CN101795191A - 电子的数据处理系统的两个通信网络的同步 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于对电子的数据处理系统的两个通信网络(11，21)进行同步的方法。在这两个通信网络(11，21)上分别连接了一个或多个节点。这两个通信网络(11，21)中的每一个都具有进度表，该进度表为同步消息确定了至少一个时隙。该第一通信网络(11)的节点之一(16)和该第二通信网络(21)的节点之一(23)借助共同的计算设备(34)相互耦合。根据这两个通信网络(11，21)的进度表来确定在这两个通信网络(11，21)上同步消息的时隙之间的偏差。由该偏差来确定校正值并将这些校正值转发到至少另一节点(24)上。由所述另一节点(24)根据所述校正值来改变同步消息的时隙的出现。

Description

电子的数据处理系统的两个通信网络的同步

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1前序部分所述的用于对两个通信网络进行同步的方法以及一种根据权利要求8前序部分所述的电子的数据处理系统。

背景技术

比如在机动车中，在其中所具有的电子数据处理系统中，多个控制设备通过一个或多个通信网络相互连接。该通信网络比如可以是总线类的或星形的配置。控制设备在此用于实施特定的功能，比如机动车的燃料喷射功能或转向功能及制动功能。

如果比如存在两个所谓事件控制的通信网络，那么已知的是这些通信网络借助所谓的网关来相互连接。网关在此所具有的任务是，比如在所谓的中断之后如此变换在该第一通信网络上所传输的数据，并在必要时对该数据进行中间存储，使得这些数据然后能够被转发或继续传送到该第二通信网络。这种转换和中间存储导致数据从该第一通信网络转发到该第二通信网络时产生延迟。

在一种所谓的时间控制的通信网络中存在固定预给定的所谓进度表(Ablaufplan)，该进度表给所连接的每个控制设备规定确定的时隙，在该时隙中该控制设备可以通过该通信网络传输数据。此外该进度表还预给定至少一个时隙，在该时隙中包含有同步消息，借助该同步消息能够将连接到该通信网络的所有控制设备在时间上相互同步。

如果存在两个时间控制的通信网络，并且这两个通信网络应该相互耦合，那么有利的是这两个通信网络同样是在时间上相互同步的。

发明内容

本发明的任务从而是电子的数据处理系统的两个通信网络的同步。

该任务通过根据权利要求1所述的方法以及通过根据权利要求8所述的数据处理系统而得到解决。

根据本发明，为了对电子的数据处理系统的两个通信网络进行同步，规定：在所述两个通信网络上分别连接一个或多个节点，并且这两个通信网络中的每个都具有一个进度表，该进度表为同步消息确定了至少一个时隙，并且将第一通信网络的节点之一和第二通信网络的节点之一借助共同的计算设备相互耦合，并且根据所述两个通信网络的进度表来确定在这两个通信网络上的同步消息的时隙时间之间的偏差，并且从该偏差中来确定校正值并将其转发到至少另一节点上，并且所述另一节点根据所述校正值来改变这些同步消息的时隙的出现。

借助该校正值，从而在两个通信网络之一上同步消息的时隙的出现在时间上被偏移。从而实现了该时隙与另一通信网络的相应时隙的匹配，并从而最终实现了这两个通信网络的同步。本发明的优点在于，基本不需要额外的硬件，而是尽量通过软件就可以实现两个通信网络的同步。从而本发明能够灵活地、造价合理地以及必要时还事后进行应用。

尤其有利的是，这两个通信网络的进度表分别由这两个节点的通信控制器通过一个或多个软件模块而转发到该计算设备的应用层的程序上，并且校正值由该计算设备的应用层的程序通过该一个或多个软件模块而转发到所述另一节点。优选地，软件模块可以实现一种层模型，其中该层模块尤其基于OSI通信模型。这样该OSI通信模型的尤其在前述数据的可靠传输方面的优点也被利用在本发明中。

相应有利的是，所述另一节点具有计算设备，并且校正值由所述另一节点的通信控制器通过一个或多个软件模块、尤其通过该OSI通信模型而被转发到该计算设备的应用层的程序上。

本发明的其他特征、应用可能和优点参见下文中对附图中所示的本发明实施例的说明。在此所有叙述的或图示的特征单独地或以任意的组合而构成了本发明的主题，而不取决于其在权利要求中的概括或其引用关系，并且不取决于其在说明书中以及在附图中的表述以及图示。

附图说明

图1示出了根据本发明用于两个通信网络同步的实施例的示意性电路框图，

图2示出了图1的电路框图的一个具体片段。

具体实施方式

在图1中示出了电子的数据处理系统的一个第一总线11，其中该系统可以是任意类型的时间控制的通信网络。比如该总线11可以作为所谓的FlexRay总线或作为所谓的TTCAN总线来实现。该总线11被设置用于尤其在机动车中传输数字数据。

在该总线11上比如连接了四个节点13、14、15、16。节点比如可以是控制设备的组成部分，其中控制设备可以实施一个或多个功能，比如与在内燃机中的燃料喷射有关的功能或者机动车的转向功能或制动功能。

每个节点13、14、15、16都具有通信控制器18和总线收发器19。该总线收发器19建立所属节点与该总线11的直接连接，其方式是它把电子信号写入到该总线11上，其中该电子信号代表了要传输的数字数据。该通信控制器18实施一个预给定的进度表，其方式是它主要把要传输的数字数据在正确的时间点转发到该总线收发器19以进行传输。

在总线上可利用的传输时间由该进度表划分为彼此相继的周期，这些周期其中分别包含有多个时隙。在每个时隙中可以插入消息、所谓的帧，其中每个消息其中都包含有多个要传输的数字数据、所谓的有效载荷。

每个节点13、14、15、16通过该进度表分配了在彼此相继的周期中的至少一个确定的时隙，使得每个节点13、14、15、16在每个周期中都能够把多个数字数据写入到该总线11上，并从而能够通过该总线11来传输。优选地每个周期给单个节点13、14、15、16分别分配多个时隙。

为了对节点13、14、15、16进行时间同步，该进度表确定：至少一个节点13、14、15、16在该节点在彼此相继的周期中可利用的确定时隙中发送同步消息。优选地这种同步消息由多个节点13、14、15、16在它们分别可利用的时隙中被发送。从而在每个周期中在该总线11上都存在一个或多个同步消息。

该进度表所有节点13、14、15、16都是已知的。从而所有的节点13、14、15、16都“知道”同步消息在哪些时隙中在该总线11上被传输。

在每个节点13、14、15、16中该进度表的这些单个的时隙基于时基而被确定，该时基比如与石英振荡器有关。因为单个节点13、14、15、16所具有的时基比如由于不同的石英而可能相互偏离，所以由确定的节点将同步消息写入到总线11上所位于的那个时隙就可能不能精确地由另外的节点之一所确定，而是带有微小的偏差。

因为仅仅是微小的偏差，并且因为该进度表在两个彼此相继的时隙的消息之间总是设置有一个间距，在该间距中不传输数据，所以前述的另一节点尽管有微小的偏差也可以通过其总线收发器19来读入所述确定的节点的同步消息。根据所读入的同步消息，然后所述另一节点可以确定前述的偏差并通过计算校正它的时基来进行补偿。所述另一节点从而就可以与所读入的同步消息相同步。

连接到总线11的所有节点13、14、15、16全部都可以以这种方式借助所传输的同步消息来相互同步。

在图1的数据处理系统中设置有一个第二总线21，该第二总线与该总线11相似或者与总线11相当，并且其中从而可以是任意类型的时间控制的通信网络。比如该总线21可以作为所谓的FlexRay总线或者作为所谓的TTCAN总线来实现。在该总线21上比如连接了四个节点23、24、25、26。节点23、24、25、26与总线11的节点13、14、15、16相类似，并且比如可以是控制设备的组成部分。该总线21的每个节点23、24、25、26都具有通信控制器28和总线收发器29，其再次与该总线11的通信控制器18和总线收发器19相类似。

节点23、24、25、26的功能对应于节点13、14、15、16的功能。与该第一总线11的节点13、14、15、16中一样，在该第二总线21的节点23、24、25、26中同样尤其具有借助一个进度表而进行的周期和时隙的定义。另外，这两个总线11、21的进度表至少在同步消息的时隙的存在方面是相互一致的。但是同步消息的时隙的出现在这两个总线11、21上可能在时间上是相互偏离的。关于其他的时隙，这两个总线11、21的总线协议同样可以是不同的。

从而在这两个总线11、21上，同步消息由那里相应的节点至少之一来生成，并通过相应的总线而被传输。连接到相应总线的各个节点从而可以借助相应传输的同步消息而相互同步。但这两个总线11、21的同步就此而言还未实现。

现在认为：连接到该第一总线11上的节点16和连接到该第二总线21上的节点23在同一控制设备31中实现。另外还比如认为：该第二总线21的节点24设置于另一控制设备32中。这两个控制设备31、32具体在图2中示出。

根据图2，该控制设备31具有两个节点16、23，这两个节点具有其中所包含的通信控制器18、28和所属的总线驱动器19、29。该控制设备31通过节点16与该第一总线11相连接，并通过节点23与该第二总线21相连接。另外图2的控制设备32具有节点24，该节点24具有通信控制器28和总线驱动器29，其中该节点24与该第二总线21相连接。

在该控制设备31中，这两个节点16、23与一个计算设备34相耦合，在该计算设备上可以执行计算机程序，以实施特定的任务和功能。由该计算设备34来实现一个或多个软件模块。优选地基于已知的、按照ISO标准的七层OSI通信模型来提供一种层模型(OSI＝open systemsinterconnection，开放系统互联，ISO＝国际标准化组织)。这在图2中用参考符号35来示出。另外由该计算设备34来提供一个所谓的应用层，该应用层在逻辑上构成了该OSI通信模型的第七层，并且该应用层在图2中用参考符号36来表示。

如前所述，该第一总线11的进度表、并从而第一总线11的具有同步消息的时隙在该节点16中是已知的，亦即是那里的通信控制器18所已知的。相应地，该第二总线21的进度表、并从而该第二总线21的具有同步消息的时隙在该节点23中是已知的，亦即是那里的通信控制器28所已知的。

与这两个总线11、21上的前述时隙有关的时间信息由这两个通信控制器18、28通过层模型35的层而被转发到应用层36中的程序A。这在图2中用参考符号a1、a2来表示。

该程序A现在对所获得的时间信息进行比较，并确定在这两个总线11、21上的前述时隙之间必要时所存在的偏差。该程序A从该偏差中确定校正值，借助该校正值可以改变该第二总线21的前述时隙的出现，使得该偏差应该至少较小、或者尽可能最小、或甚至变为零。

该应用层36的程序A把该校正值通过该层模型35的层传输到该节点23的通信控制器28。这在图2中用参考符号b、c来表示。

这些校正值由该节点23的通信控制器28被转发到该总线21的其他所有节点24、25、26的通信控制器28。这在图2中比如示出为：这些校正值被转发到该节点24的通信控制器28。该转发在图2中用参考符号d来表示。

与节点23相似，该控制设备32具有计算设备37，该计算设备与该节点24相耦合，并由该计算设备提供了基于已知的、按照ISO标准的七层OSI通信模型的一个层模型35。另外由该计算设备37提供了应用层36，该应用层在逻辑上又构成了该OSI通信模型的第七层。

所述校正值由该节点24的通信控制器28通过该层模型35的层而被继续传送到该应用层36中的程序B。这在图2中用参考符号e、f来表示。

根据这些校正值，该程序B于是通过该层模型35的层如此来影响该节点24的通信控制器28，使得通过该节点24的总线驱动器29被写到该第二总线21上的时隙的时间关系(

)发生变化。尤其可以在时隙之间添加偏置，或者可以计算改变节点24的所解释的时基。这种影响在图2中用参考符号g来表示。

校正值的获得由该计算设备37的层模型35被返回通知(zurückmelden)。这在图2中用参考符号h来表示。该计算设备34的层模型35把该总线21的所有节点24、25、26的相应的返回通知通知给该计算设备34的应用层36的程序A。这在图2中通过参考符号i来表示。

前面所解释的以及根据校正值而对时隙的时间关系实施的改变同时在该第二总线21的所有节点23、24、25、26中被实施，其中这些时隙通过节点24的总线驱动器29被写到该第二总线21上。这导致在该第二总线21上时隙的时间关系全部发生变化。从而在该第二总线21上的同步消息的时间关系也发生变化。

借助所述校正值，从而能够对该第二总线上同步消息的时隙在时间上进行偏移。从而这些时隙在时间上的出现能够与该第一总线11的同步消息的相应时隙的出现相匹配。这两个总线11、21从而能够借助所述校正值被相互同步。

Claims (11)

1.用于对电子的数据处理系统的两个通信网络(11，21)进行同步的方法，其中在这两个通信网络(11，21)上分别连接一个或多个节点(13，14，15，16，23，24，25，26)，并且其中这两个通信网络(11，21)中的每一个都具有进度表，该进度表为同步消息确定至少一个时隙，其特征在于，将第一通信网络(11)的节点之一(16)和第二通信网络(21)的节点之一(23)借助共同的计算设备(34)相互耦合，根据这两个通信网络(11，21)的进度表来确定在这两个通信网络(11，21)上在同步消息的时隙之间的偏差，并且由该偏差来确定校正值并将所述校正值转发到至少一个另外的节点(24)上，并且由所述另外的节点(24)根据所述校正值来改变同步消息的时隙的出现。

2.根据权利要求1所述的方法，其中这两个通信网络(11)的进度表由这两个节点(16，23)的相应的通信控制器(18，28)通过一个或多个软件模块、尤其通过基于OSI通信模型的层模型(35)而被转发到该计算设备(34)的应用层(36)的程序(A)上。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述校正值由该计算设备(34)的应用层(36)的程序(A)来确定。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其中所述校正值由该计算设备(34)的应用层(36)的程序(A)通过该或这些软件模块被转发到所述另外的节点(24)。

5.根据权利要求1至4之一所述的方法，其中所述另外的节点(24)具有计算设备(37)，并且其中所述校正值由所述另外的节点(24)的通信控制器(28)通过一个或多个软件模块、尤其通过基于OSI通信模型的层模型(35)被转发到该计算设备(37)的应用层(36)的程序(B)上。

6.根据权利要求5所述的方法，其中由该计算设备(37)的应用层(36)的程序(B)来改变同步消息的时隙的出现。

7.用于电子计算设备的计算机程序，其中该计算设备被构造用于实施根据权利要求1至6之一所述的方法。

8.具有两个通信网络(11，21)的电子的数据处理系统，其中在这两个通信网络(11，21)上分别连接了一个或多个节点(13，14，15，16，23，24，25，26)，并且其中这两个通信网络(11，21)中的每一个都具有进度表，该进度表为同步消息确定了至少一个时隙，其特征在于，第一通信网络(11)的节点之一(16)和第二通信网络(21)的节点之一(23)借助共同的计算设备(34)相互耦合，并且该计算设备(34)被构造，使得根据这两个通信网络(11，21)的进度表来确定在这两个通信网络(11，21)上同步消息的时隙之间的偏差，并且由该偏差来确定校正值并所述校正值被转发到至少一个另外的节点(24)上，并且所述另外的节点(24)具有计算设备(37)，该计算设备被构造，使得根据所述校正值来改变同步消息的时隙的出现。

9.根据权利要求8所述的数据处理系统，其中这两个计算设备(34，37)分别被构造用于实现尤其OSI通信模型的层模型(35)。

10.根据权利要求8或9之一所述的数据处理系统，其中这两个通信网络(11，21)是时间控制的通信网络、尤其是所谓的FlexRay总线。

11.根据权利要求8至10之一所述的数据处理系统，其中这些节点(13，14，15，16，23，24，25，26)分别是控制设备的组成部分，并且其中能够由该控制设备在机动车中实施一个或多个功能，尤其是与机动车内燃机中燃料喷射有关的功能和/或机动车的转向功能和/或制动功能。

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