用于在事件控制的总线通信中提供全局时间信息的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术介绍了用于在CAN总线系统（100）的用户（101-105）之间交换消息中的数据的一种方法和一种装置，其中所述用户（101-105）具有自己的时基（106-110），其中第一用户（101）在作为定时器的功能中通过总线（100）传输具有可预先给定的标志的参考消息（RN），所述参考消息包含有关第一用户的时基（106）的第一时间信息，其中至少第二用户（102-105）借助其时基（107-110）根据第一用户的第一时间信息如此构成自己的第二时间信息（IZ1-IZ4），即从第一和第二时间信息的偏差（OS1-OS4）中确定校正值，使得从第一用户的第一时间信息中得出总线系统的全局时间（gZ）作为定时器，并且其中设置配置装置，所述配置装置促使能够根据由CAN标准已知的判优方法事件控制地进行CAN总线系统的用户之间的消息交换。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于在事件控制的总线通信中提供全局时间信息的装置和方法
本专利技术涉及一种用于在CAN总线系统的用户站中使用的装置以及利用这种用户站构成的总线系统，所述装置被建立用于在与CAN总线系统的其他用户站事件控制地交换数据时提供或处理全局时间信息。
技术介绍
例如由国际标准ISO11898-1、-2和-3公知“ControllerAreaNetwork（控制域网络）”（CAN），该控制域网络包括用于在总线系统的用户之间交换数据的事件控制的方法。所使用的介质访问控制方法基于逐位判优，在所述逐位判优时多个用户站可以同时尝试经由总线系统的信道传输数据，而不因此干扰数据传输。用户站可以在经由信道发送位时确定信道的逻辑状态（0或1）。如果所发送的位的值不对应于信道的所确定的逻辑状态，则用户站结束对该信道的访问。通过逐位判优实现了数据帧经由信道的无破坏性的传输。由此得出CAN的良好的实时特性。例如由国际标准ISO11898-4公知一种称作“TimeTriggeredCAN（时间触发CAN）”（TTCAN）的CAN的扩展。根据TTCAN的协议规范，在所谓的系统矩阵中定义时间窗结构，该时间窗结构具有多个相继的基础周期，所述基础周期又由时间窗（经常也称作“时隙”或者“timeslots（时隙）”）组成，时间窗的顺序有规律地重复。在此，可以给每个消息并且从而给进行发送的用户站分配特定的时间窗，在该时间窗内必须传输该消息。还存在以下可能性：在时间窗中为多个用户站释放竞争的、通过判优协调的访问。因而在TTCAN中，对信道的访问至少部分地通过时间控制的方法协调。在TTCAN中区分TTCAN级别1和TTCAN级别2。在这两种情况下，通信以基础周期的顺序进行，所述基础周期分别从参考消息开始。这两个级别之间的区别是，在级别2中，参考消息包含用于对全局时间信息或者全局时间进行同步的信息。因而，TTCAN的特征在于，能够通过时间主站（Zeitmaster）给用户站提供全局时间信息。所定义的用于同步的做法负责所有的用户站使用统一的全局时间信息。掌握TTCAN级别2的CAN控制器具有电路（计数器、运算器、控制器），该电路以硬件同步和校准全局时间以及能够实现时间测量和时间通知。TTCAN协议还包含监视功能，该监视功能应确保，CAN通信包含先前定义的固定的时间光栅。如果在时间光栅中出现错误，则时基显示为无效。在严重错误的情况下，可以调整CAN通信。在特定的应用中，总线通信的时间控制或者是不可能的，或者至少是没有意义的，或者用于创建系统矩阵的开销不合理地高。然而，仍然期望全局时间信息的提供，如由TTCAN级别2所做出的那样，以便例如可以在用户站中运行的算法中使用时间信息。由现有技术已知的方法不提供在每个方面都令人满意的结果。
技术实现思路
本专利技术的任务是提供一种用于在CAN总线系统的用户站中使用的经修改的通信装置，该通信装置保留TTCAN级别2中的提供全局时间信息的优点，并且同时使得根据目前现有技术在TTCAN中需要的对完整系统矩阵的时间控制或编排（Aufstellung）不是强制性需要的。对此描述一种对TTCAN控制器的改进，该改进的特征在于，还可以将本专利技术装置中的、用于表示TTCAN级别2的全局时间的、由TTCAN控制器已知的硬件用在标准的事件控制的CAN通信中。所述任务通过用于一种在CAN总线系统的用户之间交换消息中的数据的方法来解决。本专利技术的优点根据本专利技术，所述任务以如下方式解决：TTCAN控制器被置于特殊的运行状态中，在该运行状态中，CAN通信以常见的事件控制的方式进行，而用于表示全局时间的硬件却如在TTCAN级别2中那样工作。这所具有的优点是，给CAN网络中的所有节点提供自动同步和校准的时基。在此，不存在软件中的计算开销，这是特别有利的。然而，与根据ISO11898-4的TTCAN协议级别2不同的是，时间控制地进行CAN通信是没有必要的。与此相关的用于创建完整系统矩阵的开销也是不需要的。当由于物理的、技术的或者其他的边界条件而不应建立时间控制的通信时，也可以应用该方法。此外有利的是，在已经掌握TTCAN级别2的TTCAN控制器中，例如用于开发、设计和实现本专利技术方法的额外开销是低的。附图说明以下根据附图介绍和详细解释本专利技术。图1示出具有多个总线用户101至105的总线系统100。每个用户101至105具有自己的时基106至110。图2示出根据本专利技术的装置的状态图的、描述同步方法的部分。图3示出根据本专利技术的装置的状态图的、描述主-从行为的部分。具体实施方式以下描述根据本专利技术的方法和装置的实施例。具体的例子用于解释实施，但不限制本专利技术思想的范畴。图1示出具有多个总线用户101至105的总线系统100。每个用户101至105在此具有自己的时基106至110，所述时基一方面可以通过内部的装置——如时钟、计数器、节拍发生器等等——或者在外部向相应的用户传输。相应的本地时基IZ1至IZ4尤其是计数器，例如16位递增的，所述计数器只允许通过HW-Reset（硬件复位）来影响。在此，本地时基在每个节点或者用户102至105中实现。用户、即定时器101在此具有暴露的位置。该用户的时基被称作具有全局时间gZ的全局时基106并且或者在定时器101中实现或者在外部向该定时器101传输。全局时间gZ原则上在每个节点中由本地时基107至110或本地时间IZ（IZ1至IZ4）和偏移OS1至OS4构成。在定时器101中的偏移Osg通常等于0（Osg=0）。如果OSg不等于0，则所有其他节点从本地时间IZ（IZ1至IZ4）和本地偏移OS1至OS4和OSg中形成他们对全局时间gZ的观点。OSg不等于0的情况例如当全局时间gZ从外部被传输到定时器101并且该定时器101附加地包含自己的时基106时出现。于是，定时器被调准到全局时间gZ并且gZ和时基106可能不一致。本地偏移是在参考消息的发送时刻（SOF，StartOfFrame（帧开始））的本地时间和由定时器在该参考消息中传输的全局时间之间的差。在这方面，该方法对应于用于在TTCAN中提供全局时间信息的常见方法。现在重新引入相对于TTCAN规范的以下不同，以便解决所述任务和获得所力求的相对于现有技术的优点：不是自动化地、时间控制地，而是仅仅当主机控制器中的软件要求时才发送CAN消息。这也适用于参考消息。例如可以使用时间控制的中断，以便促使主机控制器进行该要求。该要求可以根据特定的事件——例如计算的特定结果的存在——来在软件中进行。特定的预定义的消息或远程帧的接收也可以触发该要求。所发送的参考消息的形式遵循标准ISO11898-4，第5.3.3章中的定义。参考消息的接收方根据针对TTCAN级别2所说明的标准规定的那样来分析该参考消息。也就是说，包含在参考消息中的“Master_Ref_Mark”是系统范围的全局时间的基础。错误处理如进一步在下面结合主状态内的“errorlevel（错误级别）”的特性所实施的那样与TTCAN标准有偏差地进行。用户站的主状态在TTCAN中根据标准通过6位矢量来描述，该6位矢量由分别具有2位的3个子向量“errorlevel（错误级别）”、“sync_mode（同步模式）”和“master-slav本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于在CAN总线系统（100）的用户（101‑105）之间交换消息中的数据的装置，其中用户（101‑105）具有自己的时基（106‑110），其中第一用户（101）在作为定时器的功能中经由总线（100）传输具有可预先给定的标志的参考消息（RN），所述参考消息包含有关第一用户的时基（106）的第一时间信息，其中至少第二用户（102‑105）借助其时基（107‑110）根据第一用户的第一时间信息如此构成自己的第二时间信息（IZ1‑IZ4），即从第一时间信息和第二时间信息的偏差（OS1‑OS4）中确定校正值，使得从第一用户的第一时间信息中得出总线系统的全局时间（gZ）作为定时器，其特征在于，参考消息（RN）在没有固定时间光栅的情况下被重复传输并且在CAN总线系统的用户之间的消息交换事件控制地根据由CAN标准已知的判优方法来进行。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.09.24 DE 102010041363.11.用于在CAN总线系统（100）的用户（101-105）之间交换消息中的数据的方法，其中在多个用户通过逐位判优同时进行发送尝试时，实现消息经由总线系统的无干扰的传输，其中用户（101-105）具有自己的时基（106-110），其中第一用户（101）在作为定时器的功能中经由总线传输具有可预先给定的标志的参考消息（RN），其特征在于，所述参考消息（RN）在没有固定时间光栅的情况下，当在主机控制器中由软件根据特定事件或者特定的预定义的消息的接收而要求时被发送，其中所述参考消息包含有关第一用户的时基（106）的第一时间信息，其中至少一个第二用户（102-105）借助其时基（107-110）根据第一用户的第一时间信息如此构成自己的第二时间信息（IZ1-IZ4），即从第一时间信息和第二时间信息的偏差（OS1-OS4）中确定校正值，使得从第一用户的第一时间信息中得出总线系统的全局时间（gZ）作为定时器。2.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·哈特维希，C·霍斯特，
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