[发明专利]TTCAN控制通讯模块和车辆的TTCAN控制通讯系统

说明书

技术领域

本发明属于信息通讯技术领域，具体涉及一种由外部硬件时间触发的TTCAN控制通讯模块。

背景技术

基于事件触发方式的协议主要包括由德国Bosch公司制定的CAN(Controller Area Network)总线及其协议。网络中所有活动都是由事件的发生所引起的，但是事件的产生是随机的、偶发的，何时会有一个事件触发是不可预知的，这就很可能导致网络中的事件之间发生冲突。CAN总线就是一个基于事件触发协议的通讯总线。

随着车辆的安全性能要求越来越高，以时间触发方式为核心，提出了新的总线及协议，其中具有代表性的三种总线及协议分别为：Time-Triggered CAN(TTCAN)、TTP和FlexRay。基于时间触发方式的协议是基于时间触发结构而产生的。所有节点根据时间同步化，每一个在网络上的活动都打上了时间标记。系统中的任务根据工作之前制定的时间表分配好了相应的总线时间，因此，在采用时间触发方式通讯的总线网络中，节点都按照事前制定的静态调度时间表(又称为矩阵周期)完成任务，静态调度表被下载到各节点的控制器中，通讯系统的分支系统只需知道何时传送一条消息以及何时在总线上的一条消息对自己是有用的。时间触发结构的主要优点之一是灵活组合能力，这使得将一个新的部分整合到系统中时能够减少对新的部分的测试，这是设计对安全性要求苛刻的系统时的关键因素。相对传统的CAN协议，TTCAN具有实时性高、可靠性好，数据量大，避免总线拥塞，大大提高网络利用率等特点。

目前，TTCAN总线通讯普遍采用的定时方式是在接收到主节点定时消息后，节点CPU设置一个专用定时器时钟产生定时中断对时，按预设的矩阵周期表完成数据通讯任务。但该通讯方式过分依赖主节点容易产生同步失败，且每个系统设备CPU的时钟频率都存在误差，不能够做到全局全部统一，时间漂移造成同步误差过大，同时增加网络各节点CPU处理数据中断的负担。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明要解决的技术问题是：如何解决TTCAN总线过分依赖主节点容易产生同步失败，时间漂移造成同步误差过大。

为了解决TTCAN总线过分依赖主节点容易产生同步失败，时间漂移造成同步误差过大，本发明提出了一种时间周期控制元件，其包括：

包括：计数器，和含有可编程的n个状态信息的状态机；其中，状态机随着计数器的每次计数依次改变状态信息编码，并通过输出端(SB0)依次输出所述状态信息编码至CPU。

进一步，所述状态机还包括含有4个相位信息编码的相位机，并通过另一个输出端(SB1)依次输出所述相位信息编码至CPU。

进一步，所述状态信息编码构成具有可编程的n个周期的外部时钟信号。

进一步，所述状态信息编码和相位信息编码构成具有n*4个周期的外部时钟信号

本发明还提出了一种TTCAN控制通讯模块，其特征在于，包括：CPU，接口模块，以及根据上述的时间周期控制元件；其中：CPU分别连接时间周期控制元件和接口模块；时间周期控制元件用于周期性地向CPU发送所述外部时钟信号，CPU将该外部时钟信号作为CPU时间周期调度表的时序触发信号触发事件，且通过接口模块与CAN总线和系统设备进行数据交换。

本发明还提出了一种车辆的TTCAN控制通讯系统，包括CAN网络，数个系统设备以及与所述系统设备一一对应的数个所述的TTCAN控制通讯模块；其中，数个所述的TTCAN控制通讯模块都采用相同的时间周期控制元件，且提供相同周期的外部时钟信号；所述系统设备通过TTCAN控制通讯模块与CAN网络相连，组成TTCAN通讯网络。

本发明还提出了一种车辆的TTCAN控制通讯系统的控制网络全局时间周期和局部时间周期的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)所有控制通讯模块的所述时间周期控制元件向模块内的CPU发送相同周期的外部时钟信号；

(2)在特定的时间段，由数个控制通讯模块的其中一个自动地向CAN网络发送复位信号，从而初始化所有控制通讯模块的所述时间周期控制元件，以便统一所有发送至CPU的外部时钟信号；

(3)在数个所述系统设备中的其中一个出现初始化，或者添加新系统设备的情况下，与该系统设备相对应的TTCAN控制通讯模块向CAN网络发送复位信号，从而对所有控制通讯模块的所述时间周期控制元件复位，以便统一所有发送至CPU的外部时钟信号；

重复步骤(1)至(3)。