CN102263634A - 外围单元、与其交换数据的控制单元和数据交换的方法 - Google Patents

Abstract

本发明给出外围单元、与其交换数据的控制单元和数据交换的方法。本发明涉及一种控制单元（100），该控制单元（100）具有至少一个通信接口（110），用于与至少一个外围单元（200）交换数据，其中通信接口（110）被构造来在第一同步工作方式中将同步信号（Sp1，Sp2，…）传输给外围单元（200）。根据本发明，通信接口（110）被构造来改变在两个相继的同步信号（Sp3，Sp4）之间的时间间隔（Tsync1，Tsync2）。

Description

外围单元、与其交换数据的控制单元和数据交换的方法

技术领域

本发明涉及一种用于与至少一个外围单元交换数据的具有至少一个通信接口的控制单元，其中通信接口被构造来在第一同步工作方式中将同步信号传输给外围单元。

此外，本发明还涉及一种用于与控制单元交换数据的外围单元以及一种用于在控制单元和外围单元之间交换数据的方法。

背景技术

前面所述类型的控制单元、外围单元和驱动方法例如在汽车领域中是公知的，其中数据在被构造为传感器模块的外围单元与控制单元之间被交换。数据交换例如可以在使用外围传感器接口（PSI5）标准的情况下、尤其是按照PSI5 1.3版本来进行。

公知系统的缺点在于数据交换的灵活性低，使得并非在所有应用领域都给出了在各种部件之间的最佳的通信。

发明内容

依此，本发明的任务是改进开头所述类型的控制单元、外围单元和方法，使得给出更大的数据交换灵活性。

在开头所述类型的控制单元的情况下，该任务根据本发明通过如下方式来解决：通信接口被构造来改变在两个相继的同步信号之间的时间间隔。这引起了如下优点：控制单元可以以特别灵活的方式请求例如响应于同步信号的接收而由外围单元发送的传感器数据。例如，可以通过减小在相继的同步信号之间的时间间隔提高从外围单元被传输给控制单元的数据包的频率。由此，例如可以在将传感器数据从外围单元传输给控制单元时实现更高的时间分辨率，而且能改变变量。

同样可能的是，只有当在控制单元中实际需要外围单元的传感器数据时，才有针对性地通过增大相继的同步信号的时间间隔来由控制单元或其通信接口请求这些传感器数据。

依此，根据本发明的对相继的同步信号的时间间隔的改变有利地使得能够偏离用于将数据从外围单元传输给控制单元的固定时间栅格（Zeitraster）。由此，尤其是也可以通过以下方式实现以事件控制的方式将数据传输给控制单元：控制单元或其通信接口动态地确定同步信号的时间间隔，使得只有当在控制单元中需要外围单元的新数据时,同步信号才被输出给外围单元。

尤其是，在应用根据本发明的原理的情况下也可能的是在通信接口工作期间改变相继的同步信号之间的时间间隔，其中时间间隔的变化尤其是也可以多次地在紧紧相继的通信循环中进行。以这种方式，多个相继的从外围单元到控制单元的数据帧可以在使用在各个数据帧之间的分别不同的时间间隔的情况下被请求和被传输。

在根据本发明的控制单元的特别优选的实施形式中，通信接口被构造来至少有时根据外围传感器接口（PSI5）标准、尤其是按照PSI5 1.3版本执行与外围单元的数据交换。由此，根据本发明的控制单元可以被集成到现有的（如尤其是在汽车领域中出现的）传感器网络中。除了传统的完全符合PSI5的运行之外，根据本发明的控制单元有利地还可以附加地进行前面所描述的对两个相继的同步信号之间的时间间隔的改变，以便使在其它情况下符合PSI5的数据传输在控制单元中的数据帧的获得的频率方面与需求（例如控制单元的特别的工作状态）相匹配。就这点而言，根据本发明的原理是对1.3版本的PSI5标准的有利的扩展。

PSI5标准的另一有利的补充依照本发明的另一实施形式通过如下方式得到：通信接口被构造来，在与外围单元交换数据时，通过从可预先给定的时刻起不再将同步信号传输给外围单元而执行从第一同步工作方式到第二异步工作方式的变动。这意味着：在有意地违反根据1.3版本的PSI5标准的情况下（从同步工作方式出发），从可预先给定的时刻起不再将同步信号从控制单元输出给至少一个外围单元，由此有利地用信号通知外围单元，希望从过去的同步工作方式过渡到异步工作方式。异步工作方式如本身已经从PSI5规范中已知的那样（参见PSI5规范1.3版本的第2.3章）的特征在于，并不根据控制单元的以前所接收到的同步信号将外围单元的数据发送给该控制单元，而是更确切地说根据外围单元的至少一个内部工作参数、譬如外围单元的内部定时器单元的信号来将外围单元的数据发送给该控制单元。

在另一非常有利的实施形式中规定，通信接口被构造来：在与外围单元交换数据时，通过从可预先给定的时刻起将同步信号传输给外围单元而执行从第二异步工作方式到第一同步工作方式的变动。由此，有利地可以（尤其是在不需要完整初始化整个系统的情况下）从异步工作方式过渡到同步工作方式。

在根据本发明的控制单元的另一有利的实施形式中规定，通信接口被构造来根据如下因素形成两个相继的同步信号之间的时间间隔：a）集成到通信接口中的定时器单元和/或b）控制单元的定时器单元和/或c）控制单元的至少一个工作状态和/或工作状态变化。

集成到通信接口中的定时器单元例如可以为本身公知的定时器，如在传统的微控制器中或者也在数字信号处理器中所设置并且通常被称作定时器（Timer）的那样。同样，可能求助于控制单元的定时器单元，以便形成在相继的同步信号之间的时间间隔。完全特别有利地，相继的同步信号的时间间隔可替换地或补充地根据控制单元的至少一个工作状态和/或工作状态变化来形成，这除了纯粹的时间同步的形成之外尤其是也使得能够以事件控制的方式形成时间间隔。例如，在使用用于汽车的内燃机的控制设备（发动机控制设备）内的控制单元的情况下实现了对相继的同步信号的时间间隔以事件控制的方式进行调整，使得同步信号与内燃机的曲轴角同步地从控制单元被输出给至少一个外围单元。由此可以有利地由控制单元与曲轴角同步地请求所涉及的外围单元的相对应的传感器值或者通常请求所涉及的外围单元的数据帧。

在根据本发明的控制单元的另一特别优选的实施形式中，控制单元被构造为微控制器或者被构造为数字信号处理器（DSP），并且至少一个通信接口至少部分地被构造为微控制器和/或数字信号处理器的集成的外围部件。根据本发明的通信接口的功能可以特别优选地至少部分地以硬件来实现，其中相对应的硬件部件可以直接集成到微控制器或者数字信号处理器中。此外可能的是，将用于实现通信接口的相对应的硬件部件构造为分立的半导体电路装置，这些半导体电路装置与微控制器或者数字信号处理器一起被集成到共同的芯片壳体中。控制单元和/或通信接口也可以被构造为专用集成电路（ASIC）。

根据权利要求12所述的外围单元作为本发明的任务的另一解决方案予以说明。

此外，根据权利要求15所述的方法作为本发明的任务的另一解决方案予以说明。

其它有利的实施形式是从属权利要求的主题。

附图说明

本发明的其它特征、应用可能性和优点从以下对本发明的实施例的描述中得到，这些实施例在附图的图中示出。在此，所有所描述的或者所示的特征单独地或者任意组合地形成了本发明的主题，而与其在权利要求书中的概括或者其引用关系无关以及与其在说明书中的措词或在附图中的图示无关。

在附图中：

图1示意性地示出了根据本发明的控制单元的第一实施形式的简化框图，

图2示意性地示出了根据本发明的通信接口的实施形式的简化框图，

图3示出了按照根据本发明的方法的实施形式的各种工作参数的时间变化过程，

图4示出了按照根据本发明的方法的另一实施形式的各种工作参数的时间变化过程，以及

图5示出了按照根据本发明的方法的另一实施形式的各种工作参数的时间变化过程。

具体实施方式

图1示意性地示出了根据本发明的控制单元100的框图。控制单元100被设置用于与至少一个外围单元200进行数据交换并且可以例如在汽车领域中（尤其是为了构造传感器网络和/或执行器网络）被采用。例如，外围单元200可以是如下传感器模块：该传感器模块通过要详细描述的通信接口110与控制单元100交换数据。控制单元100可以例如直接分析或者也可以仅仅准备数据并且可以将这些数据输出给另一控制单元（未示出）。

根据优选的实施形式，控制单元100是通常被构造为微控制器或者也被构造为数字信号处理器（DSP）的控制设备，该控制设备被构造用于控制或调节汽车的内燃机的运行（发动机控制设备）。控制设备100的相对应的部件对于本领域技术人员而言是公知的并且出于清楚性原因而未在图中画出。

针对在控制单元100和外围单元200之间的数据交换，控制单元100拥有至少一个通信接口110。尤其是，如果多个外围单元（未示出）要同时以单独的点对点连接被连接到控制单元100，那么控制单元100对此也可以与此相应地具有多个通信接口110。然而在本情况下（在不限制一般性的情况下）按照重点描述了在外围单元200与在图1中用110标明的通信接口之间的通信。

根据特别优选的实施形式，通信接口110被构造来至少有时根据外围传感器接口（PSI5）标准、尤其是按照PSI5 1.3版本及以下版本而执行与外围单元200的数据交换。这意味着：根据本发明的通信接口110例如可以与现有的符合PSI5的外围单元相组合。与根据PSI5标准1.3版本的同步数据传输的共同之处在于：通过也称作同步脉冲的同步信号从控制单元100被输出给外围单元，请求从外围单元200向控制单元100或通信接口110的数据传输。根据这样的同步信号的接收，外围单元200根据PSI5标准通常将一个或者多个数据帧向回发送给控制单元100，例如也参照PSI5标准的技术规范的第2.4章，如在因特网中以www.psi5.org/en/pool/pdf/psi5_specification_v13_080729.pdf之名可被调用的那样。

在该标准的补充方案中，本发明的特别优选的实施形式建议：通信接口110被构造来改变在两个相继的同步信号之间的时间间隔。由此有利地给出了如下可能性：在控制单元110方面以灵活的方式和方法预先给定外围单元200应该何时将数据传输给控制单元100。

如果外围单元200例如要以比较大的频率将数据帧发送给控制单元100，则控制单元100由于根据本发明的通信接口110可以与此相应地减小在两个相继的同步信号之间的时间间隔。应理解的是，必须将两个相继的同步信号之间的最小可预先给定的时间间隔选择为使得相对应的数据通信受外围单元200支持。同样的情况适用于在相继的同步脉冲之间的时间间隔向上偏离标准值。

在应用根据本发明的原理的情况下，控制单元100因此可以有利地将从外围单元200方面到控制单元100的数据帧的传输频率确定为使得例如使用仅仅大约100ms的时间间隔（而不是按照标准固定地预先给定的为500ms±1% 的“同步信号周期（Sync Signal Period）”、即在相继的符合PSI5的同步脉冲之间的时间间隔）。只要希望从外围单元200向控制单元100的数据传输的频率较小，就可以将在相继的同步脉冲之间的时间间隔也选择为大于在标准中固定限定的值，例如大约1000ms或者更大。

由此，根据本发明的控制单元100可以以灵活的方式和方法请求外围单元200的传感器数据，即准确地说如果在控制单元110中需要这些传感器数据（例如用于进一步计算），那么请求这些传感器数据。

除了提高的灵活性之外，通过根据本发明的原理附加地也给出了节约电能的潜力，因为（至少在控制单元100的一些工作方式中）也尽可能地省去从外围单元200到控制单元100的不必要频繁的数据传输。

此外，在控制单元100的需要通过外围单元200提供的传感器数据的特别高的时间分辨率的这种工作状态下，可以将在同步脉冲之间的时间间隔选择得特别小，以便在每个时间单位将与此相应地多的数据帧从外围单元200传输给控制单元100。

前面所阐述的根据本发明的原理可以套用于所有根据按照1.3版本及以下版本的PSI5标准的同步数据传输的运行变形方案以及套用于所有其它其中使用同步信号的数据传输。

依照另一实施形式，可以动态地、即在通信接口110工作期间改变在同步信号或同步脉冲之间的时间间隔。由此可设想的是，从一个同步脉冲到下一同步脉冲地改变这两个脉冲之间的时间间隔，使得可能甚至不再给出在相继的同步脉冲之间的固定的时间栅格。这考虑如下情形：从控制单元100方面，尤其是在构造为用于内燃机的控制设备的情况下，期望与曲轴角同步地检测外围单元200的数据。在这种情况下，同步脉冲通过控制单元100或其通信接口110与事件相关地（即例如根据另外通过控制单元100确定的曲轴角信息）被输出给外围单元200，例如以便根据曲轴角的可预先给定的改变来请求外围单元200的相关的传感器数据。

根据特别优选的实施形式，控制单元100被构造为微控制器或者数字信号处理器，并且至少一个通信接口110至少部分地被构造为微控制器和/或数字信号处理器的集成的外围部件。在这种情况下，通信接口110的功能不仅可以完全以硬件来实现而且可以完全以软件来实现或者可以以其任意组合来实现。

依照另一实施形式，通信接口110可以使用控制单元100的定时器单元102（图1），例如通常的定时器组件（“通用定时器（General Purpose Timer）”），以便确定或形成相继的同步信号的时间间隔。例如，通信接口110可以直接由控制单元100的定时器单元102的计数器值导出同步信号的时间间隔。就这点而言，通信接口110不需要自己的定时器单元。

图2示出了根据本发明的通信接口110的实施形式的简化框图。在该实施形式中，通信接口110拥有自己的集成定时器单元112，该集成定时器单元112替换于控制单元100的定时器单元102（图1）地或者对控制单元100的定时器单元102（图1）补充地可以被考虑用于形成同步脉冲的时间间隔。如已经描述的那样，可替换地或者补充地也可以使用控制单元100的工作状态或工作状态过渡，以便通过通信接口110确定相继的同步脉冲的时间间隔。由此例如可能的是，根据控制单元100的中断事件或者控制单元100的另外的工作参数确定同步脉冲的时间间隔。

在优选的实施形式中，通信接口110拥有解码单元114，该解码单元114为此被构造来对由外围单元200接收到的数据信号进行解码。在使用根据本发明的控制单元100来进行符合PSI5的数据通信时，由外围单元200进行曼彻斯特编码通常将随着而来，这意味着：从外围单元200提供给控制单元100的传感器数据或者另外的数据具有曼彻斯特编码。因而特别有利的是，在通信接口110中存在相对应的解码单元114，以便使得能够对在控制单元100中所接收到的信号进行有效的解码。特别快速的解码通过将解码单元114以硬件方式实现来给出。

依照另一有利的实施形式，通信接口110具有存储单元116，该存储单元116被构造来存储由外围单元200接收到的数据信号和/或如通过解码单元114所提供的经解码的接收到的数据。存储单元116例如可以是具有特别小的存取时间的所谓的特殊功能寄存器（Special Function Register）、即一类寄存器存储器（Registerspeicher）。存储单元116的其它实施形式同样是可设想的。尤其是，存储单元116也可以是控制单元或微控制器100的如下存储区：该存储区专供通信接口110使用或者也供微控制器100和通信接口110进行双向存取。

对此有利的是，存储单元116或通信接口110具有至控制单元100的现有的数据总线系统或另外的总线系统的数据连接，尤其是参照根据图1的定时器组件102通过在那里勾画的但是未标明的总线结构至通信接口110的连接。这具有如下优点：例如可以直接经由DMA通过总线来“取”数据，亦即不再需要数据在RAM中暂存以及数据准备。

依照另一有利的实施形式，通信接口110具有时间戳单元118，该时间戳单元118被构造来给由外围单元200接收到的数据信号和/或如由解码单元114提供的经解码的接收到的数据配备时间戳。时间戳在这种情况下被理解为如下时间基准（Zeitreferenz）：该时间基准与控制单元100的时间基准（例如中央计数器102）具有已知的关系。由此，有利地可能的是，在控制单元100中保持外围单元200的相对应的数据的输入时刻或接收时刻，这显著地提高了在对接收到的数据进行分析时的准确度。时间戳单元118有利地可以被实现为硬件或者被实现为软件或者被实现为其组合。

在本发明的另一有利的实施形式中，通信接口110具有收发器单元119，该收发器单元119被构造来将针对与外围单元200的数据交换而设置的电流接口变换到电压接口，该电压接口能够实现到微控制器/DSP 100的简单连接。就这点而言，图2中的收发器单元119的功能对应于根据PSI5规范1.3的第2.1章的接收器ASIC的功能。

收发器单元119也可以有利地作为单独的专用集成电路（ASIC）来提供，而其它部件112、114、116、118优选地被集成到通信接口110中并且因此至少部分地也被集成到微控制器100中。

除了本身已知的在收发器单元119和通信接口110的其它部件之间的数据连接之外，也可能的是设置单独的接口，例如设置SPI（串行外围接口（Serial Peripherial Interface））接口，例如以便能够实现在收发器ASIC 119与通信接口110或通常为微控制器100之间的诊断或者另外的通信。

图3示出了控制单元100或外围单元200的工作参数的时间变化过程。在时间轴t上一方面绘制了具有同步脉冲Sp1、Sp2、Sp3、Sp4、Sp5的电压信号，该电压信号从静止状态电平V0以限定的方式变化到更高的电平V1并且又变化回来，以便形成同步脉冲Sp1、Sp2、Sp3、Sp4、Sp5。对于同步脉冲的脉冲形状的细节参照PSI-5规范。

从图3中可看到的是，在时刻t1，第一同步脉冲Sp1从控制单元100被发送给外围单元200（图1）。在接收到第一同步脉冲Sp1之后，外围单元200以本身符合标准的方式和方法将第一数据帧DF1输出给控制单元100，该第一数据帧DF1被通信接口110接收。详言之，该接收包括：将作为电流信号存在的数据帧DF1通过收发器ASIC 119（图2）转换成电压信号，紧接着借助部件114对经过曼彻斯特编码的数据进行解码，等等。

以相同的方式，控制单元100在时刻t2将第二同步脉冲Sp2输出给外围单元200，此后又在控制单元100中获得第二数据帧DF2。如从图3可看到的那样，在同步脉冲Sp1、Sp2、Sp3之间的时间间隔Tsync1在所有情况下是恒定的。就这点而言，不存在偏离根据1.3版本的PSI5标准。然而，由于控制单元100从时刻t3起想要以较小的频率获得外围单元200的数据，例如因为在控制单元100中的数据的分析从此以后要以较小的时间分辨率来进行，所以控制单元100在较大的第二持续时间Tsync2>Tsync1过去之后才在时刻t4将第四同步脉冲Sp4发送给外围单元200。与此相应地，外围单元200也在稍后的时刻t>t4才将第四数据帧DF4发送给控制单元100。同样的情况适用于另一同步脉冲Sp5（时刻t5）和相关的数据帧DF5。在同步脉冲Sp2、Sp3与Sp3、Sp4之间的时间间隔从第一值Tsync1到第二值Tsync2的改变同样不再对应于PSI5标准并且就这点而言是根据本发明的对PSI5标准的补充，这种补充有利地使得能够从控制单元100或通信接口110方面对输入数据帧DF1、DF2、DF3、…的频率的控制。

根据本发明，同样可能减小在各个同步脉冲之间的时间间隔，然而在图3中并未示出。同样可能的是，针对相继的同步脉冲分别确定彼此不同的时间间隔。同样可能的是以事件控制的方式形成时间间隔Tsync1、Tsync2。

在根据本发明的控制单元100的另一有利的实施形式中规定：通信接口110被构造来在与外围单元200进行数据交换时执行从第一同步工作方式到第二异步工作方式的变动。这根据本发明通过如下方式来实现：从可预先给定的时刻起不再有同步信号被传输给外围单元200。

对此，图4示出了控制单元100和外围单元200的各种工作参数的时间变化过程。首先，整个系统100、200处于第一同步工作方式中，参见通过双箭头SYN对相对应的时间区域的表征。如从图4可看到的那样，（以本身符合PSI5标准的方式和方法）以恒定的时间间隔Tsync将同步脉冲Sp5、Sp6从控制单元100或其通信接口110输出给外围单元200，其中在返回方向上在控制单元100中接收到相对应的并且在图4中未标明的数据帧。

在时刻tsa，控制单元100（偏离于PSI5标准地）规定从到目前为止的同步工作方式SYN变动到异步工作方式ASYN。与此相应地，控制单元100阻止向外围单元200发送其它同步脉冲。例如，实际上跟随的下一同步脉冲Sp7已经不再被发送给外围单元200。同步脉冲Sp7因而在图4中仅仅通过虚线并且不是连续地被示出。如从图4中可看到的那样，外围单元200在等待时间Twsa期间首先将其它数据帧发送给控制单元100。在等待时间Twsa过去之后，外围单元200才认识到：同步脉冲的停止是控制单元100有针对性地从同步工作方式转换到异步工作方式并且因而从时刻tasyn起不再等待控制单元100的同步脉冲。更确切地说，外围单元200从时刻tasyn起开始周期性地发送数据帧，如其基于符合PSI5的异步工作那样。

前面参照图4所描述的从同步工作状态SYN到异步工作状态ASYN的转换是根据本发明的对目前的PSI5标准的有利的扩展，因为在不重新初始化通信系统100、200的情况下可实现数据交换的灵活匹配。前面所描述的从同步工作方式到异步工作方式的过渡有利地也可以与参照图3所描述的对在相继的同步脉冲之间的时间间隔Tsync进行改变相组合。这意味着：同步脉冲Sp5、 Sp6（图4）以及其它在前的同步脉冲不必一定以符合PSI5标准的方式来形成，而是在通过有针对性地使同步脉冲Sp7的进一步发送搁置来过渡到异步工作状态ASYN之前例如也可以具有不同的时间间隔。

图5示出了通信系统100、200的工作参数的时间变化过程，如该时间变化过程在从异步工作ASYN过渡到同步工作SYN时被得到的那样。首先，异步工作ASYN被执行直至时刻tas，该异步工作ASYN对应于传统的PSI5标准。这意味着：外围单元200在未从控制单元100方面通过相对应的同步脉冲进行请求的情况下将图5中未详细标明的数据帧发送给控制单元100。

从时刻tas起，控制单元100通过输出第一（就这点而言不符合PSI5标准的）同步脉冲Sp1′来用信号通知外围单元200：希望从异步模式ASYN过渡到同步模式SYN。在此完全可以出现：由于发送与传统的PSI5标准不相符的同步脉冲Sp1′，在同步脉冲Sp1′与由外围单元200遵照用于异步数据传输的传统PSI5标准已发送的数据帧DF′之间发生冲突。外围单元200可以通过对数据帧DF′与同步脉冲Sp1′的冲突进行分析或识别来推断出：从此以后控制单元100期望同步工作模式SYN并且例如等待第二同步脉冲Sp2′的出现，而不自发地（如对应于到目前为止的异步工作模式那样）发送其它数据帧。一旦外围单元200从控制单元100接收到第二同步脉冲Sp2′，这就是针对到同步工作模式SYN过渡的操作，该同步工作模式SYN于是（以本身与传统的PSI5标准相一致的方式）继续进行。

前面参照图5所描述的方法方式有利地使得能够通过控制单元100的预先给定而从异步工作模式ASYN过渡到同步工作模式SYN。在同步工作模式SYN下，又给出了在各个同步脉冲之间的时间间隔Tsync的自由的可预先给定性。

本发明的前面所描述的实施形式能够实现对现有的PSI5标准的成本低廉的扩展和功能扩展。尤其是如下变形方案是可设想的：

同步信号或同步脉冲的自动产生，其中“自动”被理解为同步脉冲的时间间隔Tsync固定地耦合到控制单元100和/或通信接口110的定时器单元102。该耦合甚至可能通过多个接口110来进行。因此，经由（bezogen ueber）多个接口110，始终只有一个目前距下一同步脉冲具有可调整的时间间隔的同步脉冲被中止。此外，在各个同步脉冲之间的时间间隔Tsync一般而言也可以根据控制单元100和/或通信接口110 的至少一个工作状态和/或工作状态变化来进行。由此，尤其是也可以实现与事件相关地、例如与曲轴角同步地将数据从外围单元200传输给控制单元100，这在将控制单元100构造为发动机控制装置的计算单元的情况下是有利的。

必要时所需的校验和计算或者曼彻斯特解码也可以通过通信接口110来进行，其中涉及的功能（参见图2中的模块114）可以以硬件或者以软件来实现或者以硬件和软件的组合来实现。

通过用于改变在相继的同步脉冲之间的时间间隔Tsync的可能性，有利地也可以改变外围单元200中的传感器数据的平均值计算并且因此改变时间分辨率。例如，存在如下外围单元200，该外围单元200拥有集成的传感器技术，该传感器技术以固定地预先给定的采样率（例如由内部参考时钟导出）检测传感器数据。根据通过外围单元200从控制单元100接收到的同步脉冲的时间间隔，关于相对应的数目的采样值对传感器数据进行平均值计算，其中在以前已经多次描述的数据帧中的相对应的平均值从外围单元200被传输给控制单元100。在预先给定同步脉冲的时间间隔Tsync的情况下因此也可以从控制单元100方面对相对应构造的外围单元200的平均值计算发生影响。

此外，设置不同的定时器单元102、112或另外的能够实现同步脉冲的定时或产生的源使得能够提高在单元100、200之间的PSI5数据传输的灵活性。

为了除了可以实现纯粹符合PSI5的数据通信之外也可以实现根据本发明的前面所描述的对数据交换（尤其是同步工作到异步工作的变动以及相反地异步工作到同步工作的变动）的补充，外围单元200以相对应的方式被构造，即与控制单元100或其通信接口110的特别的构型相匹配。

根据本发明的原理能够使得现有的PSI5系统与如例如在内燃机的发动机控制装置或者底盘系统（例如ESP、…）中存在的要求特别有利地匹配。在这种情况下，可以实现对传统的符合PSI5的通信在等待时间、等待时间抖动、同步脉冲生成以及同步脉冲源方面的优化。

优选地，根据本发明的通信接口110的功能至少部分地作为内部外围部件或者以可比较的形式被集成到现有的微控制器或者另外的计算单元中。在这种情况下，相对应的微控制器也可以拥有多个集成的通信接口110。此外，也可设想的是，将根据本发明的通信接口110的功能设置在单独的控制组件（例如ASIC）中或者与收发器ASIC 119（图2）相组合。

Claims (20)

1.一种控制单元（100），其具有至少一个通信接口（110），用于与至少一个外围单元（200）交换数据，其中通信接口（110）被构造来在第一同步工作方式中将同步信号（Sp1，Sp2，…）传输给外围单元（200），其特征在于，通信接口（110）被构造来改变在两个相继的同步信号（Sp3，Sp4）之间的时间间隔（Tsync1，Tsync2）。

2.根据权利要求1所述的控制单元（100），其特征在于，时间间隔（Tsync1，Tsync2）的改变在通信接口（110）工作期间进行。

3.根据上述权利要求之一所述的控制单元（100），其特征在于，通信接口（110）被构造来：在与外围单元（200）进行数据交换时，通过从可预先给定的时刻（tsa）起不再将同步信号（Sp5，Sp6）传输给外围单元（200）而执行从第一同步工作方式到第二异步工作方式的变动。

4.根据上述权利要求之一所述的控制单元（100），其特征在于，通信接口（110）被构造来：在与外围单元（200）进行数据交换时，通过从可预先给定的时刻（tsa）起将同步信号（Sp1′，Sp2′）传输给外围单元（200）而执行从第二异步工作方式到第一同步工作方式的变动。

5.根据上述权利要求之一所述的控制单元（100），其特征在于，通信接口（110）被构造来根据以下因素形成在两个相继的同步信号（Sp3，Sp4）之间的时间间隔（Tsync1，Tsync2）：a）集成到通信接口（110）中的定时器单元（112）和/或b）控制单元（100）的定时器单元（102）和/或c）控制单元（100）的至少一个工作状态和/或工作状态变化。

6.根据上述权利要求之一所述的控制单元（100），其特征在于，通信接口（110）具有解码单元（114），所述解码单元（114）被构造来对由外围单元（200）接收到的数据信号进行解码。

7.根据上述权利要求之一所述的控制单元（100），其特征在于，通信接口（110）具有存储单元（116），所述存储单元（116）被构造来存储由外围单元（200）接收到的数据信号和/或经解码的接收到的数据。

8.根据上述权利要求之一所述的控制单元（100），其特征在于，通信接口（110）具有时间戳单元（118），所述时间戳单元（118）被构造来给由外围单元（200）接收到的数据信号和/或经解码的接收到的数据配备时间戳。

9.根据上述权利要求之一所述的控制单元（100），其特征在于，通信接口（110）具有收发器单元（119），所述收发器单元（119）被构造来将为了与外围单元（200）进行数据交换而设置的电流接口变换到电压电平接口。

10.根据上述权利要求之一所述的控制单元（100），其中所述控制单元（100）被构造为微控制器或者被构造为数字信号处理器，其特征在于，至少一个通信接口（110）至少部分地被构造为微控制器和/或数字信号处理器的集成的外围部件。

11.根据上述权利要求之一所述的控制单元（100），其特征在于，通信接口（110）被构造来至少有时根据外围传感器接口PSI5标准、尤其是按照PSI5 1.3版本执行与外围单元（200）的数据交换。

12.一种用于与控制单元（100）交换数据的外围单元（200），其中所述控制单元（100）尤其是根据上述权利要求中的至少一个来构造，其特征在于，所述外围单元（200）被构造来：一旦在接收到最后的同步信号（Sp6）之后在可预先给定的等待时间（Twsa）内没有接收到所述控制单元（100）的其它同步信号（Sp7），就从第一同步工作方式变动到第二异步工作方式，在第一同步工作方式中，如果所述外围单元（200）以前已接收到所述控制单元（100）的同步信号，那么所述外围单元（200）将数据发送给所述控制单元（100），在第二异步工作方式中，所述外围单元（200）根据至少一个内部工作参数将数据发送给所述控制单元（100）。

13.根据权利要求12所述的外围单元（200），其特征在于，所述外围单元（200）被构造来：一旦接收到由所述控制单元（100）传输的同步信号（Sp1′），就从第二异步工作方式变动到第一同步工作方式。

14.根据权利要求12或13所述的外围单元（200），其特征在于，所述外围单元（200）被构造来至少有时根据外围传感器接口PSI5标准、尤其是按照PSI5 1.3版本执行与控制单元（100）的数据交换。

15.一种用于在控制单元（100）和至少一个外围单元（200）之间交换数据的方法，其中控制单元（100）具有用于与外围单元（200）交换数据的至少一个通信接口（110），其中通信接口（110）被构造来在第一同步工作方式中将同步信号（Sp1，Sp2，…）传输给外围单元（200），其特征在于，通信接口（110）尤其是在通信接口（110）工作期间改变在两个相继的同步信号（Sp3，Sp4）之间的时间间隔（Tsync1，Tsync2）。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，在与外围单元（200）进行数据交换时，通过从可预先给定的时刻（tsa）起不再将同步信号（Sp5，Sp6）传输给外围单元（200）来执行从第一同步工作方式到第二异步工作方式的变动。

17.根据权利要求15至16之一所述的方法，其特征在于，在与外围单元（200）进行数据交换时，通过从可预先给定的时刻（tsa）起将同步信号（Sp1′，Sp2′）传输给外围单元（200），通信接口（110）执行从第二异步工作方式到第一同步工作方式的变动。

18.根据权利要求15至17之一所述的方法，其特征在于，通信接口（110）根据以下因素形成在两个相继的同步信号（Sp3，Sp4）之间的时间间隔（Tsync1，Tsync2）：a）集成到通信接口（110）中的定时器单元（112）和/或b）控制单元（100）的定时器单元（102）和/或c）控制单元（100）的至少一个工作状态和/或工作状态变化。

19.根据权利要求15至18之一所述的方法，其特征在于，通信接口（110）借助时间戳单元（118）给由外围单元（200）接收到的数据信号和/或经解码的接收到的数据配备时间戳。

20.根据权利要求15至19之一所述的方法，其特征在于，至少有时根据外围传感器接口PSI5标准、尤其是按照PSI5 1.3版本执行与外围单元（200）的数据交换。

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