CN103119916B - 向同类总线用户自动分发地址的方法 - Google Patents

Abstract

建议了一种用于在具有至少一个主总线用户（110）和至少一个从属总线用户（120，130，140）的CAN网络中的地址分发的方法，其中，主总线用户通过为所有的总线用户商定的查询信息来启动地址分发；已经被分配了地址的从属总线用户，通过在分配给他们的地址上传送信息来应答该查询信息；还未曾被分配了地址的从属总线用户，根据查询信息采取措施，以便可以在总线上避免冲突地发送，并且通过使用这些措施向主总线用户传送他们的系列号；至少还未曾已经被分配了地址的从属总线用户，在接收系列号之后从主机获得分配合适的地址，并且将该地址用于在总线上的其它通信；以及如果所有从属总线用户已经被分配了地址，则主总线用户进行识别。

Description

向同类总线用户自动分发地址的方法

技术领域

本发明涉及一种用于通过协调的主控制设备向通信总线系统的至少两个同类用户自动分发地址的方法。

背景技术

现代化的车辆的特征在于控制设备的越来越强地联网的体系结构，这些控制设备通过合适的总线系统互相连接，并且通过利用为此所提供使用的协议，可以在互相之间交换数据。

从现有技术中所公开的总线系统是由标准ISO 11898所说明的CAN总线。该总线系统的表征性的特征是，在判优的框架内与其地址有关地，对于各个总线用户提供或不提供对于总线的访问。具有低的地址的总线用户在同时的尝试的情况下，相对于具有较高的地址的总线用户胜出，并且可以在总线上传输他们的数据帧，而具有较高的地址的总线用户必须启动重新的传输尝试。

像该总线系统那样的一些总线系统用的传输方法，有必要使得在车辆的总线通信的配置时，对于每一个单个的控制设备仔细进行地址的选择。因为与该选择有关地，总线用户与总线负荷率有关地为了传输他的数据到总线上可能需要的等待时间，是较高或较低的，具有对于车辆性能的相应可能的影响。

会出现多个总线用户具有一致的任务的情况。例如用于在车辆中的不同的点上测量温度或电压或转速的多个传感器，例如可能是相同类型构造的，并且它们的测量的数据可能拥有车辆性能的类似的优先权。

例如CAN总线协议的通信协议却通常规定了，这些一致的总线用户具有不同的地址，以便准许经过总线来参与通信。这在提供具有相应地不同件号等等的不同编程的传感器的供应商处，或也在输送带终点上的传感器的编程的，和/或所属后勤供应的车辆制造商处，可能导致提高的花费。

与此相反地有利的是，如果可以自动地发生向网络的同类的总线用户分发合适的地址，并且可以采用例如具有统一件号的，除了系列号之外完全相同的传感器。

实用新型DE 299 07 265 U1说明了一种具有中央配置控制单元的数据传输系统，该中央配置控制单元可以通过说明为此设置的地址记录器，给只由其系列号来区分的多个功能单元，分配合适的地址。

专利文献DE 197 13 240 C2说明了一种用于在CAN网络中自动的地址分发的方法，在该方法中，总线用户按照通过主机的要求，用随机发生器为自己生成地址，并且随后借助总线上的数据通信和借助在总线访问时的他们自己的结果来查明，该地址在总线联合之内是否是唯一的，或是否是已经分发过的。这里没有规定，由主机例如以查明在总线用户之中的优先权的目的，来有针对性地分发地址，或影响地址分发。

欧洲专利文献EP 2 014 062 B1公布了一种方法，在该方法中，新增添到数据总线上的用户，从他的系列号中推导出临时的地址和发送时刻，通过使用两个值，自主地在总线上用申请信息来申报，并且作为对于申请信息的回答，从协调的控制设备收到了一个合适的最终有效的地址，用于继续的使用。

从现有技术中公开的方法没有提供在任何角度上满意的结果。

发明内容

本发明的技术问题是提出一种方法，在该方法中，没有事先进行的不同地址的分配，就可以将例如只在其系列号方面互相区分的同类的控制设备，连接到通信总线上，并且从主控制设备用以下的方式分配获得了地址，即主控制设备具有关于分发过程的流程的和所分发地址的控制。

通过根据本发明的用于在具有至少一个主总线用户和至少一个从属总线用户的通信总线系统中的地址分发的方法来解决该技术问题，该方法的特征在于，

- 主总线用户通过为所有的总线用户商定的查询信息来启动地址分发，该查询信息请求所有的从属总线用户用分配给他们的地址在总线上申报，

- 已经被分配了地址的从属总线用户通过以他们的所分配的地址传送信息来应答该查询信息，

- 还未曾被分配了地址的从属总线用户根据该查询信息采取措施，以便能够在总线上避免冲突地发送，并且通过使用这些措施，在规定的地址上向主总线用户传送他们的系列号，

- 至少还未曾被分配了地址的从属总线用户获得由主总线用户在接收系列号之后所分配的合适的地址，并且将该地址用于在总线上的其它的通信，和

- 如果成功地给所有的从属总线用户分配了地址，则主总线用户进行识别，

所述措施包括由至少一个从属总线用户借助随机数来测定在预先规定的时域之内的个别的发送时刻，

其中与还未曾被分配了地址的从属总线用户的数量有关地来匹配可能的个别的发送时刻的范围。

本发明的优点

根据本发明如下来解决所说明的技术问题，主控制设备通过商定的指令来启动地址的分发，并且从属总线用户或从属机，与是否已经或没有给他们分配了地址有关地而不同地回答。已经给其分配了地址的从属机在分配给他们的地址上申报。还未曾给其分配地址的从属机，通过有利地使信息冲突的概率最小化的合适的通信方法，给主机通知他们的系列号。主机随即分配一个合适的地址。可能有利的是，主机将系列号与所分配的地址一起录入他在其存储器中所管理的清单中。

在一种优选的实施形式中，通过尤其是由合适的协议来支持执行本发明方法的合适的编程，设置了地址的分发用的参与的控制设备。该协议有利也可以是一种增建在CAN协议上的传送协议，该传送协议适合于诸如描述存储器区域的要执行的步骤。同样一种优选的特征是，采用来自公开的诊断协议中的，诸如来自UDS（统一诊断服务）标准中的业务。

此外有利的是，如果主机通过合适的编程或配置知道了，多少个从属机应在正常情况下连接在总线上。

同样有利的是，如果主机在他已识别了成功地向存在的从属机分发了地址之后，启动了正常的总线运行。

为了还未曾给其分配地址的从属总线用户可以向主机发送他们的系列号，有利的是，如果他们在规定的地址上，在随机选择的时刻，向主机发送他们的数据。在所发送的数据之间的冲突由此变得不太可能。可能合宜的是，主机预先规定了用于从属机的发送的，具有规定的时窗的时域。

只要必须多次运行本发明方法，以便结束地址分发，则有利的是，分别根据还未曾给其分配地址的从属总线用户的数量，来匹配所述的时域。因此可以降低对于地址分发所需要的总时间。

另一种可能性是，从属总线用户将他们的系列号采用为发送用的地址。为此在采用CAN总线的情况下合宜的是，转换到CAN协议的扩展的模式下。如果在扩展模式下可供使用的地址还不满足于用来描绘所有的系列号，则可以附加地通过合适的掩蔽，将系列号的区域细分为子区域。

此外有利的是，如果对于在分发方法的进程中没有所期望数量的从属机在总线上申报的情况，引入了故障处理。如果例如太多的从属机请求地址，则可以通过合适的故障报告，来发出有故障的总线配置的信号。如果太少的从属机变成了激活的，则可以启动本方法，启动从属机的复位，或（尤其是在没有成效地运行预先规定数量的迭代之后）同样触发合适的故障报告。

附图说明

以下借助附图来介绍和详细阐述本发明。

图1展示了一种本发明总线系统，具有一个主总线用户和至少两个用于执行本发明方法而设置的从属总线用户。

图2展示了本发明方法的实施例的流程图。

图3示范性地展示了一种通过随机选择的发送时刻，来根据本发明使冲突最小化的时间模式。

图4展示了主总线用户的本发明分配表格的实例。

具体实施方式

以下说明本发明方法和装置的实施例。将这些具体的实例用于阐述实施方案，但是不限制本发明思想的范围。尤其是在实施例中从采用CAN总线出发。本方法但是可以借用到具有由总线用户事件控制和基于地址地访问总线的另外的总线系统上。

我们考察具有多个用户110，120，130，140的CAN总线100，正如附图1中所示出的那样。110是主总线用户。120，130和140是从属总线用户。除此之外，在总线上可能存在拥有有效地址的，和不参与本发明分发方法的其他的用户。如果存在这种用户，则必须确保这些用户不干扰本发明方法。同时必须确保，本发明方法在这些用户中没有引起故障状态或故障存储器录入项。忽略这些点不计，这些用户对于本方法不起其它的作用，并且在这里不继续提及。

我们作为第一实施例来考察在本方法的开始时，所有的从属机仅仅由他们的系列号来区分的情况。对于地址分发的方法，通过合适的编程来设置附图1中的参与本方法的控制设备110，120，130，140，该编程以适配的形式使用了来自诊断协议UDS（统一诊断服务）中的各个业务。

借助附图2中示出为流程图的流程来阐述本发明方法。

主总线用户110通过合适的编程或配置，了解到应参与通信的从属机的数量。除此之外，他带有系列号的和地址的清单，他将他已给不同的从属机分配了哪些地址录入该清单中。

在附图2的步骤2中，主总线用户请求所有的从属总线用户，用分配给他们的地址在总线上申报。如果已经存在具有所分配的地址的总线用户，这些总线用户则会在跟随此后的步骤3中申报。但是由于还未曾给总线用户分配地址，没有一个从属总线用户来申报。因此在步骤3中在该实例中，没有发生在参与的控制设备之间的通信。他在第二实施例中将是重要的。

在附图2的步骤4中，总线用户采取准备的措施，以便在随后的总线通信中避免冲突。这里有不同的可能性。例如主机可以通过合适的指令预先规定一个具有时窗的时域，在该时域中，各从属机可以在他这里申请地址的分发。这可能例如是1000个时窗，在这些时窗中每一个时窗持续1微秒。但是也可以例如与期望着的总线用户的数量和/或可供分发使用的地址有关地，另外选择时窗的数量和长度。

在附图2的步骤5中从属机做出反应，其方式是他随机选出已存在的时窗之一，并且在该时窗中，在规定的地址上向主机传输他们的系列号。附图3中示意地示出了该情况。在用“ 时间段0”和用“时间段n-1”表示的时刻之间，或在分发过程开始之后的在10和1010微秒之间的时域中，从属机在由他们随机选出的时刻申请地址分发。在所示出的实例中，从属机用他们的系列号在地址ID1上发送申请信息。

在附图2的步骤6中进行检查，所期望的数量的从属机是否已经申报。如果这不是这种情况，即太少或太多的从属机已经申报，主机则进入故障状态11下和启动故障处理。

如果所期望数量的从属机已经申报和已向主机传输了各自的系列号，主机则在附图2的下一个步骤7中，给请求的从属机中的每一个分配一个地址。在具有确定的地址的信息中进行地址向从属机的分配。信息既包含系列号，也包含所分配的地址，使得每一个从属机可以借助系列号选出为他所规定的地址。此外，从属机将所分发的地址与所属的标记，例如系列号一起，录入清单中。也可以在清单中录入其它的信息。

在附图2的下一个步骤8中，从属机如此重新配置自己，使得他们在以后将他们的所分配的地址用于在总线上的通信。从属机随后在他们的新的地址上发送至少一个确认信息，以便发出信号，他们已结束了用于总线通信的准备。

在附图2的步骤9中主机检查，所期望数量的从属机是否已经发送确认。主机选择性地附加检验，每一个从属机是否已在正确的地址上发送。为此主机利用由他所带的分配清单。如果检查的结果符合期望，主机则在步骤10中发送正常的总线运行的指令，并且总线网络过渡到正常的总线运行中。如果还缺少从属机，则在本方法的步骤2中重新开始。如果太多的从属机已经申报，系统则进入附图中用11表示的故障状态下。

我们作为第二实施例来考察，在开始时，一个或多个从属机已经拥有曾由主机分配给他们的地址的情况。附图1中的参与本方法的控制设备110，120，130，140，在正常运行中经过具有11个比特寻址的标准CAN进行通信，并且是通过本来为本方法已开发的合适的编程，为本地址分发方法设置的。对于该实例也可以借助附图2来阐述本发明方法的流程。

主总线用户110通过合适的编程或配置，了解到应参与通信的从属机的数量。除此之外，他带有系列号的和地址的清单，他至少将他已给不同的从属机分配哪些地址录入该清单中。

在附图2的步骤2中，主总线用户请求所有的从属总线用户，用分配给他们的地址在总线上申报。例如在同一个或另一个可比较的总线系统中的本方法的以前的运行中，曾给他们分配了地址的那些在总线上的从属机，在步骤3中在分配给他们的地址上，向主机传输含有各自的系列号作为内容的信息。

在附图2的步骤4中，总线用户采取准备的措施，以便在随后的总线通信中避免冲突。主机通过合适的指令，将总线用户转换到具有29个比特寻址的CAN协议的扩展的模式下。从属机在步骤5中做出反应，其方式是他们将他们的系列号作为地址，用于现在跟随着向主机传输他们的系列号。对于CAN的扩展模式的29个比特不满足于描绘系列号的情况，主机可以将可能的系列号的区域分解成多个区域。例如他首先可以请求具有偶数系列号的所有的从属机来发送，并且随后具有奇数系列号的所有的从属机。在形成地址时，于是从属机可以略去系列号的最后的比特。以此方式可以遮盖系列号的，包括30个比特的一个区域。以类似的方式也还可以通过相应的掩蔽，逐渐遮盖了系列号的更大的区域。

在附图2的步骤6中进行检查，所期望数量的从属机是否已经申报。如果这不是这种情况，即太少或太多的从属机已经申报，主机则进入故障状态11下和启动故障处理。附加地检查，每一个从属机是否经用正确的地址申报，即具有已经分配的地址的那些从属机在所分配的地址上，另一些从属机在所选择的分发方法中给该从属机所规定的地址上。如果这不是这种情况，则同样启动在故障状态11下的故障处理。

如果所期望数量的从属机已经申报和向主机传输了各自的系列号，主机则在附图2的下一个步骤7中给申请的从属机中的每一个分配一个地址。此时可以如此制定本方法，使得只有给其事先还未曾分配地址的那些从属机获得地址。但是也可以进行地址的完全的重新分配，在该重新的分配时，在步骤2中用所分配的地址已经申报的从属机也重新获得地址。在具有确定的地址的信息中进行地址向从属机的分配。信息既包含系列号，也包含所分配的地址，使得每一个从属机借助系列号可以选出为他所规定的地址。此外，从属机将所分发的地址与所属的标记，例如系列号一起录入清单中。

在附图2的下一个步骤8中，从属机重新配置自己，使得他们以后将他们的所分配的地址用于在总线上的通信。此外，重新返回转换到具有11个比特寻址的标准CAN通信上。从属机随后在他们的新的地址上发送确认信息。

在附图2的步骤9中主机检查，所期望数量的从属机是否已经发送确认。主机选择性附加地检验，每一个从属机是否已经在正确的地址上发送了。为此主机利用由他带着的分配清单。如果检查的结果符合期望，主机则在步骤10中发送正常的总线运行的启动指令，并且总线网络过渡到正常的总线运行中。如果还缺少从属机，本方法则在步骤2中重新开始。如果太多的从属机已经申报，系统则进入附图中用11表示的故障状态下。

第二实施例的一种特殊情况是，仅仅一个新的从属机，例如由于失效的一个备用件，已重新连接在总线上。在该情况下，从属机应答主机在步骤2中的查询，其方式是他们在步骤3中在分配给他们的地址上，向主机发送具有他们的系列号的信息。主机将回复的数量进行计数，选择性地将所接收的信息与他的清单进行比较，并且否则像上面所说明的那样处理。该检查可以直接在步骤3之后发生，或没有在步骤6中所分配的地址时，也在新的从属机的实现的回复之后才发生，正如附图2中所示出的那样。

附图3 中示出了具有准备就绪的时间段的分发方法的时间流程，该分发方法在上面与附图2的步骤4相联系已经阐述了。向上方标上了不同的地址，时间轴向右延伸。为了更详细的阐述而示出了以下的情况，在本方法期间，从属机拥有不是由主机曾分配给他的地址，在所示出的情况下为地址ID2 。例如当从属机事先在另一个总线中得到使用时，则可能出现该情况。于是也可能的是，已经由主机向另一个总线用户分发了有关的从属机的地址，并且因此在附图2步骤3中发送系列号时导致了冲突。在所示出的实例中，这在0.2和5微秒之间的时域中，就是这种情况。通过将其填充地示出的方式，可以识别冲突的信息。替代地也可能的是，在步骤5中，由于随机相同的发送时刻，或随机相同的从系列号中推导出的发送地址，导致了冲突。在所示出的情况下，对于步骤3存在一种中断准则，该中断准则在四次发送尝试之后促使了中断。必须引入导致至少向具有冲突的地址的控制设备重新分发地址的故障处理。

附图4中示出了已经多次论及的主机的分配表格。甚至于当没有导致冲突时，从属机却拥有不是由主机曾分配给他的地址，主机可以在步骤6中通过使用表格的比较时查明这事，并且引入合适的故障处理。

此外，如果本方法在预先规定数量的迭代之后没有导致结果，例如由于从属机持久地没有功能，太多的从属机位于总线上，或主机的信息没有由所有的从属机接收到，则引入故障处理。这里作为故障处理，可以执行若干或所有参与的控制设备的复位，但是用相应的故障存储器录入项来关断也可以是合宜的。

Claims (8)

1.一种用于在具有至少一个主总线用户（110）和至少一个从属总线用户（120，130，140）的通信总线系统（100）中的地址分发的方法，其特征在于，

- 主总线用户通过为所有的总线用户商定的查询信息来启动地址分发，该查询信息请求所有的从属总线用户用分配给他们的地址在总线上申报，

- 已经被分配了地址的从属总线用户通过以他们的所分配的地址传送信息来应答该查询信息，

- 还未曾被分配了地址的从属总线用户根据该查询信息采取措施，以便能够在总线上避免冲突地发送，并且通过使用这些措施，在规定的地址上向主总线用户传送他们的系列号，

- 至少还未曾被分配了地址的从属总线用户获得由主总线用户在接收系列号之后所分配的合适的地址，并且将该地址用于在总线上的其它的通信，和

- 如果成功地给所有的从属总线用户分配了地址，则主总线用户进行识别，

所述措施包括由至少一个从属总线用户借助随机数来测定在预先规定的时域之内的个别的发送时刻，

其中与还未曾被分配了地址的从属总线用户的数量有关地来匹配可能的个别的发送时刻的范围。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，由主总线用户预先规定可能的个别的发送时刻的可预先规定的或预先规定的范围。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，至少部分地将传送协议或诊断协议用于在总线上的地址分发过程的控制。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，至少部分地将来自统一诊断服务标准的机制和/或业务用于地址分发过程的控制。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在主总线用户中针对识别向所有从属总线用户的成功的地址分发而存在关于现有的从属总线用户的数量的信息。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在主总线用户中针对识别向所有从属总线用户的成功的地址分发而存在系列号的和所属的已分发的地址的清单以及更新系列号的和所属的已分发的地址的清单。

7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在主总线用户已识别成功结束了向从属总线用户的地址分发之后，该主总线用户通过商定的信息启动按照CAN标准的总线通信。

8.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，只要主总线用户不曾识别成功结束了向从属总线用户的地址分发，该主总线用户就重复所述的方法，并且在执行预先规定的大于或等于零的数量的重复之后，中断所述的方法并用信号通知故障。