总线接口单元及对其的运行方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于通过总线系统交换数据的总线接口单元，其中该总线接口单元具有至少一个用于连接到总线系统上的总线控制单元。
[0002]本发明还涉及用于这样的总线接口单元的相应运行方法。
【背景技术】
[0003]开头提到类型的总线控制单元是已知的并且亦称为“总线控制器”。已知的总线控制器通常连接到微处理器等的标准化的处理器总线上，并且其运行以软件控制方式在微处理器的控制下进行。已知系统的缺点是由于使用软件所引起的相对大的抖动(在数据处理时的实施时间/处理时间的差异)和小的吞吐量。
【发明内容】
[0004]因此，本发明的任务是说明经改进的总线接口单元及其经改进的运行方法，所述总线接口单元及其运行方法以较低程度具有或完全不具有前述缺点。
[0005]该任务根据本发明在开头提到类型的总线接口单元的情况下通过如下方式来解决:设置控制单元，该控制单元被构造为将通过总线控制单元从总线系统接收的数据和/或从其中导出的数据输出给外部单元和/或通过总线控制单元将从外部单元获得的数据和/或从其中导出的数据输出给总线系统。根据本发明的控制单元的设置有利地使得能够将对数据处理重要的功能定位在总线接口单元本身中，使得外部单元、比如与总线接口单元连接的处理器被去载荷并且可以减少或完全避免现有技术的缺点。尤其是当控制单元一一根据一个优选的实施方式一一借助于硬件来实现时，取消了常规系统的前述缺点。但是在总线控制单元至少部分地以硬件来实现的其它变型方案中，与常规架构相比也给出了根据本发明的优点，在常规架构的情况下，外部单元例如借助于轮询或其它软件控制方法通过常规处理器总线与总线接口单元通信。
[0006]在一个优选的实施方式中规定，控制单元被构造为以一个或多个数据段、尤其是恒定长度的数据段的形式与外部单元交换数据。由此，数据段在外部单元中的确定性的传播时间或处理时间是可能的。
[0007]在一个优选的实施方式中规定，该总线系统是控制器域网络CAN总线系统，并且该总线控制单元是CAN总线控制单元。特别优选地，根据一个实施方式，该CAN总线控制单元可以被构造成例如以单独的集成电路(IC)或者ASIC (专用集成电路)或ASIC的部分或者FPGA (可编程逻辑电路)或FPGA的部分形式的独立CAN控制器。在一个实施方式中，CAN总线控制单元也可以基于罗伯特?博世有限公司的“M_CAN IP模块”来实现，参见因特网公开物 http://www.bosch-semiconductors, de/media/en/pdf_l/ipmodules_l /m_can/bosch_product_info_m_can_ip.pdf0
[0008]在另一优选的实施方式中规定，该总线系统是FlexRay总线系统，并且该总线控制单元是FlexRay总线控制单元。类似于CAN控制器的前述实施方式，在FlexRay总线系统的情况下，根据一个实施方式，该FlexRay总线控制单元也可以被构造成例如以单独的集成电路(IC)或者ASIC (专用集成电路)或ASIC的部分或者FPGA (可编程逻辑电路)或FPGA的部分形式的独立FlexRay控制器。在一个实施方式中，FlexRay总线控制单元也可以基于罗伯特.博世有限公司的“E-Ray IP模块”来实现，参见因特网公开物http://www.bosch-semi conductor s.de/media/en/pdf_l/ipmodules」/f lexray/eray_users_manual_l_2_7.pdf。
[0009]在另一实施方式中，该总线系统也可以被构造成本地互联网络LIN总线系统，并且总线控制单元是LIN总线控制单元。
[0010]在另一实施方式中规定，控制单元被构造为从外部单元接收控制数据和/或配置数据，由此使根据本发明的控制单元能够尤其是与外部单元的进一步运行无关地或去耦合地将控制数据和/或配置数据直接输送给有关总线控制单元。通过这种方式，可以例如在如下的运行状况下向总线控制单元输送控制数据和/或配置数据:在所述运行状况下，通过总线系统的数据通信特别少地受到控制数据和/或配置数据的传输的妨害。
[0011]例如根据一个实施方式在构造CAN总线控制单元的情况下，控制单元可以基于前述“M_CAN IP模块”被构造为访问M_CAN IP模块的存储器或配置寄存器，例如以便将从外部单元获得的控制数据和/或配置数据写入到CAN总线控制单元或其寄存器中。
[0012]另外，例如根据一个实施方式在构造FI exRay总线控制单元的情况下，控制单元可以基于前述“E-Ray IP模块”被构造为访问E_Ray IP模块的存储器或配置寄存器，例如以便将从外部单元获得的控制数据和/或配置数据写入到FlexRay总线控制单元或其寄存器中。
[0013]在另一实施方式中规定，控制单元被构造为从总线控制单元接收表征总线控制单元的运行状况的信息、尤其是状态和/或事件信息，并且将表征总线控制单元的运行状况的信息至少部分地输出给外部单元，其中表征总线控制单元的运行状况的信息尤其是被暂存、即至少临时地存储在控制单元中。
[0014]在另一实施方式中规定，控制单元、优选整个总线接口单元借助于硬件或以硬件形式来实现，尤其是被实现为专用集成电路ASIC或可编程逻辑电路FPGA或其部分。在这种情况下，通过根据本发明的控制单元或总线接口单元得出数据的特别小的数据处理时间、以及尤其是可预测的处理时间或吞吐时间，这对数据在外部单元中的高性能的进一步处理产生正面作用。
[0015]作为本发明的任务的另一解决方案，说明了一种用于运行通过总线系统来交换数据的总线接口单元的方法，其中该总线接口单元具有至少一个用于连接到该总线系统上的总线控制单元，其特征在于，设置控制单元，并且该控制单元将通过总线控制单元从总线系统接收的数据和/或从其中导出的数据输出给外部单元和/或该控制单元通过总线控制单元将从外部单元获得的数据和/或从其中导出的数据输出给总线系统。
[0016]有利的扩展方案是从属权利要求的主题。
【附图说明】
[0017]接下来参考附图阐述本发明的示例性的实施方式。在附图中:
图1示意性地示出了根据第一实施方式的总线接口单元， 图2示意性地示出了根据第二实施方式的总线接口单元，
图3a至3d分别示意性地示出了根据另一实施方式的总线接口单元的方面，
图4示意性地示出了根据另一实施方式的总线接口单元，
图5a至5d分别示意性地示出了根据另一实施方式的总线接口单元的方面，以及图6示意性地示出了根据实施方式的流程图。
【具体实施方式】
[0018]图1示意性地示出了根据第一实施方式的总线接口单元100。总线接口单元100用于通过总线系统10交换数据。通过这种方式，例如外部单元2000可以在使用总线接口单元100的情况下通过总线系统10传输(接收和/或发送)数据。不是本发明主题的外部单元2000例如可以是尤其是机动车辆的控制设备(未示出)的计算单元，或者也可以是被设置为将数据转发给其它设备或在多个设备相互之间进行数据交换的网关设备等等。
[0019]根据本发明，总线接口单元100具有总线控制单元110，该总线控制单元110被设置用于连接到总线系统10并且可以亦称为“总线控制器”。根据本发明，总线接口单元100还具有——与总线控制单元I1不同的——控制单元120，该控制单元120被构造为将通过总线控制单元110从总线系统10接收的数据和/或从其中导出的数据输出给外部单元2000和/或通过总线控制单元110将从外部单元2000获得的数据和/或从其中导出的数据输出给总线系统10。
[0020]图6为此示意性地示出了根据本发明方法的实施方式的简化流程图。在步骤200，总线控制单元110 (图1)通过总线系统10接收已经从总线系统10的其它总线成员(未示出)发送出的数据。在步骤210 (图2)，控制单元120将在步骤200中接收到的数据输出给外部单元2000。
[0021]在一个实施方式中，一方面控制单元120或一般地总线接口单元100与另一方面外部单位2000之间的相应数据连接DV可以包括一个或多个(专用)数据线路或地址和/或数据总线，使得部件120或100与2000之间的有效和高性能的数据交换是可能的。
[0022]在另一实施方式中规定，控制单元120、但是优选整个总线接口单元100借助于硬件或以硬件形式来实现，尤其是被实现为专用集成电路ASIC或可编程逻辑电路FPGA或其部分。在这种情况下，通过根据本发明的控制单元120或总线接口单元100得出数据的特别小的数据处理时间以及尤其是可预测的处理时间或通过时间，这对数据在外部单元2000中的高性能的进一步处理产生正面作用。例如，总线控制单元I1的功能可以与控制单元120的功能在同一 FPGA中实现。在另一实施方式中，部件110、120或总体上部件100的功能也可以与外部单元2000被集成在例如同一 FPGA中。
[0023]图2示意性地示出了根据第二实施方式的总线接口单元100a。总线接口单元10a被连接到构造成CAN总线的总线系统1a上并且被构造为将通过总线控制单元IlOa从CAN总线1a接收的数据和/或从其中导出的数据输出给外部单元2000和/或通过总线控制单元IlOa将从外部单元2000获得的数据和/或从其中导出的数据输出给CAN总线10a。总线接口单元10a与外部单元2000之间的数据交换在图2中由多个箭头1228或框状箭头111’、117a’、1288来表明并且在下面予以进一步描述。
[0024]在此，总线接口单元10a的总线控制单元IlOa是基于前面已经描述的罗伯特?博世有限公司的“M_CAN IP模块”来实现的，该M_CAN IP模块被构造为在CAN总线系统1a上实施