專利名稱：局部網(wǎng)絡的改進模式檢測的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種具有多個總線節(jié)點的總線系統(tǒng)，多個總線節(jié)點通過總線線路的布置耦合在一起，每個總線節(jié)點至少包括收發(fā)機和總線協(xié)議控制器。此外，本發(fā)明涉及一種對這種總線系統(tǒng)上的數(shù)字總線消息進行編碼和/或解碼的方法，在這種總線系統(tǒng)中，數(shù)字消息包括由總線信號中的子 模式進行編碼的至少一部分。更具體地，本發(fā)明涉及一種這種總線系統(tǒng)中的改進模式檢測，該消息模式適于改進檢測。此外，本發(fā)明還涉及一種在這種總線系統(tǒng)中使用的總線節(jié)點，具體地，這種總線節(jié)點可以包括收發(fā)機、總線協(xié)議控制器和用于對這種總線系統(tǒng)上的這種數(shù)據(jù)消息解碼的模式檢測器，在這種總線系統(tǒng)中，數(shù)字消息包括由總線信號中的子模式編碼的至少一部分。
背景技術：
已知通過交換適當?shù)南ⅲT如(例如總線系統(tǒng))的局部網(wǎng)絡的一部分的站之類的總線節(jié)點能夠彼此請求在不同操作狀態(tài)之間進行改變，尤其是在睡眠模式(或靜止模式)與正常模式之間進行改變。典型地，在始終需要減少電能消耗的電動車或汽車中采用這種系統(tǒng)，該系統(tǒng)例如符合CAN(控制器局域網(wǎng)絡)協(xié)議或LIN(局部互連網(wǎng)絡)協(xié)議、或FlexRay協(xié)議(是在公重可用文檔和FlexRay互聯(lián)網(wǎng)站點中描述的已知下一代汽車網(wǎng)絡)。即使當停放車輛并沒有操作車輛時，也必須以規(guī)律間隔或在非規(guī)律事件時喚醒單獨站，以執(zhí)行各個功能。除了能夠在睡眠模式和正常模式之間進行改變之外，還期望能夠選擇性的進行這種改變，即，能夠分離地激勵單獨站。作為本文表述的通信網(wǎng)絡的一個示例，控制器局域網(wǎng)絡(CAN)或CAN總線是車輛通信總線標準，設計用于允許微控制器在車輛內(nèi)彼此進行通信。通過CAN總線連接的(總線)協(xié)議控制器典型地交換傳感器數(shù)據(jù)、致動器命令、服務數(shù)據(jù)等。此外，CAN協(xié)議是一種基于消息的協(xié)議，尤其設計用于汽車應用，但是也可以在其它領域使用，諸如不同類型的車輛、工業(yè)自動化和醫(yī)療設備。在ISO 11898-1(2003)中對CAN協(xié)議進行了標準化定義。每個總線節(jié)點能夠發(fā)送并接收消息，但是并非同時地。CAN總線消息主要包括ID，選擇ID以識別消息類型和/或發(fā)送者，并且多至8個消息字節(jié)。將消息比特序列個比特接一個比特地串行地發(fā)送到總線上(即例如信號模式按照不歸零(NRZ)編碼方式對消息編碼)，并由所有總線節(jié)點感測總線消息比特序列。CAN總線消息從不直接到達處于總線節(jié)點處的這些(總線)協(xié)議控制器。協(xié)議控制器總是經(jīng)由收發(fā)機與總線相連。收發(fā)機可以被集成到系統(tǒng)基礎芯片、ASIC或協(xié)議控制器器件中。如果總線是空閑的，則任何總線節(jié)點可以開始發(fā)送。如果兩個或多個總線節(jié)點開始同時發(fā)送消息，則例如包括更多前導顯性比特(即比特“0”)的具有較多顯性ID的消息將蓋寫其它節(jié)點的較少顯性ID。因此，僅具有顯性ID的消息保持在總線上，并通過所有總線節(jié)點進行接收。每個總線節(jié)點至少需要可以被一起集成到相同單元的微控制器單元(MCU)(作為主處理器)、(總線)協(xié)議控制器、和收發(fā)機。然而，應該意識到，還可以具有與分離MCU相耦合的分離收發(fā)機，同時(總線)協(xié)議控制器也可以是分離單元，或者被集成到收發(fā)機或MCU中。(總線)協(xié)議控制器被配置用于接收和發(fā)送，(總線)協(xié)議控制器可以是簡單具有同步時鐘的硬件。在接收過程中，在整個消息可用之前，(總線)協(xié)議控制器存儲從總線(一個接一個地)接收的比特，然后例如在(總線)協(xié)議控制器觸發(fā)了中斷之后可以由MCU取得所述比特。MCU判定接收到的總線消息意味著什么，以及想要向自己發(fā)送哪個消息。傳感器、致動器和控制器件可以與MCU相連。在發(fā)送過程中，MCU向(總線)協(xié)議控制器傳送發(fā)送消息，(總線)協(xié)議控制器對比特進行編碼，并經(jīng)由收發(fā)機將比特串行地發(fā)送到總線上。在發(fā)送過程中，收發(fā)機將從(總線)協(xié)議控制器接收的數(shù)字發(fā)送比特信號轉換為向總線發(fā)送的模擬信號。在接收過程中，收發(fā)機將來自總線的信號電平調(diào)整為(總線)協(xié)議控制器所期望的電平，并具有保護(總線)協(xié)議控制器的保護電路。 存在如下趨勢通過改進硬件將通常以軟件實現(xiàn)的通信協(xié)議的應用層的功能映射到硬件。如此配置的本發(fā)明減輕了 MCU上的負荷；在這種情況下，當不需要總線節(jié)點時，除了收發(fā)機之外，可以關斷整個總線節(jié)點，以節(jié)約大量能量，從而也避免了 C02。然后，喚醒模式判定用于識別再次需要總線節(jié)點的時間點。WO 01/20434描述了一種減小CAN主處理器中的電流消耗的方法，其中，處理器的大部分被設置處于睡眠模式，并通過適當硬件分析輸入CAN總線消息，以及如果識別出適當喚醒總線消息，則喚醒處理器。缺點在于如下事實對于要選擇性地喚醒的單獨站而言，必須對喚醒總線消息進行解碼，基于此目的，總線節(jié)點中在相關時間點處于待機狀態(tài)的一部分必須具有精確定時機制，而這消耗能量。尤其期望，如果當站處于睡眠模式時，則收發(fā)機能夠單獨地接收并分析總線線路上接收到的數(shù)據(jù)，具體地，使得收發(fā)機能夠判定是否必須喚醒其自身的總線節(jié)點。WO 2006/003540A1描述了一種用于檢測CAN系統(tǒng)中的喚醒總線消息的解決方案。然而，所描述的消息檢測器仍然可以對具有與目標比特模式相類似的比特模式的許多總線消息作出反應。這仍然導致了不必要的喚醒事件，而不必要的喚醒事件可能不必要地使用電能。因此，本發(fā)明的目標在于，提供一種用于檢測總線消息流中的“喚醒總線消息”的更可靠方法。具體地，目標在于詳細說明一種方法，使得諸如收發(fā)機或分離單元之類的總線節(jié)點或總線節(jié)點的功能能夠獨立地接收和分析總線上發(fā)送的數(shù)據(jù)。更具體地，目標在于能夠通過給定喚醒總線消息單獨地喚醒總線節(jié)點或子網(wǎng)路。另一目標在于，提供一種用于總線節(jié)點的改進喚醒總線消息檢測器。具體地，目標在于，即使當應當檢測喚醒總線消息的總線節(jié)點的一部分不具有精確定時器且不知道總線上發(fā)送數(shù)據(jù)的比特速率時，總線節(jié)點也能夠檢測喚醒總線消息。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，通過具有權利要求I中詳細描述特征的模式檢測器實現(xiàn)至少一個目標。因此，一種用于系統(tǒng)總線的總線節(jié)點的模式檢測器，所述系統(tǒng)總線具有通過總線線路的布置而耦合在一起的多個站，所述模式檢測器包括解碼電路，被配置用于分析至少一個總線線路上數(shù)據(jù)流中的子模式；分析電路，被配置為確定所述子模式的數(shù)字相對長度信息序列，其中，通過將所述至少一個總線線路上數(shù)據(jù)流中的實際子模式與在先子模式相比較，來產(chǎn)生所述相對長度信
肩、O總線節(jié)點中用于分析總線消息的電路可以包括測量電路，適于測量并存儲實際子模式的長度；以及比較電路，適于將實際長度與先前存儲的在先子模式長度相比較，并輸出數(shù)字編碼的相對長度信息。在特定實施例中，測量長度是子模式的時間長度。在特定實施例中，用于分析的電路包括移位寄存器，用于隨后存儲所述數(shù)字編碼的相對長度信息；以及寄存器，包括預存比特序列；以及用于將在移位寄存器中存儲的比特值與在寄存器中存儲的比特值相比較的裝置。數(shù)字編碼的相對長度信息表示“較短長度”、“相等長度”或“較長長度”，可選地，在比較電路中，通過將“較短長度”、“相等長度”或“較長長度”中的數(shù)字編碼的相對長度信息的兩種類型指派為“相等或不相等”、“較長或非較長”、“較短或非較短”中的一種類型，來將數(shù)字編碼相對長度信息減少為一個比特的信息。根據(jù)本發(fā)明，通過具有權利要求5中詳細描述特征的方法實現(xiàn)至少一個目標。因此，一種對總線系統(tǒng)上的數(shù)字總線消息信息編碼的方法，在所述總線系統(tǒng)中，數(shù)字總線消息包括基于要在至少一個總線線路上的數(shù)據(jù)流中發(fā)送的子模式的至少一部分，所述方法包括通過數(shù)據(jù)流中的子模式對數(shù)字相對信息序列編碼，其中，通過相對于在先子模式調(diào)整攜帶了總線消息信息的一個比特的每個子模式，來產(chǎn)生所述相對信息。在特定實施例中，利用子模式中相應的一個子模式對總線消息信息的比特的值編碼，使得利益連續(xù)顯性區(qū)段和隱性區(qū)段的長度來表示總線消息信息中優(yōu)選地按照非比特率依賴方式進行編碼的一部分。具體地，在優(yōu)選地按照非比特率依賴方式進行編碼的所述部分中，可以通過顯性區(qū)段的長度相應地長于或短于后續(xù)隱性區(qū)段的長度的事實，來表示顯性比特或隱性比特。對于每個總線消息，可以選擇對總線消息信息的單獨比特進行編碼的相應子模式的序列，使得可以通過將所述至少一個總線線路上數(shù)據(jù)流中的實際子模式的長度與在先子模式的長度相比較，來產(chǎn)生所述子模式的數(shù)字相對信息序列。此外，如上所述，在特定實施例中，測量長度是子模式的時間長度。在特定應用中，數(shù)字總線消息是根據(jù)受控區(qū)域網(wǎng)絡協(xié)議或局部互連網(wǎng)絡協(xié)議的總線消息?？梢栽诳刂破鲄^(qū)域網(wǎng)協(xié)議總線消息、Flex-Ray總線消息或局部互連網(wǎng)絡協(xié)議總線消息的數(shù)據(jù)塊中包括總線消息中可以按照根據(jù)非比特率依賴方式進行編碼的所述部分。具體地，總線消息中可以按照非比特率依賴方式進行編碼的所述部分包括喚醒總線消息或配置數(shù)據(jù)。此外，不同總線消息中按照非比特率依賴方式進行編碼的這些部分表示喚醒總線消息、或喚醒總線消息和至少一個確認總線消息，在這種情況下，確認總線消息必須在限定時間內(nèi)到達。根據(jù)本發(fā)明，通過喚醒總線消息實現(xiàn)至少一個目標，所述喚醒總線消息包括根據(jù)權利要求12中詳細描述的特征進行編碼的比特模式。、
因此，根據(jù)以上討論的方法對特別用于總線系統(tǒng)的數(shù)字總線消息編碼。鑒于如下事實可以被集成到單機收發(fā)機、總線協(xié)議控制、或系統(tǒng)基礎芯片或其它ASIC中的這種模式檢測器包括用于按照非比特率依賴方式分析數(shù)字信號的裝置，有利地，即使當確切的比特速率未知且沒有精確定時器可用時，也能夠分析總線系統(tǒng)上的數(shù)字信
號。 例如，通過根據(jù)WO 2006/003540A1將模式檢測器適配為喚醒總線消息檢測器，如果接收到的數(shù)據(jù)流中的附加信息與預定值匹配，才可以啟動喚醒總線消息檢測器來對附加信息解碼?？梢酝ㄟ^總線消息的比特模式中預定子模式的觀測長度來組織附加信息。換句話說，通過從比特模式獲取這種附加信息，還可以進ー步減少系統(tǒng)基礎芯片電路的不期望喚醒的概率。當總線節(jié)點處于備用或睡眠狀態(tài)時，這是最有利的，至少部分原因在于可以節(jié)約功率。在本發(fā)明的特定實施例中，模式檢測器包括諸如解碼器單元之類的用于解碼的裝置，被配置用于分析，或者包括諸如分析単元之類用于分析的裝置，用于數(shù)字總線信號的非比特率依賴分析。用于解碼的裝置可以包括設置，用于測量和/或比較連續(xù)隱性區(qū)段和顯性區(qū)段的長度，以識別子模式，其中，子模式是總線上比特流的一部分?；旧?，可以通過以下方式來定義子模式以例如“低”的預定值作為起始，并以例如“高”的預定值作為結束，。因此，當每個子模式內(nèi)正好存在從低至高的ー個轉變時，可以確定從低至高的比率，并且可以將其翻譯成ー個比特的信息。典型地，通過利用顯性區(qū)段的長度長于(或短干)隨后隱性區(qū)段的長度的事實來表示按照非比特率依賴方式進行編碼的部分中的顯性比特或“O”比特(隱性比特或“ I”比特)，來實現(xiàn)編碼。因此，模式檢測器能夠分析總線信號，使得數(shù)字總線消息包括按照非比特率依賴方式進行編碼的至少ー個部分，其中利用連續(xù)顯性區(qū)段和隱性區(qū)段的長度來表示總線消息中按照非比特率依賴方式進行編碼的所述部分中的比特的值?？梢曰诳偩€上比特流中實際子模式的長度與在先子模式的長度的比較來確定子模式的相對長度信息序列，來獲取信息。相對長度信息可以被分類為“較短長度”、“相等長度”或“較長長度”。如果必要，可以通過將兩種類型的信息分配到ー類(即，“相等或不相等”、“較長或非較長”或“較短或非較短”)，來將獲得的(解碼)信息減少為一個比特信息。在特定實施例中，解碼器單元被配置成用于分析或可以包括諸如分析単元之類的用于分析的裝置，用于數(shù)字總線信號的非比特率依賴分析，解碼器單元可以包括移位寄存器、包括預存比特序列的喚醒總線消息寄存器和用于將移位寄存器中存儲的比特值與喚醒總線消息寄存器中存儲的比特值相比較的裝置。解碼器單元被配置成用于分析或可以包括諸如分析単元之類的用于分析的裝置，用于數(shù)字總線信號的非比特率依賴分析，解碼器單元還可以包括諸如可適用定時器之類的用于測量連續(xù)子模式的相對長度的裝置，以及用于將實際測量時間與存儲時間相比較的比較器，其中，測量裝置具有用于存儲測量的持續(xù)時間的寄存器。應意識到，在測量時間段期間，定時器不需要精確，但是需要足夠穩(wěn)定，例如，可以使用具有+/-30%精度的RC振蕩器。備選地，可以例如經(jīng)由電阻器為用于測量子模式的長度的兩個電容器交替地充電，然后可以比較兩個電容器中的電荷。
通過本文建議的檢測后續(xù)或連續(xù)比特模式序列的相對長度，可以顯著地減少不必要喚醒的數(shù)量。因此，當(a)檢測到預定總線消息信息比特序列且(b)相對長度信息比特序列還同 時滿足預定序列時，才發(fā)起喚醒事件。此外，可以不同地定義用于確定相對長度信息的子模式；例如，被比較長度的子模式可以是相同比特值的連續(xù)比特序列，即，“O”或“ I”，盡管在該示例中，之間的相反比特值序列并不重要。按照這種方式，可以將經(jīng)由總線線路發(fā)送的喚醒總線消息與例如表示總線消息信息的預存比特序列之類的預定總線消息信息相比較，如果兩個比特模式相同，則在此之后或者同時地將同時觀測得到的子模式的相對長度信息序列與預存的相對長度信息序列相比較。然后，可以喚醒總線節(jié)點，和/或如果需要，可以將相同機制用于確認總線消息。用于對模式檢測器接收到的總線消息信息編碼的方法可以是基于如下事實通過子模式中的連續(xù)顯性區(qū)段和隱性區(qū)段的長度表示總線消息中按照非比特率依賴方式進行編碼的所述部分中的比特的值，并且在總線消息信息的解碼中檢測到的子模式的相對長度信息序列等于相應預定序列。因此，包括以上技術特征的模式檢測器能夠按照更可靠的方式對這種總線消息信息(即，總線消息)進行解碼。具體地，模式檢測器能夠?qū)⒗妙A存比特序列進行相應編碼的總線消息信號和在對總線消息信息的解碼中檢測到的子模式的相對長度信息序列與相應預定序列相比較，如果兩者相同，則喚醒總線節(jié)點，即總線節(jié)點中處于待機或睡眠狀態(tài)的一部分，例如，微控制器単元、總線協(xié)議控制器或者甚至收發(fā)機。因此，所述方法提供了ー種有用的喚醒檢測機制，通過從比特模式獲取另外的信息，可以進ー步減少不必要喚醒的概率。在獨立權利要求的從屬權利要求中限定了本發(fā)明的優(yōu)選實施例和進ー步開發(fā)成果。應該理解，本發(fā)明的裝置和方法具有類似和/或等同優(yōu)選實施例和優(yōu)勢。


通過下文中描述的實施例，本發(fā)明的這些和其它方面將變得顯而易見，并且將參考下文中描述的實施例闡明本發(fā)明的這些和其它方面。在以下附圖中，示意性地繪制了附圖，并且所述附圖并非按照真實比例，以及如果有的話，不同附圖中的相同參考標記可以指的是相應元件。本領域技術人員將明白，在不背離真實創(chuàng)造性構思的情況下，本發(fā)明的備選而等價的實施例是可能的，以及本發(fā)明的范圍僅由權利要求限定。在附圖中圖I說明了用于總線節(jié)點芯片的選擇性喚醒裝置的接收機電路的電路框圖；以及圖2描述了攜帶喚醒總線消息信息比特和驗證消息的信號的裝置圖。
具體實施例方式在下文中，相對于控制器區(qū)域網(wǎng)絡(CAN)以示例方式描述本文公開的ー種用于對特定總線消息進行編碼的方法及改進的模式檢測器。然而，將意識到，本發(fā)明不限于這種網(wǎng)絡，也可以應用于局部互連網(wǎng)絡(LIN)或FlexRay網(wǎng)絡等。圖I示出了與CAN總線線路10相連并與模式檢測器100相耦合的收發(fā)機12，CAN總線線路10具有CANL和CANH配線。應注意，收發(fā)機12和模式檢測器100可以被結合到單個器件或芯片中，并被集成到系統(tǒng)基礎芯片或其它適當配置的ASIC中?？偩€節(jié)點的其余部分通過數(shù)據(jù)發(fā)送(TXD)線路14和數(shù)據(jù)接收(RXD)線路16與CAN收發(fā)機12相連。第一解碼器32包括與RXD線路16相連的電子電路18和20，被配置用于相應地測量總線線路符號的連續(xù)隱性區(qū)段(“I”區(qū)段)的長度和顯性區(qū)段(“O”區(qū)段)的長度。交替地調(diào)用這兩個電子電路18和20來運行。在第一解碼器32中，測量相關區(qū)段的長度，例如可以采用電容器(未示出)，電容器經(jīng)由相應電阻器(未示出)與RXD線路16相連，并且經(jīng)由相應電阻器進行充電。電子電路22與兩個電子電路18和20相連，電子電路22被配置用于將連續(xù)顯性區(qū)段的長度與連續(xù)隱性區(qū)段的長度相比較。如果通過電容器實現(xiàn)電子電路18和20，則電子電路22將兩個電容器中的電荷相比較。電子電路22還可以被配置為當隱性區(qū)段的長度長于或短于顯性區(qū)段的長度吋，發(fā)射隱性/顯性信號作為結果。向第一移位寄存器24寫入結果。在第一模式寄存器26中存儲與喚醒總線消息相關聯(lián)的比特模式。對于總線系統(tǒng)中的相應總線節(jié)點或預定總線節(jié)點組而言，比特模式可以是預定的，尤其可以是唯一的。第一電子比較電路28將存在于第一移位寄存器24中的各個比特值和存在于包括存儲喚醒總線消息的第一模式寄存器26中的各個比特值進行連續(xù)比較。如果所有比特值相同，則檢測到喚醒總線消息。此外，為了從數(shù)字總線信號中的連續(xù)子模式中獲取相對長度信息，使用第二解碼器 52, ο第二解碼器52可以包括例如定時器単元40和比較器電路44，其中定時器単元40具有用于存儲所要測試的子模式的最后持續(xù)時間的中間存儲寄存器42，或者與中間存儲寄存器42相連；比較器電路44用于將實際測量的實際子模式的持續(xù)時間與在中間存儲寄存器中存儲的子模式的持續(xù)時間相比較?？梢詢H利用兩個比特對由此獲得的相對長度信息 進行編碼，其中兩個比特可以編碼三種可能結果，即代表“較短長度”、“相等長度”或“較長長度”的三種可能結果。在圖I中的第二解碼器52中，通過對比較器電路44進行配置以將兩種類型的前述信息分配給ー種類別，即“相等或不相等”、“較長或非較長”、“較短或非較短”，來將所獲得的相對長度信息減少至一個比特信息。定時器40還被配置為在檢測到新子模式的起始時啟動新測量并將實際測量得到的時間移入或轉移至中間存儲寄存器42中。應該意識到，在相應測量時間段內(nèi)，定時器單元不需要精確，但是需要足夠穩(wěn)定，例如，可以使用具有諸如約+/-30%的足夠精度的RC振蕩器。此外，對于第二解碼器52的實現(xiàn)，可以采用兩個電容器(未示出)來替換用于定時器單元40的數(shù)字定時器，兩個電容器經(jīng)由相應電阻器(未示出)與RXD線路16相連，并經(jīng)由相應電阻器進行充電。然后，對于將連續(xù)子模式的相對長度相比較，可以通過與電容器相連的比較器實現(xiàn)比較器単元44，比較器被配置為比較兩個電容器中的電荷。比較器還可以被配置為當實際子模式的長度長干/短于在前子模式的長度時，可以發(fā)送例如“I”/ “O”作為結果。此外，在第二移位寄存器46中寫入結果，其中第二移位寄存器46用于存儲在對總線消息的連續(xù)子模式的解碼中獲得的相對長度信息的序列。在第二模式寄存器48中存儲與喚醒總線消息相關聯(lián)的相對長度信息的預定序列，其中可以根據(jù)相應總線消息的預存比特序列導出喚醒總線消息。第二電子比較電路50被配置為將存在于第二移位寄存器46中的各個比特值與存在于包括相對長度信息的預定序列的第二模式寄存器48中的各個比特值相比較，如果所有比特值相同，則通過檢測到的相對長度信息驗證檢測到的喚醒總線消息。AND門56可以根據(jù)第一比較器28的輸出和第二比較器50的輸出實現(xiàn)對檢測到的喚醒總線消息的驗證，其中，向AND門56提供了兩個比較結果，并且AND門56被配置為根據(jù)邏輯AND功能組合兩個結果?？梢暂敵鯝ND門56的輸出，作為喚醒信號Sw，其中喚醒信號Sw例如可以與總線節(jié)點的MCU的相應喚醒引腳相連，或備選地，與諸如穩(wěn)壓器之類的MCU的電源相連。·利用圖I所示的裝置，現(xiàn)在選擇性地喚醒包括改進模式檢測器100并與諸如CAN總線或LIN總線或FlexRay之類的總線系統(tǒng)相耦合的各個總線節(jié)點是容易的。基于此目的，想要喚醒與相同總線相連的另一特定總線節(jié)點的總線節(jié)點必須通過以下特定方案對發(fā)送的總線消息信息進行編碼，即為了發(fā)送可適用喚醒總線消息使得所述特定總線節(jié)點可以檢測在第一和第二模式寄存器26、48中存儲的信息。應該意識到，本發(fā)明不限于特定示出模式，并且在對獨立總線消息信息比特進行編碼方面，重要的是總線線路上發(fā)送的總線線路符號的交替隱性區(qū)段和顯性區(qū)段的持續(xù)時間之比。舉例而言，假定子模式以前導“高”或“ I”(即，(I))作為起始并以結尾“低”或“O”(B卩，(O))作為結束。舉例而言，還假定，在發(fā)送包括的“ O”多于包括的“ I”的任意比特序列時，發(fā)送“0”，作為總線消息信息比持。即是說，可以采用以下形式的比特序列，從而意味著表示發(fā)送的總線消息信息比特是“O” (1)001 (O)(1)0001(0)(1)00011 (O)等。類似地，可以如下對作為要發(fā)送的總線消息信息比特的“ I”編碼(1)011 (O)(1)0111 (O)(1)00111 (O)等。長得多的序列也是可行的。如以上所提及的，對于對期望總線消息信息比特進行編碼，連續(xù)顯性區(qū)段與隱性區(qū)段之比是決定性的。即是說，對ー個總線消息信息比特編碼的總線上的子模式中的比特流以“低”或“O”作為起始，并以“高”或“ I”作為結束，或者換句話說，是起始和結束比特(I)和(O)之間的比持。此外，對于每個子模式而言，即，在第一
(I)與結尾(O)比特之間，存在從“低”至“高”的正好ー個轉變。因此，可以通過定義確定從“低”至“高”的比率，并且可以將從“低”至“高”的比率轉譯成ー個比特的編碼總線消息信息?，F(xiàn)在參考圖2，其示出了改進喚醒檢測機制，所述改進喚醒檢測機制包括獲取另外的信息，即連續(xù)子模式的相對長度信息，從而可以顯著地減小不必要喚醒事件的概率。在圖2中，第一行“ O”和“ I”值示出了 CAN總線的RXD線路16上輸入的比特流(此外，也可以使用其它類型的總線)。詳細說明了“O”與“I”值之間的特定關系的第二行示出了圖I中的解碼器單元32所獲得的信息。第3行(“較長”、“相等”或“較短”)示出了圖I的相對長度分析器52所獲得的信息。在圖2中，從左至右，具有持續(xù)時間T2的子模式“0111”的長度短于具有持續(xù)時間Tl的在先子模式“OOOlI”。具有持續(xù)時間T3的子模式“0001”的長度等于具有持續(xù)時間T2的在先子模式“ 0111”。具有持續(xù)時間T4的子模式“ 011111”的長度長于具有持續(xù)時間T3的在先子模式“ 0001”在技術實現(xiàn)中，“相等”的意思是差小于量化間隔。此外，基于實踐原因或者如果期望的話，可以通過將兩種類型的信息指派給ー種類型(即，產(chǎn)生子模式中“相等或不相等”、“較長或非較長”或“較短或非較短”的關系)，來將檢測到的相對長度信息減少為I個。在現(xiàn)今的局部網(wǎng)絡喚醒檢測器中，如果已經(jīng)例如通過諸如圖I中的解碼器單元32
之類的適當解碼器對預定信息序列進行解碼，則檢測到喚醒。然而，非常多類型的比特流攜帶有預定信息序列，從而使現(xiàn)有技術產(chǎn)生不必要的錯誤喚醒事件。通過利用本文建議的檢測隨后或連續(xù)的比特模式序列的相對長度，可以極大地減少不必要喚醒的數(shù)量。因此，當(a)圖I中的第一解碼器32檢測到預定總線消息信息比特序列且(b)圖I中的第二解碼器52檢測到相對長度信息比特的序列，即也同時滿足預定序列時，才可以發(fā)起喚醒事件。此外，可以不同地限定用于確定相對長度信息的子模式；例如，長度被比較的子模式可以是相同比特值的連續(xù)比特序列，即，“O”或“ I”，盡管在該示例中，之間的相反比特值序列并不重要。應該意識到，作為電子比較器電路28和50及第一模式寄存器26和48的選項,相應的“與喚醒消息相關聯(lián)的比特模式”和“預定的相對長度信息序列”可以包括ー個和多個“無關緊要”位置。此外，應注意，盡管圖I中所示的裝置涉及CAN總線系統(tǒng)，但是可以在LIN(局部互連網(wǎng)絡)和FlexRay網(wǎng)絡中同等地使用本文討論的方法及相關聯(lián)裝置。此外，結合喚醒總線消息使用圖I中的裝置，但是圖I中的裝置不僅限于該操作。然而，向總線節(jié)點發(fā)送的消息可以同等良好地包括配置數(shù)據(jù)或其它命令。在另ー開發(fā)中，如果電子電路56已經(jīng)成功地檢測到喚醒總線消息，則可以啟動圖I中未不出的另一定時器。然后，作為ー種備選方式，為了確認，必須在限定時間范圍內(nèi)再次檢測剛識別的喚醒總線消息。備選地，必須在預定時間范圍內(nèi)檢測與已經(jīng)檢測到的喚醒總線消息不同的第二總線消息。在這種情況下，通過預定持續(xù)時間內(nèi)至少ー個另外的總線消息確認的第一總線消息，可以按照期望減少與喚醒總線消息相同的顯性區(qū)段和隱性區(qū)段的序列與預定相對長度的所使用子模式偶然一起出現(xiàn)的可能性。因此，本文公開的總線系統(tǒng)的總線節(jié)點中的模式檢測器也可以搜索初始喚醒總線消息和確認總線消息。附加地，可以通過噪聲濾波器(未示出)向第一解碼器32和第二解碼器52傳送來自總線系統(tǒng)的數(shù)字信號，其中第一解碼器32包括電子電路18、20和22，第二解碼器52用于分析連續(xù)子模式的相對長度，并包括圖I中的電子電路40、42和44。向與第一中間存儲寄存器24和第一模式寄存器26相對應的第一掃描器34和圖I中的第一電子比較器電路28傳送相應解碼后總線消息比持。向與第二中間存儲寄存器46和第二模式寄存器48相對應的第二掃描器54和圖I中的第二電子比較器電路50傳送相應的檢測到的相對長度信息比特。第一掃描器34搜索預存總線消息，例如，喚醒總線消息。例如，當接收到初始喚醒消息吋，啟動附加定時器(未示出)。第二掃描器54捜索與預存總線消息相關的針對連續(xù)接收且解碼子模式的相對長度信息的預存序列。例如，當接收到初始喚醒總線消息時，可以啟動附加定時器(未示出)。如果在給定時間窗口內(nèi)接收到第二確認總線消息，則向AND門56傳送另一肯定結果，并喚醒總線節(jié)點的其余部分。應注意，初始喚醒總線消息及確認總線消息均需要由第一掃描器34進行檢測，并由第二掃描器54進行驗證。由于所測量的顯性區(qū)段與隱性區(qū)段相等或區(qū)段之一超過了給定時間測量結果，在第一解碼器32或第二解碼器52中可能出現(xiàn)錯誤。在這種情況下，可以向第一和第二掃描器34和54發(fā)送所謂的“解碼失敗”信號，然后第一和第二解碼器34和54忽略在此之前接收到的數(shù)據(jù)。第一和第二掃描器34和54還可以相應地包括狀態(tài)機，代替相應的移位寄存器24和46，其中，狀態(tài)機能夠識別一個或多個比特序列。本文公開的解決方案尤其適用于CAN系統(tǒng)中，但是不限于這種用途。在任何CAN或FlexRay收發(fā)機、系統(tǒng)基礎芯片和/或相應汽車ASIC和甚至其它類型的系統(tǒng)中，使用所公開的模式檢測器是可行的。最后，應注意，總線節(jié)點可以具有多于ー個模式檢測器。因而有利地，可以布置總線節(jié)點，使得在相應第一模式寄存器(圖1，26)中存儲的信息不同，同時第二模式寄存器(圖1，48)的信息相同，原因在于不需要在硬件方面多次提供第一解碼器32、第二解碼器52和第二掃描器52?？傊?，公開了ー種尤其在系統(tǒng)總線的總線節(jié)點中使用的模式檢測器，所述系統(tǒng)總線具有通過總線線路的布置而耦合在一起的多個站?？偩€節(jié)點包括解碼電路，被配置用于分析至少ー個總線線路上數(shù)據(jù)流中的子模式；以及分析電路，被配置為確定所述子模式的數(shù)字相對長度信息序列，其中，通過將所述至少ー個總線線路上數(shù)據(jù)流中的實際子模式與在先子模式相比較，來產(chǎn)生相對長度信息。已經(jīng)公開了對數(shù)字總線消息信息編碼的相應方法，能夠在總線系統(tǒng)中使用所述方法，其中在所述總線系統(tǒng)中，數(shù)字總線消息包括根據(jù)在至少ー個總線線路上數(shù)據(jù)流中發(fā)送的子模式的至少ー個部分。所述方法包括通過數(shù)據(jù)流中的子模式對數(shù)字相對信息序列編碼，其中，通過相對于在先子模式適配攜帯了總線消息信息的ー個比特的每個子模式，來產(chǎn)生所述相對信息?？梢愿鶕?jù)所述方法對相應數(shù)字總線消息編碼，所述總線消息尤其用于按照任意方式進行通信的總線系統(tǒng)中。盡管已經(jīng)在附圖和前述描述中詳細地說明和描述了本發(fā)明，但是這些說明和描述應被認為是說明性或示例性的，而非限制；本發(fā)明不限于所公開的實施例。通過學習附圖、說明書和附加權利要求書，本領域技術人員在實踐請求保護的發(fā)明時可以理解和實施所公開實施例的其它變體。在權利要求中，詞語“包括”不排除其他元件或步驟，并且不定冠詞“ー個”不排除多個。單個裝置或其他単元可以完成權利要求中記載的若干項的功能。在互不相同的從屬權利要求中記載特定特征的唯一事實并不表示不可以有利地使用測量的這些特征的組合。權利要求中的任何參考標記不應該解釋為限制范圍。
權利要求
1.一種用于系統(tǒng)總線的總線節(jié)點的模式檢測器，所述系統(tǒng)總線具有通過總線線路的布置而耦合在一起的多個站，所述模式檢測器包括 解碼電路，被配置用于分析至少一個總線線路上數(shù)據(jù)流中的子模式； 分析電路，被配置為確定所述子模式的數(shù)字相對長度信息序列，其中，通過將所述至少一個總線線路上數(shù)據(jù)流中的實際子模式與在先子模式相比較，來產(chǎn)生所述相對長度信息。
2.如權利要求I所述的模式檢測器，其中，用于分析的電路包括 測量電路，適于測量并存儲實際子模式的長度，以及 比較電路，適于將實際長度與先前存儲的在先子模式長度相比較，并輸出數(shù)字編碼相對長度信息。
3.如權利要求2所述的模式檢測器，其中，所述數(shù)字編碼相對長度信息表示“較短長度”、“相等長度”或“較長長度”，可選地，在比較電路中，通過將“較短長度”、“相等長度”或“較長長度”的所述數(shù)字編碼相對長度信息中的兩種類型指派為“相等或不相等”、“較長或非較長”、“較短或非較短”中的一種類型，將所述數(shù)字編碼相對長度信息減少為一比特信肩、O
4.如前述權利要求中任一項所述的模式檢測器，其中，用于分析的電路還包括 移位寄存器，用于隨后存儲所述數(shù)字編碼相對長度信息， 寄存器，包括預存的比特序列，以及 比較裝置，用于比較在移位寄存器中存儲的比特值與在寄存器中存儲的比特值。
5.一種對總線系統(tǒng)上的數(shù)字總線消息信息編碼的方法，在所述總線系統(tǒng)中，數(shù)字總線消息中包括的至少一部分利用要在至少一個總線線路上的數(shù)據(jù)流中發(fā)送的子模式，所述方法包括 利用數(shù)據(jù)流中的子模式對相對信息序列編碼，其中，通過相對于在先子模式調(diào)整攜帶了總線消息信息的一個比特的每個子模式，來產(chǎn)生所述相對信息。
6.如權利要求5所述的方法，其中，將總線消息信息的比特的值編碼在子模式中相應的一個子模式中，使得通過連續(xù)顯性區(qū)段和隱性區(qū)段的長度來表示總線消息信息中可選地按照非比特率依賴方式進行編碼的一部分，以及 具體地，在可選地按照根據(jù)非比特速率依賴方式進行編碼的所述部分中，根據(jù)顯性區(qū)段的長度相應地長于或短于后續(xù)隱性區(qū)段的長度來表示顯性比特或隱性比特。
7.如權利要求5或6所述的方法， 其中，對于每個總線消息，選擇對總線消息信息的單獨比特編碼的相應子模式的序列，使得通過將所述至少一個總線線路上數(shù)據(jù)流中的實際子模式的長度與在先子模式的長度相比較來產(chǎn)生所述子模式的數(shù)字相對信息序列。
8.如權利要求5至7中任一項所述的方法，其中，數(shù)字總線消息是根據(jù)控制器區(qū)域網(wǎng)絡或局部互連網(wǎng)絡或FlexRay之一的協(xié)議的總線消息。
9.如權利要求8所述的方法，其中，在總線消息的數(shù)據(jù)塊中包括總線消息中按照非比特率依賴方式進行編碼的部分。
10.如權利要求5至9中任一項所述的方法，其中，總線消息中可選地按照非比特率依賴方式進行編碼的部分包括以下項中的至少一項喚醒總線消息和配置數(shù)據(jù)。
11.如權利要求5至10中任一項所述的方法，其中，不同總線消息中可選地按照非比特率依賴方式進行編碼的這些部分表示喚醒總線消息、或喚醒總線消息和至少一個確認總線消息，以及 其中，在限定時間內(nèi)發(fā)送確認喚醒總線消息兩次，或者在發(fā)送喚醒總線消息之后的限定時間內(nèi)發(fā)送確認總線消息。
12.—種數(shù)字總線消息，尤其用于總線系統(tǒng)，其中，根據(jù)如權利要求5至11中任一項所述的方法對數(shù)字總線消息信息進行編碼。
13.一種集成系統(tǒng)基礎芯片，包括如權利要求I至4中任一項所述的模式檢測器。
14.一種網(wǎng)絡，包括 一個或多個設備； 一個或多個收發(fā)機，分別與所述一個或多個設備相連；以及 數(shù)據(jù)總線，與所述一個或多個收發(fā)機相連； 其中，收發(fā)機或設備中的至少一項包括如權利要求I至4中任一項所述的至少一個模式檢測器，或者與如權利要求I至4中任一項所述的至少一個模式檢測器相連。
全文摘要
一種用于系統(tǒng)總線的總線節(jié)點的模式檢測器，所述系統(tǒng)總線具有通過總線線路的布置而耦合在一起的多個站，所述總線節(jié)點包括解碼電路，被配置用于分析至少一個總線線路上數(shù)據(jù)流的子模式；以及分析電路，被配置為確定所述子模式的數(shù)字相對長度信息序列，其中，通過將所述至少一個總線線路上數(shù)據(jù)流中的實際子模式與在先子模式相比較，來產(chǎn)生所述相對長度信息。一種對總線系統(tǒng)上的數(shù)字總線消息信息進行編碼的相應方法，在所述總線系統(tǒng)中，數(shù)字總線消息包括根據(jù)要在至少一個總線線路上的數(shù)據(jù)流中發(fā)送的子模式的至少一部分，其中，所述方法包括通過數(shù)據(jù)流中的子模式對數(shù)字相對信息序列進行編碼，其中，通過相對于在先子模式適配攜帶了總線消息信息的一個比特的每個子模式，來產(chǎn)生所述相對信息?？梢愿鶕?jù)所述方法對相應數(shù)字總線消息編碼，所述總線消息尤其用于按照任意方式進行通信的總線系統(tǒng)中。
文檔編號H04L12/40GK102687470SQ201080059734
公開日2012年9月19日 申請日期2010年12月22日 優(yōu)先權日2009年12月28日
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