串行总线系统的成员站和串行总线系统中数据传输的方法技术方案

提供一种用于串行总线系统的成员站和一种用于在串行总线系统中的数据传输的方法。该成员站包括消息创建装置，用于创建针对总线系统的至少一个其它的成员站的要通过总线系统的总线串行传输的消息，使得消息具有第一时间段和第二时间段；和发送/接收装置，用于将消息串行地发送到总线上，使得数据在第一时间段内以比在第二时间段内慢的数据传输率来发送，其中发送/接收装置在第二时间段内至少部分地独占地、没有冲突地访问总线，其中消息创建装置被设计为：将识别码嵌入到第一时间段并且最迟在识别码的最后一位和另一位之后开始第二时间段。

Data transmission method in member station and serial bus system of serial bus system

【技术实现步骤摘要】
串行总线系统的成员站和串行总线系统中数据传输的方法
本专利技术涉及一种用于串行总线系统的成员站和一种用于在串行总线系统中的数据传输的方法，其中只能寻址多达15个成员。
技术介绍
CAN网络例如被设置在车辆中，用于在控制器之间进行通信。在CAN网络中，借助于CAN和/或CANFD协议来传输消息，如在目前作为CAN协议规范的ISO11898-1:2015中以CANFD描述的那样。CAN或CANFD的成功尤其是基于仲裁阶段的存在。在该阶段，在成员站之间依据识别码或标识符来协商：这些成员站中的哪个成员站接下来暂时没有冲突地访问总线系统的总线，以便通过总线将消息发给总线系统的其它成员站中的至少一个成员站。由此，可以没有冲突地传输消息的有效数据。然而问题是：在仲裁时必须一直在总线上投放消息的位，直至这些位的电平已经在整个总线上传播。由此，在仲裁期间强烈限制了位的传输速度，这也被称作可传输的数据传输率。使该问题进一步尖锐的是：部分使用识别码被扩展的消息，这延长了仲裁阶段并且因此延长了到总线的缓慢通信的时间。这具有如下历史背景：在采用CANFD之前，只能以与识别码相同的数据传输率来传输消息的内容。还常见的是：一个成员站可使用不同的识别码，以便可以发出优先级不一样高的消息。在这种情况下适用：发送识别码最低的消息的成员站在仲裁中获胜并且因此紧接着允许发出消息内容或有效数据。因此可能的是：在总线上的可支配的带宽减小的情况下，优选重要的消息而不是不重要的消息。然而，这些成员站由此需要一定数目的可用的识别码。除了CANFD之外，在CAN总线上的越来越多的通信也需要提高数据传输率。专利
技术实现思路
因而，本专利技术的任务是提供一种用于总线系统的成员站和一种用于在总线系统中的数据传输的方法，所述成员站和方法解决之前提到的问题。尤其应该提供一种用于总线系统的成员站和一种用于在总线系统中的数据传输的方法，其中相对于到目前为止的解决方案还可以进一步提高总线上的数据传输率。该任务通过具有权利要求1的特征的用于串行总线系统的成员站来解决。该成员站包括：消息创建装置，用于创建针对总线系统的至少一个其它的成员站的要通过总线系统的总线串行传输的消息，使得该消息具有第一时间段和第二时间段；和发送/接收装置，用于将该消息串行地发送到总线上，使得数据在第一时间段内以比在第二时间段内慢的数据传输率来发送，其中该发送/接收装置在第二时间段内至少部分地独占地、没有冲突地访问总线，其中该消息创建装置被设计为：将识别码嵌入到第一时间段并且最迟在识别码的最后一位和另一位之后开始该第二时间段。与常规的CAN或CANFD相比，利用该成员站可以将数据传输率或数据率提高四倍。利用由该成员站执行的通信，到目前为止的在常规的CAN或CANFD中由于仲裁和其它所使用的控制位而形成的约为30%至39%的间接费用可以被降低到大约12%至14%并且因此明显被降低。由此，数据传输率升高大约19%至29%。由该成员站执行的方法尤其可以在小型总线系统中投入使用，在该小型总线系统中，尤其是多达15个成员站连接到总线系统上。此外，可以去掉按照位填充方法（Bit-Stuffing-Methode）嵌入的填充位，其中按照目前的ISO11898-1:2015在分别五个连续的显性位之后嵌入一个隐性位。当然，可选择在其它数目的位之后嵌入该隐性位。仅仅通过去掉填充位就可以使数据传输率提高56%。因而，利用两个措施一起可以使数据传输率相对于到目前为止的方法加倍。之前描述的成员站还可以被设计为使得该成员站在需要时更换到标准协议上并且接着同样可以与标准CAN成员站交换信息。因此，由所描述的成员站实施的方法也能用在到目前为止的CAN总线系统中或在到目前为止的CAN总线系统中兼容。因而，如果不寻址超过尤其是15个成员站或区分消息的优先级，则标准CAN或标准CANFD成员站可以逐渐地在总线中被之前描述的成员站来替换。该成员站的其它有利的设计方案在从属权利要求中说明。按照一个设计方案，消息创建装置设计为：将具有值0并且没有嵌入填充位的识别码嵌入到第一时间段的开头或者嵌入在第一时间段前面，其中发送/接收装置被设计为：如果发送/接收装置在第一时间段内或在第二时间段开始时已经从总线接收到总线系统的至少一个其它的成员站的错误消息，则将具有值0的识别码以更慢的数据传输率发送到总线上，并且继续发送消息。可能地，第一时间段在总线系统的成员站同步时成员站之一预期有填充位的位置处结束，如果其它成员站之一传输具有值0的识别码的消息的话。附加地或替选地，发送/接收装置设计为：以比消息的随后的位更慢的数据传输率来发送和接收识别码的前四位。在这种情况下，消息创建装置可以设计为：紧接着识别码的位首先设置保留位并且接着设置用于所要传输的有效数据的数据阶段。在这种情况下，保留位是第二时间段的第一位。可设想的是：消息创建装置被设计为以确认字段结束位来结束该消息。按照一个实施例，发送/接收装置可以设计为：在第一时间段内或在第二时间段开始时接收到总线系统的至少一个其它的成员站的错误消息之后选择是否应该继续发送消息或者替代于此是否应该创建满足CAN协议的消息。可能的是：成员站还具有错误计数器，该错误计数器被设计用于对发送尝试中断的频率进行计数，并且其中该成员站设计为：如果错误计数器的计数状态超过预先确定的值，则切换到发送运行，其中发送满足CAN协议的消息。按照一个实施例，发送/接收装置可以设计为：不在总线系统的成员站同步时预期有填充位的位置处将填充位嵌入到该消息的第一时间段和/或第二时间段中。还可设想的是：至少为了发送消息的有效数据，该成员站在第二时间段内独占地、没有冲突地访问总线。可能的是：第一时间段是以下时间段，在该时间段中确定哪个成员站在第一时间段之后至少暂时获得对总线的独占的、没有冲突的访问。之前描述的成员站可以是总线系统的部分，该总线系统还包括总线，至少两个成员站通过该总线彼此连接，使得所述至少两个成员站可以彼此进行通信。在这种情况下，所述至少两个成员站可以被设计为：在依次通过总线来传输的消息之间不遵守等待时间。在之前描述的总线系统中，之前提到的任务还通过根据权利要求14所述的用于数据传输的方法来解决。该方法由总线系统的成员站实施并且具有如下步骤：利用消息创建装置，创建针对总线系统的至少一个其它的成员站的要通过总线系统的总线串行传输的消息，使得该消息具有第一时间段和第二时间段；并且利用发送/接收装置，将该消息串行地发送到总线上，使得数据在第一时间段内以比在第二时间段内慢的数据传输率来发送，其中该发送/接收装置在第二时间段内至少部分地独占地、没有冲突地访问总线，其中该消息创建装置被设计为：将识别码嵌入到第一时间段中并且最迟在识别码的最后一位和另一位之后开始该第二时间段。该方法实现了与其之前关于成员站提到的相同的优点。本专利技术的其它可能的实现方案也包括之前或者在下文关于实施例所描述的特征或者实施方式的没有明确提到的组合。在此，本领域技术人员也将单个方面作为改善方案或补充方案添加到本专利技术的相应的基本形式。附图说明随后，本专利技术参考附图并且依据实施例进一步予以描述。其中：图1示出了按照第一实施例的总线系统的简化框图；图2示出了用于阐明由按照第一实施例的总线系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
1. 一种用于串行总线系统（1；2）的成员站（10；30；100），所述成员站具有：消息创建装置（14；31；111），用于创建针对所述总线系统（1；2）的至少一个其它的成员站（20；30；10；100）的要通过所述总线系统（1；2）的总线（40）串行传输的消息（45；47；450），使得所述消息（45；47；450）具有第一时间段和第二时间段；和发送/接收装置（12；32），用于将所述消息（45；47；450）串行地发送到总线（40）上，使得数据在第一时间段内以比在第二时间段内慢的数据传输率来发送，其中所述发送/接收装置（12；32）在第二时间段内至少部分地独占地、没有冲突地访问总线（40），其中所述消息创建装置（14；31；111）被设计为：将识别码（452；4521、4522）嵌入到第一时间段并且最迟在所述识别码（452；4521、4522）的最后一位和另一位（453）之后开始第二时间段。

【技术特征摘要】
2018.03.12 DE 102018203680.21.一种用于串行总线系统（1；2）的成员站（10；30；100），所述成员站具有：消息创建装置（14；31；111），用于创建针对所述总线系统（1；2）的至少一个其它的成员站（20；30；10；100）的要通过所述总线系统（1；2）的总线（40）串行传输的消息（45；47；450），使得所述消息（45；47；450）具有第一时间段和第二时间段；和发送/接收装置（12；32），用于将所述消息（45；47；450）串行地发送到总线（40）上，使得数据在第一时间段内以比在第二时间段内慢的数据传输率来发送，其中所述发送/接收装置（12；32）在第二时间段内至少部分地独占地、没有冲突地访问总线（40），其中所述消息创建装置（14；31；111）被设计为：将识别码（452；4521、4522）嵌入到第一时间段并且最迟在所述识别码（452；4521、4522）的最后一位和另一位（453）之后开始第二时间段。2.根据权利要求1所述的成员站（10；30），其中所述消息创建装置（14；31；111）被设计为：将具有值0并且没有嵌入填充位（4621）的识别码（4521）嵌入到第一时间段的开头或者嵌入在第一时间段前面，并且其中所述发送/接收装置（12；32）被设计为：如果所述发送/接收装置（12；32）在第一时间段内或在第二时间段开始时已经从总线（40）接收到所述总线系统（1；2）的至少一个其它的成员站（20）的错误消息（48），则将具有值0的识别码（4521）以更慢的数据传输率发送到总线（40）上，并且继续发送所述消息（45；47；450）。3.根据权利要求1或2所述的成员站（10；30），其中第一时间段在所述总线系统（1；2）的成员站（10、20、30）同步时成员站之一（20）预期有填充位（4621）的位置处结束，如果其它成员站之一（10、30）传输具有值0的识别码（4521）的消息的话，和/或其中所述发送/接收装置（12、32）被设计为：以比消息（45；47）的随后的位更慢的数据传输率来发送和接收识别码（452；4521）的前四位。4.根据上述权利要求之一所述的成员站（10；30），其中所述消息创建装置（14；31；111）被设计为：紧接着识别码（452；4521、4522）的位首先设置保留位（453）并且接着设置用于所要传输的有效数据的数据阶段（454）。5.根据权利要求4所述的成员站（10；30），其中所述保留位是第二时间段的第一位。6.根据上述权利要求之一所述的成员站（10；30），其中所述消息创建装置（14；31；111）被设计为：以确认字段结束位（458）来结束所述消息（45；47；450）。7.根据上述权利要求之一所述的成员站（10；30；100），其中所述发送/接收装置（12；32）被设计为：在第一时间段内或在第二时间段开始时接收到所...

【专利技术属性】
技术研发人员：A穆特，S魏森迈尔，S瓦尔克，
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