同步化控制单元和至少一个分配的外围单元的方法和设备技术

本发明专利技术涉及同步化控制单元和至少一个分配的外围单元的方法和设备。本发明专利技术涉及用于同步化控制单元和至少一个具有执行器和/或传感器的外围单元的方法，所述控制单元和外围单元经由串行接口相互交换数据，其中控制单元将数据发送给至少一个外围单元，所述数据在外围单元中被处理用于运行执行器和/或传感器，并且其中为了同步将至少一个同步符号从控制单元传输至外围单元。在此，同步符号在控制单元侧被附到从控制单元要发送给外围单元的数据流的第一数据序列上，并且在控制单元侧在第一数据序列之后要传输的第二数据序列的发送在时间上延迟，使得第二数据序列跟随在同步符号之后从控制单元被发送给外围单元。

【技术实现步骤摘要】
同步化控制单元和至少一个分配的外围单元的方法和设备
本专利技术涉及根据权利要求1和15的前序部分所述的用于对一方面控制单元以及另一方面至少一个所分配的、具有执行器和/或传感器的外围单元进行同步化的方法和设备，所述控制单元和外围单元经由串行接口相互连接并且经由此交换数据。 据此，控制单元(借助于发送单元)发送数据给至少一个外围单元，所述数据在外围单元中(借助于接收单元)被接收并且被处理以用于运行执行器或传感器。在此情况下可以涉及也以指令为形式的数据，所述数据被写入到一个或多个执行器中，以便触发相应执行器的特定动作，或者所述数据应当促使从传感器中读出当前的测量值。为了执行所述处理步骤可以在相应的外围单元侧设置处理单元。
技术介绍
所述控制单元可以例如是电路板，所述电路板具有构造用于数字调节的流程控制装置(处理器)；并且所分配的外围单元可以实施为另外的电路板，其分别包含传感器(例如用于电流测量)以及执行器(例如以功率电子设备的形式，必要时具有PWM调制器)。控制单元以及一个或多个所分配的外围单元为了交换数据(例如在使用8b/10b编码的情况下)经由例如双工接口形式的串行接口相互连接。所述接口可以具有100Mbit/s和200Mbit/s之间的典型带宽。这样的装置例如从DE 10 2004 052 175 Al中已知。 在此，所述数据通常以特定时钟串行地从控制单元被发送到相应的外围单元，其中后者可以通过时钟再生针对数据的读入/输出以及必要时处理单元的运行来生成时钟。 为了利用在控制单元中所构造的调节装置高精度地调节过程，需要相应外围单元的处理单元或一般地在外围单元侧对数据的处理与控制单元在时间上同步。为此已知将所谓的同步符号从控制单元传输至相应的外围单元，而且要么经由控制单元和相应外围单元之间的附加同步线路来传输、要么在控制单元和相应外围单元之间的数据传输中断期间来传输。
技术实现思路
本专利技术所基于的问题是，简化开头所述类型的用于对控制单元和至少一个所分配的外围单元进行同步化的方法和设备，而不损害同步化的精度和可靠性。 该问题在方法方面通过权利要求1的特征来解决。 据此在本方法中进一步规定，至少一个同步符号在控制单元侧被附到从控制单元要发送到所分配的外围单元的数据流的第一数据序列上，并且在第一数据序列之后要传输的第二数据序列的发送在时间上被延迟，使得第二数据序列跟随在同步符号之后被从控制单元发送到外围单元。 本专利技术所基于的认识是，可以将同步符号以定义方式插入到从控制单元至相应外围单元的数据流中，而不中断该数据流。这通过如下方式实现，同步符号应当被附到的该一个数据流在第一数据序列之后被延迟(至少)达该同步符号的持续时间，使得数据流的最初直接紧接着该第一数据序列的第二数据序列现在不再直接在第一数据序列之后被传输，而是更确切地说(直接)跟随在同步符号之后从调节单元传输至外围单元。具体地，为了延迟第二数据序列，在控制单元侧可以产生相对于要发送给外围单元的一个数据流在时间上延迟的另外的数据流，该另外的数据流至少鉴于跟随在第一数据序列之后的另外的数据序列表示所述一个数据流的副本。在此，所述的时间延迟(至少)对应于同步符号的持续时间，并且在将同步符号附加到所述一个数据流的第一数据序列上之后现在(替代所述一个数据流的另外的数据)将经延迟的另外的数据流的数据发送给外围单元，并且这样发送，使得作为所述另外的数据流的第一数据(紧接)在同步符号之后传输第二数据序列。 所述同步符号在此在被选择或预先给定为同步时刻的时刻在控制单元侧被插入到数据流中，而且与从控制单元至相应外围设备的通信的当前状态无关地进行。因为这时本专利技术方法丝毫不需要通信的中断，而是更确切地说仅仅需要从控制单元要发送给相应外围单元的数据流的最小时间延迟，所以根据本专利技术将同步符号插入到数据流中也可以在以下情况下进行:为了高动态性调节而不允许中断控制单元与所分配的外围单元之间的数据交换。 所述同步符号尤其是可以是数据字，例如8b 1b k字。在相继帧中将数据从控制单元传输至相应外围设备的情况下，可以将这样的数据字例如(在第一和最初相邻的第二数据序列之间)插入到数据帧之一中。同步符号被插入到其间的第一和第二数据序列在此同样可以分别是数据字。 结果，本专利技术解决方案能够实现两个经由串行接口相互连接的电子组件的同步，而不会为此需要两个组件之间的单独的连接线路或者两个组件之间的(数据交换形式的)正在进行的通信的中断。更确切地说，两个组件的同步与正在进行的通信无关地执行，其方式是仅仅(在特定时刻)将同步符号插入到数据流中。 在外围单元侧可以使用相应的从控制单元发送给外围单元的同步符号，以便为了对外围单元与控制单元进行同步化的目的产生同步化脉冲。 根据本专利技术的一个实施方式，所述同步符号随后(在外围单元侧)在数据流中被空符号或间歇符号代替，也就是被在外围单元中不触发活动的数据序列代替。 根据本专利技术的另一实施方式，在外围单元中由从控制单元到达的数据流中产生时间上延迟(了同步符号的持续时间)的数据流，该数据流在外围单元中被考虑用于处理到达的数据，直至同步符号在数据流中出现或者被识别出，以便触发同步化脉冲的产生。接着(从第二数据序列开始，所述第二数据序列在从控制单元发出的数据流中跟随在同步符号之后)，替代经延迟的数据流现在在外围单元中处理未经延迟的数据流(也即相对于最先提到的数据流提前的数据流)，使得接下来第一和第二数据序列可以直接相继地被处理，所述第一和第二数据序列在插入同步符号之后在此期间通过所述同步符号相互分开。 根据另一实施方式可以规定，同步符号在外围单元侧如空符号或间歇符号那样被处置，在此之前(nachdem)基于其开始产生同步化脉冲，以便对外围单元中的时间流程与控制单元中的时间流程进行同步化。于是不需要从数据流中抽取同步符号或通过空符号或间歇符号来取代该同步符号。 将同步符号插入到数据流中或者从数据流中抽取出同步符号(在控制单元侧或者在外围单元侧)以及必要时通过空符号或间歇符号取代所述同步符号在此尤其是可以借助于复用器来进行。 通过在控制单元侧数据流的分段延迟或在同步符号的到达和识别或处理之后在外围单元侧数据流的分段地相对提前，实现了一方面在插入同步符号时无要传输的数据丢失并且另一方面在抽取出同步符号时在数据流中不出现中断。对于其次提到的措施，在此存在前面讨论的替换方案/补充，诸如将空符号或间歇符号插入到数据流中。 在将同步符号插入到数据流中之后，在控制单元侧首先(跟随在同步符号之后地并且从第二数据序列开始)发送数据流的时间上延迟的版本。为了不使数据流随着同步符号的每次插入而进一步延迟，在适当时刻在插入同步符号以及与此相关联地延迟数据流之后进行数据流的复位，从而再次从控制单元向相应的外围单元传输未经延迟的数据流。在数据流被复位时，在控制单元侧可以从数据流中抽取出空符号或间歇符号。由此，首先紧接在该空符号或间歇符号之后传输的数据序列直接跟随在首先紧接在该空符号或间歇符号之前传输的数据序列之后。这对应于可能的、前面阐述的在外围单元侧在从数据流中抽取出同步符号时的行动。 从在控制单元侧产生的数据流中抽取出空符号或间本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于同步化控制单元（1）和至少一个具有执行器和/或传感器的外围单元（2）的方法，所述控制单元和外围单元经由串行接口（3）相互交换数据，其中控制单元（1）将数据发送给至少一个外围单元（2），所述数据在外围单元（2）中被处理以用于运行执行器（22）和/或传感器（23），并且其中为了同步化将至少一个同步符号（105）从控制单元（1）传输至外围单元（2），其特征在于，同步符号（105）在控制单元（1）侧被附到从控制单元（1）要发送给外围单元（2）的数据流的第一数据序列（101）上，并且在控制单元（1）侧在第一数据序列（101）之后要传输的第二数据序列（102）的发送在时间上被延迟，使得第二数据序列（102）跟随在同步符号（105）之后从控制单元（1）被发送给外围单元（2）。

【技术特征摘要】
2013.08.30 DE 102013217381.4;2013.09.12 DE 10201321.用于同步化控制单元(I)和至少一个具有执行器和/或传感器的外围单元(2)的方法，所述控制单元和外围单元经由串行接口(3)相互交换数据，其中控制单元(I)将数据发送给至少一个外围单元(2)，所述数据在外围单元(2)中被处理以用于运行执行器(22)和/或传感器(23)，并且其中为了同步化将至少一个同步符号(105)从控制单元(I)传输至外围单元(2)， 其特征在于， 同步符号(105)在控制单元(I)侧被附到从控制单元(I)要发送给外围单元(2)的数据流的第一数据序列(101)上，并且在控制单元(I)侧在第一数据序列(101)之后要传输的第二数据序列(102)的发送在时间上被延迟，使得第二数据序列(102)跟随在同步符号(105)之后从控制单元(I)被发送给外围单元(2)。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在将同步符号(105)插入到数据流中之前第一和第二数据序列(101、102)直接相继。3.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，为了延迟第二数据序列(102)在控制单元(I)侧产生相对于要发送给外围单元(2)的一个数据流在时间上延迟的另外的数据流，该另外的数据流至少鉴于跟随在第一数据序列(101)之后的数据序列(102、100b)表示所述一个数据流的副本，其中所述另外的数据流的时间延迟对应于同步符号(105)的持续时间并且其中在将同步符号(105)附到所述一个数据流的第一数据序列(101)上之后现在从第二数据序列(102)开始将经延迟的另外的数据流的数据、而不是所述一个数据流的数据发送给外围单元(2)。4.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，同步符号(105)在外围单元(2)侧从数据流中被抽取出，在此之前基于其产生了同步化脉冲，以便使外围单元(2)中的时间流程与控制单元(I)中的时间流程同步化。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在外围单元(2)侧替代同步符号(105)将另一符号、尤其是间歇符号(106)插入到数据流中。6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在外围单元(2)侧在数据流中跟随在同步符号(105)之后的第二数据序列(102)相对于紧接在同步符号(105)之前传输的第一数据序列(101)在时间上提前，使得第二数据序列(102)直接跟随于在所抽取的同步符号(105)之前传输的第一数据序列(101)之后。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在外围单元(2)中产生相对于从控制单元(I)传输至外围单元(2)的数据流在时间上延迟的另外的数据流，所述另外的数...

【专利技术属性】
技术研发人员：R瓦斯特尔贝尔，
申请(专利权)人：约翰内斯·海德汉博士有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE