用于运行通信装置的方法
【专利摘要】本发明涉及用于运行通信装置的方法和这样的通信装置。在该方法中，在该通信装置中以一数据速率发生在至少两个用户（4，6，8，10）之间的通信，其中一个用户（4，6，8，10）被构造为用作主机，其中用作主机的该用户（4，6，8，10）动态地适配所述数据速率。
【专利说明】用于运行通信装置的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于运行尤其是环形的通信装置的方法，在该通信装置中在用户之间以一数据速率进行通信。本发明还涉及这样的通信装置。
【背景技术】
[0002]在机动车技术的领域中，为了在控制设备中的逻辑组件之间传输数据而采用例如SPI (串行外围接口(Serial Peripheral Interface))的串行接口，其中所述逻辑组件可以被构造为集成电路(IC, Integrated Circuit)。
[0003]该标准描述了被构造为主机的用户与被构造为从机的不同用户之间双向的、同步的和串行的数据传输。在此，接口包括在所述主机与一个从机之间的至少三个线路，这一般是两个数据线路和一个时钟线路。在多个从机的情况下，这些用户中的每一个均需要主机的附加的选取或选择线路。
[0004]SPI接口使得可以实施菊花链拓扑或总线拓扑。在以菊花链拓扑、即环拓扑应用SPI接口中，出现非常长的等待时间，为此这种形式不能高效地在机动车(Kfz)控制设备中被使用。
[0005]尤其是要注意，在一些情况下SPI接口不适用于时间临界的操控信号的传输以胜任当今安全性临界应用(例如ESP)的实时要求。经常利用SPI接口仅还进行诊断和状态信息的交换。时间临界的操控信号一般在使用计时器单元和/或专有接口的情况下以高的耗费被传输到执行器的操控组件和/或从传感器的分析电路传输。
[0006]在以总线拓扑形式应用SPI接口中，在较高数据速率时得到越来越差的信号完整性以及由于差的EMV特性而引起的高的干扰影响。此外仅发送信号与时钟信号同步地被传输，而接收信号的相位同步的传输由于在高的数据速率时从机中的内部延迟时间而可能越来越难以发展并且可能引起数据传输中的错误。
[0007]由出版物DE 10 2010 041 427 Al已知一种用于在环总线中以最小化的等待时间实现通信的方法。在该方法中，进行串行的环形的通信装置的用户以及由此节点的串行连接。其中能够以至少一个比特持续时间的延迟来进行从用户到用户的数据传输，由此可能包含消息的数据分组在用户之间以非常小的等待时间被传输。在此情况下，设置一个主机和多个从机，其中数据分组从从机到从机地被传送，其中由每个从机改变该数据分组的地址信息。同样可以设想，在无每个从机的地址信息的改变情况下实现通信，其方式是每个从机都在环中获得自己的固定地址。
【发明内容】
[0008]以此为背景提出一种具有权利要求1的特征的方法和一种根据权利要求7的通信装置。实施方案由从属权利要求和说明书得到。
[0009]所提出的方法使得可以在环形通信装置内的至少两个用户之间以动态可变的数据速率进行数据通信，由此在具有小数据流量的状态中可以能量高效地维持通信装置以及由此该通信装置所绑定到的整个系统的同步。用户之一通常被构造为主机或拥有主机功能性。其它用户通常用作从机。
[0010]主机/从机概念表示对包括多个用户的通信装置中共同资源的访问的分级式管理的形式。当多个用户同时发送或访问资源时，不能发生传输。为了解决该问题，向用户之一分配主机功能性，该用户由此是主机，于是所有其它用户是从机。该主机作为唯一的用户具有未经邀请地访问资源的权限。该主机由此控制或支配访问权限。
[0011]所提出的方法的特征在于，根据相应的运行状态通过主机来动态地适配所述数据速率。
[0012]所描述的方法的优点在于在具有连续的数据传输的环形通信装置内、尤其是为能量高效的系统提供具有小的功率消耗的低功率运行模式或运行状态。低功率运行模式在此意味着动态地改变数据速率，也就是例如降低数据速率，而不关断各个用户。
[0013]尤其是提出用于在环形通信装置内的用户之间进行数据通信的方法和设备，如其例如在出版物DE 10 2010 041 427 Al中所描述的。在此，用户以环拓扑的形式布置，由此这些用户可以通过点对点连接利用少量的引线被连接。用户之一、例如微控制器起主机作用，由此不需要总线仲裁。从机例如是一个分立组件或多个分立组件，例如ASIC，其必须由例如微控制器或其它ASIC的逻辑电路加以控制。
[0014]主机发送连续的数据流。通过连续同步的可能性，从机也不需要另外的系统时钟。
[0015]根据现有技术，数据速率在初始化开始之前在主机中加以配置。环中用户之间的通信的最大数据速率限于最缓慢用户的最大速度。现在可以在运行中按需要地改变或适配数据速率。
[0016]也被称为数据传输速率的数据速率是在时间单位内经由传输信道传输的数据量。
[0017]本发明的其它优点和构型由说明书和附图得到。
[0018]应当理解，上述和下面还要阐述的特征不仅能以分别说明的组合、而且能以其它组合或单独地使用，而不脱离本发明的范围。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1以示意图示出本发明通信装置的实施方式。
[0020]图2以流程图示出方法的可能流程。
【具体实施方式】
[0021]本发明根据实施方式在附图中示意性示出并且下面参照附图详尽地得以描述。
[0022]在图1中示意性示出的通信装置2的实施方式被构造为环形的，并且包括多个串联依次连接的用户。附图标记4表示用作当前主机的第一用户，附图标记6表示第二用户，附图标记8表示第三用户，以及附图标记10表示第η用户，它们经由线路的片段12相互连接。用户6，8和10用作从机。此外，第一用户4包括用于发送数据分组的第一数字串行接口 14，第一用户4利用该第一数字串行接口根据定义与所述线路的始端或与末端连接。
[0023]此外，第二用户4包括用于接收数据分组的第二数字串行接口 16，第一用户4利用该第二数字串行接口 16根据定义与所述线路的末端或与始端连接。第一串行接口 14在此与系统钟表18连接。第二串行接口 16与用于探测相位角值的模块20连接。此外，第一用户4与石英振荡器22连接。
[0024]用户6，8，10中的每一个都具有被构造为从机接口 24的数字串行接口，所述数字串行接口分别与两个连接12连接并由此与数据线路连接。由此在两个用户之间存在连接。此外，每个串行从机接口 24与时钟恢复模块21连接，可以从该时钟恢复模块中推导出本地系统时钟19。
[0025]为了提供通信装置2的用户4，6，8和10之间的通信，规定从主机4的起始接口 14出发通过比特流26从用户6，8，10的串行从机接口 24到串行从机接口 24地作为数据分组连续地传输消息。当数据分组到达最后的用户6，8，10 (在此是第η用户10)之后，该数据分组从最后的用户10的从机接口 24被传送到第一用户4的末端接口 16。
[0026]数据分组从第一用户4被传送到第二用户6，并且依次从用户6被传送到用户8，直到最后的用户10，并且从最后的用户10传送到第一用户4。由此数据分组遍历通信装置2的所有用户。可以将消息传送给至少一个用户6，8，10所利用的数据帧包括具有地址的地址字段。规定每个用户6，8，10将所接收的具有待传送的消息的数据帧的地址值改变固定的值，例如通过相减或相加，并且转交给下一个用户6，8，10。在此情况下，地址值由每个用户6，8，10根据为此设定的算法以相同的方式改变。在所示出的通信装置2内，用户6，8，10具有相同的本地地址。此外在所有用户6，8，10中存放用于通信接口的相同算法。在此，典型地仅用于芯片间通信的模块是相同的，此外用户可以包含极为不同的功能。
[0027]现在规定，第一用户4或主机被设计为在运行中对数据速率进行适配。这可以连续地或者以预先给定的时间间隔进行。
[0028]在图2中以流程图示出该方法的可能流程。在第一步骤50中，在具有多个用户的通信装置中以一数据速率进行通信，所述多个用户中的一个用户用作主机，而其它用户用作从机。在下一步骤52中，主机检测运行状态。这可以是通信装置或还有该通信装置所绑定到的系统的运行状态。原则上该运行状态可以通过诸如外部温度和其它环境条件的外部参量给定，但是也可以通过诸如能量消耗、废热等的内部参量来给定。运行状态还可以通过由通信装置或整个系统所处于的特定运行状况确定的状态给定。
[0029]现在，在下一步骤54中通过主机进行数据速率的适配。这可以意味着:该数据速率被减小或者也被提高。一个或多个运行状态的记录可以连续地或者以时间间隔地进行。数据速率的适配可以与此无关地同样连续或以时间间隔地进行。
【权利要求】
1.用于运行环形通信装置(2)的方法，在该通信装置中以一数据速率发生在至少两个用户(4，6，8，10)之间的通信，其中一个用户(4，6，8，10)被构造为用作主机，其中用作主机的该用户(4，6，8，10)动态地适配所述数据速率。
2.根据权利要求1所述的方法，其中依据运行状态动态地适配所述数据速率。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述数据速率被减小。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述数据速率被提高。
5.根据权利要求1至4之一所述的方法，其中对数据速率的适配连续地进行。
6.根据权利要求1至4之一所述的方法，其中对数据速率的适配以时间间隔地进行。
7.通信装置，其被构建为环形的并且尤其是被构造为执行根据权利要求1至6之一所述的方法，其中该通信装置(2)包括至少两个用户(4，6，8，10)，其中一个用户(4，6，8，10)被构造为主机，该用户被构造为动态地适配在该通信装置(2)中进行通信所利用的数据速率。
8.根据权利要求7所述的通信装置，其中这些用户(4，6，8，10)经由点对点连接相互连接。
9.根据权利要求6至8之一所述的通信装置，其中被构造为主机的该用户(4，6，8，10)具有石英振荡器(22)。
【文档编号】H04L12/423GK104253730SQ201410284957
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2014年6月24日 优先权日:2013年6月25日
【发明者】J.席尔默, A-J.罗哈切克, A.奥厄, D.托斯, U.舒尔茨, T.胡克, F.施密特, D.厄尔特尔, A.默克, E.贝克, S.托多罗夫 申请人:罗伯特·博世有限公司