专利名称：在tdma总线中不同周期之上的时隙共享的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种经由通信介质在连接到通信介质的用户之间传送用户数据的方法。数据在重复性(recurrent)的周期中被传送。在每个周期中，至少一个时隙被打算供至少一个用户的用户数据使用。
本发明还涉及一种能够在计算元件上、特别是在微处理器上运行的计算机程序。
本发明此外涉及用户(subscriber)，该用户被连接到通信介质并经由通信介质向连接到通信介质的其它用户传送用户数据。数据在重复性的周期中被传送。在每个周期中，至少一个时隙被打算供至少一个用户的用户数据使用。
另外，本发明涉及一种被指定给连接到通信介质的用户的总线监控器(guardian)。用户经由通信介质传送用户数据给连接到通信介质的其它用户。数据在重复性的周期中传送。在每个周期中，至少一个时隙被打算供至少一个用户的用户数据使用。
本发明最后还涉及一种包括通信介质和连接到该通信介质的多个用户的通信系统。用户数据经由通信介质在重复性的周期中在用户之间被传送。在每个周期中，至少一个时隙被打算供至少一个用户的用户数据使用。
对于下一代时控通信系统，提出了使用所谓的总线监控器。每个总线监控器被指定给通信系统上的特定用户。总线监控器具有关于指定给它的用户何时可以传送数据以及何时不可以传送数据的信息。总线监控器用来防止通信系统上有故障的用户不断地传送数据并阻塞通信介质。此类有故障的用户也被称为混串音(babbling idiot)。总线监控器从独立的配置数据集中导出控制信号，并借助于控制信号只针对选定时隙允许用户接入通信介质，针对选定时隙，用户的通信控制器(CC)可以传送数据。这防止有故障的通信控制器和/或有故障的用户独占通信介质。
TDMA(时分多址)系统通常被用作通信介质的接入系统。在这个系统中，所谓的周期的预定义期间被划分成多个时隙，每个时隙是特定的(通常是恒定的)长度。在每个时隙中只有特定用户的一个通信控制器可以传送数据。
虽然可以借助于与其中指定给总线监控器的通信控制器可以传送数据的时隙有关的信息来配置总线监控器，但是总线监控器缺乏根据接收到的数据或根据经由通信介质的通信确定周期开始的能力。为了能够独立地导出这个结果，总线监控器将不得不理解并翻译经由通信介质的通信，可是这将使得总线监控器非常复杂，易于出错且昂贵。由于这个原因，通信控制器不得不传送触发信号(所谓的ARM信号)给总线监控器，以便指示其中通信控制器打算传送时隙的第一周期的开始。总线监控器然后能够从它们的配置中独立地推断随后周期的开始，并且能够把这个知识与来自通信控制器的连续输入的ARM信号进行比较。ARM信号指示在通信控制器内的周期的内部顺序(sequence)何时开始。如果总线监控器检测到以它自己观察(view)的周期开始和以通信控制器的观察的周期开始之间的不一致，则该总线监控器使用户的传输能力无效，有故障的用户或通信控制器从而被强迫保持沉默(silent)(所谓的故障沉默行为)，这在限制通信系统中的差错方面是有利的。
在容错通信系统中，TDMA系统被使用以便确保均匀且可靠的数据传送。因为高度精确的定时器同步算法预先假定短的再同步周期，所以在一个通信周期中只有有限数量的时隙将适合。
因此，本发明的目的是提供经由通信介质的特别有效的数据传送。
出于上述传送用户数据的方法，本发明提出通过在不同的周期中使用至少一个时隙传送不同用户的用户数据来实现这个目的。
因此根据本发明，作为当前周期的函数，提出了分配该周期的至少一个所谓的共享时隙不仅给一个单个用户，而且还分配给多个用户。这例如是指使用同一个时隙，在第一周期中通信系统上的第一用户能够经由通信介质传送用户数据，在第二周期中第二用户能够经由通信介质传送用户数据，并且在第三周期中第三用户能够经由通信介质传送数据。虽然这降低了用于用户数据传送的可达到的带宽，但在许多应用中这样一个降低的带宽将是足够的。最终结果因此是更多用户能够因此被连接到通信介质而不必增加周期时间。
为了本发明的目的，用户数据基本上包括任何类型的数据和信息。特别是，通信系统还包括使用信息来控制通信顺序的消息和信令数据。
根据本发明的一个有利的另外的实施例，用户之一根据对所有用户普遍可用的条件判断在当前周期中它是否可以在至少一个共享时隙中传送用户数据。根据这个另外的实施例，因此在通信系统中没有向单独的用户授予传送权利的较高等级的单元。代之以，通信系统上的每个用户都独自判断在当前周期中它是否可以经由共享时隙传送用户数据。这个判决由通信系统上的所有用户根据同一普遍可用的条件而做出。
根据本发明的优选实施例，周期计数器被用作普遍可用的条件，借助于该条件，代码被指定给在亚周期(metacycle)内连续周期的每一个，一个亚周期包括多个周期。周期计数器向亚周期内的每个周期指定基本上明确的代码。在两个周期之间，周期计数器按照可被所有用户检测到的方法(在通信系统的精确度内)以同样的方式并且在同一时间调整它的值。一般说来，周期计数器周期性运行，因此周期计数器的值在特定数量的周期之后定期地重复它自己。周期计数器没有重复它自己的最长时间周期被称为所谓的亚周期。在对于每个周期计数器值只有一个用户有权限经由共享时隙传送数据的条件下，周期计数器启用不同的通信控制器或用户来共享时隙。
周期计数器因此为那些在不同周期中可用于传送不同用户的用户数据的时隙定义所谓的子时隙。虽然根据本发明这些时隙因此可以被多个用户使用，但只有一个用户被指定给每个子时隙。共享时隙的至少一个子时隙被指定给每个用户，该每个用户在至少一个周期中被允许使用该公共时隙以便传送数据。对于周期计数器的每个值提供子时隙。子时隙在通信系统上的用户之间被分配。通信系统也可以包含可由不同用户使用的多个共享时隙。
通信控制器可以在一个或多个不同共享时隙中接入多个子时隙。
由于总线监控器本身没有关于周期计数器的当前值的任何信息，所以它无法监控共享时隙。对于取决于当前周期不同用户能够在其中传送用户数据的那些时隙，总线监控器因此必须总是允许指定给它的用户传送数据。这意味着尽管在仅由一个用户可用的时隙中，只有这一个用户接收来自它所分配的总线监控器用于传送数据的许可，但是在共享时隙的情况下，理论上在通信系统上共享这个时隙的使用的所有用户都可以传送数据。因此如果用户之一是有故障的，并且不断地经由通信系统传送数据，则这个有故障的用户可能会至少在共享时隙中阻塞整个通信介质(所谓的混串音)。因此在共享时隙的情况下，总线监控器无法履行它实际上打算的功能。
为了补救这一点，根据本发明的另一有利实施例，被指定给用户之一的总线监控器确定用户在当前周期的当前时隙中是否可以传送用户数据，总线监控器至少间接接入普遍可用的条件，特别是周期计数器。存在各种可能的方式使总线监控器与普遍可用的周期计数器同步。
在第一步中，通信控制器中的周期计数器必须被监控。为此目的，通信控制器和总线监控器之间的周期计数器必须同步。在初始同步之后，总线监控器可以监控通信控制器的周期计数器的周期行为。初始同步和后来的监控二者都可以直接或间接地被执行。
在第二步中，总线监控器必须监控通信控制器对通信介质的接入模式。在这里，各种级别的保护都是可能的，并且将在下面详细描述这些内容。除非另作说明，否则以下假定总线监控器具有关于哪些共享时隙中的哪些子时隙被分配给指定给总线监控器的用户的信息。
根据本发明的另外一个优选实施例，总线监控器具有与周期计数器同步的计数器。总线监控器计数器构成用很少的附加成本就能够实现的总线监控器的内部结构。这个计数器与普遍可用的周期计数器的同步可以直接或间接地被执行。
有利地，通过使用同步信号来使总线监控器计数器与周期计数器同步，可以完成直接同步。已经存在于总线监控器中的信号可以被用作同步信号。这样一个信号的示例是通信控制器的ARM信号。除了ARM信号的常见同步机制之外，还定义了确保总线监控器和通信控制器对周期计数器具有相同观察的同步信号。通过启用总线监控器来检测周期计数器的当前值，总线监控器还可以监控不同周期中的共享时隙。总线监控器只是对于周期计数器的特定预定值允许指定给它的用户接入共享时隙上的通信介质。
在预置时间(所谓的同步时间)，有利地，已存在于总线监控器中的信号采用可预定值，并且当信号采用可预定值时总线监控器计数器被同步到周期计数器。为了同步的目的，使用未修改的ARM信号是可行的当周期计数器采用可预定值时执行初始同步。在这个同步时刻，ARM触发器允许总线监控器同步到传送系统和周期计数器。由于随着需要会出现大量的不同周期计数器值，所以在最坏情况下为了估计完整的亚周期，直至信号采用可预定值，这个相对简单的实施例在能够执行初始同步之前会导致长的初始延迟。由于这个原因，这个实施例只适于安全相关性较小的应用，因为安全相关的应用通常需要能够快速起动，例如紧跟由故障触发的复位之后。
有利地，已经存在于总线监控器中的信号第一次采用可预定值时总线监控器计数器被同步到周期计数器。
使总线监控器直接同步到通信介质中普遍可用的条件的另一可能方法是使用最初未存在于总线监控器中的独立信号作为同步信号。最初未存在于总线监控器中的独立信号可以是这样一个信号它同样已经存在但是采用全新的信号值和信号模式。特别是，当已经存在于总线监控器中的信号对应于特定信号模式时，总线监控器计数器被同步到周期计数器。通过使用同样早已存在但是采用迄今未遇到的例外信号值或信号模式的信号，可以实现这个实施例。此类例外信号值或信号模式的示例包括延长的信号脉冲、多信号脉冲(尤其是双脉冲)或者任何其它类型的信号模式。
可是，最初未存在于总线监控器中的独立的信号也可以是全新的信号，该信号经由总线监控器的附加的或者迄今未使用的引脚而被应用到总线监控器上。这用来防止已经出现于总线监控器中的信号(诸如ARM信号)的误解或误译。
同步信号把总线监控器同步到普遍可用的条件，以便在同步信号出现时，总线监控器还可以监控指定给它的通信控制器在共享时隙中的传送模式。同步之后，总线监控器将只是对于周期计数器的可预定值允许被指定的用户经由共享时隙的传送模式。总线监控器还可以监控周期计数器，因为每当周期计数器采用预置值时，通信控制器必须给出最初未存在的独立的信号(例如特定ARM信号)。如果最初未存在的独立的信号(例如特定ARM信号)被预期但是没有来临，则虽然内部计数器指向相应的周期计数器值，但是会推断出通信控制器的故障。用这种方式，无须总线监控器检测此事件，总线监控器和通信控制器也不会失去同步。如果同步丢失，则总线监控器将不允许通信控制器的进一步数据传送，并且将此设置为所谓的故障沉默状态。用这种方式，有可能防止有故障的用户在整个通信系统上可能具有的危险影响。
对于总线监控器与普遍可用的条件的间接同步，总线监控器计数器被同步，因为总线监控器观察指定给它的用户的传送模式并相应地同步该计数器。根据本实施例，特别是从在数据通信开始时观察到的接入中，总线监控器获悉用户对通信装置的接入顺序。从一开始，总线监控器打开在不同周期中可由多个用户使用的共享时隙。通信控制器等候它可以接入共享时隙的子时隙的最小周期计数器值。通信控制器在此子时隙期间执行它的第一次数据传送。
通信控制器经由共享时隙对通信介质的初始接入被总线监控器检测到，并且与通信控制器可以传送数据的最小周期计数器值相关联。现在总线监控器和通信控制器二者都对周期计数器具有相同的观察。自此以后，只是在共享时隙的预定子时隙中(也就是说在预定周期中)，总线监控器将允许通信控制器经由通信介质的数据传送。如果用户使用多个共享时隙，则初始数据传送触发在这些共享时隙中的任何一个中的同步。
总线监控器能够检测到在共享时隙中用户对通信介质的不能允许的接入。如果用户的通信控制器需要在指定给它的子时隙中传送数据，则总线监控器还可以监控通信控制器的周期计数器。否则，无须总线监控器检测此事件，静态通信控制器(不传送任何数据的控制器)可能漂移出同步。
如果没有关于用户对通信介质的接入顺序的本地信息可用，则总线监控器在共享时隙期间使用通信控制器对通信介质的初始接入以便利用可预定值初始化它的本地计数器。这个值不需必须等于通信控制器中的周期计数器的值；但是总线监控器计数器和通信控制器的周期计数器二者按照相同的周期方式运行。
根据本发明的另一有利的进一步实施例，关于指定给总线监控器的用户可以使用哪一时隙和哪一周期来传送用户数据的信息作为数据传送的预备被归档在总线监控器中。因此在这种情况下，对于每个共享时隙，利用周期计数器的值预先配置总线监控器，在每个共享时隙中，指定给总线监控器或者其通信控制器的用户可以经由通信介质传送数据。一旦通信系统或者用户已经启动，则此信息还可以被用户的主机控制器传送给总线监控器。当对共享时隙的接入顺序由较高级别的协议动态地分配时这是尤其有利的，因为此分配只在启动通信系统之后是可能的。
根据本发明的另外一个优选实施例，总线监控器通过观察指定给它的用户的传送模式来获得关于用户可以使用哪一时隙和哪一周期来传送用户数据的信息，并且该信息被归档在总线监控器中。特别是，信息由总线监控器在某些边界条件之下获得。这些边界条件的示例包括在一个亚周期期间用户对共享时隙的最大可容许接入数量。因此如果用户的通信控制器从一开始就是有故障的，并且不断地设法经由共享时隙接入通信介质，则只要通信控制器试图比在一个周期内可容许的次数更频繁地经由共享时隙接入通信介质，那这样一个故障就将被总线监控器检测到。用这种方式可能从一开始就确保通信系统中的某一最小带宽。
出于安全的原因，在运行时间期间修正用于配置总线监控器的信息可能是个问题。在这种情况下，可以降低监控安全性的程度，被用来配置总线监控器的信息只由针对每个共享时隙指定给总线监控器的通信控制器的子时隙数目组成。当指定给总线监控器的用户因此已经接入通信介质的次数等于归档在总线监控器中的子时隙数时，总线监控器阻止该用户在此周期中的任何进一步的接入。
根据可允许的复杂性或者防护的需要，两个进一步的可能性是可行的，使用关于通信控制器对通信介质的接入的所有顺序信息，它们不需要用户的主机控制器对总线监控器的任何配置。
一个可能性涉及带宽的防护。首先，总线监控器可以检测其中被指定的通信控制器在现有的共享时隙中可以传送数据的子时隙的数目。
对于直接同步，总线监控器首先阻塞在全部共享时隙中通信控制器对通信介质的接入。从第一个同步事件中，总线监控器允许通信控制器接入所有共享时隙的共享时隙。对于间接同步，从一开始就允许对通信介质的接入。
对于每个共享时隙，总线监控器具有它自己的计数器。在此共享时隙中通信控制器对通信介质的每次接入增加计数器。计数器一达到可预定最大值，总线监控器就阻止经由来自继续进行的随后周期的共享时隙对通信介质的接入。可预定的最大值等于此共享时隙的指定子时隙数目。
本地总线监控器计数器被周期计数器同步信号复位，或者根据总线监控器的内在理解，在周期计数器已经完成运行经过所有可能值的完整周期时被复位。
用这种方式，可能防止通信控制器占用大于指定给它的特定共享时隙的带宽。可是，这不用来防止通信控制器在其中通信控制器实际上不应该传送的子时隙期间传送数据。尽管如此，可能被有故障的通信控制器不利影响的通信介质上的通信容量与没有监控的相比能够被显著降低。而且，这个选择相对易于实现并且适于动态时隙分配，因为在总线监控器中不需要在启动通信系统之前已经不可用的配置数据。
使用关于对通信介质接入的所有顺序信息，不需要主机控制器对总线监控器的任何配置的另外一个可能性是自配置总线监控器。
总线监控器检测其中被指定给它的通信控制器对于每一个现有的共享时隙可以传送数据的子时隙数目。
对于直接同步，总线监控器首先阻塞在全部共享时隙中通信控制器对通信介质的接入。从第一个同步起，总线监控器允许通信控制器在所有共享时隙中接入通信介质。对于间接同步，对通信介质的接入从一开始就是可能的。
在第一亚周期期间，总线监控器很近地观察指定给它的通信控制器的接入行为。总线监控器在它的内部配置寄存器中存储通信控制器的接入模式。第一亚周期或者通过第一直接同步事件启动，或者在间接同步的情况下通过共享时隙的子时隙中的通信控制器的第一传送事件启动。当周期计数器已经运行经过它理论上能够采用的所有值时终止第一亚周期。
在第一亚周期之后，总线监控器在除了其中通信控制器在第一亚周期期间已经传送数据的共享时隙的那些子时隙之外的所有共享时隙期间阻止对通信介质的接入。
即使在第一亚周期期间，总线监控器也能够提供与上述第一可能方法中相同的保护，其中对通信介质的接入被限制为特定的子时隙。最初无故障的通信控制器不会破坏共享时隙中的通信，因为总线监控器的配置不会被修改。有故障的通信控制器只是不会干扰任何时隙，但是只是干扰每一周期中的同一时隙。智能应用级能够检测到这样的行为并转移所破坏的信息。
本发明能够以硬件形式被实现。可是，以计算机程序形式实施根据本发明的方法特别有效。在这种情况下，计算机程序能够在计算元件上(特别是在微处理器上)运行，并且被编程来执行根据本发明的方法。因此在这里，本发明由计算机程序实施，以便这个计算机程序以与它被编程执行的方法同样的方式表示本发明。优选地，计算机程序被存储在存储器存储元件中。特别是，诸如随机存取存储器、只读存储器或闪存之类的电存储介质可以被用作存储介质。
出于前述类型的用户，本发明的目的被进一步实现，因为不同周期中的至少一个时隙被打算供不同用户的用户数据的传送使用，并且可预定的周期中的用户在共享时隙中传送用户数据。
出于前述类型的总线监控器，本发明的目的被进一步实现，因为提供至少一个时隙，经由该时隙，不同用户的用户数据能够在不同周期中被传送，总线监控器检查用户在当前周期的当前时隙中是否可以传送用户数据。
最后，出于前述类型的通信系统，本发明的目的被进一步实现，因为至少一个时隙被打算供在不同周期中不同用户的用户数据的传送所使用。
参考如附图所示的实施例的示例将进一步描述本发明，可是，本发明不限制于附图，并且其中
图1示出根据本发明的通信系统的优选实施例；图2示出了用于图1中的通信系统的根据本发明的用户的优选实施例；图3示出一个具有多个时隙的周期，这多个时隙被用于经由根据图1的通信系统的通信介质的数据传送；图4示出一个具有根据图3的多个周期的亚周期；和图5示出如图2中根据本发明的用户的通信控制器和总线监控器的优选实施例。
在图1中，根据本发明的通信系统整体由参考数字1表示。通信系统1包括通信介质2，该通信介质2采用数据总线的形式。通信系统例如采用数据总线的形式。除了图1中所示的通信介质2的总线结构之外，这还可以有星形结构或任何其它结构。连接到通信介质2的是用户3(其也被称为节点)，该用户3由A、B、C...E表示。通信系统1例如是FlexRay通信系统。
图2详细地示出了用户3的结构。每个用户3包括主机控制器4、通信控制器5、总线监控器6和总线驱动器7。主机4利用所有相关的配置数据来配置通信控制器5和总线监控器6。特别是，二者都用顺序信息来配置。顺序信息包含用户3当经由通信介质2时可以传送数据的细节。
图中表示的逻辑部件自然能够彼此自由结合。因此，合并的总线驱动器(BD)/总线监控器(BG)设备例如是可行的。
在FlexRay通信系统1中，数据在重复性的周期中被传送(参考图3)。每个周期8包括针对用户3的用户数据的六个时隙9、10。虽然第一、第二、第四、第五和第六时隙9被指定给单个用户3，可是第三时隙10在不同周期8中被打算供不同用户3(A，C，F)的用户数据的传送所使用。
图4示出用于数据传送的所谓的亚周期11，该亚周期11在这个示例中包括三个周期8。可以清楚地看出用户A在第一周期8期间在第三时隙10中传送用户数据。在第二周期8期间用户C在第三时隙10中传送用户数据，以及在第三周期8期间用户F在第三时隙10中传送用户数据。
利用其来配置通信控制器5和总线监控器6的顺序信息包括通信周期8的长度、静态分段(例如基于TDMA(时分多址)的分段)的长度、动态分段(在有限时间内时隙的传送无法被确保的分段)的长度以及各种其它协议专用的分段。
每个用户3在静态分段中可能没有用户3可在其内传送数据的时隙、或者一个或多个时隙。主机4检测这个信息并根据这个信息配置通信控制器5和总线监控器6。
除了这个已经定义的流程图之外，静态分段中的一些时隙象时隙10配置那样被配置，经由这些时隙，不同用户3的用户数据能够在不同的周期中被传送(所谓的共享时隙)。在图3中的实施例示例中，时隙10将是可由多个用户A、C、F使用的这样一个时隙。没有试图在可由多个用户3使用的这样一个共享时隙10中传送任何数据的用户3不必知道可由多个用户3使用的这些共享时隙10具有特定的状态。本发明的主题与FlexRay通信系统向下兼容，该FlexRay通信系统不支持可由多个用户3使用的任何共享时隙10。
在FlexRay通信系统中，所谓的周期计数器被提供，该周期计数器向不同的连续周期8指定代码。周期计数器表示遍及通信系统1的普遍可用的条件，据此有可能判断用户3在当前周期8中是否可以在可由多个用户3使用的共享时隙10中传送用户数据。周期计数器可以采用0和63之间的数值。因此高达64个不同用户3能够使用可由多个用户3使用的共享时隙10。如果更多用户3希望使用可由多个用户3使用的共享时隙10，则将必须增加周期计数器的可容许范围。可由多个用户3使用的共享时隙10可以被用于网络、控制或状态信息的交换。在这种情况下，周期计数器的特定值将被指定给每个用户3。用这种方式，有可能确保每个用户3能够发信号通知它在特定时段内的状态，只需要一小部分带宽用于发信号通知。根据本发明的方法尤其是在无法接受向每个用户3分配它自己的静态时隙9(因为这导致周期8的大的长度)的特定应用中提供一些优点。
利用关于周期8的信息预先配置用户3的每个主机4，在该周期8中，通信控制器5可以传送在可由多个用户3使用的共享时隙10内的时隙。在配置阶段期间，主机4把配置数据中继给通信控制器5和总线监控器6，配置阶段在通信系统1的启动之前。
FlexRay通信系统的通信控制器以本领域已知的方式启动。它们建立通用时基并初始化它们的顺序。通信控制器5一与另一用户3同步，它就借助于所谓的ARM信号向总线监控器6发信号通知其中通信控制器5试图传送时隙的第一周期8的开始。可由多个用户3使用的共享时隙10还不能被使用，因为总线监控器6不知道通信系统1位于哪一周期8中。由于这个原因，总线监控器6一开始拒绝通信控制器5经由共享时隙10接入通信介质2。
发出冷启动的那个用户3把它的周期计数器初始化为0，但是然后启动的所有用户3(所谓的集成用户或集成节点)可以在每个可自由选择的周期(所谓的任意周期)开始时被结合到通信系统1中。周期计数器一达到它的最大值并被复位为0，通信控制器5就发送特定的ARM信号给总线监控器6，在此示例中特定的ARM信号为扩展的信号脉冲。自此以后，总线监控器6确定在每64个周期8之后该扩展的ARM信号是否存在。对于已经被主机4配置的那些周期8，总线监控器6也允许在可由多个用户3使用的共享时隙10中传送数据。
下面将描述本发明实施例的另外一个示例。它基于如图1所示的FlexRay通信系统1。除了已经定义的流程图之外，在实施例的这个示例中，可由多个用户3使用的共享时隙10的子时隙在启动之后被动态地指定给用户3。在一个应用级上，每个用户3被指定每个可由多个用户3使用的共享时隙10的所需数量的子时隙。在这种情况下，每个可由多个用户3使用的共享时隙10的子时隙数目是预先已知的，并且也被主机控制器4已知，该主机控制器4把这个信息中继给总线监控器6。
通信系统1十分正常地启动。在启动之后，主机4可以交换信息，并且应用级的机制可以分发关于用户3可以在可由多个用户3使用的哪一共享时隙10的哪一子时隙期间传送的信息。
总线监控器6监控通信控制器5的TXEN(传送使能)信号，借助于该TXEN信号，总线驱动器7的通信控制器5请求接入通信介质2。对于流程图中每个可由多个用户3使用的共享时隙10，总线监控器6具有特别的计数器，利用该计数器，它计数指定给总线监控器6的通信控制器5在此期间已经接入通信介质2的子时隙的数目。当达到预定的最大值时，总线监控器6阻止进一步的接入，直到周期计数器获得预先配置的值为止，这个值在FlexRay通信系统1的情况下为零。计数器然后被复位，并且在可由多个用户3使用的共享时隙10期间对通信介质2的接入被再次允许，直到计数器再次到达其最大值为止。
本发明因此如迄今为止那样不仅仅指定至少一个时隙给单个用户3，而且创建了允许不同用户3(A，C，F)在不同周期8中经由这个时隙10传送数据的功能。另外，本发明提供使用特别的总线监控器6来监控用户3(A，C，F)的功能，用户3接入这样一个可由多个用户3使用的共享时隙10并经由此传送数据，例如以便防止单个有故障的用户3独占地占用通信介质2的整个带宽(所谓的混串音)。这可以被实现，因为用户3的总线监控器6可接入普遍可用的条件，在这个示例中可接入周期计数器，该周期计数器用来定义在当前周期8中用户3中的哪个可以在可由多个用户3使用的共享时隙10中传送数据。总线监控器6的本地计数器与周期计数器同步，以便能够根据本地计数器监控用户3在当前周期8中传送数据的权利。
用于使总线监控器6的本地计数器与普遍可用的周期计数器同步的各种可能性被提出。一种可行的选择是直接同步，其中，借助于同步信号主动同步计数器。另外一个可能性是间接同步，其中，总线监控器6首先观察指定给它的用户的传送模式，相应地计数器被同步。
诸如ARM信号之类的早已存在于用户3中并且被用于总线监控器6中的信号可以被用作同步信号。当在启动通信系统1之后这个信号首先采用可预定值时，同步可以进行。当这个信号具有可预定的信号模式时，同步同样也可以进行。可替代地，可以提供独立的信令信号，该信令信号被应用到总线监控器6上的独立的或者至今未使用的引脚上。
为了执行根据本发明的方法，与其中用户3可以经由通信介质2传送数据的周期8有关的信息至少被归档在用户3的通信控制器5中。只有当通用周期计数器已经采用了与用户3在可由多个用户3使用的共享时隙10中有传送权利的周期对应的数值时，要被传送的数据才被传送。为此目的，通信控制器5必须检查周期计数器的当前值，并把它与配置数据进行比较。如果比较导致匹配，则通信控制器5发送数据传送指令给总线驱动器7。
如果通信控制器5被总线监控器6保护，则这个总线监控器6必须与周期计数器同步，并且必须输入周期计数器的当前值，把它与配置数据进行比较，并且倘若匹配则必须授予总线驱动器7传送数据的权限。
为此目的，计算元件，特别是微处理器被提供在通信控制器5中和/或被提供在总线监控器6中，在该元件上运行计算机程序，该计算机程序被编程来执行根据本发明的方法。图5以示意的形式示出通信控制器5和总线监控器6。它们具有电存储器存储元件10，特别是，该电存储器存储元件10采用闪存形式。被编程来执行根据本发明的方法的计算机程序被存储在存储器存储元件10上。通过把计算机程序或者部分或者整体地转移给其中运行它的计算元件11上来执行该计算机程序。计算机程序经由数据传送连接12从存储器存储元件10被传送给计算元件11。数据传送连接12例如采用总线系统的形式。在计算元件11上的计算机程序运行期间获得的计算结果还可以经由数据传送连接12在相反的方向上被传送给其中存储它们的存储器存储元件10。
本发明显然还可以以硬件的形式实现。这有如下优点即总线监控器6不需要其上执行计算机程序的独立的计算元件11(处理器)。代之以，总线监控器6可以借助于极少的附加硬件部件而被扩展，以便该总线监控器6可以执行根据本发明的方法。
权利要求
1.一种经由通信介质(2)在被连接到通信介质(2)的用户(3)之间传送用户数据的方法，其中数据在重复性的周期(8)中被传送，并且在每个周期(8)中，至少一个时隙(9，10)被打算供至少一个用户(3)的用户数据所使用，其特征在于至少一个时隙(10)在不同的周期(8)中被用于传送不同用户(3)的用户数据。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于用户(3)之一根据所有用户(3)都普遍可用的条件判断在当前周期(8)中该用户(3)是否可以在可由多个用户(3)使用的至少一个共享时隙(10)中传送用户数据。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于连续地编号在亚周期(11)内的连续周期(8)的周期计数器被用作普遍可用的条件，其中亚周期(11)包括多个周期(8)。
4.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于指定给用户(3)之一的总线监控器(6)确定用户(3)在当前周期(8)的当前时隙(9，10)中是否可以传送用户数据，其中总线监控器(6)可以至少间接接入普遍可用的条件。
5.如权利要求3和4所述的方法，其特征在于总线监控器(6)具有一个计数器，此计数器与周期计数器同步。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于总线监控器(6)的计数器借助于同步信号与周期计数器同步。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于已经存在于总线监控器(6)中的信号被用作同步信号。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于已经存在于总线监控器(6)中的信号在可预定的同步时间采用可预定的值，并且当该信号采用该可预定的值时总线监控器(6)的计数器被同步到周期计数器。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于已经存在于总线监控器(6)中的信号在可预定的同步时间第一次采用可预定的值。
10.如权利要求6所述的方法，其特征在于最初没有存在于总线监控器(6)中的独立的信号被用作同步信号。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于最初没有存在于总线监控器(6)中的信号是存在于总线监控器(6)中的现有信号，该信号具有最初未存在的可预定的值或者特定的信号模式。
12.如权利要求5所述的方法，其特征在于总线监控器(6)的计数器被同步，因为总线监控器(6)观察指定给其的用户(3)的传送模式并相应地同步计数器。
13.如权利要求4到12中的任何一项所述的方法，其特征在于关于指定给总线监控器(6)的用户(3)可以使用哪一时隙(9，10)和哪一周期(8)来传送用户数据的信息作为数据传送的预备被归档在总线监控器(6)中。
14.如权利要求4到12中的任何一项所述的方法，其特征在于通过观察指定给其的用户(3)的传送模式，总线监控器(6)获得有关用户(3)可以使用哪一时隙(9，10)和哪一周期(8)来传送用户数据的信息，并且该信息被归档在总线监控器(6)中。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于总线监控器(6)对信息的获取在某些边界条件下进行。
16.一种能够在计算元件(11)上、特别是在微处理器上运行的计算机程序，其特征在于计算机程序被编程来执行如权利要求1到15中的任何一项所述的方法。
17.如权利要求16所述的计算机程序，其特征在于计算机程序被存储在存储器存储元件(10)上，特别是被存储在随机存取存储器、只读存储器或闪存上。
18.一种可以被连接到通信介质(2)上用于经由通信介质(2)向可以被连接到通信介质(2)上的另外的用户(3)传送用户数据的用户(3)，其中数据在重复性的周期(8)中被传送，并且每个周期(8)中的至少一个时隙(9，10)被打算供至少一个用户(3)的用户数据所使用，其特征在于至少一个时隙(10)在不同的周期(8)中被打算供不同用户(3)的用户数据传送所使用，并且在可预定的周期(8)中，用户(3)在可由多个用户(3)使用的共享时隙(10)中传送用户数据。
19.一种被指定给可连接到通信介质(2)的用户(3)的总线监控器(6)，其中用户(3)被设计用于经由通信介质(2)向被连接到通信介质(2)的另外用户(3)传送用户数据，并且其中数据在重复性的周期(8)中被传送，并且在每个周期(8)中的至少一个时隙(9，10)被打算供至少一个用户(3)的用户数据所使用，其特征在于至少一个时隙(9，10)被提供，经由该时隙，不同用户(3)的用户数据能够在不同的周期(8)中被传送，其中总线监控器(6)确定用户(3)在当前周期(8)的当前时隙(10)中是否可以传送用户数据。
20.如权利要求19所述的总线监控器(6)，其特征在于总线监控器(6)具有执行如权利要求2到15中的任何一项所述的方法的装置。
21.一种包括通信介质(2)和被连接到其的多个用户(3)的通信系统(1)，其中用户数据在重复性的周期(8)中经由通信介质(2)在用户(3)之间被传送，并且每个周期(8)中的至少一个时隙(9，10)被打算供至少一个用户(3)的用户数据所使用，其特征在于至少一个时隙(10)被打算供在不同的周期(8)中不同用户(3)的用户数据传送所使用。
22.如权利要求21所述的通信系统(1)，其特征在于确定用户(3)在当前周期(8)的当前时隙(9，10)中是否可以传送用户数据的总线监控器(6)被指定给通信系统(1)的至少一个用户(3)。
23.如权利要求22所述的通信系统(1)，其特征在于总线监控器(6)具有执行如权利要求2到15中的任何一项所述的方法的装置。
全文摘要
本发明涉及一种经由通信介质(2)在连接到通信介质(2)的用户(3)之间传送用户数据的方法，其中数据在重复性的周期(8)中被传送，并且在每个周期(8)中的至少一个时隙(9，10)被打算供至少一个用户(3)的用户数据所使用。为了允许经由通信介质(2)的尤其有效的数据传送，至少一个时隙(10)被用来在不同的周期(8)中传送不同用户(3)(A，C，F)的用户数据。另外，一个用户(3)的总线监控器(6)确定用户(3)在当前周期(8)的当前时隙(9，10)中是否可以传送用户数据，该总线监控器(6)可以至少间接接入在遍及整个通信系统(1)可用的通用条件。特别是，总线监控器(6)的内部计数器被同步到通用的周期计数器。
文档编号H04L12/40GK1784325SQ200480012041
公开日2006年6月7日 申请日期2004年4月26日 优先权日2003年5月6日
发明者J·昂格曼恩, P·富尔曼恩, M·辛克 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司