CN105993142B - 用于在总线系统中确定性地进行数据传输的方法和总线系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种用于在总线系统中确定性地进行数据传输的方法，具有以下步骤：将总线系统的至少一个数据总线划分成第一通道和第二通道，其中所述两个通道通过时分复用被构成，并且其中时分复用的最小的时间单元是基本数据周期，在每个基本数据周期中在第一通道中传输第一类型的消息，其中能够在第二通道中在每个基本数据周期中传输第二类型的消息。此外本发明公开一种总线系统。
Description
技术领域
本发明涉及用于在总线系统中确定性地进行数据传输的方法和相应的总线系统。
背景技术
当今，总线系统在多个不同的应用中被使用。例如，总线系统可以在自动化技术中被使用，以便将自动化设备的不同的传感器、执行器和控制装置以数据通信的连接彼此耦合。
但是，总线系统例如也可以在车辆中被使用，以便将车辆中的各个控制设备彼此耦合。车辆的ESP控制设备例如可以经由CAN总线或者FlexRay总线与车辆的中央网关耦合。
CAN总线是至今未被使用用于确定性地实时通信的总线系统。更确切地说，CAN总线上的消息被配备消息ID。如果由两个总线用户同时在CAN总线上发送消息，那么总线访问的仲裁自动地基于消息ID发生。在此，其消息ID显示较高优先级的该消息被优选。因此在这样的情况下，其消息ID具有较低优先级的消息不被传输或者仅仅以后被传输。
为了当在CAN总线上进行数据传输时实现较高的可预测性或者较高的确定性，例如TTCAN协议或者还有时间触发式CAN协议可以被使用。TTCAN协议规定：主机分别利用控制消息开始具有多个消息的数据帧。在此，数据帧中的各个数据窗可以单独地为确定的发送者被保留。
例如在DE 10000302 A1中公开TTCAN协议。
发明内容
本发明公开用于在CAN总线系统中确定性地进行数据传输的方法以及总线系统。
相应地规定：
用于在总线系统中确定性地进行数据传输的方法，具有以下步骤：将总线系统的至少一个数据总线划分成第一通道和第二通道，其中所述两个通道通过时分复用来构成，并且其中时分复用的最小的时间单元是基本数据周期，并且在每个基本数据周期中在第一通道中传输第一类型的消息，其中可以在第二通道中在每个基本数据周期中传输第二类型的消息。
此外规定：
具有主设备的总线系统，所述主设备具有至少一个主总线接口和控制装置，所述总线系统具有用于主设备的每个主总线接口的总线支路，其中总线支路中的每一个均具有至少一个具有从总线接口和计算装置的从设备，其中具有两个或者更多个从设备的总线支路中的从设备以串联电路方式布置，其中控制装置和计算装置被构造用于，执行按照本发明的方法。
发明优点
本发明所基于的认识在于，用于CAN总线的已知的传输协议中没有一个可以满足在标准CAN协议的可比的数据吞吐量的情况下对分布式系统的实时控制的要求。
因此，本发明设置一种方法，其中数据总线被划分成两个通道。在此，通道通过时分复用来构成。
就此而论，时分复用意味着：两个通道分享数据总线或者总线介质。在此，总线介质的分享不以物理的方式被执行，相反地分享通过总线介质的时间上的划分被执行。
这意味着，预先给定其中可以发送第一通道的数据的时间，并且预先给定其中可以发送第二信道的数据的时间。由此，在CAN信息初始的仲裁阶段仅仅尚在故障情况下被需要。
按照本发明，时分复用被执行，使得时分复用的最小的单元是基本数据周期。在这样的基本数据周期中，第一类型的消息按照本发明总是在第一通道中被传输。此外，第二类型的消息可选地也可以在第二通道中被传输。基本数据周期以此结束。
一个基本数据周期后又接着一个基本数据周期，所述基本数据周期又具有第一通道中的第一类型的消息和第二通道中的第二类型的可选的消息。
通过将总线介质划分为在基本数据周期的栅格中传输的两个通道，非常复杂的控制任务可以在简单的总线系统中被执行，而用于总线系统的硬件例如不必匹配于具有较高数据传输速率的新的总线系统。
有利的实施方式和改进方案由从属权利要求以及由参考图的描述得出。
基本数据周期的周期时间取决于通道1和通道2上的各自信息的持续时间。周期时间由所述信息的长度（DLC）和总线的所使用的波特率计算。例如在一个实施方式中，基本数据周期可以具有小于500μs、尤其小于300μs、尤其250μs或者150μs的周期时间。
基于具有至多两个消息的非常短的基本数据周期，可以获得非常快速的消息序列（Nachrichtenfolge）。这能够利用非常简单的和因此也成本低的总线架构实现总线用户的实时控制。
在另一实施方式中，总线系统的总设备将第一类型的消息作为单向消息传送给总线系统的从设备中的至少一个。如果第一通道单独地为主设备的所述消息被保留，那么可以确保：在每个基本数据周期中，主设备的消息被传送给从设备。在使用CAN总线的情况下，在通道1上的或者主设备的消息可以比通道2上的消息或者从设备的消息装备更高的优先级。因此可以确保：通道1上的消息即使在两个通道重叠的情况下（故障情况）也被发送。
在一个实施方式中，主设备以第一类型的消息传送用于从设备中的至少一个的实时控制数据。这能够以非常小的等待时间经由数据总线实现对从设备的高性能的控制。因此，本发明也可以被使用用于非常复杂的控制任务。
在一个实施方式中，主设备将第一类型的消息作为广播消息传送给所有从设备。这确保：所有从设备获得消息，并且不通过单独寻址的单独的消息来使总线系统的带宽满载。因此，从设备的同步化的操控变得可能。
在一个实施方式中，第二类型的消息由主设备传送给从设备之一或者所有从设备。可替代地，第二类型的消息由从设备之一传送给主设备和/或从设备之一或者所有从设备。因此，第二类型的消息可以被使用用于点对点通信或者用于在主设备和各个从设备之间或者在所述从设备之间的单独的通信。
在另一实施方式中，第二类型的消息仅作为对由主设备传送给相应的从设备的、包含数据询问的第二类型的消息的应答由从设备之一传送。如果从设备仅对主设备的询问应答，那么主设备可以控制在数据总线上的通信，并且从设备可以不通过有错误的或者不期望的数据通信对数据总线的带宽加载荷。此外，通过这种方式的数据通信，数据总线上的通信的仲裁可以被放弃，并且然而在主设备和从设备之间的周期性的双向的数据交换发生。
在一个实施方式中，所述方法具有以下步骤：在矩阵周期中传输多个基本数据周期，其中矩阵周期具有静态区域和动态区域，其中在每个矩阵周期中的静态区域中，由主设备将相同的数据询问以第二类型的消息传送给从设备，并且其中在动态区域中不在每个矩阵周期中由主设备将相同的数据询问以第二类型的消息传送给从设备。这能够实现：为必须在主设备和从设备之间周期性地交换的数据已经保留对此需要的带宽。这样的数据例如可以是在控制算法中所需要的测量数据。此外，由此必须仅仅根据询问或者偶尔地例如由主设备从所述从设备查问的数据在需要时可以被传达。这样的数据例如可以是诊断数据。
在另一实施方式中，第一类型的消息具有第一CAN数据帧的大小、尤其32比特，并且第二类型的消息具有第二CAN数据帧的大小、尤其24比特。如果通常的CAN数据帧被使用，那么所述方法可以在CAN总线系统中被使用。
在另一实施方式中，所述方法具有以下步骤：在相应多个第二类型的消息中以第二类型的消息传输比一个第二类型的消息大的数据量；并且通过在多个第二类型的消息的接收器中组合多个第二类型的消息来重建数据量。如果各个数据量被分段，那么当所述数据量大于第二类型的消息时，大的数据量可以在第二通道中被传输，而然而此外在第一通道中的确定性的数据传输是可能的。为了将第二类型的各个消息组合为最初的数据量，信息计数器例如可以在第二类型的消息中被使用。这样的信息计数器随着每个所发出的第二类型的消息被递增，并且因此说明必须组合第二类型的消息的顺序。此外，因此可以非常容易地检验：消息是否丢失或者未被传输。
在一个实施方式中，第二类型的消息具有测量数据询问和/或测量数据。附加地或者可替代地，第二类型的消息具有诊断询问和/或诊断数据。其他的数据是同样可能的。
在另一实施方式中，所述方法具有以下步骤：计算针对第一类型的和/或第二类型的消息的数据的校验和，并且将所计算的校验和布置在第一类型和/或第二类型的消息中，并且在传输第一类型和/或第二类型的消息之后检验校验和。由此，对数据总线上的通信的简单保护变得可能。
在另一实施方式中，所述方法具有以下步骤：将计数器布置在第一类型和/或第二类型的消息中，并且在传输第一类型和/或第二类型的消息后检验计数器。由此，对数据总线上的通信的简单保护变得可能。
在另一实施方式中，所述方法具有以下步骤：监控在第一类型的消息和第二类型的消息之间经过的或者在具有数据询问的第二类型的消息和具有对询问的应答的第二类型的消息之间经过的持续时间，并且如果持续时间超过预先给定的阈值，那么触发警报。由此，对数据总线上的通信的简单保护变得可能。
在另一实施方式中，第一类型的消息和/或第二类型的消息的接收在从设备中通过中断控制器、尤其在高优先级的中断中被处理。由此可以确保：通过消息所触发的事件、例如控制指令在最短的可能的持续时间中被触发并且被实施。
在另一实施方式中，总线系统被构造为CAN总线系统或者基于CAN的总线系统。此外，主总线接口被构造为CAN总线接口，并且从总线接口被构造为CAN总线接口。最后，数据总线被构造为CAN总线。这能够利用具有小复杂性的公知的硬件实现本发明的使用。
在一个实施方式中，从设备中的每一个均具有仅仅一个从总线接口。此外，主设备对于每个总线支路具有主总线接口。由此，在从设备的每一个处利用仅仅一个通信接口执行在主设备和从设备之间的确定性的实时通信变得可能。
在一个实施方式中，CAN控制器分别集成到从设备的计算装置中。
只要有意义，上面的扩展方案和改进方案能够任意地彼此组合。本发明的其他可能的扩展方案、改进方案和实现也包括之前或者以下关于实施例所描述的本发明特征的未明确提及的组合。在此，技术人员尤其也将添加单方面作为对本发明的相应的基本形式的改善或者补充。
附图说明
随后根据在附图的示意性图中说明的实施例进一步阐述本发明。在此：
图1示出按照本发明的方法的一个实施方式的流程图；
图2示出按照本发明的总线系统的一个实施方式的框图；
图3示出按照本发明的总线系统的另一实施方式的框图；
图4示出按照本发明的总线系统的另一实施方式的框图；
图5示出按照本发明的基本数据周期和按照本发明的矩阵周期的一个实施方式的图表；
图6示出按照本发明的从设备的一个实施方式的框图；和
图7示出矩阵周期的按照本发明的静态区域的一个实施方式的图表。
在所有的图中，相同的或者功能相同的元件和设备（只要没有其他说明）配备了相同的附图标记。
具体实施方式
图1示出按照本发明的方法的一个实施方式的流程图。
所述方法在第一步骤S1中规定：总线系统1的至少一个数据总线2被划分成第一通道3和第二通道4。所述两个通道3、4尤其通过时分复用来构成，其中时分复用的最小的时间单元是基本数据周期5。这意味着：分别一个基本数据周期5在另一之后在数据总线2上被传输，并且两个通道3和4被包含在基本数据周期5中。
此外所述方法在第二步骤S2中规定：在第一通道3中在每个基本数据周期5中传输第一类型的消息6-1 - 6-30。此外在第二通道4中，能够在每个基本数据周期5中传输第二类型的消息7-1 - 7-30。这意味着：第二类型的消息7-1 - 7-30是可选的，并且不同于第一类型的消息6-1 - 6-30而不必在每个基本数据周期5中被传送。
按照一个实施方式，基本数据周期5可以具有小于500μs、尤其小于300μs的周期时间。基本数据周期5例如可以在1兆比特的数据速率的情况下具有250μs的周期持续时间或者在CANFD情况下在4兆比特的数据速率的情况下具有150μs的周期持续时间。原则上，周期时间与总线的波特率和通道1和通道2上的消息长度有关。此外，所述长度与接收设备中的中断等待时间以及与询问和应答的处理时间有关。
在一个实施方式中，主设备8可以将第一类型的消息6-1 - 6-30作为单向消息有针对性地传送给一个从设备9-1 - 9-n或者一组从设备9-1 - 9-n。在此，主设备8可以以第一类型的消息6-1 - 6-30例如传送用于从设备9-1 - 9-n中的至少一个的实时控制数据。
从设备9-1 - 9-n例如可以是控制设备，所述控制设备分别针对一个相控制多相变换器的功率电子装置。在这样的实施方式中，主设备8可以借助于实时控制数据实时地控制各个相。
在一个实施方式中，第二类型的消息7-1 - 7-30可以由主设备8直接地传送给仅仅从设备9-1 - 9-n之一，或者以广播消息被传送给所有从设备9-1 - 9-n。可替代地，第二类型的消息7-1 - 7-30可以由从设备9-1 - 9-n之一传送给主设备8或者从设备9-1 - 9-n中的至少一个。
在一个实施方式中，从设备9-1 - 9-n将第二类型的消息7-1 - 7-30仅作为对由主设备8传送给相应的从设备9-1 - 9-n的第二类型的消息7-1 - 7-30的应答11-1 - 11-7发送，所述第二类型的消息包含数据询问10-1 - 10-6。
在一个实施方式中，多个基本数据周期5被联合在矩阵周期15-1 - 15-n中。在一个实施方式中，矩阵周期15-1 - 15-n可以具有静态区域16和动态区域17。
在此，在每个矩阵周期15-1 - 15-n中的静态区域16中，相同的数据询问10-1 -10-6由主设备8以第二类型的消息7-1 - 7-30传送给从设备9-1 - 9-n。而在动态区域17中，在第二通道4中传输的数据不被预先给定并且可以动态地被确定。例如，主设备8可以在动态区域17中在需要时从从设备9-1 - 9-n查问诊断数据。
在一个实施方式中，第一类型的消息6-1 - 6-30具有第一CAN数据帧20的大小、尤其32比特。第二类型的消息7-1 - 7-30可以具有第二CAN数据帧21的大小、尤其24比特。在该配置中，在使用具有1兆比特的CAN的情况下，基本数据周期<=250μs是可能的，并且在具有4兆比特的CAN-FD的情况下<=150μs是可能的。
在一个实施方式中，所述方法规定：大于第一类型的消息6-1 - 6-30或者第二类型的消息7-1 - 7-30的数据量可以在第一通道3或者第二通道4中被传输。为此，数据量被划分成单独的数据包，所述数据包分别适合第一类型的消息6-1 - 6-30或者第二类型的消息7-1 - 7-30。接着，数据量在相应多个第二类型的消息7-1 - 7-30中被传送。
在接收器侧，通过组合多个第二类型的消息7-1 - 7-30重建数据量。当在各个消息中使用计数器时，数据丢失和顺序改变可以在接收设备处被探测。
借助于本方法，在一个实施方式中可以以第二类型的消息7-1 - 7-30传送测量数据询问和/或测量数据。附加地或者可替代地，可以以第二类型的消息7-1 - 7-30传输诊断询问和/或诊断数据。
在一个实施方式中，所述方法规定，通过为第二类型的消息7-1 - 7-30或者第一类型的消息6-1 - 6-30的数据计算校验和来保护数据通信。校验和于是被集成在相应的第一类型的消息6-1 - 6-30或者第二类型的消息7-1 - 7-30中并且被传输。在接收后，接收器检验校验和，并且因此可以确定消息的完整性。
可替代地或者附加地，计数器、例如信息计数器或者所谓的AliveCounter（活跃计数器）可以被集成在第一类型的消息6-1 - 6-30和/或第二类型的消息7-1 - 7-30中。接收器可以监控计数器的持续的递增。
最后，可以设置暂停（Timeout）：借助于所述暂停可以监控在第一类型的消息6-1- 6-30和/或第二类型的消息7-1 - 7-30之间经过的或者在具有数据询问10-1 - 10-6的第二类型的消息7-1 - 7-30和具有对询问的应答11-1 - 11-7的第二类型的消息7-1 - 7-30之间经过的持续时间。如果所述持续时间超过预先给定的阈值，那么例如可以输出警报。
图2示出按照本发明的总线系统1的一个实施方式的框图。
总线系统1具有主设备8，所述主设备具有多个主总线接口30-1 - 30-n以及具有控制装置35。在此，仅仅第一主总线接口30-1和最后的主总线接口30-n被画入。
总线支路40-1 - 40-n分别与主接口30-1 - 30-n中的每一个连接。两个从设备9-1和9-k布置在第一总线支路40-1处，其中其他从设备通过在从设备9-1和9-k之间的三个点来表明。两个从设备9-l和9-n与总线支路40-n耦合。其他从设备同样通过三个点来表明。从设备9-1 - 9-n分别具有从总线接口31-1 - 31-n，从设备9-1 - 9-n经由所述从总线接口31-1 - 31-n与相应的总线支路40-1 - 40-n耦合。
从设备9-1 - 9-n在相应的总线支路40-1 - 40-n中以串联电路方式布置。但是在另一实施方式中，具有仅一个从设备9-1 - 9-n的总线支路40-1 - 40-n也是可能的。
主设备8的控制装置35和从设备9-1 - 9-n的计算装置36-1 - 36-n（在图2中未示出）被构造用于执行按照本发明的方法。
在一个实施方式中，总线系统1是CAN总线系统，并且总线支路40-1 - 40-n分别被构造为CAN总线。在这样的实施方式中，主接口30-1 - 30-n和从总线接口31-1 - 31-n被构造为具有CAN收发器和CAN控制器的CAN接口。CAN控制器例如可以集成在控制装置35或者计算装置36-1 - 36-n中。
图3示出具有主设备8和三个从设备9-2、9-3和9-n的按照本发明的总线系统1的另一实施方式的框图。其他从设备通过在从设备9-3和9-n之间的三个点表明。因为从设备9-2、9-3和9-n相同地被构建，所以以下仅阐述从设备9-2的构造。
主设备8具有用MCU（微控制器单元）表示的控制装置35。所述控制装置35例如可以是微控制器或者微处理器。控制装置35与主接口30-1耦合，所述主接口30-1与数据总线2、这里与CAN总线2耦合。CAN总线2的各个线路未明确地示出。更确切地说，除了CAN总线外注明：线路CAN_H、CAN_L和GND（也即接地）构成CAN总线。
因为CAN总线是差分数据总线，所以数据作为差信号利用两个数据线路被传输。在此，线路CAN_H引导HIGH或者高信号，并且数据线路CAN_L引导LOW或者低信号。
从设备9-2具有被构造为CAN接口31-1的从总线接口31-1。从总线接口31-1例如可以具有CAN收发器。此外，从设备9-2具有与从总线接口31-1耦合的计算装置36-1。所述计算装置36-1同样可以是MCU或者微控制器或者微处理器。最后，隔离器33-1布置在从总线接口31-1和计算装置36-1之间。因为图3的从设备9-2具有以直至几百伏特的高电压工作的功率电子装置，所以所述隔离器33-1是需要的。因此，隔离器33-1上方的区域用HV（高电压）表示，并且在隔离器33-1下方的、具有从总线接口31-1的区域用LV（低电压）表示。
在图3中可以看出，每个从设备9-1 - 9-n需要仅仅唯一的从接口31-1 - 31-n，以便可以使用本方法。因此可以提供非常简单的和成本低的从设备9-1 - 9-n。
图4示出按照本发明的总线系统1的另一实施方式的框图。
图4的总线系统1基于图3的总线系统1，并且与所述图3的总线系统1如下相区别：主设备8具有三个分别与总线支路40-1 - 40-3耦合的主接口30-1 - 30-3。每个总线支路40-1 - 40-n具有三个从设备9-5 - 9-13，其中分别在最后的两个从设备9-6、9-7；9-9、9-10和9-12、9-13之间通过三个点表明其他从设备。
除了控制装置35外，对于每个总线支路40-1 - 40-3，主设备8具有CAN收发器30-1- 30-3。
图5的从设备9-5 - 9-13与图4的从设备9-1 - 9-n相同。
在图4中，每个总线支路40-1 - 40-3例如可以被使用用于操控多相系统、例如多相变换器的一个相。
图5示出按照本发明的基本数据周期5和按照本发明的矩阵周期15-1 - 15-n的一个实施方式的图表。
在图5中示出具有两个消息6-1和7-1的基本数据周期5，所述两个消息6-1和7-1分别表示第一通道3和第二通道4。第一类型的消息6-1布置在具有32比特大小的第一CAN数据帧20中。第二类型的消息7-1布置在具有24比特大小的第二CAN数据帧21中。其他的大小也是可能的。
此外，从图5中可以获悉：在1兆波特的波特率和在通道1上32比特的数据长度以及在通道2上24比特的数据长度的情况下，基本数据周期5可以被确定在250μs范围中的时间上。当在CAN信息的有效数据字段中的数据速率提高到4兆波特时，基本数据周期5可以处于150μs的范围中。4兆波特的数据速率可以在CAN总线系统1中例如利用CANFD（具有灵活的数据速率的CAN）协议被实现。
在图5中的通道1的第一类型的消息6-1是借助于广播由主设备8传送给所有从设备9-1 - 9-n的消息6-1。这在图5中通过注释：主->从.X（Master->Slave.X）阐明。
就此而论，广播是不被寻址给单独的接收器、而是寻址给在总线支路40-1 - 40-n中的所有用户的消息。此外，在从.X中，X代表所有从设备9-1 - 9-n。
在图5中，在基本数据周期5下示出具有矩阵周期15-1至15-n的时间序列。在此，通过两个箭头示出：基本数据周期5在矩阵周期15-1中首先被传输。此外可以看出，与其他矩阵周期15-2 - 15-n完全一样地，矩阵周期15-1具有多个基本数据周期5。
在此，矩阵周期15-1 - 15-n的持续时间为基本周期的长度乘以矩阵周期中的基本周期的数量。
图6示出按照本发明的从设备9-14的一个实施方式的框图。
在此，在图6中仅仅示出到达的第一类型的消息6-2 - 6-6的处理，以便更精确地阐述这一点。在一个实施方式中，第二类型的消息7-1 - 7-n的处理可以与第一类型的消息6-1 - 6-n的处理完全一样地进行。
在图6中示出：消息6-2 - 6-6按顺序经由CAN总线或者CANFD总线被传送给从设备9-14。
直接在消息6-2到达之后，在从设备9-14的计算装置35-14（未明确示出）中触发中断，所述中断导致：已经到达的消息在最短的可能的时间中被处理，并且相应的控制指令例如可以被输出给功率电子装置34。
如果在总线支路40-1 - 40-n中使用多个从设备9-1 - 9-n，那么可以确保：执行指令（Stellbefehle）几乎同时到达各个功率电子组件。因此，即使功率电子装置分散地布置在多个从设备9-1 - 9-n上，功率电子装置的同步化的操控也可以被执行。
图7示出矩阵周期15-1的按照本发明的静态区域的一个实施方式的图表。
矩阵周期15-1被划分成5个区域，在此，前四个区域构成基本数据周期5的静态区域16。第五个区域仅示意性地示出在静态区域16的末端处，并且构成动态区域17。
在矩阵周期15-1中，在第一行中示出主设备8发出的第一类型的消息6-1 - 6-30和第二类型的消息7-10-7-14、7-19和7-25。在第二行中，示出从设备9-15发出的第二类型的消息7-15 - 7-18。在第三行中，示出从设备9-16发出的第二类型的消息7-20 - 7-24。最后，在第四行中，示出从设备9-17发出的第二类型的消息7-26 - 7-30。在从设备9-15 - 9-17之一在数据总线2上发送消息之前，总设备8必须查问从所述从设备9-15 - 9-17查问具有第二类型的消息7-13、7-19和7-25的这些数据。
在图7中变得清楚的是，第一类型的消息6-1 - 6-30和第二类型的消息7-10-7-30总是交替地被发送。在此，所有第一类型的消息6-1 - 6-30由主设备8发出。此外，从设备9-15 - 9-17利用应答11-1 - 11-3仅仅对主设备8的询问10-4 - 10-6作出应答。
在第一区域中，除了第一类型的消息6-1 - 6-30之外，主设备将三个第二类型的广播消息7-10 - 7-12传送给所有从设备9-15 - 9-17。所述第二类型的广播消息7-10 -7-12具有以分段成三个数据询问10-1 - 10-3的方式传输的询问。所述数据询问10-1 -10-3指示从设备9-15 - 9-17记录测量数据。在随后的三个区域中示出：主设备8如何调用从设备9-15 - 9-17的测量数据。
在第二区域中，主设备8将第二类型的消息7-13传送给从设备9-15，对此所述从设备9-15利用具有分段的应答11-1的第二类型的消息7-14 - 7-18应答，所询问的测量数据包含在所述分段的应答11-1中。
在第三区域中，主设备8将第二类型的消息7-19传送给从设备9-16，对此所述从设备9-16利用具有分段的应答11-2的第二类型的消息7-20 - 7-24应答，所询问的测量数据包含在所述分段的应答11-2中。
在第四区域中，主设备8将第二类型的消息7-25传送给从设备9-17，对此所述从设备9-17利用具有分段的应答11-3的第二类型的消息7-26 - 7-30应答，所询问的测量数据包含在所述分段的应答11-3中。
动态区域接在第四区域之后（如上面已经阐述）。
在另一实施方式中，代替测量数据，主设备8也可以从所述从设备9-15 - 9-17调用诊断数据等等。
尽管上面已经根据优选的实施例描述了本发明，但是本发明不限制于此，而是可以以多样的方式被修改。本发明尤其可以以多种多样的方式被改变或者修改，而不偏离本发明的核心。
Claims (20)
1.用于在CAN总线系统（1）中确定性地进行数据传输的方法，具有以下步骤：
将总线系统（1）的至少一个数据总线（2）划分（S1）成第一通道（3）和第二通道（4），其中所述两个通道（3、4）通过时分复用来构成，并且其中时分复用的最小的时间单元是基本数据周期（5）；和
在第一通道（3）中在每个基本数据周期（5）中传输（S2）第一类型的消息（6-1 - 6-30），其中能够在第二通道（4）中在每个基本数据周期（5）中传输第二类型的消息（7-1 - 7-30），其中第一类型的消息（6-1 - 6-30）和第二类型的消息（7-10-7-30）总是交替地被发送。
2.按照权利要求1所述的方法，
其中基本数据周期（5）具有小于500μs的周期时间。
3.按照权利要求2所述的方法，其中所述周期时间小于300μs。
4.按照权利要求2所述的方法，其中所述周期时间为250μs或者150μs。
5.按照权利要求1至4之一所述的方法，
其中总线系统（1）的主设备（8）将第一类型的消息（6-1 - 6-30）作为单向消息传送给总线系统（1）的至少一个从设备（9-1 - 9-n）。
6.按照权利要求5所述的方法，
其中所述主设备（8）以第一类型的消息（6-1 - 6-30）传送用于所述从设备（9-1 - 9-n）中的至少一个的实时控制数据。
7.按照权利要求5所述的方法，
其中第二类型的消息（7-1 - 7-30）由主设备（8）传送给从设备（9-1 - 9-n）之一或者给所有从设备（9-1 - 9-n），或者其中第二类型的消息（7-1 - 7-30）由从设备（9-1 - 9-n）之一传送给主设备（8）和/或从设备（9-1 - 9-n）之一或者所有从设备（9-1 - 9-n）。
8.按照权利要求6所述的方法，
其中第二类型的消息（7-1 - 7-30）由主设备（8）传送给从设备（9-1 - 9-n）之一或者给所有从设备（9-1 - 9-n），或者其中第二类型的消息（7-1 - 7-30）由从设备（9-1 - 9-n）之一传送给主设备（8）和/或从设备（9-1 - 9-n）之一或者所有从设备（9-1 - 9-n）。
9.按照权利要求7或8所述的方法，
其中第二类型的消息（7-1 - 7-30）由从设备（9-1 - 9-n）之一仅作为对由主设备（8）传送给相应的从设备（9-1 - 9-n）的、包含数据询问（10-1 - 10-6）的第二类型的消息（7-1- 7-30）的应答（11-1 - 11-7）来传送。
10.按照权利要求9所述的方法，具有以下步骤：
在矩阵周期（15-1 - 15-n）中传输多个基本数据周期（5）；
其中矩阵周期（15-1 - 15-n）具有静态区域（16）和可选的动态区域（17）；
其中在每个矩阵周期（15-1 - 15-n）中的静态区域（16）中，相同的数据询问（10-1 -10-6）由主设备（8）以第二类型的消息（7-1 - 7-30）传送给从设备（9-1 - 9-n）；和
其中在动态区域（17）中不在每个矩阵周期（15-1 - 15-n）中由主设备（8）将相同的数据询问（10-1 - 10-6）以第二类型的消息（7-1 - 7-30）传送给从设备（9-1 - 9-n）。
11.按照权利要求1至4之一所述的方法，
其中第一类型的消息（6-1 - 6-30）具有第一CAN数据帧（20）的大小，并且第二类型的消息（7-1 - 7-30）具有第二CAN数据帧（21）的大小。
12.按照权利要求11所述的方法，其中所述第一类型的消息（6-1 - 6-30）具有32比特。
13.按照权利要求11所述的方法，其中所述第二类型的消息（7-1 - 7-30）具有24比特。
14.按照权利要求11所述的方法，具有以下步骤：
在相应多个第二类型的消息（7-1 - 7-30）中以第二类型的消息（7-1 - 7-30）传输比一个第二类型的消息（7-1 - 7-30）大的数据量；和
通过在多个第二类型的消息（7-1 - 7-30）的接收器中组合多个第二类型的消息（7-1- 7-30）来重建数据量。
15.按照权利要求1至4之一所述的方法，
其中第二类型的消息（7-1 - 7-30）具有测量数据询问和/或测量数据；和/或
其中第二类型的消息（7-1 - 7-30）具有诊断询问和/或诊断数据。
16.按照权利要求1至4之一所述的方法，具有以下步骤：
为第一类型的消息（6-1 - 6-30）和/或第二类型的消息（7-1 - 7-30）的数据计算校验和，并且在第一类型的消息（6-1 - 6-30）和/或第二类型的消息（7-1 - 7-30）中布置所计算的校验和，并且在传输第一类型的消息（6-1 - 6-30）和/或第二类型的消息（7-1 - 7-30）之后，检验校验和；和/或
在第一类型的消息（6-1 - 6-30）和/或第二类型的消息（7-1 - 7-30）中布置计数器，并且在传输第一类型的消息（6-1 - 6-30）和/或第二类型的消息（7-1 - 7-30）后，检验计数器；和/或
监控在第一类型的消息（6-1 - 6-30）和第二类型的消息（7-1 - 7-30）之间经过的或者在具有数据询问（10-1 - 10-6）的第二类型的消息（7-1 - 7-30）和具有对询问的应答（11-1 - 11-7）的第二类型的消息（7-1 - 7-30）之间经过的持续时间，并且如果持续时间超过预先给定的阈值，那么触发警报。
17.总线系统（1），
拥有具有至少一个主总线接口（30-1 - 30-n）和控制装置（35）的主设备（8）；
拥有用于主设备（8）的每个主总线接口（30-1 - 30-n）的总线支路（40-1 - 40-n），其中总线支路（40-1 - 40-n）中的每一个均具有至少一个从设备（9-1 - 9-n），所述从设备具有从总线接口（31-1 - 31-n）和计算装置（36- 1 -36-n），其中在具有两个或更多个从设备（9-1 - 9-n）的总线支路（40-1 - 40-n）中的从设备（9-1 - 9-n）以串联电路的方式布置,
其中控制装置（35）和计算装置（36- 1 -36-n）被构造用于执行按照上述权利要求之一所述的方法。
18.按照权利要求17所述的总线系统，
其中第一类型的消息（6-1 - 6-30）和/或第二类型的消息（7-1 - 7-30）的接收在从设备（9-1 - 9-n）中通过中断控制器被处理。
19.按照权利要求18所述的总线系统，
其中第一类型的消息（6-1 - 6-30）和/或第二类型的消息（7-1 - 7-30）的接收在高优先级的中断中被处理。
20.按照权利要求17至19之一所述的总线系统，
其中所述总线系统（1）被构造为CAN总线系统（1）；和
主总线接口（30-1 - 30-n）被构造为CAN总线接口；和
从总线接口（31-1 - 31-n）被构造为CAN总线接口。
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