与CAN‑FD通信协议兼容的运载工具的电子计算机的制作方法

本发明属于运载工具——特别是机动车——中机载的电子计算机的领域。更具体地，本发明涉及与can-fd通信协议兼容的电子计算机。

背景技术：

如iso11898标准所定义的can（英国文化的文献（littératureanglo-saxonne）中为“controllerareanetwork（控制器局域网络）”）通信协议被广泛用于目前的机动车辆中。

与can通信协议兼容的机动车辆中机载的电子计算机通常包括与（由iso11898-2/3标准定义的）can线路适配器连接的（由标准iso11898-1定义的）can通信控制器，所述can线路适配器主要实现can通信控制器和通信总线之间的物理接口。这种线路适配器通常在英国文化的文献中用“收发器”表示。

当今，正在考虑将新的通信协议——即can-fd（英国文化的文献中为“canwithflexibledatarate（具有灵活数据速率的can）”）通信协议——集成到机动车辆中。（由iso11898-7标准定义的）can-fd通信协议是对can通信协议的改进。与所述can通信协议相比，can-fd通信协议通过增加比特率并通过增加所使用的帧的大小来增加通信总线上的通信效率。

为了使用can-fd通信协议，目前正在定义新的电子计算机架构，其尤其是基于对更强大的微控制器的使用。

然而，使用新型微控制器通常会带来大量的软件开发，这导致这种解决方案在非常短期内（由于can-fd通信协议在机动车辆中的快速集成）且以与目前的解决方案相比更低的追加费用方面不可考虑。

技术实现要素：

本发明的目的在于，通过提出一种解决方案来完全或部分地弥补现有技术的解决方案的限制，尤其是上文阐述的那些，本发明的解决方案使得能够更快地集成can-fd通信协议，同时限制对于制造对应的电子计算机的成本的影响。

为此，并且根据第一方面，本发明涉及一种运载工具的电子计算机，该电子计算机包括第一微控制器和第二微控制器，第一微控制器和第二微控制器包括通过连接装置彼此连接的相应的flexray^tm通信控制器，第一微控制器和第二微控制器被配置为通过所述flexray^tm通信控制器来在彼此之间交换数据。此外，第二微控制器包括can-fd通信控制器，所述电子计算机被适配成通过所述can-fd通信控制器连接到运载工具的通信总线以与隔开的设备（équipementdistant）交换数据，并且所述can-fd通信控制器连接到所述第二微控制器的flexray^tm通信控制器。

因此，电子计算机包括两个微控制器，它们使用（如iso17458-2标准所定义的）flexray^tm通信控制器来在彼此之间通信。

（由iso17458-1至17458-5标准总体定义的）flexray^tm通信协议被当前的电子计算机广泛支持用于在由运载工具的通信总线连接的隔开的电子计算机之间交换数据。因此，flexray^tm通信协议对应于can和can-fd通信协议的替代方案。因此，大多数目前的微控制器已经包括flexray^tm通信控制器，而本发明提出了以不同的方式来使用这些flexray^tm通信控制器——即用于在同一电子计算机内的两个微控制器之间交换数据。

因此，通常作为执行被分配给电子计算机的各种任务的微控制器（例如，在发动机计算机的情况下，控制运载工具的发动机）的第一微控制器在某些情况下可能是现成的微控制器。与现有技术相比唯一的区别在于，flexray^tm通信控制器不用于电子计算机外部的运载工具的通信总线上进行直接通信，而是用于经由电子计算机内部的连接装置与第二微控制器通信，但是该区别对于所述第一微控制器而言是显而易见的（transparent）。

第二微控制器集成了用于在运载工具的通信总线上通信的can-fd通信控制器，并且第一微控制器与运载工具的通信总线之间的数据交换通过第二微控制器来实现。flexray^tm通信协议的使用是有利的，因为flexray^tm帧的大小和比特率与can-fd通信协议的那些兼容。因此，第一微控制器可以与第二微控制器通信，而无需知道在运载工具的通信总线上的数据交换最终是否是根据can-fd通信协议实现的。事实上，第二微控制器可以确保flexray^tm和can-fd通信协议之间的网关以便无需在第一微控制器侧的、由于在运载工具的通信总线上使用can-fd通信协议的任何软件开发。

因此，只有第二微控制器可能需要特殊的软件开发。然而，此软件开发仅涉及can-fd通信协议的使用，而不涉及被分配给电子计算机的优选地由第一微控制器管理的主要任务（例如，控制运载工具的发动机）。此外，使用第二微控制器比使用fpga、asic等类型的纯硬件的解决方案更加经济，而且还在面对can-fd通信协议的可能的后续修改时表现出更大的灵活性的优点。

在具体实施例中，电子计算机还可以包括以下特征中的一个或多个，它们是单独地或按照技术上可能的任何组合采用的。

在具体实施例中，连接装置包括接口逻辑电路，所述接口逻辑电路包括逻辑门，所述逻辑门连接电子计算机的第一微控制器和第二微控制器的flexray^tm通信控制器的相应的txd、txen和rxd端子。

事实上，在实施flexray^tm通信协议用于在同一电子计算机内的两个微控制器之间交换数据的情况下，与传统的flexray^tm通信总线相比，flexray^tm通信控制器之间的连接装置可以大幅简化。特别地，无需使用flexray^tm线路适配器（由标准iso17458-4定义的、在flexray^tm术语中的“busdriver（总线驱动器）bd”），并且连接装置可以主要包括基于简单的逻辑门的、连接flexray^tm通信控制器的相应的txd、txen和rxd端子的接口逻辑电路。

在具体实施例中，接口逻辑电路包括：

·第一发射逻辑门，包括分别连接到第一微控制器的flexray^tm通信控制器的txd和txen端子的两个输入端，

·第二发射逻辑门，包括分别连接到第二微控制器的flexray^tm通信控制器的txd和txen端子的两个输入端，

·组合逻辑门，包括分别连接到第一发射逻辑门的输出端和第二发射逻辑门的输出端的两个输入端，所述组合逻辑门还包括连接到第一微控制器和第二微控制器的flexray^tm通信控制器的rxd端子的输出端。

在具体实施例中，第一发射逻辑门、第二发射逻辑门和组合逻辑门是nand型逻辑门。

在具体实施例中，接口逻辑电路包括接收逻辑门，其包括：

·连接到组合逻辑门的输出端的输入端，

·连接到第一微控制器的flexray^tm通信控制器的rxen端子的输入端，

·连接到所述第一微控制器的所述flexray^tm通信控制器的rxd端子的输出端。

在具体实施例中，接口逻辑电路包括接收逻辑门，其包括：

·连接到组合逻辑门的输出端的输入端，

·连接到第二微控制器的flexray^tm通信控制器的rxen端子的输入端，

·连接到所述第二微控制器的所述flexray^tm通信控制器的rxd端子的输出端。

在具体实施例中，每个接收逻辑门是nand型逻辑门。

在具体实施例中，第一微控制器和第二微控制器的flexray^tm通信控制器之间的连接装置不具有flexray^tm线路适配器。

根据第二方面，本发明涉及一种机动车辆，其包括至少一个根据本发明的实施例中的任何一个的电子计算机。

附图说明

通过阅读作为绝非限制性的示例给出并参照附图做出的下面的描述将更好地理解本发明，所述附图呈现：

-图1呈现了包括与can-fd通信协议兼容的电子计算机的运载工具的示意性表示，

-图2呈现了根据本发明的电子计算机的实施例的示意性表示，

-图3呈现了图2的电子计算机的变型实施例的示意性表示。

在这些图中，图与图之间的相同的参考标记表示相同或类似的元件。为了清楚起见，除非另有说明，否则所呈现的元件不是按比例的。

具体实施方式

本发明涉及运载工具的电子计算机20。在说明书的其余部分中，以非限制性的方式置于机动车辆10的情况中。

然而，要注意的是，本发明可应用于其中可以考虑使用can-fd通信协议的任何类型的运载工具，包括飞行器类型的运载工具。

图1示意性地呈现了机动车辆10，其包括通过机动车辆10的通信总线70连接到隔开的设备80的电子计算机20。

电子计算机20可以是机动车辆中机载的电子计算机中的任何一个，例如发动机计算机、驾驶舱计算机等。在说明书的其余部分中，以非限制性的方式置于电子计算机20是机动车辆10的发动机计算机的情况中。

在图1所示的示例中，如另一电子计算机的隔开的设备80也机载在机动车辆10中。要注意的是，电子计算机20还可以通过通信总线70连接到并未机载在机动车辆10中的设备，例如仅在对机动车辆10的维护操作期间才连到通信总线70的故障检测装置。

图2示意性地呈现了电子计算机20的实施例。

如图2所示，电子计算机20包括第一微控制器30和第二微控制器40。

“微控制器”意指包括至少一个处理器和存储装置的电子电路，以要由所述处理器执行的程序代码指令的集合的形式的计算机程序产品存储在所述存储装置中。

如图2所示，第一微控制器30包括flexray^tm通信控制器31，并且第二微控制器40也包括flexray^tm通信控制器41。

“flexray^tm通信控制器”意指如由iso17458-2标准定义的通信控制器（flexray^tm术语中的“communicationcontroller（通信控制器）cc”）。

第一微控制器30和第二微控制器40的flexray^tm通信控制器31、41通过连接装置彼此连接。如上文所指出的，实施flexray^tm通信控制器31、41用于在共同位于同一电子计算机20内的两个不同的微控制器之间交换数据，这与实施flexray^tm通信协议用于在隔开的电子计算机之间交换数据的现有技术相反。因此，所述连接装置在电子计算机20内部，与部署在机动车辆10内部、在电子计算机20外部的通信总线70相反。

除了flexray^tm通信控制器41之外，第二微控制器40还包括供连接到机动车辆10的通信总线70之用的can-fd通信控制器42。例如且如图2所示，can-fd通信控制器42连接到can-fd线路适配器50（英国文化的文献中的“can-fdtranseiver（can-fd收发器）”），所述can-fd线路适配器50本身连接到供连到机动车辆10的通信总线70之用的连接器51。在图2所示的非限制性示例中，can-fd线路适配器50在第二微控制器40的外部，例如是专用电子电路。然而，并不排除按照其它示例将所述can-fd线路适配器50的部分或全部集成到第二微控制器40中。

第二微控制器40的flexray^tm通信控制器41还例如通过flexray^tm/can-fd接口模块43连接到can-fd通信控制器42，所述flexray^tm/can-fd接口模块43实现flexray^tm通信协议与can-fd通信协议之间的网关。

因此，第一微控制器30能够通过第二微控制器40在机动车辆10的通信总线70上传送和接收数据，所述第一微控制器30和所述第二微控制器40之间的数据交换通过flexray^tm通信控制器31、41以及所述flexray^tm通信控制器之间的连接装置来实现。从第一微控制器30的视角来看，数据交换因此是根据flexray^tm通信协议实现的，使得对于所述第一微控制器30而言无需专门针对can-fd通信协议的任何软件开发。要预备的软件开发主要涉及实现flexray^tm通信协议和can-fd通信协议之间的网关的第二微控制器40。

除了flexray^tm通信控制器（iso17458-2标准）之外，flexray^tm标准还定义了flexray^tm线路适配器（由iso17458-4标准定义的、flexray^tm术语中的“总线驱动器bd”），其主要实现flexray^tm通信控制器和通信总线之间的物理接口。

在图2所示的实施例中，连接装置有利地不具有flexray^tm线路适配器。

事实上，如果在外部通信总线上进行通信的情况下flexray^tm线路适配器是必需的（所述外部通信总线的长度可能很长且所述外部通信总线可能受到显著的电磁干扰），那么在同一电子计算机20的内部进行通信的情况下flexray^tm线路适配器不再是必需的，这是因为第一微控制器30和第二微控制器40之间的距离较小且更好地抑制电磁干扰。

因此，具有比flexray^tm线路适配器的复杂度和成本（其成本也较高）更低的复杂度和成本的连接装置能够用于连接第一微控制器30和第二微控制器40的flexray^tm通信控制器31、41。

如iso17458-2标准和iso17458-4标准所定义的，flexray^tm通信控制器和flexray^tm线路适配器之间的接口主要使用以下信号：

·txd信号或“发射数据（transmitdata）”信号，对应于由flexray^tm通信控制器发射的数据，

·txen信号或“发射使能（transmitdataenablenot）”信号，flexray^tm通信控制器通过该信号向flexray^tm线路适配器指示是否应当在通信总线上发射txd信号，

·rxd信号或“接收数据（receivedata）”信号，对应于由flexray^tm通信控制器接收的数据。

如图2所示，第一微控制器30和第二微控制器40的flexray^tm通信控制器31、41包括相应的txd、txen和rxd端子，在所述端子上分别传送txd、txen和rxd信号。

在图2所示的示例中，连接装置有利地以主要由逻辑门构成的接口逻辑电路60的形式来呈现，所述接口逻辑电路60连接第一微控制器30和第二微控制器40的flexray^tm通信控制器31、41的相应txd、txen和rxd端子。

更具体地，图2中所示的接口逻辑电路60包括：

·第一发射逻辑门61，包括两个输入端，这两个输入端分别连接到第一微控制器30的flexray^tm通信控制器31的txd和txen端子，

·第二发射逻辑门62，包括两个输入端，这两个输入端分别连接到第二微控制器40的flexray^tm通信控制器41的txd和txen端子，

·组合逻辑门63，包括两个输入端，这两个输入端分别连接到第一发射逻辑门61的输出端和第二发射逻辑门62的输出端，所述组合逻辑门还具有一输出端，该输出端连接到第一微控制器30和第二微控制器40的flexray^tm通信控制器31、41的rxd端子。

因此，第一发射逻辑门61组合了在第一微控制器30的flexray^tm通信控制器31的txd和txen端子上提供的信号，而第二发射逻辑门62组合了在第二微控制器40的flexray^tm通信控制器41的txd和txen端子上提供的信号。

组合逻辑门63组合了在第一发射逻辑门61的输出端和第二发射逻辑门62的输出端上的信号，并且将该组合的结果提供给第一微控制器30和第二微控制器40的flexray^tm通信控制器31、41的rxd端子。以这种方式，由flexray^tm通信控制器31、41中的一个通信控制器在其txd端子上发射的数据被同时呈现：

·在flexray^tm通信控制器31、41中的同一个通信控制器的rxd端子上，从而如flexray^tm通信协议所规定的确保所发射的数据被重新读取以用于检测通信总线上可能发生的冲突，

·在flexray^tm通信控制器31、41中的另一通信控制器的rxd端子上，以确保第一微控制器30和第二微控制器40之间的数据交换。

在图2所示的示例中，第一发射逻辑门61、第二发射逻辑门62和组合逻辑门63是nand（“与非”）型逻辑门。然而，按照其它示例，完全不排除考虑包括逻辑门的不同组合的接口逻辑电路60。

如iso17458-2标准和iso17458-4标准所定义的，flexray^tm通信控制器和flexray^tm线路适配器之间的接口可以可选地使用rxen（“接收使能（receivedataenablenot）”）信号。

图3示意性地呈现了flexray^tm通信控制器31、41各自包括一个在其上传送rxen信号的rxen端子的情况下的图2的电子计算机20的变型实施例。如图3所示，接口逻辑电路60还包括第一接收逻辑门64和第二接收逻辑门65。

第一接收逻辑门64——在图3呈现的非限制性示例中为nand型逻辑门——包括：

·连接到组合逻辑门63的输出端的输入端，

·连接到第一微控制器30的flexray^tm通信控制器31的rxen端子的输入端，

·连接到所述第一微控制器30的所述flexray^tm通信控制器31的rxd端子的输出端。

类似地，第二接收逻辑门65——在图3呈现的非限制性示例中同样也是nand型逻辑门——包括：

·连接到组合逻辑门63的输出端的输入端，

·连接到第二微控制器40的flexray^tm通信控制器41的rxen端子的输入端，

·连接到所述第二微控制器40的所述flexray^tm通信控制器41的rxd端子的输出端。

在iso17458-2标准和iso17458-4标准中，原则上是flexray^tm线路适配器来控制呈现在flexray^tm通信控制器的rxen端子上的rxen信号的值。在图3所示的示例中，由于不存在flexray^tm线路适配器，因此有利的是flexray^tm通信控制器31、41控制呈现在其rxen端子上的rxen信号的值以便授权或不授权在其rxd端子上接收数据。flexray^tm通信控制器31、41尤其可以在特定的运行阶段期间（例如当微控制器启动或重启时等）禁止在其rxd端子上接收数据。

要注意的是，在rxen信号是可选的情况下，flexray^tm通信控制器31、41中的仅一个flexray^tm通信控制器配备有rxen端子也是可能的。如果发生这种情况，接口逻辑电路60包括仅一个接收逻辑门，其与flexray^tm通信控制器31、41中的包括rxen端子的那个flexray^tm通信控制器相关联。

此外，根据其它实施例，将呈现在一个或每个flexray^tm通信控制器31、41的rxen端子上的rxen信号的值在不干预所述flexray^tm通信控制器31、41的情况下强制设为授权在rxd端子上接收数据的值（在这种情况下为“低”值）也是可能的。在这种情况下，无需使用接收逻辑门64、65，并且组合逻辑门63的输出端可以直接连接到flexray^tm通信控制器31、41的rxd端子。

更一般地，要注意的是，上文考虑的实施例已经作为非限制性示例进行了描述，并且因此可设想其它变型。

特别地，描述了考虑不具有flexray^tm线路适配器的连接装置来连接第一微控制器30和第二微控制器40的flexray^tm通信控制器31、41的本发明。然而，根据其它示例，完全不排除使用flexray^tm线路适配器来连接第一微控制器30和第二微控制器40的flexray^tm通信控制器31、41。然而，要理解的是，使用基本上由逻辑门构成的接口逻辑电路60在所实现的连接装置因此特别简单且成本低的情况下对应于优选实施例。

上文的描述清楚地说明了，通过本发明的各种特征及其优点，本发明实现了其设定的目标。特别地，第一微控制器30并不需要与机动车辆10的通信总线70上使用can-fd通信协议相关的特定的软件开发。此外，特别是当电子计算机20不具有flexray^tm线路适配器时，控制了与使用can-fd通信协议相关的追加费用。