用于串行总线系统的用户站和用于在串行总线系统中通信的方法技术方案

提供了一种用于串行总线系统（1）的用户站（10；20；30；10A至10D）和一种用于在串行总线系统（1）中通信的方法。用户站（10；20；30；10A至10D）具有：用于控制用户站（10；20；30；10A至10D）与总线系统（1）的至少一个其它用户站（20；10；30）的通信的通信控制装置（11；21；31）；用于在总线系统（100）的总线（40）的帧（450；460）中接收由总线系统（1）的用户站（10；20；30；10A至10D）的通信控制装置（11；21；31）产生的发送信号（TXD）和用于从所接收的帧（450；460）产生接收信号（RXD；RXD_A至RXD_E）的发送/接收装置（12；22；32）；和用于在使用至少两个时间量子（TQ）的情况下从由发送/接收装置（12；22；32）产生的接收信号（RXD；RXD_A至RXD_E）检测和评估与总线系统（1）的用户站（10；20；30；10A至10D）的通信连接的质量的连接质量块（15；25；35），其中，所产生的接收信号（RXD；RXD_A至RXD_E）的位的位时间（T_B）分成所述时间量子。的位时间（T_B）分成所述时间量子。的位时间（T_B）分成所述时间量子。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于串行总线系统的用户站和用于在串行总线系统中通信的方法


[0001]本专利技术涉及一种用于串行总线系统的用户站和一种用于在串行总线系统中通信的方法，用户站用它们可以评估到总线系统或在总线系统中的连接质量并且在需要时可以采取用于改进连接质量的措施。

技术介绍

[0002]出于成本原因，当前越来越频繁地使用总线系统来取代点对点连接以用于例如在车辆中在传感器和控制器之间通信，在所述总线系统中，数据作为在作为具有CAN FD的CAN协议规范的标准ISO 11898
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1:2015中的报文进行传输。所述报文在总线系统的用户站，如传感器、控制器、发送器等之间传输。在此，CAN FD在当前在引入阶段中在第一步骤中大多采用2Mbit/s的数据位速率在传输数据域的位时在车辆中使用，并且采用500kbit/s的仲裁位速率在传输仲裁域的位时在车辆中使用。
[0003]但在进一步研发CAN时，在报文内应当实现比在CAN FD中还要更高的位速率和更大的数据域。为此研发了一种新的CAN协议，其从这里开始称为CAN XL。CAN XL除了纯粹的数据传输外也应当支持其它功能，如功能安全性（Safety）、数据安全性（Security）和 QoS（Quality of Service，服务质量，例如帧的最大延迟的保证、用户站的时间同步）。
[0004]对当前在汽车制造商中研发的自主行驶的测量而言，功能安全性是特别重要的特性。在这种相互关系下的一个要素是，确保通信连接的当前的质量。若通信连接的质量例如这样强烈地变差，那么这种连接可能发生故障，因而车辆应当能及时地采取措施以在通信连接故障之前采取行动，例如使用备用的通信路径和尽可能防止故障，如寻找维修车间。
[0005]考虑通过分析每单位时间的错误的帧数来确定连接质量。在此，可以在CAN控制器中使用用于所发送的和所接收的帧的单独的错误计数器，然后对所述错误计数器进行分析。这种解决方案的缺点是，一开始必须对许多错误的帧计数，以便识别通信连接的马上要发生的故障。错误的帧意味着，连接质量非常差，因而已经出现了错误。但几乎没有或没有留出时间来做出反应，因而可能不再能防止通信连接的故障。

技术实现思路

[0006]因此本专利技术的任务是，提供用于串行总线系统的一种用户站和一种用于在串行总线系统中通信的方法，它们能解决前述问题。尤其应当用于总线系统的用户站和用于在总线系统中通信的方法，它们在通信连接即将发生故障或变差时可以及时导入措施来维持通信，因而能确保通信的所需的功能安全性。
[0007]所述任务通过带有权利要求1的特征的一种用于串行总线系统的用户站解决。所述用户站具有：用于控制总线系统的用户站与至少一个其它用户站的通信的通信控制装置；用于在总线系统的总线的帧中接收由总线系统的用户站的通信控制装置产生的发送信号和用于从所接收的帧产生接收信号的发送/接收装置；和用于在使用至少两个时间量子
（所产生的接收信号的位的位时间分成所述时间量子）的情况下从由发送/接收装置产生的接收信号检测和评估与总线系统的用户站的通信连接的质量的连接质量块。
[0008]用用户站能极为可靠地评估连接质量。在此能特别早地识别连接质量的变差，因而可以通过导入相应的措施以高安全性防止通信连接的即将发生的故障。用户站保证了能及时导入用于维持通信的措施，从而可以确保通信的所需的功能安全性。
[0009]在用户站中，能数字地例如在通信控制装置的协议控制器中求取连接质量。在此不需要对总线信号进行成本密集的模拟的评估。由此能用用户站极为成本有效地求取连接质量。
[0010]在最为简单的情况下，用户站仅需一个计数器和与计数器的计数值作比较的经配置的阈值或预先确定的极限计数值。为了更准确地预测，可以使用多于一个的计数器和/或可以针对每个通信关系单独或个性化地求取连接质量。在此，在所接收的用户站中针对每个通信关系单独地分析连接质量，即每个正在发送的用户站。在此，连接质量也包括，用户站何时是报文的发送者和何时从总线接收它们自己的帧。
[0011]结果是用用户站能以很高的安全性实现报文的发送和接收。
[0012]用户站的有利的另外的设计方案在从属权利要求中说明。
[0013]可以考虑的是，以能设定的方式这样来设计连接质量块，使得针对所产生的接收信号的每个位或仅针对专用的位评估通信连接的质量。
[0014]按照一种特殊的实施变型方案，连接质量块具有：计数模块，其带有至少一个计数器以用于在存在时间量子的至少一个预先确定的特性时对在位的边沿之间的至少两个时间量子计数或者用于对至少两个时间量子的时间量子计数；和用于基于至少一个计数器的计数值与至少一个预先确定的极限计数值的比较的结果来评估通信连接的质量的评估模块。在此，时间量子的至少一个预先确定的特性可以包括在时间量子中的位的值和/或时间量子相对位的采样点的布置和/或时间量子的数量和/或时间量子的时钟和/或是信息，即，时间量子是位的第一个时间量子或位的最后一个时间量子。
[0015]通信控制装置可能设计用于，向连接质量块提供时间量子的至少一个预先确定的特性。
[0016]按照一种变型方案，连接质量块设计用于，在使用在位的采样点之前的至少一个时间量子和位的采样点之后的至少一个时间量子的情况下检测和评估所产生的接收信号的位的位不对称性。
[0017]按照一种变型方案，连接质量块具有：至少一个第一计数器，其用于在位时间期间在至少两个时间上计算，接收信号的位是否具有第一二进制值；和至少一个第二计数器，其用于在位时间期间的至少两个时间上计算，接收信号的位是否具有不同于第一二进制值的第二二进制值；其中，连接质量块设计用于，基于第一和第二计数器的计数值与至少一个预先确定的极限计数值的比较的结果评估通信连接的质量。
[0018]按照一种实施例，连接质量块具有用于：第一计数器，其用于在接收信号的位的位时间期间在位的采样点之前的至少一个时间上检测，所述位是否具有第一二进制值，并且用于计算，位在何时具有第一二进制值；第二计数器，其用于在接收信号的位的位时间期间在位的采样点之前的至少一个时间上检测，所述位是否具有第二二进制值，并且用于计算，位在何时具有第二二进制值；第三计数器，其用于在接收信号的位的位时间期间在采样点
之后的至少一个时间上检测，所述位是否具有第一二进制值，并且用于计算，位在何时具有第一二进制值；第四计数器，其用于在接收信号的位的位时间期间在采样点之后的至少一个时间上检测，所述位是否具有第二二进制值，并且用于计算，位在何时具有第二二进制值；其中，连接质量块设计用于，基于第一至第四计数器的计数值与至少一个预先确定的极限计数值的比较的结果评估通信连接的质量。
[0019]按照一种实施例，连接质量块设计用于，在存在所产生的接收信号的位的位不对称性时，这样来移动由发送/接收装置产生的接收信号的位的采样点的位置，使得采样点处在位的边沿之间的中间。
[0020]连接质量块可能设计用于，在所产生的接收信本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.用于串行总线系统（1）的用户站（10；20；30；10A至10D），带有用于控制用户站（10；20；30；10A至10D）与总线系统（1）的至少一个其它用户站（20；10；30）的通信的通信控制装置（11；21；31），用于在总线系统（100）的总线（40）的帧（450；460）中接收由总线系统（1）的用户站（10；20；30；10A至10D）的通信控制装置（11；21；31）产生的发送信号（TXD）和用于从所接收的帧（450；460）产生接收信号（RXD；RXD_A至RXD_E）的发送/接收装置（12；22；32），和用于在使用至少两个时间量子（TQ）的情况下从由发送/接收装置（12；22；32）产生的接收信号（RXD；RXD_A至RXD_E）检测和评估与总线系统（1）的用户站（10；20；30；10A至10D）的通信连接的质量的连接质量块（15；25；35），其中，所产生的接收信号（RXD；RXD_A至RXD_E）的位的位时间（T_B）分成所述时间量子。2. 按照权利要求1所述的用户站（10；20；30；10A至10D），其中，所述连接质量块（15；25；35）这样能设定地设计用于，是否能够针对所产生的接收信号（RXD；RXD_A至RXD_E）的每个位或仅针对专用的位来评估通信连接的质量。3.按照权利要求1或2所述的用户站（10；20；30；10A），其中，所述连接质量块（15；25；35）具有计数模块（151），其带有至少一个计数器（1517；1511、1512；1511至1514；1511至1516）以用于在存在所述时间量子（TQ）的至少一个预先确定的特性时对在位的边沿之间的至少两个时间量子（TQ）计数或者用于对至少两个时间量子（TQ）的时间量子（TQ）计数，和用于基于至少一个计数器（1517；1511、1512；1511至1514；1511至1516）的计数值与至少一个预先确定的极限计数值的比较的结果来评估通信连接的质量的评估模块（152）。4.按照权利要求3所述的用户站（10；20；30；10A），其中，所述时间量子（TQ）的至少一个预先确定的特性包括在所述时间量子（TQ）中的位的值（B_W）和/或所述时间量子（TQ）相对位的采样点（SP）的布置和/或所述时间量子（TQ）的数量和/或所述时间量子（TQ）的时钟（TQ_CLK）和/或是信息，即，所述时间量子（TQ）是位的第一个时间量子（TQ1）或位的最后一个时间量子（TQN）。5.按照权利要求3或4所述的用户站（10；20；30；10A），其中，所述通信控制装置（11；21；31）设计用于，向所述连接质量块（15；25；35）提供所述时间量子（TQ）的至少一个预先确定的特性。6.按照前述权利要求中任一项所述的用户站（10；20；30；10A；10B），其中，所述连接质量块（15；25；35）设计用于，在使用在所述位的采样点（SP）之前的至少一个时间量子（TQ）和所述位的采样点（SP）之后的至少一个时间量子（TQ）的情况下检测和评估所产生的接收信号（RXD；RXD_A至RXD_E）的位的位不对称性。7.按照权利要求6所述的用户站（10；20；30；10A；10B），其中，所述连接质量块（15；25；35）具有至少一个第一计数器（1511），其用于在位时间（T_B）期间在至少两个时间（t_Z）上计算，所述接收信号（RXD；RXD_A至RXD_E）的位是否具有第一二进制值（B_W），和至少一个第二计数器（1512），其用于在位时间（T_B）期间的至少两个时间（t_Z）上计算，所述接收信号（RXD；RXD_A至RXD_E）的位是否具有不同于第一二进制值（B_W）的第二二进制值（B_W），并且
其中，所述连接质量块（15；25；35）设计用于，基于所述第一和第二计数器（1511、1512）的计数值与至少一个预先确定的极限计数值的比较的结果评估通信连接的质量。8.按照权利要求7所述的用户站（10；20；30；10A；10B），其中，所述连接质量块（15；25；35）具有第一计数器（1511），其用于在所述接收信号（RXD；RXD_A至RXD_E）的位的位时间（T_B）期间在位的采样点（SP）之前的至少一个时间（t_Z）上检测，所述位是否具有所述第一二进制值（B_W），并且用于计算，所述位在何时具有第一二进制值（B_W），第二计数器（1512），其用于在所述接收信号（RXD；RXD_A至RXD_E...

【专利技术属性】
技术研发人员：F，
申请(专利权)人：罗伯特，
类型：发明
国别省市：