ASSEMBLE_AW_FROM_AQ

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Einleitung

Der Funktionsblock ASSEMBLE_AW_FROM_AQ dient dazu, acht einzelne AQ (Quarter)-Adapter zu einem zusammenhängenden AW (Word)-Adapter zu kombinieren. Ein Quarter repräsentiert jeweils ein 4-Bit-Datenpaket (halbes Byte). Der Baustein setzt diese acht Quarter-Daten – insgesamt 32 Bit – zu einem vollständigen Wort (WORD, 32 Bit) zusammen und stellt es über einen einzigen AW-Ausgangsadapter bereit. Typische Anwendungen sind die Rekonstruktion breiter Datenbusse aus seriell oder partiell ankommenden Bruchstücken.

Schnittstellenstruktur

Der FB besitzt ausschließlich Adapter-Schnittstellen: Es gibt keine direkten Ereignis- oder Dateneingänge/-ausgänge auf der obersten Ebene. Die gesamte Kommunikation erfolgt über die angeschlossenen Adapter.

Ereignis-Eingänge

• Keine direkten Ereigniseingänge.
• Ereignisse werden über die Sockets der AQ-Adapter empfangen (jeder AQ-Adapter stellt einen Ereignisausgang E1 bereit).

Ereignis-Ausgänge

• Keine direkten Ereignisausgänge.
• Das Ausgangsereignis wird über den AW-Adapter (Plug OUT) als Ereignis E1 zur Verfügung gestellt.

Daten-Eingänge

• Keine direkten Dateneingänge.
• Die zu verarbeitenden Daten werden über die AQ-Adapter als Dateneingang D1 (jeweils 4 Byte) eingelesen.

Daten-Ausgänge

• Keine direkten Datenausgänge.
• Das zusammengesetzte Wort (4 Byte) wird über den AW-Adapter als Datenausgang D1 ausgegeben.

Adapter

Name	Typ	Richtung	Kommentar
OUT	adapter::AW	Plug	Wort-Ausgang (4 Byte)
QUARTER_BYTE_00	adapter::AQ	Socket	Quarter 0 (niederwertigstes)
QUARTER_BYTE_01	adapter::AQ	Socket	Quarter 1
QUARTER_BYTE_02	adapter::AQ	Socket	Quarter 2
QUARTER_BYTE_03	adapter::AQ	Socket	Quarter 3
QUARTER_BYTE_04	adapter::AQ	Socket	Quarter 4
QUARTER_BYTE_05	adapter::AQ	Socket	Quarter 5
QUARTER_BYTE_06	adapter::AQ	Socket	Quarter 6
QUARTER_BYTE_07	adapter::AQ	Socket	Quarter 7 (höchstwertigstes)

Funktionsweise

Der FB enthält intern zwei Funktionsblöcke:

1. ASSEMBLE_WORD_FROM_QUARTERS: Ein spezialisierter Assembler, der die Daten aller acht Quarter-Eingänge (jeweils 4 Byte) in der Reihenfolge 00 (LSB) bis 07 (MSB) zu einem 32-Bit-Wort zusammenfügt.
2. E_D_FF_ANY: Ein flankengesteuertes D-Flipflop, das das zusammengesetzte Wort zwischenspeichert und am Ausgang Q bereitstellt.

Der Ablauf:

• Sobald ein angeschlossener AQ-Adapter ein Ereignis auf seinem Ausgang E1 sendet, wird dieses Ereignis an den REQ-Eingang des Assemblers weitergeleitet. Alle acht AQ-Adapter sind mit dem gleichen REQ verbunden, sodass jedes eingehende Ereignis (unabhängig vom Absender) eine neue Verarbeitung anstößt.
• Der Assembler verarbeitet die aktuellen Daten aller acht Quarter und legt das Ergebnis am Datenausgang an.
• Nach Abschluss der Berechnung sendet der Assembler ein Bestätigungsereignis (CNF), das den Takteingang (CLK) des D-Flipflops triggert.
• Das Flipflop übernimmt den berechneten Wert und gibt ihn stabil an Q weiter. Über den OUT-Adapter wird dann sowohl das Ereignis E1 als auch der Datenwert D1 auf der Ausgangsseite verfügbar.

Durch diese Struktur wird sichergestellt, dass das Ausgangswort erst dann aktualisiert wird, wenn eine vollständige Berechnung durchgeführt wurde – unabhängig davon, welcher Quarter als letztes aktualisiert wurde.

Technische Besonderheiten

• Zwischenspeicherung mit Flipflop: Der Einsatz eines D-Flipflops vermeidet Glitches oder unvollständige Datenweitergabe, falls mehrere Quarter in schneller Folge aktualisiert werden. Der Ausgang ändert sich nur dann, wenn der Assembler einen neuen, gültigen Wert berechnet hat.
• Adapter-basierte Schnittstelle: Alle Ein- und Ausgaben erfolgen über Adapter, was den FB besonders geeignet für modulare, typisierte Datenflussarchitekturen in 4diac macht.
• Synchroner Ablauf: Die Verarbeitung wird durch jedes eingehende Ereignis eines Quarters angestoßen, erzeugt jedoch nur dann ein Ausgangsereignis, wenn die Berechnung abgeschlossen ist.

Zustandsübersicht

Der FB besitzt kein eigenes ECC (Execution Control Chart) – die interne Logik wird vollständig durch die enthaltenen Bausteine ASSEMBLE_WORD_FROM_QUARTERS und E_D_FF_ANY realisiert. Der Baustein verhält sich daher wie eine kombinatorische Schaltung mit einer flankengesteuerten Speicherstufe.

Anwendungsszenarien

• Rekonstruktion breiter Datenpfade: In der Automatisierungstechnik werden Daten oft in kleinen Paketen („Nibbles“) übertragen, z.B. über mehrere parallele E/A-Module. Der FB setzt diese wieder zu einer vollständigen 32-Bit-Größe zusammen.
• Seriell-parallele Umsetzung: Wenn ein Sensor oder Aktor seine Daten in 4-Bit-Quarten liefert (z.B. über asynchrone Schnittstellen), kann der FB die ankommenden Bruchstücke zwischenspeichern und zu einem konsistenten Gesamtwert vereinen.
• Datenkonsolidierung: In hierarchischen Steuerungssystemen, in denen mehrere Unterbausteine jeweils einen Quartierwert liefern, kann dieser FB die Werte zentral zusammenführen.

Vergleich mit ähnlichen Bausteinen

• ASSEMBLE_BYTE_FROM_NIBBLES: Kombiniert zwei Halbbytes zu einem Byte (8 Bit). Der vorliegende FB arbeitet auf der nächsthöheren Ebene mit 8 Quartieren (32 Bit).
• Einfache Datenkonverter: Konverter wie WORD_TO_BYTE oder BYTE_TO_NIBBLE arbeiten meist ohne Zwischenspeicher und Ereignissteuerung. ASSEMBLE_AW_FROM_AQ bietet eine ereignisgesteuerte, stabile Weiterleitung mit optionale Speicherung.

Fazit

Der Funktionsblock ASSEMBLE_AW_FROM_AQ stellt eine robuste und flexible Lösung dar, um aus acht unabhängigen Quarter-Daten (je 4 Bit) ein konsistentes 32-Bit-Wort zu erzeugen. Dank der adapterbasierten Schnittstellen und des integrierten D-Flipflops eignet er sich besonders für Echtzeitanwendungen, in denen Datenpakete asynchron eintreffen und zuverlässig zu einem Gesamtwert vereint werden müssen.