專利名稱：通信組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于連接串行總線的通信組件，尤其是用于與多個串 行現(xiàn)場總線連接的網(wǎng)關(guān)的通信組件。
背景技術(shù)：
控制器，傳感器和執(zhí)行元件借助于網(wǎng)絡(luò)或者由通信線路，尤其總 線和相應的通信組件組成的通信系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)，近年在現(xiàn)代汽車制造業(yè) 或機械制造業(yè)，尤其在機床領(lǐng)域以及自動化領(lǐng)域迅速增長。通過將功 能分布到多個用戶，尤其控制器，就可以實現(xiàn)協(xié)同作用。人們稱之為 分布的系統(tǒng)。這種分布的系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)因此由用戶和連接這些用戶的一 個或者多個總線系統(tǒng)組成。不同的站或者用戶之間的通信因此越來越 多地通過這種通信系統(tǒng)，總線系統(tǒng)或者網(wǎng)絡(luò)進行，通過所述通信系統(tǒng)， 總線系統(tǒng)或者網(wǎng)絡(luò)，待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)以通知方式傳送。將這種在總線系 統(tǒng)，存取和接收機構(gòu)上的通信交流以及錯誤處理通過相應的協(xié)議進行 調(diào)節(jié)，其中各個協(xié)議的名稱常常也同時被作為網(wǎng)絡(luò)或總線系統(tǒng)本身的 同義詞應用。
例如在汽車領(lǐng)域，將CAN總線(Controller Area Network)制定 為協(xié)議。該協(xié)議是一種事件控制協(xié)議，也就是說，協(xié)議的活動性，如 消息的發(fā)送是由起源于通信系統(tǒng)之外的事件觸發(fā)的。進入通信系統(tǒng)或 總線系統(tǒng)的唯一通道是由以優(yōu)先權(quán)為基礎(chǔ)的位仲裁開啟的。其前提條 件是，給傳輸?shù)臄?shù)據(jù)以及因此涉及的每個通知賦予優(yōu)先權(quán)。CAN協(xié)議非 常靈活；只要還存在空閑的優(yōu)先權(quán)(信息標識符)，那么增加其他的 用戶和通知將不成問題。所有在網(wǎng)絡(luò)中待發(fā)送的具有優(yōu)先權(quán)的通知及 其發(fā)送或接收用戶或者相應的通信組件的集合，被存放在列表中，即 所謂的通信陣列中。
作為事件控制的自發(fā)的通信的備選方案，是純時間控制的方案。 在總線上的所有通信活動都是嚴格周期性的。協(xié)議活動，如通知的發(fā) 送，只能由適用于整個總線系統(tǒng)的時間的流逝觸發(fā)。進入該介質(zhì)的通 道是以發(fā)送者具有獨家發(fā)送權(quán)的時間范圍的分配為基礎(chǔ)的。其中通知 順序通常在運行之前已經(jīng)確定。因此制定一個能滿足有關(guān)重復率，冗余度，截止日期等等通知要求的運行時刻表。人們稱之為所謂總線進
度表。這種總線系統(tǒng)例如是TTP/C。
兩個所述總線類型的優(yōu)點在時間控制的CAN解決方案，即所謂的 TTCAN (Time Triggered Controller Area Network)中得以結(jié)合。該 TTCAN滿足了上述以示意圖表示的對時間控制的通信的要求以及對某 種程度靈活性的要求。TTCAN通過在所謂的唯一時間窗中為特定通信用 戶的周期性通知以及在所謂的仲裁時間窗中為多個通信用戶的自發(fā)通 知構(gòu)建通信循環(huán)來滿足這些。其中TTCAN基本上基于以時間控制的周 期性通信，該通信由提供主要時間的用戶或者通信組件(即所謂的時 間主機)借助于時間基準消息提供時鐘。
FlexRay協(xié)議提供了結(jié)合不同傳輸方式的另一種可能，因此對尤其 被采用在汽車中的快速的，決定性的和容錯的總線系統(tǒng)加以說明。該 協(xié)議按照時分多址(TDMA Time-Division-Multiple-Access )的方法
工作，其中給用戶或待傳輸?shù)耐ㄖx予固定的時隙，在所述時隙中他 們獨家訪問具有總線的通信線路.同時使所述時隙以固定的周期重復， 從而可以準確預報通知通過總線被傳輸?shù)臅r刻，并且決定性地實現(xiàn)總 線訪問。為了優(yōu)化利用總線系統(tǒng)上傳輸通知的帶寬，將該周期細分為 靜態(tài)的和動態(tài)的部分。其中固定的時隙位于總線周期開始時的靜態(tài)部 分。在動態(tài)部分，動態(tài)地安排時隙。其中獨家的總線訪問分別只能用 于短時間。如果沒有訪問，則為下一個用戶釋放訪問。該時間間隔被 稱為Mini slot,在所述Mini slot中等待第一個用戶的訪問。
正如剛才所說明的，存在眾多不同的傳輸技術(shù)和因此涉及的總線 系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)的類型。多到以至于相同或不同類型的多個總線系統(tǒng)必須 互相連接。為此采用總線接口單元，即所謂的網(wǎng)關(guān)。網(wǎng)關(guān)因此可以是 相同或者不同類型的不同總線之間的接口 ，其中網(wǎng)關(guān)將通知從一個總 線傳輸?shù)搅?一個或多個其他的總線。已知的網(wǎng)關(guān)由多個獨立的通信組 件組成，其中信息的交換是通過每個用戶的處理器接口 (CPU接口)或 者每個通信組件的相應的接口組件實現(xiàn)的。其中該CPU接口由于除了 要傳遞到用戶本身的通知之外的這種數(shù)據(jù)交換而被強烈地加載，由此 與因此而產(chǎn)生的傳輸結(jié)構(gòu)一起獲得相對低的數(shù)據(jù)傳輸速度。此外存在 對共同的通知存儲器，即所謂的消息存儲器或消息RAM進行分配，以 因此補償結(jié)構(gòu)缺陷的集成的通信控制器或者通信組件。當然，這種集成的通信組件因而對于數(shù)據(jù)傳輸來說是非常不靈活的，并且尤其規(guī)定 了總線連接的確切數(shù)量并且大部分還必須是相同的總線系統(tǒng)。
圖1示出了用于如在圖2中示出的傳統(tǒng)網(wǎng)關(guān)的傳統(tǒng)的通信組件或 通信控制器CC 。通信組件CC具有用于內(nèi)部外設(shè)總線或者網(wǎng)關(guān)的系統(tǒng)總 線的接口和用于外部串行總線的其他接口 。系統(tǒng)總線包括地址總線，
數(shù)據(jù)總線和控制總線，并被用于網(wǎng)關(guān)內(nèi)部的內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸。在系統(tǒng)總 線上，除了通信組件，還連接了具有數(shù)據(jù)存儲器RAM的主CPU (Host-CPU)以及網(wǎng)關(guān)單元。主CPU被用于內(nèi)部的數(shù)據(jù)處理，而網(wǎng)關(guān) 單元控制內(nèi)部數(shù)據(jù)從一個通信組件CC傳輸?shù)搅?一個通信組件CC。通信 組件CC與主CPU以及網(wǎng)關(guān)單元按照主/從原則進行通信，其中通信組 件CC是從單元，而主CPU和網(wǎng)關(guān)分別構(gòu)成主單元。
正如從圖1可以識別的那樣，至系統(tǒng)總線的通信組件的內(nèi)部接口 由一個兩層接口構(gòu)成，即一個用戶接口和一個通用接口。用戶接口連 接系統(tǒng)總線和通用接口，其中用戶接口是制造商特有的并且可輕易更 換。通用接口可通過用戶接口連接到大量用戶特有的系統(tǒng)總線上。按 照現(xiàn)有技術(shù)的通信組件CC如在圖l所示出的那樣，還包含用于暫存待 傳輸數(shù)據(jù)的緩沖存儲器。所述緩沖存儲器例如由RAM或者數(shù)據(jù)寄存器 構(gòu)成。通信組件CC此外還包含能在至少一個消息存儲器和通信協(xié)議單 元的消息之間進行中繼傳輸?shù)南⒅欣^傳輸單元或者消息處理器。消 息存儲器或者消息RAM被用作消息存儲器并且對待傳輸?shù)男畔Ⅲw以及 配置和狀態(tài)信息數(shù)據(jù)加以暫時保存。消息中繼傳輸單元承擔了所有緩 沖存儲器，通信協(xié)議單元和消息暫存器之間數(shù)據(jù)流的控制。在圖1中 示出的傳統(tǒng)的通信組件CC的通信協(xié)議單元(PRT),按照所采用的數(shù)據(jù) 傳輸協(xié)議進行通信。其中通信協(xié)議單元PRT承擔了通過外部串行總線 傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包DP的數(shù)據(jù)格式和通信組件內(nèi)部所使用的消息MSG之間的 轉(zhuǎn)換或轉(zhuǎn)變。此處由消息中繼傳輸單元或者消息處理器中繼傳輸?shù)南?息MSG至少由一個數(shù)據(jù)字DW組成，其中數(shù)據(jù)字DW的字長度或位數(shù)例 如與網(wǎng)關(guān)內(nèi)部設(shè)定的數(shù)據(jù)總線的總線寬度相一致。如果系統(tǒng)總線具有 例如32位寬的內(nèi)部數(shù)據(jù)總線，則數(shù)據(jù)字DW同樣包含32位。消息MSG 可以由預定數(shù)量的數(shù)據(jù)字DW組成。緩沖存儲器的存儲容量與例如包含 預定數(shù)量數(shù)據(jù)字DW的消息的數(shù)據(jù)規(guī)模相一致。數(shù)據(jù)流的仲裁由消息中 繼傳輸單元或消息處理器執(zhí)行。傳統(tǒng)的網(wǎng)關(guān)如在圖2中所示出的那樣包含多個主機單元，即主CPU 和網(wǎng)關(guān)單元。因為兩個主機單元通過相同的系統(tǒng)總線或者外設(shè)總線和 共同的接口訪問通信組件CC內(nèi)部的數(shù)據(jù)，所以會產(chǎn)生訪問沖突。例如 當不同的主機單元想通過其系統(tǒng)總線接口同時訪問通信組件CC的數(shù)據(jù) 時，就有可能產(chǎn)生訪問沖突。在這種情況下，主機單元必須等侯數(shù)據(jù) 訪問，直至其他的主機單元結(jié)束其數(shù)據(jù)訪問。這種數(shù)據(jù)訪問可以是寫 入，但也可以是從通信組件CC的緩沖存儲器中讀取數(shù)據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，為網(wǎng)關(guān)創(chuàng)建一種通信組件，它 能使不同主機單元在同時進行數(shù)據(jù)訪問時的等待時間最短。
該技術(shù)問題按照本發(fā)明是由具有在權(quán)利要求1中所述特征的通信 組件解決。
本發(fā)明創(chuàng)建了一種通信組件，用于連接以數(shù)據(jù)包方式將數(shù)據(jù)傳輸 到多個其他通信組件并且逐字地中繼傳輸?shù)骄W(wǎng)關(guān)的多個系統(tǒng)總線的串 行總線，其中通信組件具有
-連接到串行總線的通信協(xié)議單元，用于在分別由多個數(shù)據(jù)字組成 的數(shù)據(jù)包和消息之間進行轉(zhuǎn)換，
-消息中繼傳輸單元，用于對至少一個消息存儲器和通信協(xié)議單元 以及緩沖存儲器之間的消息進行中繼傳輸，
-多個分別連接到網(wǎng)關(guān)的附屬系統(tǒng)總線的接口單元，其中每個接口 單元與至少一個暫存消息的附屬緩沖存儲器連接，
-其中數(shù)據(jù)字通過多個系統(tǒng)總線及其附屬接口單元傳出和傳入接 口單元的緩沖存儲器是同時且沒有等待時間地。
在按照本發(fā)明的通信組件的實施形式中，串行總線是現(xiàn)場總線。
在按照本發(fā)明的通信組件的實施形式中，現(xiàn)場總線由CAN (Controller Area Network,控制器域網(wǎng)絡(luò))總線構(gòu)成。
在按照本發(fā)明的通信組件的備選實施形式中，現(xiàn)場總線是FlexRay 總線。
在按照本發(fā)明的通信組件的其他實施形式中，現(xiàn)場總線是MOST總線。
在按照本發(fā)明的通信組件的其他備選實施形式中，串行總線由以 太網(wǎng)總線構(gòu)成。
7在按照本發(fā)明的通信組件的實施形式中，每個系統(tǒng)總線優(yōu)選具有 附屬的系統(tǒng)總線主機。
在按照本發(fā)明的通信組件的實施形式中，消息中繼傳輸單元將對 通過系統(tǒng)總線逐字地傳輸?shù)南⒌慕邮眨眯盘杺鬟f到系統(tǒng)總線的系
統(tǒng)總線主機(Sustembus-Master )。
在按照本發(fā)明的通信組件的備選實施形式中，在系統(tǒng)主機詢問信 息后，消息中繼傳輸單元通過信號向系統(tǒng)主機確認接收到傳遞的消息。
在按照本發(fā)明的通信組件的其他實施形式中，為了將由串行總線 所作的發(fā)送準備信號化，使暫存在緩沖存儲器中并且被消息中繼傳輸 單元中繼傳輸?shù)较⒋鎯ζ魃系谋幌到y(tǒng)總線接收的消息具有至少一個 特征位。
此外本發(fā)明還提供了在以數(shù)據(jù)包方式傳輸數(shù)據(jù)的串行總線和逐字 地傳輸數(shù)據(jù)的系統(tǒng)總線之間雙向地傳輸數(shù)據(jù)的方法，具有下列步驟 -將通過串行總線傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包轉(zhuǎn)換成具有多個數(shù)據(jù)字的消息， -將消息暫存在緩沖存儲器中，并且
-將數(shù)據(jù)字通過多個系統(tǒng)總線同時且沒有等待時間地傳出和傳入 緩沖存儲器。


接下來參考用于闡述本發(fā)明主要特征的附圖，對按照本發(fā)明的通 信組件和按照本發(fā)明的用于雙向數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒右栽敿氄f明。 附圖中
圖1:示出按照現(xiàn)有技術(shù)的通信組件； 圖2:示出按照現(xiàn)有技術(shù)的網(wǎng)關(guān)；
圖3:示出包含按照本發(fā)明的通信組件的多處理器網(wǎng)關(guān)； 圖4:示出按照本發(fā)明的通信組件的可能實施形式的框圖； 圖5:示出為了與按照本發(fā)明的通信組件建立兼容性，對傳統(tǒng)的通 信組件所作的電路技術(shù)的擴展.
具體實施例方式
如可以從圖3所辨別的那樣，多處理器網(wǎng)關(guān)1具有多個分別可連 接到串行總線3-i上的按照本發(fā)明的通信組件2-i。所述串行總線3-i 例如是現(xiàn)場總線或者以太網(wǎng)總線。數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)包的方式通過串行總線 3-i傳輸。所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包DP包含管理數(shù)據(jù)或標題數(shù)據(jù)以及有效數(shù)據(jù)或有效載荷數(shù)據(jù)。多處理器網(wǎng)關(guān)1具有多個主機單元或處理器4-1，
4- 2。這些主機單元可以承擔各種功能。在圖3所示出的例子中，第一 主機單元由對按照本發(fā)明的各種通信組件2-i之間的數(shù)據(jù)傳輸進行控 制的網(wǎng)關(guān)單元4-l組成。另一個處理器4-2是對內(nèi)部傳輸?shù)臄?shù)據(jù)字DW 進行數(shù)據(jù)處理的主CPU。除此以外，多處理器網(wǎng)關(guān)1具有多個系統(tǒng)總線
5- 1， 5-2。優(yōu)選每個主機單元4-1, 4-2具有自己的系統(tǒng)總線。每個系 統(tǒng)總線具有自己的數(shù)據(jù)總線，地址總線和控制總線。在多處理器網(wǎng)關(guān)l 內(nèi)部，將數(shù)據(jù)逐字地傳輸，其中數(shù)據(jù)字的長度相當于相應數(shù)據(jù)總線的 總線寬度。按照本發(fā)明的通信組件2-i，在優(yōu)選實施形式中，對于每個 系統(tǒng)總線5-i具有一個附屬的接口。
圖4示出按照本發(fā)明的通信組件2-i的可能的實施形式。通信組 件2被用于通過接口連接串行總線3,其中通信組件2-i對于多處理器 網(wǎng)關(guān)1的每個內(nèi)部系統(tǒng)總線5-i都具有另一個分離的接口 2a，2b。在圖 4示出的實施形式中，通信組件2-i具有用于連接到系統(tǒng)總線5-1上的 第一接口 2a，所述系統(tǒng)總線5-1的主機單元由網(wǎng)關(guān)單元4-1構(gòu)成。除 此以外，通信組件2-i還具有另一個用于連接到多處理器網(wǎng)關(guān)1的系 統(tǒng)總線5-2上的接口 2b，所述系統(tǒng)總線5-2的總線主機由處理器4-2 的主CPU構(gòu)成。將通信組件的通信協(xié)議單元2c連接到外部串行數(shù)據(jù)總 線3-i上。通信協(xié)議單元2c執(zhí)行被外部地通過串行數(shù)據(jù)總線3-i傳輸 的數(shù)據(jù)包DP和分別由一個或多個數(shù)據(jù)字DW組成的內(nèi)部消息MSG之間 的轉(zhuǎn)換。
此外，通信組件2還包含消息中繼傳輸單元或消息處理器2d，以 通過內(nèi)部數(shù)據(jù)線2a對至少一個內(nèi)部的消息存儲器或消息RAM2e和通信 協(xié)議單元2c以及各種緩沖存儲器2f，2g之間的消息進行中繼傳輸。緩 沖存儲器2f，2g的存儲容量例如相當于所傳輸?shù)南⒌臄?shù)據(jù)規(guī)模，也 就是預定的數(shù)據(jù)字DW的數(shù)量。
通信組件2-i具有多個分別連接到網(wǎng)關(guān)1的附屬系統(tǒng)總線5-i上 的接口單元2a， 2b。同時每個接口單元2a， 2b與至少一個可暫存至少一 個消息的附屬緩沖存儲器2f，2g連接。
數(shù)據(jù)字DW通過各種系統(tǒng)總線5-1， 5-2及其附屬的接口單元2a，2b 傳出和傳入接口單元的緩沖存儲器2f，2g，這在通信組件2-i上可以同 時且沒有等待時間地實現(xiàn)。數(shù)據(jù)傳送的仲裁，也就是數(shù)據(jù)被傳送到緩沖存儲器2f，2g和消息 緩沖存儲器2e或消息RAM的仲裁，由消息中繼傳輸單元2d執(zhí)行。在 消息RAM2e中例如可存放128個消息MSG。消息中繼傳輸單元2d，在 通信組件2的實施形式中將對經(jīng)過系統(tǒng)總線5-i逐字地傳輸?shù)较到y(tǒng)總 線的系統(tǒng)總線主機4-i上的消息MSG的接收，用信號傳遞。在備選的 實施形式中，在系統(tǒng)總線主機4-i詢問信息之后，消息中繼傳輸單元 2d通過信號向系統(tǒng)總線主機4-i確認接收到所傳輸?shù)南?。使總線主 機4-i通過系統(tǒng)總線5-i的數(shù)據(jù)總線以及附屬的接口將數(shù)據(jù)寫入通信 組件2的緩沖存儲器，相對快速地執(zhí)行，也就是說，總線主機4-i不 必等侯數(shù)據(jù)訪問。正如從圖4中可辨別的那樣，按照本發(fā)明的通信組 件2-i的仲裁不是在時間緊迫的系統(tǒng)一方，即在系統(tǒng)總線5 —方進行， 而是在時間不緊迫的外設(shè)一方，也就是在外部串行數(shù)據(jù)總線3 —方由 消息中繼傳輸單元2d執(zhí)行。因此與傳統(tǒng)的通信組件比較，在按照本發(fā) 明的通信組件2上，等待時間在一定程度上從系統(tǒng)一方轉(zhuǎn)移到了外設(shè) 一方.在圖4所示的實施形式中，除了制造商和應用程序特有的接口 2b，還安置了網(wǎng)關(guān)接口 2a。該網(wǎng)關(guān)接口 2a為與處理器4-2的主CPU 并行工作的網(wǎng)關(guān)單元4-1提供了訪問消息數(shù)據(jù)對象或消息對象的可能 性。網(wǎng)關(guān)單元4-1例如由協(xié)處理器構(gòu)成。網(wǎng)關(guān)單元4-1訪問對于網(wǎng)關(guān)
功能或通信組件之間的數(shù)據(jù)傳輸必需的所有功能/寄存器和消息對象。 CPU和網(wǎng)關(guān)單元4-1之間數(shù)據(jù)交流的仲裁，由通信組件2的消息處理器 或消息中繼傳輸單元2d執(zhí)行。
在按照本發(fā)明的通信組件的實施形式中，為了將通過串行總線3 所作的發(fā)送準備信號化，暫存在緩沖存儲器中并且被消息中繼傳輸單 元2d中繼傳輸?shù)较⒋鎯ζ?e的被系統(tǒng)總線5接收的消息具有至少 一個特征位。
在通過多處理器網(wǎng)關(guān)l接收來自串行現(xiàn)場總線3的消息數(shù)據(jù)包DP 時，采取下列步驟。
首先由通信協(xié)議單元2c接收數(shù)據(jù)包DP，并且由通信協(xié)議單元2c 去除用于傳輸安全性的冗余數(shù)據(jù)。剩下的數(shù)據(jù)構(gòu)成消息MSG。通信協(xié)議 單元2c用信號告知消息中繼傳輸單元2d接收到消息。消息中繼傳輸 單元2d或消息處理器2d執(zhí)行所希望的數(shù)據(jù)傳輸請求的仲裁。為此也 對消息處理器一方的其它數(shù)據(jù)傳輸進行其他的問詢。在可能的實施形式中，根據(jù)預定的優(yōu)先級由消息處理器2d作出裁決，哪個數(shù)據(jù)傳輸被 作為下一個實施。接著將全部消息MSG以數(shù)據(jù)字方式或者完整地從通 信協(xié)議單元2c傳送到消息RAM2e。此外主機單元或CPU的消息處理器 或者消息中繼傳輸單元2d例如通過內(nèi)部的中斷信號，用信號表示接收 到消息。在下一步，主機單元或CPU用要求消息或請求要求接收到的 消息。消息處理器2d檢查CPU的要求并且對數(shù)據(jù)傳輸進行仲裁。接著 將消息以數(shù)據(jù)字方式完全地從消息RAM2e傳送到詢問的主機單元4的 接口寄存器或緩沖存儲器2f，2g。如果例如作為系統(tǒng)總線5-1的主機單 元的網(wǎng)關(guān)單元4-1詢問消息，則將數(shù)據(jù)從消息RAM2e傳送到網(wǎng)關(guān)接口 2a的緩沖存儲器2f 。如果作為系統(tǒng)總線5-2主機單元的處理器4-2的 主CPU詢問消息，則將消息從消息RAM2e經(jīng)過消息中繼傳輸單元2d傳 送到用戶接口 2b的緩沖存儲器2g。在到緩沖存儲器的內(nèi)部數(shù)據(jù)傳送結(jié) 束之后，緊接著使消息通過與主機單元4連接的系統(tǒng)總線5的主機單 元4，逐字地經(jīng)由相應系統(tǒng)總線5的數(shù)據(jù)總線讀出。
接下來說明由多個數(shù)據(jù)字DW組成的消息MSG如何從主機單元4發(fā) 送到串行總線3-i。
主機單元4,例如處理器4-2的主CPU，逐字地將數(shù)據(jù)通過相應系 統(tǒng)總線5-i的數(shù)據(jù)總線和對應的接口寫入通信組件2的緩沖存儲器。 此外，消息中繼傳輸單元3d被以信號通知存在將消息寫入消息RAM" 的任務。這種信號通知例如可以通過對標志置位來實現(xiàn)。接著由消息 處理器2d進行內(nèi)部數(shù)據(jù)傳送的仲裁，同時檢查在同一時間是否存在有 關(guān)其他數(shù)據(jù)傳送的其他詢問。 一旦數(shù)據(jù)傳送可以進行，暫存在緩沖存 儲器中的消息被逐字地或者完全地從內(nèi)部接口寄存器或緩沖存儲器傳 送到消息存儲器或消息RAM。將存放在消息RAM2e中的消息，例如通過 對相應的指示標志置位，相應地為消息處理器2d作上標記。在另一個 步驟中將沿外部串行總線傳輸?shù)较⑻幚砥?d的信息，逐字地或完全 地在一步中傳送到通信協(xié)議單元2c。通信協(xié)議單元2c引導轉(zhuǎn)換成外部 所使用的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議的數(shù)據(jù)格式。數(shù)據(jù)被打包成數(shù)據(jù)包DP，所述數(shù) 據(jù)包DP —方面包含標題數(shù)據(jù)或管理數(shù)據(jù)，另 一 方面也包含有效或有效 栽荷數(shù)據(jù)。此外通信協(xié)議單元2c增加了冗余數(shù)據(jù)作為傳輸保護。在另 一個步驟中將這樣構(gòu)成的數(shù)據(jù)包DP從通信協(xié)議單元2c經(jīng)過外部串行 數(shù)據(jù)總線3發(fā)送。在外部串行數(shù)據(jù)總線3上連接了例如執(zhí)行元件或傳感器。外部串行數(shù)據(jù)總線3例如可以是CAN總線(Controller Area Network) ， FlexRay總線，MOST總線或LIN總線。在備選的實施形式 中，串行總線3由以太網(wǎng)總線構(gòu)成。
圖5示出允許將按照圖1的傳統(tǒng)通信組件CC連接到如在圖3中示 出的按照本發(fā)明的多處理器網(wǎng)關(guān)1中的中繼傳輸電路或適配電路6。適 配電路包含網(wǎng)關(guān)接口 6a和用戶接口 6b。兩個接口 6a, 6b分別具有附 屬的緩沖存儲器6f，6g。數(shù)據(jù)傳送的仲裁，由實施用于傳輸數(shù)據(jù)的相應 設(shè)置優(yōu)先級的仲裁FSM(Finite State Machine,有限狀態(tài)機)6h實施。 適配電路6此外還包含與在圖1中示出的按照現(xiàn)有技術(shù)的傳統(tǒng)通信組 件CC的通用接口相當?shù)耐ㄓ媒涌?6i。適配電路6使在圖4中示出的按 照本發(fā)明的通信組件2，能夠與在圖1中示出的按照現(xiàn)有技術(shù)的傳統(tǒng)通 信組件一起兼容使用。
按照本發(fā)明的通信組件2允許兩個控制模塊或主機單元4同時訪 問存放或暫存在通信組件2的分開的緩沖存儲器中的數(shù)據(jù)。因此在同 時進行數(shù)據(jù)訪問時，提高了按照本發(fā)明的通信組件2的數(shù)據(jù)傳輸?shù)膸?寬。在進行數(shù)據(jù)訪問時，不會由于消息中繼傳輸單元2d進行仲裁而產(chǎn) 生等待周期。
權(quán)利要求
1. 一種通信組件，用于將以數(shù)據(jù)包方式傳輸數(shù)據(jù)的串行總線(3)連接到網(wǎng)關(guān)(1)的多個逐字地傳輸數(shù)據(jù)的系統(tǒng)總線(5)上，其中通信組件(2)具有(a)連接到串行總線(3)上的通信協(xié)議單元(2c)，用于在分別由多個數(shù)據(jù)字(DW)組成的數(shù)據(jù)包(DP)和消息(MSG)之間進行轉(zhuǎn)換；(b)消息中繼傳輸單元(2d)，用于在至少一個消息存儲器(2e)和通信協(xié)議單元(2c)以及緩沖存儲器(2f，2g)之間中繼傳輸消息；(c)多個分別連接到網(wǎng)關(guān)(1)的附屬系統(tǒng)總線(5-1，5-2)上的接口單元(2a，2b)，其中每個接口單元(2a，2b)與至少一個暫存信息(MSG)的附屬緩沖存儲器(2f，2g)連接；(d)其中數(shù)據(jù)字(DW)通過多個系統(tǒng)總線(5-1，5-2)及其附屬的接口單元(2a，2b)傳出和傳入接口單元(2a，2b)的緩沖存儲器(2f，2g)是同步且沒有等待時間地進行。
2. 如權(quán)利要求1所述的通信組件，其中串行總線(3 )是現(xiàn)場總線。
3. 如權(quán)利要求2所述的通信組件，其中現(xiàn)場總線是 CAN (Control ler Area Network)總線。
4. 如權(quán)利要求2所述的通信組件，其中現(xiàn)場總線是FlexRay總線。
5. 如權(quán)利要求2所述的通信組件，其中現(xiàn)場總線是MOST總線。
6. 如權(quán)利要求2所述的通信組件，其中現(xiàn)場總線是LIN總線。
7. 如權(quán)利要求1所述的通信組件，其中串行總線(3)是以太網(wǎng)總線。
8. 如權(quán)利要求1所述的通信組件，其中每個系統(tǒng)總線(5-1， 5-2) 都具有附屬的系統(tǒng)總線主機(4-1， 4-2)。
9. 如權(quán)利要求1所述的通信組件，其中消息中繼傳輸單元(2d) 將對經(jīng)過系統(tǒng)總線(5-1， 5-2)逐字地傳輸?shù)较到y(tǒng)總線的系統(tǒng)總線主 機(4-1， 4-2)上的信息(MSG)的接收，用信號表示。
10. 如權(quán)利要求8所述的通信組件，其中消息中繼傳輸單元在系統(tǒng) 總線主機(4-1， 4-2)詢問信息后，通過信號向系統(tǒng)總線主機(4-1， 4-2)確認接收到傳輸?shù)南?MSG)。
11. 如權(quán)利要求1所述的通信組件，其中為了用信號傳遞通過串行總線(3)所作的發(fā)送準備，暫存在緩沖存儲器(2f，2g)中并且被消 息中繼傳輸單元(2d)中繼傳輸?shù)较⒋鎯ζ?2e)上的被系統(tǒng)總線 (5-1， 5-2)接收的消息具有至少一個特征位。
12. —種用于在以數(shù)據(jù)包方式傳輸數(shù)據(jù)的串行總線和逐字地傳輸 數(shù)據(jù)的系統(tǒng)總線之間雙向傳輸數(shù)據(jù)的方法，具有以下步驟將通過串行總線(3)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包(DP)，轉(zhuǎn)換為具有多個數(shù)據(jù) 字(DW)的消息；將信息暫存到緩沖存儲器(2f，2g)中；并且將數(shù)據(jù)字(DW)通過多個系統(tǒng)總線(5-1, 5-2)同時且沒有等待 時間地傳出和傳入緩沖存儲器(2f，2g)。
全文摘要
一種通信組件用于將以數(shù)據(jù)包方式傳輸數(shù)據(jù)的串行總線(3)連接到網(wǎng)關(guān)(1)的多個逐字地傳輸數(shù)據(jù)的系統(tǒng)總線(5)上，其中通信組件(2)具有連接到串行總線(3)上的通信協(xié)議單元(2c)，用于在分別由多個數(shù)據(jù)字(DW)組成的數(shù)據(jù)包(DP)和信息(MSG)之間進行轉(zhuǎn)換，消息中繼傳輸單元(2d)，用于在至少一個消息存儲器(2e)和通信協(xié)議單元(2c)以及緩沖存儲器(2f，2g)之間中繼傳輸消息，多個分別連接到網(wǎng)關(guān)(1)的附屬系統(tǒng)總線(5-1，5-2)上的接口單元(2a，2b)，其中每個接口單元(2a，2b)與至少一個暫存信息(MSG)的附屬緩沖存儲器(2f，2g)連接，同時使數(shù)據(jù)字(DW)通過多個系統(tǒng)總線(5-1，5-2)及其附屬的接口單元(2a，2b)，實現(xiàn)同步?jīng)]有等待時間地傳出和傳入接口單元(2a，2b)的緩沖存儲器(2f，2g)。
文檔編號G06F13/38GK101449252SQ200780018754
公開日2009年6月3日 申請日期2007年5月3日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月24日
發(fā)明者J·陶布, M·伊勒, T·洛倫茨 申請人:羅伯特.博世有限公司