用于优化地在总线系统的用户站之间传输数据的方法和用户站技术方案

本发明专利技术涉及用于经由由多个用户站（13）共同使用的第一信道（15）和附加于第一信道（15）由多个用户站（13）使用的总线系统（11）的第二信道（19）在总线系统（11）的用户站（13）之间传输第一数据（b1）和第二数据（b2）的方法，其中第一信道（15）使用CAN规范的访问方法和传输协议或者该CAN规范的扩展、即TTCAN规范，其中按照任意的访问方法控制对第二信道（19）的访问，并且要经由第一信道（15）传输的第一数据（b1）和要经由第二信道（19）传输的第二数据（b2）经由共同的信号线路（55）被传输，并且其中根据第一数据（b1）构成数据信号（d）并且根据第一数据（b1）和第二数据（b2）构成调制信号（m）并且对数据信号（d）叠加以调制信号（m）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于经由由多个用户站共同地使用的第一信道和由总线系统的多个用户站所使用的第二信道在总线系统的用户站之间传输数据的方法，其中在第二信道上传输的信号也与在第一信道上传输的数据相关。本专利技术此外还涉及总线系统的用户站，所述用户站具有用于执行所述方法的介质连接单元。
技术介绍
例如由公开文献DE 100 00 305 Al已知“控制器域网络(CAN)”以及被称为“时间触发CAN” (TTCAN)的CAN的扩展。在CAN中所使用的介质访问控制方法基于逐位的判优。在逐位的判优中，多个用户站可以同时尝试经由总线系统的信道传输数据，而不由此干扰数据传输。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I)。如果所发送的位的值不对应于信道的经确定的逻辑状态，则用户站结束对信道的访问。在CAN中，通常在要经由信道传输的数据帧内在判优字段中进行逐位的判优。在用户站向信道完整地发送判优字段之后，该用户站知道其具有对该信道的排他访问。因此，判优字段的传输结束对应于释放间隔的开始，在该释放间隔内用户站可以排他地使用信道。按照CAN的协议规范，其它用户站一直不被允许对信道进行访问，也即向信道发送数据，直至进行发送的用户站传输了数据帧的校验和字段(CRC字段)。因此，CRC字段的传输的结束时间点对应于释放间隔的结束。通过逐位的判优，实现了数据帧经由信道的无破坏的传输。由此，得到了 CAN的良好的实时特性，而在介质访问控制方法中，具有明显更不利的实时特性，因为由于冲突和由此所需的新的数据帧传输而产生数据传输的延迟，其中在介质访问控制方法中由用户站发送的数据帧由于与其它站发送的另外的数据帧冲突而在经由该信道传输期间可能被损坏。CAN的实时特性的进一步的改善通过扩展TTCAN来实现。按照TTCAN的协议规范定义时间窗结构，该时间窗结构包括多个相继的时间窗(通常也被称为“时隙”或“timeslots”)并且规则地重复。这里，可以给确定的消息类型并且从而给确定的用户站分配确定的时间窗，在该时间窗内允许传输该消息类型的消息。因此，在TTCAN中设置确定的时间窗，在该时间窗内确定的站具有对CAN域的信道的排他访问。在TTCAN情况下，对信道的访问至少部分地按照基于时间的多重访问(时分复用访问，TDMA)的原则来协调。CAN的协议或者其扩展的TTCAN尤其适于在实时条件下传输短的通知。但是如果应当经由CAN域传输较大的数据块，则可以干扰性地察觉信道的相对小的位速率。为了保证逐位判优的正确功能，必须针对位的传输保持尤其是与总线系统的扩展和在信道上的信号传播速度相关的最少持续时间。因此，位速率不能通过减少单个位的持续时间容易地被提闻。为了仍然能够足够快速地经由通信接口与较缓慢的数据流(该数据流通过介质访问控制方法被控制)、例如CAN数据流并行地传输相对大的数据量，在DPMA中在文件登记号DE 10 2009 026 961下的未授权专利申请提出，利用任意访问协议经由任意的总线系统、例如CAN总线执行高频(HF)通信。这里，可以按照任意访问方法来控制对由多个用户站为了 HF通信使用的第二信道的访问。要经由第一信道传输的第一数据和要经由第二信道传输的第二数据通过共同的信号线路来传输。
技术实现思路
本专利技术的任务是，说明一种用于总线系统用户站对与由多个用户站共同使用的第一信道并行的总线系统第二信道的访问的改善的方法，其中减少在信道和/或电磁辐射之间的相互干扰。该任何通过具有权利要求1的特征的数据传输方法解决。在实现本专利技术方法时也规定，经由任意总线系统、例如CAN总线利用任意访问协议执行高频(HF)通信，其中按照任意访问方法控制对由多个用户站为了 HF通信所使用的第二信道的访问。要经由第一信道传输的第一数据和要经由第二信道传输的第二数据经由共同的信号线路被传输。可以设想，这里涉及已知总线系统、尤其是CAN的总线线路，经由该总线线路按照CAN的协议传输第一信道的数据。这具有如下优点:例如掌握CAN的已知协议的传统用户站可以无问题地连接到总线系统，该总线系统以本专利技术的方法运行。就此而言，所建议的方法涉及CAN的协议的扩展，该扩展与已知的协议和CAN的设备是可兼容的。这里优选的是，根据第一数据构成数据信号并且根据第一数据和第二数据构成调制信号并且对该数据信号叠加以调制信号。作为用于构成调制信号的调制方法，可以例如使用频率调制、尤其是根据第二信道的逻辑状态(0或I)的频率键控。也可以设想，设置相位调制，例如二进制的相位调制(二进制相移键控，BPSK )。特别优选的是，为了第一数据经由第二信道的传输不被同时进行的第二数据经由第二信道的传输干扰，根据第一数据或由此构成的数据信号来匹配所使用的调制方法或其参数和/或特性参量。同样优选的是，根据第一数据或由此构成的数据信号在确定的时间点中断或减弱调制信号。有利地，设立用于实施本专利技术方法的用户站，从而实现其优点。附图说明本专利技术的另外的特征和优点从后面的描述中得到，在其中借助附图详细阐述本专利技术的示例性实施方式。这里: 图1示出具有多个用户站的总线系统的示意性示 图2示出图1的用户站之一的相关部件的示意性示 图3示出按照本专利技术的有利实施方式的图1的用户站的一部分的示意性示 图4示出总线系统的信道的占用的示例性时间变化曲线；以及 图5示出在经由信道传输消息期间信道占用的时间变化曲线。具体实施例方式图1不出机动车的总线系统11的概况，该总线系统11包括多个用户站13、13a和由这些用户站13、13a共同使用的第一信道15。在所示出的实施例中，用户站13、13a和第一信道15构成CAN域17。然而本专利技术不仅仅应用于CAN，而且也应用于其它类型的通信网络。这里有利的、但是不是强制的前提的是，在所使用的通信网络中至少针对确定的时间段保证站对共同信道的排他的无冲突的访问。用户站13、13a例如可以是机动车的控制设备或显示装置。用户站13的一部分连接到由用户站的该部分共同使用的第二信道19上。在所示的实施例中，所有的用户站13除了用户站13a被连接到两个信道15、19上。该用户站13a是传统的用户站13a，其虽然掌握CAN的协议但是不被设立用于实施本专利技术方法。按照本专利技术，其它用户站13扩展了附加的功能，使得它们可以附加地经由第二信道19通信。在图1所示的总线系统11中，因此可以将传统的用户站13a和扩展的用户站13相互连接。也可在总线系统中设置多个传统的用户站13a ;但是也可考虑的是，在总线系统11中仅仅设置扩展的用户站13，其被连接在两个信道15、19上。下面借助在CAN总线中使用的介质访问控制方法或介质访问控制协议来阐述本专利技术。然而，本专利技术当然不限于这样的访问方法，而是可以更确切地说以任意的介质访问控制方法和介质访问控制协议来使用。图2详细示出了扩展的用户站13。该用户站13具有微计算机21，该微计算机例如可以构造为微控制器。用户站的CAN控制器23形式的第一控制元件经由第一连接25绑定到该微计算机21上。此外，用户站13具有通信控制器27形式的第二控制元件，其经由第二连接29与微计算机21连接。这两个连接25、29被设立用于在微计算机21和两个控制元件23、27之间交换要经由总线系统11传输的数据以及配置本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.09.24 DE 102010041368.21.一种用于经由由多个用户站(3)共同使用的第一信道(15)和附加于第一信道(15)由多个用户站(13)使用的总线系统(11)的第二信道(19)在总线系统(11)的用户站(13)之间传输第一数据(匕)和第二数据(b2)的方法，其中第一信道(15)使用CAN规范的访问方法和传输协议或者该CAN规范的按照ISO 11898的扩展、即TTCAN规范，其中按照任意的访问方法控制对第二信道(19)的访问，并且要经由第一信道(15)传输的第一数据(Id1)和要经由第二信道(19)传输的第二数据(b2)经由共同的信号线路(55)被传输，其特征在于，根据第一数据(h)构成数据信号(d)并且根据第一数据(Id1)和第二数据(b2)构成调制信号(m)并且对数据信号(d)叠加以调制信号U)。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，调制信号(m)根据第一数据(Id1)和第二数据(b2)被构成为，使得如下干扰被最小化，所述干扰由数据信号(d)和调制信号(m)为了在第一信道(15 )上传输数据(Id1 )进行的叠加所引起。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，调制信号(m)根据第一数据(Id1)和第二数据(b2)被构成为，使得所述调制信号在处于数据信号(d)的边沿变换附近的时间片段中具有带有比较小幅度的区域或者在该时间片段中被中断。4.根据权利要求1至3所述的方法，其特征在于，调制信号(m)的幅度被选择为使得所述幅度处于信号线路(55)的噪声水平之上，但是足够小，使得该信号足以与在按照数据信号(d)的规范的可能总线电平之间的变换相区别。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，调制信号(m)根据第一数据(Id1)和第二数据(b2)被构成为，使得在共同信号线路(55)上传输叠加的信号(d)和(m)所引起的电磁辐射被最小化。6.根据权利要求1或5所述的方法，其特征在于，叠加的调制信号(m)根据第一数据Cb1)或者由此构成的数据信号(d)的分别当前存在的值以至少两种不同的方式构成。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在构成调制信号(m)时，考虑总线系统(11)的与第一数据Cb1)或者 由此构成的数据信号(d)的当前存在的值相关的不同阻抗。8.根据权利要求1至7之一所述的方法，其特征在于，这样地控制对第二信道(19)的访问，使得第二信道(19)仅仅在至少一个释放间隔(A V A T2、A T3、A T4, A T5)内被释放，在所述释放间隔中用于使用第一信道(15)的对总线的访问被排他地分发给用户站(13)。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，作为所述至少一个释放间隔(A1\、A T2,A T3、A T4, A T5)预先给定至少一个排他地分发的时间窗(81b)或者该时间窗(81b)在规则地重复的TTCAN时间窗结构(77)内的部分。10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，作为所述至少一个释放间隔(A1\、AT2、A T3、A T4, A T5)预先给定至少一个空闲的时间窗(81d)或者该时间窗(81d)在规则地重复的TTCAN时间窗结构(77)内的部分。11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述至少一个释放间隔(A1\、A T2,AT3、AT4、AT5)的开始由用户站(13)借助对第一信道(15)的逐位判优来确定并且所述释放间隔的结束Uel, te2, te3, te4, te5)通过如下时间点来给出，在该时间点用户站(13)在成功地对第一信道(15)进行判优之后重新释...

【专利技术属性】
技术研发人员：F哈特维希，R施尼策尔，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：
国别省市：