網(wǎng)絡(luò)用戶的制作方法
【專利說明】網(wǎng)絡(luò)用戶
[0001]本發(fā)明是關(guān)于如權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)用戶。
[0002]數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)為先前技術(shù)中所習(xí)知。根據(jù)先前技術(shù)的纜線式數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)通常是基于乙太網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)。另外，在先前技術(shù)中前置技術(shù)「工業(yè)用以太網(wǎng)」是指在工業(yè)制造和自動化技術(shù)中使用以太網(wǎng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)作為連網(wǎng)裝置。這類數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)是例如基于根據(jù)IEC標(biāo)準(zhǔn)「IEC 61158」的EtherCAT標(biāo)準(zhǔn)。
[0003]數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)是由多個互相鏈接的網(wǎng)絡(luò)用戶所組成。在這種情況中，網(wǎng)絡(luò)用戶可例如是排列為環(huán)狀或線狀拓樸。在這類數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中，數(shù)據(jù)分組被引導(dǎo)通過所述數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的所有網(wǎng)絡(luò)用戶。通過所述數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的所有網(wǎng)絡(luò)用戶的數(shù)據(jù)分組的完整循環(huán)需要一段循環(huán)時間。數(shù)據(jù)分組運轉(zhuǎn)通過單一網(wǎng)絡(luò)用戶所需要的通行時間形成了所述循環(huán)時間的重要部分。所述通行時間基本上是對限制最小可達到通行時間有貢獻。
[0004]本發(fā)明的一個目的在于提供一種改良的網(wǎng)絡(luò)用戶。這個目的是通過包括權(quán)利要求1所述特征的網(wǎng)絡(luò)用戶來解決。在從屬權(quán)利要求中提出了各種進一步的具體實施例。
[0005]網(wǎng)絡(luò)用戶包括多個單一功能單元、數(shù)個共享功能單元、用于建立物理連接的第一接口、以及用于建立物理連接的第二接口。在這種情況中，每一個單一功能單元包括應(yīng)用程序編程接口。應(yīng)用程序?qū)倏刂蒲b置、微控制器、或其他裝置可經(jīng)由這個網(wǎng)絡(luò)用戶的單一功能單元的應(yīng)用程序編程接口而連接。由于網(wǎng)絡(luò)用戶包括多個單一功能單元，每一個單一功能單元包括應(yīng)用程序編程接口，因此該網(wǎng)絡(luò)用戶可在網(wǎng)絡(luò)中取代僅具有一個應(yīng)用程序編程接口的多個傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)用戶。由于在這種情況中，所述網(wǎng)絡(luò)用戶僅包括一個用于建立物理連接的第一接口、以及僅有一個用于建立物理連接的第二接口，使數(shù)據(jù)分組運轉(zhuǎn)通過該網(wǎng)絡(luò)用戶所需要的部分通行時間(所述物理連接所影響的所述部分)有利地僅分別針對第一接口和第二接口而累積一次。因此，在所述網(wǎng)絡(luò)用戶中，使數(shù)據(jù)分組運轉(zhuǎn)通過該網(wǎng)絡(luò)用戶所需要的通行時間會明顯低于使數(shù)據(jù)分組運轉(zhuǎn)通過對應(yīng)數(shù)量的傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)用戶所需的通行時間的總和。
[0006]在網(wǎng)絡(luò)用戶的一個具體實施例中，共享功能單元是由所有的單一功能單元所使用。因此，該網(wǎng)絡(luò)用戶的共享功能單元有利地是不需要以多種形式來呈現(xiàn)。這減少了共享功能單元的所需空間。若共享功能單元是在Asic中實現(xiàn)，則例如所需要的Asic資源可被減少。這也有利地減少了網(wǎng)絡(luò)用戶的制造成本。
[0007]在網(wǎng)絡(luò)用戶的一個具體實施例中，共享功能單元包括芯片接口，所述芯片接口具有非易失性數(shù)據(jù)內(nèi)存、及/或用于管理分布時間信號的單元的第一部分、及/或至少一個發(fā)光二極管、及/或頻率產(chǎn)生單元、及/或用于重置信號的產(chǎn)生單元。具有非易失性數(shù)據(jù)內(nèi)存的芯片接口可以是例如具有EEPR0M的I2C接口。用于管理分布時間信號的單元的第一部分可以包括例如系統(tǒng)時間發(fā)送器、及/或接收時間發(fā)送器。所述至少一個發(fā)光二極管可例如是用于發(fā)訊操作狀態(tài)或活動的發(fā)光二極管。頻率產(chǎn)生單元可以例如用以產(chǎn)生內(nèi)部使用的頻率信號。重置信號產(chǎn)生單元可為例如用以監(jiān)控操作電壓，并且管理外部和內(nèi)部的重置信號。有利地，網(wǎng)絡(luò)用戶的這些共享功能單元僅僅需要存在于網(wǎng)絡(luò)用戶中，比起在僅具有一個分別應(yīng)用程序編程接口的對應(yīng)數(shù)量的傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)用戶的情況中，可允許更為緊湊且不昂貴的網(wǎng)絡(luò)用戶配置。
[0008]在網(wǎng)絡(luò)用戶的一個具體實施例中，所述共享功能單元包括分組處理單元。結(jié)果是，可有利地不需要針對每一個單一功能單元和每一個應(yīng)用程序編程接口提供相關(guān)聯(lián)的分組處理單元。結(jié)果是，所述網(wǎng)絡(luò)用戶可有利地以更節(jié)省空間且不昂貴的方式來加以配置。
[0009]在網(wǎng)絡(luò)用戶的一個具體實施例中，所述分組處理單元是配置以辨認(rèn)所述網(wǎng)絡(luò)用戶所接收到的分組的分組組成，及/或?qū)徱暡轵灴偤图?或產(chǎn)生查驗總和。有利地，分組處理單元的這些任務(wù)是針對每一個單一功能單元以相同方式實施，因此可允許將分組處理單元配置為所述網(wǎng)絡(luò)用戶的共享功能單元。
[0010]在網(wǎng)絡(luò)用戶的一個具體實施例中，每一個單一功能單元包括內(nèi)存管理單元。所述內(nèi)存管理單元也被稱為FMMU(場效總線內(nèi)存管理單元)。每一個單一功能單元的內(nèi)存管理單元可例如用以利用逐位方式來將邏輯地址成像為物理地址。
[0011]在網(wǎng)絡(luò)用戶的一個具體實施例中，每一個單一功能單元包括核單元。在所述核單元內(nèi)，各單一功能單元的組成可以成束的形式存在，然而它們必須要被分別地提供于每一個單一功能單元中。
[0012]在網(wǎng)絡(luò)用戶的一個具體實施例中，每一個核單元包括緩存器集合、及/或易失性數(shù)據(jù)內(nèi)存、及/或同步管理器(SyncManager)、及/或用于管理分布時間信號的單元的第二部分。在這種情況中，緩存器集合可例如用以配置各單一功能單元和網(wǎng)絡(luò)用戶的組成。所述易失性數(shù)據(jù)內(nèi)存可例如作為處理內(nèi)存。所述同步管理器可例如用以管理連接到網(wǎng)絡(luò)用戶的主網(wǎng)絡(luò)用戶和連接的裝置之間的數(shù)據(jù)交換，其中所述連接的裝置是經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)用戶的各單一功能單元的應(yīng)用程序編程接口而連接。用于管理分布時間信號的單元的第二部分可例如包括同步信號單元及/或閂鎖信號單元。所述同步信號單元可例如用以產(chǎn)生同步輸出信號。所述閂鎖信號單元可例如用以提供具有精確時間戳的輸入事件。
[0013]在網(wǎng)絡(luò)用戶的一個具體實施例中，所述網(wǎng)絡(luò)用戶的第一單一功能單元包括用于存取第一接口的緩存器?？商娲?，或除此之外，所述網(wǎng)絡(luò)用戶的第二單一功能單元包括用于存取第二接口的緩存器。因為所述網(wǎng)絡(luò)用戶只對用于建立物理連接的第一接口和用于建立物理連接的第二接口發(fā)指令，所述網(wǎng)絡(luò)用戶中只有兩個單一功能單元需要包括用于存取接口的緩存器。結(jié)果是，網(wǎng)絡(luò)用戶的剩下的單一功能單元可有利地具有一種特別簡單的配置。
[0014]在網(wǎng)絡(luò)用戶的一個具體實施例中，所述網(wǎng)絡(luò)用戶包括用于管理第一接口及/或第二接口的管理接口。所述管理接口可例如用以配置所述第一接口以建立物理連接，及/或配置所述第二接口以建立物理連接。
[0015]在網(wǎng)絡(luò)用戶的一個具體實施例中，所述管理界面是僅由第一單一功能單元及/或第二單一功能單元予以存取。因為所述網(wǎng)絡(luò)用戶僅對用于建立物理連接的第一接口和用于建立物理連接的第二接口發(fā)指令，因此管理接口也是僅必須為網(wǎng)絡(luò)用戶的其中兩個單一功能單元所可存取。結(jié)果是，所述網(wǎng)絡(luò)用戶的剩下的單一功能單元可有利地具有特別簡單的配置。
[0016]在網(wǎng)絡(luò)用戶的一個具體實施例中，所述第一界面包括第一FIFO隊列?？商娲?、或除此之外，所述第二界面包括第二FIFO隊列。所述FIFO隊列可例如用以簡短地閂鎖網(wǎng)絡(luò)用戶所傳送或接收的數(shù)據(jù)。有利地，不需要針對網(wǎng)絡(luò)用戶中的每一個單一功能單元提供相關(guān)聯(lián)的FIFO隊列。
[0017]在網(wǎng)絡(luò)用戶的一個具體實施例中，所述第一接口和所述第二接口是配置為以太網(wǎng)絡(luò)接口。有利地，所述網(wǎng)絡(luò)用戶可接著被使用于以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中。
[0018]在網(wǎng)絡(luò)用戶的一個具體實施例中，所述網(wǎng)絡(luò)用戶是配置作為EtherCAT用戶。有利地，所述網(wǎng)絡(luò)用戶可接著被使用于EtherCAT網(wǎng)絡(luò)中。
[0019]在網(wǎng)絡(luò)用戶的一個具體實施例中，所述網(wǎng)絡(luò)用戶包括至少八個、優(yōu)選地是至少十六個單一功能單元。有利地，所述網(wǎng)絡(luò)用戶會因此僅通過一個應(yīng)用程序編程接口而取代至少八個、或各自地是至少十六個傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)用戶。由此，數(shù)據(jù)分組運轉(zhuǎn)通過網(wǎng)絡(luò)用戶所需要的通行時間會比使數(shù)據(jù)分組僅利用一個各自應(yīng)用程序編程接口而運轉(zhuǎn)通過八個或十六個傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)用戶所需要的通行時間的總和更減少許多。
[0020]在網(wǎng)絡(luò)用戶的一個具體實施例中，所述單一功能單元的應(yīng)用程序編程接口是被配置以連接EtherCAT應(yīng)用程控器。所述應(yīng)用程序編程接口可例如被配置作為串行周邊接口(SPI)0
[0021]在網(wǎng)絡(luò)用戶的一個具體實施例中，所述網(wǎng)絡(luò)用戶包括用于建立物理連接的至少一個其他接口。這使得所述網(wǎng)絡(luò)用戶可直接連接于兩個以上的相鄰網(wǎng)絡(luò)用戶。由此，網(wǎng)絡(luò)用戶可有利地在網(wǎng)絡(luò)中形成分歧點。舉例而言，所述網(wǎng)絡(luò)用戶可在具有樹狀或星狀拓樸的網(wǎng)絡(luò)中形成節(jié)點。
[0022]在下文中，將結(jié)合附圖的例示視圖來更詳細解釋本發(fā)明，其中:
[0023]圖1說明具有多個網(wǎng)絡(luò)用戶的第一網(wǎng)絡(luò)；
[0024]圖2說明具有含多個單一功能單元的網(wǎng)絡(luò)用戶的第二網(wǎng)絡(luò);及
[0025]圖3說明具有多個單一功能單元的網(wǎng)絡(luò)用戶的詳細視圖。
[0026]圖1說明了先前技術(shù)中所已知的第一網(wǎng)絡(luò)10的示意圖。第一網(wǎng)絡(luò)10是數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，用以于第一網(wǎng)絡(luò)10的網(wǎng)絡(luò)用戶之間傳送數(shù)據(jù)。第一網(wǎng)絡(luò)10可為無線網(wǎng)絡(luò)、或有線網(wǎng)絡(luò)。第一網(wǎng)絡(luò)10可以是例如以以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)。第一網(wǎng)絡(luò)10可用以使工業(yè)制造中的裝置互相鏈接，及/或用于控制或自動化目的。第一網(wǎng)絡(luò)10可以是例如根據(jù)EtherCAT標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)。
[0027]第一網(wǎng)絡(luò)10包括多個從網(wǎng)絡(luò)用戶100和主網(wǎng)絡(luò)用戶110。第一網(wǎng)絡(luò)10的網(wǎng)絡(luò)用戶100,110是通過連接120而與彼此連接。
[0028]在所述實例中，第一網(wǎng)絡(luò)10具有線性拓樸。第一網(wǎng)絡(luò)10的線性拓樸可以被視為是開放的環(huán)狀拓樸。第一網(wǎng)絡(luò)10的網(wǎng)絡(luò)用戶100、110之間的連接120是被配置為一點式連接或兩點式連接。第一網(wǎng)絡(luò)10的主網(wǎng)絡(luò)用戶110是通過連接120而連接至從網(wǎng)絡(luò)用戶100的其中之一。從網(wǎng)絡(luò)用戶100是排列在彼此后方成一鏈，因此每一個從網(wǎng)絡(luò)用戶100(除了鏈的第一個從網(wǎng)絡(luò)用戶100和最后一個從網(wǎng)絡(luò)用戶100以外)都包括對兩個相鄰從網(wǎng)絡(luò)用戶100的連接120。然而，也可以不同拓樸來配置第一網(wǎng)絡(luò)10，例如星狀拓樸、樹狀拓樸或混合式拓樸。
[0029]若第一網(wǎng)絡(luò)10是EtherCAT網(wǎng)絡(luò)，第一網(wǎng)絡(luò)10的從網(wǎng)絡(luò)用戶100可以是EtherCAT從控制器(ESC)。從網(wǎng)絡(luò)用戶100可作為與從應(yīng)用程