DE102008004854B4 - Method for transmitting messages in a bus system, bus device and bus system - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Übermitteln von Botschaften von einem Sendegerät (10) über ein Bearbeitungsgerät (14), in dem die Botschaften bearbeitet werden, zu einem Empfangsgerät (12), wobei in einem Kommunikationssystem eine Folge von Zeitschlitzen (22) definiert ist und Sendesignale (26, 26') von dem Sendegerät (10) in vorbestimmten Zeitschlitzen (22) aus dieser Folge übermittelt werden, wobei das Bearbeitungsgerät (14) von ihm empfangene und bearbeitete Sendesignale zumindest teilweise in demselben Zeitschlitz (22) wieder aussendet, in dem es sie empfangen hat, dadurch gekennzeichnet, dass das Bearbeitungsgerät (14) erfasst, wie genau eine zu ihm gehörige Uhr mit einer Uhr des Sendegeräts (10) synchronisiert ist, und dass es abschätzt oder berechnet, wie lange das Empfangen und Bearbeiten bis zum Wiederaussenden der Sendesignale dauert, und dass es aus diesen beiden Informationen ableitet, ob von einer Pufferzeit (28) in dem Zeitschlitz (22) eine Mindestrestpufferzeit (28') verbleibt und in diesem Fall die von ihm bearbeiteten Sendesignale in demselben Zeitschlitz wieder aussendet, in dem es sie empfangen hat.Method for transmitting messages from a transmitting device (10) to a receiving device (12) via a processing device (14) in which the messages are processed, a sequence of time slots (22) being defined in a communication system, and transmitting signals (26, 26 ') are transmitted from the transmitting device (10) in predetermined time slots (22) from this sequence, wherein the processing device (14) transmits from it received and processed transmission signals at least partially in the same time slot (22) in which it has received them characterized in that the processing device (14) detects how exactly a clock associated with it is synchronized with a clock of the transmitter (10), and estimates or calculates how long it takes to receive and process until the transmission of the transmission signals, and that it derives from these two pieces of information whether a minimum remaining buffer time (28 ') remains in the time slot (22) from a buffer time (28) and in this case, retransmit the transmission signals it has processed in the same time slot in which it received them.
Description
Die Erfindung betrifft das Gebiet von zeitgesteuerten Kommunikationssystemen, und zwar solchen, in denen die Zeit in eine Vielzahl von Zeitschlitzen eingeteilt ist. Den einzelnen Teilnehmern des Kommunikationssystems werden ganz bestimmte dieser Zeitschlitze zugeordnet, so dass besagte Teilnehmer dann in den ihnen zugeordneten Zeitschlitzen Sendesignale abgeben können. Üblicherweise sind die Zeitschlitze in einer zyklischen Folge den einzelnen Teilnehmern zugeordnet. Das Kommunikationsverfahren bedingt, dass sich die einzelnen Teilnehmer, auch als „Knoten” bezeichnet, synchronisieren müssen. Bekannte Protokolle zur Datenübertragung in solchen Kommunikationssystemen sind FlexRay, TTP/C und TTCAN.The invention relates to the field of time-triggered communication systems, namely those in which the time is divided into a plurality of time slots. The individual subscribers of the communication system are assigned to certain of these time slots, so that said subscribers can then deliver in the time slots assigned to them transmit signals. Usually, the time slots are assigned to the individual subscribers in a cyclical sequence. The communication method requires that the individual subscribers, also referred to as "nodes", must synchronize. Known protocols for data transmission in such communication systems are FlexRay, TTP / C and TTCAN.
Aus der
Die Erfindung befasst sich insbesondere damit, dass solche Botschaften übermittelt werden, die von einem Sendegerät ausgesandt werden und in einem Bearbeitungsgerät bearbeitet werden, bevor sie zu einem Empfangsgerät gelangen.In particular, the invention is concerned with the transmission of messages which are transmitted by a transmitting device and processed in a processing device before they reach a receiving device.
Will man Signale von einem anderen Busteilnehmer in einem Busteilnehmer bearbeiten, bedingt dies im Stand der Technik eine Auftrennung eines Busses in zwei Zweige. So sind beispielsweise bei Verwendung des FlexRay-Protokolls mindestens zwei Knoten (Busteilnehmer) für die Synchronisation innerhalb eines Zweiges erforderlich. So geht bei Auftrennung des Busses die Synchronisation verloren. Die Busteilnehmer aus einem der Zweige empfangen nämlich nur Signale über den diese Signale bearbeitenden und die Zweige voneinander trennenden Busteilnehmer. Um nicht das Protokoll zu verletzen, muss für jeden Zweig der jeweils restliche Bus simuliert werden, und bei einer solchen Simulation driften die Zeitbasen auseinander. Im Stand der Technik empfängt das bearbeitende Busgerät (das Bearbeitungsgerät) die Signale von dem Sendegerät in einem ersten Zeitschlitz und sendet sie im entsprechenden Zeitschlitz des anderen Zweiges nach der Bearbeitung wieder aus. Dieser zweite Zeitschlitz muss ein zu dem Sendegerät gehöriger Zeitschlitz sein. Üblicherweise handelt es sich um den nächsten Zeitschlitz in der Folge der Zeitschlitze, der zu den vorbestimmten Zeitschlitzen gehört, die zu dem Sendegerät definiert sind.If one wants to process signals from another bus subscriber in a bus subscriber, this necessitates a separation of a bus into two branches in the prior art. For example, when using the FlexRay protocol, at least two nodes (bus users) are required for synchronization within a branch. So is lost when disconnecting the bus synchronization. Namely, the bus subscribers from one of the branches receive only signals via the bus subscribers handling these signals and separating the branches from each other. In order not to violate the protocol, for each branch the remaining bus must be simulated, and in such a simulation the time bases drift apart. In the prior art, the processing bus device (the processing device) receives the signals from the transmitting device in a first timeslot and retransmits them in the corresponding timeslot of the other branch after processing. This second time slot must be a time slot associated with the transmitter. It is usually the next time slot in the sequence of time slots associated with the predetermined time slots defined for the transmitter.
Wegen der Auftrennung eines Busses in zwei Zweige durch das Bearbeiten muss das Kommunikationssystem insgesamt sehr aufwendig sein. Wegen des Aussendens der Signale in dem jeweils nächsten zu dem Sendegerät gehörigen Zeitschlitz gelangen die Botschaften von dem Sendegerät auch mit erheblicher Verzögerung erst zu dem Empfangsgerät, die im schlimmsten Fall so groß ist wie die Zykluszeit der Zeitschlitze.Because of the separation of a bus into two branches by editing the communication system must be very complex overall. Because of the transmission of the signals in the respective next time slot belonging to the transmitter, the messages from the transmitter arrive, even with considerable delay, firstly at the receiver, which in the worst case is as large as the cycle time of the time slots.
Es ist Aufgabe der Erfindung, diese Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen.It is an object of the invention to eliminate these disadvantages of the prior art.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 und ein dieses Verfahren ermöglichendes Busgerät mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 3 gelöst. Durch das erfindungsgemäße Verfahren bzw. bei Einsatz des erfindungsgemäßen Busgeräts ist auch ein Bussystem mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 4 ermöglicht.The object is achieved by a method having the features according to claim 1 and a method enabling this bus device having the features according to claim 3. By the method according to the invention or when using the bus device according to the invention, a bus system with the features according to claim 4 is also possible.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren sendet das Bearbeitungsgerät somit von ihm empfangene und bearbeitete Sendesignale zumindest teilweise (nämlich insbesondere wenn nach vorbestimmten Kriterien möglich) in demselben Zeitschlitz (natürlich mit Verzögerung) wieder aus, in dem es sie empfangen hat.In the method according to the invention, the processing device thus at least partially (in particular if possible according to predetermined criteria) transmits transmitted signals received and processed by it again in the same time slot (with delay, of course) in which it received them.
Die Erfindung besteht in einer Nutzung einer in dem Zeitschlitz üblicherweise definierten Pufferzeit. Die Länge eines Zeitschlitzes ist nämlich üblicherweise größer als die Länge einer Botschaft (eines sogenannten Frames). Es wird mit dem Senden der Botschaft erst nach Verstreichen einer Pufferzeit begonnen, und es verbleibt eine Pufferzeit nach Beendigung des Sendens des Frames in dem Zeitschlitz. Die Pufferzeiten sind deswegen definiert, weil die einzelnen Geräte nicht perfekt miteinander synchronisiert sind. Üblicherweise sind die Pufferzeiten jedoch sehr großzügig ausgelegt. Daher ist es vorgesehen, dass das Bearbeitungsgerät (vorab, also vor dem Empfangen der Sendesignale) erfasst, wie genau eine zu ihm zugehörige Uhr (Zeitgeber) mit einer Uhr (einem Zeitgeber) des Sendegeräts synchronisiert ist. Zudem muss es (insbesondere vorab) abschätzen oder berechnen, wie lange das Bearbeiten der Sendesignale dauert. Aufgrund der ersten Information ermittelt das Bearbeitungsgerät, wieviel von der Pufferzeit tatsächlich aufgrund der nicht perfekten Synchronisation der beiden Uhren erforderlich ist (Mindestrestpufferzeit). Aufgrund der zweiten Information wird die Zeitverzögerung abgeschätzt, mit der das Bearbeitungsgerät die bearbeiteten Sendesignale wieder aussendet. Damit wird abgeschätzt, um wieviel sich die Pufferzeit verkürzt. Somit wird abgeleitet, ob von einer Pufferzeit in dem Zeitschlitz die Mindestrestpufferzeit verbleibt. Es kann hierzu eine Restpufferzeit von größer als einer bestimmten Mikrosekundenanzahl festgelegt werden, die Mindestrestpufferzeit kann jedoch auch gleich 0 Mikrosekunden sein, wenn von perfekter Synchronisation ausgegangen ist. Verbleibt die Mindestrestpufferzeit, dann erfolgt das Aussenden der bearbeiteten Sendesignale in demselben Zeitschlitz, in dem sie empfangen wurden.The invention consists in using a buffer time usually defined in the timeslot. The length of a time slot is usually greater than the length of a message (a so-called frame). The transmission of the message is started only after a buffer time has elapsed, and a buffer time remains after the transmission of the frame in the time slot has ended. The buffer times are defined because the individual devices are not perfectly synchronized with each other. Usually, however, the buffer times are very generous. Therefore, it is provided that the processing device (in advance, ie before receiving the transmission signals) detects how exactly a corresponding clock (timer) is synchronized with a clock (a timer) of the transmitting device. In addition, it must (in advance in particular) estimate or calculate how long the processing of the transmission signals takes. Because of the first information, the processing device determines how much of the buffering time is actually required due to the imperfect synchronization of the two clocks is (minimum remainder buffer time). Based on the second information, the time delay with which the processing device sends out the processed transmission signals is estimated. It is estimated by how much the buffer time is shortened. Thus it is deduced whether the minimum remaining buffer time remains from a buffer time in the time slot. For this purpose, a residual buffer time of greater than a certain microsecond number can be specified, but the minimum residual buffer time can also be equal to 0 microseconds if perfect synchronization has been assumed. If the minimum remaining buffer time remains, then the transmitted transmission signals are transmitted in the same time slot in which they were received.
Durch die Zeitverzögerung des Aussendens der bearbeiteten Sendesignale durch das Bearbeitungsgerät könnte es zu Fehlern in der Synchronisation kommen. Dies wäre insbesondere dann der Fall, wenn die Sendesignale ein Synchronisierungssignal umfassen, das mit Zeitverzögerung ungeändert weitergesandt wird. Daher sollte das Bearbeitungsgerät ein in den Sendesignalen enthaltenes Synchronisierungssignal unwirksam machen (aufheben), zum Beispiel ein (auf 1) gesetztes Synchronisierungsbit wieder zurücksetzen (auf 0).Due to the time delay of sending the processed transmission signals through the processing unit, errors in the synchronization could occur. This would be the case in particular if the transmission signals comprise a synchronization signal which is transmitted unchanged with time delay. Therefore, the processing apparatus should disable (cancel) a sync signal included in the transmit signal, for example, reset (to 0) a sync bit set to (1).
Das erfindungsgemäße Busgerät ist dazu ausgelegt, bearbeitete Sendesignale in demselben Zeitschlitz mit Verzögerung wieder auszusenden, in dem es sie empfängt. Es ist weiterhin dazu ausgelegt, eine von einer Pufferzeit nach einem Empfangen und Bearbeiten bis zum Wiederaussenden der Sendesignale verbleibende Restpufferzeit zu ermitteln und die bearbeiteten Sendesignale nur dann in demselben Zeitschlitz mit Verzögerung wieder auszusenden, in dem es sie empfangen hat, wenn die Restpufferzeit einen Mindestwert überschreitet. Sollte die Restpufferzeit nicht ausreichend groß sein, wird an das Verfahren gemäß dem Stand der Technik angeknüpft, was bedeutet, dass die Sendesignale in dem nächsten dem Sendegerät, von dem sie stammen, zugeordneten Zeitschlitz, weitergesandt werden.The bus device according to the invention is designed to retransmit processed transmission signals in the same time slot with delay, in which it receives them. It is furthermore designed to determine a remaining buffer time remaining from a buffer time after receiving and processing until retransmission of the transmission signals, and to retransmit the processed transmission signals in the same time slot with delay only when the residual buffer time has reached a minimum value exceeds. Should the remaining buffer time not be sufficiently large, the prior art method will be followed, meaning that the transmit signals will be forwarded in the next time slot allocated to the transmitter from which they originate.
Zur Erfindung gehört das erstmalige Bereitstellen eines Bussystems, das insbesondere als FlexRay-Bussystem ausgestaltet sein kann, wobei eine Mehrzahl von Busgeräten zu dem Bussystem gehört, ein Sendegerät das Sendesignale aussendet, welche von einem Bearbeitungsgerät, das ein Busgerät der erfindungsgemäßen Art ist, bearbeitet werden, bevor sie zu einem Empfangsgerät gesandt werden, wobei anders als im Stand der Technik alle Busgeräte an demselben einen (FlexRay-)Bus angeschlossen sind und daher auch synchronisierbar sind.The invention includes the first-time provision of a bus system, which may be configured in particular as a FlexRay bus system, wherein a plurality of bus devices belonging to the bus system, a transmitting device emits the transmission signals, which are processed by a processing device, which is a bus device of the type according to the invention before being sent to a receiving device, unlike the prior art, all bus devices are connected to the same one (FlexRay) bus and therefore can also be synchronized.
Es entfällt somit der durch die Aufteilung des Busses in zwei Zweige im Stand der Technik notwendige Aufwand. Durch die Synchronisierbarkeit aller Busgeräte ist ein gutes Funktionieren der Kommunikation in dem Bussystem, insbesondere ohne Zeitverzögerung gewährleistet.It thus eliminates the effort required by the division of the bus into two branches in the prior art. Due to the synchronizability of all bus devices a good functioning of the communication in the bus system, in particular without time delay is guaranteed.
Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung unter Bezug auf die Zeichnungen beschrieben, wobeiHereinafter, a preferred embodiment of the invention will be described with reference to the drawings, wherein
Ein Sendegerät
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht nun – siehe
Das erfindungsgemäße Verfahren, welches von dem Bearbeitungsgerät
Die Erfindung macht Gebrauch von der Verwendung der Puffer, insbesondere davon, dass es den Puffer 2 gibt, also einen Puffer, der nach Beendigung eines Frames
Es kann, wenn das Bearbeitungsgerät
Claims (4)
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