[发明专利]用于以可转换的数据速率进行串行数据传输的方法和装置

说明书

本发明涉及用于以可转换的数据速率进行串行数据传输的方法和装置。说明一种方法和一种装置，以便可以在网络中比较快地传输较大的数据量。该任务根据本发明通过如下方式来解决，所发送的数据帧具有根据CAN规范ISO 11898‑1的逻辑结构，其中一个数据帧内的时间位长度可以采纳至少两个不同的值，其中对于数据帧内的可预先给定的第一区域，时间位长度大于或等于约1微秒的预先给定的最小值，并且在数据帧内的至少一个可预先给定的第二区域中，时间位长度相对于第一区域至少减半，优选小于减半，其中通过使用至少两个不同的缩放比例因子来相对于最小的时间单元或振荡器节拍调节总线时间单元在持续运行中实现时间位长度的变换。

本申请是申请日为2011年9月20日、申请号为201180045425.9（国际申请号为PCT/EP2011/066326）以及发明名称为“用于以可转换的数据速率进行串行数据传输的方法和装置”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及用于在总线系统的至少两个用户之间传输数据的一种方法和一种装置，其中所传输的位的持续时间可以在至少两个不同的值之间转换。

背景技术

例如从公开文献DE 100 00 305 A1中公知控制器域网络以及称作为“时间触发的CAN”（TTCAN）的CAN扩展方案。在CAN中适用的介质访问控制方法基于逐位的判优。在逐位的判优时，多个用户站可以经过总线系统的信道同时传输数据，而没有由此干扰数据传输。用户站还可以在经过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该信道的所确定的逻辑状态，则用户站终止对信道的访问。在CAN中，逐位判优通常在要经过信道传输的数据帧内的判优字段中进行。在用户站已向信道完整地发送了判优字段之后，该用户站知道其具有对该信道的排他访问。因此,判优字段的传输的终止对应于释放区间的开始，在所述释放区间内用户站可以排他地利用信道。根据CAN的协议规范，其他用户站一直不准访问该信道，即不准向信道发送数据，直至进行发送的用户站已传输了数据帧的校验和字段（CRC字段）为止。CRC字段的传输的终止时刻因此对应于释放区间的结束。

通过逐位的判优，实现了数据帧经过信道的无破坏的传输。由此产生了CAN的良好的实时特性，而在介质访问控制方法中——其中由一个用户站所发送的数据帧由于与由另一个站所发送的另外的数据帧的冲突而在经过信道的传输期间可能受到破坏——却具有明显更不利的实时特性，因为由于冲突和数据帧的由此所需的新的传输导致了数据传输的延迟。

CAN的协议特别适用于在实时条件下传输短的消息。如果应经过CAN域传输较大的数据块，则信道的比较小的位速率变成了限制性的因素。为了确保逐位的判优的正确功能，在位传输的判优期间，必须遵守首先与总线系统的规模、信道上的信号传播速度和总线用户的接口模块中的固有的处理时间有关的最短持续时间，因为所有的总线用户必须具有总线状态（0或1）的统一的图像和对总线状态的权利平等的访问。因此，位速率不能通过缩短各个位的持续时间而容易地提高。

为了仍然可以经过本来被设置用于连接到CAN域的通信接口足够快地传输对控制单元编程所需的比较大的数据块，DE 101 53 085 A1建议，将用于传输数据块的通信接口暂时转换到另一种通信模式下，在该通信模式下不执行逐位的判优，并且因此可能有比较高的位速率。不过在此情况下，必须将利用CAN协议的通信中断一定的时间。如果例如由于故障而不再能按照CAN协议记录总线系统的运行，则导致总线系统的失效。此外，通过比较大的数据块的传输，导致了随后的要根据CAN协议进行的传输的显著延迟，以至于损害了CAN的实时特性。

DE 103 11 395 A1描述了一种系统，在该系统中，可以替代地经过非对称的物理的CAN协议或经过对称的物理的CAN协议来进行异步的串行的通信，并且因此可以达到异步通信的更高的数据传输速率或数据传输安全性。

DE 10 2007 051 657 A1建议，在TTCAN协议的排他的时间窗中应用异步的、快速的、不符合CAN的数据传输，以便提高所传输的数据量。