轉換裝置和具有轉換裝置的通信網(wǎng)的制作方法
【專利摘要】通信網(wǎng)具有：第一子網(wǎng)，該第一子網(wǎng)基于第一通信協(xié)議；和第二子網(wǎng)，該第二子網(wǎng)基于第二通信協(xié)議。此外，轉換裝置設置在第一與第二子網(wǎng)之間的接口上。轉換裝置構成為將第一通信協(xié)議的由該轉換裝置在輸入側接收的消息單元(F_i)轉換為第二通信協(xié)議的容器消息(CONT_j)。給每個消息單元(F_i)配置一個預定的在轉換裝置中的最大停留時間(t_v_i)。轉換裝置構成為，當配置給相應容器消息的消息單元(F_i)中的至少一個消息單元的最大停留時間(t_v_i)結束或者取決于配置給相應容器消息的消息單元(F_i)地給相應容器消息(CONT_j)配置預定的最大數(shù)據(jù)量(THD)時，將在輸入側接收的具有相同接收地址(ADD_i)的消息單元(F_i)配置給對于相應接收地址(ADD_i)的容器消息(CONT_j)并且轉發(fā)相應的容器消息(CONT_j)。
【專利說明】轉換裝置和具有轉換裝置的通信網(wǎng)
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種轉換裝置和一種具有轉換裝置的通信網(wǎng)?，F(xiàn)代機動車具有多個調 節(jié)和控制裝置并且此外也具有多個傳感器，這些傳感器例如也可以包括一個視頻攝像機或 多個視頻攝像機；并且也具有用于車輛乘客的信息傳送或娛樂目的的裝置，例如收音機和 /或視頻播放器。除此之外，在現(xiàn)代機動車中也通常應用導航裝置。這些裝置的有效運行需 要適合的通信網(wǎng)。
【背景技術】
[0002] 迄今為止，在機動車中經(jīng)常應用不同的總線系統(tǒng)，例如局域互聯(lián)網(wǎng)（LIN)、控制器 局域網(wǎng)（CAN)或 FlexRay。
[0003] 隨著調節(jié)和控制裝置的增大的復雜性和增多數(shù)量的上述裝置，對網(wǎng)絡的要求提 高，這些網(wǎng)絡具有擴展的協(xié)議范圍，例如對以太網(wǎng)的要求。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 作為本發(fā)明基礎的任務在于，實現(xiàn)一種轉換裝置，該轉換裝置有助于有效和可靠 的數(shù)據(jù)傳輸。按照另一方面，作為本發(fā)明基礎的任務在于，實現(xiàn)一種通信網(wǎng)，該通信網(wǎng)有助 于有效和可靠的數(shù)據(jù)傳輸。
[0005] 該任務通過獨立權利要求解決。有利的設計方案表示在從屬權利要求中。
[0006] 按照第一方面，本發(fā)明的突出之處在于一種轉換裝置，所述轉換裝置構成 為將第一通信協(xié)議的在輸入側接收的消息單元轉換為第二通信協(xié)議的容器消息 (Containernachricht)。給每個消息單元配置一個預定的在轉換裝置中的最大停留時間。 轉換裝置構成為，當配置給相應容器消息的消息單元中的至少一個消息單元的最大停留時 間結束或者取決于配置給相應容器消息的消息單元地給相應容器消息配置預定的最大數(shù) 據(jù)量時，將在輸入側接收的具有相同接收地址的消息單元配置給對于相應接收地址的容器 消息并且轉發(fā)相應的容器消息。
[0007] 按照第二方面，轉換裝置設置在通信網(wǎng)中，該通信網(wǎng)包括：第一子網(wǎng)，該第一子網(wǎng) 基于第一通信協(xié)議；和第二子網(wǎng)，該第二子網(wǎng)基于第二通信協(xié)議。轉換裝置設置在第一與第 二子網(wǎng)之間的接口上。通信網(wǎng)可以原則上也包括另外的子網(wǎng)，因此例如也包括基于第一通 信協(xié)議的另一子網(wǎng)。
[0008] 轉換裝置可以例如也包括網(wǎng)關或是網(wǎng)關，該網(wǎng)關也可以稱為轉換用的網(wǎng)關。
[0009] 轉換裝置的突出之處在于，在其運行期間--根據(jù)到達時間和相應的最大停留時 間--如果必要多個并且經(jīng)常甚至大量消息單元可以配置給一個唯一的容器消息并且因 此一方面可以盡可能好地使用其可用的數(shù)據(jù)量并且由此可以將分別待發(fā)送到相應接收地 址的容器消息的數(shù)量保持很小，并且另一方面可以確保不超過在轉換裝置中對于每個消息 單元的相應的最大停留時間。
[0010] 通過這種方式可以因此確保在轉換裝置的輸出側相應的消息單元的準時的發(fā)送。 除此之外然而可以將待發(fā)送到相應接收地址的容器消息的數(shù)量保持很小，這特別是在接收 相應容器消息的這個或這些單元中將其負荷保持盡可能小。在此例如相應容器消息的接收 分別地與中斷處理相關聯(lián)。通過對于相應的接收地址、也就是對于每個尋址的接收器或每 個尋址的接收器組，設定相應的容器消息，不僅單播而且多播是可能的。
[0011] 最大數(shù)據(jù)量可以適合地設定，并且可以因此確保所有配置給容器消息的消息單元 也可以在實際上安置在其中。
[0012] 除此之外，轉換裝置有助于，特別是時間要求嚴格的消息單元以相應小地預定的 最大停留時間相應實時地在相應的容器消息中轉發(fā)。在此方面，相應地其他配置給相應容 器消息的消息單元那么也由容器消息的快速轉發(fā)獲益。
[0013] 此外可以通過將相應發(fā)送的容器消息的數(shù)量保持很小來將基于第二通信協(xié)議的 第二子網(wǎng)的網(wǎng)絡負荷盡可能保持如此小，這有助于，相應地時間要求嚴格的消息單元在相 應的容器消息中可以特別可靠地并且也快速地通過第二通信網(wǎng)發(fā)送。
[0014] 相應地因此也可以有助于，將容器消息的相應的接收用單元的負荷保持盡可能 小。此外因此也可以有助于，特別是在第二子網(wǎng)中傳輸特別是實時要求嚴格的消息單元。
[0015] 按照一個有利的設計方案，在至少一部分量的消息單元中給相應的消息單元分別 配置一個標識，并且轉換裝置構成為，根據(jù)相應的標識給轉換裝置提供配置的最大停留時 間。通過這種方式可以簡單地提供相應的配置的最大停留時間，因此如果必要通過相應的 數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫如果必要可以在轉換裝置之外構成，并且如果必要多個轉換裝置也可以 訪問該數(shù)據(jù)庫。在此，相應的標識可以例如是所謂的消息ID。
[0016] 按照另一有利的設計方案，在至少一部分量的消息單元中相應的消息單元分別包 括關于配置的最大停留時間的信息。轉換裝置在該情況下構成為，從該信息提取配置給相 應消息單元的最大停留時間。通過這種方式可以簡單地確定相應的最大停留時間，而且直 接在使用相應的消息單元的情況下。
[0017] 按照另外的有利的設計方案，第一通信協(xié)議基于CAN總線和/或基于FlexRay和/ 或基于LIN總線。按照另一有利的設計方案，第二通信協(xié)議基于以太網(wǎng)。原則上例如第一 通信協(xié)議可以基于以太網(wǎng)，而第二通信協(xié)議基于CAN總線或基于FlexRay或基于LIN總線。
[0018] 有利地，轉換裝置和/或通信網(wǎng)設置在車輛中。該轉換裝置或該通信網(wǎng)然而也可 以例如設置在飛機或生產(chǎn)裝置中。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019] 在下文中根據(jù)示意圖進一步闡明本發(fā)明的實施例。其中：
[0020] 圖1示出了具有轉換裝置的通信網(wǎng)；
[0021] 圖2示出了第一程序的流程圖，該第一程序在轉換裝置中完成；以及
[0022] 圖3示出了第二程序的流程圖，該第二程序在轉換裝置中完成。
【具體實施方式】
[0023] 通信網(wǎng)包括第一子網(wǎng)1 (圖1)和第二子網(wǎng)3。第一子網(wǎng)1可以例如基于CAN總線 或者基于FlexRay或基于LIN總線。這樣的通信協(xié)議特別是在車輛技術的范圍中廣泛地應 用。
[0024] 第二子網(wǎng)3具有第二通信協(xié)議，該第二通信協(xié)議例如基于以太網(wǎng)。無論如何，第二 子網(wǎng)3的通信協(xié)議的突出之處在于，該通信協(xié)議特別是對于每個消息具有相比于在第一通 信協(xié)議中的情況更大的數(shù)據(jù)量。在此方面，按照第一通信協(xié)議的消息稱為消息單元F_i，而 第二通信協(xié)議的消息稱為容器消息C0NT_j。在此，i或j代表相應的計數(shù)。
[0025] 第二子網(wǎng)3如果必要具有一個或多個連接元件6、特別是所謂的透明的連接元件， 所述連接元件可以例如構成為交換機，如果第二子網(wǎng)基于以太網(wǎng)，那么特別是這樣的。
[0026] 轉換裝置5設置在第一與第二子網(wǎng)1、3之間的接口上。轉換裝置5可以包括網(wǎng)關 或是網(wǎng)關。轉換裝置5構成為，將第一通信協(xié)議的由該轉換裝置在輸入側接收的消息單元 F_i轉換為第二通信協(xié)議的容器消息C0NT_j。給每個消息單元F_i配置有一個預定的在轉 換裝置5中的最大停留時間t_v_i。轉換裝置5構成為，當配置給相應容器消息的消息單 元F_i之一的最大停留時間t_v_i結束或者取決于配置給相應容器消息的消息單元F_i地 給相應容器消息C0NT_j配置預定的最大數(shù)據(jù)量THD時，將在輸入側接收的具有相同接收地 址ADD_i的消息單元F_i配置給對于相應接收地址ADD_i的容器消息C0NT_j并且轉發(fā)相 應的容器消息C0NT_j。
[0027] 轉換裝置5至少具有分別到第一子網(wǎng)1的通信接口和到第二子網(wǎng)3的另外的通信 接口。除此之外，該轉換裝置優(yōu)選具有運算單元以及數(shù)據(jù)和程序存儲器。在數(shù)據(jù)和程序存 儲器中存有一個或多個程序，所述程序在轉換裝置5的運行期間在該轉換裝置中完成并且 因此特別是在運算單元中完成。
[0028] 第一程序在步驟S1 (圖2)中開始，在該步驟中如果必要初始化各個變量。在步驟 S3中檢查，第一通信協(xié)議的相應的消息單元F_i是否已由其在輸入側接收。如果情況是否， 那么處理重新--如果必要在預定的等待持續(xù)時間之后--在步驟S3中繼續(xù)。
[0029] 而如果滿足了步驟S3的條件，那么在步驟S5中確定哪個接收地址ADD_i配置給 相應的消息單元？」。
[0030] 隨后在步驟S7中檢查，是否已經(jīng)為轉換裝置的相應接收地址ADD_i準備了相應的 容器消息C0NT_j并由此等待其發(fā)送。假如還沒有準備相應的容器消息C0NT_j，那么在轉換 裝置5中相應地提供該容器消息。
[0031] 在步驟S9中，將消息單元F_i配置給具有相同接收地址ADD_i的相應的容器消息 C0NT_ j。
[0032] 在步驟S11中隨后檢查，配置給相應容器消息C0NT_j的發(fā)送時刻t_s_j是否大于 由當前時刻t_akt和正好配置的消息單元F_i的相應最大停留時間t_v_i構成的和。如果 情況是是，那么處理重新--如果必要在預定的等待持續(xù)時間之后--在步驟S3中繼續(xù)。
[0033] 而如果步驟S11的條件沒有滿足，那么在步驟S13中重新確定容器消息C0NT_j的 相應的發(fā)送時刻t_s_j，而且是由當前時刻t_akt和正好配置的消息單元F_i的最大停留時 間t_v_i的和。隨后，處理--如果必要在預定的等待持續(xù)時間之后--在步驟S3中重新 繼續(xù)。
[0034] 在轉換裝置5的運行期間完成的第二程序在步驟S17(圖3)中開始，其中如果必 要初始化各個變量。
[0035] 在隨后的步驟S19中對于相應存在的容器消息C0NT_j檢查，相應的配置的預定的 發(fā)送時刻t_s_j是否大于當前時刻t_akt。如果情況是否，那么在步驟S21中由轉換裝置 繼續(xù)發(fā)送相應的容器消息CONT_j，而且到第二子網(wǎng)3中。緊接著步驟S21的處理，處理重 新--如果必要在預定的等待持續(xù)時間之后--在步驟S19中繼續(xù)。
[0036] 而如果滿足了步驟S19的條件，那么在步驟S23中檢查，相應的配置給相應的容器 消息C0NT_j的數(shù)據(jù)量DAT是否大于或等于最大數(shù)據(jù)量THD。最大數(shù)據(jù)量THD適合地設定。
[0037] 如果滿足了步驟S23的條件，那么處理在步驟S21中繼續(xù)并且由此繼續(xù)發(fā)送相應 的容器消息C0NT_j。
[0038] 而如果未滿足步驟S23的條件，那么處理--如果必要在預定的等待持續(xù)時間之 后--在步驟S19中繼續(xù)。
[0039] 相應的最大停留時間t_v_i可以例如通過提取相應的代表最大停留時間t_v_i的 信息來確定，該信息包含在相應的消息單元F_i中。備選或附加地可以根據(jù)轉換裝置5的 配置給相應消息單元F_i的標識提供配置的最大停留時間t_v_i。這可以例如通過相應的 查詢開始地、借助于適合的數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)。該數(shù)據(jù)庫可以在內(nèi)部構成在轉換裝置中。該數(shù)據(jù) 庫然而也可以在轉換裝置外部構成。
[0040] 附圖標記列表：
[0041] 通信網(wǎng)
[0042] 1 第一子網(wǎng)
[0043] 3 第二子網(wǎng)
[0044] 5 轉換裝置
[0045] Sl-Sx 步驟
[0046] F_i 消息單元（幀）
[0047] ADD_i接收地址
[0048] C0NT_j容器消息
[0049] t_s_j容器消息發(fā)送時刻
[0050] t_akt 當前時刻
[0051] t_v_i最大停留時間
[0052] DAT 數(shù)據(jù)量
[0053] THD 最大數(shù)據(jù)量
【權利要求】
1. 轉換裝置（3)，所述轉換裝置構成為將第一通信協(xié)議的由該轉換裝置在輸入側接收 的消息單元（F_i)轉換為第二通信協(xié)議的容器消息（CONT_j)，其中，給每個消息單元（F_i) 配置一個預定的在轉換裝置（3)中的最大停留時間其中，轉換裝置（3)構成為，當 配置給相應容器消息的消息單元（F_i)中的至少一個消息單元的最大停留時間結束或者 取決于配置給相應容器消息的消息單元（F_i)地給相應容器消息（CONT_j)配置預定的最 大數(shù)據(jù)量（THD)時，將在輸入側接收的具有相同接收地址（ADD_i)的消息單元（F_i)配置 給對于相應接收地址（ADD_i)的容器消息（CONT_j)并且轉發(fā)相應的容器消息（CONT_j)。
2. 根據(jù)權利要求1所述的轉換裝置，其中，至少在一部分量的消息單元（F_i)中給相應 的消息單元（F_i)分別配置一個標識，并且轉換裝置（3)構成為，根據(jù)相應的標識給轉換裝 置（3)提供配置的最大停留時間
3. 根據(jù)上述權利要求之一所述的轉換裝置，其中，在至少一部分量的消息單元（F_i) 中相應的消息單元（F_i)分別包括關于配置的最大停留時間的信息，并且轉換裝 置（3)構成為，從該信息提取配置給相應消息單元（F_i)的最大停留時間
4. 根據(jù)上述權利要求之一所述的轉換裝置，其中，所述第一通信協(xié)議基于CAN總線。
5. 根據(jù)上述權利要求之一所述的轉換裝置，其中，所述第一通信協(xié)議基于FlexRay。
6. 根據(jù)上述權利要求之一所述的轉換裝置（5)，其中，所述第一通信協(xié)議基于LIN總 線。
7. 根據(jù)上述權利要求之一所述的轉換裝置，其中，所述第二通信協(xié)議基于以太網(wǎng)。
8. 根據(jù)上述權利要求之一所述的轉換裝置，該轉換裝置設置在車輛中。
9. 通信網(wǎng)，包括：第一子網(wǎng)（1)，該第一子網(wǎng)基于第一通信協(xié)議；和第二子網(wǎng)（3)，該第 二子網(wǎng)基于第二通信協(xié)議；以及根據(jù)上述權利要求之一所述的轉換裝置（5)，該轉換裝置 設置在第一與第二子網(wǎng)（1、3)之間的接口上。
10. 根據(jù)權利要求9所述的通信網(wǎng)，該通信網(wǎng)設置在車輛中。
【文檔編號】H04L12/64GK104067568SQ201280066763
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2012年12月18日 優(yōu)先權日:2011年12月21日
【發(fā)明者】B·克雷布斯, T·柯尼希斯埃德, A·內(nèi)夫 申請人:寶馬股份公司