[发明专利]用于在数据传输系统与数据传输系统的用户的主处理器之间传送数据的方法和数据传输系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于在时间上受控的数据传输系统与数据传输系统的用户的处理器之间传送数据的方法。在此，数据传输系统的所有组件与共用的全局时基同步。用户处理器具有自己的时基，其也被在用户处理器上运行的操作系统所使用。本发明还涉及按照权利要求10前序部分的、具有多个用户和用于在用户之间传输数据的网络结构的数据传输系统。此外，本发明还涉及按照权利要求14前序部分的、数据传输系统的用户。最后，本发明也涉及按照权利要求16前序部分的、数据传输系统的用户的通信控制器。

背景技术

近年来，借助通信系统和例如总线系统形式的通信连接对控制装置、传感器组件和执行组件的联网在现代机动车制造中或者也在机械制造、尤其是机床领域和自动化领域中急剧地增长。在此可以实现通过将功能分布到多个控制装置上的协同作用。这里被称为分布式系统。

这种数据传输系统的不同用户之间的通信越来越多地通过总线系统进行。在总线系统上的通信业务往来、访问及接收机制、以及错误处理通过协议来调节。已知的协议例如是FlexRay协议，其中目前基于FlexRay协议规范v2.1。FlexRay协议涉及快速的、确定性的并且容错的总线系统，尤其用在机动车中。FlexRay协议按照时分多路存取(TDMA)的原理工作，其中给用户或待传输的消息分配固定的时隙，在这些时隙中它们具有对通信连接的排它的访问。这些时隙在此以确定的周期重复，使得消息通过所述总线被传输的时刻可以被精确地预测，并且确定性地进行总线访问。

为了在总线系统上优化地使用用于传输消息的带宽，FlexRay将周期划分成静态的和动态的部分。在此，固定的时隙处于总线周期的开始的静态部分中。在动态部分中，动态地预给定时隙。在这里，排它的总线访问现在总是只在短的时间内、也就是在至少一个所谓的最小时隙的持续时间内实现。只有在最小时隙之内进行总线访问时，所述时隙才被延长所需要的时间。由此，当带宽实际上也被需要时才使用该带宽。这里，FlexRay通过一个或两个物理上分离的线路以分别最大为10Mbit/sec的数据率通信。然而，当然FlexRay也可以以较低的数据率运行。在此，两个信道相应于尤其是所谓的OSI(开放式系统互联)层模型的物理层。该信道主要用于冗余的并且由此容错的消息传输，然而也可以传输各种不同的消息，由此数据率被加倍。也可以想到，通过连接线路传输的信号由通过这两个线路传输的信号的差来得到。物理层被构造成，使得其能够实现这些信号通过(这些)线路的电或光的传输，或者能够实现在其它路径上的传输。

为了实现同步的功能并通过两个消息之间小的间距来优化数据吞吐量，在该通信网络中的用户需要共同的时基、即所谓的全局时间。为了时钟同步，同步消息在周期的静态部分被传输，其中借助相应于FlexRay规范的特定算法校正用户的本地时钟时间，使得所有的本地时钟与虚拟的全局时钟同步运行。

给数据传输系统的用户分配处理器，所述处理器被称为用户处理器或主处理器。在这些处理器上运行计算机程序，通过所述计算机程序使得可以为用户实现分配给它的功能，例如控制和/或调节功能。为了实现该用户的功能，数据传输系统的另外的用户如传感器的主处理器可以进一步处理通过网络结构接收的数据。同样，主处理器可以促使它在实现其功能的范围内所产生的数据，如用于执行器的控制数据，通过数据传输系统的网络结构向数据传输系统的另外的用户发送。

在主处理器上运行操作系统，所述操作系统协调和控制不同的处理器的运行和用以实现用户功能的计算机程序的任务。根据现有技术，已知的主处理器通常具有自己的内部或外部时钟发生器，所述时钟发生器例如被构造为石英并且其可以提供时钟信号为主处理器所用。该时钟信号与其它的外部时钟信号无关，这些外部时钟信号例如被用于将数据传输系统与全局时基同步。操作系统和在主处理器上运行的计算机程序或称过程和计算机程序的任务与内部或外部时钟发生器的时钟信号同步。