专利名称：局部网络的改进模式检测的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有多个总线节点的总线系统，多个总线节点通过总线线路的布置耦合在一起，每个总线节点至少包括收发机和总线协议控制器。此外，本发明涉及一种对这种总线系统上的数字总线消息进行编码和/或解码的方法，在这种总线系统中，数字消息包括由总线信号中的子 模式进行编码的至少一部分。更具体地，本发明涉及一种这种总线系统中的改进模式检测，该消息模式适于改进检测。此外，本发明还涉及一种在这种总线系统中使用的总线节点，具体地，这种总线节点可以包括收发机、总线协议控制器和用于对这种总线系统上的这种数据消息解码的模式检测器，在这种总线系统中，数字消息包括由总线信号中的子模式编码的至少一部分。
背景技术：
已知通过交换适当的消息，诸如(例如总线系统)的局部网络的一部分的站之类的总线节点能够彼此请求在不同操作状态之间进行改变，尤其是在睡眠模式(或静止模式)与正常模式之间进行改变。典型地，在始终需要减少电能消耗的电动车或汽车中采用这种系统，该系统例如符合CAN(控制器局域网络)协议或LIN(局部互连网络)协议、或FlexRay协议(是在公重可用文档和FlexRay互联网站点中描述的已知下一代汽车网络)。即使当停放车辆并没有操作车辆时，也必须以规律间隔或在非规律事件时唤醒单独站，以执行各个功能。除了能够在睡眠模式和正常模式之间进行改变之外，还期望能够选择性的进行这种改变，即，能够分离地激励单独站。作为本文表述的通信网络的一个示例，控制器局域网络(CAN)或CAN总线是车辆通信总线标准，设计用于允许微控制器在车辆内彼此进行通信。通过CAN总线连接的(总线)协议控制器典型地交换传感器数据、致动器命令、服务数据等。此外，CAN协议是一种基于消息的协议，尤其设计用于汽车应用，但是也可以在其它领域使用，诸如不同类型的车辆、工业自动化和医疗设备。在ISO 11898-1(2003)中对CAN协议进行了标准化定义。每个总线节点能够发送并接收消息，但是并非同时地。CAN总线消息主要包括ID，选择ID以识别消息类型和/或发送者，并且多至8个消息字节。将消息比特序列个比特接一个比特地串行地发送到总线上(即例如信号模式按照不归零(NRZ)编码方式对消息编码)，并由所有总线节点感测总线消息比特序列。CAN总线消息从不直接到达处于总线节点处的这些(总线)协议控制器。协议控制器总是经由收发机与总线相连。收发机可以被集成到系统基础芯片、ASIC或协议控制器器件中。如果总线是空闲的，则任何总线节点可以开始发送。如果两个或多个总线节点开始同时发送消息，则例如包括更多前导显性比特(即比特“0”)的具有较多显性ID的消息将盖写其它节点的较少显性ID。因此，仅具有显性ID的消息保持在总线上，并通过所有总线节点进行接收。每个总线节点至少需要可以被一起集成到相同单元的微控制器单元(MCU)(作为主处理器)、(总线)协议控制器、和收发机。然而，应该意识到，还可以具有与分离MCU相耦合的分离收发机，同时(总线)协议控制器也可以是分离单元，或者被集成到收发机或MCU中。(总线)协议控制器被配置用于接收和发送，(总线)协议控制器可以是简单具有同步时钟的硬件。在接收过程中，在整个消息可用之前，(总线)协议控制器存储从总线(一个接一个地)接收的比特，然后例如在(总线)协议控制器触发了中断之后可以由MCU取得所述比特。MCU判定接收到的总线消息意味着什么，以及想要向自己发送哪个消息。传感器、致动器和控制器件可以与MCU相连。在发送过程中，MCU向(总线)协议控制器传送发送消息，(总线)协议控制器对比特进行编码，并经由收发机将比特串行地发送到总线上。在发送过程中，收发机将从(总线)协议控制器接收的数字发送比特信号转换为向总线发送的模拟信号。在接收过程中，收发机将来自总线的信号电平调整为(总线)协议控制器所期望的电平，并具有保护(总线)协议控制器的保护电路。 存在如下趋势通过改进硬件将通常以软件实现的通信协议的应用层的功能映射到硬件。如此配置的本发明减轻了 MCU上的负荷；在这种情况下，当不需要总线节点时，除了收发机之外，可以关断整个总线节点，以节约大量能量，从而也避免了 C02。然后，唤醒模式判定用于识别再次需要总线节点的时间点。WO 01/20434描述了一种减小CAN主处理器中的电流消耗的方法，其中，处理器的大部分被设置处于睡眠模式，并通过适当硬件分析输入CAN总线消息，以及如果识别出适当唤醒总线消息，则唤醒处理器。缺点在于如下事实对于要选择性地唤醒的单独站而言，必须对唤醒总线消息进行解码，基于此目的，总线节点中在相关时间点处于待机状态的一部分必须具有精确定时机制，而这消耗能量。尤其期望，如果当站处于睡眠模式时，则收发机能够单独地接收并分析总线线路上接收到的数据，具体地，使得收发机能够判定是否必须唤醒其自身的总线节点。WO 2006/003540A1描述了一种用于检测CAN系统中的唤醒总线消息的解决方案。然而，所描述的消息检测器仍然可以对具有与目标比特模式相类似的比特模式的许多总线消息作出反应。这仍然导致了不必要的唤醒事件，而不必要的唤醒事件可能不必要地使用电能。因此，本发明的目标在于，提供一种用于检测总线消息流中的“唤醒总线消息”的更可靠方法。具体地，目标在于详细说明一种方法，使得诸如收发机或分离单元之类的总线节点或总线节点的功能能够独立地接收和分析总线上发送的数据。更具体地，目标在于能够通过给定唤醒总线消息单独地唤醒总线节点或子网路。另一目标在于，提供一种用于总线节点的改进唤醒总线消息检测器。具体地，目标在于，即使当应当检测唤醒总线消息的总线节点的一部分不具有精确定时器且不知道总线上发送数据的比特速率时，总线节点也能够检测唤醒总线消息。
发明内容
根据本发明，通过具有权利要求I中详细描述特征的模式检测器实现至少一个目标。因此，一种用于系统总线的总线节点的模式检测器，所述系统总线具有通过总线线路的布置而耦合在一起的多个站，所述模式检测器包括解码电路，被配置用于分析至少一个总线线路上数据流中的子模式；分析电路，被配置为确定所述子模式的数字相对长度信息序列，其中，通过将所述至少一个总线线路上数据流中的实际子模式与在先子模式相比较，来产生所述相对长度信
肩、O总线节点中用于分析总线消息的电路可以包括测量电路，适于测量并存储实际子模式的长度；以及比较电路，适于将实际长度与先前存储的在先子模式长度相比较，并输出数字编码的相对长度信息。在特定实施例中，测量长度是子模式的时间长度。在特定实施例中，用于分析的电路包括移位寄存器，用于随后存储所述数字编码的相对长度信息；以及寄存器，包括预存比特序列；以及用于将在移位寄存器中存储的比特值与在寄存器中存储的比特值相比较的装置。数字编码的相对长度信息表示“较短长度”、“相等长度”或“较长长度”，可选地，在比较电路中，通过将“较短长度”、“相等长度”或“较长长度”中的数字编码的相对长度信息的两种类型指派为“相等或不相等”、“较长或非较长”、“较短或非较短”中的一种类型，来将数字编码相对长度信息减少为一个比特的信息。根据本发明，通过具有权利要求5中详细描述特征的方法实现至少一个目标。因此，一种对总线系统上的数字总线消息信息编码的方法，在所述总线系统中，数字总线消息包括基于要在至少一个总线线路上的数据流中发送的子模式的至少一部分，所述方法包括通过数据流中的子模式对数字相对信息序列编码，其中，通过相对于在先子模式调整携带了总线消息信息的一个比特的每个子模式，来产生所述相对信息。在特定实施例中，利用子模式中相应的一个子模式对总线消息信息的比特的值编码，使得利益连续显性区段和隐性区段的长度来表示总线消息信息中优选地按照非比特率依赖方式进行编码的一部分。具体地，在优选地按照非比特率依赖方式进行编码的所述部分中，可以通过显性区段的长度相应地长于或短于后续隐性区段的长度的事实，来表示显性比特或隐性比特。对于每个总线消息，可以选择对总线消息信息的单独比特进行编码的相应子模式的序列，使得可以通过将所述至少一个总线线路上数据流中的实际子模式的长度与在先子模式的长度相比较，来产生所述子模式的数字相对信息序列。此外，如上所述，在特定实施例中，测量长度是子模式的时间长度。在特定应用中，数字总线消息是根据受控区域网络协议或局部互连网络协议的总线消息。可以在控制器区域网协议总线消息、Flex-Ray总线消息或局部互连网络协议总线消息的数据块中包括总线消息中可以按照根据非比特率依赖方式进行编码的所述部分。具体地，总线消息中可以按照非比特率依赖方式进行编码的所述部分包括唤醒总线消息或配置数据。此外，不同总线消息中按照非比特率依赖方式进行编码的这些部分表示唤醒总线消息、或唤醒总线消息和至少一个确认总线消息，在这种情况下，确认总线消息必须在限定时间内到达。根据本发明，通过唤醒总线消息实现至少一个目标，所述唤醒总线消息包括根据权利要求12中详细描述的特征进行编码的比特模式。、
因此，根据以上讨论的方法对特别用于总线系统的数字总线消息编码。鉴于如下事实可以被集成到单机收发机、总线协议控制、或系统基础芯片或其它ASIC中的这种模式检测器包括用于按照非比特率依赖方式分析数字信号的装置，有利地，即使当确切的比特速率未知且没有精确定时器可用时，也能够分析总线系统上的数字信
号。 例如，通过根据WO 2006/003540A1将模式检测器适配为唤醒总线消息检测器，如果接收到的数据流中的附加信息与预定值匹配，才可以启动唤醒总线消息检测器来对附加信息解码。可以通过总线消息的比特模式中预定子模式的观测长度来组织附加信息。换句话说，通过从比特模式获取这种附加信息，还可以进ー步減少系统基础芯片电路的不期望唤醒的概率。当总线节点处于备用或睡眠状态时，这是最有利的，至少部分原因在于可以节约功率。在本发明的特定实施例中，模式检测器包括诸如解码器单元之类的用于解码的装置，被配置用于分析，或者包括诸如分析単元之类用于分析的装置，用于数字总线信号的非比特率依赖分析。用于解码的装置可以包括设置，用于测量和/或比较连续隐性区段和显性区段的长度，以识别子模式，其中，子模式是总线上比特流的一部分。基本上，可以通过以下方式来定义子模式以例如“低”的预定值作为起始，并以例如“高”的预定值作为结束，。因此，当每个子模式内正好存在从低至高的ー个转变时，可以确定从低至高的比率，并且可以将其翻译成ー个比特的信息。典型地，通过利用显性区段的长度长于(或短干)随后隐性区段的长度的事实来表示按照非比特率依赖方式进行编码的部分中的显性比特或“O”比特(隐性比特或“ I”比特)，来实现编码。因此，模式检测器能够分析总线信号，使得数字总线消息包括按照非比特率依赖方式进行编码的至少ー个部分，其中利用连续显性区段和隐性区段的长度来表示总线消息中按照非比特率依赖方式进行编码的所述部分中的比特的值。可以基于总线上比特流中实际子模式的长度与在先子模式的长度的比较来确定子模式的相对长度信息序列，来获取信息。相对长度信息可以被分类为“较短长度”、“相等长度”或“较长长度”。如果必要，可以通过将两种类型的信息分配到ー类(即，“相等或不相等”、“较长或非较长”或“较短或非较短”)，来将获得的(解码)信息减少为一个比特信息。在特定实施例中，解码器单元被配置成用于分析或可以包括诸如分析単元之类的用于分析的装置，用于数字总线信号的非比特率依赖分析，解码器单元可以包括移位寄存器、包括预存比特序列的唤醒总线消息寄存器和用于将移位寄存器中存储的比特值与唤醒总线消息寄存器中存储的比特值相比较的装置。解码器单元被配置成用于分析或可以包括诸如分析単元之类的用于分析的装置，用于数字总线信号的非比特率依赖分析，解码器单元还可以包括诸如可适用定时器之类的用于测量连续子模式的相对长度的装置，以及用于将实际测量时间与存储时间相比较的比较器，其中，測量装置具有用于存储测量的持续时间的寄存器。应意识到，在測量时间段期间，定时器不需要精确，但是需要足够稳定，例如，可以使用具有+/-30%精度的RC振荡器。备选地，可以例如经由电阻器为用于测量子模式的长度的两个电容器交替地充电，然后可以比较两个电容器中的电荷。
通过本文建议的检测后续或连续比特模式序列的相对长度，可以显著地減少不必要唤醒的数量。因此，当(a)检测到预定总线消息信息比特序列且(b)相对长度信息比特序列还同 时满足预定序列时，才发起唤醒事件。此外，可以不同地定义用于确定相对长度信息的子模式；例如，被比较长度的子模式可以是相同比特值的连续比特序列，即，“O”或“ I”，尽管在该示例中，之间的相反比特值序列并不重要。按照这种方式，可以将经由总线线路发送的唤醒总线消息与例如表示总线消息信息的预存比特序列之类的预定总线消息信息相比较，如果两个比特模式相同，则在此之后或者同时地将同时观测得到的子模式的相对长度信息序列与预存的相对长度信息序列相比较。然后，可以唤醒总线节点，和/或如果需要，可以将相同机制用于确认总线消息。用于对模式检测器接收到的总线消息信息编码的方法可以是基于如下事实通过子模式中的连续显性区段和隐性区段的长度表示总线消息中按照非比特率依赖方式进行编码的所述部分中的比特的值，并且在总线消息信息的解码中检测到的子模式的相对长度信息序列等于相应预定序列。因此，包括以上技术特征的模式检测器能够按照更可靠的方式对这种总线消息信息(即，总线消息)进行解码。具体地，模式检测器能够将利用预存比特序列进行相应编码的总线消息信号和在对总线消息信息的解码中检测到的子模式的相对长度信息序列与相应预定序列相比较，如果两者相同，则唤醒总线节点，即总线节点中处于待机或睡眠状态的一部分，例如，微控制器単元、总线协议控制器或者甚至收发机。因此，所述方法提供了ー种有用的唤醒检测机制，通过从比特模式获取另外的信息，可以进ー步减少不必要唤醒的概率。在独立权利要求的从属权利要求中限定了本发明的优选实施例和进ー步开发成果。应该理解，本发明的装置和方法具有类似和/或等同优选实施例和优势。
通过下文中描述的实施例，本发明的这些和其它方面将变得显而易见，并且将參考下文中描述的实施例阐明本发明的这些和其它方面。在以下附图中，示意性地绘制了附图，并且所述附图并非按照真实比例，以及如果有的话，不同附图中的相同參考标记可以指的是相应元件。本领域技术人员将明白，在不背离真实创造性构思的情况下，本发明的备选而等价的实施例是可能的，以及本发明的范围仅由权利要求限定。在附图中图I说明了用于总线节点芯片的选择性唤醒装置的接收机电路的电路框图；以及图2描述了携带唤醒总线消息信息比特和验证消息的信号的装置图。
具体实施例方式在下文中，相对于控制器区域网络(CAN)以示例方式描述本文公开的ー种用于对特定总线消息进行编码的方法及改进的模式检测器。然而，将意识到，本发明不限于这种网络，也可以应用于局部互连网络(LIN)或FlexRay网络等。图I示出了与CAN总线线路10相连并与模式检测器100相耦合的收发机12，CAN总线线路10具有CANL和CANH配线。应注意，收发机12和模式检测器100可以被结合到单个器件或芯片中，并被集成到系统基础芯片或其它适当配置的ASIC中。总线节点的其余部分通过数据发送(TXD)线路14和数据接收(RXD)线路16与CAN收发机12相连。第一解码器32包括与RXD线路16相连的电子电路18和20，被配置用于相应地测量总线线路符号的连续隐性区段(“I”区段)的长度和显性区段(“O”区段)的长度。交替地调用这两个电子电路18和20来运行。在第一解码器32中，測量相关区段的长度，例如可以采用电容器(未示出)，电容器经由相应电阻器(未示出)与RXD线路16相连，并且经由相应电阻器进行充电。电子电路22与两个电子电路18和20相连，电子电路22被配置用于将连续显性区段的长度与连续隐性区段的长度相比较。如果通过电容器实现电子电路18和20，则电子电路22将两个电容器中的电荷相比较。电子电路22还可以被配置为当隐性区段的长度长于或短于显性区段的长度吋，发射隐性/显性信号作为結果。向第一移位寄存器24写入結果。在第一模式寄存器26中存储与唤醒总线消息相关联的比特模式。对于总线系统中的相应总线节点或预定总线节点组而言，比特模式可以是预定的，尤其可以是唯一的。第一电子比较电路28将存在于第一移位寄存器24中的各个比特值和存在于包括存储唤醒总线消息的第一模式寄存器26中的各个比特值进行连续比较。如果所有比特值相同，则检测到唤醒总线消息。此外，为了从数字总线信号中的连续子模式中获取相对长度信息，使用第二解码器 52, ο第二解码器52可以包括例如定时器単元40和比较器电路44，其中定时器単元40具有用于存储所要测试的子模式的最后持续时间的中间存储寄存器42，或者与中间存储寄存器42相连；比较器电路44用于将实际测量的实际子模式的持续时间与在中间存储寄存器中存储的子模式的持续时间相比较。可以仅利用两个比特对由此获得的相对长度信息 进行编码，其中两个比特可以编码三种可能结果，即代表“较短长度”、“相等长度”或“较长长度”的三种可能結果。在图I中的第二解码器52中，通过对比较器电路44进行配置以将两种类型的前述信息分配给ー种类别，即“相等或不相等”、“较长或非较长”、“较短或非较短”，来将所获得的相对长度信息減少至一个比特信息。定时器40还被配置为在检测到新子模式的起始时启动新测量并将实际测量得到的时间移入或转移至中间存储寄存器42中。应该意识到，在相应测量时间段内，定时器单元不需要精确，但是需要足够稳定，例如，可以使用具有诸如约+/-30%的足够精度的RC振荡器。此外，对于第二解码器52的实现，可以采用两个电容器(未示出)来替换用于定时器单元40的数字定时器，两个电容器经由相应电阻器(未示出)与RXD线路16相连，并经由相应电阻器进行充电。然后，对于将连续子模式的相对长度相比较，可以通过与电容器相连的比较器实现比较器単元44，比较器被配置为比较两个电容器中的电荷。比较器还可以被配置为当实际子模式的长度长干/短于在前子模式的长度时，可以发送例如“I”/ “O”作为結果。此外，在第二移位寄存器46中写入结果，其中第二移位寄存器46用于存储在对总线消息的连续子模式的解码中获得的相对长度信息的序列。在第二模式寄存器48中存储与唤醒总线消息相关联的相对长度信息的预定序列，其中可以根据相应总线消息的预存比特序列导出唤醒总线消息。第二电子比较电路50被配置为将存在于第二移位寄存器46中的各个比特值与存在于包括相对长度信息的预定序列的第二模式寄存器48中的各个比特值相比较，如果所有比特值相同，则通过检测到的相对长度信息验证检测到的唤醒总线消息。AND门56可以根据第一比较器28的输出和第二比较器50的输出实现对检测到的唤醒总线消息的验证，其中，向AND门56提供了两个比较结果，并且AND门56被配置为根据逻辑AND功能组合两个結果。可以输出AND门56的输出，作为唤醒信号Sw，其中唤醒信号Sw例如可以与总线节点的MCU的相应唤醒引脚相连，或备选地，与诸如稳压器之类的MCU的电源相连。·利用图I所示的装置，现在选择性地唤醒包括改进模式检测器100并与诸如CAN总线或LIN总线或FlexRay之类的总线系统相耦合的各个总线节点是容易的。基于此目的，想要唤醒与相同总线相连的另一特定总线节点的总线节点必须通过以下特定方案对发送的总线消息信息进行编码，即为了发送可适用唤醒总线消息使得所述特定总线节点可以检测在第一和第二模式寄存器26、48中存储的信息。应该意识到，本发明不限于特定示出模式，并且在对独立总线消息信息比特进行编码方面，重要的是总线线路上发送的总线线路符号的交替隐性区段和显性区段的持续时间之比。举例而言，假定子模式以前导“高”或“ I”(即，(I))作为起始并以结尾“低”或“O”(B卩，(O))作为结束。举例而言，还假定，在发送包括的“ O”多于包括的“ I”的任意比特序列时，发送“0”，作为总线消息信息比持。即是说，可以采用以下形式的比特序列，从而意味着表示发送的总线消息信息比特是“O” (1)001 (O)(1)0001(0)(1)00011 (O)等。类似地，可以如下对作为要发送的总线消息信息比特的“ I”编码(1)011 (O)(1)0111 (O)(1)00111 (O)等。长得多的序列也是可行的。如以上所提及的，对于对期望总线消息信息比特进行编码，连续显性区段与隐性区段之比是决定性的。即是说，对ー个总线消息信息比特编码的总线上的子模式中的比特流以“低”或“O”作为起始，并以“高”或“ I”作为结束，或者换句话说，是起始和结束比特(I)和(O)之间的比持。此外，对于每个子模式而言，即，在第一
(I)与结尾(O)比特之间，存在从“低”至“高”的正好ー个转变。因此，可以通过定义确定从“低”至“高”的比率，并且可以将从“低”至“高”的比率转译成ー个比特的编码总线消息信息。现在參考图2，其示出了改进唤醒检测机制，所述改进唤醒检测机制包括获取另外的信息，即连续子模式的相对长度信息，从而可以显著地减小不必要唤醒事件的概率。在图2中，第一行“ O”和“ I”值示出了 CAN总线的RXD线路16上输入的比特流(此外，也可以使用其它类型的总线)。详细说明了“O”与“I”值之间的特定关系的第二行示出了图I中的解码器单元32所获得的信息。第3行(“较长”、“相等”或“较短”)示出了图I的相对长度分析器52所获得的信息。在图2中，从左至右，具有持续时间T2的子模式“0111”的长度短于具有持续时间Tl的在先子模式“OOOlI”。具有持续时间T3的子模式“0001”的长度等于具有持续时间T2的在先子模式“ 0111”。具有持续时间T4的子模式“ 011111”的长度长于具有持续时间T3的在先子模式“ 0001”在技术实现中，“相等”的意思是差小于量化间隔。此外，基于实践原因或者如果期望的话，可以通过将两种类型的信息指派给ー种类型(即，产生子模式中“相等或不相等”、“较长或非较长”或“较短或非较短”的关系)，来将检测到的相对长度信息减少为I个。在现今的局部网络唤醒检测器中，如果已经例如通过诸如图I中的解码器单元32
之类的适当解码器对预定信息序列进行解码，则检测到唤醒。然而，非常多类型的比特流携带有预定信息序列，从而使现有技术产生不必要的错误唤醒事件。通过利用本文建议的检测随后或连续的比特模式序列的相对长度，可以极大地减少不必要唤醒的数量。因此，当(a)图I中的第一解码器32检测到预定总线消息信息比特序列且(b)图I中的第二解码器52检测到相对长度信息比特的序列，即也同时满足预定序列时，才可以发起唤醒事件。此外，可以不同地限定用于确定相对长度信息的子模式；例如，长度被比较的子模式可以是相同比特值的连续比特序列，即，“O”或“ I”，尽管在该示例中，之间的相反比特值序列并不重要。应该意识到，作为电子比较器电路28和50及第一模式寄存器26和48的选项,相应的“与唤醒消息相关联的比特模式”和“预定的相对长度信息序列”可以包括ー个和多个“无关紧要”位置。此外，应注意，尽管图I中所示的装置涉及CAN总线系统，但是可以在LIN(局部互连网络)和FlexRay网络中同等地使用本文讨论的方法及相关联装置。此外，结合唤醒总线消息使用图I中的装置，但是图I中的装置不仅限于该操作。然而，向总线节点发送的消息可以同等良好地包括配置数据或其它命令。在另ー开发中，如果电子电路56已经成功地检测到唤醒总线消息，则可以启动图I中未不出的另一定时器。然后，作为ー种备选方式，为了确认，必须在限定时间范围内再次检测刚识别的唤醒总线消息。备选地，必须在预定时间范围内检测与已经检测到的唤醒总线消息不同的第二总线消息。在这种情况下，通过预定持续时间内至少ー个另外的总线消息确认的第一总线消息，可以按照期望減少与唤醒总线消息相同的显性区段和隐性区段的序列与预定相对长度的所使用子模式偶然一起出现的可能性。因此，本文公开的总线系统的总线节点中的模式检测器也可以搜索初始唤醒总线消息和确认总线消息。附加地，可以通过噪声滤波器(未示出)向第一解码器32和第二解码器52传送来自总线系统的数字信号，其中第一解码器32包括电子电路18、20和22，第二解码器52用于分析连续子模式的相对长度，并包括图I中的电子电路40、42和44。向与第一中间存储寄存器24和第一模式寄存器26相对应的第一扫描器34和图I中的第一电子比较器电路28传送相应解码后总线消息比持。向与第二中间存储寄存器46和第二模式寄存器48相对应的第二扫描器54和图I中的第二电子比较器电路50传送相应的检测到的相对长度信息比特。第一扫描器34搜索预存总线消息，例如，唤醒总线消息。例如，当接收到初始唤醒消息吋，启动附加定时器(未示出)。第二扫描器54捜索与预存总线消息相关的针对连续接收且解码子模式的相对长度信息的预存序列。例如，当接收到初始唤醒总线消息时，可以启动附加定时器(未示出)。如果在给定时间窗口内接收到第二确认总线消息，则向AND门56传送另一肯定結果，并唤醒总线节点的其余部分。应注意，初始唤醒总线消息及确认总线消息均需要由第一扫描器34进行检测，并由第二扫描器54进行验证。由于所测量的显性区段与隐性区段相等或区段之一超过了给定时间測量结果，在第一解码器32或第二解码器52中可能出现错误。在这种情况下，可以向第一和第二扫描器34和54发送所谓的“解码失败”信号，然后第一和第二解码器34和54忽略在此之前接收到的数据。第一和第二扫描器34和54还可以相应地包括状态机，代替相应的移位寄存器24和46，其中，状态机能够识别一个或多个比特序列。本文公开的解决方案尤其适用于CAN系统中，但是不限于这种用途。在任何CAN或FlexRay收发机、系统基础芯片和/或相应汽车ASIC和甚至其它类型的系统中，使用所公开的模式检测器是可行的。最后，应注意，总线节点可以具有多于ー个模式检测器。因而有利地，可以布置总线节点，使得在相应第一模式寄存器(图1，26)中存储的信息不同，同时第二模式寄存器(图1，48)的信息相同，原因在于不需要在硬件方面多次提供第一解码器32、第二解码器52和第二扫描器52。总之，公开了ー种尤其在系统总线的总线节点中使用的模式检测器，所述系统总线具有通过总线线路的布置而耦合在一起的多个站。总线节点包括解码电路，被配置用于分析至少ー个总线线路上数据流中的子模式；以及分析电路，被配置为确定所述子模式的数字相对长度信息序列，其中，通过将所述至少ー个总线线路上数据流中的实际子模式与在先子模式相比较，来产生相对长度信息。已经公开了对数字总线消息信息编码的相应方法，能够在总线系统中使用所述方法，其中在所述总线系统中，数字总线消息包括根据在至少ー个总线线路上数据流中发送的子模式的至少ー个部分。所述方法包括通过数据流中的子模式对数字相对信息序列编码，其中，通过相对于在先子模式适配携帯了总线消息信息的ー个比特的每个子模式，来产生所述相对信息。可以根据所述方法对相应数字总线消息编码，所述总线消息尤其用于按照任意方式进行通信的总线系统中。尽管已经在附图和前述描述中详细地说明和描述了本发明，但是这些说明和描述应被认为是说明性或示例性的，而非限制；本发明不限于所公开的实施例。通过学习附图、说明书和附加权利要求书，本领域技术人员在实践请求保护的发明时可以理解和实施所公开实施例的其它变体。在权利要求中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“ー个”不排除多个。单个装置或其他単元可以完成权利要求中记载的若干项的功能。在互不相同的从属权利要求中记载特定特征的唯一事实并不表示不可以有利地使用測量的这些特征的组合。权利要求中的任何參考标记不应该解释为限制范围。
权利要求
1.一种用于系统总线的总线节点的模式检测器，所述系统总线具有通过总线线路的布置而耦合在一起的多个站，所述模式检测器包括 解码电路，被配置用于分析至少一个总线线路上数据流中的子模式； 分析电路，被配置为确定所述子模式的数字相对长度信息序列，其中，通过将所述至少一个总线线路上数据流中的实际子模式与在先子模式相比较，来产生所述相对长度信息。
2.如权利要求I所述的模式检测器，其中，用于分析的电路包括 测量电路，适于测量并存储实际子模式的长度，以及 比较电路，适于将实际长度与先前存储的在先子模式长度相比较，并输出数字编码相对长度信息。
3.如权利要求2所述的模式检测器，其中，所述数字编码相对长度信息表示“较短长度”、“相等长度”或“较长长度”，可选地，在比较电路中，通过将“较短长度”、“相等长度”或“较长长度”的所述数字编码相对长度信息中的两种类型指派为“相等或不相等”、“较长或非较长”、“较短或非较短”中的一种类型，将所述数字编码相对长度信息减少为一比特信肩、O
4.如前述权利要求中任一项所述的模式检测器，其中，用于分析的电路还包括 移位寄存器，用于随后存储所述数字编码相对长度信息， 寄存器，包括预存的比特序列，以及 比较装置，用于比较在移位寄存器中存储的比特值与在寄存器中存储的比特值。
5.一种对总线系统上的数字总线消息信息编码的方法，在所述总线系统中，数字总线消息中包括的至少一部分利用要在至少一个总线线路上的数据流中发送的子模式，所述方法包括 利用数据流中的子模式对相对信息序列编码，其中，通过相对于在先子模式调整携带了总线消息信息的一个比特的每个子模式，来产生所述相对信息。
6.如权利要求5所述的方法，其中，将总线消息信息的比特的值编码在子模式中相应的一个子模式中，使得通过连续显性区段和隐性区段的长度来表示总线消息信息中可选地按照非比特率依赖方式进行编码的一部分，以及 具体地，在可选地按照根据非比特速率依赖方式进行编码的所述部分中，根据显性区段的长度相应地长于或短于后续隐性区段的长度来表示显性比特或隐性比特。
7.如权利要求5或6所述的方法， 其中，对于每个总线消息，选择对总线消息信息的单独比特编码的相应子模式的序列，使得通过将所述至少一个总线线路上数据流中的实际子模式的长度与在先子模式的长度相比较来产生所述子模式的数字相对信息序列。
8.如权利要求5至7中任一项所述的方法，其中，数字总线消息是根据控制器区域网络或局部互连网络或FlexRay之一的协议的总线消息。
9.如权利要求8所述的方法，其中，在总线消息的数据块中包括总线消息中按照非比特率依赖方式进行编码的部分。
10.如权利要求5至9中任一项所述的方法，其中，总线消息中可选地按照非比特率依赖方式进行编码的部分包括以下项中的至少一项唤醒总线消息和配置数据。
11.如权利要求5至10中任一项所述的方法，其中，不同总线消息中可选地按照非比特率依赖方式进行编码的这些部分表示唤醒总线消息、或唤醒总线消息和至少一个确认总线消息，以及 其中，在限定时间内发送确认唤醒总线消息两次，或者在发送唤醒总线消息之后的限定时间内发送确认总线消息。
12.—种数字总线消息，尤其用于总线系统，其中，根据如权利要求5至11中任一项所述的方法对数字总线消息信息进行编码。
13.一种集成系统基础芯片，包括如权利要求I至4中任一项所述的模式检测器。
14.一种网络，包括 一个或多个设备； 一个或多个收发机，分别与所述一个或多个设备相连；以及 数据总线，与所述一个或多个收发机相连； 其中，收发机或设备中的至少一项包括如权利要求I至4中任一项所述的至少一个模式检测器，或者与如权利要求I至4中任一项所述的至少一个模式检测器相连。
全文摘要
一种用于系统总线的总线节点的模式检测器，所述系统总线具有通过总线线路的布置而耦合在一起的多个站，所述总线节点包括解码电路，被配置用于分析至少一个总线线路上数据流的子模式；以及分析电路，被配置为确定所述子模式的数字相对长度信息序列，其中，通过将所述至少一个总线线路上数据流中的实际子模式与在先子模式相比较，来产生所述相对长度信息。一种对总线系统上的数字总线消息信息进行编码的相应方法，在所述总线系统中，数字总线消息包括根据要在至少一个总线线路上的数据流中发送的子模式的至少一部分，其中，所述方法包括通过数据流中的子模式对数字相对信息序列进行编码，其中，通过相对于在先子模式适配携带了总线消息信息的一个比特的每个子模式，来产生所述相对信息。可以根据所述方法对相应数字总线消息编码，所述总线消息尤其用于按照任意方式进行通信的总线系统中。
文档编号H04L12/40GK102687470SQ201080059734
公开日2012年9月19日 申请日期2010年12月22日 优先权日2009年12月28日
发明者贝恩德·埃伦德 申请人:Nxp股份有限公司