执行单元的致动的制作方法

1.本发明关于一种致动执行单元的方法以及对应的设置系统布置。此外，本发明提出一种适用于所述方法或所述系统布置的通讯节点。本发明还涉及一种计算机程序，其包括实施所提出的方法或操作所提出的系统布置的控制命令。


背景技术：

2.de 10 2014 003 066 a1揭露一种总线网络中的总线用户，并教导其动态编址。
3.de 10 2018 007 141 a1揭露一种系统布置，其用于容错、电磁可接受的多个执行单元的致动。
4.de 10 2016 125 290 a1揭露一种由两个单线数据总线组成的炼式双线总线。
5.wo 2017/162 323 a1揭露一种有效率的控制装置和控制方法，其中依序排列的执行单元借由命令单元致动。
6.wo 2018/103 880 a1揭露一种紧凑的led装置，其可普及使用，但由于结构紧凑，在车辆中使用时特别有优势。
7.在传统方法中，已知有多个选项用于将串联连接的控制单元编址。存在通用方法，其可能不利于特定应用方案，并且存在高度专业化的方法，其使用并不普及。例如已知的can总线，其相对电缆线束而开发，并且其特别旨在实现控制装置的网络。
8.一般来说，can协定的复杂性远大于iseled(注册商标)，因此更昂贵。然而，can和lin的最大缺点是，由于总线架构，can和lin不提供自然(自动)编址选项。在这些情况下，必须配置位址。对于iseled(执行单元)，并且对于分段iseled(线驱动器单元和执行单元)，存在物理上预定的字符串，从而产生自动分配位址的选项。
9.根据现有技术，已知各种执行单元，其通常操作为从设备或客户端，并因此从上级个体接收命令，其通常称为主设备。执行单元随后实现这些命令。为此目的，现有技术揭露各种架构或拓扑，其中布置对应的执行单元及其控制单元。
10.然而，这种情况下，现有技术具有根据应用方案设置不同要求的问题，并因此总体而言必须重视是否提供具有高误差易感性的节能方法，或者重视占用更多能量但因此为更多防错检验的方法。此外，所提供的这种类型的架构的使用地点的尺寸将考虑在内。有些布置不适合大面积使用，因此只能在各个电路板上实现。相比之下，其他架构可以安装在几米的大面积上，并因此，必须满足布置在各个电路板上系统完全不同的要求。
11.在各个应用方案中，使用通用网络架构无法满足非常具体的要求。因此，有必要提出精确符合应用方案需求的特殊协定、网络架构和方法。其中一个特殊应用领域是汽车领域，其运作具有成本效益，换句话说，涉及低技术支出，并且需要可靠的网络架构。网络架构的可靠性如此重要的原因是汽车维护周期较长的影响，因此客户不会容忍此类型的故障。此外，通常提供安全关键功能，使故障安全性相当重要。
12.因此，此外，现有技术不利于所提供的网络组件可能无法使应用方案编址，因为各个组件的规模太大，并且有可能实现的逻辑有可能不被使用。此外，需要一种特别有效率的
网络架构或组件，并且可以以低技术支出的方式生产。
13.此外，还提供故障安全性，其中，各个组件分段，如此，如果各个区段其中一个故障不会影响其他区段。总体而言，组件的设置应尽可能简单，以便能够节能运作，并且能够以防错的方式运作。总体而言，应该尽可能减少能量消耗，因为不仅能源本身需要成本，而且还有辐射的风险，此外热量的生产也是不利的。
14.现有技术中的其他问题是，通常特定的网络架构会阻碍协定实施的效率。因此，根据现有技术，已知网络拓扑的分段，其中这种类型的协定会针对串联布置优化。针对串联布置优化转换协定通常是复杂且容易出错的。因此，本发明提供一种方法或系统布置，其有利于能够防错地分段并且额外提供有效率的协定，如此，网络架构可以以有效、防错的方式运作。总体而言，网络协定和网络架构总是需要与现有组件兼容地工作。
15.因此，本发明的目的为提出一种改进的执行单元的驱动方法，其运作有效率，并且具体结合执行单元的串联链和执行单元分段的优点。此外，本发明的目的是提出对应的设置系统布置，以及可以在所提出的方法和所提出的系统布置中使用的通讯节点。此外，本发明的目的是提出一种计算机程序产品，其包括实施所提出的方法或操作系统布置的控制命令。
16.所述目的借由权利要求1的特征以实现。从属权利要求中提出其他有利的配置。
17.因此，本发明提出一种用于致动执行单元的方法，包括：提供多个执行单元的串联子链的一实体网络，各个子链编址为串联，如果一执行单元发生故障，则只有其余的子链故障，每个子链的起始仅有一个上游通讯节点连接到上游，并且子链的通讯节点串联在一起，如此，具有上游通讯节点的通讯链，各个通讯节点切换为被动，如此，其余的通讯链持续存在，每个通讯节点皆具有至少一个输入接口和至少一个输出接口，并且至少一个输入接口和至少一个输出接口是明确可锁定的；借由查询相关子链的各个上游通讯节点依序检查每个子链，其中节点向子链的每个执行单元分配唯一标识符，如此，网络中的每个执行单元都分配唯一标识符；以及用由通讯链上游的控制单元生成的命令，借由上游通讯节点编址至少一个执行单元。
18.执行单元可以采用每个组件独立的形式，例如led或传感器。这只应认为示例，并且可以使用所有可能的组件，例如交换器的网络组件。执行单元从控制单元接收控制命令，控制单元可以采用微控制器的形式。
19.根据本发明，提供实体网络的启动，如此，各个执行单元接收标识符和位址。因此，网络本身最初是未知的，并且在预备方法步骤中检查网络，如此，组件，特别是执行单元，识别并得到标识符的方式。标识符用于使相关执行单元编址，如此，控制单元可以选择性地编址每个单独的执行单元。
20.在预备方法步骤中，提供多个执行单元的串联链的一实体网路。这代表存在至少一个设置为串联的子链，因此执行单元串联地耦接在一起。此子链最初具有通讯节点。因此，根据本发明，提供包括至少一个通讯节点的子链。优选但可选地，其他执行单元耦接到此通讯节点。结果，第一执行单元通讯地耦接到通讯节点。至少一个其他执行单元可以耦接到此第一执行单元。因此，一执行单元通常具有至少两个接口，第一接口单元耦合到通讯节点或之前的执行单元，而第二接口单元则耦合到之后的执行单元。因此，会有来自通讯节点的序列，至少一个其他执行单元串联连接到此序列。特殊情况下，也能只存在通讯节点。
21.由于存在多个子链，因此还存在多个通讯节点，并因此还能使多个通讯节点互联。因此，形象地说，如附图所示，子炼以水平呈现。此导致例如二维网络，其中，执行单元水平延伸且通讯节点垂直延伸。
22.因此，间接地，所有执行单元互相耦合，如此，通讯节点从执行单元的每个子链的上游连接，并且这些上游通讯节点因此互相串联耦合。
23.各个单位可以由不同的方式耦合。因此，优选地，各个区段或各个子链设置在包括对应总线的电路板上，并且通讯节点可以使用有线连接互相耦合。这仅应理解为示例，而非限制。
24.通讯从通讯链上游的控制单元开始。因此，通讯节点整体形成为通讯链，控制单元在通讯链的开始处。结果，控制单元可以与执行单元间接通讯，通讯节点与每个子链上游连接。因此，控制单元主要与通讯节点通讯，随后每个通讯节点将控制命令传递给连接的子链。
25.由于最初未知哪些组件位于实体网络中，因此借由对关联的上游通讯节点的查询，依序检查每个子链条。因此，控制单元输出导致每个通讯节点检查其子链，并且随后回传对应的标识符。因此有利的是，控制单元与第一通讯节点通讯，其随后检查有多少或哪些执行单元布置在相关子链。当已检查到时，标识符会回传到控制单元，并且此也通常可以发生在之后的时间点。因此，当第一子链已检查时，其借由传向第二通讯节点的命令提供，此通讯节点检查其子链，并因此生成标识符，例如连续编号各个执行单元的标识符。
26.这种情形依序且反复发生，如此，所有通讯节点检查布置的子链，并为此发出唯一的标识符。因此，唯一的标识符可供通讯节点可用，从而其具有与布置在子链中的单位相同的资讯。由于所有通讯节点皆将其标识符传递给控制单元，然后，控制单元具有关于所有可用通讯节点以及附加的执行单元的资讯。
27.一旦知道执行单元的各个标识符，可以使至少一个执行单元编址，如此，控制单元使用标识符间接通过通讯节点以编址。因此，最终，执行单元的每个标识符是已知的控制单元，并且控制单元因此可以指示相应的通讯节点，其链包含要致动的执行单元，以精确实现此驱动。因此，控制单元输出间接地通过通讯节点传送的命令给相关的执行单元。命令可以是执行读取操作或写入操作的命令。因此，例如作为命令，传感器可以诸如读出led传送到其上的对应颜色值或亮度强度。此外，通常可以从执行单元读出状态资讯。随后，此资讯随后通过通讯节点间接传送到控制单元。


技术实现要素：

28.根据本发明，其特别有利于，可以以串联编址各个子链，并因此创建有效率的协定。然而，本发明中，也能使各个执行单元分段，如此，没有单一子链。因此，总体上存在多个区段或子链。借此提供故障安全性，链中一单元故障不会使整个链故障，而只有其余子链失败。因此，根据本发明，其特别有利于，可以依序地或串联地控制各个执行单元，但是硬件中仍可以是分段的。
29.此外，其特别有利于，各个通讯节点可以切换为被动，如此，讯号仅通过这些通讯节点传递。因此，各个子链可以故障，而不使其他子链功能受损。
30.在本发明的另一方面中，所述致动包括读取操作和/或写入操作。此有利于，来自
控制单元的命令可以从执行单元中读出传感器的值或状态或者执行写入操作，如此，可以将值传送给执行单元。此值可以为颜色强度或亮度。通常，也能组合两种操作。
31.在本发明的另一方面中，明确的标识符采用位址、编号和/或名称的形式。此有利于，可以唯一地识别各个执行单元，并且随后借由执行单元可以选择性地启动执行单元，可以将唯一标识符传送到控制单元。通常，标识符也是一般名称，例如以人类可读的源代码的方式。
32.在本发明的另一方面中，当执行单元编址以读取时，仅与包含所编址的执行单元的子链通讯。此有利于，可以遮蔽其他子链，从而仅发生串联式通讯，如此，控制单元通过通讯节点间接地与执行单元通讯。因此，连通之前的通讯节点，并阻断之后的通讯节点的输出接口。因此，可以实现执行单元有效率的编址。具体来说，分段有利于，因为没有必要串联地编址所有执行单元直到达到要启动的执行单元，而是可以跳过之前的子链中的执行单元。
33.在本发明的另一方面中，每个通讯节点皆具有至少一个输入接口和至少一个输出接口。此有利于，通讯节点通常具有三个接口，其采用耦接接口的形式，并且可以处理输入讯号和输出讯号两者。各接口参照附图更详细地描述。接口通常用于资料通讯，其也有利于阻断各个接口。
34.在本发明的另一方面中，可以明确阻断至少一个输入接口和至少一个输出接口。此有利于，可以有效率地执行实施并阻断接口，如此，其他通讯无法执行。此确保在通讯中不必考虑其他未编址的执行单元。因此，通常只编址包含所编址的执行单元的子链。借由以此方式阻断接口以关闭其他子链。
35.在本发明的另一方面中，至少一个输入接口和至少一个输出接口可以由控制单元和/或相关的通讯节点阻断。此有利于，可以实现不同的协定，并且其可以集中和以分散的方式决定哪个接口被阻断。
36.在本发明的另一方面中，至少一个输入接口和至少一个输出接口可以根据所提供的标示符而被阻断。此有利于，可以依标识符确定哪个执行单元要编址，而随后仅开启包含执行单元的子链。因此，之前的通讯节点切换为被动，换句话说，切换以连接通过，并且所有其他的通讯节点被阻断。因此，通讯路径中，只编址一个子链，并且所有其他的子链在通讯中都会被遮蔽。所提出的方法因此有效率。
37.在本发明的另一方面中，唯一标识符依序地传送到控制单元。此有利于，将每个标识符传回，如此，例如，网络中的最后一个执行单元经由之前的执行单元将标识符传回通讯节点，并且通讯节点随后将标识符传送到控制单元。然后，这将使用倒数第二个执行单元执行，直到相关的子链都已执行过。随后，倒数第二个子链中的最后一个执行单元的标识符会回传。
38.在本发明的另一方面中，来自上游的通讯节点的子链的标识符传送到每个通讯节点。此有利于，通讯节点具有来自其可使用子链的所有执行单元的资讯。因此，每个通讯节点知道其下游的执行单元。
39.在本发明的另一方面中，各个通讯节点切换为被动，如此，其余的通讯链仍会存在。此有利于，可以在通讯中遮住各个通讯节点并因此遮住子链。因此，控制单元仅与包含所编址的执行单元的子链通讯。因此，信号只借由之前的通讯节点通过或循环而不变，换句话说未处理。
40.在本发明的另一方面中，子链将整个执行单元分段。此有利于，并非所有执行单元都必须串联连接，而是可以创建各个区段，并且借由处理各个子链的处理仍会执行有效的协定。总体而言，结果增加了故障安全性，由于如果一个执行单元故障，串联连接的其他执行单元不会全故障，反之，将执行单元分段，如此，仅有区段内的所有其他执行单元故障。
41.所述目的也借由在所提出的方法或所提出的系统布置中所使用而设置的通讯节点来实施。
42.所述目的也借由用于致动执行单元的系统布置来实施，其包括：多个执行单元的串联子链的一实体网络，各个所述子链能编址为串联并设置，如此，如果一执行单元发生故障则只有其余的所述子链故障，每个子链的起始仅有一个通讯节点连接到上游，并且所述子链的所述通讯节点串联，如此，具有上游通讯节点的一通讯链，各个通讯节点能切换为被动，如此，其余的通讯链持续存在，每个通讯节点皆具有至少一个输入接口和至少一个输出接口，并且所述至少一个输入接口和所述至少一个输出接口是明确可锁定的；所述通讯节点，借由查询有关所述子链的各个所述上游通讯节点设置，用于依序检查每个所述子链，其中节点设置以向所述子链的每个执行单元分配唯一的一标识符，如此，所述网络中的每个执行单元都分配唯一的一标识符；以及一控制单元，设置用于用由所述通讯链上游的控制单元生成的命令，借由所述上游通讯节点编址至少一个执行单元，。
43.所述目的也借由一种计算机程序产品来实现，所述计算机程序产品包括多个控制命令，当所述控制命令在一计算机上执行时，其进行所述方法或所提出的操作系统布置。
44.根据本发明，本发明特别有利于所述系统布置提供功能上对应于方法步骤的结构特征。此外，本发明提出方法步骤，其也可以借由系统布置结构上模仿对应的功能。因此，所述方法用于操作系统布置，并且系统布置可以执行所提出的方法。
附图说明
45.本发明的其他优点、特征和细节将在以下描述中显而易见，其中参考附图详细描述本发明的方面。在权利要求和描述中提到的特征，每一个单独的本身或任何所需的组合，都可能是本发明的关键。同样地，上述特征和在下文中所示的特征可以单独使用，或以任何所需组合使用多个。在一些情况下，功能相似或相同的组件提供相同的附图标记。用于描述实施例的术语“左”、“右”、“上”和“下”相关于具有通常可读的图式标题和通常可读的附图标记的图式的方向。所示和所描述的实施例不应理解为是限定的，而应理解为是示范性，其用于解释本发明。详细的描述为供本领域技术人员参考的资讯，因此，已知的电路、结构和细节没有在描述中详细显示或解释，以便不妨碍对本说明的理解。进一步的有利配置将参照附图更详细地描述，其中：
46.图1显示根据本发明的通讯节点的一个方面，特别是其接口单元；
47.图2是显示根据本发明的通讯节点、方法或系统布置的状态的状态转换图；
48.图3是显示所提出的系统布置的方面，以及根据所提出的方法，特别是执行“init”命令的通讯进展的示意性方块图；
49.图4是显示所提出的系统布置的方面，以及根据所提出的方法，特别是执行“ping1”命令的通讯进展的另一个示意性方块图；
50.图5是显示所提出的系统布置的方面，以及根据所提出的方法，特别是执行
“
ping2”命令的通讯进展的另一个示意性方块图；
51.图6是显示所提出的系统布置的方面，以及根据所提出的方法，特别是执行“write”命令的通讯进展的另一个示意性方块图；
52.图7是显示所提出的系统布置的方面，以及根据所提出的方法，特别是执行“reg_read”命令的通讯进展的另一个示意性方块图；
53.图8是显示所提出的系统布置的方面，以及根据所提出的方法，特别是执行“chain_read 1”命令的通讯进展的另一个示意性方块图；
54.图9是显示所提出的系统布置的方面，以及根据所提出的方法，特别是执行“chain_read 2”命令的通讯进展的另一个示意性方块图；
55.图10是显示所提出的系统布置的方面，以及根据所提出的方法，特别是执行“interrupt 1”命令的通讯进展的另一个示意性方块图；
56.图11是显示所提出的系统布置的方面，以及根据所提出的方法，特别是执行“interrupt 2”命令的通讯进展的另一个示意性方块图；
57.图12是显示根据本发明用于致动执行单元的方法的一个方面的示意性流程图。
具体实施方式
58.图1显示通讯节点icn并且特别显示对应的接口。因此，通讯节点通常具有在此例中显示在图上的主接口单元ma_port、在此例中显示在图右的客户端接口单元cl_port、以及在此例中显示在图下的从接口单元sl_port。通讯节点的方向对应于其他附图中所示的方向。形象地说，通讯链是垂直排列的，子链是水平排列的。所示的通讯节点因此可以向上与其他通讯节点或控制单元进行通讯。通讯节点向右与第一执行单元通讯。执行单元可选地与其他执行单元通讯。所示的通讯节点向下可选地与其他通讯节点通讯。然而，也可以达到通讯链的末端，如此，不会连接更多通讯节点。
59.图2是状态转换图，并且在底部和顶部两处特别显示两个状态。图左上的状态显示是网络为未初始化的状态。各个状态中的箭头显示此例涉及的通讯方向。因此，初始化从顶部的控制单元开始，控制命令传送给右边的子链。这些值最终会向上传递，如此，标识符在控制单元中会是已知的。
60.各个执行单元经由通讯节点通讯。图右上显示表现出完全初始化的状态。写入操作和读取操作的上箭头讯号可以反复进行，因为最终所有执行单元都是已知的。初始化是向各个组件发送查询的方式进行。此外，图左下等待ping，换句话说，等待查询讯息。如果组件被查询就会回报，并且如果超过时间窗，则会发生超时。因此，可以迭代地查询所有组件。在图右下，显示垂直链的读取等到所有通讯节点传回所收集的标识符。
61.图3显示实体网络，控制单元采用微控制器的形式，其显示在此例中的上方。此外，图左存在通讯节点icn。举例来说，icn表示iseled通讯网络(注册商标)。因此，通讯节点垂直布置并且执行单元水平布置。本发明中，举例而言，执行单元为led或传感器。或者，执行单元也可以采用开关的形式。
62.此外，图3借由各个数字阐明标识符如何初始化。因此，标识符1分配给第一通讯节点，然后标识符2分配给第二通讯节点。于是，连接的子链提供标识符，如此，第一led接收标识符3、第二led接收标识符4、第三led接收标识符5。随后，这些标识符传回通讯节点2。于
是，标识符在下一个子链中发出，此例中显示在图下。因此，上游通讯节点接收标识符6，并且与其连接的传感器接收标识符7。随后，标识符经过通讯节点6、2和1并传回控制单元。随后，发出其他标识符，如此，下一个子链从通讯节点8开始到耦合的开关9以及传感器10和led 11。
63.下文使用伪源代码以示范，其包含本领域技术人员熟悉的形式并且也以此方式使用的英语术语。
[0064][0065]
在图3和下图中，组件基于示例组件。具体来说，开关9可以采用开关、致动器、断路器和/或扫描器的形式。可以使用断路器实现从组件9、10和11到icn 8的箭头，或者通讯中可以使用至少一个中断器。这同样适用从组件7到icn 6的通讯。由于通讯中或在至少一次其他通讯中，通讯方向也可以为反向，因此即使图中未显示，箭头也可以理解为双向。
[0066]
图4显示ping步骤，其中对应的讯息传送到相关联的通讯节点的接口单元。随后，这些讯息传送到子链，然后从子链传回通讯节点。随后，这些讯息传递到以下的相关通讯节点，然后检查其子链。最后，将结果向上传递到控制单元。
[0067][0068]
图5显示此步骤的进一步进展，并借由箭头显示通讯步骤。以下源代码说明此等待回应，并且也特别示范错误处理。
[0069]
[0070][0071]
图6显示写入过程，其中，通讯节点icn的对应查询从上方传入，并且所述节点随后将命令传向右方和以下其他单元。如果借由控制单元从子链接收回应，此为向上传递，并且如果通讯节点从下方接收回应，这同样会传递给控制单元。
[0072][0073]
图7显示读出注册、在关联通讯节点从上方接收的命令，然后向下和向右传递。如果回应来自右方，其将向上传递，且来自下方的回应同样会向上传递。
[0074][0075]
图8显出读出通讯链，换句话说，读出各个通讯节点。一般而言，网络状态的初始化，也有可能会尚未初始化所有控制单元，因此必须等到初始化步骤完成。这种情况的区别由以下源代码文本显示。
[0076][0077]
图9显示读出通讯链的进一步进展。本发明中，所有执行单元都是已知的，并且最终将标识符传递给控制单元。因此，网络的状态可以符合初始化的条件。
[0078][0079]
图10显示传递到各个子链的中断。在本示例中，如果达到最后的子链，读出相关的执行单元的状态，并将其进一步向上传回控制单元。如果执行单元的状态是存在，则再次删除对应的参数。
[0080][0081]
图11显示中断步骤的进一步进展，并且具体显示中断最终被消除。
[0082]
[0083][0084]
图12显示用于致动执行单元的方法的示意流程图，所述方法包括：提供100多个执行单元的串联子链的实体网络，各个子链编址为串联，如果一执行单元发生故障，则只有其余的子链故障，每个子链的起始仅有一个通讯节点icn连接到上游，并且子链的通讯节点icn串联在一起，如此，具有上游通讯节点icn的通讯链，各个通讯节点icn切换为被动，如此，其余的通讯链持续存在，每个通讯节点icn皆具有至少一个输入接口和至少一个输出接口，并且至少一个输入接口和至少一个输出接口是明确可锁定的；借由查询有关子链的各个上游通讯节点icn依序检查101每个子链，其中节点向子链的每个执行单元分配102唯一标识符，如此，网络中的每个执行单元都分配唯一标识符；以及用由通讯链上游的控制单元生成的命令，借由上游通讯节点icn编址103至少一个执行单元。
[0085]
在发明中，本领域技术人员将了解，所描述的方法步骤可以迭代地和/或以不同的顺序执行。另外，各个方法步骤可以具有子步骤。