電子的數據處理系統的兩個通信網絡的同步的製作方法

2023-09-23 09:57:30

專利名稱：電子的數據處理系統的兩個通信網絡的同步的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種根據權利要求1前序部分所述的用於對兩個通信網絡進行同步 的方法以及一種根據權利要求6前序部分所述的電子的數據處理系統。
背景技術：
比如在機動車中，在其中所具有的電子的數據處理系統中，多個控制設備通過一 個或多個通信網絡相互連接。該通信網絡比如可以是總線類的或星形的配置。控制設備在 此用於實施特定的功能，比如機動車的燃料噴射功能或轉向功能及制動功能。如果比如存在兩個所謂事件控制的通信網絡，那麼已知的是這些通信網絡藉助所 謂的網關來相互連接。網關在此所具有的任務是，比如在所謂的中斷之後如此變換在該第 一通信網絡上所傳輸的數據，並在必要時對該數據進行中間存儲，使得這些數據然後能夠 被轉發或繼續傳送到該第二通信網絡。這種轉換和中間存儲導致數據從該第一通信網絡轉 發到該第二通信網絡時產生延遲。在一種所謂的時間控制的通信網絡中存在固定預給定的所謂進度表 (Ablaufplan)，該進度表給所連接的每個控制設備規定確定的時隙，在該時隙中該控制設 備可以通過該通信網絡傳輸數據。此外該進度表還預給定至少一個時隙，在該時隙中包含 有同步消息，藉助該同步消息能夠將連接到該通信網絡的所有控制設備在時間上相互同
止
少ο如果存在兩個時間控制的通信網絡，並且這兩個通信網絡應該相互耦合，那麼有 利的是這兩個通信網絡同樣是在時間上相互同步的。

發明內容
本發明的任務從而是電子的數據處理系統的兩個通信網絡的同步。該任務通過根據權利要求1所述的方法以及通過根據權利要求6所述的數據處理 系統而得到解決。根據本發明，為了對電子的數據處理系統的兩個通信網絡進行同步，規定在所述 兩個通信網絡上分別連接一個或多個節點，並且這兩個通信網絡的每個都具有進度表，該 進度表為同步消息確定了至少一個時隙，並且該同步消息的時隙由兩個進度表相互一致地 (ubereinstimmend)來確定，並且在該第一通信網絡上該同步消息由所述節點之一來生成， 並且在該第二通信網絡上該同步消息根據該第一通信網絡的同步消息而被生成。從而在這兩個通信網絡上存在用於同步消息的一致的時隙。在該第一通信網絡 中，該同步消息由控制設備之一寫入到該時隙中。相反在該第二通信網絡中填充相應的時 隙，使得根據該第一通信網絡的同步消息來生成同步消息。從而實現了在該第一通信網絡 以及在該第二通信網絡上存在同一同步消息。從而該第一以及該第二通信網絡的所有控制 設備都能夠根據該同步消息在時間上相互同步。本發明所具有的優點是，在這兩個通信網絡上同步消息的時間延遲是相當微小的。優選地，本發明可以作為電腦程式在電子計算設備上來實現，其中該電子計算機設備則實施這兩個通信網絡的根據本發明的同步。在本發明的一個第一有利的擴展中，該第一通信網絡通過開關與該第二通信網絡 相連接。如果存在如下時隙在該時隙中在該第一通信網絡上存在同步消息，那麼該開關才 轉換到其閉合狀態。這導致該第一通信網絡的同步消息通過該開關而被轉發並在那裡被繼 續傳送到該第二通信網絡。從而在該第一通信網絡上以及在該第二通信網絡上具有同一同 步消息。在本發明的一個第二有利的擴展中，在該第二通信網絡上連接了發生器。如果存 在如下時隙在該時隙中在該第一通信網絡上存在該同步消息，那麼才由該發生器來生成 該同步消息。這導致在該第二通信網絡上存在的同步消息與在該第一通信網絡上存在的同 步消息相一致。從而在該第一通信網絡上以及在該第二通信網絡上又存在同一同步消息。本發明的其他特徵、應用可能和優點參見下文中對附圖中所示的本發明實施例的 說明。在此所有敘述的或圖示的特徵單獨地或以任意的組合而構成了本發明的主題，而不 取決於其在權利要求中的概括或其引用關係，並且不取決於其在說明書中以及在附圖中的 表述以及圖示。


圖1示出了根據本發明用於兩個通信網絡同步的一個第一實施例的示意性電路 框圖，圖2示出了在前述兩個通信網絡同步時的示意性時間圖，以及圖3示出了根據本發明用於兩個通信網絡同步的一個第二實施例的示意性電路 框圖。
具體實施例方式在圖1中示出了電子的數據處理系統的第一總線11，其中該系統可以是任意類型 的時間控制的通信網絡。比如該總線11可以作為所謂的FlexRay總線或作為所謂的TTCAN 總線來實現。該總線11設置用於尤其在機動車中傳輸數字數據。在該總線11上比如連接了四個節點13、14、15、16。節點比如可以是控制設備的組 成部分，其中控制設備可以實施一個或多個功能，比如與在內燃機中的燃料噴射有關的功 能或者機動車的轉向功能或制動功能。每個節點13、14、15、16都具有通信控制器18和總線收發器19。該總線收發器19 建立所屬節點與該總線11的直接連接，其方式是它把電子信號寫入到該總線11上，其中該 電子信號代表了要傳輸的數字數據。該通信控制器18實施預給定的進度表，其方式是它主 要把要傳輸的數字數據在正確的時間點轉發到該總線收發器19以進行傳輸。在總線上可利用的傳輸時間由該進度表劃分為彼此相繼的周期，這些周期其中分 別包含有多個時隙。在每個時隙中可以插入消息、所謂的幀，其中每個消息其中都包含有多 個要傳輸的數字數據、所謂的有效載荷。每個節點13、14、15、16通過該進度表分配了在彼此相繼的周期中的至少一個確 定的用於發送和/或接收數字數據時隙，使得每個節點13、14、15、16在每個周期中都能夠把多個數字數據寫入到該總線11上，並從而能夠通過該總線11來傳輸。優選地每個周期給單個節點13、14、15、16分別分配多個時隙。為了對節點13、14、15、16進行時間同步，該進度表確定至少一個節點13、14、15、 16在該節點在彼此相繼的周期中可利用的確定時隙中發送同步消息。優選地這種同步消息 由多個節點13、14、15、16在它們分別可利用的時隙中被發送。從而在每個周期中在該總線 11上都存在一個或多個同步消息。該進度表所有節點13、14、15、16都是已知的。從而所有的節點13、14、15、16都 「知道」同步消息在哪些時隙中在該總線11上被傳輸。在每個節點13、14、15、16中該進度表的這些單個的時隙基於時基而被確定，該時 基比如與石英振蕩器有關。因為單個節點13、14、15、16所具有的時基比如由於不同的石英 而可能相互偏離，所以由確定的節點將同步消息寫入到總線11上所位於的那個時隙就可 能不能精確地由另外的節點之一所確定，而是帶有微小的偏差。因為僅僅是微小的偏差，並且因為該進度表在兩個彼此相繼的時隙的消息之間總 是設置有一個間距，在該間距中不傳輸數據，所以前述的另一節點儘管有微小的偏差也可 以通過其總線收發器19來讀入所述確定的節點的同步消息。根據所讀入的同步消息，然後 所述另一節點可以確定前述的偏差並通過校正它的時基來進行補償。所述另一節點從而就 可以與所讀入的同步消息相同步。連接到總線11的所有節點13、14、15、16全部都可以以這種方式藉助所傳輸的同 步消息來相互同步。在圖1的數據處理系統中設置有一個第二總線21，該第二總線與該總線11相似或 者與總線11相當，並且其中從而可以是任意類型的時間控制的通信網絡。比如該總線21 可以作為所謂的FlexRay總線或者作為所謂的TTCAN總線來實現。在該總線21上比如連 接了四個節點23、24、25、26。節點23、24、25、26與總線11的節點13、14、15、16相類似，並 且比如可以是控制設備的組成部分。該總線21的每個節點23、24、25、26都具有通信控制 器28和總線收發器29，其再次與該總線11的通信控制器18和總線收發器19相類似。節點23、24、25、26的功能相應於節點13、14、15、16的功能-除了以下的差別。與 該第一總線11的節點13、14、15、16中一樣，在該第二總線21的節點23、24、25、26中同樣 尤其有藉助進度表而進行的周期和時隙的定義。另外，該第二總線21的進度表至少關於同步消息的時隙與該第一總線11的進度 表相一致。但是關於其他的時隙可能存在的差別是，該第一和第二總線11、21的進度表相
互偏離。另一差別是，該第二總線21的節點23、24、25、26都不生成任何同步消息，且都不 寫入到總線21上。根據圖1，該第一總線11通過串聯電路與該第二總線21相連接，該串聯電路由總 線驅動器31、開關32和另一總線驅動器33組成。必要時也可以省略兩個總線驅動器31、 33之一或甚至省略兩個總線驅動器31、33。該開關32優選地是集成的半導體元件，該半導 體元件在微小信號延遲的情況下實現了高的開關頻率。該開關32可以由控制裝置35在其斷開和閉合狀態之間被來回切換。該控制裝置 35可以藉助電子計算設備來實現，在該電子計算設備上運行相應的電腦程式，藉助該電腦程式來實施該控制裝置35的功能。該控制裝置35比如與該第一總線11的節點16的 通信控制器18相連接，但或者也可以與該第一總線11的其他每個節點13、14、15相耦合。 同樣也可以的是，該控制裝置35被集成在該總線11的相應節點13、14、15、16中、尤其被集 成在那裡的通信控制器18中。重要的是，該開關32根據該第一總線11的進度表被控制。如前所述，該總線11的每個節點13、14、15、16都「知道」預給定的進度表，並從而 也知道同步消息在該總線11上被傳輸所處的那些時隙。至少上述的時隙在本實施例中由 節點16轉發到該控制裝置35。如果存在如下時隙在這些時隙中所述同步消息出現在該 總線11上，那麼該控制裝置35現在才把該開關32切換到其閉合狀態。在其他所有時隙中 該開關32都被控制到其斷開狀態。這導致這些同步消息由該第一總線11通過該開關32傳輸到該第二總線21。但此 外沒有數據從該第一總線11傳輸到該第二總線21。由於在這兩個總線11、21上關於同步消息的時隙一致的進度表，在該第二總線21 上本身也為了傳輸同步消息而設置有如下時隙在所述時隙中在該第一總線11上存在同 步消息。但是，由於所述的差別，也即該第二總線21的節點23、24、25、26都不生成任何同 步消息，且都不寫入到該總線21上，這些時隙在該第二總線21上「就此而言還是空閒的」。 這些「就此而言還是空閒的」時隙從而可以被由該第一總線11通過該開關32被傳輸到該 第二總線21的那些同步消息所填充。這導致在該第一總線11上以及在該第二總線21上具有相同的同步消息。從而不僅能夠如前所述地藉助這些同步消息使該第一總線11的節點13、14、15、 16相互同步，而且還可以同樣使該第二總線21的節點23、24、25、26相互以及與該第一總 線11的節點13、14、15、16相同步。從而能夠使該第一以及第二總線11、21的全部節點借 助所解釋的同步消息而相互同步。在圖2中示出了在時間t上在該數據處理系統的兩個總線11、21上所傳輸的消 息。上面的圖在此涉及該第一總線11，下面的圖涉及該第二總線21。這兩個圖的圈出的區 域在下面放大地再次示出。在兩個圖中由進度表所定義的周期用參考符號Z來表示。時隙沒有示出。除此之 外示出了在單個時隙中所傳輸的消息。這些消息用參考符號N來表示。在這些消息之間設 置有停頓，在這些停頓中不傳輸數據。在上面的圖中在該第一總線11上所存在的同步消息用參考符號S來表示。如前 所述，這些同步消息被傳輸到該第二總線21上。在下面的圖中在該第二總線21上所存在 的同步消息因此用參考符號S、來表示。所解釋的從該第一總線11通過開關32到該第二 總線21的傳輸方向在此由所示的方向箭頭來示出，該方向箭頭用參考符號P來表示。由放大圖尤其看出，在該第一總線11的同步消息之一 S與該第二總線的所屬同步 消息S、之間可能存在一個時間延遲，該時間延遲用參考符號V來表示。該延遲時間V可能 由於如下原因而產生該同步消息S需要有限的持續時間以經歷從該第一總線11到該第二 總線21的傳輸段。通過相應地構造該開關32和/或該總線驅動器32、33，該延遲時間V在 必要時可以避免。圖3的實施例主要對應於藉助圖1和2所解釋的實施例。從而在圖3中一致的特 徵以與圖1相同的方式來表示。關於一致的特徵參見圖1和2的說明。在圖3的實施例中兩個總線11、21的進度表關於同步消息的時隙還尤其是相同地一致，並且在圖3中該第二 總線21的節點23、24、25、26也都不把同步消息寫入到該總線21上。然而圖1的由總線驅動器31、開關32和總線驅動器33組成的串聯電路在圖3的 實施例中不再存在。除此之外在此存在一個發生器42，該發生器通過總線驅動器43連接到 該第二總線21上。該總線驅動器43也可以集成在該發生器42中或甚至完全不存在。該 發生器42可以藉助電子計算設備來實現，其中在該計算設備上運行相應的電腦程式，利 用該電腦程式來實施該發生器42的功能。該發生器42比如與該第一總線11的節點16的通信控制器18相連接，然而代替 地也可以與該第一總線11的每個其他節點13、14、15相耦合。同樣該發生器42也可以集 成在該總線11的相應節點13、14、15、16中，尤其集成在那裡的通信控制器18中。重要的 是該發生器42根據該第一總線11的進度表而被控制。如前所述，該總線11的每個節點13、14、15、16都「知道」給定的進度表，並從而也 「知道」在該第一總線11上傳輸同步消息的那些時隙。最後所述的時隙至少由該節點16轉 發到該發生器42。如果存在以下時隙在這些時隙中在該總線11上具有同步消息，那麼該 發生器42現在才相應生成另外的同步消息。所述另外的同步消息由該發生器42寫入到該 第二總線21上。在所有其他時隙中該發生器42不生成數據。這導致在該第一總線11上存在同步消息，並且在該第二總線21上存在由該發生 器42所生成的另外的同步消息。由於在這兩個總線11、21上關於同步消息的時隙相一致的進度表，在該第二總線 21上本身也為了傳輸同步消息而設置有如下時隙在這些時隙中在該第一總線11上存在 同步消息。由於所述的差別，也即該第二總線21的節點23、24、25、26都不生成任何同步消 息，且都不寫入到該總線21上，在該第二總線21上的這些時隙「就此而言還是空閒的」。這 些「就此而言還是空閒的」時隙從而可以被由該發生器42所生成的並被寫入到該第二總線 21上的同步消息所填充。這導致在該第一總線11上以及在該第二總線21上具有相同的同步消息。從而不僅能夠如前所述地藉助這些同步消息使該第一總線11的節點13、14、15、 16相互同步，而且還可以同樣使該第二總線21的節點23、24、25、26也相互同步以及與該第 一總線11的節點13、14、15、16相同步。從而能夠使該第一以及第二總線11、21的全部節 點藉助所解釋的同步消息而相互同步。圖2的時間圖基本也適用於圖3的實施例。該第二總線21的同步消息S、在此是 由該發生器42所生成的另外的同步消息，並且該箭頭P表示根據該第一總線11上的同步 消息S而生成所述另外的同步消息S、。在圖2中所示的延遲時間V在圖3的實施例中可以如下所述而產生即該發生器 42需要有限的持續時間，以生成所述另外的同步消息並寫入到該第二總線21上。該延遲時 間V在必要時可以通過相應地構造該發生器32和/或該總線驅動器33而被避免。作為對圖1和3的實施例的補充，可以存在多個開關32以及發生器42以同步兩 個總線11、21。該開關32以及發生器42在此可以由該第一總線的不同節點13、14、15、16 來控制。從而一個開關32以及發生器42的失效或者一個節點的失效不是絕對地導致整個 電子的數據處理系統的失效。
權利要求
用於對電子的數據處理系統的兩個通信網絡(11，21)進行同步的方法，其中在所述兩個通信網絡(11，21)上分別連接了一個或多個節點(13，14，15，16，23，24，25，26)，並且其中所述兩個通信網絡(11，21)中的每一個都具有進度表，該進度表為同步消息確定了至少一個時隙，其特徵在於，該同步消息的時隙由所述兩個進度表相互一致地來確定，在第一通信網絡(11)上同步消息(S)由所述節點(13，14，15，16)之一來生成，並且在第二通信網絡(21)上同步消息(S`)根據該第一通信網絡(11)的同步消息(S)來生成。
2.根據權利要求1所述的方法，其中該第一通信網絡(11)通過開關(32)與該第二通 信網絡(21)相連接，並且其中如果存在如下時隙在該時隙中在該第一通信網絡(11)上存 在該同步消息(S)，那麼該開關(32)才變換到其閉合狀態。
3.根據權利要求1所述的方法，其中將發生器(42)連接到該第二通信網絡(21)，並且 其中如果存在如下時隙在該時隙中在該第一通信網絡(11)上存在該同步消息(S)，那麼 才由該發生器(42)來生成該同步消息(S、)。
4.根據權利要求1或2之一所述的方法，其中該開關(32)或該發生器(42)根據該第 一通信網絡(11)的進度表而被控制。
5.電子計算設備的電腦程式，其中該電子計算設備被構造用於實施根據權利要求1 至4之一所述的方法。
6.具有兩個通信網絡(11，21)的電子的數據處理系統，其中在所述兩個通信網絡(11， 21)上分別連接了一個或多個節點(13，14，15，16，23，24，25，26)，並且其中所述兩個通信 網絡(11，21)中的每一個都具有進度表，該進度表為同步消息確定至少一個時隙，其特徵 在於，該同步消息的時隙由所述兩個進度表相互一致地來確定，並且具有同步裝置，該同步 裝置被構造，使得在該第一通信網絡(11)上該同步消息⑶由所述節點(13，14，15，16)之 一來生成，並且在該第二通信網絡(21)上該同步消息(S、)根據該第一通信網絡(11)的同 步消息(S)而被生成。
7.根據權利要求6所述的數據處理系統，其中該第一通信網絡(11)通過開關(32)與 該第二通信網絡(21)相連接，並且其中該同步裝置被構造，使得如果存在如下時隙在該 時隙中在該第一通信網絡(11)上存在該同步消息(S)，那麼該開關(32)才變換到其閉合狀 態。
8.根據權利要求6所述的數據處理系統，其中發生器(42)被連接到該第二通信網絡 (21)上，並且其中該同步裝置被構造，使得如果存在如下時隙在該時隙中在該第一通信 網絡(11)上存在該同步消息(S)，那麼才由該發生器(42)來生成該同步消息(S—)。
9.根據權利要求7或8之一所述的數據處理系統，其中該同步裝置被構造，使得該開關 (32)或該發生器(42)根據該第一通信網絡(11)的進度表被控制。
10.根據權利要求6至9之一所述的數據處理系統，其中所述兩個通信網絡(11，21)是 時間控制的通信網絡，尤其是所謂的FlexRay總線。
11.根據權利要求6至10之一所述的數據處理系統，其中這些節點(13，14，15，16，23， 24,25,26)分別是控制設備的組成部分，並且其中能夠由該控制設備在機動車中實施一個 或多個功能，尤其是與機動車內燃機中燃料噴射有關的功能和/或機動車的轉向功能和/ 或制動功能。
全文摘要
本發明涉及一種用於對電子的數據處理系統的兩個通信網絡(11，21)進行同步的方法。在這兩個通信網絡(11，21)上分別連接了一個或多個節點。這兩個通信網絡(11，21)中的每一個都具有一個進度表，該進度表為同步消息確定了至少一個時隙。同步消息的時隙由這兩個進度表相互一致地來確定。在該第一通信網絡(11)上該同步消息(S)由這些節點之一來生成。在該第二通信網絡(21)上該同步消息(S`)根據該第一通信網絡(11)的同步消息(S)被生成。
文檔編號H04L7/00GK101826956SQ201010111139
公開日2010年9月8日 申請日期2010年2月2日 優先權日2009年2月3日
發明者A·-J·羅哈特謝克, C·施羅夫, H·韋勒, J·希爾默, T·霍根米勒 申請人:羅伯特·博世有限公司