[发明专利]用于总线系统的双速率仲裁中继设备

说明书

本发明公开了一种用于总线系统的双速率仲裁中继设备，包括主干接口、接口控制模块、缓存及控制模块、总线控制模块、子总线和若干次级接口，主干接口用于与中枢总线连接，次级接口用于与传感器连接；如果在一个时间片内的快仲裁总线成功发送第一个多进制符号串与慢速仲裁总线发送的部分多进制符号串一致的，在下一个时间片的开始将所述快仲裁总线上时间片内所有成功发送多进制符号串的中继设备的待发数据依次发送至一组数据总线。本发明提供的用于总线系统的双速率仲裁中继设备，可动态调整仲裁速率及数据传输速率，在保障数据传输的正确性同时提高总线的仲裁速率及数据传输速率。

技术领域

本发明涉及数据传输技术领域，具体地说，涉及一种用于总线系统的双速 率仲裁中继设备。

背景技术

汽车作为一种重要的交通工具，对人类日常生活的重要性不用赘述。从19 世纪第一辆汽车的诞生到汽车工业的蓬勃发展至今，离不开此工业对时代变迁 的及时调整。进入现代社会，电子信息科技的主旋律下，汽车工业同样做出了 相应的改变。

从1986年CAN总线被Bosch公布到现在，CAN总线广泛应用于各种领域，同 时也是汽车工业使用的车载总线的主要选择。CAN总线同样存在着一些弊端， 由于数据传输的往返延迟，CAN总线的传输速率与总线的长度相关，随着总线 长度的增加，为了保证数据传输的正确性，其传输速率需要进行降低。

其次CAN总线上的各个设备共用一条通信线路，则会存在数据传输碰撞的 问题，通常情况下是通过传输仲裁信号进行优先权仲裁来分配通信线路的使用 权，由于只有一条通信线路，其冲突概率高，导致通信线路的效率不高。同时 由于仲裁信号的传输存在往返延时，所以仲裁信号的传输速率不能太高，而数 据传输和仲裁信号传输在同一条通信线路上，导致了通信线路的数据传输速率 很低。并且仲裁信号是通过二进制符号进行传输的，即通过符号“0”和“1” 进行传输的，采用二进制符号进行优先权仲裁，其仲裁效率太低，设备的排队 时间长。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于总线系统的双速率仲裁中继设备，可动态 调整仲裁速率及数据传输速率，在保障数据传输的正确性同时提高总线的仲裁 速率及数据传输速率。

本发明公开的用于总线系统的双速率仲裁中继设备所采用的技术方案是:

一种用于总线系统的双速率仲裁中继设备，其特征在于：包括中枢总线、 主干接口、接口控制模块、缓存及控制模块、总线控制模块、子总线和若干次 级接口,所述主干接口用于与中枢总线连接，所述次级接口用于与传感器连接；

所述接口控制模块包括第一仲裁控制和第一数据传输模块，所述第一仲裁 控制和第一数据传输模块分别与所述中枢总线和所述缓存及控制模块相连； 所述总线控制模块包括第二仲裁控制和第二数据传输模块，所述第二仲裁控制 和第二数据传输模块分别与所述子总线和所述缓存及控制模块相连；

所述中枢总线和子总线具有相同的功能结构，均包括：慢仲裁总线、快仲 裁总线和数据总线；

所述数据总线至少包括2对铜双绞线，通过数据帧在时间片内传输待发数 据，所述时间片为数据总线传输一个数据帧所需的持续时间；

所述快仲裁总线通过仲裁帧在所述时间片内的快仲裁时隙中传输多进制 符号串，所述快仲裁时隙为快仲裁总线传输一个仲裁帧所需的持续时间，一个 时间片内包含的所述快仲裁时隙数量应不少于所述数据总线中双绞线对的数 量；所述多进制符号由多电平表示，所述多电平包括由多个门限分隔的不同电 压幅值状态，电压幅值越大优先级越高；

所述慢仲裁总线通过仲裁帧在长时间片内的慢仲裁时隙中传输多进制符 号串，所述慢仲裁时隙是慢仲裁总线传输一个仲裁帧所需的持续时间，所述慢 仲裁时隙长于快仲裁时隙的2倍，所述长时间片为若干慢仲裁时隙的持续时间， 所述慢仲裁时隙数量不少于所述数据总线中双绞线对的数量，所述长时间片的 持续时间通常长于2倍所述时间片的持续时间；