AULI_D_FF_HYS

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Einleitung

Der Funktionsbaustein AULI_D_FF_HYS realisiert ein Data-Latch (D-Flipflop) mit einstellbarer Hysterese. Er kapselt die Logik eines solchen Flipflops in einer adapterbasierten Schnittstelle und erlaubt die Weitergabe von Daten und Ereignissen über unidirektionale Adapter vom Typ AULI.

Schnittstellenstruktur

Ereignis-Eingänge

• INIT (EInit): Setzt den Hysteresewert und initialisiert den Baustein.

Ereignis-Ausgänge

• INITO (EInit): Bestätigt den erfolgreichen Initialisierungsvorgang (durchgeschleiftes INIT).

Daten-Eingänge

• HYSTERESIS (ULINT): Legt die Hysteresebreite fest. Der Wert wird beim INIT-Ereignis übernommen.

Daten-Ausgänge

Keine direkten Datenausgänge vorhanden; die Ausgabedaten werden über den Adapter Q bereitgestellt.

Adapter

• Socket I (Typ adapter::types::unidirectional::AULI): Empfängt den zu latchnden Wert und das zugehörige Taktsignal.
• Plug Q (Typ adapter::types::unidirectional::AULI): Gibt den gelatchten Wert und das Ausgangsereignis weiter.

Funktionsweise

Der Baustein verwendet intern den Sub-Baustein E_D_FF_ANY_HYS. Über den Socket I wird das Taktsignal (I.E1) an den CLK-Eingang und der Datenwert (I.D1) an den D-Eingang des Sub-Bausteins geführt. Der Daten-Eingang HYSTERESIS wird direkt mit dem gleichnamigen Eingang des Sub-Bausteins verbunden. Der Ausgang Q des Sub-Bausteins wird auf den Datenausgang des Plugs Q (Q.D1) übertragen, und das Ereignis EO des Sub-Bausteins wird auf das Ausgangsereignis des Plugs Q (Q.E1) gelegt.

Das INIT-Ereignis wird unverändert als INITO durchgeschleift. Die eigentliche Initialisierung der Hysterese erfolgt durch den Sub-Baustein beim Empfang von INIT, wobei der aktuelle Wert von HYSTERESIS übernommen wird.

Die Hysterese verhindert ein sofortiges Umschalten des Ausgangs bei kleinen Schwankungen des Eingangssignals. Erst wenn der Eingangswert den gelatchten Wert um mehr als das Hystereseband über- oder unterschreitet, wird ein neuer Wert übernommen.

Technische Besonderheiten

• Der Baustein ist als reines Zusammenspiel von Adaptern und einem Sub-Baustein definiert (keine eigene ECC- oder SIFB-Logik).
• Die Verwendung des Adapter-Typs AULI (unidirektional) erlaubt eine klare Trennung von Daten und Ereignissen in einer standardisierten Schnittstelle.
• Die Hysterese wird nur beim INIT-Ereignis gesetzt, danach bleibt der Wert für die Dauer des Betriebs konstant.
• Der Baustein ist unter der Eclipse Public License 2.0 verfügbar und in der IEC 61499-Annex-A-Standardstruktur definiert.

Zustandsübersicht

Der Baustein besitzt keine eigene Zustandsmaschine. Die gesamte Zustandslogik ist im Sub-Baustein E_D_FF_ANY_HYS implementiert, der vermutlich zwei Zustände (latch setzen, Hysterese prüfen) realisiert.

Anwendungsszenarien

• Entprellung von Sensoren oder Schaltern: Ein rauschbehaftetes digitales Signal wird nur dann als stabiler Wert übernommen, wenn es das Hystereseband überschreitet.
• Signalglättung: Kleine Fluktuationen eines gemessenen Werts werden unterdrückt, während signifikante Änderungen sofort durchgereicht werden.
• Datensicherung in asynchronen Systemen: Der Baustein dient als zuverlässiger Puffer zwischen einer Signalquelle und einer nachfolgenden Verarbeitungseinheit.

Vergleich mit ähnlichen Bausteinen

• Ein einfaches D-Flipflop (z.B. E_D_FF) übernimmt den Eingangswert bei jeder steigenden Flanke ohne Hysterese. AULI_D_FF_HYS erweitert dies um eine konfigurierbare Schaltschwelle.
• Im Vergleich zu einem Schmitt-Trigger-Baustein liegt der Fokus hier auf dem Latch-Verhalten mit zusätzlicher Hysterese, nicht auf der Pegelumsetzung.

Fazit

Der AULI_D_FF_HYS ist ein kompakter, adapterbasierter Funktionsbaustein für die zuverlässige Signalaufbereitung mit Hysterese. Durch die Delegation der Logik an einen spezialisierten Sub-Baustein bleibt das Design wartbar und erweiterbar. Er eignet sich besonders für Anwendungen, bei denen Rauschen oder unstete Eingangssignale gefiltert werden müssen, ohne auf ein einfaches Flipflop verzichten zu können.