Klingler, G. (2009). Design and implementation of interfaces to the time-triggered fieldbus system TTP/A [Diploma Thesis, Technische Universität Wien]. reposiTUm. http://hdl.handle.net/20.500.12708/184807
In dieser Arbeit zeigen wir verschiedene Möglichkeiten, wie das zeitgesteuerte Feldbussystem TTP/A mit anderen Systemen, die als Hostsysteme bezeichnet werden, verbunden werden kann, wobei Hostsysteme beliebige Systeme, mit oder ohne Echtzeitfähigkeiten sein können. Die Konzepte werden am Beispiel TTP/A erarbeitet, jedoch haben die Erkenntnisse für zeitgesteuerte Systeme im Allgemeinen Gültigkeit. Es werden mehrere Schnittstellenkonzepte vorgestellt, die es ermöglichen ein monolytisches System in ein Hostsystem und in ein Feldbussystem zu teilen und diese über ein serielles Kommunikationsmedium zu verbinden. Die Schnittstellen wurden mit Bedacht auf Echtzeitfähigkeit entwickelt, weisen unterschiedliche Eigenschaften auf und werden anhand der Eigenschaften des Hostsystems und den Anforderungen des Gesamtsystems analysiert. Die vorgestellten Schnittstellen sind explizit nachrichtenbasiert, wobei die definierten Nachrichten exakt im Daten- und Zeitbereich spezifiziert sind. Die Spezifikationen der Schnittstellen sind so allgemein wie möglich gehalten. Das hat den Vorteil, dass diese nicht nur für ein spezifisches Hostsystem gültig sind, sondern für Klassen von Hostsystemen mit bestimmten Eigenschaften und Anforderungen. Um die Generizität der Schnittstellen zu wahren, war es notwendig einen Buffer zu entwickeln, der nichtblockierende Lese- und Schreibvorgänge auf einen gemeinsam genutzten Speicher ermöglicht. Im Gegensatz zum allgemein bekannten NBW Protokoll, ist dieser Algorithmus ohne Einschränkungen bezüglich der Lese- und Schreibfrequenz einsetzbar. Des weiteren werden konkrete Implementierungen einiger Konzepte und deren reale Anwendung vorgestellt.
In this work we show how a time-triggered fieldbus system can be connected to various other systems that we refer to as host systems. The host can be an arbitrary system, with or without real-time capabilities. We use TTP/A to demonstrate the elaborated concepts, but the findings are applicable for interfacing time-triggered systems in general. We elaborate several interface concepts which allow to split a monolytic system into a smart transducer network and a host system, with serial communication between the interconnected components. The interfaces are developed with real-time capabilities in mind and expose different features. They are discussed regarding the required properties of the host system and the requirements of the total system. The introduced interfaces are explicitly message based, whereby the messages are well defined in time and data domain. The specifications of the interfaces are held as generic as possible and hence are valid for classes of host systems and not only for a specific host. Therefore, a non-blocking read/write algorithm was developed, which eliminates the restrictions concerning the read and write frequency of the previously existing NBW protocol. This algorithm is applied in some configurations to provide maximum generality of the interfaces. Furthermore, some real world applications, which demonstrate the utilization and implementation of the introduced concepts, are presented.
