CN101826956B - 电子的数据处理***的两个通信网络的同步 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于对电子的数据处理***的两个通信网络(11，21)进行同步的方法。在这两个通信网络(11，21)上分别连接了一个或多个节点。这两个通信网络(11，21)中的每一个都具有一个进度表，该进度表为同步消息确定了至少一个时隙。同步消息的时隙由这两个进度表相互一致地来确定。在该第一通信网络(11)上该同步消息(S)由这些节点之一来生成。在该第二通信网络(21)上该同步消息(S`)根据该第一通信网络(11)的同步消息(S)被生成。
Description
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1前序部分所述的用于对两个通信网络进行同步的方法以及一种根据权利要求6前序部分所述的电子的数据处理***。
背景技术
比如在机动车中，在其中所具有的电子的数据处理***中，多个控制设备通过一个或多个通信网络相互连接。该通信网络比如可以是总线类的或星形的配置。控制设备在此用于实施特定的功能，比如机动车的燃料喷射功能或转向功能及制动功能。
如果比如存在两个所谓事件控制的通信网络，那么已知的是这些通信网络借助所谓的网关来相互连接。网关在此所具有的任务是，比如在所谓的中断之后如此变换在该第一通信网络上所传输的数据，并在必要时对该数据进行中间存储，使得这些数据然后能够被转发或继续传送到该第二通信网络。这种转换和中间存储导致数据从该第一通信网络转发到该第二通信网络时产生延迟。
在一种所谓的时间控制的通信网络中存在固定预给定的所谓进度表(Ablaufplan)，该进度表给所连接的每个控制设备规定确定的时隙，在该时隙中该控制设备可以通过该通信网络传输数据。此外该进度表还预给定至少一个时隙，在该时隙中包含有同步消息，借助该同步消息能够将连接到该通信网络的所有控制设备在时间上相互同步。
如果存在两个时间控制的通信网络，并且这两个通信网络应该相互耦合，那么有利的是这两个通信网络同样是在时间上相互同步的。
发明内容
本发明的任务从而是电子的数据处理***的两个通信网络的同步。
该任务通过根据权利要求1所述的方法以及通过根据权利要求6所述的数据处理***而得到解决。
根据本发明，为了对电子的数据处理***的两个通信网络进行同步，规定在所述两个通信网络上分别连接一个或多个节点，并且这两个通信网络的每个都具有进度表，该进度表为同步消息确定了至少一个时隙，并且该同步消息的时隙由两个进度表相互一致地(übereinstimmend)来确定，并且在该第一通信网络上该同步消息由所述节点之一来生成，并且在该第二通信网络上该同步消息根据该第一通信网络的同步消息而被生成。
从而在这两个通信网络上存在用于同步消息的一致的时隙。在该第一通信网络中，该同步消息由控制设备之一写入到该时隙中。相反在该第二通信网络中填充相应的时隙，使得根据该第一通信网络的同步消息来生成同步消息。从而实现了在该第一通信网络以及在该第二通信网络上存在同一同步消息。从而该第一以及该第二通信网络的所有控制设备都能够根据该同步消息在时间上相互同步。
本发明所具有的优点是，在这两个通信网络上同步消息的时间延迟是相当微小的。优选地，本发明可以作为计算机程序在电子计算设备上来实现，其中该电子计算机设备则实施这两个通信网络的根据本发明的同步。
在本发明的一个第一有利的扩展中，该第一通信网络通过开关与该第二通信网络相连接。如果存在如下时隙：在该时隙中在该第一通信网络上存在同步消息，那么该开关才转换到其闭合状态。这导致该第一通信网络的同步消息通过该开关而被转发并在那里被继续传送到该第二通信网络。从而在该第一通信网络上以及在该第二通信网络上具有同一同步消息。
在本发明的一个第二有利的扩展中，在该第二通信网络上连接了发生器。如果存在如下时隙：在该时隙中在该第一通信网络上存在该同步消息，那么才由该发生器来生成该同步消息。这导致在该第二通信网络上存在的同步消息与在该第一通信网络上存在的同步消息相一致。从而在该第一通信网络上以及在该第二通信网络上又存在同一同步消息。
本发明的其他特征、应用可能和优点参见下文中对附图中所示的本发明实施例的说明。在此所有叙述的或图示的特征单独地或以任意的组合而构成了本发明的主题，而不取决于其在权利要求中的概括或其引用关系，并且不取决于其在说明书中以及在附图中的表述以及图示。
附图说明
图1示出了根据本发明用于两个通信网络同步的一个第一实施例的示意性电路框图，
图2示出了在前述两个通信网络同步时的示意性时间图，以及
图3示出了根据本发明用于两个通信网络同步的一个第二实施例的示意性电路框图。
具体实施方式
在图1中示出了电子的数据处理***的第一总线11，其中该***可以是任意类型的时间控制的通信网络。比如该总线11可以作为所谓的FlexRay总线或作为所谓的TTCAN总线来实现。该总线11设置用于尤其在机动车中传输数字数据。
在该总线11上比如连接了四个节点13、14、15、16。节点比如可以是控制设备的组成部分，其中控制设备可以实施一个或多个功能，比如与在内燃机中的燃料喷射有关的功能或者机动车的转向功能或制动功能。
每个节点13、14、15、16都具有通信控制器18和总线收发器19。该总线收发器19建立所属节点与该总线11的直接连接，其方式是它把电子信号写入到该总线11上，其中该电子信号代表了要传输的数字数据。该通信控制器18实施预给定的进度表，其方式是它主要把要传输的数字数据在正确的时间点转发到该总线收发器19以进行传输。
在总线上可利用的传输时间由该进度表划分为彼此相继的周期，这些周期其中分别包含有多个时隙。在每个时隙中可以***消息、所谓的帧，其中每个消息其中都包含有多个要传输的数字数据、所谓的有效载荷。
每个节点13、14、15、16通过该进度表分配了在彼此相继的周期中的至少一个确定的用于发送和/或接收数字数据时隙，使得每个节点13、14、15、16在每个周期中都能够把多个数字数据写入到该总线11上，并从而能够通过该总线11来传输。优选地每个周期给单个节点13、14、15、16分别分配多个时隙。
为了对节点13、14、15、16进行时间同步，该进度表确定：至少一个节点13、14、15、16在该节点在彼此相继的周期中可利用的确定时隙中发送同步消息。优选地这种同步消息由多个节点13、14、15、16在它们分别可利用的时隙中被发送。从而在每个周期中在该总线11上都存在一个或多个同步消息。
该进度表所有节点13、14、15、16都是已知的。从而所有的节点13、14、15、16都“知道”同步消息在哪些时隙中在该总线11上被传输。
在每个节点13、14、15、16中该进度表的这些单个的时隙基于时基而被确定，该时基比如与石英振荡器有关。因为单个节点13、14、15、16所具有的时基比如由于不同的石英而可能相互偏离，所以由确定的节点将同步消息写入到总线11上所位于的那个时隙就可能不能精确地由另外的节点之一所确定，而是带有微小的偏差。
因为仅仅是微小的偏差，并且因为该进度表在两个彼此相继的时隙的消息之间总是设置有一个间距，在该间距中不传输数据，所以前述的另一节点尽管有微小的偏差也可以通过其总线收发器19来读入所述确定的节点的同步消息。根据所读入的同步消息，然后所述另一节点可以确定前述的偏差并通过校正它的时基来进行补偿。所述另一节点从而就可以与所读入的同步消息相同步。
连接到总线11的所有节点13、14、15、16全部都可以以这种方式借助所传输的同步消息来相互同步。
在图1的数据处理***中设置有一个第二总线21，该第二总线与该总线11相似或者与总线11相当，并且其中从而可以是任意类型的时间控制的通信网络。比如该总线21可以作为所谓的FlexRay总线或者作为所谓的TTCAN总线来实现。在该总线21上比如连接了四个节点23、24、25、26。节点23、24、25、26与总线11的节点13、14、15、16相类似，并且比如可以是控制设备的组成部分。该总线21的每个节点23、24、25、26都具有通信控制器28和总线收发器29，其再次与该总线11的通信控制器18和总线收发器19相类似。
节点23、24、25、26的功能相应于节点13、14、15、16的功能-除了以下的差别。与该第一总线11的节点13、14、15、16中一样，在该第二总线21的节点23、24、25、26中同样尤其有借助进度表而进行的周期和时隙的定义。
另外，该第二总线21的进度表至少关于同步消息的时隙与该第一总线11的进度表相一致。但是关于其他的时隙可能存在的差别是，该第一和第二总线11、21的进度表相互偏离。
另一差别是，该第二总线21的节点23、24、25、26都不生成任何同步消息，且都不写入到总线21上。
根据图1，该第一总线11通过串联电路与该第二总线21相连接，该串联电路由总线驱动器31、开关32和另一总线驱动器33组成。必要时也可以省略两个总线驱动器31、33之一或甚至省略两个总线驱动器31、33。该开关32优选地是集成的半导体元件，该半导体元件在微小信号延迟的情况下实现了高的开关频率。
该开关32可以由控制装置35在其断开和闭合状态之间被来回切换。该控制装置35可以借助电子计算设备来实现，在该电子计算设备上运行相应的计算机程序，借助该计算机程序来实施该控制装置35的功能。该控制装置35比如与该第一总线11的节点16的通信控制器18相连接，但或者也可以与该第一总线11的其他每个节点13、14、15相耦合。同样也可以的是，该控制装置35被集成在该总线11的相应节点13、14、15、16中、尤其被集成在那里的通信控制器18中。重要的是，该开关32根据该第一总线11的进度表被控制。
如前所述，该总线11的每个节点13、14、15、16都“知道”预给定的进度表，并从而也知道同步消息在该总线11上被传输所处的那些时隙。至少上述的时隙在本实施例中由节点16转发到该控制装置35。如果存在如下时隙：在这些时隙中所述同步消息出现在该总线11上，那么该控制装置35现在才把该开关32切换到其闭合状态。在其他所有时隙中该开关32都被控制到其断开状态。
这导致这些同步消息由该第一总线11通过该开关32传输到该第二总线21。但此外没有数据从该第一总线11传输到该第二总线21。
由于在这两个总线11、21上关于同步消息的时隙一致的进度表，在该第二总线21上本身也为了传输同步消息而设置有如下时隙：在所述时隙中在该第一总线11上存在同步消息。但是，由于所述的差别，也即该第二总线21的节点23、24、25、26都不生成任何同步消息，且都不写入到该总线21上，这些时隙在该第二总线21上“就此而言还是空闲的”。这些“就此而言还是空闲的”时隙从而可以被由该第一总线11通过该开关32被传输到该第二总线21的那些同步消息所填充。
这导致在该第一总线11上以及在该第二总线21上具有相同的同步消息。
从而不仅能够如前所述地借助这些同步消息使该第一总线11的节点13、14、15、16相互同步，而且还可以同样使该第二总线21的节点23、24、25、26相互以及与该第一总线11的节点13、14、15、16相同步。从而能够使该第一以及第二总线11、21的全部节点借助所解释的同步消息而相互同步。
在图2中示出了在时间t上在该数据处理***的两个总线11、21上所传输的消息。上面的图在此涉及该第一总线11，下面的图涉及该第二总线21。这两个图的圈出的区域在下面放大地再次示出。
在两个图中由进度表所定义的周期用参考符号Z来表示。时隙没有示出。除此之外示出了在单个时隙中所传输的消息。这些消息用参考符号N来表示。在这些消息之间设置有停顿，在这些停顿中不传输数据。
在上面的图中在该第一总线11上所存在的同步消息用参考符号S来表示。如前所述，这些同步消息被传输到该第二总线21上。在下面的图中在该第二总线21上所存在的同步消息因此用参考符号S`来表示。所解释的从该第一总线11通过开关32到该第二总线21的传输方向在此由所示的方向箭头来示出，该方向箭头用参考符号P来表示。
由放大图尤其看出，在该第一总线11的同步消息之一S与该第二总线的所属同步消息S`之间可能存在一个时间延迟，该时间延迟用参考符号V来表示。该延迟时间V可能由于如下原因而产生：该同步消息S需要有限的持续时间以经历从该第一总线11到该第二总线21的传输段。通过相应地构造该开关32和/或该总线驱动器32、33，该延迟时间V在必要时可以避免。
图3的实施例主要对应于借助图1和2所解释的实施例。从而在图3中一致的特征以与图1相同的方式来表示。关于一致的特征参见图1和2的说明。在图3的实施例中两个总线11、21的进度表关于同步消息的时隙还尤其是相同地一致，并且在图3中该第二总线21的节点23、24、25、26也都不把同步消息写入到该总线21上。
然而图1的由总线驱动器31、开关32和总线驱动器33组成的串联电路在图3的实施例中不再存在。除此之外在此存在一个发生器42，该发生器通过总线驱动器43连接到该第二总线21上。该总线驱动器43也可以集成在该发生器42中或甚至完全不存在。该发生器42可以借助电子计算设备来实现，其中在该计算设备上运行相应的计算机程序，利用该计算机程序来实施该发生器42的功能。
该发生器42比如与该第一总线11的节点16的通信控制器18相连接，然而代替地也可以与该第一总线11的每个其他节点13、14、15相耦合。同样该发生器42也可以集成在该总线11的相应节点13、14、15、16中，尤其集成在那里的通信控制器18中。重要的是该发生器42根据该第一总线11的进度表而被控制。
如前所述，该总线11的每个节点13、14、15、16都“知道”给定的进度表，并从而也“知道”在该第一总线11上传输同步消息的那些时隙。最后所述的时隙至少由该节点16转发到该发生器42。如果存在以下时隙：在这些时隙中在该总线11上具有同步消息，那么该发生器42现在才相应生成另外的同步消息。所述另外的同步消息由该发生器42写入到该第二总线21上。在所有其他时隙中该发生器42不生成数据。
这导致在该第一总线11上存在同步消息，并且在该第二总线21上存在由该发生器42所生成的另外的同步消息。
由于在这两个总线11、21上关于同步消息的时隙相一致的进度表，在该第二总线21上本身也为了传输同步消息而设置有如下时隙：在这些时隙中在该第一总线11上存在同步消息。由于所述的差别，也即该第二总线21的节点23、24、25、26都不生成任何同步消息，且都不写入到该总线21上，在该第二总线21上的这些时隙“就此而言还是空闲的”。这些“就此而言还是空闲的”时隙从而可以被由该发生器42所生成的并被写入到该第二总线21上的同步消息所填充。
这导致在该第一总线11上以及在该第二总线21上具有相同的同步消息。
从而不仅能够如前所述地借助这些同步消息使该第一总线11的节点13、14、15、16相互同步，而且还可以同样使该第二总线21的节点23、24、25、26也相互同步以及与该第一总线11的节点13、14、15、16相同步。从而能够使该第一以及第二总线11、21的全部节点借助所解释的同步消息而相互同步。
图2的时间图基本也适用于图3的实施例。该第二总线21的同步消息S`在此是由该发生器42所生成的另外的同步消息，并且该箭头P表示根据该第一总线11上的同步消息S而生成所述另外的同步消息S`。
在图2中所示的延迟时间V在图3的实施例中可以如下所述而产生：即该发生器42需要有限的持续时间，以生成所述另外的同步消息并写入到该第二总线21上。该延迟时间V在必要时可以通过相应地构造该发生器32和/或该总线驱动器33而被避免。
作为对图1和3的实施例的补充，可以存在多个开关32以及发生器42以同步两个总线11、21。该开关32以及发生器42在此可以由该第一总线的不同节点13、14、15、16来控制。从而一个开关32以及发生器42的失效或者一个节点的失效不是绝对地导致整个电子的数据处理***的失效。
Claims (10)
1.用于对电子的数据处理***的两个通信网络(11，21)进行同步的方法，其中在所述两个通信网络(11，21)上分别连接了一个或多个节点(13，14，15，16，23，24，25，26)，并且其中所述两个通信网络(11，21)中的每一个都具有进度表，该进度表为同步消息确定了至少一个时隙，其特征在于，该同步消息的时隙由所述两个进度表相互一致地来确定，第一通信网络(11)的同步消息(S)通过由与第一通信网络(11)连接的节点(13，14，15，16)之一写入到所述时隙来生成，并且在第二通信网络(21)中填充相应的时隙，使得第二通信网络(21)的同步消息(S`)根据该第一通信网络(11)的同步消息(S)来生成，
其中该第一通信网络(11)通过开关(32)与该第二通信网络(21)相连接，并且其中如果存在如下时隙：在该时隙中在该第一通信网络(11)上存在同步消息(S)，那么该开关(32)才变换到其闭合状态。
2.根据权利要求1所述的方法，其中将发生器(42)连接到该第二通信网络(21)，并且其中如果存在如下时隙：在该时隙中在该第一通信网络(11)上存在同步消息(S)，那么才由该发生器(42)来生成第二通信网络(21)的同步消息(S`)。
3.根据权利要求2所述的方法，其中该开关(32)或该发生器(42)根据该第一通信网络(11)的进度表而被控制。
4.具有两个通信网络(11，21)的电子的数据处理***，其中在所述两个通信网络(11，21)上分别连接了一个或多个节点(13，14，15，16，23，24，25，26)，并且其中所述两个通信网络(11，21)中的每一个都具有进度表，该进度表为同步消息确定至少一个时隙，其特征在于，该同步消息的时隙由所述两个进度表相互一致地来确定，并且具有同步装置，该同步装置被构造，使得第一通信网络(11)的同步消息(S)通过由与第一通信网络(11)连接的节点(13，14，15，16)之一写入到所述时隙来生成，并且在第二通信网络(21)中填充相应的时隙，使得第二通信网络(21)的同步消息(S`)根据该第一通信网络(11)的同步消息(S)而被生成，
其中该第一通信网络(11)通过开关(32)与该第二通信网络(21)相连接，并且其中该同步装置被构造，使得如果存在如下时隙：在该时隙中在该第一通信网络(11)上存在同步消息(S)，那么该开关(32)才变换到其闭合状态。
5.根据权利要求4所述的数据处理***，其中发生器(42)被连接到该第二通信网络(21)上，并且其中该同步装置被构造，使得如果存在如下时隙：在该时隙中在该第一通信网络(11)上存在同步消息(S)，那么才由该发生器(42)来生成该第二通信网络(21)的同步消息(S`)。
6.根据权利要求5所述的数据处理***，其中该同步装置被构造，使得该开关(32)或该发生器(42)根据该第一通信网络(11)的进度表被控制。
7.根据权利要求4至6之一所述的数据处理***，其中所述两个通信网络(11，21)是时间控制的通信网络。
8.根据权利要求7所述的数据处理***，其中所述两个通信网络(11，21)是FlexRay总线。
9.根据权利要求4至6之一所述的数据处理***，其中与所述两个通信网络(11，21)连接的节点(13，14，15，16，23，24，25，26)分别是控制设备的组成部分，并且能够由该控制设备在机动车中实施一个或多个功能。
10.根据权利要求9所述的数据处理***，其中，能够由该控制设备实施与机动车内燃机中燃料喷射有关的功能和/或机动车的转向功能和/或制动功能。
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2010
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