CN113615130A - 低层通信信道上的基于样本的数据传输 - Google Patents

Abstract

本说明书的至少一些方面提供了一种方法。在一些示例中，该方法包括对第一数据接口进行采样以生成第一数据样本(304)。该方法进一步包括对第二数据接口进行采样以生成第二数据样本(308)。该方法进一步包括组合第一数据样本和第二数据样本以生成组合数据(310)。该方法进一步包括在以太网通信物理层处基于样本传输组合数据。

Description

低层通信信道上的基于样本的数据传输

发明内容

本说明书的至少一些方面提供了一种电路。在一些示例中，该电路包括缓冲器、第一可编程实时单元(PRU)和第二PRU。第一PRU耦合到缓冲器并被配置为耦合到输入接口。第一PRU进一步被配置为接收由输入接口采样的第一数据并接收由输入接口采样的第二数据。第一PRU进一步被配置为对第一数据和第二数据进行多路复用以生成多路复用数据，并将多路复用数据传输到缓冲器。第二PRU耦合到缓冲器并被配置为耦合到输出接口。第二PRU进一步被配置为从缓冲器获得多路复用数据并经由以太网物理层传输多路复用数据。

本说明书的其他方面提供了一种系统。在一些示例中，该系统包括低层(low-level)通信信道、耦合到低层通信信道的第一微控制器以及耦合到低层通信信道的第二微控制器。第一微控制器被配置为对第一通用输入数据接口进行采样以生成第一数据样本，并且对第二通用输入数据接口进行采样以生成第二数据样本。第一微控制器进一步被配置为组合第一数据样本和第二数据样本以生成组合数据，并经由低层通信信道基于样本传输组合数据。第二微控制器被配置为经由低层通信信道接收基于样本传输的组合数据，并将该组合数据分离以重新创建第一数据样本和第二数据样本。第二微控制器进一步被配置为将第一数据样本输出到对应于第一通用输入数据接口的第一通用输出数据接口，并将第二数据样本输出到对应于第二通用输入数据接口的第二通用输出数据接口。

本说明书的其他方面提供了一种方法。在一些示例中，该方法包括对第一数据接口进行采样以生成第一数据样本。该方法进一步包括对第二数据接口进行采样以生成第二数据样本。该方法进一步包括组合第一数据样本和第二数据样本以生成组合数据。该方法进一步包括在以太网通信物理层处基于样本传输组合数据。

附图说明

对于各种示例的详细描述，现在将参考附图，其中：

图1示出了各种示例中的说明性系统的框图；

图2示出了各种示例中的说明性微控制器的示意图；

图3示出了各种示例中的说明性方法的流程图；

图4示出了各种示例中的说明性方法的流程图；

图5示出了各种示例中的说明性方法的流程图；

图6示出了各种示例中的说明性方法的流程图；

图7示出了各种示例中的说明性方法的流程图；

图8示出了各种示例中的说明性方法的流程图；并且

图9示出了各种示例中的数据变换的说明性图示。

具体实施方式

随着设备中电特征和能力的数量增加，通常情况下，将电传感器、马达、致动器和其他设备彼此耦合、耦合到电源、耦合到控制器等的导体数量也会增加。随着导体数量增加，相关联的成本也增加。例如，在一些现代汽车中，存在超过100个处理单元，并且这些处理单元根据十个或更多个通信接口进行集体通信。该通信是经由相当于大约3千米的导电体执行的，这些导电体加起来有70千克或更重。在一些示例中，减少为通信实施的导体数量会带来各种好处，诸如降低材料成本，提高性能(例如，经由减少导体的集体重量)，和/或增加设备的寿命(例如，因为导体重量较轻和/或消耗较少的空间而减少磨损)。

本说明书的一些方面提供了在低层通信信道上的基于样本的数据传输。在一些示例中，低层通信信道是以太网物理层。在其他示例中，低层通信信道是低压差分信令(LVDS)信号线。一般来说，低层通信信道是不需要将经由通信信道传输的数据打包成分组、帧或包括额外数据开销的其他数据结构的信道。在一些示例中，基于样本的传输从多个输入源对数据进行采样。在一些示例中，输入源具有相同类型或接口。在其他示例中，输入源具有不同类型或接口。例如，用作输入源的可用接口包括控制器区域网络(CAN)接口、本地互联网络(LIN)接口、单边半字节传输(SENT)接口，或任何其他合适的通信协议或接口。尽管为了描述和便于理解本说明书的在低层通信信道上的基于样本的数据传输而在本文中使用这些接口，但本说明书不只限于这些接口。相反，本说明书涵盖了对输入信号接口的采样(无论其类型如何，其频率选择为满足与这些信号接口的通信协议相关联的时序要求)，以及这些采样的信号跨低层通信信道(诸如以太网物理层)的传输。

在一些示例中，对输入源进行采样，采样的数据被多路复用以形成单个数据流，并且该数据流在低层通信信道上传输。在一些示例中，经由低层通信信道执行传输以促进快速传输，而不涉及较高层处理。在其中低层通信信道是以太网物理层的示例中，传输被执行而不需要将数据流打包成以太网数据分组或以太网数据帧。在一些示例中，经由以太网物理层传输数据流提供了高度的互操作性和灵活性，并且由于以太网接口使用的普遍性，同时也使传输能够满足各种输入源的时序要求。例如，CAN接口的一些实施方式要求小于约1微秒的延迟(latency)。在一些示例中，利用分组或数据帧的以太网数据传输产生3微秒或更多的端到端延迟，这取决于分组的大小。相反，在本说明书的低层通信信道上的基于样本的传输使端到端延迟小于约500纳秒。该延迟的最小化使得数据(诸如CAN数据)能够根据本说明书的采样方法在以太网物理层上传输，同时仍然满足CAN协议时序要求和信号确定性。

现在转到图1，示出了说明性系统100的框图。在一些示例中，系统100代表汽车或在汽车中实施的系统。更一般地说，在一些示例中，系统100代表运输载具或在运输载具(包括汽车、卡车、飞机、直升机、船、两轮载具、三轮载具、火箭、航天器或任何其他类型的载具)中实施的系统。在其他示例中，系统100代表工业设备或在工业设备中实施的系统。例如，在各种实施方式中，工业设备是机器人、机器人臂、计算机控制的机加工工具，或任何其他设备，其中多个导体被实施以促进对工业设备的通信、监测和/或控制。

在至少一个示例中，系统100包括设备102和设备104。设备102经由通信信道106与设备104通信。在一些示例中，通信信道106包括作为实心或绞线芯导电材料实施的单个导体。在其他示例中，通信信道106包括一个或多个导体，诸如布置在一个或多个双绞线中，其中一个或多个导体共同形成单个线。例如，在其中在通信信道106上执行的通信是在以太网物理层上执行的一些示例中，通信信道106包括以太网线，其包括被布置成形成四个双绞线的导体。

在一些实施方式中，设备102包括输入接口108、微控制器110和输出接口112。在一些示例中，微控制器110包括通用输入输出(GPIO)接口114、可编程实时单元(PRU)116、缓冲器118、PRU 120和介质无关接口(MII)121。在一些实施方式中，微控制器110代替地是任何其他合适的处理设备，诸如微处理器或处理器。在一些示例中，微控制器110是PRU工业通信子系统(PRU-ICSS)。在一些示例中，输入接口108是CAN接口。在其他示例中，输入接口108是LIN接口。在其他示例中，输入接口108是SENT接口或任何其他合适的通信接口。在一些示例中，输出接口112是以太网物理层接口。在其他示例中，输出接口112是LVDS接口。在一些示例中，输入接口108也是输出接口，并且输出接口112也是输入接口(例如，使得输入接口108和输出接口112各自能够或能够促进双向数据流)。虽然在图1中示出了一个输入接口108，但在各种示例中，设备102包括或被配置为耦合到相同类型(例如，都是CAN接口)或不同类型(例如，CAN、LIN、SENT等)的任何数量的输入接口。

在一些实施方式中，设备104包括输入接口122、微控制器124和输出接口126。在一些示例中，微控制器124包括MII 128、PRU 130、缓冲器132、PRU 134和GPIO接口136。在一些实施方式中，微控制器124代替地是任何其他合适的处理设备，诸如微处理器或处理器。在一些示例中，微控制器124是PRU-ICSS。在一些示例中，输入接口122是以太网物理层接口。在其他示例中，输入接口122是LVDS接口。在一些示例中，输出接口126是CAN接口。在其他示例中，输出接口126是LIN接口。在其他示例中，输出接口126是SENT接口或任何其他合适的通信接口。在一些示例中，输入接口122也是输出接口，并且输出接口126也是输入接口(例如，使得输入接口122和输出接口126各自能够或能够促进双向数据流)。虽然在图1中示出了一个输出接口126，但在各种示例中，设备104包括或被配置为耦合到相同类型(例如，都是CAN接口)或不同类型(例如，CAN、LIN、SENT等)的任何数量的输出接口。

在操作示例中，微控制器110经由输入接口108接收第一格式的数据，并经由输出接口112输出第二格式的数据。在一些示例中，该数据是经由GPIO接口114接收的。例如，数据由输入接口108写入PRU 116的寄存器(未示出)中。当数据已经由GPIO接口114从多个输入接口(诸如输入接口108)，或从来自输入接口108的时间上的多个样本写入PRU 116的多个寄存器时，PRU 116对多个寄存器中的至少一些的数据进行多路复用。PRU 116随后将多路复用数据复制到缓冲器118。在一些示例中，多路复用数据的复制是在单个时钟周期中执行的。在多路复用数据从PRU 116复制到缓冲器118之后，PRU 120将多路复用数据复制到PRU 120的寄存器。在一些示例中，从缓冲器118到PRU 120的复制是在单个时钟周期中执行的。在一些示例中，PRU 120以相反的顺序将PRU 120的寄存器的内容复制到PRU 120的另一寄存器，该另一寄存器是输出寄存器。在一些示例中，输出寄存器经由输出接口112输出数据。

微控制器124经由输入接口122接收由输出接口112输出的数据。该数据由MII 128从输入接口122写入PRU 130的寄存器中。在一些示例中，该数据是多路复用数据，诸如由PRU 116进行多路复用的数据。PRU 130将数据从PRU 130的寄存器复制到缓冲器132。在一些示例中，从PRU 130到缓冲器132的多路复用数据的复制是在单个时钟周期中执行的。PRU134将数据从缓冲器132复制到PRU 134的寄存器。在一些示例中，将多路复用数据复制到PRU 134是在单个时钟周期中执行的。PRU 134对多路复用数据进行解多路复用，以恢复经由输出接口126输出的原始数据。

现在转到图2，示出了说明性微控制器200的框图。在一些示例中，微控制器200适于实施为图1的系统100的微控制器110和/或微控制器124。因此，微控制器200的至少一些部件适于实施为系统100的微控制器110和/或微控制器124的同名部件。在一些示例中，微控制器200是PRU-ICSS。在至少一个实施方式中，微控制器200包括GPIO接口202、PRU 204、缓冲器206、PRU 208和MII接口210。PRU 204经由总线212耦合到缓冲器206，并且缓冲器206经由总线214耦合到PRU 208。在一些示例中，总线212和总线214两者都是宽边(broad-side)数据总线。例如，总线212和总线214的一些实施方式是1000位宽的数据总线。在至少一个示例中，PRU 204包括寄存器216、寄存器218和寄存器220。类似地，在至少一个示例中，PRU 208包括寄存器222和寄存器224。

在微控制器200的操作示例中，在GPIO接口202处接收数据。在一些示例中，该数据是从接口(诸如CAN接口、LIN接口、SENT接口)接收的数据。在一些示例中，数据是从相同接口但在不同的时间点接收的(例如，在时间t1从CAN接口接收的数据和在时间t1之后的时间t2从相同CAN接口接收的数据)。在其他示例中，数据是从任何适当类型的多个接口接收的。在一些示例中，接收的数据是GPIO接口202写入寄存器216的第一数据。在一些示例中，微控制器200进一步接收GPIO接口202写入寄存器218的第二数据。在一些示例中，PRU 204对寄存器216和寄存器218的数据执行多个逻辑操作，以将寄存器216和寄存器218的数据多路复用到寄存器220中。PRU 204将多路复用数据从寄存器220复制(或在一些示例中，移动)到缓冲器206。在一些示例中，缓冲器206被称为暂存器。在一些示例中，PRU 204在单个时钟周期中将多路复用数据从寄存器220复制到缓冲器206。在一些示例中，在单个时钟周期中将多路复用数据从寄存器220复制到缓冲器206是通过总线212的宽度(例如，位数)实现的。

在一些示例中，PRU 204等待将多路复用数据从寄存器220复制到缓冲器206，直到PRU 204从缓冲器206读取预定触发值。在一些示例中，当PRU 208为额外数据做好准备时，由PRU 208将预定触发值存储到缓冲器206。当PRU 204从缓冲器206读取预定触发值时，PRU204如上所述将多路复用数据从寄存器220复制到缓冲器206。在将多路复用数据从寄存器220复制到缓冲器206后，PRU 204进一步将第二预定触发值写入缓冲器206。在一些示例中，第二预定触发值向PRU 208通知数据在缓冲器206中可供PRU 208读取和进一步处理和/或传输。

当PRU 208从缓冲器206读取第二预定触发值时，第二PRU 208将多路复用数据从缓冲器206复制到寄存器222。在一些示例中，PRU 208对多路复用数据执行一个或多个逻辑操作(例如，诸如对多路复用数据进行反转)，并将修改的多路复用数据复制到寄存器224。寄存器224在一些示例中是先进先出(FIFO)寄存器，数据从该寄存器从微控制器200传输。例如，MII接口210从寄存器224读取数据，并经由低层通信信道(例如，诸如以太网物理层)输出数据。在PRU 208从缓冲器206读取和处理数据并准备好处理额外数据后(例如，诸如当保持在寄存器24中的数据量达到阈值量时)，在一些示例中，PRU 208将预定触发值写入缓冲器206以再次由PRU 204读取。

现在转到图3，示出了说明性方法300的流程图。在一些示例中，该方法300适于由微控制器实施，诸如当微控制器200被实施为图1的系统100的微控制器110时由图2的微控制器200实施。因此，在描述方法300时参考微控制器200的至少一些部件。在一些示例中，方法300由PRU 204实施。在一些示例中，该方法300是经由GPIO接口的数据接收方法，如本文中所述。

在操作302处，PRU 204被配置为在通用输入(GPI)操作模式下操作。在一些示例中，PRU 204被配置为在GPI操作模式下操作使GPIO接口202能够将数据写入PRU 204的一个或多个寄存器中。在一些示例中，由GPIO接口202写入PRU 204的寄存器中的数据是来自CAN接口、LIN接口和/或SENT接口的数据。

在操作304处，PRU 204读取第一数据样本。第一数据样本从PRU 204的寄存器读取。第一数据样本对应于来自CAN接口、LIN接口和/或SENT接口的如由GPIO接口202写入PRU204的寄存器中的数据。

在操作306处，PRU 204等待预定时间量。在一些示例中，PRU 204等待约36纳秒。在一些示例中，36纳秒对应于执行九个无操作命令，每个命令对应于约4纳秒的一个时钟周期(例如，在根据频率为约250兆赫兹的时钟信号操作的系统中)。在方法300的一些实施方式中，省略了操作306。

在操作308处，PRU 204读取第二数据样本。第二数据样本从PRU 204的寄存器读取。第二数据样本对应于来自CAN接口、LIN接口和/或SENT接口的如由GPIO接口202写入PRU204的寄存器中的数据。

在操作310处，PRU 204对第一数据样本和第二数据样本进行多路复用以生成多路复用数据。在一些示例中，多路复用数据包括第一数据样本中的一些和第二数据样本中的一些。下面关于图4进一步描述对第一数据样本和第二数据样本进行多路复用以生成多路复用数据的过程的至少一个示例。

在操作312处，PRU 204将多路复用数据传输到缓冲器206。在一些示例中，多路复用数据在单个时钟周期中经由宽边数据总线传输到缓冲器206，如本文中其他地方所述。在传输多路复用数据之后，在一些示例中，PRU 204进一步向缓冲器206传输触发值，以向PRU208通知多路复用数据存在于缓冲器206中以供PRU 208读取。在一些示例中，PRU 204每52纳秒向缓冲器206传输一次多路复用数据(例如，在根据频率约为250兆赫兹的时钟信号操作的系统中，每13个时钟周期传输一次)。在其他示例中，当PRU 204从缓冲器206读取由PRU208写入缓冲器206的预定触发值时，PRU 204将多路复用数据传输到缓冲器206，如本文中其他地方所述。

现在转到图4，示出了说明性方法400的流程图。在一些示例中，该方法400适于由微控制器实施，诸如当微控制器200被实施为图1的系统100的微控制器110时由图2的微控制器200实施。因此，在描述方法400时参考微控制器200的至少一些部件。在一些示例中，方法400由PRU 204实施。方法400是数据多路复用的示例性实施方式，诸如上文关于图3的方法300的操作310所描述的。

在操作402处，PRU 204对第一数据样本应用第一掩码(mask)。在一些示例中，第一数据样本存储在第一寄存器中，并且由第一数据样本的掩码产生的数据存储在第二寄存器中。在一些示例中，掩码只隔离和/或选择感兴趣数据位。例如，在一些实施方式中，掩码针对第一数据样本的每个感兴趣位包括逻辑“1”值，并且在掩码和第一数据样本之间执行“逻辑与”运算。该“逻辑与”运算的结果存储在第二寄存器中。

在操作404处，PRU 204对数据样本应用第二掩码。在一些示例中，该数据样本是第一数据样本。在其他示例中，该数据样本是第二数据样本。在一些示例中，以与关于操作402的描述基本相同的方式执行该掩蔽(masking)，但掩蔽的结果存储在第三寄存器中。

在操作406处，第二经掩蔽的数据被移位。在一些示例中，第二经掩蔽的数据被移位，以使第二经掩蔽的数据对准与第一经掩蔽的数据相邻的位位置。在一些示例中，第二经掩蔽的数据通过执行逻辑移位运算来移位。

在操作408处，第一经掩蔽的数据和移位后的第二经掩蔽的数据被组合。在一些示例中，通过在第二寄存器和第三寄存器之间执行“逻辑或”运算来组合经掩蔽的数据。在一些示例中，组合的结果存储在第二寄存器或第三寄存器中。在其他示例中，组合的结果存储在不同的寄存器中。在一些示例中，操作408的结果是多路复用数据，如本文中其他地方所述。

虽然在方法400中没有示出，但在各种示例中，操作404至408用一个或多个不同的掩码执行一个或多个额外次数来选择不同的数据位。在重复操作404至408的这些示例中的至少一些中，操作408的结果与重复操作408的结果组合。在一些示例中，操作408的结果与重复操作408的结果组合的该结果是多路复用数据，如本文中其他地方所述。

现在转到图5，示出了说明性方法500的流程图。在一些示例中，该方法500适合于由微控制器实施，诸如当微控制器200被实施为图1的系统100的微控制器110时由图2的微控制器200实施。因此，在描述方法500时参考微控制器200的至少一些部件。在一些示例中，方法500由PRU 208实施。在一些示例中，方法500是如本文中所述的以太网物理层(或LVDS接口)上的数据传输的方法。

在操作502处，PRU 208被配置为在MII操作模式下操作，并且FIFO寄存器被初始化。在一些示例中，PRU 208被配置为在MII操作模式下操作，使MII接口210能够将数据输出到以太网物理层。在一些示例中，FIFO寄存器持有数据，MII接口210经由以太网物理层输出或传输该数据。

在操作504处，PRU 208读取FIFO寄存器并等待，直到FIFO寄存器具有尚未被发送的保持的预定量的数据。在一些示例中，预定量的数据是一半字节数据。在其他示例中，预定量的数据是任何合适量的数据。在一些示例中，等待直到FIFO寄存器具有预定量的数据防止在FIFO寄存器中的现有数据可以被发送之前，将过多的数据加载到FIFO寄存器中而导致数据溢出(overflow)。等待直到FIFO寄存器具有预定量的数据也防止在FIFO寄存器中的所有现有数据被发送之前将更多的数据加载到FIFO寄存器中而导致数据下溢(overflow)。在一些示例中，在完成操作504后，PRU 208将预定触发值(如本文中其他地方所述)写入缓冲器206。

在操作506处，PRU 208从缓冲器206读取多路复用数据。在一些示例中，PRU 208响应于从缓冲器206读取第二预定触发值而从缓冲器206读取多路复用数据，如本文中其他地方所述。例如，在缓冲器206中存在第二预定触发向PRU 208表明，多路复用数据在缓冲器206中可供PRU 208读取。

在操作508处，PRU 208将多路复用数据移动到FIFO寄存器。在一些示例中，将多路复用数据移动到FIFO寄存器使多路复用数据排队以用于由MII接口210经由以太网物理层从FIFO寄存器传输。在将多路复用数据移动到FIFO寄存器之后，在一些示例中，方法500返回到操作504。

在一些示例中，方法500进一步包括操作510。在操作510处，数据经由以太网物理层从FIFO寄存器传输。在其他示例中，数据经由LVDS接口从FIFO寄存器传输。在一些示例中，该传输是由MII接口210执行的。在一些示例中，操作508并行地进行到操作504和操作510两者。在其他示例中，虽然在图5中没有示出，但操作508代替地进行到操作510，并且操作510然后在传输数据后返回到操作504。

现在转到图6，示出了说明性方法600的流程图。在一些示例中，方法600适于由微控制器实施，诸如当微控制器200被实施为图1的系统100的微控制器124时由图2的微控制器200实施。因此，在描述方法600时参考微控制器200的至少一些部件。在一些示例中，方法600由PRU 208实施。在一些示例中，方法600是本文中所述的从以太网物理层(或LVDS接口)进行的数据接收的方法。

在操作602处，PRU 208监测对帧开始(SOF)指示符的接收。在一些示例中，SOF指示符是由在以太网物理层上传输数据的MII接口输出的SOF数据位。在一些示例中，SOF指示符指示由MII接口输出的用于由PRU 208接收的数据流的开始。当没有接收到SOF指示符时，方法600保持在操作602。当接收到SOF指示符时，方法600进行到操作604。

在操作604处，PRU 208监测对帧结束(EOF)指示符的接收。在一些示例中，EOF指示符是由在以太网物理层上传输数据的MII接口输出的EOF数据位。在一些示例中，EOF指示符指示由MII接口输出的用于由PRU 208接收的数据流的结束。当没有接收到EOF指示符时，方法600保持在操作604。当接收到EOF指示符时，方法600进行到操作606。

在操作606处，PRU 208确定接收到的数据在PRU 208的寄存器中是否可用。在一些示例中，该寄存器是接收经由以太网物理层传输到PRU 208的数据的FIFO寄存器。当数据不可用时，方法600保持在操作606。当数据可用时，该方法600进行到操作608。

在操作608处，从寄存器读取在操作606处确定为可用的数据。在一些示例中，该数据是由PRU 208读取的。在一些示例中，读取的数据是多路复用数据(例如，代表若干个不同样本，被多路复用以用于经由以太网物理层在单个数据流中一起传输的数据，如本文中其他地方所述)。

在操作610处，读取的数据被传输到缓冲器，并在缓冲器中设置触发值。在一些示例中，该触发值向另一设备(诸如PRU 204)通知该读取的数据在缓冲器中是可用的。在将接收到的数据和触发值传输到缓冲器后，在一些示例中，方法600返回到操作602以等待额外数据。在其他示例中，在操作610之后在返回到操作602之前存在一个或多个操作。在一些示例中，这些操作包括推进与寄存器相关联的指针以准备接收要写入寄存器中的额外接收到的数据。

现在转到图7，示出了说明性方法700的流程图。在一些示例中，方法700适于由微控制器实施，诸如当微控制器200被实施为图1的系统100的微控制器124时由图2的微控制器200实施。因此，在描述方法700时参考微控制器200的至少一些部件。在一些示例中，方法700由PRU 204实施。在一些示例中，方法700是在GPIO接口上的数据传输方法，如本文中其他地方所述。

在操作702处，PRU 204被配置为在通用输出(GPO)操作模式下操作。在一些示例中，PRU 204被配置为在GPO操作模式下操作使GPIO接口202能够从PRU 204的一个或多个寄存器读取和输出数据。在一些示例中，由GPIO接口202从PRU 204的寄存器读取的数据是被传输到CAN接口、LIN接口和/或SENT接口的数据。

在操作704处，PRU 204从缓冲器206读取多路复用数据，并将多路复用数据写入PRU 204的寄存器中。在一些示例中，多路复用数据是由PRU 208写入缓冲器206中的数据。在一些示例中，在确定PRU 208已将预定触发值写入缓冲器206中之后，PRU 204从缓冲器206读取多路复用数据。在一些示例中，该确定是基于缓冲器206中存在预定触发值而作出的。在一些示例中，预定触发值指示PRU 208已将多路复用数据写入缓冲器206以用于由PRU204读取。

在操作706处，PRU 204对多路复用数据进行解多路复用，以恢复第一数据样本和第二数据样本。下面将关于图8进一步描述对多路复用数据进行解多路复用以恢复第一数据样本和第二数据样本的过程的至少一个示例。

在操作708处，PRU 204重置缓冲器206中的预定触发值。在一些示例中，PRU 204通过清除包含预定触发值的寄存器中的所有数据位来重置预定触发值(例如，通过在预定触发值和零值之间执行“逻辑与”运算)。

在操作710处，PRU 204输出第一数据样本和第二数据样本。在一些示例中，第一数据样本和第二数据样本由GPIO接口202输出。在一些示例中，GPIO接口202将第一数据样本和/或第二数据样本的第一部分输出到第一接口(例如，诸如CAN接口)，并将第一数据样本和/或第二数据样本的第二部分输出到第二接口(例如，诸如LIN接口或SENT接口)。

现在转到图8，示出了说明性方法800的流程图。在一些示例中，方法800适于由微控制器实施，诸如当微控制器200被实施为图1的系统100的微控制器124时由图2的微控制器200实施。因此，在描述方法400时参考微控制器200的至少一些部件。在一些示例中，方法400由PRU 204实施。方法400是数据解多路复用的示例性实施方式，例如上文关于图7的方法700的操作706所述。

在操作802处，PRU 204对多路复用数据应用第一掩码。在一些示例中，多路复用数据存储在第一寄存器中，并且由多路复用的掩蔽产生的数据存储在第二寄存器中。在一些示例中，该掩码只隔离和/或选择感兴趣数据位。例如，在一些实施方式中，掩码针对多路复用数据的每个感兴趣位包括逻辑“1”值，并且在掩码和多路复用数据之间执行“逻辑与”运算。该“逻辑与”运算的结果存储在第二寄存器中。

在操作804处，PRU 204对多路复用数据应用第二掩码。在一些示例中，以与关于操作802描述的基本相同的方式执行该掩蔽，但掩蔽的结果存储在第三寄存器中。

在操作806处，第二经掩蔽的数据被移位。在一些示例中，第二经掩蔽的数据被移位，以将第二经掩蔽的数据与第一经掩蔽的数据分开一个或多个位。在一些示例中，第二经掩蔽的数据通过执行逻辑移位运算来移位。根据在生成多路复用数据时利用的特定多路复用过程来确定第二经掩蔽的数据被移位的位置(例如，位)数。例如，在一些实施方式中，第二经掩蔽的数据被移位的位置数应与在掩蔽数据中执行的移位(诸如在图4的方法400的操作406处)的大小相等且方向相反。

在操作808处，PRU 204对多路复用数据应用第三掩码。在一些示例中，以与关于操作802描述的基本相同的方式执行该掩蔽，但掩蔽的结果存储在第四寄存器中。

在操作810处，第三经掩蔽的数据被移位。在一些示例中，以与关于操作806描述的基本相同的方式执行第三经掩蔽的数据的移位。根据在生成多路复用数据时利用的特定多路复用过程来确定第三经掩蔽的数据被移位的位置(例如，位)数。

在操作812处，移位后的第二经掩蔽的数据和移位后的第三经掩蔽的数据被组合。在一些示例中，通过执行“逻辑或”运算来组合经掩蔽的数据。

在操作814处，操作812的结果和第一经掩蔽的数据被组合。在一些示例中，操作814的结果是第一数据样本，如本文中其他地方所述。

在操作816处，PRU 204对多路复用数据应用第四掩码。在一些示例中，以与关于操作802描述的基本相同的方式执行该掩蔽，但掩蔽的结果存储在第五寄存器中。

在操作818处，第四经掩蔽的数据被移位。在一些示例中，以与关于操作806描述的基本相同的方式执行第四经掩蔽的数据的移位。根据在生成多路复用数据时利用的特定多路复用过程来确定第四经掩蔽的数据被移位的位置(例如，位)数。

在操作820处，操作812的结果和移位后的第四经掩蔽的数据被组合。在一些示例中，操作820的结果是第二数据样本，如本文中其他地方所述。

现在转到图9，示出了数据变换的说明性图示900。图示900代表了存在于微控制器中的至少一些数据，该微控制器诸如图2的微控制器200(当微控制器200实施为图1的系统100的微控制器110时)。因此，在描述图示900时参考微控制器200的至少一些部件。

图示900示出了原始数据的样本1至6。在一些示例中，原始数据是由GPIO接口202写入PRU 204的寄存器中的数据。如图示900所示，原始数据的宽度为9个位。进一步地，如图示900所示，数据C1、C2、C3和C4对应于从CAN接口接收的数据，数据L1、L2、L3和L4对应于从LIN接口接收的数据，并且数据S对应于从SENT接口接收的数据。图示900进一步示出了多路复用数据1至3，其中多路复用数据1包括来自样本1和样本2的数据，多路复用数据2包括来自样本3和样本4的数据，并且多路复用数据3包括来自样本5和样本6的数据。

在一些示例中，没有从外部数据源(例如，输入接口)提取样本。例如，原始数据的样本6包括X占位符，其指示没有从外部数据源提取样本。代替地，微控制器利用样本的可用空间来包括同步模式或其他数据。同步模式在多路复用数据的样本6中被示出为I。

如图示900所示，在一些示例中，多路复用数据是通过掩蔽、移位和组合样本1和样本2的位来生成的。例如，C1、C2和C3从样本1掩蔽出。L1进一步从样本1掩蔽出，右移一个位置，并与C1、C2和C3组合以形成多路复用数据1的样本1部分。类似地，C1、C2和C3从样本2掩蔽出。L2进一步从样本2中掩蔽出，右移两个位置，并与C1、C2和C3组合以形成多路复用数据1的样本2部分。然后，多路复用数据1的样本1部分和多路复用数据1的样本2部分组合在一起以形成多路复用数据1，以用于传输到另一部件(例如，诸如通过缓冲器206传输到PRU208)。尽管为了描述的简洁和清晰在本文中没有描述，但在一些示例中，多路复用数据2和多路复用数据3根据与多路复用数据1相同的原理生成。

图示900进一步示出了恢复的数据1至6，其中恢复的数据1和2是从多路复用数据1恢复的，恢复的数据3和4是从多路复用数据2恢复的，并且恢复的数据5和6是从多路复用数据3恢复的。如图示900所示，在一些示例中，多路复用数据1的L1和L2在恢复的数据1和恢复的数据2两者中是公共的。然而，恢复的数据1和恢复的数据2的C1、C2和C3是独有的，分别对应于多路复用数据1中包括的C1、C2和C3的两个单独序列。在一些示例中，恢复的数据1和恢复的数据2中的未被包括在多路复用数据1中的数据位被设置为默认值0。尽管为了描述的简洁和清晰在本文中没有描述，但在一些示例中，恢复的数据3至6根据与恢复的数据1和2相同的原理恢复。

尽管已经描述了本文描述的各种方法的操作并且用附图标记进行了标记，但在各种示例中，该方法包括本文中未叙述的额外操作。在一些示例中，本文中叙述的操作中的任一个或多个包括一个或多个子操作。在一些示例中，本文中叙述的操作中的任一个或多个被省略。在一些示例中，本文中叙述的操作中的任一个或多个以不同于本文中所提出的顺序执行(例如，以相反的顺序、基本同时、重叠等)。这些可替代方案中的每个都旨在落入本说明书的范围内。

术语“包括”和“包含”是开放式的，意味着“包括但不限于……”。术语“耦合”涵盖使功能关系与本说明书的描述一致的连接、通信或信号路径。例如，如果设备A生成信号以控制设备B执行动作，则在第一示例中设备A耦合到设备B，或在第二示例中设备A通过中间部件C耦合到设备B(如果中间部件C没有实质性地改变设备A和设备B之间的功能关系)，使得设备B经由设备A生成的控制信号被设备A控制。“被配置为”执行任务或功能的设备可以在制造商制造时被配置(例如，编程和/或硬接线)为执行该功能，和/或可以在制造后可由用户配置(或重新配置)为执行该功能和/或其他额外或可替代功能。配置可以通过设备的固件和/或软件编程，通过设备的硬件部件和互连的构造和/或布局，或其组合。此外，包括某些部件的电路或设备可以代替地被配置为耦合到这些部件以形成期望的电路系统或设备。例如，被描述为包括一个或多个半导体元件(诸如晶体管)、一个或多个无源元件(诸如电阻器、电容器和/或电感器)和/或一个或多个源(诸如电压源和/或电流源)的结构可以代替地在单个物理设备(例如半导体管芯和/或集成电路(IC)封装)内仅包括半导体元件，并且可以被配置为在制造时或制造后(例如，由终端用户和/或第三方)耦合到无源元件和/或源中的至少一些以形成所描述的结构。

被描述为特定工艺的部件可以换成其他工艺技术的部件，并且电路可以被重新配置为提供期望的功能。除非另有说明，否则作为电阻器示出的部件代表了被串联和/或并联耦合以提供由示出的电阻器代表的阻抗量的任一个或多个元件。而且，短语“接地电压电位”包括机壳接地、地面接地、浮置接地、虚拟接地、数字接地、公共接地和/或适用于或适于本说明书的教导的任何其他形式的接地连接。除非另有说明，否则数值前面的“约”、“大约”或“基本上”是指所述数值的+/-10％。

在权利要求的范围内，所描述的实施例中的修改是可能的，并且其他实施例是可能的。

Claims (20)

1.一种电路，其包括：

缓冲器；

第一可编程实时单元即第一PRU，其耦合到所述缓冲器并被配置为耦合到输入接口，其中所述第一PRU进一步被配置为：

接收由所述输入接口采样的第一数据；

接收由所述输入接口采样的第二数据；

对所述第一数据和所述第二数据进行多路复用以生成多路复用数据；并且

将所述多路复用数据传输到所述缓冲器；以及

第二PRU，其耦合到所述缓冲器并被配置为耦合到输出接口，其中所述第二PRU进一步被配置为：

从所述缓冲器获得所述多路复用数据；并且

经由以太网物理层传输所述多路复用数据。

2.根据权利要求1所述的电路，其中所述输入接口是通用输入/输出接口，并且其中所述输出接口是介质无关接口。

3.根据权利要求1所述的电路，其中从控制器区域网络接口即CAN接口、本地互连网络接口即LIN接口，或单边半字节传输接口即SENT接口对接收到的数据进行采样。

4.根据权利要求1所述的电路，其中所述第二PRU进一步被配置为：

在先进先出寄存器即FIFO寄存器中存储用于经由所述以太网物理层传输的所述多路复用数据；

当预定量的数据保持在所述FIFO寄存器中时，将第一触发值存储在所述缓冲器中；并且

当所述第二PRU确定第二触发值存储在所述缓冲器中时，从所述缓冲器获得所述多路复用数据，并且

其中所述第一PRU进一步被配置为：

当所述第一PRU确定所述第一触发值存储在所述缓冲器中时，将所述多路复用数据存储在所述缓冲器中；并且

在将所述多路复用数据存储在所述缓冲器中之后，将所述第二触发值存储在所述缓冲器中。

5.根据权利要求1所述的电路，进一步包括微控制器，其包括：

第二缓冲器；

第三PRU，其耦合到所述第二缓冲器并被配置为耦合到第二输入接口，其中所述第三PRU进一步被配置为：

经由所述以太网物理层接收所述多路复用数据；并且

将所述多路复用数据传输到所述第二缓冲器；以及

第四PRU，其耦合到所述第二缓冲器并被配置为耦合到第二输出接口，其中所述第四PRU进一步被配置为：

从所述第二缓冲器获得所述多路复用数据；

对所述多路复用数据进行解多路复用以恢复所述第一数据和所述第二数据；并且

经由所述第二输出接口传输所述第一数据和所述第二数据。

6.根据权利要求5所述的电路，其中所述第二输出接口是通用输入/输出接口，并且其中所述输出接口是介质无关接口。

7.根据权利要求1所述的电路，其中所述多路复用数据经由所述以太网物理层作为基于样本的通信进行传输，而不利用以太网数据分组。

8.一种系统，其包括：

低层通信信道；

第一微控制器，其耦合到所述低层通信信道，其中所述第一微控制器被配置为：

对第一通用输入数据接口进行采样以生成第一数据样本；

对第二通用输入数据接口进行采样以生成第二数据样本；

组合所述第一数据样本和所述第二数据样本以生成组合数据；并且

经由所述低层通信信道基于样本传输所述组合数据；以及

第二微控制器，其耦合到所述低层通信信道，其中所述第二微控制器被配置为：

经由所述低层通信信道接收基于所述样本传输的所述组合数据；

分离所述组合数据以重新创建所述第一数据样本和所述第二数据样本；

将所述第一数据样本输出到对应于所述第一通用输入数据接口的第一通用输出数据接口；并且

将所述第二数据样本输出到对应于所述第二通用输入数据接口的第二通用输出数据接口。

9.根据权利要求8所述的系统，其中所述低层通信信道是能够在以太网物理层处进行数据传输的信道。

10.根据权利要求9所述的系统，其中在所述以太网物理层处传输所述组合数据，而不将所述组合数据打包成以太网分组。

11.根据权利要求8所述的系统，其中所述低层通信信道是能够根据低压差分信令进行数据传输的信道。

12.根据权利要求8所述的系统，其中组合所述第一数据样本和所述第二数据样本以生成所述组合数据包括对所述第一数据样本和所述第二数据样本进行多路复用以生成所述组合数据，并且其中分离所述组合数据以重新创建所述第一数据样本和所述第二数据样本包括对所述组合数据进行解多路复用以恢复所述第一数据样本和所述第二数据样本。

13.根据权利要求8所述的系统，其中所述第一通用输入数据接口和所述第二通用输入数据接口各自是控制器区域网络接口即CAN接口、本地互连网络接口即LIN接口，或单边半字节传输接口即SENT接口中的一个，并且其中所述第一通用输出数据接口和所述第二通用输出数据接口分别具有与所述第一通用输入数据接口和所述第二通用输入数据接口相同的类型。

14.一种方法，其包括：

对第一数据接口进行采样以生成第一数据样本；

对第二数据接口进行采样以生成第二数据样本；

组合所述第一数据样本和所述第二数据样本以生成组合数据；以及

在以太网通信物理层处基于样本传输所述组合数据。

15.根据权利要求14所述的方法，其中组合所述第一数据样本和所述第二数据样本包括对所述第一数据样本和所述第二数据样本进行多路复用。

16.根据权利要求14所述的方法，其中所述采样由第一处理器执行，所述第一处理器经由通用输入/输出接口接收数据并将所述组合数据复制到缓冲器，并且其中所述传输由第二处理器执行，所述第二处理器经由介质无关接口输出数据并将所述组合数据从所述缓冲器复制到所述第二处理器以用于传输。

17.根据权利要求14所述的方法，进一步包括：

经由所述以太网物理层接收所述组合数据；

分离所述组合数据以恢复所述第一数据样本和所述第二数据样本；

将所述第一数据样本输出到具有与所述第一数据接口相同的类型的第一输出接口；以及

将所述第二数据样本输出到具有与所述第二数据接口相同的类型的第二输出接口。

18.根据权利要求17所述的方法，其中所述第一数据接口和所述第一输出接口各自是控制器区域网络接口即CAN接口、本地互连网络接口即LIN接口，或单边半字节传输接口即SENT接口中的相同的一个。

19.根据权利要求14所述的方法，其中在所述以太网物理层处传输所述组合数据，而不将所述组合数据打包成以太网分组。

20.根据权利要求14所述的方法，其中所述组合数据进一步包括同步模式。

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