低延迟命令传播协议制造技术

本发明专利技术涉及一种系统布局和方法，其能够以失效安全的方式并以低延迟的行为对单元进行操作。本发明专利技术提出一种特定协议的教导，其能够对程序包进行交换和路由来对发光二极管进行控制和寻址并读出传感器。信息是根据基础拓扑结构和应用程序域的非常特定的需求加以分布。汽车工业尤其对涉及安全方面的装置具有极为严格的需求。由于发光二极管和传感器可能影响车辆安全功能的可靠性，因此考量到实时性需求和可靠性，必须提供专门的方法。本发明专利技术提供的优点之一是，例如，分支装置可以在无显式命令的情况下更改其操作模式，但一般而言，命令可以为模式提供到期条件，所述到期条件后模式即返回到先前的模式。这种到期条件可以是接收预定义数量的特定网络事件。此外，本发明专利技术还提出一种计算机程序产品，其包括执行所述方法或操作所述装置的控制命令。作所述装置的控制命令。作所述装置的控制命令。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】低延迟命令传播协议
[0001]本专利技术涉及一种系统布局和方法，其能够以失效安全的方式并以低延迟的行为对单元进行操作。
[0002]本专利技术提出一种特定协议的教导，其能够对数据包和/或帧进行交换和路由来对发光二极管进行控制并读取传感器。信息根据基础拓扑结构和应用程序域的非常特定的需求来分布。汽车工业尤其对涉及安全方面的装置具有极为严格的需求。由于发光二极管和传感器可能影响车辆安全功能的可靠性，因此考量到实时性需求和可靠性，必须提供专门的方法。本专利技术提供的优点之一在于，例如，分支装置可以在无显式命令的情况下更改其操作模式，但一般而言，命令可以为模式提供到期条件，所述到期条件后模式即返回到先前的模式。这种到期条件可以是接收预定义数量的特定网络事件。此外，本专利技术还提出一种计算机程序产品，其包括执行所述方法或操作所述装置的控制命令。
[0003]WO2020/052801A1揭露一种系统布局，其用于对多个执行单元进行容错和电磁兼容控制。
[0004]WO2020/052802A1揭露一种线路驱动器装置，其能够例如在控制执行单元的系统布局中选择用于进一步数据流的第一或第二通信路径，而无须大量的技术努力。此外，根据所述专利技术的线路驱动器装置容错率特别高，尤其适合在汽车中使用。
[0005]WO2020/052806A1揭露一种线路驱动器装置，其能够例如在控制执行单元的系统布局中选择用于进一步数据流的第一或第二通信路径，而无须复杂的技术。此外，所提出的线路驱动器装置容错率特别高，尤其适合在汽车中使用。
[0006]现有的现场总线解决方案，如控制器局域网络(CAN)或区域互联网络(LIN)总线通信标准，如集成电路(I2C)或串行外设接口(SPI)，无法满足(许多)与传感器和探测器结合的动态控制LED对于通信网络的需求。20kBit/s的LIN对于使用LED创造动态照明效果而言太过缓慢。此外，其最多仅有16个客户端，所述数量太少而无法满足当今室内通信系统的需求。CAN以2
‑
4Mbits提供更高的带宽，但因其多主机具有针对数据的确定性分布而行使必要仲裁的功能，从而使动态效果，尤其是动态照明效果的同步无法实现。并且，其最多仅支持64个客户端，所述数量仍然太少。此外，独立的CAN节点的复杂性太高，导致成本高昂。
[0007]I2C是一种通信技术，其专为印刷电路板(PCB)上半导体组件的串行连接而设计。同理，其典型400kBits的数据传输速率对于动态照明效果而言仍然太低。这类总线由于使用单端信号，在通过线路传输时非常容易受到干扰。
[0008]SPI也是一种通信技术，其专为PCB层级上半导体组件的串行连接而设计。然而，由于其使用移位寄存器架构，当客户端数量增加时，会导致完全无法接受的延迟。
[0009]以太网在带宽和支持客户端的数量方面非常适合，但过于复杂而无法在任何LED、传感器或按钮装置中实施。此外，如果不在电缆接口上增加共模扼流圈，以太网就无法达到所要求的高抗干扰性。
[0010]车辆内部整体呈现出车辆的人机接口(HMI)。除了公知的控制元件如方向盘、剎车和油门来控制车辆外，显示器、开关、按钮和信号灯以及发光二极管LED实现了复杂的HMI，以对车辆进行配置和个性化，同时也与驾驶辅助系统通信或接收其警告。
[0011]从第一部车开始，这种HMI整体上在实现HMI元件方面的功能和多样性便不断增长。
[0012]由于各种技术的可用性，以及不断开发的新功能，从而创造出如按钮、开关和“触摸解决方案”的触觉元件，以及如信号灯和警告灯或显示器和动态照明元件的视觉元件的混合体。
[0013]大量的这类元件具有独立控件，其协议种类不胜枚举，且通常仅限于单一功能的单元。此情况仅仅是因为受到创造当下的技术限制。因此，当今的车辆HMI有如不同元件的大杂烩，这些元件实际上无法彼此互动。
[0014]当今的车辆内部代呈现出一种高度复杂的HMI，其全面性地对驾驶员造成影响，使驾驶员除有控制车辆的实际工作外，还必须操作所述HMI。驾驶员经常过度劳累而无法确保驾驶安全。
[0015]能够根据情况评估和提供信息，或可能以非常精准的方式将信息传达给驾驶员的跨功能HMI概念，一般而言是驾驶安全的基本要素，也是驾驶员和乘客的福祉，其将所有技术可能性结合到一个完整的系统中，例如显示信息的显示器和LED，以及非接触式手势通信，或甚至是控制动作的语音识别。
[0016]这需要一个定制的通信系统，将显示元件、传感器和触觉元件结合在一个通信网络中，从而实现对这些元件的协调控制。
[0017]网络须能够以最低延迟和同步方式来动态驱动大量(100到1000个)的LED。LED可以是彩色或白色LED。此外，须控制和读取有限数量(少于50个)的传感器元件。此外，须以最低延迟(反应时间<100ms)识别有限数量(<50个)的触觉元件，例如按钮和开关。
[0018]因此，本专利技术的一目的是提供一种改善的系统布局，其能够在整个专用硬件架构中进行实时且具有失效安全的命令传播。此外，本专利技术的一目的是提出一种用于所提出系统布局中的线路驱动器单元，以及提出一种用于提供或操作所提出系统布局的方法。此外，本专利技术提出一种包括控制命令的计算机程序产品，所述控制命令会执行所述方法或操作所述系统装置。
[0019]本专利技术的目的通过独立权利要求的特征加以实现。其他有利实施例记载于从属权利要求中。
[0020]因此，本专利技术提出一种用于汽车中的系统布局，其用于低延迟和失效安全命令传播，能够实时有目标性地启动多个客户端装置中的每一个，包括：发起器装置，其布置以生成和发起命令；一串分支装置，其通过发起器端口通信耦接到所述发起器装置，所述一串分支装置使用传输介质进行通信连接；所述多个客户端装置分区成多个串行分支，至少两个客户端装置中的每一个沿着分支型数据线，每个分支各自连接到一个分支装置，其特征在于，每个分支装置根据配置的模式，直接将所述发起器装置生成和发起的命令各自提供给使用各自一个分支的客户端端口的第一客户端装置，所述一个分支与所述分支装置连接，其中，所述命令通过各自所述分支装置的客户端端口进一步传播到至少一个其他客户端装置，所述模式依据已生成的命令配置和/或由已接收的链接警示事件的数量配置。任何分支中不一定需要存在至少两个客户端装置。也可能存在空的分支。
[0021]因此，本专利技术提出一种用于汽车中的系统布局，其用于低延迟和失效安全命令传播，这么做的优点为：传播模式由命令和/或随后由已接收的链接警示事件的数量来配置。
因此，可以使用命令直接设置模式或指定回退条件，其中模式或状态交换回之前的模式或另一个指定的模式。因此，不再传输其他交换指令。这在连接中断的情况下具有特殊的优势，而且可以快速实施。
[0022]能够实时有目标性地启动多个客户端装置中的每一个旨在对分支装置进行寻址，尤其是客户端装置。命令通过分支装置传输到触发动作的客户端装置。这些动作可以包括读出传感器或设置RGB颜本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于汽车中的系统布局，其用于低延迟和失效安全命令传播，能够实时有目标性地启动多个客户端装置(CD)中的每一个，包括：一发起器装置(I)，布置以生成和发起命令；一串分支装置(BD)，通过一发起器端口(ISP)通信耦接到所述发起器装置(I)，所述串分支装置(BD)使用一传输介质进行通信连接；所述多个客户端装置(CD)分区成多个串行分支，至少两个客户端装置(CD)中的每一个沿着一分支型数据线，每个分支各自连接到一个分支装置(BD)，其特征在于：每个分支装置(BD)根据配置的模式(M0、M1、M2、...、M6)，直接将由所述发起器装置(I)生成和发起的命令各自提供给使用各自一个分支的客户端端口(CSP)的一第一客户端装置(CD)，所述一个分支与所述分支装置(BD)连接，其中，所述命令通过各自所述分支装置(BD)的所述客户端端口(CSP)进一步传播到至少一个其他客户端装置(CD)，所述模式依据已生成的命令配置和/或由已接收的链接警示事件的数量配置。2.根据权利要求1所述的系统布局，其特征在于，所述模式至少配置于每个分支装置(BD)的成对通信端口之间，所述通信端口包括一发起器端口(ISP)、一客户端端口(CSP)和/或一扩展端口(ESP)。3.根据权利要求1或2所述的系统布局，其特征在于，所述已接收的链接警示事件由至少一个已解码的帧同步事件、至少一个命令、至少一个下游帧、至少一个上游帧、至少一个已接收的消息、至少一个已执行的命令和/或至少一个指令形成。4.根据前述任一项权利要求所述的系统布局，其特征在于，所述已接收的链接警示事件的数量由所述已生成的命令或一预定义的阈值指定。5.根据前述任一项权利要求所述的系统布局，其特征在于，每个已生成的命令包括布置以指示帧开始的帧同步数据。6.根据前述任一项权利要求所述的系统布局，其特征在于，一模式指定程序包在所述成对端口(ISP、CSP、ESP)之间的交换、路由、分析和/或传输。7.根据前述任一项权利要求所述的系统布局，其特征在于，每个分支装置(BD)根据协议进行操作，所述协议由指定规则的所述发起器装置(I)实施，每个分支装置(BD)根据所述规则在多个状态中的一个状态下进行操作，所述多个状态包括：电力开启后不将地址分配给所述分支装置(BD)的状态；只接受初始化命令的状态；将唯一网络地址分配给所述分支装置(BD)的状态；所述分支装置(BD)的所有网络相关操作皆为可操作的状态；所述分支装置(BD)执行网络相关操作并执行装置特定功能的状态；所述分支装置(BD)不具有已分配的网络地址，并且对于到达发起器端口(ISP)、转发到扩展端口(ESP)和客户端端口(CSP)的帧或到达扩展端口(ESP)、转发到发起器端口(ISP)和客户端端口(CSP)的帧是双向透明的状态。8.根据前述任一项权利要求所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗兰德，
申请(专利权)人：伊诺瓦半导体有限责任公司，
类型：发明
国别省市：