NVS_AIS¶

NVS_AIS

Einleitung¶

Der Funktionsblock NVS_AIS dient zum Speichern und Laden von Zeichenketten (STRING) im nichtflüchtigen Speicher (NVS – Non‑Volatile Storage) eines ESP32‑Mikrocontrollers. Die Daten werden über einen Schlüssel (KEY) adressiert und über AIS‑Adapter (Acyclic Information Service) ausgetauscht. Der Baustein kapselt die Initialisierung des NVS sowie die grundlegenden Lese‑ und Schreiboperationen und stellt eine standardisierte Schnittstelle für die Einbindung in industrielle Steuerungsanwendungen bereit.

Schnittstellenstruktur¶

Ereignis-Eingänge¶

Ereignis	Typ	Beschreibung	Mitgeführte Daten
INIT	EInit	Service Initialization – Startet den Baustein und die Kommunikation mit dem NVS.	QI, KEY, DEFAULT_VALUE

Ereignis-Ausgänge¶

Ereignis	Typ	Beschreibung	Mitgeführte Daten
INITO	EInit	Initialization Confirm – Bestätigt die erfolgreiche Initialisierung oder signalisiert einen Fehler.	QO, STATUS

Daten-Eingänge¶

Name	Datentyp	Beschreibung
QI	BOOL	Event Input Qualifier – Steuert das Verhalten während der INIT‑Phase (z. B. Aktivierung).
KEY	STRING	Key name – Der Schlüssel, unter dem der Wert im NVS gespeichert/abgerufen wird.
DEFAULT_VALUE	STRING	Default value – Wert, der gelesen wird, falls im NVS kein Eintrag zum angegebenen KEY existiert.

Daten-Ausgänge¶

Name	Datentyp	Beschreibung
QO	BOOL	Event Output Qualifier – Gibt den Erfolg der letzten Operation an.
STATUS	STRING	Service Status – Rückmeldung des NVS‑Treiberstatus (z. B. Fehlertexte).

Adapter¶

Adapter	Typ	Beschreibung
AIS_IN	`adapter::types::unidirectional::AIS` (Socket)	Value to store (SET) – Empfängt einen zu speichernden STRING‑Wert über das AIS‑Protokoll.
AIS_OUT	`adapter::types::unidirectional::AIS` (Plug)	Stored value output (GETO) – Sendet den gelesenen STRING‑Wert aus dem NVS über das AIS‑Protokoll.

Funktionsweise¶

Initialisierung
Ein Ereignis am INIT-Eingang startet die interne Logik. Der Baustein ruft den eingebetteten NVS‑Funktionsblock auf, der den nichtflüchtigen Speicher vorbereitet. Die mitgelieferten Daten (QI, KEY, DEFAULT_VALUE) werden an den internen Baustein weitergeleitet.
Lesevorgang
Nach erfolgreicher INIT‑Phase (Ereignis INITO des internen NVS) wird automatisch der GET‑Ereigniseingang des internen NVS aktiviert. Der gelesene Wert (oder der DEFAULT_VALUE, falls kein Eintrag existiert) wird über den AIS_OUT‑Adapter als E1‑Ereignis und D1‑Daten ausgegeben.
Schreibvorgang
Über den AIS_IN‑Adapter kann ein neuer Wert empfangen werden. Das assoziierte SET‑Ereignis (E1) wird auf den internen NVS‑Baustein geleitet, der den empfangenen Wert (D1) unter dem zuvor gesetzten KEY speichert. Die Bestätigung (SETO) wird wiederum über den AIS_OUT‑Adapter gesendet.
Rückmeldung
Sowohl nach dem Lesen als auch nach dem Schreiben gibt der Baustein den Status (QO, STATUS) sowie das INITO-Ereignis aus. Der Status kann für Fehlerdiagnosen genutzt werden.

Technische Besonderheiten¶

NVS für ESP32 – Der Baustein ist speziell für den nichtflüchtigen Speicher des ESP32 ausgelegt und verwendet die entsprechende Treiber‑API.
Adapter‑Schnittstelle – Die Kommunikation mit der Außenwelt erfolgt ausschließlich über AIS‑Adapter (unidirektional). Dies entkoppelt den Baustein von konkreten Bus‑ oder Applikationsprotokollen.
Automatische Leseoperation nach INIT – Nach der Initialisierung wird unverzüglich ein Lesevorgang gestartet, sodass der gespeicherte Wert sofort am Ausgang bereitsteht.
Einheitlicher Status – Alle relevanten Zustandsinformationen werden über die Ausgänge QO und STATUS zurückgemeldet.

Zustandsübersicht¶

Der Baustein NVS_AIS selbst besitzt keine explizite Zustandsmaschine. Sein Verhalten wird vollständig durch den eingebetteten NVS‑Funktionsblock gesteuert, der die typischen Zustände eines NVS‑Treibers durchläuft (z. B. Initialisierung, Bereit, Fehler). Die Ereignisse INIT und INITO bilden den Start‑Stopp‑Zyklus ab; die Adapter‑Ereignisse E1 leiten die Schreib‑/Leseanforderungen ein.

Anwendungsszenarien¶

Konfigurationsspeicher – Persistentes Ablegen von Geräteeinstellungen (z. B. Netzwerk‑Parameter, Betriebsmodi) als Zeichenketten.
Datenaustausch mit anderen Bausteinen – Verwendung der AIS‑Adapter zur einfachen Einbindung in eine IEC‑61499‑Anwendung, ohne direkte Bus‑ oder Speicherzugriffe programmieren zu müssen.
Wiederherstellung nach Neustart – Die Kombination aus INIT, automatischem Lesen und Default‑Werten stellt sicher, dass ein defnitiert initialisierter Zustand erreicht wird.

Vergleich mit ähnlichen Bausteinen¶

NVS (direkt): Der direkte NVS‑Baustein bietet detailliertere Steuerungsmöglichkeiten (eigene Ereignisse für GET/SET), erfordert aber eine manuelle Verbindung der Schnittstellen. NVS_AIS vereinfacht die Anwendung durch die Einbettung der Lese‑/Schreiblogik und die standardisierten Adapter.
Weitere Speicher‑Bausteine (z. B. für SD‑Karte): Diese arbeiten meist mit anderen Protokollen (SPI, I²C) und bieten unterschiedliche Speicherschemata. NVS_AIS ist auf die spezifischen Eigenschaften des ESP32‑NVS optimiert (Schlüssel‑Wert‑Paare, geringe Latenz).

Fazit¶

NVS_AIS ist ein praktischer Funktionsblock, der das Speichern und Laden von Zeichenketten im nichtflüchtigen Speicher des ESP32 kapselt und über eine saubere Adapter‑Schnittstelle bereitstellt. Durch die automatisierte Initialisierung und die Integration von Lese‑ und Schreibvorgängen eignet er sich besonders für Anwendungen, die eine einfache, zuverlässige Persistenz von Konfigurationsdaten benötigen. Die Adapter‑Anbindung ermöglicht eine lose Kopplung mit anderen Bausteinen und erhöht die Wiederverwendbarkeit in verschiedenen IEC‑61499‑Projekten.