用于提高串行总线系统中的数据传输容量的方法和设备技术方案

描述了一种用于在具有至少两个参与的数据处理单元的总线系统中进行串行数据传输的方法，其中所述数据处理单元通过总线交换消息，其中所发送的消息具有根据CAN标准ISO11898-1的逻辑结构，其中所述逻辑结构包括帧起始位、仲裁字段、控制字段、数据字段、CRC字段、确认字段和帧结束序列，其中所述控制字段包括数据长度码，所述数据长度码包含关于数据字段的长度的信息。在存在第一转换条件的情况下，消息的数据字段可以与CAN标准ISO11898-1不同地包括多于8个字节，其中在存在第一转换条件的情况下至少部分地与CAN标准ISO11898-1不同地解释数据长度码的4个位的值以确定数据字段大小。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于提高串行总线系统中的数据传输容量的方法和设备
本专利技术涉及用于提高串行总线系统中至少两个用户之间的数据传输容量的方法以及设备。
技术介绍
例如由ISO11898-1至11898-5族标准已知控制器域网络（CAN）以及称作“时间触发CAN”（TTCAN）的CAN扩展，以下也称作标准CAN。在CAN中使用的介质访问控制方法以逐位仲裁为基础。在逐位仲裁的情况下，多个用户站可以同时通过总线系统的信道传输数据，而不因此干扰数据传输。此外，用户站可以在通过信道发送位时求取信道的逻辑状态（0或1）。如果所发送的位的值与所求取的信道逻辑状态不对应，则用户站结束对信道的访问。在CAN情况下，通常根据在要通过信道传输的消息内的标识符进行逐位仲裁。在用户站已经将标识符完全发送给信道之后，该用户站知道，其具有对该信道的专属访问。因此，标识符传输的结束对应于释放间隔的开始，在所述释放间隔内用户站能够专属地使用信道。根据CAN的协议规范，其他用户站一直不被允许访问该信道、也即向该信道发送数据，直至发送用户站传输了消息的校验字段（CRC字段）。因此，CRC字段的传输的结束时刻对应于释放间隔的结束。因此，通过逐位仲裁，实现了通过信道无破坏地传输已经获得仲裁程序的消息。CAN的协议特别适合于在实时条件下传输短的消息，其中能够通过标识符的适当的分配确保特别重要的消息几乎总是获得仲裁并被成功发送。随着越来越多的现代车辆联网和附加的、用于改善例如驾驶安全性或驾驶舒适性的系统的进入，对待传输的数据量和在传输时允许的延迟时间的要求增加。例子有驾驶动态调节系统（例如电子稳定性程序ESP）、驾驶员辅助系统（例如自动间距调节ACC）或驾驶员信息系统（例如交通标志识别）（参见例如“BoschKraftfahrtechnischesHandbuch”中的描述，第27版，2011年，Vieweg+Teubner）。DE10311395A1描述一种系统，在所述系统中能够替代地通过非对称的物理CAN协议或通过对称的物理CAN协议进行异步串行通信，并且由此可为异步通信实现更高的数据传输速率或数据传输安全性。DE102007051657A1提出，在TTCAN协议的专属时间窗中应用异步的、快速的、不符合CAN的数据传输，以便提高传输的数据量。G.Cena和A.Valenzano在“Overclockingofcontrollerareanetworks”（ElectronicsLetters，第35卷，第22期（1999年），第1924页）中探讨了消息子区域中的总线频率超频对有效实现的数据速率的影响。没有探讨数据传输安全性的匹配。可以看出，现有技术没有在每个方面提供令人满意的结果。
技术实现思路
以下根据附图和实施例描述本专利技术连同其优点。本专利技术的主题不限于所示的和所描述的实施例。本专利技术的优点本专利技术从借助总线系统中的根据CAN标准ISO11898-1的逻辑结构传输消息出发，所述总线系统具有至少两个参与的数据处理单元，其中所述逻辑结构包括帧起始位、仲裁字段、控制字段、数据字段、CRC字段、确认字段和帧结束序列，其中所述控制字段包括数据长度码，所述数据长度码包含关于数据字段的长度的信息。本专利技术通过提供用于增大所传输的消息的数据字段的可能性来实现以下效果：相对于符合标准的CAN消息能够借助唯一的消息通过总线传送更大的数据量，其方式是，在存在第一转换条件的情况下消息的数据字段与CAN标准ISO11898-1不同地可以包括多于8个字节，其中在存在第一转换条件的情况下至少部分地与CAN标准ISO11898-1不同地解释数据长度码的位的值以确定数据字段大小。因此，通过有利的方式，消息中数据量与控制信息的比例上升并且因此通过总线系统的平均数据传输速率也上升。通过数据长度码的内容和数据字段的长度之间设置明确的分配，通过有利的方式实现了关于可表示的数据字段大小的高灵活性。此外有利的是，对于数据长度码的在标准CAN中通常使用的值0b0001至0b1000分配与标准CAN相应的数据字段大小、也即1个字节至8个字节，并且数据长度码的其余值用于其他允许的数据字段大小直至最大可能的大小。这在转变到根据本专利技术的方法的情况下以节省成本的方式降低了应用软件的匹配耗费。根据第一转换条件进行数据字段的增大和数据长度码的内容的解释的匹配，从而在存在所述第一转换条件的情况下应用根据本专利技术的方法，而一般地进行根据正常的CAN标准的数据传输。由此不仅能够在标准CAN总线系统中使用根据本专利技术的设备，而且能够在根据本专利技术的新的总线系统中以潜在更大的数据字段使用根据本专利技术的设备。附加地可以规定，在存在第二转换条件的情况下至少部分地与CAN标准ISO11898-1不同地并且在该第二转换条件不存在时还与所述分配不同地解释所述数据长度码的位。这样传输的消息可以通过仲裁字段中和/或控制字段中的第二标记识别。由此可以在选择有效的数据字段大小方面实现还要更高的灵活性。所述第二标记在参与的数据处理单元中被评估以求取第二转换条件，并且根据所述第二转换条件使接收过程匹配于数据字段大小。在相对于标准CAN协议的改变耗费方面可以有利的是，第二标记仅仅在其仲裁字段具有扩展格式的CAN消息格式的消息中出现和/或与扩展格式的标记一致。此外有可能的是，在数据字段根据本专利技术增大的情况下，使用改变的多项式来计算校验和并且在CRC字段中传输该改变的多项式。这所具有的优点是，对于所传输的较大数据量也保持错误识别的安全性。在一种特别有利的实施方式中，在消息开始时并行启动校验和的多个计算并且根据可能同一转换条件的存在或者数据长度码的内容决定：使用所述计算之一的哪个结果或在CRC字段中传输哪个结果。由此可能的是，与消息一起发送关于如下内容的信息：消息是按照符合标准的方法还是按照根据本专利技术修改的方法被传输，而不必事先通知接收方关于所使用的方法。用于检查正确的数据传输的校验和对于两种方法来说都存在并且可以根据需要被评估。通过一个或多个标记通知接收方当前的转换条件。在此特别有利的是，所述标记中的至少一个通过第一标记位实现，所述第一标记位的位置位于标识符的最后一位和数据长度码的第一位之间，并且在根据CAN标准ISO11898-1的消息中，具有规定的值的位位于所述第一标记位的位置上。进一步有利的是，可能存在的、出现在消息中CRC字段之前的填充位被接纳到校验和的计算中。由此进一步改善数据传输的安全性或对于数据传输错误的识别概率。如果将所述方法进一步与例如至少数据字段和CRC字段的位的位长度的转换相组合，则实现另一优点：比在将数据字段限制在8个字节这种情况下加速地传输更大的数据量。由此，总线系统的平均数据传输速率进一步上升。在一种有利的实施中，在这种情况下通过控制字段中的标记位实现具有缩短的位长度的消息的标记。由此能够与CRC计算的转换或者数据字段大小无关地实现位长度的转换并且能够灵活地对总线系统的状况进行反应。所述方法能够有利地用在机动车的正常运行中以用于在机动车的至少两个控制器之间传输数据，所述至少两个控制器通过合适的数据总线连接。但能够同样有利地用在机动车的制造或维护期间，用于在出于编程的目的与合适的数据总线连接的编程单元和机动车的与数据总线连接的至少一个控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于在具有至少两个参与的数据处理单元的总线系统中进行串行数据传输的方法，其中所述数据处理单元通过总线交换消息，其中所发送的消息具有根据CAN标准ISO?11898?1的逻辑结构，其中所述逻辑结构包括帧起始位、仲裁字段、控制字段、数据字段、CRC字段、确认字段和帧结束序列，其中所述控制字段包括数据长度码，所述数据长度码包含关于数据字段的长度的信息，其特征在于，在存在第一转换条件的情况下，消息的数据字段能够与CAN标准ISO?11898?1不同地包括多于8个字节，其中在存在第一转换条件的情况下至少部分地与CAN标准ISO?11898?1不同地解释数据长度码的位的值以确定数据字段大小。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.04.06 DE 102011006884.8;2011.06.29 DE 1020111.用于在具有至少两个参与的数据处理单元的总线系统中进行串行数据传输的方法，其中所述数据处理单元通过总线交换消息，其中所发送的消息具有根据CAN标准ISO11898-1的逻辑结构，其中所述逻辑结构包括帧起始位、仲裁字段、控制字段、数据字段、CRC字段、确认字段和帧结束序列，其中所述控制字段包括数据长度码，所述数据长度码包含关于数据字段的长度的信息，其特征在于，在存在第一转换条件的情况下，消息的数据字段能够与CAN标准ISO11898-1不同地包括多于8个字节，其中在存在第一转换条件的情况下至少部分地与CAN标准ISO11898-1不同地解释数据长度码的位的值以确定数据字段大小，其中由仲裁字段或由控制字段求取第一转换条件。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据第一转换条件的值，将所述数据长度码的位的可能值组合中的每一个分配给允许的数据字段大小之一。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，消息能够通过符合CAN标准的消息的仲裁字段中和/或控制字段中的第一标记来区别，在所述消息中消息的数据字段能够与CAN标准ISO11898-1不同地包括多于8个字节并且至少部分地与CAN标准ISO11898-1不同地解释数据长度码的位的值以确定数据字段大小。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在参与的数据处理单元中评估所述第一标记以求取第一转换条件，并且根据所述第一转换条件使接收过程匹配于数据字段大小。5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在存在第一转换条件的情况下所述数据字段能够包括16个不同的大小并且向数据字段的16个不同的大小分配数据长度码的位的16个值组合。6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在存在第一转换条件的情况下，数据字段的最大可能大小大于16字节。7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，将所述数据长度码的在0b0001和0b1000之间的值用于根据CAN标准ISO11898-1的在1个字节和8个字节之间的数据字段大小，并且在存在所述第一转换条件的情况下所述数据长度码的其余值用于其他允许的数据字段大小直至最大可能的大小。8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在存在第二转换条件或者更多另外的转换条件的情况下，所述数据长度码的位至少部分地与CAN标准ISO11898-1不同地并且当所述第二转换条件不存在时或者所述另外的转换条件不存在时与所述分配不同地被解释。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，消息能够通过仲裁字段中和/或控制字段中的第二标记或者另外的标记来识别，在所述消息中在存在第二转换条件或者更多另外的转换条件的情况下，所述数据长度码的位应当至少部分地与CAN标准ISO11898-1不同地并且当所述第二转换条件不存在时或者所述另外的转换条件不存在时应当与所述分配不同地被解释。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在参与的数据处理单元中评估所述第二标记或者另外的标记以求取第二转换条件或者另外的转换条件，并且根据评估结果使接收过程匹配于数据字段大小。11.根据权利要求9或10所述的方法，其特征在于，所述第二标记仅仅在其仲裁字段具有扩展格式的CAN消息格式的消息中出现和/或与扩展格式的标记一致。12.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一标记通过第一标记位实现，所述第一标记位的位置处于标识符的最后一位和数据长度码的第一位之间，并且在所述第一标记位的位置处在所述消息中根据CAN标准ISO11898-1存在具有所规定的值的位。13.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在控制字段中针对第二标记有第二标记位跟随在第一标记位之后或者针对另外的标记有另外的标记位跟随在第一标记位之后。14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，根据第三转换条件的值，消息的CRC字段能够具有至少两种不同的位数，其中CRC字段中的有效位数的至少之一是与CAN标准ISO11898-1不同的位数，其中使用与CAN标准ISO1...

【专利技术属性】
技术研发人员：F哈特维希，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：
国别省市：