CN110351171A - 用于在可配置网络中使用的设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种包括配置在菊花链网络中的多个设备的系统,该菊花链网络包括连接所述设备并适于交换地址设置信息的通信总线。每个设备包括:输入引脚,其适于通过与通信总线不同的输入信号线接收包括用于至少配置该设备的配置信息的信号,配置处理单元,其适于检测配置模式,并根据配置信息配置设备,指示器,其适于指示配置处理单元是否已完成配置设备,输出引脚,其适于当指示器指示设备的配置完成时,将配置信息转发到菊花链网络,安全处理单元,其适于当指示器指示设备的配置完成时,在安全处理模式下可操作,以用于通过开关将输出引脚和输入引脚互连,以便在输入引脚和输出引脚之间形成信号线,并将安全错误信息转发到菊花链网络。
Description
发明领域
本发明总体上涉及照明和信号系统领域。更具体地,它涉及通过数据传输控制LED簇。
发明背景
当今汽车的尾灯或后灯系统包含几个具有不同功能的光源,例如,后灯、雾灯、刹车灯、闪灯等。这些灯中的一些执行与安全相关的功能,例如刹车灯。在刹车灯未正常工作的情况下,必须将错误信息提供给更高级别的系统或形成所讨论的应用的一部分的任何其他子系统。然后,更高级别的系统或其他子系统可以采取进一步行动。
除了用于汽车中的灯光应用之外,照明系统通常利用LED技术。因为LED照明源的生产便宜并且LED照明源的能耗低,因此使用LED技术通常是有利的。因此,如今的汽车中的光源也经常应用布置在一个或多个串中的LED灯。这些LED串由一个或多个控制IC控制。
LED单元(从单元或从节点)中的控制IC使用网络应用中的总线协议彼此通信并与主控制单元(主节点)通信。协议本身可以是任何协议,例如本地互连网络(LIN)或受控区域网络(CAN)或任何其他协议。主节点本身也可以与系统的另一个更高级别的控制单元通信。
显然,尾灯存在空间限制。因此,各个从节点的尺寸应该小,以便遵循例如PCB组件的空间限制。因此,应该使用这些从节点的集成电路(IC)的小封装。然后小封装进一步限制了允许的最大引脚数。除此之外,还必须考虑从节点成本方面的限制:封装越小,从节点越便宜。
例如刹车灯的错误可能源于任何性质的来源。串中的LED可能已经存在开路焊接,使得串不再起作用。或者,可能是通过总线网络的通信不再工作,例如由于断线或由于崩溃的协议栈。错误条件由从设备本身、主设备或任何附加的更高级别单元(例如观察器或观察单元)监视,该更高级别单元例如监视网络流量。
总体特征在于所有错误条件被概括为可能传输到特定应用的所有成员(例如尾灯中的所有从节点、主节点、任何观察单元)和/或传输到汽车中必须知道此错误状况的另一个更高级别的单元(例如用于指示警告的仪表板控制器)的单个错误信息。该单个错误信息可以是例如单线或信号线上的信号。
一个简单的解决方案可以是该单个错误信息由网络的一个成员创建,然后通过附加的单线提供给网络的所有成员。然而,这需要每个节点上附加的引脚。这也导致封装上的附加引脚并且可能需要更大的封装,因此可能增加空间并且每个从节点的成本更高。
因此,需要一种解决方案,其中避免了对该附加引脚的需求。
发明内容
本发明的实施例的目的是提供一种配置在菊花链网络中的设备的系统,其允许通过网络交换错误信息,其中避免了在每个设备中使用专用引脚来传送错误信息。
上述目的通过根据本发明的解决方案来完成。
在第一方面,本发明涉及一种包括配置在菊花链网络中的多个设备的系统,该菊花链网络包括连接所述设备并适于交换地址设置信息的通信总线。每个设备包括:
输入引脚,其适于通过与通信总线不同的输入信号线接收包括用于至少配置该设备的配置信息的信号,
配置处理单元,其适于检测配置模式,并适于根据配置信息配置设备,
指示器,其适于指示配置处理单元是否已完成配置设备,
输出引脚,其适于当指示器指示设备的配置完成时,将配置信息转发到菊花链网络,
安全处理单元,其适于当指示器指示设备的配置完成时,在安全处理模式下可操作,以用于通过开关将输出引脚和输入引脚互连,以便在输入引脚和输出引脚之间形成信号线,并将安全错误信息转发到菊花链网络。
所提出的解决方案确实允许避免额外的引脚来用于交换安全错误信息。这是通过在每个设备中提供配置处理单元和安全处理单元两者来实现的,该配置处理单元和安全处理单元在设备内部利用相同的信号线。可配置的菊花链网络包括多个这样的设备。当处于配置模式时,信号线用于配置目的。当设备被配置后,会相应地设置指示器。当安全处理单元注意到这一情况时,后者通过开关将设备的输入引脚和输出引脚互连,以获得所述输入引脚和所述输出引脚之间的信号线。通过该互连,可以接收安全错误信息并将其转发到网络中的其他设备。
在优选实施例中,开关由寄存器控制,该寄存器被设置用于实现安全处理。
优选地,安全处理单元被布置用于生成安全错误信息并用于传送所生成的安全错误信息。
在典型的实施例中,该系统包括用于控制所述多个设备的控制单元。在特定实施例中,控制单元用作主控制单元,并且如前所述的各种设备形成从节点。
有利地,主控制单元连接到通信总线。
在本发明的实施例中,该系统包括观察控制单元,该观察控制单元被布置用于观察所述主控制单元和所述多个设备之间的通信。观察控制单元优选地还被布置用于产生附加的安全信息。
在另一个实施例中,观察控制单元连接到所述通信总线。
在有利的实施例中,该系统是照明系统,例如,车辆的内部照明系统或尾灯照明系统。
在另一方面,本发明涉及一种用于操作系统的方法,该系统包括由多个设备和连接这些设备并适于交换地址设置信息的通信总线形成的菊花链网络。该方法包括:
利用菊花链网络中的设备的配置处理单元检测所述设备处于配置模式,
基于通过与通信总线不同的所述设备的输入信号线接收的配置信息来配置所述设备,
设置指示器以便指示设备已被配置,
通过利用所述设备的安全处理单元并通过开关建立输入引脚和输出引脚的互连来切换到安全处理模式,使得在输入引脚和输出引脚之间形成信号线,并且安全错误信息可以被转发到菊花链网络。
在一个实施例中,该方法包括在检测到错误时生成安全错误信息并传送所生成的安全错误信息。
在优选实施例中,为可配置网络的每个设备执行该方法步骤。
出于对本发明以及相对现有技术所实现的优势加以总结的目的,上文已描述了本发明的某些目的和优势。当然,应理解,不一定所有此类目的或优势都可根据本发明的任何特定实施例来实现。因此,例如,本领域的技术人员将认识到,本发明可按实现或优化如本文中所教导的一个优势或一组优势的方式来具体化或执行,而不一定要实现如本文可能教导或建议的其他目的或优势。
参考本文以下描述的(多个)实施例,本发明的上述和其他方面将是显而易见的和可阐明的。
附图说明
现在将作为示例参考附图进一步描述本发明,附图中相同的附图标记指代各附图中的相同要素。
图1示出了根据本发明的设备的方框图。
图2示出了包括作为从节点的多个设备和主控制单元的系统的实施例。
图3示出了系统的实施例,该系统还包括观察控制单元。
图4示出了用于从配置处理切换到安全处理的方法的流程图。
图5示出了根据本发明的设备的实施例的更详细视图。
图6示出了图5中所示的自动寻址块的细节。
图7示出了图4的方法的更详细的流程图。
具体实施方式
将针对具体实施例且参考特定附图来描述本发明,但是本发明不限于此而仅由权利要求书来限定。
此外,说明书中和权利要求中的术语第一、第二等等用于在类似的要素之间进行区分,并且不一定用于在时间上、空间上、以排名或任何其他方式来描述序列。应当理解,如此使用的术语在适当的情况下是可互换的并且本文中所描述的本发明实施例与本文中所描述或图示的相比能够以其他顺序操作。
应注意,权利要求中使用的术语“包括”不应被解释为限定于其后列出的装置;它并不排除其他要素或步骤。因此,该术语应被解释为指定所陈述的特征、整数、步骤或组件的存在,但不排除一个或多个其他特征、整数、步骤或组件、或其群组的存在或添加。因此,表述“一种包括装置A和B的设备”的范围不应当被限定于仅由组件A和B构成的设备。这意味着对于本发明,该设备的仅有的相关组件是A和B。
贯穿本说明书对“一个实施例”或“实施例”的引用意指结合该实施例描述的特定的特征、结构或特性被包括在本发明的至少一个实施例中。因此,短语“在一个实施例中”或“在实施例中”贯穿本说明书在各个地方的出现并不一定全部是指同一实施例,但是可以指同一实施例。此外,在一个或多个实施例中,如从本公开中对本领域普通技术人员将是显而易见的,特定的特征、结构或特性可以用任何合适的方式进行组合。
类似地,应当领会,在本发明的示例性实施例的描述中,出于精简本公开和辅助对各个发明性方面中的一个或多个的理解的目的,本发明的各个特征有时被一起编组在单个实施例、附图或其描述中。然而,这种公开的方法不应被解释为反映所要求保护的本发明需要比每项权利要求中所明确记载的更多特征的意图。相反,如所附权利要求反映的,各发明方面可以存在比单个前述公开的实施例的全部特征更少的特征。因此,详细描述之后所附的权利要求由此被明确纳入该详细描述中,其中每一项权利要求本身代表本发明的单独实施例。
此外,尽管本文所描述的一些实施例包括其他实施例中所包括的一些特征但不包括其他实施例中所包括的其他特征,但是不同实施例的特征的组合旨在落在本发明的范围内,并且形成如将由本领域技术人员所理解的不同实施例。例如,在所附的权利要求书中,所要求保护的实施例中的任何实施例均可以任何组合来使用。
应当注意的是,在描述本发明的某些特征或方面时,特定术语的使用不应当用来暗示该术语在本文中被重新定义以受限于包括与所述术语相关联的本发明的特征或方面的任何特定特性。
在本文所提供的描述中,阐述了众多具体细节。然而应理解,在没有这些具体细节的情况下也可实践本发明的实施例。在其他实例中,公知的方法、结构和技术未被详细示出以免混淆对本描述的理解。
所提出的发明提供了一种解决方案,其允许传输安全错误信息,同时避免在可配置网络的每个设备中使用专用引脚。
本发明在第一方面公开了一种设备的系统,该设备能够通过相同的信号线与形成相同的可配置网络的一部分的其他设备交换配置信息和安全信息。配置信息和安全信息不一定彼此相关。该设备的基本框图如图1所示。该设备包括输入引脚(AIN),通过该输入引脚,设备接收通过信号线发送的配置信息。该设备包括配置处理单元(80),该配置处理单元(80)可以基于配置信息配置设备,例如以便通过例如专用通信接口和总线为设备分配网络地址。在配置设备之后设置指示器,从而指示设备现在可操作并准备进入应用模式。然后可以通过输出引脚(AOUT)将接收到的配置信息转发到下一个设备,该下一个设备又可以被配置,依此类推。一旦设备处于应用模式,安全处理单元(81)就可以变为激活状态。通过改变开关(82),该单元将输入引脚(AIN)和输出引脚(AOUT)连接到单个信号线。安全处理单元(81)现在可以传送安全错误信息。在设备外部,即,在系统的另一部分发生错误的情况下,该设备,即从节点接收该信息,使得可以采取措施。或者,在设备中检测到错误的情况下,在安全处理单元自身中生成安全错误信息。通过由安全处理单元(81)控制和启用的开关(82),安全错误信息经由输出引脚(AOUT)被转发到作为网络的一部分的其他设备。
在优选实施例中,系统由以菊花链形式连接的多个这样的设备形成。该系统包括控制单元,菊花链的设备可以通过通信总线连接到该控制单元。然后,菊花链的各种设备可以被视为系统的从节点,并且控制单元用作主控制单元。控制单元可以包括通信接口,用于从节点的总线连接到该通信接口。控制单元还可以包括进一步的通信接口,用于连接一些更高级别的控制单元,该更高级别的控制单元然后可以进一步连接到另一个专用网络,例如,一个CAN网络。
该系统可以例如是用于在车辆或汽车中使用的照明系统,但是本发明不限于此。在一个实施例中,它是车辆的尾灯系统或车内灯系统。当然,本发明不限于这些示例。
图2示出了系统的示例,该系统包括主控制单元(10)和根据本发明的多个设备(11),该多个设备(11)用作从节点并且经由通信总线连接到主控制单元。在该实施例中,这些设备实现为LED单元。LED单元的主要任务是例如在车辆的一部分中提供LED照明。但是,请注意,这只是一种可能性,并且本发明的实施例同样适用于其他类型的电子设备,例如,其他类型的照明设备。主控制单元(10)、从节点(11)可以布置在一个或多个印刷电路板(PCB)(18)上。如果存在,模块连接器(17)也可以布置在这些PCB中的一个上。
总线将信息从主控制单元(10)传输到LED单元(11)。在如图2所示的照明系统的情况下,该信息可以例如涉及与该照明系统相关的光强度、光色或PWM(脉宽调制)比率。注意,也可以使用其他脉冲调制技术代替PWM来控制LED。总线也可以传输在主控制单元(10)和从单元(11)之间交换的诊断信息,例如以便指示LED是否携带给定的电流。然后总线是双向的。总线还支持从主控制单元到从节点的地址设置(自动配置)协议。
通信总线可以是任何类型,但是有两条线(例如COM_P、COM_N)的差分总线是优选的实现方式。这种总线可以提供所需的通信速度,以及与大量从节点的通信,特别是在包括本发明实施例的汽车应用中。
在图2所示的系统中,主控制单元包括通信接口COM2(12),用于从节点的总线连接到该通信接口COM2(12)。主控制单元还包括通信接口COM1(13),更高级别的控制单元通过到第二专用网络的模块连接器(17)连接到该通信接口COM1(13)。例如,这可以是CAN网络(CAN_L、CAN_H)。连接器可能还带有电池供给(VBAT和GND)。
图2的实施例中的主控制单元还包括DC/DC转换器(14),以用于将车辆的电池供给转换为从节点使用的电源。
由于在将从节点组装到网络之前没有任何从节点携带任何地址信息,因此菊花链中的从节点必须在配置周期(自动配置)期间通过总线接收唯一的地址信息。因此,该系统适于执行这种灵活的可配置自动寻址方案,以用于将地址分配给从节点。
当一个或多个从节点被设置在配置模式时,更高级别的控制单元(例如主控制单元)与菊花链的第一从节点的输入引脚AIN之间的信号线AA_FS(auto-addressing_FunctionalSafety:自动寻址_功能安全)被使用以便将配置信息传送到菊花链。如果从节点处于配置模式,则该从节点仍需要接收地址。通过AIN引脚接收逻辑信息以便启用针对给定从节点的配置序列。地址本身通过总线传送。第一从节点通过其输出引脚AOUT连接到下一个从节点。这一直持续到达菊花链的末端。
在如图3所示的实施例中,该设备还包括观察控制单元(19)。该观察控制单元(19)也可以布置在PCB(18)上。观察控制单元的主要任务是观察从节点和主控制单元之间的通信。该观察控制单元还具有对信号线AA_FS的接入,并且优选地,它可以在该信号线上放置安全相关的信息,以防它在交换的通信中检测到错误。
安全关键应用的一个示例是刹车灯。应尽快诊断此类安全关键应用中的故障。优选地,将诊断信息提供给车辆的一个(或几个)更高级别的控制单元,使得可以采取适当的措施。安全相关的错误可以具有各种性质:
-单个从节点可以检测到它出现故障
-观察控制单元可以检测到通信包含无效信息或根本没有通信
-主控制单元可以诊断它是否故障
-主控制节点可以诊断出一个或多个从节点发生故障或者与一个或多个从节点的通信发生故障
在本发明中,建议通过单独的信号线(例如AA_FS)来传送安全相关的信息,而不是通过使用系统中的总线通信。
每个连接的网络成员都可能发生安全相关的错误。例如,它可以是在例如一个给定的设备上的例如一个时间点处的例如单个安全相关的错误。在一个时间点处,它也可以是不同设备上的多个错误。但是,安全相关的错误总是作为错误信息被放到单个信号线上。如果在该单个信号线上仅指示一个或多个安全相关的错误,则不重要。主控制单元可以进一步在使用主控制单元和从节点之间运行的总线协议的情况下诊断哪个(哪些)从节点已经生成了哪些错误信息以及可能发生了什么类型的错误。由于安全相关的错误被放在单个信号线上,因此单独的信号(AA_FS)可以在应用模式(即不在配置模式中)中携带安全相关的错误信息(例如电压或逻辑信息),从而指示存在一个或者更多错误。它可以携带其他信息(例如,另一电压或无电压或反相逻辑信息或给定信号特征),从而指示不存在错误。
现在描述操作包括根据本发明的设备的菊花链和控制单元的系统的方法。参考图4的流程图。
在步骤210中系统上电之后,给定从节点(11)的配置处理单元(80)通过输入引脚(AIN)上提供的信号和从节点(11)的非易失性数据存储器中的内部标志信息检测(步骤211)配置模式。从节点接下来执行步骤“执行并完成配置”(212)。当针对单个从节点完成配置时,可以在从节点的非易失性数据存储器中设置“配置完成标志”,并且例如,可以将指示配置已完成的电压信息放到输出(AOUT),使得可以通过应用相同的步骤来配置下一个从节点。
当已经为菊花链的所有从节点执行了步骤212时,接着在步骤213中进行从配置处理到安全处理的切换。在该步骤中,在每个从节点中提供的安全处理单元(81)启用安全处理并且经由开关单元(82)将输入(AIN)与输出(AOUT)连接,使得单个信号线被建立。因此,在由所有从节点应用该步骤之后,菊花链本身已将其功能改变为将从节点与主控制单元连接的单个信号线。在由从节点检测到安全关键错误的情况下,该从节点,尤其是该从节点的安全处理单元,可以向包括互连的引脚AIN和引脚AOUT的所述单个信号线提供错误信息。以这种方式,可以将错误信息分配给其他从节点(并且分配给主单元,并且还可以分配给更高级别的控制单元)。当系统检测到安全相关的错误时,系统的每个组件都可以将错误信息放在信号线上。此外,系统的任何设备都能够读取该信号线并找出是否存在错误信息。
如在安全处理模式中,每个从节点的引脚AIN和引脚AOUT互连,并且从节点也通过输入引脚和输出引脚彼此互连,建立单个信号线,该单个信号线可以连接到主控制单元(10)和/或模块连接器(17)和/或观察控制单元(19)。该单个信号线(例如AA_FS)上的信号也可以提供给更高级别的控制单元。更高级别的控制单元或连接到携带安全相关的错误信息的单个信号线的任何其他单元可以进一步采取与安全相关的错误相关的任何动作。
可以理解,安全处理单元(81)可以在任何时候设置开关(82)以便再次启用配置周期(自动配置),并且在完成时设置开关以便启用安全处理。假设需要初始化新的配置序列。这可以例如在维护期间发生。可以初始化新的配置序列,例如由主控制单元(10)或由车辆的更高级别的控制单元。通过网络,可以在非易失性数据存储器中擦除指示已完成的配置的标志。在下一个系统上电(步骤210)的情况下,给定从节点(11)的配置处理单元(80)可以在步骤211中通过输入(AIN)上提供的信号和从节点(11)的非易失性数据存储器中的内部标记信息来检测配置模式。
在根据本发明的系统的设备中,保存了一个IC引脚。因此,从节点可以具有更低的成本和更小的面积。
图5示出了本发明的设备的实施例的更详细视图。LED单元控制器(20)(在优选实施例中是集成电路(IC))包括一个或多个开关元件、电流源和PWM控制器(22)。微控制器(27)向所包括的脉宽调制(PWM)寄存器提供频率和占空比信息。所有PWM寄存器中的频率和占空比都可以不同。它也可以是静态开/关。每个PWM寄存器连接有电流源(39)和开关元件(40),它们可以携带所提供的PWM或静态开/关。微控制器进一步提供等效于所连接的电流源将应用的DC电流值的电流源信息。每个电流源可以携带不同的DC电流。每个电流源还可以用PWM调制,该PWM通过所连接的PWM寄存器提供。开关元件(40)和电流源(39)可以连接到一个或多个发光二极管、LED(37),因此可以驱动LED。由一个可调电流源和经PWM控制的开关元件驱动的LED可以串联连接从而形成LED串。由于每个LED串可以通过开关元件和电流源单独控制,并且两者都可以通过PWM调制,或者可以通过直流电流以静态方式驱动,因此每个LED串可以承载单独的光强度,该光强度可以达到每个LED的0%至100%光输出。将开关元件与电流源组合在一起允许在LED单元控制器中的功率耗散方面对LED进行最佳控制。
LED单元控制器还包括电压调节器(26),用于将外部供给电压VS调节到集成电路中所需的较低电压。RC振荡器(可选地,其频率可调节)为LED单元控制器的需要时基的各个元件(例如微控制器(27)、开关元件、电流源和PWM控制(22)、定时器(未示出),等等)提供系统时钟。
微控制器(27)包括中央处理单元(CPU)(28),其被布置用于执行计算并经由至所连接的单元的地址总线或数据总线接收/提供信息。中央处理单元(CPU)还接收中断,该中断可能对由CPU处理的进程产生直接或未来的影响。微控制器还包括随机存取存储器(RAM)(29),其中存储处理所需的数据。这样的数据例如可以是针对不同PWM寄存器的PWM比率,该PWM比率根据例如由主控制单元(10)提供的光强度请求的出现(fly out)来计算。
微控制器还包括非易失性(NV)程序存储器(31),其中存储用于CPU的指令。这种存储器可以是例如只读存储器(ROM)或闪存。非易失性数据存储器(30)(例如EEPROM)包含数据,像例如校准数据、地址信息、状态信息等。这些NV存储器的性质是当供电关闭时它们不会丢失数据。
模数转换器(ADC)/诊断单元(35)可以例如从LED单元控制器的一个或多个引脚上测量和收集电压。它还可以测量例如流过所连接的LED的电流。例如,也可以将具有可编程阈值的比较器用于相同目的来代替ADC。导出的电压或电流可以在诊断单元(35)本身中解释,或者将值提供给微控制器(27)并且可以在那里执行诊断。由于LED单元控制器以优选方式实现为集成电路,因此PWM控制和ADC测量可以在彼此之间同步,使得可以消除由PWM切换引起的测量误差。此外,ADC/诊断单元还可以包含温度传感器,以便提供集成电路的温度信息。CPU可随时读取ADC/诊断单元。CPU可以提供对测量结果的检查,并将它们与例如在非易失性数据存储器中可用或通过主控制单元提供的预测值(阈值)进行比较。如果测量值高于或低于给定阈值,则CPU可以触发例如错误处理例程或者可以启动调节过程,使得系统恢复到正常操作状态。如果集成电路温度例如太高,则CPU可以开始切换到省电模式,或者可以开始调暗所连接的LED。特定从节点的安全措施可以向主控制单元传送,在这种情况下,主控制单元可以触发其他从节点以用于其他措施,使得整体系统性能降低。其中一些错误可能与安全相关。
差分物理层(34)连接到差分总线信号COM_P、COM_N,并将这些外部总线信号转换成由LED单元控制器使用的内部信号接收(RX)和发送(TX)。差分物理层保护集成电路免受来自汽车线束的静电放电(ESD)和电磁兼容性(EMC)影响,并采取针对整体EMC兼容性的措施。
总线协议处理单元(BPPU)(33)执行要接收/发送的数据的处理,应用功能安全措施,如果需要则触发错误处理。BPPU还向CPU和通用异步接收器发送器UART(32)产生中断和控制信号。整体实现允许CPU所需的资源较少。BPPU例如可以被实现为数字状态机。
主控制单元(10)的通信接口(12)与从节点(20)的通信接口(32、33、34)一起形成差分双向总线。通过该总线传输光信息、校准数据以及诊断信息。
为了单独控制每个LED(37)或LED串,每个从节点(20)需要具有唯一的地址。该唯一地址应该与每个从节点(20)的物理位置匹配,使得由主控制单元(10)给出的光信息到达位于给定物理位置的正确从节点,例如,位置1=地址a,位置2=地址b,依此类推。在主节点和从节点上电之后,地址必须由主控制单元(10)给出。
在一个实施例中,地址以及ID标志由每个从节点(20)以非易失性方式本地存储在非易失性数据存储器(30)中,并且可以接着在应用中使用。移除供电不会影响所提供的地址。
在汽车维护期间,可能需要重新编程这些单独的地址,因此地址分配方法必须是可逆的,即必须能够用新分配的地址值覆盖旧地址。
在图6中更详细地示出的自动寻址控制块(36)中,在引脚AIN上提供的信息由具有可调阈值(70)的比较器(例如由施密特触发器)读取,该比较器的阈值可以由CPU(28)设置在寄存器(71)中。然后,该信息被进一步提供给去抖动单元(72),其具有可由CPU(28)调节的去抖动时间。在去抖动时间之后,信息到达用于配置/安全信息的读取寄存器(73),其可以由CPU(28)读取。CPU(28)还可以向自动寻址完成寄存器(74)写入,使得引脚驱动器(75)通过可切换元件(82)向引脚AOUT提供电压电平,该电压电平将由后续从节点(20)解释。可切换元件(82)由安全启用寄存器(76)控制。
在自动寻址模式中,安全启用寄存器(76)不启用安全处理,因此可切换元件(82)总是将电压信息从引脚驱动器(75)传输到输出引脚AOUT。此外,不诊断本地安全事件,使得微控制器不会触发本地安全事件寄存器(77)。因此,另一个可切换元件(79)保持关闭。
如图2所示,第一从节点的AIN引脚以外部方式连接到有效电压电平。与NV数据存储器(30)中的未编程ID标志一起,地址分配对于该第一从节点是可能的。
在没有为从节点分配单独的地址的情况下,不对这些从节点的ID标志进行编程,并且这些从节点的引脚AOUT不携带有效电压电平,使得不可能对在菊花链中位于这种未编程的从节点后面的从节点进行地址分配。
现在公开一种方法(100),用于向连接到网络配置中的单个主单元的多个相同从节点中的每个从节点提供唯一地址,并且在完成配置之后重新配置该设备以用于安全相关的用途。该方法的实施例的流程图如图7所示。请注意,此图与图4重复,但有更多细节。
每个从节点包括:串行差分通信接口;用于接收信息的输入引脚AIN,该信息指示从节点准备好从主控制单元接收要编程的地址信息;用于提供状态信息的输出引脚AOUT,该状态信息表示已完成给定从节点的地址编程;以及用于在完成编程时存储地址信息和ID标志的配置存储器。第一从节点AIN1的输入引脚连接到有效电压电平以用于编程(例如供给电压),第一从节点的输出AOUT1连接到第二从节点的输入AIN2,并且第二从节点的输出AOUT2连接到第三从节点的输入AIN3,依此类推。从节点在自动寻址模式下形成菊花链。
在步骤110中主节点和从节点的第一次上电之后,从节点检查(步骤111)AIN和NV数据存储器中的ID标志的状态。
由于ID标志未被编程,因此从节点200检测配置模式。安全启用寄存器(76)不启用安全处理。第一从节点处于寻址模式,因为其输入AIN1具有有效电压电平且ID标志尚未编程。主控制单元112设置通用变量n=1,其指示从节点被分配地址。在一个实施例中,从节点n可以向主控制单元发送“READY FOR PROGRAMMING(准备编程)”的消息。主控制单元向从节点n发送(步骤113)唯一地址。
从节点n在步骤114中编程唯一地址。在地址已被编程后,发生以下情况。
在一个实施例中,从节点n在115中将其编程的地址发送回主控制单元,使得主控制单元能够验证该地址(步骤116)。
在另一个实施例中,从节点n验证由主控制单元提供的相对于经编程地址的地址,且如果验证成功则向主控制单元发送确认信号。主控制单元检查这种信号的存在。
如果在步骤116中的验证期间编程不成功或者如果从节点在给定时间内没有传送回经编程的地址或确认信号(步骤117),则编程序列可以在步骤125中触发错误处理。
在错误处理的一个实施例中,可以针对从节点n或针对所有从节点重复编程。
在一个实施例中,如果编程成功,则主控制单元可以在步骤118中将从节点n的ID标志设置为“PROGRAMMING DONE(编程完成)”。
在另一个实施例中,如果编程成功,则从节点n可以将其ID标志设置为“PROGRAMMINGDONE(编程完成)”。
如果从节点n的ID标志被设置为“PROGRAMMING DONE(编程完成)”,则从节点n的CPU在119中设置寄存器自动寻址完成(74),这将把引脚驱动器AOUT切换到激活状态(步骤120)。通过这样做,从节点n离开编程模式。
所有从节点以连续的方式检查AIN和NV数据存储器中的ID标志的状态(步骤121)。菊花链中的下一个从节点检测AIN上的有效的有效电压电平和ID标志未编程状态。
主控制单元在122中将变量n增加到n+1。
主控制单元在步骤123中检查是否编程了最后一个从节点。如果达到该条件,则自动寻址例程完成(124)并且主控制单元可以将系统从自动寻址切换到功能(应用)模式。
在一个实施例中,主控制单元检查从节点数n是否小于或等于已知的最后从节点数。
在另一个实施例中,所述“READY FOR PROGRAMMING(准备编程)”消息必须在时间帧内由从节点n传送。如果在此时间帧内没有消息,则自动寻址也被解释为已完成。
在完成自动寻址之后,微控制器可以在126中将信号线从菊花链配置切换到安全配置。安全启用寄存器(76)将被设置,可切换元件(82)将连接输入引脚AIN和输出引脚AOUT,从而建立单个信号线。从节点将开始诊断与安全相关的错误。
在将检测到安全相关的错误(例如,LED串不再承载任何电流)的情况下,可以由微控制器触发本地安全事件寄存器(77),使得可切换元件(79)可以通过可选的电阻元件(78)在该建立的信号线上放置有效电压电平(例如VS)。
信号线可以由系统的任何成员(所有从节点、主控制单元、更高级别的控制单元、观察器等)读取,使得可以采取附加措施。
在本发明的另一实施例中,不存在可切换元件82和79。在这种情况下,安全启用寄存器将在使用本菊花链时启用安全处理。AIN上的逻辑信息由微控制器读取,并且相同的逻辑信息被传送到AOUT。该实现允许仅从主控制单元(10)或更高级别的控制单元到所有从节点的安全相关的错误的通信。从节点可以采取措施以便对安全相关的错误信息作出反应。从节点本身无法在此信号线上放置安全相关的错误。
在本发明的实施例中,安全处理单元(81)可以提供等于供给电压或地电压或供给电压和地电压之间的任何电压。如果存在安全相关的错误,则它还可以提供逻辑信息或信号特征,例如已知的振荡频率。该安全相关的错误的信号信息是系统的所有节点都知道的。在相反的情况下,即当信号信息指示不存在安全相关的错误时,所有系统节点也知道这一情况。
存在或不存在安全相关的错误的情况下的信号选择以这样的方式完成,即,在所有条件下(例如,电磁干扰、地面移位、温度影响、所连接模块的数量、单个信号线的长度等等),关于是否存在安全相关的错误的可靠信息可以由系统的节点诊断。
附图标记列表:
10 主控制单元(MCU),主节点
11 LED单元,从节点
12 通信接口2
13 通信接口1
14 DC/DC转换器
15 根据本发明实施例的到MCU的配置-/安全-信号连接
16 根据本发明实施例的到模块连接器的配置-/安全-信号连接
17 模块连接器
18 根据本发明实施例的尾灯系统的PCB
19 观察控制单元(观察器)
80 配置处理单元
81 安全处理单元
82 开关单元
20 LED单元控制器
22 开关元件、电流源和PWM控制
26 电压调节器
27 微控制器(uC)
28 中央处理单元(CPU)
29 随机存取存储器(RAM)
30 非易失性数据存储器,例如EEPROM
31 非易失性程序存储器,例如ROM、闪存
32 通用异步收发器(UART)
33 总线协议处理单元(BPPU)
34 用于差分总线的物理层
35 模数转换器/诊断单元(ADC)
36 自动寻址控制(AA)
37 发光二极管(LED)
39 可控电流源
40 可控开关元件
41 RC振荡器
70 具有可调阈值的比较器
71 用于可调阈值设置的寄存器
72 具有可调去抖动时间的去抖动单元
73 用于配置/安全信息的读取寄存器
74 自动寻址(自动配置)完成寄存器
75 引脚驱动器
76 安全启用寄存器
77 本地安全事件寄存器
78 电阻
79 开关元件
尽管已经在附图和前面的描述中详细地说明并描述了本发明,但是此类说明和描述被认为是说明性或示例性的,而非限制性的。前面的描述具体说明了本发明的某些实施例。然而,应当理解,不管以上在文本中显得如何详细,本发明都能以许多方式实现。本发明不限于所公开的实施例。
通过研究附图、公开和所附权利要求,本领域技术人员可在实践要求保护的发明时理解和实施所公开实施例的其他变型。在权利要求中,单词“包括”不排除其他要素或步骤,并且不定冠词“一(a或an)”不排除复数。单个处理器或其他单元可实现权利要求书中所述的若干项的功能。在相互不同的从属权利要求中陈述某些措施的纯粹事实并不表示不能有利地使用这些措施的组合。计算机程序可被存储/分布在合适的介质(诸如,与其他硬件一起或作为其他硬件的一部分提供的光学存储介质或固态介质)上,但也能以其他形式(诸如,经由因特网或者其他有线或无线电信系统)来分布。权利要求中的任何附图标记不应被解释为限制范围。
Claims (12)
1.一种包括配置在菊花链网络中的多个设备的系统,所述菊花链网络包括连接所述设备并适于交换地址设置信息的通信总线,所述系统的特征在于,每个设备包括:
输入引脚(AIN),该输入引脚(AIN)适于通过与所述通信总线不同的输入信号线接收包括用于至少配置所述设备的配置信息的信号;
配置处理单元(80),该配置处理单元(80)适于检测配置模式,并适于根据所述配置信息配置所述设备;
指示器,该指示器适于指示所述配置处理单元是否已完成配置所述设备;
输出引脚(AOUT),该输出引脚(AOUT)适于当所述指示器指示所述设备的配置完成时,将所述配置信息转发到所述菊花链网络;以及
安全处理单元(81),该安全处理单元(81)适于当所述指示器指示所述设备的配置完成时在安全处理模式下可操作,该安全处理模式用于通过开关(82)将所述输出引脚和所述输入引脚互连以便在所述输入引脚和所述输出引脚之间形成信号线,并且用于将安全错误信息转发到所述菊花链网络。
2.如权利要求1所述的系统,其中所述开关(82)由寄存器(76)控制,所述寄存器(76)被布置用于启用所述安全处理。
3.如权利要求1所述的系统,其中所述安全处理单元被布置用于产生进一步的安全错误信息并传送所产生的所述安全错误信息。
4.如权利要求3所述的系统,包括适于控制所述多个设备的主控制单元(10)。
5.如权利要求4所述的系统,其中所述主控制单元连接到所述通信总线。
6.如权利要求4所述的系统,包括观察控制单元(19),该观察控制单元(19)被布置用于观察所述主控制单元和所述多个设备之间的通信。
7.如权利要求6所述的系统,其中所述观察控制单元被布置用于产生附加的安全信息。
8.如权利要求6所述的系统,其中所述观察控制单元连接到所述通信总线。
9.如权利要求1所述的系统,其中所述系统是照明系统。
10.一种用于操作系统的方法,该系统包括由多个设备和连接所述设备并适于交换地址设置信息的通信总线形成的菊花链网络,该方法包括:
利用所述菊花链网络中的设备的配置处理单元检测(211)所述设备处于配置模式,
基于通过与所述通信总线不同的所述设备的输入信号线接收的配置信息来配置(212)所述设备,
设置所述指示器以便指示所述设备已被配置,
通过利用所述设备的安全处理单元并通过开关(82)建立输入引脚(AIN)和输出引脚(AOUT)的互连来切换到安全处理模式,使得在所述输入引脚和所述输出引脚之间形成信号线并且安全错误信息能够被转发到所述菊花链网络。
11.如权利要求10所述的用于操作设备的方法,还包括:当检测到错误时,在所述设备中产生安全错误信息,并传送所生成的所述安全错误信息。
12.如权利要求10所述的用于操作设备的方法,其中对所述可配置网络的每个设备执行所述方法步骤。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN103973532A (zh) * | 2013-02-06 | 2014-08-06 | 英飞凌科技股份有限公司 | 通信网络和用于在通信网络中通信的方法 |
US20160364354A1 (en) * | 2015-06-10 | 2016-12-15 | Solomon Systech (Shenzhen) Limited | System and method for communicating with serially connected devices |
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