本申请案主张2016年1月20日申请的共同拥有的第62/281,056号美国临时专利申请案的优先权；所述申请案出于所有目的以引用的方式并入本文中。
技术领域
本发明涉及同步串行接口，且特定来说，涉及一种在同步网络中的时间触发通信信道。
背景技术：
使用同步协议的串行接口在所属领域中是众所周知的。举例来说，SPI或I2C接口总线使用两个总线来单独传输时钟信号及相关联的数据信号。这些类型的接口是同步的，这是因为数据与时钟信号经同步传输。一般来说，此类接口比异步接口更稳健且允许更高的传输速率。
媒体定向式系统传送是由汽车行业优化的高速多媒体网络技术。其可用于汽车内侧或外侧的应用。串行总线使用环形拓扑及同步数据通信来经由塑料光纤(POF)(MOST25、MOST150)或电导体(MOST50、MOST150)物理层传送音频、视频、语音及数据信号。
规格定义物理层及数据链路层以及数据通信的ISO/OSI模型的所有七个层。标准化接口简化多媒体装置中的协议集成。针对系统开发者，主要是协议定义。其为用户提供标准化接口(API)来存取装置功能性。通信功能性通过称为网络服务的驱动器软件提供。网络服务包含基本层系统服务(第3、4、5层)及应用套接字服务(第6层)。其处理基于物理层的网络接口控制器(NIC)与API(第7层)之间的协议。
汽车行业正寻找FlexRay通信协议的替代方案(其具有约10到20Mbps的带宽)，且将视为替代方案。信道对进行补充使其成为功能完全的且成本有效的解决方案。存在对网络中的高度确定性通信信道的需要。
技术实现要素：
揭示同步网络中的时间触发通信信道的系统及方法。所述系统及方法可包含：在重复周期中进行通信，其中多个节点中的每一者具有专用时隙，其中周期包括n个后续时隙，且其中每一时隙包括多个帧；界定将每一节点与包括开始帧及结束帧的相关时隙相关联的集中式调度；及仅在包括所述开始帧的所述相关时隙期间由每一节点进行传输。
根据各种实施例，揭示一种在传输周期性帧的同步网络中的传输方法。在所述同步网络中，每一帧包含多个信道，且所述网络包含多个节点。所述方法可包含：在重复周期中进行通信，其中多个节点中的每一者具有专用时隙，其中周期包括n个后续时隙，且其中每一时隙包括多个帧；界定将每一节点与包括开始帧及结束帧的相关时隙相关联的集中式调度；及仅在包括所述开始帧的所述相关时隙期间由每一节点进行传输。
在一些实施例中，所述系统及方法还可包含主节点，其界定所述调度，所述主节点是所述多个节点中的一者。在一些实施例中，所述调度在带外通信中分布到所述多个节点。所述调度可为静态的，及/或所述调度可为可配置的。
在一些实施例中，每一节点可与所述重复周期内的多个时隙相关联。在替代实施例中，所述时隙中的一或多者可具有不同大小。在进一步实施例中，周期长度可为可配置的。在进一步实施例中，时隙可包含至少一个未使用帧。在此类实施例中，所述未使用帧可跟随在时隙的所述结束帧之后。在其中时隙包含多个未使用帧的替代实施例中，任何未使用帧可跟随在时隙的所述结束帧之后。
在各种实施例中，所述系统及方法还可包含用于传输周期性帧的同步网络，其中每一帧包括多个信道。所述同步网络可包含彼此通信耦合的多个节点及主节点。在此类实施例中，所述多个节点中的每一者可操作以在重复周期中通信，所述多个节点中的每一者可具有专用时隙，周期包含n个后续时隙，每一时隙包含多个帧，所述主节点可操作以界定集中式调度，其将所述多个节点中的每一者与包括开始帧及结束帧的相关时隙相关联，且所述多个节点中的每一者可操作以仅在包括所述开始帧的所述相关时隙期间传输。
在各种实施例中，所述系统及方法还可包含用于传输周期性帧的同步网络，其中每一帧包括多个信道。所述同步网络可包含彼此通信耦合的多个节点及可操作以从主节点接收集中式调度的参与节点，其中所述集中式调度将所述多个节点中的每一者与包括开始帧及结束帧的相关时隙相关联。所述网络可经配置使得所述多个节点中的每一者可操作以在重复周期中通信，所述多个节点中的每一者具有专用时隙，周期包括n个后续时隙，每一时隙包括多个帧，且所述参与节点可操作以仅在包括所述开始帧的所述相关时隙期间传输。
附图说明
图1说明根据本发明的特定实施例的通信网络的实例高阶图，其中可部署时间触发通信信道；
图2说明根据本发明的特定实施例的实例网络通信帧；
图3说明根据本发明的特定实施例的用于在节点之间在时间触发同步通信信道上传送数据的实例通信周期；
图4说明根据本发明的特定实施例的详述实例帧指派的实例周期；及
图5说明根据本发明的特定实施例的用于调度时间触发同步通信信道的实例系统调度。
具体实施方式
根据各种实施例，可针对同步网络提供通信信道，其中所有通信经预调度，且传输器允许基于帧计数而在信道上传输。
根据各种实施例，解决方案旨在用于具有产生位时钟的单个主节点的同步网络。出于本发明的目的，“同步网络”可指任何适当通信网络，其中数据与时钟信号同步发送。举例来说，MOST通信协议描述同步网络。
图1说明根据本发明的特定实施例的通信网络的实例高阶图10，其中可部署时间触发通信信道。在一些实施例中，图10说明彼此互连的多个节点12、14、16。出于本发明的目的，“节点”可指可操作以与一或多个其它节点电通信的任何适当通信装置。举例来说，节点可为微处理器、微控制器或其它电子装置。虽然说明特定网络拓扑以帮助理解，但是所属领域的一般技术人员将认识到，在不脱离本发明的范围下可用其它拓扑。参考本发明，建立适当同步网络的任何适当拓扑将满足需要。
图2说明根据本发明的特定实施例的实例网络通信帧100。在一些实施例中，帧100可包含多个信道102-10。举例来说，帧100可包含多个管理信道、异步信道、同步信道、等时信道、时间触发信道及/或未分配信道。在帧100的说明性实例中，描绘MOST帧。此帧可使用48-kHz时钟约每20.8微秒发送。在此配置中，帧可为约384个字节。帧100内的信道的分配可通过特定配置的性能特性驱动。举例来说，除未分配信道外，帧100可包含管理信道102、异步信道104、同步信道106、等时信道108、及/或时间触发信道110。虽然特定时钟速度、帧长度、帧频率、信道分布等出于帮助理解的目的而说明，但在不脱离本发明的范围的情况下，所属领域的一般技术人员将可用不同配置。
在一些实施例中，适用于在时间触发通信信道上传输的信息可在一或多个时间触发信道110中携载。在一些实施例中，每一帧100可具有经指派帧号，如在下文更详细描述。在通信系统中来自特定节点的通信可经分解以便在多个帧100上传送。
图3说明根据本发明的特定实施例的用于在节点之间在时间触发同步通信信道上传送数据的实例通信周期300。在一些实施例中，周期300可包含多个时隙302、304、306、308、310、312、314。出于本发明的目的，“时隙”是指专用于来自特定节点的通信的至少一部分的网络周期的部分。节点可具有周期内的多个时隙。在一些实施例中，周期长度可为可配置的。通过将节点指派到时隙，每一节点通过知道其经指派帧号而知道其位于通信调度中的何处。调度的同步化在下文中更详细描述。
在周期300的说明性实例中，时隙302、308可经指派到第一节点，时隙304经指派到第二节点，时隙306经指派到第三节点，时隙310经指派到第四节点等。为帮助理解，说明时隙312、314以便证明多于引用数目的时隙在任何特定网络周期内可为可用的。
如上文引用，每一时隙可具有不同大小。在一些实施例中，时隙的大小可与特定时隙的相关联的帧100的数目相关联。图4说明根据本发明的特定实施例的详述实例帧指派的实例周期300。
在一些实施例中，实例周期300可包含第一帧指派402、第二帧指派404及第三帧指派406。在一些实施例中，每一帧指派通过未使用帧分离。虽然出于说明目的，未使用帧经描绘为在每一帧指派的结束处发生，但在不脱离本发明的范围的情况下不同配置将是可能的。
在一些实施例中，第一帧指派402可与(例如)第一时隙(及因此，第一节点)相关联。在说明性实例中，第一时隙包含七个帧，尽管在不脱离本发明的范围的情况下可存在更多、更少或不同帧。第二帧指派404可与(例如)第二时隙(及因此，第二节点)相关联。在说明性实例中，第二时隙包含五个帧，尽管在不脱离本发明的范围的情况下可存在更多、更少或不同帧。第三帧指派406可与(例如)第三时隙(及因此，第三节点)相关联。在说明性实例中，第三时隙包含九个帧，尽管在不脱离本发明的范围的情况下可存在更多、更少或不同帧。
在一些实施例中，如在上文参考图2更详细描述，时隙内的每一帧可经指派号码。此外，周期内的每一帧可经指派号码。在每一帧经指派号码且每一帧经指派时隙的情况下，主节点可针对所有时隙建立同步调度。图5说明根据本发明的特定实施例的用于调度时间触发同步通信信道的实例系统调度500。
在一些实施例中，可在重复周期中实现信道上的通信，其中节点具有预定时隙来传输入。时隙可在数个帧上划分。为识别帧，主节点可输出全局帧号或信道可具有嵌入帧字节内的计数。在每一周期中，信道的帧计数从0重新开始；如果使用全局计数，那么其经遮蔽或节点基于共用开始帧保持内部计数。
在一些实施例中，可为主节点(例如，节点12)的部分的系统集成器可设置整个系统的调度且将此调度分布到参与节点(例如，节点14、16)。接着，每一节点可设置存取表，其确定节点可在哪些帧中传输。在一些实施例中，主节点可在带外分布调度(例如，在上的控制信道上)。所说明的调度是静态的，但所属领域的一般技术人员将认识到，其可经轻易切换。
举例来说，实例主调度500可包含主调度502及参与节点调度504。在一些实施例中，主调度502可包含多个帧、时隙及节点指派。在说明性实例中，时隙、帧零经指派到节点1；时隙二、帧八经指派到节点四；时隙三、帧十三经指派到节点七；时隙四、帧二十二经指派到节点；且时隙五、帧三十经指派到节点三。因此，主调度包含每一节点的时间触发、同步通信调度。接着，可分布调度。举例来说，参与节点调度504说明参与“节点一”的实例调度。此节点(例如，在上文实例中称为“第一节点”)具有在两个不同时隙中的两个指派帧：时隙、帧零；及时隙四、帧二十二。
可提供同步网络内的预调度及时间触发通信的信道，其为可预测的、高度确定性的且具有低延迟。系统中的此信道可用于关键任务通信，如周期性传感器数据及控制回路。
因此，揭示用于同步网络中的时间触发通信信道的系统及方法。系统及方法提供下列优势：其与其它信道共享物理媒体：同步、等时及异步。其减少布线。其为柔性且可按比例调整的：宽带、时隙大小、周期时间及分区。其提供集中分布的调度。网络经同步化，无需低水平时钟同步化。帧号使调度同步。