CN101855866B - 星形网络以及防止这种星形网络中的控制符号的重复传输的方法 - Google Patents

Abstract

一种星形网络(1)，具有星形耦合器(14)以及至少第一和第二网络分支(112、122)，其中，每个网络分支(112、122)包括至少一个网络节点(110、120)以及连接在星形耦合器(14)与至少一个网络节点(110、120)之间的总线驱动器(11、12)。第一网络分支(112)的第一总线驱动器(11)适于：检测符号模式，所述符号模式包括从第一网络节点(110)向第二网络节点(120)传输的至少两个预定相等控制符号，其中，控制符号是控制模式的一部分。控制模式用于至少迫使第二网络节点(120)切换到预定状态中。第一总线驱动器(11)基于是否检测到传输的符号模式，从星形网络(1)中禁用第一网络分支(112)。通过使用保护机制，提供了混串的可靠检测。此外，在检测这种混串的情况下，分离其余的网络节点，并且网络能够在不受故障网络节点影响的情况下工作。

Description

星形网络以及防止这种星形网络中的控制符号的重复传输的方法

技术领域

本发明涉及一种星形网络，具体涉及一种具有经由星形耦合器耦合的至少两个网络分支的星形网络，其中，每个网络分支中的总线驱动器适于检测控制符号的传输。此外，本发明涉及用于防止这种星形网络中控制符号的重复传输的方法。

背景技术

网络的典型示例是一种容错时间触发网络，包括至少一个通信信道以与至少两个网络节点互连。这种容错时间触发网络广泛使用在汽车领域。星形网络包括星形耦合器以及至少两个网络分支，其中，每个网络分支至少包括网络节点。这样的网络节点能够是这种汽车网络中的传感器或致动器，其中需要将传感器所感测到的信息可靠地传输至致动器。为了增加使用这种汽车网络的汽车的安全性，关于故障鲁棒性的需求非常高。此外，现代汽车中电子设备数目的增加需要与网络的单个组件的状态无关地良好限定网络的行为。

如上所述，这样的网络包括多个网络节点，其中，每个网络节点包括总线驱动器、通信控制器以及应用主机。可选地，网络节点包括用于进一步增加故障鲁棒性的总线保护设备。总线驱动器经由输出信道向其他网络节点传输通信控制器提供的信息。然后，总线驱动器向通信控制器提供经由输入信道从其他网络节点接收到的信息。该信息被包括在数据和控制符号中，数据和控制符号均包括数据比特。换言之，通信控制器经由总线驱动器连接至输入和输出信道。通信控制器向应用主机传递有关信息以及从应用主机接收信息，并且基于接收到的信息组装数据帧以便传递给总线驱动器。

现在，更详细描述网络中网络节点的互连。通过预定网络拓扑来互连所有网络节点。在下文中，将关注星形拓扑特别是有源星形(activestar)拓扑。

有源星形拓扑的简单示例是经由点到点连接将所有网络节点连接至有源星形耦合器。即，简单的有源星形网络包括有源星形耦合器和网络节点，这些网络节点通过点到点连接分别与有源星形耦合器互连。有源星形耦合器从一个网络节点接收信息，并将该信息转发至所有其他网络节点。

有源星形拓扑的另一示例是级联有源星形拓扑，在该级联有源星形拓扑中，两个单个有源星形网络经由单个点到点连接而相连。

有源星形拓扑的另一示例是所谓的‘混合’拓扑。其中，互连多个网络节点的无源总线也能够连接至有源星形网络。

星形耦合器是星形网络的核心元件之一。有源星形耦合器的每个连接点能够连接至任意网络拓扑的单个网络节点或整个子网络。连接至星形耦合器的网络节点或子网络被称作网络分支。

现在，更详细描述有源星形网络的有源星形耦合器。通常，有源星形耦合器不仅负责执行转发功能。然而，会发生以下情况：两个不同网络分支的网络节点同时尝试向有源星形耦合器传输信息。在这样的情况下，有源星形耦合器可以适于解决那些情况。此外，可以将比特整形或信号再生能力合并到有源星形耦合器中。

有源星形耦合器包括彼此互连的多个总线驱动器。即，在最基本的形式中，简单的逻辑电路将这些总线驱动器与有源星形网络互连。

例如在“FlexRay，Communication Systems Electrical Physical LayerSpecification，Version 2.1 revision A，December 2005，FlexRayConsortium”中所描述的，有源星形耦合器的总线驱动器还可以执行简单的故障检测功能。其中，如果总线驱动器的故障检测功能检测到所连接的网络分支上的比任何可能处于无故障状态的活动长的活动，故障检测功能使相应网络分支的总线驱动器进入故障静默(fail silent)节点。通过上述操作，能够防止出现故障网络分支。由于一般的硬件故障导致这样的故障网络分支可能永久活动。然而，这样的故障网络分支会独占该网络信道并会影响网络分支的行为。通过使用这样的故障检测，尽管存在错误，剩余的网络分支仍能够使用该网络分支进行通信，从而增加有源星形网络总体的可用性。

即，星形网络中故障网络分支的检测基于故障网络分支的活动时间。然而，该解决方案不能阻止故障网络分支传输错误的信息。通常，可选总线保护设备用于检测故障网络分支通过有源星形网络传输的这种错误信息。然而，这种总线保护在技术上是复杂的，并是分离的组件，增加了整个网络的复杂性和成本。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种具有改进的故障检测能力的星形网络，该星形网络与多个总线驱动器互连。独立权利要求的技术特征解决了本发明的目的。

本发明涉及检测星形网络中重复传输控制模式和/或控制符号的节点。这些控制符号和/或控制模式迫使其他网络节点切换到预定状态中。

具体地，在这种网络的启动阶段，预定控制符号和/或具有至少一个控制符号的控制模式用于信号通知启动阶段。在启动阶段操作故障的网络节点会防止整个网络启动。

以下基于使用FlexRay通信协议的时间触发网络来说明本发明。然而，显而易见地，本发明的主要构思同样容易应用于使用其他协议进行通信的其他网络。

在使用FlexRay通信协议的网络的启动阶段，预定网络节点发送所谓的唤醒模式(下文中被成为WUP)作为控制模式来迫使所有其他网络节点切换到侦听状态中，以接收信息。此外，冲突避免符号(下文中，被称作CAS)作为控制符号被发送至所有网络节点，以迫使网络节点与其传输定时相同步。然而，被称作混串(babbling idiot)的网络节点可以通过网络重复并任意地传输这样的WUP、CAS或任何其他控制符号或控制模式，并由此防止星形网络的每个网络节点完成其启动。

根据本发明的构思，星形网络中的至少一个网络节点适于传输控制符号。该特定网络节点被称作控制网络节点。监控控制节点的总线驱动器适于检测控制网络节点是否向星形耦合器传输包括至少两个预定相等控制符号在内的预定符号模式。符号模式是控制符号的预定组合，符号模式明确指示网络分支的故障。与其相反，控制模式是控制符号的组合，其他网络将该控制模式理解为信息或指令模式。每个控制符号可以是控制模式的一部分。控制符号和控制模式均可以适于迫使其他网络节点切换到预定状态。在检测到指示这种故障的符号模式的传输的情况下，总线驱动器将该网络分支与星形网络断开。因此，耦合至星形网络的其他网络节点在不会受到混串错误传输的第二控制符号或第二控制模式的干扰的情况下，能够可靠的切换到由第一控制符号或第一控制模式指示的预定状态中。如果这样的混串正在传输第二控制模式或第二控制符号，则连接在传输网络节点与星形耦合器之间的总线驱动器检测第一和第二控制模式或控制符号之间的符号模式。

根据本发明的星形网络至少包括第一和第二网络分支。该第一网络分支至少包括：第一网络节点，以及连接在第一网节点和星形耦合器之间的第一总线驱动器。第二网络分支至少包括：第二网络节点，以及连接在第二网络节点和星形耦合器之间的第二总线驱动器。基于本发明的构思，第一总线驱动器检测是否从第一网络节点向星形耦合器传输包括至少两个预定相等的控制符号在内的符号模式。第一控制符号是控制模式的至少一部分，至少迫使第二网络节点切换到预定状态中。在启动阶段期间这样的预定状态可以是侦听状态。第二控制符号也可以是控制模式的一部分，至少迫使第二网络节点切换到预定状态中。在检测到符号模式的传输的情况下，第一总线驱动器从星形耦合禁用第一网络分支，使得不能将第二控制符号分发到星形网络中。于是，接收第一控制符号或相应的第一控制模式的所有其他网络节点在不会受到第二控制符号或相应第二控制模式的干扰的情况下，能够切换到由第一控制符号或第一控制模式指示的预定状态。通过禁用网络分支(包括在传输控制模式中的第一控制符号之后的传输第一网络节点)，由于第二控制符号与第一控制符号(总线驱动器将这二者检测为符号模式)一同形成或代表符号模式，可以明确避免第二次相同控制符号的再次传输。

在本发明的优选实施例中，控制模式的两个相等控制符号彼此在时间上具有预定最小距离。这防止总线驱动器错误地将传输的控制模式识别为符号模式，并错误地从星形网络中禁用第一网络分支。

优选地，代表符号模式的两个相等控制符号彼此具有预定最大距离。如果第二网络节点在预定时间间隔之后不能够切换到由第一控制符号所指示的预定状态中，并且第一网络节点需要重传第一控制符号，则通过使用两个相等控制符号之间的最大距离，能够避免将出现的符号模式的错误检测。由于两个相等控制符号之间的最大距离，现在可能的是，第一网络节点重传控制符号，而不会将该控制符号检测为符号模式。

在另一实施例中，星形网络可以是时间触发网络。在这样的时间触发网络中，所有网络节点可以根据预定调度来进行传输。为了保持网络节点之间的预定调度，控制模式用于管理每个网络节点的正确传输时间。

这种时间触发网络的优选实施例使用FlexRay通信协议。使用FlexRay通信协议的网络是通常在汽车领域中使用的故障鲁棒网络。因此，这种网络包括复杂的硬件以实现安全相关特征。然而，本发明提供了一种错误检测机制，该错误检测机制应当被包括在总线驱动器中，而不需要其他硬件组件。通过上述，节省了该附加成本。此外，由于引入检测这种错误符号模式的总线驱动器，代表了实现简单而不增加复杂性的解决方案，降低了对由于整个网络的复杂结构的硬件故障的灵敏度。

优选地，星形网络可以被实现为有源星形网络。在这样的实施例中，可以通过集成到网络的有源星形耦合器中的总线驱动器来执行控制模式的检测。即，不需要网络节点的总线驱动器来检测控制模式，而需要有源星形耦合器的总线驱动器来检测控制模式。由于星形耦合器中的总线驱动器可以监控特定网络分支中的多个网络节点，因此上述增加了星形网络的灵活性。此外，通过将本发明的能力提供到星形耦合器的总线驱动器中，仅通过改变星形耦合器就能够改进现有网络。因此，不需要每个单个网络节点配备有符号模式检测能力。

在另一实施例中，代表符号模式的两个控制符号中的每一个具有预定脉冲电平和预定脉冲持续时间。因此，总线驱动器可以基于预定脉冲电平并基于可变脉冲持续时间来检测控制符号的脉冲，该可变脉冲持续时间长于绝对最小比特率，并短于星形网络的网络节点支持的绝对最大比特率。这使得总线驱动器灵活用于在具有不同比特率的多个星形网络中。因此，在无需对总线驱动器进行单独编程的情况下，能够在多个不同星形网络中使用总线驱动器。

备选地，总线驱动器基于预定脉冲电平并基于固定脉冲持续时间来检测控制符号的脉冲。这防止了符号模式的错误检测。因此，增加了总线驱动器中保护机制的可靠性。

在另一实施例中，每个网络分支可以包括多个网络节点，其中，仅网络分支中的一个网络节点适于传输控制模式。现在，如果从星形耦合器中禁用网络分支，则不必禁用适于传输控制模式的网络控制节点之一。在非常简单的实施例中，星形网络中的每个网络分支可以仅包括一个网络节点。因此，如果在检测到符号模式之后从星形网络中禁用传输控制模式的网络节点，则不会从星形网络中禁用其他网络节点。因此，不会不必要地降低星形网络的功能。

在另一实施例中，第一总线驱动器可以启动用于控制符号的第一计数，并且如果第一计数已经达到第一计数器阈值，从星形网络中禁用第一网络分支，该控制符号在包括在符号模式中的两个相等控制符号之间传输。这实现了保护机制以进一步检测控制模式的重复和任意传输，该控制模式适于迫使其他网络切换到预定状态中。应当及时唤醒或同步这样的预定状态。

优选地，符号模式的所有控制符号应当彼此在时间上具有预定距离。这特别有利于区分符号模式与控制模式。通常，控制模式中的控制符号彼此在时间上具有预定距离。如果在检测符号模式期间排除了控制模式内的控制符号的预定时间距离，在传输控制模式的情况下，保证第一总线驱动器不会从网络中禁用网络分支。

优选地，第一总线驱动器可以在第一时间间隔期间递增第一计数，在传输代表符号模式的两个相等控制符号中的第一个时开始第一计数。此外，总线驱动器可以在第一时间间隔过去之后复位第一计数。第一时间间隔使得总线驱动器能够分开控制符号的重复传输与控制模式的重复传输。只有当在第一时间间隔期间第一计数已经达到第一计数器阈值时，才能够假定控制模式的重复传输。否则，必须假定控制符号的重复传输。

在另一实施例中，第一总线驱动器可以启动针对控制符号的传输的第二计数。通过引入第二计数器阈值，能够监控第二计数是否已经达到第二计数器阈值。因此，可以对控制符号的重复传输的强度进行分类。

优选地，总线驱动器可以在第二时间间隔区间递增第二计数，在第一时间间隔过去之后开始该第二时间间隔。通过确定控制符号的重复传输的强度，这确保了无需考虑属于一个控制模式的任何控制符号。

通常，仅在所谓的初始化或启动阶段传输控制符号。这是将所有其他网络节点切换到由控制符号或控制模式指示的预定状态中所需的时间。例如，这是用于其他网络节点的唤醒指令或时间同步指令。在该启动阶段结束并开始通常的数据业务时，有利地可以禁用根据本发明的保护机制。因此，可以节省用于检测符号模式的总线驱动器的时间和处理执行。因此，建议检测何时初始化阶段已经结束。最适合的方式是，检测是否已经开始通常的数据业务。在可以通过三个实施例来实现：

在第一实施例中，第一总线驱动器可以开始第三计数，其中，对符号的传输进行计数，明确地，该符号是数据符号。如果第三计数达到预定第三计数器阈值，则能够假定已经开始通常的数据业务。

在备选实施例中，第一总线驱动器可以对数据符号的传输时间进行计数。基于传输的数据符号所占用的时间以及数据符号没有占用的时间，第一总线驱动器计算所谓的传输比。现在，如果传输比超过预定传输阈值，则假定已经开始通常的数据业务。

在另一备选实施例中，第一总线驱动器检测是否通过星形网络传输数据。然后，第一总线驱动器基于数据传输时间和空闲时间来计算活动比。如果活动比超过预定活动阈值，则假定已经开始通常的数据业务。该实施例基于以下构思：通常的数据业务比初始化阶段占用更多传输时间。

一种用于防止通过星形网络重复和任意传输来自星形网络的网络分支的控制符号或控制模式的方法也解决了所述目的。所述方法包括：确定是否已经传输预定符号模式。该符号模式由包括在两个不同控制模式中的两个控制符号来表示。这可以通过方法步骤来执行，可以通过如上所述的总线驱动器来执行该方法步骤。现在，在确定符号模式的传输的情况下，将禁用网络分支。其中，可以防止控制符号或控制模式的重复和任意传输。

附图说明

参照附图所示的实施例，通过非限制示例，下文中更详细描述本发明。

图1表示根据本发明的星形网络；

图2是用于执行本发明的检测能力的总线驱动器的第一实施例；

图3是根据本发明的总线驱动器的第二实施例；

图4是根据本发明的总线驱动器的第三实施例；

图5是根据本发明的总线驱动器的第四实施例；

图6是根据本发明的总线驱动器的第五实施例。

具体实施方式

图1示出了星形网络1，该星形网络1具有星形耦合器10和三个网络分支。优选地，星形网络1是FlexRay通信簇1，并包括经由分支连接线112-132连接至有源星形耦合器10的三个网络节点110-130。有源星形耦合器10至少包括三个星形总线驱动器11-13。由虚线指示存在其他星形总线驱动器。星形总线驱动器11-13由星形连接器14互连。星形总线驱动器11-13中的每一个可以经由星形连接器14向其他星形总线驱动器11-13传输信息。三个网络节点110-130中的每一个包括：节点总线驱动器111-113、通信控制器113-133，以及应用主机。为了简化起见，在图1中未示出应用主机。例如，应用主机连接至通信控制器113-133，并代表接收信息并向包括在其他网络节点中的其他应用主机传输信息的传感器、致动器或微型计算机。通信控制器113-133连接至节点总线驱动器111-131。如上所述，应用主机适于向通信控制器113-133提供信息并从其接收信息。通信控制器113-133基于接收到的信息组装数据帧，并向节点总线驱动器111-131提供该数据帧。另一方面，节点总线驱动器111-131向通信控制器113-133提供数据帧，通信控制器113-133从数据帧中提取信息并向应用主机提供信息。网络节点110-130分别经由其相应的节点总线驱动器111-131、经由分支连接线112-132连接至有源星形耦合器1中的星形总线驱动器11-13。即，每个节点总线驱动器111-131可以向其连接的星形总线驱动器11-13传输数据帧，或从其连接的星形总线驱动器11-13接收数据帧。接收数据帧的星形总线驱动器11-13能够经由星形连接器14将数据帧传递至其他星形总线驱动器11-13。其中，每个网络节点110-130能够与经由有源星形耦合器10连接的其他网络节点110-130通信。

FlexRay通信簇1不限于如图1所示的拓扑。如上所述，另一星形网络或无源总线也能够连接至有源星形耦合器10。出于控制FlexRay通信簇1内的数据传输的目的，通常网络节点110-130中的至少一个适于传输控制符号或控制模式以迫使其他网络节点110-130切换到预定状态。在FlexRay通行簇中，用于启动和同步传输定时的控制符号和控制模式是格外有利。在传输被称作唤醒模式的控制模式(下文被称作WUP)时，迫使所有网络节点切换到准备工作的状态。WUP由多个唤醒符号(下文中为WUS)组成。在传输被称作冲突避免符号的控制符号(下文中被称作CAS)时，所有网络节点110-130基于CAS的接收来同步它们的传输定时。

现在，更详细地说明CAS和WUS。在FlexRay通信簇1中，信号承载了网络节点110-130之间的信息。这些信号可以是光信号、电信号或任何其他适合的信号形式，来承载信息。CAS和WUS中的每一个是信号电平(或简单电平)的序列，其中在预定时间间隔内保持每个电平。FlexRay通信簇1已知三种不同的电平。Idle-电平是零电平，Data_0-电平是第一预定电平，以及Data_1-电平是第二预定电平。CAS是一个Idle-电平、一个Data_0-电平以及一个Data_1-电平的序列。其中，必须在特定时间间隔内保持Data_0-电平。WUS也是包括Data_0-电平在内的电平的序列。

然而CAS中的Data_0-电平的时间间隔通常与WUS中的Data_0-电平的时间间隔不同。

接着，更详细描述FlexRay通信簇1的启动。首先，传输WUP以唤醒所有网络节点110-130。网络节点应当切换到冷起动侦听状态中，在该侦听状态中，网络节点110-130能够传输CAS或切换到集中侦听状态，在该侦听状态中，不传输CAS。目前，应当假定，第一网络节点110传输WUP。即，第一网络节点110自动切换到冷起动侦听状态中，此外，第二网络节点120在接收到WUP之后切换到冷起动侦听状态中。第三网络节点130在接收到WUP之后切换到集中侦听状态中。现在，第一网络节点110向其他网络节点120、130传输CAS。接着，第一网络节点110传输预定控制模式若干次。基于传输的控制模式，第二网络节点120同步其传输定时。在第二网络节点120已经结束同步时，第一和第二网络节点110、120均传输控制模式。基于这些控制模式，第三网络节点130在FlexRay通信簇1中同步其传输定时。即，WUP的传输唤醒了第二和第三网络节点120、130，并且CAS的传输同步了所有网络节点110-130的传输。

然而，如果第一网络节点110稳定地向第二和第三网络节点120、130传输WUP或CAS，则两个网络节点在它们的启动过程中受到干扰，并从而不会切换到通常的传输状态。为了解决该问题，本发明建议，在星形总线驱动器11-13或在节点总线驱动器11-13中提供保护机制。

图2示出了执行保护机制的总线驱动器的第一实施例，示意性地，该保护机制被包括在第一星形总线驱动器11中。保护机制至少包括检测单元210和开关230。优选地，时间间隔定义单元240连接至检测单元210。

假定CAS中的Data_0-电平的时间间隔包含WUS中的Data_0-电平的时间间隔。自然，这是针对支持5Mbit/s的比特率的任何总线驱动器而给出的，而不是针对仅支持10Mbit/s的比特率的总线驱动器。

检测单元210检测是否传输各具有Data_0-电平的两个控制符号，并指示开关230从FlexRay通信簇1中禁用第一网络分支112。各具有Data_0-电平的两个控制符号的传输代表了总线驱动器搜索的符号模式。

优选地，如果两个Data_0-电平彼此具有足够的时间距离，则检测单元210仅指示开关230。通常，第一网络节点110仅传输一个CAS，以迫使其他网络节点120、130同步它们的传输定时。然而，在故障的情况下，第一网络节点110可以任意和重复地传输CAS，使得其他网络节点120、130受到干扰，不能完成它们定时的同步。然而，为了区分该故障与WUP的传输，该WUP包括具有Data_0-电平的若干WUS，优选地，要检测的符号模式中的Data_0-电平彼此在时间上具有足够的距离。

有利地，仅连接至每个分支连接线112-132的一个网络节点110-130应当适于传输WUP或CAS。在FlexRay通信簇1的这种实施例中，在故障的情况下不会从网络中禁用可操作的控制节点。

然而，如果相应地一个分支连接线112-132仅包括一个网络节点110-130，则保护机制工作于最佳状态。

连接至检测单元210的时间间隔定义单元240定义时间间隔，在该时间间隔期间传输第一网络节点110必须保持Data_0-电平的预定电平，以便可靠地检测CAS或WUS的传输。由时间间隔定义单元240设置的最小时间间隔应当短于属于绝对最小比特率的比特周期，并且由时间间隔定义单元240设置的最大时间间隔应当长于属于FlexRay通信簇1所支持的绝对最大比特率的比特周期。通过在时间间隔定义单元240中定义时间间隔，能够支持FlexRay协议的不同比特率以可靠检测符号模式。针对FlexRay通信簇1的当前FlexRay协议描述了三种不同的比特率。在表1中示出了基于支持的比特率的CAS和WUS的相应的Data_0-电平的时间间隔的长度。其中，仅针对当前FlexRay协议完全指定了最高比特率。其他比特率是未来的可选扩展。

表1

备选地，时间间隔定义单元240可以为检测单元210定义固定的时间间隔。在第一星形总线驱动器11的这种实施例中，不会由于错误肯定而错误地操作开关230。

图3示出了用于实现保护机制的总线驱动器的第二实施例，示意性地，该保护机制包括在第一星形总线驱动器11中。保护机制包括检测单元210、开关230以及被称作WUS重复计数器310并连接在检测单元210和开关230之间的第一计数器。可选地，被称作不灵敏度定时器320的第一定时器并联在检测单元210和WUS重复计数器310之间。

在检测单元210已经检测到到第一Data_0-电平之后，WUS重复计数器310确定WUP混串是否连接至第一星形总线驱动器11。因此，WUS重复计数器310在第一次检测到Data_0-电平之后对所有Data_0-电平进行计数。如果达到被称作WUS重复阈值的预定第一计数器阈值，则假定WUP混串连接至第一星形总线驱动器1。在这种情况下，WUS重复计数器310指示开关230从FlexRay通信簇1中禁用第一网络分支112。

可选地，不灵敏度定时器320在被称作不灵敏度时间间隔的第一时间间隔期间激活WUS重复计数器310。不灵敏度时间间隔基于由检测单元210检测到的第一接收Data_0-电平的上升沿而开始，并长于由正常(regular)WUP模式引起的控制符号检测时间的正常距离。具体地，不灵敏度时间间隔长于正常WUP模式的两个连续Data_0-电平的两个上升沿之间的距离。由于WUP模式内的WUS控制符号彼此之间具有预定距离，不灵敏度定时器320定义界限时间，在该界限时间期间，需要第一总线驱动器11接收WUS控制符号。在接收该不灵敏度时间间隔以外的WUS控制符号的情况下，能够可靠地假定，CAS混串正在传输控制符号，并且需要执行网络分支112的禁用。这使得第一星形总线驱动器11在WUP混串与CAS混串之间是不同的。

图4示出了执行保护机制的总线驱动器的第三实施例，示意性地，该保护机制被包括在第一星形总线驱动器11中。本实施例是第二实施例的扩展，并且还至少包括被称作故障检测计数器410的第二符号计数器，该故障检测计数器410并联至WUP重复计数器310。优选地，被称作复位定时器420的第二符号定时器连接在不灵敏度定时器320和第二符号计数器410之间。然而，与第二实施例相反，在第三实施例中，检测单元210不直接指示开关320从FlexRay通信簇1中禁用第一网络分支112。因此，在检测单元210和开关230之间不存在直接连接。在第三实施例的第一星形总线驱动器11中，能够调整用于可靠检测CAS混串的符号模式中的更多数目的Data_0-电平。即，可以建立第一星形总线驱动器11以不从FlexRay通信簇1中禁用第一网络分支112，直到检测到包括多于两个Data_0-电平在内的符号模式为止。因此，故障检测计数器410在不灵敏度定时器320的不灵敏度时间间隔已经期满之后对检测到的Data_0-电平进行计数。强度时间间隔确保，不考虑属于WUP的Data_0-电平来确定指示CAS混串的存在的符号模式。如果故障检测单元410中检测到的Data_0-电平的数目超过被称作故障检测阈值的第二计数器阈值，则故障检测计数器410指示开关230从FlexRay通信簇1中禁用第一网络分支112。其中，第一星形总线驱动器11能够忽略没有被视为对FlexRay通信簇1的启动造成危害的错误。

在被称作复位时间间隔的第二时间间隔已经期满之后，提供复位定时器420来复位和禁用故障检测计数器410。复位定时器420适合于保证在完成FlexRay通信簇1的启动之后禁用保护机制。然而，利用复位定时器420禁用保护机制取决于固定时间。

本发明的第四和第五实施例提出了对FlexRay通信簇1的启动的完成进行检测的机制。图5示出了第四实施例，同样示例性地被包括在第一星形总线驱动器11中。第一星形总线驱动器11包括检测单元210，故障检测计数器410、开关230、被称作业务符号计数器510的第三计数器、计算器520以及复位单元530。检测单元210、故障检测计数器410以及开关230串联。业务符号计数器510连接至计算器520和复位单元530。计算器520还连接至复位单元530。复位单元530连接至故障检测单元410。在操作中，如果传输的Data_0-电平的数目超过故障检测阈值，如上所述，检测单元210检测Data_0-电平的传输，并且向故障检测计数器410信号通知Data_0-电平的存在，这指示开关230从FlexRay通信簇1中禁用第一网络分支112。第四实施例基于以下构思：当可靠地检测到数据业务时结束启动阶段。在用于通常业务检测的简单实施例中，业务符号计数器510针对Data_1-电平的出现进行计数。这基于以下构思：Data_1-电平仅用于传输通常数据，而不传输例如WUP或CAS的控制符号和控制模式。如果业务符号计数器510超过第三计数器阈值，则能够假定，通常数据业务已经开始，因此业务符号计数器510指示复位单元530复位并禁用故障检测计数器410。

在更适合的实施例中，业务符号计数器510将计数的Data_1-电平传递至计算器520。基于对一个检测到的Data_1-电平的长度的获知，计算器520确定Data_1-电平占用的那个传输时间。现在，计算器520基于Data_1-电平占用的时间以及Data_1-电平没有占用的时间来计算传输比。如果该传输比超过预定传输阈值，则计算器520指示复位单元530复位并禁用故障检测计数器410。

图6示出了第五实施例，其示例性地被包括在第一星形总线驱动器11中。其中，第一星形总线驱动器11包括检测单元210、故障检测计数器410、开关230、传输检测单元610、计算器620、复位单元630以及数据端口640。检测单元210连接至数据端口640，如上所述，如果传输的Data_0-电平的数目超过故障检测阈值，该检测单元210检测Data_0-电平的传输并向故障检测计数器410输出检测到的肯定结果，故障检测计数器410对传输的Data_0-电平进行计数并指示开关240从FlexRay通信簇1中禁用第一网络分支。传输检测单元610检测数据端口640处的传输活动，并将检测到的活动传递至计算器620。计算器620基于传输活动占用的时间以及没有检测到活动的空闲时间来确定活动比。如果活动比超过预定活动阈值，则计算器620指示复位单元630复位并禁用故障检测计数器410。

通过使用保护机制，提供混串的可靠检测。此外，在检测这种混串的情况下，其余的网络节点是分离的，并且网络能够在不受故障网络节点影响的情况下工作。

Claims (7)

1.一种星形网络，具有星形耦合器(10)以及至少第一和第二网络分支(112、122)，其中，每个网络分支(112、122)包括至少一个网络节点(110、120)以及连接在星形耦合器(10)与至少一个网络节点(110、120)之间的总线驱动器(11、12)，第一网络分支(112)的第一总线驱动器(11)适于：

检测符号模式，所述符号模式包括从第一网络节点(110)向第二网络节点(120)传输的至少两个预定相等的控制符号，其中，控制符号适于至少迫使第二网络节点(120)切换到预定状态中，以及

基于是否检测到传输的符号模式以及至少两个相等的控制符号是否彼此在时间上具有预定最小和/或最大距离，从星形网络(1)中禁用第一网络分支(112)。

2.根据权利要求1所述的星形网络，其中，星形网络(1)适于基于FlexRay通信协议进行操作。

3.根据权利要求1-2之一所述的星形网络，其中，第一总线驱动器(11)适于：

启动针对传输的所述至少两个预定相等的控制符号的第一计数器，所述预定相等的控制符号彼此在时间上具有预定距离，

在第一时间间隔期间运行第一计数器，其中，第一时间间隔是基于检测到预定相等控制符号中的第一个而开始的，

基于第一计数器是否已经达到预定第一计数器阈值，从星形网络(1)中禁用第一网络分支(112)，以及

在第一时间间隔过去之后，复位针对预定相等控制符号的第一计数器。

4.根据权利要求1-2之一所述的星形网络，其中，第一总线驱动器(11)适于检测通常数据业务，并在检测到通常数据业务之后禁用对符号模式的检测。

5.根据权利要求3所述的星形网络，其中，第一总线驱动器(11)适于：

启动针对数据符号的第二计数器，所述数据符号是从连接至第一总线驱动器(11)的第一网络节点(110)传输的，

基于数据符号占用的时间和/或数据符号没有占用的时间，来计算传输比，

基于传输比是否已经达到预定活动阈值，复位第一和第二计数器。

6.根据权利要求3所述的星形网络，其中，第一总线驱动器(11)适于：

确定从网络分支(112、122、132)之一向星形耦合器(10)传输的活动数据业务，

基于活动数据业务的传输时间和空闲时间，计算活动比，以及

基于活动比是否已经达到预定活动阈值，复位第一计数器。

7.一种用于防止星形网络(1)中的至少第一和第二网络分支(112、122)之间的控制符号的重复传输的方法，其中，每个网络分支(112、122)包括至少一个网络节点(110、120)以及连接在星形耦合器(10)与至少一个网络节点(110、120)之间的总线驱动器(11、12)，所述方法包括以下步骤：

在总线驱动器(11、12)中，检测包括至少两个预定相等的控制符号在内的符号模式，所述至少两个预定相等的控制符号是从连接至第一网络分支(112)的第一网络节点(110)向连接至第二网络分支(122)的第二网络节点(120)传输的，其中，每个控制符号适于迫使第二网络节点(120)切换到预定状态中；以及，

所述方法还包括以下步骤：

如果检测到包括至少两个相等的控制符号在内的符号模式，以及至少两个相等的控制符号彼此在时间上不具有预定最小和/或最大距离，则从星形网络(1)中禁用第一网络分支(112)。

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