[发明专利]用于在事件控制的总线通信中提供全局时间信息的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于在CAN总线系统的用户站中使用的装置以及利用这种用户站构成的总线系统，所述装置被建立用于在与CAN总线系统的其他用户站事件控制地交换数据时提供或处理全局时间信息。

背景技术

例如由国际标准ISO 11898-1、-2和-3公知“Controller Area Network（控制域网络）”（CAN），该控制域网络包括用于在总线系统的用户之间交换数据的事件控制的方法。所使用的介质访问控制方法基于逐位判优，在所述逐位判优时多个用户站可以同时尝试经由总线系统的信道传输数据，而不因此干扰数据传输。用户站可以在经由信道发送位时确定信道的逻辑状态（0或1）。如果所发送的位的值不对应于信道的所确定的逻辑状态，则用户站结束对该信道的访问。

通过逐位判优实现了数据帧经由信道的无破坏性的传输。由此得出CAN的良好的实时特性。

例如由国际标准ISO 11898-4公知一种称作“Time Triggered CAN（时间触发CAN）”（TTCAN）的CAN的扩展。根据TTCAN的协议规范，在所谓的系统矩阵中定义时间窗结构，该时间窗结构具有多个相继的基础周期，所述基础周期又由时间窗（经常也称作“时隙”或者“time slots（时隙）”）组成，时间窗的顺序有规律地重复。在此，可以给每个消息并且从而给进行发送的用户站分配特定的时间窗，在该时间窗内必须传输该消息。还存在以下可能性：在时间窗中为多个用户站释放竞争的、通过判优协调的访问。因而在TTCAN中，对信道的访问至少部分地通过时间控制的方法协调。

在TTCAN中区分TTCAN级别1和TTCAN级别2。在这两种情况下，通信以基础周期的顺序进行，所述基础周期分别从参考消息开始。这两个级别之间的区别是，在级别2中，参考消息包含用于对全局时间信息或者全局时间进行同步的信息。因而，TTCAN的特征在于，能够通过时间主站（Zeitmaster）给用户站提供全局时间信息。所定义的用于同步的做法负责所有的用户站使用统一的全局时间信息。

掌握TTCAN级别2的CAN控制器具有电路（计数器、运算器、控制器），该电路以硬件同步和校准全局时间以及能够实现时间测量和时间通知。

TTCAN协议还包含监视功能，该监视功能应确保，CAN通信包含先前定义的固定的时间光栅。如果在时间光栅中出现错误，则时基显示为无效。在严重错误的情况下，可以调整CAN通信。

在特定的应用中，总线通信的时间控制或者是不可能的，或者至少是没有意义的，或者用于创建系统矩阵的开销不合理地高。然而，仍然期望全局时间信息的提供，如由TTCAN级别2所做出的那样，以便例如可以在用户站中运行的算法中使用时间信息。

由现有技术已知的方法不提供在每个方面都令人满意的结果。

发明内容

本发明的任务是提供一种用于在CAN总线系统的用户站中使用的经修改的通信装置，该通信装置保留TTCAN级别2中的提供全局时间信息的优点，并且同时使得根据目前现有技术在TTCAN中需要的对完整系统矩阵的时间控制或编排（Aufstellung）不是强制性需要的。

对此描述一种对TTCAN控制器的改进，该改进的特征在于，还可以将本发明装置中的、用于表示TTCAN级别2的全局时间的、由TTCAN控制器已知的硬件用在标准的事件控制的CAN通信中。所述任务通过具有独立权利要求1的特征的装置解决。

本发明的优点

根据本发明，所述任务以如下方式解决：TTCAN控制器被置于特殊的运行状态中，在该运行状态中，CAN通信以常见的事件控制的方式进行，而用于表示全局时间的硬件却如在TTCAN级别2中那样工作。

这所具有的优点是，给CAN网络中的所有节点提供自动同步和校准的时基。在此，不存在软件中的计算开销，这是特别有利的。

然而，与根据ISO 11898-4的TTCAN协议级别2不同的是，时间控制地进行CAN通信是没有必要的。与此相关的用于创建完整系统矩阵的开销也是不需要的。当由于物理的、技术的或者其他的边界条件而不应建立时间控制的通信时，也可以应用该方法。

此外有利的是，在已经掌握TTCAN级别2的TTCAN控制器中，例如用于开发、设计和实现本发明方法的额外开销是低的。

附图说明

以下根据附图介绍和详细解释本发明。

图1示出具有多个总线用户101至105的总线系统100。每个用户101至105具有自己的时基106至110。