专利名称：用于lin网络的主节点的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于LIN网络的主节点。字母LIN表示本地互联网络。这是一种低成本的系统，其越来越多地用在车辆中。LIN网络一般由一个所谓的主节点和若干所谓的从节点组成。主节点在通信期间执掌对LIN网络的控制。
在现有技术已知的解决方案中，标准UART控制器用于执行LIN协议，而LIN协议约定了主节点和从节点在数据传输期间的工作。字母UART表示通用异步接收机发射机。这是非常简单的协议，其仅约定每个数据块由8个数据位组成，这8个数据位的前面为起始位，后面为终止位。由于LIN协议消息的大多数数据块符合此结构，所以显然针对主节点使用标准UART控制器。然而，存在问题，即所有那些超出UART协议范围的LIN协议的元素，必须借助于另外的软件来执行。这包括例如所谓的同步中断字段，其属于LIN协议消息的每个报头。还不能借助于这种标准UART控制器进行发送数据与从数据总线接收的数据的比较，并且在现有技术已知的解决方案中，必须借助于另外的软件解决方案来执行。另外在节点中要执行的校验和的计算与检查，同样如此。
总之，在现有技术已知的解决方案中，存在以下问题，即执行LIN协议的功能，除了标准UART协议以外，还需要相对高的编程复杂度，因为不得不为这些功能的每一个生成专用软件。
本发明的目的在于提供一种用于LIN网络的主节点，其不需要软件的解决方案，并且整个LIN协议在主节点中以尽可能简单的方式来执行。
根据本发明，此目的通过专利权利要求1的特征来实现一种用于LIN网络(本地互联网络)的主节点，其中，在主节点中提供硬件电路，而提供硬件电路用来执行LIN协议，并在数据发送或者数据接收期间接管主节点的工作，无需另外的处理器或软件支持。
在根据本发明的主节点中，采用硬件电路处理并执行整个LIN协议。这包括符合标准UART协议的LIN协议的那些元素和那些超出此结构范围的LIN协议部分，其中，在符合标准UART协议的LIN协议的那些元素中，数据块由8个数据位、起始位和终止位组成。具体包括LIN协议报头的同步中断字段，而且还包括诸如数据比较以及校验和的生成与比较之类的附加功能。这种主节点因而可以以简单的方式实现，并不需要为了适应LIN协议进行任何额外的编程，而在现有技术已知的解决方案中，这是必需的，用来将UART协议扩展为LIN协议。
根据本发明的另一改进如权利要求2所述，在主节点中提供消息存储器，希望传输数据的应用可以在消息存储器中存储数据。在主节点中提供的、用于执行LIN协议的硬件电路，根据LIN协议自动恢复这些数据并将它们发送到LIN网络。这些硬件电路自动将存在于经由LIN网络接收的数据中的数据存储在这些数据存储器中，从而用户可从数据存储器中恢复它们。对于这些处理过程，用户不需要提供任何另外的处理器能力或软件解决方案用来执行LIN协议，而这在现有技术已知的解决方案中是必需的。
上述硬件电路在执行LIN协议期间，确定根据本发明的主节点中的主要工作，其具体包括控制单元，该控制单元组成即将经由LIN网络发送的消息，处理经由该网络接收的消息，评估它们并将用户消息部分存储在消息存储器中。因此，对LIN主节点处理过程的全部控制，基本上借助于该控制单元来执行。
根据本发明的另一改进如权利要求4和5所述，提供校验和发生器以及用于校验和比较的硬件电路。这些电路被设计成生成基于即将发送的数据或接收到的数据的校验和，并比较接收数据的校验和与所提供的校验和的值。在即将发送数据的情况下，生成的校验和自动附着到要发送的消息上。在此情况下，也不需要任何的软件控制。
此外有利地，用于执行LIN协议的硬件电路具有如权利要求6所述提供的比较电路，其比较从根据本发明的主节点向LIN网络发送的数据与经由LIN网络反射回来的数据。因此，可以直接比较向LIN网络实际发送的那些数据与由主节点生成的数据。该硬件电路也不需要任何软件控制。
根据本发明的另一改进如权利要求7所述，有利地提供的控制单元控制其余的硬件电路，即具体是校验和发生器、校验和比较电路以及比较电路。因此，对LIN主节点的全部处理过程的控制，可以经由硬件控制来实现。
参照附图所示的实施例的示例来进一步描述本发明，然而，本发明并不受该实施例的示例的限制。
图1示出了用于LIN网络的根据本发明的主节点，以及在网络和主节点之间连接的收发器。
图2示出了图1所示的主节点消息的时间图，所述消息例如经由LIN网络来传输。
图1所示的框图示出了根据本发明的主节点1，其具有被设计成执行LIN协议的多个硬件电路2、3、4和5。这些电路自动工作，执行此协议，并不需要任何外部或内部的软件控制。
在主节点1中，还提供有数据存储器6，其可以经由接口7与用户(未在图中示出)交换数据。因而，这些数据要么是即将经由LIN网络发送的数据，要么是经由LIN网络接收的数据，其可由用户(未在图中示出)经由接口7提供，并被存储在数据存储器6中，或者可由所述用户经由接口7从数据存储器6中读取。
如图1进一步所示，主节点1经由所谓的收发器耦合到LIN网络(未在图中另外示出)的单线9。收发器在此情况下用作一种到LIN网络的物理桥。在LIN网络中，所谓的主节点执掌控制，即启动消息的发送。消息可由主节点自己发送也可由从节点发送。
在任何情况下，LIN协议提供每个消息由所谓的报头、同步字段以及标识符字段组成，其中，所谓的报头又由同步中断字段组成。此所谓的报头跟随有响应，其可以由主节点发送也可由从节点发送，并且包含实际数据字段。然后，该响应包含校验和字段。根据LIN协议的此消息结构将在下面更详细地讨论。
图1所示的主节点1装备有用于执行该LIN协议的上述硬件电路2、3、4和5，这些无例外地都是硬件电路并且不需要另外的软件控制。
在图1所示的实施例的示例中，这些硬件电路具有控制单元，其具体组成将要发送的数据，并与其余的硬件电路协同工作。反过来，该控制单元还负责接收消息并评估消息。
控制单元2具体控制校验和发生器4，其生成即将发送的消息以及接收到的消息的校验和。
此外，还提供校验和比较器3，其在接收到消息的情形下，比较由校验和发生器4产生的校验和与已经接收的校验和。
借助于另外提供的比较电路5，比较即将发送的每个消息与在单线线路(single-wireline)9上实际出现的数据。由于即将发送的每个消息的数据经由收发器8反射回控制单元2和比较电路5，所以这是可能的。即，主节点1已经向LIN网络的单线9发送的数据，又由收发器8以它们在LIN网络上实际出现的形式提供回来。比较电路5比较这些发送的数据与接收的数据，并向控制单元2发送对应该比较结果的信号。如果它们不同，则根据LIN协议，由控制单元2终止即将发送的该消息。
如果数据即将借助于主节点1发送，则控制单元2从数据存储器6中恢复用户(未在图中示出)经由接口7提供的数据。生成校验和。控制单元2组成完整的消息，并经收发器8向LIN网络或其单线9发送具有根据LIN协议生成的校验和的消息。然后借助于比较电路5，进行上述的发送和接收数据的比较。
在从节点(未在图中示出)发送数据的情况下，所述数据由控制单元2经收发器8接收。生成基于接收到的数据的校验和，并借助于校验和比较电路3执行生成的校验和与发送的校验和的值的比较。只有当两个值匹配时才接收消息。消息的数据由控制单元2存储在数据存储器6中，用户(未在图中示出)可以从数据存储器6中经由接口7恢复消息的数据。
进行这些处理过程不用另外的软件控制，而且也不需要任何用户或任何其它软件控制的另外支持。
最后，将参照图2说明如根据LIN协议所示的消息MF的结构。
消息MF必须始终具有报头HF，报头HF在开头并具有同步中断字段。这个同步中断字段由一个起始位、9个或多个“零”数据位和一个终止位组成。在同步中断字段后面是所谓的同步字段，同步字段具有8个数据位，并且也具有一个起始位和一个终止位。相同的结构具有标识符字段，其在同步字段之后。
甚至在此报头情况下出现问题，由于同步中断字段具有多于1+8+1个位，从而同步中断字节不能再借助于标准UART控制器来处理，这是因为标准UART控制器在每个数据块中仅被设计用于1+8+1。为了避免现有技术已知的解决方案，其中，为超出UART协议范围的这些功能提供另外的编程，图1所示根据本发明的主节点具有硬件电路2-5，其不用任何这种软件控制就进行管理。
图2所示的响应块RF在消息MF中报头HF之后，还包含一些数据字段，其在每种情况下都具有8个数据位，这8个数据位在每种情况下其前面都有一个起始位，并且在每种情况下其后面都有一个终止位。数据字段的数量可变化。在消息之后，发送从所有数据字段的数据中产生的校验和。
校验和的产生及其发送，以及在接收到数据的情况下的校验和的产生与校验和的比较，同样是不能由标准UART控制器执行的功能。在根据本发明的主节点中，这些功能同样借助于硬件电路2-5来执行。
权利要求
1.一种用于LIN网络(本地互联网络)(9)的主节点(1)，其中在主节点(1)中提供硬件电路(2，3，4，5)，而提供所述硬件电路用来执行LIN协议，并在数据发送或数据接收期间接管主节点的工作，而不用另外的处理器或软件支持。
2.如权利要求1所述的主节点，其特征在于，提供消息存储器(6)，分配给主节点(1)的用户在消息存储器(6)中存储即将发送的数据，因此主节点(1)借助于硬件电路(2，3，4，5)控制数据向LI N网络(9)的发送，或者，用户从消息存储器(6)读取借助于硬件电路(2，3，4，5)经由LI N网络接收和提供的数据。
3.如权利要求1所述的主节点，其特征在于，所述用于执行LI N协议的硬件电路(2，3，4，5)具有控制单元(2)，其组成即将经由LIN网络(9)发送的消息，处理经由LIN网络(9)接收的消息，并将其中的内容存储在消息存储器(6)中。
4.如权利要求1所述的主节点，其特征在于，所述用于执行LI N协议的硬件电路(2，3，4，5)具有校验和发生器(4)，其产生即将发送的数据或接收到的数据的校验和。
5.如权利要求4所述的主节点，其特征在于，所述用于执行LIN协议的硬件电路(2，3，4，5)具有校验和比较电路(3)，其比较接收到的接收数据的校验和与校验和发生器(4)产生的校验和。
6.如权利要求1所述的主节点，其特征在于，所述用于执行LIN协议的硬件电路(2，3，4，5)具有比较电路(5)，其比较由主节点(1)发送的数据与相同消息的接收数据。
7.如权利要求1和3-6所述的主节点，其特征在于，所述控制单元(2)控制校验和发生器(4)、校验和比较电路(3)以及比较电路(5)。
8.如权利要求1所述的主节点，其特征在于，所述主节点(1)经由收发器(8)耦合到LIN网络的线缆(9)。
全文摘要
在主节点(1)用于LIN网络(本地互联网络)(9)的情况下，在主节点(1)中提供硬件电路(2，3，4，5)，提供所述硬件电路用来执行LIN协议，并且在数据发送或数据接收期间接管主节点的工作，而不用另外的处理器或软件支持。
文档编号H04L25/49GK1802820SQ200480016032
公开日2006年7月12日 申请日期2004年6月1日 优先权日2003年6月11日
发明者H·K·哈本, P·汉克 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司