用于检验串行数据传输的正确运行的方法和设备技术

描述了一种用于检验在具有至少两个总线用户的总线系统中串行数据传输的正确运行的方法，其中所述总线用户经由总线连接单元连接到总线并且经由总线交换消息，其中针对每个消息对总线的发送访问通过根据CAN标准ISO11898-1的仲裁方法分配给总线用户，该总线用户对于该消息成为发送器，其中消息具有根据CAN标准的逻辑结构，也就是由帧起始比特、仲裁字段、控制字段、数据字段、CRC字段、确认字段和帧结束字段构建而成，其中通过将发送给总线连接单元的发送信号与该总线连接单元所接收的接收信号（CAN_RX）相比较来在传输期间检验数据传输的正确运行，其特征在于，在发送器中保持相对于发送信号（CAN_TX）延迟了延迟时间（T_DELAY）的发送信号（CAN_TX_DEL），其中依据用于检验数据传输的正确运行的转换使用未经延迟的发送信号（CAN_TX）或经过延迟的发送信号（CAN_TX_DEL）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于检验串行数据传输的正确运行的方法和设备
本专利技术涉及用于在总线系统中的至少两个用户之间串行传输数据的一种方法和一种设备。
技术介绍
例如从标准族ISO11898-1至11898-5中已知控制器局域网（CAN）以及称为“时间触发的CAN”(TTCAN)的CAN扩展，下面也称为标准CAN。在CAN中使用的介质访问控制方法基于逐比特的仲裁。在CAN中，该逐比特的仲裁借助在待经由总线传输的消息内的主导标识符来进行。在所述逐比特的仲裁中，多个用户占同时经由总线系统传输数据，而不会由此干扰数据传输。用户站可以在经由总线发送比特（发送信号）时并行地求得该总线的逻辑状态（0或1）（接收信号）。为此总是将在发送信道上传送的发送信号不断与接收信号相比较。如果在特定时刻、即采样点不存在一致，则总线用户结束发送行为，因为必定假设另一个总线用户正尝试传送具有较高优先权或较低标识符的消息。接收信号是所有在仲裁期间尝试实现对总线的访问的总线用户的消息比特的叠加。由于信号在总线线路上的运行时间并且由于总线连接单元（收发器）中的固有延迟时间，所述信号的叠加结果稍后在比特时间段内才存在，从而采样点在该比特时间段内必定相对靠后。尤其是该事实向下限制了在CAN中的容许的比特长度。缩短不容易实现。在用户站完全发送了标识符之后，确定该站已经赢得了仲裁并且由此赢得了对总线的独占访问。根据CAN的协议规范，不允许其它用户站经由总线发送数据，直到进行发送的用户站已经传输了消息的校验和字段（CRC字段，“CRCChecksumme”）为止。由此传输CRC字段的结束时刻与其中进行发送的用户站仅将由其自己发送的发送信号看做接收信号的时间间隔的结束对应，所述发送信号基本上只由于总线连接单元的固有延迟时间而被延迟。在该时间间隔中，发送信号与接收信号之间的所述比较继续被执行并且被用于探测在传输数据时的错误或通过其它总线用户确定错误通知。通过该协议，经由总线实现对以下消息的无破坏、安全的传输，所述消息的发送器已经赢得了仲裁方法。CAN协议尤其适合于在实时条件下传输短通知，其中通过合适分配标识符可以保证：对于特别重要的消息几乎总是赢得仲裁并且成功地发送对应的消息。例如通过传输借助发生器-多项式从事先在消息中传输的数据中形成的CRC字段并且通过在接收器侧执行CRC检验，以及通过持续地检验发送信号与接收信号之间的一致性，给定了高的传输安全性或错误识别可靠性。随着现代交通工具越来越多的交联以及引入用于改善例如驾驶安全性或驾驶舒适性的附加系统，对将要传输的数据量、传输速率、传输安全性以及在传输时容许的等待时间的要求提高了。例子是例如电子稳定程序ESP的驾驶动态调节系统、例如制动距离调节ACC的驾驶员辅助系统、或例如交通标志识别的驾驶员信息系统（例如参见在“BoschKraftfahrtechnischesHandbuch”，27版，2011，Vieweg+Teubner中的描述）。2011年5月2日在互联网页http://www.semiconductors.bosch.de/上发布的文献“CANwithFlexibleData-Rate,WhitePaper,Version1.0”介绍了经过修改的数据传输协议，该数据传输协议尤其是实现了数据字段的扩大以及对于CAN消息的一部分来说实现了在进行仲裁之后比特长度的缩短。比特长度的缩短在该领域中尤其是受到总线连接单元的固有延迟时间的限制，因为在传输比特之前必须对于前面的比特检验发送信号与接收信号之间的一致性。已经表明，现有技术在数据传输速率和/或数据传输安全性的提高方面不是在任何方面都提供令人满意的结果。
技术实现思路
下面借助附图和实施例描述本专利技术及其优点。本专利技术的主题不限于所示出和所描绘的实施例。本专利技术的优点本专利技术基于一种用于在具有至少两个总线用户的总线系统中串行传输数据的方法，所述总线用户经由总线交换消息，其中针对每个消息对总线的发送访问通过根据CAN标准ISO11898-1的仲裁方法分配给总线用户，该总线用户由此对于该消息成为发送器，其中消息具有根据CAN标准的逻辑结构，也就是由帧起始比特、仲裁字段、控制字段、数据字段、CRC字段、确认字段和帧结束字段构建而成，并且其中通过将发送给总线连接单元的发送信号（CAN_TX）与该总线连接单元所接收的接收信号（CAN_RX）相比较来持续地检验数据传输的正确运行。本专利技术方法的特征在于，在发送器中保持相对于发送信号延迟了延迟时间的发送信号，其中依据用于检验数据传输的正确运行的转换使用未经延迟的发送信号或经过延迟的发送信号。由此可以有利地在发送信号与接收信号之间存在基本上固定的时间延迟的情况下在检验数据传输的正确运行之前补偿所述时间延迟。在唯一消息的发送过程内在使用未经延迟的发送信号与使用经过延迟的发送信号之间的转换可能性具有以下优点：该方法可以有针对性地仅在该消息的以下范围内采用：在所述范围中在发送信号与接收信号之间存在基本上固定的时间延迟。尤其是由此可以保证所述转换最早在将发送访问分配给总线用户之后进行。如果所出现的时间延迟基本上与例如温度等的外部参数无关，则有利的可以是，该延迟时间被固定地预先给定或者例如可以在初始配置的范围内预先给定。在特别有利的实施方式中，延迟时间被动态地预先给定并且取决于时间延迟的求得。由此可以考虑在运行中时间延迟的持续改变，这尤其是提高了本方法的鲁棒性。所提到的时间延迟的求得有利地包括分别求得在未经延迟的发送信号中和在接收信号中的至少一个信号变换或信号边缘，因为这种信号变换特别好地适合于启动或结束时间测量。此外有利的是，除了延迟时间之外还从时间测量的结果中确定用于检验数据传输的正确运行的比较时刻（T_CMP），因为该时刻于是可以最佳地适配于在发送信号与接收信号之间存在的时间延迟并且检验的鲁棒性又得到提高。在此如果使用所求得的时间延迟与一半比特长度之和，则始终在所接收的信号的中部进行采样。这特别有利于对接收信号的可靠采样和检验。如果所述转换通过达到或分析在刚发送的消息内的预定或可预定比特来进行，则本方法可以特别透明和简单地实现。通过向转换单元施加为此设置的信号而实现的转换具有以下优点：该转换例如可以通过通信控制器或微处理器以特别灵活的方式进行。有利地，应当基于本专利技术的方法加以检验的消息通过合适的标志来表征，因为由此交换消息的本专利技术设备可以识别出通信是按照根据标准的方法还是按照根据本专利技术的方法进行。当存在该标志时，在有利的实施中消息的控制字段具有多于6个比特。由此可以设计为，所述标志通过一个隐性比特实现，在所有数据消息中在该隐性比特后面紧接着至少一个显性比特。在这种情况下，第一标志的隐性比特与至少一个随后的显性比特之间的边缘被用于求得在未经延迟的发送信号与接收信号之间的时间位移，其优点是由此提高了求得时间延迟的精确度，尤其是当从“隐性”到“线性”的边缘具有特别陡峭的边缘时。本专利技术的消息的数据字段被同时增大到大于8个字节带来了附加的优点：可以在一个消息内传输更大的数据量并且有用数据与协议相关的控制数据的比例有利地改变。于是为了确定数据字段的大小，必须对数据长度代码的4个比特的值至少部分地与CAN标准不同地解释。本专利技术方法的另一优点当针对消息内的至少一本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于检验在具有至少两个总线用户的总线系统中串行数据传输的正确运行的方法，其中所述总线用户经由总线连接单元连接到总线并且经由总线交换消息，其中针对每个消息对总线的发送访问通过根据CAN标准ISO 11898‑1的仲裁方法分配给总线用户，该总线用户对于该消息成为发送器，其中消息具有根据CAN标准的逻辑结构，也就是由帧起始比特、仲裁字段、控制字段、数据字段、CRC字段、确认字段和帧结束字段构建而成，其中通过将发送给总线连接单元的发送信号与该总线连接单元所接收的接收信号（CAN_RX）相比较来在传输期间检验数据传输的正确运行，其特征在于，在发送器中保持相对于发送信号（CAN_TX）延迟了延迟时间（T_DELAY）的发送信号（CAN_TX_DEL），其中依据用于检验数据传输的正确运行的转换使用未经延迟的发送信号（CAN_TX）或经过延迟的发送信号（CAN_TX_DEL）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.08.29 DE 102011081733.6;2012.01.24 DE 10201221.用于检验在具有至少两个总线用户的总线系统中串行数据传输的正确运行的方法，其中所述总线用户经由总线连接单元连接到总线并且经由总线交换消息，其中针对每个消息对总线的发送访问通过根据CAN标准ISO11898-1的仲裁方法分配给总线用户，该总线用户对于该消息成为发送器，其中消息具有根据CAN标准的逻辑结构，也就是由帧起始比特、仲裁字段、控制字段、数据字段、CRC字段、确认字段和帧结束字段构建而成，其中通过将发送给总线连接单元的发送信号与该总线连接单元所接收的接收信号（CAN_RX）相比较来在传输期间检验数据传输的正确运行，其特征在于，在发送器中保持相对于发送信号（CAN_TX）延迟了延迟时间（T_DELAY）的发送信号（CAN_TX_DEL），其中依据转换使用未经延迟的发送信号（CAN_TX）或经过延迟的发送信号（CAN_TX_DEL）来用于检验数据传输的正确运行。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述延迟时间（T_DELAY）是预先给定或者能预先给定的。3.根据权利要求1至2之一所述的方法，其特征在于，所述延迟时间（T_DELAY）取决于时间延迟或平均时间延迟（DELTA_T，DELTA_T_MEAN）的求得。4.根据权利要求1至2之一所述的方法，其特征在于，通过转换在同一消息的发送过程内在使用未经延迟的发送信号（CAN_TX）与使用经过延迟的发送信号（CAN_TX_DEL）之间转换。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，通过形成多个从多个前后相继发送的消息中先后求得的、时间延迟DELTA_T的测量值（DELTA_T_1，…,DELTA_T_N）的平均值来求得平均时间延迟（DELTA_T_MEAN）。6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在形成平均值（DELTA_T_MEAN）时拒绝与最后确定的平均值强烈不同的测量值。7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，能够调整当前存在的测量值（DELTA_T_1，…,DELTA_T_N）与最后确定的平均值DELTA_T_MEAN之差的阈值或之比的极限值，从该阈值或该极限值开始与平均值的偏差或比例被分类为绝对值过大。8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在列表中管理时间延迟DELTA_T的测量值（DELTA_T_1，…,DELTA_T_N），该列表在系统启动时通过合适的方法加以初始化，使得不会有无效值影响平均值（DELTA_T_MEAN）的形成。9.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，各个时间延迟（DELTA_T）的求得最早在向总线用户分配了发送访问之后进行。10.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，各个时间延迟（DELTA_T）的求得包括分别在发送信号（CAN_TX）中和在未经延迟的接收信号（CAN_RX）中识别至少一个信号切换或信号边缘。11.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，依据所求得的时间延迟（DELTA_T，DELTA_T_MEAN）确定用于检验数据传输的正确运行的比较时刻（T_CMP）。12.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，用于检验数据传输的正确运行的比较点（T_CMP）被确定为所求得的时间延迟（DELTA_T，DELTA_T_MEAN）和预定或可预定的比特长度百分比之和。13.根据权利要求1至2之一所述的方法，其特征在于，所述转换通过达到或分析在刚发送的消息内的预定或可预定比特，或者通过在转换单元上施加为此设置的信号（SWT）来进行。14.根据权利要求1至2之一所述的方法，其特征在于，在其中发生所述转换的消息通过合适的标志（EDL）来表征。15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，在存在第一标志（EDL）的情况下消息的控制字段与CAN标准不同包括多于6个比特。16.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，第一标志（EDL）对于具有标准寻址的消息来说通过控制字段中的隐性的第二比特进行，而在具有扩展的寻址的消息中通过控制字段中的隐性的第一和/或第二比特进行。17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，在存在第一标志的情况下在所有数据消息中在第一标志（EDL）的隐性比特之后紧接着至少一个显性比特。18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，在存在第一标志（EDL）的情况下，第一标志（EDL）的隐性...

【专利技术属性】
技术研发人员：F哈特维希，F拜勒，C霍斯特，A穆特，
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