CN107925603A - 用于运行数据处理设备的方法、装置和计算机程序 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于运行具有至少两个节点（101、102、103）的数据处理设备的方法和装置以及计算机程序，所述节点能够通过用于传输消息的数据线路（104）连接，其中消息具有用于仲裁待发送的消息的识别符，其中所述识别符包含关于优先级的信息，通过所述信息确定准备好来传输的消息的处理顺序，其中所述识别符：包含关于网络节点的信息，通过所述关于网络节点的信息明确地确定消息的发送方；和包含关于业务的信息，通过所述关于业务的信息确定业务。

Description

用于运行数据处理设备的方法、装置和计算机程序

技术领域

本发明从用于运行数据处理设备的方法、装置或计算机程序出发。

发明内容

具有独立权利要求1的特征的方法通过技术措施实现在数据处理设备上利用面向业务的通信，在该数据处理设备中，通过数据线路发送的消息借助在各个消息中包含的识别符来进行仲裁。

特别有利的是，到达数据处理设备的一个节点的消息仅仅在以下情况下在该节点的存储器中被接收，即关于业务的信息或包含在识别符中的关于网络节点的信息将该节点确定为接收方。由此仅仅接收所确定的到达的消息。这能够实现由各个节点选择性接收消息，特别是当在数据处理设备上以广播形式发送消息时如此。

在其上提供业务或其使用业务的节点由此接收对于业务重要的消息。如果多个网络节点提供相同的业务或者多个网络节点询问业务，则该消息可以与发送方无关地被识别和接收。

等待确定网络节点的消息的节点由此接收由该网络节点发送的消息。由此可以借助关于网络节点的信息区分多个发送方。

特别有利的是，到达数据处理设备的一个节点的消息仅仅在以下情况下在该节点的存储器中被接收，即关于业务的信息和关于网络节点的信息将该节点确定为接收方。由此借助进行发送的节点可以区分相同业务的提供方。这特别是在以下数据处理设备中是有利的，在所述数据处理设备上运行冗余的面向业务的功能。

其他有利的扩展方案由从属权利要求和以下描述的实施例中得出。

附图说明

其中：

图1示意性示出数据处理设备的一部分，

图2示意性示出消息的一部分，

图3示意性示出第一信号流程图，

图4示意性示出第二信号流程图，

图5示意性示出第三信号流程图。

具体实施方式

下面描述在图1中示意性示出的数据处理设备100。在图1中示出第一节点101、第二节点102和第三节点103。这些节点通过数据线路104连接。这意味着，数据处理设备包括至少两个能够通过用于传输消息的数据线路104来连接的节点。也可以设置多于或少于三个的节点。第三节点103在示例中是可选的网关并且可以将根据第一协议的消息转换成根据第二协议的消息，数据处理设备100根据第一协议来工作。例如数据处理设备100能够通过网关连接到在图1中未示出的另外的数据网络。

在示例中，第一节点101是控制设备A，在该控制设备上运行面向业务的功能的用户部分。第二节点102在该示例中是控制设备B，在该控制设备B上运行该面向业务的功能的提供方部分。通过面向业务的功能给予、即提供或利用的业务在此是任意的。业务通过按照确定协议的业务描述、例如通过文本或可扩展标记语言XML来进行描述。在示例中关于业务的信息明确地分配给该描述。关于业务的信息例如是二进制的数字或字母表达，其在下面被称为短ID。该短ID优选地明确分配给确定业务，该确定业务在确定节点上运行。

能够通过数据线路104发送的消息具有用于仲裁待发送的消息的识别符。识别符包含关于优先级的信息，通过该信息确定准备好来传输的消息的处理顺序。识别符还包含关于网络节点的信息，通过该信息明确地确定消息的发送方。在示例中使用节点标识符MAC。识别符还包含关于业务的信息、例如短ID，通过该短ID来确定业务。这意味着，消息包含隐藏在消息之后的功能、特别是关于业务提供方或业务用户的信息。

示例的识别符200在图2中示意性示出。识别符在此是位序列，该位序列布置在消息的帧的头部分中。帧也还包含在图2中未示出的数据部分的位序列。帧还可以包括其他部分，所述其他部分例如包含纠错位。

关于优先级的信息例如布置在第一数据字段201中。关于业务的信息例如布置在第二数据字段202中。关于网络节点的信息、在示例中为节点标识符MAC例如布置在第三数据字段203中。可选的第四数据字段204例如包含关于消息类型的信息。优选地，识别符200中的数据字段以该顺序布置。其他顺序同样可以。数据字段中的位序列的长度可以不同或相同。

数据处理设备的实现优选地在控制器局域网（已知为CAN）中进行。CAN被标准化为ISO 11898并且按照载波侦听多路存取/冲突解决方法来工作。在此，在总线存取中的冲突通过根据CAN特定的识别符进行仲裁来解决。该识别符在此例如具有预先给定的长度、特别是在“基本帧格式”中的11位或在“扩展帧格式”中的29位。

优选地，说明优先级的位序列的长度，描述关于业务的信息、即在示例中短ID的位序列的长度，描述关于网络节点的信息、即在示例中节点标识符MAC的位序列的长度和必要时说明消息类型的位序列的长度被选择成，使得共同得出总计11位或29位的识别符200的长度。

优选地，关于网络节点的信息、即在示例中网络标识符MAC明确地识别发送方。因此，与之前定义的通信矩阵不同，可以使对数据处理设备100的改进架构的动态匹配自动化，在所述之前定义的通信矩阵中借助对象识别符不将设备分配给识别号而是分配给消息的内容。静态的通信矩阵必须在了解所有事先静态定义的发送方和所有要等待的消息的情况下来确定。网络的所有节点必须完全了解通信矩阵或者至少了解通信矩阵的对于其重要的部分，以便能够合理地检测到达的消息。

下面描述用于运行数据处理设备100的方法的部分，该方法即使在动态变化中也能够实现可靠的面向业务的通信。

在下文中描述的消息在示例中作为广播通过数据线路104来发送。这意味着，所发送的消息能够由数据处理设备100的与数据线路104连接的所有节点来接收。

准备好来传输的消息的处理顺序优选地根据优先级来确定。处理顺序在此例如根据关于优先级的信息与预先给定的优先级或预先给定的优先级等级的分配来确定。

具有相同优先级的准备好来传输的消息的处理顺序优选地根据关于业务的信息、在示例中根据短ID来确定。对此，处理顺序例如根据关于业务的信息、即在示例中短ID对预先给定的优先级或预先给定的优先级等级的分配来确定。

如果识别符200包括关于消息类型的信息，则具有相同优先级或具有关于业务的相同信息的准备好来传输的消息的处理顺序也可以根据消息类型来确定。对此，确定预先给定的消息类型对预先给定的优先级或预先给定的优先级等级的分配。

对相应优先级的所述分配例如存储在优选节点中的列表中。节点被构造用于根据分配给其的优先级在数据线路104上发送消息。优选地，列表存储在数据处理设备100的每个节点上。优选地，数据处理设备的每个节点按照分配给其的优先级来发送每个消息。

优选地，作为关于优先级的信息在消息中使用根据CAN协议的优先级。优选地，因此根据CAN协议确定对数据线路104的访问。

图3示意性示出根据用于给予或用于请求关于业务的信息的方法部分的第一信号流程图。在示例中给予或请求短ID。

为了登记面向业务的功能，面向业务的功能的提供方部分发送消息301、Register。

在图3的示例中面向业务的功能的提供方部分在第二节点102上运行。在该示例中，消息301由第二节点102发送。

为了登记面向业务的功能，消息301、Register由至少一个节点接收。

在图3的示例中，业务集中地在数据处理设备100中的第三节点103中进行管理。用于管理的功能在示例中在第三节点103上运行。也可以设置分散管理。在该情况下，管理在数据处理设备100的每个节点或多个节点中进行。

为了管理关于在数据处理设备100中可用的业务的信息，例如设置有列表、表格、数据库或诸如此类的，其中关于业务的信息分配给业务描述。该分配在示例中存储在第三节点103上。在示例中，确定的短ID明确地分配给业务描述。例如将预先给定的协议用于描述业务。在示例中使用源语言、例如文本或可扩展标记语言XML。

业务描述的其他形式、例如根据传输控制协议/互联网协议（TCP/IP）说明套接字同样是可以的。关于业务的信息例如也可以对应于基于IP的协议的服务描述（长ID）。短ID的长度、特别是为识别符200中的短ID的位序列的长度优选地短于服务描述（长ID）的长度。也可以的是，通过网关由第三节点103从数据处理设备100之外获得业务的服务描述（长ID）。必要时，网关为此将外部消息转换成消息301。

在示例中规定，业务描述优选地在消息301、Register中的数据部分中发送。替代地或附加地可以规定，业务描述在一个另外的消息或多个另外的消息（未示出）中发送。

在接收消息301、Register时，关于业务的信息分配给业务描述。在示例中产生短ID并且将其分配给描述。如果对于所接收的描述已经存在对短ID的分配，则使用该分配。优选地，作为短ID使用预先给定长度、例如4位或2位优选8位的位序列。

在消息302、RegisterACK中，关于业务的信息、即在示例中短ID优选地在消息302的数据部分中发送。通过消息302、RegisterACK确认成功的登记。在示例中，第三节点103发送消息302。第二节点102接收消息302。

为了请求面向业务的功能，业务的用户发送消息303、Whols。在示例中规定，关于业务的信息、例如消息303、Whols中的短ID优选地在消息303的数据部分中发送。例如需要业务描述的节点发送消息303、Whols，以便接收业务描述。

在图3的示例中，面向业务的功能的用户部分在第一节点101上运行。在该示例中，消息303由第一节点101发送。

优选地，第一节点101从到达第一节点101的消息的识别符200中确定所述短ID，面向业务的功能的用户部分在第一节点上运行。只要所述短ID是未知的，则发送消息303。

为了请求面向业务的功能，消息303、Whols由至少一个节点接收。

在图3的示例中，业务集中地在数据处理设备100中的第三节点103中管理。用于管理的功能在示例中在第三节点103上运行。在该情况下，第三节点103接收消息303、Whols。

也可以设置分散的管理。在该情况下，管理在数据处理设备100的接收消息303、Whols的每个节点或多个节点中进行。

在获得消息303、Whols的情况下，业务描述与包含在消息303、Whols中的关于业务的信息匹配地从分配中确定。在示例中，短ID从消息303、Whols中确定。然后确定分配给短ID的描述。

所确定的描述在消息304、WhoisACK中发送。在示例中，根据预先给定的协议传递业务描述。例如使用源语言、例如文本或可扩展标记语言XML。也可以使用根据传输控制协议/互联网协议（TCP/IP）的套接字或基于IP的协议的服务描述（长ID）。

可以规定，业务描述在消息304、Register中、优选地在消息304的数据部分中发送。替代地或附加地可以规定，业务描述优选地在一个另外的消息或多个另外的消息（未示出）中的数据部分中发送。

在示例中，第三节点103发送消息304。第一节点101接收消息304。也可以规定，通过网关与外部节点交换消息302、303和304。对此，网关相应地转换相应的消息。

优选地，不双重地给予短ID。于是，节点可以随时明确地请求业务的确定的提供方的完全的服务描述，该服务描述分配给短ID。

图4示出第二信号流程图，其示意性示出面向业务的通信模式发布/订阅、请求/响应或发现、即查找/提供。

通过导入面向业务的通信模式，面向业务的功能可以简单地在数据处理设备100上示出。

请求/响应方法首先用于唯一的数据请求或远程过程调用的意义上的请求。

在 1：n情形的范围内以及在持续订阅确定的数据的情况下使用发布/订阅方法。如果一个节点为多个接收方发送消息，则存在1：n情形。对于发布/订阅方法设置有消息类型、请求、响应、订阅、发布、取消订阅。它们作为消息的消息类型、例如作为相应编码的位序列而根据消息的类型添加在识别符的第四字段中。对于示出动态通信路径所需的服务发现在形式上与所定义的消息类型查找/提供相同地实现，所述服务发现允许业务的查找和提供。

在图4的示例中，在第二节点102上运行面向业务的功能的提供方部分。第一节点101是业务的用户。在该情况下，第一节点101将消息401发送到第二节点102。消息401例如由面向业务的功能的用户部分产生。例如产生具有消息类型请求、订阅、取消订阅或查找的消息401。

第一节点101、特别是面向业务的功能的用户部分被构造成根据所期望的业务确定消息401的消息类型。优选地，作为消息类型使用预先给定长度、例如4位或2位、优选8位的位序列。所提及的消息类型例如分别明确地分配给这些位序列之一。

第二节点102被构造成根据消息类型从所接收的消息401确定所期望的业务。

在接收消息401时，例如向面向业务的功能的提供方部分通知，业务被询问。

业务响应由面向业务的功能的提供方部分根据所期望的业务来产生。在示例中产生具有消息类型响应、发布或提供的消息。

在图4的示例中，作为响应，第二节点102将消息402发送到第一节点101。消息402例如是具有消息类型响应、发布或提供的消息。优选地，作为消息类型使用预先给定长度、例如4位或2位、优选8位的位序列。所提及的消息类型例如分别明确地分配给这些位序列之一。

在接收消息402时，例如向面向业务的功能的用户部分通知，业务是可用的。

优选地，至少两个节点中的至少一个节点的添加或去除的识别触发关于业务的信息、特别是短ID的发送。由此在数据处理设备100中执行自动的服务发现。

节点上的预先给定状态的识别可以替代地或附加地触发关于业务的信息的发送。例如业务的这些状态借助进入的或发出的消息的数据类型来识别。特别是可以分析数据类型发布、订阅、取消订阅、请求、响应、查找或提供来确定状态。优选地，这样识别应该被启动或结束的业务。

图5示意性示出方法部分的第三信号流程图，在该方法部分中关于网络节点的信息分配给一个节点。在示例中节点标识符MAC分配给第一节点101。

节点由此在数据处理设备100中作为消息的发送方借助关于网络节点的信息在接收方处能够识别，所述关于网络节点的信息包含在识别符200中。

这意味着，关于以下网络节点的信息发送到至少两个节点中的至少一个，发送方分配给该网络节点。在示例中，对此使用节点标识符MAC。关于网络节点的信息、特别是节点标识符MAC例如是伪随机产生的位序列或者从位序列的预先给定的列表中提取。优选地使用预先给定长度、例如4位或2位、优选8位的位序列。

例如在使用广播的情况下根据CAN协议来使用节点标识符欺负算法。

在示例中，第一节点101发送消息501、RequestMAC。消息501优选地在广播中发送。关于网络节点的信息、在示例中节点标识符MAC在消息501中发送。

第二节点102和第三节点103接收消息501。第二节点102和第三节点103分析消息501并且确定关于网络节点的信息、特别是节点标识符MAC。

已经使用该节点标识符MAC的节点识别双重使用并且以消息502、DenyMAC答复。

替代地或附加地，在一个节点上可以设置关于多个网络节点的信息的管理。例如在一个节点上存储有当前给予的节点标识符MAC的列表。在该情况下，该节点识别双重使用并且发送消息502、DenyMAC。这促使第一节点101来选择另外的节点标识符MAC。由此，明确的节点标识符MAC集中地或分散地分配给节点。

如果识别关于网络节点的信息的双重使用，则优选地设置重复用于确定和分配的步骤，直至分配成功。这例如在预先给定的时间段结束后是该情况。该时间段的持续时间例如在0-1分钟、0ms-100ms、0ms-10ms、0-5ms之间、优选地小于100ms、小于10ms或小于5ms。

在示例中发送具有另外的节点标识符MAC的另外的消息503、RequestMAC。

优选地，至少两个节点中的至少一个节点的添加或去除的识别触发关于网络节点的信息、特别是节点标识符MAC的发送。由此，数据处理设备100自动地匹配于动态的通信路径。一个节点例如被构造用于在接通时产生消息501。一个节点例如被构造用于在切断时发送用于释放其节点标识符MAC的消息。

节点上的预先给定状态的识别可以替代地或附加地触发关于网络节点的信息、特别是节点标识符MAC的发送。

消息301-304、401、402和501-503可以是CAN协议消息。在该情况下，由CAN协议预先给定的标识符被设置用于仲裁。所描述的附加的位序列于是包含在按照CAN协议的消息的数据部分中。

下面借助一个示例描述到达的消息的处理。到达的消息包括识别符200。数据处理设备100的一个节点被构造用于利用该识别符200产生消息。另一个节点被构造用于利用该识别符200检测消息。这样的消息特别是在数据处理设备100上实施面向业务的功能时在面向业务的功能的相应的提供方部分和用户部分之间交换。面向业务的功能的有效数据在此例如包含在所交换的消息的数据部分中。所述有效数据依赖于功能并且可以包括任意的位序列。所交换的消息可以特别是除了标识符200之外与按照CAN协议的消息一样地构建。消息交换优选地除了特定的由识别符200决定的区别之外如按照CAN协议的消息交换那样进行。

根据数据字段201、202、203、204分析所检测的识别符200。根据第二数据字段202的位序列、即根据关于业务的信息来确定，进行检测的节点是否是消息的接收方。

特别有利的是，所使用的关于业务的信息、即在示例中短ID附加地明确地识别节点。在该情况下，借助关于业务的信息可以简单地进行仲裁。

如果进行检测的节点被识别为消息的接收方，则到达的消息、特别是消息的数据部分在进行检测的节点的存储器中被接收。

在示例中为了分析而设置有包含关于业务的信息的列表，该信息的接收方是相应节点。这意味着，关于业务的信息分配给关于接收方的信息。

在示例中，该分配、特别是列表存储在相应节点上。这意味着，在至少两个节点中的至少一个节点上设置有列表，该列表将接收方分配给关于业务的信息。

优选地，到达一个节点的消息仅仅在以下情况下在该节点的存储器中被接收，即关于业务的信息将该节点确定为接收方。这能够实现面向业务的消息的选择性接收。

此外，节点可以与消息的发送方无关地识别，到达的信息是否应该由该节点接收。这能够实现涉及确定业务的消息的接收，即使来自多个发送方或来自未知的发送方。

由此，节点能够借助关于业务的信息而识别为接收方。到达的消息因此能够与发送方无关地被接收，该消息被确定用于以下业务，该业务在识别为接收方的节点上运行。

所检测的识别符200优选地根据第三数据字段的位序列、即根据关于网络节点的信息来进行分析。因此确定进行检测的节点是否是消息的接收方。

如果进行检测的节点被识别为消息的接收方，则到达的消息、特别是消息的数据部分在进行检测的节点的存储器中被接收。

在示例中为了分析而设置有包含关于网络节点的信息的列表，该信息的接收方是相应节点。这意味着，关于网络节点的信息分配给关于接收方的信息。

在示例中，该分配、特别是列表存储在相应节点上。这意味着，在至少两个节点中的至少一个节点上设置有列表，该列表将接收方分配给关于网络节点的信息。

在示例中，根据到达的消息的节点标识符MAC来确定分配。

特别有利的是，到达节点之一的消息仅仅在以下情况下在该节点的存储器中被接收，即关于网络节点的信息、在示例中MAC将该节点确定为接收方。

这意味着，到达一个节点的消息仅仅在以下情况下在该节点的存储器中被接收，即关于网络节点的信息将该节点确定为接收方。这能够实现根据发送方选择性接收消息。

如果关于业务的信息是多义的，则进行接收的节点因此可以选择性地从业务的确定提供方接收消息。这特别是对于冗余设计的面向服务的功能是合理的，其中数据处理设备100的多个节点实施面向业务的功能的相同的提供方部分。

优选地，到达一个节点的消息根据识别符200来过滤。特别优选地，仅仅其识别符200与预先给定的识别符一致的消息被传递到通信堆栈中。由此可以有效地减小各个节点的负荷。

特别优选地，关于网络节点的信息、即在示例中节点标识符MAC或关于业务的信息、即在示例中短ID在任何时候仅仅分配给确定的节点。

特别有利的是，到达至少两个节点之一的消息仅仅在以下情况下在该节点的存储器中被接收，即关于业务的信息、在示例中短ID和关于网络节点的信息、在示例中MAC将该节点确定为接收方。由此，即使在多义的关于业务的信息的情况下、即多个节点在数据处理设备100中提供相同业务，借助关于网络节点的信息可以明确地进行仲裁。

用于运行具有至少两个节点101、102、103的数据处理设备100的装置包括处理器、存储器和通信接口，它们被构造用于共同作用，以便实施所描述的方法，其中所述至少两个节点能够通过用于传输所描述的消息的数据线路104连接。该装置例如由一个或多个通过数据总线连接的控制设备构成。除了所描述的区别之外，装置优选地根据CAN规范之一来构造。

在节点101、102、103或装置上优选地运行一种计算机程序，该计算机程序被设立用于执行所描述的方法的步骤。优选地，多个子程序在不同节点上运行，所述不同节点为此共同作用。

Claims (18)

1.用于运行具有至少两个节点（101、102、103）的数据处理设备的方法，所述节点能够通过用于传输消息的数据线路（104）连接，其中消息具有用于仲裁待发送的消息的识别符（200），其中所述识别符（200）

- 包含关于优先级的信息（201），通过所述信息（201）确定准备好来传输的消息的处理顺序，

其特征在于，所述识别符（200）

- 包含关于网络节点的信息（203），通过所述信息（203）明确地确定消息的发送方，和

- 包含关于业务的信息（202），通过所述信息（202）确定业务。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，到达所述至少两个节点（101、102、103）之一的消息仅仅在以下情况下在该节点（101、102、103）的存储器中被接收，即关于业务的信息（202）或关于网络节点的信息（203）将该节点（101、102、103）确定为接收方。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，到达所述至少两个节点（101、102、103）之一的消息仅仅在以下情况下在该节点（101、102、103）的存储器中被接收，即关于业务的信息（202）和关于网络节点的信息（203）将该节点（101、102、103）确定为接收方。

4.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，到达一个节点（101、102、103）的消息根据所述识别符（200）来过滤。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，仅仅其识别符（200）与预先给定的识别符一致的消息被传递到通信堆栈中。

6.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，在所述至少两个节点（101、102、103）中的至少一个节点上设置有列表，所述列表将接收方（101、102、103）分配给关于网络节点的信息（203）或者所述列表将接收方（101、102、103）分配给关于业务的信息（202）。

7.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，关于网络节点的信息（203）或关于业务的信息（202）发送到所述至少两个节点（101、102、103）中的至少一个节点上。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述至少两个节点（101、102、103）中的至少一个节点（101、102、103）添加至数据处理设备（100）或从数据处理设备（100）去除的识别触发关于网络节点的信息（203）或关于业务的信息（202）的发送。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，节点（101、102、103）上的预先给定状态的识别触发关于网络节点的信息（203）或关于业务的信息（202）的发送。

10.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，关于网络节点的信息（203）或关于业务的信息（202）在任何时候仅仅分配给确定的节点（101、102、103）。

11.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，业务描述根据预先给定的协议明确地分配给关于业务的信息（202）。

12.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，根据关于优先级的信息（201）确定准备好来传输的消息的处理顺序。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，根据关于优先级的信息（201）与预先给定的优先级或预先给定的优先级等级的分配来确定处理顺序。

14.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，具有相同优先级的准备好来传输的消息的处理顺序根据关于业务的信息（202）来确定。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，根据关于业务的信息（202）对预先给定的优先级或预先给定的优先级等级的分配来确定处理顺序。

16.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述识别符（200）包括关于消息类型的信息（204），其中具有相同优先级或关于业务的相同信息的准备好来传输的消息的处理顺序根据关于消息类型的信息（204）来确定。

17.用于运行具有至少两个节点（101、102、103）的数据处理设备的装置，所述节点能够通过用于传输消息的数据线路（104）连接，其特征在于，所述装置被构造用于执行根据上述权利要求之一所述的方法。

18.一种计算机程序，其被设立用于执行根据权利要求1至16之一所述的方法的步骤。