JP2012142007A

JP2012142007A - 位置測定システムと処理ユニットとの間でシリアルデータ伝送するための方法及び装置

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Publication number: JP2012142007A
Application number: JP2012047930A
Authority: JP
Inventors: Wastlhuber Robert; ローベルト・ヴァストルフーバー; Strasser Erich; エーリヒ・シュトラーサー; Eisenberger Christian; クリスティアン・アイゼンベルガー; Bratzdrum Erwin; エルヴィーン・ブラッツドルム
Original assignee: Dr Johannes Heidenhain GmbH
Current assignee: Dr Johannes Heidenhain GmbH
Priority date: 2000-06-21
Filing date: 2012-03-05
Publication date: 2012-07-26
Anticipated expiration: 2021-06-15
Also published as: US7289438B2; DE10030358A1; EP1684136A2; EP1168120A2; ATE496323T1; DE20122613U1; EP2077472A1; EP1684136A3; ATE336030T1; EP2077472B1; CN1329415A; JP2002108415A; CN101025858A; CN1316776C; EP1684136B1; EP1168120B1; JP5389969B2; DE50110666D1; EP1168120A3; US20020015389A1

Abstract

【課題】処理ユニットとエンコーダとの間のその他のデータの中断しない交換を可能にする。
【解決手段】位置データ及びその他のデータが、エンコーダから処理ユニットに伝送され、当該伝達されるデータは、時間的に急ぐデータ及び命令と時間的に急がないデータ及び命令とに分割され、位置データ及び位置要求命令が、時間的に急ぐデータを示し、追加データ及び追加データ命令が、時間的に急がないその他のデータを示し、位置データを要求するため、時間的に急ぐ位置要求命令が、処理ユニットからエンコーダに伝送され、時間的に急ぐ位置要求命令に続くその他のデータが、処理ユニットからエンコーダに伝送され、その他のデータの処理は、時間的に急がないものであり、当該つながっている時間的に急がないデータは、時間的につながっていない、所定の間隔をあけて前後して続く複数の追加データブロックによって時間分割して伝送されることによって解決される。
【選択図】図１

Description

本発明は、請求項１及び１０の上位概念に記載の位置測定システムと処理ユニットとの間でシリアルデータ伝送するための方法及び装置に関する。

当該技術分野の方法又は装置は、本出願人のヨーロッパ特許第０６６０２０９号明細書から公知である。この明細書では、データバス上での位置測定システムと後続の処理ユニットとの間の位置データ及びその他のデータ又は追加データの二方向のシリアル伝送が提案されている。例えば、測定システム型、信号周期、参照符号位置等に関するデータのような、各位置測定システムの特別なパラメータが、その他のデータとして交換される。位置データもその他のデータも、データバスを経由してデジタルデータ語として伝送される。位置データ又はその他のデータがそれぞれ、処理ユニットの対応する要求命令に応じてこの処理ユニットに伝送される。その結果、大きい追加データの伝送が要求される場合、当該大きい追加データが処理ユニットに伝送される間は、位置データが処理できない。伝送パターンに融通性がない結果、伝送速度が制限されることに起因して、位置測定システムの位置データに基づく、場合によっては要求される非常に動的なデジタル制御に関して、問題が生じ得る。

本発明の課題は、位置測定システムの位置データに基づく確実で非常に動的な制御を可能にする、位置測定システムと処理ユニットとの間でシリアルデータ伝送を実行するための方法を提供することにある。さらに、処理ユニットと位置測定システムとの間のその他のデータの中断しない交換も可能でなければならない。

この課題は、請求項１及び１０の特徴部分に記載の方法及び装置によって解決される。

本発明の方法の好適な実施の形態は、請求項１及び１０に従属する請求項に記載されている手段から得られる。

本発明の手段は、迅速な制御サイクルの場合でも位置測定システムの実際の位置データを処理ユニット側で処理できることを保証する。さらに、位置データの伝送のほかに、処理ユニットと位置測定システムとの間のその他のデータの交換も可能である。非常に動的な制御の場合でも、当該データ交換が、専ら位置データの伝送中に実行されるのではないので、当該データ交換が保証される。それ故に、本発明によれば、伝送すべきデータが、時間的に急ぐデータと時間的に急がないデータとに分割される。この場合、位置データ及び付随する位置要求命令が、時間的に急ぐデータを示す。当該時間的に急ぐデータは特に、迅速な位置制御に対して必要である。これに対して、当該その他のデータは、追加データ及び追加データ命令として時間的に急がない情報を示す。当該時間的に急がない情報の処理は、明らかにより大きいサイクル期間内で可能である。さらに、融通性のない要求応答の伝送パターンの代わりに、位置要求命令及び位置データが位置測定システム又は処理ユニット側で迅速に処理できる点だけが保証される。要求された追加データが、追加データ命令の直後に応答伝送される必要はもはやない。当該要求された追加データは、明らかに後で伝送されてもよい。この場合、当該要求に対して後で要求される当該追加データが、処理ユニット側で一義的に識別可能であるか又は一義的に割り当てられ得る点だけを保証すればよい。本発明によれば、１つの要求に対応する複数の追加データを時間的につながっていない複数の追加データブロックで伝送することも可能である。

原理的には、１つの対応する位置データ要求命令によって、実際の位置データを位置測定システムから評価ユニットに常に伝送可能である点を、本発明の別の利点として挙げることができる。当該伝送は、例えば、連続するデータストリームとして伝送される時間的に急がないデータを伝送する場合でも可能である。要求された実際の位置データが、伝送される場合、このデータストリームは、常に中断可能である。すなわち、要求された時間的に急ぐ位置データが伝送された後に、引き続き時間的に急がないデータ等の伝送が再び進行する。

全てのデータを共通の単一データチャネルを通じて、すなわち半二重通信によって伝送するように、本発明の第１の実施の形態を構成することが可能である。しかしこの代わりに、１つの独立したデータチャネルを伝送方向ごとに設けること、すなわち２つの分離されたデータチャネルを全二重通信に対して設置することも可能である。

さらに、複数の異なる位置データ要求命令が存在し得る点が利点である。異なる処理優先度が、これらの位置データ要求命令に割り当てられる。すなわち、例えば、処理ユニットに対する実際の位置データの伝送を最も高い優先度で要求することが可能である。当該実際の位置データは、この処理ユニットで位置を非常に動的に制御するために利用される。処理ユニットに対する実際の位置データの伝送を要求するその他の位置データ要求命令が、より低い処理優先度で提供され得る。当該実際の位置データは、この処理ユニットで加工品の輪郭をデジタル化するために使用される。このような位置データ要求命令は、例えば走査システムの走査パルスによって起動され得る。当該加工品が、この走査システムによって走査される。基本的には、より低い処理優先度を有する位置データの伝送が、より高い処理優先度を有する位置データ要求命令によって中断されてもよい。

以上により、したがって本発明の手段は、位置データを高い速度で処理ユニットに伝送することを保証する、つまり位置データを最も高い優先度で処理ユニットに伝送することを保証する。しかし、同時に、時間的に急がないその他のデータをシリアルデータ伝送で伝送することも可能である。さらに、当該シリアルデータ伝送では、必要なケーブルの敷設に関するコストを少なくすることが可能であると言える。

さらに、本発明は、対応するインターフェースの物理的な構成に依存せず且つあらゆる構想のインターフェースに基づいて実現され得る。

本発明の方法の第１の実施の形態を説明するための伝送プロトコルの一部を概略的に示す。時間的に急ぐデータ語及び時間的に急がないデータ語の基本構成を概略的に示す。時間的に急がないデータの進行する伝送中に位置データを要求する時の、評価ユニットから位置測定システムまでのデータ伝送の経時変化を２つの例に基づいて示す。本発明の方法の第２の実施の形態を説明するための伝送プロトコルの一部を概略的に示す。本発明の方法で使用される装置の実施の形態の非常に概略的なブロック図である。

以下に、本発明の詳細及び利点を図面に基づいて説明する。

以下に、本発明の方法の第１実施例を図１に基づいて説明する。図１中には、位置測定システム（ＥＮＣＯＤＥＲ）２０と処理ユニット（ＮＣ）１０との間のシリアルデータ伝送のタイムチャートが図示されている。図１の上の部分には、処理ユニット１０から位置測定システムに伝送されるデータが図示されている。図１の下の部分には、同じ期間内に位置測定システム２０から処理ユニット１０に伝送されるデータが示されている。例えば、公知のアブソリュート式又はインクリメンタル式の測定システムが、位置測定システム２０として設けられ得る。この測定システムは、工作機械で機械部分の位置を高精度に検出するために使用される。この場合、工作機械の数値制御部が、処理ユニット１０として機能する。この工作機械の数値制御部は、入手するデータに基づいて工作物加工を制御又は管理する。

以下に、図１中に示された第１実施例に基づいて、本発明の全二重通信路の実施の形態を説明する。当該全二重通信路は、データ伝送するための２つの別々のデータチャネル１１、２１が設けられていることを意味する。第１のデータチャネル２１は、位置測定システム２０から処理ユニット１０にデータをシリアル伝送するために使用される。第２のデータチャネル１１は、処理ユニット１０から位置測定システム２０にデータをシリアル伝送するために設けられている。それぞれのデータが、公知の方法で予め設定されている大きさのデジタルデータ語として両データチャネル１１，２１で伝送される。可能な実施の形態では、１０ビットの語長のデータ語が伝送される。

当該両データチャネル１１，２１において、これらのデータチャネル１１，２１が実際にどのように物理的に構成されているかは、本発明の範囲内では重要でない。本発明を物理的に異なるシリアルインターフェースの概念に基づいて実現することが可能である。可能な実施形態では、２つの別々のデータチャネルが設けられている。これらのデータチャネルはそれぞれ、縒られた二線式の導線として形成されている。タイミング信号及びプッシュプル信号としてのそれぞれのデータが、当該導線を経由して伝送される。

同時に、位置測定システムの電圧及び電流も、これらの導線を通じて供給される。しかしこの代わりに、位置測定システムに独立した導線を通じて給電することも可能である。同様に、光ファイバによるデータ伝送等も考えられる。

処理ユニット１０と位置測定システム２０との間のデータ交換の図示された期間内では、処理ユニット１０が、時点ｔ＝０に位置要求命令ＰＯＳ＿ＲＱを第２のデータチャネル１１を通じて位置測定システム２０に伝送する。このような位置要求命令ＰＯＳ＿ＲＱは、例えば位置制御部の位置要求信号によって開始され得る。当該第２のデータチャネル上では、時点ｔ＝ｔ_１に開始して時点ｔ＝ｔ_３に終了するその他のデータＤＡＴの伝送が、処理ユニット２０による当該位置要求命令ＰＯＳ＿ＲＱの当該実行される伝送に直接続く。

当該位置要求命令ＰＯＳ＿ＲＱ上に続いて伝送されるその他のデータＤＡＴの処理はその時の受信側にとっては時間的に急がないものである点が、本発明の範囲内で重要である。このことは、これらのその他のデータＤＡＴの処理及び／又は対応する応答を当該データＤＡＴの伝送の直後に実行する必要はなくて、所定の時間間隔Δｔ後に実行してもよいことを意味する。これとは逆に、最初に伝送される位置要求命令ＰＯＳ＿ＲＱは、時間的に最も優先されて処理される。したがって、時点ｔ＝ｔ_１に位置要求命令ＰＯＳ＿ＲＱを受信したほぼ直後につまりその後に可能な限り速く、位置測定システム２０が、第１のデータチャネル２１上で位置データＰＯＳ＿ＤＡＴの伝送を開始する。この場合、例えば、実際の絶対位置が、デジタルデータ語として処理ユニット１０に伝送される。当該位置データＰＯＳ＿ＤＡＴの伝送は、時点ｔ＝ｔ_４に終了する。引き続き、第２のデータチャネル１１と同様に第１のデータチャネル２１上でも、その他のデータＤＡＴ′が伝送される。当該その他のデータＤＡＴ′の処理は、受信側にとっては時間的に急がないものである。

したがって、本発明の伝送方式の範囲内では、位置測定システム２０と処理ユニット１０との間で伝送されるデータが、時間的に急ぐデータ及び命令と時間的に急がないデータ及び命令とに分割される。この場合、時間的に急ぐデータの伝送又は時間的に急ぐデータに関連する命令の処理は、時間的に急がないデータの伝送又は時間的に急がない命令の処理より常に優先される。時間的に急ぐものとしては、位置測定システム２０の実際に検出される位置に直接関連するデータ及び命令並びに処理ユニット１０側で非常に動的な制御のために高速に実行する必要のあるデータ及び命令が考えられる。つまり、この例では、時間的に急ぐものとしては、処理ユニット１０から伝送される位置要求命令ＰＯＳ＿ＲＱ及び応答として位置測定システム２０から伝送される位置データＰＯＳ＿ＤＡＴが考えられる。アブソリュート位置データとインクリメンタル位置データとの双方が、位置データＰＯＳ＿ＤＡＴとして伝送され得る。

これに対して、時間的に急がないものとしては、例えば位置測定システムのデータ及び／又はパラメータ、参照情報つまり温度測定値、診断データ等のような、実際の位置データと直接関係のない、交換されたデータ及び命令が考えられる。以下で、時間的に急がないデータＤＡＴ，ＤＡＴ′の種類をさらに詳しく説明する。当該その他の時間的に急がないデータＤＡＴ，ＤＡＴ′に関連して、例えば、対応する命令が即座に処理されるデータに関連して発生する命令は基本的に必要でない点が挙げられる。すなわち、この命令の処理を後で実施できることも可能である。この例では、時点ｔ＝ｔ_６までに交換された時間的に急がないデータＤＡＴ、ＤＡＴ′は、詳細には追加データＡＤＤ＿ＤＡＴ，ＡＤＤ＿ＤＡＴ′及び追加命令ＤＡＴ＿ＲＱ，ＤＡＴ＿ＲＱ′を有する。

交換されたデータのこのような分割に基づいて、連続するデータストリームとしての位置測定システム２０から処理ユニット１０への時間的に急がないデータＤＡＴ，ＤＡＴ′の進行する伝送を、この処理ユニット１０からの位置要求命令ＰＯＳ＿ＲＱによって中断し、この位置要求命令ＰＯＳ＿ＲＱのほぼその直後に実際の位置データＰＯＳ＿ＤＡＴを当該処理ユニット１０に伝送することも可能である。時間的に急がないデータＤＡＴ，ＤＡＴ′のこのように中断された伝送は、後の時点に完全にセットされる。当該対応する経過が、経時的に示されている図３ａ〜３ｃ中に記されている。

また、時間的に急がないデータＤＡＴ，ＤＡＴ′の伝送のこのような中断なしに、つながっているデータＤＡＴ，ＤＡＴ′を、複数のブロックにわたって時間分割することも可能である。これらのデータＤＡＴ，ＤＡＴ′は、所定の間隔をあけて前後して続き、同様に実際の位置データＰＯＳ＿ＤＡＴが、これらのデータＤＡＴ，ＤＡＴ′の間で伝送される。複数のブロックへのこのような分割は、例えば送信すべき時間的に急がないデータＤＡＴが特に大きい場合に必要であり得るか又は意義があり得る。

図１に図示された例では、追加データ命令ＤＡＴ＿ＲＱ，ＤＡＴ＿ＲＱ′又は追加データＡＤＤ＿ＤＡＴ，ＡＤＤ＿ＤＡＴ′がそれぞれ時間的に急がないデータＤＡＴ，ＤＡＴ′として、位置要求命令ＰＯＳ＿ＲＱ及び位置データＰＯＳ＿ＤＡＴとしてのそれぞれの時間的に急ぐデータに追従して伝送される。したがって、この例では、その他の時間的に急がないデータＤＡＴ，ＤＡＴ′を、追加データＡＤＤ＿ＤＡＴ，ＡＤＤ＿ＤＡＴ′及び追加命令ＤＡＴ＿ＲＱ，ＤＡＴ＿ＲＱ′に分割する必要がある。当該追加データ命令ＤＡＴ＿ＲＱ，ＤＡＴ＿ＲＱ′は、例えばその時の受信側から所定の追加データＡＤＤ＿ＤＡＴ，ＡＤＤ＿ＤＡＴ′を要求するものである。すなわち、例えば処理ユニット１０が、対応する追加データ命令ＤＡＴ＿ＲＱによって位置測定システム２０から追加データＡＤＤ＿ＤＡＴ等としての所定の測定システムパラメータを要求できる。

追加データ命令ＤＡＴ＿ＲＱ，ＤＡＴ＿ＲＱ′としては、当該要求命令のほかに、その他の命令も提供され得る。例えば、位置測定システムのプログラミング又は補正に関連する命令等が提供され得る。

図１の例では、処理ユニット１０が、時点ｔ＝ｔ_１以降に、すなわち位置要求命令ＰＯＳ＿ＲＱの伝送後に、追加データ命令ＤＡＴ＿ＲＱを位置測定システム２０に伝送する。例えば、位置測定システム２０の温度Ｔのような追加データが、当該位置測定システム２０で要求される。追加データ命令ＤＡＴ＿ＲＱの伝送が、時点ｔ＝ｔ_２に終了すると、追加データＡＤＤ＿ＤＡＴが、処理ユニット１０によって時点ｔ＝ｔ_３まで位置測定システム２０に伝送される。当該追加データＡＤＤ＿ＤＡＴは、例えば位置測定システム２０に対するプログラミング・パラメータでもよい。

当該位置測定システム２０は、位置要求命令ＰＯＳ＿ＲＱの受信後の時点ｔ＝ｔ_１別のデータチャネル２１上でこの位置測定システム２０内で処理された実際の位置データＰＯＳ＿ＤＡＴを直接伝送することによって応答する。当該位置データ要求命令ＰＯＳ＿ＲＱの応答に関する位置データＰＯＳ＿ＤＡＴの伝送が、図１中の破線によって示されている。実際の位置データＰＯＳ＿ＤＡＴが、時点ｔ＝ｔ_４に完全に伝送されていると、位置測定システム２０から処理ユニット１０への時間的に急がないデータＤＡＴ′の伝送が開始する。この場合、最初に追加データ命令ＤＡＴ＿ＲＱ′が、期間ｔ＝ｔ_４とｔ＝ｔ_５との間に処理ユニット１０に伝送される。追加データＡＤＤ＿ＤＡＴ′が、後続するｔ＝ｔ_５とｔ＝ｔ_６との間の期間内に伝送される。当該伝送の場合、追加データＡＤＤ＿ＤＡＴ′の伝送は、別のデータチャネル１１上の追加データ命令ＤＡＴ＿ＲＱで処理ユニット１０によって直前に要求される追加データの伝送ではない点が重要である。すなわち、当該データは、処理ユニット１０によって十分前から要求されていた追加データＡＤＤ＿ＤＡＴ′である。これと同様に、ｔ＝ｔ_１とｔ＝ｔ_２との間の期間内の追加データの要求に対する位置測定システム２０の応答も、明らかに後の時点ｔに実行され得る。この図示された例では、当該原理を説明するため、時間軸の第２部分がさらに示されている。この第２部分は、ｔ_１とｔ_６との間の第１のデータ交換期間後に後続する期間を示す。この場合、特に時点ｔ＝ｔ_１に要求された追加データＡＤＤ＿ＤＡＴが、ｔ＝ｔ_７とｔ＝ｔ_１３との間の後の期間内に伝送される。ここでも、両追加データＤＡＴが最終的に互いに関連する点が、図１中の当該両追加データＤＡＴ間の破線で示された接続線によって示されている。当該期間内の当該データ交換は、そのほかの点では既に上述したような原理で進行する。

以下に、異なって伝送されるデジタルデータ語の基本構成を図２ａ〜２ｄに基づいて説明する。これらのデジタルデータ語は、この例では時間的に急ぐデータ又は時間的に急がないデータとして伝送される。通常、対応するデジタルデータ語としての１つの連続するデータストリームが、処理ユニットと位置測定システムとの間の両データチャネル上で交換されるので、異なる種類のそれぞれのデータ語を一義的に識別することが基本的に必要である。この場合に限って、処理ユニット側と位置測定システム側とでの異なるデータ語の正しい処理が保証され得る。この理由から、伝送される各データ語又は場合によってはデータパケットの前に特別なデータ語識別子としてのＩＤ情報を伝送することが提唱されている。すなわち、後続するデータの開始及び当該後続するデータの種類が、このデータ語識別子によってその時の受信側に対して識別可能になる。この場合、当該後続するデータは、個々のデジタルデータ語でもよく又は個々のデジタルデータ語から成るデータパケットでもよい。図２ａ〜２ｄ中にはそれぞれ、どのようにしてデータ語識別子ＰＯＳ＿ＲＱ＿ＩＤ，ＰＯＳ＿ＤＡＴ＿ＩＤ，ＤＡＴ＿ＲＱ＿ＩＤ，ＡＤＤ＿ＤＡＴ＿ＩＤが、個々の時間的に急ぐデータＰＯＳ＿ＲＱ，ＰＯＳ＿ＤＡＴ及び時間的に急がないデータＤＡＴ＿ＲＱ，ＡＤＤ＿ＤＡＴの前に伝送されるかが概略的に示されている。それぞれのデータの前に追加的に伝送されるこれらのデータ語識別子ＰＯＳ＿ＲＱ＿ＩＤ，ＰＯＳ＿ＤＡＴ＿ＩＤ，ＤＡＴ＿ＲＱ＿ＩＤ，ＡＤＤ＿ＤＡＴ＿ＩＤは、図１中では見やすさの理由から省略した。伝送されるデータの正しい処理が、それぞれのデータ語識別子に基づいて両受信側で保証され得る。

既に上述したように、要求された時間的に急がない追加データＡＤＤ＿ＤＡＴは、その時の要求時点からより長い期間の経過後に完全に伝送されるので、当該伝送される追加データＡＤＤ＿ＤＡＴは、所定の先行する追加データ要求に対する応答としても識別可能である点が特に保証される必要がある。この理由から、一義的な追加データを有する対応する割当情報が、各々の伝送されるデータ語ＡＤＤ＿ＤＡＴ又は場合によってはデータパックの開始時に伝送される。対応する問合せ番号が、付随する問合せに割り当てられた場合、当該割当情報の伝送は、例えば簡単な応答番号の方式で実行され得る。しかし、割当情報を伝送すること、又は伝送される追加データを先行する追加データ要求に一義的に割り当てるといったその他の可能性も存在する。

既に上述したように、どのようにして、本発明の範囲内で、時間的に急ぐデータ又は時間的に急がないデータを伝送する連続するデータストリームが各時点に対して原則的に中断され得るかを、今度は図３ａ〜３ｃに基づいて説明する。図３ａ中には、処理ユニット（ＮＣ）１０から位置測定システム（ＥＮＣＯＤＥＲ）２０への、時間的に急がないデータＤＡＴ，ＤＡＴ′の実際に進行する伝送が示されている。上述したように、対応する時間的に急がないデータＤＡＴ，ＤＡＴ′の種類を位置測定システム２０側で一義的に識別するため、付随するデータ語識別子ＤＡＴ＿ＩＤ，ＤＡＴ′＿ＩＤ′がそれぞれ、当該対応する時間的に急がないデータＤＡＴ，ＤＡＴ′の前に割り当てられている。

データ語識別子ＤＡＴ＿ＩＤを含めた時間的に急がないデータＤＡＴが、ｔ＝ｔ_０とｔ＝ｔ_１との間の期間内に完全に伝送される一方で、後続する時間的に急がないデータＤＡＴ′のブロックの伝送が、時点ｔ＝ｔ_２に中断される。当該中断は、概略的に示された位置要求信号ＲＱによって実行される。例えば処理ユニット１０内の位置制御回路が、実際の位置データを位置測定システム２０から要求する。それ故に、当該位置要求信号ＲＱの到着の直後に、図３ｂにしたがって、時間的に急がないデータＤＡＴ′の進行する伝送が中断され、この代わりに、付随する−図示しなかった−データ語識別子を含んだ位置要求命令ＰＯＳ＿ＲＱが、位置測定システム２０に伝送される。図１に基づいて既に説明したように、位置測定システム２０は、−図示しなかった−実際に検出された位置データの伝送によって即座に応答する。当該位置要求命令ＰＯＳ＿ＲＱの伝送に引き続いて、別の時間的に急がないデータＤＡＴ″が、本発明の伝送パターンにしたがってｔ＝ｔ_３とｔ＝ｔ_４との間の期間内に処理ユニット１０から位置測定システム２０に伝送される。さらに今度は、時点ｔ＝ｔ_２に中断された時間的に急がないデータ語ＤＡＴ′の伝送を完結させることが必要である。図３ｂの実施の形態によれば、当該伝送は、ｔ＝ｔ_４とｔ＝ｔ_５との間の期間内にデータ識別子ＤＡＴ′＿ＩＤを含んだ対応するデータＤＡＴ′が位置測定システム２０にもう一度完全に伝送されることによって実行される。

しかし、この手段の代わりに、完全な伝送が時点ｔ＝ｔ_２に中断された時間的に急がないデータＤＡＴの残りの部分ＲＥＳＴ＿ＤＡＴ′だけを、−図３ｃ中に示したように−ｔ＝ｔ_３とｔ＝ｔ_４との間の期間内に伝送することが可能である。

したがって、この例に基づいて既に説明したように、例えば、位置の非常に動的な制御に対して必要である時間的に急ぐ位置データを要求するため、処理ユニット１０と位置測定システム２０との間の時間的に急がないデータＤＡＴ，ＤＡＴ′の連続するデータストリームが、各時点に対して中断され得る。

さらに、本発明の範囲内では、処理ユニット１０内で処理するための位置データＰＯＳ＿ＤＡＴを、所定の処理優先度で位置測定システム２０から要求することが可能である。すなわち、位置を制御するための位置データ及び加工品の輪郭をデジタル化するための位置データが、例えば工作機械制御部として構成された処理ユニット１０内で必要になり得る。当該加工品の輪郭のデジタル化は、通常は走査システムによって実行される。この走査システムは、その時の加工品の輪郭を走査し、走査信号の発生時にこの走査システムの実際の位置データＰＯＳ＿ＤＡＴを処理ユニット１０に伝送する。当該伝送と同時に、実際の位置データが、位置測定システム２０によって測定される。位置を制御するための位置データＰＯＳ＿ＤＡＴは、特に非常に動的な制御の場合に極めて高速に処理される必要がある一方で、加工品の輪郭をデジタル化するための位置データＰＯＳ＿ＤＡＴはほとんど時間的に急がない。この理由から、本発明では、異なる処理優先度が割り当てられている複数の位置要求命令ＰＯＳ＿ＲＱ^ｎ（ｎ＝１，２．．．）を提供してもよい。すなわち、例えば、第１の位置要求命令ＰＯＳ＿ＲＱ^１が提供されている。この第１の位置要求命令ＰＯＳ＿ＲＱ^１は、最も高い処理優先度で位置データＰＯＳ＿ＤＡＴを処理ユニット１０に伝送する。これらの位置データは、この処理ユニット１０で位置を制御するために使用される。さらに、少なくとも１つの第２位置要求命令ＰＯＳ＿ＲＱ^２が存在する。この第２位置要求命令ＰＯＳ＿ＲＱ^２は、より低い処理優先度で実際の位置データＰＯＳ＿ＤＡＴを処理ユニット１０に伝送する。次いで、これらの実際の位置データＰＯＳ＿ＤＡＴは、この処理ユニット１０で加工品の輪郭をデジタル化するために使用される。

異なる位置要求命令ＰＯＳ＿ＲＱ^ｎに処理優先度を割り当てると、優先度を位置の問い合わせ中又は位置データの伝送中に改めて確認することが可能である。すなわち、例えば、処理ユニット１０でデジタル化するために必要になり且つ低い優先度の位置要求命令ＰＯＳ＿ＲＱ^２によって先に要求された位置データＰＯＳ＿ＤＡＴがこの処理ユニット１０に伝送されることが中断され得る。この場合、当該中断は、対応する位置要求命令ＰＯＳ＿ＲＱ^１によって実行される。この位置要求命令ＰＯＳ＿ＲＱ^１は、最も高い処理優先度を有し、処理ユニット１０内で位置を制御するための位置データＰＯＳ＿ＤＡＴを迅速に伝送する。

当然に、２つより多い位置要求命令ＰＯＳ＿ＲＱ^ｎに、対応する処理優先度が割り当てられてもよい。

図１の既に説明した例では、２つの別個のデータチャネル１１，１２を有する本発明の全二重通信を説明した一方で、半二重通信としての別の実施の形態も構成され得ることを図４に基づいて以下に説明する。図１中の第１の例とは違って、この場合、単一のデータチャネル１１０が、位置測定システム２００と処理ユニット１００との間に設けられている。当該データチャネル１１０上で共通して、データが、位置測定システム（ＥＮＣＯＤＥＲ）２００から処理ユニット（ＮＣ）に伝送され、且つ、データが、処理ユニット１００から位置測定システム２００に伝送される。単一のデータチャネル１１０が、共通に利用されるため、この実施の形態では、当該第１の例に比べて若干変更された伝送のタイムチャートが示されている。

同様に、位置要求命令ＰＯＳ＿ＲＱが、時点ｔ＝０に処理ユニット１００から位置測定システム２００に伝送される。この位置測定システム２００は、時点ｔ＝ｔ_１とｔ＝ｔ_２との間に実際の位置データＰＯＳ＿ＤＡＴを伝送することによって即座に応答する。処理ユニット１００への位置データＰＯＳ＿ＤＡＴの伝送が終了する時点ｔ＝ｔ_２以降に初めて、時間的に急がないその他のデータＤＡＴが、ｔ＝ｔ_２とｔ＝ｔ_４との間の期間内に処理ユニット１００から位置測定システム２００に伝送される。この位置測定システム２００は、このデータ伝送サイクルを終了するため、ｔ＝ｔ_４とｔ＝ｔ_６との間の後続する期間内に、同様に時間的に急がないその他のデータＤＡＴ′によって最終的に応答する。

上述した例と同様に、伝送される時間的に急がないデータＤＡＴは、追加データＡＤＤ＿ＤＡＴ，ＡＤＤ＿ＤＡＴ′及び追加命令ＤＡＴ＿ＲＱ，ＤＡＴ＿ＲＱ′から構成される。伝送すべきデータが、時間的に急ぐデータと時間的に急がないその他のデータＤＡＴ，ＤＡＴ′とに選択されて分割されるため、処理ユニット１００側での迅速な制御サイクルが、位置測定システム２００からの必要な位置データＰＯＳ＿ＤＡＴの速い応答によって実現され得ることが同様に保証される。

本発明のこの実施の形態でも、当然に、上述した個々の手段を実現することができる。したがって、ここでは全ての詳細を再度説明しない。

引き続き、本発明の方法で使用される装置に関して図４に基づいてさらに詳しく説明する。当該装置は、特に時間的に急がないデータの伝送に関して重要である。この場合、図３は、さらに詳しく説明すべき、特に本発明に関連する幾つかの構成要素を有する当該装置の全二重通信を非常に概略的に示す。

当該装置は、同様に位置測定システム（ＥＮＣＯＤＥＲ）２００及び後続配置された処理ユニット（ＮＣ）２０００を有する。この位置測定システム（ＥＮＣＯＤＥＲ）２００及びこの処理ユニット（ＮＣ）２０００は、以下で説明する構成要素以外は通常の構造を有する。位置測定システム２０００と処理ユニット１０００との間のデータ転送は、２つの別々のデータチャネル１１００，２１００を通じて実行される。その他のデータが、第１のデータチャネル２１００を通じて位置測定システム２０００から処理ユニット１０００に伝送される。第２のデータチャネル１１００上では、データが、逆方向に、すなわち処理ユニット１０００から位置測定システム２０００に伝送される。

引き続き時間的に急がないデータＤＡＴの伝送に関連するその他の詳細を説明する前に、位置測定システム２０００内の概略的に示された制御ユニット２５００に関して説明する。この制御ユニット２５００の役割は、上述したような本発明のデータ伝送と位置測定システム２０００内の異なるデータの内部処理とを同期すること又は制御することである。当該制御ユニット２５００は、例えばプロセッサ又は適切な論理回路である。

これと同様に、処理ユニット１０００も、対応する制御ユニット１５００を有する。この制御ユニット１５００は、上述したような特にデータ伝送又はデータ処理を制御する。一般に、処理ユニット１０００側の制御ユニット１５００は、プロセッサとして構成されている。

さらに、第１記憶ユニット２３００が、位置測定システム２０００側に概略的に示されている。この記憶ユニット２３００は、処理ユニット１０００によって伝送される時間的に急がないデータＤＡＴを記憶するために使用される。当該時間的に急がないデータＤＡＴは、上述したように追加データＡＤＤ＿ＤＡＴと追加データ命令ＤＡＴ＿ＲＱとから構成される。受信される様々な時間的に急がないデータＤＡＴのこのような記憶は、当該処理が一般にすぐに実行される必要がない場合に必要である。したがって、伝送中に受信される追加データＡＤＤ＿ＤＡＴ及び追加データ命令ＤＡＴ＿ＲＱが、位置測定システム２０００の記憶ユニット２３００内に記憶され、優先度及び処理のために要する時間に応じて処理される。当該処理は、例えば位置測定システム２０００のシステムパラメータの要求である。当該システムパラメータは、位置測定システム２０００内のＥＥＰＲＯＭＳとしてのその他の記憶ユニット２４００内に記憶されている。要求されたパラメータが、この記憶ユニット２４００から読み取られる。当該読み取りは、ＥＥＰＦＲＯＭＳの場合は一般に比較的ゆっくりと実行され、引き続き上述した方法で処理ユニット１０００に伝送される。これと平行して、時間的に急がないその他の問い合わせ又は要求が、位置測定システム２０００側で処理され得る。これらのその他の問い合わせ又は要求の全てが、記憶ユニット２３００内に記憶されている。当該処理は、例えば温度測定値、加速度測定値等の問い合わせでもよい。

当該対応する処理後に、時間的に急がないデータＤＡＴが、上述したように処理ユニット１０００に伝送され、適切な第２記憶ユニット１３００内に同様に記憶される。この記憶ユニット１３００内でのデータの処理が、この処理ユニット内でも緊急度つまり優先度に応じて対応する処理によって実行される。当該処理は、ソフトウェアで好適に実現されている。

位置測定システム２０００側の記憶ユニット２３００又は処理ユニット１０００側の記憶ユニット１３００は、伝送される時間的に急がないデータＤＡＴの構成に相当する構成を有する。当該構成は、追加データＡＤＤ＿ＤＡＴ用の第１記憶領域及び追加データ命令ＤＡＴ＿ＲＱ用の第２記憶領域が時間的に急がないデータＤＡＴの各々の伝送されるデータセットに対して設けられていることを意味する。当然に、これらの記憶領域の大きさを、当該時間的に急がないデータＤＡＴの対応するデータ語の大きさに合わせる必要がある。

記憶ユニット１３００，２３００に関連して、本発明のデータ伝送の範囲内で、上述したデータのほかに、さらに記憶ユニットの状態データＭＥＭ＿ＳＴＡＴが、位置測定システム２０００と処理ユニット１０００との間で規則的に伝送される点を説明する必要がある。当該記憶ユニットの状態データＭＥＭ＿ＳＴＡＴは、それぞれの記憶ユニット１３００，２３００に関する情報である。この場合、当該記憶ユニットの状態データＭＥＭ＿ＳＴＡＴは、記憶ユニットの実際の状態に関する情報、すなわち例えば、それぞれの記憶ユニット１３００，２３００がメモリーフルか又はメモリーエンプティーか又は部分的にメモリーフルかどうか等に関する情報を少なくとも有する。当該情報は、特に位置測定システム２０００の記憶ユニット２３００で重要である。何故なら、記憶ユニット２３００がメモリーフルである場合、さらなるデータＤＡＴが、処理ユニット１０００側で位置測定ユニット２０００の方向にもはや伝送され得ないからである。したがって、記憶ユニットの状態データＭＥＭ＿ＳＴＡＴの規則的な伝送に起因して、対応する記憶ユニット１３００，２３００がメモリーフルである時に、その時の送信側が、当該さらなるデータＤＡＴをもはや伝送しないことが保証され得る。

本発明の範囲内では、説明した実施の形態のほかに、当然にその他の実施の形態も存在する。

１０処理ユニット
１１第２データチャネル
１００処理ユニット
１０００処理ユニット
１１００第２データチャネル
１３００第２記憶ユニット
１５００制御ユニット
２０位置測定ユニット
２１第１データチャネル
２００位置測定ユニット
２０００位置測定ユニット
２１００第１データチャネル
２３００第１記憶ユニット
２４００その他の記憶ユニット
２５００制御ユニット
ＰＯＳ＿ＤＡＴ実際の位置データ
ＰＯＳ＿ＲＱ位置要求命令
ＰＯＳ＿ＲＱ′ 位置要求命令
ＰＯＳ＿ＤＡＴ′ 実際の位置データ
ＤＡＴその他のデータ
ＤＡＴ′ その他のデータ

Claims

位置測定システム（２０；２０００）と処理ユニット（１０；１０００）との間でシリアルデータ伝送するための方法において、
位置データ（ＰＯＳ＿ＤＡＴ，ＰＯＳ＿ＤＡＴ′）及びその他のデータ（ＤＡＴ，ＤＡＴ′）が、前記位置測定システム（２０；２０００）から前記処理ユニット（１０；１０００）にシリアル伝送され、
前記位置測定システム（２０；２０００）から前記処理ユニット（１０；１０００）に伝送されるデータは、第１データチャネル（２１；２１００）を通じて伝送され、前記処理ユニット（１０；１０００）から前記位置測定システム（２０；２０００）に伝送されるデータは、第２データチャネル（１１；１１００）を通じて伝送され、
当該伝達されるデータは、一方では時間的に急ぐデータ及び命令と他方では時間的に急がないデータ及び命令とに分割され、
位置データ（ＰＯＳ＿ＤＡＴ，ＰＯＳ＿ＤＡＴ′）及び位置要求命令（ＰＯＳ＿ＲＱ，ＰＯＳ＿ＲＱ′）が、時間的に急ぐデータ（ＰＯＳ＿ＤＡＴ，ＰＯＳ＿ＤＡＴ′；ＰＯＳ＿ＲＱ，ＰＯＳ＿ＲＱ′）を示し、追加データ（ＤＡＴ，ＤＡＴ′）及び追加データ命令（ＤＡＴ＿ＲＱ，ＤＡＴ＿ＲＱ′）が、時間的に急がないその他のデータ（ＤＡＴ＿ＲＱ，ＤＡＴ＿ＲＱ′；ＤＡＴ，ＤＡＴ′）を示し、
位置データ（ＰＯＳ＿ＤＡＴ，ＰＯＳ＿ＤＡＴ′）を要求するため、時間的に急ぐ位置要求命令（ＰＯＳ＿ＲＱ，ＰＯＳ＿ＲＱ′）が、前記処理ユニット（１０；１０００）から前記位置測定システム（２０；２０００）に伝送され、前記時間的に急ぐ位置要求命令（ＰＯＳ＿ＲＱ，ＰＯＳ＿ＲＱ′）に続くその他のデータ（ＤＡＴ，ＤＡＴ″）が、前記処理ユニット（１０；１０００）から前記位置測定システム（２０；２０００）に伝送され、前記その他のデータ（ＤＡＴ，ＤＡＴ″）の処理は、時間的に急がないものであり、
当該つながっている時間的に急がないデータ（ＤＡＴ，ＤＡＴ″）は、時間的につながっていない、所定の間隔をあけて前後して続く複数の追加データブロックによって時間分割して伝送される方法。
前記位置データ（ＰＯＳ＿ＤＡＴ）は、所定の語長を有するデジタルデータ語として又はデジタルデータ語から構成されたデータパケットとして伝送される請求項１に記載の方法。
前記処理ユニット（１０００）から伝送される前記時間的に急がないデータ（ＤＡＴ＿ＲＱ，ＡＤＤ＿ＤＡＴ）は、前記位置測定システム（２０００）側でこの位置測定システム（２０００）の第１記憶ユニット（２３００）内に記憶される請求項１に記載の方法。
前記位置測定システム（２０００）から伝送される前記時間的に急がないデータ（ＤＡＴ＿ＲＱ，ＡＤＤ＿ＤＡＴ）は、前記処理ユニット（１０００）側でこの処理ユニット（１０００）の第２記憶ユニット（１３００）内に記憶される請求項１に記載の方法。
記憶ユニットの状態データ（ＭＥＭ＿ＳＴＡＴ）が、前記位置測定システム（２０００）から前記処理ユニット（１０００）に伝送され、前記記憶ユニットの状態データ（ＭＥＭ＿ＳＴＡＴ）は、前記位置測定システム（２０００）内の前記第１記憶ユニット（２３００）の実際の記憶状態に関する情報を少なくとも有する請求項１に記載の方法。
データ語識別子（ＰＯＳ＿ＲＱ＿ＩＤ，ＰＯＳ＿ＤＡＴ＿ＩＤ，ＤＡＴ＿ＲＱ＿ＩＤ，ＡＤＤ＿ＤＡＴ＿ＩＤ）が、伝送される各デジタルデータ語又はデータパケットに結合して伝送され、このデータ語識別子（ＰＯＳ＿ＲＱ＿ＩＤ，ＰＯＳ＿ＤＡＴ＿ＩＤ，ＤＡＴ＿ＲＱ＿ＩＤ，ＡＤＤ＿ＤＡＴ＿ＩＤ）は、割り当てられるそれぞれのデータ語又はデータパケットの開始及び種類を一義的に識別する請求項２に記載の方法。
追加データ命令が、その他のデータ（ＤＡＴ，ＤＡＴ′）として前記位置測定システム（２０；２０００）に伝送される請求項１に記載の方法。
追加データが、前記追加データ命令を通じて前記位置測定システム（２０；２０００）によって要求される請求項７に記載の方法。
前記位置測定システム（２０；２０００）のシステムパラメータが、前記追加データ命令を通じて要求される請求項７に記載の方法。
位置測定システム（２０；２０００）と処理ユニット（１０；１０００）との間でシリアルデータ伝送するための装置において、
位置データ（ＰＯＳ＿ＤＡＴ，ＰＯＳ＿ＤＡＴ′）及びその他のデータ（ＤＡＴ，ＤＡＴ′）が、前記位置測定システム（２０；２０００）から前記処理ユニット（１０；１０００）に伝送され、
前記位置測定システム（２０；２０００）と前記処理ユニット（１０；１０００）との間で当該データを伝送するため、２つの独立したデータチャネル（１１；２１）が設けられていて、これらのデータチャネル（１１；２１）のうちの一方の第１データチャネル（２１）が、データを一方の方向に伝送するために利用可能であり、他方の第２のデータチャネル（１１）が、データをその逆の方向に伝送するために利用可能であり、
当該伝達されるデータは、一方では時間的に急ぐデータ及び命令と他方では時間的に急がないデータ及び命令とに分割され、
位置データ（ＰＯＳ＿ＤＡＴ，ＰＯＳ＿ＤＡＴ′）及び位置要求命令（ＰＯＳ＿ＲＱ，ＰＯＳ＿ＲＱ′）が、時間的に急ぐデータ（ＰＯＳ＿ＤＡＴ，ＰＯＳ＿ＤＡＴ′；ＰＯＳ＿ＲＱ，ＰＯＳ＿ＲＱ′）を示し、追加データ（ＤＡＴ，ＤＡＴ′）及び追加データ命令（ＤＡＴ＿ＲＱ，ＤＡＴ＿ＲＱ′）が、時間的に急がないその他のデータ（ＤＡＴ，ＤＡＴ′；ＤＡＴ＿ＲＱ，ＤＡＴ＿ＲＱ′）を示し、
制御ユニット（１５００）が、前記処理ユニット（１０００）側に配置されていて、この制御ユニット（１５００）は、位置データを要求するために時間的に急ぐ位置要求命令（ＰＯＳ＿ＲＱ）を前記位置測定システム（２０００）に伝送させ、前記時間的に急ぐ位置要求命令（ＰＯＳ＿ＲＱ）の当該伝送に続いて、その他のデータ（ＤＡＴ）を伝送させ、前記その他のデータ（ＤＡＴ）の処理は、時間的に急がないものであり、
当該つながっている時間的に急がないデータ（ＤＡＴ，ＤＡＴ′）は、時間的につながっていない、所定の間隔をあけて前後して続く複数の追加データブロックによって時間分割して伝送される装置。
第１記憶ユニット（２３００）が、前記位置測定システム（２０００）側に配置されていて、この第１記憶ユニット（２３００）は、前記処理ユニット（１０００）から伝送される時間的に急がないデータ（ＤＡＴ）を記憶するために使用される請求項１０に記載の装置。
第２記憶ユニット（１３００）が、前記処理ユニット（１０００）側に配置されていて、この第２記憶ユニット（１３００）は、前記位置測定システム（２０００）から伝送される時間的に急がないデータ（ＤＡＴ）を記憶するために使用される請求項１０に記載の装置。
前記処理ユニット（１０００）側の前記制御ユニット（１５００）は、プロセッサとして構成されている請求項１０に記載の装置。