專利名稱：網(wǎng)絡(luò)模式切換方法和串行數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在包括多個互連節(jié)點的串行數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)中切換模式的方法。本發(fā)明還涉及一種包括多個互連節(jié)點的串行數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)。
背景技術(shù)：
在汽車工業(yè)中，車輛(例如轎車)日益增長的復雜度推動了車輛控制架構(gòu)的邊界。 不到十年以前，許多車輛利用CAN(控制器局域網(wǎng))。然而，由于CAN基于事件驅(qū)動的通信方 式，意味著網(wǎng)絡(luò)中的每個節(jié)點必須能夠在任何時間接入公共通信介質(zhì)(例如總線)。這可能 導致網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)沖突(碰撞)，尤其是在具有大量節(jié)點的車輛中。由于在事件驅(qū)動的通信 系統(tǒng)中沒有嚴格的調(diào)度，增加或去除總線節(jié)點影響通信流。嚴格地說，這種改變使得必需全 面地使整個系統(tǒng)重新生效。因此，事件驅(qū)動的通信系統(tǒng)缺乏可組合性。此外，由于缺乏冗余結(jié)構(gòu)和機制，CAN通信技術(shù)不能滿足針對容錯的較高要求，并 且也只能在串行通信中傳送5001Ait/S的最大數(shù)據(jù)速率。隨著上述日益增長的復雜度轉(zhuǎn)化 為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的增長，CAN通信技術(shù)不再被認為適于以充足的數(shù)據(jù)傳送速率在車輛網(wǎng)絡(luò)中的 節(jié)點之間傳送容錯的數(shù)據(jù)通信。圖1示意性示出了這種認識已經(jīng)帶來了所謂Flexfey 網(wǎng)絡(luò)的開發(fā)。Flexfey 網(wǎng) 絡(luò)10利用時分多址接入(TDMA)調(diào)度，意味著向節(jié)點100分配時隙以接入網(wǎng)絡(luò)10。典型地， 每個節(jié)點100由具有FlexRay 通信控制器104的電子控制單元(EOT) 102的集合組成。每 個通信控制器104經(jīng)由相應(yīng)的總線驅(qū)動器106a、10 將E⑶100連接至一個或多個通信信 道120a、120b。例如，總線驅(qū)動器106a連接至通信信道120a的物理層，并且可以包含用于 監(jiān)控控制器的TDMA接入的保護單元。多個通信信道120a、120b可以用于引入冗余，從而改 進了網(wǎng)絡(luò)10的容錯(fault tolerance)。通信信道120a、120b中的每一個可以映射至單獨 的單一總線上，盡管例如有源或無源星形配置之類的更復雜實現(xiàn)也是可行的。在如FlexRay之類的TDMA網(wǎng)絡(luò)中，最重要的當然是所有節(jié)點100以同步方式操 作，即在實質(zhì)上相同的時間點開始其循環(huán)(cycle)和時隙，以確保每個節(jié)點100在正確的時 間點嘗試接入數(shù)據(jù)通信信道120a、120b。對于保證節(jié)點僅在分配給它們的時隙中廣播其數(shù) 據(jù)，并保證它們在其中數(shù)據(jù)已經(jīng)對這些節(jié)點可用的時隙中從總線讀取數(shù)據(jù)，這種緊密同步 是很重要的。失去同步也可能導致在通信信道上的讀和寫動作之間的沖突。維持同步操作 并不是無足輕重的動作，因為節(jié)點100典型地由本地時鐘控制。典型地，網(wǎng)絡(luò)10通過上電 (power up)來初始化。此外，典型地，相應(yīng)節(jié)點100的TDMA調(diào)度在設(shè)計時開發(fā)，在該階段必須考慮車輛的 所有場景或使用情況，包括ECU 102的固件升級。這是因為不存在允許以同步方式在使用 情況之間進行故障安全(failsafe)切換的、魯棒的全局控制機制。由于這種固件升級可能 需要向ECU 102傳送相對大量的數(shù)據(jù)，因此TDMA調(diào)度典型地必須包含分配給這種升級的較 大百分比的時隙，以避免這種升級將占用過多時間量(即便這種升級很少進行，例如在車 輛保養(yǎng)時)。
例如，已經(jīng)報告稱，對于包括FlexRay 網(wǎng)絡(luò)的最新高端車型，TDMA調(diào)度中全部時 隙的50%已經(jīng)被分配給這種升級。顯然，這樣大的時隙分配嚴重減小了用于網(wǎng)絡(luò)上其余通 信的可用帶寬。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明尋求提供一種用于在包括多個互連節(jié)點的串行數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)中切換模式 的魯棒方法。本發(fā)明還尋求提供一種包括多個互連節(jié)點的、具有改進的帶寬利用的串行數(shù)據(jù)通 信網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)本發(fā)明的方面，提供了一種在包括多個互連節(jié)點的串行數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)中切換 模式的方法，每個所述節(jié)點包括多個依賴于模式的配置，所述方法包括在第一模式期間， 向所述節(jié)點發(fā)布指令，所述指令標識數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的下一模式；終止所述第一模式；以及 在所述終止之后，根據(jù)與所述指令標識的所述下一模式相對應(yīng)的配置來對每個所述節(jié)點進
行重新配置。因此，本發(fā)明基于以下認識可以將標識網(wǎng)絡(luò)的下一模式的指令插入網(wǎng)絡(luò)(如 FlexRay 網(wǎng)絡(luò))的節(jié)點之間的通信中。這例如允許在設(shè)計時定義多個TDMA調(diào)度，例如針 對不同使用情況定義不同TDMA調(diào)度，使得針對每個使用情況，網(wǎng)絡(luò)上的可用帶寬可以最大 化，因為不需要與其他使用情況共享帶寬。例如，有利地，所述下一模式是用于對所述節(jié)點進行編程的編程模式，使得可以在 這種特殊的編程模式期間進行固件升級，這種編程模式的TDMA調(diào)度是針對用于重新編程 的時隙來優(yōu)化的，從而便于顯著增大不再需要包括編程時隙的其他模式的帶寬。在優(yōu)選實施例中，發(fā)布所述指令包括將所述指令廣播至少一次，從而確保所有節(jié) 點接收到指令。備選地，可以通過網(wǎng)絡(luò)來(重復地)向各個節(jié)點發(fā)送指令，直至所有節(jié)點接 收到指令。在TDMA網(wǎng)絡(luò)的情況下，相應(yīng)TDMA調(diào)度可以包括專用于所述指令的發(fā)布的時隙。在FlexRay 網(wǎng)絡(luò)的情況下，所述指令可以嵌入FlexRay 符號或網(wǎng)絡(luò)管理向量中。在實施例中，所述指令包括指令比特以及差錯保護比特，例如循環(huán)冗余校驗比特 或糾錯碼，以改進指令的容錯。每個所述節(jié)點可以包括內(nèi)部存儲器，所述方法還包括針對接收所述指令的每個 所述節(jié)點，將所述指令存儲在內(nèi)部存儲器中，其中，對每個所述節(jié)點進行重新配置的步驟包 括從內(nèi)部存儲器中讀取所述指令，以標識合適的依賴于模式的配置。針對這一目的，可以 使用任何合適的存儲器，如根據(jù)重啟類型(例如網(wǎng)絡(luò)的完全或部分下電(powerdown)、網(wǎng)絡(luò) 從休眠模式喚醒等等)來使用閃存存儲器或RAM。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種包括多個互連節(jié)點的串行數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)，所 述節(jié)點中的至少一些包括多個依賴于模式的配置，其中，所述節(jié)點適于在所述網(wǎng)絡(luò)的第一 模式期間接收指令，所述指令標識所述網(wǎng)絡(luò)的下一模式；以及，在網(wǎng)絡(luò)(重新)啟動時，通過 加載所述指令中標識的配置來進行初始化。盡管網(wǎng)絡(luò)缺少中央控制器來對網(wǎng)絡(luò)節(jié)點進行同 步配置，但是這種網(wǎng)絡(luò)受益于能夠在不同模式(例如使用情況)之間切換。在實施例中，每個節(jié)點包括內(nèi)部存儲器，用于存儲所述第一模式期間的指令。通過存儲在初始化時取回的指令(例如在網(wǎng)絡(luò)重啟或下電之后)，在上電時，每個節(jié)點可以通過 對其存儲器中存儲的指令進行評估，來簡單地選擇正確的配置。有利地，串行數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)是TDMA網(wǎng)絡(luò)，如FlexRay 網(wǎng)絡(luò)，其中，每個依賴于模式 的配置包括用于標識在所述模式期間對應(yīng)節(jié)點被準許接入數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的時隙的TDMA調(diào)度。本發(fā)明的串行數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)可以有利地集成入車輛(例如轎車)中，其中，該網(wǎng)絡(luò) 可以用于改進ECU之間的數(shù)據(jù)通信的可用帶寬。


參照附圖，通過非限制性示例，更詳細地描述本發(fā)明的實施例，其中圖1示意性描述了 Flexfeiy 網(wǎng)絡(luò)；圖2示意性描述了用于Flexfciy 網(wǎng)絡(luò)的TDMA調(diào)度；圖3示意性描述了根據(jù)本發(fā)明實施例的用于!FlexRay 網(wǎng)絡(luò)的TDMA調(diào)度；以及圖4示意性描述了根據(jù)本發(fā)明實施例用于對數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)進行重新配置的流程 圖方法。
具體實施例方式應(yīng)理解，附圖僅是示意性的，未按比例繪制。還應(yīng)理解，貫穿附圖，使用相同的參考 標號來指示相同或相似的部分。圖2示出了用于如圖1的Flexfeiy 網(wǎng)絡(luò)的TDMA數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的TDMA調(diào)度20的 簡化示例。調(diào)度20包括多個時隙210和220，其中時隙210被分配給節(jié)點A-D，加點的時隙 220被分配給(閃速)編程循環(huán)F。該編程循環(huán)典型地由于更新ECU或節(jié)點110的固件。如 上所述，這種更新典型地在車輛維護期間進行，車輛維護不常進行，可以每兩年一次在車輛 的例行保養(yǎng)期間進行。然而，由于FlexRay 網(wǎng)絡(luò)10的當前版本不便于在例如專用E⑶編程模式中對節(jié) 點110進行初始化，TDMA調(diào)度20必須向閃速編程模式F分配充足的時隙220，以確保在需 要這種編程模式時，可以完成該循環(huán)，而不會因分配給該編程循環(huán)的有限帶寬而導致不當 (undue)延遲。因此，在車輛的正常操作期間，圖2的TDMA調(diào)度20中的許多時隙保持未使 用，因為它們已經(jīng)被預留給該編程模式。在本示例中，這有害地影響了節(jié)點A-D的可用帶 覓ο應(yīng)指出，例如在Flexfciy 網(wǎng)絡(luò)10的情況下，TDMA調(diào)度20可以包括所謂靜態(tài)時隙 和動態(tài)時隙。靜態(tài)時隙典型地被分配給確定的同步通信；而動態(tài)時隙對事件驅(qū)動的異步通 信可用。在FlexRay 網(wǎng)絡(luò)中，在TDMA調(diào)度20中，動態(tài)時隙的存在是可選的。一般而言，本發(fā)明使得數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)，特別是TDMA網(wǎng)絡(luò)，能夠在不同通信配置之 間進行切換，特別地，以安全的方式在通信調(diào)度之間切換。特別地，本發(fā)明是針對具有有限 層級的有線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)而設(shè)計的，特別是其中不能對網(wǎng)絡(luò)節(jié)點進行集中配置的有線TDMA 網(wǎng)絡(luò)。然而應(yīng)指出，本發(fā)明也可以有利地用于無線TDMA網(wǎng)絡(luò)，例如用于在模式之間切 換，例如用于支持對所有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(例如蜂窩電話)的大量下載或集中廣播。在這種情形中，有利地，與標準服務(wù)調(diào)度相比，向數(shù)據(jù)提供節(jié)點提供更多數(shù)目的時隙，以確保調(diào)度可以 盡快返回標準服務(wù)調(diào)度，從而對于在特殊模式期間具有較少數(shù)目的分配時隙的節(jié)點，限制 服務(wù)質(zhì)量下降的持續(xù)時間。圖3描述了根據(jù)本發(fā)明的方法實施例產(chǎn)生的、用于TDMA網(wǎng)絡(luò)(如FlexRay 網(wǎng)絡(luò)) 的通信循環(huán)的TDMA調(diào)度30。TDMA調(diào)度30是根據(jù)TDMA數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)(如Flexfeiy 網(wǎng)絡(luò) 10)的第一使用情況來編制的，在第一使用情況中，在TDMA調(diào)度30中向節(jié)點A-D分配時隙 210。每個節(jié)點100包含TDMA調(diào)度30的(部分)拷貝，使得節(jié)點100可以標識其能夠接入 數(shù)據(jù)通信信道120a、120b的時隙210。此外，TDMA調(diào)度30包括其中可以發(fā)布指令(所謂 模式預設(shè)命令(MPC))的時隙310。在圖3中，僅以非限制性示例方式示出了單一時隙310。 TDMA調(diào)度30優(yōu)選地可以包括向所有節(jié)點100廣播MPC的單一時隙310，或者備選地，包括 向各個節(jié)點100發(fā)送MPC的多個時隙310。在后一實施例中，TDMA調(diào)度30將包含充足的時 隙310以允許向所有節(jié)點100發(fā)送MPC。在實施例中，也可以保留時隙(未示出)用于節(jié)點100對MPC的接收進行應(yīng)答。 該應(yīng)答可以例如容易地插入通信循環(huán)的動態(tài)分段中，因為這些分段預期用于事件驅(qū)動的通可以在靜態(tài)或動態(tài)分段310中發(fā)送的MPC通知節(jié)點100在下一次重啟時要選擇哪 個TDMA調(diào)度。如上所述，這種重啟可以由數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)10的下電和隨后的上電來觸發(fā)。節(jié) 點100可以適于包含存儲器(未示出)，用于在時隙310中接收MPC時存儲MPC，隨后，在 上電時，節(jié)點100將檢查存儲器以確定需要選擇哪個TDMA調(diào)度。典型地，每個節(jié)點100能 夠接入多個這種TDMA調(diào)度，每個TDMA調(diào)度可以與數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)10的特定(使用情況)配 置相對應(yīng)。典型地，MPC用作這種TDMA調(diào)度之一的標識符，從而確保所有節(jié)點100在初始 化時(例如在由例如網(wǎng)絡(luò)喚醒或重新引導而觸發(fā)的重啟之后)選擇相同的TDMA調(diào)度。可 以理解，盡管在單一網(wǎng)絡(luò)10的上下文中解釋了以上內(nèi)容，但是本發(fā)明同樣適用于包括多個 域在內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中的各個域，如網(wǎng)絡(luò)集群內(nèi)的部分網(wǎng)絡(luò)。一旦進行重啟，可以從存儲器中移除MPC，重啟例如可以由網(wǎng)絡(luò)10終止通信模式、 喚醒或重新引導而造成。優(yōu)選地，一旦接收到更為更新和有效的MPC(例如在下一通信模式 中)，則對MPC進行重寫(overwrite)。例如，如圖3所示，TDMA調(diào)度30中的MPC可以觸發(fā)節(jié)點100在重啟時選擇TDMA 調(diào)度32，在TDMA調(diào)度32中選擇針對一個或多個ECU102的(閃速)編程模式。TDMA調(diào)度 32還可以包括保留用于發(fā)布MPC的時隙310。應(yīng)指出，僅以非限制性示例的方式，TDMA調(diào) 度32中的時隙310位于調(diào)度的起始處。例如，有利的，可以將時隙310置于TDMA調(diào)度32 的結(jié)尾處，以發(fā)信號通知一個或多個E⑶102的編程完成。備選地，可以從TDMA調(diào)度32中 省去MPC，這可以觸發(fā)節(jié)點100在重啟時配置為缺省模式。在這種情況下，在導致選擇TDMA 調(diào)度32的初始重啟之后，應(yīng)當從節(jié)點100的內(nèi)部存儲器中移除MPC。在優(yōu)選實施例中，在不同TDMA調(diào)度中，在相同時隙中發(fā)布(廣播)MPC。這具有以 下優(yōu)點如果由于某種原因，節(jié)點100未接收到MPC，從而導致具有使用不同TDMA調(diào)度的 不同節(jié)點100的網(wǎng)絡(luò)10的錯誤重啟，則在下一重啟時，可以簡單地通過例如由網(wǎng)絡(luò)維護節(jié) 點100廣播另一 MPC來校正網(wǎng)絡(luò)10的不正確初始化，因為所有節(jié)點100盡管操作不兼容的 TDMA調(diào)度，但是仍期望在相同時隙期間廣播MPC。
各個節(jié)點100可以以多種方式來產(chǎn)生MPC指令。例如，E⑶102可以連接至外部 設(shè)備，例如在車輛保養(yǎng)期間連接至車輛的外部編程設(shè)備，該外部設(shè)備觸發(fā)其節(jié)點100發(fā)布 MPC,該MPC向網(wǎng)絡(luò)10指示必須進入編程循環(huán)。備選地，節(jié)點100可以在檢測到其E⑶的預 定狀況或狀態(tài)切換時發(fā)布MPC。此夕卜，網(wǎng)絡(luò)10可以包括節(jié)點100，負責執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)管理任務(wù)，例如執(zhí)行用于網(wǎng)絡(luò)控 制目的的軟件程序的E⑶102，可以判定網(wǎng)絡(luò)10是可以進入休眠模式，還是由于仍有一些 節(jié)點100請求通信而應(yīng)當保持激活。這種網(wǎng)絡(luò)管理節(jié)點100可以負責周期性地發(fā)布MPC以 指定網(wǎng)絡(luò)10的下一通信模式。此時，應(yīng)注意，在多個節(jié)點100能夠在相同通信模式中發(fā)送MPC的情況下，如一個 或多個E⑶102除連接至網(wǎng)絡(luò)管理節(jié)點100之外還連接至外部設(shè)備的情況下，可能需要對 這些MPC進行優(yōu)先級處理，以避免網(wǎng)絡(luò)10的一些節(jié)點100在網(wǎng)絡(luò)10重啟時初始化為不同 通信模式的風險。任何合適的優(yōu)先級處理方法可以用于這一目的。例如，MPC可以具有優(yōu) 先級評分，節(jié)點100的本地存儲器適于存儲多個MPC，每個節(jié)點100適于選擇具有最高優(yōu)先 級評分的MPC。備選地，可以根據(jù)優(yōu)先級來向節(jié)點100分配TDMA調(diào)度中的時隙，S卩，能夠發(fā)布高優(yōu) 先級MPC的節(jié)點100在調(diào)度中較早接收TDMA時隙，而能夠發(fā)布低優(yōu)先級MPC的節(jié)點100在 調(diào)度中較晚接收TDMA時隙，其中，只要已經(jīng)在通信模式中廣播了 MPC，則例如通過在每個節(jié) 點100中設(shè)置表示在當前通信模式期間已廣播MPC的標志，立即禁止每個節(jié)點100廣播其 MPC0這確保了在多個節(jié)點100想要在通信模式期間發(fā)布MPC的情況下，實際僅發(fā)布最高優(yōu) 先級MPC。應(yīng)當認識到，在這種實施例中，TDMA調(diào)度將包含分配給MPC廣播的多個時隙，其 中每個時隙被分配給指定節(jié)點。在另一實施例中，可以根據(jù)反向優(yōu)先級來向節(jié)點100分配TDMA調(diào)度中的時隙，即， 能夠發(fā)布高優(yōu)先級MPC的節(jié)點100在調(diào)度中較晚接收TDMA時隙，而能夠發(fā)布低優(yōu)先級MPC 的節(jié)點100在調(diào)度中較早接收TDMA時隙。在這種情形中，節(jié)點100可以例如適于重寫較早 接收的MPC，從而確保所有節(jié)點100在通信模式終止時包含相同的最高優(yōu)先級MPC。在本實 施例中，在下一通信循環(huán)中，需要重新發(fā)布被重寫的MPC。備選地，節(jié)點100在堆棧中存儲所 有發(fā)布的MPC，從而在網(wǎng)絡(luò)10重啟時，從堆棧中首先取出最后接收的、最高優(yōu)先級的MPC。根據(jù)MPC出現(xiàn)頻率的倒數(shù)來向MPS分配優(yōu)先級是可取的，以避免一些通信模式得 不到滿足(starvation)。換言之，對于頻繁出現(xiàn)的通信模式，應(yīng)當給予較低優(yōu)先級，以確保 當非常不頻繁的通信模式(如編程模式)嘗試加載至網(wǎng)絡(luò)10時，這種不頻繁的模式不具有 被更通常出現(xiàn)的通信模式阻止的風險。由于這一原因，優(yōu)選地，對網(wǎng)絡(luò)維護節(jié)點100發(fā)布的 MPC給予較低優(yōu)先級評分，因為該MPC可能被頻繁發(fā)布。應(yīng)指出，為完整性起見，TDMA調(diào)度30和32描述的各種通信模式不必須包含明確 定義的時隙210和220。如上所述，F(xiàn)lexRay 網(wǎng)絡(luò)還允許定義動態(tài)分段，動態(tài)分段具有明確 定義的持續(xù)時間，但是允許這種分段內(nèi)的更靈活的(異步)通信。一個或多個通信模式，例 如E⑶編程模式，可以至少部分或甚至完全以這種動態(tài)分段方式來定義。在TDMA數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)10 (如Flexfeiy 網(wǎng)絡(luò))中，時隙(如時隙210和220)典型 地在每個時隙期間能夠通信的比特數(shù)方面具有最大長度。例如，在FlexRay 網(wǎng)絡(luò)中，統(tǒng)一 消息幀包括40比特的首部、包含要通信的最大254比特數(shù)據(jù)的有效載荷(payload)部分、以及包含循環(huán)冗余校驗(CRC)比特的尾部。在實施例中，MPC形成這種消息幀的一部分，或 者可以在例如TDMA調(diào)度的動態(tài)分段中通信設(shè)定次數(shù)的其他巾貞，如FlexRay 網(wǎng)絡(luò)管理向量。 由于MPC僅需要少量比特來標識網(wǎng)絡(luò)的下一模式，因此這是可以實現(xiàn)的。備選地，在可選的 符號窗期間，MPC可以嵌入要發(fā)布的FlexRay 符號中，所述符號窗典型地用于在通信循環(huán) 的結(jié)尾(例如在網(wǎng)絡(luò)空閑時間期間)向節(jié)點100發(fā)送特殊符號，例如喚醒、啟動和告警符 號。MPC還可以包括附加比特，例如CRC比特或其他糾錯碼比特，以改進MPC的容錯。在 這種實施例中，節(jié)點100，例如通信控制器104，典型地適于在存儲MPC以便以后使用之前， 使用這種附加比特來檢查和/或確保MPC的正確性。這種技術(shù)實質(zhì)上是已知的，因此為了 簡明原因不進行更詳細解釋。使用根據(jù)本發(fā)明方法的MPC的主要優(yōu)點在于，由于通信循環(huán)和編程循環(huán)不再需要 交織在單一循環(huán)中的事實，可以實現(xiàn)較短的TDMA循環(huán)，即更緊湊的TDMA調(diào)度，因為與現(xiàn)有 技術(shù)的TDMA循環(huán)20相比，在正常通信循環(huán)(如TDMA調(diào)度30描述的循環(huán))中向各個節(jié)點 100提供更多帶寬，而在現(xiàn)有技術(shù)的TDMA循環(huán)20中，循環(huán)中的帶寬必須在通信時隙210與 編程時隙220之間進行劃分。在實施例中，時隙310可以用于發(fā)送指令，該指令觸發(fā)節(jié)點100以其缺省模式進行 重啟，除非或直至接收到發(fā)送MPC指令的請求。這確保了，除非用于觸發(fā)節(jié)點100重啟進入 “特殊”模式(如ECU編程模式)的MPC指令，否則所有節(jié)點100始終重啟進入其缺省模式， 從而在例如網(wǎng)絡(luò)的各個節(jié)點或分支意外關(guān)閉之后，確保避免不一致的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)。該指令例 如可以是如上所述由網(wǎng)絡(luò)維護節(jié)點100發(fā)布的MPC。如上所述，在通信模式期間未發(fā)布MPC 的情況下，節(jié)點100可以簡單地在下一重啟時重新使用最新存儲的MPC;或者，在節(jié)點100 存儲多個MPC的情況下，進行至下一(例如較低優(yōu)先級)MPC。如圖3所示，MPC可以簡單地用于在通常通信模式與E⑶編程模式之間切換 (toggle)串行數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)10的狀態(tài)。然而，應(yīng)當認識到，可以使用附加MPC，例如用于 將串行數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)10帶入不同類型的通信模式(例如使用情況)。例如，對于車輛中的 FlexRay 網(wǎng)絡(luò)10，車輛的駕駛員可以觸發(fā)使用情況MPC的產(chǎn)生，以使Flexfey 網(wǎng)絡(luò)10進 入不同模式。例如，駕駛員使車輛倒車可以觸發(fā)對使用情況的選擇，在該使用情況中，向與 后視攝像機相關(guān)聯(lián)的節(jié)點100提供附加帶寬，即TDMA調(diào)度中的更多時隙。在實施例中，網(wǎng)絡(luò)10可以被切換至專用的“安靜”模式，其中，所有節(jié)點100，除了 發(fā)布MPC的節(jié)點，禁止通過通信信道120a、120b發(fā)送分組，直至發(fā)布重啟為止。例如，MPC可 以包含標識要使用的下一調(diào)度的比特，以及指示接收節(jié)點100在當前通信模式(以及可選 地，多個后續(xù)通信模式)中切換至安靜模式的比特。這樣，可以在通信模式之間進行快速切 換，并且在所選節(jié)點被分配有TDMA調(diào)度中的時隙的通信模式中保持這些節(jié)點100安靜。如圖1所示，節(jié)點100的通信控制器104可以容易地適于識別一個或多個MPC。由 于指令解碼的實現(xiàn)僅需要相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人員的常規(guī)技能，因此僅為了簡明的原因不再進一 步解釋。因此，數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)10中的節(jié)點100可以容易的適于形成根據(jù)本發(fā)明的數(shù)據(jù)通信 網(wǎng)絡(luò)。典型地，本發(fā)明的串行數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)本發(fā)明的方法，圖4示出了本發(fā)明方法 的示例實施例。由于以上已經(jīng)詳細解釋了該方法，因此圖4用于概括該方法的優(yōu)選實施例。
方法400在步驟410中開始，此后，在步驟420中，例如通過(重新)啟動來初始 化網(wǎng)絡(luò)10，初始化可以由上電、重新引導、喚醒等等導致。該初始化包括根據(jù)節(jié)點100的內(nèi) 部存儲器的狀態(tài)來配置節(jié)點100。換言之，如果有效MPC已經(jīng)存儲在節(jié)點100的本地存儲器 中，這些節(jié)點將根據(jù)MPC所標識的通信模式來初始化，包括至少加載合適的TDMA調(diào)度。這 種調(diào)度可以是圖3所示的調(diào)度的部分調(diào)度，即僅包括與該特定節(jié)點100相關(guān)的條目。在完 成初始化步驟420之后，在步驟430，網(wǎng)絡(luò)10典型地進入通信模式，在通信模式期間，節(jié)點 100在相關(guān)聯(lián)TDMA調(diào)度(如調(diào)度32)的分配時隙期間，通過通信信道120a、120b來進行通 信。這種通信模式可以由在先前通信模式期間(即在網(wǎng)絡(luò)10重啟之前)發(fā)布的MPC來指 定。在通信或編程循環(huán)430 (可以是正常通信循環(huán)或編程循環(huán)等等)期間，可以向串行 數(shù)據(jù)通信總線10中的節(jié)點100廣播MPC。如果節(jié)點100接收到有效MPC，如檢查步驟432 所示，則如步驟434所示，將該MPC存儲在每個節(jié)點100中，例如存儲在本地存儲器中，在節(jié) 點100從不完全下電的情況下，該存儲器可以是RAM存儲器，或者在下電狀態(tài)中對節(jié)點的供 電完全終止的情況下，該存儲器可以是閃存存儲器。當然，也可以使用其他合適的存儲器類 型。方法400進行通信循環(huán)430，直至模式終止事件導致通信循環(huán)430終止。這種終 止事件可以是進入新通信模式的重新初始化請求、下電請求、重新引導請求等等。如在步驟 437中檢查的(這當然是通常情況)，如果要重啟(例如重新初始化)網(wǎng)絡(luò)，則方法返回步驟 420，在步驟420中對網(wǎng)絡(luò)進行重新初始化。另一方面，如果請求完全下電(complet印ower down)，則方法400在步驟440終止，此后，完全上電(full powerup)可能導致方法400在 步驟410重新開始。在方法返回步驟420的情況下，由于MPC已經(jīng)存儲在節(jié)點100的配置存儲器中，在 節(jié)點100在步驟420中重新初始化時，節(jié)點將選擇由MPC指定的配置信息，從而確保所有節(jié) 點100進入由MPC選擇的相同通信模式。如上所述，這消除了將多種場景(例如使用情況) 組合為單一通信循環(huán)的需要，從而在這些循環(huán)的任一個期間改進了節(jié)點100的可用帶寬。應(yīng)當注意，上述實施例示意而非限制本發(fā)明，在不脫離所附權(quán)利要求的范圍的前 提下，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠設(shè)計許多備選實施例。在權(quán)利要求中，置于括號之間的任何參考 標記不應(yīng)解釋為限制權(quán)利要求?！鞍ā币辉~不排除存在與權(quán)利要求中所列的不同的元件或 步驟。在元件之前的“一”不排除存在多個這種元件。本發(fā)明可以通過包括多個不同元件 的硬件來實現(xiàn)。在列舉多個裝置的設(shè)備權(quán)利要求中，這些裝置中的若干個可以以同一項硬 件來實現(xiàn)。僅僅根據(jù)在互不相同的從屬權(quán)利要求中記載特定措施的事實，不表明不能使用 這些措施的組合來進行改進。
權(quán)利要求
1.一種在包括多個互連節(jié)點(100)的串行數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)(10)中切換模式的方法 000)，每個所述節(jié)點包括多個依賴于模式的配置(30、32)，所述方法包括在第一模式期間，向所述節(jié)點發(fā)布(44 指令，所述指令標識數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的下一模式；終止所述第一模式；以及在所述終止之后，根據(jù)與所述指令標識的所述下一模式相對應(yīng)的配置來對每個所述節(jié) 點進行重新配置(430)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法G00)，其中，所述下一模式是用于對所述節(jié)點(100)進 行編程的編程模式。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法000)，其中，所述數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)(10)是時分多址接 入TDMA網(wǎng)絡(luò)，其中，所述節(jié)點(100)的依賴于模式的配置(30、32)包括用于標識時隙(210、 220,310)的TDMA調(diào)度，在所述時隙中，對應(yīng)節(jié)點被準許接入數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)。
4.根據(jù)之前任一權(quán)利要求所述的方法000)，其中，發(fā)布所述指令的步驟包括廣播所 述指令。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的方法000)，其中，相應(yīng)的TDMA調(diào)度包括被分用于所述 指令的發(fā)布的時隙(310)。
6.根據(jù)之前任一權(quán)利要求所述的方法G00)，其中，所述數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)(10)是 FlexRay 網(wǎng)絡(luò)，其中，所述節(jié)點(100)包括可編程電子控制單元(102)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法000)，其中，所述指令嵌入FlexRay 符號、網(wǎng)絡(luò)管理向 量和同步幀之一中。
8.根據(jù)之前任一權(quán)利要求所述的方法G00)，還包括在所述第一模式期間，在接收到 所述指令時，將所述節(jié)點(100)中的至少一些切換至安靜狀態(tài)。
9.根據(jù)之前任一權(quán)利要求所述的方法G00)，其中，所述指令包括指令比特以及差錯 保護比特。
10.根據(jù)之前任一權(quán)利要求所述的方法000)，其中，每個所述節(jié)點(100)包括內(nèi)部存 儲器，所述方法還包括針對接收所述指令的每個所述節(jié)點，將所述指令存儲(450)在內(nèi)部存儲器中，以及其中，對每個所述節(jié)點進行重新配置G30)的步驟包括從內(nèi)部存儲器中讀取所述指 令，以標識合適的依賴于模式的配置(30、32)。
11.一種包括多個互連節(jié)點(100)的串行數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)(10)，所述節(jié)點中的至少一些 包括多個依賴于模式的配置(30、32)，其中，所述節(jié)點適于在所述網(wǎng)絡(luò)的第一模式期間接收指令，所述指令標識所述網(wǎng)絡(luò)的下一模式；以及，在網(wǎng) 絡(luò)重新啟動時，通過加載所述指令中標識的配置來進行初始化。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的串行數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)(10)，其中，每個節(jié)點(100)包括內(nèi)部 存儲器，用于存儲所述第一模式期間的指令。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的串行數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)(10)，其中，所述串行數(shù)據(jù)通信網(wǎng) 絡(luò)(10)是TDMA網(wǎng)絡(luò)，其中，每個依賴于模式的配置(30、32)包括用于標識時隙(210、220、 310)的TDMA調(diào)度，在所述時隙中，在所述模式期間對應(yīng)節(jié)點(100)被準許接入數(shù)據(jù)通信網(wǎng)
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的串行數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)(10)，其中，所述串行數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)是 FlexRay 網(wǎng)絡(luò)。
15.一種車輛，包括根據(jù)權(quán)利要求11-14中任一項所述的串行數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)(10)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種在包括多個互連節(jié)點(100)的串行數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)(10)中切換模式的方法(400)，每個所述節(jié)點包括多個依賴于模式的配置(30、32)，所述方法包括在第一模式期間，向所述節(jié)點發(fā)布(445)指令，所述指令標識數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的下一模式；終止所述第一模式；以及在所述終止之后，根據(jù)與所述指令標識的所述下一模式相對應(yīng)的配置來對每個所述節(jié)點進行重新配置(430)。本發(fā)明還公開了一種實現(xiàn)這種方法的串行數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)。
文檔編號H04L12/40GK102104516SQ20101060079
公開日2011年6月22日 申請日期2010年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月21日
發(fā)明者伊麗莎白·弗蘭西卡·瑪麗亞·斯特芬斯, 安德魯·庫恩·紐蘭德, 簡·斯特庫拉特, 胡伯特斯·杰拉德斯·亨德里克斯·維梅倫 申請人:Nxp股份有限公司