專利名稱：用于以可轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)速率進(jìn)行串行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ê脱b置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于在總線系統(tǒng)的至少兩個(gè)用戶之間傳輸數(shù)據(jù)的一種方法和一種裝置，其中所傳輸?shù)奈坏某掷m(xù)時(shí)間可以在至少兩個(gè)不同的值之間轉(zhuǎn)換。
背景技術(shù)：
例如從公開文獻(xiàn)DE 100 00 305 Al中公知控制器域網(wǎng)絡(luò)以及稱作為“時(shí)間觸發(fā)的CAN”(TTCAN)的CAN擴(kuò)展方案。在CAN中適用的介質(zhì)訪問控制方法基于逐位的判優(yōu)。在逐位的判優(yōu)時(shí)，多個(gè)用戶站可以經(jīng)過總線系統(tǒng)的信道同時(shí)傳輸數(shù)據(jù)，而沒有由此干擾數(shù)據(jù)傳輸。用戶站還可以在經(jīng)過信道發(fā)送位時(shí)確定信道的邏輯狀態(tài)(O或I)。如果所發(fā)送的位的值不對(duì)應(yīng)于該信道的所確定的邏輯狀態(tài)，則用戶站終止對(duì)信道的訪問。在CAN中，逐位判優(yōu)通常在要經(jīng)過信道傳輸?shù)臄?shù)據(jù)幀內(nèi)的判優(yōu)字段中進(jìn)行。在用戶站已向信道完整地發(fā)送了判優(yōu)字段之后，該用戶站知道其具有對(duì)該信道的排他訪問。因此，判優(yōu)字段的傳輸?shù)慕K止對(duì)應(yīng)于釋放區(qū)間的開始，在所述釋放區(qū)間內(nèi)用戶站可以排他地利用信道。根據(jù)CAN的協(xié)議規(guī)范，其他用戶站一直不準(zhǔn)訪問該信道，即不準(zhǔn)向信道發(fā)送數(shù)據(jù)，直至進(jìn)行發(fā)送的用戶站已傳輸了數(shù)據(jù)幀的校驗(yàn)和字段(CRC字段)為止。CRC字段的傳輸?shù)慕K止時(shí)刻因此對(duì)應(yīng)于釋放區(qū)間的結(jié)束。通過逐位的判優(yōu)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)幀經(jīng)過信道的無破壞的傳輸。由此產(chǎn)生了 CAN的良好的實(shí)時(shí)特性，而在介質(zhì)訪問控制方法中——其中由一個(gè)用戶站所發(fā)送的數(shù)據(jù)幀由于與由另一個(gè)站所發(fā)送的另外的數(shù)據(jù)幀的沖突而在經(jīng)過信道的傳輸期間可能受到破壞——卻具有明顯更不利的實(shí)時(shí)特性，因?yàn)橛捎跊_突和數(shù)據(jù)幀的由此所需的新的傳輸導(dǎo)致了數(shù)據(jù)傳輸?shù)难舆t。CAN的協(xié)議特別適用于在實(shí)時(shí)條件下傳輸短的消息。如果應(yīng)經(jīng)過CAN域傳輸較大的數(shù)據(jù)塊，則信道的比較小的位速率變成了限制性的因素。為了確保逐位的判優(yōu)的正確功能，在位傳輸?shù)呐袃?yōu)期間，必須遵守首先與總線系統(tǒng)的規(guī)模、信道上的信號(hào)傳播速度和總線用戶的接口模塊中的固有的處理時(shí)間有關(guān)的最短持續(xù)時(shí)間，因?yàn)樗械目偩€用戶必須具有總線狀態(tài)(O或I)的統(tǒng)一的圖像和對(duì)總線狀態(tài)的權(quán)利平等的訪問。因此，位速率不能通過縮短各個(gè)位的持續(xù)時(shí)間而容易地提高。為了仍然可以經(jīng)過本來被設(shè)置用于連接到CAN域的通信接口足夠快地傳輸對(duì)控制單元編程所需的比較大的數(shù)據(jù)塊，DE 101 53 085 Al建議，將用于傳輸數(shù)據(jù)塊的通信接口暫時(shí)轉(zhuǎn)換到另一種通信模式下，在該通信模式下不執(zhí)行逐位的判優(yōu)，并且因此可能有比較高的位速率。不過在此情況下，必須將利用CAN協(xié)議的通信中斷一定的時(shí)間。如果例如由于故障而不再能按照CAN協(xié)議記錄總線系統(tǒng)的運(yùn)行，則導(dǎo)致總線系統(tǒng)的失效。此外，通過比較大的數(shù)據(jù)塊的傳輸，導(dǎo)致了隨后的要根據(jù)CAN協(xié)議進(jìn)行的傳輸?shù)娘@著延遲，以至于損害了 CAN的實(shí)時(shí)特性。DE 103 11 395 Al描述了一種系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，可以替代地經(jīng)過非對(duì)稱的物理的CAN協(xié)議或經(jīng)過對(duì)稱的物理的CAN協(xié)議來進(jìn)行異步的串行的通信，并且因此可以達(dá)到異步通信的更高的數(shù)據(jù)傳輸速率或數(shù)據(jù)傳輸安全性。DE 10 2007 051 657 Al建議，在TTCAN協(xié)議的排他的時(shí)間窗中應(yīng)用異步的、快速的、不符合CAN的數(shù)據(jù)傳輸，以便提高所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量。G.Cena 和 A.Valenzano 在“Overclocking of controller area networks”(Electronics Letters, 35卷,22期(1999), 1924頁)中從理論上論述了總線頻率的超頻在數(shù)據(jù)幀的子區(qū)域中對(duì)于有效達(dá)到的數(shù)據(jù)速率的影響，但卻沒有深入探討方法的細(xì)節(jié)和總線用戶的不同的狀態(tài)和狀態(tài)過渡。從所引用的文獻(xiàn)中證明了，現(xiàn)有技術(shù)從各方面來看都未提供令人滿意的結(jié)果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)是描述一種方法，通過該方法，在CAN網(wǎng)絡(luò)中可以以較短的時(shí)間來傳輸數(shù)據(jù)幀并且同時(shí)保持了 CAN在故障識(shí)別和故障處理以及遍及網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)一致性方面的基本特性。為此建議一種相對(duì)于按照ISO 11898-1至-4的CAN協(xié)議(以下稱標(biāo)準(zhǔn)CAN)所修改的數(shù)據(jù)傳輸方法(以下稱快速CAN)。通過具有權(quán)利要求1的特征的該數(shù)據(jù)傳輸方法以及通過在獨(dú)立權(quán)利要求中所描述的裝置來解決所述的任務(wù)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)
所述的任務(wù)根據(jù)本發(fā)明通過如下方式來解決，一個(gè)數(shù)據(jù)幀內(nèi)的時(shí)間位長(zhǎng)度可以采納至少兩個(gè)不同的值，其中對(duì)于數(shù)據(jù)幀內(nèi)的可預(yù)先給定的區(qū)域，時(shí)間位長(zhǎng)度對(duì)于總線上的所有用戶保持相等，通過在同一數(shù)據(jù)幀中所含有的標(biāo)記來用信號(hào)通知時(shí)間位長(zhǎng)度的變換，并且通過使用總線時(shí)間單元和最小時(shí)間單元或者振蕩器節(jié)拍之間的至少兩個(gè)不同的縮放比例因子在持續(xù)運(yùn)行中實(shí)現(xiàn)時(shí)間位長(zhǎng)度的變換。該方法的優(yōu)點(diǎn)是，在此將CAN協(xié)議的修改限制到最小的程度，并且尤其是將CAN數(shù)據(jù)幀的結(jié)構(gòu)至少對(duì)于在SOF和CRC定界符之間的區(qū)域保持不變。用于應(yīng)用程序的接口保持不變。快速CAN控制器也可以用在標(biāo)準(zhǔn)CAN網(wǎng)絡(luò)中。在僅僅包括具有快速CAN控制器的用戶的網(wǎng)絡(luò)中，所有的用戶在判優(yōu)之后轉(zhuǎn)換到快速模式下，使得所有的同步機(jī)制和故障識(shí)別機(jī)制可以繼續(xù)完成它們的任務(wù)。該方法的另一優(yōu)點(diǎn)在于，只須最小地改變標(biāo)準(zhǔn)CAN控制器，以便可以作為快速CAN控制器來工作。也可以作為標(biāo)準(zhǔn)CAN控制器工作的快速CAN控制器只是不顯著地大于標(biāo)準(zhǔn)CAN控制器。應(yīng)用程序不必改變，其也可以承擔(dān)CAN符合性測(cè)試(ISO 16845)的廣泛的部分。在實(shí)現(xiàn)了判優(yōu)之后才對(duì)于具有判優(yōu)的事件控制的通信進(jìn)行位長(zhǎng)度的縮短，因?yàn)槿缟厦嫠枋龅哪菢樱瑢?duì)于判優(yōu)需要遍及總線的數(shù)據(jù)一致性。但是除此之外也可能的是，將快速CAN協(xié)議與TTCAN協(xié)議相組合，因?yàn)樵赥TCAN中也在其原理構(gòu)造符合ISO 11898-1的規(guī)定的CAN數(shù)據(jù)幀中傳輸所有數(shù)據(jù)。在此情況下，至少在TTCAN矩陣的在其中沒有發(fā)生判優(yōu)、而是排他地分發(fā)總線訪問的排他性時(shí)間窗中，也可以完全或部分地用縮短的位長(zhǎng)度來傳輸?shù)刂纷侄魏涂刂谱侄?。此外有利的是，可以通過具有可簡(jiǎn)單轉(zhuǎn)換的傳輸條件的簡(jiǎn)單狀態(tài)模型來描述在不同的位長(zhǎng)度之間的過渡。
同樣有利的是，可以例如借助預(yù)分比例器(Prescaler)的波特率通過對(duì)在振蕩器周期或最小時(shí)間單元和總線時(shí)間單元之間的縮放比例因子簡(jiǎn)單地進(jìn)行匹配來進(jìn)行位長(zhǎng)度的轉(zhuǎn)換。在此情況下的前提當(dāng)然是振蕩器周期是足夠短的。


以下借助附圖來詳細(xì)闡述本發(fā)明。圖1示意性地示出具有有關(guān)本發(fā)明方法的快速CAN控制器可以占有的不同狀態(tài)以及過渡條件的狀態(tài)圖表。圖2示出位定時(shí)的與傳輸速率有關(guān)的不同調(diào)節(jié)的實(shí)例。圖3示出在標(biāo)準(zhǔn)格式下以及在具有根據(jù)本發(fā)明劃分為不同位長(zhǎng)度的區(qū)域和具有通過保留位的標(biāo)記的擴(kuò)展格式下的CAN數(shù)據(jù)幀的結(jié)構(gòu)。圖4示出在本方法與TTCAN協(xié)議的時(shí)間控制的傳輸方法相組合時(shí)擴(kuò)展位長(zhǎng)度減小的區(qū)域的示例，通過系統(tǒng)矩陣來示出。圖5示出用于將在排他性TTCAN時(shí)間窗中的數(shù)據(jù)幀劃分成不同位長(zhǎng)度的區(qū)域的可能性。圖6示出CRC定界符或確認(rèn)位相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)擴(kuò)展的驗(yàn)收準(zhǔn)則。
具體實(shí)施例方式以下描述本發(fā)明方法和裝置的實(shí)施例。將這些具體的示例用于闡述實(shí)施方案，但是這些示例不限制本發(fā)明思想的范圍。首先在第一實(shí)施例中，借助圖1至3來描述本發(fā)明快速CAN控制器的狀態(tài)和所屬的數(shù)據(jù)傳輸特性，以及這些狀態(tài)的過渡和為此所需要的過渡條件。圖1示出快速CAN控制器的三種運(yùn)行狀態(tài):標(biāo)準(zhǔn)CAN 101，快速CAN判優(yōu)102和快速CAN數(shù)據(jù)103。在標(biāo)準(zhǔn)CAN 101的運(yùn)行狀態(tài)下，控制器按照標(biāo)準(zhǔn)CAN協(xié)議來工作。在快速CAN判優(yōu)102的在運(yùn)行狀態(tài)下，控制器像標(biāo)準(zhǔn)CAN控制器那樣表現(xiàn)，但是也可以變換到快速CAN數(shù)據(jù)狀態(tài)103下。在快速CAN數(shù)據(jù)狀態(tài)103下，控制器像標(biāo)準(zhǔn)CAN控制器那樣，但是用較短的位時(shí)間來工作。當(dāng)這通過應(yīng)用程序來請(qǐng)求時(shí)，控制器則在接通之后處于快速CAN判優(yōu)模式102下。否則控制器在接通之后處于標(biāo)準(zhǔn)CAN模式101下。通過改變?cè)诳偩€時(shí)間單元(“時(shí)間量”)和最小時(shí)間單元(“最小時(shí)間量”)或持續(xù)運(yùn)行中的振蕩器節(jié)拍之間的縮放比例因子(“預(yù)分比例器”)設(shè)置了時(shí)間位長(zhǎng)度的變換。由此調(diào)節(jié)總線時(shí)間單元的長(zhǎng)度以及因此位的長(zhǎng)度。以總線時(shí)間單元測(cè)量其長(zhǎng)度的位時(shí)間段保持不變，用于重新同步的規(guī)則和采樣點(diǎn)的位置同樣保持不變。在快速CAN判優(yōu)102和標(biāo)準(zhǔn)CAN101的狀態(tài)下適用長(zhǎng)的總線時(shí)間單元，在快速CAN數(shù)據(jù)103的狀態(tài)下適用短的總線時(shí)間單元。替代地也可以按照狀態(tài)和所適用的總線時(shí)間單元而定來改變位時(shí)間段的調(diào)節(jié)，這與圖2相聯(lián)系地來詳細(xì)闡述。在快速CAN判優(yōu)狀態(tài)102下，例如作為標(biāo)記，隱性地(rezessiv)發(fā)送位于數(shù)據(jù)長(zhǎng)度碼DLC之前的CAN幀中的“保留位” R0。在標(biāo)準(zhǔn)CAN協(xié)議中規(guī)定，必須主要地發(fā)送該位。當(dāng)快速CAN控制器主動(dòng)地接收了該位時(shí)，該控制器持久地變換到標(biāo)準(zhǔn)CAN狀態(tài)下(狀態(tài)變換Tl或T2)。由此確保了，可將快速CAN控制器和標(biāo)準(zhǔn)CAN控制器用在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中并且兩者于是以標(biāo)準(zhǔn)CAN協(xié)議來工作。也可以將在標(biāo)準(zhǔn)CAN協(xié)議中為其規(guī)定了固定值的另一個(gè)位選作為標(biāo)記。在快速CAN判優(yōu)102的狀態(tài)下的快速CAN控制器——該快速CAN控制器例如隱性地接收在DLC之前的“保留位” RO作為標(biāo)記或或成功地隱性地發(fā)送了該“保留位” RO——從該位的采樣點(diǎn)轉(zhuǎn)換到較短的總線時(shí)間單元上，其方式是該控制器轉(zhuǎn)換縮放比例因子，并且變換到快速CAN數(shù)據(jù)103的狀態(tài)下(狀態(tài)變換T3)。狀態(tài)變換也可以用至少近似恒定的時(shí)間間隔或在采樣點(diǎn)之后的定義數(shù)量的總線時(shí)間單元結(jié)束之后來進(jìn)行。在快速CAN數(shù)據(jù)103的狀態(tài)下的快速CAN控制器保持在該狀態(tài)下，直至兩個(gè)條件之一出現(xiàn):
(A)該控制器看出啟動(dòng)CAN錯(cuò)誤幀的原因，或
(B)CRC定界符到達(dá)CAN幀中。當(dāng)滿足了(A)或(B)時(shí)，控制器返回轉(zhuǎn)換到快速CAN判優(yōu)102的狀態(tài)下(狀態(tài)變換T4)。在DLC和CRC定界符之間的區(qū)域中，按照CAN協(xié)議存在啟動(dòng)錯(cuò)誤幀的兩個(gè)原因:(Al)發(fā)送機(jī)看出誤碼，或(A2)接收機(jī)看出填充錯(cuò)誤。在可能重疊的錯(cuò)誤標(biāo)志的終點(diǎn)，在錯(cuò)誤定界符的開始，網(wǎng)絡(luò)中的所有控制器在快速CAN判優(yōu)102的狀態(tài)下。不論在(Al)和(A2)中，還是在(B)中，進(jìn)行到快速CAN判優(yōu)102狀態(tài)下的變換T4，并且因此在條件出現(xiàn)在其上的采樣點(diǎn)處或以到該采樣點(diǎn)的至少近似恒定的時(shí)間間隔來進(jìn)行縮放比例因子的轉(zhuǎn)換。也可以在采樣點(diǎn)之后的定義數(shù)量的總線時(shí)間單元結(jié)束之后、例如在相位緩沖段2的終點(diǎn)處進(jìn)行狀態(tài)變換(參見圖2)。圖2描述了將每一個(gè)傳輸?shù)奈粍澐殖善溟L(zhǎng)度以總線時(shí)間單元測(cè)量的位時(shí)間段。這些調(diào)節(jié)通常在每個(gè)總線用戶中配置并且用來補(bǔ)償總線上的信號(hào)運(yùn)行時(shí)間和在所使用的節(jié)拍發(fā)生器或振蕩器的情況下的公差。在本發(fā)明的快速CAN控制器中現(xiàn)在可以設(shè)置，按照狀態(tài)和/或當(dāng)前所使用的總線時(shí)間單元而定個(gè)別地進(jìn)行位時(shí)間段的調(diào)節(jié)。為此必須雙倍地設(shè)置在其中存放配置調(diào)節(jié)的相應(yīng)的寄存器。在所實(shí)施的示例中，示出了在200 ns的總線時(shí)間單元時(shí)的一個(gè)位210的各個(gè)段以及在50 ns的總線時(shí)間單元時(shí)的四個(gè)相繼的位220的段。對(duì)于位210，傳播時(shí)間段只有一個(gè)總線時(shí)間單元長(zhǎng)，而相位緩沖段I和2分別占有4個(gè)總線時(shí)間單元。在來自220的每一個(gè)位中，傳播時(shí)間段以及相位緩沖段I和2的長(zhǎng)度相反地分別為3個(gè)總線時(shí)間單元。在快速CAN判優(yōu)102和標(biāo)準(zhǔn)CAN 101的狀態(tài)下使用長(zhǎng)的總線時(shí)間單元，并且位時(shí)間段對(duì)應(yīng)于所示出的位210的總線時(shí)間單元，在快速CAN數(shù)據(jù)103的狀態(tài)下使用短的總線時(shí)間單元，并且位時(shí)間段對(duì)應(yīng)于所示出的位220的總線時(shí)間單元。尤其可能有利的是，在本發(fā)明的情況下，在快速CAN數(shù)據(jù)的狀態(tài)下將傳播時(shí)間段選擇得盡可能小，也就是例如只有一個(gè)總線時(shí)間單元長(zhǎng)，并且相應(yīng)地將兩個(gè)相位緩沖段選得盡可能大，以便可以盡可能良好地通過CAN重新同步機(jī)制補(bǔ)償尤其是在快速CAN數(shù)據(jù)狀態(tài)下的高傳輸速率時(shí)可能變得重要的振蕩器公差。以下借助圖3來闡述所使用的數(shù)據(jù)幀的構(gòu)造、具有不同位長(zhǎng)度的區(qū)域、這些位長(zhǎng)度與控制器分別的狀態(tài)的關(guān)系以及本發(fā)明的標(biāo)記。圖3示出在兩種可能的變型方案中一即標(biāo)準(zhǔn)格式和擴(kuò)展格式下一的根據(jù)ISO11898-1的CAN數(shù)據(jù)幀的結(jié)構(gòu)。對(duì)于兩種變型方案，繪出了在其中根據(jù)本發(fā)明在快速CAN判優(yōu)102和快速CAN數(shù)據(jù)103的狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換的區(qū)域。同樣示出了位長(zhǎng)度的隨之而來的轉(zhuǎn)換，以及縮放比例因子的相應(yīng)的改變。最終還示出了在DLC之前傳輸?shù)摹氨Ａ粑弧?RO中的本發(fā)明標(biāo)記的在該實(shí)施例中所選擇的位置。以下的計(jì)算表明了在第一實(shí)施例中示出的數(shù)據(jù)傳輸速率的方法的利用:從8個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)字段的長(zhǎng)度、從具有11位尋址的標(biāo)準(zhǔn)格式下的數(shù)據(jù)幀、以及從500千位/s的波特率出發(fā)。此外假設(shè)，將在“保留位” RO之后的縮放比例因子提高到4倍。在此情況下，位長(zhǎng)度也就是會(huì)在“保留位” RO之后從2微秒減小到0.5微秒。在該示例中在忽略可能的緩沖位時(shí)，對(duì)于每個(gè)數(shù)據(jù)幀，用正常的位長(zhǎng)度傳輸27個(gè)位(S0F，標(biāo)識(shí)符，RTR, IDE, r0，ACK字段，EOF,間斷)，并且用縮短的位長(zhǎng)度傳輸84個(gè)位(DLC，數(shù)據(jù)，CRC，CRC定界符)，由此在96微秒中產(chǎn)生了 111個(gè)位的有效的傳輸效率。在總線滿負(fù)荷假設(shè)相同的情況下，這對(duì)應(yīng)于相對(duì)于沒有修改的標(biāo)準(zhǔn)CAN傳輸提高到2.3倍的數(shù)據(jù)傳輸速率。如果在否則相同的條件下從具有29個(gè)位尋址的擴(kuò)展的格式出發(fā)，則對(duì)于每一個(gè)數(shù)據(jù)幀，用正常的位長(zhǎng)度傳輸47個(gè)位，并且用縮短的位長(zhǎng)度傳輸84個(gè)位，由此在136微秒中產(chǎn)生131個(gè)位的有效的傳輸效率。在總線滿負(fù)荷假設(shè)相同的情況下，這對(duì)應(yīng)于相對(duì)于正常的傳輸效率提高到1.9倍的數(shù)據(jù)傳輸速率。以下借助圖4和5示出另一實(shí)施例。圖4示出根據(jù)ISO 11898-4的TTCAN網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)矩陣，該系統(tǒng)矩陣具有在ISO11898-4所述的基本循環(huán)和時(shí)間窗。存在用“消息A”、“消息C”等等表示的時(shí)間窗，該時(shí)間窗排他地提供用于特定的數(shù)據(jù)幀的傳輸，而在用“判優(yōu)”表示的其他時(shí)間窗中，通過普通的CAN判優(yōu)來分發(fā)總線訪問。在第二實(shí)施例中，根據(jù)來自第一實(shí)施例的方法來處理對(duì)其沒有其它描述的所有數(shù)據(jù)幀。除此之外，對(duì)于特定的預(yù)先規(guī)定的排他地分發(fā)的時(shí)間窗，通過縮放比例因子的匹配已經(jīng)較早地、例如從SOF位開始進(jìn)行了位長(zhǎng)度的縮短，并且例如一直維持到CRC字段的終止。圖5中示出如此修改地傳輸?shù)臄?shù)據(jù)幀的示例。例如可以將以前的參考消息的保留位用作為即將到來的快速傳輸?shù)臉?biāo)記。該位的設(shè)置會(huì)在所述情況下用信號(hào)通知:在排他時(shí)間窗中的接下來的基本循環(huán)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)幀已經(jīng)從SOF位開始并且至到CRC字段結(jié)束為止加速，即用縮短的位長(zhǎng)度來傳輸。在優(yōu)選的實(shí)施形式中可以設(shè)想，僅僅在每一個(gè)基本循環(huán)中、也就是用重復(fù)系數(shù)I傳輸?shù)哪切┡潘臄?shù)據(jù)幀通過本方法被附加地加速。圖4中示出了該情況。于是在示例性示出的系統(tǒng)矩陣中，會(huì)按照所闡述的方法利用在各自以前的參考消息中的相應(yīng)標(biāo)記加速地傳輸用“消息A”和“消息C”所表示的數(shù)據(jù)幀。對(duì)于在第二實(shí)施例中所述的方法，也可以舍棄標(biāo)記并且規(guī)定，在所有排他的時(shí)間窗中原則上在諸如在SOF位和CRC字段的終點(diǎn)之間的規(guī)定的區(qū)域中用縮短的位長(zhǎng)度傳輸數(shù)據(jù)幀。由于此原因，在圖4中標(biāo)記配備有提示“可選”。方法在所示出的第二實(shí)施例中的利用高于在第一實(shí)施例中，因?yàn)樵谂潘臅r(shí)間窗內(nèi)也快速傳輸判優(yōu)和控制字段的位。實(shí)際達(dá)到的數(shù)據(jù)傳輸速率至少與排他的時(shí)間窗和尋址類型的份額有關(guān)。在用于處理發(fā)送確認(rèn)(CRC定界符和確認(rèn)時(shí)間時(shí)隙)的快速CAN控制器中可能需要一種相對(duì)于在ISO 11898-1中規(guī)定的方法有所修改的方法，如在圖6中詳細(xì)闡述的那樣。圖6中在“A”下示出，在非常短的內(nèi)部處理和信號(hào)運(yùn)行時(shí)間的情況下，從快速CAN數(shù)據(jù)狀態(tài)向快速CAN判優(yōu)狀態(tài)的過渡的理想流程。發(fā)送機(jī)發(fā)送CRC定界符作為唯一的隱性的位，并且根據(jù)本發(fā)明的之前所描述的實(shí)施例例如在該CRC定界符位的采樣點(diǎn)處或在相位緩沖段2消逝之后變換到快速CAN判優(yōu)狀態(tài)。接收機(jī)例如也在該位位置處變換到快速CAN判優(yōu)狀態(tài)。這些具有縮放比例因子的復(fù)位的狀態(tài)過渡T4例如由于信號(hào)運(yùn)行時(shí)間或內(nèi)部處理時(shí)間而可能在不精確一致的時(shí)刻發(fā)生在不同的總線用戶中。參與的總線用戶因此在不精確一致的時(shí)刻將用于總線時(shí)間單元的縮放比例因子又設(shè)置到初始狀態(tài)。由此對(duì)于總線用戶得出下一個(gè)位的不同的啟動(dòng)時(shí)刻。在接收了 CRC定界符之后，如果接收機(jī)的CRC校驗(yàn)是肯定的，則每一個(gè)接收機(jī)發(fā)送唯一的主要的確認(rèn)位。如果這較晚才發(fā)生，因?yàn)槔缃邮諜C(jī)連接在總線的遠(yuǎn)離的末端上，則隱性的CRC定界符位可顯得比一個(gè)位長(zhǎng)。在圖6中在“B”下示出該情況。此外由于確認(rèn)位的重疊，確認(rèn)時(shí)隙可顯得長(zhǎng)于一個(gè)位，如圖6中在“C”下所示出的那樣。為了必要時(shí)補(bǔ)償該確認(rèn)位的相移的發(fā)送時(shí)刻，可以如下地改變快速CAN控制器中的該位的處理，即在快速CAN判優(yōu)的狀態(tài)下，將一個(gè)或兩個(gè)位長(zhǎng)的、直接在CRC定界符之后或甚至于遲后一個(gè)位開始的主要的確認(rèn)時(shí)隙承認(rèn)為有效的確認(rèn)。隨后通過確認(rèn)位的下降的邊沿在通常的重新同步機(jī)制的框架內(nèi)使總線用戶再次同步。如果由發(fā)送機(jī)在CRC定界符的第一個(gè)位之后接收了不僅一個(gè)、而是兩個(gè)另外的隱性的位，則這對(duì)于發(fā)送機(jī)來說是一種確認(rèn)錯(cuò)誤。如果在第二個(gè)主要的確認(rèn)位之后接收了第三個(gè)主要的位，則這對(duì)于所有來說是一種格式錯(cuò)誤。如在標(biāo)準(zhǔn)CAN中那樣，一個(gè)位長(zhǎng)的隱性的確認(rèn)定界符跟隨在確認(rèn)時(shí)隙之后。如在標(biāo)準(zhǔn)CAN中那樣，已識(shí)別CRC錯(cuò)誤的快速CAN接收機(jī)在確認(rèn)定界符之后的位中啟動(dòng)錯(cuò)誤中貞?？傊?，通過所示出的本發(fā)明，對(duì)于所提出的任務(wù)存在描述了一種方法的解決方案，通過該方法在CAN網(wǎng)絡(luò)中可以以較短的時(shí)間傳輸數(shù)據(jù)巾貞，并且同時(shí)將CAN在故障識(shí)別和故障處理以及遍及網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)一致性方面的主要特性保持不變。
權(quán)利要求
1.具有至少兩個(gè)參與的數(shù)據(jù)處理單元的網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒?，所述?shù)據(jù)處理單元經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)交換數(shù)據(jù)幀， 其中所發(fā)送的數(shù)據(jù)幀具有根據(jù)CAN規(guī)范ISO 11898-1的邏輯結(jié)構(gòu)， 其中一個(gè)數(shù)據(jù)幀內(nèi)的時(shí)間位長(zhǎng)度可以采納至少兩個(gè)不同的值， 其中對(duì)于數(shù)據(jù)幀內(nèi)的可預(yù)先給定的第一區(qū)域，時(shí)間位長(zhǎng)度大于或等于約I微秒的預(yù)先給定的最小值，并且在數(shù)據(jù)幀內(nèi)的至少一個(gè)可預(yù)先給定的第二區(qū)域中，時(shí)間位長(zhǎng)度相對(duì)于第一區(qū)域至少減半，優(yōu)選小于減半， 其特征在于， 通過使用至少兩個(gè)不同的縮放比例因子來相對(duì)于最小的時(shí)間單元或振蕩器節(jié)拍調(diào)節(jié)總線時(shí)間單元在持續(xù)運(yùn)行中實(shí)現(xiàn)時(shí)間位長(zhǎng)度的變換。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，直接在識(shí)別用于啟動(dòng)錯(cuò)誤幀的原因之后或直接在達(dá)到對(duì)于返回轉(zhuǎn)換所規(guī)定的位之后，由總線用戶終止第二區(qū)域，并且總線用戶中的縮放比例因子被設(shè)置到第一區(qū)域的值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于，通過在ISO11898-1中所述的判優(yōu)來分發(fā)總線訪問，并且數(shù)據(jù)幀內(nèi)的可預(yù)先給定的第二區(qū)域最早以數(shù)據(jù)長(zhǎng)度碼的第一位開始并且最遲以CRC定界符的位終止。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3的 方法，其特征在于，通過位于可預(yù)先給定的第一區(qū)域內(nèi)的標(biāo)記來用信號(hào)通知時(shí)間位長(zhǎng)度的變換。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其特征在于，所述標(biāo)記是在數(shù)據(jù)幀的控制字段內(nèi)的保留位。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于，通過在ISO11898-1中所述的時(shí)間控制的方法來分發(fā)總線訪問，并且數(shù)據(jù)幀內(nèi)的可預(yù)先給定的第二區(qū)域最早以數(shù)據(jù)幀的幀位的啟動(dòng)開始并且最遲以CRC定界符的位終止。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或6的方法，其特征在于，在時(shí)間控制的總線通信的配置的框架內(nèi)規(guī)定數(shù)據(jù)幀的地址和數(shù)據(jù)幀內(nèi)的在其中發(fā)生時(shí)間位長(zhǎng)度的變換的區(qū)域。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2或6的方法，其特征在于，通過位于之前發(fā)送的參考消息中的標(biāo)記來用信號(hào)通知時(shí)間位長(zhǎng)度的變換。
9.根據(jù)以上權(quán)利要求之一的方法，其特征在于，在總線用戶中直接在識(shí)別對(duì)于轉(zhuǎn)換所規(guī)定的標(biāo)記或?qū)τ谵D(zhuǎn)換所規(guī)定的位之后執(zhí)行向第二區(qū)域的過渡，并且縮放比例因子被調(diào)難iF.0
10.根據(jù)以上權(quán)利要求之一的方法，其特征在于，如下地改變通信協(xié)議，即進(jìn)行發(fā)送的總線用戶接受相對(duì)于規(guī)范ISO 11898-1遲后一個(gè)位地來確認(rèn)由一個(gè)或多個(gè)接收機(jī)正確接收數(shù)據(jù)幀和/或最多兩個(gè)位長(zhǎng)的確認(rèn)時(shí)隙，并且不作為故障來處理。
11.根據(jù)以上權(quán)利要求之一的方法，其特征在于，在第一區(qū)域中和在第二區(qū)域中，對(duì)于將位劃分成位時(shí)間段使用不同的值。
12.具有至少兩個(gè)參與的數(shù)據(jù)處理單元和用于傳輸數(shù)據(jù)幀的連接的網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)难b置， 其中所發(fā)送的數(shù)據(jù)幀具有根據(jù)CAN規(guī)范ISO 11898-1的邏輯結(jié)構(gòu)， 其中使用至少兩個(gè)不同的縮放比例因子來相對(duì)于最小的時(shí)間單元或振蕩器節(jié)拍調(diào)節(jié)總線時(shí)間單元，其中由調(diào)節(jié)所得出的時(shí)間位長(zhǎng)度在至少一個(gè)調(diào)節(jié)中是大于或等于約I微秒的預(yù)先給定的最小值，并且在至少一個(gè)第二調(diào)節(jié)中相對(duì)于第一調(diào)節(jié)至少減半，優(yōu)選小于減半，其特征在于，調(diào)節(jié)的轉(zhuǎn)換能夠在持續(xù)的運(yùn)行中進(jìn)行。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的裝置，其特征在于，要用于調(diào)節(jié)總線時(shí)間單元的縮放比例因子的至少兩個(gè)不同的值、或縮放比例因子的基本值、以及至少一個(gè)所屬的乘數(shù)和/或除數(shù)能夠通過描述至少一個(gè)為此準(zhǔn)備的寄存器或數(shù)據(jù)字段來調(diào)節(jié)。
14.根據(jù)權(quán)利要求12的裝置，其特征在于，要用于調(diào)節(jié)位時(shí)間段的至少兩個(gè)不同的值能夠通過描述至少一個(gè)為此準(zhǔn)備的寄存器或數(shù)據(jù)字段來調(diào)節(jié)。
15.根據(jù)權(quán)利要求12至14的裝置，其特征在于，根據(jù)在權(quán)利要求2至9中所描述的方法之一來進(jìn)行在至少兩個(gè)不同的縮放比例因子之間的轉(zhuǎn)換。
16.根據(jù)權(quán)利要求12至15的裝置，其特征在于，在識(shí)別用于啟動(dòng)錯(cuò)誤幀的原因時(shí)或在接收用信號(hào)通知不使用不同縮放比例因子的標(biāo)記的值時(shí)，總線用戶中的縮放比例因子被設(shè)置到這樣的值上，使得在整個(gè)數(shù)據(jù)幀中的位長(zhǎng)度是統(tǒng)一的并且符合根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)ISO 11898-1允許的值。
17.根據(jù)權(quán)利要求12至16的裝置，其特征在于，借助所述裝置來發(fā)送的總線用戶接受相對(duì)于規(guī)范ISO 11898-1遲后一個(gè)位地確認(rèn)(Acknowledge)數(shù)據(jù)巾貞由一個(gè)或多個(gè)接收機(jī)正確地接收和/或最多兩個(gè) 位長(zhǎng)的確認(rèn)時(shí)隙，并且不作為故障來處理。
全文摘要
說明一種方法和一種裝置，以便可以在網(wǎng)絡(luò)中比較快地傳輸較大的數(shù)據(jù)量。該任務(wù)根據(jù)本發(fā)明通過如下方式來解決，所發(fā)送的數(shù)據(jù)幀具有根據(jù)CAN規(guī)范ISO11898-1的邏輯結(jié)構(gòu)，其中一個(gè)數(shù)據(jù)幀內(nèi)的時(shí)間位長(zhǎng)度可以采納至少兩個(gè)不同的值，其中對(duì)于數(shù)據(jù)幀內(nèi)的可預(yù)先給定的第一區(qū)域，時(shí)間位長(zhǎng)度大于或等于約1微秒的預(yù)先給定的最小值，并且在數(shù)據(jù)幀內(nèi)的至少一個(gè)可預(yù)先給定的第二區(qū)域中，時(shí)間位長(zhǎng)度相對(duì)于第一區(qū)域至少減半，優(yōu)選小于減半，其中通過使用至少兩個(gè)不同的縮放比例因子來相對(duì)于最小的時(shí)間單元或振蕩器節(jié)拍調(diào)節(jié)總線時(shí)間單元在持續(xù)運(yùn)行中實(shí)現(xiàn)時(shí)間位長(zhǎng)度的變換。
文檔編號(hào)H04L12/40GK103098419SQ201180045425
公開日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2011年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月22日
發(fā)明者F.哈特維希, R.馬豪爾, T.洛倫茨, F.弗茨, C.霍斯特 申請(qǐng)人:羅伯特·博世有限公司