[发明专利]调试或编程通信装置一或多个用户装置的方法和通信装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于调试或编程通信装置的一个或多个用户装置的通信装置以及一种相应的方法。

背景技术

在许多网络中使用串行接口而非并行接口。原因在于降低构建技术和连接技术（例如管脚数目）的成本、简化系统设计以及通过并行使用串行接口实现传输数据带宽的可缩放性。

该趋势尤其是在消费电子（Consumer Electronics）领域中以大量串行接口标准呈现。这些串行接口标准通常用于与周边设备例如硬盘或显示器通信。然而除了少数管脚之外，这些接口还使用复杂协议，这些协议需要高的实施开销。为了例如在PC的主板上或在手持设备内在逻辑模块（IC）之间的数据传输，目前的接口将多个串行数据流（例如PCI-Express或Quickpath）聚束并且由此使系统设计员实现带宽的可缩放性。

在汽车技术领域中，串行接口（SPI，Serial Peripheral Interface）用于在控制设备中在可构建为集成电路（IC，Integrated Circuit）的逻辑模块之间传输数据。该标准描述了在构建为主机的部件与构建为从机的部件之间的双向、同步以及串行的数据传输。在此，接口在主机与从机之间包括至少三条线路，通常为两条数据线路和一条时钟线路。在有多个从机的情况下，部件的每个都需要由主机进行的附加的选择线路或选中线路。SPI接口能够实现实现菊链环（Daisy-Chain）或总线拓扑结构。

在少数情况下，SPI接口并不适于传输时间关键的激励信号，以便符合目前安全关键的应用例如ESP的实时要求。经常利用SPI接口还只是进行诊断和状态信息交换。时间关键的激励信号通常通过利用定时器单元和/或专用接口以高开销被传输给执行器和/或传感器的分析电路的激励部件。

在应用总线拓扑结构形式的SPI接口中，在较高数据率的情况下出现越来越差的信号完整性并且由于EMV特性差而出现高干扰影响。此外，只有发送信号与时钟信号同步地被传输，而接收信号的相位相同传输由于在从机中的内部延迟时间在高数据率的情况下愈发难以设计并且会在数据传输中引发错误。

在SPI接口在菊链环拓扑结构（即环形拓扑结构）中的应用中，形成非常高的等待时间，所以该形式目前并不能够有效地使用在汽车控制设备中。

在DE 10 2010 041427中公开了一种通信装置，其相对于已知通信装置具有明显优点。该通信装置环形地（优选以菊链环托盘结构形式）构建并且具有至少两个用户装置，所述用户装置彼此串行（优选通过点对点连接）连接。在用户装置之下有一个主机以及一个或多个从机。每个从机都具有移位寄存器，优选1位移位寄存器。由此，可以通过通信装置即通过环将数据从用户装置以一位的最小延迟从一用户装置传输到一用户装置。

除了所述的芯片间接口之外，在现有技术中，维持独立的接口（例如JTAG）用于调试和/或编程控制设备，独立的接口在控制设备交付之后不再能访问。然而此外还存在通过外部通信接口（例如CAN）编程新软件或从控制设备读取测量数据的可能性，而与专用接口解决方案相比，带宽有限。

在US 7,265,578 B1中例如公开了一种用于通过SPI和JTAG进行系统内编程的方法。在US 7,554,357 B2中公开了对菊链环装置的用户装置的有效编程。

发明内容

本发明基于根据独立权利要求1所述的通信装置。这种通信装置优选环形地（优选以菊链环托盘结构形式）构建并且具有至少两个用户装置，所述用户装置彼此串行（优选通过点对点连接）连接。在此，一个用户装置优选构建为主机而其余用户装置构建为从机。尤其是，可考虑微控制器、逻辑模块和FPGA作用主机，从机优选可以构建为功能ASIC（例如输出级）。此外，主机构建为将数据包传送给一个或多个从机，并且每个从机都拥有移位寄存器，数据包通过该移位寄存器被移位。这种装置能够实现每个用户装置仅需两个管脚/信号的传输方式并且此外能够实现在传输路径中引入其他部件。根据本发明，通信装置包括如下用户装置，其具有外部接口并且构建为通过外部接口从用于调试或编程通信装置的一个或多个用户装置的通信装置外部接收数据。同样，用户装置可以通过接口将数据向用于调试和编程通信装置的一个或多个用户装置的通信装置外部发送。调试在此是如下过程，在该过程中对用户装置或整个通信装置执行错误的诊断或发现，尤其是在装置内对通信进行诊断。调试可以包括用户装置或通信装置的软件组成部分和/或硬件组成部分的诊断。