用于運(yùn)行通信裝置的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于運(yùn)行通信裝置的方法和這樣的通信裝置。在該方法中向通信裝置中的至少一個用戶分配橋，利用該橋可以將所述用戶橋接。
【專利說明】用于運(yùn)行通信裝置的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于運(yùn)行尤其是環(huán)形的通信裝置的方法，在該通信裝置中在用戶之間進(jìn)行通信。本發(fā)明還涉及具有不同用戶的這樣的通信裝置，所述不同用戶具有不同的數(shù)據(jù)速率。

【背景技術(shù)】
[0002]在機(jī)動車技術(shù)的領(lǐng)域中，為了在控制設(shè)備中的邏輯組件之間傳輸數(shù)據(jù)而采用例如SPI (串行外圍接口(Serial Peripheral Interface))的串行接口，其中所述邏輯組件可以被構(gòu)造為集成電路(IC, Integrated Circuit)。
[0003]該標(biāo)準(zhǔn)描述了被構(gòu)造為主機(jī)的用戶與被構(gòu)造為從機(jī)的不同用戶之間雙向的、同步的和串行的數(shù)據(jù)傳輸。在此，接口包括在所述主機(jī)與一個從機(jī)之間的至少三個線路，這一般是兩個數(shù)據(jù)線路和一個時鐘線路。在多個從機(jī)的情況下，這些用戶中的每一個均需要主機(jī)的附加的選取或選擇線路。
[0004]SPI接口使得可以實(shí)施菊花鏈拓?fù)浠蚩偩€拓?fù)?。在以菊花鏈拓?fù)?、即環(huán)拓?fù)鋺?yīng)用SPI接口中，出現(xiàn)非常長的等待時間，為此這種形式不能高效地在機(jī)動車(Kfz)控制設(shè)備中被使用。
[0005]尤其是要注意，在一些情況下SPI接口不適用于時間臨界的操控信號的傳輸以勝任當(dāng)今安全性臨界應(yīng)用(例如ESP)的實(shí)時要求。經(jīng)常利用SPI接口僅還進(jìn)行診斷和狀態(tài)信息的交換。時間臨界的操控信號一般在使用計(jì)時器單元和/或?qū)Ｓ薪涌诘那闆r下以高的耗費(fèi)被傳輸?shù)綀?zhí)行器的操控組件和/或從傳感器的分析電路傳輸。
[0006]在以總線拓?fù)湫问綉?yīng)用SPI接口中，在較高數(shù)據(jù)速率時得到越來越差的信號完整性以及由于差的EMV特性而引起的高的干擾影響。此外僅發(fā)送信號與時鐘信號同步地被傳輸，而接收信號的相位同步的傳輸由于在高的數(shù)據(jù)速率時從機(jī)中的內(nèi)部延遲時間而可能越來越難以發(fā)展并且可能引起數(shù)據(jù)傳輸中的錯誤。
[0007]由出版物DE 10 2010 041 427 Al已知一種用于在環(huán)總線中以最小化的等待時間實(shí)現(xiàn)通信的方法。在該方法中，進(jìn)行串行的環(huán)形的通信裝置的用戶以及由此節(jié)點(diǎn)的串行連接。其中能夠以至少一個比特持續(xù)時間的延遲來進(jìn)行從用戶到用戶的數(shù)據(jù)傳輸，由此可能包含消息的數(shù)據(jù)分組在用戶之間以非常小的等待時間被傳輸。在此情況下，設(shè)置一個主機(jī)和多個從機(jī)，其中數(shù)據(jù)分組從從機(jī)到從機(jī)地被傳送，其中由每個從機(jī)改變該數(shù)據(jù)分組的地址信息。同樣可以設(shè)想，在無每個從機(jī)的地址信息的改變情況下實(shí)現(xiàn)通信，其方式是每個從機(jī)都在環(huán)中獲得自己的固定地址。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]以此為背景提出一種具有權(quán)利要求1的特征的方法和一種根據(jù)權(quán)利要求6的通信裝置。實(shí)施方案由從屬權(quán)利要求和說明書得到。
[0009]所提出的方法使得可以在環(huán)形通信裝置內(nèi)的具有不同數(shù)據(jù)速率的不同用戶之間進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，由此可以在例如微控制器和ASIC的邏輯組件上進(jìn)行直至高數(shù)據(jù)速率的簡單和成本低廉的實(shí)現(xiàn)。用戶之一通常被構(gòu)造為主機(jī)或擁有主機(jī)功能性。其它用戶通常用作從機(jī)。
[0010]主機(jī)/從機(jī)概念表示對包括多個用戶的通信裝置中共同資源的訪問的分級式管理的形式。當(dāng)多個用戶同時發(fā)送或訪問資源時，不能發(fā)生傳輸。為了解決該問題，向用戶之一分派主機(jī)功能性，該用戶由此是主機(jī)，于是所有其它用戶是從機(jī)。該主機(jī)作為唯一的用戶具有未經(jīng)邀請地訪問資源的權(quán)限。該主機(jī)由此控制或支配訪問權(quán)限。
[0011]所提出的方法的特征在于，可以橋接緩慢的用戶以便在環(huán)形通信裝置內(nèi)的兩個節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行快速的數(shù)據(jù)交換。所述方法的優(yōu)點(diǎn)在于在環(huán)形通信裝置內(nèi)緩慢和快速用戶的組合。由此不必在布局方面在主機(jī)或通信環(huán)的情況下提供單獨(dú)的接口。
[0012]橋或開關(guān)可以設(shè)置在用戶(一般從機(jī))之內(nèi)或之外。用作旁路的橋可以通過所述用戶本身或者通過主機(jī)閉合。通常向每個待橋接的用戶分配橋。
[0013]尤其是提出用于在環(huán)形通信裝置內(nèi)的用戶之間進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的方法和設(shè)備，如其例如在出版物DE 10 2010 041 427 Al中所描述的。在此，用戶以環(huán)拓?fù)涞男问讲贾?，由此這些用戶可以通過點(diǎn)對點(diǎn)連接利用少量的引線被連接。用戶之一、例如微控制器起主機(jī)作用，由此不需要總線仲裁。從機(jī)例如是一個分立組件或多個分立組件，例如ASIC，其必須由例如微控制器或其它ASIC的邏輯電路加以控制。
[0014]主機(jī)發(fā)送連續(xù)的數(shù)據(jù)流。通過連續(xù)同步的可能性，從機(jī)也不需要另外的系統(tǒng)時鐘。
[0015]根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，環(huán)形通信裝置、即環(huán)中的用戶之間的通信的最大數(shù)據(jù)速率限于最緩慢用戶的最大速度。一般在該環(huán)中集成具有不同半導(dǎo)體工藝的用戶。半導(dǎo)體工藝的結(jié)構(gòu)寬度越大，最大數(shù)據(jù)速率就越小。因此尤其是在其中例如微控制器、DSP或FPGA的數(shù)字部件與例如功率末級的模擬元件組合的應(yīng)用中，在布局方面需要不同的環(huán)。
[0016]現(xiàn)在，在所提出的方法的范圍中，如開關(guān)那樣工作的可開關(guān)的橋例如被引入用戶內(nèi)或包括到用戶內(nèi)。借助該橋接，用戶可以將其輸入端與輸出端短接。由此數(shù)字信號不再經(jīng)歷所涉及用戶的內(nèi)部邏輯電路。由此最大數(shù)據(jù)速率也不再取決于所選擇的半導(dǎo)體工藝的最大系統(tǒng)頻率。
[0017]本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)和構(gòu)型由說明書和附圖得到。
[0018]應(yīng)當(dāng)理解，上述和下面還要闡述的特征不僅能以分別說明的組合、而且能以其它組合或單獨(dú)地使用，而不脫離本發(fā)明的范圍。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1以示意圖示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的通信裝置。
[0020]圖2以示意圖示出所描述的通信裝置的實(shí)施方案。

【具體實(shí)施方式】
[0021]本發(fā)明根據(jù)實(shí)施方式在附圖中示意性示出并且下面參照附圖詳盡地予以描述。
[0022]在圖1中示意性示出的通信裝置2被構(gòu)造為環(huán)形的，并且包括多個串聯(lián)依次連接的用戶。附圖標(biāo)記4表示用作當(dāng)前主機(jī)的第一用戶，附圖標(biāo)記6表示第二用戶，附圖標(biāo)記8表示第三用戶，以及附圖標(biāo)記10表示第η用戶，它們經(jīng)由線路的片段12相互連接。用戶6，8和10用作從機(jī)。此外，第一用戶4包括用于發(fā)送數(shù)據(jù)分組的第一數(shù)字串行接口 14，第一用戶4利用該第一數(shù)字串行接口根據(jù)定義與所述線路的始端或與末端連接。
[0023]此外，第一用戶4包括用于接收數(shù)據(jù)分組的第二數(shù)字串行接口 16，第一用戶4利用該第二數(shù)字串行接口 16根據(jù)定義與所述線路的末端或與始端連接。第一串行接口 14在此與系統(tǒng)鐘表18連接。第二串行接口 16與用于探測相位角值的模塊20連接。此外，第一用戶4與石英振蕩器22連接。
[0024]用戶6，8，10中的每一個都具有被構(gòu)造為從機(jī)接口 24的數(shù)字串行接口，所述數(shù)字串行接口分別與兩個連接12連接并由此與數(shù)據(jù)線路連接。由此在兩個用戶之間存在連接。此外，每個串行從機(jī)接口 24與時鐘恢復(fù)模塊21連接，可以從該時鐘恢復(fù)模塊中推導(dǎo)出本地系統(tǒng)時鐘19。
[0025]圖2示出示意性示出的通信裝置102，其被構(gòu)造為環(huán)形的并且包括多個串聯(lián)依次連接的用戶。附圖標(biāo)記104表示用作當(dāng)前主機(jī)的第一用戶，附圖標(biāo)記106表示第二用戶，附圖標(biāo)記108表示第三用戶，以及附圖標(biāo)記110表示第η用戶，它們經(jīng)由線路的片段112相互連接。用戶106，108和110用作從機(jī)。此外，第一用戶104包括用于發(fā)送數(shù)據(jù)分組的第一數(shù)字串行接口 14，第一用戶104利用該第一數(shù)字串行接口根據(jù)定義與所述線路的始端或與末端連接。
[0026]此外，第一用戶104包括用于接收數(shù)據(jù)分組的第二數(shù)字串行接口 116，第一用戶104利用該第二數(shù)字串行接口 116根據(jù)定義與所述線路的末端或與始端連接。第一串行接口 114在此與系統(tǒng)鐘表118連接。第二串行接口 116與用于探測相位角值的模塊120連接。此外，第一用戶104與石英振蕩器122連接。
[0027]用戶106，108，110中的每一個都具有被構(gòu)造為從機(jī)接口 124的數(shù)字串行接口，所述數(shù)字串行接口分別與兩個連接112連接并由此與數(shù)據(jù)線路連接。由此在兩個用戶之間存在連接。此外，每個串行從機(jī)接口 124與時鐘恢復(fù)模塊121連接，可以從該時鐘恢復(fù)模塊中推導(dǎo)出本地系統(tǒng)時鐘119。
[0028]為了提供通信裝置102的用戶104，106，108和110之間的通信，規(guī)定從第一用戶或主機(jī)104的起始接口 114出發(fā)通過比特流126從用戶106，108，110的串行從機(jī)接口 124到串行從機(jī)接口 124地作為數(shù)據(jù)分組連續(xù)傳輸消息。當(dāng)數(shù)據(jù)分組到達(dá)最后的用戶106，108，110 (在此是第η用戶110)之后，該數(shù)據(jù)分組從最后的用戶110的從機(jī)接口 124被傳送到第一用戶104的末端接口 116。
[0029]數(shù)據(jù)分組從第一用戶104被傳送到第二用戶106，并且依次從用戶106被傳送到用戶108，直到最后的用戶110，并且從最后的用戶110傳送到第一用戶104。由此數(shù)據(jù)分組遍歷通信裝置102的所有用戶。可以將消息傳送給至少一個用戶106，108，110所利用的數(shù)據(jù)幀包括具有地址的地址字段。規(guī)定每個用戶106，108，110將所接收的具有待傳送的消息的數(shù)據(jù)幀的地址值改變固定的值，例如通過相減或相加，并且轉(zhuǎn)交給下一個用戶106，108，110。在此情況下，該地址值由每個用戶106，108，110根據(jù)為此設(shè)定的算法以相同的方式改變。在橋接用戶時以及在通信重置之后，地址在環(huán)中被重新分配并且由此在環(huán)中將不缺少地址。此外在所有用戶106，108，110中存放用于通信接口的相同算法。在此，典型地僅用于芯片間通信的模塊是相同的，此外用戶可以包含極為不同的功能。
[0030]在這種情況下被構(gòu)造為從機(jī)的第三用戶108具有橋150，利用該橋可以將輸入端152與輸出端154短接。由此可以橋接該用戶108。橋150被分配給用戶108并且可以被布置在用戶108之內(nèi)或之外。由此通信裝置102可以與該用戶108的必要時緩慢的數(shù)據(jù)速率無關(guān)地運(yùn)行。在該用戶108處存在缺陷的情況下，所述橋接必要時也可以是有用的。在任何情況下用戶108都可以按需要地被橋接。
【權(quán)利要求】
1.用于運(yùn)行環(huán)形通信裝置(102)的方法，該通信裝置包括多個用戶(104，106，108，110)，其中給所述用戶(104，106，108，110)中的至少一個分配可開關(guān)的橋(150)，利用該橋按需要地橋接該用戶(104，106，108，110)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中被橋接的用戶(104，106，108，110)的輸入端(152)和輸出端(154)被短接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中至少一個用戶(104，106，108，110)的橋接由其自身觸發(fā)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中至少一個用戶(104，106，108，110)的橋接由其它用戶觸發(fā)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述其它用戶(104，106，108，110)用作主機(jī)。
6.通信裝置，其被構(gòu)建為環(huán)形的并且尤其是被構(gòu)造為執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1至5之一所述的方法，其中該通信裝置(2)包括多個用戶(104，106，108，110)，給所述多個用戶中的至少一個用戶分配橋(150)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的通信裝置，其中一個主機(jī)和至少一個從機(jī)作為用戶(104，106，108，110)設(shè)置并且向至少一個從機(jī)分別分配橋(150)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的通信裝置，其中所述橋(150)被布置在所分配的用戶(104，106，108，110)中。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的通信裝置，其中所述橋(150)被布置在所分配的用戶(104，106，108，110)之外。
10.根據(jù)權(quán)利要求6至9之一所述的通信裝置，該通信裝置被集成在邏輯組件中。
【文檔編號】H04L12/42GK104253732SQ201410285033
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年6月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月25日
【發(fā)明者】J.席爾默, A-J.羅哈切克, A.奧厄, D.托斯, U.舒爾茨, T.胡克, F.施密特, D.厄爾特爾, A.默克, E.貝克, S.托多羅夫 申請人:羅伯特·博世有限公司