DE19844935A1 - Zeitmultiplex-Steuereinheit, E/A-Einheit und Programmiersystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Zeitmultiplexsysteme, die beispiels­ weise zum Steuern von Verbrauchern (Lasten) an einem Fahr­ zeug, wie beispielsweise einem Lastwagen, Bus oder PKW verwendet werden.

US-Patent 4 907 222 beschreibt ein kommerziell erfolg­ reiches Zeitmultiplexsystem. Dieses System wurde in vielen kommerziellen Anwendungen eingesetzt und es stellt einen einfachen Zweileitungs-Bus zur Verfügung, der über zehn ver­ schiedene Kanäle verfügt. Daten, die sowohl aus Eingabedaten als auch aus Ausgabedaten bestehen können, werden an die Datenabschnitte der zehn Kanäle angelegt. Auf diese Weise können Eingaben auf wirksame Weise mit Ausgaben verbunden werden, während die Verkabelungserfordernisse minimiert werden.

Die vorliegende Erfindung ist auf Komponenten für ein Zeit­ multiplexsystem gerichtet, das weitere Betriebsvorteile bereitstellt.

Zur Einführung kann hier festgestellt werden, daß das unten beschriebene Zeitmultiplexsystem gegenüber dem System des US-Patents 4 907 222 drei wichtige Vorteile bereitstellt. Als erstes verwendet das unten beschriebene System ein Tak­ tungssystem, das sowohl Taktsignale als auch erste und zweite Synchronisationssignale einschließt. Die ersten Syn­ chronisationssignale teilen die Taktsignale in Sätze, und ein Taktsignal innerhalb eines jeden Satzes wird mit jedem jeweiligen Kanal auf der jeweiligen E/A-Einheit assoziiert. Die ersten Synchronisationssignale werden in Sätze aufge­ teilt, und innerhalb eines jeden Satzes entspricht jedes der ersten Synchronisationssignale einer jeweiligen der E/A-Ein­ heiten und zeigt sie an. Die zweiten Synchronisationssignale kennzeichnen die Grenzen zwischen den angrenzenden Sätzen der ersten Synchronisationssignale und sie werden verwendet, um sicherzustellen, daß alle E/A-Einheiten am Ende eines vollständigen Satzes von ersten Synchronisationssignalen richtig zurückgesetzt werden. Diese Anordnung erlaubt, daß einer große Anzahl von E/A-Einheiten einfach und wirksam in das Multiplexsystem eingeschlossen werden.

Eine weitere Verbesserung des unten beschriebenen Multiplex­ systems betrifft die Art, in der das System programmiert wird. Das unten beschriebene Programmiersystem verwendet eine graphische Benutzeroberfläche, die sowohl das boolesche Verhältnis zwischen ausgewählten Multiplexkanälen als auch die Funktionsnamen der Multiplexkanäle anzeigt. Diese gra­ phische Benutzeroberfläche gestattet es dem Benutzer, die gewünschten booleschen Verhältnisse auszuwählen und die Funktionsnamen wie geeignet umzuändern. Wenn einmal die booleschen Verhältnisse und die Funktionsnamen ausgewählt wurden, speichert das Programmiersystem beide Informations­ arten im Speicher der Steuereinheit des Multiplexsystems. Diese Vorgehensweise stellt eine große Flexibilität und Vereinfachung der Programmierung zur Verfügung. Benutzer ohne besondere Ausbildung in der Computerprogrammierung können sofort die gewünschten booleschen Verhältnisse auswählen und sie in der Steuereinheit speichern.

Eine dritte Verbesserung des unten beschriebenen Systems betrifft die Art, in der die Steuereinheit des Multiplex­ systems einen programmierbaren Speicher einschließt, der sowohl die Funktionsnamen von zumindest einigen der Multi­ plexkanäle als auch die booleschen Verhältnisse aus den ausgewählten Multiplexkanälen speichert. Beim Speichern der Funktionsnamen in den Speicher der Steuereinheit, wird die Neuprogrammierung der Steuereinheit erleichtert und das Er­ fordernis, zusätzliche Schriftstücke aufzubewahren, wird reduziert oder eliminiert.

Die Erfindung wird ihrerseits am besten unter Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung verstanden werden, die in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen vorgenom­ men wird. Es zeigen

Fig. 1 ein Blockdiagramm eines Zeitmultiplexsy­ stems, das eine bevorzugte Ausführungs­ form dieser Erfindung einschließt;

Fig. 2 ein Blockdiagramm der Steuereinheit aus Fig. 1.

Fig. 3 und 4 Taktungsdiagramme, die die Wirkungsweise der Steuereinheit der Fig. 2 zeigen;

Fig. 5 ein Blockdiagramm von einer der E/A-Ein­ heiten aus Fig. 1;

Fig. 6-8 Taktungsdiagramme, die die Wirkungsweise der E/A-Einheit aus Fig. 5 zeigen:

Fig. 9 ein Blockdiagramm des Programmiersystems aus Fig. 1;

Fig. 10 und 11 Darstellungen von Bildschirmen, die vom Etiketteneditor aus Fig. 9 gezeigt werden; und

Fig. 12 eine Darstellung eines Bildschirms, der durch den booleschen Editor aus Fig. 8 gezeigt wird.

Kehrt man jetzt auf die Zeichnungen zurück, ist Fig. 1 ein Blockdiagramm eines Zeitmultiplexsystems 10, das eine Steuereinheit 12 und drei Arten von E/A-Einheiten 14, 16, 18 einschließt. Die Steuereinheit 12 ist über eine Sicherung 22 mit einer Batterie 20 verbunden, und die Steuereinheit 12 ist durch einen Stromleiter 24, einen Signalleiter 26 und einen Erdleiter 28 mit den E/A-Einheiten 14, 16 verbunden. Die E/A-Einheiten 18 werden über Stromleiter 30 und Siche­ rungen 32 direkt mit der Batterie 12 verbunden. Die elek­ tronischen Schaltkreise der E/A-Einheiten 14, 16, 18 werden durch die Spannungen mit Energie versorgt, die mit den Tak­ tungssignalen am Signalleiter 26 assoziiert sind, wie unten beschrieben wird. Mit den E/A-Einheiten 14, 16, 18 verbun­ dene Lasten werden von den Stromleitern 24, 30 mit Energie versorgt.

Drei unterschiedliche Arten von E/A-Einheiten 14, 16, 18 werden gezeigt, um die Vielzahl an Formen zu veranschau­ lichen, die die E/A-Einheiten annehmen können. Jede E/A-Ein­ heit 14 schließt eine ausgewählte Anzahl von Eingabe-Druck­ knöpfen 34 ein, wobei jeder mit einer jeweiligen Anzeigelam­ pe 36 assoziiert ist. Solchermaßen schließt jede E/A-Einheit 14 sechs Eingabekanäle ein, wobei jeder mit einem jeweiligen Druckknopf 34 assoziiert ist. Natürlich kann eine größere oder kleinere Zahl von Druckknöpfen in anderen Ausführungs­ formen verwendet werden.

Die E/A-Einheit 16 schließt Eingabekanäle ein, die mit je­ weiligen Schaltern 38 verbunden sind. Die E/A-Einheit 16 ist wirksam, um dem Signalleiter oder Bus 26 Eingabesignale zur Verfügung zu stellen, wobei jedoch in diesem Fall die Schal­ ter 38 außerhalb der E/A-Einheit 16 angebracht werden und die E/A-Einheit 16 zehn Eingabekanäle einschließt.

Jede E/A-Einheit 18 stellt eine Kombination von Ausgabe­ kanälen und Eingabekanälen bereit. Im Beispiel aus Fig. 1 schließt jede E/A-Einheit 18 sechs Ausgabekanäle ein, und jeder der Ausgabekanäle wird mit einer jeweiligen Last 40 verbunden. Die Lasten 40 können jede geeignete Form wie bei­ spielsweise Lichter, Motoren, Relais oder dergleichen anneh­ men. Die Ausgabekanäle können den jeweiligen Lasten 40 eine Stromquelle oder -senke zur Verfügung stellen. In dieser Ausführungsform werden vier Eingabekanäle bereitgestellt, und jeder dieser Eingabekanäle wird mit einem jeweiligen Schalter 42 verbunden. Die Schalter 42 steuern das Signal, das an den Eingabekanälen angelegt wird. Natürlich kann die Anzahl der Ausgabekanäle und die Anzahl der Eingabekanäle wie erforderlich verändert werden. Obwohl das nicht gezeigt wird, kann auch eine E/A-Einheit gebildet werden, die ohne irgendwelche Eingabekanäle ausschließlich aus Ausgabekanälen besteht.

Wie in Fig. 1 gezeigt, wird die Steuereinheit 12 durch ein Programmiersystem 44 programmiert. Das Programmiersystem 44 wird für gewöhnlich nur vorübergehend während der anfäng­ lichen Einrichtung der Steuereinheit 12 mit der Steuerein­ heit 12 verbunden. Die Steuereinheit 12 wird für den selb­ ständigen Betrieb zwischen den Programmiersitzungen ge­ trennt.

Fig. 2 stellt ein Blockdiagramm der Steuereinheit 12 bereit. Wie in Fig. 2 gezeigt, schließt die Steuereinheit 12 einen Mikroprozessor 46 ein, der über Eingabekomparatoren 48, Ausgabetreibern 50 und Taktungssignaltreibern 52 mit dem Signalleiter oder Bus 26 verbunden wird. Der Mikroprozessor 46 ist mit einem seriellen E/A-Anschluß 55 verbunden, der, wie unten beschrieben, verwendet wird, um die Steuereinheit 12 mit dem Programmiersystem 44 zu verbinden. Der Mikropro­ zessor 46 wird auch an einen Programmspeicher 54 und einen Anwendungsspeicher 56 gekoppelt. Der Programmspeicher 54 speichert das Betriebssystem für den Mikroprozessor 46, und der Anwendungsspeicher 56 schließt zwei Abschnitte ein. Der erste Abschnitt speichert die booleschen Verhältnisse, die vom Mikroprozessor 46 verwendet werden, um die Ausgabetrei­ ber 50 zu steuern. Der Anwendungsspeicher 56 schließt auch einen zweiten Abschnitt ein, der für die jeweiligen Kanäle des Multiplexsystems eine Liste von Funktionsnamen spei­ chert. Solchermaßen wird eine Gesamtzahl von 160 Kanälen, A1-A10, B1-B10, . . . P1-P10 eingeschlossen, wobei jeder mit einem jeweiligen Funktionsnamen assoziiert ist. Jeder Funk­ tionsname beschreibt für gewöhnlich die Funktion des jewei­ ligen Kanals für die besondere Anwendung. Zum Beispiel kann ein KFZ-Anwendungskanal A1 den Funktionsnamen "HauptLicht­ schalter" aufweisen.

Der Mikroprozessor 46 steuert die Taktungssignaltreiber 52, um drei Arten von Taktungssignalen zu erzeugen, wie in Fig. 3 gezeigt wird: Taktpulse 58, erste Synchronisationssignale 60 und zweite Synchronisationssignale 62. In Fig. 3 verfügen die ersten Synchronisationssignale 60 über eine Pulsdauer, die länger ist als die der Taktpulse 58, und die zweiten Synchronisationssignale sind Doppelpulse. Natürlich sind diese Verhältnisse unkritisch und können für die spezielle Anwendung wie erforderlich verändert werden.

Die Taktpulse 58 sind in Sätzen angeordnet, und jeder Satz von Taktsignalen 58 wird mit einer separaten jeweiligen E/A-Vorrichtung assoziiert. Angrenzende Sätze von Taktpulsen 58 werden durch erste Synchronisationssignale 60 getrennt. Auf diese Weise kennzeichnen die ersten Synchronisations­ signale 60 die Grenzen der Sätze aus Taktpulsen 58. Jedes ersten Synchronisationssignal 60 ist mit einer separaten jeweiligen E/A-Einheit assoziiert, und ein vollständiger Satz von ersten Synchronisationssignalen schließt 15 separa­ te erste Synchronisationssignale ein. Die Grenzen zwischen den angrenzenden Sätzen von ersten Synchronisationssignalen werden durch die zweiten Synchronisationssignale 62 gekenn­ zeichnet.

Wie in Fig. 3 gezeigt, werden die unmittelbar einem zweiten Synchronisationssignal 62 folgenden Taktpulse 58 mit einer ersten E/A-Einheit A assoziiert, und die Taktpulse 58 gren­ zen Kanäle A1, A2, . . . A10 ab, die mit dieser ersten E/A-Ein­ heit assoziiert sind. Das nächste Signal ist ein erstes Synchronisationssignal 60, das anzeigt, daß der nächste Satz von Taktsignalen 58 mit der nächsten E/A-Einheit, in diesem Beispiel Einheit B, assoziiert ist. Die Taktpulse 58 des zweiten Satzes grenzen die 10 Kanäle B1, B2, . . . B10 ab, die mit der zweiten E/A-Einheit assoziiert sind. Dieses Muster von Sätzen aus Taktpulsen 58, die durch erste Synchronisa­ tionssignale 60 getrennt werden, wiederholt sich, bis alle 16 E/A-Einheiten adressiert wurden. Der letzte Satz aus Taktpulsen 58 entspricht den 10 Kanälen P1, P2, . . . P10. Kanal P10 wird unmittelbar von einem anderen zweiten Synchroni­ sationssignal 62 gefolgt, das die Wiederholung des Zyklus veranlaßt.

Fig. 4 stellt eine weitere Information über die Art und Weise bereit, in der die Information auf dem Signalleiter oder Bus 26 ausgetauscht wird. Im Anschluß an ein erstes Synchronisationssignal 60 werden einzelne Kanäle durch einzelne Taktpulse 58 bestimmt. Jeder Kanal stellt eine Zeitspanne dar, in der sich die Spannung auf dem Datenbus 26 wie in Fig. 4 gezeigt auf dem Daten-A-Pegel, Daten-B-Pegel oder dem Keine-Daten-Pegel befinden kann. Die Steuereinheit 12 und die E/A-Einheiten 14, 16 und 18 schließen jeweils Treiber ein, um eine Spannung am Signalbus zum geeigneten Zeitpunkt in einem dieser drei Daten-Pegel zu setzen und um die Spannung am Bus zu lesen. Falls erwünscht, können mehr als drei Daten-Pegel oder analoge (fortwährend veränder­ liche) Spannungspegel verwendet werden.

Fig. 5 stellt ein Blockdiagramm von einer E/A-Einheit 18 bereit. Wie in Fig. 5 gezeigt, schließt die E/A-Einheit 18 einen Taktsignalempfänger 64, einen ersten Synchronisations­ signal-Empfänger 66 und einen zweiten Synchronisationssig­ nal-Empfänger 68 ein. Die Empfänger 64, 66, 68 sind in Bezug auf die jeweiligen Signale empfindlich und erzeugen empfan­ gene Signale oder Ausgaben, wie jeweils in den Fig. 6-8 gezeigt wird. Wie oben erörtert, identifizieren Taktsignale einzelne Multiplexkanäle, erste Synchronisationssignale identifizieren einzelne E/A-Einheiten und zweite Synchroni­ sationssignale identifizieren den Beginn eines vollständigen Zyklus von Adressen der E/A-Einheiten A-P.

Die empfangenen Taktsignale, die vom Empfänger 64 erzeugt werden, werden an die Takteingabe eines Kanalzählers 70 an­ gelegt. Die empfangenen ersten Synchronisationskanäle, die vom Empfänger 66 erzeugt werden, werden an die Rücksetzein­ gabe des Kanalzählers 70 und an die Takteingabe eines Modul-Auswahlzählers 74 angelegt. Die empfangenen zweiten Synchronisationssignale, die vom Empfänger 68 erzeugt wer­ den, werden an eine Rücksetzeingabe des Modul-Auswahlzählers 74 angelegt.

Die Ausgabe des Modul-Auswahlzählers 74 wird von 1 auf 16 inkrementiert, bevor sie durch ein empfangenes zweites Synchronisationssignal, das an der Rücksetzeingabe des Modul-Auswahlzählers 74 angelegt wird, auf 1 zurückgesetzt wird. Die Ausgabe des Modul-Auswahlzählers 74 wird an die Adresslogik 76 angelegt, die ebenfalls mit einem Adress­ register 78 verbunden wird. Das Adressregister 78 speichert die Adressen der jeweiligen E/A-Einheit 18 und kann jede geeignete Form einschließlich von Softwareregistern, Brückenkabelregistern oder dergleichen annehmen. Das Adress­ register 78 speichert eine Zahl zwischen 1 und 16 wie für die jeweilige E/A-Einheit 18 gerade erforderlich. Die Adresslogik 76 vergleicht die aus dem Modul-Auswahlzähler 74 und dem Adressregister 78 empfangenen Eingaben und erzeugt für den geeigneten Satz von Taktpulsen ein Modul-Freigabe­ signal E. Wenn zum Beispiel das Adressregister 78 bei B auf 01 Hex gesetzt wird, wird die Adresslogik 76 nur für den zweiten Satz von Taktpulsen das Freigabesignal E bereit­ stellen, nachdem jedes empfangene zweite Synchronisations­ signal empfangen wird.

Der Kanalzähler 70 wird durch jedes empfangene erste Syn­ chronisationssignal zurückgesetzt und zählt die einzelnen empfangenen Taktsignale. Die Ausgabe S des Kanalzählers 70 ist ein Zählwert, der die Kanalnummer anzeigt, die gegen­ wärtig am Signalbus 26 aktiv ist.

Eingabeschalter legen Eingabesignale an die Kanal-Auswahl­ logik 79 an, die auch den Zählwert S aus dem Zähler 70 empfängt. Das Eingabesignal aus dem Eingabeschalter, der, wie durch das Signal S angezeigt, mit dem gegenwärtig akti­ ven Kanal assoziiert ist, wird durch die Kanal-Auswahllogik 79 geführt, um die Logikeinheit 80 freizugeben. Freigabelo­ gik 80 empfängt das Freigabesignal E und führt das Ausgabe­ signal aus der Kanal-Auswahllogik 79 zum Datenschreiber 82, sobald die jeweilige E/A-Einheit freigegeben wird. Der Datenschreiber 82 legt daraufhin die geeignete Spannung (Daten A, Daten B oder Keine-Daten) am geeigneten Kanal am Signalbus 26 an, wie in Fig. 4 angezeigt wird.

Unter Bezugnahme auf die Ausgaben, empfängt die Ausgabe­ kanallogik 72 als Eingaben das Freigabesignal E, den Zähl­ wert S aus dem Zähler 70 und vom Datenempfänger 84 empfan­ gene Daten. Wenn die jeweilige E/A-Einheit 18 freigegeben wird, wie durch das Signal E angezeigt, legt die Ausgabe­ kanallogik 72 Daten, wie sie durch den Datenempfänger 84 gelesen werden, an die jeweiligen Ausgabetreiber auf Kanäle an, wie sie durch den Zählwert S angezeigt werden. Um die Ausgabefehler zu reduzieren, werden die Ausgabekanäle solan­ ge nicht aufgeschaltet, bis nicht bestimmt wurde, daß genau die erwartete Gesamtanzahl von Taktpulsen in einem vorgege­ benen Satz aus Taktpulsen empfangen wurde.

Auf diese Weise arbeitet die E/A-Einheit 18, um bei jeweili­ gen Datenkanälen Daten am Signalbus 26 anzulegen, wie sie durch die Zustände der Eingabeschalter bestimmt werden, und um die Ausgabetreiber als eine Funktion der Daten-Pegel auf jeweiligen Kanälen des Signalbusses 26 zu steuern. Wie oben beschrieben, wird jede jeweilige E/A-Einheit 18 nur für den Satz von Taktpulsen freigegeben, der der im Adressregister 78 gespeicherten Adresse entspricht.

Die zweiten Synchronisationssignale stellen sicher, daß die E/A-Einheiten richtig synchronisiert werden. Die ersten Synchronisationssignale werden gezählt, um sicherzustellen, daß zu jedem gegebenen Zeitpunkt nur die geeignete E/A-Ein­ heit freigegeben wird. Die Taktsignale werden gezählt, um durch die mit einer jeden E/A-Einheit assoziierten Kanäle sequentiell zu ordnen.

Fig. 9 stellt ein Blockdiagramm des Programmiersystems 44 bereit. Im allgemeinen kann ein herkömmlicher Rechner wie beispielsweise ein geeigneter Personalrechner (PC) verwendet werden, um das Programmiersystem durchzuführen. Das Program­ miersystem schließt vier Module ein, die hier erörtert werden. Das erste dieser Module ist ein Steuereinheit-Lese­ system, das dem Programmiersystem 44 erlaubt, die Inhalte des Anwendungsspeichers 56 der Steuereinheit 12 zu lesen und zu speichern (Fig. 2).

Das zweite Modul ist ein Steuereinheit-Programmiersystem, das dem Programmiersystem 44 gestattet, die booleschen Ver­ hältnisse und eine Liste der Funktionsnamen im Anwendungs­ speicher 56 zu speichern.

Das dritte Modul ist ein Etiketteneditor, der dem Benutzer gestattet, Funktionsnamen für die ausgewählten Multiplex­ kanäle bereitzustellen oder zu überarbeiten. Mit dem Eti­ ketteneditor kann ein Benutzer Funktionsnamen kundenspe­ zifisch anpassen, um den tatsächlichen Funktionen zu ent­ sprechen, die mit den jeweiligen Multiplexkanälen assoziiert sind. Dies erleichtert die Programmierung und das Verständ­ nis der Wirkungsweise der Steuereinheit 12.

Das vierte Modul ist ein boolescher Editor, der es dem Be­ nutzer erlaubt, die booleschen Verhältnisse unter den ver­ schiedenen Kanälen des Multiplexsystems zu bestimmen. Wie unten beschrieben, schließt der boolesche Editor ein gra­ phisches Benutzeroberflächen-Anzeigesystem ein, das die booleschen Verhältnisse in graphischer Form anzeigt und das es dem Benutzer gestattet, die gewünschten booleschen Ver­ hältnisse auszuwählen und diese Verhältnisse zu verändern. Diese graphische Benutzeroberfläche schließt auch ein Ka­ nal-Auflistungs-Anzeigesystem ein, das die verschiedenen Kanäle des Multiplexsystems auflistet und es dem Benutzer gestattet, durch die Liste zu blättern und den gewünschten Kanal zu wählen, wenn die gewünschten booleschen Verhält­ nisse eingestellt werden. Das graphische Benutzeroberflä­ chen-Anzeigesystem schließt auch ein Auswahlsystem ein, das es einem Benutzer erlaubt, den booleschen Nicht-Vorgang zu wählen. Der Etiketteneditor und der boolesche Editor werden unten in Verbindung mit den Fig. 10-12 detaillierter be­ schrieben.

Der Etiketteneditor gestattet es dem Benutzer, sowohl die E/A-Einheiten als auch die Kanäle der E/A-Einheiten mit Namen zu versehen. Fig. 10 zeigt einen Bildschirm 100, der vom Etiketteneditor verwendet wird, um dem Benutzer zu er­ lauben, die Funktionsnamen der einzelnen E/A-Einheiten zu bestimmen, und zwar einfach, indem die gewünschten Namen in die jeweiligen Texteingabebereiche 102 getippt werden.

Fig. 11 zeigt einen Bildschirm 110, der vom Etiketteneditor verwendet wird, um dem Benutzer zu erlauben, die Funktions­ namen der einzelnen Kanäle zu bestimmen. Der Benutzer wählt eines der Module oder eine der E/A-Einheiten aus, indem ein Buchstabe zwischen A und P entweder durch Eintippen des assoziierten Buchstabens in einen bezeichneten Bereich oder durch das Auswählen eines Moduls aus einer Liste mit einem Rollbalken (scroll bar) eingegeben wird. Wenn das Modul oder die E/A-Einheit einmal ausgewählt wurde, erlaubt der Eti­ ketteneditor dem Benutzer, einen Kanal auszusuchen und danach einen Namen für den ausgewählten Kanal der ausgewähl­ ten E/A-Einheit in einen Texteingabebereich 112 des Bild­ schirms 110 einzutippen. Diese Namen können vom Benutzer frei zugeteilt werden, um die Funktion der jeweiligen Kanäle mitzuteilen. Wenn die Kanäle einmal als für eine besondere Anwendung wie geeignet benannt worden sind, wird das Erfor­ dernis für eine separate Dokumentierung der booleschen Verhältnisse, die in die Steuereinheit einprogrammiert wird, wesentlich vermindert. Der Etiketteneditor speichert die Funktionsnamen, die einmal vom Benutzer eingegeben wurden, damit sie später mit Hilfe des Steuereinheit-Programmiersy­ stems in der Steuereinheit 12 gespeichert werden.

Der boolesche Editor verwendet eine graphische Benutzer­ oberfläche. Diese graphische Benutzeroberfläche gestattet es dem Benutzer, das boolesche Verhältnis für jeden vorgegebe­ nen Multiplexkanal auszuwählen oder zu modifizieren. Der Benutzer bestimmt als erstes das Modul und den zu program­ mierenden Kanal, indem ein Kanal-Auswahlbildschirm (nicht gezeigt) verwendet wird, um einen Bildschirm 120 abzurufen. In diesem Beispiel wurde wie in den Anzeigebereichen 122, 124 gezeigt Modul A, Kanal 1 ausgewählt, und dem Kanal 1 wurde der Funktionsname "R. H. Int Ligths" (R. H. Innenbe­ leuchtung) zugewiesen, der die rechten Innenbeleuchtung eines Fahrzeugs anzeigt.

Der Hauptteil des Bildschirms 120 bestimmt das boolesche Verhältnis, das verwendet wird, um Kanal A1 zu steuern. In diesem Beispiel ist nur dann Q = 1 (d. h. die rechte Innen­ beleuchtung ist eingeschaltet), wenn der Kanal A8 (Haupt-Licht­ schalter) an, der Kanal A9 (rechter Innenbeleuchtungs-Schal­ ter) an, und der Kanal A7 (Zündung) an ist. Man be­ achte, daß jeder der Kanäle in der Produktgruppe A frei vom Benutzer ausgewählt werden kann, indem er durch die Verwen­ dung der Rollbalken 126, 128, 130 durch eine Liste von verfügbaren Kanälen blättert. Alternativ können der ent­ sprechende Buchstabe und die Zahl jeweils in den Textein­ gabebereich 132, 134 eingetippt werden. Der Benutzer muß sich nicht an die Funktion der einzelnen Kanäle erinnern, da die Funktionen von den Funktionsnamen angezeigt werden. Außerdem muß sich der Benutzer nicht an das Vorhandensein der einzelnen Kanäle erinnern, da er einfach durch die ver­ fügbaren Kanäle blättern kann, um den gewünschten Kanal zu finden. Auf diese Weise schließt die Software, die den Bildschirm aus Fig. 12 erzeugt, ein boolesches Verhältnis- Auswahl- oder Modifizierungssystem, ein Kanal-Auflistungs-An­ zeigesystem und ein Kanal-Auswahlsystem ein. Der boolesche Editor gestattet, daß jeder der 160 Multiplexkanäle als Ein­ gabekanal oder Ausgabekanal programmiert wird, und zwar wie für die bestimmte Anwendung und die bestimmten E/A-Einheiten der Anwendung geeignet. Da die spezifischen Kanäle im voraus nicht als Eingaben oder Ausgaben zugeordnet werden, stellt das Multiplexsystem 10 eine große Flexibilität zur Verfü­ gung.

Wie in Fig. 12 gezeigt, können logische OR und NOR-Vorgänge durchgeführt werden, indem die Produktgruppen A und B ver­ wendet werden. Geeignete Kanäle werden wie oben beschrieben in Produktgruppen A und B eingegeben, die mit einem logi­ schen OR kombiniert werden. Die Merkmale des oben beschrie­ benen Bildschirms 120 erlauben, daß ein vollständiger Satz von booleschen Vorgängen (einschließlich von AND, NAND, OR, NOR, XOR und Flip-Flop-Vorgänge) eingegeben wird.

Ein zusätzliches Merkmal ist es, daß jeder Kanal mit einem Prüfkasten 136 assoziiert ist, das als "NOT Q" bezeichnet ist. Beim Überprüfen dieses Kastens kann der Benutzer den booleschen NOT-Vorgang bezeichnen. Auf diese Weise können boolesche AND-Funktionen verwendet werden, um jede gewünsch­ te logische Kombination zu erhalten. Die Software, die die Prüfkästen erzeugt, die als "NOT Q" bezeichnet werden, bil­ det ein NOT-Auswahlsystem.

Der Benutzer kann die von der Steuereinheit 12 verwendeten booleschen Verhältnisse einfach bestimmen, indem er durch die einzelnen Kanäle des Multiplexsystems weiterrückt und indem er den Bildschirm aus Fig. 12 verwendet, um die ge­ wünschten Kanäle und die gewünschten booleschen Verhältnisse einzugeben.

Es sollte ersichtlich sein, daß das Programmiersystem 44 ohne weiteres von jemandem ohne detaillierte Programmie­ rungserfahrung verwendet werden kann. Dies erleichtert die anfängliche Einrichtung und Modifikation der Steuereinheit 12 und gestattet einer ziemlich unvorbereiteten Person, die Steuereinheit 12 einzurichten.

Die oben beschriebenen Funktionen können ohne weiteres von einem durchschnittlichen Fachmann programmiert werden. Die bevorzugte Ausführungsform dieser Erfindung ist angelegt, um in einer Windows 95-Umgebung zu laufen, obwohl auch jede andere Programmierungssprache oder -umgebung verwendet werden kann. Die größte Vielfalt von Programmierungsver­ fahren, einer Programmierungslogik und von Rechnern kann verwendet werden, um die oben beschriebenen Funktionen zu implementieren, und es ist nicht beabsichtigt, diese Erfin­ dung auf irgendeine spezielle Implementierung einzuschrän­ ken.

Wie hierin verwendet, wird der Begriff "wieder-program­ mierbarer Speicher" im weitesten Sinne mit der Absicht ver­ wendet, jeden Schreib/Lesespeicher einschließlich eines RAM, Flash-Speicher, EPROM und dergleichen zu umfassen. Der Begriff "Speicher" wird im weitesten Sinne mit der Absicht verwendet, um eine oder mehrere Vorrichtungen zu umfassen. Ein Abschnitt des Speichers kann aus mehreren nicht anein­ anderhängenden Speicherstellen ausgebildet sein.

Der Begriff "boolesches Verhältnis" wird im weitesten Sinne mit der Absicht verwendet, das logische Verhältnis zwischen den Eingaben und den Ausgaben zu bestimmen, und die boole­ schen Verhältnisse können in jeder erwünschten Sprache implementiert werden.

Natürlich sollte es klar sein, daß in Bezug auf die oben beschriebene bevorzugte Ausführungsform eine umfassende Anzahl von Änderungen und Modifikationen durchgeführt werden können. Die Zahl der Taktpulse innerhalb eines Satzes von Taktpulsen, die Zahl der ersten Synchronisationssignale innerhalb eines Satzes von ersten Synchronisationssignalen und die spezifische Hardware-Implementierung können alle wie für die besondere Anwendung wie geeignet eingestellt werden. Darüber hinaus können die verschiedenen im System 10 einge­ schlossenen Verbesserungen eher voneinander getrennt als zusammen verwendet werden. Zum Beispiel kann das Program­ miersystem zusammen mit einem Multiplexsystem verwendet werden, das andere Arten von Taktungssignalen als die oben beschriebenen verwendet, und umgekehrt. Die digitale Logik­ einheit der Steuereinheit kann, anstatt die Form eines Mikroprozessors anzunehmen, die Form integrierter Schalt­ kreise annehmen. Als weitere Alternative kann die digitale Logikeinheit der E/A-Einheiten die Form eines Mikrokontrol­ lers oder Mikroprozessors annehmen. In diesem Fall können verschiedene Elemente wie beispielsweise die Kanalzähler und die Modul-Auswahllogik als Software implementiert werden.

Da die vorhergehende detaillierte Beschreibung nur ein paar der vielen Formen beschrieben hat, die diese Erfindung an­ nehmen kann, ist es beabsichtigt, daß die Erfindung ihrer­ seits nur durch die folgenden Ansprüche einschließlich aller Äquivalente und nicht durch die vorhergehende detaillierte Beschreibung bestimmt wird.

Claims (13)

1. Programmiersystem für eine Zeitmultiplex-Steuereinheit, die einen wiederprogrammierbaren Speicher umfaßt, der wirksam ist, um unter ausgewählten Multiplexkanälen boolesche Verhältnisse zu speichern, wobei das Program­ miersystem folgendes umfaßt:
eine graphische Benutzeroberfläche, die ein erstes Mittel zum graphischen Anzeigen eines ersten Verhält­ nisses der booleschen Verhältnisse umfaßt, wobei das erste Mittel ein Mittel zum Anzeigen erster Funktions­ namen von zumindest ausgewählten Multiplexkanälen der Multiplexkanäle umfaßt, die im ersten booleschen Ver­ hältnis eingeschlossenen sind; und
ein Mittel zum Auswählen des ersten booleschen Verhält­ nisses und der ersten Funktionsnamen als Reaktion auf eine Benutzereingabe; und
ein Mittel zum Speichern des ausgewählten ersten boole­ schen Verhältnisses in den Speicher.

2. Programmiersystem nach Anspruch 1, worin das Auswahl­ mittel folgendes umfaßt:
ein Mittel, um einem Benutzer eine Liste von Funktions­ namen einer Mehrzahl von Multiplexkanälen vorzulegen; und
ein Mittel zum Annehmen der Bezeichnung durch den Be­ nutzer eines in der Liste eingeschlossenen Funktions­ namens.

3. Programmiersystem nach Anspruch 2, worin das Auswahl­ mittel weiterhin umfaßt:
ein Mittel zum Annehmen der Bezeichnung durch den Be­ nutzer eines angezeigten Bereichs, der auf einen boole­ schen NOT-Vorgang anzeigt.

4. Programmiersystem nach Anspruch 1, worin die booleschen Verhältnisse aus der Gruppe ausgewählt werden, die aus folgendem besteht: AND, NAND, OR, NOR, XOR und Kombina­ tionen davon.

5. Zeitmultiplexsystem-Steuereinheit, die ausgebildet ist, um mit einer Mehrzahl von E/A-Einheiten verwendet zu werden, wobei jede der E/A-Einheiten mit mindestens einem jeweiligen Multiplexkanal assoziiert sind, wobei die Steuereinheit folgendes umfaßt:
einen wiederprogrammierbaren Speicher; und
eine an den Speicher gekoppelte digitale Logikeinheit;
wobei der Speicher einen ersten Abschnitt umfaßt, der die Funktionsnamen von zumindest einigen der Multiplex­ kanäle speichert, und einen zweiten Abschnitt umfaßt, der unter den ausgewählten Multiplexkanälen der Multi­ plexkanäle boolesche Verhältnisse speichert, wobei die digitale Logikeinheit wirksam ist, um Steuer­ signale für die Ausgabevorrichtungen als eine Funktion der gespeicherten booleschen Verhältnisse erzeugt.

6. Zeitmultiplexsystem-Steuereinheit nach Anspruch 5, die weiterhin folgendes umfaßt:
ein Programmiersystem, das an die Steuereinheit gekop­ pelt ist, wobei das Programmiersystem folgendes umfaßt:
ein Mittel zum Lesen der ersten Funktionsnamen und der ersten booleschen Verhältnisse aus dem Speicher; und
ein Mittel, um einem Benutzer die ersten Funktionsnamen und die ersten booleschen Verhältnisse anzuzeigen.

7. Zeitmultiplexsystem-Steuerheit nach Anspruch 6, worin das Programmiersystem weiterhin folgendes umfaßt:
ein Mittel zum Modifizieren der ersten Funktionsnamen als Reaktion auf die Benutzereingabe;
ein Mittel zum Modifizieren der ersten booleschen Ver­ hältnisse als Reaktion auf eine Benutzereingabe; und
ein Mittel zum Speichern der modifizierten Funktions­ namen und modifizierten booleschen Verhältnisse im Speicher.

8. Zeitmultiplexsystem-Steuereinheit, die zur Verwendung mit einer Mehrzahl von E/A-Einheiten ausgebildet ist, wobei jede der E/A-Einheiten mit mindestens einem je­ weiligen Multiplexkanal assoziiert ist, wobei die Steuereinheit folgendes umfaßt:
eine Logikeinheit, die wirksam ist, um Taktungssignale für die E/A-Vorrichtungen zu erzeugen, wobei die Tak­ tungssignale folgendes umfassen:
eine Mehrzahl von Taktsignalen, die in Sätzen unter­ teilt sind, wobei jeder Satz von Taktsignalen mit einer separaten jeweiligen Einheit der E/A-Einheiten asso­ ziiert wird;
eine Mehrzahl von ersten Synchronisationssignalen, die in Sätzen unterteilt sind, wobei jedes erste Synchroni­ sationssignal derart zwischen zwei angrenzenden Sätzen von Taktsignalen liegt, daß die ersten Synchroni­ sationssignale die Grenzen für die Sätze von Taktsigna­ len kennzeichnen;
eine Mehrzahl von zweiten Synchronisationssignalen, wobei jedes zweite Synchronisationssignal derart zwischen zwei angrenzenden Sätzen der ersten Synchroni­ sationssignale liegt, daß die zweiten Synchronisations­ signale die Grenzen für die Sätze der ersten Synchroni­ sationssignale kennzeichnen.

9. Zeitmultiplexsystem-Steuereinheit nach Anspruch 8, worin die ersten Synchronisationssignale und die Takt­ signale durch jeweilige Pulsdauern gekennzeichnet sind, und worin die Pulsdauer eines jeden ersten Synchroni­ sationssignals länger ist als die Pulsdauer eines jeden Taktsignals.

10. Zeitmultiplexsystem-Steuereinheit nach Anspruch 8, worin jedes erste Synchronisationssignal einen ein­ zelnen Puls umfaßt, und worin das zweite Synchroni­ sationssignal einen Doppel-Puls umfaßt.

11. Zeitmultiplexsystem-Steuereinheit nach Anspruch 8, worin jedes erste Synchronisationssignal mit einer separaten jeweiligen Einheit der E/A-Einheiten asso­ ziiert ist, und worin jedes zweite Synchronisations­ signal mit einer ersten Einheit der E/A-Einheiten asso­ ziiert.

12. Zeitmultiplexsystem-E/A-Einheit, die folgendes umfaßt:
einen Taktsignalempfänger, der auf Taktsignale rea­ giert, die von einer Steuereinheit erzeugt werden, um empfangene Taktsignale zu erzeugen;
einen ersten Synchronisationssignal-Empfänger, der auf erste Synchronisationssignale reagiert, die von der Steuereinheit erzeugt werden, um empfangene erste Syn­ chronisationssignale zu erzeugen;
einen zweiten Synchronisationssignal-Empfänger, der auf zweite Synchronisationssignale reagiert, die von der Steuereinheit erzeugt werden, um empfangene zweite Synchronisationssignale zu erzeugen;
einen Kanalzähler, der auf die empfangenen Taktsignale reagiert, um eine Mehrzahl von E/A-Kanälen zu durch­ laufen;
eine Modul-Auswahllogik, die auf die empfangenen ersten Synchronisationssignale reagiert, um einen Zählwert zu inkrementieren;
ein Adressregister, das wirksam ist, um eine Adresse zu speichern;
wobei die Modul-Auswahllogik durch die empfangenen zweiten Synchronisationssignale zurückgesetzt wird und wirksam ist, um die E/A-Einheit nur dann freizugeben, wenn die Adresse dem Zählwert der Modul-Auswahllogik entspricht.

13. Zeitmultiplexsystem-E/A-Einheit nach Anspruch 12, worin der Kanal Zähler auf empfangene erste Synchronisations­ signale reagiert, um den Kanalzähler zurückzusetzen.