AD_SHL¶

AD_SHL

Einleitung¶

Der Funktionsblock AD_SHL führt eine bitweise Linksverschiebung (Shift Left) eines Eingangswertes durch. Er ist als generischer Baustein konzipiert, der über Adapter-Schnittstellen kommuniziert und beliebige ganzzahlige Datentypen (ANY_INT) unterstützt. Die eigentliche Verschiebeoperation wird intern durch einen vordefinierten Baustein F_SHL realisiert.

Schnittstellenstruktur¶

Ereignis-Eingänge¶

Ereignis	Beschreibung	Mit-Parameter
`UPDATE`	Aktualisiert die Schiebeanzahl und startet die Berechnung.	`N`

Ereignis-Ausgänge¶

Keine direkten Ereignis-Ausgänge vorhanden. Das Ereignis zur Weitergabe des Ergebnisses erfolgt über den Adapter OUT (Ereignis OUT.E1).

Daten-Eingänge¶

Name	Typ	Beschreibung
`N`	`ANY_INT`	Anzahl der Bit-Positionen, um die verschoben werden soll.

Daten-Ausgänge¶

Keine direkten Daten-Ausgänge. Das Ergebnis der Verschiebung wird über den Adapter OUT (Daten OUT.D1) bereitgestellt.

Adapter¶

Richtung	Name	Typ	Beschreibung
Socket	`IN`	`adapter::types::unidirectional::AD`	Empfängt den zu verschiebenden Wert über den Adapter-Kanal.
Plug	`OUT`	`adapter::types::unidirectional::AD`	Stellt das Ergebnis der Linksverschiebung zur Verfügung.

Funktionsweise¶

Der FB arbeitet als kompositiver Funktionsblock, der die eigentliche Operation an den Baustein F_SHL delegiert. Intern wird folgende Logik umgesetzt:

Ereignisauslösung
Ein eingehendes Ereignis von UPDATE oder vom Adapter IN.E1 triggert den Eingang REQ des internen F_SHL-Bausteins.
Der Wert von N wird direkt an den F_SHL.N-Eingang übergeben.
Der über den Adapter IN bereitgestellte Datenwert (IN.D1) wird an den F_SHL.IN-Eingang weitergeleitet.
Berechnung
Der interne Baustein F_SHL (Typ iec61131::bitwiseOperators::F_SHL) führt die bitweise Linksverschiebung des Eingangswertes um die in N angegebene Anzahl durch.
Ausgabe
Das Ergebnis der Berechnung (F_SHL.OUT) wird auf den Datenausgang des Plug-Adapter OUT.D1 übertragen. Gleichzeitig signalisiert das Ereignis F_SHL.CNF dem Plug-Adapter (OUT.E1) das Vorliegen des neuen Ergebnisses.

Der Baustein ist ereignisgesteuert: Jedes Eintreffen eines gültigen Ereignisses (entweder extern über UPDATE oder vom Socket-Adapter IN) löst eine vollständige Berechnung aus.

Technische Besonderheiten¶

Adapter-Schnittstelle
Anstelle fester Ein- und Ausgänge verwendet der FB Adapter (IN als Socket, OUT als Plug), was eine flexible Anbindung in verschiedenen Architekturkontexten ermöglicht.
Generischer Datentyp
Der Parameter N ist als ANY_INT deklariert, sodass der Baustein mit unterschiedlichen ganzzahligen Typen (z. B. INT, DINT, LINT) arbeiten kann, solange der interne F_SHL diese unterstützt.
Kombinierte Ereignissteuerung
Sowohl das externe Ereignis UPDATE als auch das vom Socket-Adapter empfangene Ereignis IN.E1 können die Berechnung anstoßen. Dies ermöglicht sowohl zyklische als auch datengetriebene Aktualisierungen.
Lizenzierung
Der Baustein ist unter der Eclipse Public License 2.0 lizenziert und als generischer FB konzipiert.

Zustandsübersicht¶

Der FB ist als kompositives Netzwerk realisiert und besitzt keinen eigenen internen Zustandsautomaten (ECC). Die Ablaufsteuerung wird vollständig durch die Ereignisverbindungen innerhalb des Netzwerks und den verwendeten F_SHL-Baustein bestimmt. Eine explizite Zustandsmaschine ist nicht erforderlich.

Anwendungsszenarien¶

Bitmanipulation in der Steuerungstechnik
Verschieben von Bitmustern zur Maskierung, Skalierung oder Kodierung von Signalen.
Datenaufbereitung in Kommunikationsprotokollen
Anpassung von Datenworten durch Linksverschiebung, z. B. für serielle Schnittstellen oder Bussysteme.
Arithmetische Berechnungen
Multiplikation mit Zweierpotenzen durch Linksverschiebung, insbesondere in rechenzeitkritischen Umgebungen.

Vergleich mit ähnlichen Bausteinen¶

Direkter F_SHL-Baustein
Der interne F_SHL bietet die gleiche Funktionalität, jedoch ohne Adapter-Schnittstelle. AD_SHL kapselt diesen Baustein und erweitert ihn um eine adapterbasierte Anbindung, was die Wiederverwendung in modularen Systemen erleichtert.
Adapterbasierte Rechenbausteine
Ähnliche Konzepte existieren für andere bitweise Operationen (z. B. AD_SHR, AD_AND). AD_SHL spezifiziert die Linksverschiebung und kann in einer Bibliothek adaptergekoppelter Logikbausteine verwendet werden.

Fazit¶

Der Funktionsblock AD_SHL realisiert eine bitweise Linksverschiebung mittels eines gekapselten F_SHL-Bausteins und stellt die gesamte Funktionalität über eine standardisierte Adapter-Schnittstelle zur Verfügung. Durch die generische Auslegung und die flexible Ereignissteuerung eignet er sich für vielfältige Anwendungen in der IEC-61499-basierten Automatisierungstechnik. Seine kompositive Struktur macht ihn wartbar und leicht erweiterbar.