[发明专利]数据传输方法和设备

说明书

本发明涉及在数据网络中传送数据消息的方法和设备，该网络包括多个由总线线路互联的站。本发明尤其，但不专门，涉及在电源线互联的计算机之间传送数据的方法和设备。

在美国专利No.5001642和美国专利No.5524213中公开了用于操作汽车数据处理装置的方法，其中数据处理装置包括至少两个计算机和连接计算机用于传送数据消息的总线线路。上述美国专利中公开的方法根据称为CAN(控制器区域网络)的协议操作，在ISO(国际标准化组织)规范No.11898中公开了它的详细内容。

图1示出一种公知类型的数据消息。该数据消息包括表示数据网络中消息开始的帧开始部分(1)，以及当网络的两个或多个的节点争用数据总线时确定消息优先级的判优字段(2)。在第一版本中，判优字段(2)包含一个11位的标识符(3)和一个远端传输请求(RTR)位(4)，它主要用于数据帧，其次用于远端帧(下面描述它的含意)。另一种情况，在第二版本中，标识符(3)可以是一个包含2位替代远端请求(SRR)和标识符扩展(IDE)的29位标识符。如果在传递两种版本消息的网络上，两个消息具有相同的11位标识符，SSR位给出上面讨论版本的优先级。IDE位(6)把29位标识符(它们是次要的)和11位标识符(它们是主要的)区分开。

数据消息还包括控制字段(7)，该字段包含上面讨论的第一版本的标识符扩展位加上一个保留位(r0)，它们都设置为主要的，还包含一个4位数据长度代码(DLC)部分，它表示消息的数据字段(8)中字节的数量。在第二版本中，控制字段7还包括2个保留位(r1和r0)，它们被设置为主要的，以及一个4位数据长度代码，也表示数据字段(8)中字节的数量。数据字段(8)包含0到8个字节的数据。

在数据字段(8)的后面，CRC(循环冗余码校验)字段(9)包含在消息的有效部分计算的15位检查和并且用于检错。然后在CRC字段(9)后面是一个确认时隙(10)。能够正确地接收数据消息的任何控制器在确认位时间期间发送确认位，传送消息的装置检查确认位的存在。如果检测到确认位，发送下一个数据帧，但是如果没有检测到确认位，该装置重新传送数据帧。在重新传输之前，该节点传送一个差错帧，然后在重新传送之前等待8个帧位速率周期的时间。

图2示出使用图1数据帧的远端帧，与图1帧共同的部分用类似的参考标号表示，但要加上100。远端帧与数据帧的类似在于它集成了帧的开始101、具有标识符103的判优字段102、控制字段107、CRC字段109以及确认时隙110。然而，远端帧不包含数据字段，判优字段的RTR位是次要的，用于明显地将该帧标记为远端帧。

远端帧的目的是请求相应数据帧的传输。例如，如果节点A传送的远端帧的判优字段102设置到234，则如果节点B被适当地初始化，它可以用判优字段(2)也设置到234的数据帧来回答。

图3示出在网络中使用的差错帧，图1和图2的帧在该网络上传送。当节点检测到故障时传送差错帧，该差错帧导致所有其他节点检测故障使得它们也发送差错帧。然后该消息发射机自动地尝试重新传送消息，差错计数器的方案确保通过重复地传送差错帧，节点不能毁坏数据总线上的通信量。

差错帧包括具有6位相同值(如本领域技术人员熟悉的，它违反了位填充的规则)的差错标记(20)，以及包括8个次要位的差错分隔符(21)。差错分隔符提供一个间隔，其中当总线上其他节点检测到第一差错标记时，它们可以发送它们的差错标记。最后，可以使用过载帧(未示出)，它的格式类似于上面讨论的差错帧。过载帧由变得太忙的节点传送。

上面讨论的现有技术装置的缺点是经过网络可靠地传送数据的速率被网络节点之间传送数据的距离限制。当包括少量数据的消息在短距离上传送时(例如表示在车辆内数据总线上传送的汽车的物理测量的数据)，这不会导致任何明显的困难。然而，如果较大数量的数据需要经过较大距离上传送(例如经过明显的距离分开的计算机之间传输大量数据)，则能够传输数据的速率可能使得上面讨论的现有技术装置实际上不可行。特别地，上面讨论的现有技术装置仅能够传送每个数据帧最大8个字节，并且每个数据帧的数据位数量除以以米为单位的最大距离再乘以数据位速率(有效负载)被限制到1.6。

本发明优选实施例寻求克服现有技术的上述缺点。