現(xiàn)場(chǎng)總線(Feldbus)、過程現(xiàn)場(chǎng)總線(Profibus)、以太網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)、帶電線(Fire Wire)或者PC內(nèi)部總線系統(tǒng)(PCI)，特別是還有等時(shí)(isochrones)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)絡(luò)。
數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)使得有可能通過聯(lián)網(wǎng)(即各個(gè)用戶設(shè)備相互連接)在多個(gè)用戶設(shè)備之間進(jìn)行通信。此處通信的含義是指用戶設(shè)備之間傳輸數(shù)據(jù)。在此，待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)電報(bào)發(fā)送，即數(shù)據(jù)被按多個(gè)分組一同打包并以這種形式通過數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)送至相應(yīng)的接收者。因此也被稱為數(shù)據(jù)分組。這里，在本文件中使用的數(shù)據(jù)傳輸?shù)母拍钔耆蜕鲜鰯?shù)據(jù)電報(bào)或數(shù)據(jù)分組的傳輸同義。
在分布式自動(dòng)化系統(tǒng)中，例如在傳動(dòng)技術(shù)中，必須使確定的數(shù)據(jù)在確定的時(shí)間到達(dá)確定的用戶設(shè)備并由接收者處理。這里人們稱之為實(shí)時(shí)關(guān)鍵(echtzeitkritisch)數(shù)據(jù)或者數(shù)據(jù)交換，因?yàn)?，與非實(shí)時(shí)關(guān)鍵數(shù)據(jù)的、例如基于因特網(wǎng)或者內(nèi)部互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)通信相反，數(shù)據(jù)不及時(shí)到達(dá)確定的地點(diǎn)會(huì)在用戶設(shè)備處造成不希望的結(jié)果。按照IEC 61491，EN61491 SERCOS接口的技術(shù)簡(jiǎn)要說明(http//www.sercos.de/deutsch/index_deutsch.htm)可以保證在分布式自動(dòng)化系統(tǒng)中成功地完成所述類型實(shí)時(shí)關(guān)鍵數(shù)據(jù)的交換。
如今，自動(dòng)化部件(例如控制器、驅(qū)動(dòng)、......)一般具有用于周期定時(shí)通信系統(tǒng)的接口。這些自動(dòng)化部件的一個(gè)運(yùn)行層面(快周期)(例如在一控制器中的位置調(diào)節(jié)、驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié))是與該通信周期同步的。由此確定了通信時(shí)鐘。對(duì)于自動(dòng)化部件的其他低性能的算法(慢周期)(例如溫度調(diào)節(jié))，盡管一種較慢的周期已滿足要求，同樣只能通過該通信時(shí)鐘與其它部件(例如，對(duì)于通風(fēng)機(jī)、泵的邏輯開關(guān)，......)通信。由于僅僅使用一種通信時(shí)鐘來傳輸系統(tǒng)中的所有信息，這就對(duì)傳輸段的帶寬提出了高的要求。
在一個(gè)用于在多主機(jī)系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訪問的命令單元(命令接口)運(yùn)行時(shí)，多個(gè)應(yīng)用可以同時(shí)或者依次、不過總是未經(jīng)協(xié)調(diào)地訪問該命令單元。這里，為了保證這些命令在命令接口上進(jìn)行傳送和處理，對(duì)該命令接口上的各個(gè)應(yīng)用進(jìn)行協(xié)調(diào)是必要的。為了實(shí)現(xiàn)這些應(yīng)用可以為該用戶設(shè)備設(shè)置一個(gè)或者多個(gè)處理器(主機(jī))。
迄今為止，該協(xié)調(diào)是在軟件的層面(驅(qū)動(dòng)器)上通過對(duì)處理的整個(gè)期間由中斷式閉鎖(Interrupt-Sperre)阻斷該應(yīng)用來實(shí)現(xiàn)的。在硬件的層面上可以通過一種總線鎖定來阻止對(duì)該命令接口的其它訪問。因而，同樣在整個(gè)處理期間使該軟件暫停。其缺點(diǎn)是-即使一個(gè)應(yīng)用不對(duì)該命令接口進(jìn)行訪問，也由于總線鎖定的機(jī)制將軟件處理中斷。
-由于中斷式閉鎖對(duì)于命令處理的整個(gè)期間來說不能立即處理出現(xiàn)的中斷事件，中斷程序被延遲執(zhí)行。最長(zhǎng)的中斷式閉鎖時(shí)間確定了該系統(tǒng)的中斷等待時(shí)間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種改進(jìn)的、用于對(duì)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的命令單元進(jìn)行訪問的方法。此外，本發(fā)明另一個(gè)要解決的技術(shù)問題是提供一種改進(jìn)的、用于對(duì)這種命令單元進(jìn)行應(yīng)用訪問的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品以及一種用于通信系統(tǒng)的用戶設(shè)備。
本發(fā)明的上述技術(shù)問題是通過相應(yīng)獨(dú)立權(quán)利要求的技術(shù)特征來加以解決的。本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式由從屬權(quán)利要求給出。
按照本發(fā)明，不是直接地、而是間接地通過僅僅將一個(gè)針對(duì)所述用戶設(shè)備存儲(chǔ)器中命令結(jié)構(gòu)地址區(qū)域的指針傳送到命令單元的輸入寄存器來實(shí)現(xiàn)向命令單元傳送命令。在此，特別有利的是，向該命令單元傳送命令可以作為對(duì)輸入寄存器的“原子的(atomar)”寫訪問來完成進(jìn)行，這種寫訪問例如僅僅需要一個(gè)總線時(shí)鐘。
按照本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，命令單元經(jīng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)起到完成特定基本操作的作用。該用戶設(shè)備的不同應(yīng)用通過一個(gè)共同的接口使用該命令單元。在此，所有應(yīng)用得到同等對(duì)待。為使該應(yīng)用訪問該命令單元而對(duì)該用戶設(shè)備內(nèi)部數(shù)據(jù)總線進(jìn)行的訪問由一個(gè)判別單元來調(diào)節(jié)。
特別有利的是，由于對(duì)命令單元輸入寄存器的“原子的”寫訪問不需要總線鎖定機(jī)制或者中斷式閉鎖。按照本發(fā)明，首先在用戶設(shè)備的存儲(chǔ)器、特別是在通信存儲(chǔ)器中存放一個(gè)命令結(jié)構(gòu)，然后通過將一個(gè)針對(duì)該命令結(jié)構(gòu)地址區(qū)域的指針寫入到輸入寄存器而將此命令結(jié)構(gòu)寫入。處理器和命令單元都可以訪問該通信存儲(chǔ)器。
然后，該命令單元調(diào)用該命令結(jié)構(gòu)并對(duì)其進(jìn)行處理。這與直接將命令參數(shù)傳送至命令單元相比具有這樣的優(yōu)點(diǎn)可以處理一個(gè)任意長(zhǎng)的命令結(jié)構(gòu)，例如大于32比特。此外，同樣執(zhí)行一個(gè)命令結(jié)構(gòu)的執(zhí)行周期也不受限制，并可以提供不同程度的信息。
另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，命令可以由多個(gè)不必進(jìn)行相互協(xié)調(diào)的應(yīng)用給出。此外，可以將多個(gè)、相同的命令直接依次寫入到輸入寄存器中，而不必等待各單個(gè)命令的執(zhí)行。
按照本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，對(duì)經(jīng)輸入寄存器接受的命令的確認(rèn)是通過命令單元將該確認(rèn)裝入到用戶設(shè)備存儲(chǔ)器中命令結(jié)構(gòu)的一個(gè)確認(rèn)區(qū)來完成的。
按照本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，對(duì)數(shù)據(jù)總線在鎖定或閉鎖方面沒有要求，也就是說，該總線從來不通過一個(gè)單一的讀取或?qū)懭氩僮鞫绘i定。此外，在應(yīng)用和命令單元之間傳送的信息量沒有向上的限制。在調(diào)用的應(yīng)用之間的例如中斷式閉鎖這類的協(xié)調(diào)是不需要的。
按照本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式，為了避免總線鎖定時(shí)間，將所有由應(yīng)用給出的命令在一個(gè)寫周期中傳送給輸入寄存器(命令接口)。僅僅將一個(gè)針對(duì)一個(gè)存儲(chǔ)器區(qū)域(由該應(yīng)用先前存入到該存儲(chǔ)器的命令結(jié)構(gòu)位于該區(qū)域)的指針(地址)傳送給命令接口。由此避免了對(duì)于命令接口的多次寫訪問，而在帶有多個(gè)操作數(shù)的命令時(shí)則要求作多次寫訪問。
然后，從該存儲(chǔ)器中的地址區(qū)域中出發(fā)，由命令接口讀出來自一確定命令結(jié)構(gòu)的命令數(shù)據(jù)、對(duì)其進(jìn)行解釋并傳送到相應(yīng)的執(zhí)行單元進(jìn)行處理。
數(shù)據(jù)總線的有效總線用戶(即有效的應(yīng)用)可以相互獨(dú)立地對(duì)該命令接口進(jìn)行寫訪問。這樣一來，多個(gè)任務(wù)也通過不同應(yīng)用對(duì)命令接口的未分類(混合)訪問得到支持。為了不使應(yīng)用的單個(gè)任務(wù)由于中斷式閉鎖而造成相互鎖定，命令接口優(yōu)選以一種允許所有的應(yīng)用按不同的順序并在不同的時(shí)間對(duì)接口進(jìn)行一種自由選擇訪問的機(jī)制來實(shí)現(xiàn)。
優(yōu)選這些應(yīng)用可以得知它們的針對(duì)一個(gè)寫入到命令接口中的命令結(jié)構(gòu)的指針是否被接受。如果讀出的和所寫入的地址一致，則在命令接口上的命令被接受。如果它們不一致，則可能存在下列兩種可能性-因?yàn)閷?duì)一個(gè)在先的命令的接受還未結(jié)束，該命令未被接受。
-該命令已經(jīng)被接受，但是在寫入和讀出之間已經(jīng)接受了另一個(gè)命令。這種情形既可以在一個(gè)應(yīng)用(具有優(yōu)先多任務(wù)的核，如果沒有被操作系統(tǒng)管理的話)中出現(xiàn)，也可以在具有多個(gè)物理用戶設(shè)備的系統(tǒng)中出現(xiàn)。
因此，優(yōu)選由該硬件來支持兩種必須由軟件用來明確識(shí)別的機(jī)制·從命令接口中讀回剛剛寫入的數(shù)據(jù)(針對(duì)命令結(jié)構(gòu)的地址)。此時(shí)，識(shí)別一個(gè)應(yīng)用的數(shù)據(jù)是否在該命令接口上被接受了。如果已接受，則該命令接口執(zhí)行了該命令；如果未接受，則已經(jīng)事先將一個(gè)第二應(yīng)用的數(shù)據(jù)裝入了接口并且還沒有由硬件轉(zhuǎn)換連接到命令清單中，從而使第一應(yīng)用的命令不能被采用。
·確認(rèn)該接受的數(shù)據(jù)。如果在地址的寫入和讀回之間在命令接口進(jìn)行了例如下列的操作，-由該命令接口接受該命令，-由該命令接口通過在命令結(jié)構(gòu)的一個(gè)“確認(rèn)”區(qū)來確認(rèn)該接受，-由第二個(gè)用戶設(shè)備按新的地址數(shù)據(jù)改寫了該命令接口，則寫入的和讀回的數(shù)據(jù)不再一致。此時(shí)命令的接受僅僅在該命令結(jié)構(gòu)的“確認(rèn)”區(qū)得到明確地識(shí)別。
為了排除臨界的競(jìng)爭(zhēng)，優(yōu)選在命令接口再次可寫入之前首先設(shè)置一個(gè)“確認(rèn)”。命令的接收通常以將該命令結(jié)構(gòu)鏈接到一個(gè)命令清單中而結(jié)束，這樣也就快速地實(shí)現(xiàn)。對(duì)于一種盡可能短暫和有保證的接收時(shí)間的優(yōu)化具有優(yōu)先權(quán)，以便在對(duì)命令接口的重新寫入訪問時(shí)在軟件處理中不會(huì)增加不必要的等待時(shí)間。
按照本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式，該應(yīng)用的命令或者命令序列通過該命令單元的一個(gè)共用輸入寄存器(命令寄存器)進(jìn)行傳送。
此時(shí)，在命令寄存器中存放針對(duì)一命令結(jié)構(gòu)的地址(指針)。該結(jié)構(gòu)本身包含所有對(duì)于命令的處理所必須的數(shù)據(jù)。為了在較長(zhǎng)的命令處理中不使該命令寄存器在整個(gè)命令處理期間被阻塞，將所傳送的命令結(jié)構(gòu)在一個(gè)命令清單中進(jìn)行鏈接。為此，該命令結(jié)構(gòu)包含一個(gè)“下一個(gè)(next)”指針，借助于該指針可以將還沒有處理的結(jié)構(gòu)進(jìn)行鏈接。該“下一個(gè)(next)”指針包含再下一個(gè)還沒有處理的命令結(jié)構(gòu)的地址。通過這種鏈接實(shí)現(xiàn)了這些命令結(jié)構(gòu)在命令清單中的臨時(shí)存儲(chǔ)。由此，實(shí)現(xiàn)了命令處理和命令傳送之間的去耦合。
如果由用戶設(shè)備之一對(duì)該寄存器進(jìn)行了一個(gè)寫訪問，則將一直阻止在該命令寄存器中接收其它數(shù)據(jù)，直到所傳送的命令在命令清單中進(jìn)行了鏈接。只有在命令接口已經(jīng)通過在相應(yīng)的“確認(rèn)”區(qū)進(jìn)行了設(shè)置而確認(rèn)了該命令的接收，才接收對(duì)該命令寄存器的一個(gè)新的寫訪問。
在通過命令寄存器傳送的命令得到處理之后，將所屬的命令結(jié)構(gòu)返送給使用者。在此為每個(gè)應(yīng)用設(shè)置了一個(gè)通過其傳送命令結(jié)構(gòu)的、單獨(dú)的返回寄存器，在下面也稱為輸出寄存器。為了不必通過用戶設(shè)備來保證在該返回寄存器上的對(duì)命令結(jié)構(gòu)進(jìn)行步進(jìn)的(schritthaltende)提取，將處理的結(jié)構(gòu)鏈接在單獨(dú)的、取決于用戶設(shè)備的返回清單中。將對(duì)每個(gè)處理的結(jié)構(gòu)的回送告知各自的用戶設(shè)備。此時(shí)，經(jīng)返回寄存器回送鏈接的命令結(jié)構(gòu)。
按照本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，一種應(yīng)用通過對(duì)命令寄存器的寫訪問將命令結(jié)構(gòu)傳送給命令接口。
在命令寄存器上的寫過程會(huì)導(dǎo)致直到由命令接口將所傳送的命令結(jié)構(gòu)鏈接到公共的命令清單上且在該結(jié)構(gòu)的“確認(rèn)”區(qū)對(duì)該接收進(jìn)行了確認(rèn)為止，一直不接受后續(xù)寫訪問的數(shù)據(jù)。然而，對(duì)命令寄存器的讀訪問仍然是允許的。為了檢查剛剛寫入的值是否也進(jìn)入到該命令寄存器中，再次讀回該寄存器的數(shù)據(jù)。如果寫入和讀出的數(shù)據(jù)一致，則執(zhí)行了在命令寄存器上的寫周期。
然而，如果寫入和讀出的數(shù)據(jù)之間出現(xiàn)差別，則可能是由兩種原因造成的-在應(yīng)用1的讀和寫周期之間的時(shí)間段中，輸入到命令寄存器中的命令結(jié)構(gòu)已經(jīng)被接受到命令清單中，并且在該結(jié)構(gòu)的“確認(rèn)”區(qū)中設(shè)置了確認(rèn)。因此開放了對(duì)于命令寄存器新數(shù)據(jù)的寫入。而還在應(yīng)用1進(jìn)行讀訪問之前，應(yīng)用2可以對(duì)該命令寄存器進(jìn)行寫訪問。
-在應(yīng)用1對(duì)命令寄存器進(jìn)行寫入之前，已經(jīng)由應(yīng)用2進(jìn)行了一個(gè)寫訪問。因此將阻止應(yīng)用1的后續(xù)地址數(shù)據(jù)的進(jìn)入。
如果寫入和讀出的數(shù)據(jù)之間出現(xiàn)差別，則該應(yīng)用必須優(yōu)先對(duì)命令結(jié)構(gòu)的“確認(rèn)”區(qū)進(jìn)行分析。如果在命令結(jié)構(gòu)的“確認(rèn)”區(qū)設(shè)置了確認(rèn)，則該命令結(jié)構(gòu)被接受，并鏈接到命令清單中。未確認(rèn)接收了該結(jié)構(gòu)將導(dǎo)致對(duì)該命令寄存器作周期性的寫訪問(定時(shí)詢問)。
此外，特別有利的是，可以將所公開的方法應(yīng)用到自動(dòng)化系統(tǒng)中，特別是投入或應(yīng)用到包裝機(jī)械、印刷機(jī)、注塑機(jī)、紡織機(jī)械、壓力機(jī)、機(jī)床、機(jī)器人、處理系統(tǒng)(Handlingssystemen)、木材加工機(jī)械、玻璃加工機(jī)械、陶瓷加工機(jī)械以及升降機(jī)械中。
另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，本發(fā)明既可以應(yīng)用到通信應(yīng)用中，又可以應(yīng)用到其它應(yīng)用中，例如其它智能子系統(tǒng)(特別是繪圖系統(tǒng))的命令接口中。


下面對(duì)照附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式作進(jìn)一步的說明圖1示出了本發(fā)明數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)用戶設(shè)備的實(shí)施方式的方框圖；圖2為命令接口的原理示意圖；圖3示出了用戶設(shè)備存儲(chǔ)器中鏈接命令結(jié)構(gòu)的實(shí)例，圖4示出了本發(fā)明方法的實(shí)施方式的流程圖。
具體實(shí)施例方式
圖1示出數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)102的一個(gè)用戶設(shè)備100。數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)102例如可以是一個(gè)用在自動(dòng)化技術(shù)中的實(shí)時(shí)以太網(wǎng)絡(luò)。在這種數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)102上通常連接著多個(gè)在原理上與該用戶設(shè)備100具有相同構(gòu)造的用戶設(shè)備。由此建立了一個(gè)通信系統(tǒng)。
用戶設(shè)備100有多種可以訪問用戶設(shè)備100的數(shù)據(jù)總線110的應(yīng)用104、106、108、...。在數(shù)據(jù)總線110上對(duì)單個(gè)應(yīng)用104、106、108、...的訪問是由判別器112來調(diào)節(jié)的。
此外，用戶設(shè)備100具有一個(gè)存儲(chǔ)器114和一個(gè)命令單元116。該存儲(chǔ)器114和命令單元116同樣耦接在數(shù)據(jù)總線110上。
每一個(gè)應(yīng)用104、106、108、...可以通過數(shù)據(jù)總線110將一命令結(jié)構(gòu)118寫入到存儲(chǔ)器114。在圖1的實(shí)施方式中，命令結(jié)構(gòu)118包括一個(gè)可由命令單元116執(zhí)行的命令120和一個(gè)確認(rèn)區(qū)122。將命令結(jié)構(gòu)118存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器114中一個(gè)由該指針124指向的地址區(qū)。
命令單元116既與數(shù)據(jù)總線110又與數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)102耦接。該命令單元116用來執(zhí)行數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)102針對(duì)應(yīng)用104、106、108、...所涉及到的不同的基本操作。命令單元116包括一個(gè)用于應(yīng)用104、106、108、...的接口，該接口具有一個(gè)命令寄存器126和多個(gè)返回寄存器128。
命令寄存器126用作存儲(chǔ)指針124的輸入寄存器。每個(gè)應(yīng)用104、106、108、...可以通過數(shù)據(jù)總線110訪問命令寄存器126。與此相反，為每一個(gè)確定的應(yīng)用配置了一個(gè)各自的返回寄存器128。例如，返回寄存器130配屬于應(yīng)用104，返回寄存器132配屬于應(yīng)用106，而返回寄存器134配屬于應(yīng)用108，以此類推。
此外，命令單元116包括一個(gè)也被稱為所謂堆棧的命令清單136。由命令單元116接受的和待處理的命令置于該命令清單136中。
此外，命令單元116還具有一個(gè)用來處理命令的邏輯電路138。
在運(yùn)行中，該用戶設(shè)備100的一個(gè)應(yīng)用(例如應(yīng)用104)通過數(shù)據(jù)總線110訪問存儲(chǔ)器114，以便將一個(gè)命令結(jié)構(gòu)118存放在那里。此后，該應(yīng)用104通過數(shù)據(jù)總線110利用一個(gè)寫訪問對(duì)命令寄存器126進(jìn)行訪問，以便將命令結(jié)構(gòu)118的指針124寫入到命令寄存器126中。然后，命令單元116將命令結(jié)構(gòu)118從存儲(chǔ)器114中接受到命令清單136中，并通過命令結(jié)構(gòu)118的確認(rèn)區(qū)122中的一個(gè)對(duì)應(yīng)項(xiàng)來確認(rèn)該接受。
在命令結(jié)構(gòu)118進(jìn)行了處理之后，命令單元116將該指針124寫在為該應(yīng)用104配置的返回寄存器130中。應(yīng)用104可以經(jīng)數(shù)據(jù)總線110通過一個(gè)讀訪問來調(diào)用返回寄存器130，以便檢查命令結(jié)構(gòu)118是否已經(jīng)得到處理。
圖2示出了圖1的命令接口的一種改進(jìn)結(jié)構(gòu)。
此時(shí)，命令寄存器126可以由不同的應(yīng)用104、106、108、...不經(jīng)協(xié)調(diào)地進(jìn)行改寫。從接受的命令結(jié)構(gòu)118中產(chǎn)生命令清單136。
此外，為每個(gè)返回寄存器130，132，134，...配置了一個(gè)返回清單140，...，其中，將返回清單140配置給返回寄存器130，而后者又配屬于該應(yīng)用104。借助于返回清單140可以對(duì)指針124的輸出進(jìn)行緩存。
圖3示出了一種位于用戶設(shè)備存儲(chǔ)器114中的鏈接命令結(jié)構(gòu)的實(shí)施方式。在該實(shí)施方式中，命令結(jié)構(gòu)118具有一個(gè)用于存儲(chǔ)一條或多條命令120(見圖1)的區(qū)域142，一個(gè)用于存儲(chǔ)對(duì)應(yīng)于圖1的確認(rèn)區(qū)122的確認(rèn)的區(qū)域144，以及一個(gè)用于存儲(chǔ)另一個(gè)在原理上具有同樣構(gòu)造的命令結(jié)構(gòu)118的指針148的區(qū)域146。此另一個(gè)命令結(jié)構(gòu)118具有再一個(gè)命令結(jié)構(gòu)118的指針150，以此類推。該鏈接的最后一個(gè)命令結(jié)構(gòu)118不再有另外的指針，由此標(biāo)志了鏈接命令結(jié)構(gòu)的最后一節(jié)。
此外，命令結(jié)構(gòu)118具有一個(gè)用于存儲(chǔ)為執(zhí)行有關(guān)命令120需要的參數(shù)、有效數(shù)據(jù)或者運(yùn)算數(shù)的區(qū)域152。
如果在本實(shí)施方式中將指針124傳送到命令寄存器126(見圖1)，并且由命令單元116對(duì)該傳送進(jìn)行了確認(rèn)，則命令單元116處理了命令結(jié)構(gòu)118的整個(gè)鏈條。隨著例如在一個(gè)總線時(shí)鐘之內(nèi)對(duì)命令寄存器126作了一個(gè)單一的“原子的(atomar)”寫訪問，對(duì)一個(gè)復(fù)雜的命令序列的處理就可以通過一個(gè)應(yīng)用的命令單元116來觸發(fā)。
圖4示出了一個(gè)用于運(yùn)行圖1系統(tǒng)的方法的流程圖。該方法分為一個(gè)軟件過程154和一個(gè)硬件過程156。在步驟200中啟動(dòng)軟件過程154之后，軟件過程154所屬的應(yīng)用(例如圖1的應(yīng)用104)在一個(gè)總線周期中對(duì)命令寄存器進(jìn)行一次寫訪問。這是在步驟202中完成的。在該寫入周期中，應(yīng)用104將指針124傳送給一命令結(jié)構(gòu)118或一個(gè)命令結(jié)構(gòu)118鏈。由此，啟動(dòng)了硬件過程156。
在硬件過程156的步驟204中檢查命令寄存器是否可寫入。如果不能寫入，則在步驟221結(jié)束運(yùn)行。在這種情況下，該應(yīng)用必須在步驟200重新啟動(dòng)軟件過程154。
然而，如果寄存器可寫入，則將由應(yīng)用104傳送的指針124裝入到該命令寄存器，這在步驟206進(jìn)行。然后，在步驟208阻止再對(duì)該命令寄存器進(jìn)行寫入，從而其它應(yīng)用不能修改位于該寄存器中的指針。
在步驟210中接受該命令結(jié)構(gòu)或者該命令結(jié)構(gòu)的鏈接，也就是說，完成將待處理的命令鏈接到命令清單中，且在命令結(jié)構(gòu)的確認(rèn)區(qū)中對(duì)此接受進(jìn)行確認(rèn)。
此后，在步驟212中再開放命令寄存器中的寫入，并且以步驟221結(jié)束硬件過程156的運(yùn)行。
在步驟202中的寫入周期之后，軟件過程154在步驟214中對(duì)命令寄存器執(zhí)行一個(gè)讀周期。在步驟216中檢查，先前在步驟202中寫入到命令寄存器中的數(shù)據(jù)(即指針124)是否還在該命令寄存器126中。
如果寫入的數(shù)據(jù)還在命令寄存器126中，則意味著在步驟210中完成了對(duì)命令結(jié)構(gòu)的接受，因此在步驟218中結(jié)束軟件過程154。如果不是這樣，則表示完成了對(duì)命令結(jié)構(gòu)的接受，且另一個(gè)應(yīng)用已經(jīng)用另一個(gè)指針對(duì)命令寄存器進(jìn)行了改寫，或者在硬件過程156中未完成對(duì)命令結(jié)構(gòu)的接受。在這種情況下，在步驟220中對(duì)在確認(rèn)區(qū)中的確認(rèn)進(jìn)行檢查。如果其中裝入了確認(rèn)，則可以再在步驟218結(jié)束軟件過程154。如果不是這樣，則必須將流程控制返回到步驟202。
權(quán)利要求
1.一種對(duì)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)(102)的命令單元(116)進(jìn)行訪問的方法，所述方法具有如下步驟-在所述數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)(102)的一個(gè)用戶設(shè)備(100)中運(yùn)行多種可以訪問所述用戶設(shè)備(100)的一個(gè)數(shù)據(jù)總線(110)的應(yīng)用(104，106，108，…)；-由這些應(yīng)用中的第一應(yīng)用經(jīng)該數(shù)據(jù)總線(110)在所述用戶設(shè)備(100)存儲(chǔ)器的地址區(qū)域中寫入至少一個(gè)命令結(jié)構(gòu)(118)；-由該第一應(yīng)用經(jīng)該數(shù)據(jù)總線(110)將針對(duì)該地址區(qū)域的指針(124)寫入到所述命令單元(116)的一個(gè)輸入寄存器(126)中；-所述命令單元(116)經(jīng)該數(shù)據(jù)總線(110)對(duì)該地址區(qū)域進(jìn)行訪問，且對(duì)該命令結(jié)構(gòu)(118)進(jìn)行處理；-在該命令結(jié)構(gòu)(118)進(jìn)行處理后，由所述用戶設(shè)備(100)將該指針(124)寫入到一個(gè)為該第一應(yīng)用配置的輸出寄存器(136，130)中。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其中，通過一個(gè)判別單元(112)調(diào)節(jié)對(duì)所述數(shù)據(jù)總線(110)的訪問，其中，允許為一預(yù)定數(shù)量的總線時(shí)鐘作一種訪問，并且所述預(yù)定數(shù)量的總線時(shí)鐘足以將所述指針(124)寫入到所述輸入寄存器(126)中。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的方法，其中所述命令結(jié)構(gòu)(118)包含一個(gè)確認(rèn)區(qū)(122)，具有下列進(jìn)一步的步驟-在由所述用戶設(shè)備(100)寫入所述指針(124)后，閉鎖所述輸入寄存器(126)；-由所述用戶設(shè)備(100)將一個(gè)確認(rèn)寫入到所述確認(rèn)區(qū)(122)中；-在進(jìn)行確認(rèn)后由所述用戶設(shè)備(100)開放所述輸入寄存器(126)。
4.按照權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的方法，具有下列進(jìn)一步的步驟-在寫入所述指針(124)后，由所述第一應(yīng)用讀取所述輸入寄存器(126)；-由所述第一應(yīng)用檢查所述輸入寄存器(126)是否包含有所述指針(124)；-如果不包含，則檢查所述確認(rèn)區(qū)(122)中是否存儲(chǔ)有一個(gè)確認(rèn)。
5.按照權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述命令結(jié)構(gòu)(118)包含有可執(zhí)行的命令和有效數(shù)據(jù)。
6.按照權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的方法，其中，由所述第一應(yīng)用將多個(gè)相互鏈接的命令結(jié)構(gòu)寫入到存儲(chǔ)器中，且所述指針(124)指向所述鏈接的第一命令結(jié)構(gòu)(118)的地址區(qū)域。
7.一種用于數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)(102)用戶設(shè)備(100)的一種應(yīng)用(104，106，108，…)的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，特別是數(shù)字存儲(chǔ)介質(zhì)，其中，所述應(yīng)用可以訪問一個(gè)用于所述用戶設(shè)備(100)多個(gè)應(yīng)用的數(shù)據(jù)總線(110)，并且所述用戶設(shè)備(100)具有一個(gè)輸入寄存器(126)和為所述應(yīng)用配置的輸出寄存器(136，130)，所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品具有用于執(zhí)行下列步驟的程序模塊-經(jīng)該數(shù)據(jù)總線(110)將一個(gè)命令結(jié)構(gòu)(118)寫入到所述用戶設(shè)備(100)存儲(chǔ)器的地址區(qū)域中；-經(jīng)該數(shù)據(jù)總線(110)將一個(gè)針對(duì)地址區(qū)域的指針(124)寫入到該命令單元(116)的輸入寄存器(126)中；-讀取該輸入寄存器(126)，以檢查所述命令結(jié)構(gòu)(118)是否被所述命令單元(116)確認(rèn)。
8.按照權(quán)利要求7所述的計(jì)算機(jī)程序，其中，如果在讀取所述輸入寄存器(126)時(shí)，所述指針(124)不再存在于所述輸入寄存器(126)中，則對(duì)所述命令結(jié)構(gòu)(118)中的一個(gè)確認(rèn)區(qū)(122)進(jìn)行檢查。
9.按照權(quán)利要求7或8所述的計(jì)算機(jī)程序，其中，將多個(gè)相互鏈接的命令結(jié)構(gòu)寫入到所述用戶設(shè)備(100)的存儲(chǔ)器中，并且所述指針(124)指向所述鏈接的第一命令結(jié)構(gòu)(118)的地址區(qū)域。
10.按照權(quán)利要求7、8或9所述的計(jì)算機(jī)程序，其中，讀取所述為該應(yīng)用配置的輸出寄存器(136，130)，以檢查所述命令結(jié)構(gòu)(118)是否由所述命令單元(116)進(jìn)行了處理。
11.一種數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)(102)的用戶設(shè)備(100)，包括-一個(gè)用于訪問所述數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)(102)的命令單元(116)；-用于運(yùn)行多種可以訪問所述用戶設(shè)備(100)的一個(gè)數(shù)據(jù)總線(110)的應(yīng)用(104，106，108，…)的裝置；-用于由這些應(yīng)用的第一應(yīng)用經(jīng)該數(shù)據(jù)總線(110)將至少一個(gè)命令結(jié)構(gòu)(118)寫入到所述用戶設(shè)備(100)存儲(chǔ)器的一個(gè)地址區(qū)域中的裝置；-用于由該第一應(yīng)用經(jīng)該數(shù)據(jù)總線(110)將針對(duì)該地址區(qū)域的指針(124)寫入到所述命令單元(116)的一個(gè)輸入寄存器(126)中的裝置；-用于使所述命令單元(116)經(jīng)該數(shù)據(jù)總線(110)訪問該地址區(qū)域、且處理該命令結(jié)構(gòu)(118)的裝置；-用于在對(duì)該命令結(jié)構(gòu)(118)進(jìn)行處理后由所述用戶設(shè)備(100)將該指針(124)寫入到一個(gè)為該第一應(yīng)用配置的輸出寄存器(136，130)中的裝置。
12.按照利要求11所述的用戶設(shè)備(100)，還包括一個(gè)用于對(duì)所述數(shù)據(jù)總線(110)的訪問進(jìn)行調(diào)節(jié)的判別單元(112)，其中，允許為一預(yù)定數(shù)量的總線時(shí)鐘作一種訪問，并且所述預(yù)定數(shù)量的總線時(shí)鐘足以將所述指針(124)寫入到所述輸入寄存器(126)中。
13.按照權(quán)利要求11或12所述的用戶設(shè)備(100)，其中所述命令結(jié)構(gòu)(118)包含一個(gè)確認(rèn)區(qū)(122)，所述用戶設(shè)備還包括-用于在由所述用戶設(shè)備(100)寫入所述指針(124)后閉鎖所述輸入寄存器(126)的裝置；-用于由所述用戶設(shè)備(100)將一個(gè)確認(rèn)寫入到所述確認(rèn)區(qū)(122)中的裝置；-用于在進(jìn)行確認(rèn)后由所述用戶設(shè)備(100)開放所述輸入寄存器(126)的裝置。
14.按照權(quán)利要求11、12或13所述的用戶設(shè)備(100)，還包括-用于在寫入所述指針(124)后由所述第一應(yīng)用讀取所述輸入寄存器(126)的裝置；-用于由所述第一應(yīng)用檢查所述輸入寄存器(126)是否包含所述指針(124)、且如果不包含則檢查在所述確認(rèn)區(qū)(122)中是否存儲(chǔ)有一個(gè)確認(rèn)的裝置。
15.按照權(quán)利要求11至14中任一項(xiàng)所述的用戶設(shè)備(100)，其中，所述命令結(jié)構(gòu)(118)包含有可執(zhí)行的命令和有效數(shù)據(jù)。
16.按照權(quán)利要求11至15中任一項(xiàng)所述的用戶設(shè)備(100)，在所述存儲(chǔ)器中具有多個(gè)相互鏈接的命令結(jié)構(gòu)，其中，所述指針(124)指向所述鏈接的第一命令結(jié)構(gòu)(118)的地址區(qū)域。
17.一種具有一個(gè)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)(102)和多個(gè)如上述權(quán)利要求11至16中任一項(xiàng)所述的用戶設(shè)備(100)的通信系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種訪問數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)(102)的方法和一種該數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)(102)的用戶設(shè)備(100)，該用戶設(shè)備(100)包括一個(gè)用于訪問該數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)(102)的命令單元(116)；用于運(yùn)行多種可以訪問所述用戶設(shè)備(100)的一個(gè)數(shù)據(jù)總線(110)的應(yīng)用(104，106，108，…)的裝置；用于由這些應(yīng)用中的第一應(yīng)用經(jīng)所述數(shù)據(jù)總線(110)將至少一個(gè)命令結(jié)構(gòu)(118)寫入到所述用戶設(shè)備(100)的存儲(chǔ)器的一個(gè)地址區(qū)域中的裝置；用于由該第一應(yīng)用經(jīng)該數(shù)據(jù)總線(110)將針對(duì)該地址區(qū)域的指針(124)寫入到所述命令單元(116)的一個(gè)輸入寄存器(126)中的裝置；用于使所述命令單元(116)經(jīng)該數(shù)據(jù)總線(110)訪問該地址區(qū)域、且處理該命令結(jié)構(gòu)(118)的裝置；用于在對(duì)該命令結(jié)構(gòu)(118)進(jìn)行處理后由所述用戶設(shè)備(100)將該指針(124)寫入到一個(gè)為該第一應(yīng)用配置的輸出寄存器(136，130)中的裝置。
文檔編號(hào)H04L12/40GK1636373SQ02818795
公開日2005年7月6日 申請(qǐng)日期2002年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月26日
發(fā)明者迪特爾·布呂克納, 弗朗茲-約瑟夫·戈茨, 迪特爾·克洛茨, 卡爾-海因茨·克勞斯, 于爾根·希梅爾 申請(qǐng)人:西門子公司