CN104794084B - 用于高效地传送数据的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于高效地传送数据的方法。本发明涉及一种用于在通信网络（100）中将数据从传感器（400）通过至少一个通信媒介（200，210）传送给处理器（300）的方法，其中，传感器（400）的传感器值被传送给处理器（300），其中，处理器（300）使用被传送的传感器值用于继续处理，一直到新的传感器值被传送给处理器（300）为止，以及其中新的传感器值仅当用于传感器值的至少一个条件被满足时才被传送。

Description

用于高效地传送数据的方法

技术领域

本发明涉及一种用于高效地（effizient）传送数据、尤其是传感器值的方法。

背景技术

作为用于在数字系统中在外围设备和处理器之间进行数据传送的方法例如可以使用所谓的存储器映射I/O（Memory-Mapped-I/O）方法。在此，将外围设备的I/O寄存器映射到处理器的存储器地址空间中；然后经由存储器存取例程对所述寄存器进行存取。如果外围设备是传感器，则处理器可以经由定义的存储器地址来存取当前由传感器检测的值。

在典型的嵌入式系统中，例如在车辆的发动机控制装置中，传感器值经常由处理器来处理。传感器值的处理可以粗略地分成三个步骤：由传感器检测并且数字化特性；处理传感器值的处理器读取当前传感器值；并且该处理器处理传感器值。

在带有多个处理器的系统（多核系统（或Many-Core-System））中，处理器通常具有本地存储器，其可以是也可经由全局地址写的。于是，该传感器值首先可以被复制到处理器的本地存储器中；然后可以利用本地副本来进行传感器值的处理。传感器值的读出在此可以占用共享的资源，例如通信总线或片上网络（Network-on-Chip, NoC）。

然而这样的系统具有缺点，即资源至少几乎、连续地被占用，并且数据传送消耗大量电流。

因此值得期望的是，说明一种能够实现高效的数据传送并且少量的电流消耗的方法。

发明内容

按照本发明提出一种具有权利要求1的特征的方法。有利的扩展方案是从属权利要求以及随后的说明书的主题。

发明优点

在根据本发明的用于将数据从传感器通过至少一个通信媒介传送给处理器的方法中，传感器的传感器值被传送给处理器。在此，处理器使用被传送的传感器值用于继续处理，一直到新的传感器值被传送给处理器为止，其中新的传感器值仅当针对传感器值的至少一个条件被满足时才被传送。在此，例如可以从多个可能的条件中选择出一个或多个条件。也可设想的是，仅存在一个条件，其必须被满足。数据传送的这种方式也可以针对多个传感器和处理器被执行，所述多个传感器和处理器通过至少一个通信媒介连接。由此实现通信媒介的卸载，因为传感器值并非持续地从传感器被传输给处理器，而是仅当这也是必要的时才传输。处理器也不必自己读出传感器值，而是传感器值在需要时被传送给处理器。除了为传送传感器值之外的其他目的而开放（Freihalten）通信媒介之外，由此也降低电流消耗或能量消耗。

优选地，至少一个条件包括：传感器值至少改变了预先确定的阈值。这具有优点：当传感器值相对于先前的值不改变或者仅轻微地改变时，该传感器值根本不被传送。当前传感器值于是也即已经存在于处理器中。

有利地，至少一个条件包括：传感器值的改变对于继续处理是相关的。这具有优点：只有当传感器值当前根本不需要时和/或当前在处理器中存在的值对于继续处理是足够的时，该传感器值才根本不被传送。

有利的是，至少一个条件包括：传感器值在改变之后与预先计算的值不同。如果传感器值可以至少几乎被预先计算并且新的传感器值处于这样的预先计算之内，则新的传感器值不必被传送，因为当前传感器值因此已经在处理器中是已知的，即能被预先计算。

此外有利的是，至少一个条件包括自传送最后的传感器值起的最小持续时间和/或最高持续时间。由此能够避免处理器和通信媒介的过载。此外，也保持传感器值的现实性。

优选地，与传感器值一起传送传感器值的预测，尤其是以数学函数和/或值列表的形式。由此，可以由处理器至少在一定范围内预先计算传感器值，由此避免对新传感器值的不必要的传送。

有利的是，在传送传感器值时对于尤其是本地的存储器考虑至少一个存储器地址。传感器值由此可以直接被写到该存储器地址上。由此，保证在处理器中传感器值的快速继续处理，因为传感器值被最佳地提供给处理器。

有利的是，针对每对处理器和传感器值单独地静态地和/或动态地预先给定至少一个条件。由此，可以在不同类型的传感器或其传感器值之间例如就安全方面而言在对其进行传送时进行区分。

优选地，传感器值从传感器被传送给处理器，只要传感器针对此被设立的话。由此，可以放弃附加的计算单元。

可替换地，传感器值从另外的处理器被传送给该处理器，其中所述另外的处理器尤其是仅仅被设置用于传送传感器值。在此情况下，所述另外的处理器也可以通过通信媒介与传感器以及通过其他通信媒介与处理器相连接。由此可以继续使用传统传感器，仅仅必须使用附加的处理器，该附加的处理器优选在空间上邻近传感器放置，以便减少传输时间。

本发明的方法优选在机动车情况下、尤其是在机动车的传感器和具有相应处理器的控制设备情况下被使用。其他可能的使用领域为电子系统，所述电子系统尤其是有规则地处理传感器数据，例如用于工业自动化的设备、电子工具（所谓的电动工具）、监控装置、医疗设备、家用自动化领域中的解决方案、移动终端设备或无人驾驶飞机（Drohnen）。

本发明的计算单元、例如机动车的控制设备或传感器尤其是在程序技术上被设立用于执行本发明方法。

本方法的以软件形式的实施也是有利的，因为这引起特别低的成本，尤其是当进行实施的控制设备还被用于另外的任务并且因而总归而存在时。用于提供计算机程序的适合的数据载体尤其是磁盘、硬盘、闪存、EEPROM、CD-ROM、DVD以及其他等等。通过计算机网络（互联网、内联网等）下载程序也是可能的。

本发明另外的优点和扩展方案由说明书和附图得出。

不言而喻，上面提到的并且接下来还要阐述的特征不仅能够以各自说明的组合、而且也能够以其他组合或单独地被使用，而不偏离本发明的范围。

本发明借助实施例在附图中示意性地示出，并且在下面参照附图被详尽地描述。

附图说明

图1示意性示出在一个优选扩展方案中用于本发明方法的通信网络。

图2示意性示出在另一优选扩展方案中用于本发明方法的通信网络。

具体实施方式

在图1中示意性示出了在一个优选扩展方案中用于本发明方法的通信网络100。所述通信网络100包括通信媒介200，在所述通信媒介上示例性地连接有两个处理器300和两个传感器400。处理器和传感器的数量可以按照需求改变。

通信媒介200为所共享的数据传送资源例如片上网络（NoC）或总线例如CAN、LIN或Flexray。两者的组合也是可设想的。这种共同的数据传送资源被所有或至少多个处理器使用，尤其也被用于与传感器值的传送不同的其他目的。例如在此可以涉及发动机控制设备中的处理器，所述发动机控制设备与曲轴传感器、轨压力传感器（Raildrucksensor）、气缸压力传感器等相连接。

传感器400有规则地、即例如以预先确定的时间间隔检测传感器值，并且首先通过通信媒介200将传感器值传送给一个处理器300。按照扩展方案和需求，传感器值也可以被传送给多个处理器300。传感器400由此被设立用于自己传送传感器值（Sensorwerteselbst zu übermitteln）。

传送例如通过对处理器300的本地存储器的写存取或者通过在处理器300上的中断例程（Interrupt（中断））来进行。

通过传感器400对传感器值的重新传送现在并非立即或者按照预先给定的有规律的模式进行，而是仅当一个或多个条件被满足时才进行。

条件的一种可能性是，传感器值发生改变，例如至少改变了预先确定的阈值。由此，避免如下的传感器值被传送：该传感器值与先前的无区别或仅有无关紧要的（尤其是也在一定的（测量）精度内）区别。处理器300还利用最后被传送的传感器值用于继续处理。

条件的另外的可能性是，传感器值对于继续处理是相关的，因为例如仅仅安全性相关的传感器值（例如因为超过临界阈值）而对于继续处理是相关的。由此可以放弃不必要的传感器值传送。

条件的又另一可能性是，传感器值在改变之后与预先计算的值不同。为此，可以将预测例如以数学函数和/或值列表的形式与传感器值（在所述传感器值被传送时）一起传送。由此，处理器300至少在一定范围内可以自身预先计算传感器值的改变。仅当实际值与借助预测预先计算的值（其也在传感器400中被预算计算）不同时，传感器值才被重新传送给处理器300。

此外，可以针对这些条件也考虑自传感器值的最后传送起的最小持续时间和/或最高持续时间。例如可以预先给定最高持续时间，在所述最高持续时间之内必须最迟重新传送传感器值。这例如出于安全性相关的原因可能是这种情况。

最小持续时间例如是有意义的，以便避免处理器300或通信媒介200的过载。

在将传感器值从一个传感器400传送给一个处理器300时，还考虑该处理器300的本地存储器的存储器地址，以将传感器值写到该存储器地址上，并且从而保证快速的继续处理。对处理器300的标识也是可设想的，其表明传感器值是否能被接收。

在传送传感器值时，根据需求和扩展方案可以仅考虑上述条件之一或者考虑多个条件的组合。此外，其他此处未提及的条件也是可能的。

这些条件合乎目的地从处理器300被传送给传感器400，其中所述处理器知道其函数的要求。这例如可以是在系统的初始化或启动时和/或在运行期间是动态的。同样，可以将允许的和/或期望的用于预测的方法在初始化时和/或在运行期间动态地从处理器300传送给传感器400。

在一个或多个条件的范围内的传送（如上面针对一个传感器400和一个处理器300所阐述的那样）可以在通信网络100中针对每对处理器300和传感器值或传感器400（一个传感器也可以提供多个、不同的传感器值）被单独地确定。针对每个对，这样的确定可以静态地进行、即已被固定地预先给定，而或者也可以动态地进行、即所述确定可以根据情形和/或需求被适配。

此外，根据本发明的传感器400可以被构造为使得，该传感器除了独立的传感器值传送外，也可以例如借助存储器映射I/O而被读出。由此，保证与通信网络的兼容性，所述通信网络根据现有技术如开头所提及的那样起作用。

在图2中在另外的优选扩展方案中示意性地示出了针对本发明方法的通信网络100。通信网络100包括通信媒介200以及通信媒介210，在所述通信媒介200上示例性地连接有两个处理器300，在所述通信媒介210上示例性地连接有两个传感器400。处理器和传感器的数目可以根据需求改变。

通信媒介200是所共享的数据传送资源如例如片上网络（NoC）或总线如例如CAN、LIN或Flexray。两者的组合也是可设想的。该共同的数据传送资源被所有的或者至少多个处理器使用。通信媒介210是总线，尤其是外围总线、例如CAN、LIN或Flexray，用于连接传感器400。

处理器尤其是机动车的发动机控制设备或另外的控制设备的处理器。相应的传感器优选为曲轴传感器、轨压力传感器或气缸压力传感器等。

此外，与在图1中所描述的不同，通信网络100包括另外的处理器310，其既与通信媒介200相连接，也与通信媒介210相连接。另外的处理器310由此通过通信媒介210与传感器400相连接。

本方法的工作原理相应于对图1所描述的方法，然而区别在于，传感器值并不由传感器400自己传送给处理器300，而是传感器值由另外的处理器310读出，例如借助存储器映射I/O如同开头在现有技术中所描述的那样，并且然后由其传送给一个处理器300。

这具有优点：传感器400不必被设立用于独立地传送传感器值。由此可以使用根据现有技术的传感器。另外的处理器310尤其是仅为读出和传送传感器值而设置。该另外的处理器310尽可能地布置为在空间上邻近传感器400，以将传输时间保持得小。通过另外的处理器310对传感器400的读出在此可以有规则地进行，然而接着向处理器300的传送仅根据本发明方法来进行。

这里，通信媒介200的负荷正好与对图1所描述的方法的情况下一样小，因为传感器值又仅在需求时才被传送给处理器300。

根据传感器400和处理器300的数量和/或所需的传送容量，也可以使用多个另外的处理器310。作为另外的处理器310，例如可以设置特定适配的、受限的控制器，其执行所描述的方法。同样，在标准处理器上的纯粹通过软件编程的方法也是可设想的，于是仅仅需要用于执行本发明方法的标准组件。

Claims (21)

1.用于在通信网络中将数据从传感器通过至少一个通信媒介传送给处理器的方法，所述方法包括：

传送传感器的传感器输出值给处理器；

由处理器使用所传送的传感器输出值来继续处理，一直到新的传感器输出值被传送给处理器为止，以及

仅当新的传感器输出值的至少一个条件被满足时才传送新的传感器输出值给处理器，所述至少一个条件包括：与之前所传送的传感器输出值相比，所述新的传感器输出值被改变了至少预先确定的阈值。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少一个条件包括：与之前所传送的传感器输出值相比，所述新的传感器输出值的改变对于处理是相关的。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一个条件包括：所述新的传感器输出值与预先计算的值不同。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少一个条件包括如下项中至少之一：自先前的传感器输出值传送起已消逝了最小持续时间；或者自先前的传感器输出值传送起已消逝了最高持续时间。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，在传送传感器输出值时考虑处理器的存储器地址。

6.用于在通信网络中将数据从传感器通过至少一个通信媒介传送给处理器的方法，所述方法包括：

传送传感器的传感器输出值给处理器；

由处理器使用所传送的传感器输出值继续处理，一直到新的传感器输出值被传送给处理器为止，以及

仅当新的传感器输出值的至少一个条件被满足时才传送新的传感器输出值给处理器，

其中，与每个传感器输出值一起传送下一个传感器输出值的预测。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述下一个传感器输出值的预测包括如下项中至少之一：数学函数或可能值列表。

8.用于在通信网络中将数据从传感器通过至少一个通信媒介传送给处理器的方法，所述方法包括：

传送传感器的传感器输出值给处理器；

由处理器使用所传送的传感器输出值继续处理，一直到新的传感器输出值被传送给处理器为止，以及

仅当新的传感器输出值的至少一个条件被满足时才传送新的传感器输出值给处理器，其中，针对每对处理器和传感器输出值单独地预先给定至少一个条件。

9.根据权利要求8所述的方法，其中针对每对处理器和传感器输出值单独地静态地预先给定至少一个条件。

10.根据权利要求8所述的方法，其中针对每对处理器和传感器输出值单独地动态地预先给定至少一个条件。

11.用于在通信网络中将数据从传感器通过至少一个通信媒介传送给处理器的方法，所述方法包括：

传送传感器的传感器输出值给处理器；

由处理器使用所传送的传感器输出值继续处理，一直到新的传感器输出值被传送给处理器为止，以及

仅当新的传感器输出值的至少一个条件被满足时才传送新的传感器输出值给处理器，其中，所述传感器输出值由另外的处理器传送给处理器。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述另外的处理器仅仅被设置用于传送传感器值。

13.根据权利要求11所述的方法，其中所述另外的处理器通过第一通信媒介与传感器相连接以及通过第二通信媒介与处理器相连接。

14.非瞬时的机器可读存储介质，带有程序指令，当所述程序指令由处理器执行时，所述程序指令实施用于在通信网络中将数据从传感器通过至少一个通信媒介传送给处理器的方法，所述方法包括：

传送传感器的传感器输出值给处理器；

由处理器使用所传送的传感器输出值继续处理，一直到新的传感器输出值被传送给处理器为止，以及

仅当新的传感器输出值的至少一个条件被满足时才传送新的传感器输出值给处理器，所述至少一个条件包括：与之前所传送的传感器输出值相比，所述新的传感器输出值被改变了至少预先确定的阈值。

15.根据权利要求14所述的非瞬时的机器可读存储介质，其中所述至少一个条件包括：所述新的传感器输出值与预先计算的值不同。

16.根据权利要求14所述的非瞬时的机器可读存储介质，其中与每个传感器输出值一起传送下一个传感器输出值的预测。

17.根据权利要求14所述的非瞬时的机器可读存储介质，其中针对每对处理器和传感器输出值单独地预先给定至少一个条件。

18.根据权利要求14所述的非瞬时的机器可读存储介质，其中所述传感器输出值由另外的处理器传送给处理器。

19.用于在通信网络中将数据从传感器通过至少一个通信媒介传送给处理器的方法，所述方法包括：

传送传感器的传感器输出值给处理器；以及

在确定新的传感器输出值的至少一个条件被满足的情况下传送新的传感器输出值给处理器，所述至少一个条件包括：与之前所传送的传感器输出值相比，所述新的传感器输出值被改变了至少预先确定的阈值。

20.根据权利要求19所述的方法，其中所述至少一个条件包括：所述新的传感器输出值与预先计算的值不同。

21.根据权利要求19所述的方法，其中与每个传感器输出值一起传送下一个传感器输出值的预测。