用于在基于周期的通信系统中传输数据的方法

专利名称：用于在基于周期的通信系统中传输数据的方法
用于在基于周期的通信系统中传输数据的方法
现有技术本发明涉及一种用于通过通信系统的通信介质从通信系统的发送用户向该通信 系统的接收用户传输数据的方法。数据通过该通信介质在相应包含有多个数据块的消息中 被传输。该接收用户在所接收的消息中识别数据块的末尾，并接着从所识别的数据块中提 取所传输的数据。本发明还涉及一种基于周期的通信系统的接收用户。该通信系统包含有该用户、 至少一个另外的用户和至少一种通信介质，其中用户通过该通信介质为了数据传输而相互 连接。该用户和所述至少一个另外的用户具有用于通过该通信介质在相应包含有多个数据 块的消息中传输数据的装置。该用户具有用于在所接收的消息中识别数据块末尾的第一装 置和用于接着从所识别的数据块中提取所传输数据的第二装置。最后本发明还涉及一种通信系统的发送用户。该通信系统包含有该用户、至少一 个另外的用户和至少一种通信介质，其中用户通过该通信介质为了数据传输而相互连接。 该用户和所述至少一个另外的用户具有用于通过该通信介质在相应包含有多个数据块的 消息中传输数据的装置。该用户具有用于把要传输的数据添加到数据块中、以接着把数据 通过该通信介质在重复的消息中进行传输的装置。在最近几年中，不仅在现代汽车制造中、或者在机械制造中尤其在机床领域中，而 且在自动化中，借助通信系统以及比如以总线系统形式的通信连接而进行的控制设备、传 感器和执行器的联网已迅速增加。通过把功能分布到多个控制设备上在此能够达到协同效 应。在此称为分布系统。在这种数据传输系统的不同用户之间的通信越来越多地通过总线系统来进行。在 该总线系统上的通信业务、访问和接收机制、以及错误处理通过协议来控制。已知的一种协 议比如是FlexRay协议，其中目前所基于的是FlexRay协议规范v2. 1。FlexRay是一种快 速的、确定性的以及容错的总线系统，尤其针对汽车中的应用。FlexRay协议按照时分多路 访问原理(TDMA)来工作，其中给用户以及要传输的消息分配了固定的时隙，在所述时隙中 它们对该通信连接进行专有的访问。这些时隙在此以固定的周期来重复，使得消息通过该 总线被传输的时间点可以被精确地预测，并确定性地进行总线访问。为了最佳地利用在该总线系统上传输消息的带宽，FlexRay把消息划分为静态的 和动态的部分。所述固定的时隙在此位于消息开头的静态部分中。在该动态部分中时隙被 动态地预给定。其中所述专有的总线访问现在相应地仅仅在一个短的时间内、在至少一个 所谓微时隙的时长内来实现。仅当在一个微时隙内进行总线访问时，该时隙才被延长所需 的时间。从而仅仅当带宽是实际所需的，那么它才被消耗。在此FlexRay通过一个或两个物 理分隔的导线以分别最大IOM比特/秒的数据速率来进行通信。显然FlexRay也可以以较 低的数据速率来运行。这两个信道在此对应于尤其所谓OSI (Open System Architecture, 开放系统构架)层模型的物理层。这两个信道主要用于冗余地并从而容错地传输消息，但 也可以传输不同的消息，由此数据速率则可以加倍。也可以考虑通过该连接导线所传输的 信号由通过这两个导线所传输的信号之差来获得。该物理层如此构造，使得物理层实现了信号通过导线的电、或者光学传输，或者实现了在其他路径(比如无线电、红外等)上的传输。为了实现同步功能以及通过在两个消息之间小的间隔来优化带宽，在该通信网络 中的用户需要一个共同的时基、所谓的全局时间。为了时钟同步，同步消息在周期的静态部 分中被传输，其中借助与FlexRay规范相对应的特定算法来校正用户的本地时钟时间，使 得所有的本地时钟与全局时钟同步地运行。在FlexRay通信系统中消息也被称作FlexRay帧。消息包含有多个数据块(所谓 的协议数据单元，PDU)，数据块包含有要传输的数据。该数据块根据FlexRay规范通常具 有固定地预给定的长度。数据块的长度在该通信系统配置范围内被固定地预给定。因此， 具有长度可变的多个数据块的消息目前在FlexRay中还不能实现。但是，对于在FlexRay 通信系统中确定类型的数据传输，希望能够在具有长度可变的多个数据块的消息中传输数 据。比如对于为了控制设备(用户)的重新编程或者为了从一个或多个控制设备(用户) 向连接到该通信系统的测试单元传输诊断信息而通过该通信介质来传输新的软件，这是所 期望的。为了传输多媒体数据，或者为了传输其他所谓的信息娱乐功能的数据，在具有长度 可变的多个数据块的消息中进行数据传输是所期望的。原则上，在必须实现相对高的带宽 并且实时数据传输不重要的任何地方，在具有长度可变的多个数据块的消息中进行数据传 输是有意义的。理论上根据FlexRay规范也可以考虑长度可变的数据块。当然在这种情况下一个 消息仅仅包含有一个唯一的数据块。其原因是，在消息的报头部分(所谓的Header)中其 中还存储了该消息的长度，并连同该数据块一起被传输；但是数据块的长度没有包含在该 消息中，并从而也没有被一同传输。通过每个消息仅包含一个数据块这种简化，可以由所传 输的消息长度来推断其中所包含的唯一一个数据块的长度。但是具有仅一个长度可变的数 据块的消息不能达到所期望的高数据速率。按照现有技术，要传输的数据在一个发送FlexRay用户或者在该用户的通信控制 器中被划分到消息的数据块上，并通过该通信介质而被传输。该发送用户由于该FlexRay 通信系统的配置而知道数据块的固定长度，使得它可以把要发送的数据与此相应地划分到 数据块上。该接收用户由于该FlexRay通信系统的配置也知道数据块的长度，使得它可以 与此相应地从该数据块中提取所发送的数据。如果采用长度可变的数据块，那么在该接收 用户中根据在消息报头部分中所传输的、关于消息长度的信息来推断其中所包含的数据块 的长度，并能够从数据块中提取所发送的数据。在现有技术中，从而该消息的数据块或者通 过该配置数据、或者通过一同传输的消息的长度而被识别。从所述的现有技术出发，本发明所基于的任务是，在FlexRay通信系统中以尽可 能简单、造价合理和鲁棒的方式能够在包含有长度可变的多个数据块的消息中进行数据传 输。本发明的公开为了解决该任务，从开头所述类型的方法出发而推荐，该接收用户在所接收的消 息中至少为长度可变的数据块来分别识别数据块的末尾，其方式是，从该数据块中读取并 分析至少在长度可变的数据块中所传输的、与该数据块长度有关的信息，或者读取并分析 至少紧接着所述长度可变的数据块地在该消息中传输的、与该数据块的末尾有关的信息。
本发明所基于的想法主要是，在该通信系统的接收用户中能够识别在所接收的消 息中数据块的长度。为此根据本发明推荐了两种不同的可能，但这两种可能都能够以尽可 能简单、造价合理和鲁棒的方式在包含有多个长度可变的数据块的消息中进行数据传输。本发明的优点根据第一种可能，在该通信系统的发送用户中至少为长度可变的数据块把与该数 据长度有关的信息添加到该消息中。当然该信息按标准地不仅可以针对长度可变的数据块 来传输，而且可以针对长度固定的数据块来传输。信息或者可以分别添加在数据块之前，那 么该信息就包含有接着的数据块的长度，或者该长度信息被直接添加到该数据块中，并从 而是该数据块的组成部分。该信息比如可以添加到该数据块的报头(所谓的Header)中，并 连同该数据块一起在该消息中被传输到接收机。这样该接收用户就获得关于所接收数据块 长度的信息，并且在长度可变的数据块中不用大的耗费也能够确定相应数据块的末尾。其 前提是，该接收用户从到达的消息(也即到达的比特流)中提取正确的数据。通常一个到 达消息的数据块针对不同的接收机被确定。如果比如一个消息的第三数据块针对某一接收 机被确定，那么该接收机就明确知道之前的第二数据块什么地方或者何时终止，也即该第 三数据块何处开始以及该第三数据块何处或者何时终止。那么该接收机就仅能够从该消息 中提取该第三数据块的、恰好针对它而确定的数据。根据本发明的第二种可能，在该通信系统的发送用户中至少针对长度可变的数据 块在所述数据块之后在该消息中添加了与的数据块的末尾有关的信息。显然该信息按标准 不仅可以针对长度可变的数据块被传输，而且可以针对长度固定的数据块而被传输。该信 息可以是一种类型的标记，其标记了每个数据块的末尾并被直接添加到该消息中数据块之 后。该接收用户在接收并分析到达的消息(也即到达的比特流)时检测到该信息比如是某 一比特组合。该接收用户读取到达的数据流，分析并识别_只要存在-其中所包含的与数 据块末尾有关的信息。该接收机通过配置而知道消息的第一数据块何处或者何时开始。该 接收机借助在该消息中所传输的与数据块末尾有关的信息而得知第一数据块以及长度可 变的其他所有数据块何处或何时终止。对于长度恒定的数据块，该接收机或者通过配置来 识别数据块的末尾，或者该接收机借助所传输的与数据块末尾有关的信息来确定数据块的 末尾。优选地根据本发明的方法被应用在一种基于周期的通信系统中，其中数据通过该 通信介质在以通信周期重复的消息中被传输。对于基于周期的通信系统比如是Interbus 现场总线系统、所谓的“Lichtsteuerbus” (按照DMX-512协议)、TTCAM(时间触发的CAN) 禾口 FlexRay0优选地该比特组合是可明确识别的，也即它不同于实际或理论上所传输的或可传 输的比特组合。如果该信息由一个或两个字节组成，其内容不同于实际所传输的字节，并从 而能明确地识别数据块的末尾，那么这是尤其有利的。相应地根据本发明的一个有利的改 进而推荐，在该发送用户中确定在该消息中要传输的数据的字节内容，并且作为与数据块 的末尾有关的信息来选择一个比特组合，其中该比特组合并不作为在该消息中要传输的数 据的字节内容而出现。根据本发明的一个优选实施方案而推荐，在该通信系统中数据按照FlexRay协议 而被传输。尤其对于FlexRay通信系统本发明具有很多优点，因为现在首先能够以尽可能简单、价格合理和鲁棒的方式在包含有长度可变的多个数据块的消息中进行数据传输。长 度可变的数据块是FlexRay消息的静态和/或动态片段的组成部分。尤其在必须实现高数 据传输速率并且不一定需要实时数据传输的任何地方，采用在包含有长度可变的多个数据 块的消息中的数据传输。有利地与数据块的末尾有关的信息包含有最多两个字节。如果假定一个FlexRay 消息的最大长度是254字节，那么就可以利用两个字节(等于16比特)长度的信息来实 现216 = 65536个可能的比特组合(或者不同的标记)。为标记数据块末尾而选择两字节 长的、在所传输的数据中(或者在所传输的比特流中)不存在的一个比特组合，该概率是大 的。所选择的标记可以对于在该通信系统中传输的所有消息都总是相同的。比如可以选择 仅非常少出现的比特组合。该标记从而应该尽可能地与所传输的数据无关。在该实施方案 中，从而可以放弃如下方面即在发送用户中确定在该消息中要传输的数据的字节内容，并 作为与数据块的末尾有关的信息而选择一个比特组合，其中该比特组合不作为在该消息中 要传输的数据的字节内容而出现。作为标记从而可以总是采用相同的比特组合。该比特组 合可以例如在配置范围通知给该通信系统的用户，使得该接收用户知道它需要在接收数据 (或者接收的比特流)中搜索哪个比特组合。但是，如果在发送用户中确定在该消息中要传输的数据的字节内容，并且作为与 数据块末尾有关的信息而选择一个比特组合，其中该比特组合没有作为在该消息中要传输 的数据的字节内容而出现，那么该数据块末尾的标记可以恰好包含一个字节。如果假定一 个FlexRay消息的最大长度是254字节，那么就可以利用一个字节(等于八比特)长度的 信息来实现28 = 256个可能的比特组合(或者不同的标记)。从而总是能够找到用于标记 的一个比特组合，其中该比特组合没有出现在所传输的数据中(或所传输的比特流中)。当 然在该实施方案中所使用的标记可以逐消息地变化。从而在该消息中还有意义地传输了与 所使用的标记有关的信息，从而该接收用户就知道它在所接收的数据(或者所接收的比特 流)中必须搜索哪个比特组合。根据本发明的另一有利的改进而推荐，该接收用户支配有与该数据块的最小长度 和/或该数据块的最大长度有关的信息，并且在该接收用户中并不是在整个消息中、而是 仅仅在窗口区域中来搜索与数据块末尾有关的信息，其中所述窗口通过数据块的最小和最 大长度来限定。与数据块的最小和最大长度有关的信息可以通过配置而通知给该通信系统 的用户。根据该信息，该接收机确定一个窗口，在该窗口内它在到达的数据流中搜索数据块 末尾的标记。该接收机知道该第一数据块何处及何时开始。从该第一数据块的开头出发，该 接收机设置该窗口，在该窗口内它在到达比特流的相应范围上搜索该第一数据块末尾的标 记。从所确定的第一数据块的末尾开始(对应于该第二数据块的开头)，该接收机设置该窗 口，在该窗口内它在到达比特流的相应范围上搜索该第二数据块末尾的标记，并以此类推。 如果放弃在发送用户中确定在该消息中要传输数据的字节内容以及作为与数据块末尾有 关的信息而选择一个没有作为在消息中要传输数据的字节内容而出现的比特组合，那么这 种改进是尤其有利的。其上无论如何都不可能出现数据块末尾标记的比特流的范围处于该 窗口之外，并从而处于所分析的数据之外。即使在该范围内包含有与该标记的比特组合相 应的一个比特组合，那么这也不会触发数据块末尾的错误检测，因为该数据范围不被搜索， 并从而不会识别到错误的标记。
本发明不仅在发送用户中、而且在接收用户中都需要进行变化或补充。在用户中 尤其所谓的COM层或者驱动软件尤其FlexRay驱动软件必须如此来变化，使得在发送机中 能够把与数据块长度有关的信息或者与数据块末尾有关的信息存储在数据块中或者消息 中，并且在接收机中能够从该消息中提取所存储的信息。如果在FlexRay驱动中进行标记 的识别，那么这对于COM层是透明的，该COM则层不必变化。该通信系统的配置也必须与本 发明的数据传输相匹配，从而为用户提供对于实现本发明所需的附加信息(比如数据块的 最小、最大长度；为标记而使用的比特组合)。尤其推荐了根据权利要求7所述的一种接收 用户和根据权利要求9所述的一种发送用户。附图的简述下面参照附图来详细接收本发明。其中图1示出了用于实现本发明的一种通信系统的一个实施方式；图2示出了在图1的通信系统中用于数据传输的消息的一个第一实施方式；图3示出了在图1的通信系统中用于数据传输的消息的一个第二实施方式；图4示出了在图1的通信系统中用于数据传输的消息的一个第三实施方式；图5示出了在图1的通信系统中用于数据传输的消息的一个第四实施方式；图6示出了在图1的通信系统中用于数据传输的消息的一个第五实施方式；图7示出了在图1的通信系统中用于数据传输的消息的一个第六实施方式；图8示出了根据本发明第七实施方式的发送的消息与接收的消息的对比；图9示出了根据本发明第八实施方式的发送的消息与接收的消息的对比；图10示出了根据本发明第九实施方式的发送的消息与接收的消息的对比；图11示出了在现有技术中所公开的在一种通信系统中用于数据传输的消息。本发明的实施方式在图1中用于实现本发明方法的通信系统整体用参考符号1来表示。其包含多个、 在所述实施例中为五个用户2以及可选的一个或多个、在所述实施例中为两个有源星形耦 合器3。该用户2包含有比如发动机控制设备、用于车内通风或其他舒适功能的控制设备、 和/或自动变速控制设备。该用户2和星形耦合器3通过通信介质4 (粗线)相互连接，使 得形成了该系统1的一种星形拓扑。该有源星形耦合器3主要涉及路由和/或放大功能。 该通信介质4优选地被构造为数据总线。该通信系统1用于在用户2之间传输数据。在该总线系统4上的通信、在该用户 2侧的访问和接收机制、以及错误处理通过协议来控制。已知的协议比如是FlexRay协议， 其中目前所基于的是FlexRay协议规范v2. 1。FlexRay是一种快速的、确定性的以及容错 的通信系统，尤其针对汽车中的应用。FlexRay协议按照时分多路访问原理(TDMA)来工作， 其中给用户2以及要传输的消息分配了固定的时隙，在时隙中它们对该通信介质4进行专 有的访问。这些时隙在此以固定的周期来重复，使得一个消息通过该总线4被传输的时间 点可以被精确地预测，并确定性地进行总线访问。下面比如针对FlexRay通信系统来解释 本发明。显然本发明也可以应用于其他的通信系统，在所述其他通信系统中数据能够按照 与FlexRay协议不同的协议在以通信周期重复的、分别包含有长度可变的多个数据块的消 息中被传输。在该用户2上连接有电气单元5，这些电气单元5比如为轮速传感器、轮胎压力传感器、喷射压力传感器、发动机温度传感器、转向角传感器、用于舒适功能的电机(座位 调节、通风的循环风阀、电动摇窗机等)、舒适功能的鼓风机(车内通风、座位通风、座位调 节)、屏幕、导航系统、多媒体系统等等的形式。优选地同样通过一个总线系统6、尤其通 过 CAN(ControIler Area Network，控制器局域网)总线、MOST (Media Oriented Systems Transport，多媒体导向系统传输)总线或者LIN(Local Interconnect Network，本地互联 网络)总线来进行该电气单元5至该用户2的连接。要通过该通信系统1传输的数据来自 该电气单元5，或者在该发送用户2中生成(可能取决于该电气单元5已传输到该发送用户 2的参量)。通过该通信系统1所传输的数据在该接收用户2中被进一步处理，和/或通过 连接6而传输到该电气单元5以进一步处理。在图11中示出了在现有技术中所已知的FlexRay消息的一个例子，其整体用参考 符号10来表示。该消息10也称作FlexRay帧。它包含有在该消息10开头处的一个报头 部分(所谓的Header) 11和在该消息10末尾处的一个报尾部分(所谓的Trailer) 12。其 间置入了有用数据(所谓的负荷(Payl0ad))13。该有用数据13包含有多个、在所示例子 中为三个数据块(所谓的协议数据单元；PDU) 14。在PDU 14中置入了不同接收机的不同数 据。则比如在PDU#1中存储了发动机转速；在该PDU#1中所存储的数据由某一用户2(比如 发动机控制设备)传输到另外的用户2 (比如自动变速控制设备)。在该PDU#2中比如存储 了发动机温度；在该PDU#2中所存储的数据由某一用户2(比如发动机控制设备)传输到另 外的用户2(比如车内通风的控制设备)。按照现有技术，一个消息10的PDU 14具有一个 恒定的长度(具有恒定数据长度的静态配置)。仅仅在消息10仅包含有唯一一个数据块 14的情况下，在现有技术中才可以在具有长度可变的数据块14的消息中来传输数据，因为 在这种情况下能够由连同该消息一起传输的消息长度信息来推断其中所包含的唯一一个 数据块的长度。尤其在通过该通信系统进行如下数据传输时，其中需要大的传输速率但实时传输 并不重要，比如在控制设备重新编程时(从一个外部编程设备向该通信系统1的一个用户 2所进行的数据传输)，或者在读出诊断信息时(从该通信系统1的一个用户2向一个外部 测试仪所进行的数据传输)，期望提供一种可能即也能够在如下的消息中传输数据，这些 消息包含有多个数据块，其中至少两个具有可变的长度。借助本发明而提供了这种可能。为了从消息10中提取PDU14，需要能够尤其在长度可变的PDU中来识别一个PDU 的末尾或者下一 PDU的开头。从而下面的


的主要部分所针对的是在消息中动态 PDU的识别。用于识别一个PDU末尾或者下一 PDU开头的第一种可能是，至少在长度可变的数 据块中把与该数据块长度有关的信息添加到该数据块中，并连同该数据块一起来传输。在 该接收用户2中读取该数据块或其中所包含的数据，并提取该数据块的长度。该第一数据 块的开头以及长度恒定的数据块的长度通过配置而是该用户2所已知的。仅仅长度可变的 数据块的长度以及从而其末尾不能通过该配置而提供给该用户2知道。该接收用户2现在 通过该接收数据块本身而得到了错误信息，因为至少在长度可变的数据块中与数据块长度 有关的该信息被一同传输，并能够由该接收机来分析。识别PDU末尾或者下一 PDU开头的另一种可能在下文中借助图2来详细解释。在 此一个消息在其整体用参考符号20来表示。所示的消息20包含有一个报头11和一个报尾12、以及三个PDU 21、22，其中两个PDU 21具有动态的长度，一个PDU 22具有恒定的长 度。分别紧接着这些PDU添加了一个所谓的PDU末尾(EOP)标记23，其中它是与数据块21 末尾有关的信息，该标记在发送用户2中紧接着长度可变的数据块21地被添加到该消息20 中。该标记23优选地并不是人工通过该发送用户2的应用软件而被附加到要发送的PDU 21上，而是通过该发送用户2的通信驱动器。该驱动器把该EOP标记23按照要求而附加到 要传输的PDU 21上，从而其对于应用层是透明的。通过该EOP标记23，该接收用户2能够自己在具有长度可变的多个数据块21 (具 有动态长度的PDU)的消息中来确定数据块21的末尾或者下一数据块22的开头，并读取在 该数据块21、22中所传输的数据。这样就可以最佳利用通信介质4的所提供的带宽。作为EOP标记23优选地在PDU 21的末尾添加了两个附加的字节，所述字节具有 特定的比特模式(Bit pattern) 0为了能够可靠地识别该标记23，使用两个字节是可取的， 因为由此有较高的概率使得该EOP标记23的比特模式没有包含在该有效载荷13的所传输 的数据中，该EOP标记23从而包含有一个表现特征的模式。FlexRay消息包含有最大254 个字节，也即最大254个不同的比特模式。在为该标记23采用两个字节时，得到了 216 = 65536个可能的比特模式组合。为该EOP标记23所选择的比特模式也包含在该有效载荷 13的所传输数据中的概率从而是256分之一，并从而是非常小的。另外还可以考虑措施以 进一步降低或甚至完全排除错误检测有效载荷13的比特模式的概率。可替换地，也可以动态地根据数据传输的运行时间来计算该EOP标记23的内容。 为此该有效载荷13的要传输的数据的内容或者该消息20的字节的比特模式在数据传输之 前被分析。那么就为该EOP标记23来选择一个比特组合，该比特组合不包含在该有效载荷 13的所传输的最大254个字节中。在该可选实施中，对于该EOP标记23甚至一个字节就 足够了，因为由此为该标记23得到了总共28 = 256个可能的比特组合，也即多于该消息20 的字节的最大可能的254个不同的比特组合。在一个FlexRay消息中可以传输多个PDU 21、22。这些PDU可以被分配给不同的 应用比如网络管理(NM)、传输层(TP)或其他的应用，或者用于传输应用软件的信号和消息 (所谓的Message)。因为该PDU 21、22用于不同的应用情况，所以其大小可以是变化的。因 此可以在一个消息20中考虑具有动态或静态内容的PDU 21,22的多个组合a)长度恒定的一个PDU 22，b)长度恒定的多个PDU，c)动态长度的一个PDU，d)动态长度的多个PDU21，以及e)具有恒定长度的PDU 22以及具有动态长度的PDU 21。上述的列表a)至e)首先仅反映了一个消息20的配置。可能出现的是，在运行时 在一个消息20中并不总是传输所有的所配置的PDU 21、22。比如传输层PDU可能仅在诊断 会话的范围内存在于该消息20中。为了降低所需的带宽，该EOP标记23在下面的实施例中仅被添加在PDU 21之后， 其中该PDU 21可以采用动态的长度。因为在长度恒定的PDU 22中长度已配置在前区中， 并且在运行时不被改变，所以对于恒定的数据块22不需要EOP标记23。但当然也可以比如 为了使在发送用户中添加EOP标记23并在接收用户中确定数据块21、22末尾的算法进行统一，也紧接着恒定数据块22地把EOP标记23添加到该消息20中。为了识别动态PDU 21，必须在一个消息20中考虑前面在a)至e)中所述的PDU 21、22的可能组合。在情况a)中不需要添加并且不需要识别EOP标记23，因为在长度恒定的PDU 22 中长度已经在配置的前区中是已知的，并在运行期间不再改变。这同样适合于在情况b)中 的每个消息20具有多个PDU 22的情况。在按照情况c)每个消息20使用一个具有动态长度的PDU 21时，通过EOP标记23 来识别动态PDU 21是非常简单的，因为在配置时间点处已经已知的是，在帧20中仅具有一 个具有动态长度的PDU 21。在帧20中其他的PDU 22由此具有恒定的长度。在这种情况下 甚至可以放弃EOP标记23，因为为了确定动态PDU 21的长度它不一定是需要的；但它可以 便于确定PDU 21的长度。但出于统一性原因并为了简化软件解决方案，它被包含在内。否 则应考虑以下的情况-如果该动态PDU21位于该帧20的末尾，那么确定开头是非常简单的，因为前一 静态PDU 22的长度通过配置是已知的。-如果该动态PDU21位于该帧20的开头，那么其长度可以借助静态配置的帧22 的长度来计算。-如果该动态PDU21位于静态PDU 22之间，那么位置和长度可以通过“围绕”的 PDU 22的长度来计算。按照情况d)，在每个消息20使用多个具有动态长度的PDU 21时，必定需要EOP标 记23，以能够识别该动态PDU 21的末尾。即便非常小，也存在的危险是该EOP标记23也 作为PDU 21、22的有效载荷13的部分而出现在所传输的数据中。在图3中示出了一个例 子，其中在PDU21、22的末尾分别插入了一个EOP标记23。在长度恒定的PDU#2中包含有 一个比特组合，其相应于为该EOP标记23所选择的比特组合。从而在理论上所存在的危险 是，在接收机中在比特流接收和分析之后该比特组合24被错误地识别为EOP标记。这可以 通过下述的算法来避免该EOP标记23从该帧20的末尾开始而被分析。明确的是，第一出现的标记23必 定标记最后的PDU#3的末尾；下一标记23从而标记了倒数第二 PDU#2的末尾。然而在分析 序列中相随的两个比特组合24、23中，不能直接识别该倒数第二 PDU#2何处开始以及其在 前的PDU#1何处结束。在此可以仅通过引入另一配置参数来可靠地识别该PDU 22的末尾， 也即PDU 21、22的最小及最大长度的配置。通过两个长度以及比特组合24、23位置的可信 性，可以发现下一有效的标记23，并从而可以确定第二 PDU#2和第一 PDU#1的长度和位置。 也可以从该帧20的开头开始或者从其他任一位置开始来开始EOP标记23的识别。上述的最后的情况e)是一种特定情况。出于简化仅针对比如三个PDU 21、22来 阐述以下的情况。如果在帧20中具有多个PDU，那么可以通过把下述的情况以及前述的实 施相组合来导出用于发现EOP标记23的正确算法。在图4中示出了情况e)的一个子情况，其中具有动态长度的PDU 21位于该帧20 的开头，并且只跟随了长度恒定的PDU 22。该子情况可以类似于前面详细解释的情况c) (“每帧一个动态长度的PDU”)来处理。根据情况e)的另一子情况，该情况在图5中示出，具有动态长度的PDU 21位于该帧20的末尾，并且在其之前仅设置了具有恒定长度的PDU22。在该子情况中，该动态PDU 21 的末尾的识别通过如下方式而被简化也即仅仅该最后的PDU#3具有动态的长度。如果在 另外的(恒定)PDU 22的有效载荷13中偶然再次出现一个比特组合24，其中该比特组合相 应于为该EOP标记23所选择的比特组合，那么该比特组合24可以被忽略。在图6中示出了情况e)的另一子情况，其中具有动态长度的一个PDU 21位于具 有恒定长度的两个PDU 22之间。在此该动态PDU 21的位置可以借助这两个恒定PDU而非 常容易地被发现。最后的PDU#3具有恒定的长度，从而首先(从消息20的末尾开始来考 虑)出现的比特组合必定是正确的EOP标记23。在该比特流中所出现的其他所有相应于该 EOP标记23比特组合的比特模式可以被忽略。根据情况e)的又一子情况，其在图7中示出，具有恒定长度的一个PDU 22位于具 有动态长度的两个PDU 21之间。利用下述的简化基本实现了两个动态PDU 21的识别-该动态PDU21的最小和最大长度是已知的，并且不允许相同，-如果存在具有恒定长度的PDU22，其中它位于具有动态长度的PDU21之间，那么 其长度就大于或等于该PDU 21的动态长度，因为其中错误的EOP标记(比如比特组合24) 可以被忽略。在图8中示出了本发明的一个实施例，其中在一个消息20中具有两个无效的、相 应于该EOP标记23比特组合的比特模式24。能够明确地确定有效的EOP标记23，并从而 能够确定在该帧20中所包含的PDU21、22的位置和长度。在图9中示出了本发明的另一实施例，其中在一个消息20中存在多个、在该例子 中为三个无效的、相应于该EOP标记23比特组合的比特模式24。遵照前面所定义的前提也 不能明确地识别有效的EOP标记23。在该特殊情况中从而不能明确地识别PDU 21,22的位 置和长度。借助上面所引用的例子，所明确的是，前面所定义的EOP标记23有助于明确识别 一个消息的PDU 21、22。如果不采用具有前面所定义的静态内容的EOP标记23，而是采用 在运行中动态生成的EOP标记23，那么就能够避免在明确识别消息中的EOP标记23时所 述的问题。这在下文中借助图10来详细解释。在此该EOP标记23的比特组合动态地借助 有效载荷13而被确定。为此在发送数据之前由单个的PDU 21,22来组合帧20的有效载荷 13，其中该EOP标记的占位(Platzhalter) 25被保留。接着整个帧20被分析，以找到具有 明确比特序列的字节，其中该比特序列没有出现在有效载荷13之中。该序列构成该帧20 的新的EOP标记23，并在实际的数据传输之前被插入到该占位25的位置上。“帧中的错误 标记”在接收机中不被识别为这样的，因为涉及所传输数据的完全正常的比特序列，其中所 述数据与该EOP标记23的比特序列无关。显然该标记23也可以包含有多于一个字节。在接收机侧，为当前帧20而使用的 比特序列针对EOP标记被识别，因为该接收机知道该比特序列必定位于最后的PDU的末尾。 就此而言，还不需要从发送机向接收机传输与所使用的比特序列有关的附加信息。
权利要求
一种用于通过通信系统(1)的通信介质(4)从该通信系统(1)的发送用户(2)向该通信系统(1)的接收用户(2)传输数据的方法，其中所述数据通过该通信介质(4)在分别包含有多个数据块(21；22)的消息(20)中被传输，并且其中该接收用户(2)在所接收的消息(20)中识别该数据块(21；22)的末尾，并接着从所识别的数据块(21；22)中提取所传输的数据，其特征在于，通过从数据块(21)中读取并分析至少在长度可变的数据块(21)中所传输的、与数据块(21)的长度有关的信息，或者通过读取并分析紧接着所述长度可变的数据块(21)地在该消息(20)中所传输的、与该数据块(21)的末尾有关的信息(23)，该接收用户(2)在所接收的消息(20)中至少为所述长度可变的数据块(21)来分别识别数据块(21)的末尾。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将该方法应用于基于周期的通信系统(1) 中，其中所述数据通过该通信介质(4)在以通信周期重复的消息(20)中被传输。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在该发送用户(2)中确定在所述消 息(20)中要传输的数据的字节内容，并选择一个比特组合作为与数据块(21)的末尾有关 的信息(23)，其中该比特组合没有作为在该消息(20)中要传输数据的字节内容而出现。
4.根据权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，这些数据在该通信系统(1)中按 照FlexRay协议而被传输。
5.根据权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，所述与数据块(21)的末尾有关 的信息(23)包含有最多两个字节。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述与该数据块(21)的末尾有关的信息 (23)恰好包含有一个字节。
7.根据权利要求1至6之一所述的方法，其特征在于，该接收用户(2)支配有与该数 据块(21)的最小长度和/或该数据块(21)的最大长度有关的信息，并且在该接收用户(2) 中不是在整个消息(20)中、而是仅在窗口的范围内搜索与该数据块(21)的末尾有关的信 息，其中所述窗口通过该数据块(21)的最小和最大长度来限定。
8.一种通信系统(1)的用户(2)，该通信系统包括该用户(2)、至少一个另外的用户 (2)以及至少一种通信介质(4)，其中该用户(2)通过该通信介质为了进行数据传输而相互 连接，其中该用户(2)和所述至少一个另外的用户(2)具有用于通过该通信介质(4)在分 别包含有多个数据块(21 ；22)的消息(20)中传输数据的装置，并且其中该用户(2)具有 用于在所接收消息(20)中识别数据块(21 ；22)末尾的第一装置以及用于随后从所识别的 数据块(21 ；22)中提取所传输数据的第二装置，其特征在于，通过该第一装置从该数据块 (21)中读取并分析至少在长度可变的数据块(21)中所传输的、与该数据块(21)的长度有 关的信息，或者通过该第一装置读取并分析至少紧接着所述长度可变的数据块(21)地在 该消息(20)中所传输的、与该数据块(21)末尾有关的信息，该用户(2)在所接收的消息 (20)中至少为所述长度可变的数据块(21)来分别识别该数据块(21)的末尾。
9.根据权利要求8所述的用户(2)，其特征在于，该用户是基于周期的通信系统(1)的 组成部分，其中该用户(2)和所述至少一个另外的用户(2)具有用于通过该通信介质(4) 在以通信周期重复的消息(20)中传输数据的装置。
10.根据权利要求8或9所述的用户(2)，其特征在于，该接收用户(2)支配有与该数 据块(21)的最小长度和/或该数据块(21)的最大长度有关的信息，并且不是在整个消息(20)中、而是仅在窗口的范围内搜索与数据块(21)的末尾有关的信息，其中所述窗口通过 所述数据块(21)的最小和最大长度来限定。
11.一种通信系统(1)的用户(2)，该通信系统包括该用户(2)、至少一个另外的用户 (2)以及至少一种通信介质(4)，其中该用户(2)通过该通信介质为了进行数据传输而相互 连接，其中该用户(2)和所述至少一个另外的用户(2)具有用于通过该通信介质(4)在分 别包含有多个数据块(21 ；22)的消息(20)中传输数据的装置，并且其中该用户(2)具有用 于把要传输的数据添加到这些数据块(21 ；22)中以接着通过该通信介质(4)在重复的消息 (20)中传输数据的装置，其特征在于，该用户(2)具有另外的装置，所述另外的装置把与该 数据块(21)的长度有关的信息至少添加到所述长度可变的数据块(21)中，或者所述另外 的装置至少紧接着所述长度可变的数据块(21)地将与数据块(21)的末尾有关的信息添加 到该消息(20)中。
12.根据权利要求11所述的用户(2)，其特征在于，该用户是基于周期的通信系统(1) 的组成部分，其中该用户(2)和所述至少一个另外的用户(2)具有用于通过该通信介质(4) 在以通信周期重复的消息(20)中传输数据的装置。
13.根据权利要求11或12所述的用户(2)，其特征在于，所述的另外装置确定在该消 息(20)中要传输数据的字节内容，并作为与数据块(21)的末尾有关的信息(23)来选择一 个比特组合，其中该比特组合没有作为在该消息(20)中要传输数据的字节内容而出现。
14.据权利要求8至13之一所述的用户(2)，其特征在于，所述数据传输在该通信系 统(1)中按照FlexRay协议来进行。
15.根据权利要求8至14之一所述的用户(2)，其特征在于，与该数据块(21)的末尾 有关的信息(23)包含有最多两个字节。
16.根据权利要求13所述的用户(2)，其特征在于，所述与数据块(21)的末尾有关的 信息(23)恰好包含有一个字节。
全文摘要
本发明涉及用于从一种基于周期的通信系统(1)的一个发送用户(2)通过该通信系统(1)的通信介质(4)向该通信系统(1)的一个接收用户(2)传输数据的一种方法。该数据通过该通信介质(4)在分别包含有多个数据块(21；22)的、以通信周期重复的消息(20)中被传输。该接收用户(2)在所接收的消息(20)中识别该数据块(21；22)的末尾，并接着从所识别的数据块(21；22)中提取所传输的数据。
文档编号H04L12/40GK101904137SQ200880121932
公开日2010年12月1日 申请日期2008年12月10日 优先权日2007年12月20日
发明者C·韦伯, M·施雷尔 申请人:罗伯特.博世有限公司