專利名稱：在主從裝置之間傳輸數(shù)據(jù)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在主裝置和多個(gè)從裝置之間傳輸數(shù)據(jù)幀的方法，一 種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品以及一種通信網(wǎng)絡(luò)，所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品促使在一個(gè) 或多個(gè)程序控制的主裝置和/或從裝置上執(zhí)行相應(yīng)的方法，所述通信網(wǎng)絡(luò) 具有主裝置和從裝置并適合用于執(zhí)行所述方法。
背景技術(shù)：
在例如作為主裝置應(yīng)用的微控制器這樣的中央控制單元和作為從 裝置應(yīng)用的傳感器這樣的外圍設(shè)備之間傳輸數(shù)據(jù)時(shí)經(jīng)常應(yīng)用串行總線
系統(tǒng)。在機(jī)動(dòng)車(chē)中例如常用串行外圍設(shè)備接口 ( SPI: Serial Peripheral Interface)總線。在此在線路上將串行時(shí)鐘信號(hào)從微控制器傳輸至所連 接的傳感器。設(shè)有數(shù)據(jù)線路，其用于從微控制器至傳感器的數(shù)據(jù)傳輸 (MOSI = Master Out Slave In);設(shè)有數(shù)據(jù)線路，其用于從傳感器至微 控制器的數(shù)據(jù)傳輸(MISO = Master In Slave Out);并且設(shè)有片選線路， 用于選擇一個(gè)或更多個(gè)所連接的傳感器(CSB = Chip Select)。針對(duì)這 種基于四線路的總線系統(tǒng)已經(jīng)公開(kāi)了各種數(shù)據(jù)協(xié)議。
例如已經(jīng)建議，設(shè)置對(duì)應(yīng)于現(xiàn)有外圍裝置數(shù)量的其它選擇線路或者 說(shuō)片選線路，這在相應(yīng)的微控制器上造成了多個(gè)選擇端口。這使得當(dāng)在 選擇周期之內(nèi)出現(xiàn)請(qǐng)求或者響應(yīng)時(shí)，在由選擇信號(hào)的預(yù)定電平限定的選
定或者選擇周期中，經(jīng)由MOSI或者M(jìn)ISO線路傳輸請(qǐng)求數(shù)據(jù)幀和相應(yīng) 的響應(yīng)數(shù)據(jù)幀。然而響應(yīng)的第一位，即最高有效位或最左位不是特定于 請(qǐng)求而被占用的，這是因?yàn)樗x定的從裝置或者說(shuō)外圍裝置必需首先至 少部分地分析請(qǐng)求數(shù)據(jù)幀。因而沒(méi)有有效利用數(shù)據(jù)幀的所有位。
當(dāng)僅設(shè)置單個(gè)選擇線路并且限定通過(guò)在請(qǐng)求數(shù)據(jù)幀(其是經(jīng)由 MOSI線路發(fā)送的)中的地址位選擇選定的外圍設(shè)備時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)類似 問(wèn)題。如果在同 一個(gè)選擇周期中不僅傳輸請(qǐng)求數(shù)據(jù)幀也傳輸相應(yīng)的響應(yīng) 數(shù)據(jù)幀，則相應(yīng)的響應(yīng)數(shù)據(jù)幀的第 一位不能特定于具體請(qǐng)求而被占用。 此外已經(jīng)建議了在不同的選擇周期中發(fā)送請(qǐng)求數(shù)據(jù)幀和響應(yīng)數(shù)據(jù)幀。從 而在時(shí)間上分開(kāi)在微控制器的請(qǐng)求和所選的從裝置或者外圍裝置的相應(yīng)的響應(yīng)。雖然可以應(yīng)用完整的數(shù)據(jù)幀來(lái)傳輸特定于具體請(qǐng)求的位，但
是當(dāng)例如在所謂Autoliv協(xié)議的情況下各個(gè)傳感器連接在片選線路上時(shí)，
數(shù)據(jù)流量減半。
從此出發(fā)本發(fā)明的任務(wù)在于實(shí)現(xiàn)一種用于在主裝置和從裝置之間 傳輸數(shù)據(jù)的改進(jìn)方法。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明規(guī)定一種用于在主裝置和一個(gè)或多個(gè)從裝置之間經(jīng)由 總線系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)幀的方法。所述總線系統(tǒng)具有至少一個(gè)請(qǐng)求線路、響 應(yīng)線路以及至少一個(gè)選擇線路，所述請(qǐng)求線路用于將請(qǐng)求數(shù)據(jù)幀從所述 主裝置傳輸至所述從裝置，所述響應(yīng)線路用于將響應(yīng)數(shù)據(jù)幀從所述從裝 置傳輸至所述主裝置，所述選擇線路用于激活所述從裝置。在此傳輸具 有至少一個(gè)地址位、多個(gè)用戶數(shù)據(jù)位和至少一個(gè)長(zhǎng)度指示位的請(qǐng)求數(shù)據(jù) 幀和響應(yīng)數(shù)據(jù)幀，所述地址位用于為所述從裝置之一的尋址，所述長(zhǎng)度 指示位指示數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)度。
主裝置例如可以理解為微控制器或者用于分析傳感器數(shù)據(jù)的中央 計(jì)算單元。外圍裝置、傳感器裝置或者其它可控裝置可以考慮作為從裝 置。請(qǐng)求數(shù)據(jù)幀和響應(yīng)數(shù)據(jù)幀優(yōu)選相互同步傳輸。例如可以想到，總是 緊隨請(qǐng)求數(shù)據(jù)幀傳輸對(duì)應(yīng)的響應(yīng)數(shù)據(jù)幀，在這里涉及兩種不同選擇周 期。例如通過(guò)改變選擇線路上的選擇信號(hào)的電平啟動(dòng)請(qǐng)求數(shù)據(jù)幀和響應(yīng) 數(shù)據(jù)幀的相應(yīng)傳輸。在傳輸請(qǐng)求數(shù)據(jù)幀和/或響應(yīng)數(shù)據(jù)幀期間，由主裝置 將選擇信號(hào)設(shè)定在預(yù)定的邏輯電平上。優(yōu)選的是，由被尋址的從裝置跟 隨請(qǐng)求數(shù)據(jù)幀地傳輸具有相同地址位的響應(yīng)數(shù)據(jù)幀。
本發(fā)明特別實(shí)現(xiàn)了由所述被尋址的從裝置依據(jù)請(qǐng)求數(shù)據(jù)幀的用戶
數(shù)據(jù)位發(fā)送長(zhǎng)的例如具有32位的響應(yīng)數(shù)據(jù)幀。例如當(dāng)作為主裝置的微 控制器從作為從裝置的傳感器請(qǐng)求特別大量的數(shù)據(jù)時(shí)，這可能是必需 的。當(dāng)然，也可以依據(jù)請(qǐng)求數(shù)據(jù)幀的用戶數(shù)據(jù)位傳輸緊隨其后的延長(zhǎng)了 附加位的請(qǐng)求數(shù)據(jù)幀。在用戶數(shù)據(jù)位中例如記錄了涉及詢問(wèn)傳感器數(shù)據(jù) 的指令。因?yàn)橹餮b置期望延長(zhǎng)的響應(yīng)數(shù)據(jù)幀，為了不影響數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐?步性，所以也發(fā)送跟隨的延長(zhǎng)的請(qǐng)求數(shù)據(jù)幀，所述請(qǐng)求數(shù)據(jù)幀在時(shí)間上 相同地與延長(zhǎng)的響應(yīng)數(shù)據(jù)幀并列傳輸。延長(zhǎng)響應(yīng)數(shù)據(jù)幀也可能是必需 的，例如當(dāng)與寫(xiě)指令或者待寫(xiě)數(shù)據(jù)同時(shí)發(fā)送較長(zhǎng)的請(qǐng)求數(shù)據(jù)幀時(shí)。延長(zhǎng)的請(qǐng)求數(shù)據(jù)幀的附加位優(yōu)選具有檢驗(yàn)位特別是用于循環(huán)冗余 檢驗(yàn)的檢驗(yàn)位，并且長(zhǎng)度指示位指示延長(zhǎng)的請(qǐng)求幀的長(zhǎng)度。循環(huán)冗余檢 驗(yàn)是用于確定待傳輸數(shù)據(jù)的校驗(yàn)值的方法，以便能夠在傳輸數(shù)據(jù)時(shí)識(shí)別差錯(cuò)。
如果發(fā)送延長(zhǎng)的請(qǐng)求數(shù)據(jù)幀，則同步發(fā)送的響應(yīng)數(shù)據(jù)幀的長(zhǎng)度指示 位指示響應(yīng)數(shù)據(jù)幀的未改變的長(zhǎng)度。只要選擇信號(hào)通過(guò)主裝置控制地響 應(yīng)于有關(guān)從裝置地發(fā)送這些位，那么就出現(xiàn)了延長(zhǎng)的響應(yīng)數(shù)據(jù)幀。
在本方法的一種變形方式中，依據(jù)長(zhǎng)度指示位，各個(gè)數(shù)據(jù)幀均具有
校馬全位或者用于循環(huán)冗余檢驗(yàn)的檢驗(yàn)位。因此例如可以在從16位至32 位的各種數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)度之間轉(zhuǎn)換，其中，作為較長(zhǎng)數(shù)據(jù)幀的附加的安全特 征實(shí)施循環(huán)冗余4企-瞼。
優(yōu)選將地址位作為相應(yīng)數(shù)據(jù)幀的最高位傳輸。因而保證了盡可能最 快地識(shí)別所被尋址的從裝置的地址。此外優(yōu)選的是，傳輸處于請(qǐng)求數(shù)據(jù) 幀中的預(yù)定比特位置(位位置)上的讀寫(xiě)位，并且傳輸處于響應(yīng)數(shù)據(jù)幀 中的相同比特位置上的狀態(tài)位。由此在從裝置的情況下簡(jiǎn)化了例如指令 這樣的用戶數(shù)據(jù)的解碼。另外，狀態(tài)位能夠提供在數(shù)據(jù)傳輸中或者在從 裝置中關(guān)于差錯(cuò)的說(shuō)明。優(yōu)選同時(shí)確定所有數(shù)據(jù)幀的地址位、用戶數(shù)據(jù) 位、長(zhǎng)度指示位、讀寫(xiě)位、狀態(tài)位、校驗(yàn)位和/或檢驗(yàn)位的比特位置。
本發(fā)明還提供了一種通信網(wǎng)絡(luò)，其具有連接在總線系統(tǒng)上的至少一 個(gè)主裝置和多個(gè)從裝置，其中，所述主裝置和從裝置被配置用于執(zhí)行傳 輸數(shù)據(jù)幀的相應(yīng)方法。該總線系統(tǒng)例如可以被實(shí)施為SPI總線。
本發(fā)明的其它有利構(gòu)造方式是從屬權(quán)利要求以及下面描述的實(shí)施 例的主題。


下面根據(jù)優(yōu)選實(shí)施方式并結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。圖中
圖1示出用于實(shí)施本發(fā)明數(shù)據(jù)傳輸方法的通信網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)實(shí)施方
式；
圖2舉例示出數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)；
圖3示出請(qǐng)求數(shù)據(jù)幀和響應(yīng)數(shù)據(jù)幀的時(shí)序；
圖4是16位數(shù)據(jù)幀和延長(zhǎng)至32位的數(shù)據(jù)幀的一個(gè)實(shí)施例；
圖5是32位數(shù)據(jù)幀的一個(gè)實(shí)施例；以及圖6示出在主裝置和從裝置中的方法步驟。
在所有附圖中，只要未加以另外說(shuō)明，那么相同或者說(shuō)功能相同的 元件具有同樣的附圖標(biāo)記。
具體實(shí)施例方式
圖1示出的通信網(wǎng)絡(luò)1具有主裝置2和多個(gè)從裝置3、 4、 5。主裝 置2例如可以是微控制器。從裝置3、 4、 5例如可以是具有傳感器元件 的專用集成電3各(ASICs: Application Specific Integrated Circuits )。例 如也可以將從裝置3、 4、 5設(shè)計(jì)成傳感器?？梢韵氲降氖抢缭跈C(jī)動(dòng)車(chē) 內(nèi)，通過(guò)微控制器2根據(jù)與各個(gè)車(chē)軸有關(guān)的轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)、加速度數(shù)據(jù)、轉(zhuǎn) 數(shù)數(shù)據(jù)和/或轉(zhuǎn)向角數(shù)據(jù)(它們是由相應(yīng)傳感器3、 4、 5提供的)來(lái)控制 電子穩(wěn)定系統(tǒng)(ESP)。以下將術(shù)語(yǔ)"主裝置"和"微控制器"以及"從 裝置"、"傳感器，，、"傳感器裝置和外圍裝置"用作近義詞。
傳感器3、 4、 5經(jīng)由總線系統(tǒng)6與主裝置2連接，總線系統(tǒng)6例如 是SPI總線。在此總線系統(tǒng)6具有選擇線路或者說(shuō)片選線路15、請(qǐng)求線 路或者說(shuō)MOSI線路16、響應(yīng)線路或者說(shuō)MISO線路17和用于時(shí)鐘信 號(hào)SCLK的時(shí)鐘線路18。主裝置2在其輸出端IO生成時(shí)鐘信號(hào)SCLK， 時(shí)鐘信號(hào)SCLK經(jīng)由時(shí)鐘線路18被傳輸至從裝置3、 4、 5的相應(yīng)的輸 入端口 14。主裝置2在輸出端7生成片選信號(hào)CSB，片選信號(hào)CSB經(jīng) 由選擇線路15被傳輸至從裝置3、 4、 5的相應(yīng)的輸入端11。片選信號(hào) 通常是低電平有效的，也就是說(shuō)，從裝置3、 4、 5在片選信號(hào)是邏輯低 電平情況下被激活，并且等待連接在相應(yīng)接口 12上的請(qǐng)求線路16上的 請(qǐng)求數(shù)據(jù)。之后相應(yīng)所選的從裝置3、 4、 5經(jīng)由相應(yīng)的輸出端13將響 應(yīng)數(shù)據(jù)幀傳輸至響應(yīng)線路17,響應(yīng)線路17通向主裝置的相應(yīng)tr入端9。
圖2示出典型的16位數(shù)據(jù)幀。在此，在行FR中示出請(qǐng)求數(shù)據(jù)幀 MOSI和響應(yīng)數(shù)據(jù)幀MISO的位編號(hào)，請(qǐng)求數(shù)據(jù)幀MOSI和響應(yīng)數(shù)據(jù)幀 MISO是在下方兩行內(nèi)示出的。在相應(yīng)的響應(yīng)數(shù)據(jù)線路或者請(qǐng)求數(shù)據(jù)線 路上隨著時(shí)鐘信號(hào)SCLK傳輸數(shù)據(jù)幀的這些位。低電平有效的片選信號(hào) 以CSB標(biāo)識(shí)。通過(guò)彼此分離的兩個(gè)請(qǐng)求數(shù)據(jù)線路和響應(yīng)數(shù)據(jù)線路16、 17使得能夠同時(shí)同步傳輸例如包含16位的請(qǐng)求數(shù)據(jù)幀和響應(yīng)數(shù)據(jù)幀。
然而在僅具有一個(gè)選擇線路15的實(shí)施方式中，選擇信號(hào)或者說(shuō)片 選信號(hào)CSB同時(shí)激活所有連接在選擇線路15上的從裝置3、 4、 5。因而根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)將地址位插入請(qǐng)求數(shù)據(jù)幀進(jìn)行尋址，從而選擇相應(yīng)
被請(qǐng)求的從裝置。在此本發(fā)明還規(guī)定，在由處于低電平的片選信號(hào)CSB
限定的選擇周期中，不同時(shí)傳輸所選的從裝置的請(qǐng)求數(shù)據(jù)幀和所選的從
裝置的響應(yīng)數(shù)據(jù)幀。與此不同，如圖3進(jìn)一步示出的，本發(fā)明規(guī)定，在 緊隨前一選擇周期的選擇周期內(nèi)發(fā)送對(duì)應(yīng)于請(qǐng)求數(shù)據(jù)幀RQ1的響應(yīng)數(shù) 據(jù)幀RP1。在圖1所示的結(jié)構(gòu)中，例如在選擇周期CY1中將主裝置2 的第一請(qǐng)求數(shù)據(jù)幀RQ1經(jīng)由MOSI線路發(fā)送至從裝置3、 4、 5。在此請(qǐng) 求數(shù)據(jù)幀包含對(duì)這些從裝置之一尋址的地址位。在隨后的選擇周期CY2 中，在第一請(qǐng)求數(shù)據(jù)幀RQ1中通過(guò)地址位標(biāo)識(shí)的從裝置經(jīng)由MISO線路 發(fā)送相應(yīng)的響應(yīng)數(shù)據(jù)幀RP1。這樣就保證了為用戶數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好完整的數(shù) 據(jù)幀，這是因?yàn)樵诘?一 請(qǐng)求數(shù)據(jù)幀R Q1中被尋址的從裝置有足夠的時(shí)間 解碼請(qǐng)求數(shù)據(jù)幀RQ1內(nèi)的相應(yīng)的請(qǐng)求指令。不僅經(jīng)由MOSI線路16發(fā) 送的請(qǐng)求數(shù)據(jù)幀RQ1、 RQ2而且由從裝置經(jīng)由MISO線路17發(fā)送的響 應(yīng)數(shù)據(jù)幀RP0、 RP1都具有同樣的結(jié)構(gòu)。通常請(qǐng)求數(shù)據(jù)幀在預(yù)定的比特 位置上總是具有讀寫(xiě)位，而響應(yīng)數(shù)據(jù)幀在該比特位置上具有狀態(tài)位。這 將在后面詳細(xì)說(shuō)明。
圖4例示出16位數(shù)據(jù)幀。在此首先示出具有16位長(zhǎng)的請(qǐng)求數(shù)據(jù)幀 RQ1。在圖4中左邊示出的是最高有效位，右邊示出的是最低有效位。 請(qǐng)求數(shù)據(jù)幀的前三個(gè)位(也就是最高的三個(gè)位)由地址位SA0、 SA1、 SA2占用。這些地址位確定主裝置2請(qǐng)求哪個(gè)從裝置3、 4、 5。讀寫(xiě)位 RD/WR被規(guī)定為請(qǐng)求數(shù)據(jù)幀RQ1的第四最高位，讀寫(xiě)位RD/WR通知 所尋址的從裝置3、 4、 5是否攜帶有寫(xiě)指令或讀指令。這簡(jiǎn)化了對(duì)相應(yīng) 傳輸?shù)闹噶畹慕獯a。在第五和第六最高位上設(shè)有定義請(qǐng)求數(shù)據(jù)幀RQ1 長(zhǎng)度的兩個(gè)長(zhǎng)度指示位DL0、 DL1。在兩個(gè)長(zhǎng)度指示位的情況下例如可 以想到這樣的編碼，其中，00代表16位請(qǐng)求數(shù)據(jù)幀，01代表32位幀 長(zhǎng)度，10代表48位數(shù)據(jù)幀，而11代表64位數(shù)據(jù)幀。在此其他的分配 方式也是可行的。在被實(shí)施為校驗(yàn)位PAR的最低有效位之間設(shè)置九位 用戶數(shù)據(jù)LDO至LD8。在請(qǐng)求中的用戶數(shù)據(jù)LDO至LD8通常是通過(guò)地 址位SAO、 SA1、 SA2尋址的從裝置的指令。在響應(yīng)RP中的用戶數(shù)據(jù) LDO至LD8是傳感器數(shù)據(jù)，傳感器將這些傳感器數(shù)據(jù)發(fā)回至微控制器。
在圖4中用RP表示相應(yīng)地隨后由所被尋址的從裝置3、 4、 5發(fā)送 的響應(yīng)數(shù)據(jù)幀。響應(yīng)數(shù)據(jù)幀RP的結(jié)構(gòu)與前述選擇周期中發(fā)送的請(qǐng)求數(shù)據(jù)幀RQ1的結(jié)構(gòu)一樣。地址位SA0、 SA1、 SA2占據(jù)了在先的或者說(shuō)最 高的三個(gè)位，這三個(gè)地址位對(duì)應(yīng)于進(jìn)行發(fā)送的從裝置3、 4、 5的地址。 代替讀寫(xiě)位，第四最高比特位置被規(guī)定為狀態(tài)位GS。當(dāng)從裝置3、 4、 5 識(shí)別到例如前面的請(qǐng)求數(shù)據(jù)幀RQ1的數(shù)據(jù)傳輸有錯(cuò)誤時(shí)，從裝置3、 4、 5通過(guò)相應(yīng)狀態(tài)位GS報(bào)告錯(cuò)誤。最低有效位仍然是校驗(yàn)位PAR，其中， 在狀態(tài)位GS和校驗(yàn)位PAR的比特位置之間具有例如傳感器數(shù)據(jù)的用戶 數(shù)據(jù)位LD0至LD8。
圖4還示出包含32位的加長(zhǎng)的請(qǐng)求數(shù)據(jù)幀RQ1'。由于主裝置2向 從裝置3、 4、 5的請(qǐng)求，可能使得期望更多的用戶數(shù)據(jù)位。主裝置2例 如可以通過(guò)請(qǐng)求數(shù)據(jù)幀的用戶數(shù)據(jù)LD中的相應(yīng)指令指示所尋址的從裝 置3、 4、 5在響應(yīng)數(shù)據(jù)幀中發(fā)回具有18個(gè)或者更多用戶數(shù)據(jù)位LD的 32位數(shù)據(jù)幀。為保證經(jīng)由相應(yīng)SPI總線的數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐叫?，在響?yīng)數(shù) 據(jù)幀較長(zhǎng)時(shí)必須延長(zhǎng)并行地發(fā)送的后續(xù)的請(qǐng)求數(shù)據(jù)幀RQ1'。延長(zhǎng)的請(qǐng)求 數(shù)據(jù)幀RQ1'首先在前16位中具有常見(jiàn)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，隨后具有附加位 AD0至AD7和作為循環(huán)冗余檢驗(yàn)的檢驗(yàn)位的八個(gè)檢驗(yàn)位CRO至CR7。 在所延長(zhǎng)的請(qǐng)求數(shù)據(jù)幀RQ1'的長(zhǎng)度指示位DLO、 DL1中將考慮到16位 的延長(zhǎng)。例如能夠規(guī)定數(shù)據(jù)幀以16位增量延長(zhǎng)。因而在兩個(gè)長(zhǎng)度指示 位中得到具有16、 32、 48或者64位長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)幀。通過(guò)這些長(zhǎng)度指示 位可以指示在相應(yīng)的數(shù)據(jù)幀中的用戶數(shù)據(jù)位LD的數(shù)量，或者也可以指 示數(shù)據(jù)幀的完整長(zhǎng)度，這包括地址位SAO、 SA1、 SA2、狀態(tài)位GS或者 讀寫(xiě)位RD/WR、長(zhǎng)度指示位DLO、 DL1、校驗(yàn)位PAR、 CRO至CR7和 用戶數(shù)據(jù)位LD。
假如主裝置2發(fā)送延長(zhǎng)的請(qǐng)求數(shù)據(jù)幀RQ1',則主裝置2同時(shí)還接收 有效的響應(yīng)數(shù)據(jù)幀，該有效的響應(yīng)數(shù)據(jù)幀的結(jié)構(gòu)和長(zhǎng)度如在圖4中以 RP表示的那樣。長(zhǎng)度指示位DLO、 DL1依然指示16位數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)度。在 并行地發(fā)送的延長(zhǎng)的請(qǐng)求數(shù)據(jù)幀RQ1'的傳輸期間，只要選擇信號(hào)CSB 激活從裝置，那么該從裝置就繼續(xù)添加其它附加位。因而本發(fā)明允許簡(jiǎn) 單地在各種數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)度之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，這些數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)度例如取決于從裝 置3、 4、 5的用戶數(shù)據(jù)或者說(shuō)在那里嵌入的指令的類型，或者取決于發(fā) 回主裝置2的傳感器信號(hào)。
可以確定的是，不同于簡(jiǎn)單的奇偶校驗(yàn)，從大于16位的數(shù)據(jù)幀長(zhǎng) 度開(kāi)始插入用于8位循環(huán)冗余檢驗(yàn)的檢驗(yàn)位作為最低有效位。在簡(jiǎn)單的循環(huán)冗余檢驗(yàn)CRC的情況下，將待傳輸數(shù)據(jù)看作為二進(jìn)制的多項(xiàng)式系
數(shù)并且用預(yù)定的生成多項(xiàng)式模除相應(yīng)的多項(xiàng)式。這樣得到的模余數(shù)得到
了 CRC檢驗(yàn)位。為了驗(yàn)證所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)(即，用戶數(shù)據(jù))沒(méi)有差錯(cuò)， 將所接收的加入了 CRC檢驗(yàn)位的用戶數(shù)據(jù)解析為二進(jìn)制序列，并且再 次用所確定的CRC多項(xiàng)式進(jìn)行模除。假如沒(méi)有得到模余數(shù)，則將所傳 輸?shù)挠脩魯?shù)據(jù)看做是無(wú)差錯(cuò)的。在此其他復(fù)雜的循環(huán)冗余檢驗(yàn)也是可以 想到的。
圖5示出32位長(zhǎng)度的請(qǐng)求數(shù)據(jù)幀RQ2和相應(yīng)的響應(yīng)數(shù)據(jù)幀RP2的 一個(gè)示例。它們的最高有效比特位置均被三個(gè)地址位SA0、 SA1、 SA2 占據(jù)。在請(qǐng)求數(shù)據(jù)幀RQ2中，第四最高位是讀寫(xiě)位RD/WR;而在響應(yīng) 數(shù)據(jù)幀RP2中，第四最高位是狀態(tài)位GS。緊隨讀寫(xiě)位RD/WD的是兩 個(gè)長(zhǎng)度指示位DLO、 DL1,這兩個(gè)長(zhǎng)度指示位DLO、 DL1例如在編碼01 時(shí)，指示32位的數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)度。八個(gè)最低有效位被規(guī)定為CRC檢驗(yàn)位， 這些CRC檢驗(yàn)位針對(duì)設(shè)置在長(zhǎng)度指示位和檢驗(yàn)位之間的用戶數(shù)據(jù)位 LD0至LD17。在形成片選周期的32個(gè)時(shí)鐘周期中傳輸32位數(shù)據(jù)幀。 響應(yīng)數(shù)據(jù)幀RP2在選擇周期中傳輸，該選擇周期緊跟在請(qǐng)求數(shù)據(jù)幀RQ2 中已被傳輸?shù)倪x擇周期之后。
圖6示意示出主裝置2和從裝置3執(zhí)行哪些方法步驟。如此構(gòu)造相 應(yīng)的裝置，即，在此這些裝置執(zhí)行前述方法并且相應(yīng)地生成數(shù)據(jù)幀。例 如根據(jù)圖4或者圖5，相應(yīng)的從裝置3包含請(qǐng)求數(shù)據(jù)幀RQ。在第一步驟 Sl中，根據(jù)接收的長(zhǎng)度指示位確定是否是16位數(shù)據(jù)幀或者更長(zhǎng)的數(shù)據(jù) 幀。對(duì)長(zhǎng)度大于16位的所有數(shù)據(jù)幀執(zhí)行8位CRC。假如長(zhǎng)度指示位指 示16位請(qǐng)求數(shù)據(jù)幀，則僅借助于所傳輸?shù)男ｒ?yàn)位PAR校驗(yàn)所述16位請(qǐng) 求數(shù)據(jù)幀。隨后在步驟S2中，在傳感器或者從裝置3的選定期間，根 據(jù)長(zhǎng)度指示位確定所需的時(shí)鐘數(shù)量。進(jìn)而執(zhí)行安全檢查，是否所有數(shù)據(jù) 都已經(jīng)按照所指示的長(zhǎng)度在由長(zhǎng)度指示位確定的時(shí)鐘被獲得。因?yàn)殚L(zhǎng)度 指示位編碼請(qǐng)求數(shù)據(jù)幀位的數(shù)量，所以由此也確定了請(qǐng)求時(shí)鐘的數(shù)量。 可以提取請(qǐng)求的用戶數(shù)據(jù)，這是因?yàn)檫@些指令具有已知的長(zhǎng)度，并且根 據(jù)讀寫(xiě)位知道了，其是寫(xiě)指令還是讀指令。可以提取響應(yīng)的用戶數(shù)據(jù)， 這是因?yàn)橥ㄟ^(guò)長(zhǎng)度指示位知道了數(shù)據(jù)幀終結(jié)于哪個(gè)位置或者說(shuō)用戶數(shù) 據(jù)在幀內(nèi)位于哪里。
在主裝置2方面，同樣首先根據(jù)長(zhǎng)度指示位DL確定響應(yīng)的有效或者適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)幀長(zhǎng)度，并且或者對(duì)用戶數(shù)據(jù)執(zhí)行奇偶校驗(yàn)或者執(zhí)行CRC
檢驗(yàn)。這在步驟sr中實(shí)施。微控制器或者說(shuō)主裝置2知道，響應(yīng)數(shù)據(jù)
幀RP的長(zhǎng)度，這是因?yàn)樵谇懊娴倪x擇周期中主裝置2已經(jīng)通過(guò)用戶數(shù) 據(jù)傳輸了相應(yīng)的指令。因而在步驟S2'中提取和分析例如傳感器數(shù)據(jù)這 樣的用戶數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)尤其在于能夠靈活處理和傳輸各種數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)度。此外 這些數(shù)據(jù)幀能夠完整地用于數(shù)據(jù)交換。由于請(qǐng)求數(shù)據(jù)幀和響應(yīng)數(shù)據(jù)幀在 時(shí)間上是錯(cuò)開(kāi)的，因此可以完整利用這些數(shù)據(jù)幀。特別是通過(guò)應(yīng)用校驗(yàn) 位或者多個(gè)CRC檢驗(yàn)位還使得數(shù)據(jù)傳輸特別可靠。
雖然結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例已進(jìn) 一 步描述了本發(fā)明，然而本發(fā)明并不局限 于此而是可以作出各種修改。與圖4和圖5所示的數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)度不同，其 它數(shù)據(jù)幀也是可以想到的。在那里所示的地址位、讀寫(xiě)位、長(zhǎng)度指示位、 狀態(tài)位和檢驗(yàn)位的比特位置也是可以更改的。此外可以想到的是設(shè)置多 個(gè)片選線路，從而例如減少地址空間或者數(shù)據(jù)幀內(nèi)必需的地址位數(shù)量。 所建議的數(shù)據(jù)傳輸方法不局限于SPI總線，而是可以廣泛應(yīng)用在同步串 行總線系統(tǒng)中。
權(quán)利要求
1.一種在主裝置(2)和一個(gè)或多個(gè)從裝置(3、4、5)之間經(jīng)由總線系統(tǒng)(6)傳輸數(shù)據(jù)幀的方法，所述總線系統(tǒng)(6)具有至少一個(gè)請(qǐng)求線路(16)、響應(yīng)線路(17)以及至少一個(gè)選擇線路(15)，所述請(qǐng)求線路用于將請(qǐng)求數(shù)據(jù)幀(RQ1、RQ2)從所述主裝置(2)傳輸至所述從裝置(3、4、5)，所述響應(yīng)線路用于將響應(yīng)數(shù)據(jù)幀(RP1、RP2)從所述從裝置(3、4、5)傳輸至所述主裝置(2)，所述選擇線路用于激活所述從裝置(3、4、5)，其中，傳輸具有至少一個(gè)地址位(SA0、SA1、SA2)、多個(gè)用戶數(shù)據(jù)位(LD)和至少一個(gè)長(zhǎng)度指示位(DL0、DL1)的所述請(qǐng)求數(shù)據(jù)幀和所述響應(yīng)數(shù)據(jù)幀(RQ1、RQ2、RP1、RP2)，所述地址位用于為所述從裝置(3、4、5)之一的尋址，所述長(zhǎng)度指示位用于指示數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，彼此同步地傳輸所述請(qǐng)求數(shù) 據(jù)幀(RQ1、 RQ2)和所述響應(yīng)數(shù)據(jù)幀(RP1、 RP2)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，緊跟著請(qǐng)求數(shù)據(jù)幀(RQ1 ) 傳輸對(duì)應(yīng)的響應(yīng)^t據(jù)幀。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的方法，其中，通過(guò)改變所述選擇 線路(15)上的選擇信號(hào)(CSB)的電平來(lái)啟動(dòng)請(qǐng)求數(shù)據(jù)幀和響應(yīng)數(shù)據(jù) 幀(RQ1、 RQ2、 RP1、 RP2)的傳輸。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的方法，其中，在傳輸所述請(qǐng)求數(shù) 據(jù)幀和/或所述響應(yīng)數(shù)據(jù)幀(RQ1、 RQ2、 RP1、 RP2)期間，由所述主 裝置(2)設(shè)定所述選擇信號(hào)(CSB)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5之一所述的方法，其中，在跟隨請(qǐng)求數(shù)據(jù)巾貞 (RQ1 )之后由被尋址的從裝置(3、 4、 5)發(fā)送具有相同地址位(SA0、SA1、 SA2)的響應(yīng)數(shù)據(jù)幀(RP1)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6之一所述的方法，其中，尋址依據(jù)請(qǐng)求數(shù)據(jù) 幀(RQ1)的用戶數(shù)據(jù)位(LD)由被尋址的從裝置(3、 4、 5)發(fā)送延 長(zhǎng)的響應(yīng)數(shù)據(jù)幀。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至7之一所述的方法，其中，依據(jù)請(qǐng)求數(shù)據(jù)幀 (RQ0)的用戶數(shù)據(jù)位(LD)傳輸跟隨其后的延長(zhǎng)了附加位(AD)的請(qǐng)求數(shù)據(jù)幀(RQ1')。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所迷的方法，所述附加位包含檢驗(yàn)位(CR0-CR7)特別是用于循環(huán)冗余檢驗(yàn)的檢驗(yàn)位，并且所迷長(zhǎng)度指示位(DL0、 DL1)指示所延長(zhǎng)的請(qǐng)求幀(RQ1')的長(zhǎng)度。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的方法，其中，與延長(zhǎng)的請(qǐng)求數(shù)據(jù)幀 (RQ1')同步發(fā)送的響應(yīng)數(shù)據(jù)幀(RP)的長(zhǎng)度指示位(DL0、 DL1)指示所述響應(yīng)數(shù)據(jù)幀的未改變的長(zhǎng)度。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1至IO之一所述的方法，其中，依據(jù)所述長(zhǎng)度指 示位(DL0、 DL1)，各個(gè)數(shù)據(jù)幀均具有校驗(yàn)位(PAR)或者用于循環(huán) 冗余檢驗(yàn)的檢驗(yàn)位(CR0至CR7 )。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1至11之一所述的方法，其中，將所述地址位 (SA0、 SA1、 SA2)作為相應(yīng)數(shù)據(jù)幀的最高有效位傳輸。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1至12之一所述的方法，其中，傳輸處于所述請(qǐng) 求數(shù)據(jù)幀(RQ1)中的預(yù)定的比特位置上的讀寫(xiě)位(RD/WR)和傳輸處 于所述響應(yīng)數(shù)據(jù)幀(RP)中的相同比特位置上的狀態(tài)位(GS)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1至13之一所述的方法，其中，將校驗(yàn)位(PAR) 特別是作為所述請(qǐng)求數(shù)據(jù)幀(RQ1、 RQ2)和/或所述響應(yīng)數(shù)據(jù)幀(RP1、 RP2)中的最低有效位來(lái)傳輸。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1至14之一所述的方法，其中，同時(shí)確定所有數(shù) 據(jù)幀的地址位(SA0、 SA1、 SA2)、用戶數(shù)據(jù)位(LD)、長(zhǎng)度指示位(DL0、 DL1)、讀寫(xiě)位(RW/WR)、狀態(tài)位(GS)、校驗(yàn)位(PAR) 和/或檢驗(yàn)位(CR0 - CR7 )的比特位置。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1至15之一所述的方法，其中，所述請(qǐng)求數(shù)據(jù)幀 和所述響應(yīng)數(shù)據(jù)幀(RQ1、 RP)包含16位、32位、48位或者64位。
17. —種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其促使在一個(gè)或多個(gè)程序控制的主裝置 和/或從裝置(2、 3、 4、 5)上執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1至16之一所述的方 法。
18. —種通信網(wǎng)絡(luò)(1)，其具有連接在總線(6)上的至少一個(gè)主 裝置(2)和一個(gè)或多個(gè)從裝置(3、 4、 5)，其中，所述主裝置和從裝 置(2、 3、 4、 5)被配置成用于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1至6之一所迷的方法。
19. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的通信網(wǎng)絡(luò)(1 ),其中，所述總線系統(tǒng) (6)是時(shí)鐘總線系統(tǒng)，并且特別是所述主裝置(2)經(jīng)由時(shí)鐘線路(18)向所述從裝置(3、 4、 5)提供時(shí)鐘信號(hào)(SCLK)。
20.根據(jù)權(quán)利要求18或者19所述的通信網(wǎng)絡(luò)(1 ),其中，所述總線系統(tǒng)(6)被實(shí)施為SPI總線。
全文摘要
一種在主裝置(2)和一個(gè)或更多個(gè)從裝置(3、4、5)之間經(jīng)由總線系統(tǒng)(6)傳輸數(shù)據(jù)幀的方法，所述總線系統(tǒng)(6)具有至少一個(gè)請(qǐng)求線路(16)、響應(yīng)線路(17)以及至少一個(gè)選擇線路(15)，所述請(qǐng)求線路用于將請(qǐng)求數(shù)據(jù)幀(RQ1、RQ2)從所述主裝置(2)傳輸至所述從裝置(3、4、5)，所述響應(yīng)線路用于將響應(yīng)數(shù)據(jù)幀(RP1、RP2)從所述從裝置(3、4、5)傳輸至所述主裝置(2)，所述選擇線路用于激活所述從裝置(3、4、5)，其中，傳輸具有至少一個(gè)地址位(SA)、多個(gè)用戶數(shù)據(jù)位(LD)和至少一個(gè)長(zhǎng)度指示位(DL)的請(qǐng)求數(shù)據(jù)幀和響應(yīng)數(shù)據(jù)幀(RQ1、RQ2、RP1、RP2)，所述地址位用于為所述從裝置(3、4、5)之一尋址，所述長(zhǎng)度指示位指示數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)度。
文檔編號(hào)G06F13/42GK101681326SQ200880017296
公開(kāi)日2010年3月24日 申請(qǐng)日期2008年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月25日
發(fā)明者E·埃希, P·戈?duì)柪? S·西曼 申請(qǐng)人:羅伯特.博世有限公司