专利名称：用于处理数据的方法
用于处理数据的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于处理数据的方法、 一种用于处理数据的设 备、 一种计算机程序和一种计算机程序产品。
现有技术
为控制阀末级(Ventilendstufe),通常使用脉冲宽度调制信号 (PWM-信号)或者带所谓的握手线路、时钟线路和同步线路的串行接 口。需要附加的握手线路、时钟线路和同步线路的串行协议是为较长 的传输线路设立的。而这种协议仅仅利用部分在短^^径传输下(例如在 计算机和阀末级之间的短路径传输下)存在的可能性。同样，这种协议 很少利用可能存在的在发送器和接收器之间的同步。此外，为了同步， 这种协议需要线路上的静止状态，因为它们在此期间不被用于控制设 备中。
一种用于控制调整元件(Stellelement)的方法在出版物DE 199 50 027Al中描述。其中，^使用脉冲形状的控制信号可对调整元件进行控 制，其中使用第 一周期持续时间事先规定第 一脉冲序列并且使用第二 周期持续时间确定配置控制信号的脉冲持续时间的量值。在每次确定
配置控制信号的脉冲持续时间的量值之后，引发控制信号脉冲并且重 新启动第一力永冲序列。
出版物DE 100 05 154 Al涉及一种用于在总线系统的两个用户之 间建立通信和用于经由所述总线系统加载数据的方法。数据被加载到 第一用户的存储器中并且所述数据由第二用户发送。总线系统具有可 事先规定并且对于所有用户都有效的传输速率，工作中的所有用户采 用此传输速率通信。数据的传输以帧形式进行，所述帧包含标识符。 此外，每个总线用户同等权利地发送帧并且每个用户通过标识符得到并々妄收为其确定的帧。设计为当第二用户至少发送一个有别于事先给 定的传输率的帧的时候，第 一用户从第二用户接收帧。
从出版物DE 196 21 902 Al公知用于叠加信息的系统。带有周期 性地具有两个水平可预先给定的模拟信号的信息通过模拟信号的周 期持续时间表示。这使用所构成的数字信号进行，所述数字信号表示 以数字的数据字形式的信息。为构成叠加信号，数字信号叠加模拟信
7>开本发明
本发明涉及一种用于处理数据的方法。使用由数据块和同步块构 成的串行协议传输被用于每条线路同时传输多个数据的串行数据流。
在扩展方案中，采用同步块执行数据块的同步。所述协议可以在 对所述方法可能的实施中通过定时器单元例如高端定时器产生。
此外，在所述方法下，有可能能够时间同步地或者同时和/或连续 传输数据。显然，数据也可以被时移地以及断续地传输。
通常数据由发送器(例如计算单元)传输到接收器(例如末级或者 阀末级)。此外，通常事先规定，由发送器借助于串行协议控制接收器。
此外，尤其能够在考虑发送器和接收器之间的同步或者同时性的 情况下传输数据。在扩展方案中，接收器在一个循环之后重新被同步。
在另 一个扩展方案中，数据块总是短于构成为主-同步-块的同步 块的低电平阶段。此外，可以设想，至少一个同步块被接收器考虑进 一致性检验中。
此外，本发明涉及一种用于处理数据的装置，其被构成用于使用 由数据块和同步块构成的串行协议传输被用于每条线路同时传输多 个数据的串行数据流。
采用所述装置或者所述装置的单个部件可以执行根据本发明的 方法的单个步骤或者所有步骤。所述装置可以包含发送器例如尤其带 有计算单元的控制设备，以及接收器，例如如末级(尤其是阀级)或者
传感器和/或促动器的外部模块。根据本发明的带有程序编码工具的计算机程序被构成用于以下 目的，即当在计算机或者相应的计算单元尤其在根据本发明的装置中 实施所述计算机程序的时候，执行根据本发明的方法的所有步骤。
此外，本发明涉及带有程序编码工具的计算机程序产品，所述程 序编码工具被存储在计算机可读的数据载体上，以便当在计算机或者 相应的计算单元上(尤其在根据本发明的装置上)实施所述计算机程序 的时候，执行按照权利要求的方法的所有步骤。
采用本发明，尤其提供用于传输不同的信号或者数据的串行控制 协议。经由本方法提供的串行协议例如适合于控制所谓的在机动车的
内燃机中Gen9-阀末级和/或机动车的制动器控制设备。
采用本发明可以满足关于噪音优化和不同的控制器特征的要求， 因为现在大数据量的传输也是可能的。可以放弃成本高的和不灵活的 实现在硬件中所需要的功能性。采用本发明例如在通过PWM信号传 输的时候有可能的是，经由一条线路传输多于两条不同的信息。在接 收器侧对PWM信号的读取对于在发送器和接收器之间的基频振荡普 遍地不敏感。此外，在串行传输下，通常不需要额外的握手线路、时 钟线路和/或同步线路。
通过引入用于控制的新协议(典型地，其即使没有额外的握手信 号、时钟信号和/或同步信号也已足够)，可以在所述装置内从计算单 元发送例如数据流到末级或者阀末级，其中需要最小数量的线路，尤 其是仅仅一条线路。
通过被构成为同步块(例如再同步块和主同步块)的协议组成部 分，数据块之间的快速重新同步和再同步是可能的。此外，发送器和 接收器之间的同步可以通过基础时钟(Basistakt)3皮用于经济地实现接 收器。
通过标准化所应用的协议，通常有可能的是，采用同一协议将多 个相同功能的装置(尤其是末级)以及诸如此类互连，而不必为每种装 置组合匹配各自的协议。此外，可以实现例如在PWM末级下的可调整性，由此，例如在串行接口下普遍的是，可以在一条线路上额外传 输不同的数据内容。
在一个扩展方案中，为生成协议，应用一种被构成为高端定时器
(HET)的定时器单元。因此，有效使用计算单元或者计算机的资源是 可能的，其中例如为控制末级仅仅需要最少的计算时间。此外，确定 的部分任务可以由定时器单元或者必要时由协处理器承担。在需要部 分功能时，通过协处理器的快速和周期性的传输减轻计算机的负担。 为此在扩展方案中事先规定，在低端区域中应用与高端区域中相同的 驱动器末级，使得仅仅必须提供或者说明一部分功能。
所述用于控制的协议并不局限于闽末级，其可以被用于每种功能 块(例如促动器的功能块)和传感器，传感器通常与 一个控制设备共同 作用。因此，将所述协议用于阀控制(在所述阀控制下，每条线路通过 串行数据流传输多条信息)也是可能的。
采用本发明，得到了与PWM控制相比已减少的传输线路需求。 此外，将待传输的信息或者有效数据分配到多个相对较低频率并且干 扰少的线路上是可能的。因此，与PWM传输相比，可以在一条数据 线路上传输多个有效数据并且由此传输多条信息。
与串行接口相比，在实施本发明的时候，可以对信号、有效信息 或者有效数据执行时间同步的、连续的传输，这通常在放弃附加的同 步信号、握手信号和时钟信号的情况下进行。此外，假如通过另一串 行接口协议进行应答，产生改进的可靠性方案。这是可能的，因为在 实现本方法的情况下，可以保持小的必要线路数目。
在所述装置的实施形式下，通常得出简单的接收器结构或者接收 部分的结构以及尤其得到简单的同步或者同步化。现在，在发送器和 接收器之间的同步可以被任意使用。
应该指出，术语"低"和"高"在接下来对本发明的另一个实施 例的说明中可以相互交换。通过交换形成的协议仅仅是倒置了 一下， 但功能等同。在本实施例中被规定用于阀控制的数据以串行数据流由发送器 (此处是计算机)输出。所述数据流被如此构成，使得在发送器和在此 构成为阀末级的接收器之间明确的同步线路、时钟线路或者握手线路 并不是必需的。
用于控制的协议通常由数据块和同步块组成。数据块由数个相同 长度的比特组成。同步块同样由数个相同长度的比特组成。为满足一 定的定时要求，同样规定的再同步块和主同步块的长度不是由各个比 特长度整数可分。再同步块至少大于一个比特并且包含低向高或者高 向低的过渡。主同步块的低电平阶段通常大于协议中最大的数据块。
传输可以循环地进行，例如，每隔250iis，然而，传输也可以非
循环地进行，在传输阶段之间的时间内，高电平位于线路(例如信号线 路)上，因而主同步块可以清晰地由接收器识别。当接收器和发送器使 用同一基础时钟的时候，接收器仅仅等待主同步块的到达就够了，主 同步块的到达可以从所谓的低电平时间识别出来。采用在主同步块中 的低-向-高边缘可以同步协议比特的比特中心。假如在发送器和接收
器之间不存在公共的基础时钟，接收器可以通过测量主同步块确定协 议比特的大小。主同步块的大小在扩展方案中通过最大低电平时间确 定。釆用在主同步块中的低-向-高边缘，正如在同步情况下，接收器 可以同步到协议比特的比特中心。再同步块的边缘可以由接收器用于
主同步块之间的再同步。同步比特用于限制在协"i义中出现的低电平阶
段(Low-Phase)的数目。在可能的扩展方案中，所描述的边缘可以被形
成为开始比特或者结束比特以及同步比特。
本发明其它的优点和扩展方案从说明和附图中得出。
应该理解，先前所提到的和接下来要解说的特征不仅4又可以以所
说明的各个组合而且以其它的组合或者单独使用，而不离开本发明的范畴。
图1示意性地示出串行协议的第一实施形式。 图2以示意性的表示示出按照现有技术的阀驱动器的例子。 图3以示意性的表示示出在根据本发明的装置的第 一实施形式中 的阀末级的第一实施形式。
图4以示意性的表示示出在根据本发明的装置的第二实施形式中 的阀末级的第二实施形式。
图5以示意性的表示示出根据本发明的带有多个阀末级的装置的 第三实施形式。
图6以示意性的表示示出串行协议的第二实施形式。
具体实施形式
借助图中的实施形式示意性地说明本发明并且接下来参考附图 i羊细i兌明。
图1示出用于两个阀的阀控制的串行协议2的第一实施形式，其 中每个任务一个数据块4、 6、 8、 10、 12并且每个阀一个频率或者周 期持续时间。其中为"阀控制参数值1"设置第一数据块4，为"阀 控制参数值2"设置第二数据块6，为"阀控制参数值3"设置第三数 据块8，为"阀控制参数值4"设置第四数据块IO并且为"aux，，设置 第五数据块12,在"aux，，中放置了各个功能的附加信息。所述附加 信息,皮设置例如用于数据同步、用于控制监控过程和测试过程或者用 于对阀和其它功能的开和关。此外，本发明的协议2包含再同步块14
和主同步块16并因此包含两个同步块。四个阀控制参凄t值和"aux，， 的单个数据块4、 6、 8、 10、 12都比主同步块16的低电平阶段短。 由此实现了，阀末级最晚在协议2的一个循环18(在此持续250 jaS) 之后重新同步。
在本发明实施例中，串行协议2适合用于处理从发送器传输到接 收器的数据。采用由数据块4、 6、 8、 10、 12和同步块组成的协议2 传输串行数据流，采用所述串行数据流每条线路同时传输多个数据。采用两个同步块即再同步块14和主同步块16，可以在第一数据 块4和第二数据块6以及第二数据块6和第三数据块8之间分别执行 数据块4、 6、 8的同步19。
在再同步块14的边缘，阀末级可以作为接收器，在下一个主同 步块18出现之前重新同步到用于传输数据流的串行协议2中的比特 位置上。再同步块14和主同步块16的Sync-比特(同步比特)可以由接 收器用于对协议2的一致性检验中。
图2以示意性表示示出由现有技术已知的阀驱动器20的一个例 子，所述阀驱动器与多重緩冲串行外设接口 22(MIBSPI或者 multi-puffered-serial peripheral interface)连4妄。所述阀马区动器20具有最 小数目的接头，在本例子情况下仅仅一个接头。然而，所述阀驱动器 的功能相当程度地取决于待完成的任务的变动。此外，必须从硬件4支 术上实现用于支持阀的功能。这又意味着，假如必须提供很多应用， 则引起高的硬件费用。在这同样需要阀驱动器20的两种方案，即一 种是所谓低端区域的方案和所谓高端区域的方案，这带来所述阀驱动 器20的低灵活性。
图3以示意性表示示出在根据本发明的装置26的第一实施形式 内的阀末级24的第一实施形式。此外，装置26具有未示出的控制设 备计算单元。所述计算单元被设置为发送器并且阀末级24 ^皮设置为 接收器。装置26被形成用于使用由数据块和同步块构成的串行协议 从计算单元传输串行数据流到阀末级24,采用所述串行数据流每条线 路同时传输多个数据。
阀末级24和因此相应的阀驱动器通过第一接头与多重緩冲的串 行外设接口 28连接。在阀末级24和接口 28之间交换数据并由此交 换信号。在本实施形式中，接口 28优先被规定用于监控。采用本实 施例中12个第二接头，阀末级24借助于脉宽调制与构成为高端定时 器的定时器单元30连接。
在本实施方式中，运行时间取决于要进气(beaufschlagend)的阀的复杂性并且可使用合适的方法度量(skalierbar)。此外，在所述阀进气 的时候，产生高性能以及由此引起的高功效。同样可以使用软件实现 同步阀的功能。尤其在高端区域，在本发明的阀末级24的情况下， 提供了高灵活性。
在图4中示意性地表示在根据本发明的装置34的第二实施形式 内的阀末级32的第二实施形式。未示出的控制设备计算单元被设置 为装置34的另一个块。计算单元在这被定义为发送器并且阀末级32 被定义为接收器。在实施根据本发明的方法的情况下规定，使用由数 据块和同步块构成的串行协议从计算单元传输串行数据流到阀末级 32，采用所述串行数据流每条线路同时传输多个数据。
阀末级32和因此相应的岡驱动器通过第一接头与被构成用于监 控的多重緩冲的串行外设接口 36连接。因此，在阀末级32和接口 36 之间交换数据并由此交换信号。此外，视要求而定，设置了四到六个 第二接头，经由所述接头阀末级32借助于脉宽调制与被构成为高端 定时器的定时器单元38连接。在本实施例中，运行时间由要进气的 阀的构造以及由此的复杂性确定，要求也相应地可度量。在通过所述 阀末级32对阀进气的时候，产生高性能并由此产生高功效。此外， 可以通过软件实现同步阀的功能。在本装置34的情况下，在低端区 域以及高端区域带来高灵活性。到定时器单元38的第二接头的数目 低于在图3中介绍的装置26中的第二接头的数目。
在图5中示出的装置40的第三实施形式具有第一阀末级42、第 二阀末级44以及第三阀末级46的^^一个实施形式。此外，第一阀末 级42具有"阀末级Nr. 1"48、"阀末级Nr.2"50、"阀末级Nr. 3" 52和" 阀末级Nr. 4" 54。"阀末级Nr. 1" 48和"阀末级Nr. 2" 50通过X轴向的 高端定时器56连接。"阀末级Nr. 3" 52和"阀末级Nr. 4" 54与Y轴向 的高端定时器58连接。第二阀末级44具有"阀末级Nr. 5" 60、"岡末 级Nr. 6" 62、"阀末级Nr. 7"64和"阀末级Nr. 8" 66。在本实施形式中 规定，"阀末级Nr. 5" 60和"阀末级Nr. 6" 62与X轴向的高端定时器68连接。"阀末级Nr. 7" 64和"阀末级Nr. 8" 66与Y轴向的高端定时 器70连接。第三阀末级46具有"阀末级Nr. 9" 72、"阀末级Nr. 10" 74、 "阀末级Nr. 11"76和"阀末级Nr. 12" 78,其所有都与X轴向的高端定 时器80连接。
图6以不同分辨率的示意性表示示出串行协议82的第二实施形 式。协议82在图6的上面区域中被缩小地表示并且在图6的下面区 域中被细化，因而被;故大地表示。
对于协议82,在上面的区域中示出"用于第一阀控制值"的第一 数据块84、用于"第二阀控制值，，的第二数据块86、用于"第三阀 控制值，，的第三数据块88、用于"第四阀控制值，，的第四数据块90、 第一同步块92(此处也^皮设置用于附加信息"Aux，，)和第二同步块94。 协议82的循环96长度为250 iaS。
上同时从发送器传输多个数据到接收器)的时候，使用串行协议82传 输所述数据流，其中所述串行协议82包含数据块84、 86、 88、 90和 同步块92、 94。
在图6的下面区域中，在放大地表示协议82的时候，绘出了用 于四个阀控制值的前四个数据块84、 86、 88、 90的总和98。总和98 被设置用于两个信道，其中对于每个比特，循环的长度为4 pS。第 一同步块92中的附加数据比特在本实施形式中被用于各种数据。此 外，在图6的下面区域中放大地表示数据流82的时候，示出了第二 同步块94的终止-比特100以及开始-比特102。
权利要求
1.一种用于处理数据的方法，其中使用由数据块(4，6，8，10，12，84，86，88，90)和同步块(92，94)组成的串行协议传输串行数据流(2，82)，采用所述串行数据流每条线路同时传输多个数据。
2. 按照权利要求1所述的方法，其中使用所述同步块(92, 94)执 行对所述数据块(4, 6， 8， 10， 12, 84, 86， 88, 90)的同步(19)。
3. 按照权利要求1或者2所述的方法，其中通过定时器单元(30,8, 56, 58, 68, 70, 80)生成所述协议。
4. 按照前面所述的权利要求之一所述的方法，其中由发送器借助于所述串行协议控制接收器。
5. 按照权利要求4所述的方法，其中在考虑到所述发送器和所述接收器之间同步的情况下传输所述数据。
6. 按照权利要求4或者5所述的方法，其中所述接收器在循环(18,96)之后重新同步。
7. 按照前面所述的权利要求之一所述的方法，其中各个数据块(4,6, 8, 10, 12， 84, 86, 88， 90)比构成为主同步块(16)的同步块(92, 94)的低电平阶段短。
8. 按照前面所述的权利要求之一所述的方法，其中至少一个同步块(92, 94)被所述接收器用于一致性检验。
9. 按照权利要求4到8之一所述的方法，其中构成为阀末级(24,2, 42, 44, 46)的接收器被控制。
10. —种用于处理数据的装置，其被构成用于使用由数据块(4,6,8,10,12, 84， 86, 88， 90)和同步块(92, 94)组成的串行协议(2, 82)传输串行数据流，采用所述串行数据流每条线路可同时传输多个数据。
11. 一种带有程序编码工具的计算机程序，以4更当在计算机或者相应的计算单元上，尤其在按照权利要求10所述的装置(26， 34, 40)中运行所述计算机程序的时候，执行按照权利要求1到9之一所述方法的所有步骤。
12. —种带有程序编码工具的计算机程序产品，所述程序编码工具存储在计算机可读数据载体上，以便当在计算机或者相应的计算单元上，尤其在按照权利要求10所述的装置(26,34,40)中运行所述计算机程序的时候，执行按照权利要求1到9之一所述方法的所有步骤。
全文摘要
用于处理数据的方法，其中使用由数据块(4，6，8，10，12)和同步块形成的串行协议(2)传输被用于每条线路同时传输多个数据的串行数据流。
文档编号H04J3/06GK101542949SQ200780042903
公开日2009年9月23日 申请日期2007年11月21日 优先权日2006年11月21日
发明者A·鲁普, R·鲍姆加尔特纳 申请人:罗伯特.博世有限公司