[发明专利]用于对两个总线系统进行同步的方法和设备以及由两个总线系统组成的装置

说明书

技术领域

本发明从根据独立权利要求的前序部分的用于对两个总线系统进行同步的方法和设备以及由两个总线系统组成的相应装置出发，其中通过基准消息来进行时间控制。

背景技术

例如在FlexRay中或在TTCAN中采用这样的用于在总线系统上在时间控制的通信的范围内生成基本周期的基准消息。这种总线系统是必要的，因为在最近几年中，在现代汽车制造或机械制造中、尤其在机床领域中以及在自动化中，控制设备、传感器和执行器的联网已经急剧增加。在此，可以实现通过使功能分布到多个控制设备上而产生的协同效应。在这种分布式系统的不同站之间的通信因此越来越多地通过一个总线系统或通过多个耦合的总线系统来进行。在总线系统上的通信量、访问和接收机制以及错误处理通过协议来调节。例如在汽车领域中所建立的一种协议是CAN协议(controller area network(控制器域网络))。该协议是一种事件控制的协议，也即诸如发送消息的协议活动是通过事件来启动，其中这些事件的起因在通信系统、也即该总线系统外部。在此涉及事件控制的总线系统，其中该总线系统尤其还可以通过外部事件来触发。由此CAN协议是非常灵活的，并且因此可以毫无问题地添加另外的用户和消息。

事件控制的自发通信的一种替代方案是纯粹时间控制的方案。总线上的所有通信活动是严格周期性的。诸如发送消息的协议活动仅仅通过对于整个总线系统来说有效的时间的消逝来触发。对介质的访问基于时域的分配，在该时域中发送方专有地具有发送权。该协议相对而言是不灵活的；只有当事先已经释放了相应的时域，才能添加新的节点。这种情况迫使在开始运行之前就已经确定消息顺序。在此，也即创建时刻表，该时刻表必须在重复速率、冗余、最后期限等方面满足消息的要求。消息的定位在此必须在发送周期之内匹配于产生消息内容的应用，以便将应用和发送时间点之间的等待时间保持为最小。如果不进行这种匹配，那么时间控制的传输的优点、也即在总线上发送消息时最小的等待时间抖动将被破坏。因此在纯粹时间控制的方案中对规划库提出高的要求。

在2003年的ISO11898-4标准草案(ISO/TC22/SC3)中所示的时间控制的控制器域网络、即所谓的TTCAN(time triggeredcontroller area network(时间触发的控制器域网络))的解决方案满足对时间控制的通信的上述要求以及对一定程度的灵活性的要求。TTCAN通过由定时器或时间主机、即所谓的Time Master发送基准消息来构建通信回合、即所谓的基本周期(basic cycle)来实现这一点。这些基本周期然后在其侧被划分为用于某一通信用户的周期性消息的所谓的独占时间窗以及用于多个通信用户的自发消息的所谓的仲裁时间窗。

因此，在下文中不仅从至少两个TTCAN总线系统或网络的同步、而且同样从其它已经提及的可比较的总线系统、诸如FlexRay出发，其中还应保证混合的、也即不同的总线系统的同步。

如已经提及的，在这样的系统中，通信回合由基本周期决定，也即由定时器或第一用户决定，该定时器或第一用户通过该总线系统以至少一个能够预先给定的时间间隔重复地传输基准消息，其中当时间信息达到被分配给触发信息的时间标记时，该基准消息通过该时间触发信息被触发。TTCAN中的时间信息例如是周期时间或Cycle Time，该周期时间通过本地时间、也即该定时器或时间主机或Time Master的本地时间以及通过该基准消息来预先给定。如果该时间信息、也即TTCAN的周期时间达到某一时间标记，那么在达到该时间标记时总是起动触发器，以便启动相应的基准消息。由此该时间主机在总线系统中根据基本周期预先给定该总线系统的时间。如果现在应当进行这样的基本周期的偏移，那么例如TTCAN协议提供以下可能性，即通过在这样的基准消息中设置一个位来推延通信。例如如果在TTCAN中使用事件同步的时间触发的通信选项，那么这种推延是尤其必要的，以便例如将TTCAN总线同步到尤其是外部时基的相位。