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MSC upstream channel arbitration

IP.com Disclosure Number: IPCOM000029957D
Original Publication Date: 2004-Aug-25
Included in the Prior Art Database: 2004-Aug-25
Document File: 3 page(s) / 176K

Publishing Venue

Siemens

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Abstract

Der MicroSecond-Bus (oder auch Channel, kurz: MSC) dient zur seriellen Uebertragung von Timerdaten (Schaltzustaenden) an externe Powerchips. Diese Powerchips beinhalten Leistungstreiber, die in Abhaengigkeit der uebertragenen Signale schalten. Der Haupteinsatzzweck des MSC ist die Einsparung von Pins (Anschlussstecker), da die parallel vorliegenden Timerinformationen seriell uebertragen werden, bevor sie wieder parallel von den Powerbausteinen ausgegeben werden. Ein Mastercontroller (mit dem Timer) kann mit einem oder mehreren Slaves (mit Leistungsschaltern) kommunizieren. Prinzipiell ist es moeglich, mehr als einen Slave automatisch mit Daten zu versorgen, so dass Schaltvorgaenge auf verschiedenen Powerbausteinen von einem MSC-Master gesteuert werden (siehe Abb. 1). Der Datenweg vom Microcontroller zu den Powerbausteinen wird als Downstream-Kanal bezeichnet. Jeder Powerbaustein kann auch seinen internen Status oder andere Zustaende als Diagnose oder Programmkontrolle an den Microcontroller zurueckmelden (Upstream-Kanal). Hierfuer dient die Leitung SDI (shift data input). Das Protokoll auf dieser Leitung entspricht dem normalen ASC-Protokoll (Asynchrounos Serial Interface) mit der Erweiterung, dass zusaetzliche vier Bits zurueckgesendet werden koennen (optional). Diese Bits koennen als Kennung genutzt werden, um den Dateninhalt zu charakterisieren (siehe Abb. 2). So kann z.B. ein Teil der Bits angeben, von welchem Powerbaustein die Nachricht stammt, oder auch welches interne Register des Powerbausteins gerade an den Microcontroller uebertragen wird. Im MSC Master im Microcontroller kann diese Kennung dazu verwendet werden, empfangene Daten gezielt in Empfangsregister einzusortieren. Die genaue Zuordnung der Kennung zu einer Aktion kann ueber Programmierung (ueber Kommandoframes) stattfinden, oder auch fest kodiert werden. In jedem Fall ist das Protokoll unabhaengig von der eigentlichen Bedeutung der Bits fuer die Applikation.

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S

© SIEMENS AG 2004 file: 2004J52538.doc page: 1

MSC upstream channel arbitration

Idee: Dr. Jens Barrenscheen, DE-Muenchen

Der MicroSecond-Bus (oder auch Channel, kurz: MSC) dient zur seriellen Uebertragung von Timerdaten (Schaltzustaenden) an externe Powerchips. Diese Powerchips beinhalten Leistungstreiber, die in Abhaengigkeit der uebertragenen Signale schalten. Der Haupteinsatzzweck des MSC ist die Einsparung von Pins (Anschlussstecker), da die parallel vorliegenden Timerinformationen seriell uebertragen werden, bevor sie wieder parallel von den Powerbausteinen ausgegeben werden. Ein Mastercontroller (mit dem Timer) kann mit einem oder mehreren Slaves (mit Leistungsschaltern) kommunizieren. Prinzipiell ist es moeglich, mehr als einen Slave automatisch mit Daten zu versorgen, so dass Schaltvorgaenge auf verschiedenen Powerbausteinen von einem MSC- Master gesteuert werden (siehe Abb. 1). Der Datenweg vom Microcontroller zu den Powerbausteinen wird als Downstream-Kanal bezeichnet.

Jeder Powerbaustein kann auch seinen internen Status oder andere Zustaende als Diagnose oder Programmkontrolle an den Microcontroller zurueckmelden (Upstream-Kanal). Hierfuer dient die Leitung SDI (shift data input). Das Protokoll auf dieser Leitung entspricht dem normalen ASC-Protokoll (Asynchrounos Serial Interface) mit der Erweiterung, dass zusaetzliche vier Bits zurueckgesendet werden koennen (optional). Diese Bits koennen als Kennung genutzt werden, um den Dateninhalt zu charakterisieren (siehe Abb. 2). So kann z.B. ein Teil der Bits angeben, von welchem Powerbaustein die Nachricht stammt, oder auch welches interne Register des Powerbausteins gerade an den Microcontroller uebertragen wird. Im MSC Master im Microcontroller kann diese Kennung dazu verwendet werden, empfangene Daten gezielt in Empfangsregister einzusortieren. Die genaue Zuordnung der Kennung zu einer Aktion kann ueber Programmierung (ueber Kommandoframes) stattfinden, oder auch fest kodiert werden. In jedem Fall ist das Protokoll unabhaengig von der eigentlichen Bedeutung der Bits fuer die Applikation.

Die Idee besteht darin, die Powerbausteine derart auszulegen, dass ein selbstarbitrierendes Netzwerk fuer die SDI Leitungen gebaut werden kann. Also ein Upstream-Netzwerk statt Peer-to-Peer Verbindungen, wobei eine Aufteilung einer gemeinsamen SDI Leitung im Zeitmultiplexverfahren fuer alle Slaves auch als Peer-to-Peer Verbindung zu sehen ist. Hierfuer ist es notwendig, dass alle Powerbausteine staendig ueberpruefen, ob ihre gesendeten Werte mit den gelesenen uebereinstimmen (wie auch bei anderen arbitrierenden Protokollen). Die Neuerung hierbei ist, dass es bisher nur fest verdrahtete MSC Netzwerke gibt, oder dass die Rueckantwort der Powerbausteine nur auf Anforderung durch den Master senden (z.B. Zeitmultiplex auf zyklische Anforderung). Mit der Idee wird eine interruptartige Diagnoseantwort moeglich, ohne dass das bisherige Pollingverfahren noetig ist. Durch eine geeignete Vergabe de...