【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确定一侧的头节点和另一侧的多个其它总线节点之间的相应传播延迟的方法和数据总线头节点。传播延迟的值可用于同步其他总线节点，例如用于车辆中的音频回放。本专利技术还包括数据总线系统和包括该数据总线系统的车辆。
技术介绍
1、在车辆中，数据总线系统的几个总线节点可用于回放音频信号，例如用于回放音乐或呈现通知或用于免提电话功能。例如，每个这样的总线节点可包括或控制用于驱动相应扬声器的数模转换器(dac)和/或音频放大器。为了提供协调的回放，总线节点需要同步，因为它们以协调或同步的方式回放它们的音频信号部分。例如，可能要求总线节点同时或以预定的时间延迟回放它们的音频数据。然而，相应的音频数据可由总线节点从数据总线系统的公共头节点接收，该公共头节点通过数据总线线路将音频数据发送到总线节点。一侧的头节点和另一侧的相应总线节点之间的每个总线连接可通过具有不同长度的总线线路区段引导，使得当将音频数据从头节点传输到相应总线节点时，产生不同的传播延迟。当协调或同步总线节点以协调数据总线系统上的音频回放时，需要考虑这一点。
2、音频回放并不是数据总线系统中需要总线节点同步的唯一应用。通常，对于这种应用，需要知道从头节点到相应总线节点和/或在相反方向上传输数据的传播延迟。
3、因此，对于数据总线中的音频传输用例(以及许多其他用例)，需要组成部分的基于包的时间同步。如今，这是通过标准化协议ieee802.1as、ptp(或衍生的变体)来实现的(例如，对于100兆位/秒或1000兆位/秒)。
4、然而，
5、数据总线系统的一种可能的传输技术是10兆位/秒以太网。但是，当使用多点模式时，10兆位/秒以太网不能用于ptp。核心技术问题：用于测量传输延迟的测量消息在数据总线系统中由所有连接的总线节点接收(多点模式)，即基于ptp的时间同步结合多点模式中的802.3cg因此导致问题，这就是为什么不能保证安全部署的原因。接收测量消息将导致所有未涉及的总线节点上的ptp协议的状态机复位。这样的问题“仅”影响所概述情况中的10兆位/秒总线，但是如果必须使用不同的ptp堆栈，则整个车辆在未来将被同步，并且将不再有同类的方案。
6、为了测量传播延迟，所描述的基于ptp的时间同步使用需要在一侧的总线节点之一和另一侧的头节点之间交换的几个测量消息：根据协议，总线节点可发送传播延迟请求pdelay_req作为将由头节点接收的第一消息。然后，头节点可使用传播延迟响应消息pdelay_resp和传播响应跟进消息pdelay_resp_f_up进行回复。这允许测量连接头节点和总线节点的总线线路中的传播延迟。然而，在数据总线系统中，所有其余总线节点也将接收测量消息，并且可能因此也通过发送它们自己的传播延迟响应消息pdelay_resp来作出反应，这将干扰测量周期。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是测量一侧的数据总线系统的头节点和另一侧的数据总线系统的相应总线节点之间的单独传播延迟。
2、该目的通过独立权利要求的主题来实现。在下面的描述、从属权利要求和附图中详细说明了本专利技术的便利且重要的进一步实施例的有利发展。
3、作为一种方案，本专利技术提供了一种用于确定数据总线系统的一侧的头节点和另一侧的多个其他总线节点之间的相应传播延迟的方法。相应传播延迟的确定包括预定测量消息例如已经解释过的那些消息的交换。可提供头节点作为另一个总线节点，该另一个总线节点充当其他总线节点所连接的总线区域或总线分支的总线主控器。每个总线节点可以是例如相应的电子控制单元ecu，该电子控制单元ecu可以是例如音频回放设备或传感器设备或致动器的一部分，这仅是示例。
4、该方法包括头节点相继执行相应的测量周期，对于每个测量周期，包括：
5、·选择总线节点中的另一个总线节点，以及
6、·借助于至少一个休眠消息将每个其余总线节点从唤醒状态切换到预定的休眠状态，在唤醒状态中，总线节点对测量消息做出响应，在预定的休眠状态中，总线节点保持对任何测量消息不做出响应，以及
7、·通过交换测量消息，执行头节点和所选总线节点之间的相应传播延迟测量，以及
8、·通过至少一个唤醒信号从休眠状态激活每个其余总线节点(以便返回到唤醒状态)。
9、换言之，对于每个总线节点，单独测量或确定传播延迟，而其余总线节点保持休眠状态或切换到休眠状态。这些其余总线节点因此不能对为了确定传播延迟而交换的测量消息做出反应。因此，在每个测量周期期间，所选总线节点和头节点可像它们是连接到数据总线系统的总线线路的仅有的总线节点一样工作或操作。因此，所使用的协议或所交换的测量消息可以是现有技术中已知的用于测量传播延迟的协议或测量消息，并且不需要其他设备对测量消息做出反应。特别地，上述基于ptp的时间同步因此可适用于以太网的多点模式，即基于ptp的时间同步因此可应用于数据总线系统，其中几个总线节点连接到相同的总线线路或总线导线。执行该方法所需的休眠消息和唤醒信号是在相应的数据总线系统中可用的。对于这种数据总线系统，相应的休眠消息和唤醒信号在现有技术中是可用的。
10、本专利技术还包括这样的实施例，即所述实施例提供了赋予附加技术优势的特征。
11、一种改进包括在第一测量周期之前和/或在每个测量周期之间确定(由头节点确定)是否所有的总线节点都处于唤醒状态。如果确定至少一个总线节点处于休眠状态，则该(休眠中的)总线节点通过唤醒信号被切换到唤醒状态。这确保了所有其他总线节点能接收到针对下一个测量周期的休眠消息。这提供了这样的优点，即在发送休眠消息时，没有总线节点已经处于休眠状态，因为这样的总线节点可能由于另一个事件(例如内部定时器信号)而在测量周期期间醒来或变得活动，使得该总线节点可能对测量消息作出反应，从而可能干扰测量周期。为了检测所有的总线节点都处于唤醒状态，可执行轮询，其中预定义的控制消息被发送到每个总线节点，并且头节点确定是否每个总线节点都发送了应答消息。附加地或替代地，头节点可监听数据总线系统上的消息，并且可根据地址或包含在这些消息中的地址来确定是否所有总线节点都是活动的并且正在发送消息。
12、一种改进包括，在相应的测量周期中，测量消息的交换根据预定的协议进行，并且在于相应的测量周期期间接收到与协议相反的测量消息的情况下，基于与协议相反的测量消息识别发送总线节点，然后该总线节点通过附加的休眠消息切换到休眠状态。该协议可以是例如已经描述的基于ptp的时间同步(精确时间协议，例如如ieee 1588 2002和ieee1588-2008、ieee802.1as所定义的)。已本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于确定数据总线系统(17)的一侧的头节点(20)和另一侧的多个其他总线节点(21)之间的相应传播延迟的方法，所述相应传播延迟的确定包括预定测量消息(30，33，34)的交换，该方法包括使所述头节点(20)相继地执行相应测量周期(40)以便确定相应传播延迟，该方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在第一测量周期(40)之前和/或在每个测量周期(40)之间，通过所述头节点(20)确定是否所有总线节点(21)均处于所述唤醒状态(71)，并且在确定所述总线节点中的至少一个总线节点(21)处于休眠状态的情况下，借助于附加的唤醒信号(50)使所述至少一个总线节点(21)切换到所述唤醒状态(71)。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在相应测量周期(40)中，根据预定的协议进行测量消息(30，33，34)的交换，在于所述相应测量周期(40)期间接收到与所述协议相反的测量消息(42)的情况下，基于与所述协议相反的测量消息(42)来识别实施发送的总线节点(21)，并且借助于附加的休眠消息使所述实施发送的总线节点(21)切换到所述休眠状态。p>
4.根据权利要求3所述的方法，其中，重复所述测量周期(40)或者根据协议发送排序中的下一个测量消息(30，33，34)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在相应测量周期(40)期间，在测量周期(40)的最后的测量消息(30，33，34)被发送之前，所述至少一个唤醒信号(50)已被提前发送。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，针对所有总线节点(21)或当前处于休眠状态的所有总线节点(21)，确定所述唤醒时间的最小值(55)，该最小值即为从向最快的总线节点(21)发送唤醒信号(50)直到该最快的总线节点(21)达到唤醒状态(71)所经历的时间，所述唤醒信号(50)的提前发送仅在所述最小值(55)大于预期测量消息(30，33，34)完成完整交换所需的剩余持续时间加上与当前所选总线节点(21)相关联的预定处理时间值的情况下发生。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其中，仅在针对所述数据总线检测到数据传输满足预定的可靠性标准(53)的情况下才发生所述提前发送。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的方法，其中，仅在目前已经根据协议进行了测量消息(30，33，34)的交换的情况下才发生所述提前发送，否则重复所述测量周期(40)。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在数据总线中，所述头节点(20)和所述总线节点(21)连接到公共总线线路(18)，所述总线线路(18)上的任何消息均到达每个其他总线节点(21)。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在确定完传播延迟之后，所述头节点(20)发送具有待由总线节点(21)处理和/或输出的输出数据(12)的至少一个数据包，其中所述数据包包含所述输出数据(12)以及相应输出时间的时间戳(16)，所述输出时间根据所确定的最大传播延迟确定，使得所述输出时间在时间上落在所述传播延迟终止之后。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在检测到至少一个预定的触发事件的情况下开始对所述传播延迟的确定。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，至少一个另外的总线用户(23)附加地连接到所述数据总线，所述至少一个另外的总线用户(23)被排除在对所述传播延迟的确定之外，并且因此不对测量消息(30，33，34)作出响应，并且每个另外的总线用户(23)在测量周期(40)期间保持被排除在切换到休眠模式之外。
13.一种适于作为总线系统的头节点(20)操作的总线节点(21)，其中，所述总线节点(21)包括适于执行根据前述权利要求中任一项所述的方法的处理器单元。
14.一种用于车辆的数据总线系统(17)，该总线系统包括头节点(20)和多个其他总线节点(21)，其中，所述头节点(20)根据权利要求13设计，和/或所述数据总线系统(17)适于执行根据权利要求1至12中任一项所述的方法。
15.一种包括根据权利要求14所述的总线系统的机动车辆(10)。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于确定数据总线系统(17)的一侧的头节点(20)和另一侧的多个其他总线节点(21)之间的相应传播延迟的方法，所述相应传播延迟的确定包括预定测量消息(30，33，34)的交换，该方法包括使所述头节点(20)相继地执行相应测量周期(40)以便确定相应传播延迟，该方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在第一测量周期(40)之前和/或在每个测量周期(40)之间，通过所述头节点(20)确定是否所有总线节点(21)均处于所述唤醒状态(71)，并且在确定所述总线节点中的至少一个总线节点(21)处于休眠状态的情况下，借助于附加的唤醒信号(50)使所述至少一个总线节点(21)切换到所述唤醒状态(71)。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在相应测量周期(40)中，根据预定的协议进行测量消息(30，33，34)的交换，在于所述相应测量周期(40)期间接收到与所述协议相反的测量消息(42)的情况下，基于与所述协议相反的测量消息(42)来识别实施发送的总线节点(21)，并且借助于附加的休眠消息使所述实施发送的总线节点(21)切换到所述休眠状态。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，重复所述测量周期(40)或者根据协议发送排序中的下一个测量消息(30，33，34)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在相应测量周期(40)期间，在测量周期(40)的最后的测量消息(30，33，34)被发送之前，所述至少一个唤醒信号(50)已被提前发送。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，针对所有总线节点(21)或当前处于休眠状态的所有总线节点(21)，确定所述唤醒时间的最小值(55)，该最小值即为从向最快的总线节点(21)发送唤醒信号(50)直到该最快的总线节点(21)达到唤醒状态(71)所经历的时间，所述唤醒信号(50)的提前发送仅在所述最小值(55)大于预期测量消息(30，33，34)完成完整交换所需的剩余持续时间加上与当前所选总线节点(21)相关联的预定处理时间值的情况下发生。
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