Hi ich würde gerne mehrere verschiedene eigene Geräte miteinander kommunizieren lassen. Das ganze soll sehr modular gehalten sein. Ich dachte an einen 8 Bit Geräteadressbus und einen 8 Bit Datenbus. Allerdings habe ich jetzt ein Problem. Jedes Gerät soll mit jedem kommunizieren können. Das bedeutet dass es durchaus passieren kann dass zwei (oder mehr) Geräte gleichzeitig auf den Bus zugreifen wollen. Nun, damit die Signale auf dem Bus eindeutig sind, und jedes Gerät überprüfen können muss ob noch ein anderes Gerät auf dem Bus versucht zu kommunizieren, muss jedes Gerät idealerweise seine Geräteadresse bekanntgeben. Das könnte ja dann folgendermaßen aussehen dass im Adressbus die Adresse des zu rufenden Gerätes steht und im Datenbus die Adresse des Gerätes das versucht eine Verbindung aufzubauen. Folgendes Szenario: 3 Geräte: Nummer 1 hat Geräteadresse 00000001 Nummer 2 hat Geräteadresse 00000010 Nummer 3 hat Geräteadresse 00000011 Angenommen Gerät nummer 2 und nummer 3 versuchen gleichzeitig eine verbindung zu gerät 1 aufzubauen. Dann merkt nur Gerät 2 dass jemand anderes auf den Bus ebenfalls kommuniziert, weil die Adresse auf dem Bus nicht seiner Adresse entspricht. Dies ist der günstigste Fall. Gerät 2 macht den Bus frei und Gerät 3 plappert weiter, da er davon nichts mitbekommen hat. Angenommen Gerät 1 und Gerät 2 rufen Gerät 3, habe ich ein Problem. Beide könnten feststellen, dass der Bus duch einen anderen Teilnehmer gestört wird. Aber wer gibt jetzt auf und macht den Bus frei? Was wäre die optimale Lösung um solche logischen Fehler zu vermeiden? Ich grübel jetzt schon ewig über dieses Problem aber ich komme einfach nicht zu einer sinnvollen Lösung. Hat irgendjemand eine Idee?
Hallo, mnal ganz simpel gedacht, es gibt ein Busy-Leitung, wenn diese z.B. low ist, dann kann keine Kommunikation stattfinden, also der Sendende prüft BUSY ??, wenn Leitung frei, Leitung auf Low, Senden und dann Leitung auf High. Ansonsten sollte CAN gut funktionieren, aber ist in meinen Augen ziemlich aufwendig... Vielleicht konnte ich helfen... Gruss A. Arndt
Eine Busy-Leitung würde nicht wirklich helfen. Wenn beide Geräte gleichzeitig veruschen auf den Bus zuzugreifen. Beide Geräte prüfen gleichzeitig den Signalzustand von Busy und sehen er ist logisch=0. Darauf hin denken beide der Bus ist frei und fangen an ihn zu reservieren. Das hilft mir also leider nicht :( CAN sagt mir leider nichts. Könntest du mir etwas auf doe Sprünge helfen? :) Sven
Hallo, tippe mal Google CAN ein, es gibt dort eine Site nennt sich CAN at Home, da ist alles gut beschrieben. Nochmal zum 1. Beitrag, der Sender prüft vorerst, ist Busy frei, wenn ja schaltet er busy auf "Besetzt", sendet Daten und gibt die Leitung wieder frei. Möchte ein Sender gleichzeitig senden trifft er auf "Besetzt" und sendet nicht... Gruss A. Arndt
ok erst googeln dann nachfragen :) Habe die Spezifikationen zum CAN-Bus überflogen. Das Prinziep dort ist, dass eine serielle Übertragung stattfindet. Das dominate Gerät (Signal =1) setzt sich durch und das andere gibt auf. Dies würde jedoch nur bei einem seriellen Bus funktionieren, da bei einem paralellen unter Umständen Überschneidungen stattfinden, die beide Geräte betreffen. Wer steigt dann aus? Was die Sache mit Busy angeht: Vielleicht stelle ich mich auch etwas dämlich an aber. Wenn ein Gerät Busy auf 1 setzt, und er würde dann Busy abfragen würde er 1 bekommen. Es weiss also nicht ob ein anderes Gerät zeitgleich Busy ebenfalls auf 1 gesetzt hat. Angenommen er schickt jetzt sein Datenpaket ab und wartet auf eine Antwort des Empfängers und angenommen Zwei Geräte haben gleichzeitig den Bus blockiert und die Zieladresse verfälscht, antwortet unter Umständen kein Gerät weil es eine ungültige Adresse war. Dann wissen bedie Sendegeräte "upps. is was schiefgelaufen. Ich probiers nochmal" und das gleiche Spiel beginnt wieder von vorne. Oder wo liegt mein Denkfehler? Sven
Also: Der Sender prüft die Busy-Leitung, die Leitung ist frei (angenommen low), er zieht die die Leitung auf High und sendet seine Daten und setzt die Leitung dann wieder auf low. Und so macht es jeder Baustein und ist Busy nicht frei sendet auch keiner und sonst heisst es, wer zuerst kommt, malt zuerst und dass zwei uC gleichzeitig die Leitung auf High ziehen ist denke ich minimaler Zufall... Gruss A. Arndt
Ok, aber was ich meine ist, das die Möglichkeit besteht dass die Geräte wirklich gleichzeitig senden. Und wenn dass passiert dann verhängt sich der Bus in einer Endlosschleife, weil dann beide Geräte synchron miteinander laufen und den Bus permanent durch ungültige Datenpakete blockieren. Auch wenn die Wahrscheinlichkeit gering ist, möchte ich das nicht riskieren. Sven
Hi
>dass zwei uC gleichzeitig die Leitung auf High ziehen ist denke ich
minimaler Zufall...
Das will ich so nicht stehen lassen. Denn die Wahrscheinlichkeit ist
direkt Abhängig von der Anzahl der Busteilnehmer als auch von der
Häufigkeit der Buszugriffe.
Ausserdem ist zu beachten das sich ein elektrisches Signal auch erst in
einem Leiter ausbreiten muss. Soll heissen das Busysignal wird am
"anfang" des Busses erzeugt und ist zum Zeitpunkt des Prüfens eines
andren Knotens noch gar nicht am Ende des Busses angekommen.
Was man in diesem Falle braucht ist die Möglichkeit Kollisionen zu
erkennen und diese zu beheben.
Gruss Carsten
Nur mal als Denkanstoß, leg doch als erstes die Adresse des Geräts das senden will auf den Bus und überprüf, ob sie auch richtig auf dem Bus liegt, wenn ja hast du den Bus für dich alleine und kannst dann deine Zieladresse auflegen. Die einzelnen Adressen haben dann halt unterschiedliche Prioritäten, aber kann ja durchaus erwünscht sein ;) Gruß Peter
hmm... mal ne Idee in den Raum geschmissen ;-) wie wärs mit passivem Treiben... d.H. man treibt niemals High Pegel, sondern verwendet die Pull-Ups, schaltet also den Pin auf Input für einen High Pegel, und für Low eben Output Low. So kann wenigstens nix passieren wenns mit dem Bussy nicht klappt. Ich hoffe nur ich mach grad keinen Denkfehler.
Im Prinzip ist das ganze ja eine Art Ethernet 10Base2. Alle Geräte sollen mit allen zu jeder beliebigen Zeit kommunizieren können. Dabei denke ich, ist es egal, ob es ein serieller oder ein paralleler Bus ist. Beim Ethernet funktioniert das so, daß eines der Geräte eine Serverfuktion übernimmt und somit das Netzwerk managed. Steigt das Gerät aus dem System aus, übernimmt ein anderes die Serverfunktion. Um die ganzen Abfragen zu vereinfachen, würde ich eine Art Buscontroller erstellen. Dieser liegt mit am Bus. Wenn ein Gerät senden will, meldet es das am Buscontroller an. Am Buscontroller entsteht somit eine Warteschlange, die dann durchgetickert wird. Somit erhält jeder Baustein die Option auf den Bus.
Ist es wirklich nötig, daß die Busteilnehmer die Arbitrierung unter sich ausmachen? Wie wäre es mit einer zentralen Verwaltung? Jeder Busteilnehmer der senden will schickt eine eine Nachricht an die Busverwaltung und bekommt irgendwann eine Bestätigung, daß er den Bus jetzt benutzen darf. Diese Anforderung kann man z.B. mit zwei Leitungen pro Gerät machen (Request und Acknoledge) oder über ein spezielles Datenpaket, das zu bestimmten Zeiten gesendet, z.B. das von Andreas erwähnte Token. Markus
Gralf: Was Du wohl meinst ist die Netbios Namensauflösung ohne Domain Controller. Beim 10Base2 gibts keinen Master. Markus
Hi, du solltest bischen mehr Stoff zu dem Can Bus lesen. Es kann Kollisionen erkennen und Auswerten. Desweitern kann man die einzelnen Geraete (in deinem Fall die anderen µC) Pioritaetsnummern verteilen. Im Auto ist es Standard (VW&Audi), sogar fuer Sicherheitsrelevate Bereiche. Aufwendig ist es nicht gerade, sondern eine Kostenfrage. Kauf dir ein MCP2590 (Can Controller mit SPI) und ein tda1054(Can Transmitter IC) zum steuern des MCP2590 z.B. ein AVR. Mfg Dirk
@Peter Die Adresse des sendenden Gerätes wollte ich ja auch auf den Bus legen. Aber wenn ich 2 sendewillige Geräte habe, eins mit der Adresse 00000010 und eins mit der Adresse 00000001 und wenn diese beiden Geräte synchron ihre Adresse auf dem Bus schieben entsteht die logische Adresse 00000011. Beide Geräte überprüfen anschlißend ob ihre korrekte Adresse auf dem Bus liegt. Beide Geräte stellen fest, dass sie falsch ist. Also wissen jetzt beide Geräte, dass ihr Verbindungsaufbau von einem anderen Teilnehmer gestört wurde. Und dann? Wer entscheidet wer jetzt den Bus bekommt? Wenn sie es auf gut glück nochmal versuchen habe ich erst reht ein tierisches Problem. Wenn beide Geräte vom selben Typ sind, läuft die weitere Programmausführung absolut synchron, und beide stören sich unendlich lang auf dem Bus. Die Folge ist dass nicht nur die 2 Geräte ausfallen, sondern auch der BUS permanent belegt wird. @Darko Sorry, den Sinn davon verstehe ich nicht ganz @Andreas. An die Möglicheit ein Token-netz aufzubauen habe ich auch schon gedacht. Allerdings bin ich davon nicht besonders begeistert. Zum einen was die Geschwindigkeit und Reaktionszeit betrifft. Zum anderen vom mechanischen Aufbau. Die Geräte hocken alle in einem 19 Zoll Baugruppenträger. Für leere Schächte in der Mitte müsste ich Dummies reinsetzten die den BUS brücken. Das erste und Letzte Gerät müsste ich über ein externes Kabel zusätzlich brücken. Wie gesagt damit kann ich mich einfach nicht anfreunden. Ich bin der festen Meinung dass es eine einfache Lösung für mein Problem geben muss. @Gralf Der Unterschied zwischen einer seriellen und paralellen Datenüberträgung ist, dass es bei einer paralellen mehr Bits verfälscht werden können. Bei einer seriellen Übertragung gibt es nur eine Datenleitung, wenn andere Geräte gleichzeitig ebenfalls auf dem Bus senden setzt sich das Gerät mit der höhren Adresse durch, da es einfach seine Adresse auf den Bus schiebt, und sobald das erste Gerät merkt, hoppla da wurde mein Signal verfäscht steigt es aus. Es ist unmöglich das beide sendenden Geräte dies Gleichzeitig merken, denn einer von beiden setzt auf jeden Fall das richtige Signal. Bei einer paralellen Datenübertragung können bis zu 8 Bits manipuliert werden. Das bedeutet dass beide Geräte unter Umständen sofort merken dass ein anderer Teilnehmer auf den Bus hockt, da es Überschneidungen gibt und nun, im Gegensatz zum seriellen Bus können beide Ausgaben von beiden Geräten gleichzeitig verfälscht werden. Und dann ist wieder die Frage die mich beschäftigt: Wer gibt den Bus dann frei? @Gralf und Markus Bei einem solchen System würde ich nichts sparen, denn der Verbindungsaufbau zum Server müsste ja ebenfalls über einen Bus geschehen. Und da hab ich die gleichen Probleme. Einzige Möglichkeit: Ich reserviere für jedes Gerät eine extra Leitung, damit wüsste der "Server" und jedes andere Gerät sofort welche Geräte grad auf dem Bus rumpfuschen, aber bei einem Adressbus mit 8 Bit Breite ergibt es die maximale Anzahl von 256 verschiedenen Geräten. Damit würde ich den Bus mal eben mit 274 Signalleitungen betreiben müssen etwas zu hoch wie ich finde. Eine andere Möglichkeit wäre zu sagen dass die Geräte unter sich nicht kommunizieren sollen, und dies alles über eine Art Server abgewickelt wird. Das würde bedeuten dass nur der Server zu anderen Geräte eine Verbindung aufbauen kann, somit könnte es auch keine Kollision geben. Das würde aber auch einen ehrheblichen Mehraufwand bedeuten. Der Server müsste ständig jedes Gerät abfragen ob es was neues gibt. Wenn es was neues gibt so lässt er sich das Datenpacket über den bereits reservierten Bus schicken. Dieses leitet er dann unter Umständen an die betroffenen Geräte weiter. Die Laufzeit der Datenpakete ist dadurch zwar höher, aber wie es mir scheint ist dies die einzig vernünftige Möglichkeit die mir bleibt. @Dirk ich werd mich noch n bissl über den CAN-Bus informieren. Allerdings ist das ganze eine Kostenfrage. Wenn die Controller zu teuer sind werde ich sie nicht einsetzten können. Sven
Hallo Sven, - bei Kollisionen auf dem CAN-Bus zieht sich der Teilnehmer mit der niedrigeren Priorität zurück. Kollisionen sind deswegen kein Problem. - wenn Du ein Protokoll verwendest, bei dem Kollisionen auftreten können, dann warten einfach beide nach der Kollision eine zufällige Zeit ab, bevor sie es wieder probieren. Diese Lösung wird beim Ethernet benutzt. - Wenn Du extra Leitungen für die Arbitrierung hast, dann brauchst Du keine 274 Leitungen, da Du a) nicht für jede potentielle Adresse eine Leitung brauchst, sondern nur für die real vorhandenen und b) das sowieso nur für Karten mit Busmasterfähigkeit brauchst. - Zur Serverlösung: Die Daten müssen nicht über den Server. Der Server muß nur sagen, wann wer übertragen darf. Sonst müssen die Daten ja zweimal über den Bus. Prinzipiell solltest Du Dir auch mal bestehende Systeme anschauen. Es ist ja nicht das erstemal, daß jemand für ein 19"-Rack einen Bus braucht. Markus
@Sven, dann erzeug in jedem Gerät ne Zufallszahl und warte diese Zeit ab, bevor die Geräte wieder versuchen dürfen den Bus zu belegen. Kannst ja auch mal nach CSMA/CD googeln... Peter
Und wenn Du für die Anmeldung der Geräte am Server eine Serielle Leitung nimmst? Im Prinzip reicht es ja, wenn das Gerät, was senden will, seine Adresse an den Server sendet. Dieser stellt die Adresse dann in eine Warteschlange. Kommt die Adresse an die Reihe, sendet der Server einfach die Adresse zurück. Alle angeschlossenen Geräte scannen diese Leitung. Kommt die eigene Adresse, wird gesendet. Da auf diesem seriellen Bus sicherlich weniger Traffic sein wird, als auf dem parallelen, schadet es nicht, wenn ein Gerät mal etwas warten muß, bis es seine Anfrage an den Server schicken kann, weil gerade zur selben Zeit der Server eine Zuteilung macht oder ein anderes Gerät sich anmeldet. Sollte es doch etwas eng werden, kannst Du immer noch zwei serielle Leitungen nehmen, eine zum Server hin, eine vom Server weg. Wenn das einzige Problem beim Token-Ring die Verkabelung ist, dann sehe ich da keine Probleme. Dadurch daß es ein begrenzter Ort ist (19"Rack), kann man alle Eventualitäten einplanen. Die erste und letzte Karte, besser den erstn und letzten Slot kannst Du intern schon miteinander verbinden. Ist ein Slot frei, stellt dieser selbst die Überdrückung her. Z.B. durch ein abfallendes Relais, das beim Einstecken einer Karte über eine kleine Pinbrücke direkt am Steckverbinder gespeist wird und dann anzieht. Gralf
@Sven:
> Beide Geräte überprüfen anschlißend ob ihre korrekte Adresse
auf dem Bus liegt. Beide Geräte stellen fest, dass sie falsch ist
Nein, nur ein Gerät stellt das fest, da die Überprüfung nach jedem
Bit geschieht (und nicht erst nach der kompletten Adresse).
Ansonsten beschreibst du mit deinen Anforderungen genau das was der
CAN-Bus leistet.
Schmittchen
@Schmittchen Diese Aussage bezog sich auf einen paralellen Bus mit 8 Bit. Seriell stimme ich dir voll und ganz zu. Ich werde jetzt einfach mit einer zufälligen Zeitverzögerung arbeiten, falls 2 Geräte sich blockieren. Dürfte am einfachsten und billigsten sein. Sven
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