专利名称：用于执行通信的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于在控制设备中执行通信的方法，这样的控制设备以及用于执行该方法的消息过滤器。
背景技术：
当今控制设备一般由微控制器和一个或多个实现附加功能的系统组件组成。在公知的控制设备中规定，微控制器经由专用接口(例如SPI (串行外设接口)或外设总线)直接与这些系统组件通信。经由这些接口进行状态值、传感器值、执行器的控制数据和系统组件的配置的交换。该通信也称为芯片间通信。同时通过微控制器与系统组件之间的协作进行控制设备与外部环境通过多个接口(例如CAN (控制器域网络)、FlexRay、蓝牙或以太网)的通信。为此，微控制器以硬件或软件实施实际的协议堆或协议栈，而系统组件接管对数据的物理表示。在这些组件之间存在由所使用的接口的标准预先给定的数据连接，例如在IOOMBit以太网情况下的介质独立接口 MII。应当注意，所考察的所有通信接口都使用通信参与者的唯一标识(参见在以太网和蓝牙情况下的MAC地址)并且通常是面向分组的。在控制设备中的通信情况下，寻求将芯片间通信嵌入诸如CAN、FlexRay、蓝牙或以太网的通信接口中。
发明内容
在该背景下提出一种根据权利要求1的用于在控制设备中执行通信的方法，一种具有权利要求4的特征的控制设备，一种根据权利要求6的系统组件以及一种根据权利要求7的消息过滤器。本发明的其它设计由从属权利要求和说明书得到。由此引入来自所使用的协议的号码范围的唯一标识号，并且引入附加模块，该附加模块在系统组件上将发给系统组件的消息与其余消息分开或者重新添加到其余的消息中，并且设置所属的程序典范。在此要考虑针对系统组件的消息不必穿过所使用的通信协议的物理层。系统组件可以是纯模拟的开关电路、数字开关电路、软件解决方案和它们的混合形式。消息可以按块或面向连接地交换。所描述的方法的一个重要优点在于微控制器和系统组件之间的必要连接的减少，以及由此管脚数量的减少。此外，在使用具有高数据流量的通信接口的情况下，在微控制器与系统组件之间有比通过在控制设备中传统使用的接口(如SPI)可能的更高的带宽可用。此外，经由标准的软件接口响应系统组件。通过减少连接减少成本，并且省去其它EMV源。本发明的其它优点和设计从说明书和附图中得到。应当理解，前面提到的和下面还要阐述的特征不仅以分别说明的组合，而且还以其它组合或单独使用，而不会脱离本发明的范围。
图1在示意图中示出所提出的控制设备的实施方式。图2在示意图中示出在从微控制器发送消息时的消息过滤器。图3在示意图中示出在向微控制器发送消息时的消息过滤器。
具体实施例方式借助附图中的实施方式示意性示出本发明并且下面参照附图详细描述本发明。连贯地以及重叠地描述附图，相同的附图标记表示相同的部件。图1在示意性的、强烈简化的图中示出所描述的控制设备的实施方式，该控制设备总的用附图标记10表示。控制设备10包括微控制器12和系统组件14。在该图中仅示出一个系统组件14。控制设备10 —般包括多个为了实现不同功能或功能性而设置的系统组件14。在微控制器12中设置核16和模块18，该模块实施通信接口 20的协议层。模块18例如是CAN模块或者以太网MAC模块。通信接口 20典型地是特定于协议的接口(例如MII)。在系统组件14中设置消息过滤器22，用于连接物理层的第一模块24以及用于系统组件14的其它功能的第二模块26。此外分配系统组件14的标识号28。由此在图中示出控制设备10的原理性结构。微控制器12因此除了实际的计算机核或核16之外还具有实施通信接口 20的协议层的模块18。该模块18不像现有技术已知的那样直接经由特定于协议的通信接口 20与用于连接物理层的第一模块24连接，而是中间连接消息过滤器22。消息过滤器22具有系统组件14的标识号28，因此能够在微控制器12和系统组件14之间的特定于协议的通信接口 20上借助该标识号28对消息进行分类。图2示出为此所需的子模块。标识号28可以被固定地分配给特定的系统组件14，并且在制造时固定设置。替换的，可以经由专用消息在运行时重新设置标识号(例如MAC地址O作为对该专用消息的识别)。在图2中再现当消息从微控制器12发送时消息过滤器22的功能。该图示出用于识别标识号的第一单元30，用于比较标识号的第二单元32，用于转发消息的第三单元34，以及用于协议堆的第四单元36。如果消息从微控制器12发送到系统组件14 (箭头40)，则该消息首先穿过微控制器12的协议栈(模块18)并且经由通信接口 20发送到系统组件14。在此，系统部件14的标识号28被编码在消息中。在消息过滤器22内，第一单元30识别标识号28。第二单元32用组件14的标识号28检查消息的标识号28，组件14类似路由器，但是可能具有减小的功能范围。第二单元识别针对系统组件14的消息，并且将该消息不是导向用于物理层的第一模块24而是导向系统组件内部的协议堆或协议栈(箭头37)。该协议堆或协议栈提取针对系统组件的有用数据，并且将所述有用数据转发给系统组件14的其余模块(箭头38)。在此，如果系统组件14与微控制器12之间的通信遵循固定的数据格式，则系统组件14上的协议栈可以非常小。如果消息从微控制器12被发送到实际的通信接口，则该消息不包含系统组件14的标识号28。用于比较的第二单元32接着将该消息转发给物理层模块24(箭头42)，该物理层模块将该消息按照标准进一步处理并且转发给物理层(箭头44)。在图3中示出具有在消息被发送到微控制器12时所需要的部件的消息过滤器22。该图示出仲裁器50以及由此示出对访问或访问冲突进行调节或设置优先级的部件。此外，示出用于协议堆的第四单元36。如果应当将消息发送到微控制器12，则可以简单地构造消息过滤器22。图3示出该功能。系统组件14的消息(箭头52)首先通过小的协议堆(单元36)又与微控制器12与系统组件14之间的通信接口 20的格式匹配。这些消息以及经由通信接口 20和物理层模块24接收的消息到达仲裁器50，该仲裁器协调消息向微控制器12的转发(箭头54)。箭头56表明来自物理层的可能消息。诸如以太网的标准化接口也在软件中具有标准化的程序接口。所需要的硬件模块与软件接口之间的软件，即驱动程序通常由模块制造商一起提供。该标准化的程序接口现在还可以被用于与系统组件的通信。由此系统组件例如在Unix类型的操作系统中使用以太网或蓝牙时例如通过Socket、用于交换数据的软件模块来被编程。唯一的标识号在两种情况下都是MAC地址，在以太网的情况下还可以使用IP地址。由此通过该标准化的软件接口，软件格外与接口无关。上面描述的结构假定消息仅仅从微控制器12发送到系统组件14。同样，系统组件14仅向微控制器12发送消息。替换的，消息过滤器22还可以被匹配为，使得系统组件14附加地经由通信接口 20接收和/发送消息。于是该结构与图2的相应，但是在通信接口 20与系统组件14之间以及在微控制器12与系统组件14之间的数据方向相反。由此例如对于中央控制设备来说可以直接与系统组件14通信，而无需牵涉微控制器12。通过该选项可以实现不同的实施方式
-通过其它控制设备安全关断执行器，
-在已识别微控制器缺陷的情况下的紧急运行特性，
-直接读取由多个控制设备使用的传感器值(例如用于ESP的雷达传感器，马达控制装置和导航设备)，而无需用于提供在微控制器上的附加计算时间，
-控制设备的客户端-服务器模型中央控制设备接管大部分功能，其余的微控制器仅进行几个少数功能。但是两个都必须访问系统组件。尤其是本地控制器例如只能用于功能安全性并且作为校验核(Checker-Core)工作。在此,其通过适当的功能检查传感器/执行器值的真实性或者通过查询/响应游戏检验中心控制设备和系统组件的功能。必要时在此还需要在微控制器的方向上的附加过滤器，这与协议有关，该附加过滤器不将针对系统组件的消息发送到微控制器。于是，总的来说经由该实施提供下面的双向通信可能
-来自不同控制设备的不同微控制器的通信，
-微控制器与控制设备内的系统组件的通信，
-微控制器与其它控制设备的系统组件通信，
-在不同控制设备中的系统组件之间的通信(完全没有微控制器的参与)。在系统内，多个接口可以具有在本发明中描述的系统组件与微控制器之间的通信可能。由此例如可以实现冗余的设计或芯片间通信的通信信道可以动态地与不同接口的负载匹配。此外，可能所选择的接口的带宽不足。附加的接口可以进一步提高带宽。在此既可以选择均匀的实施，例如2 X CAN，也可以选择异质的实施，例如lXCAN，lXFlexRay。所提出的方法尤其是用所描述类型的控制设备执行。在执行该方法时，在用于实施的控制设备中定期使用至少一个系统组件，如在前面的实施方式中得出的。在此，系统组件一般具有所描述类型的消息过滤器。通过这种方式可以在控制设备内在微控制器与系统组件之间通信时节省连接。
权利要求
1.一种用于在控制设备(10)中在微控制器(12)与至少一个系统组件(14)之间执行通信的方法，其中为将从微控制器(12)向至少一个系统组件(14)发送的消息配备标识号(28)，借助该标识号利用至少一个系统组件(14)中的消息过滤器(22)决定该消息是被转发给用于连接物理层的第一模块(24)还是被转发给用于系统组件(14)的功能的第二模块(26)。
2.根据权利要求1的方法，其中附加地从至少一个系统组件(14)向微控制器(12)发送消息。
3.根据权利要求1或2的方法，其中中央控制设备直接与系统组件(14)通信。
4.一种控制设备，尤其是用于根据权利要求1至3之一执行通信的方法，具有微控制器(12)，该微控制器具有核(16)和实施通信接口(20)的协议层的模块(18)，所述控制设备还具有至少一个系统组件(14)，所述至少一个系统组件具有用于连接物理层的第一模块(24)以及用于系统组件(14)的功能的第二模块(26)，其中向系统组件(14)分配消息过滤器(22)，所述消息过滤器被设计为借助标识号(28)将消息转发给第一模块(24)或者第二模块(26)。
5.根据权利要求4的控制设备，其中在微控制器(12)与至少一个系统组件(14)之间设置附加接口。
6.一种用于控制设备(10)、尤其是用于根据权利要求4或5的控制设备(10)的系统组件，该系统组件具有用于连接物理层的第一模块(24)以及用于系统组件(14)的功能的第二模块(26)，其中向系统组件(14)分配消息过滤器(22)，所述消息过滤器被设计为借助标识号(28)将消息转发给第一模块(24)或者第二模块(26)。
7.一种用于控制设备(10)的系统组件(14)的消息过滤器，该系统组件尤其是用于根据权利要求4或5的控制设备(10)，该消息过滤器被设计为借助标识号(28)转发消息，具有用于识别标识号(28)的第一单元(30)和用于检查标识号的第二单元(32)。
8.根据权利要求7的消息过滤器，具有用于将消息转发给物理层的第三单元(34)。
9.根据权利要求7或8的消息过滤器，具有用于协议堆的第四单元(36)。
10.根据权利要求7至9之一的消息过滤器，具有用于调节访问的仲裁器(50)。
全文摘要
提出了一种用于在控制设备(10)中执行通信的方法。在该方法中，在微控制器(12)与至少一个系统组件(14)之间发送具有标识号(28)的消息，借助该标识号利用至少一个系统组件(14)中的消息过滤器(22)决定该消息是被转发给用于连接物理层的第一模块(24)还是被转发给用于系统组件(14)的功能的第二模块(26)。
文档编号G06F13/40GK103069403SQ201180041103
公开日2013年4月24日 申请日期2011年7月27日 优先权日2010年8月26日
发明者A-J.罗哈切克, B.卢茨, T.胡克, S.托多罗夫 申请人:罗伯特·博世有限公司