總線系統(tǒng)的用戶站和用于在總線系統(tǒng)的用戶站之間傳遞消息的方法
【專利摘要】一種總線系統(tǒng)(1)的用戶站(20)及一種用于在總線系統(tǒng)(1)的用戶站(10；20)之間傳遞消息(40)的方法被提供。所述用戶站(20)包括比較裝置(23)，該比較裝置用于比較所接收的消息(40)的識別碼(41)和用戶站(20)的發(fā)射存儲器(54)的預(yù)配置的發(fā)射識別碼(55)。
【專利說明】總線系統(tǒng)的用戶站和用于在總線系統(tǒng)的用戶站之間傳遞消息的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種總線系統(tǒng)的用戶站和一種用于在總線系統(tǒng)的用戶站之間傳遞消息的方法，其中特別是可以獨(dú)立地由用戶站識別發(fā)射沖突。

【背景技術(shù)】
[0002]目前已知一種總線系統(tǒng)，在該總線系統(tǒng)中借助CAN協(xié)議傳遞消息，如在IS011898中的CAN規(guī)范中所描述的那樣。
[0003]DE 100 00 305 Al 描述 CAN (Control Ier Area Network (控制器域網(wǎng)絡(luò))=控制裝置網(wǎng)絡(luò))以及CAN的被稱為TTCAN(Time Triggered CAN=時(shí)間觸發(fā)CAN)的擴(kuò)展。
[0004]CAN和TTCAN以基于消息的協(xié)議工作并例如使用于車輛中?；贑AN或者TTCAN的總線系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)所有與該總線系統(tǒng)相連接的用戶站、諸如微控制器彼此進(jìn)行通信。
[0005]由于CAN總線的所有用戶站為了發(fā)射消息都想訪問CAN總線，所以必須盡可能公平合理地或者根據(jù)預(yù)先確定的方案劃分用于發(fā)射消息的權(quán)利。這種被稱為仲裁的劃分在CAN總線上按位通過發(fā)射也被稱為標(biāo)識符的識別碼來實(shí)現(xiàn)。每個(gè)識別碼代表標(biāo)有該識別碼的消息或者作為發(fā)射器發(fā)射該消息的用戶站的確定的優(yōu)先權(quán)。消息的優(yōu)先權(quán)越高，消息的發(fā)射器就添加越多顯性位作為識別碼。優(yōu)先權(quán)越低，就添加越多隱性位。在這種情況下適用，發(fā)射器的顯性位與此相對地覆寫競爭發(fā)射器的隱性位。由此被分級為更重要的消息具有在被分級為較不重要的消息之前的優(yōu)先權(quán)。
[0006]因此每個(gè)發(fā)射器、即每個(gè)用戶站通過其輸入端觀察按照CAN協(xié)議工作的總線，而該發(fā)射器通過其發(fā)射輸出端、即Tx輸出端發(fā)射數(shù)據(jù)。如果該發(fā)射器確定在總線上出現(xiàn)顯性位，而該發(fā)射器自己發(fā)射具有隱性位的消息，該發(fā)射器則由發(fā)射運(yùn)行改變?yōu)榻邮者\(yùn)行。這種按位的、無損的仲裁方法確保在總線上最遲在消息中的識別碼結(jié)束時(shí)僅還有一個(gè)發(fā)射的用戶站，而所有其它用戶站為接收器。
[0007]然而，在這樣的方法中，前提是每個(gè)連接到CAN總線上的用戶站作為用于不同識別碼的發(fā)射器被配置。即如果兩個(gè)用戶站同時(shí)發(fā)射具有相同識別碼的消息，那么在當(dāng)前的方法中兩個(gè)用戶站在仲裁結(jié)束后繼續(xù)發(fā)射。由此在總線上由于超越隱性位而發(fā)生其消息的損壞。這導(dǎo)致數(shù)據(jù)損失。
[0008]此外，在配置CAN總線時(shí)需要許多協(xié)調(diào)和因此花費(fèi)大的文件匯編，以便CAN總線的所有用戶站配置有不同識別碼。如果CAN總線以后應(yīng)該通過另外的用戶站來擴(kuò)展，那么該用戶站作為發(fā)射器的識別碼的確定變得花費(fèi)還要更大或者很困難。因此存在對消除這些問題的技術(shù)方案的需求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]因此本發(fā)明的任務(wù)是提供一種總線系統(tǒng)的用戶站及一種用于在總線系統(tǒng)的用戶站之間傳遞數(shù)據(jù)的方法，其解決上文所述問題，并且特別是能夠?qū)崿F(xiàn)，當(dāng)在CAN總線系統(tǒng)中多于一個(gè)用戶站發(fā)送具有識別碼的消息，CAN總線系統(tǒng)的另外的用戶站也利用該識別碼發(fā)送消息時(shí)，不產(chǎn)生數(shù)據(jù)損失。
[0010]該任務(wù)通過具有權(quán)利要求1的特征的總線系統(tǒng)的用戶站來解決。該用戶站包括用于比較所接收的消息的識別碼和該用戶站的發(fā)射存儲器的預(yù)配置的發(fā)射識別碼的比較裝置。
[0011]所描述的用戶站可以獨(dú)立地識別是否在總線系統(tǒng)中另外的用戶站發(fā)送具有該用戶站發(fā)送消息也必須利用的識別碼的消息。以這種方式，可以以簡單的方式有效地防止總線系統(tǒng)中的消息沖突。
[0012]所述用戶站可以防止由該用戶站發(fā)射的消息丟失。此外，用戶站可以防止由其發(fā)射的消息損壞具有相同識別碼、即相同優(yōu)先權(quán)的其它用戶站的消息。
[0013]利用所描述的用戶站可以明顯地簡化用于CAN總線系統(tǒng)的用戶站的配置。此外可以無需關(guān)于成本和時(shí)間的大的開銷來擴(kuò)展現(xiàn)有總線系統(tǒng)。
[0014]用戶站的有利的其它的設(shè)計(jì)方案在從屬權(quán)利要求中被說明。
[0015]所述用戶站此外可以配備有鎖定裝置，用于在比較裝置的比較結(jié)果得出所接收的消息的識別碼與為發(fā)射存儲器預(yù)配置的發(fā)射識別碼相同時(shí)鎖定用戶站的發(fā)射存儲器。
[0016]所述用戶站此外也可以具有狀態(tài)位設(shè)定裝置，用于在比較裝置的比較結(jié)果得出所接收的消息的識別碼與為發(fā)射存儲器預(yù)配置的發(fā)射識別碼相同時(shí)設(shè)定沖突狀態(tài)位，以便用信號通知，在總線系統(tǒng)中用戶站的發(fā)射存儲器的預(yù)配置的識別碼多次被分配。
[0017]所述用戶站優(yōu)選地具有比較裝置，該比較裝置被設(shè)計(jì)，使得該比較裝置只針對無錯(cuò)誤地接收的消息進(jìn)行識別碼的比較。
[0018]優(yōu)選地，所述用戶站具有比較裝置，該比較裝置此外被設(shè)計(jì)用于將所接收的消息的識別碼與用戶站的接收存儲器的預(yù)配置的接收過濾器進(jìn)行比較。
[0019]之前所描述的用戶站可以是用于在用戶站之間傳遞數(shù)據(jù)的總線系統(tǒng)的部分，該總線系統(tǒng)具有至少一個(gè)這樣的之前所描述的用戶站。
[0020]之前所提到的任務(wù)此外通過具有權(quán)利要求7的特征的用于在總線系統(tǒng)的用戶站之間傳遞消息的方法來解決。所述方法具有以下步驟:利用比較裝置將所接收的消息的識別碼與用戶站的發(fā)射存儲器的預(yù)配置的發(fā)射識別碼進(jìn)行比較。
[0021]利用所述方法可以獲得之前關(guān)于用戶站所提到的相同優(yōu)點(diǎn)。
[0022]所述方法的有利的其它的設(shè)計(jì)方案在從屬權(quán)利要求中被說明。
[0023]有利地，所述方法此外包括在比較裝置的比較結(jié)果得出所接收的消息的識別碼與為發(fā)射存儲器預(yù)配置的發(fā)射識別碼相同時(shí)鎖定用戶站的發(fā)射存儲器的步驟。
[0024]有利的是，所述方法此外具有以下步驟:在比較裝置的比較結(jié)果得出所接收的消息的識別碼與為發(fā)射存儲器預(yù)配置的發(fā)射識別碼相同時(shí)設(shè)定沖突狀態(tài)位，以便用信號通知，在總線系統(tǒng)中用戶站的發(fā)射存儲器的預(yù)配置的識別碼多次被分配。
[0025]比較步驟可以包括和/或只針對無錯(cuò)誤地接收的消息實(shí)施所接收的消息的識別碼與用戶站的接收存儲器的預(yù)配置的接收過濾器的比較。
[0026]本發(fā)明的其它可能的實(shí)施方案也包括之前或者在下文中關(guān)于實(shí)施例所描述的特征或者實(shí)施方式的未明確提到的組合。在此專業(yè)人士也添加單個(gè)方面作為對本發(fā)明的相應(yīng)基本形式的改進(jìn)或補(bǔ)充。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]在下文中參考附圖并且借助實(shí)施例進(jìn)一步描述本發(fā)明。其中:
[0028]圖1示出按照該實(shí)施例的總線系統(tǒng)的一覽框圖；
[0029]圖2示出通過按照該實(shí)施例的總線系統(tǒng)發(fā)射的消息的結(jié)構(gòu)的簡化視圖；
[0030]圖3示出按照該實(shí)施例的用戶站的部分的詳細(xì)框圖；以及
[0031]圖4示出按照該實(shí)施例的方法的流程圖。
[0032]在這些圖中只要沒有另外說明，相同或者功能相同的元件就配備相同的附圖標(biāo)記。

【具體實(shí)施方式】
[0033]圖1示出總線系統(tǒng)，該總線系統(tǒng)例如可以為CAN總線系統(tǒng)，該CAN總線系統(tǒng)可應(yīng)用于車輛等等中或者醫(yī)院等等中?？偩€系統(tǒng)I具有兩個(gè)第一用戶站10、一個(gè)第二用戶站20、和總線30，第一和第二用戶站10、20被連接到該總線上并且第一和第二用戶站10、20可以通過該總線發(fā)射和接收消息40。
[0034]在圖1中第一用戶站10分別具有微型計(jì)算機(jī)11、在下文中被稱作CAN控制器12的CAN控制裝置12和在下文中被稱作CAN收發(fā)器14的CAN發(fā)射/接收裝置14。所述微型計(jì)算機(jī)11通過連接15與CAN控制器12相連接。所述CAN控制器12通過連接16與CAN收發(fā)器14相連接。通過連接15、16可以在微型計(jì)算機(jī)11、CAN控制器12和CAN收發(fā)器14之間交換數(shù)據(jù)。所述數(shù)據(jù)可以是要通過總線系統(tǒng)I或者總線30傳遞的消息40和/或配置、控制和狀態(tài)信息。
[0035]另外，在圖1中第二用戶站20分別具有微型計(jì)算機(jī)21、具有比較裝置23的在下文中被稱作CAN控制器22的CAN控制裝置22和在下文中被稱作CAN收發(fā)器24的CAN發(fā)射/接收裝置24。所述微型計(jì)算機(jī)21通過連接25與CAN控制器22相連接。此外，CAN控制器22通過連接26與CAN收發(fā)器24相連接。所述連接25、26在第二用戶站20中具有與連接15、16在第一用戶站10中相同的功能。
[0036]如從圖1中可以看出，只有第二用戶站20具有比較裝置23。所述第一用戶站10因此可以代表已經(jīng)事先存在于總線系統(tǒng)I內(nèi)的用戶站。與此相對地，第二用戶站20可以代表所述總線系統(tǒng)I以后被擴(kuò)展的用戶站。
[0037]圖2大大簡化地示出如從用戶站10、20之一通過總線30被發(fā)送的消息40的結(jié)構(gòu)。所述消息40具有識別碼41和在此未被進(jìn)一步標(biāo)明的其它內(nèi)容42。所述其它內(nèi)容42包括按照CAN協(xié)議的消息40所具有的所有內(nèi)容。在識別碼41之前，在消息40中通常還存在起始位，然而該起始位在圖2中為了簡單起見被略去并且在此同樣屬于其它內(nèi)容42。在消息40從相應(yīng)用戶站10、20的CAN收發(fā)器14、24通過總線30被發(fā)送之前，所述識別碼41被添加給相應(yīng)用戶站10、20的消息40。
[0038]圖3更詳細(xì)地示出具有比較裝置23并且與CAN收發(fā)器14 一起的CAN控制器22的結(jié)構(gòu)。所述CAN控制器22除了比較裝置23還具有接收過濾器51、具有預(yù)配置的接收識別碼53的接收存儲器52、具有預(yù)配置的發(fā)射識別碼55的發(fā)射存儲器54、鎖定裝置56、和狀態(tài)位設(shè)定裝置57。
[0039]在圖3中接收過濾器51用于按照預(yù)配置的接收標(biāo)準(zhǔn)過濾由CAN收發(fā)器14收到的消息40。在此情況下考慮接收存儲器52的接收識別碼53。只接收其識別碼41與接收識別碼53相同的消息40并將該消息存儲在接收存儲器52內(nèi)。所述接收存儲器52可以為FIFO存儲器，該存儲器根據(jù)已知的FIFO (First In First Out(先進(jìn)先出))的原理工作，其中首先被存儲到接收存儲器52中的消息40也首先從接收存儲器52中被讀出。
[0040]圖3中的發(fā)射存儲器54只發(fā)射具有預(yù)配置的發(fā)射識別碼55的消息。所述用戶站20 (圖1)、更準(zhǔn)確地說其CAN控制器22關(guān)于發(fā)射存儲器54被設(shè)立，使得該CAN控制器的比較裝置23在接收到無錯(cuò)誤的消息40之后將該消息40的識別碼41與發(fā)射存儲器54的預(yù)配置的發(fā)射識別碼55進(jìn)行比較。根據(jù)比較裝置23的該比較的結(jié)果，所述鎖定裝置56鎖定或不鎖定發(fā)射存儲器54。此外，所述狀態(tài)位設(shè)定裝置57設(shè)定沖突狀態(tài)位，以便用信號通知，在總線系統(tǒng)I中用戶站20的發(fā)射存儲器54的預(yù)配置的發(fā)射識別碼55多次被分配。該流程更詳細(xì)地在圖4中被示出。
[0041]圖4示出由CAN控制器22、更準(zhǔn)確地說其比較裝置23在所述用戶站20接收到無錯(cuò)誤的消息40時(shí)所執(zhí)行的方法。在該方法開始后，在步驟SI中消息40被CAN收發(fā)器24接收并通過連接26被轉(zhuǎn)發(fā)給CAN控制器22。隨后流程繼續(xù)行進(jìn)至步驟S2。
[0042]在步驟S2中由CAN控制器22檢驗(yàn)消息40是否無錯(cuò)誤地被接收。如果在步驟S2中答案為否，則過程返回到步驟SI。
[0043]然而，如果在步驟S2中答案為是，則流程繼續(xù)行進(jìn)至步驟S3。
[0044]在步驟S3中，借助比較裝置23檢驗(yàn)無錯(cuò)誤地被接收的消息40的識別碼41是否與CAN控制器22的發(fā)射存儲器54中的發(fā)射識別碼55相同。如果在步驟S3中答案為否，則結(jié)束該方法。
[0045]然而，如果在步驟S3中答案為是，則流程繼續(xù)行進(jìn)至步驟S4。
[0046]在步驟S4中，配置有發(fā)射識別碼55的發(fā)射存儲器54借助鎖定裝置56針對發(fā)射被鎖定。此外，狀態(tài)位設(shè)定裝置57設(shè)定狀態(tài)位、即沖突狀態(tài)位，該沖突狀態(tài)位利用錯(cuò)誤報(bào)告用信號通知用戶站20所出現(xiàn)的沖突。隨后結(jié)束該方法。基于錯(cuò)誤報(bào)告，維修技師例如可以以另外的發(fā)射識別碼55配置發(fā)射存儲器54，以便排除錯(cuò)誤。
[0047]以這種方式阻止在總線30中在兩個(gè)用戶站10、20之間發(fā)生發(fā)射沖突。由此即決不會(huì)同時(shí)在總線30上發(fā)射兩個(gè)具有相同識別碼41的消息50。
[0048]第二用戶站20及所述方法的所有之前所描述的設(shè)計(jì)方案可以單獨(dú)地或者以所有可能的組合方式來應(yīng)用。附加地特別是可設(shè)想下面的修改方案。
[0049]之前所描述的總線系統(tǒng)I是借助基于CAN協(xié)議的總線系統(tǒng)I來描述的。然而，所述總線系統(tǒng)I也可以是其它類型的通信網(wǎng)絡(luò)。有利的、然而并非強(qiáng)制的前提是，在總線系統(tǒng)I中至少針對確定的時(shí)間間隔保證用戶站10、20對共同的通道的排他的、無沖突的訪問。
[0050]按照該實(shí)施例的總線系統(tǒng)I特別地為CAN網(wǎng)絡(luò)或者TTCAN網(wǎng)絡(luò)或者CANFD網(wǎng)絡(luò)。
[0051]總線系統(tǒng)I中的第一和第二用戶站10、20的數(shù)量為任意的。例如在總線系統(tǒng)I中可以存在多于或者少于兩個(gè)的第一用戶站10。此外,在總線系統(tǒng)I中也可以存在多于一個(gè)的第二用戶站20。特別是在總線系統(tǒng)I中也可以只存在第二用戶站20。
[0052]所述第二用戶站20可以具有多于一個(gè)的接收存儲器52。此外，第二用戶站20可以具有多于一個(gè)的發(fā)射存儲器54。因此所述比較裝置23可以實(shí)施所有接收存儲器和發(fā)射存儲器的識別碼41、53、55的比較。
[0053]所述方法的步驟S4也可以只包括比較步驟。但優(yōu)選:步驟S4除了比較步驟還有設(shè)定沖突狀態(tài)位的步驟，因?yàn)橛谑菍τ诰S修技師來說錯(cuò)誤報(bào)告是可見的。在這種情況下不必包括鎖定發(fā)射存儲器55的步驟。
【權(quán)利要求】
1.總線系統(tǒng)(I)的用戶站(20)，具有 比較裝置(23)，所述比較裝置用于將所接收的消息(40)的識別碼(41)與所述用戶站(20)的發(fā)射存儲器(54)的預(yù)配置的發(fā)射識別碼(55)進(jìn)行比較。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用戶站(20)，此外具有鎖定裝置(56)，所述鎖定裝置用于在所述比較裝置(23)的比較結(jié)果得出所接收的消息(40)的識別碼(41)與為發(fā)射存儲器(54)預(yù)配置的發(fā)射識別碼(55)相同時(shí)鎖定所述用戶站(20)的發(fā)射存儲器(54)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用戶站(20)，此外具有狀態(tài)位設(shè)定裝置(57)，用于在所述比較裝置(23)的比較結(jié)果得出所接收的消息(40)的識別碼(41)與為發(fā)射存儲器(54)預(yù)配置的發(fā)射識別碼(55)相同時(shí)設(shè)定沖突狀態(tài)位，以便用信號通知，在所述總線系統(tǒng)(I)中所述用戶站(20)的發(fā)射存儲器(54)的預(yù)配置的識別碼(55)多次被分配。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的用戶站(20)，其中所述比較裝置(23)被設(shè)計(jì)，使得該比較裝置只針對無錯(cuò)誤地接收的信號(40)進(jìn)行識別碼(41 ；53 ；55)的比較。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的用戶站(20)，其中所述比較裝置(23)此外被設(shè)計(jì)用于將所接收的消息(40)的識別碼(41)與所述用戶站(20)的接收存儲器(52)的預(yù)配置的接收過濾器(51)進(jìn)行比較。
6.用于在用戶站(10、20)之間傳遞數(shù)據(jù)的總線系統(tǒng)(I)，具有至少一個(gè)根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的用戶站(20)。
7.用于在總線系統(tǒng)⑴的用戶站(10、20)之間傳遞消息(40)的方法，具有以下步驟: 利用比較裝置(23)將所接收的消息(40)的識別碼(41)與用戶站(20)的發(fā)射存儲器(54)的預(yù)配置的發(fā)射識別碼(55)進(jìn)行比較(S3)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，此外具有以下步驟:在所述比較裝置(23)的比較結(jié)果得出所接收的消息(40)的識別碼(41)與為發(fā)射存儲器(54)預(yù)配置的發(fā)射識別碼(55)相同時(shí)，鎖定(S4)用戶站(20)的發(fā)射存儲器(54)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的方法，此外具有以下步驟:在所述比較裝置(23)的比較結(jié)果得出所接收的消息(40)的識別碼(41)與為發(fā)射存儲器(54)預(yù)配置的發(fā)射識別碼(55)相同時(shí)，設(shè)定(S4)沖突狀態(tài)位，以便用信號通知，在總線系統(tǒng)⑴中用戶站(20)的發(fā)射存儲器(54)的預(yù)配置的識別碼(55)多次被分配。
10.根據(jù)權(quán)利要求7至9之一所述的方法，其中比較(S3)的步驟包括和/或只針對無錯(cuò)誤地接收的消息(40)實(shí)施所接收的消息(40)的識別碼(41)與用戶站(20)的接收存儲器(52)的預(yù)配置的接收過濾器(51)的比較。
【文檔編號】H04L12/413GK104137489SQ201280063783
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2012年12月20日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月22日
【發(fā)明者】F·哈特維希, C·霍斯特 申請人:羅伯特·博世有限公司