[发明专利]用于启动通信系统的方法、具有通信媒介和多个连接于其上的用户的通信系统、以及这种通信系统的用户

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的、具有通信媒介和多个连接于该通信媒介上的用户的通信系统。本发明此外还涉及一种根据权利要求6的前序部分所述的、连接到通信系统的通信媒介上的用户。最后，本发明涉及一种根据权利要求11的前序部分所述的用于启动通信系统的方法。

背景技术

控制设备、传感装置和执行装置借助具有通信媒介(例如总线系统)的通信系统的联网在近年来在构建现代机动车或者在机械制造、特别是在工具机领域以及在自动化中迅猛增长。在此，可以获得通过将功能分布到作为通信系统的用户的多个控制设备上而实现的协同效应。在这种情况下谈及分布式系统。在不同的用户之间的通信越来越多地通过通信媒介来进行。在通信媒介上的通信业务量、访问和接收机制以及错误处理通过协议来管理。对此一种已知的协议是FlexRay协议，其中目前基于FlexRay协议规范v2.1。FlexRay通信系统是快速的、确定性的并且容错的总线系统，特别是用于使用在机动车中。FlexRay协议根据时分复用(TDMA)的方法来工作，其中节点(即通信系统的用户)或者要传输的消息被分配固定的时隙，在这些时隙中，节点具有对通信媒介排他的访问。也被称为通信帧的时隙在此以规定的通信周期重复，使得可以准确地预言消息通过总线传输的时刻，并且确定性地进行总线访问。时间控制的通信系统的其他例子例如是时间触发CAN(TTCAN)、时间触发协议(TTP)、面向媒介的系统传输(MOST)总线以及本地内联网(LIN)总线。

为了最佳地利用总线系统上针对消息传输的带宽，FlexRay将周期划分为静态部分和动态部分。在此，固定的时隙位于总线周期开头的静态部分中。在动态部分中动态地分配时隙。其中排他的总线访问分别仅仅在短的时间内、在所谓的微时隙(Minislot)的持续时间内实现。只有当在微时隙内进行总线访问时，才将时隙延长所需的时间。由此，因此也只有当带宽实际被需要时带宽才被消耗。

FlexRay通过两个物理上分离的线路以每个信道分别最大为10Mbit/s的数据率来通信。当然，FlexRay也可以以更低的数据率来运行。总共设置有两个信道，即2×2个线路。两个信道在此对应于物理层，特别是OSI层模型(开放系统互联参考模型)的物理层。两个信道主要用于冗余地并且由此容错地传输消息，也就是说，在两个信道上并行地传输相同的数据。然而信道也可以传输不同的消息，由此于是将数据率加倍。然而目前这在实践中尚未被利用。目前，数据通常仅仅通过两个信道之一传输，使得另一信道未被利用。

为了实现同步的功能并且通过两个消息之间的小的间隔来优化带宽，在通信网络中的分布式部件、即用户需要共同的时基、即所谓的全局时间。为了时钟同步，在通信周期的静态部分中传输同步信息，其中借助符合FlexRay规范的特殊算法校正用户的本地时间，使得所有本地时钟与共同的全局时钟同步地运行。

FlexRay网络节点或者FlexRay用户包含用户处理器、FlexRay控制器或者通信控制器以及在总线监控的情况下包含总线监控器。在此，处理器提供和处理通过FlexRay通信控制器传输的数据。为了在FlexRay网络中通信，消息或者消息对象可以以例如高达254个数据字节来配置。

用户可以是用于实现确定的功能、例如用于控制机动车的轮子的制动器的控制设备。但是，在本发明的意义上，概念“用户”也包括通信系统中的任何类型的节点，例如也包括有源的星形节点或者星形耦合器，通过该星形节点或者星形耦合器为通信媒介给出星形拓扑。星形耦合器例如对于FlexRay通信系统来说由FlexRay规范v2.1已知。结构和工作原理属于FlexRay通信系统的规定的物理层(所谓的physical layer)。有源的星形耦合器在通信连接或者通信媒介被分开(即具有星形拓扑)并且数据信号应被分到通信媒介的多个分支上的通信网络中是重要的。此外，当涉及通过复杂的网络拓扑以及较长的路段(Strecke)来传输数据信号时，有源的星形耦合器是重要的，因为这些星形耦合器也可以除了将数据信号划分到多个分支上之外或者替代将数据信号划分到多个分支上而放大信号。通过使用星形耦合器，在传输中的错误保持被限制在一个分支上。