用于使在車載網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點中的時鐘同步的方法和設(shè)置用于實施該方法的節(jié)點的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于使機動車的車載網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點中的時鐘(1，2)同步的方法和設(shè)置用于實施該方法的節(jié)點，其中節(jié)點通過本身不同步的通訊協(xié)議彼此通訊。在該方法中，具有主時鐘(1)的主節(jié)點發(fā)送同步報文，在具有從時鐘(2)的從節(jié)點中對其進行分析，其中使從節(jié)點的或從時鐘(1)的時鐘脈沖匹配于主節(jié)點的或主時鐘(2)的時鐘脈沖。此外在該方法中在考慮報文在主節(jié)點和從節(jié)點之間的傳輸時間的情況下校正主時鐘(1)和從時鐘(2)之間的時間偏移。所提出的是，至少為了主時鐘(1)在車載網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點啟動之后與從時鐘(2)的第一同步，在從節(jié)點中使用用于校正在主節(jié)點和從節(jié)點之間的時間偏移的預(yù)定傳輸時間，和/或從節(jié)點發(fā)送延遲請求報文(8)，在主節(jié)點中檢測其接收時間(t4)并主節(jié)點將其作為延遲應(yīng)答報文(9)傳回至從節(jié)點，然后在從節(jié)點中確定報文在主節(jié)點和從節(jié)點之間的傳輸時間，其中延遲請求報文(8)的發(fā)送頻率至少在機動車的節(jié)點啟動之后的預(yù)定時間段中等于同步報文(4)的發(fā)送頻率。
【專利說明】用于使在車載網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點中的時鐘同步的方法和設(shè)置用于實施該方法的節(jié)點
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于使在機動車的車載網(wǎng)絡(luò)的例如設(shè)計作為控制設(shè)備的節(jié)點中的時鐘同步的方法和設(shè)置用于實施該方法的節(jié)點，其中節(jié)點通過本身不同步的通訊協(xié)議、例如具有以太網(wǎng)協(xié)議的總線系統(tǒng)彼此通訊。
[0002]在根據(jù)本發(fā)明的同步方法中提出，具有主時鐘的主節(jié)點發(fā)送同步報文，在具有從時鐘的從節(jié)點中分析該同步報文，其中使從節(jié)點的時鐘脈沖匹配于主節(jié)點的時鐘脈沖，這特別由此實現(xiàn)，即從時鐘的或者說從節(jié)點的給定時鐘脈沖的振蕩器來調(diào)節(jié)、或以其他的方式調(diào)節(jié)例如通過校正時鐘脈沖來協(xié)調(diào)時鐘脈沖。此外在根據(jù)本發(fā)明提出的方法中在考慮在報文主節(jié)點和從節(jié)點之間的傳輸時間的情況下校正在主時鐘和從時鐘之間的時間偏移。
【背景技術(shù)】
[0003]GB 2 246 677 A描述了一種在不同的波長信道上同步運行的光學終端。如果在安裝時還沒有確定光路徑長度，那么該終端在啟動時發(fā)送信號，該信號由星形聯(lián)結(jié)器傳回至自身的接收器，以確定接收器至星形聯(lián)結(jié)器的光路徑長度。從路徑長度和對每個波長的有差別的差分時間偏移的認知中，確定對于接收器的每個波長的時間延遲并且由此實現(xiàn)終端的波長同步地運行。但是上述情況對于包交換的數(shù)據(jù)傳輸而言由于在此出現(xiàn)了偶然的延遲而是不可行的。
[0004]從EP O 016 447 Al中已知用于重建在包交換的通訊網(wǎng)絡(luò)中的語言數(shù)據(jù)的方法和裝置，其中在有效的信號周期中估算第一數(shù)據(jù)包在從發(fā)送器至接收器的傳輸中的時間延遲，并且繼續(xù)進行該估算用于發(fā)送器和接收器的時間同步，其中發(fā)送器在取決于估算的時間延遲的時間緩存數(shù)據(jù)包，以便將數(shù)據(jù)包的差異減小至最小。然而這也存在問題，即通訊開始時首先基于從第一數(shù)據(jù)包中獲得的估算來實施同步，并且因此持續(xù)時間相對較長。
[0005]在US5，623，483中說明了一種用于借助于控制開關(guān)電路使數(shù)據(jù)流同步的系統(tǒng)，該控制開關(guān)電路配置并設(shè)置有用于處理和接收數(shù)據(jù)流的緩存器開關(guān)電路。此外，將最大可接收的包損失率和最大可接受的延遲定義為初始參數(shù)。此外建立包延遲分布，其再現(xiàn)了在傳輸路徑上的確定包延遲的概率。可以將其選擇作為起始近似值并且在操作運行中進行細化。然后在從測定的延遲中推導出的位置中將第一數(shù)據(jù)包安插到緩存器內(nèi)。隨后接收的數(shù)據(jù)包被相應(yīng)地分類到存儲器中，該數(shù)據(jù)包包括其相對于第一數(shù)據(jù)包的位置的說明。因此實現(xiàn)了數(shù)據(jù)流的同步，而并非發(fā)送器和接收器中的、在數(shù)據(jù)流傳輸?shù)姆懂爟?nèi)不必要的計時器的同步。
[0006]另一方面，存在此類使用，其中必須使用共同的時基，以便確保不同的事件(信號)在時間上的同步性。具體的應(yīng)用實例是在機動車中的控制設(shè)備，其通過總線系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)地彼此通訊。
[0007]在此，共同的時基并且進而節(jié)點或網(wǎng)絡(luò)在時間上的同步性原則上可以由網(wǎng)絡(luò)自身實現(xiàn)。為此存在如FlexRay或MOST的總線系統(tǒng)，它們當前用在機動車中并且可以建立該共同的時基。在此典型地，同步時間(從例如在啟動網(wǎng)絡(luò)時初始的非同步性出發(fā)直至完全的同步性)小于100ms，如同在車中的應(yīng)用所需要的同步時間那樣。但是，并不是所有網(wǎng)絡(luò)或總線系統(tǒng)具有此類型的、通過本身同步的通訊協(xié)議。如果通過作為這種在車輛中構(gòu)造用于控制設(shè)備的或網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的通訊連接的總線系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)不能實現(xiàn)建立共同的時基，則存在這樣的可能性，即這通過用于時間同步的特別協(xié)議來實現(xiàn)。
[0008]對此特別適合的并且流行的用于使網(wǎng)絡(luò)節(jié)點同步的協(xié)議是根據(jù)標準IEEE1588的版本vl和v2的精密時間協(xié)議(Precision Time Protocol) (PTP)以及由此推導出的IEEE802.1AS協(xié)議，利用這些協(xié)議能在各個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點之間分別建立以包為基礎(chǔ)的時間同步。
[0009]這些用于同步的協(xié)議 基本上以此為基礎(chǔ)，即在網(wǎng)絡(luò)中存在一個惟一的、也被稱為Master-Clock的主時鐘，并且其他時鐘表現(xiàn)為同步至這個主時鐘的從時鐘(Slave-Clock)。在時鐘方面，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點因此是涉及作為從節(jié)點(與其時鐘相關(guān))的其他網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的主節(jié)點。在此，主時鐘典型地是在網(wǎng)絡(luò)中質(zhì)量最佳的時鐘。在同步時測定從時鐘相對于主時鐘的時間偏置(Offset)和在相鄰節(jié)點之間的傳輸時間。這些值然后用于從時鐘的或者說從節(jié)點的時鐘校正器。
[0010]然而與通常使用在機動車中的如FI exRay或MOST這樣的總線系統(tǒng)相反，這種同步協(xié)議不會在啟動(重新啟動)網(wǎng)絡(luò)時優(yōu)化到第一次的同步上，如同例如在啟動機動車時獲得的那樣。由此這樣設(shè)計該協(xié)議，即其在啟動系統(tǒng)時需要明顯更長的在秒范圍內(nèi)的同步時間。借助于該PTP/IEEE802.1AS協(xié)議的同步在啟動或重新啟動系統(tǒng)時不能以小于一秒的同步時間完成網(wǎng)絡(luò)節(jié)點或其時鐘的同步。
[0011]在汽車工業(yè)中詳細考慮的以太網(wǎng)變體“以太網(wǎng)AVB (Ethernet AVB) ”也不能完成小于一秒的同步時間，該以太網(wǎng)變體使用IEEE802.1AS協(xié)議以使網(wǎng)絡(luò)節(jié)點、即特別是機動車中的單個控制設(shè)備同步。如已說明的，該協(xié)議基于測量在各個節(jié)點之間的傳輸時間并且將其然后引入時鐘偏置校正器。這個已知的方法在兩個步驟中執(zhí)行。
[0012]在第一步驟中測量主時鐘和從時鐘的差值。為此主時鐘發(fā)送同步報文，該同步報文在主時鐘的特別時間點h被發(fā)送并在從時鐘的時間t2時被接收，其中利用同步報文(或者直接在同時報文(Sync報文)中或緊隨其后的跟隨報文(Follow-Up報文)中，它們共同構(gòu)成同步報文)將主時鐘的發(fā)送時間^傳輸至從時鐘。為此特別是通過分析兩個彼此跟隨的同步報文，使從時鐘的時鐘速度匹配于主時鐘的時鐘速度。根據(jù)相應(yīng)于IEEE802.1協(xié)議的預(yù)設(shè)標準，在從大約7ms的、具體地例如7.8125ms至64s的間隔時間(Raster)中執(zhí)行該測量或分析，在該間隔時間中發(fā)送同步報文。
[0013]在已知的同步方法中在另一個步驟中時間性地測量傳輸路徑，以便能校正主時鐘和從時鐘之間的時間偏移(時鐘的偏置(Offset)和因為傳輸造成的延遲(Delay))。為此提出，測量雙路徑的延遲，即對于從從時鐘或者說從節(jié)點至主時鐘或者說主節(jié)點并且返回的往返發(fā)送(Rundsendung)的時間。為此從時鐘或者說從節(jié)點發(fā)送延遲請求報文,其通過主時鐘或者說主節(jié)點來接收。在對此的反饋中，主節(jié)點或者說主時鐘發(fā)送延遲應(yīng)答報文，在發(fā)送延遲請求報文的從節(jié)點中對其進行接收。在從時鐘中和主時鐘中檢測相應(yīng)的發(fā)送時間點和接收時間點，由此隨后可能的是，測定由于發(fā)送而產(chǎn)生的時間延遲(Delay)和從時鐘相對于主時鐘的偏置。由此可以測定和校正在這兩個時鐘之間的時間偏移。
[0014]然而根據(jù)IEEE802.1AS協(xié)議的規(guī)范僅每秒一次地實施前面描述的用于校正時間偏移的延遲應(yīng)答循環(huán)。這在具有多個節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)中導致了在啟動全部系統(tǒng)時，每個節(jié)點的全部同步時間可以分別提高一秒。根據(jù)這個協(xié)議阻止了更加頻繁地發(fā)送這些報文，因為否則在網(wǎng)絡(luò)中傳輸信道的持續(xù)負荷將會過大。補充地，如此設(shè)置IEEE802.1AS網(wǎng)絡(luò)，使其自主地配置和分段。在此，每個參與網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點使用所謂的“最佳主時鐘(Best MasterClock)”算法(BMC)，以便確定在網(wǎng)絡(luò)中或在當前的網(wǎng)絡(luò)區(qū)段中的最佳時鐘。每個時鐘在精密時間協(xié)議(PTP)的框架中在特殊的數(shù)據(jù)記錄中保存其屬性，并且將這些屬性以所謂的聲明報文的形式通知其他的總線參與者或者網(wǎng)絡(luò)參與者。由此全部參與者或節(jié)點可以將其當前時鐘的數(shù)據(jù)記錄與在網(wǎng)絡(luò)中的當前主時鐘的數(shù)據(jù)記錄相比較，并且自己調(diào)整時鐘配置，其中在網(wǎng)絡(luò)中實施這些具有最佳質(zhì)量屬性的時鐘作為最佳主時鐘(Best Master Clock)。
[0015]在此通過借助于交換聲明報文循環(huán)地實施該最佳主時鐘方法，也使參與者在運行時間內(nèi)被接入或被去除，這也稱為熱插拔(hot pluggin)。在重新啟動(啟動)網(wǎng)絡(luò)時，基于最佳主時鐘算法沒有參與者已知最佳時鐘，因此每個參與者(節(jié)點)由此出發(fā)，即自己具有最佳時鐘，直至它在聲明報文的范圍中得知，在網(wǎng)絡(luò)中其他的參與者或節(jié)點的時鐘質(zhì)量更好并且使用其作為主時鐘。
[0016]在IEEE802.1AS協(xié)議中預(yù)設(shè)的發(fā)送頻率是1Hz，即聲明報文在僅一秒的間隔時間中傳輸?；凇颈尘凹夹g(shù)】也可以將這理解為，該數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中的更加頻繁地傳輸導致了在正常運行中過大地網(wǎng)絡(luò)基本負載，因此當聲明報文的傳輸率更高時，用于真正的數(shù)據(jù)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)潛在因素變得過大。
[0017]因為在重新啟動網(wǎng)絡(luò)時首先必須確定系統(tǒng)的所有參加者的最佳時鐘，以便將其布置為主節(jié)點的主時鐘，因此根據(jù)節(jié)點的數(shù)量確定最小的同步時間，這是因為每個鄰居循環(huán)地將聲明報文轉(zhuǎn)發(fā)給它的鄰居。因此在網(wǎng)絡(luò)中每個節(jié)點，對最佳時鐘的確定持續(xù)了最多一秒以上的時間。為了總體上具有靈活的自動尋找最佳時鐘的網(wǎng)絡(luò)，在重新啟動網(wǎng)絡(luò)(起動或啟動)時容忍該缺點存在。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0018]基于此背景本發(fā)明的目的在于，在重新啟動網(wǎng)絡(luò)或系統(tǒng)時同步時間在使用本身不同步的通訊協(xié)議時減小。
[0019]根據(jù)本發(fā)明，該目的通過具有權(quán)利要求1的特征的方法和根據(jù)權(quán)利要求10的特征的特別設(shè)計為車載網(wǎng)絡(luò)中的控制設(shè)備的節(jié)點來實現(xiàn)。此外該目的通過根據(jù)權(quán)利要求11的適合的計算機程序產(chǎn)品來實現(xiàn)，該計算機程序產(chǎn)品可以被安裝在網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點中。
[0020]在根據(jù)本發(fā)明提出的用于使前面所述類型的時鐘同步的方法中特別提出，至少為了該王時鐘在啟動車載網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點之后例如在接通和/或在重新啟動在從節(jié)點中的網(wǎng)絡(luò)之后與可能多個從時鐘之一或者與多個從時鐘或者每個從時鐘的第一同步，使用優(yōu)選地用于從主節(jié)點至特殊的從節(jié)點的傳輸?shù)奶厥獾?、即取決于傳輸路徑的預(yù)定傳輸時間，以用于校正在主節(jié)點和從節(jié)點之間的時間偏移。由此在重新啟動系統(tǒng)時首先可以取消前面所述的延遲應(yīng)答循環(huán)，以便實現(xiàn)主時鐘快速同步于從時鐘，其中在該延遲應(yīng)答循環(huán)中將報文的往返發(fā)送作為延遲請求報文和延遲應(yīng)答報文來分析。這對于第一同步循環(huán)或多個同步循環(huán)可以進行，優(yōu)選地一直持續(xù)直至實現(xiàn)主時鐘和從時鐘可靠的同步。該建議基于以下的認知，即機動車的配制和在車載網(wǎng)絡(luò)中(以下也稱為網(wǎng)絡(luò))中的節(jié)點通常非動態(tài)地變化，并且用于時間同步的信息或報文的傳輸時間在車輛的整個使用壽命上近乎恒定。就此而言可能的是，使用預(yù)定傳輸時間，并且至少將第一同步時間限制在交換同步報文上，并且對于其他同步使用固定存儲的預(yù)定傳輸時間用于計算。
[0021]可替換的、但是也優(yōu)選地與前述方法良好結(jié)合的可能性在于，優(yōu)選地在獲得同步報文之后從節(jié)點發(fā)送延遲請求報文，在主節(jié)點中檢測其接收時間，并且主節(jié)點將其作為延遲應(yīng)答報文傳回至從節(jié)點，其中在從節(jié)點中確定報文在主節(jié)點和從節(jié)點之間的傳輸時間，其中延遲請求報文的發(fā)送頻率至少在車輛的節(jié)點啟動之后的預(yù)定時間段中等于同步報文的發(fā)送頻率。該延遲請求報文的發(fā)送和延遲應(yīng)答報文的接收以下被總稱為延遲請求循環(huán)并且相應(yīng)于對通過在從節(jié)點和主節(jié)點之間的往返發(fā)送的報文傳輸時間的測定，其顯著地縮短了同步時間，這是因為明顯地提高了根據(jù)協(xié)議設(shè)計的IHz的發(fā)送頻率。根據(jù)本發(fā)明在重新啟動系統(tǒng)時這不再是不利的，因為直至在車載網(wǎng)絡(luò)中或者在網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點同步無論如何不可能交換其他內(nèi)容性信息。因此在重新啟動車載網(wǎng)絡(luò)之后首先對此使用全部或大部分可使用的傳輸容量以將每個車載網(wǎng)絡(luò)的參與者或節(jié)點轉(zhuǎn)入可運行的狀態(tài)，該狀態(tài)也包括將網(wǎng)絡(luò)的參與者或節(jié)點的全部時鐘同步。
[0022]通常根據(jù)標準IEEE1588或建立于其上的、也使用所謂的“以太網(wǎng)AVB”協(xié)議的標準IEEE802.1AS，按照典型的10或IOOms的間隔發(fā)送同步報文，并且相反地僅利用IHz的頻率發(fā)送延遲請求循環(huán)，然而根據(jù)本發(fā)明，為了執(zhí)行延遲請求循環(huán)而根據(jù)第二替代方案提出對于預(yù)定的短暫時間段的提高了的頻率，該時間段相對于車載網(wǎng)絡(luò)在機動車行駛期間的正常運行時間非常短。預(yù)定的時間段例如可以是I至100秒的時間、優(yōu)選地大約為2至10秒。
[0023]這特別在結(jié)合應(yīng)用本發(fā)明第一替代方案中說明的預(yù)定傳輸時間的情況下是有意義的，以便立即實現(xiàn)時鐘的第一同步，由此通過隨后的延遲請求循環(huán)僅只需要對同步進行相比更小的校正，從頭開始進行這些校正的時間通常在比完全重新確定同步的時間更短。
[0024]根據(jù)所提出的方法的特別優(yōu)選的實施方式，在先進行的運行中，特別是如前述那樣通過從節(jié)點發(fā)送延遲請求報文并且在主節(jié)點中分析其接收時間來測量預(yù)定傳輸時間，并且將其存儲在在從節(jié)點中、即從節(jié)點的計算和存儲裝置中。也可以在先進行的接通循環(huán)中獲得對預(yù)定傳輸時間的測定，從而車輛在提供給終端客戶時已經(jīng)包含用于預(yù)定傳輸時間的預(yù)定值，并且僅僅在車載網(wǎng)絡(luò)第一次啟動時(還在制造商處)出現(xiàn)較長的同步時間，這是因為首先必須通過實施延遲請求循環(huán)有可能利用根據(jù)標準降低了的發(fā)送頻率測定傳輸時間。
[0025]在此可以有利補充的是，從所給出的車輛配置中測定或者計算預(yù)定傳輸時間。在車載網(wǎng)絡(luò)中由于運行路徑使得信號傳遞的時間較短。在發(fā)送和傳輸報文時對于延遲時間的決定因素是節(jié)點的處理速度，其特別取決于硬件和軟件。可以通過讀取所參與的節(jié)點的配制和固件版本來讀出這些信息，并且將其用于適宜的參數(shù)化計算中，因此根據(jù)在車輛中設(shè)置的節(jié)點、即車輛配置在理論上也可以測定預(yù)定傳輸時間。
[0026]當從節(jié)點在接收同步報文之后立即進行發(fā)送延遲請求報文時，可以實現(xiàn)進一步減小同步時間。在此，根據(jù)本發(fā)明“在接收同步報文之后立即”應(yīng)表示，從節(jié)點在接收和識別同步報文之后在下一個處理步驟中無需中間連接其他的處理步驟地發(fā)送延遲請求報文。在此同步報文技術(shù)上也可以由兩個連續(xù)的報文構(gòu)成，即通過一個Sync報文和一個Fol1w-Up報文構(gòu)成，Sync報文在主時鐘的時刻h時通過主節(jié)點發(fā)送并且在從節(jié)點時鐘的時間點t2時在從節(jié)點中被接收，F(xiàn)ollow-Up報文在Sync報文之后通過主節(jié)點被發(fā)送并且包含時鐘時間^作為信息，因此在從節(jié)點中為了實施同步算法使用該時鐘時間。根據(jù)本發(fā)明或者可以在接收Sync報文之后或者可以在接收Fol1w-Up報文之后，在接收同步報文之后立即進行發(fā)送延遲請求報文，其中在Sync報文之后的發(fā)送則發(fā)送處于接收Sync報文和Follow-Up報文之間。
[0027]根據(jù)另一個方法變體也可以提出，延遲請求報文的(在啟動時首先是高的、等于同步報文的發(fā)送頻率的)發(fā)送頻率在預(yù)定的時間段之后和/或在從時鐘成功地同步于主時鐘之后減小，以便減小傳輸信道的負荷，也就是說只要實際進行了或者根據(jù)情況可能必須進行同步時就實現(xiàn)該情況。優(yōu)選地發(fā)送頻率然后減小到符合標準的例如每秒一次發(fā)送的發(fā)送頻率，(為了在連續(xù)運行中也保持時鐘同步，在這個運行中可以繼續(xù)進行符合標準的同步)。
[0028]根據(jù)本發(fā)明在同步方法的另一個變體中，在車輛的節(jié)點啟動之后當同步時鐘時在節(jié)點中通過在啟動的節(jié)點之間交換聲明報文替代確定最佳主節(jié)點BMC)來確定地預(yù)先給定主時鐘，其中每個節(jié)點發(fā)送具有關(guān)于其時鐘屬性的信息的聲明報文并且接收和分析其他節(jié)點的聲明報文，以便測定質(zhì)量最好的時鐘并將其確定為主時鐘，該主時鐘在啟動車輛系統(tǒng)時是用于所有節(jié)點的主時鐘并且描述了時基，其他的時鐘(至少首先)同步于該時基。因此全部網(wǎng)絡(luò)節(jié)點在啟動系統(tǒng)前已知了最佳時鐘，并且其端口與此相應(yīng)地配置到之前定義的狀態(tài)中。在第一同步之后為了在車載網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)絡(luò)中測定質(zhì)量最好的時鐘，也可以將該方法作為最佳主時鐘方法(BMC)執(zhí)行，其中在持續(xù)的運行中相應(yīng)地調(diào)節(jié)主時鐘。
[0029]作為替代地或附加地也可以提出，在車輛的節(jié)點啟動之后在同步節(jié)點中的時鐘時，在每個節(jié)點發(fā)送具有關(guān)于其時鐘屬性的信息的聲明報文并且接收和分析其他節(jié)點的聲明報文，以便測定質(zhì)量最好的時鐘并且將其確定為主時鐘(執(zhí)行最佳主時鐘方法)。在此根據(jù)本發(fā)明提出，聲明報文的發(fā)送頻率至少在車輛的節(jié)點啟動之后的預(yù)定的時間段中等于同步報文的發(fā)送頻率，因此與標準實施最佳主時鐘方法相比由于發(fā)送頻率的提高可以實現(xiàn)大體上更加快速的同步。此時根據(jù)本發(fā)明也確定了，在車載網(wǎng)絡(luò)中當重新啟動網(wǎng)絡(luò)時該通訊負荷是可承受:的。
[0030]此外還證明了，當在發(fā)送延遲請求報文之后每個從節(jié)點立即發(fā)送聲明報文并且在發(fā)送同步報文之后主節(jié)點立即發(fā)送該聲明報文時，在維持延遲請求循環(huán)和最佳主時鐘算法的情況下特別快速地執(zhí)行同步循環(huán)，其中立即發(fā)送在此時也再次表示，在相應(yīng)的節(jié)點或相應(yīng)節(jié)點的計算單元中根據(jù)分別觸發(fā)的事件(發(fā)送延遲請求報文的同步報文)實施上述情況而無需其他中間連接的動作。
[0031] 為了在此也減小傳輸信道的負荷，根據(jù)本發(fā)明可以提出，在預(yù)定的時間段之后和/或在成功地確定主時鐘之后，減小聲明報文的發(fā)送頻率，優(yōu)選地減小到符合標準的大約每秒發(fā)送一次的發(fā)送頻率。
[0032]此外本發(fā)明涉及一種在機動車的車載網(wǎng)絡(luò)中的具有微處理器的節(jié)點，該節(jié)點設(shè)置用于執(zhí)行通訊協(xié)議，由此該節(jié)點可以參與在機動車或車載網(wǎng)絡(luò)中的不同節(jié)點的通訊。該類型節(jié)點通常在車輛中是控制設(shè)備，其在車輛中通訊，以便交換特定的信息、例如傳感器數(shù)據(jù)、已識別的危險情況或類似信息。
[0033]根據(jù)本發(fā)明提出，節(jié)點的微處理器設(shè)置用于執(zhí)行前面描述的用于同步時鐘的方法或者其中部分方法。[0034] 相應(yīng)地本發(fā)明也涉及一種具有程序編碼裝置的計算機程序產(chǎn)品，這些程序編碼裝置適用于，在設(shè)置在車載網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點的微處理器上之后，實施前述的用于使車載網(wǎng)絡(luò)中的時鐘同步的方法或其中部分方法，所述節(jié)點在所述車載網(wǎng)絡(luò)中彼此連接。這些程序編碼裝置可以例如作為固件在節(jié)點上運行。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0035]本發(fā)明的其他優(yōu)點、特征和應(yīng)用可能性也從以下對實施例和附圖的說明中獲得。在此所有說明的和/或形象地示出的特征單獨地或在任意組合中構(gòu)成本發(fā)明的對象，也與特征在權(quán)利要求中的總結(jié)或者與它們的引用無關(guān)。
[0036]在此示出:
[0037]圖1在示意性的時間流程圖中示出用于將從時鐘同步到主時鐘上的同步方法，和
[0038]圖2在示意性時間流程圖中示出用于測定在網(wǎng)絡(luò)中的質(zhì)量最佳的時鐘的最佳主時鐘方法的執(zhí)行情況。
【具體實施方式】
[0039]在圖1中示出主節(jié)點的主時鐘I和從節(jié)點的從時鐘2，它們分別具有配屬于主時鐘I和從時鐘2的時基3，其在圖1中作為在主時鐘I或從時鐘2下以任意單位延伸的時間束示出。
[0040]節(jié)點通過本身不同步的通訊協(xié)議在車載網(wǎng)絡(luò)中彼此通訊，在根據(jù)本發(fā)明建議的在所述車載網(wǎng)絡(luò)中的同步方法的范疇內(nèi)提出，具有主時鐘I的主節(jié)點發(fā)送同步報文4，具有從時鐘2的從節(jié)點將其接收。在示出的實例中同步報文4由兩個報文構(gòu)成。第一報文是所謂的Sync報文5，其在時間點&時由主時鐘I發(fā)送并且在時間點t2時由從時鐘2接收。因為并非所有節(jié)點都能夠在在發(fā)送期間將Sync報文5的發(fā)送時間點h—起包含該報文中，因此主節(jié)點在發(fā)送Sync報文5之后馬上繼續(xù)發(fā)送Follow-Up報文6，其包括主時鐘I的時基3中的發(fā)送時間點tp當時間點h已經(jīng)包括在Sync報文5中時,可以取消發(fā)送Follow-Up報文6。
[0041]在從節(jié)點中確定從時鐘2的時基3中的發(fā)送時間點t2。
[0042]該同步報文4由主時鐘I以相應(yīng)于典型地為IOms或IOOms (在7.8125ms至64s之間的區(qū)間是可能的)的間隔的發(fā)送頻率來發(fā)送，從而對于兩個依次連續(xù)的同步報文k，k+l_在時鐘速度相同時_滿足以下的關(guān)系:
[0043]1.;.“ -11" = iV4 — fl
[0044]/f*1= /f -1*
[0045]當在從節(jié)點中分析同步報文4時，使從時鐘2的時鐘速度匹配于主時鐘I的時鐘速度，直至前面給出的差值是相同的。
[0046]為了隨后校正在主時鐘I和從時鐘2之間的時間偏移，重要的是，考慮報文在主節(jié)點I和從節(jié)點2之間的傳輸時間，其中從用于報文的已知傳輸時間中可以推斷出在主時鐘I和從時鐘2之間的時間偏移。
[0047]從圖1中示出的延遲請求循環(huán)7中可得出本質(zhì)關(guān)聯(lián)性，其中具有從時鐘2從節(jié)點在時間點t3時發(fā)送延遲請求報文8，其在時間點t4時由主時鐘I接收。在延遲應(yīng)答報文9中主時鐘I將接收時間點t4傳回至從時鐘2。由此在包括同步報文的情況下實現(xiàn)報文從從時鐘2至主時鐘I并從主時鐘I至從時鐘2的往返發(fā)送，其中在示出的實例中為此使用時間 t1; t2 以及 t3, t4。
[0048]在假設(shè)傳輸在兩個通訊方向上是對稱的情況下通過以下示出的等式延遲(Delay)說明傳輸時間:
【權(quán)利要求】
1.一種用于使機動車的車載網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點中的時鐘(1，2)同步的方法，其中所述節(jié)點通過本身不同步的通訊協(xié)議彼此通訊，其中具有主時鐘(I)的主節(jié)點發(fā)送同步報文，在具有從時鐘(2)的從節(jié)點中分析所述同步報文，其中使所述從節(jié)點的或者說所述從時鐘(I)的時鐘脈沖匹配于所述主節(jié)點的或者說所述主時鐘(2)的時鐘脈沖，并且在考慮報文在所述主節(jié)點和所述從節(jié)點之間的傳輸時間的情況下校正在所述主時鐘⑴和所述從時鐘⑵之間的時間偏移，其特征在于，至少為了所述主時鐘(I)在所述車載網(wǎng)絡(luò)的所述節(jié)點啟動之后與從時鐘(2)的第一同步，在所述從節(jié)點中使用用于校正在所述主節(jié)點和所述從節(jié)點之間的所述時間偏移的預(yù)定傳輸時間，和/或所述從節(jié)點發(fā)送延遲請求報文(8)，在所述主節(jié)點中檢測所述延遲請求報文的接收時間(t4)，并且所述主節(jié)點將所述接收時間作為延遲應(yīng)答報文(9)傳回至所述從節(jié)點，在所述從節(jié)點中確定在報文所述主節(jié)點和所述從節(jié)點之間的所述傳輸時間，其中所述延遲請求報文(8)的發(fā)送頻率至少在所述機動車的所述節(jié)點啟動之后的預(yù)定的時間段中等于所述同步報文(4)的發(fā)送頻率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在先前的運行中測量所述預(yù)定傳輸時間，并且將所述預(yù)定傳輸時間存儲在所述從節(jié)點中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，從所給出的機動車配置中測定所述預(yù)定傳輸時間。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，在接收所述同步報文(4)之后立即進行發(fā)送所述延遲請求報文(8)。
5.根據(jù)前述權(quán)利 要求中任一項所述的方法，其特征在于，在預(yù)定的所述時間段之后和/或在所述從時鐘⑵成功地同步至所述主時鐘⑴之后，減小所述延遲請求報文⑶的所述發(fā)送頻率。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，在所述機動車的所述節(jié)點啟動之后在同步所述時鐘(1，2)時，在所述節(jié)點中預(yù)先給定主時鐘(I)。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，在所述機動車的所述節(jié)點啟動之后在同步所述節(jié)點中的所述時鐘(1，2)時，每個所述節(jié)點發(fā)送具有關(guān)于所述節(jié)點的時鐘的信息的聲明報文(12)，并且其他的所述節(jié)點接收和分析所述聲明報文(12)，以便測定質(zhì)量最佳的所述時鐘(1，2)并確定為所述主時鐘(I)，其中所述聲明報文(12)的所述發(fā)送頻率至少在所述機動車的所述節(jié)點啟動之后的預(yù)定的時間段中等于所述同步報文(4)的所述發(fā)送頻率。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，在發(fā)送所述延遲請求報文(8)之后，每個所述從節(jié)點立即發(fā)送所述聲明報文(12)，并且在發(fā)送所述同步報文(4)之后，所述主節(jié)點立即發(fā)送所述聲明報文。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8中任一項所述的方法，其特征在于，在預(yù)定的所述時間段之后和/或在成功地確定所述主時鐘之后，減小所述聲明報文(12)的所述發(fā)送頻率。
10.一種在機動車的車載網(wǎng)絡(luò)中的具有微處理器的節(jié)點，所述節(jié)點設(shè)置用于執(zhí)行通訊協(xié)議，所述節(jié)點因此能參與在所述機動車中的不同節(jié)點的通訊，其特征在于，所述微處理器設(shè)置用于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1至9中的任一項所述的用于使時鐘(1，2)同步的方法。
11.一種具有程序編碼裝置的計算機程序產(chǎn)品，所述程序編碼裝置適用于，在設(shè)置在車載網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點的微處理器上之后，實施根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項所述的用于使所述車載網(wǎng)絡(luò)中的時鐘(1，2) 同步的方法，所述節(jié)點在所述車載網(wǎng)絡(luò)中彼此連接。
【文檔編號】H04L12/40GK103988453SQ201280058129
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2012年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2011年11月30日
【發(fā)明者】約瑟夫·內(nèi)鮑爾, 赫爾格·津納 申請人:大陸汽車有限責任公司