[发明专利]高级通信控制器单元和用于记录协议事件的方法

说明书

技术领域

本发明总体上涉及通信系统，并且具体地，涉及高级通信控制器单元、用于记录协议事件的方法，和交通工具。

背景技术

数据通信系统通常由多个通信节点组成，这些通信节点连接到诸如数据总线的通信介质，通过通信介质来交换消息数据。每个通信节点通常包含通信控制器，通信控制器被配置成在总线上侦听信号，从总线上接收数据并且通过总线将数据发送到其他节点。为了允许有意义的信号交换，根据通信协议来执行数据传输，该通信协议可以由不同协议栈构成，这些协议针对不同层的通信定义了规则，诸如对通信介质的物理接入或节点之间的数据传输。

例如，节点可以包含诸如微控制器的处理设备。例如，在汽车环境中，处理设备可以是电子控制单元，该电子控制单元是控制机动车辆中的一个或多个电系统或子系统的任何嵌入式系统。节点可以使用通信协议来进行通信。对于汽车应用，可以使用控制器局域网（CAN）协议或FlexRay协议，这些仅作为一些示例。CAN总线是被设计成允许微控制器和设备在交通工具内彼此进行通信的交通工具总线标准。FlexRay提供了一种更快和更可靠的替代解决方案。FlexRay通信协议基于用于由若干设备接入通信介质的时分多址（TDMA）方案，这要求在通信系统的开始阶段期间要建立的节点之间的同步。

参考图1，示出了现有技术通信控制器单元14的失败的启动序列的具有垂直时间轴的第一消息序列图10的示意性示例。启动阶段可以是高事件发生率的时段。在示出的示例中，软件模块12触发FlexRay控制器14的启动，FlexRay控制器14在通信系统中与其他FlexRay控制器16建立通信。控制器14接收配置数据18，并且随后运行来自软件模块12的启动命令20。控制器开始建立与其他通信节点的控制器16的通信22。在特定时间之后，启动通信14失败，并且控制器14向软件模块12指示该失败。在示出的示例中，FlexRay控制器14可以向软件模块12发出消息24，该消息24是对该通信不能被建立并且协议状态机不能进入其正常活动状态的指示。然而，在接收到失败消息24之后，软件模块不会得到26故障原因。

在系统的通信控制器检测到通信系统的故障的情况下，可以应用对系统的调试来作为寻找和移除或者至少减少缺陷数目的有条理的处理（methodical process）。为此，可以分析追踪信息或者时隙状态信息等，追踪信息包含例如相关协议事件，诸如对比率和偏移校正值的寄存器内容改变、实现协议执行的状态机的状态改变。

利用单步式调试，可以通过将断点插入协议的操作中以造成协议执行的中断并且从控制器读出状态信息来获取这些信息，以用于进一步分析。然而，在中断时间期间，其他节点的控制器可以继续处理和通信，因此改变其状态和通信总线的状态。

或者例如，在通信协议的执行期间，可以追踪控制器状态寄存器的状态信息，避免协议执行的中断。例如，从状态寄存器访问和读取要追踪的相关信息的处理消耗诸如内部数据总线的带宽的系统资源的一部分，并且需要附加的处理器负载。该侵入性方法可能改变或者扰乱协议执行的时间流，这在期望实时执行时可以是相关的。在通信介质上的高事件发生率时段期间，诸如该系统的启动阶段，可以仅追踪部分事件，以减少对协议流的调度的影响。

在WO2008/110957 A2中，描述了一种耦合到FlexRay通信系统的监视设备，该监视设备针对用于控制器的协议一致行为来侵入地检查通信控制器。示出的总线监测器实现自己的计数器和计时器，用于监测通信控制器的适当行为。其实现单独的参考状态机，以将通信控制器状态机的转换与其参考作比较。

在US 6,854,029 B2中，描述了一种DSP总线监视装置。提供作为用于不是分布式通信系统的系统的内部总线的监视设备的嵌入式处理器作为测试工具。总线监视器作为数字信号处理器（DSP）存在于相同芯片或模块中，这允许对从外部接触不可访问的内部处理器总线的连接。该监视器使用单独循环缓冲器来持续地存储从一个或多个内部处理器总线中的每一个数据追踪。在触发条件发生之后，存储停止并且保留对于处理器操作的评估的追踪。

在US 7,149,926 B2中，描述了用于嵌入式处理器的可配置追踪端口。提供了一种追踪端口，该追踪端口选择性地限制从处理器核心传递到输出缓冲器的追踪信息量。处理器追踪数据可以被压缩为满足输出缓冲器的可调整读出率。

在US 2008/0115115 A1中，示出了用于DSP调试操作的嵌入式追踪宏单元。该宏单元记录非侵入监视的软件执行的可选择方面，并且生成断点。

发明内容