用于在總線系統(tǒng)中確定性地進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ê涂偩€系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種用于在總線系統(tǒng)中確定性地進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒?，具有以下步驟：將總線系統(tǒng)的至少一個(gè)數(shù)據(jù)總線劃分成第一通道和第二通道，其中所述兩個(gè)通道通過(guò)時(shí)分復(fù)用被構(gòu)成，并且其中時(shí)分復(fù)用的最小的時(shí)間單元是基本數(shù)據(jù)周期，在每個(gè)基本數(shù)據(jù)周期中在第一通道中傳輸?shù)谝活愋偷南?，其中能夠在第二通道中在每個(gè)基本數(shù)據(jù)周期中傳輸?shù)诙愋偷南ⅰ４送獗景l(fā)明公開(kāi)一種總線系統(tǒng)。
【專利說(shuō)明】
用于在總線系統(tǒng)中確定性地進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ê涂偩€系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及用于在總線系統(tǒng)中確定性地進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ê拖鄳?yīng)的總線系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)今，總線系統(tǒng)在多個(gè)不同的應(yīng)用中被使用。例如，總線系統(tǒng)可以在自動(dòng)化技術(shù)中被使用，以便將自動(dòng)化設(shè)備的不同的傳感器、執(zhí)行器和控制裝置以數(shù)據(jù)通信的連接彼此耦入口 ο
[0003]但是，總線系統(tǒng)例如也可以在車輛中被使用，以便將車輛中的各個(gè)控制設(shè)備彼此耦合。車輛的ESP控制設(shè)備例如可以經(jīng)由CAN總線或者Fl exRay總線與車輛的中央網(wǎng)關(guān)耦合。
[0004]CAN總線是至今未被使用用于確定性地實(shí)時(shí)通信的總線系統(tǒng)。更確切地說(shuō)，CAN總線上的消息被配備消息ID。如果由兩個(gè)總線用戶同時(shí)在CAN總線上發(fā)送消息，那么總線訪問(wèn)的仲裁自動(dòng)地基于消息ID發(fā)生。在此，其消息ID顯示較高優(yōu)先級(jí)的該消息被優(yōu)選。因此在這樣的情況下，其消息ID具有較低優(yōu)先級(jí)的消息不被傳輸或者僅僅以后被傳輸。
[0005]為了當(dāng)在CAN總線上進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)實(shí)現(xiàn)較高的可預(yù)測(cè)性或者較高的確定性，例如TTCAN協(xié)議或者還有時(shí)間觸發(fā)式CAN協(xié)議可以被使用。TTCAN協(xié)議規(guī)定:主機(jī)分別利用控制消息開(kāi)始具有多個(gè)消息的數(shù)據(jù)幀。在此，數(shù)據(jù)幀中的各個(gè)數(shù)據(jù)窗可以單獨(dú)地為確定的發(fā)送者被保留。
[0006]例如在DE 10000302 Al中公開(kāi)TTCAN協(xié)議。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明公開(kāi)具有專利權(quán)利要求1的特征的方法和具有專利權(quán)利要求12的特征的總線系統(tǒng)。
[0008]相應(yīng)地規(guī)定:
用于在總線系統(tǒng)中確定性地進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒?，具有以下步驟:將總線系統(tǒng)的至少一個(gè)數(shù)據(jù)總線劃分成第一通道和第二通道，其中所述兩個(gè)通道通過(guò)時(shí)分復(fù)用來(lái)構(gòu)成，并且其中時(shí)分復(fù)用的最小的時(shí)間單元是基本數(shù)據(jù)周期，并且在每個(gè)基本數(shù)據(jù)周期中在第一通道中傳輸?shù)谝活愋偷南ⅲ渲锌梢栽诘诙ǖ乐性诿總€(gè)基本數(shù)據(jù)周期中傳輸?shù)诙愋偷南ⅰ?br>[0009]此外規(guī)定:
具有主設(shè)備的總線系統(tǒng)，所述主設(shè)備具有至少一個(gè)主總線接口和控制裝置，所述總線系統(tǒng)具有用于主設(shè)備的每個(gè)主總線接口的總線支路，其中總線支路中的每一個(gè)均具有至少一個(gè)具有從總線接口和計(jì)算裝置的從設(shè)備，其中具有兩個(gè)或者更多個(gè)從設(shè)備的總線支路中的從設(shè)備以串聯(lián)電路方式布置，其中控制裝置和計(jì)算裝置被構(gòu)造用于，執(zhí)行按照本發(fā)明的方法。
[0010]發(fā)明優(yōu)點(diǎn)
本發(fā)明所基于的認(rèn)識(shí)在于，用于CAN總線的已知的傳輸協(xié)議中沒(méi)有一個(gè)可以滿足在標(biāo)準(zhǔn)CAN協(xié)議的可比的數(shù)據(jù)吞吐量的情況下對(duì)分布式系統(tǒng)的實(shí)時(shí)控制的要求。
[0011]因此，本發(fā)明設(shè)置一種方法，其中數(shù)據(jù)總線被劃分成兩個(gè)通道。在此，通道通過(guò)時(shí)分復(fù)用來(lái)構(gòu)成。
[0012]就此而論，時(shí)分復(fù)用意味著:兩個(gè)通道分享數(shù)據(jù)總線或者總線介質(zhì)。在此，總線介質(zhì)的分享不以物理的方式被執(zhí)行，相反地分享通過(guò)總線介質(zhì)的時(shí)間上的劃分被執(zhí)行。
[0013]這意味著，預(yù)先給定其中可以發(fā)送第一通道的數(shù)據(jù)的時(shí)間，并且預(yù)先給定其中可以發(fā)送第二信道的數(shù)據(jù)的時(shí)間。由此，在CAN信息初始的仲裁階段僅僅尚在故障情況下被需要。
[0014]按照本發(fā)明，時(shí)分復(fù)用被執(zhí)行，使得時(shí)分復(fù)用的最小的單元是基本數(shù)據(jù)周期。在這樣的基本數(shù)據(jù)周期中，第一類型的消息按照本發(fā)明總是在第一通道中被傳輸。此外，第二類型的消息可選地也可以在第二通道中被傳輸。基本數(shù)據(jù)周期以此結(jié)束。
[0015]—個(gè)基本數(shù)據(jù)周期后又接著一個(gè)基本數(shù)據(jù)周期，所述基本數(shù)據(jù)周期又具有第一通道中的第一類型的消息和第二通道中的第二類型的可選的消息。
[0016]通過(guò)將總線介質(zhì)劃分為在基本數(shù)據(jù)周期的柵格中傳輸?shù)膬蓚€(gè)通道，非常復(fù)雜的控制任務(wù)可以在簡(jiǎn)單的總線系統(tǒng)中被執(zhí)行，而用于總線系統(tǒng)的硬件例如不必匹配于具有較高數(shù)據(jù)傳輸速率的新的總線系統(tǒng)。
[0017]有利的實(shí)施方式和改進(jìn)方案由從屬權(quán)利要求以及由參考圖的描述得出。
[0018]基本數(shù)據(jù)周期的周期時(shí)間取決于通道I和通道2上的各自信息的持續(xù)時(shí)間。周期時(shí)間由所述信息的長(zhǎng)度(DLC)和總線的所使用的波特率計(jì)算。例如在一個(gè)實(shí)施方式中，基本數(shù)據(jù)周期可以具有小于500ys、尤其小于300ys、尤其250ys或者150ys的周期時(shí)間。
[0019]基于具有至多兩個(gè)消息的非常短的基本數(shù)據(jù)周期，可以獲得非?？焖俚南⑿蛄?Nachrichtenfolge)。這能夠利用非常簡(jiǎn)單的和因此也成本低的總線架構(gòu)實(shí)現(xiàn)總線用戶的實(shí)時(shí)控制。
[0020]在另一實(shí)施方式中，總線系統(tǒng)的總設(shè)備將第一類型的消息作為單向消息傳送給總線系統(tǒng)的從設(shè)備中的至少一個(gè)。如果第一通道單獨(dú)地為主設(shè)備的所述消息被保留，那么可以確保:在每個(gè)基本數(shù)據(jù)周期中，主設(shè)備的消息被傳送給從設(shè)備。在使用CAN總線的情況下，在通道I上的或者主設(shè)備的消息可以比通道2上的消息或者從設(shè)備的消息裝備更高的優(yōu)先級(jí)。因此可以確保:通道I上的消息即使在兩個(gè)通道重疊的情況下(故障情況)也被發(fā)送。
[0021]在一個(gè)實(shí)施方式中，主設(shè)備以第一類型的消息傳送用于從設(shè)備中的至少一個(gè)的實(shí)時(shí)控制數(shù)據(jù)。這能夠以非常小的等待時(shí)間經(jīng)由數(shù)據(jù)總線實(shí)現(xiàn)對(duì)從設(shè)備的高性能的控制。因此，本發(fā)明也可以被使用用于非常復(fù)雜的控制任務(wù)。
[0022]在一個(gè)實(shí)施方式中，主設(shè)備將第一類型的消息作為廣播消息傳送給所有從設(shè)備。這確保:所有從設(shè)備獲得消息，并且不通過(guò)單獨(dú)尋址的單獨(dú)的消息來(lái)使總線系統(tǒng)的帶寬滿載。因此，從設(shè)備的同步化的操控變得可能。
[0023]在一個(gè)實(shí)施方式中，第二類型的消息由主設(shè)備傳送給從設(shè)備之一或者所有從設(shè)備。可替代地，第二類型的消息由從設(shè)備之一傳送給主設(shè)備和/或從設(shè)備之一或者所有從設(shè)備。因此，第二類型的消息可以被使用用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信或者用于在主設(shè)備和各個(gè)從設(shè)備之間或者在所述從設(shè)備之間的單獨(dú)的通信。
[0024]在另一實(shí)施方式中，第二類型的消息僅作為對(duì)由主設(shè)備傳送給相應(yīng)的從設(shè)備的、包含數(shù)據(jù)詢問(wèn)的第二類型的消息的應(yīng)答由從設(shè)備之一傳送。如果從設(shè)備僅對(duì)主設(shè)備的詢問(wèn)應(yīng)答，那么主設(shè)備可以控制在數(shù)據(jù)總線上的通信，并且從設(shè)備可以不通過(guò)有錯(cuò)誤的或者不期望的數(shù)據(jù)通信對(duì)數(shù)據(jù)總線的帶寬加載荷。此外，通過(guò)這種方式的數(shù)據(jù)通信，數(shù)據(jù)總線上的通信的仲裁可以被放棄，并且然而在主設(shè)備和從設(shè)備之間的周期性的雙向的數(shù)據(jù)交換發(fā)生。
[0025]在一個(gè)實(shí)施方式中，所述方法具有以下步驟:在矩陣周期中傳輸多個(gè)基本數(shù)據(jù)周期，其中矩陣周期具有靜態(tài)區(qū)域和動(dòng)態(tài)區(qū)域，其中在每個(gè)矩陣周期中的靜態(tài)區(qū)域中，由主設(shè)備將相同的數(shù)據(jù)詢問(wèn)以第二類型的消息傳送給從設(shè)備，并且其中在動(dòng)態(tài)區(qū)域中不在每個(gè)矩陣周期中由主設(shè)備將相同的數(shù)據(jù)詢問(wèn)以第二類型的消息傳送給從設(shè)備。這能夠?qū)崿F(xiàn):為必須在主設(shè)備和從設(shè)備之間周期性地交換的數(shù)據(jù)已經(jīng)保留對(duì)此需要的帶寬。這樣的數(shù)據(jù)例如可以是在控制算法中所需要的測(cè)量數(shù)據(jù)。此外，由此必須僅僅根據(jù)詢問(wèn)或者偶爾地例如由主設(shè)備從所述從設(shè)備查問(wèn)的數(shù)據(jù)在需要時(shí)可以被傳達(dá)。這樣的數(shù)據(jù)例如可以是診斷數(shù)據(jù)。
[0026]在另一實(shí)施方式中，第一類型的消息具有第一CAN數(shù)據(jù)幀的大小、尤其32比特，并且第二類型的消息具有第二 CAN數(shù)據(jù)幀的大小、尤其24比特。如果通常的CAN數(shù)據(jù)幀被使用，那么所述方法可以在CAN總線系統(tǒng)中被使用。
[0027]在另一實(shí)施方式中，所述方法具有以下步驟:在相應(yīng)多個(gè)第二類型的消息中以第二類型的消息傳輸比一個(gè)第二類型的消息大的數(shù)據(jù)量;并且通過(guò)在多個(gè)第二類型的消息的接收器中組合多個(gè)第二類型的消息來(lái)重建數(shù)據(jù)量。如果各個(gè)數(shù)據(jù)量被分段，那么當(dāng)所述數(shù)據(jù)量大于第二類型的消息時(shí)，大的數(shù)據(jù)量可以在第二通道中被傳輸，而然而此外在第一通道中的確定性的數(shù)據(jù)傳輸是可能的。為了將第二類型的各個(gè)消息組合為最初的數(shù)據(jù)量，信息計(jì)數(shù)器例如可以在第二類型的消息中被使用。這樣的信息計(jì)數(shù)器隨著每個(gè)所發(fā)出的第二類型的消息被遞增，并且因此說(shuō)明必須組合第二類型的消息的順序。此外，因此可以非常容易地檢驗(yàn):消息是否丟失或者未被傳輸。
[0028]在一個(gè)實(shí)施方式中，第二類型的消息具有測(cè)量數(shù)據(jù)詢問(wèn)和/或測(cè)量數(shù)據(jù)。附加地或者可替代地，第二類型的消息具有診斷詢問(wèn)和/或診斷數(shù)據(jù)。其他的數(shù)據(jù)是同樣可能的。
[0029]在另一實(shí)施方式中，所述方法具有以下步驟:計(jì)算針對(duì)第一類型的和/或第二類型的消息的數(shù)據(jù)的校驗(yàn)和，并且將所計(jì)算的校驗(yàn)和布置在第一類型和/或第二類型的消息中，并且在傳輸?shù)谝活愋秃?或第二類型的消息之后檢驗(yàn)校驗(yàn)和。由此，對(duì)數(shù)據(jù)總線上的通信的簡(jiǎn)單保護(hù)變得可能。
[0030]在另一實(shí)施方式中，所述方法具有以下步驟:將計(jì)數(shù)器布置在第一類型和/或第二類型的消息中，并且在傳輸?shù)谝活愋秃?或第二類型的消息后檢驗(yàn)計(jì)數(shù)器。由此，對(duì)數(shù)據(jù)總線上的通信的簡(jiǎn)單保護(hù)變得可能。
[0031]在另一實(shí)施方式中，所述方法具有以下步驟:監(jiān)控在第一類型的消息和第二類型的消息之間經(jīng)過(guò)的或者在具有數(shù)據(jù)詢問(wèn)的第二類型的消息和具有對(duì)詢問(wèn)的應(yīng)答的第二類型的消息之間經(jīng)過(guò)的持續(xù)時(shí)間，并且如果持續(xù)時(shí)間超過(guò)預(yù)先給定的閾值，那么觸發(fā)警報(bào)。由此，對(duì)數(shù)據(jù)總線上的通信的簡(jiǎn)單保護(hù)變得可能。
[0032]在另一實(shí)施方式中，第一類型的消息和/或第二類型的消息的接收在從設(shè)備中通過(guò)中斷控制器、尤其在高優(yōu)先級(jí)的中斷中被處理。由此可以確保:通過(guò)消息所觸發(fā)的事件、例如控制指令在最短的可能的持續(xù)時(shí)間中被觸發(fā)并且被實(shí)施。
[0033]在另一實(shí)施方式中，總線系統(tǒng)被構(gòu)造為CAN總線系統(tǒng)或者基于CAN的總線系統(tǒng)。此外，主總線接口被構(gòu)造為CAN總線接口，并且從總線接口被構(gòu)造為CAN總線接口。最后，數(shù)據(jù)總線被構(gòu)造為CAN總線。這能夠利用具有小復(fù)雜性的公知的硬件實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的使用。
[0034]在一個(gè)實(shí)施方式中，從設(shè)備中的每一個(gè)均具有僅僅一個(gè)從總線接口。此外，主設(shè)備對(duì)于每個(gè)總線支路具有主總線接口。由此，在從設(shè)備的每一個(gè)處利用僅僅一個(gè)通信接口執(zhí)行在主設(shè)備和從設(shè)備之間的確定性的實(shí)時(shí)通信變得可能。
[0035]在一個(gè)實(shí)施方式中，CAN控制器分別集成到從設(shè)備的計(jì)算裝置中。
[0036]只要有意義，上面的擴(kuò)展方案和改進(jìn)方案能夠任意地彼此組合。本發(fā)明的其他可能的擴(kuò)展方案、改進(jìn)方案和實(shí)現(xiàn)也包括之前或者以下關(guān)于實(shí)施例所描述的本發(fā)明特征的未明確提及的組合。在此，技術(shù)人員尤其也將添加單方面作為對(duì)本發(fā)明的相應(yīng)的基本形式的改善或者補(bǔ)充。
【附圖說(shuō)明】
[0037]隨后根據(jù)在附圖的示意性圖中說(shuō)明的實(shí)施例進(jìn)一步闡述本發(fā)明。在此:
圖1示出按照本發(fā)明的方法的一個(gè)實(shí)施方式的流程圖；
圖2示出按照本發(fā)明的總線系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方式的框圖；
圖3示出按照本發(fā)明的總線系統(tǒng)的另一實(shí)施方式的框圖；
圖4示出按照本發(fā)明的總線系統(tǒng)的另一實(shí)施方式的框圖；
圖5示出按照本發(fā)明的基本數(shù)據(jù)周期和按照本發(fā)明的矩陣周期的一個(gè)實(shí)施方式的圖表；
圖6示出按照本發(fā)明的從設(shè)備的一個(gè)實(shí)施方式的框圖；和圖7示出矩陣周期的按照本發(fā)明的靜態(tài)區(qū)域的一個(gè)實(shí)施方式的圖表。
[0038]在所有的圖中，相同的或者功能相同的元件和設(shè)備(只要沒(méi)有其他說(shuō)明)配備了相同的附圖標(biāo)記。
【具體實(shí)施方式】
[0039]圖1示出按照本發(fā)明的方法的一個(gè)實(shí)施方式的流程圖。
[0040]所述方法在第一步驟SI中規(guī)定:總線系統(tǒng)I的至少一個(gè)數(shù)據(jù)總線2被劃分成第一通道3和第二通道4。所述兩個(gè)通道3、4尤其通過(guò)時(shí)分復(fù)用來(lái)構(gòu)成，其中時(shí)分復(fù)用的最小的時(shí)間單元是基本數(shù)據(jù)周期5。這意味著:分別一個(gè)基本數(shù)據(jù)周期5在另一之后在數(shù)據(jù)總線2上被傳輸，并且兩個(gè)通道3和4被包含在基本數(shù)據(jù)周期5中。
[0041]此外所述方法在第二步驟S2中規(guī)定:在第一通道3中在每個(gè)基本數(shù)據(jù)周期5中傳輸?shù)谝活愋偷南?-1 - 6-30。此外在第二通道4中，能夠在每個(gè)基本數(shù)據(jù)周期5中傳輸?shù)诙愋偷南?-1 - 7-30。這意味著:第二類型的消息7-1 - 7-30是可選的，并且不同于第一類型的消息6-1 - 6-30而不必在每個(gè)基本數(shù)據(jù)周期5中被傳送。
[0042]按照一個(gè)實(shí)施方式，基本數(shù)據(jù)周期5可以具有小于500ys、尤其小于300ys的周期時(shí)間。基本數(shù)據(jù)周期5例如可以在I兆比特的數(shù)據(jù)速率的情況下具有250ys的周期持續(xù)時(shí)間或者在CANTO情況下在4兆比特的數(shù)據(jù)速率的情況下具有150ys的周期持續(xù)時(shí)間。原則上，周期時(shí)間與總線的波特率和通道I和通道2上的消息長(zhǎng)度有關(guān)。此外，所述長(zhǎng)度與接收設(shè)備中的中斷等待時(shí)間以及與詢問(wèn)和應(yīng)答的處理時(shí)間有關(guān)。
[0043]在一個(gè)實(shí)施方式中，主設(shè)備8可以將第一類型的消息6-1- 6-30作為單向消息有針對(duì)性地傳送給一個(gè)從設(shè)備9-1 - 9-n或者一組從設(shè)備9-1 - 9-n。在此，主設(shè)備8可以以第一類型的消息6-1 - 6-30例如傳送用于從設(shè)備9-1 - 9-n中的至少一個(gè)的實(shí)時(shí)控制數(shù)據(jù)。
[0044]從設(shè)備9-1- 9-n例如可以是控制設(shè)備，所述控制設(shè)備分別針對(duì)一個(gè)相控制多相變換器的功率電子裝置。在這樣的實(shí)施方式中，主設(shè)備8可以借助于實(shí)時(shí)控制數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)地控制各個(gè)相。
[0045]在一個(gè)實(shí)施方式中，第二類型的消息7-1- 7-30可以由主設(shè)備8直接地傳送給僅僅從設(shè)備9-1 - 9-n之一，或者以廣播消息被傳送給所有從設(shè)備9-1 - 9-n。可替代地，第二類型的消息7-1 - 7-30可以由從設(shè)備9-1 - 9-n之一傳送給主設(shè)備8或者從設(shè)備9-1 - 9-n中的至少一個(gè)。
[0046]在一個(gè)實(shí)施方式中，從設(shè)備9-1- 9-n將第二類型的消息7-1 - 7_30僅作為對(duì)由主設(shè)備8傳送給相應(yīng)的從設(shè)備9-1 - 9-n的第二類型的消息7-1 - 7_30的應(yīng)答11_1 - 11-7發(fā)送，所述第二類型的消息包含數(shù)據(jù)詢問(wèn)10-1 - 10-6。
[0047]在一個(gè)實(shí)施方式中，多個(gè)基本數(shù)據(jù)周期5被聯(lián)合在矩陣周期15-1- 15-n中。在一個(gè)實(shí)施方式中，矩陣周期15-1 - 15-n可以具有靜態(tài)區(qū)域16和動(dòng)態(tài)區(qū)域17。
[0048]在此，在每個(gè)矩陣周期15-1 - 15-n中的靜態(tài)區(qū)域16中，相同的數(shù)據(jù)詢問(wèn)10-1 -10-6由主設(shè)備8以第二類型的消息7-1 - 7-30傳送給從設(shè)備9-1 - 9_n。而在動(dòng)態(tài)區(qū)域17中，在第二通道4中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)不被預(yù)先給定并且可以動(dòng)態(tài)地被確定。例如，主設(shè)備8可以在動(dòng)態(tài)區(qū)域17中在需要時(shí)從從設(shè)備9-1 - 9-n查問(wèn)診斷數(shù)據(jù)。
[0049]在一個(gè)實(shí)施方式中，第一類型的消息6-1- 6-30具有第一CAN數(shù)據(jù)幀20的大小、尤其32比特。第二類型的消息7-1 - 7-30可以具有第二CAN數(shù)據(jù)幀21的大小、尤其24比特。在該配置中，在使用具有I兆比特的CAN的情況下，基本數(shù)據(jù)周期<=250ys是可能的，并且在具有4兆比特的CAN-FD的情況下<=150ys是可能的。
[0050]在一個(gè)實(shí)施方式中，所述方法規(guī)定:大于第一類型的消息6-1- 6-30或者第二類型的消息7-1 - 7-30的數(shù)據(jù)量可以在第一通道3或者第二通道4中被傳輸。為此，數(shù)據(jù)量被劃分成單獨(dú)的數(shù)據(jù)包，所述數(shù)據(jù)包分別適合第一類型的消息6-1 - 6-30或者第二類型的消息7-1 - 7-30。接著，數(shù)據(jù)量在相應(yīng)多個(gè)第二類型的消息7-1 - 7-30中被傳送。
[0051]在接收器側(cè)，通過(guò)組合多個(gè)第二類型的消息7-1- 7-30重建數(shù)據(jù)量。當(dāng)在各個(gè)消息中使用計(jì)數(shù)器時(shí)，數(shù)據(jù)丟失和順序改變可以在接收設(shè)備處被探測(cè)。
[0052]借助于本方法，在一個(gè)實(shí)施方式中可以以第二類型的消息7-1- 7-30傳送測(cè)量數(shù)據(jù)詢問(wèn)和/或測(cè)量數(shù)據(jù)。附加地或者可替代地，可以以第二類型的消息7-1 - 7-30傳輸診斷詢問(wèn)和/或診斷數(shù)據(jù)。
[0053]在一個(gè)實(shí)施方式中，所述方法規(guī)定，通過(guò)為第二類型的消息7-1- 7-30或者第一類型的消息6-1 - 6-30的數(shù)據(jù)計(jì)算校驗(yàn)和來(lái)保護(hù)數(shù)據(jù)通信。校驗(yàn)和于是被集成在相應(yīng)的第一類型的消息6-1 - 6-30或者第二類型的消息7-1 - 7-30中并且被傳輸。在接收后，接收器檢驗(yàn)校驗(yàn)和，并且因此可以確定消息的完整性。
[0054]可替代地或者附加地，計(jì)數(shù)器、例如信息計(jì)數(shù)器或者所謂的AliveCounteK活躍計(jì)數(shù)器)可以被集成在第一類型的消息6-1 - 6-30和/或第二類型的消息7-1 - 7-30中。接收器可以監(jiān)控計(jì)數(shù)器的持續(xù)的遞增。
[0055]最后，可以設(shè)置暫停(Timeout):借助于所述暫停可以監(jiān)控在第一類型的消息6-1-6-30和/或第二類型的消息7-1 - 7-30之間經(jīng)過(guò)的或者在具有數(shù)據(jù)詢問(wèn)10-1 - 10_6的第二類型的消息7-1 - 7-30和具有對(duì)詢問(wèn)的應(yīng)答11-1 - 11-7的第二類型的消息7-1 - 7-30之間經(jīng)過(guò)的持續(xù)時(shí)間。如果所述持續(xù)時(shí)間超過(guò)預(yù)先給定的閾值，那么例如可以輸出警報(bào)。
[0056]圖2示出按照本發(fā)明的總線系統(tǒng)I的一個(gè)實(shí)施方式的框圖。
[0057]總線系統(tǒng)I具有主設(shè)備8，所述主設(shè)備具有多個(gè)主總線接口30-1- 30-n以及具有控制裝置35。在此，僅僅第一主總線接口 30-1和最后的主總線接口 30-n被畫(huà)入。
[0058]總線支路40-1 - 40-n分別與主接口30-1 - 30_n中的每一個(gè)連接。兩個(gè)從設(shè)備9_1和9-k布置在第一總線支路40-1處，其中其他從設(shè)備通過(guò)在從設(shè)備9-1和9-k之間的三個(gè)點(diǎn)來(lái)表明。兩個(gè)從設(shè)備9-1和9-n與總線支路40-n耦合。其他從設(shè)備同樣通過(guò)三個(gè)點(diǎn)來(lái)表明。從設(shè)備9-1 - 9-n分別具有從總線接口31-1 - 31_n，從設(shè)備9_1 - 9_n經(jīng)由所述從總線接口31-1 - 31-n與相應(yīng)的總線支路40-1 - 40_n耦合。
[0059]從設(shè)備9-1 - 9-n在相應(yīng)的總線支路40-1 - 40_n中以串聯(lián)電路方式布置。但是在另一實(shí)施方式中，具有僅一個(gè)從設(shè)備9-1 - 9-n的總線支路40-1 - 40_n也是可能的。
[0060]主設(shè)備8的控制裝置35和從設(shè)備9-1 - 9_n的計(jì)算裝置36_1 - 36_n(在圖2中未示出)被構(gòu)造用于執(zhí)行按照本發(fā)明的方法。
[0061 ]在一個(gè)實(shí)施方式中，總線系統(tǒng)I是CAN總線系統(tǒng)，并且總線支路40-1 - 40_n分別被構(gòu)造為CAN總線。在這樣的實(shí)施方式中，主接口30-1 - 30-n和從總線接口31-1 - 31_n被構(gòu)造為具有CAN收發(fā)器和CAN控制器的CAN接口。CAN控制器例如可以集成在控制裝置35或者計(jì)算裝置36-1 - 36-n中。
[0062]圖3示出具有主設(shè)備8和三個(gè)從設(shè)備9-2、9-3和9-n的按照本發(fā)明的總線系統(tǒng)I的另一實(shí)施方式的框圖。其他從設(shè)備通過(guò)在從設(shè)備9-3和9-n之間的三個(gè)點(diǎn)表明。因?yàn)閺脑O(shè)備9-
2、9-3和9-n相同地被構(gòu)建，所以以下僅闡述從設(shè)備9-2的構(gòu)造。
[0063]主設(shè)備8具有用MCU(微控制器單元)表示的控制裝置35。所述控制裝置35例如可以是微控制器或者微處理器?？刂蒲b置35與主接口 30-1耦合，所述主接口 30-1與數(shù)據(jù)總線2、這里與CAN總線2耦合。CAN總線2的各個(gè)線路未明確地示出。更確切地說(shuō)，除了CAN總線外注明:線路CAN_H、CAN_UPGND (也即接地)構(gòu)成CAN總線。
[0064]因?yàn)镃AN總線是差分?jǐn)?shù)據(jù)總線，所以數(shù)據(jù)作為差信號(hào)利用兩個(gè)數(shù)據(jù)線路被傳輸。在此，線路CANJ^I導(dǎo)HIGH或者高信號(hào)，并且數(shù)據(jù)線路CAN_I^|導(dǎo)LOW或者低信號(hào)。
[0065]從設(shè)備9-2具有被構(gòu)造為CAN接口31-1的從總線接口 31-1。從總線接口 31-1例如可以具有CAN收發(fā)器。此外，從設(shè)備9-2具有與從總線接口 31-1耦合的計(jì)算裝置36-1。所述計(jì)算裝置36-1同樣可以是MCU或者微控制器或者微處理器。最后，隔離器33-1布置在從總線接口31-1和計(jì)算裝置36-1之間。因?yàn)閳D3的從設(shè)備9-2具有以直至幾百伏特的高電壓工作的功率電子裝置，所以所述隔離器33-1是需要的。因此，隔離器33-1上方的區(qū)域用HV(高電壓)表示，并且在隔離器33-1下方的、具有從總線接口 31-1的區(qū)域用LV(低電壓)表示。
[0066]在圖3中可以看出，每個(gè)從設(shè)備9-1 - 9-n需要僅僅唯一的從接口 31-1 - 31_n，以便可以使用本方法。因此可以提供非常簡(jiǎn)單的和成本低的從設(shè)備9-1 - 9-n。
[0067]圖4示出按照本發(fā)明的總線系統(tǒng)I的另一實(shí)施方式的框圖。
[0068]圖4的總線系統(tǒng)I基于圖3的總線系統(tǒng)I，并且與所述圖3的總線系統(tǒng)I如下相區(qū)別:主設(shè)備8具有三個(gè)分別與總線支路40-1 - 40-3耦合的主接口30-1 - 30_3。每個(gè)總線支路40-1 - 40-n具有三個(gè)從設(shè)備9-5 - 9-13，其中分別在最后的兩個(gè)從設(shè)備9-6、9-7;9_9、9-10和9-12、9-13之間通過(guò)三個(gè)點(diǎn)表明其他從設(shè)備。
[0069]除了控制裝置35外，對(duì)于每個(gè)總線支路40-1- 40_3，主設(shè)備8具有CAN收發(fā)器30_1-30-3。
[0070]圖5的從設(shè)備9-5 - 9-13與圖4的從設(shè)備9-1 - 9_n相同。
[0071]在圖4中，每個(gè)總線支路40-1- 40-3例如可以被使用用于操控多相系統(tǒng)、例如多相變換器的一個(gè)相。
[0072]圖5示出按照本發(fā)明的基本數(shù)據(jù)周期5和按照本發(fā)明的矩陣周期15-1- 15_n的一個(gè)實(shí)施方式的圖表。
[0073]在圖5中示出具有兩個(gè)消息6-1和7-1的基本數(shù)據(jù)周期5，所述兩個(gè)消息6-1和7-1分別表示第一通道3和第二通道4。第一類型的消息6-1布置在具有32比特大小的第一 CAN數(shù)據(jù)幀20中。第二類型的消息7-1布置在具有24比特大小的第二CAN數(shù)據(jù)幀21中。其他的大小也是可能的。
[0074]此外，從圖5中可以獲悉:在I兆波特的波特率和在通道I上32比特的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度以及在通道2上24比特的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度的情況下，基本數(shù)據(jù)周期5可以被確定在250ys范圍中的時(shí)間上。當(dāng)在CAN信息的有效數(shù)據(jù)字段中的數(shù)據(jù)速率提高到4兆波特時(shí)，基本數(shù)據(jù)周期5可以處于150ys的范圍中。4兆波特的數(shù)據(jù)速率可以在CAN總線系統(tǒng)I中例如利用CANFD (具有靈活的數(shù)據(jù)速率的CAN)協(xié)議被實(shí)現(xiàn)。
[0075]在圖5中的通道I的第一類型的消息6-1是借助于廣播由主設(shè)備8傳送給所有從設(shè)備9-1 - 9_n的消息6-1。這在圖5中通過(guò)注釋:主->從.X(Master_>Slave.X)闡明。
[0076]就此而論，廣播是不被尋址給單獨(dú)的接收器、而是尋址給在總線支路40-1- 40-n中的所有用戶的消息。此外，在從.X中，X代表所有從設(shè)備9-1 - 9-n。
[0077]在圖5中，在基本數(shù)據(jù)周期5下示出具有矩陣周期15-1至15-n的時(shí)間序列。在此，通過(guò)兩個(gè)箭頭示出:基本數(shù)據(jù)周期5在矩陣周期15-1中首先被傳輸。此外可以看出，與其他矩陣周期15-2 - 15-n完全一樣地，矩陣周期15-1具有多個(gè)基本數(shù)據(jù)周期5。
[0078]在此，矩陣周期15-1- 15-n的持續(xù)時(shí)間為基本周期的長(zhǎng)度乘以矩陣周期中的基本周期的數(shù)量。
[0079]圖6示出按照本發(fā)明的從設(shè)備9-14的一個(gè)實(shí)施方式的框圖。
[0080]在此，在圖6中僅僅示出到達(dá)的第一類型的消息6-2- 6-6的處理，以便更精確地闡述這一點(diǎn)。在一個(gè)實(shí)施方式中，第二類型的消息7-1 - 7-n的處理可以與第一類型的消息
6-1 - 6_n的處理完全一樣地進(jìn)行。
[0081]在圖6中示出:消息6-2- 6-6按順序經(jīng)由CAN總線或者CANH)總線被傳送給從設(shè)備
9-14o
[0082]直接在消息6-2到達(dá)之后，在從設(shè)備9-14的計(jì)算裝置35-14(未明確示出)中觸發(fā)中斷，所述中斷導(dǎo)致:已經(jīng)到達(dá)的消息在最短的可能的時(shí)間中被處理，并且相應(yīng)的控制指令例如可以被輸出給功率電子裝置34。
[0083]如果在總線支路40_1 - 40_n中使用多個(gè)從設(shè)備9_1 - 9_n，那么可以確保:執(zhí)行指令(Stellbefehle)幾乎同時(shí)到達(dá)各個(gè)功率電子組件。因此，即使功率電子裝置分散地布置在多個(gè)從設(shè)備9-1 - 9-n上，功率電子裝置的同步化的操控也可以被執(zhí)行。
[0084]圖7示出矩陣周期15-1的按照本發(fā)明的靜態(tài)區(qū)域的一個(gè)實(shí)施方式的圖表。
[0085]矩陣周期15-1被劃分成5個(gè)區(qū)域，在此，前四個(gè)區(qū)域構(gòu)成基本數(shù)據(jù)周期5的靜態(tài)區(qū)域16。第五個(gè)區(qū)域僅示意性地示出在靜態(tài)區(qū)域16的末端處，并且構(gòu)成動(dòng)態(tài)區(qū)域17。
[0086]在矩陣周期15-1中，在第一行中示出主設(shè)備8發(fā)出的第一類型的消息6-1 - 6-30和第二類型的消息7-10-7-14、7-19和7-25。在第二行中，示出從設(shè)備9-15發(fā)出的第二類型的消息7-15 - 7-18。在第二行中，不出從設(shè)備9-16發(fā)出的第二類型的消息7-20 - 7-24。最后，在第四行中，不出從設(shè)備9_17發(fā)出的第二類型的消息7_26 - 7_30。在從設(shè)備9_15 - 9-17之一在數(shù)據(jù)總線2上發(fā)送消息之前，總設(shè)備8必須查問(wèn)從所述從設(shè)備9-15 - 9-17查問(wèn)具有第二類型的消息7-13、7-19和7-25的這些數(shù)據(jù)。
[0087]在圖7中變得清楚的是，第一類型的消息6-1 - 6-30和第二類型的消息7-10-7-30總是交替地被發(fā)送。在此，所有第一類型的消息6-1 - 6-30由主設(shè)備8發(fā)出。此外，從設(shè)備9-15 - 9-17利用應(yīng)答11-1 - 11-3僅僅對(duì)主設(shè)備8的詢問(wèn)10-4 - 10_6作出應(yīng)答。
[0088]在第一區(qū)域中，除了第一類型的消息6-1- 6-30之外，主設(shè)備將三個(gè)第二類型的廣播消息7-10 - 7-12傳送給所有從設(shè)備9-15 - 9_17。所述第二類型的廣播消息7_10 -
7-12具有以分段成三個(gè)數(shù)據(jù)詢問(wèn)10-1 - 10-3的方式傳輸?shù)脑儐?wèn)。所述數(shù)據(jù)詢問(wèn)10-1 -
10-3指示從設(shè)備9-15 - 9-17記錄測(cè)量數(shù)據(jù)。在隨后的三個(gè)區(qū)域中示出:主設(shè)備8如何調(diào)用從設(shè)備9-15 - 9-17的測(cè)量數(shù)據(jù)。
[0089]在第二區(qū)域中，主設(shè)備8將第二類型的消息7-13傳送給從設(shè)備9-15，對(duì)此所述從設(shè)備9-15利用具有分段的應(yīng)答11-1的第二類型的消息7-14 - 7-18應(yīng)答，所詢問(wèn)的測(cè)量數(shù)據(jù)包含在所述分段的應(yīng)答11-1中。
[0090]在第三區(qū)域中，主設(shè)備8將第二類型的消息7-19傳送給從設(shè)備9-16，對(duì)此所述從設(shè)備9-16利用具有分段的應(yīng)答11-2的第二類型的消息7-20 - 7_24應(yīng)答，所詢問(wèn)的測(cè)量數(shù)據(jù)包含在所述分段的應(yīng)答11-2中。
[0091]在第四區(qū)域中，主設(shè)備8將第二類型的消息7-25傳送給從設(shè)備9-17，對(duì)此所述從設(shè)備9-17利用具有分段的應(yīng)答11-3的第二類型的消息7-26 - 7_30應(yīng)答，所詢問(wèn)的測(cè)量數(shù)據(jù)包含在所述分段的應(yīng)答11-3中。
[0092]動(dòng)態(tài)區(qū)域接在第四區(qū)域之后(如上面已經(jīng)闡述)。
[0093]在另一實(shí)施方式中，代替測(cè)量數(shù)據(jù)，主設(shè)備8也可以從所述從設(shè)備9-15- 9-17調(diào)用診斷數(shù)據(jù)等等。
[0094]盡管上面已經(jīng)根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是本發(fā)明不限制于此，而是可以以多樣的方式被修改。本發(fā)明尤其可以以多種多樣的方式被改變或者修改，而不偏離本發(fā)明的核心。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.用于在總線系統(tǒng)(I)中確定性地進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ǎ哂幸韵虏襟E: 將總線系統(tǒng)(I)的至少一個(gè)數(shù)據(jù)總線(2)劃分(SI)成第一信道(3)和第二通道(4)，其中所述兩個(gè)通道(3、4)通過(guò)時(shí)分復(fù)用來(lái)構(gòu)成，并且其中時(shí)分復(fù)用的最小的時(shí)間單元是基本數(shù)據(jù)周期(5);和 在第一通道(3)中在每個(gè)基本數(shù)據(jù)周期(5)中傳輸(S2)第一類型的消息(6-1 - 6-30)，其中能夠在第二信道(4)中在每個(gè)基本數(shù)據(jù)周期(5)中傳輸?shù)诙愋偷南?7-1 - 7-30)ο2.按照權(quán)利要求1所述的方法， 其中基本數(shù)據(jù)周期(5)具有小于500ys、尤其小于300ys、尤其為250ys或者150ys的周期時(shí)間。3.按照上述權(quán)利要求之一所述的方法， 其中總線系統(tǒng)(I)的主設(shè)備(8)將第一類型的消息(6-1 - 6-30)作為單向消息傳送給總線系統(tǒng)(I)的至少一個(gè)從設(shè)備(9-1 - 9-n)。4.按照權(quán)利要求3所述的方法， 其中所述主設(shè)備(8)以第一類型的消息(6-1 - 6-30)傳送用于所述從設(shè)備(9-1 - 9-n)中的至少一個(gè)的實(shí)時(shí)控制數(shù)據(jù)。5.按照上述權(quán)利要求3和4之一所述的方法， 其中第二類型的消息(7-1 - 7-30)由主設(shè)備(8)傳送給從設(shè)備(9-1 - 9-n)之一或者給所有從設(shè)備(9-1 - 9-n)，或者其中第二類型的消息(7-1 - 7-30)由從設(shè)備(9-1 - 9-n)之一傳送給主設(shè)備(8)和/或從設(shè)備(9-1 - 9-n)之一或者所有從設(shè)備(9-1 - 9_n)。6.按照權(quán)利要求5所述的方法， 其中第二類型的消息(7-1 - 7-30)由從設(shè)備(9-1 - 9-n)之一僅作為對(duì)由主設(shè)備(8)傳送給相應(yīng)的從設(shè)備(9-1 - 9-n)的、包含數(shù)據(jù)詢問(wèn)(10-1 - 10-6)的第二類型的消息(7-1-7-30)的應(yīng)答(11-1 - 11-7)來(lái)傳送。7.按照權(quán)利要求6所述的方法，具有以下步驟: 在矩陣周期(15-1 - 15-n)中傳輸多個(gè)基本數(shù)據(jù)周期(5); 其中矩陣周期(15-1 - 15-n)具有靜態(tài)區(qū)域(16)和可選的動(dòng)態(tài)區(qū)域(17); 其中在每個(gè)矩陣周期(15-1 - 15-n)中的靜態(tài)區(qū)域(16)中，相同的數(shù)據(jù)詢問(wèn)(10-1 -10-6)由主設(shè)備(8)以第二類型的消息(7-1 - 7-30)傳送給從設(shè)備(9-1 - 9_n);和 其中在動(dòng)態(tài)區(qū)域(17)中不在每個(gè)矩陣周期(15-1 - 15-n)中由主設(shè)備(8)將相同的數(shù)據(jù)詢問(wèn)(10-1 - 10-6)以第二類型的消息(7-1 - 7-30)傳送給從設(shè)備(9-1 - 9_n)。8.按照上述權(quán)利要求之一所述的方法， 其中第一類型的消息(6-1 - 6-30)具有第一CAN數(shù)據(jù)幀(20)的大小、尤其32比特，并且第二類型的消息(7-1 - 7-30)具有第二CAN數(shù)據(jù)幀(21)的大小、尤其24比特。9.按照權(quán)利要求8所述的方法，具有以下步驟: 在相應(yīng)多個(gè)第二類型的消息(7-1 - 7-30)中以第二類型的消息(7-1 - 7-30)傳輸比一個(gè)第二類型的消息(7-1 - 7-30)大的數(shù)據(jù)量;和 通過(guò)在多個(gè)第二類型的消息(7-1 - 7-30)的接收器中組合多個(gè)第二類型的消息(7-1-7-30)來(lái)重建數(shù)據(jù)量。10.按照上述權(quán)利要求之一所述的方法， 其中第二類型的消息(7-1 - 7-30)具有測(cè)量數(shù)據(jù)詢問(wèn)和/或測(cè)量數(shù)據(jù);和/或 其中第二類型的消息(7-1 - 7-30)具有診斷詢問(wèn)和/或診斷數(shù)據(jù)。11.按照上述權(quán)利要求之一所述的方法，具有以下步驟: 為第一類型的消息(6-1 - 6-30)和/或第二類型的消息(7-1 - 7-30)的數(shù)據(jù)計(jì)算校驗(yàn)和，并且在第一類型的信息(6-1 - 6-30)和/或第二類型的信息(7-1 - 7-30)中布置所計(jì)算的校驗(yàn)和，并且在傳輸?shù)谝活愋偷男畔?6-1 - 6-30)和/或第二類型的信息(7-1 - 7-30)之后，傳輸校驗(yàn)和;和/或 在第一類型的消息(6-1 - 6-30)和/或第二類型的消息(7-1 - 7-30)中布置計(jì)數(shù)器，并且在傳輸?shù)谝活愋偷南?6-1 - 6-30)和/或第二類型的消息(7-1 - 7-30)后，檢驗(yàn)計(jì)數(shù)器;和/或 監(jiān)控在第一類型的消息(6-1 - 6-30)和第二類型的消息(7-1 - 7-30)之間經(jīng)過(guò)的或者在具有數(shù)據(jù)詢問(wèn)(10-1 - 10-6)的第二類型的消息(7-1 - 7-30)和具有對(duì)詢問(wèn)的應(yīng)答(11-1 - 11-7)的第二類型的消息(7-1 - 7-30)之間經(jīng)過(guò)的持續(xù)時(shí)間，并且如果持續(xù)時(shí)間超過(guò)預(yù)先給定的閾值，那么觸發(fā)警報(bào)。12.總線系統(tǒng)(I)， 擁有具有至少一個(gè)主總線接口(30-1 - 30-n)和控制裝置(35)的主設(shè)備(8); 擁有用于主設(shè)備(8)的每個(gè)主總線接口(30-1 - 30-n)的總線支路(40-1 - 40_n)，其中總線支路(40-1 - 40-n)中的每一個(gè)均具有至少一個(gè)從設(shè)備(9-1 - 9_n)，所述從設(shè)備具有從總線接口(31-1 - 31-n)和計(jì)算裝置(36-1 _36_η)，其中在具有兩個(gè)或更多個(gè)從設(shè)備(9-1 - 9-n)的總線支路(40-1 - 40_n)中的從設(shè)備(9_1 - 9_n)以串聯(lián)電路的方式布置， 其中控制裝置(35)和計(jì)算裝置(36-1 -36-n)被構(gòu)造用于執(zhí)行按照上述權(quán)利要求之一所述的方法。13.按照權(quán)利要求12所述的總線系統(tǒng)， 其中第一類型的消息(6-1 - 6-30)和第二類型的消息(7-1 - 7-30)的接收在從設(shè)備(9-1 - 9-n)中通過(guò)中斷控制器、尤其在高優(yōu)先級(jí)的中斷中被處理。14.按照權(quán)利要求12和13之一所述的總線系統(tǒng)， 其中所述總線系統(tǒng)(I)被構(gòu)造為CAN總線系統(tǒng)(I);和 主總線接口(30-1 - 30-n)被構(gòu)造為CAN總線接口；和 從總線接口(31-1 - 31-n)被構(gòu)造為CAN總線接口。
【文檔編號(hào)】H04L12/64GK105993142SQ201480076096
【公開(kāi)日】2016年10月5日
【申請(qǐng)日】2014年11月28日
【發(fā)明人】B.赫爾曼, T.萬(wàn)德?tīng)? M.博伊滕, G.蒂內(nèi)利
【申請(qǐng)人】羅伯特·博世有限公司