用于通信系统的用户站和用于高数据率的基于CAN的通信的方法技术方案

提供一种用于通信系统（1）的用户站（20；30）和一种用于宽带CAN通信的方法。用户站（20；30）包括控制单元（12；34），其用于控制用户站（10；30）借助第一总线系统对通信系统（1）的第二总线系统的总线（50）的访问，其中第一总线系统被设计用于以下通信，在所述通信中至少暂时地确保通信系统（1）的至少两个用户站（10、20、30）之一对第一总线系统的总线（40）的排他的、无冲突的访问，并且其中第二总线系统的总线（50）具有至少两个通道（K1、K2至KNHF），利用所述至少两个通道，通信系统（1）的至少两个用户站（10、30）的消息（51、53）能够在不同的分开的频率范围内时间上彼此无关地传输。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于通信系统的用户站和用于高数据率的基于CAN的通信的方法
本专利技术涉及一种用于通信系统的用户站和一种用于高数据率的基于CAN的通信的方法，其中具有高频范围内的多个可能的传输频率的高速率的传输系统与CAN系统组合。
技术介绍
CAN总线系统例如在汽车中在传感器和控制设备之间的通信中应用。在CAN总线系统中，消息借助于CAN协议传输，如其在ISO11898中的CAN规范中所描述的那样。尤其是，汽车的总线系统持续发展成更高的带宽、更低的等待时间和更严格的实时能力。对此，已知诸如CANFD等的技术，在所述CANFD中消息根据规范“CANwithFlexibleData-Rate（具有灵活数据率的CAN），规范版本1.0（来源http://www.semiconductors.bosch.de）”传输。在这样的技术中，最大可能的数据率通过在数据域的范围内使用超过值1MBit/s的更高时钟来提高。然而，进一步存在以下需求，还将已经存在的CAN总线系统进一步发展至超过CANFD的更高的速度。
技术实现思路
因此，本专利技术的任务是提供一种用于通信系统的用户站和一种方法，所述用户站和所述方法解决前述问题。特别是应该提供一种用于通信系统的用户站和一种方法，所述用户站和所述方法能够实现CAN信号结构和所需的通信装置在更高数据率上的进一步发展和与传统CAN用户站的混合运行。该任务通过具有权利要求1的特征的用于通信系统的用户站来解决。用户站包括控制单元，该控制单元用于控制用户站借助第一总线系统对通信系统的第二总线系统的总线进行访问，其中第一总线系统被设计用于以下通信，在所述通信中至少暂时地确保通信系统的至少两个用户站之一对第一总线系统的总线的排他的、无冲突的访问，并且其中第二总线系统的总线具有至少两个通道，借助所述至少两个通道，通信系统的至少两个用户站的消息能够在不同的分开的频率范围内时间上彼此无关地传输。用户站提供CAN总线至更高数据率的进一步发展，其中利用相应的通信装置实现现有的CAN通信的补充。这简化了扩展的用户站或节点在具有传统的CAN用户站的混合总线系统或网络中的使用。对此，必要时需要发送/接收装置（收发机）的更换。然而，具有集成的CAN控制器的现有的微控制器可以继续使用。在用户站中实现针对物理层（PhysicalLayer）的新的方案，利用该方案能够实现CAN信号结构和所需的通信装置至比CANFD更高的数据率的进一步发展。用户站的其他有利的设计方案在从属权利要求中说明。根据一个实施例，控制单元可以在释放用户站对第二总线系统的总线的至少两个通道之一的访问之后在任意的持续时间内具有对该通道的访问权，以便通过第二总线系统的通道发送具有任意长度的消息。然而也可以的是，通过第二总线系统的至少两个通道的消息的长度大致等于针对第一总线系统规定的消息的长度的两倍。替代地或附加地，也可以的是，规定第二总线系统的至少两个通道的最大占用时间。替代地或附加地，也可以的是，定义具有在最大的占用时间之后的自动释放的帧。也可设想的是，第一总线系统被设计用于根据CAN协议传输消息并且第二总线系统被设计用于借助至少两个高频通道传输消息并且比在第一总线系统上更高的速率进行通信。可能的是，第一总线系统的总线和第二总线系统的至少两个通道在相同的介质或分开的并行的介质上实施。有利的是，控制单元被设计用于在通过第二总线系统的预先确定的通道发送消息之前通过第一总线系统的总线发送消息，使得预先确定的通道被占用。因此可以识别预先确定的通道的占用。可选地，控制单元也可以被设计用于在通过第二总线系统的预先确定的通道发送消息结束之后通过第一总线系统发送关于结束的消息。用户站还可以具有存储装置，该存储装置用于存储关于第二总线系统的至少两个通道的占用状态的信息，其中控制单元被设计用于监控第二总线系统的至少两个通道的当前的占用状态并且基于所述监控来更新在存储装置中存储的关于占用状态的信息。在一种设计方案中，至少两个通道的捆绑可以是灵活的，和/或在用户站中至少两个通道的用于接收消息的可用频率的数量可以与另外的用户站中的用于接收的可用频率的数量不同。在一种有利的设计方案中，控制单元被设计用于针对用户站对第二总线系统的至少两个通道之一的排他的、无冲突的访问而按照优先权排列消息。前述的用户站可以是通信系统的部分，该通信系统还包括第一总线、第二总线和至少两个用户站，所述至少两个用户站通过至少第一总线相互连接，使得它们能够彼此通信。在此，至少两个用户站中的至少一个是前述的用户站。前述任务还通过一种根据权利要求10的用于高数据率的基于CAN的通信的方法来解决。该方法包括以下步骤：利用控制单元来控制用户站借助第一总线系统对通信系统的第二总线系统的总线的访问，其中第一总线系统被设计用于以下通信，在所述通信中至少暂时地确保通信系统的至少两个用户站之一对第一总线系统的总线（40）的排他的、无冲突的访问，并且其中第二总线系统的总线具有至少两个通道，借助所述至少两个通道，通信系统的至少两个用户站的消息在不同的分开的频率范围内时间上彼此无关地传输。本专利技术的其他可能的实现方案也包括之前的和在下文中关于实施例描述的特征或实施方式的未明确提及的组合。在此，本领域技术人员也将单独方面作为改进或补充添加至本专利技术的相应的基本形式。附图说明下面，参考所附的附图，并且根据实施例详细描述本专利技术。其中：图1示出根据第一实施例的通信系统的简化的框图；图2示出在根据第一实施例的通信系统中发送消息的示意图；图3示出根据第二实施例的通信系统的输入端和输出端的结构的框图；图4示出在根据第二实施例的通信系统中发送消息的示意图；和图5示出在根据第三实施例的通信系统中发送消息的示意图。在附图中，只要没有另作说明，相同的或功能相同的元件配备有相同的附图标记。具体实施方式图1示出通信系统1，所述通信系统能够在交通工具中、尤其在机动车、飞行器等或在医院等中使用。在图1中，通信系统1具有多个用户站10、20、30，所述用户站分别连接到第一总线40上并且必要时连接到第二总线50上。经由第一总线40，能够在各个用户站10、20、30之间传输信号形式的消息41、42、43。经由第二总线50，能够在各个用户站10、30之间传输信号形式的消息51、53。用户站10、20、30例如能够是机动车的控制设备或显示设备。第一总线40与多个用户站10、20、30共同构成第一总线系统。第一总线系统例如可以是CAN总线系统、CAN-FD总线系统等。一般而言，第一总线系统在当前实施例中被设计用于以下通信，在所述通信中至少暂时地确保用户站10、20、30之一对第一总线40的排他的、无冲突的访问。第二总线50与多个用户站10、30共同构成第二总线系统。利用第二总线系统可以以比利用第一总线系统更高速率的数据格式传输消息51、53。如图1中所示，用户站10具有通信控制装置11、具有存储装置13的控制单元12、和发送/接收装置14。而用户站20具有通信控制装置11和发送/接收装置24。用户站30具有通信控制装置11、存储装置13和发送/接收装置34。用户站10、30的控制单元12和发送/接收装置14、34分别直接连接到第一总线40和第二总线50上，即使这在图1中未示出。用户本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于通信系统（1）的用户站（10；30），具有：控制单元（12；34），用于控制用户站（10；30）借助第一总线系统对通信系统（1）的第二总线系统的总线（50）的访问，其中第一总线系统被设计用于以下通信，在所述通信中至少暂时地确保通信系统（1）的至少两个用户站（10、20、30）之一对第一总线系统的总线（40）的排他的、无冲突的访问，并且其中第二总线系统的总线（50）具有至少两个通道（K1、K2至KNHF），利用所述至少两个通道，通信系统（1）的至少两个用户站（10、30）的消息（51、53）能够在不同的分开的频率范围内时间上彼此无关地传输。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.10.21 DE 102014221346.01.用于通信系统（1）的用户站（10；30），具有：控制单元（12；34），用于控制用户站（10；30）借助第一总线系统对通信系统（1）的第二总线系统的总线（50）的访问，其中第一总线系统被设计用于以下通信，在所述通信中至少暂时地确保通信系统（1）的至少两个用户站（10、20、30）之一对第一总线系统的总线（40）的排他的、无冲突的访问，并且其中第二总线系统的总线（50）具有至少两个通道（K1、K2至KNHF），利用所述至少两个通道，通信系统（1）的至少两个用户站（10、30）的消息（51、53）能够在不同的分开的频率范围内时间上彼此无关地传输。2.根据权利要求1所述的用户站（10；30），其中控制单元（12；34）在释放用户站（10；30）对第二总线系统的总线（50）的至少两个通道（K1、K2至KNHF）之一的访问之后在任意的持续时间内具有对所述通道（K1、K2至KNHF）的访问权，以便具有任意长度的消息（51、53）通过第二总线系统的所述通道（K1、K2至KNHF）发送，和/或其中第二总线系统的至少两个通道（K1、K2至KNHF）上的消息（51、53）的长度大致等于针对第一总线系统规定的消息（41、42、43）的长度的两倍，和/或其中规定第二总线系统的至少两个通道（K1、K2至KNHF）的最大占用时间，和/或其中定义具有在最大占用时间之间的自动释放的固定的帧。3.根据权利要求1或2所述的用户站（10；30），其中第一总线系统被设计用于根据CAN协议传输消息（41、42、43）并且第二总线系统被设计用于借助至少两个高频通道（K1、K2至KNHF）来传输消息（51、53）并且比第一总线系统上更高的速率来通信。4.根据上述权利要求之一所述的用户站（10；30），其中第一总线系统的总线（40）和第二总线系统的至少两个通道（K1、K2至KNHF）在相同的介质上或在分开的并行的介质上实施。5.根据上述权利要求之一所述的用户站（10；30），其中所述控制单元（12；34）被设计用于在通过第二总线系统的预先确定的通道（K1、K2至KNHF）发送消息（51、53）之前通过第一总线系统的总线（40）发送消...

【专利技术属性】
技术研发人员：P尼克尔，T霍根米勒，
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