总线系统的用户站和提高总线系统的数据速率的方法技术方案

展示了一种用于总线系统（1；2）的用户站（10；30；50）和一种用于提高总线系统（1；2）的数据速率的方法。该用户站（10；30；50；60）包括：用于从总线系统（1；2）的至少一个其他的用户站经由所述总线系统（1；2）接收消息（41，42，43）的装置（15），在所述总线系统（1；2）中至少暂时地确保用户站（10，20，30，50）独占地、无冲突地访问所述总线系统（1；2）的总线线路（40）；校验装置（12），用于校验所接收到的消息（41；42；43）是否被指定用于该用户站（10；30；50）；以及错误处理装置（14），用于只有当通过所述校验装置（12）的校验得出所接收到的消息（41；42；43）被指定用于该用户站（10；30；50）时才对所接收到的消息（41；42；43）进行错误处理。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于总线系统的用户站和一种用于提高总线系统的数据速率的方法，其中在数据传输中的错误没有导致数据传输被未参与该数据传输的用户站中止。
技术介绍
针对在传感器与控制设备之间的通信，CAN总线系统已得到广泛流行。在CAN总线系统中，借助CAN协议来传输消息，如其在ISO11898中的CAN规范中所描述的那样。在车辆中的智能传感器的数目增加并且控制设备较强联网的进程中，在CAN总线上的用户站的数目并且在CAN总线上的数据量一直不断增长。DE 10 000 305 A1描述了CAN（控制器局域网络（Controller Area Network））以及CAN的称作TTCAN（Time Trigger CAN=时间触发的CAN）的扩展。使用在CAN中的介质访问控制方法基于逐位仲裁。在CAN中，逐位仲裁依据在经由总线要传输的消息之内的前导标识符（fuehrender Identifier）来进行。如已经在DE 10 2012 200 997中所描述的那样，在逐位仲裁中，多个用户站可以同时经由总线系统传输数据，而由此不干扰数据传输。最近，曾建议譬如CAN-FD之类的技术，其中消息根据“CAN with Flexible Data-Rate, Specification Version 1.0（具有灵活的数据速率的CAN（规范版本1.0））”（来源http://www.semiconductors.bosch.de）而被传输等。在这种技术中，最大可能的数据速率通过在数据字段的范围中采用较高的计时（Taktung）被提高超过为1MBit/s的值。利用CAN-FD可能提高系统的数据速率，在所述系统中数据速率迄今曾被系统的总线长度限制。为了无反射的并且由此快速的数据传输，总线拓扑结构起着重要作用。在理想情况下，在CAN总线上只有两个CAN用户站。在该情况下，总线端部可以理想地闭合并且线路反射可以被避免。然而，为了节约传输线缆并且能够真正利用CAN协议的优点，在实践中期望的是，将尽可能多的CAN用户站连接到一条总线上。然而问题在于，在数据传输时在数据线路的每个分支处都形成反射。这些反射与原始信号叠加并且干扰接收器的接收。反射越大，则数据速率必须被选择得越缓慢，以便还能够可靠地传输该信号。为了确保安全的传输，CAN协议设置了错误处理，错误处理也称为Error Handling。根据错误处理，每个CAN用户站对在CAN总线上的所有信号进行检验并且在识别出错误时中止具有错误帧的传输，该错误帧也称为Error Frame。甚至因为其例如完全没有进一步处理经由CAN总线传输的信号而未参与通信的CAN用户站介入到发送器和接收器的通信中。在CAN总线上出现的干扰信号对CAN用户站产生不同程度强烈的影响。干扰的影响越大，则有用信号与干扰相比被衰减得越强烈。一般而言，在干扰源与接收器之间的线路越短，并且在发送器与接收器之间的线路越长，则信号品质就越差。由此可出现，接收器可能会无错误地接收信号，而未参与该通信的CAN用户站识别出错误并且通过错误报告而损坏了该信号。这引起发送器必须重新发送该信号，这不必要地提高了在CAN总线上的总线负荷并且不必要地使数据传输放慢。为了能够安全地识别出有错误的信号，在绝大多数情况下，分析CRC信号就足够了。此外可能的是，实现还更高的数据速率，其方式是：在CAN帧之内进行类似于诸如以太网的数据传输协议的数据传输。然而，这种协议目前并不能不加考虑地得到使用。其他问题在于，在设计CAN网络或者总线系统时针对每个单个用户站设定在哪些时刻要采样位。该设定也称作位定时（Bit Timing）。根据该信号被哪个用户站接收，另外的时刻对于无错误接收是最优的。然而，这些时刻可不根据进行发送的用户站改变。因而，在设计CAN网络或者总线系统时，必须在考虑所有用户站的情况下找到最好的时刻的折衷方案。尤其是在设计具有多个CAN-FD用户的网络时，困难的是设定一些时刻，使得所有用户站都能够无错误地接收信号。当不能找到合适的时刻时，作为对此的解决方案必须减小总线的数据速率。
技术实现思路
本专利技术的任务是提供一种用于总线系统的用户站和一种方法，该用户站和方法解决了前面提到的问题。尤其是，应提供一种用于总线系统的用户站和一种方法，其中在CAN总线上的干扰没有引起在CAN总线上的总线负荷提高并且因此引起数据传输的数据速率降低，而且简化了CAN网络或者总线系统的设计。该任务通过具有权利要求1所述的特征的用于总线系统的用户站来解决。用户站包括：用于从总线系统的至少一个其他的用户站经由总线系统接收消息的装置，在该总线系统中至少暂时地确保用户站独占地、无冲突地访问总线系统的总线线路；校验装置，用于校验所接收到的消息是否被指定用于该用户站；以及错误处理装置，用于只有当通过校验装置的校验得出所接收到的消息被指定用于该用户站时才对所接收到的消息进行错误处理。在该用户站中防止了可由确定的接收器正确接收的信号被没有参与该数据传输的用户站损坏。由此实现比迄今更广泛地采用CAN-FD并且更高的在CAN总线上的最大数据速率。此外，对CAN网络或者总线系统的设计得以简化，因为利用该用户站不再需要执行位定时。因此，用户站也适合于在被较高计时的系统、譬如CAN-FD等中采用。即使在其中迄今尚不可能进一步提高数据速率的应用中，前面所描述的用户站也适合于采用CAN-FD。这种应用例如是如下总线拓扑结构：在这些总线拓扑结构中，CAN-FD由于线路反射迄今尚不能被采用。在许多情况下，以前面描述的方式只构建特别强烈地遭受线路反射的那些用户站就足够了。此外，利用前面所描述的用户站可以提高在CAN-FD中的最大可传输的数据速率。另一优点在于：利用前面所描述的用户站可以通过类似于另外的数据传输协议、譬如以太网等来发送消息而显著更简单地实现数据速率的提高。此外，前面所描述的用户站在如下应用、即所谓的非公路（Off-Highway）应用中是非常有利的：在这些应用中，不同的制造商逐渐越来越多地将用户站连接到总线线路上。利用实施所描述的选择性的错误处理（Error Handling）的用户站，该总线系统相对于其他用户站的事后连接更稳健。用户站的有利的其他构建方案在从属权利要求中予以描述。校验装置可以被构建用于校验所接收到的消息是否具有预先确定的位模式，该预先确定的位模式包括：所接收到的消息被指定用于该用户站或者没有被指定用于该用户站。校验装置也可以如下被构建：该校验装置依据在所接收到的消息中所包括的消息标识符实施该校验装置的校验。在这种情况下，校验装置可以在变型方案中如下被构建：该校验装置在其校验时对于该用户站遮住（ausblenden）具有或者不具有带有预先确定的位模式的消息标识符的消息。错误处理装置可以被构建为使得：当通过校验装置的校验得出所接收到的消息没有被指定用于该用户站时，该错误处理装置不实施错误处理；并且当通过校验装置的校验得出所接收到的消息被指定用于该用户站并且错误识别装置识别出所接收到的消息的错误时，该错误处理装置输出错误帧。也可能的是，校验装置被构建用于将用户站的在消息中包括的消息标识符输出给用户站的通信控制装置，以便根据用户站的在消息中包括的消息标识符设本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于总线系统（1；2）的用户站（10；30；50），其具有：用于从总线系统（1；2）的至少一个其他的用户站经由所述总线系统（1；2）接收消息（41，42，43）的装置（15），在所述总线系统（1；2）中至少暂时地确保用户站（10，20，30，50）独占地、无冲突地访问所述总线系统（1；2）的总线线路（40），校验装置（12），用于校验所接收到的消息（41；42；43）是否被指定用于该用户站（10；30；50）；以及错误处理装置（14），用于只有当通过所述校验装置（12）的校验得出所接收到的消息（41；42；43）被指定用于该用户站（10；30；50）时才对所接收到的消息（41；42；43）进行错误处理。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.02.17 DE 102014202826.41.用于总线系统（1；2）的用户站（10；30；50），其具有：用于从总线系统（1；2）的至少一个其他的用户站经由所述总线系统（1；2）接收消息（41，42，43）的装置（15），在所述总线系统（1；2）中至少暂时地确保用户站（10，20，30，50）独占地、无冲突地访问所述总线系统（1；2）的总线线路（40），校验装置（12），用于校验所接收到的消息（41；42；43）是否被指定用于该用户站（10；30；50）；以及错误处理装置（14），用于只有当通过所述校验装置（12）的校验得出所接收到的消息（41；42；43）被指定用于该用户站（10；30；50）时才对所接收到的消息（41；42；43）进行错误处理。2.根据权利要求1所述的用户站（10；30；50），其中，所述校验装置（12）被构建用于校验所接收到的消息（41；42；43）是否具有预先确定的位模式，该位模式包括：所接收到的消息（41；42；43）是被指定用于所述用户站(10; 30; 50) 还是没有被指定用于所述用户站(10; 30; 50) 。3.根据权利要求1或者2所述的用户站（10；30；50），其中，所述校验装置（12）如下被构建：所述校验装置（12）依据在所接收到的消息（41；42；43）中包括的消息标识符（411；421；431）来实施所述校验装置（12）的校验。4.根据权利要求3所述的用户站（10；30；50），其中，所述校验装置（12）如下地被构建：所述校验装置（12）在其校验时对于所述用户站（10；30；50）遮住具有或者不具有带有预先确定的位模式的消息标识符（411；421；431）的消息（41；42；43）。5.根据上述权利要求之一所述的用户站（10；30；50），其中，所述错误处理装置（14）被构建为使得：当通过所述校验装置（12）的校验得出所接收到的消息（41；42；43）不是被指定用于所述用户站（10；30；50）时，所述错误处理装置（14）不实施错误处理，而当通过所述校验装置（12）的校验得出所接收到的消息（41；42；43）被指定用于所述用户站（10；30；50）并且所述错误处理装置（14）识别出所接收到的消息（41；42；43）的错误时，该错误处理装置（14）输出错误帧（141）。6.根据上述权利要求之一...

【专利技术属性】
技术研发人员：R马乔尔，S魏森迈尔，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE