CN101084652A - 用于监控两个以及多个节点之间的通信的总线监控器及其方法，包括该总线监控器的节点，包括该节点的分布式通信*** - Google Patents

用于监控两个以及多个节点之间的通信的总线监控器及其方法，包括该总线监控器的节点，包括该节点的分布式通信*** Download PDF

Info

Publication number
CN101084652A
CN101084652A CNA2005800436217A CN200580043621A CN101084652A CN 101084652 A CN101084652 A CN 101084652A CN A2005800436217 A CNA2005800436217 A CN A2005800436217A CN 200580043621 A CN200580043621 A CN 200580043621A CN 101084652 A CN101084652 A CN 101084652A
Authority
CN
China
Prior art keywords
signal
communication
time
bus
specifically
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CNA2005800436217A
Other languages
English (en)
Inventor
贝恩德·埃伦德
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Koninklijke Philips Electronics NV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Koninklijke Philips Electronics NV filed Critical Koninklijke Philips Electronics NV
Publication of CN101084652A publication Critical patent/CN101084652A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L43/00—Arrangements for monitoring or testing data switching networks
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/40—Bus networks
    • H04L12/40006—Architecture of a communication node
    • H04L12/40026—Details regarding a bus guardian
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/40—Bus networks
    • H04L12/407—Bus networks with decentralised control
    • H04L12/413—Bus networks with decentralised control with random access, e.g. carrier-sense multiple-access with collision detection [CSMA-CD]
    • H04L12/4135—Bus networks with decentralised control with random access, e.g. carrier-sense multiple-access with collision detection [CSMA-CD] using bit-wise arbitration
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/40—Bus networks
    • H04L2012/40208—Bus networks characterized by the use of a particular bus standard
    • H04L2012/40241—Flexray
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/40—Bus networks
    • H04L2012/40267—Bus for use in transportation systems
    • H04L2012/40273—Bus for use in transportation systems the transportation system being a vehicle
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L7/00—Arrangements for synchronising receiver with transmitter
    • H04L7/02—Speed or phase control by the received code signals, the signals containing no special synchronisation information
    • H04L7/033—Speed or phase control by the received code signals, the signals containing no special synchronisation information using the transitions of the received signal to control the phase of the synchronising-signal-generating means, e.g. using a phase-locked loop

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Small-Scale Networks (AREA)
  • Debugging And Monitoring (AREA)
  • Maintenance And Management Of Digital Transmission (AREA)

Abstract

为了提供一种用于监控具体为两个以及多个电子控制单元的两个以及多个节点(100)之间的通信的总线监控器(30)，总线监控器(30)设计用于监控通过具体为至少一个信道(12)以及至少一个可选的另一信道(14)的至少一个通信介质(10)在两个以及多个节点(100)之间发送消息的至少一个周期的时间触发通信介质访问调度，并被分配给包括通信介质访问调度的至少一个通信控制器(40)，其中总线监控器(30)以及相应的方法既不需要该通信调度的任何先验知识，也不需要任何配置参数，并且即使在通信的启动期间也监控通信控制器(40)的通信介质访问调度，本发明提出了总线监控器(30)能够具体在第一周期内获知所述通信介质访问调度，以及例如在通信的启动期间，相对于具体是从所述通信介质访问调度的至少一个偏差的至少一个可能的调度违反(SV1、SV2、SV3)，总线监控器(30)利用获知的知识。

Description

用于监控两个以及多个节点之间的通信的总线监控器及其方法，包括该总线监控器的节点，包括该节点的分布式通信***
技术领域
本发明总体上涉及通信***构架，其中为了实现时间域内的错误遏制，对通信***的每个节点使用至少一个总线监控器。
本发明具体涉及用于监控两个以及多个节点之间(具体为两个以及多个电子控制单元之间)的通信的总线监控器，该总线监控器
-设计用于监控至少一个周期的时间触发的通信介质访问调度，该调度用于通过至少一个通信介质(具体为至少一个信道以及至少一个可选的另外信道)在两个以及多个节点之间传输消息，以及
-分配有至少一个通信控制器，该通信控制器包括通信介质访问调度。
本发明还涉及一种用于监控这种通信的方法。
背景技术
在时间触发通信***中，例如，可用于车辆中的安全相关应用中的消息交换的通信***，以下情况是不可容忍的：由于局部故障，节点之一暂时或永久地阻碍通信***中节点之间的通信。
在这种时间触发通信***中，为了避免这种不可容忍的情况，提出了上述“技术领域”章节中定义的总线监控器；这种传统总线监控器的功能在现有技术领域中是已知的，例如线控(X-by wire)应用的通信***以及FlexRay通信***中。
在这种情况下，总线监控器避免如下情况：通信***的节点之一的通信控制器在在不希望发送数据时的时间点上发送数据，从而阻塞了通信介质；由于这种不希望的发送以及因此产生的阻塞，另外节点的任何其他通信控制器均不能传输数据(所谓的“噪声白痴(babblingidiot)”失败)。
为了避免这种“噪声白痴”失败，现有技术提供了全都需要配置的特定监督功能集合。因此，根据现有技术，到微处理器(尤其是到通信控制器)的配置昂贵的数据接口对于调整参数是必要的。
在下列文献中公开了与以上描述相匹配的示例性***：
-现有技术文章：“FlexR-ay International Workshop”，由FlorianBogenberger、Dr.Bernd Müller和Thomas Füherer所著，2002年4月16、17日，Munich，Protocole Overview；(参见 http://www.dismi.unimo.it/ Pavan/Sistemi％20Elettronici％20Industriali/Protocollo flexray.pdf)
-现有技术文献EP 1355 461 A2，
-现有技术文献GB 2 386 804 A，以及
-现有技术文献US 2004/0081079 A1。
现有技术文章：Hermann Kopertz、René Hexel、Andreas Krüger、Dietmar Millinger、Roman Nossal、Andreas Steininger、ChristopherTemple、Thomas Führer、Roman Pallierer以及Markus Krug的“APrototype Implementation of a TTP/C Controller”(参见 http://www.dec omsys.com/publications/dm_rn_rp_prototypeimpl_ttpc_contr.pdf)公开了一种被称为TTP/C的TTP(时间触发协议)的原型实现。在这种情况下，总线监控器在确保所需的TTP模块的失败沉默(fail silent)行为中发挥了重要作用。
除此之外，现有技术文献EP 1 355 460 A2还提到了一种用于监控上述技术领域中已描述的通信媒介访问调度的方法。然而，为了充分监督，根据现有技术文献EP 1 355 460 A2的总线监控器需要以一个或多个配置参数的形式实现的先验知识。
尽管做了上述所有努力，以下问题仍然存在：传统的总线监控器需要造价昂贵的数据接口，以保护通信介质，使其免于通信控制器的时序失败。
发明内容
从上述的缺点以及不足出发，并考虑到所述现有技术，本发明的目的是提供一种具有以下特征的总线监控器及其相应的操作方法：
-既不需要通信调度的先验知识，也不需要任何配置参数，以及
-即使在通信的启动期间，也监控通信控制器的通信介质访问调度。
本发明的目的通过包括权利要求1的特征的总线监控器以及包括权利要求7的特征的方法来实现。在各项从属权利要求中公开了本发明的优选实施例以及适宜的改进。
本发明主要基于提供总线监控器，具体是提供FlexRay总线监控器思想，该总线监控器
-既没有通过特殊接口设置的配置参数
-也没有通信调度的任何先验知识。
换言之，总线监控器虽然既不需要任何配置，具体是任何预先配置或任何预配置，也不需要实现造价昂贵的数据接口，但是提供监督功能，例如保护通信介质以免受通信监控器的时序失败。
这可以采用如下方式实现：将总线监控器设计为在第一周期内获知与所述通信介质访问调度有关的知识；所获知的知识可以针对至少一个可能的调度违反而使用，尤其是为了在启动期间在至少一个允许偏离和由通信控制器的故障引起的至少一个禁止偏离之间进行区分或区别。
所述通信介质访问调度的周期的可能实施例是包括周期性数据传送机制的通信周期。例如，所述通信周期的结构和时序可以是静态地定义的。因此，该通信周期可以只包括静态分段，即该通信周期的分段，在该分段中根据至少一个静态定义的TDMA(时分多址)方案来传输消息，具体是传输帧。
然而，除了包括静态分段之外，通信周期甚至还可以包括动态分段，即在其中根据至少一个最小时隙(mini-slotting)算法来发送消息、具体是发送帧的分段。包括静态分段以及动态分段的通信周期能够发送状态信息以及事件信息。
在通信过程的启动期间，CC(通信控制器)负责启动通信，并且可以
-成功启动通信，即发送适当的通信元素，
-成功集成到通信调度，即，执行时钟同步操作，
-如果由于例如错误配置等，通信控制器未成功集成到通信调度，则由其自身机制进行通知。
因此，总线监控器可以有利地依赖于由CC(通信控制器)正确执行的或由CC(通信控制器)异常中断的第一(完整)通信周期。因此，总线监控器可以依赖于通信控制器的第一通信周期并获知通信调度。
在第一完整通信周期中的获知之后，并通过可选地考虑一些用于真实性检查的FlexRay协议配置约束，总线监控器能够执行其完整的操作，并保护介质免受错误访问。
为此，根据本发明的优选实施例，总线监控器具有
-来自分配给和/或包括于总线监控器的至少一个时钟单元的至少一个时钟信号，和/或
-来自任意状态的至少一个复位信号，和/或
-来自通信控制器的至少一个装备信号(arming signal)，具体是来自通信控制器的至少一个总线监控器装备信号；所述装备信号有利地是启动通信之后的第一触发信号，并设计用于将总线监控器和通信控制器同步。
本发明还涉及分布式通信***的具体为电子控制单元的节点，该分布式通信***具有通过具体为一个或多个通信信道的通信介质互连的多个节点，该节点包括一个或多个上述的总线监控器。
因此，本发明支持在每个通信节点上具有分散或***的总线监控器的思想。根据本发明的优选实施例，因为在标称通信调度中，通信控制器内的时钟同步和错误检测机制能够检测微小偏离，诸如随温度而发生的时钟漂移，所以总线监控器只必须在例如在时钟停止时之类的粗偏离处进行干预。
通信介质有利地是至少两个节点之间的物理连接，具体是在至少两个通信控制器之间。例如，通信介质的可能实施例是包括连接所述至少两个节点的两个信道的冗余总线。
通过该通信介质，在两个和多个节点之间，具体是在节点的两个和多个通信控制器之间，发送消息，具体是帧。在这种情况下，帧包括在通信控制器可以访问信道上的通信介质期间发送的所有信息。
根据本发明的优选实施例，节点包括至少一个总线驱动器，具体是例如由至少一个发送机单元和至少一个接收机单元组成的至少一个收发机单元的，总线驱动器与通信控制器、总线监控器以及通信介质连接。
所述总线驱动器有利地将通信控制器与通信介质连接。根据优选实施例，为了使通信介质免于通信控制器的时序失败，可以由总线监控器对总线驱动器进行控制，具体是使能和禁用。
因此，总线驱动器可以被提供
-从通信控制器发送的至少一个信号，具体是至少一个发送数据输入信号(所谓的TxD信号)，和/或
-从通信控制器发送到总线监控器的至少一个发送信号，具体是至少一个发送数据使能信号(所谓的TxEN信号：低有效)，和/或
-从总线驱动器发送的至少一个控制信号，具体是至少一个总线监控器使能输入信号(所谓的BGEN信号：高有效)。
此外，根据优选实施例，总线驱动器设计用于
-通过通信介质发送和接收消息，
-向通信控制器发送至少一个信号，具体是至少一个接收数据输出信号(所谓的RxD信号)，以及
-向通信控制器以及总线监控器发送至少一个接收信号，具体是至少一个接收数据使能输出信号(所谓的RxEN信号)。
此外，根据优选实施例，节点包括至少一个主机单元，可以将其实现为节点的一部分，其中执行至少一个应用软件。可由设置在主机单元和通信控制器之间的至少一个CHI(控制器主机接口)将主机单元与通信***或通信网络分离。
本发明还涉及一种具有上述至少两个节点或电子控制单元的分布式容错和/或时间触发通信***。
此外，本发明涉及一种计算机程序，该计算机程序
-能够在至少一台计算机上运行，具体是至少一个微处理器，诸如上述通信控制器，以及
-编写用于执行上述方法。
根据本发明的优选实施例，可将计算机程序存储在至少一个ROM(只读存储器)模块、至少一个RAM(随机存取存储器)模块或至少一个闪存单元上。
本发明最后涉及上述至少一个总线监控器和/或上述至少一个节点和/或上述至少一个分布式通信***和/或上述方法和/或上述至少一个计算机程序的使用，以保证节点的时域中的错误遏制，具体是对在诸如至少双信道环境下通过通信介质在两个以及多个节点之间发送消息的通信***的时钟进行同步，其中可以校正时钟偏移量中的差别以及时钟速率中的差别。
附图说明
如上所述，存在多种以有利的方式具体实现和改进本发明教义的选择方案。为此，参考分别从属于权利要求1、权利要求3、权利要求7以及权利要求13的权利要求；以下参考作为示例的优选实施例以及附图，更详细地描述本发明的其他改进、特征以及优点，附图中：
图1示意性地示出了根据本发明的电子控制单元或节点的实施例，该电子控制单元或节点根据本发明的方法进行工作；
图2示意性地示出本发明方法的步骤，图1的电子控制单元或节点根据本发明的方法进行工作；
图3A示意性地示出了根据本发明的容错时间触发网络***的第一实施例，该网络***包括图1的多个电子控制单元或节点；
图3B示意性地示出了根据本发明的容错时间触发网络***的第二实施例，该网络***包括图1的多个电子控制单元或节点。
具体实施方式
相同的附图标记用于图1到图3B中的相应部分。
为避免不必要的重复，关于本发明的实施例、特性和优点的以下描述涉及(除非声明，否则)：
-根据本发明的总线监控器30(参见图1)，即，不需要配置此总线监控器30，
-根据本发明的电子控制单元或节点100(参见图1)，
-根据本发明的分布式网络***的第一实施例200(参见图3A)，以及
-根据本发明的分布式网络***的第二实施例200’(参见图3B)，
所有实施例均根据本发明的方法(参见图2)进行操作。
图1描绘了称为ECU(电子控制单元)100的通信节点；在通信***中，即在如图3A、图3B所示的FlexRay通信***200、200’中，两个或多个这种通信节点100彼此连接。
节点100基本上包括五个子***，即
-电源单元或电池50，具有分配给该电源单元50的电压调节器52，
-主机单元60，
-通信控制器40，
-总线驱动器20，包括收发机单元，并与通信介质10连接，即与包括第一通信信道12和冗余的第二通信信道14的数据总线连接，以通过收发机单元发送和/或接收消息，以及
-基于FlexRay协议的总线监控器30，具体是所谓的BGwop(无配置参数的总线监控器)；在这种情况下，BGwop30具体实现为针对时间触发构架(FlexRay通信***或通信网络200、200’)的最小总线监控器，其中总线监控器30不需要任何配置参数或任何其它的先验知识。
一般而言，提供BGwop30以保护通信介质10免受通信控制器40的时序失败。为此，将BGwop30与通信控制器40以及总线驱动器20连接。除此之外，BGwop30独立于协议通信控制器。
具体地，BGwop30监控通信控制器40的通信介质访问调度，以防止通信控制器40由于暂时或连续地发送消息而阻塞通信介质10(所谓的“噪声白痴”)；为了保持两个冗余信道12、14的独立性，节点100也可以包括两个总线驱动器20和两个BGwop 30。
如果在通信过程启动期间，通信控制器40成功启动通信，即能够向通信控制器40发送适当的通信元素，则通信控制器40
-成功集成到通信调度，即，执行时钟同步操作，或
-例如，由于错误配置等，没有成功集成到通信调度。
在没有成功集成到通信调度的后一情况下，通信控制器40自己通知这个失败。
因此，BGwop30可以依赖于由通信控制器40正确执行或异常中断的完整操作的第一通信周期。因此，BGwop30可以获知通信调度。在第一完整通信周期中的获知之后，通过考虑用于真实性检查的一些FlexRay协议配置约束，BGwop30能够执行其完整的操作，并且保护通信介质10免受错误访问。
从图1中可知，BGwop30具有以下输入信号：
-装备信号403，即来自通信控制器40的总线监控器装备信号ARM，其中，所述信号ARM的下降沿指示通信周期的开始；
-发送信号423，即发送数据使能信号TxEN，其中
--所述信号TxEN的逻辑低状态指示发送访问，以及
--所述信号TxEN从通信控制器40不仅发送到BGwop30，还发送到总线驱动器20；
-接收信号243，即接收数据使能输出信号RxEN，其中
--所述信号RxEN的逻辑地状态指示通信介质10上的有效，以及
--所述信号RxEN从总线驱动器20不仅发送到BGwop30，还发送到通信控制器40；
-来自任意状态34(参见图2)的复位信号304；以及
-来自分配给BGwop30的时钟单元32的时钟信号303；时钟信号303可选地在BGwop30的内部产生。
BGwop30产生
-控制信号302，即到总线驱动器20的发送机单元的总线监控器使能输入信号(高有效)，以使总线驱动器20的一个或多个输出级有效或无效，具体是为了在调度违反SV1、SV2、SV3(参见图2)情况下使传输无效，以及
-信号306，即到主机60的错误标志指示信号，例如单比特“错误非(error not)”ERRN信号。
从图1中进一步可知，总线驱动器20
-被提供有信号402，即从通信控制器40发送的发送数据输入信号TxD，以及
-设计用于将信号204，即接收数据输出信号RxD，发送到通信控制器40。
主机单元60与总线驱动器20、BGwop30以及通信控制器40连接。除此之外，主机单元60设计用于
-将控制信号602发送到总线驱动器20，以及从总线驱动器20接收状态数据信号206(其中，所述控制信号602或所述状态数据信号206都与网络200内的实际通信无关)；以及
-将信号406发送到通信控制器40，并从通信控制器40接收所述信号406。
电源单元50，即电池，与地GND以及总线驱动器20连接；电压调节器52与下列组件连接：
-电源单元50，
-主机单元60，
-通信控制器40，以及
-总线驱动器20。
可将FlexRay通信***200(参见图3A)和200’(参见图3B)的协议可以划分成分层构架的不同层，该分层构架包括：
-物理层，定义实际上如何发送信号；物理层的一个任务是检测时域上通信控制器40的错误，这由BGwop30来完成；
-传输层，代表FlexRay协议的内核；
-表示层，与帧过滤、帧掩蔽、以及帧状态处理相关；以及
-应用层。
图2中描绘了BGwop30的状态图。BGwop30
[i]被提供来自任意状态34的复位信号304后，进入BGwop_唤醒模式；
[ii]被提供装备信号403的第一下降沿后，进入BGwop_启动模式；
[iii]被提供装备信号403的第二下降沿后，进入BG_保护(guarding)模式；以及
[iv]在检测到一个或多个可能的调度违反SV1、SV2、SV3时，进入BG失败沉默模式。
下文更详细地描述了BGwop30的状态或模式[i]、[ii]、[iii]、[iv]：
唤醒步骤[i]，包括使总线驱动器20、即总线驱动器20的发送机单元有效。在所述步骤[i]期间，可在以下情况下检测可能的调度违反SV1、SV2、SV3的第一类型SV1：
-在发送信号423的特定量的负边沿(negative edge)之后，例如在最多63个WUS(唤醒符号)之后，和/或
-在接收信号243处于逻辑低状态的同时，在所述发送信号423的负边沿时，和/或
-当所述发送信号423处于逻辑低状态的时间比特定超时时间dWU0长时，dWU0约等于或小于6微秒，和/或
-当时钟单元32停止时。
启动步骤[ii]包括以下步骤：
-使总线驱动器20的发送机单元有效，
-对时钟周期进行计数，以获知周期时间，以及
-对时钟周期进行计数，直到所述发送信号423的第一下降沿为止，具体是在第一周期期间不发送动态帧；在这种情况下，帧包括在一条通信信道12、14(在FlexRAY协议的情况下，任何其他通信信道，具体是第二通信信道14是冗余的，因此是可选的)上使用一个标识符在一个时隙内发送的所有信息。
在所述步骤[ii]期间，可以在以下情况下检测可能的调度违反SV1、SV2、SV3的第二类型SV2：
-在发送信号423的特定量的负边沿之后，例如对于每个CC(通信控制器)40，最多在16个静态时隙之后，和/或
-在接收信号243处于逻辑低状态的同时，在所述发送信号423的负边沿时，和/或
-当所述发送信号423处于逻辑低状态的时间比特定超时时间长时，该超时时间约等于2.047微秒，和/或
-当周期时间比约为16毫秒的特定超时时间长时，和/或
-当时钟单元32停止时。
保护步骤[iii]包括以下步骤：
-使总线驱动器20的发送机单元有效，以及
-对时钟周期进行计数，以监督周期时间。
在所述步骤[iii]期间，可以在以下情况下检测可能的调度违反SV1、SV2、SV3的第三类型SV3：
-在发送信号423的特定负边沿时，即第Xcycle个负边沿时，其中Xcycle设置协议配置约束，和/或
-在接收信号243处于逻辑低状态的同时，在所述发送信号423的负边沿，和/或
-当所述发送信号423处于逻辑低状态的时间比特定超时时间长时，该超时时间约为2.047微秒，和/或
-当周期时间从步骤[ii]期间获知的至少一个周期时间的偏离多于特定容限时，和/或
-当装备信号403和发送信号423各自的下降沿之间的时间间隔从在步骤[ii]期间获知的时间间隔的偏离多于特定容限时，和/或
-当时钟单元32停止时。
表现出失败沉默的步骤[iv]包括以下步骤：
-使总线驱动器20的发送机单元无效，以及
-不监控除了复位信号304以外的输入信号。
在图3A、图3B中描绘了线控FlexRay通信***200、200’的两个实施例。线控FlexRay通信***200、200’可以按照如下方式配置：
-线性总线拓扑结构(参见图3A)或
-星形总线拓扑结构(参见图3B)。
可以对根据图3A的线性总线拓扑结构和根据图3B的星形总线拓扑结构进行组合，这使线控FlexRay通信***200、200’变得非常灵活。
附图标记列表
100   节点，具体为ECU(电子控制单元)
10    通信介质
12    通信介质10的通信信道，具体为第一通信信道
14    通信介质10的另外可选的通信信道，具体为冗余的第二通
      信信道
20    分配给通信介质10的总线驱动器，具体为分配给通信信道
      12和/或另外可选的通信信道14的例如由发送机和接收机组
      合而成的收发机
204   从总线驱动器20到通信控制器40的信号，具体为接收数据
      输出信号RxD
206   从总线驱动器20到主机单元60的信号，具体为状态数据信
      号
243   从总线驱动器20到通信控制器40以及总线监控器30的接
      收信号，具体为接收数据使能输出信号RxEN
30    总线监控器，具体为无配置参数且无任何其他先验知识的总
      线监控器
32    时钟单元，具体为时钟
302   从总线监控器30到总线驱动器20的控制信号，具体为总线
      监控器使能输入信号BGEN：高有效
303   时钟信号，具体是从时钟单元302到总线监控器30的时钟
      信号
304   来自任意状态34的复位信号
306   从总线监控器30到主机单元60的信号，具体为错误标志指
      示信号ERRN
34    任意状态
36    上电
40    通信控制器
402   从通信控制器40到总线驱动器20的信号，具体为发送数据
       输入信号TxD
403    从通信控制器40到总线监控器30的装备信号，具体为总线
       监控器装备信号ARM
406    通信控制器40和主机单元60之间的信号
423    从通信控制器40到总线驱动器20以及总线监控器30的发
       送信号，具体是发送数据使能信号TxEN：低有效
50     电源单元，具体为电池
52     电压调节器
60     主机单元，具体为应用主机
602    从主机单元60到总线驱动器20的信号，具体为控制信号
200    通信***，具体具有线性拓扑结构(第一实施例；参见图3A)
200’  通信***，具体具有星形拓扑结构(第二实施例；参见图3B)
ARM    从总线监控器30到总线驱动器20的总线监控器装备信号
BGEN   从总线监控器30到总线驱动器20的总线监控器使能输入信
       号(高有效)
ERRN   总线监控器30和主机单元60之间的错误标志指示信号
GND    地
RxD    从总线驱动器20到通信控制器40的接收数据输出信号
RxEN   从总线驱动器20到通信控制器40以及总线监控器30的接
       收数据使能输出信号
SV1    调度违反，具体是从所述通信介质访问调度的第一类型偏离
SV2    调度违反，具体是从所述通信介质访问调度的第二类型偏离
SV3    调度违反，具体是从所述通信介质访问调度的第三类型偏离
TxD    从通信控制器40到总线驱动器20的发送数据输入信号
TxEN   从通信控制器40到总线驱动器20以及总线监控器30的发
       送数据使能信号(低有效)

Claims (15)

1.一种总线监控器(30)，用于监控两个以及多个节点(100)之间的通信，具体是在两个以及多个电子控制单元之间，所述总线监控器(30)
-设计用于监控至少一个周期的时间触发的通信介质访问调度，所述通信介质访问调度用于通过至少一个通信介质(10)在两个以及多个节点(100)之间传输消息，具体是通过至少一个信道(12)以及通过至少一个可选的另一信道(14)，以及
-分配给至少一个通信控制器(40)，所述通信控制器(40)包括所述通信介质访问调度，
所述总线监控器(30)的特征在于
-所述总线监控器(30)能够获知，具体是在第一周期内获知与所述通信介质访问调度有关的知识，以及
-例如在通信的启动期间，相对于至少一个可能的调度违反(SV1、SV2、SV3)，具体是相对于从所述通信介质访问调度的至少一个偏离，所述总线监控器(30)利用获知的知识。
2.根据权利要求1所述的总线监控器，其特征在于，所述总线监控器具有
-来自分配给和/或包括在总线监控器(30)中的至少一个时钟单元(32)的至少一个时钟信号(303)，和/或
-至少一个来自任意状态(34)的复位信号(304)，和/或
-至少一个来自通信控制器(40)的装备信号(403)，具体为至少一个总线监控器装备信号(ARM)。
3.一种分布式通信***(200，200’)的节点(100)，具体为电子控制单元，所述分布式通信***(200，200’)具有通过至少一个通信介质(10)互连的多个节点(100)，具体是通过至少一个信道(12)以及至少一个可选的另一信道(14)，所述节点(100)的特征在于根据权利要求1或2所述的至少一个总线监控器(30)。
4.根据权利要求3所述的节点，其特征在于至少一个总线驱动器(20)，具体为至少一个收发机单元，
-所述总线驱动器(20)与下列组件连接：--通信控制器(40)，
--总线监控器(30)，以及
--到通信介质(10)，
-所述总线驱动器(20)由总线监控器(30)控制，具体是使能和禁用，
-所述总线驱动器(20)被提供有：
--从通信监控器(40)发送的至少一个信号(402)，具体为至少一个发送数据输入信号(TxD)，
--从通信控制器(40)发送到总线监控器(30)的至少一个发送信号(423)，具体为至少一个发送数据使能信号(TxEN：低有效)，以及
--从总线监控器(30)发送的至少一个控制信号(302)，具体为至少一个总线监控器使能输入信号(BGEN：高有效)，以及
-所述总线驱动器(20)设计用于：
--通过通信介质(10)发送和接收消息，
--向通信控制器(40)发送至少一个信号(204)，具体为至少一个接收数据输出信号RxD，以及
--向通信控制器(40)以及总线监控器(30)发送至少一个接收信号(243)，具体为至少一个接收数据使能输出信号RxEN。
5.根据权利要求3或4所述的节点，其特征在于：
-至少一个主机单元(60)、和/或至少一个电源单元(50)、和/或至少一个电压调节器(52)，
--所述主机单元(60)与下列组件连接：
---总线驱动器(20)
---总线监控器(30)，以及
---通信控制器(40)，以及
--所述主机单元(60)设计用于：
---向总线驱动器(20)发送至少一个信号(602)，具体为至少一个控制信号，
---从总线驱动器(20)接收至少一个信号(206)，具体为至少一个状态数据信号，
---从总线监控器(30)接收至少一个信号(306)，具体为至少一个错误标志指示信号(ERRN)，以及
---向和/或从通信控制器(40)发送和/或接收至少一个信号(406)，和/或
-所述电源单元(50)具体为至少一个电池，其与地(GND)以及总线驱动器(20)连接，和/或
-所述电压调节器(52)与下列组件连接：
--电源单元(50)，
--主机单元(60)，
--通信控制器(40)，以及
--总线驱动器(20)。
6.一种分布式容错和/或时间触发通信***(200，200’)，具有至少两个根据权利要求3到5之一所述的节点(100)。
7.一种用于监控两个以及多个节点(100)之间的通信的方法，具体是两个以及多个电子控制单元之间，所述方法包括以下步骤：
-基于分配给至少一个通信控制器(40)的至少一个周期的时间触发的通信介质访问调度，在两个以及多个节点(100)之间发送消息，以及
-通过至少一个总线监控器(30)，监控通信介质访问调度，
所述方法的特征在于
-总线监控器(30)能够获知，具体是在第一周期内，获知与所述通信介质访问调度有关的知识，以及
-例如在通信的启动期间，相对于至少一个可能的调度违反(SV1、SV2、SV3)，具体是相对于从所述通信介质访问调度的至少一个偏离，所述总线监控器(30)利用获知的知识。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，具体是在接通电源(36)之后，所述总线监控器(30)，
[i]在被提供有来自任意状态(34)的至少一个复位信号(304)后，被唤醒，
[ii]在被提供有来自通信控制器(40)的至少一个装备信号(403)的第一下降沿之后，具体为至少一个总线监控装备信号(ARM)的第一下降沿，启动，
[iii]在被提供有装备信号(403)的第二下降沿之后，进入保护，以及
[iv]在检测到可能的调度违反(SV1、SV2、SV3)的至少之一时，表现出失败沉默。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，
-唤醒步骤[i]包括使至少一个总线驱动器(20)有效的步骤，具体是至少一个收发机单元的至少一部分，例如至少一个发送机单元，以及
-在所述步骤[i]期间，可以如下检测第一类型的调度违反(SV1)：
--在从通信控制器(40)到总线驱动器(20)以及总线监控器(30)的至少一个发送信号(423)的预定量的负边沿之后，具体是至少一个发送数据使能信号(TxEN：低有效)的预定量的负边沿，和/或
--在从总线驱动器(20)到通信控制器(40)以及总线监控器(30)的至少一个接收信号处于逻辑低状态的同时，具体是至少一个接收数据使能输出信号(RxEN)处于逻辑低状态的同时，在所述发送信号(423)的负边沿时，和/或
--当所述发送信号(423)在至少一个预定时间段内处于逻辑低状态时，所述预定时间段具体是比大约等于或小于6微秒的特定超时时间长，和/或
--当分配给总线监控器(30)的至少一个时钟单元(32)停止时。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，
-启动步骤[ii]包括以下步骤：
--使总线驱动器(20)有效，具体是收发机单元的至少一部分，诸如发送机单元，
--对时钟周期计数，以获知周期时间，以及
--对时钟周期计数，直到所述发送信号(423)的第一下降沿为止，其中具体是在第一周期期间不发送动态帧，帧包括在至少一个信道(12，14)上使用至少一个标识符在至少一个时隙中发送的所有信息，以及
-在所述步骤[ii]期间，可以如下检测第二类型的调度违反(SV2)：
--在所述发送信号(423)的预定量的负边沿之后，和/或
--在所述接收信号(243)处于逻辑低状态的同时，在所述发送信号(423)的负边沿时，和/或
--当所述发送信号(423)在至少一个预定时间段内处于逻辑低状态时，所述预定时间段具体是比大约为2.047的特定超时时间长，和/或
--当周期时间比大约为16毫秒的特定超时时间长时，和/或
--当时钟单元(32)停止时。
11.根据权利要求8到10的至少之一所述的方法，其特征在于
-保护步骤[iii]包括以下步骤：
--使总线驱动器(20)有效，具体为收发机单元的至少一部分，诸如发送机单元，
--对时钟周期计数，以监督周期时间，以及
-在所述步骤[iii]期间，可以如下检测第三类型的调度违反(SV3)：
--在发送信号(423)的特定负边沿时，具体是第Xcycle个负边沿时，和/或
--在所述接收信号(243)处于逻辑低状态的同时，在所述发送信号(423)的负边沿时，和/或
--当所述发送信号(423)在至少一个预定时间段内处于逻辑低状态时，所述预定时间段具体是比大约为2.047微秒的特定超时时间长，和/或
--当周期时间从在所述步骤[ii]期间获知的至少一个周期时间偏离得多于预定容限时，和/或
--当装备信号(403)和发送信号(423)各自的下降沿之间的时间间隔从在所述步骤[ii]期间获知的至少一个时间间隔偏离得多于预定容限时，和/或
--当时钟单元(32)停止时。
12.根据权利要求7到11的至少之一所述的方法，其特征在于，表现出失败沉默的步骤[iv]包括以下步骤：
-使总线驱动器(20)无效，具体为收发机单元的至少一部分，诸如发送机单元，以及
-不监控除了复位信号(304)之外的输入信号。
13.一种计算机程序，能够在至少一台计算机上运行，具体是在至少一个微处理器上，例如通信控制器(40)上，所述计算机程序的特征在于，对所述计算机程序进行编程，以执行根据权利要求7到12的至少之一所述的方法。
14.根据权利要求13所述的计算机程序，其特征在于，所述计算机程序存储在
-至少一个只读存储器模块上，
-至少一个随机存取存储器模块上，或
-至少一个闪存单元上。
15.根据权利要求1或2所述的至少一个总线监控器(30)和/或根据权利要求3到5的至少之一所述的至少一个节点(100)和/或根据权利要求6所述的至少一个分布式通信***(200，200’)和/或根据权利要求7到12的至少之一所述的方法和/或根据权利要求13或14所述的至少一个计算机程序的使用，以保证节点(100)的时域中的错误遏制，具体是对在诸如至少双信道(12，14)环境下通过通信介质(10)在两个以及多个节点(100)之间发送消息的通信***(200，200’)的时钟(32)进行同步，其中可以校正时间偏移量中的差别以及时钟速率中的差别。
CNA2005800436217A 2004-12-20 2005-12-13 用于监控两个以及多个节点之间的通信的总线监控器及其方法，包括该总线监控器的节点，包括该节点的分布式通信*** Pending CN101084652A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP04106746.3 2004-12-20
EP04106746 2004-12-20

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101084652A true CN101084652A (zh) 2007-12-05

Family

ID=36498940

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA2005800436217A Pending CN101084652A (zh) 2004-12-20 2005-12-13 用于监控两个以及多个节点之间的通信的总线监控器及其方法，包括该总线监控器的节点，包括该节点的分布式通信***

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8228953B2 (zh)
EP (1) EP1859577A2 (zh)
JP (1) JP2008524903A (zh)
CN (1) CN101084652A (zh)
WO (1) WO2006067673A2 (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103023713A (zh) * 2011-09-21 2013-04-03 Nxp股份有限公司 测试具有中心总线监护器的通信网络的***和方法
CN103582850A (zh) * 2011-03-30 2014-02-12 维斯塔斯风力***集团公司 分布式容错控制和保护***
CN106105105A (zh) * 2014-04-03 2016-11-09 松下电器（美国）知识产权公司 网络通信***、不正常检测电子控制单元以及不正常应对方法
CN107210937A (zh) * 2015-01-26 2017-09-26 大陆汽车有限公司 在数据总线中的总线监控器
CN111869167A (zh) * 2018-01-18 2020-10-30 大众汽车股份公司 针对监控实体和通信组件的方法和计算机程序、监控实体、通信组件、***和车辆
CN117614769A (zh) * 2023-11-28 2024-02-27 昆易电子科技(上海)有限公司 数据处理方法、装置、***、电子设备及可读存储介质

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005061392A1 (de) * 2005-12-22 2007-06-28 Robert Bosch Gmbh Bus-Guardian eines Teilnehmers eines Kommunikationssystems, sowie Teilnehmer für ein Kommunikationssystem
US20090290485A1 (en) * 2006-07-19 2009-11-26 Nxp B.V. Distributed communication system and corresponding communication method
US20090279540A1 (en) * 2006-09-06 2009-11-12 Nxp, B.V. Cluster coupler in a time triggered network
EP2137892B1 (en) * 2007-03-14 2012-11-14 Nxp B.V. Node of a distributed communication system, and corresponding communication system
US8204037B2 (en) * 2007-08-28 2012-06-19 Honeywell International Inc. Autocratic low complexity gateway/ guardian strategy and/or simple local guardian strategy for flexray or other distributed time-triggered protocol
US8498276B2 (en) * 2011-05-27 2013-07-30 Honeywell International Inc. Guardian scrubbing strategy for distributed time-triggered protocols
JP5423754B2 (ja) * 2011-09-28 2014-02-19 株式会社デンソー バス監視セキュリティ装置及びバス監視セキュリティシステム
US9871689B2 (en) 2013-04-22 2018-01-16 Tlv Co., Ltd. Terminal control system with optimized startup timing of each terminal device based on communication times of other terminal devices
US10284247B2 (en) 2013-06-10 2019-05-07 Nxp B.V. System and method for bit processing in a central network component
FR3040806B1 (fr) * 2015-09-07 2019-10-11 Continental Automotive France Calculateur electronique de vehicule compatible avec le protocole de communication can-fd
DE102016106531A1 (de) * 2016-04-08 2017-10-12 Eaton Electrical Ip Gmbh & Co. Kg Busteilnehmer und Verfahren zum Betreiben eines Busteilnehmers
CN112615761B (zh) * 2020-12-18 2022-05-31 杭州和利时自动化有限公司 一种总线监控***

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10144070A1 (de) * 2001-09-07 2003-03-27 Philips Corp Intellectual Pty Kommunikationsnetzwerk und Verfahren zur Steuerung des Kommunikationsnetzwerks
GB2386804A (en) 2002-03-22 2003-09-24 Motorola Inc Communications network node access switches
ATE313195T1 (de) * 2002-04-16 2005-12-15 Bosch Gmbh Robert Verfahren zum synchronisieren von uhren in einem verteilten kommunikationssystem
EP1355456A1 (en) * 2002-04-16 2003-10-22 Robert Bosch Gmbh FlexRay communication protocol
ATE467288T1 (de) * 2004-08-05 2010-05-15 Bosch Gmbh Robert Kommunikationskontrolleur für flexray-netze

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103582850A (zh) * 2011-03-30 2014-02-12 维斯塔斯风力***集团公司 分布式容错控制和保护***
CN103023713A (zh) * 2011-09-21 2013-04-03 Nxp股份有限公司 测试具有中心总线监护器的通信网络的***和方法
CN106105105A (zh) * 2014-04-03 2016-11-09 松下电器（美国）知识产权公司 网络通信***、不正常检测电子控制单元以及不正常应对方法
CN106105105B (zh) * 2014-04-03 2019-12-06 松下电器（美国）知识产权公司 网络通信***、不正常检测电子控制单元以及不正常应对方法
CN106105105B9 (zh) * 2014-04-03 2020-01-24 松下电器（美国）知识产权公司 网络通信***、不正常检测电子控制单元以及不正常应对方法
CN107210937A (zh) * 2015-01-26 2017-09-26 大陆汽车有限公司 在数据总线中的总线监控器
CN107210937B (zh) * 2015-01-26 2020-09-15 大陆汽车有限公司 在数据总线中的总线监控器
CN111869167A (zh) * 2018-01-18 2020-10-30 大众汽车股份公司 针对监控实体和通信组件的方法和计算机程序、监控实体、通信组件、***和车辆
CN117614769A (zh) * 2023-11-28 2024-02-27 昆易电子科技(上海)有限公司 数据处理方法、装置、***、电子设备及可读存储介质
CN117614769B (zh) * 2023-11-28 2024-05-10 昆易电子科技(上海)有限公司 数据处理方法、装置、***、电子设备及可读存储介质

Also Published As

Publication number Publication date
WO2006067673A3 (en) 2006-11-02
US20100002594A1 (en) 2010-01-07
EP1859577A2 (en) 2007-11-28
WO2006067673A2 (en) 2006-06-29
JP2008524903A (ja) 2008-07-10
US8228953B2 (en) 2012-07-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101084652A (zh) 用于监控两个以及多个节点之间的通信的总线监控器及其方法，包括该总线监控器的节点，包括该节点的分布式通信***
CN100471143C (zh) 通信网络、通信控制器、总线监护器和控制通信网络的方法
EP1355456A1 (en) FlexRay communication protocol
EP1573560B1 (en) System and method for efficient use of bandwidth or reduction of time accuracy requirements
EP1490998B1 (en) Method and circuit arrangement for the monitoring and management of data traffic in a communication system with several communication nodes
DE60302697T2 (de) Verfahren zum Synchronisieren von Uhren in einem verteilten Kommunikationssystem
USRE42080E1 (en) Bus monitor unit
CN101632262B (zh) 分布式通信***的节点、连接到通信***的节点及监测装置
US7124316B2 (en) Handling errors in an error-tolerant distributed computer system
Kimm et al. Integrated fault tolerant system for automotive bus networks
CN101491018A (zh) 分布式通信***和对应通信方法
CN101106438B (zh) 通信网络***和错误验证方法
JP2007515878A (ja) 送信スケジュール実施用の投票機構
EP1629636B1 (en) Time-triggered communication system and method for the synchronized start of a dual-channel network
Berwanger et al. byteflight~ A new protocol for safety-critical applications
EP1704681A2 (en) Simplified time synchronization for a centralized guardian in a tdma star network
Pimentel et al. A fault management protocol for TTP/C
Wey et al. Enhancement of Controller Area Network (CAN) bus arbitration mechanism
Rufino et al. Enforcing dependability and timeliness in controller area networks
Gaidhane et al. FPGA implementation of serial peripheral interface of flexray controller
SanthoshKumar Modelling and verification of the flexray startup mechanism using UPPAAL model checker
Herzner et al. Triple-T (Time-Triggered-Transmission)-A System of Patterns for Reliable Communication in Hard Real-Time Systems
Hua et al. Cooperative and efficient real-time scheduling for automotive communications
Lari et al. Evaluation of babbling idiot failures in flexray-based networkes
Rufino et al. Integrating inaccessibility control and timer management in canely

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: NXP CO., LTD.

Free format text: FORMER OWNER: KONINKLIJKE PHILIPS ELECTRONICS N.V.

Effective date: 20080307

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20080307

Address after: Holland Ian Deho Finn

Applicant after: Koninkl Philips Electronics NV

Address before: Holland Ian Deho Finn

Applicant before: Koninklijke Philips Electronics N.V.

C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Open date: 20071205