专利名称：同步多个ttcan总线的全局时间的方法以及相应的总线系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及同步至少两个TTCAN总线的全局时间的方法以及相应的总线系统。
背景技术：
借助于通信系统或者总线系统把控制装置、传感器装置和自动装置联网近年来在现代汽车制造及机械制造，尤其是在机床制造以及自动化中得到飞速地发展。由此通过把功能分布到多个控制装置可以达到协同作用。人们把这称作分布系统。在不同的工作站之间的通信通过总线及总线系统越来越重要。通过协议控制在总线系统上的通信量、访问和接收机构以及故障处理。
在汽车行业中建立的协议是CAN(控制器局域网)。这是一种事件控制协议，就是说诸如发送报文之类的协议动作通过其起源在通信系统外部的事件发起。对通信系统或总线系统的唯一性接入通过基于优先权的比特处理解决。对此的前提是，对每个报文都被指定一个优先权。CAN协议是非常灵活的；在此添加其它的节点和报文可以毫无问题地进行，只要还存在有空闲的优先权(报文标识)。所有要在网络中以优先权发送的报文总体和其发送节点以及可以在接收节点都存放在一个列表，也就是所谓的通信矩阵中。
另一种事件控制的、自发的通信方法是纯时间控制方案。在总线上的所有通信动作都是严格地周期性的。诸如发送报文之类的协议活动只通过对整个总线有效的时间的进程触发。接入媒体以在其中发射机具有独占的发送权的时域划分为基础。这种协议相较而言不灵活，只有在此前已经空出相应的时域时才有可能添加新的节点。这种情况必然地要在投入运行前就确定报文顺序。这就产生了一种运行计划，它要求报文在重复率、冗余、截止期限等方面都必须充足。必须对产生报文内容的应用程序确定发送周期内的报文位置，以把应用与发送时刻之间的时延保持到最小。如果不进行这种确定，时间控制的传输的优点(在总线上发送报文的时延抖动最小)就荡然无存了。这对于计划工具提出了很高的要求。这样一种系统例如是TTP/C。
在专利申请DE100 00 302A1、DE100 00 303A1、DE100 00 304A1和DE10000 305 A1以及ISO标准11898-4(当前还是草案)示出的时间控制CAN，即所谓的TTCAN(时间触发的控制器局域网)的解决方案满足上述的对时间控制的通信的大致要求以及对一定程度的灵活性的要求。TTCAN通过在确定的通信用户的周期性报文的所谓的独占时间窗口内，和多个通信用户的自发报文的仲裁时间窗口内建立时间循环(基本循环)，来达到这些要求。TTCAN主要地基于时间控制的、周期性的通信，所述的通信通过主定时用户或者说节点，即所谓的主计时器(Zeitmaster)，借助于时窗报文，或短参照报文定时。到下一个参照报文的周期长度称为基本循环(basic cycle)，并且被划分为预定数量的时窗。在此在各个用户或者节点的当地时间或者当地定时器之间把所述的计时器作为全局时间与这些定时器的时间加以区别。与TTCAN相关的其它原理和定义可以在ISO草案11898-4或者所述的现有技术中找到，所以作为公知的前提不再详加说明。
对于在自动化、汽车或者其它的行业中的控制装置联网，有一系列的实时总线系统，如所述的CAN、TTP/C或者其它的还有字节飞点(Byteflight)的系统以及正在实施的TTCAN。CAN、TTCAN或者节飞点涉及单信道总线系统，这指的是，可以通过加倍相应的系统达到冗余。TTP/C是一种固有的双信道系统，这指的是总是嵌入了冗余。许多总线系统都提供在总线上同步的时基作为服务。在一开始设计成双或者多信道系统的方案的总线系统中，一般地必须按设计进行同步；典型地是通过必须把一个节点或者用户同时在两个总线上发送达到。这样具有优点(例如，总是可以保证同步)，但是也有一系列的缺点，例如，不是每个总线都自行运转，在两个总线上的时标(Zeitmuster)只能有非常有限的不同，并且两个或者多个总线系统的模块化成为泡影。
如实施所显示地，现有技术并非在各个方面都能够得出最好的结果。这种情况应当进一步地改善、在设计成单信道的总线或者总线系统中，现在已经尽所需要详细地进行了同步化。下面从TTCAN网络作为总线系统以及从多个TTCAN总线及总线系统及其连接着手，其中这只在对本发明的以后的对象限制方面理解为TTCAN的前提特征或者表示本发明主题的必要性。
发明内容
本发明涉及同步至少两个TTCAN总线的全局时间的方法和装置以及总线系统，所述的TTCAN总线系统具有至少一个总线用户，其中在每个TTCAN总线中测出一个全局时间，并且从所述的全局时间测出经过至少一个用户相互连接的TTCAN总线的全局时间的偏差，并且把各个全局时间的偏差向至少一个总线用户传输，其中取决于全局时间的偏差对经过至少一个用户连接的TTCAN总线的全局时间进行匹配，从而把它相对于全局时间同步。
以优越的方式通过匹配全局时间的相位进行TTCAN总线的全局时间的匹配。
以有利的方式通过匹配全局时间的频率进行TTCAN总线的全局时间的匹配。
在一个优选的安排中，全局时间的相位匹配依赖于至少一个预定的比特进行。
还优越地是，所述的至少一个预定的比特相应于TTCAN的间断比特。
为了匹配全局时间的频率，有利地是在至少两个要同步的TTCAN总线中各测定一个最少的时间单位(NTU)，并且把所述的最小时间单位相互设成比例，并且把由此产生的实的比例与预定的比例相比较，其中把至少一个最小的时间单位匹配得达到预定的比例。
另外有利地是，预定的比例是整数，尤其是与数2的倍数或者2的分数相当。
其它的优点和有利的安排从说明以及权利要求书的特征得出。
下面借助于附图详细地说明本发明。附图中图1两个TTCAN总线系统借助于一个用户的连接，所述的用户起网关用户的作用。
图2示出两个TTCAN总线系统通过连接对进行连接。
图3示出两个TTCAN总线系统通过不同的连接，以表达可标定的容差。
图4示出在两个TTCAN总线或者TTCAN总线系统之间均衡频率的流程图。
图5示出表达在两个TTCAN总线或者TTCAN总线系统之间均衡相位的流程图。
具体实施例方式
本发明说明由多个TTCAN总线组合产生容错总线系统或者网络的普遍可能性。尤其有利的是这可以与多个TTCAN总线的全局时间同步方向的机制和/或多个TTCAN总线的循环时间的机制一起，从而可以在整个的总线系统或者网络中相互达到所有这些总线的同步。
图1示出由多个，在图中是两个，TTCAN总线或者TTCAN总线系统组成的总线系统或者说网络。其中用103B1表示第一总线，用103B2表示第二总线。在第一总线103B1上连接两个用户101和102，在第二总线103B2上连接一个用户105。用户100连接在两个总线103B1和103B2上并且起连接用户的作用，或者还起接入两个总线的网关控制器的作用。从而把一个TTCAN总线的连接对(在此是103B1和103B2)定义为至少具有一个网关用户的两个TTCAN总线的组合，所述的网关用户接入到这两个总线上。各个用户对相应的总线的连接通过相应的接口元件进行，例如在用户101通过接口元件101B1进行连接。同样地用户100作为网关用户通过接口元件104B1与总线103B1及通过接口元件104B2与总线103B2连接。另外还可以相反地对两个接口元件104B1和104B2设一个具有两个连接端的接口元件，用于连接到总线103B1和总线103B2上。
此外在用户100及101中示出具有内部时钟源的时钟111及106，或者还示出时钟源107或者112，尤其是石英或者振荡器，特别是VCO(压控振荡器)。此外含有在各个时钟106及111中的是时间采集部件，特别是计数器108及113。
在各个用户中的控制任务，尤其是对总线系统的数据输入/输出，以及从时钟中接受时间信息用于同步总线及总线用户，另外，尤其是根据本发明的方法和方法步骤等等，可以把部件109及114用作为处理部件，尤其是微处理器或者控制器。这种功能的部分或者整个功能还可以存在于各个接口部件中。
从而可以把一个用户规定为TTCAN意义上，尤其是每总线系统意义上的时间基准。从而，这种其时间基准作为主计时器的用户给定如现有技术所述的基本循环。同样地还可以把网关用户用作时间基准，也就是主计时器或者两个总线系统的主计时器。通过它们得出主计时器的局域时间的相应基准用户的定时器，也就是各个TTCAN系统的的主计时器，从而起基准定时器的作用，或者说为相应的总线系统，也就是相应的103B1和/或103B2，给定基准时间。换言之，作为主计时器的基准用户局域的定时器，例如106和/或111从而起相应的总线，或者说103B1和/或103B2总线系统的全局定时器的作用，并且给定相应的总线的全局时间。
从而在图1中示出TTCAN总线与网关用户或者说网关节点的连接对。为了准确地表述这种根据本发明的连接，下面采用根据本发明的说明当数列Pi＝(Bxi，Byi)具有以下的特征时，至少连接两个TTCAN总线B1、B2，其中i＝1至n，并且n是自然数*对于所有的i，Bxi，Byi是TTCAN总线。
*对于一个iBxi和Byi构成一个TTCAN总线的连接对。
*Bx(i+1)是Byi(在此i＝1至n-1)*Bx1是总线B1而Byn是总线B2。
这就是说，如果两个TTCAN总线B1和B2通过不论如何复杂的线路由连接对连接，这两个总线就是连接的。如果所述总线中的每两个总线连接(在上述的意义上)，至少两个TTCAN总线的系统在本文中称为容错TTCAN系统。从而可以掌握采用容错的TTCAN总线系统或者网络所有系统的结构。
其它的例子示于图2和图3中。在图2中示出三个TTCAN总线203B1、203B2和203B3，以及总线用户200、201、204和205。其中总线203B1和203B2通过用户200相互连接，并且同样地总线203B2和203B3通过用户201相互连接。从而在本发明的意义上通过总线203B1和203B2以及203B2和203B3的连接，通过用户200和201还有总线系统203B1和203B3相应上述定义容错地连接成连接对，尤其是对于同步连接成连接对。在常规的冗余系统中在整个总线系统中两个总线在其每个节点或者用户都与每另一个总线冗余地连接，也就是每个用户都对每个总线有连接，与常规的冗余系统相反，在本发明提出的系统结构中通过采用连接对允许可标定的容错，以及容错与非容错的系统的混合。
对此以图3为例再一次详细地说明。其中示出了四个总线303B1、303B2、303B3和303B4。此外，还示出了总线用户301、202、303、304和305。总线303B1和303B2通过用户300相互连接，总线303B3和303B4通过用户301相互连接。同时三个总线303B1、303B2和303B3通过用户302相互连接，从而一方面可以有容错和非容错系统的混合，另一方面所希望的容错在系统中可以标定，也就是可以以不同的冗余度(一重、双重，多重容错等等)表达。从而可以在系统中引入较高的冗余，而不用在此连接应当保持脱开连接的系统。从而可以降低公共模错误，也就是总线系统的同拍错误。
从而与TTCAN中的同步机制相关联地，可以创建一种统一同步的通信系统，所述的通信系统以最简单的方式达到可想像的容错度。下面详细地说明各个用户或者总线系统的全局时间及循环时间方面的同步。
首先说明一种普遍的方法，两个或者多个TTCAN总线，尤其是层2(参见ISO草案)，如何能够相互同步其全局时间。这种方法可以由专用的硬件，也可以由在相应的主机上运行的应用程序或者专门的软件层上实施。
下面说明同步的方法，包括可能的运行变例。在本文中如果至少有一个接入在两个总线上的网关计算机，如前文所述，这对总线就称为可以直接同步的。普遍的前提在于，在两个要同步的总线之间有一系列的网关把这两个总线经过可以直接同步的对，也就是上述连接的对，连接。进行同步的同步层(硬件或者软件)，在下文中称为同步层SL。其中SL不必要存在于每个节点上，这也在下文中说明。
在一个实施形式中，网关用户或者说网关计算机在两个要同步的总线中的至少一个中是用于均衡该总线的时间，这个总线是它其中充任主计时器的那个。可供选择地作为另一个实施形式可以由网关用户向主计时器传输一个报文，以进行同步化的相应时间匹配。所述的网关用户不必也是要同步的总线系统的至少一个的主计时器。
为了初始化在每个TTCAN总线上运行为这种总线运行的ISO11898-4和现有技术为TTCAN指定的初始化程序。结果得到两个或者多个相互独立地以不同的全局时间和不同的当前的主计时器运行的TTCAN总线。在一个供选择的变例中也可以通过系统设计达到，在两个或者多个总线上用同一个节点或者用户作主计时器。
下面借助于图4和图5说明频率均衡和相位均衡，其中可以把总线的频率和相位互相分开地均衡，这里在一个有利的安排中首先均衡频率，但是只要频率不对或者说偏移，就不断地改变相位。
A)在两个总线之间的频率校正在TTCAN中把全局时间的速度，也就是，时间单位NTU的长度通过主计时器的计时器频率，即尤其是振荡器频率或者石英频率以及TUR(时间单位比)值确定。在此NTU(网络时间单元)、各个总线的全局时间的时间单元和TUR是NTU的长度和专门的基时间单位的长度之间的比例，所述的专门的基时间的长度例如是局域计时器周期长度，尤其是局域振荡器周期，如在ISO-草案11898-4说明。同步层，SL必须考虑到，不同的总线上的NTU具有相互不同的比例。在此SL可以在硬件或者软件中通过处理单元109和/或114等代表，其中如前已述，SL不必要固定在所有的用户上。
原则上可以考虑各种进行方式。可以把一个总线调准在另一个总线上，其中可以把一个总线的频率或者一个的全局时间的速度选择作为预先规定，并且从而确定另一个总线速度或者频率差，在此把至少另一个总线调准在其它总线上，或者至少两个总线在全局时间的速度上彼此靠近，尤其各个主计时器的计时器的频率相互靠近。此外匹配还可以在一个步骤中进行或者逐步地进行。相应的对策取决于SL，也就是同步层和各个应用的要求。所有的方法在是下面的模式共同的
*SL为总线确定要进行的校正并且把它通知给当前的主计时器。所述的校正例如可以是与恰好当前的TUR值与新要使用TUR值的比例。特别有利的是，SL在主计时器上确定校正，从而例如校正的可以直接地是新的TUR值。
*SL在主计时器上确定新的TUR值并且从下一轮开始利用新的TUR值。
*该总线上的所有其它的节点通过TTCAN同步跟随该主计时器。
在图4中为此在方框400中得出例如第一总线B1如103B1的全局时间。这例如在时间点T1在方框401中被采集，这称为截取，由此在方框401中出现该总线B1的全局时间的第一截取值。同样地在时间点T1一个在方框404中得出的第二总线B2如103B2的全局时间值，在方框405中被采集，也就是被截取。在下个时间点T2从方框401及方框405把相应的第一截取值移交到方框402及方框406中，并且在方框401及方框405收入关于相应总线的全局时间的新的第二截取值。现在从方框401及方框402和方框405及方框406中的两个截取值在方框403及方框407通过减法器测出全局时间的相应的速度，或者还测出相应的总线B1及B2的时钟速度。从相应总线全局时间的速度值在方框409通过减法器得出校正值，所述的校正值代表所观察的总线的全局时间速度的差，也就是相应的时钟速度的差，或者说计时器速度的差。如上所述这些也可以例如通过相应的TUR值进行或者说执行。另一个根据本发明的方法借助于在方框409出测出的有关在方框401中的频率均衡的值运行。
对于频率均衡还要再说明一个例子。有二个总线B1和B2。该同步对策是，B2必须把NTU的长度匹配在B1有效的长度上。在最简单的情况下两个都是标称相同的长度。B2的当前主计时器的应用程序有对总线B1的直接的接入，并且对B1和B2应采用同一计时器或者同一时钟或者说时间源，也说是同一个振荡器或者石英。这样，如果B1方面的节点或者用户对B方面的节点或者用户的值相同，这两个总线B1和B2的NTU就是准确的相等长度。也就是SL必须把关于B1的TUR值用作关于B2的TUR值。
在原则上相同可以涉及两个总线的NTU相互之间有任意的比例的情况。如果所述的比例或其倒数是整数，在硬件中就可以以有利的方式容易地实现，在一个特别有利的实施形式中是2的幂。
如果不对两个总线使用同一个计时器或者说同一个时间源，两个总线的全局时间的差可以两次或者两次以上地周期性地测量，并且由在所观察的差改变与差值的标称改变之间的比较计算校正系数。还有可能当前的主计时器本身不接入在两个总线上。另外，SL可以在一个总线上用另一个总线的的单位测量基本循环的长度并且由此确定校正值。
B)相位均衡为了相位均衡，SL测量两个总线上的两个全局时间之间的相位差并且为两个总线的每个确定要调节的阶跃或校正值。这可以以有利的方式在TTCAN的跑表寄存器的辅助下进行。
SL向两个总线的当前的主计时器通知相应的要使用的阶跃或校正值。使用了一个阶跃的主计时器在下个参照报文中设定一个预定的比特，特别是在TTCAN中设定间断比特，并且把其全局时间推移一个相应的量。由此把相应的主计时器的时间参照报文或者说参照报文在匹配的时间点发送。在成功地在视情况向至少两个总线都发送。所述的时间参照报文或者说参照报文以后，这至少两个总线相互同步。
所述的相位均衡示于图5中。其中，在方框500及504中确定二个总线的全局时间，并在在方框500中及方框504采集，也就是截取，两个的全局时间。所述的截取在此是在时间点T1进行的。现在把两个截取值都直接地在方框509中进行减法运算，由此可以通过两个总线的简单截取值测出相位差，也就是时间相位、时钟源相位或者说时间源相位的差。另一个根据本发明的方法在方框510中运行。
在多于两个总线时特别有利的是，这种两个总线的成对的同步时，阶跃或者校正只在这总线上进行，换言之两个总线之一起全局时间的主线(Master)作用。换言之，在第一总线上的全局时间保持不变，第二总线上的全局时间进行阶跃或者说改变。在此情况下可以把两个以上的总线毫无问题地依次通过成对地同步的方式相互同步，而不会由一对的同步对另一个对的同步有特别复杂的影响。
现在举例对此说明。在一个系统中有五个总线B1、B2、B3、B4、B5.可同步的或者说连接对是(B1、B2)、(B1、B3)、(B2、B4)、(B3、B5))。如果B1是B2和B3的主线，B2是B4的主线而B3是B5的主线，那么成对的同步(B2和B3同步在B1上，然后B4到B2上而B5同步到B3上)导致在两轮之内在全系统上同步。
在相同的系统中也可以不用主线原理地进行同步。这样SL却必须确保一经同步了的总线还保持同步，也就是在一条总线上的阶跃或者变更也在所有与之同步的总线上进行。
此外还有利地(但非必须地)，一个要同步的总线的主计时器也可以直接访问相应的伙伴总线的全局时间。在这种情况下SL可以只调准到一个总线的潜在主计时器上，这就是说SL关于要调节的阶跃的通知可以取消或者说非常简单。
NTU也就是全局时间的时间单位不必须在要同步的总线上相同。特别简单而有用的是两个连接到总线之间的(标称的)NTU只差一个整数的系数(特别有利的是2的幂)。
C)通过频移的相位均衡除了上述的在点B)中有关相位均衡的机制还有可能通过长期地改变速度(在此与点A比较)达到相位均衡。原理上的作法与在点A)中所述的总线之间的频率均衡完全相同。但是在此情况下目的不把要匹配的总线就地准确适当地进行匹配，而是把这样NTU延长或者缩短，从而把要匹配的时钟或者说计时器逐渐放慢或者加快，从而在较长的时间上达到相位均衡。
D)保持同步状态在如B)或者C)的相位均衡之后，有各种可能性保持同步的状态。在一方面通过一旦所观察的相位超过一定的值后就重复相位均衡，另一方面通过匹配频率，例如在点A)中所述。此外还有这两种可能性的组合。因为在点A)的方法中频率匹配典型地在主总线上把一轮以后存储为相应的频率改变，所述本身在参与的总线的非常准确的频率一致时可能会引起积聚差别。在此情况下，必须不时地进行小的相位均衡，或者通过适当的，特别是预定的，不准确一致的频率加以补偿。
相应的TTCAN接口的使用可以用调试仪器显示。通过总线监视还可以分析总线上的状态。
下面说明同步的一般方法，并且说明两个或者更多的TTCAN总线如何相互同步其循环时间(cycle time)。在此，这些方法既可以是用的硬件，也可以用在相应的主机上运行的应用程序或者专门的软件实施。
下面顺序地说明所述的方法，包括可能的变例，其中，适用于在同步全局时间的情况下的同样的前提以及定义，也说是可直接同步性，如果有至少一个接入在两个总线上的网关计算机，和在两个要同步总线之间有一系列的通过可直接同步的连接对连接两个总线上的网关。在此也借助于硬件或者软件中的同步层进行同步，所述的硬件或者软件中的同步层实施同步并且在下文中称为同步层SLZ。在此SLZ也不必须存在于每个节点上。
下面在在点AZ)中说明两个总线之间的频率均衡。
AZ)两个总线之间的频率均衡频率均衡只在在TTCAN层2中通过协议机制才能进行。然而，如果让主计时器在层2运行就足够了。对于其它的节点这不是必须的。所述的均衡与上面所述的对全局时间的均衡那样进行，也就是如果在相同的网络中还同步全局时间，不能够与此无关的进行。
在TTCAN层2中通过主计时器的频率，特别是振荡器的频率及其时钟值确定周期时间的速度，也说是时间单元NTUZ的长度，如以上对全局时间所说明。SLZ必须考虑到，不同的总线上的NTU具有相互不同的规定的比例。在此NTUZ与前文所述的NTU可以是相同的也可以是不同的。
原则上可以考虑各种进行方式。可以把一个总线调准在另一个总线上或者两个或者多个相互地接近。在此，匹配也是可以在一个步骤中进行或者逐步地进行。相应的对策取决于SLZ及应用程序的要求。特别是全局时间的同步和周期时间的同步例如可以由相同的软件层，也就是相同的同步层SL进行，这在有利的安排中指的是SL＝SLZ所有的周期时间范围内有关频率均衡的方法在是下面的模式共同的*SLZ为总线确定要进行的校正并且把它通知给当前的主计时器。所述的校正例如可以是与恰好当前的TUR值与新要使用TUR的比例。特别有利的是，SL在主计时器上确定校正，从而例如校正值可以直接是新的TUR值。
*SL在主计时器上确定新的TUR值并且从下一轮开始利用新的TUR值。
*该总线上的所有其它的节点通过TTCAN同步跟随该主计时器。
此方法还可以借助于图4说明，其中运行基本上是相同的，只是不是用全局时间而是用周期时间。因此在此可以参见图的说明，不再加以详述。
在此还有一个例子有两个总线B1、B2。该同步对策是，B2必须把NTUZ的长度匹配在B1有效的长度上。在最简单的情况下两个都是标称相同的长度。B2的当前主计时器的应用程序(SLZ)有对总线B1的直接的接入，并且对B1和B2采用同一个振荡器。这样，如果B1方面的节点的TUR值对或者用户对B2方面的节点的TUR值相同，这两个总线B1和B2的NTU就是准确等长。
在原则上相同可以涉及两个总线的NTU相互之间有任意的比例的情况。如果所述的比例或其倒数为整数，尤其是2的幂，在硬件中就可以以有利的方式容易地实现。如果不对两个总线使用同一个计时器尤其是振荡器，两个总线的全局时间的差同样地可以两次或者两次以上地周期性地测量，并且由在所的观察的差改变与差值的标称改变之间的比较计算校正系数。同样也可以使当前的主计时器本身不接入在两个总线上。另外，SLZ可以在一个总线上用另一个总线的单位测量基本循环的长度并且由此确定校正值。
BZ)相位均衡*SLZ还是测量两个总线上的两个时间之间的相位差并且为两个总线的每个确定更调节的阶跃或者说更改。SLZ向两个总线的当前的主计时器通知相应的要调节的阶跃。
*调节了一个阶跃的主计时器也在下一个参照报文中设定一个预定的比特，在此特别是在参照报文中的TTCAN的Next_is_Gap比特(参见ISO草案)，它从局域SLZ得到下个基本循环(basic cycle)的起始时间点。
*在成功地视情况向两个总线都发送了所述的参照报文或者说报文以后，这两个总线相互同步。
以上所述的也可以参照图5说明，其中用周期时间代替全局时间，并且使用Next_is_Gap比特。所希望的相位是0，换言之两个总线上都在相同的时间开始。但是这完全不是必须的。NTUZ，也就是周期时间的时间单位，在两个要同步的总线上不必须是相同的。
特别简单而有用的是两个连接到总线之间的(标称的)NTUZ只差一个整数的系数(特别有利的是2的幂)。
在此还是NTUZ，在两个要同步的总线上也就是周期长度，不必须是相同的。然而上述方法中，特别有利的是两个总线的(标称的)周期长度相互之间存在有理数的比例，所述的比例不采用过大的自然数，因为一般地可以用可容易效仿的固定相位形式着手。例如在总线B1上运行两个(标称的)周期，而在另一个总线B2上运行三个(标称的)周期。那么在B1上每两个周期(在B2上三个周期)出现在B1和B2之间的理论上固定的相位。
在多于两个总线时特别有利的是，这种两个总线的成对的同步时，阶跃或者校正只在这二个总线之一上进行，换言之两个总线之一起全局时间的主线作用。换言之，在第一总线上的基本循环的相应顺序保持不变，而在第一总线上嵌入一个间隙，也就是说在两个基周期之间嵌入一个空隙，所述的空隙刚好是调节所希望的相位的大小。在此情况下可以把两个以上的总线毫无问题地依次通过成对地同步的方式相互同步，而不会由一对的同步对另一个对的同步有特别复杂的影响。
举例在一个系统中有五个总线B1至B5。可同步的或者说连接到对是(B1、B2)、(B1、B)、(B2、B4)、(B3、B5))。如果B1是B2和B3的主线，B2是B5的主线而B3是B4的主线，那么成对的同步(B2和B3同步在B1上，然后B4到B2上而B5同步到B3上)导致在两轮之内在全系统上同步。
在相同的系统中也可以不用主线原理地进行同步。这样SLZ却必须确保一经同步了的总线还保持同步，也就是在一条总线上的阶跃或者改变也在所有与之同步的总线上进行。
此外还有利地(但非必须地)，一个要同步的总线的主计时器也可以直接访问相应的伙伴总线。在这种情况下SLZ可以只调准到一个总线的潜在主计时器上，这就是说SL关于要调节的阶跃的通知可以取消或者说非常地简单。
CZ)通过频移的相位均衡还是，除了在这次是点BZ)中上述的机制还有可能通过长期地改变速度，如在点AZ)那样。原理上的作法与在点A)中所述的完全相同。但是在此情况下目的不把要匹配的总线的NTUZ就地准确地适当地进行匹配，而地把这样的NTUZ延长或者缩短，从而把要匹配的时钟或者说计时器逐渐放慢或者加快，从而在较长的时间上达到相位均衡。
D)保持同步状态在如BZ)或者CZ)的相位均衡之后，有各种可能性保持同步的状态，如在同步全局时间的点D)中所述那样*一旦所观察的相位超过一定的值后就重复相位均衡。
*匹配频率，例如在点AZ)及A)中所述，或者还可以是这两种可能性的组合。
因为在点AZ)或A)的方法中频率匹配典型地比在主总线上的相应的频率改变迟一轮进行，所以这本身在参与的总线的非常准确的频率一致时可能会引起积聚差别。在此情况下，必须不时地进行小的相位均衡，或者通过适当的，特别是预定的，不准确一致的频率加以补偿。
使用程序可以如在同步全局时间那样经调试仪器显示或者用总线监视还可以分析总线上的状态。
权利要求
1.同步至少两个TTCAN总线的方法，所述的TTCAN总线具有至少一个总线用户，其中在每个TTCAN总线中测出一个全局时间，并且从所述的全局时间测出经过至少一个用户相互连接的TTCAN总线的全局时间的偏差，并且把各个全局时间的偏差向至少一个总线用户传输，其中根据全局时间的偏差对经过至少一个用户连接的TTCAN总线的全局时间进行相互匹配，从而把所述TTCAN总线相对于全局时间同步。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过匹配全局时间的相位对经至少一个用户连接的TTCAN总线的全局时间进行匹配。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过匹配全局时间的频率经至少一个用户连接的TTCAN总线的全局时间进行匹配。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，根据至少一个预定的比特值进行全局时间的相位匹配。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的至少一个预定的比特相当于TTCAN的间断比特。
6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，为了匹配全局时间的频率，在至少两个要同步的TTCAN总线中各测定一个最少的时间单位(NTU)，并且把所述的最小时间单位相互设成比例，并且把由此产生的实的比例与预定的比例相比较，其中把至少一个最小的时间单位匹配得达到预定的比例。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，预定的比例是整数，尤其是相当于数2的倍数或者2的分数。
8.同步至少两个TTCAN总线的装置，所述的TTCAN总线具有至少一个总线用户，其中含有第一装置，所述第一装置在每个TTCAN总线中测出一个全局时间，并且从所述的全局时间测出经过至少一个用户相互连接的TTCAN总线的全局时间的偏差，并且把各个全局时间的偏差向至少一个总线用户传输，其中含有第二装置，根据全局时间的偏差所述第二装置对经过至少一个用户连接的TTCAN总线的全局时间进行相互匹配，从而把所述TTCAN总线相对于全局时间同步。
9.如权利要求8所述的装置方法，其特征在于，在同步层中含有第一和第二装置，所述的同步层含在至少一个用户中。
10.由至少两个数据总线组成的总线系统，其中第一数据总线具有第一数量的用户而第二数据总线具有第二数量的用户，其特征在于，作为数据总线至少采用两个TTCAN总线，其中含有至少一个用户作为连接用户，使得所述至少两个TTCAN总线中的二个与所述至少一个连接用户同时处于连接状态，并且含有一个用户，该用户对于每个TTCAN总线都起主计时器的作用，其中对具有多于两个的TTCAN总线的总线系统进行如下地连接相应地至少二个TTCAN总线至少有一个公共的连接用户，并且在总线系统中含有同步装置，所述的同步装置在每个TTCAN总线中测出一个全局时间，并且把各个全局时间的偏差向具有主计时器功能的用户传输，其中具有主计时器功能的用户承担相应的全局时间匹配。
全文摘要
同步至少两个TTCAN总线的方法和装置以及总线系统，其中在每个TTCAN总线中测出一个全局时间，并且从所述的全局时间测出经过至少一个用户相互连接的TTCAN总线的全局时间的偏差，并且把各个全局时间的偏差向至少一个总线用户传输，其中根据全局时间的偏差对经过至少一个用户连接的TTCAN总线的全局时间进行相互匹配，从而把它们相对于全局时间同步。
文档编号H04L7/00GK1496515SQ02806613
公开日2004年5月12日 申请日期2002年3月14日 优先权日2001年3月15日
发明者T·福赫雷尔, B·米勒, F·哈尔特维奇, R·胡格尔, T 福赫雷尔, 匚 , 穸 申请人:罗伯特-博希股份公司