CN100481057C - 串行数据总线的从总线用户 - Google Patents

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Abstract

本发明设计一种从总线用户，用于具有主总线用户的串行数据总线，其中，从总线用户在数据分组的报头的帮助下，识别在数据总线上接收到的数据分组的比特率，其中数据分组的报头具有sync中断字段、sync字段和ID字段，因此估计至少sync字段和sync中断字段的具有已知比特间隔的比特的下降沿之间的周期，并且根据所估计的周期来确定比特率。

Description

串行数据总线的从总线用户
技术领域
本发明涉及串行数据总线的从总线用户，至少一个主总线用户与串行数据总线相连，也可能还有其它从总线用户与串行数据总线相连。
背景技术
这种串行数据总线系统在将控制信号和数据发送到外围单元的媒介中用于多种用途。这种已知串行数据总线系统是例如LIN数据总线，用于对于传输速率或可靠性没有极其严格要求的情况下。
在这种串行总线系统中，通常设置一个主总线用户以及可能的多个从总线用户。特别地，从总线用户可以以成本有效的方式来实现，使得它们通常不具有任何石英(quartz)。然而，为了仍然能够与这种从总线用户以所需比特率或波特率来进行串行通信，通常在这种串行数据总线的数据总线协议中设置具有10比特(包括起始和结束比特)sync字段并具有已知比特值的报头，从而可根据各个比特的沿的时序来确定比特率或波特率。但是，由于这种sync字段通常相对较短，特别地通常为10比特(包括起始和结束比特)，所以比特率的确定非常不精确。此外，在多个应用中，干扰叠加在串行传输信号上，从而叠加在sync字段上。此外，信号具有抖动，即基于时间的错误，因此考虑到有限长度，预定信号序列仅可不精确地确定比特率。
实际上，所有所述问题会引起对比特率的非常不精确的确定。
发明内容
本发明的目的是表示一种从总线用户，按照情况，可更精确地确定比特率或波特率。
该目的通过权利要求1的特征，由本发明的第一实施例实现。
提供一种从总线用户，用于具有主总线用户的串行数据总线，其中，从总线用户在数据分组的报头的帮助下，识别在数据总线上接收到的数据分组的比特率，其中数据分组的报头具有sync中断字段、sync字段和ID字段，因此估计至少sync字段和sync中断字段的具有已知比特间隔的比特的沿之间的周期，并且根据所估计的周期来确定比特率。
为了识别比特率，根据本发明的从总线用户不仅估计实际提供的sync字段的比特，还估计附加传输的sync中断字段的已知比特，优选地还估计报头中还传输的ID字段的已知比特。
估计这些附加字段需要获得具有已知位置和已知值的比特，比特的位置以及彼此的间隔必须已知。因此，利用已知位置和已知比特值，同样可估计这些已知比特的沿的时序。原理上，以与对sync字段的比特的估计相同的方式来进行对这些比特的估计。然而，通过使用其它字段的其它比特，可实现明显更好的精确性，例如，通过使用总共24比特的前两个字段，代替通常使用的8比特，使比特率检测的精确度变为三倍。本质上，根据这两个字段的已知比特的估计沿到第三字段的起始的已建立的间隔，以已知方式确定比特率(注意：需要第三字段的起始比特的下降沿！)。
此外，通过更广泛的基础，即比特率识别所基于的更大数目的比特，来实现对干扰和抖动的明显减小的敏感性。
此外，具有以下优点：根据本发明而工作的从总线用户可用于一般的数据总线中，其中从总线用户并不估计用于比特率识别的多个字段，而仅使用一个字段来进行比特率识别，如在现有技术中所设置的那样。
有利地，因为起始和结束比特具有已知位置和值，所以字段的起始和结束比特可用于确定特定比特的间隔，如根据本发明一个实施例，在权利要求2中要求的。
已知比特的估计，即三个字段中已知值和已知位置的比特的估计假定sync中断字段的结束比特也具有特定时间长度，优选地具有针对1比特或预定个数的结束比特所预定的周期。在已知系统中通常是这样的。然而，系统中也可存在主总线用户，该主总线用户并不遵循这些规则，而不同地或可变地选择sync字段的周期或结束比特的数目。因此，根据如权利要求3所要求的本发明另一实施例，建议如果已知sync中断字段的结束比特的时间长度，则向从动用户通知该时间长度或在从动用户中编入该时间长度。
如权利要求4所要求的本发明另一实施例描述了特殊比特，在报头的上述字段中，通常固定地预定这些比特，并且其值已知，可有利地用于根据本发明的比特率识别。
如权利要求5所要求的本发明另一实施例提供了ID字段的多个比特，在已知情况下并入比特率识别中。如果主总线用户的ID代码已知(通常就是这样的)，则提供了对比特率识别的精确度和安全性的进一步改进。
如在开始段中所述的，根据本发明的从总线用户可有利地用在LIN数据总线中，该LIN数据总线具有根据其标准的报头的上述三个字段，其中定义一些比特，即使对于未知内容，尤其是ID字段，也可基于这些比特来进行比特率识别。
参考下面所述的实施例，作为非限制性示例，本发明的这些和其它方面将显而易见。
附图说明
在附图中，
-图1示出了根据本发明的从总线用户的电路框图；以及
-图2示出了数据分组的报头的时间图。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的从总线用户1的电路框图，该从总线用户通过串行数据总线DB与其它总线用户相连。在图1中未进一步详细示出这些总线用户，这些总线用户特别地是主总线用户，也可能是其它从总线用户。
图1所示的从总线用户具有收发机2，用于建立到作为串行数据总线的数据总线DB的物理连接。
数据总线可以是例如所谓LIN数据总线，LIN数据总线通常用在发送不涉及安全性的控制数据的发送装置中。
振荡器3设置在从总线用户1中，该振荡器具有低频精确性，因此不需要是石英振荡器。振荡器的构成使从总线用户的结构相对成本有效。
图1还在从总线用户1中，示出了用于比特率或波特率识别的电路模块4。用于比特率或波特率识别的电路模块4一方面为此接收振荡器3的振荡器信号，另一方面接收在数据总线DB上串行接收并通过收发机2而传递到电路模块4的数据，以用于比特率识别。
这些数据还到达串并转换器5，串并转换器5将串行接收的数据转换为并行数据。这些并行数据通过设置在从动中线用户1中的并行数据总线6，被传递到控制7，该控制7执行数据的估计，但是是以图1未详细示出的方式进行，并且还控制从总线用户1的其它电路模块。
为了尽可能简单地实现图1所示的振荡器3，例如，不需要提供任何石英振荡器，利用电路模块4来尽可能精确地且安全地执行比特率识别，根据本发明执行对在每个数据块之前的报头的多个字段的特殊估计。参考图2对此进行了详细解释，图2给出了具有三个数据分组的这种报头的结构的示意图。
如图2所示，图2所示的整个报头具有最大34比特。报头分为三个字段，即sync(sync break)字段、sync字段和ID字段。这里，sync中断字段、sync字段和ID字段每个都具有一个起始比特；sync字段和ID字段具有一个结束比特，sync中断字段具有至少一个结束比特。
利用根据现有技术已知的解决方案，在从总线用户中仅仅sync字段用于比特率识别。其前8比特表示具有已知位置和已知值的比特，因此可估计这些比特的比特沿的时间间隔，并将其用于比特率识别。主要缺点在于，仅8比特用于比特率识别，因此比特率识别的精确度相对较低。此外，较少数目的估计比特使得对干扰和抖动非常敏感，并将干扰叠加在该数据总线上。
因此如图1所示，设计根据本发明的从总线用户中的比特率识别4，从而对其它字段(即sync中断字段和ID字段)的具有已知位置和已知值的比特进行估计。
图2的视图示出了连续比特具有各自改变的比特值。Sync中断字段具有14比特，在本示例中，除了结束比特之外，每个比特都设置为0。ID字段具有10个比特，除了起始和结束比特之外，其内容也许未知。
前两个字段每个都分别在开始和结尾处具有起始和结束比特，在字段开始处的起始比特具有0值，在字段结尾处的结束比特具有1值。这对于ID字段是类似的。Sync中断字段还可具有多于一个结束比特，可能通过使用相应信号或通过编程，向从动1传送这些结束比特。
因此，这些字段的这些比特以及有用比特的比特位置和沿可用于比特率识别。在最简单的情况下，最大24比特的sync中断字段和sync字段可用于比特率识别。此外，ID字段的7个有用比特以及其起始比特可用于比特率识别，因此，总计可用24比特或34比特的传输时间来进行比特率识别，因此操作明显比仅基于8比特传输时间的操作更加精确，在根据现有技术的解决方案中就是使用8比特的。
在参考用于LIN数据总线的总线用户的实施例示例中描述了根据本发明的从总线用户；然而，本发明并不局限于这种数据总线的从总线用户，而可用在具有已知结构的报头的串行数据总线的情况下。

Claims (7)

1.一种从总线用户设备，具有与主总线用户设备连接的串行数据总线，其中，从总线用户设备包括：电路模块，用于利用数据分组的报头，识别在串行数据总线上接收到的数据分组的比特率，其中数据分组的报头具有sync中断字段、sync字段和ID字段，因此估计至少sync字段和sync中断字段的具有已知比特间隔的比特的沿之间的周期，并且根据所估计的周期来确定比特率。
2.根据权利要求1所述的从总线用户设备，其特征在于，sync中断字段、sync字段和ID字段每个都具有一个起始比特，sync字段和ID字段每个都具有一个结束比特，sync中断字段具有至少一个结束比特。
3.根据权利要求2所述的从总线用户设备，其特征在于，只要从总线用户设备(1)预先并不知道sync中断字段的结束比特的长度或个数，则向从总线用户设备(1)指示出该长度或在从总线用户设备中编入该长度。
4.根据权利要求1所述的从总线用户设备，其特征在于，在估计所述周期时，考虑不同于一比特的sync中断字段的结束比特的长度。
5.根据权利要求1至4之一所述的从总线用户设备，其特征在于，从总线用户设备(1)至少估计sync中断字段的第一比特、sync字段的五个比特以及ID字段的至少第一比特的下降沿之间的周期。
6.根据权利要求5所述的从总线用户设备，其特征在于，从总线用户设备(1)还估计ID字段的已知比特的下降沿的周期位置。
7.根据权利要求1至4之一所述的从总线用户设备，其特征在于，串行数据总线是LIN数据总线。
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