接收器和用于检测包括数据的信号中的错误的方法
【技术领域】
[0001]实施例涉及一种接收器，一种用于检测包括数据的信号中的错误的方法，一种用于传送数据的方法，一种用于检测信号中的错误的方法及相应的与计算机、处理器和可编程硬件相关的实现方式。
【背景技术】
[0002]在许多技术领域中，使用数字编码方案将数据从一个实体传送到另一个实体。而在许多应用中使用了极为复杂的传送方案，在一些领域中趋向于允许不太复杂的系统组件借助鲁棒的协议传送或者甚至交换数据，所述协议允许高吞吐量和简单的实现方式或架构。结果，在许多领域中，存在平衡这些部分矛盾的设计目标以获得最适于特定应用的解决方案的难题。
[0003]例如，在大容量架构和低成本实现方式的领域中，找到对这个难题的解决方案可能比在其他技术领域中更有意义。举一个示例，在用于机动车或非机动车的通信系统中，常常需要包括传感器、控制单元及其他设备的不同组件在受到苛刻运行条件和不同种类的大量失真的环境中彼此通信。例如，失真可以来自于用于操作车辆的系统的电脉冲。这些失真例如可以基于电信号电容性地耦合到这个通信系统中。这个情形可能由于可以导致例如由水的影响引起的信号退化的环境条件而进一步恶化。例如，在汽车领域，传感器及其他设备与控制单元或彼此通信。
[0004]然而，这些难题不仅在使用电信号传送或交换信息和数据时产生，而且还在使用磁信号、光信号或其他信号传送或交换信息和数据时产生。而且，在其他技术领域中，常常存在可与之相比的情形，包括在非大容量架构和系统和/或非低成本应用中。
【发明内容】
[0005]因此，需要改进在相对于失真的鲁棒性与架构的简单实现方式和数据的高吞吐量之间的权衡。
[0006]由根据任何独立权利要求的接收器、用于检测包括数据的信号中的错误的方法、用于传送数据的方法、用于检测错误信号的方法及相应的与计算机、处理器和可编程硬件相关的实现方式来满足这个要求。
[0007]根据一个实施例的接收器包括接收器电路，用于接收脉宽编码信号，所述脉宽编码信号具有信号的在第一方向上的转换，在第一转换之后的在第二方向上的第二转换，和在第二转换之后的在第一方向上的第三转换，和在第二方向上的第四转换。所述接收器电路进一步适于确定在第一和第三转换之间的第一时间段，及确定在第二和第四转换之间的第二时间段。所述接收器电路还适于基于所述第一时间段和所述第二时间段中的至少一个确定数据。所述接收器进一步适于如果确定的第一和第二时间段不满足预定验证关系，就指示错误。
[0008]根据一个实施例的接收器可以允许通过以相对简单的方式实施允许另外的且容易的方式来检测失真的错误检测机制以改进在数据的高吞吐量、简单架构和相对于失真的信号传输的鲁棒性之间的前述权衡。结果，或许可能通过允许更容易地检测包括数据的信号中的错误来增大包括这个接收器的系统的操作安全性。
[0009]可任选地，接收器可以适于通过产生指示错误的错误信号来指示错误。产生错误信号例如可以包括产生电信号、光信号、磁信号或类似信号。例如，产生错误信号可以包括将错误消息、状态或类似数据写到可由包括接收器或接收器自身的组件的电路或系统的另一个组件访问的储存单元。例如，接收器可以包括错误检测电路，所述错误检测电路适于如果确定的第一和第二时间段不满足预定验证关系就指示错误。类似地，举一个例子，所述错误检测电路可以适于产生错误信号。接收器电路和错误检测电路可以是不同的电路，但也可以共享一个或多个组件。接收器电路和错误检测电路甚至可以包括实质上相同的电路，例如举一个例子，可编程硬件组件。
[0010]另外或者可替换地，接收器可以适于当确定的第一时间段相对于确定的第二时间段的比呈现预定比值或者落在比的预定范围内时，使得满足预定验证关系。这可以在不牺牲数据的吞吐量，同时增大信号传输的鲁棒性的情况下，允许相对简单的实现方式。
[0011]另外或者可替换地，所述错误检测电路可以适于当第一转换和第二时间段实质上相等时，使得满足预定验证关系。这个验证关系对于实施尤其简单，其可以不仅表示成本效益的实现方式，还可以通过避免复杂的电路来增大操作安全性。例如当在用于确定各自时间段的接收器电路的性能的准确度内，时间段相同或者如果在确定的时间段之间的差不超过预定准确度范围时，时间段可以实质上相等。
[0012]另外或者可替换地，接收器电路可以适于基于作为从共同预定义的第一信号电平到共同预定义的第二信号电平的转换的第一和第三转换来确定第一时间段。另外或者可替换地，接收器电路可以适于基于作为从共同预定义的第二信号电平到共同预定义的第一信号电平的转换的第二和第四转换来确定第二时间段。通过实施任何这些选项，或许可能的是:甚至通过使用预定义的信号电平确定转换来进一步简化架构。这可以不仅有利地影响各自时间段的确定的精度，还可以增大失真检测的可靠性。
[0013]另外或者可替换地，接收器电路可以适于通过处理至少一个各自的时间段来确定数据，各自的时间段可变且取决于数据。换句话说，在第一和第三转换与第二和第四转换的至少一个之间的各自时间段中编码的数据可以取决于要传送或接收的数据而改变。
[0014]另外或者可替换地，接收器电路可以适于以比量化步长的大小更高的精度确定至少一个各自的时间段，所述量化步长由接收器电路用于基于至少一个各自的时间段来确定数据。这可以进一步改进相对于失真的鲁棒性，因为最终可以更易于检测到失真。
[0015]作为另外的或可替换的选择，接收器可以适于如果第一和第二时间段满足预定验证关系，就不指示错误。换句话说，如果接收器没有检测到错误，错误信号就不指示错误或失真。
[0016]另外或者可替换地，接收器可以适于接收紧接着第一转换后的第二转换、紧接着第二转换后的第三转换和紧接着第三转换后的第四转换的至少之一。
[0017]另外或者可替换地，接收器电路可以适于基于在接收第一、第二、第三和第四转换之前接收的同步帧来确定时基，用于确定第一和第二时间段的至少之一。这可以允许建立公共时基，允许在不实施在接收器侧上与发射器完全同步的时钟的情况下的数据的异步传输。例如，同步帧可以包括在用于确定第一和第二时间段的至少之一的量化方面具有预定长度的脉冲。可以按照规范来定义预定长度以包括多个计时单位(tick)或位时间。例如，至少10个、至少20个、或至少30个的整数计时单位可以用作对应于预定长度的计时单位数量。
[0018]根据一个实施例的发射器包括发射器电路，用于基于要传送的数据，并基于在第一和第二时间段之间的预定验证关系来确定第一时间段和第二时间段。发射器电路进一步适于产生信号，所述信号包括信号的在第一方向上的第一转换，在第一转换之后的在第二方向上的第二转换，在第二转换之后的在第一方向上的第三转换，和在第二方向上的第四转换。第一转换和第三转换由第一时间段彼此分离，而第二转换和第四转换由第二时间段彼此分离。如前概述的，使用根据实施例的发射器可以允许改进前述的权衡。
[0019]根据一个实施例的接收器包括接收器电路，用于接收脉宽编码信号，所述脉宽编码信号具有信号的在第一方向上的第一转换，和在第一转换之后的在第二方向上的第二转换。接收器电路适于确定在第一转换与第二转换之间的持续时间。所述接收器进一步适于如果预定值和确定持续时间实质上彼此背离，就产生错误指示错误信号。
[0020]使用根据一个实施例的接收器还可以实现可以通过允许在相反方向上的两个转换之间的持续时间的另一个另外或可替换地实施的验证来确定失真是否可以影响信号，来改进前述的权衡。如前概述的，这个实现方式还可以允许简单的实现方式，尤其是当在两个转换之间的时间段中还编码了要传送的数据时。
[0021]可任选地，接收器可以适于通过产生指示错误的错误信号来指示错误。产生错误信号例如可以包括产生电信号、光信号、磁信号或类似信号。例如，产生错误信号可以包括将错误消息、状态或类似数据写到可由包括接收器或接收器自身的组件的电路或系统的另一个组件访问的储存单元。例如接收器可以包括错误检测电路，所述错误检测电路适于如果预定值和确定的持续时间实质上彼此背离就指示错误。类似地，举一个例子，所述错误检测电路可以适于产生错误信号。接收器电路和错误检测电路可以是不同的电路，但也可以共享一个或多个组件。接收器电路和错误检测电路甚至可以包括实质上相同的电路，例如举一个例子，可编程硬件组件。
[0022]另外或者可替换地，预定值可以是固定的、可改变的或可编程的。例如，接收器可以适于通过从储存单元读取值来获得预定值。这可以允许使得接收器适于其特定应用领域。但在一些应用中，预定值也可以是固定或不可改变的。
[0023]另外或者可替换地，预定值可以基于校准。这可以允许接收器正好适于包括接收器的系统。结果，由于校准或许甚至可能增大检测失真或错误的准确度。
[0024]可任选地，接收器可以适于在接收器工作过程中校准和重校准预定值的至少之一。例如，这可以允许接收器在更复杂的系统中更容易的实现方式，因为校准在开始系统运行前最终可以省略。另外或者可替换地，可以进一步改进检测信号中的失真或错误的准确度，因为接收器或许能够针对变化的运行参数和条件而调整自身。
[0025]可任选地，接收器可以适于借助低通滤波器校准和重校准该预定值的至少之一。使用低通滤波器可以允许在不牺牲检测例如由失真导致的转换的时序的陡峭变化的可能性的情况下的预定值的适应。例如，可以使用滑动平均滤波器或另一个FIR滤波器(有限脉冲响应滤波器)。但也可以实施其他的平均滤波器，例如以无限脉冲响应(IIR)滤波器或累积和转储抽取FIR滤波器的形式。而且，可以使用如跟踪滤波器的非线性滤波器，其允许借助仅(+1)或(-1)步长的回转更新。
[0026]可任选地，低通滤波器可以包括长期抽取平均滤波器，考虑至少2n个转换，其中，η是大于4、5、6、7、8、9或10的整数。长期滑动平均滤波器越长(较大的η)，就可以检测到转换时序中的更准确的确定失真。但相应地，在错误检测电路可靠地工作前的时间可能增大。例如，实施为抽取滤波器或许可能实现硬件高效的滤波器。
[0027]另外或者可替换地，接收器电路可以适于接收在第一方向上的第三转换，用以确定在第一和第三转换之间的第一时间段，及确定在确定的第一时间段上接收的数据。在这个实现方式中，如前所述的检测错误可以表示已经存在架构的简单扩展。结果，可以