EP1891776A1 - Method for operating a bus system, bus system and bus user - Google Patents

Method for operating a bus system, bus system and bus user

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Publication number
EP1891776A1
EP1891776A1 EP06752570A EP06752570A EP1891776A1 EP 1891776 A1 EP1891776 A1 EP 1891776A1 EP 06752570 A EP06752570 A EP 06752570A EP 06752570 A EP06752570 A EP 06752570A EP 1891776 A1 EP1891776 A1 EP 1891776A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
data
bus
master
slaves
slave
Prior art date
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Ceased
Application number
EP06752570A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Robert Hugel
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.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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 Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP1891776A1 publication Critical patent/EP1891776A1/en
Ceased legal-status Critical Current

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    • 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
    • H04L12/403—Bus networks with centralised control, e.g. polling
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • 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
    • H04L2012/40234—Local Interconnect Network LIN
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • 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

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a bus system, in which a trained as a master
  • Bus participants and at least two each formed as a slave bus participants communicate via a bus, and in which a slave is requested by the master to send data by the master sends an identifier assigned to the slave.
  • the present invention further relates to a bus system according to the preamble of claim 9 and a bus subscriber.
  • LIN Local Interconnect Network
  • each slave has an individually assigned identifier, with which it can be addressed by a master of the LIN network.
  • the master for example, to request data from one of the slaves, first sends synchronization information and then the the corresponding identifier assigned in the form of a message on the bus.
  • the slaves present in the LIN network permanently monitor the data transmitted by the master, and the slave whose identifier matches the identifier emitted by the master sends data in turn following the data sent by the master.
  • the master In order to request data from another slave, the master must again send out at least one identifier assigned to this additional slave or a corresponding message, whereupon the further slave can respond in the manner described by transmitting its data.
  • LIN networks reference is made to the specification available on the Internet, cf. http: // www. LIN-SUBBUS.org/.
  • the master emits a multiple identifier, which is assigned to a plurality of slaves, and that the multiple slaves emit data in dependence of the multiple identifier.
  • the master with only one message simultaneously causes a plurality of different slaves to send their respective data. This considerably reduces a corresponding protocol overhead for communication on the bus. For example, in order to interrogate or exchange the data of five different slaves via the bus system according to the invention, only 6 messages or bus accesses of different bus users are required, whereas conventional methods require at least ten messages or bus accesses respectively of different bus users.
  • FIG. 1 shows a bus system according to the invention
  • Figure 2a shows a time course of a conventional data transmission
  • Figure 2b shows a time course of a
  • FIG. 1 shows a bus system 100 which has a master 10 and a plurality of slaves 20a, 20b, 20c, 20d connected via a common bus 15 to the master 10.
  • the bus system 100 is, for example, a LIN network known per se from the prior art.
  • the bus system 100 is used in a motor vehicle for networking sensors that, in addition to their function as a sensor, provide the functionality of the slaves 20a, 20b, 20c, 20d to communicate with each other or the master 10 via the bus 15 and thereby data , for example, sensor data, exchange.
  • FIG. 2a contains three different time axes, which are shown one above the other in FIG. 2a and are respectively assigned to the master 10 or the slave 20a, 20b.
  • the master 10 In order to query data from a first sensor or slave 20a, the master 10 first sends the data to the first slave 20a assigned identifier ID_1 via the bus 15 ( Figure 1), whereupon the slave 20a immediately after the identifier ID_1 its data DATA_1 via the bus 15 sends out.
  • the master 10 sends in the same way an ID 2 assigned to the further slave 20b, whereupon the slave 20b in turn sends out its data DATA_2 via the bus 15.
  • a protocol overhead required for operating the bus system 100 according to the conventional method is in particular one
  • bus 15 e.g. between the transmission of two consecutive messages, and moreover, in addition, preferably periodically, not shown in Figure 2a synchronization information transmitted via the bus 15, which also block the bus 15 for a transmission of user data. Accordingly, user data efficiency on the bus 15 is relatively low when conventional operating methods are used.
  • FIG. 2b Analogous to FIG. 2a, different time axes are also shown in FIG. 2b, which are respectively assigned to the master 10 or the slaves 20a, 20b, 20c, 20d.
  • Reference numeral 15 denotes a time axis in FIG. 2b, which represents the entire data traffic on the bus 15.
  • the master 10 sends - in contrast to the identifier ID1, ID2 assigned to the prior art only to a single slave 20a, 20b (compare FIG. 2a) - in addition to the synchronization information Sync-break, Sync one
  • This multiple identifier MID signals the slaves 20a, 20b, 20c, 20d on the one hand that all four slaves 20a to 2d may transmit their respective data DATA_1, DATA_2, DATA_3, DATA_4 to the bus 15 (FIG. 1) after receiving the multiple identifier MID.
  • the multiple identifier MID according to the invention determines in which way the data DATA_1, DATA_2, DATA_3, DATA_4 may be transmitted from the individual slaves 20a to 2Od and thus simultaneously serves to synchronize the different slaves 20a, 20b, 20c, 2Od with one another.
  • the first slave 20a is connected directly after the multiple identifier MID, i. from the
  • Time t_l two payload bytes DATA_1 may send out.
  • the transmission of these user data bytes DATA 1 of the slave 20a takes place accordingly between the times t_l and t_2.
  • the slave 20b is allowed to send out its user data DATA 2, which takes place until the time t 3.
  • the transmission of the user data DATA_3 and DATA_4 of the further slaves 20c, 20d is likewise regulated by the multiple identifier MID and shown in FIG. 2b.
  • the slave 20a behaves passively, which corresponds to one of the LIN network specifications
  • the further slaves 20b, 20c, 20d behave in the same way outside the transmission periods assigned to them, so that the slaves 20a to 2Od do not mutually cancel each other when transmitting Disturb data on the bus 15.
  • the inventive principle of the multiple identifier MID is limited in the application in a LIN network only by the maximum number of eight data bytes per data frame.
  • sensors used in many motor vehicle applications at the same time as slaves 20a to 20d, usually only sensor data With a resolution of, for example, 12 bits plus 4 status bits, ie a total of 2 bytes, the user data of up to four sensors or slaves 20a to 2Od can be integrated in a single data frame in this manner, whereby the protocol overhead in Compared to conventional methods is lowered and the
  • a further advantage of the multiple identifier MID according to the invention is that the number of identifiers used in the bus system 100 (FIG. 1) for a predefined number of slaves can be reduced by combining several slaves 20a to 2Od under a multiple identifier MID, resulting in a total of more Slaves can be used per bus system.
  • Detection of failed or non-existent sensors or slaves 20a to 2Od is possible by examining the data bytes DATA_1, .., DATA_4 assigned to the respective slave 20a to 2Od.
  • a malfunction or failure of a sensor or slave may be detected by the fact that the data bytes assigned to it are empty, i. e.g. have the value FFh.
  • a simplified integration of new sensors in the bus system 100 is possible.
  • a sensor or slave 20c (FIG. 2b) monitors the communication on the bus 15 and recognizes the position t3 ⁇ t ⁇ t4 assigned to it for the transmission of its data DATA_3 in the data frame by no further slave 20a in the corresponding period , 20b, 20d transmits data on the bus 15.
  • at least one of the slaves 20a to 20d forms a check sum CS over a predefinable part of the data of a data frame and then inserts the checksum CS into the data frame
  • This inventive checksum formation can also be made if a slave 20a to 2Od itself does not send data to the bus 15.
  • the slaves 20a to 2Od may, for example, use a start bit present at the beginning of a data byte DATA_1,.., DATA_4 transmitted on the bus 15.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Small-Scale Networks (AREA)
  • Communication Control (AREA)

Abstract

The invention relates to a method for operating a bus system (100), wherein a bus user is embodied as a master (10) and at least two bus users which communicate via a bus (15) are embodied, respectively as slaves (20a, 20b, 20c, 20d). A slave (20a, 20b, 20c, 20d) is required by the master (10) to send data (DATA_1, DATA_2, DATA_3, DATA_4) and the master (10) emits a characteristic (ID) which is associated with the slave (20a, 20b, 20c, 20d). According to the invention, the master (10) emits a multiple characteristic (MID) which is associated with several slaves (20a, 20b, 20c, 20d), said several slaves (20a, 20b, 20c, 20d) emitting data (DATA_1, DATA_2, DATA_3, DATA_4) according to the multiple characteristics (MID).

Description

Verfahren zum Betreiben eines Bussystems , Bussystem und BusteilnehmerMethod for operating a bus system, bus system and bus subscriber
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Bussystems, bei dem ein als Master ausgebildeterThe invention relates to a method for operating a bus system, in which a trained as a master
Busteilnehmer und mindestens zwei jeweils als Slave ausgebildete Busteilnehmer über einen Bus kommunizieren, und bei dem ein Slave durch den Master zum Senden von Daten aufgefordert wird, indem der Master eine dem Slave zugeordnete Kennung aussendet.Bus participants and at least two each formed as a slave bus participants communicate via a bus, and in which a slave is requested by the master to send data by the master sends an identifier assigned to the slave.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Bussystem gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 9 sowie einen Busteilnehmer .The present invention further relates to a bus system according to the preamble of claim 9 and a bus subscriber.
Ein Beispiel für ein herkömmliches Bussystem, bei dem ein Betriebsverfahren der vorstehend erwähnten Art zum Einsatz kommt, ist ein sogenanntes LIN (Local Interconnect Network) -Netzwerk. Bei einem LIN-Netzwerk besitzt jeder Slave eine ihm individuell zugewiesene Kennung, mit der er von einem Master des LIN-Netzwerks angesprochen werden kann. Dabei sendet der Master, beispielsweise zum Anfordern von Daten von einem der Slaves, zunächst Synchronisationsinformationen und anschließend die dem entsprechenden Slave zugeordnete Kennung in Form einer Nachricht auf dem Bus aus . Die in dem LIN-Netzwerk vorhandenen Slaves überwachen permanent die von dem Master ausgesandten Daten, und derjenige Slave, dessen Kennung mit der vom Master ausgesandten Kennung übereinstimmt, sendet im Anschluss an die von dem Master ausgesandten Daten seinerseits Daten.An example of a conventional bus system using an operating method of the kind mentioned above is a so-called LIN (Local Interconnect Network) network. In a LIN network, each slave has an individually assigned identifier, with which it can be addressed by a master of the LIN network. In this case, the master, for example, to request data from one of the slaves, first sends synchronization information and then the the corresponding identifier assigned in the form of a message on the bus. The slaves present in the LIN network permanently monitor the data transmitted by the master, and the slave whose identifier matches the identifier emitted by the master sends data in turn following the data sent by the master.
Um von einem weiteren Slave Daten anzufordern, muss der Master erneut zumindest eine diesem weiteren Slave zugeordnete Kennung bzw. eine entsprechende Nachricht aussenden, worauf der weitere Slave in der beschriebenen Art und Weise durch Aussenden seiner Daten reagieren kann. Für weitere Details betreffend LIN-Netzwerke wird auf die im Internet verfügbare Spezifikation verwiesen, vergleiche http: : //www. LIN-SUBBUS.org/.In order to request data from another slave, the master must again send out at least one identifier assigned to this additional slave or a corresponding message, whereupon the further slave can respond in the manner described by transmitting its data. For further details regarding LIN networks reference is made to the specification available on the Internet, cf. http: // www. LIN-SUBBUS.org/.
Aus den vorstehenden Erläuterungen zu den herkömmlichen Betriebsverfahren für Bussysteme ist offensichtlich, dass aufgrund der Notwendigkeit, zum Abfragen verschiedener Slaves jeweils eine separate Nachricht bzw. Kennung durch den Master über den Bus auszusenden, ein beträchtlicher Protokoll-Overhead besteht. Insbesondere bei einem Bussystem mit vielen Slaves, die auf herkömmliche Weise einzeln und nacheinander durch den Master abgefragt werden, können Zykluszeiten bei der Abfrage eines bestimmten Slaves, d.h. eine zwischen zwei aufeinanderfolgendenFrom the foregoing explanations of the conventional bus system operating methods, it will be apparent that there is considerable protocol overhead due to the need to send a separate message or tag through the master over the bus for polling different slaves. In particular, in a bus system with many slaves, which are polled in a conventional manner one by one and in succession by the master, cycle times in the interrogation of a particular slave, i. one between two consecutive
Abfragen desselben Slaves durch den Master auftretende Wartezeit, verhältnismäßig groß werden, wodurch ein Gebrauchsnutzen des jeweiligen Bussystems verringert wird.Polling the same slave by the master occurring waiting time, relatively large, whereby a utility of the respective bus system is reduced.
Demgemäß ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass auch bei vielen Slaves eine effiziente Datenübertragung mit dem Bussystem möglich ist. Diese Aufgabe wird bei dem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Master eine Mehrfachkennung aussendet, die mehreren Slaves zugeordnet ist, und dass die mehreren Slaves Daten in Abhängigkeit der Mehrfachkennung aussenden.Accordingly, it is an object of the present invention to improve a method of the type mentioned in that even with many slaves efficient data transmission with the bus system is possible. This object is achieved in the method of the aforementioned type according to the invention that the master emits a multiple identifier, which is assigned to a plurality of slaves, and that the multiple slaves emit data in dependence of the multiple identifier.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Unter Verwendung der erfindungsgemäßen Mehrfachkennung ist es möglich, dass der Master mit nur einer Nachricht gleichzeitig eine Vielzahl von verschiedenen Slaves zum Aussenden ihrer jeweiligen Daten veranlasst. Hierdurch reduziert sich ein entsprechender Protokoll-Overhead zur Kommunikation auf dem Bus erheblich. Beispielsweise sind zum Abfragen bzw. Austauschen der Daten von fünf verschiedenen Slaves über das Bussystem erfindungsgemäß insgesamt nur 6 Nachrichten bzw. Buszugriffe jeweils verschiedener Busteilnehmer erforderlich, während herkömmliche Verfahren mindestens zehn Nachrichten bzw. Buszugriffe jeweils verschiedener Busteilnehmer benötigen.Using the multiple identifier according to the invention, it is possible that the master with only one message simultaneously causes a plurality of different slaves to send their respective data. This considerably reduces a corresponding protocol overhead for communication on the bus. For example, in order to interrogate or exchange the data of five different slaves via the bus system according to the invention, only 6 messages or bus accesses of different bus users are required, whereas conventional methods require at least ten messages or bus accesses respectively of different bus users.
Als eine weitere Lösung der Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist ein Bussystem gemäß Patentanspruch 9 sowie ein Bussteilnehmer gemäß Patentanspruch 10 angegeben.As a further solution of the object of the present invention, a bus system according to claim 9 and a bus subscriber according to claim 10 is given.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. ZeichnungFurther advantages, features and details will become apparent from the following description in which, with reference to the drawings, various embodiments of the invention are shown. The features mentioned in the claims and in the description may each be essential to the invention individually or in any desired combination. drawing
In der Zeichnung zeigt:In the drawing shows:
Figur 1 ein erfindungsgemäßes Bussystem,FIG. 1 shows a bus system according to the invention,
Figur 2a einen zeitlichen Verlauf einer herkömmlichen Datenübertragung, undFigure 2a shows a time course of a conventional data transmission, and
Figur 2b einen zeitlichen Verlauf einerFigure 2b shows a time course of a
Datenübertragung gemäß der vorliegenden Erfindung.Data transmission according to the present invention.
Figur 1 zeigt ein Bussystem 100, welches einen Master 10 und mehrere über einen gemeinsamen Bus 15 mit dem Master 10 verbundene Slaves 20a, 20b, 20c, 2Od aufweist. Bei dem Bussystem 100 handelt es sich bspw. um ein per se aus dem Stand der Technik bekanntes LIN-Netzwerk.FIG. 1 shows a bus system 100 which has a master 10 and a plurality of slaves 20a, 20b, 20c, 20d connected via a common bus 15 to the master 10. The bus system 100 is, for example, a LIN network known per se from the prior art.
Das Bussystem 100 wird in einem Kraftfahrzeug zur Vernetzung von Sensoren eingesetzt, die zusätzlich zu ihrer Funktion als Sensor die Funktionalität der Slaves 20a, 20b, 20c, 2Od bereitstellen, um über den Bus 15 miteinander bzw. mit dem Master 10 zu kommunizieren und dabei Daten, beispielsweise Sensordaten, auszutauschen.The bus system 100 is used in a motor vehicle for networking sensors that, in addition to their function as a sensor, provide the functionality of the slaves 20a, 20b, 20c, 20d to communicate with each other or the master 10 via the bus 15 and thereby data , for example, sensor data, exchange.
Zunächst wird anhand von Figur 2a ein herkömmliches Betriebsverfahren für das Bussystem 100 aus Figur 1 erläutert. Hierzu enthält Figur 2a drei verschiedene Zeitachsen, die in Figur 2a übereinander dargestellt und jeweils dem Master 10 bzw. dem Slave 20a, 20b zugeordnet sind.First of all, a conventional operating method for the bus system 100 from FIG. 1 will be explained with reference to FIG. For this purpose, FIG. 2a contains three different time axes, which are shown one above the other in FIG. 2a and are respectively assigned to the master 10 or the slave 20a, 20b.
Um von einem ersten Sensor bzw. Slave 20a Daten abzufragen, sendet der Master 10 zunächst die dem ersten Slave 20a zugeordnete Kennung ID_1 über den Bus 15 (Figur 1) , woraufhin der Slave 20a unmittelbar im Anschluss an die Kennung ID_1 seine Daten DATA_1 über den Bus 15 aussendet.In order to query data from a first sensor or slave 20a, the master 10 first sends the data to the first slave 20a assigned identifier ID_1 via the bus 15 (Figure 1), whereupon the slave 20a immediately after the identifier ID_1 its data DATA_1 via the bus 15 sends out.
Anschließend sendet der Master 10 in gleicher Weise eine dem weiteren Slave 20b zugewiesene Kennung ID 2 aus, woraufhin der Slave 20b nun seinerseits seine Daten DATA_2 über den Bus 15 aussendet.Subsequently, the master 10 sends in the same way an ID 2 assigned to the further slave 20b, whereupon the slave 20b in turn sends out its data DATA_2 via the bus 15.
Wie aus Figur 2a ersichtlich, ist ein zum Betrieb des Bussystems 100 nach dem herkömmlichen Verfahren erforderlicher Protokoll-Overhead insbesondere bei einerAs can be seen from FIG. 2 a, a protocol overhead required for operating the bus system 100 according to the conventional method is in particular one
Vielzahl verschiedener Slaves 20a, 20b sehr groß, weil zum Anfordern von Daten DATA 1, DATA 2, .. jedes einzelnen Slaves 20a, 20b eine entsprechende Kennung ID_1, ID_2 bzw. Nachricht separat von dem Master 10 ausgesandt werden muss.Variety of different slaves 20a, 20b very large, because to request data DATA 1, DATA 2, .. each individual slave 20a, 20b a corresponding identifier ID_1, ID_2 or message must be sent separately from the master 10.
Ferner sind gewisse Wartezeiten beim Zugriff auf den BusThere are also some waiting times when accessing the bus
15, z.B. zwischen dem Aussenden zweier aufeinanderfolgender Nachrichten, einzuhalten, und darüber hinaus werden zusätzlich, vorzugsweise periodisch, nicht in Figur 2a abgebildete Synchronisationsinformationen über den Bus 15 ausgesendet, die ebenfalls den Bus 15 für eine Übertragung von Nutzdaten blockieren. Dementsprechend ist eine Nutzdateneffizienz auf dem Bus 15 bei der Anwendung herkömmlicher Betriebsverfahren verhältnismäßig gering.15, e.g. between the transmission of two consecutive messages, and moreover, in addition, preferably periodically, not shown in Figure 2a synchronization information transmitted via the bus 15, which also block the bus 15 for a transmission of user data. Accordingly, user data efficiency on the bus 15 is relatively low when conventional operating methods are used.
Diese Nachteile werden durch Anwendung des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens, das in Figur 2b abgebildet ist, vermieden. Analog zu Figur 2a sind auch in Figur 2b verschiedene Zeitachsen dargestellt, die jeweils dem Master 10 bzw. dem Slave 20a, 20b, 20c, 2Od zugeordnet sind. Mit dem Bezugszeichen 15 ist in Figur 2b eine Zeitachse bezeichnet, die den gesamten Datenverkehr auf dem Bus 15 wiedergibt. Erfindungsgemäß sendet der Master 10 ab dem Zeitpunkt t_0 nach Figur 2b - im Gegensatz zu der bei dem Stand der Technik nur einem einzigen Slave 20a, 20b zugewiesenen Kennung ID 1, ID 2 (vergleiche Figur 2a) - zusätzlich zu den Synchronisationsinformationen Sync-break, Sync eineThese disadvantages are avoided by using the operating method according to the invention, which is shown in FIG. 2b. Analogous to FIG. 2a, different time axes are also shown in FIG. 2b, which are respectively assigned to the master 10 or the slaves 20a, 20b, 20c, 20d. Reference numeral 15 denotes a time axis in FIG. 2b, which represents the entire data traffic on the bus 15. According to the invention, from the time t_0 according to FIG. 2b, the master 10 sends - in contrast to the identifier ID1, ID2 assigned to the prior art only to a single slave 20a, 20b (compare FIG. 2a) - in addition to the synchronization information Sync-break, Sync one
Mehrfachkennung MID aus, die mehreren Slaves 20a, 20b, 20c, 2Od zugeordnet ist.Multiple identifier MID off, which is assigned to a plurality of slaves 20a, 20b, 20c, 2Od.
Diese erfindungsgemäße Mehrfachkennung MID signalisiert den Slaves 20a, 20b, 20c, 2Od einerseits, dass alle vier Slaves 20a bis 2Od nach einem Empfang der Mehrfachkennung MID ihre jeweiligen Daten DATA_1, DATA_2, DATA_3, DATA_4 auf den Bus 15 (Figur 1) aussenden dürfen. Andererseits legt die erfindungsgemäße Mehrfachkennung MID fest, in welcher Weise die Daten DATA_1, DATA_2, DATA_3, DATA_4 von den einzelnen Slaves 20a bis 2Od ausgesendet werden dürfen und dient damit gleichzeitig zur Synchronisierung der verschiedenen Slaves 20a, 20b, 20c, 2Od untereinander.This multiple identifier MID according to the invention signals the slaves 20a, 20b, 20c, 20d on the one hand that all four slaves 20a to 2d may transmit their respective data DATA_1, DATA_2, DATA_3, DATA_4 to the bus 15 (FIG. 1) after receiving the multiple identifier MID. On the other hand, the multiple identifier MID according to the invention determines in which way the data DATA_1, DATA_2, DATA_3, DATA_4 may be transmitted from the individual slaves 20a to 2Od and thus simultaneously serves to synchronize the different slaves 20a, 20b, 20c, 2Od with one another.
Bei der in Figur 2b verwendeten Mehrfachkennung MID ist beispielsweise festgelegt, dass der erste Slave 20a direkt im Anschluss an die Mehrfachkennung MID, d.h. ab demFor example, in the case of the multiple identifier MID used in FIG. 2b, it is determined that the first slave 20a is connected directly after the multiple identifier MID, i. from the
Zeitpunkt t_l, zwei Nutzdatenbytes DATA_1 aussenden darf. Das Aussenden dieser Nutzdatenbytes DATA 1 des Slaves 20a erfolgt demgemäß zwischen den Zeitpunkten t_l und t_2.Time t_l, two payload bytes DATA_1 may send out. The transmission of these user data bytes DATA 1 of the slave 20a takes place accordingly between the times t_l and t_2.
Ferner ist durch die Mehrfachkennung MID festgelegt, dass nach dem Zeitpunkt t 2, d.h. nachdem der Slave 20a seine Nutzdaten DATA_1 ausgesendet hat, der Slave 20b seine Nutzdaten DATA 2 aussenden darf, was bis zum Zeitpunkt t 3 erfolgt .Furthermore, it is determined by the multiple identifier MID that after the time t 2, i. After the slave 20a has sent out its user data DATA_1, the slave 20b is allowed to send out its user data DATA 2, which takes place until the time t 3.
Das Aussenden der Nutzdaten DATA_3 und DATA_4 der weiteren Slaves 20c, 2Od ist ebenfalls durch die Mehrfachkennung MID geregelt und in Figur 2b dargestellt. Zu denjenigen Zeiten, zu denen ein Slave 20a gemäß der Mehrfachkennung MID keine Nutzdaten auf dem Bus 15 aussenden darf, d.h. für den ersten Slave 20a beispielsweise bei t > t 2, verhält sich der Slave 20a passiv, was bei einer der LIN-Netzwerkspezifikation entsprechenden Datendarstellung dem Aussenden von Datenbytes mit dem Wert FF hexadezimal, ,,FFh", entspricht. Die weiteren Slaves 20b, 20c, 2Od verhalten sich außerhalb der ihnen zugewiesenen Sendezeiträume auf dieselbe Weise, so dass sich die Slaves 20a bis 2Od nicht gegenseitig beim Aussenden von Daten auf den Bus 15 stören.The transmission of the user data DATA_3 and DATA_4 of the further slaves 20c, 20d is likewise regulated by the multiple identifier MID and shown in FIG. 2b. At those times when a slave 20a according to the multiple identifier MID is not allowed to send any user data on the bus 15, ie for the first slave 20a, for example at t> t 2, the slave 20a behaves passively, which corresponds to one of the LIN network specifications The further slaves 20b, 20c, 20d behave in the same way outside the transmission periods assigned to them, so that the slaves 20a to 2Od do not mutually cancel each other when transmitting Disturb data on the bus 15.
Auf diese Weise können sämtliche Daten DATA_1, DATA_2, DATA_3, DATA_4 der jeweiligen Slaves 20a, 20b, 20c, 2Od in einem einzigen Datenrahmen integriert werden, so dass zum Abfragen der Daten von vier Slaves 20a bis 2Od im Gegensatz zum Stand der Technik nur eine einzige Nachricht des Masters 10 auf dem Bus 15 erforderlich ist. Diese Nachricht enthält neben der Mehrfachkennung MID noch Synchronisationsinformationen, vergleiche den Zeitbereich von t = t_0 bis t = t_l in Figur 2b. Insgesamt sind zu der vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Datenübertragung also nur fünf Buszugriffe von den verschiedenen Busteilnehmern 10, 20a, 20b, 20c, 2Od erforderlich, während bei einem herkömmlichen Betriebsverfahren mindestens vier verschiedene Nachrichten bzw. Buszugriffe von dem Master 10 und zusätzlich vier Nachrichten bzw. Buszugriffe der jeweiligen Slaves 20a bis 2Od erforderlich gewesen wären.In this way, all the data DATA_1, DATA_2, DATA_3, DATA_4 of the respective slaves 20a, 20b, 20c, 2Od can be integrated in a single data frame, so that for querying the data from four slaves 20a to 2Od, in contrast to the prior art, only one single message of the master 10 on the bus 15 is required. In addition to the multiple identifier MID, this message also contains synchronization information, compare the time domain from t = t_0 to t = t_l in FIG. 2b. Overall, only five bus accesses from the various bus users 10, 20a, 20b, 20c, 20d are required for the data transfer described above, while in a conventional operating method at least four different messages or bus accesses from the master 10 and additionally four messages or bus accesses the respective slaves 20a to 2Od would have been required.
Das erfindungsgemäße Prinzip der Mehrfachkennung MID ist bei der Anwendung in einem LIN-Netzwerk nur durch die maximale Anzahl von acht Datenbytes je Datenrahmen beschränkt. Da in vielen Kraftfahrzeuganwendungen eingesetzte, gleichzeitig als Slave 20a bis 2Od ausgebildete Sensoren jedoch üblicherweise nur Sensordaten mit einer Auflösung von bspw. 12 Bit zzgl. 4 Statusbits, d.h. insgesamt 2 Bytes liefern, lassen sich auf diese Weise erfindungsgemäß die Nutzdaten von bis zu vier Sensoren bzw. Slaves 20a bis 2Od in einem einzigen Datenrahmen integrieren, wodurch der Protokoll-Overhead im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren gesenkt wird und dieThe inventive principle of the multiple identifier MID is limited in the application in a LIN network only by the maximum number of eight data bytes per data frame. However, since sensors used in many motor vehicle applications, at the same time as slaves 20a to 20d, usually only sensor data With a resolution of, for example, 12 bits plus 4 status bits, ie a total of 2 bytes, the user data of up to four sensors or slaves 20a to 2Od can be integrated in a single data frame in this manner, whereby the protocol overhead in Compared to conventional methods is lowered and the
Nutzdateneffizienz entsprechend steigt. Bei Übertragung von nur 1 Byte-Daten pro Sensor können bis zu acht Sensoren zusammengefasst werden (z.B. Bedienfeld/Tasten/Schalter).User data efficiency increases accordingly. When transmitting only 1-byte data per sensor, up to 8 sensors can be grouped together (e.g., control panel / buttons / switches).
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Mehrfachkennung MID besteht darin, dass durch die Zusammenfassung von mehreren Slaves 20a bis 2Od unter einer Mehrfachkennung MID die Anzahl der in dem Bussystem 100 (Figur 1) für eine vorgegebene Anzahl von Slaves verwendeten Kennungen reduziert werden kann, wodurch insgesamt mehr Slaves je Bussystem einsetzbar sind.A further advantage of the multiple identifier MID according to the invention is that the number of identifiers used in the bus system 100 (FIG. 1) for a predefined number of slaves can be reduced by combining several slaves 20a to 2Od under a multiple identifier MID, resulting in a total of more Slaves can be used per bus system.
Eine Erkennung von ausgefallenen bzw. nicht vorhandenen Sensoren bzw. Slaves 20a bis 2Od ist durch eine Untersuchung der dem jeweiligen Slave 20a bis 2Od zugewiesenen Datenbytes DATA_1, .., DATA_4 möglich.Detection of failed or non-existent sensors or slaves 20a to 2Od is possible by examining the data bytes DATA_1, .., DATA_4 assigned to the respective slave 20a to 2Od.
Beispielsweise kann eine Fehlfunktion oder ein Ausfall eines Sensors bzw. Slaves daran erkannt werden, dass die ihm zugewiesenen Datenbytes leer sind, d.h. z.B. den Wert FFh aufweisen.For example, a malfunction or failure of a sensor or slave may be detected by the fact that the data bytes assigned to it are empty, i. e.g. have the value FFh.
Ferner ist eine vereinfachte Integration von neuen Sensoren in das Bussystem 100 möglich. Hierbei überwacht ein Sensor bzw. Slave 20c (Figur 2b) die Kommunikation auf dem Bus 15 und erkennt die ihm zur Übertragung seiner Daten DATA_3 zugeordnete Position t 3 < t < t 4 in dem Datenrahmen dadurch, dass in dem entsprechenden Zeitraum kein weiterer Slave 20a, 20b, 2Od Daten auf dem Bus 15 aussendet. Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens bildet mindestens einer der Slaves 20a bis 2Od eine Checksumme CS über einen vorgebbaren Teil der Daten eines Datenrahmens und fügt anschließend die Checksumme CS dem Datenrahmen durchFurthermore, a simplified integration of new sensors in the bus system 100 is possible. In this case, a sensor or slave 20c (FIG. 2b) monitors the communication on the bus 15 and recognizes the position t3 <t <t4 assigned to it for the transmission of its data DATA_3 in the data frame by no further slave 20a in the corresponding period , 20b, 20d transmits data on the bus 15. In another advantageous embodiment of the method according to the invention, at least one of the slaves 20a to 20d forms a check sum CS over a predefinable part of the data of a data frame and then inserts the checksum CS into the data frame
Aussenden auf den Bus 15 zur Zeit t 5 (Figur 2b) hinzu. Es ist ferner möglich, dass in dem vorstehend beschriebenen Beispiel gemäß Figur 2b alle vier Slaves 20a bis 2Od jeweils eine Checksumme CS bilden und diese ab dem Zeitpunkt t 5 auf dem Bus 15 aussenden, um den Datenrahmen zu komplettieren.Broadcast on the bus 15 at time t 5 (Figure 2b). It is also possible that in the above-described example according to FIG. 2b, all four slaves 20a to 2Od each form a checksum CS and transmit these from time t5 on the bus 15 in order to complete the data frame.
Diese erfindungsgemäße Checksummenbildung kann auch dann vorgenommen werden, wenn ein Slave 20a bis 2Od selbst keine Daten auf den Bus 15 aussendet.This inventive checksum formation can also be made if a slave 20a to 2Od itself does not send data to the bus 15.
Zur gegenseitigen Synchronisation können die Slaves 20a bis 2Od bspw. ein zu Anfang eines auf dem Bus 15 ausgesandten Datenbytes DATA_1, .., DATA_4 vorhandenes Startbit verwenden. For mutual synchronization, the slaves 20a to 2Od may, for example, use a start bit present at the beginning of a data byte DATA_1,.., DATA_4 transmitted on the bus 15.

Claims

Ansprüche claims
1. Verfahren zum Betreiben eines Bussystems (100), bei dem ein als Master (10) ausgebildeter Busteilnehmer und mindestens zwei jeweils als Slave (20a, 20b, 20c, 2Od) ausgebildete Busteilnehmer über einen Bus (15) kommunizieren, und bei dem ein Slave (20a, 20b, 20c, 2Od) durch den Master (10) zum Senden von Daten (DATA_1, DATA_2, DATA_3, DATA_4 ) aufgefordert wird, indem der Master (10) eine dem Slave (20a, 20b, 20c, 2Od) zugeordnete Kennung (ID) aussendet, dadurch gekennzeichnet, dass der Master (10) eine Mehrfachken- nung (MID) aussendet, die mehreren Slaves (20a, 20b, 20c, 2Od) zugeordnet ist, und dass die mehreren Slaves (20a, 20b, 20c, 2Od) Daten (DATA_1, DATA_2, DATA_3, DATA_4) in Abhängigkeit der Mehrfachkennung (MID) aussenden.1. A method for operating a bus system (100), in which a trained as a master (10) bus subscriber and at least two each as a slave (20a, 20b, 20c, 2Od) trained bus subscriber via a bus (15) communicate, and in the one Slave (20a, 20b, 20c, 2Od) is requested by the master (10) to send data (DATA_1, DATA_2, DATA_3, DATA_4) by the master (10) assigns to the slave (20a, 20b, 20c, 2Od) assigned identifier (ID), characterized in that the master (10) emits a multiple identifier (MID), which is assigned to a plurality of slaves (20a, 20b, 20c, 2Od), and that the plurality of slaves (20a, 20b, 20c, 2Od) transmit data (DATA_1, DATA_2, DATA_3, DATA_4) as a function of the multiple identifier (MID).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Master (10) Synchronisationsinformation (Sync-break, Sync) und eine Kennung (ID) oder eine Mehrfachkennung (MID) aussendet.2. The method according to claim 1, characterized in that the master (10) synchronization information (Sync-break, Sync) and an identifier (ID) or a multiple identifier (MID) emits.
3. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Reihenfolge und/oder eine maximale Länge der von den mehreren Slaves (20a, 20b, 20c, 2Od) auf eine Mehrfachkennung (MID) hin aus- gesendeten Daten (DATA_1, DATA_2, DATA_3, DATA_4) durch die Mehrfachkennung (MID) festgelegt ist.3. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that an order and / or a maximum length of the plurality of slaves (20a, 20b, 20c, 2Od) out to a multiple identifier (MID) back out sent data (DATA_1, DATA_2, DATA_3, DATA_4) is determined by the multiple identifier (MID).
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Daten in Form von Datenrah- men übertragen werden, wobei ein Datenrahmen vorzugsweise von dem Master (10) ausgesandte Synchronisationsinformationen (Sync-break, Sync) und/oder eine Kennung (ID) oder eine Mehrfachkennung (MID) ausweist, sowie vorzugsweise von einem Slave (20a, 20b, 20c, 2Od) bzw. den Slaves (20a, 20b, 20c, 2Od) ausgesandte Daten (DATA_1, DATA_2, DATA_3, DATA_4 ) .4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that data is transmitted in the form of Datenrah-, wherein a data frame preferably from the master (10) transmitted synchronization information (Sync-break, Sync) and / or an identifier (ID) or a multiple identifier (MID) identifies, and preferably by a slave (20a, 20b, 20c, 2Od) or the slaves (20a, 20b, 20c, 2Od) emitted data (DATA_1, DATA_2, DATA_3, DATA_4).
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Slaves (20a, 20b, 20c, 2Od) und/oder der Master (10) auf den Bus (15) ausgesandte Daten (DATA_1, DATA_2, DATA_3, DATA 4) einlesen bzw. überwachen.5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that at least one of the slaves (20a, 20b, 20c, 2Od) and / or the master (10) on the bus (15) emitted data (DATA_1, DATA_2, DATA_3, DATA 4) read in or monitor.
6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Slaves (20a, 20b, 20c, 2Od) eine Checksumme (CS) über einen vorgebbaren Teil der Daten (DATA_1, DATA_2, DATA_3, DATA_4) bildet, und dass die Checksumme (CS) auf dem Bus (15) ausgesandt wird bzw. einem/dem Datenrahmen hinzugefügt wird, vorzugsweise an das Ende des Datenrahmens .6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that at least one of the slaves (20a, 20b, 20c, 2Od) forms a checksum (CS) over a predeterminable part of the data (DATA_1, DATA_2, DATA_3, DATA_4), and that the checksum (CS) is sent on the bus (15) or added to the data frame, preferably to the end of the data frame.
7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diejenigen Slaves (20a, 20b, 20c, 2Od) , denen dieselbe Mehrfachkennung (MID) zugeordnet ist, ein zu Anfang eines ausgesandten Datenbytes vorhandenes Startbit zur Synchronisation ver- wenden. 7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that those slaves (20a, 20b, 20c, 2Od) to which the same multiple identifier (MID) is assigned, use a beginning of an emitted data byte available start bit for synchronization.
8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bussystem (100) als LIN (Local Interconnect Network) -Netzwerk ausgebildet ist.8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the bus system (100) is designed as a LIN (Local Interconnect Network) network.
9. Bussystem (100) mit einem als Master (10) ausgebilde- ten Busteilnehmer und mit mindestens zwei jeweils als9. Bus system (100) with a bus subscriber designed as master (10) and with at least two each as
Slave (20a, 20b, 20c, 2Od) ausgebildeten Busteilnehmern und mit einem Bus (15) , über den die Busteilnehmer (10, 20a, 20b, 20c, 2Od) kommunizieren, dadurch gekennzeichnet, dass das Bussystem (100) zur Durchfüh- rung des Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche geeignet ist.Slave (20a, 20b, 20c, 2Od) formed bus subscribers and with a bus (15) over which communicate the bus users (10, 20a, 20b, 20c, 2Od), characterized in that the bus system (100) for carrying out the method according to any one of the preceding claims is suitable.
10. Busteilnehmer (10, 20a, 20b, 20c, 2Od) zur Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8. 10. bus subscriber (10, 20a, 20b, 20c, 2Od) for carrying out the method according to one of claims 1 to 8.
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