专利名称：数据通信方法
技术领域：
本发明涉及一种用于实现数据总线用户的周期性且无冲突的数据通信的方法，所述用户在一个用户周期间隔内的非重叠的时间段内发送数据并对任务进行处理，并且在一个计划阶段内为这些用户分配该用户周期间隔内的固定发送时隙。
时间受控的数据总线在汽车和其他交通工具(如飞机、火车、轮船)中得到了越来越多的应用。它们最好能够相比于事件受控的数据总线以较高的可靠性和较低的时间波动(抖动)以规则间隔交换与安全性相关的数据的情况下应用在控制设备之间。考虑到对这些特性的保障，时间受控的数据总线的一个很大的优点在于，这里避免了可能由于控制设备的误操作对数据总线的长时间占用。
由DE10200201A1已知了一种通过时间受控的数据总线在不同用户之间进行通信的方法。在该方法中，用户在固定的发送时隙内通过数据总线周期性地发送信息。用于发送一条消息的持续时间(下面称作“用户周期时间”)可以和总线周期时间(即总线周期间隔的长度)相等。但一个发送时隙也可在不同总线周期间隔内由不同的用户所使用，这样用户周期时间与总线周期时间相比有所增加。同样，根据现有技术，用户周期时间也可能会减少。这是由于一个总线周期间隔内的多个发送时隙由同一条消息所占用而造成的。
根据现有技术，对于一个时间间隔(在该时间间隔内通过数据总线共同发送的多条消息重复出现)，通过一种时间表安排方法在系统范围内确定一个时间流程(时间表)，其中考虑到了所有用户的功能相关性，并且所有用户在分别严格确定的发送时隙内通过该数据总线无冲突地进行通信。在这种时间表安排方法中，应用时间段也与发送时隙相协调地被确定。对于各个应用时间段的控制设备的配置可以在时间上绝对地实现，或者相对地参考发送时隙。
由于这种确定方式，在多个用户的发送时隙和应用时间段之间经常会出现紧密的衔接。这种衔接也会导致在不同用户的应用之间出现很强的时间相关性。如果现在一个控制设备发生了功能改变或调换，则可能导致必须改变时间表。由于所谓的相关性，时间表的改变往往不仅涉及单个用户，而且还涉及通过因果链彼此相关联的多个用户。因此，由于单个功能的改变可能会影响多个用户和控制设备。
在许多产业部门的开发领域中，如汽车工业，其中与安全性相关的应用的所有改变都处于严格的控制之下，每一个设备改变都要和开销很大的验证过程相关联。每个验证过程的进行都会导致开发过程中的等待状态，并且通常会导致一个设备及该设备相关的构件组的开发周期的延长和开发成本的提高。
如上面所述，当一个对应于现有技术的总线系统中通信和应用彼此间有很烈的关联时，改变一个控制设备往往以其他控制设备的负责验证的改变为前提。此外，按照现有技术中的方法，经过验证的控制设备的可应用性通常被限制在一个单个的总线系统。如果要将一个控制设备应用到不同的总线系统中(该设备出于功能性的考虑可集成在这些系统中)，则在所有这些总线系统中通常不能给该设备分配相同的发送时隙。因此根据现有技术，对于属于该控制设备的用户在不同的总线系统中往往得到了不同的应用时间段。由此得到的控制设备的不同变体中的每一个必须特意执行一次验证过程。
本发明的目的在于提供一种方法，通过该方法减少了在时间受控的数据总线的各个控制设备发生调换和改变的情况下需要采取的验证措施的数目。
本发明这样来解决该任务其中不同用户的时间表通过在时间上预留的系统应用而彼此不相关。这是这样来实现的每个单个用户的发送时隙和应用时间段在不相连的(即不重叠的)、与功能相关的时间间隔内彼此无关地被确定。随后，在这个与功能相关的时间间隔内，发送时隙和应用时间段可以被灵活地确定和更改，而不会彼此影响。
本发明的一个重要优点在于，通过发送时间和应用时间这种不相关，一个控制设备与其他控制设备中的改变无关，只要这种改变是在相应的、与功能相关的时间间隔内发生的。在采用本发明的情况下，在一个所分配的总线系统的开发过程中，大多数功能改变都只影响到一个单个的设备。同样，在采用本发明的情况下，可以在不同的总线系统中灵活应用无需新配置的、经过验证的控制设备。由上述两个结果可以显著降低所需验证措施的数目。这种降低在许多情况下会使得时间受控的总线系统的开发周期和开发成本大大减少。
本发明的主要思想将在下面给出通过时间受控的数据总线进行的数据通信是在周期性重复的总线周期间隔内完成的。这个总线周期间隔的长度在下面被称为“总线周期时间”。为了精确地确定总线周期间隔内用于消息交换的时间段，将所述总线周期间隔划分为单个的发送间隙。
在这样的时间受控的数据总线上通常连接有不同的控制设备，它们用于对操作、安全或舒适措施进行控制、调节或监控。控制设备以周期性的顺序通过数据总线交换消息，并对其进行处理。在时间受控的数据总线上的一个控制设备的通信关系通常包括周期性地接收和发送超过一条的消息。往往是在第一个步骤中接收一条消息，在第二个步骤中对所输入的消息内容进行处理，并在第三个步骤中作为消息来发送处理结果。经常是一个单个的控制设备参与到多个这类有因果关系的序列中。
下面首先由一个包含了一个或多个逻辑用户的控制设备出发，其中交替地周期性重复一个发送过程以及对一项任务的处理。同样，首先作为前提条件的是，发送过程和任务处理在不同的时间段内发生。一个用户的发送时隙不会与他的应用时间段重叠。
其中由控制设备对不同任务的处理被如此分配给逻辑用户，使得每个逻辑用户需要一个用于其任务处理的时间段。同样来设置用于发送过程的时间段。在该时间段内可根据定义发送任意数目的消息。在与该定义不一致的情况下，对于这种描述方式付诸实施的可能性以及对于本发明原理的扩展将在后面给出。
对应于每个用户的通信或任务处理的频繁程度的需求，为每个用户确定一个用户周期时间。这个用户周期时间原则上既可以是总线周期时间的多倍，也可以是总线周期时间的一小部分。通过本发明所述的消除发送时隙和应用时间段间的紧密时间衔接，经常在因果关系序列中引入无效时间(Totzeiten)。
在用户周期时间的长度所占用的用户周期间隔内，根据本发明存在两个不相连的、与功能相关的时间间隔，其中一个是发送时间间隔，其仅用于由用户发送消息，另一个是应用时间间隔，其仅用于用户的任务处理。首先从下述情况出发即这两个与功能相关的时间间隔合起来占满了整个用户周期间隔。在这种情况下，原则上定义一个单个的时间间隔也就够了，因为第二个时间间隔是由用户周期间隔中减去第一个时间间隔而自动得到的。为了能够以相同方式处理后面与这里所述的限制不一致之处，也可以对这两个与功能相关的时间间隔进行定义。
为了确定所述与功能相关的时间间隔，可以考虑下面的前提条件-由每个用户为特定地满足用户任务所需的、在一个用户周期间隔内的发送时隙长度被作为已知的前提条件。这个发送时隙的长度至少应选择为这样大使得多个发送时隙可以在该长度内找到位置。
-同样，由每个用户为特定地满足其任务所需的、在一个用户周期间隔内的用于任务处理的时间段长度被作为已知的前提条件。这个应用时间间隔的长度至少应选择为这样大使得一个时间段可以在该长度内找到位置。
-出于用户的观点，确定在用户周期间隔内的与功能相关的时间间隔必须这样来实现使得当在发送时间间隔内灵活地选择其发送时隙的位置并且在应用时间间隔内灵活地选择应用时间段的位置时，用户能够满足他在总线系统中的特定任务。
-整个的用户周期时间和发送时间间隔必须被如此确定使得原则上能够将整个发送时隙无冲突地安排在数据总线上，并安排在各个用户的发送时间间隔内。
如果一个用户的应用时间间隔被选择为大于应用时间段的长度，则为了改变该用户的应用存在一个时间上的预留。如果一个用户的发送时间间隔被选择为大于发送时隙的长度，其结果是在全局的发送时间表中有更高的灵活性。如果所有上面所述的条件对于发送时间间隔和应用时间间隔的不同长度都能满足，则可以权衡应使上面所述的哪一项优点最大化，这是通过将应用时间间隔或发送时间间隔选择得尽可能大来实现的。
在计划阶段，首先一个系统范围内的(全局的)发送时间表为所有的用户选择发送时隙，使得一方面一个用户的发送时隙位于相应的发送时间间隔内，另一方面所有用户的发送时隙都在数据总线上无冲突地确定。
这个发送时间表的结果，即把发送时隙分配给各个用户(“时隙分配表”)，在一个后续的初始化阶段通知给用户。根据定义，当为所有用户分配了位于相应发送时间间隔内的发送时隙时，这些用户可满足他们在总线系统中的特定任务。这通过所描述的时间表安排方法得以保证。
通过将应用时间段划分成不相连的、与功能相关的时间间隔，这些应用时间段与所分配的发送时隙无关。应用时间间隔内的应用时间表因而只和相应的用户有关，因此可以由用户自行(在本地)解决。
如果现在如此来设计控制设备，使得它不必为了通过发送时间表精确确定的发送时隙而配置，而是准备在一个发送时间间隔内的任意时刻进行发送，则在发送时间表中的改变或计划阶段的更新后的过程本身不需要在用户自身进行改变。仅仅是已改变了其应用内容的用户需要改变，并在必要时被重新验证。通常当对于所有参与的用户来说交换的信息内容发生改变时也会出现这种情况，因为相应用户的应用也会涉及通信内容的改变。
通过不相关地确定发送时隙和应用时间段，一个用户的任务处理结束和发送时隙开始之间的时间跨度是可变的。当要发送的数据由发送用户例如在任务处理结束时、进而最后在应用时间间隔结束时、并且最后还在发送时间间隔开始时被移交给一个发送单元时，这不会导致技术问题。
根据本发明为开发和灵活应用时间受控的数据总线的控制设备而得到的优点将在下面说明。
本发明的第一个优点在于，一个用户的应用关系或发送关系在时间上的改变不会对其他用户造成影响，只要这种改变在相应的与功能相关的时间间隔内发生，并且在改变之后所有在确定与功能相关的时间间隔时所提到的前提条件也都能得到满足。这种改变的原因可能是由于单个用户的目前可用的任务处理时间已不足以满足相应的任务，或者需要传输更大的数据量，为此需要比目前可用的发送时隙数目更多的发送时隙。在一个用户处发生了这样的改变之后，只需要在一个新的计划阶段确定新的发送时隙，并在一个新的初始化阶段将这个新的发送时隙通知给用户。不必在其他用户和控制设备处进行改变。
本发明的另一个优点在于，可以在不同的总线系统中应用没有改变的经过验证的控制设备，只要对于每个总线系统来说所有在确定与功能相关的时间间隔时所提到的前提条件都得到满足。根据本发明，为了将一个控制设备置入到总线系统中，同样只是在一个计划阶段确定发送时隙，并在一个初始化阶段将这个发送时隙通知给用户。不必在控制设备处进行改变。
此外，根据本发明，可以在总线系统中应用没有改变的经过验证的控制设备，也包括带有按照现有技术所涉及的用户的控制设备，其中发送时隙和应用时间段被严格地确定(后向兼容)。这种情况可以从前面的情况中作为特殊情况导出，其中每个用户的发送时隙精确地包含实际所需要的发送时隙，并且每个用户的应用时间间隔精确地包括应用时间段。借助于这种定义可以像上面所述一样在一个计划阶段为所有用户确定发送时隙，并在一个初始化阶段将其通知给本发明所述的用户，只要所有在确定与功能相关的时间间隔时所提到的前提条件都得到满足。为此不必在控制设备处进行改变。
根据本发明，由于数据总线处的一个用户的接口通过其用户周期时间及其发送时间间隔被确定，为这种接口所引入的协议要求不同用户间彼此兼容，并且开发出适当的时间表安排方法。下面建议了一些协议。
为了系统地移植该原理，可以具有优点地形成用户的分类，其中的每个分类通过特定的用户周期时间和在用户周期时间间隔内特定地确定发送时间间隔来表示。
具有优点的是以下述方式和方法确定分类针对一个用户分类中代表的数目及其发送时间需求对总线带宽充分利用。这例如可以通过将用户分类的用户周期时间选择为一个基本周期时间的两倍并将发送时间间隔相应地设置在用户周期间隔内来实现。
用于实现本发明原理的这种以及其他系统移植的确定部分地随之出现或者由此得到支持所有在一个数据总线上所代表的用户在至少一个全局的同步时间点同步地开始。
同样，为了对该原理进行系统的移植，具有优点的是能够确定发送时间间隔的长度与应用时间间隔的长度彼此之间的固定关系或者关于用户周期间隔的关系。
由于发送时间和应用时间之间不相关，原则上每个用户自己在相应的应用时间间隔内制定时间计划(本地应用时间表)。在最简单的情况下，在应用时间间隔开始之后的尽可能最早的时间点开始任务处理。作为替代，可能具有优点的是如此来对用户的任务处理做出计划使得任务处理在应用时间间隔结束之前的尽可能最迟的时间点结束，或者遵照与发送时间间隔的最小时间间隔。发送时间间隔与应用时间段之间的最小间隔也可能是在一个用户的发送时间间隔和应用时间间隔之间的时间间隔不满足上面提到的另一个前提条件时实现。
在附图中示出了
图1一条用于多个用户的时间受控的数据总线。
图2用于图1所示的一条数据总线上的三个用户的、通过根据现有技术的时间表安排方法所确定的通信和任务处理的时间流程。
图3在一个用户处发生应用改变后改变了的时间流程。
图4用于图1所示的一条数据总线上的三个用户的、根据本发明所确定的与功能相关的时间间隔、发送时隙和应用时间段。
图5在一个用户处发生应用改变后根据本发明所确定的与功能相关的时间间隔和改变了的时间流程。
图6在两个用户之间的通信发生改变后根据本发明所确定的与功能相关的时间间隔和改变了的时间流程。
图7对于在一个总线系统中共同使用按照现有技术设计的用户和根据本发明设计的用户的时间流程。
图8为本发明的一个优选实施方式所确定的、一些用户分类的与功能相关的时间间隔。
图9通过确定多个逻辑用户的与功能相关的时间间隔，对通过发送过程和任务处理之间的周期性交替得到的因果链加以考虑的不同可能性。
图1示意性地示出了一条用于多个(数目为N)用户的时间受控的数据总线4。首先前提条件是根据现有技术，在一个全局时间表安排方法中为每个用户给定固定的发送时隙和与之相协调的应用时间段。
图2通过示例示出了用于图1所示数据总线4的三个用户的、根据现有技术所确定的通信和任务处理时间流程。其前提条件是用户1和用户2相互间有因果联系。根据现有技术，这种关联当发送时隙和应用时间段紧密衔接时被减弱。如果用户1的任务处理刚好在用户1的发送时隙之前结束，则用户2的任务处理在此之后立即开始。
图3示出了在一个用户处(这里是用户1)发生了应用改变之后改变了的时间流程。用户1的应用时间段相对于图2的延长导致在此之后的消息不能再在目前的发送时隙内发送。因此用户1的发送时隙必须被延迟。由于应用改变，用户1必须被重新配置和验证。
由于用户1所发送的数据现在要晚一些提供给用户2，用户2的任务处理也不能在目前的时间点开始。这样，用户2的任务处理必须比目前开始得晚。由此所导致的用户2的任务处理的较迟结束使得要由用户2所发送的数据不能在目前的发送时隙开始时提供。因此用户2的发送时隙必须被延迟。由于应用时间段改变，用户2必须被重新配置和验证。
为了避免这里没有示出的功能相关性的危险，用户2的发送时隙只有向后略微推迟。这样由用户2所需的发送时隙将根据图2部分地由用户3所使用。因此，用户3的发送时隙也必须延迟。由于用户3的任务处理与用户3的发送时隙在时间上是相协调的，因此用户3任务处理的时间段也要推迟。由于应用时间段的改变，用户3也必须被重新配置和验证。
按照现有技术，在一个单个用户(这里是用户1)中的应用改变由于发送时隙和应用时间段的紧密衔接会对多个其他用户(这里是用户2和3)的应用时间段产生影响。由于所述改变，在该例子中一个验证过程不仅对于用户1、而且对于用户2和3都是必需的。
通过可比较的方式和方法，例如用户1的发送时隙的延长也会造成影响。
图4示出了一个总线图，它既包括了根据本发明的发送时间间隔和应用时间间隔，也包括了根据本发明在时间表中为时间受控的数据总线4’的三个用户1’、2’、3’所确定的发送时隙和应用时间段。其中与功能相关的时间间隔可以理解为每个用户为发送时间全局时间表所提供的接口的一部分，而发送时隙按照发送时间全局时间表分配给该用户。相应地，在图4中以示例方式登记的、在相应发送时间间隔内的发送时隙通过发送时间全局时间表来确定。对在为此所设置的应用时间间隔内的应用时间段的确定与所确定的发送时隙无关地由用户本身来实现。
这种设置提供了不同的优点，这些优点将在图5、6和7中描述。
图5示出了一个总线图，其中与图4相比用户1’的应用发生了改变。与此相应地，对于任务处理所需的时间段也发生了改变。通过在确定与功能相关的时间间隔时所设置的时间预留，这种改变可以在应用时间间隔内实现。只是用户1’必须由于应用改变而被重新配置和验证。由于根据本发明任务处理和通信是彼此不相关地发生的，用户1’的应用时间表中的改变不会涉及到数据总线上的其他用户。因此其他用户不必重新配置和验证。
在图6中除了图5中已经考虑的任务处理时间段被延长外，用户1’和用户2’之间的发送数据的内容也发生了改变，其结果是用于由用户1’发送的消息的发送时隙的长度变得更长。由于需求的改变，在计划阶段发送时隙的全局分配必须通过发送时间全局时间表来重新执行。紧接着在一个初始化阶段，新的发送时隙被通知给用户。由于在发生改变后发送时隙仍然位于所设置的发送时间间隔内，因此不需要改变另一个用户的应用。由于用户2’利用了用户1’的内容已改变的数据，对用户2’的应用的改变也可能是必需的。与此相反，用户3’的与这些数据无关的应用保持不变。用户3’不必被重新配置，因此相应的控制设备也不必被重新验证。
图4和图6除了上面所讨论的例子外还涉及对本发明的优点的另一个例子的说明。图4应理解为在一个总线系统A中应用用户3’的总线图，所述总线系统A包含了具有如图4所示的发送和应用时间的用户1’和2’。如果在一个包含了如图6所示的发送和应用时间的用1’和2’的总线系统B中不加改变地应用了这个用户3’，则可以由发送时间全局时间表确定例如在图6的总线图中所示的作为替代的时间流程。用户3’可以不加修改地应用到这两个网络A和B中，即使在这两种应用情况下得到了不同的时间流程。为此不需要更新重新配置任何用户，并且也不需要重新验证控制设备。
图7示出了本发明相对于现有技术所表现出的用户更灵活的应用性的最后一个例子。其中用户1和2按照现有技术来设计。因此通信是在严格确定的发送时隙内完成的，而任务处理是在严格确定的应用时间段内完成的。在根据本发明的方法中，如此来考虑这样的用户即发送时间间隔与所确定的发送时隙相同，应用时间间隔与所确定的应用时间段相同。已经设置在如图4和6所示的总线系统A和B中的用户3’的控制设备现在与这样的用户共同设置在一个总线系统C中。只要将由用户3’发送的消息可以在用户3’的发送时间间隔内发送，就在计划阶段中为该用户分配位于这个发送时间间隔内的发送时隙。用户3’不必为了应用到总线系统C中而加以改变，因此设置在上级的控制设备也不用被重新验证。
与此相比，只有当另外一个总线系统的通信在另外这个总线系统中是在也未被总线系统C所占用的发送时隙内发生时，同样按照现有技术设计的用户3才能相对于在另外这个总线系统中的应用不发生改变地被应用到总线系统C中。对此的可能性比按照本发明能够在一个计划阶段分配一个用户的发送时间间隔内的必要发送时隙的可能性要小得多。如果在一个包含有按照现有技术设计的用户的总线系统中，根据本发明所述方法设置了超过一个的用户，则由于多个用户相结合带来的灵活性，对于每个单个的根据本发明的用户被不加改变地应用的可能性和图7中的例子相比进一步提高。
到现在所描述的例子是为了便于容易地进行理解。因此在目前所描述的例子中相同的用户周期时间适用于所有的用户。但针对用户的需求，根据本发明的方法也可以采用不同的用户周期时间。这是特别具有优点的，因为通过消除发送时隙与应用时间段的紧密时间衔接，经常在因果关系序列中引入无效时间。通过相应地选择用户周期时间，这些无效时间可以从功能的观点来看保持在能够容忍的限度内。
当所代表的用户周期时间并非任意，而是作为不连续值而被确定时，这对于经过验证的控制设备的兼容性是有帮助的。然后可以针对所使用的值来定义用户分类。图8示出了根据本发明的一个优选实施方式的用于多个用户分类的、与功能相关的时间间隔，其中可能的用户周期时间被确定为一个基本周期时间TC的两倍。在这样确定时基本周期时间TC同时也是所使用的最小用户周期时间T0。这样，当在一个总线系统中也使用总线周期时间的一小部分作为用户周期时间时，基本周期时间也可以比总线周期时间小。
在本发明的一个优选实施方式中(使用拐射线(FlexRay))，使用总线周期时间的一半作为基本周期时间。这个下限是基于以下原因每个总线周期间隔都包含一个动态的片断，在这个片断内可满足事件受控的通信需求。首先在确定发送时间间隔时这个动态片断也被占用。如果用户的发送时间间隔仅仅部分地与总线周期间隔的这个动态片断重叠，则当在总线满负荷中存在相应预留时，由发送时间全局时间表在动态片断外部进一步对周期性的通信需求做出计划。当能够避免各个发送时间间隔完全位于总线周期间隔的动态片断内时，这个动态片刻将保持为事件受控的通信需求进一步提供最大的部分。当使用半个总线周期时间作为最小的用户周期时间时，则可以确定确保了上述条件的与功能相关的时间间隔。
如果在一个总线系统中使用了不同的用户周期时间，则可以使用一个时间间隔作为发送时间全局时间表的时间参考范围，在这个时间间隔内所有的消息的数目都被重复整数倍。这里这个间隔被称为总线分配间隔。可能的最小总线分配间隔的长度是所有所使用的用户周期时间的数学上定义的最小公倍数。如果和已经提到的本发明的一个优选实施方式相对应，使用一个基本周期时间的两倍作为用户周期时间，则能通过计算确定的最小总线分配间隔的长度等于所使用的最大用户周期间隔。由于系统标准，总线分配间隔也可以确定为特定数目的总线周期间隔。对用户周期时间的确定通过这种确定同样设定一个上限。
在目前所述的例子中，为了便于理解，发送时间间隔与应用时间间隔有相同的长度。但时间间隔彼此间的大小关系也可以任意地适配，只要满足了前面所提到的用于确定与功能相关的时间间隔的条件。由于发送时间间隔是一个用户的对外表现出的接口的一部分，在确定用户分类时除了用户周期时间外还要对它加以考虑。
在本发明的一个优选的实施方式中，与功能相关的时间间隔之间大小关系被确定为在实际的总线系统中用于通信和用于任务处理所需的时间之间的以统计方式得出的关系。作为将用户周期间隔划分为发送时隙的结果，由于量化使得与这种关系略微发生偏差。
同样，目前从便于理解本发明的原理的角度出发，在一个用户周期间隔内恰好包含了一个发送时间间隔和一个应用时间间隔，这两个时间间隔合起来占满了整个用户周期间隔，并且其中的一个时间间隔与一个全局同步时间点同步开始。为了能够考虑更复杂的因果关系，进一步拓宽了与这一规则不同的在一个用户周期间隔内构建时间间隔的方式。一方面可以在一个用户周期间隔内设置任意多的发送时间间隔和任意多的应用时间间隔。另一方面这些时间间隔合起来不必占满整个用户周期间隔。同样，整个时间间隔可以以任意的时间差在一个全局的同步时间点开始，并可跨越过多个用户周期间隔之间的边界。只有当应用有限数目的不同时间间隔构建方式时，用户在不同总线系统中的可应用性才能实现。对于这些变体的数目可分别定义相应的用户分类。
在一个控制设备中遍历的因果链通过一项任务的发送过程和处理之间的周期性交替而形成，它也可以不使用分别包含多于一个发送时间间隔和一个应用时间间隔的时间间隔构建方式，根据本发明，通过确定时间间隔被加以考虑。一方面，一个这样的因果链可以为多个逻辑用户中的每个用户分别分配一个发送时间间隔和一个应用时间间隔，其中该因果链的周期时间被用作用户周期时间，并且一个单个的逻辑用户的发送时间间隔和应用时间间隔合起来并没有占满整个用户周期间隔。另一方面，一个这样的因果链可以为多个逻辑用户中的每个用户分别分配一个发送时间间隔和一个应用时间间隔，其中该因果链的周期时间的一小部分被用作用户周期时间，并且一个单个的逻辑用户的发送时间间隔和应用时间间隔合起来占满了整个用户周期间隔。如果选择了后面提到的这种本发明的实施方式，则第一种移植可能性在于与功能相关的时间间隔尽管固定设置在该逻辑用户的接口内，但它仅仅在所选出的用户周期间隔内以由该逻辑用户的附加信息所控制的方式被占用。第二种移植可能性在于前后连续的因果链不是一个挨一个地被遍历，而是可以在时间上重叠地被遍历。但在这种情况下，必须在本地应用时间表中确保不同逻辑用户的应用时间段不会发生重叠。
图9a、9b、9c和9d示出了用于将一个作为示例的因果链移植到一个控制设备中的、定义与功能相关的时间间隔的不同可能性。在图9a中选择了具有多于一个发送时间间隔和多于一个应用时间间隔的时间间隔构建方式。在图9b中该因果链为两个逻辑用户中的每个用户分别分配一个发送时间间隔和一个应用时间间隔，其中这些时间间隔合起来不会占满整个用户周期间隔。在图9c中在两个逻辑用户的情况下选择了一个较短的用户周期时间，其中所有时间间隔并非在每个用户周期间隔内都被占用。在图9d中所有时间间隔多倍占用，从而使前后连续的因果链发生重叠。
权利要求
1.用于实现数据总线用户的周期性且无冲突的数据通信的方法，所述用户在一个用户周期间隔内的非重叠的时间段内发送数据并对任务进行处理，并且在一个计划阶段内为这些用户分配该用户周期间隔内的固定发送时隙，其特征在于，一个用户的任务处理仅仅在该用户周期间隔内的一个应用时间间隔内执行，在所述计划阶段中，每个用户的发送时隙在该用户周期间间隔内的一个与所述应用时间隔不相连的发送时间内选择，并且所选的发送时隙在一个后续的初始化阶段中被通知给用户。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，一个用户的发送时间间隔被选择为大于发送时隙的长度。
3.如以上权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，一个用户的应用时间间隔被选择为大于该任务处理的持续时间。
4.如以上权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，为每个用户选择一个单独的用户周期时间。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，一个用户针对其用户周期时间及其发送时间间隔对应于一个用户分类。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，一个用户分类的用户周期时间被选择为一个基本周期时间的两倍。
7.如权利要求4、5或6所述的方法，其特征在于，同步确定不同用户的用户周期间隔的开始。
8.如权利要求4、5、6或7所述的方法，其特征在于，以与用户周期时间特定的关系选择一个用户的发送时间间隔的长度。
9.如权利要求4、5、6、7或8所述的方法，其特征在于，在用户周期间隔内以特定的长度确定一个用户的发送时间间隔。
10.如以上权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，一个用户的任务处理与应用时间间隔的开始一起开始。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，一个用户的应用时间间隔刚好在发送时间间隔结束时被确定。
12.如权利要求1至9中任一项所述的方法，其特征在于，一个用户的任务处理与应用时间间隔的结束一起结束。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，一个用户的应用时间间隔刚好在发送时间间隔之前被确定。
14.如权利要求1至9中任一项所述的方法，其特征在于，一个用户的应用时间间隔以距离发送时间间隔的最小时间间隔被确定。
15.如权利要求10或12所述的方法，其特征在于，一个用户的任务处理以距离应用时间间隔的开始和结束的最小时间间隔来执行。
全文摘要
在一种用于实现数据总线用户的周期性且无冲突的数据通信的方法中，所述用户在一个用户周期间隔内的非重叠的时间段内发送数据并对任务进行处理，并且在一个计划阶段内为这些用户分配该用户周期间隔内的固定发送时隙，一个用户的任务处理仅仅在该用户周期间隔内的一个应用时间间隔内执行，在所述计划阶段中，每个用户的发送时隙在该用户周期间隔内的一个与所述应用时间间隔不相连的发送时间内选择，并且所选的发送时隙在一个后续的初始化阶段中被通知给用户。
文档编号H04L12/43GK1930826SQ200580007633
公开日2007年3月14日 申请日期2005年2月1日 优先权日2004年3月11日
发明者约瑟夫·卡拉摩尔, 贝蒂纳·霍尔泽曼, 格热格日·奥兰德, 安东·舍德尔, 卢西恩·施特梅伦 申请人:宝马股份公司