CN102687471A - 局部网络的唤醒总线消息的定义 - Google Patents

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Abstract

一种对总线系统上的数字总线消息信息进行编码的方法，所述数字总线消息信息尤其是唤醒总线消息信息或配置数据，所述方法包括：理由至少一个总线线路上的线路符号流中的子模式对数字总线消息信息比特的预定部分进行编码，其中所述子模式包括连续显性区段和隐性区段，显性区段和隐性区段分别包括显性线路符号和隐性线路符号，其中，隐性区段包括至少两个隐性线路符号，用于产生与所述预定部分的值相对应的所述子模式的连续显性区段与隐性区段之比。根据所述方法对尤其用于总线系统的相应数字总线消息进行编码。此外，一种用于系统总线的总线节点，所述系统总线具有通过总线线路的布置而耦合在一起的多个站，所述总线节点包括：解码电路，配置用于分析至少一个总线线路上数据流中的子模式；以及分析电路，配置用于检测在总线系统上线路符号流中发送的编码数字总线消息信息，尤其是唤醒总线消息信息或配置数据，其中，根据所述方法对所述数字总线消息信息进行编码。

Description

局部网络的唤醒总线消息的定义
技术领域
本发明涉及一种具有多个总线节点的总线系统，多个总线节点通过总线线路的布置耦合在一起，每个总线节点至少包括收发机和总线协议控制器。
此外，本发明涉及一种对这种总线系统上的数字总线消息进行编码和/或解码的方法，在这种总线系统中，数字消息包括由总线信号中的子模式进行编码的至少一部分。更具体地，本发明涉及一种能够在这种总线系统中改进模式检测的唤醒总线消息的定义，并涉及一种适于改进检测的特定消息模式。
此外，本发明还涉及一种在这种总线系统中使用的总线节点，具体地，这种总线节点可以包括收发机、总线协议控制器和用于对这种总线系统上的这种数据消息解码的模式检测器，在这种总线系统中，数字消息包括由总线信号中的子模式编码的至少一部分。
背景技术
已知通过交换适当总线消息，诸如(例如总线系统)的局部网络的一部分的站之类的总线节点能够彼此请求在不同操作状态之间进行改变，尤其是在睡眠模式(或静止模式)与正常模式之间进行改变。典型地，在始终需要减少电能消耗的电动车或汽车中采用这种系统，该系统例如符合CAN(控制器区域网络)协议或LIN(局部互连网络)协议、或FlexRay协议(是在公重可用文档和FlexRay互联网站点中描述的已知下一代汽车网络)。即使当停放车辆并没有操作车辆时，也必须以规律间隔或在非规律事件时唤醒单独站，以执行各个功能。除了能够在睡眠模式和正常模式之间进行改变之外，还期望能够选择性的进行这种改变，即，能够分离地激励单独站。
作为本文表述的通信网络的一个示例，控制器区域网络(CAN)或CAN总线是车辆通信总线标准，设计用于允许微控制器在车辆内彼此进行通信。通过CAN总线连接的(总线)协议控制器典型地交换传感器数据、致动器命令、服务数据等。
此外，CAN协议是一种基于消息的协议，尤其设计用于汽车应用，但是也可以在其它领域使用，诸如不同类型的车辆、工业自动化和医疗设备。在ISO 11898-1(2003)中对CAN协议进行了标准化定义。
每个总线节点能够发送并接收总线消息，但是并非同时地。CAN总线消息主要包括ID，选择ID以识别总线消息类型和/或发送者，并且多至8个消息字节。将总线消息比特序列个比特接一个比特地串行地发送到总线上(即例如信号模式按照不归零(NRZ)编码方式对总线消息编码)，并由所有总线节点感测总线消息比特序列。
CAN总线消息从不直接到达处于总线节点处的这些(总线)协议控制器。协议控制器总是经由收发机与总线相连。收发机可以被集成到系统基础芯片、ASIC或协议控制器器件中。如果总线是空闲的，则任何总线节点可以开始发送。如果两个或多个总线节点开始同时发送总线消息，则例如包括更多前导显性比特(即比特“0”)的具有较多显性ID的消息将盖写其它节点的较少显性ID。因此，仅具有显性ID的总线消息保持在总线上，并通过所有总线节点进行接收。
每个总线节点至少需要可以被一起集成到相同单元的微控制器单元(MCU)(作为主处理器)、(总线)协议控制器、和收发机。然而，应该意识到，还可以具有与分离MCU相耦合的分离收发机，同时(总线)协议控制器也可以是分离单元，或者被集成到收发机或MCU中。
(总线)协议控制器被配置用于接收和发送，(总线)协议控制器可以是简单具有同步时钟的硬件。在接收过程中，在整个总线消息可用之前，(总线)协议控制器存储从总线(一个接一个地)接收的比特，然后例如在(总线)协议控制器触发了中断之后可以由MCU取得所述比特。MCU判定接收到的总线消息意味着什么，以及想要向自己发送哪个消息。传感器、致动器和控制器件可以与MCU相连。在发送过程中，MCU向(总线)协议控制器传送发送消息，(总线)协议控制器对比特进行编码，并经由收发机将比特串行地发送到总线上。在发送过程中，收发机将从(总线)协议控制器接收的数字发送比特信号转换为向总线发送的模拟信号。在接收过程中，收发机将来自总线的信号电平调整为(总线)协议控制器所期望的电平，并具有保护(总线)协议控制器的保护电路。
存在如下趋势：通过改进硬件将通常以软件实现的通信协议的应用层的功能映射到硬件。如此配置的本发明减轻了MCU上的负荷；在这种情况下，当不需要总线节点时，除了收发机之外，可以关断整个总线节点，以节约大量能量，从而也避免了CO2。然后，唤醒模式判定用于识别再次需要总线节点的时间点。
WO01/20434描述了一种减小CAN主处理器中的电流消耗的方法，其中，处理器的大部分被设置处于睡眠模式，并通过适当硬件分析输入CAN总线消息，以及如果识别出适当唤醒总线消息，则唤醒处理器。缺点在于如下事实：对于要选择性地唤醒的单独站而言，必须对唤醒总线消息进行解码，基于此目的，总线节点中在相关时间点处于待机状态的一部分必须具有精确定时机制，而这消耗能量。尤其期望，如果当站处于睡眠模式时，则收发机能够单独地接收并分析总线线路上接收到的数据，具体地，使得收发机能够判定是否必须唤醒其自身的总线节点。
WO2006/003540A1描述了一种用于检测CAN系统中的唤醒总线消息的解决方案。然而，所描述的总线消息检测器仍然可以对具有与目标比特模式相类似的比特模式的许多总线消息作出反应。这仍然导致了不必要的唤醒事件，而不必要的唤醒事件可能不必要地使用电能。
已知唤醒模式的另一问题在于，所定义的唤醒模式不允许对不同唤醒组寻址，并且不存在要使用的ID和优先权的定义。
因此，本发明的目标在于提供一种用于检测总线消息流中的“唤醒总线消息”的更可靠方法。具体地，目标在于详细说明一种方法，使得诸如收发机或分离单元之类的总线节点或总线节点的功能能够单独地接收和分析总线上发送的数据。更具体地，目标在于提供一种改进唤醒功能，其得到一种更可靠的情形，其中能够通过给定唤醒总线消息各自唤醒总线节点或子网络。
另一目标在于，提供一种用于总线节点的改进唤醒总线消息检测器。具体地，目标在于，即使当应当检测唤醒总线消息的总线节点的一部分不具有精确定时器且不知道总线上发送数据的比特速率时，总线节点也能够检测唤醒总线消息。
发明内容
根据本发明，通过具有权利要求1中详细描述的特征的一种如下方法实现至少一个目标，即，一种对总线系统上的数字总线消息信息(尤其是唤醒总线消息信息或配置数据)进行编码的方法。
因此，所述方法包括：通过至少一个总线线路上线路符号流中的子模式对数字总线消息信息比特的预定部分进行编码，其中所述子模式包括连续隐性区段(phase)和显性区段，隐性区段和显性区段分别包括隐性线路符号和显性线路符号，其中隐性区段包括至少两个隐性线路符号，用于建立与所述预定部分的值相对应的所述子模式的连续显性区段与隐性区段之比。可以以更可靠的方式检测连续显性区段与隐性区段之比。
在特定实施例中，所述方法还可以包括：通过相应地长于或短于随后隐性区段的长度的显性区段的长度，相应地表示数字总线消息信息的显性比特或隐性比特。
在另一开发中，可以使用连续子模式对数字相对信息序列进行编码，其中，相对于在先子模式设置了每个子模式中使用的线路符号的数目，使得所述连续子模式优选地具有相等长度。
在特定实施例中，其中，所述数字总线消息信息至少包括标识符字段和数据字段，可以设置所述数字总线消息信息比特的所述预定部分，使得所述预定部分覆盖数据字段和至少部分地覆盖标识符字段和标识符字段与数据字段之间的部分。在总线系统中使用所述方法的情况下，可选地，根据CAN规范，在总线消息的数据字段中发送8比特的至多8个字节的数据。因此，大于十进制8的数据长度码可以用于数字总线消息信息。
在特定实施例中，其中，数字总线消息信息至少包括标识符字段，可以设置数字总线消息信息比特的所述预定部分，以仅部分地覆盖数字总线消息信息的标识符字段。在特定实施例中，没有使用所述标识符字段的前4个比特，并且之后的两个比特是隐性比特。
在特定实施例中，具体地，在根据CAN规范的总线系统中，数字总线消息信息的标识符字段可以包括29个比特。
在特定实施例中，数字总线消息是根据控制区域网络(CAN)协议或局部互连网络(LIN)协议或FlexRay协议的消息。
根据本发明，通过总线唤醒总线消息实现至少一个目标，其中，总线唤醒总线消息包括根据权利要求9中详细描述的特征进行编码的比特模式。
因此，根据先前讨论的方法对数字总线消息进行编码。
根据本发明，根据权利要求10中详细描述的特征，可以通过用于系统总线的总线节点的模式检测器实现至少一个目标，系统总线具有通过总线线路的布置而耦合在一起的多个站。
因此，模式检测器包括：解码电路，被配置用于分析至少一个总线线路上线路符号流中的子模式，以及分析电路，被配置用于检测在总线系统上线路符号流中发送的编码数字总线消息信息，尤其是唤醒总线消息信息或配置数据，其中，根据先前讨论的方法对数字总线消息信息进行编码。
根据本发明，根据权利要求11所详细描述的特征，通过总线节点芯片实现至少一个目标，总线节点芯片包括如上所讨论的至少一个模式检测器。
因此，总线节点芯片包括微控制器，以及：发送引脚，被配置为从微控制器接收信号；接收引脚，被配置为向微控制器发送信号；以及总线引脚，被配置为向至少一个总线线路发送信号，或者从至少一个总线线路接收信号。
根据本发明，根据权利要求12中详细描述的特征，可以通过系统总线实现至少一个目标，其中系统总线具有通过总线线路的布置而耦合在一起的多个站。
因此，总线系统包括如先前讨论的总线节点芯片、微控制器，以及发送引脚，被配置为从微控制器接收信号；接收引脚，被配置为向微控制器发送信号；以及总线引脚，被配置为向至少一个总线线路发送信号，或者从至少一个总线线路接收信号。
在本发明的特定实施例中，模式检测器包括诸如解码器单元之类的用于解码的装置，被配置用于分析，或者包括诸如分析单元之类用于分析的装置，用于数字总线信号的非比特率依赖分析。
用于解码的装置可以包括设置，用于测量和/或比较连续隐性区段和显性区段的长度，以识别子模式，其中，子模式是总线上比特流的一部分。
基本上，可以通过以下方式来定义子模式：以例如“低”的预定值作为起始，并以例如“高”的预定值作为结束，。因此，当每个子模式内正好存在从低至高的一个转变时，可以确定从低至高的比率，并且可以将其翻译成一个比特的信息。典型地，通过利用显性区段的长度长于(或短于)随后隐性区段的长度的事实来表示按照非比特率依赖方式进行编码的部分中的显性比特或“0”比特(隐性比特或“1”比特)，来实现编码。
因此，总线节点或模式检测器能够分析总线信号，使得数字总线消息包括按照非比特率依赖的方式进行编码的至少一个部分，其中利用连续显性区段和隐性区段的长度来表示总线消息中按照非比特率依赖的方式进行编码的所述部分中的比特的值。可以基于总线上比特流中实际子模式的长度与在先子模式的长度的比较来确定子模式的相对长度信息序列，来获取信息。相对长度信息可以被分类为“较短长度”、“相等长度”或“较长长度”。如果必要，可以通过将两种类型的信息分配到一类(即，“相等或不相等”、“较长或非较长”或“较短或非较短”)，来将获得的(解码)信息减少为一个比特的信息。
鉴于如下事实：可以被集成到单机收发机、总线协议控制、或系统基础芯片或其它ASIC中的这种模式检测器包括用于按照非比特率依赖的方式分析数字信号的装置，有利地，即使当确切比特速率未知且没有精确定时器可用时，也能够分析总线系统上的数字信号。
在特定实施例中，解码器单元被配置成用于分析或可以包括诸如分析单元之类的用于分析的装置，用于数字总线信号的非比特率依赖分析，解码器单元可以包括移位寄存器、包括预存比特序列的唤醒总线消息寄存器和用于将移位寄存器中存储的比特值与唤醒总线消息寄存器中存储的比特值相比较的装置。解码器单元被配置成用于分析或可以包括诸如分析单元之类的用于分析的装置，用于数字总线信号的非比特率依赖分析，解码器单元还可以包括诸如可适用定时器之类的用于测量连续子模式的相对长度的装置，以及用于将实际测量时间与存储时间相比较的比较器，其中，测量装置具有用于存储测量的持续时间的寄存器。应意识到，在测量时间段期间，定时器不需要精确，但是需要足够稳定，例如，可以使用具有+/-30％精度的RC振荡器。
备选地，可以例如经由电阻器为用于测量子模式的长度的两个电容器交替地充电，然后可以比较两个电容器中的电荷。
通过检测后续或连续比特模式序列的相对长度，可以显著地减少不必要唤醒的数量。因此，当(a)检测到预定总线消息信息比特序列且(b)相对长度信息比特序列还同时满足预定序列时，才发起唤醒事件。
此外，可以不同地定义用于确定相对长度信息的子模式；例如，被比较长度的子模式可以是相同比特值的连续比特序列，即，“0”或“1”，尽管在该示例中，之间的相反比特值序列并不重要。
按照这种方式，可以将经由总线线路发送的唤醒总线消息与例如表示总线消息信息的预存比特序列之类的预定总线消息信息相比较，如果两个比特模式相同，则附加地或可选地，在此之后或者同时地将同时观测得到的子模式的相对长度信息序列与预存的相对长度信息序列相比较。然后，可以唤醒网络的总线节点或预定部分，和/或，如果需要，可以将相同机制用于确认总线消息。
用于对总线节点(即，总线节点中的至少一个模式检测器)接收到的总线消息信息进行编码的方法可以基于如下事实：利用子模式中连续显性区段和隐性区段的长度来表示总线消息中能够按照非比特率依赖的方式进行编码的所述部分中比特的值，以及可选地，在总线消息信息的解码中检测到的子模式的相对长度信息序列等于相应预定序列。
因此，包括以上技术特征的总线节点或模式检测器能够按照更可靠的方式对这种总线消息信息(即，总线消息)进行解码。具体地，总线节点或模式检测器能够将利用预存比特序列进行相应编码的总线消息信号和在对总线消息信息的解码中检测到的子模式的相对长度信息序列与相应预定序列相比较，如果两者相同，则唤醒总线节点，即，总线节点中处于待机或睡眠状态的一部分，例如，微控制器单元、总线协议控制器或者甚至收发机。
在独立权利要求的从属权利要求中限定了本发明的优选实施例和进一步开发成果。应该理解，本发明的装置和方法具有类似和/或等同优选实施例和优势。
附图说明
通过下文中描述的实施例，本发明的这些和其它方面将变得显而易见，并且将参考下文中描述的实施例阐明本发明的这些和其它方面。在以下附图中，示意性地绘制了附图，并且所述附图并非按照真实比例，以及如果有的话，不同附图中的相同参考标记可以指的是相应元件。本领域技术人员将明白，在不背离真实创造性构思的情况下，本发明的备选而等价的实施例是可能的，以及本发明的范围仅由权利要求限定。在附图中：
图1说明了用于总线节点芯片的选择性唤醒装置的接收机电路的电路框图；以及
图2描述了携带唤醒总线消息信息比特和验证消息的信号的布置图。
具体实施方式
在下文中，相对于控制器区域网络(CAN)以示例方式描述本文公开的一种用于对特定总线消息进行编码的方法及改进的模式检测器。然而，将意识到，本发明不限于这种网络，也可以应用于局部互连网络(LIN)或FlexRay网络等。
图1示出了与CAN总线线路10相连并与模式检测器100相耦合的收发机12，CAN总线线路10具有CANL和CANH配线。应注意，收发机12和模式检测器100可以被结合到单个器件或芯片中，并被集成到系统基础芯片或其它适当配置的ASIC中。总线节点的其余部分通过数据发送(TXD)线路14和数据接收(RXD)线路16与CAN收发机12相连。
第一解码器32包括与RXD线路16相连的电子电路18和20，被配置用于相应地测量总线线路符号的连续隐性区段(“1”区段)的长度和显性区段(“0”区段)的长度。交替地调用这两个电子电路18和20来运行。
在第一解码器32中，测量相关区段的长度，例如可以采用电容器(未示出)，电容器经由相应电阻器(未示出)与RXD线路16相连，并且经由相应电阻器进行充电。电子电路22与两个电子电路18和20相连，电子电路22被配置用于将连续显性区段的长度与连续隐性区段的长度相比较。如果通过电容器实现电子电路18和20，则电子电路22将两个电容器中的电荷相比较。电子电路22还可以被配置为当隐性区段的长度长于或短于显性区段的长度时，发射隐性/显性信号作为结果。向第一移位寄存器24写入结果。
在第一模式寄存器26中存储与唤醒总线消息相关联的比特模式。对于总线系统中的相应总线节点或预定总线节点组而言，比特模式可以是预定的，尤其可以是唯一的。第一电子比较电路28将存在于第一移位寄存器24中的各个比特值和存在于包括存储唤醒总线消息的第一模式寄存器26中的各个比特值进行连续比较。如果所有比特值相同，则检测到唤醒总线消息。
此外，为了从数字总线信号中的连续子模式中获取相对长度信息，使用第二解码器52，。
第二解码器52可以包括例如定时器单元40和比较器电路44，其中定时器单元40具有用于存储所要测试的子模式的最后持续时间的中间存储寄存器42，或者与中间存储寄存器42相连；比较器电路44用于将实际测量的实际子模式的持续时间与在中间存储寄存器中存储的子模式的持续时间相比较。可以仅利用两个比特对由此获得的相对长度信息进行编码，其中两个比特可以编码三种可能结果，即代表“较短长度”、“相等长度”或“较长长度”的三种可能结果。在图1中的第二解码器52中，通过对比较器电路44进行配置以将两种类型的前述信息分配给一种类别，即“相等或不相等”、“较长或非较长”、“较短或非较短”，来将所获得的相对长度信息减少至一个比特信息。定时器40还被配置为在检测到新子模式的起始时启动新测量并将实际测量得到的时间移入或转移至中间存储寄存器42中。应该意识到，在相应测量时间段内，定时器单元不需要精确，但是需要足够稳定，例如，可以使用具有诸如约+/-30％的足够精度的RC振荡器。
此外，对于第二解码器52的实现，可以采用两个电容器(未示出)来替换用于定时器单元40的数字定时器，两个电容器经由相应电阻器(未示出)与RXD线路16相连，并经由相应电阻器进行充电。然后，对于将连续子模式的相对长度相比较，可以通过与电容器相连的比较器实现比较器单元44，比较器被配置为比较两个电容器中的电荷。比较器还可以被配置为当实际子模式的长度长于/短于在前子模式的长度时，可以发送例如“1”/“0”作为结果。此外，在第二移位寄存器46中写入结果，其中第二移位寄存器46用于存储在对总线消息的连续子模式的解码中获得的相对长度信息的序列。
在第二模式寄存器48中存储与唤醒总线消息相关联的相对长度信息的预定序列，其中可以根据相应总线消息的预存比特序列导出唤醒总线消息。第二电子比较电路50被配置为将存在于第二移位寄存器46中的各个比特值与存在于包括相对长度信息的预定序列的第二模式寄存器48中的各个比特值相比较，如果所有比特值相同，则通过检测到的相对长度信息验证检测到的唤醒总线消息。
AND门56可以根据第一比较器28的输出和第二比较器50的输出实现对检测到的唤醒总线消息的验证，其中，向AND门56提供了两个比较结果，并且AND门56被配置为根据逻辑AND功能组合两个结果。可以输出AND门56的输出，作为唤醒信号Sw，其中唤醒信号Sw例如可以与总线节点的MCU的相应唤醒引脚相连。
利用图1所示的布置，现在选择性地唤醒包括改进模式检测器100并与诸如CAN总线或LIN总线或FlexRay之类的总线系统相耦合的各个总线节点是容易的。基于此目的，想要唤醒与相同总线相连的另一总线节点的总线节点必须通过以下特定方案对发送的总线消息信息进行编码。应该意识到，本发明不限于特定示出模式，并且在对单独总线消息信息的编码方面，重要的是总线线路上发送的总线线路符号的交替隐性区段和显性区段的持续时间之比。
作为本文公开的解决方案的一个可能示例，下表示出了CAN总线消息帧格式(该消息帧格式是本领域技术人员已知的)。
Figure BDA00001814735400111
以数据帧从发送机向接收机传送信息。数据帧包括仲裁字段、控制字段、数据字段、循环冗余校验字段和肯定应答字段。帧以“帧的起始”(SOF)作为起始，并以“帧的结束”(EOF)作为结束。数据字段可以包括0至8字节，即0至64个比特。通过循环冗余码(CRC)导出帧校验序列。CAN实现了五种错误检测机制；消息层面的三种和比特层面的两种。在消息层面，采用了循环冗余校验、帧校验、肯定应答错误校验。在比特层面，使用了比特监控和比特填充。可以从公用CAN总线规范；ISO 11898，版本2.0或ISO 11519中收集附加信息。
举例而言，假定子模式以前导“高”或“1”(即，(1))作为起始并以结尾“低”或“0”(即，(0))作为结束。举例而言，还假定，在发送包括的“0”多于包括的“1”的任意比特序列时，发送“0”，作为总线消息信息比特。即是说，可以采用以下形式的比特序列，从而意味着发送的总线消息信息比特是“0”：
(1)001(0)
(1)0001(0)
(1)00011(0)等。
类似地，可以如下对作为要发送的总线消息信息比特的“1”编码：
(1)011(0)
(1)0111(0)
(1)00111(0)等。
长得多的序列也是可行的。如以上所提及的，对于对期望总线消息信息比特进行编码，连续显性区段与隐性区段之比是决定性的。即是说，对一个总线消息信息比特编码的总线上的子模式中的比特流以“低”或“0”作为起始，并以“高”或“1”作为结束，或者换句话说，是起始和结束比特(1)和(0)之间的比特。此外，对于每个子模式而言，即，在第一(1)与结尾(0)比特之间，存在从“低”至“高”的正好一个转变。因此，可以通过定义确定从“低”至“高”的比率，并且可以将从“低”至“高”的比率转译成一个比特的编码总线消息信息。
在下文中，唤醒总线消息中包括解码器所期望的一部分模式在以下描述中被称作“相关部分”。
根据第一方面，为了允许通过结合图1描述的解码器检测显性总线线路符号(即，“0”)与隐性总线线路符号(即，“1”)之比，至少对于唤醒总线消息的相关部分而言，应该避免恰好的单个隐性总线线路符号，原因在于隐性边缘处的低斜率和铃音的滤波(filtering ofringing)可能抑止解码器输入处的单个隐性总线线路符号。即是说，例如，优选地，诸如“...010...”之类的序列不应该在相关部分中出现(然而，如果技术允许，可以使用这种序列)。换句话说，优选地，唤醒总线消息中包括解码器被配置用于检测的模式的一部分包括至少两个连续隐性总线线路符号。
根据第二方面，为了减少误认非唤醒总线消息的概率，对于唤醒总线消息而言，相关部分应该不仅覆盖消息的数据字段，还应该覆盖标识符字段的一部分以及标识符字段与数据字段之间的部分(这与现有技术相反，在现有技术中，相关部分应该完全位于数据字段中)。为了满足该目的并遵照相关部分据以包括至少两个隐性总线线路符号的需求，即使CAN控制器(根据CAN规范)在消息的数据字段中发送了至多8个字节的数据，CAN控制器也可以使用大于十进制8的数据长度代码。
根据第三方面，唤醒总线消息的相关部分应该不覆盖整个标识符字段，以允许优先权的变化。例如，为了获得误认总线消息的最小概率，可以利用29个比特标识符字段发送唤醒总线消息，即使当利用11个比特标识符发送该总线系统中的所有其它总线消息时。此外，可能足以使得在相关部分中不包括要检测的唤醒总线消息的前4个比特，例如用于选择唤醒总线消息的优先权。随后的两个比特应该被设置为例如两个“1”之类的隐性总线线路符号，以满足第一方面的需求。
如结合图1所讨论的，要检测的唤醒总线消息的相关部分由子模式组成。根据以上描述的三个方面，优选地，应该使用的子模式属于以下组之一，即组1或组2。
因此，为了对总线消息信息比特编码，显性区段长于隐性区段的组1包括以下模式：
00011
000011
0000111
0000011
00000111
000001111
此外，为了对总线消息信息比特进行编码，隐性区段长于显性区段的组2包括以下模式：
011
0111
01111
011111
00111
001111
0011111
0001111
00011111
000011111
此外，可能在CAN总线消息中出现的可能子模式的剩余集合被分配给组3，组3包括以下模式：
01
001
0001
0011
00001
000111
000001
00001111
0000011111
组3的子模式有可能被解码器误解，因而优选地，在相关部分中不使用组3的子模式。
鉴于前述观点，对于要可靠检测的唤醒总线消息的相关部分而言，组1的子模式是优选的并可以尽可能经常地进行使用。
此外，为了达到图1中实现的解码机制的最佳可能效果，优选地，连续子模式应该具有相等长度，并可以尽可能经常地进行使用。
现在参考图2，示出了改进唤醒检测机制，所述改进唤醒检测机制包括获取另外的信息，即连续子模式的相对长度信息，从而可以进一步减小不必要唤醒事件的概率。
在图2中，第一行“0”和“1”值示出了CAN总线的RXD线路16上输入的比特流(此外，也可以使用其它类型的总线)。详细说明了“0”与“1”之间的特定关系的第二行示出了图1中的解码器单元32所获得的信息。第3行(“较长”、“相等”或“较短”)示出了图1的相对长度分析器52所获得的信息。
在图2中，从左至右，具有持续时间T2的子模式“001111”的长度短于具有持续时间T1的在先子模式“0000111”。具有持续时间T3的子模式“000011”的长度等于具有持续时间T2的在先子模式“001111”。具有持续时间T4的子模式“00011111”的长度长于具有持续时间T3的在先子模式“000011”。
在技术实现中，“相等”的意思是差小于量化间隔。此外，基于实践原因或者如果期望的话，可以通过将两种类型的信息指派给一种类型(即，产生子模式中“相等或不相等”、“较长或非较长”或“较短或非较短”的关系)，来将检测到的相对长度信息减少为1个。
在现今的局部网络唤醒检测器中，如果已经例如通过诸如图1中的解码器单元32之类的适当解码器对预定信息序列进行解码，则检测到唤醒。然而，非常多类型的比特流携带有预定信息串，从而使现有技术产生不必要的错误唤醒事件。
通过利用本文建议的检测随后或连续的比特模式序列的相对长度，可以极大地减少不必要唤醒的数量。因此，当(a)图1中的第一解码器32检测到预定总线消息信息比特序列且(b)图1中的第二解码器52检测到相对长度信息比特的序列，即也同时满足预定序列时，才可以发起唤醒事件。
此外，可以不同地限定用于确定相对长度信息的子模式；例如，长度被比较的子模式可以是相同比特值的连续比特序列，即，“0”或“1”，尽管在该示例中，之间的相反比特值序列并不重要。
应该意识到，作为电子比较器电路28和50及第一模式寄存器26和48的选项，相应的“与唤醒消息相关联的比特模式”和“预定的相对长度信息序列”可以包括一个和多个“无关紧要”位置。
此外，应注意，尽管图1中所示的装置涉及CAN总线系统，但是可以在LIN(局部互连网络)和FlexRay网络中同等地使用本文讨论的方法及相关联装置。此外，结合唤醒总线消息使用图1中的装置，但是图1中的装置不仅限于该操作。然而，向总线节点发送的总线消息可以同等良好地包括配置数据或其它命令。
在另一开发中，如果电子电路56已经成功地检测到唤醒总线消息，则可以启动图1中未示出的另一定时器。然后，作为一种备选方式，为了确认，必须在限定时间范围内再次检测刚识别的唤醒总线消息。备选地，必须在预定时间范围内检测与已经检测到的唤醒总线消息不相同的第二总线消息。在这种情况下，通过预定持续时间内至少一个另外的总线消息确认的第一总线消息，可以按照期望减少这种情况下偶然出现与唤醒总线消息相同的显性区段和隐性区段的序列的可能性。
因此，本文公开的总线系统的总线节点中的模式检测器也可以搜索初始唤醒总线消息和确认总线消息。附加地，可以通过噪声滤波器(未示出)向第一解码器32和第二解码器52传送来自总线系统的数字信号，其中第一解码器32包括电子电路18、20和22，第二解码器52用于分析连续子模式的相对长度，并包括图1中的电子电路40、42和44。
向与第一中间存储寄存器24和第二模式寄存器26相对应的第一扫描器34和图1中的第一电子比较器电路28传送相应的解码总线消息比特。向与第二中间存储寄存器46和第二模式寄存器48相对应的第二扫描器54和图1中的第二电子比较器电路50传送相应的检测到的相对长度信息比特。
第一扫描器34搜索预存总线消息，例如，唤醒总线消息。例如，当接收到初始唤醒总线消息时，启动附加定时器(未示出)。第二扫描器54搜索与预存总线消息相关的针对连续接收且解码子模式的相对长度信息的预存序列。
例如，当接收到初始唤醒总线消息时，可以启动附加定时器(未示出)。如果在给定时间窗口内接收到第二确认总线消息，则向AND门56传送另一肯定结果，并唤醒总线节点的其余部分。应注意，初始唤醒总线消息及确认总线消息均需要由第一扫描器34进行检测，并由第二扫描器54进行验证。
由于所测量的显性区段与隐性区段相等或区段之一超过了给定时间测量结果，在第一解码器32或第二解码器52中可能出现错误。在这种情况下，可以向第一和第二扫描器34和54发送所谓的“解码失败”信号，然后第一和第二解码器34和54忽略在此之前接收到的数据。
第一和第二扫描器34和54还可以相应地包括状态机，代替相应的移位寄存器24和46，其中，状态机能够识别一个或多个比特序列。
此外，应该意识到，对于对系统进行适当可操作修改，隐性总线线路符号可以是“0”，以及显性总线线路符号可以是“1”。
本文公开的解决方案尤其适用于CAN系统中，但是不限于这种用途。在CAN或FlexRay收发机、系统基础芯片和/或相应汽车ASIC和甚至其它类型的系统中，使用所公开的消息模式的编码规则和相应模式检测器是可行的。
最后，应注意，总线节点可以具有多于一个模式检测器。然后，有利地，可以布置总线节点，使得在相应第一模式寄存器(图1，26)中存储的信息不同，同时第二模式寄存器(图1，48)的信息相等，原因在于不需要在硬件方面多次提供第一解码器32、第二解码器52和第二扫描器52。
总之，公开了一种对总线系统上的数字总线消息信息(尤其是唤醒总线消息信息或配置数据)进行编码的方法。所述方法包括：利用至少一个总线线路上线路符号流中的子模式对数字总线消息信息比特的预定部分进行编码，其中子模式包括由隐性线路符号和显性线路符号组成的连续显性区段和隐性区段，隐性区段包括至少两个隐性线路符号，以产生与预定部分的值相对应的连续显性区段与隐性区段之比。根据所述方法对尤其在总线系统上使用的相应数字总线消息进行编码。根据所述方法对尤其在总线系统上使用的相应数字总线消息进行编码。此外，用于总线系统的总线节点包括解码电路和分析电路，所述总线系统具有通过总线线路的配置而耦合在一起的多个站，解码电路被配置为分析至少一个总线线路上的数据流中的子模式，以及分析电路被配置为检测在总线系统上线路符号流中发送的编码数字总线消息信息，尤其是唤醒总线消息信息或配置数据，其中根据所述方法对数字总线消息信息编码。
尽管已经在附图和前述描述中详细地说明和描述了本发明，但是这些说明和描述应被认为是说明性或示例性的，而非限制；本发明不限于所公开的实施例。通过学习附图、说明书和附加权利要求书，本领域技术人员在实践请求保护的发明时可以理解和实施所公开实施例的其它变体。在权利要求中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“一个”不排除多个。单个装置或其他单元可以完成权利要求中记载的若干项的功能。在互不相同的从属权利要求中记载特定特征的唯一事实并不表示不可以有利地使用测量的这些特征的组合。权利要求中的任何参考标记不应该解释为限制范围。

Claims (12)

1.一种对总线系统上的数字总线消息信息进行编码的方法，所述数字总线消息信息尤其是唤醒总线消息信息或配置数据，所述方法包括：
利用至少一个总线线路上线路符号流中的子模式对数字总线消息信息比特的预定部分进行编码，其中所述子模式包括连续显性区段和隐性区段，显性区段和隐性区段分别包括显性线路符号和隐性线路符号，
其中，隐性区段包括至少两个隐性线路符号，以产生与所述预定部分的值相对应的所述子模式的连续显性区段与隐性区段之比。
2.如权利要求1所述的方法，还包括：
通过相应地长于或短于后续隐性区段的长度的显性区段的长度，相应地表示数字总线消息信息的显性比特或隐性比特。
3.如权利要求1或2所述的方法，还包括：
利用连续子模式，相对于在先子模式，通过在每个子模式中使用的线路符号的数目，对数字相对信息序列进行编码，其中优选地，所述连续子模式具有相等长度。
4.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述数字总线消息信息至少包括标识符字段和数据字段，以及
所述方法还包括：
确定所述数字总线消息信息比特的预定部分，以覆盖数据字段以及至少部分地覆盖标识符字段和/或标识符字段与数据字段之间的部分。
5.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述数字总线消息信息包括数据长度码字段，以及
所述方法还包括：
可选地，在CAN系统中使用大于十进制8的数据长度码。
6.如权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，所述数字总线消息信息的预定部分仅部分地覆盖所述数字总线消息信息的标识符字段，优选地，所述标识符字段的前4个比特未使用，并且之后的两个比特是隐性比特。
7.如权利要求6所述的方法，其中，所述数字总线消息信息的标识符字段包括29个比特。
8.如权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，所述数字总线消息是根据控制器区域网络、局部互连网络和FlexRay之一的协议的消息。
9.一种数字总线消息，尤其用于总线系统，其中，根据如权利要求1至8中任一项所述的方法对数字总线消息信息进行编码。
10.一种用于系统总线的总线节点的模式检测器，所述系统总线具有通过总线线路的布置而耦合在一起的多个站，所述模式检测器包括：
解码电路，被配置用于分析至少一个总线线路上数据流中的子模式，以及
分析电路，被配置用于检测在总线系统上线路符号流中发送的编码数字总线消息信息，尤其是唤醒总线消息信息或配置数据，其中，所述数字总线消息信息是根据权利要求1至8中任一项限定的方法编码的。
11.一种总线节点芯片，包括根据权利要求10所述的至少一个模式检测器、微控制器，以及：
发送引脚，被配置为从微控制器接收信号；
接收引脚，被配置为向微控制器发送信号；以及
总线引脚，被配置为向至少一个总线线路发送信号，以及从至少一个总线线路接收信号。
12.一种总线系统，具有通过总线线路的布置而耦合在一起的多个站，以及至少一个站具有根据权利要求11所述的总线节点芯片。
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