CN113691430B - 操作通信总线的方法、对应系统、设备以及车辆 - Google Patents

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Abstract

本公开的实施例涉及操作通信总线的方法、对应系统、设备以及车辆。一种操作CAN总线的实施例方法，包括经由相应CAN收发器电路将第一设备和第二设备耦合到CAN总线，以及配置相应CAN收发器电路以在由相应第一设备或第二设备经由CAN总线传输消息期间将CAN总线设置为隐性电平。

Description

操作通信总线的方法、对应系统、设备以及车辆
相关申请的交叉引用
本申请要求2020年5月18日提交的意大利专利申请号102020000011479的权益，该申请通过引用结合于此。
技术领域
本说明书涉及在汽车应用中使用的总线支持通信。例如，一个或多个实施例可以应用于车辆的电子控制单元(ECU)与车辆的一个或多个致动器设备和/或传感器设备之间的通信。
背景技术
汽车领域中的各种应用涉及经由总线网络进行数据交换。高数据速率、鲁棒性、故障检测、安全性和低成本是此类总线网络所希望的特征。
现有的高数据速率(例如，1Mb/s)标准化车辆通信系统可能涉及复杂和精确的协议控制器，例如使用外部组件。这些可能会变得昂贵，特别是当实现为单芯片模拟/双极性专用集成电路(ASIC)或专用标准产品(ASSP)时。
车辆灯(例如，前、后和车内灯)正变得日益复杂和分布式(例如，矩阵发光二极管(LED)、环境LED)。控制这种复杂的分布式照明系统可依赖于高数据速率总线系统。此外，汽车级的安全性和鲁棒性是理想的，尤其是对于前后照明系统。
因此，本领域已知的解决方案可以依赖于CAN(控制器局域网)总线的使用，可选地根据CAN FD协议，用于根据主-从通信方案管理用于照明模块的一个或多个ECU和驱动器电路之间的通信。文献EP 3547620 A1和US 2019/0294572 A1是这种已知解决方案的示例。
发明内容
尽管在该区域开展了广泛的活动，但需要进一步改进解决办法。
例如，所希望的解决方案可以在总线通信系统中提供针对电磁干扰(EMI)的改进的抗扰性。
一个或多个实施例的目的是有助于提供这种改进的解决方案。
根据一个或多个实施例，这样的目的可以通过具有权利要求中阐述的以下特征的方法来实现。
一个或多个实施例可以涉及相应设备，例如，旨在一起工作的主机和从机(接口)。
一个或多个实施例可以涉及对应系统。
一个或多个实施例可以涉及对应车辆，例如，诸如机动车的机动车辆。
权利要求是本文提供的关于实施例的技术教导的组成部分。
根据一个或多个实施例，提供了一种方法，包括经由相应CAN收发器电路将第一设备和第二设备的集合耦合到CAN通信总线，以通过CAN通信总线交换消息。该方法可以包括将第一设备配置为通信主设备，以经由CAN通信总线传送携带操作数据消息部分的集合的第一消息和寻址到第二设备的集合中的第二设备的第二消息，操作数据消息部分的集合指示用于由第二设备的集合中的第二设备实现的操作。第二消息可以传递标识第二消息寻址到的第二设备的集合中的第二设备中的相应第二设备的标识符，请求在相应预期反应间隔内向第一设备作出相应反应。该方法可以包括将第二设备的集合中的所述第二设备配置为通信从设备，以经由CAN通信总线接收从第一设备传送的第一消息，读取操作数据消息部分的集合中的相应操作数据消息部分，并根据所读取的相应操作数据消息部分实现相应操作，以及经由CAN通信总线接收从第一设备传送的第二消息，并通过经由CAN通信总线向被配置为通信主设备的第一设备传送反应消息，在相应预期反应间隔内对第二消息作出反应。该方法可以包括配置相应CAN收发器电路以(例如，选择性地)在相应第一设备或第二设备经由CAN通信总线传输消息期间将CAN通信总线设置为隐性电平(例如，逻辑1)。
因此，一个或多个实施例可以在例如在汽车行业中使用的总线通信系统中提供被驱动位的改进的对称性和增强的抗电磁干扰的抗扰性。
附图说明
现在将参考附图仅以示例的方式描述一个或多个实施例，其中：
图1是根据一个或多个实施例总线通信系统的示例；
图2是一个或多个实施例中端到端保护帧的内容的示例；
图3是根据一个或多个实施例用于生成端到端控制字段的过程的示例性流程图；
图4是根据一个或多个实施例用于验证端到端控制字段的过程的示例性流程图；以及
图5至图16是一个或多个实施例中各种类型帧的内容的示例。
具体实施方式
在随后的描述中，示出了一个或多个具体细节，旨在提供对本描述的实施例的示例的深入理解。可以在没有一个或多个特定细节的情况下，或者通过其它方法、组件、材料等来获得实施例。在其它情况下，未详细说明或描述已知的结构、材料或操作，使得实施例的某些方面不会被遮蔽。
在本说明书的框架中对“实施例”或“一个实施例”的提及旨在指示关于实施例描述的特定配置、结构或特征包括在至少一个实施例中。因此，在本说明书的一个或多个点中可能存在的诸如“在实施例”或“在一个实施例”的短语不一定指的是一个且相同的实施方式。此外，特定构形、结构或特征可以在一个或多个实施例中以任何适当的方式组合。
在本文所附的整个附图中，相同的部件或元件用相同的附图标记/标号表示，并且为简洁起见，将不再重复相应的描述。
本文使用的标题/参考仅仅是为了方便而提供的，因此不限定实施例的保护程度或范围。
汽车微控制器的计算能力的不断提高和高数据速率网络的发展为数据处理和控制合并在单个电子控制单元(ECU)中提供了可能。应注意，被配置为执行数据处理和设备控制的这种电子控制单元可以位于接近致动器和传感器放置在车辆中的区域的位置，例如，以实现所谓的“区控制器”。这样的区控制器可以放置在车辆的各个区域(区)中，并且可以通过高带宽网络(例如以太网)连接到一个或多个中央ECU。区控制器可以能够收集传感器数据和驱动致动器，例如，以高时间分辨率。因此，对从传感器收集的和/或寻址到致动器的数据的处理可以在区控制器中执行，而不需要提供专用的处理电路，专用的处理电路布置在承载传感器和/或致动器的同一电路板上。一侧的致动器和/或传感器与另一侧的(区)控制器之间的网络连接不限于专用组件，而是可以通过车辆来路由，因此可能需要稳健、可靠和可信的网络。
其中可以实现“区控制器架构”的示例性应用涉及控制车辆的灯，例如，以实现动画后灯。除了诸如转弯指示器、制动指示器和尾灯的常规功能之外，这样的应用可以提供诸如告知和警告车辆后面交通的能力以及用于设计和品牌推广的动画的附加特征。这样的功能和/或动画可以通过控制数百个单独光源(例如，LED光源)来实现，这些单独光源可以以单独强度的高分辨率动态地激活。此外，可以从LED驱动器循环地获得诊断数据，以在故障时提供短的反应时间。
例如，上述示例性应用可以依赖于CAN协议(例如，CAN FD协议)的适配来支持一个或多个附加功能。
例如，CAN协议可以适用于主-从通信体系结构，这是从先前引用的文献EP3547620 A1和US 2019/0294572 A1中已知的，这些文献通过引用结合于此。
因此，一个或多个实施例可以涉及可在汽车条件下使用的稳健主-从通信总线接口，其在下文中可被标记为“CAN FD光”。这样的CAN FD光协议可以使用CAN FD物理接口和协议(因此，差分总线布线)，并且可以提供用于同步的定义的边缘密度。出于安全原因，可以实现循环冗余校验(CRC)和错误校验。通信主机可以被实现为使用微控制器中的协议控制器和CAN FD收发器的区控制器。通信从机可以位于LED卫星中。
注意，虽然在本说明书中仅为了示例而广泛地参考CAN FD协议，但一个或多个实施例可以应用于不同类型的CAN协议，例如CAN XL协议。
一个或多个实施例可以涉及如图1所例示的总线系统。总线系统可以包括经由总线30耦合并由电源40(例如，设置在车辆V中的电池)供电的通信主设备10和通信从设备组201、202、……、20n。主设备可以在电子控制单元(ECU)中实现，电子控制单元(ECU)被配置为控制车辆V的至少一个照明设备(例如，LED照明设备)，诸如车辆V的前灯、后灯或内灯。
应再次注意，仅以示例的方式提及车辆中的照明系统。如本文所公开的通信体系结构通常可以应用于车辆中的任何通信系统，包括被配置为处理数据和控制致动器的“区控制器”或“域控制器”，以及经由总线网络耦合到区控制器的传感器/致动器组。例如，一个或多个实施例可以依赖于电池管理系统或高级驾驶员辅助系统。
主设备10可以包括主(例如，降压)转换器101、可选(例如，再次降压)转换器102、低压差(LDO)线性电压调节器、待机、复位和窗口以及看门狗电路块103、电压监控器、电源良好、振荡器和使能电路块104、微控制器单元106、用于与可能包括在车辆V中的其他ECU通信的可选收发器电路105(例如，LIN2.2/HS-CAN收发器)以及到外部通信总线107的可选接入点，外部通信总线107连接到收发器105以用于与包括在车辆V中的其他ECU通信。
微控制器单元106可以包括协议控制器电路。主设备10还可以包括CAN FD收发器(在图1中不可见)，该收发器被配置为耦合到CAN总线30。
从设备可以实现为“卫星”设备，例如LED驱动器电路。
根据主-从通信方案，在一个或多个实施例中，从设备可以仅在接收到来自主设备的请求时发送消息(或帧)。一个或多个实施例可以不涉及冲突解决方法，因为在正常操作期间可以避免冲突。冲突可以视为错误。
在正常操作中，主设备可以在定义的时间间隔内向从设备发送数据消息。这样的数据消息可以被连接到总线的所有从设备接收，并且数据流可以被从设备用作网络心跳或看门狗。如果在定义的时间间隔内从设备处未接收到数据消息，则从设备可以进入故障-安全(或跛行-回家)模式。
在一个或多个实施例中，主设备可以使用专用的“单播”命令帧向从设备请求诊断数据。例如，在定义的时间间隔内，只有一个被寻址的从机可以应答诊断请求帧。主设备可以使用此应答来检测从设备的可用性。
在一个或多个实施例中，通信协议可以使用CAN FD格式帧，而不需要比特率切换并且具有标准ID。在一个或多个实施例中，可以支持扩展(如支持扩展ID、经典CAN帧或比特率切换)。该实现所不支持的帧可被忽略。
在一个或多个实施例中，在一个数据帧期间，主设备可以发送多达64个数据字节(即，512位，1字节＝8位)，其可以被耦合到总线的所有设备(例如，“总线参与者”)接收。每个从设备可以从单个数据帧的数据字节(例如，512位)中挑选其操作所需的信息。这种帧可以被称为“多播”数据帧。每个从设备可以从单个数据帧中选取的比特数可以是特定于实现的，并且寻址到每个从设备的数据的位置可以在初始化序列期间确定。例如，如果每个从设备使用8位数据，则每个多播数据帧可以向多达64个从设备提供数据。通过将从设备配置为属于从设备的不同链，可以在总线系统中提供多于64个从设备。这些链可以通过CAN FD ID字段中的相应专用ID来寻址。
在一个或多个实施例中，还可以使用相应从地址单独寻址每个从设备，并且寻址的从设备可以应答所接收的这样的单独消息。从机ID可以是9位长(例如，SLAVE[8：0])，这可以使11位CAN FD ID字段的前两位可用于区分多播帧和单播帧(例如，根据CAN FD ID字段的最高有效位MSB的值)，以及主机请求和从机响应(例如，根据CAN FD ID字段的第二最高有效位的值，即标准CAN ID字段中的位数10)。
在一个或多个实施例中，根据ST SPI 4.1协议的消息可以嵌入到诊断请求和诊断响应帧的数据中，以便允许读取特定数据和/或将特定数据写入从设备的本地存储器中的特定地址。因此，在一个或多个实施例中，可以将全局状态寄存器与每个诊断请求一起发送回。
与传统的基于CAN的协议相反，一个或多个实施例可以利用应用于CAN协议的主从通信架构来在没有仲裁的情况下操作总线。因此，在一个或多个实施例中，如果与传统的基于CAN的协议相比，总线可以(例如，总是)主动地被拉到隐性电平(例如，逻辑1)，并且具有功能的扩展，在传统的基于CAN的协议中，由于仲裁，这是不可能的。在帧之间，总线可能不被驱动。因此，一个或多个实施例可以提供被驱动位的改进的对称性，并增加对电磁干扰(EMI)的抗扰性。
在传统的CAN/CAN FD收发器中，在发送数据时总线不被主动驱动为隐性。因此，对称性可能显著地依赖于总线的性质，例如电缆(例如，电缆的电容、电感、电阻)和导线的端接电阻器。在一个或多个实施例中，通过在两个方向(显性和隐性)上主动驱动总线，可以由驱动器电路更好地控制对称性和斜率。更精确的斜率和对称性可以改善主要来自驱动信号的不对称性的电磁发射。
因此，在一个或多个实施例中，在帧的传输期间，由于没有仲裁，从设备可以主动地将总线拉到隐性电平。在一个或多个实施例中，从设备可以因此不驱动差分电压以发信号通知逻辑1(隐性)，以便在其不发送数据时由连接到同一介质的其他节点接收。因此，在这段时间内，总线可以被驱动为隐性，其最大电流与适用于显性电平的最大电流相同(例如，CAN或CAN FD收发器的情况下为115mA)。
在一个或多个实施例中，作为不执行仲裁的结果，(仅)在数据阶段(例如，在CANXL协议中)期间使用的用于CAN收发器的模式可以用于整个帧。这还可以提供更高的EMI鲁棒性和对称性。
在一个或多个实施例中，可以在驱动器传送数据的同时驱动差分电压以传送逻辑1(隐性电平)的信号。
另外或可选地，收发器甚至可以不被限制为差分驱动器(对于“0”和“1”两者)。
例如，代替使用CAN FD收发器或CAN XL收发器来驱动表示逻辑信号的电压，一个或多个实施例可以依赖于这样的认识，即可以使用具有不同特性的任何其它输出驱动器和输入缓冲器来表示具有输出电压的逻辑值，例如，使用处于各种电压电平的CMOS输出缓冲器或CMOS输入缓冲器。
应注意，在没有主-从通信方案的情况下使用仲裁，总线作为“有线-与(wired-and)”连接工作。这可能涉及当在总线上传输数据时，代表逻辑“0”的电压总是覆盖(overwrites)代表逻辑“1”的电压。在主-从实现的情况下，只要不存在涉及由传送方设备驱动的逻辑“0”以重写总线上由另一传送方设备驱动的逻辑“1”的仲裁，就可以省去这一点。
例如，有时可以使用CMOS驱动器代替CAN收发器，以便由于降低了成本而在非常小的距离上简单化。在仲裁情况下，有线-与连接可以通过开漏驱动器(open drain drivers)实现，开漏驱动器可以仅主动驱动至0V，而逻辑“1”可以使用上拉电阻被动实现。在根据一个或多个实施例的主-从实现的情况下，也可以主动驱动表示逻辑“1”的电压。
一个或多个实施例可以旨在例如依赖于CAN协议(例如CAN FD或CAN XL)，在这种总线支持的通信系统中提供端到端数据保护。
为此目的，在一个或多个实施例中使用的设备(例如，主设备和从设备两者)可以支持具有E2E_P01_DATAID_NIBBLE的AUTOSAR端到端(E2E)保护控制配置文件1C。此配置文件在AUTOSAR E2E协议规范(2018年10月31日1.5.0版)的第6.3章中进行了描述，在此通过引用并入。AUTOSAR E2E协议规范的表6.1描述了相应机制。
一个或多个实施例可以实现对AUTOSAR E2E协议规范的偏离(例如，简化)。例如，一个或多个实施例可以依赖于：每个帧ID一个消息计数器，和/或一个错误计数器以对所有失配进行计数，和/或作为初始化通信接口的结果(例如，在加电、和/或唤醒、和/或退出故障-安全模式之后)，消息计数器和错误计数器的初始化。
在一个或多个实施例中，每个从设备可以生成用于输出帧的输出消息计数器值，例如，仅用于所传送的单播响应。端到端保护可以(仅)在寻址到从设备并被从设备接受的帧上进行校验(例如，具有正确的CAN FD帧错误校验，例如CRC)。
在一个或多个实施例中，可以为从设备接受的每个CAN ID校验单独的E2E消息计数器(例如，针对寻址到从设备的单播帧的消息计数器、针对寻址到从设备所属的从机链(chain of slaves)的多播帧的消息计数器、针对广播命令帧的消息计数器)。可以为每个被校验的消息计数器设置相应阈值。每个从设备可以只属于一个多播链。
在一个或多个实施例中，错误计数器可以对高于个别计数器失配阈值的所有消息计数器失配进行计数。
在一个或多个实施例中，所实现的看门狗机制可以执行超时检测，只要从设备不根据循环定时器轮询进入的消息。
如图2所示，其是具有E2E保护控制字段的CAN FD帧的结构的示例，E2E保护控制字段可以嵌入CAN FD帧的前两个数据字节中。CAN FD帧因此可以包括：标准ID字段(SID)200(例如，包括11位：SID[10：0])、控制字段CTRL 202(例如，包括6位)、数据长度代码字段203(例如，包括4位：DLC[3：0])、第一数据字节204(“数据字节1”)、包括部分206和208的第二数据字节(“数据字节2”)、另外的数据字节组210(例如，62个数据字节，“数据字节3”到“数据字节64”)、CRC字段212和ACK/EOF字段214。第一数据字节204可以包含8位CRC值(CRC[7：0])。第二数据字节可以包括第一部分206和第二部分208，第一部分206包括具有前导“0”的标准ID字段的高字节的低半字节(即，“0”，SID[10：8])，第二部分208包括计数器(例如，4位计数器COUNTER[3：0])。因此，第一数据字节204和第二数据字节206、208可以提供E2E保护控制字段。序列计数器和活动计数器是相同的。
在一个或多个实施例中，计算8位CRC值(CRC[7：0])可以依赖于使用根据CRC-8-SAE J1850的起始值为0016且异或(XOR)值为0016的多项式“1D16”。有关CRC计算、开始和XOR值以及校验计算正确性的方法的信息在AUTOSAR E2E协议规范的第6.13章中进行了描述。在一个或多个实施例中，可以按照以下顺序计算CRC值：SID[7：0]、“0”、SID[10：8]、COUNTER[3：0]、剩余数据字节(即，“数据字节3”至“数据字节64”)。比特流是从左到右计算的，即，按照比特传送和接收的顺序计算的。
仅作为示例，本说明书所附的表I示出了根据AUTOSAR E2E协议规范的配置文件1C进行CRC8计算的标准参数。一个或多个实施例可以依赖于不同的参数来计算CRC。
一个或多个实施例可以涉及由设备(无论是主设备还是从设备)传送的每个SID的消息计数器。由于从设备可以仅对具有单播SID的单播请求进行应答，所以在从设备中可以(仅)提供用于传送消息的一个计数器。根据AUTOSAR E2E协议规范的配置文件1C，序列计数器和活动计数器是相同的。同样根据AUTOSAR E2E协议规范的配置文件1C，计数器可以是从0计数到14并随后递增到0的4位计数器，即，计数器值15可以被跳过。计数器可以在每次发送消息后递增，并且可以在上电复位、唤醒和离开故障-安全模式后复位至0。因此，复位后设备发送的第一条消息可以使用计数器值0。
图2中的数据字节以“数据字节1”204开始，计数到“数据字节64”，即位于“数据字节1”204中的E2E保护控制字段是传输数据的第一个字节(即无字节0)。
由于在一个或多个实施例中，SID可以仅为11位长，因此SID的高半字节206可以以前导“0”开始。未使用的数据字节可以用FF16填充以达到CAN FD块大小(例如，由DLC代码确定)。
图3是发送方侧的E2E保护控制字段的生成过程的示例性流程图。该过程可以在主机(控制器)侧和/或从机侧实现。
生成E2E保护控制字段的过程在开始步骤300开始。
步骤302可以包括通过将输出消息计数器的值写入“数据字节2”的低半字节208来存储输出消息计数器的值。
步骤304可以包括通过将值{0，SID[10：8]}写入“数据字节2”的第一部分206来存储SID的上部的值。
步骤306可以包括计算序列SID[7：0]、“0”、SID[10：8]、COUNTER[3：0]上的CRC值，该序列后是直到DLC值的剩余数据字节(例如，“数据字节3”到“数据字节64”)。
步骤308可以包括将所计算的CRC值存储在第一数据字节204“数据字节1”中。
步骤310可以包括增加下一消息的传出消息计数器。
生成E2E保护控制字段的过程以结束步骤312结束。
在一个或多个实施例中，所接收消息的E2E保护控制字段可以在接收机侧(例如，在主设备和/或在从设备处，取决于哪个设备是发送方)被验证。如果在第一数据字节204中检测到失配的CRC值，或者如果在第二数据字节的部分206中检测到SID高字节的失配的低半字节，则可以丢弃帧而不进行进一步的动作。
可以对被设备接受为有效标识符的每个SID使用相应计数器，可能有一些例外。计数器可以由发送设备维护，而接收设备可以存储接收到的计数器值，并将新到达的消息值与存储的消息值进行比较。之后，可以存储接收到的计数器值。
图4是接收器侧的E2E保护控制字段的验证流程的示例性流程图。这种验证流程可以基于AUTOSAR E2E协议规范。验证E2E保护控制字段的过程在开始步骤400开始。
步骤402可以包括计算序列SID[7：0]、“0”、SID[10：8]、COUNTER[3：0]上的CRC值，该序列后是直到DLC值的剩余数据字节(例如，“数据字节3”到“数据字节64”)。
步骤404可以包括校验在步骤402计算的CRC值是否与存储在接收的CAN帧的第一数据字节204中的CRC值匹配。
在步骤404的否定结果(N)的情况下，步骤432可以包括丢弃所接收的消息并终止验证E2E保护控制字段的过程。
在步骤404的肯定结果(Y)的情况下，步骤406可以包括根据AUTOSAR E2E保护，校验存储在第二数据字节的部分206中的SID[10：8]的值是否与存储在接收CAN帧的标准ID字段中的SID[10：8]的值匹配。步骤406可以便于交叉校验数据是否属于正确的帧。因此，E2E保护可以提供比协议控制器更高的安全级别。
在步骤406的否定结果(N)的情况下，步骤432可以包括丢弃所接收的消息并终止验证E2E保护控制字段的过程。
在步骤406的肯定结果(Y)的情况下，步骤408可以包括校验所接收帧RecCnt的消息计数器值是否等于阈值，该阈值等于计数器根据其以比特为单位的长度的可达到的最大值。例如，在这里例示的4位消息计数器的情况下，步骤408可以包括校验RecCnt是否等于15。
在步骤408的肯定结果(Y)的情况下，步骤432可以包括丢弃所接收的消息并终止验证E2E保护控制字段的过程。
在步骤408的否定结果(N)的情况下，步骤410可以包括校验当前计数器值RecCnt是否高于最后存储的计数器值LastCnt，即，步骤410可以包括校验帧计数器的溢出是否已经发生(步骤410的否定结果N)或没有发生(步骤410的肯定结果Y)。
在步骤410的肯定结果(Y)的情况下，步骤412可以包括根据公式DeltaCnt＝RecCnt-LastCnt计算当前计数器值RecCnt和最后存储的计数器值LastCnt之间的差DeltaCnt。
在步骤410的否定结果(N)的情况下，步骤414可以包括根据公式DeltaCnt＝(2n-1)+RecCnt-LastCnt计算当前计数器值RecCnt与最后存储的计数器值LastCnt之间的差DeltaCnt，其中n是计数器的位数。例如，在这里例示的4位计数器的情况下，前面的公式可以为DeltaCnt＝15+RecCnt-LastCnt。
步骤416可以包括将接收到的计数器值RecCnt存储到最后存储的计数器值LastCnt中，以便允许处理进一步接收到的帧。
步骤418可以包括校验在步骤412或步骤414计算的值DeltaCnt是否等于零，即，步骤418可以包括校验所接收的消息是否是重复消息。
在步骤418的肯定结果(Y)的情况下，步骤424可以包括增加错误计数器ErrCnt。
在步骤418的否定结果(N)的情况下，步骤420可以包括校验在步骤412或步骤414计算的值DeltaCnt是否等于或低于与最大允许计数器差对应的阈值MaxDeltaCnt。因此，步骤420可以包括校验帧丢失的数量是否在由阈值MaxDeltaCnt定义的可接受范围内。
在步骤420的否定结果(N)的情况下，步骤426可以包括增加错误计数器ErrCnt。
在步骤420的肯定结果(Y)的情况下，步骤422可以包括接受所接收的消息并终止验证E2E保护控制字段的过程。
在步骤424或步骤426之后，步骤428可以包括校验错误计数器ErrCnt的值是否等于或高于对应于最大允许错误数的阈值MaxErrCnt。
在步骤428的否定结果(N)的情况下，步骤432可以包括丢弃所接收的消息并终止验证E2E保护控制字段的过程。
在步骤428的肯定结果(Y)的情况下，步骤430可以包括丢弃所接收的消息、进入故障-安全状态以及终止验证E2E保护控制字段的过程。
在一个或多个实施例中，可以在步骤416为每个接受的SID单独存储最后计数器值RecCnt。单个错误计数器(例如，4位错误计数器)可用于所有接受的消息，即，针对每个SID检测到的错误可以增加相同的错误计数器ErrCnt。错误计数器ErrCnt和最后一个计数器值LastCnt可以通过单播命令(只读)读取，并且可以通过写访问被重置为0。
因此，在一个或多个实施例中，传送方设备可以被配置为将输出计数器增加一个单位值，并将该计数器值添加到输出消息中。在接收侧，可以将接收到的计数器值与存储的计数器值(例如，最新接收到的计数器值)进行比较。如果新接收的计数器值高于存储的计数器值，则至少已发送和接收了一个新消息。如果新接收到的计数器值与存储的计数器值相等，则该消息已被重复。如果新接收到的计数器值与存储的计数器值之间的差高于1(unity)，则部分消息已丢失。如果新接收的计数器值与存储的计数器值之间的差值高于某个消息计数器阈值，则丢失了相关数量的消息，并且增加错误计数器。如果已经计算出超过某一阈值的若干错误，则接收到的设备可能会采取某些动作(例如，进入故障安全模式)。
附于本说明书的表II是可以由本文描述的E2E保护控制检测的故障的示例性的，加上附加的可选措施(例如，通过在两侧实现看门狗机制进行超时检测)以及总线上的所有参与者使用相同的CRC计算来进行数据保护的假设。在所实现的CRC是AUTOSAR配置文件1C中定义的8位CRC的情况下，所支持的最大数据长度可以等于32字节。
在一个或多个实施例中，可以通过CAN总线交换单播消息。单播消息可以包括从主设备发送到从设备的诊断请求消息、从从设备发送到主设备的诊断响应消息、从主设备发送到从设备的突发-读请求消息和突发-写消息、以及从从设备发送到主设备的突发-读响应消息。
在一个或多个实施例中，主设备可以通过发送诊断请求帧来向特定从设备请求数据。图5举例说明了诊断请求帧的可能结构。
如图5所示，诊断请求帧可以包括：标准CAN FD ID字段500(例如，包括11位：SID[10：0])、控制字段CTRL 502(例如，包括6位)、第一数据字节504(“数据字节1”)、第二数据字节506(“数据字节2”)、第三数据字节508(“数据字节3”)、另外的数据字节组510(例如，61个数据字节，“数据字节4”到“数据字节64”)、CRC字段512和ACK/EOF字段514。数据字节504和506可以包括E2E保护控制字段。第三数据字节508可以包括OP码(操作码)和根据ST SPI4.0的地址。操作代码可以允许读和写操作。例如，OP代码可以定义数据是从地址读回还是写入地址。
具体地，标准ID字段500可以包括诊断请求消息被寻址到的从设备的地址(例如，9位地址SLAVE[8：0])，其前面是2位代码。2位代码的第一位(即，ID字段500的MSB)可以等于“0”以标识单播消息(与可由MSB的值“1”标识的多播消息相反)，并且2位代码的第二位可以等于“1”以标识主机请求消息(与可由2位代码的第二位的值“0”标识的从机响应消息相反)。
在单播诊断请求帧在数据字节510中不包含任何数据的情况下，寻址的从机可传送在实现时定义的默认诊断数据。在单播诊断请求帧包含数据字节510中的数据的情况下，这样的数据可以是根据规范ST SPI 4.1的SPI命令，并且从设备可以用同样由ST SPI 4.1协议编码的诊断请求帧所请求的数据来回复。利用ST SPI协议，可以将数据写入寻址存储器位置，也可以从寻址存储器位置读取数据。因此，可以设置致动器值，并且可以读回诊断或测量数据。读或写模式和附加功能(例如，对保留数据的访问)可由第三数据字节508中的OP码指示。
在一个或多个实施例中，可以实现看门狗。看门狗可以包括具有例如100毫秒、150毫秒、200毫秒或250毫秒的持续时间的定时器。这些持续时间可以通过写入专用存储器地址而被选择，以编程选择哪一个。可以将初始值写入非易失性存储器中。定时器可在上电复位后启动，并可通过写入指定地址的存储器触发位而被复位。定时器到期后，设备可进入故障-安全状态。因此，在正常操作期间，该专用位可通过单播诊断请求消息利用存储器写而被写入。可选地，可以定义第二较早时间阈值(例如，50毫秒)。如果在第二时间阈值之前发生看门狗触发，则设备可能进入故障-安全状态。这可以有助于窗口看门狗的实现，该窗口看门狗涉及定时器在指定的时间窗口(例如，50ms至100ms之间)内复位，以便更多的监管来感测过多的看门狗复位。这样的看门狗可以促进对正确工作的通信接口和/或正确工作的主设备的监管。
图6是诊断请求帧的另一种可能结构的示例，在没有数据必须被写入被寻址的从设备的存储器的情况下。因此，如图6所示，存储器内容(对应于数据字节510)可以不被发送，并且诊断请求帧可以仅包括标准ID字段600、控制字段CTRL 602、第一数据字节604(“数据字节1”)、第二数据字节606(“数据字节2”)、第三数据字节608(“数据字节3”)、CRC字段612和ACK/EOF字段614，其内容与图5所示消息的内容相同。
如图5和图6所例示的单播诊断请求帧可以通过可选地在数据字节504、506(或604、606)中合并E2E保护控制字段来进行E2E保护。
图7是响应于诊断请求消息而从从设备发送到主设备的诊断响应帧的可能结构的示例。
如图7所示，诊断响应帧可以包括：标准CAN FD ID字段700(例如，包括11位：SID[10：0])、控制字段CTRL 702(例如，包括6位)、第一数据字节704(“数据字节1”)、第二数据字节706(“数据字节2”)、第三数据字节708(“数据字节3”)、第四数据字节709(“数据字节4”)、另外的数据字节组710(例如，60个数据字节，“数据字节5”到“数据字节64”)、CRC字段712和ACK/EOF字段714。数据字节704和706可以包括E2E保护控制字段。第三数据字节708可以包括OP码(操作码)和地址。第四数据字节709可以包括全局状态字节(GSB)。
特别地，标准ID字段700可以包括发送诊断响应消息的从设备的地址(例如，9位地址SLAVE[8：0])，其前面是2位代码。2位代码的第一位(即，ID字段700的MSB)可以等于“0”以标识单播消息，并且2位代码的第二位可以等于“0”以标识从机响应消息(与主机请求消息相反，如参考图5所讨论的)。
在一个或多个实施例中，从设备因此可以用如图7所例示的诊断响应帧来应答主诊断请求帧。在诊断请求帧与数据一起发送的情况下(例如，根据图5)，诊断响应帧的数据字节709、710可以包括ST SPI SDO帧，包括字节709中的全局状态字节(GSB)。
在没有数据而发送诊断请求帧的情况下(例如，根据图6)，诊断响应帧可以仅包括全局状态字节(GSB)709，并且可以不传送数据字节710。
在一个或多个实施例中，主设备可以通过发送突发-读请求帧从特定从设备的存储器读取数据，突发-读请求帧可以具有与诊断请求帧相同的结构。从设备发送的突发-读响应帧可以具有类似于图7中示例的诊断响应帧的结构，其中GSB之后的数据字节(即，图7中的数据字节710)可以包含以下地址的存储器内容。
例如，图8是突发-读响应帧中的由从设备返回的三个存储器地址的内容各为32位的示例性情况。因此，突发-读响应帧可以包含：标准CAN FD ID字段800(例如，包括11位：SID[10：0])、控制字段CTRL 802(例如，包括6位)、第一数据字节804(“数据字节1”)、第二数据字节806(“数据字节2”)、第三数据字节808(“数据字节3”)、第四数据字节809(“数据字节4”)、另外的数据字节组810a1至810c4(例如，12个数据字节)、填充字节811、CRC字段812和ACK/EOF字段814。
标准ID字段800可以包括发送数据的从设备的地址，其前面是2位代码“00”。数据字节804和806可以包括E2E保护控制字段。第三数据字节808可以包括OP码(操作码)和地址。第四数据字节809可以包括全局状态字节(GSB)。另外的数据字节810a1至810c4可以包括所检索的存储器内容。根据DLC字段要传送以填充字节数的未使用的填充字节811可以用值FF16填充以进行正确的CRC计算。
在一个或多个实施例中，主设备可以通过发送突发-写请求帧将数据写入特定从设备的存储器，突发-写请求帧可以具有类似于诊断请求帧的结构，如图9所示，其中跟随可选E2E保护控制字段906的数据字节可以包含要存储在以下地址中的内容。
例如，图9是一种情况的示例性说明，其中分别具有32位的三个存储器地址旨在用于在其中写入数据。突发-写请求帧因此可包含：标准CAN FD ID字段900(例如，包括11位：SID[10：0])、控制字段CTRL 902(例如，包括6位)、第一数据字节904(“数据字节1”)、第二数据字节906(“数据字节2”)、另外的数据字节组908a至910c4(例如，15个数据字节)、填充字节911、CRC字段912和ACK/EOF字段914。
标准ID字段900可以包括被寻址的从设备的地址，其前面是2位代码“01”。数据字节904和906可以包括E2E保护控制字段。
数据字节908a(分别为908b、908c)可以包括第一(分别为第二、第三)OP码(操作码)和第一(分别为第二、第三)地址。另外的数据字节910a1至910a4(分别为910b1至910b4、910c1至910c4)可以包括要存储在从设备的相应存储器地址处的数据。为了正确的CRC计算，待根据DLC字段传送以填充字节数的未使用的填充字节911可以用值FF16填充。
在一个或多个实施例中，从设备可以通过发送具有与诊断响应帧的结构类似的结构的突发-写响应帧来应答接收的突发-写请求帧，如图10所例示的。通过与诊断响应帧的对比，突发-写响应帧可以不包括GSB字节之后的数据。如图10所例示，突发-写响应帧因此可以包括：标准CAN FD ID字段1000、控制字段CTRL 1002、第一数据字节1004(“数据字节1”)、第二数据字节1006(“数据字节2”)、第三数据字节1008(“数据字节3”)、第四数据字节1009(“数据字节4”)、CRC字段1012和ACK/EOF字段1014。
标准ID字段1000可以包括发送突发-写响应消息的从设备的地址(例如，9位地址slave[8：0])，其前面是2位代码“00”。数据字节1004和1006可以包括E2E保护控制字段。第三数据字节1008可以包括OP码(操作码)和地址。第四数据字节1009可以包括全局状态字节(GSB)。
在一个或多个实施例中，可以通过CAN总线交换多播消息。多播消息可以包括从主设备发送到从设备的子集(例如，特定链)的多播数据消息和从主设备发送到所有从设备的广播命令消息。
图11例示了多播数据消息的可能结构，并且可以包括：标准CAN FD ID字段1100(例如，包括11位：SID[10：0])、控制字段CTRL 1102(例如，包括6位)、第一数据字节1104(“数据字节1”)、第二数据字节1106(“数据字节2”)、另外的数据字节组1110(例如，62个数据字节，“数据字节3”到“数据字节64”)、CRC字段1112和ACK/EOF字段1114。
标准ID字段1100可以包括多播数据消息被寻址到的从机链的标识号(例如，7位链标识符CHAIN[6：0])，其前面是代码“1111”。使用7位链标识符允许分配128个链，每个链最多有62个成员。数据字节1104和1106可以包括E2E保护控制字段。
在一个或多个实施例中，链标识符CHAIN[6：0]的MSB可用于标识数据所属的从机中的不同地址空间(例如，不同的存储器位置组)。例如，可以将从设备分配给链b'000_0000。发送到链b'000_0000的多播数据消息可将数据分配给从设备中的一个地址空间，而发送到链b'100_0000的多播数据消息可将数据分配给同一链中的第二地址空间。可选地，链标识符CHIAIN[6：0]的一个以上的MSB可以用作地址空间指示符。
在一个或多个实施例中，属于寻址链的每个从设备可以从帧传送的数据字节1110中挑选其数据。寻址到每个从设备的数据比特的数量可以通过该功能的实现来定义。例如，从设备所属的链和多播消息中从设备从中选择其数据的位置可以被存储在每个从设备的非易失性存储器中。
可选地，多播数据消息可以是端到端保护的。
在图12中例示了广播命令消息的可能结构，并且可以包括：标准CAN FD ID字段1200(例如，包括11位：SID[10：0])、控制字段CTRL 1202(例如，包括6位)、第一数据字节1204(“数据字节1”)、第二数据字节1206(“数据字节2”)、第三数据字节1208(“数据字节3”)、另外的数据字节组1210(例如，61个数据字节，“数据字节4”到“数据字节64”)、CRC字段1212和ACK/EOF字段1214。
标准ID字段1200可以包括专用识别码，例如“110_0110_0110”。数据字节1204和1206可以包括E2E保护控制字段。
如图12所例示的广播命令消息可以向所有从设备发送一个或多个命令，这可能涉及所有设备对同一接收到的消息作出反应。例如，在进入休眠命令之后，可以命令所有从设备进入休眠模式。下一个CAN FD帧可以再次唤醒它们。另一广播命令消息可用于同步同一CAN FD帧上的所有从机。特定命令可以在可选的端到端保护字节之后的第三数据字节1208(“数据字节3”)中被编码。主设备在发送广播命令消息时可能不期望来自从设备的应答。
本说明书所附的表III是通过广播命令消息发送的可能命令的示例。
注意，如本文所例示的数据消息处理功能(例如，端到端保护)可用于任何通信系统。例如，这样的功能可用于CAN FD光应用或完全CAN FD单片实现。可选地，其它通信协议可以提供这样的数据消息处理功能，例如，以太网协议的完全单片集成(例如，即将到来的10BASE-T1S)。
在一个或多个实施例中，链初始化广播帧可以被发送到所有从设备，以通知它们关于它们所属的链以及它们在该链内的位置，使得每个从设备能够从多播数据消息中选择要给它的数据。对于每个从机，要选择的位数可以是相同的，并且在实现时定义。
例如，图13是链初始化帧的结构的示例，包括：CAN FD ID字段1300(例如，包括11位：SID[10：0])、控制字段CTRL 1302(例如，包括6位)、第一数据字节1304(“数据字节1”)、第二数据字节1306(“数据字节2”)、第三数据字节1308(“数据字节3”)、另外的数据字节组1310(例如，61个数据字节，“数据字节4”到“数据字节64”)、CRC字段1312和ACK/EOF字段1314。ID字段1300可以包括标识链初始化帧的ID，诸如“1_1110_000000”。前三个数据字节1304、1306、1308可以包括寻址到从机并且对于识别其所属的链、其在链中的位置和寻址的从机有用的信息。例如，第一数据字节1304可以包括后跟“0”的链(例如，7位数字链[6：0])的标识号。第二数据字节1306可以包括从机在链中的位置(例如，5位数字POS[4：0])，后跟两个零值“00”和从机ID的MSB(例如，SLAVE_ID[8])。第三数据字节1308可以包括从ID的剩余位(例如，SLAVE_ID[7：0])。另外的数据字节1310可以以三个为一组来复制字节1304、1306、1308的结构，以配置链中的其他从机。因此，利用链初始化帧中的64个数据字节，可以在一个CAN FD帧中编程20个从设备。
附加地或可替换地，在一个或多个实施例中，从设备的链ID可以存储在生产时从设备的非易失性存储器中。
可选地，可以在从设备中提供控制位，以在第一初始化模式和第二初始化模式之间切换，在第一初始化模式中，从设备在接收到链初始化帧时被初始化，在第二初始化模式中，从设备在生产时基于存储在相应非易失性存储器中的数据被初始化。
在某些情况下，由于响应的从机和主机之间的频率偏移，一些其他从机可能无法在总线上发出从机响应后正确接收主机发送的帧。因此，在一个或多个实施例中，例如在每个从机响应消息之后，可以由主机向所有从机发送同步帧，以改善所有从设备与主设备的同步。只要同步消息可能不包含从设备能够识别的ID，则从设备将在该帧上进行同步并丢弃其内容。
例如，图14是同步帧的结构的示例，包括：CAN FD ID字段1400(例如，包括11位：SID[10：0])、控制字段CTRL 1402(例如，包括6位)、CRC字段1412和ACK/EOF字段1414。ID字段1300可以包括对应的ID，诸如“1_010_101_0101”。控制字段CTRL可以设置为值“001000”。DLC可以等于0000。
在一个或多个实施例中，休眠/唤醒特征可以根据ISO 11898-2：2016模式唤醒来实现。
例如，从设备可以通过广播命令消息全部发送到休眠模式，如前面参考图12和表III所述。
在一个或多个实施例中，网络中的所有从设备可以由唤醒模式帧唤醒，该唤醒模式帧的有效载荷中的数据满足ISO 11898-2的唤醒模式要求，其中TFilter(短)为1Mb/s。对于较低的比特率，可以使用TFilter(长)。唤醒模式可以在唤醒模式帧的可选附加数据字节中重复或增强。
例如，图15是唤醒模式帧的结构的示例，包括：CAN FD ID字段1500(例如，包括11位：SID[10：0])、控制字段CTRL 1502(例如，包括6位)、第一数据字节1504(“数据字节1”)、另外的可选数据字节组1510(例如，7个数据字节，“数据字节2”到“数据字节8”)、CRC字段1512和ACK/EOF字段1314。ID字段1500可以包括对应的ID，诸如“1_000_011_1100”。控制字段CTRL可以设置为值“001000”。DLC可以等于1000。从设备可以识别显性-隐性-显性脉冲，其中三个单独帧长于指定的滤波器时间。因此，如图15所例示的唤醒模式帧的数据字段可用于实现满足该要求的位模式。例如，第一数据字节1504可以等于“1111_1110”，并且每个剩余数据字节1510可以等于“0000_1111”。
可选地，可实现选择性唤醒/休眠帧。每个从设备的存储器中的专用位可激活选择性休眠模式。这样的专用位可以在从设备的非易失性存储器中编程，在生产时固定或在操作期间通过寄存器访问来配置。
如果激活选择性休眠模式，则存储器中的另一位可定义从机在接收到“进入休眠”广播命令消息时是进入休眠模式还是保持唤醒。因此，在一个或多个实施例中，一些从设备可以被设置在它们不进入休眠模式的状态中。该特征的可能应用可以包括例如车辆的停车灯，其在其他驾驶员进入睡眠模式时保持唤醒。
因此，在一个或多个实施例中，多播唤醒帧可以被配置为唤醒处于选择性睡眠模式的设备。这样的选择性唤醒帧可以根据ISO11898-2：2016来实现，除了从设备仅在SID等于“10”且之后跟有唤醒帧ID(例如，9位唤醒帧ID_WUFID[8：0])时唤醒。屏蔽位可能不受支持，并且选择性唤醒帧可以是CAN FD帧。对于支持选择性唤醒功能的每个从设备，可以定义相应唤醒帧ID。在一个或多个实施例中，可以通过将相同的唤醒帧ID分配给从设备，以组为单位选择性地唤醒从设备。唤醒帧可以没有被端到端保护。
例如，图16是选择性唤醒帧的结构的示例，包括：CAN FD ID字段1600(例如，包括11位：SID[10：0])、控制字段CTRL 1602(例如，包括6位)、CRC字段1612和ACK/EOF字段1614。ID字段1600可以包括在值“10”之前的唤醒帧ID_WUFID[8：0]。
注意，如本文所例示的数据链路层功能(例如，同步帧、唤醒帧、选择性休眠模式)可用于任何CAN或CAN FD系统中，例如，在完全CAN FD单片实现中。通常，单播请求/响应方案不限于主-从通信体系结构。单播请求可以仅从另一设备请求数据。此外，单播请求可以将数据写入特定的设备。这可以包括，例如，触发看门狗和/或在确定的时间间隔内期望响应数据。
注意，在一个或多个实施例中，参考图5至图16例示的帧中的一个或多个可以包括数据长度代码字段(例如，包括4位：DLC[3：0])。例如，数据长度代码字段可以位于帧的控制字段CTRL和数据字节(例如，帧的有效载荷部分)之间。
仅作为示例，附于本描述的表IV例示了根据一个或多个实施例的在总线通信网络中交换的可能消息。
如本文所例示的，一种方法可以包括经由相应CAN收发器电路将第一设备(例如，10)和第二设备的集合(例如，201、……、20n)耦合到CAN通信总线(例如，30)，以在CAN通信总线上交换消息。该方法可以包括将第一设备配置为通信主设备，以经由CAN通信总线传送携带操作数据消息部分的集合的第一消息和寻址到第二设备的集合中的第二设备的第二消息，操作数据消息部分的集合指示用于由第二设备的集合中的第二设备实现的操作。第二消息可以传递标识符，该标识符标识第二消息寻址到的第二设备的集合中的第二设备中的相应第二设备的，在相应预期反应间隔内向第一设备请求相应反应。该方法可以包括将第二设备的集合中的所述第二设备配置为通信从设备，以经由CAN通信总线接收从被配置为通信主设备的第一设备传送的第一消息，读取操作数据消息部分的集合中的相应操作数据消息部分，并根据所读取的相应操作数据消息部分实现相应操作，以及经由CAN通信总线接收从被配置为通信主设备的第一设备传送的第二消息，并通过经由CAN通信总线向被配置为通信主设备的第一设备传送反应消息，在相应预期反应间隔内对第二消息作出反应。
如本文所例示的，一种方法可以包括配置相应CAN收发器电路以(例如，选择性地)在相应第一设备或第二设备经由CAN通信总线传输消息期间将CAN通信总线设置为隐性电平(例如，逻辑1)。
如本文所例示的，一种方法可以包括配置相应CAN收发器电路以在相应第一设备或第二设备经由CAN通信总线传输消息期间以数据传输操作模式(例如，CAN帧的数据阶段期间使用的模式)操作。
如本文所例示的，由第一设备发送的第一消息可以包括指示用于由第二设备的集合中的第二设备实现的时钟同步操作的同步消息。同步消息可以传递相应同步标识符，并且该方法可以包括配置第一设备以响应于在第一设备处接收到的第二设备的集合中的第二设备传送的反应消息而经由CAN通信总线传送同步消息，以及响应于接收到同步消息来配置第二设备的集合中的第二设备以同步相应时钟信号。
如本文所例示的，方法可以包括：
使得第二设备的集合中的第二设备能够根据存储在第二设备的相应存储器中的至少一个相应休眠模式配置位，选择性地在激活状态和非激活状态之间切换，
将第一设备配置为经由CAN通信总线传送用于使第二设备的集合中的第二设备停用的停用消息，
响应于接收到停用消息并且根据至少一个相应休眠模式配置位，配置第二设备的集合中的第二设备以切换到非激活状态，
配置所述第一设备以经由CAN通信总线传送用于激活第二设备的集合中的第二设备的激活消息，以及
响应于接收到激活消息，配置第二设备的集合中的第二设备以切换到激活状态。
如本文所例示的，激活消息可以传递包括显性-隐性-显性脉冲(例如，根据ISO11898-2)的有效载荷部分。
如本文所例示的，一种方法可以包括配置第一设备以经由CAN通信总线传送唤醒第二设备的集合中的第二设备的相应子集的选择性唤醒消息。选择性唤醒消息可以传递相应选择性唤醒标识符(例如，1600)，相应选择性唤醒标识符指示相应选择性唤醒标识符被寻址到的第二设备的集合中的第二设备的子集。该方法可以包括配置第二设备的集合中的第二设备的子集以响应于接收到相应选择性唤醒消息而切换到激活状态。
如本文所例示的，一种方法可以包括配置第一设备以经由CAN通信总线传送包括同步命令的第一消息，以由第二设备的集合中的第二设备实现。
如本文所例示的，一种方法可以包括在通过CAN通信总线交换的消息中包括相应标识字段，标识字段携带从标识字符串组中选择的标识字符串，标识字符串指示始发消息的始发方设备和消息所寻址到的至少一个目的地设备。该方法可以包括配置第一设备以计数由具有相应标识字符串的第一设备发送的消息的相应计数，并且将相应计数包括在由具有相应标识字符串的第一设备发送的消息中。该方法可以包括配置第二设备的集合中的第二设备以根据相应标识字符串来处理经由通信总线交换的消息的子集，比较(例如，410、412、414)包含在具有相应标识字符串的接收消息中的相应计数与包含在具有相应标识字符串的先前接收消息中的先前存储的计数，根据比较产生(例如，424、426)全局错误计数，将(例如，428)全局错误计数与阈值错误值进行比较，并且响应于全局错误计数高于阈值错误值而进入(例如，430)故障-安全模式。
如本文所例示的，一种方法可以包括配置第二设备的集合中的第二设备以对由具有相应标识字符串的第二设备发送的消息的数量进行计数，并且将相应计数包括在由具有相应标识字符串的第二设备的集合中的第二设备发送的消息中。该方法可以包括配置第一设备以根据相应标识字符串来处理经由通信总线交换的消息的子集，将包括在具有相应标识字符串的接收消息中的相应计数与包括在具有相应标识字符串的先前接收消息中的先前存储的计数进行比较，根据比较产生全局错误计数，将全局错误计数与阈值错误值进行比较，并且响应于全局错误计数高于阈值错误值而作出反应。
如本文所例示的，全局错误计数可以包括针对标识字符串子集中的每个标识字符串计算的在具有相应标识字符串的接收消息中包括的计数和具有相应标识字符串的先前接收消息中包括的先前存储的计数之间的相应差。全局错误计数可以包括由于所计算的差等于零和/或所计算的差高于阈值差值而导致的全局计数的增加。
如本文所例示的，一种方法可以包括配置第一设备和第二设备的集合中的第二设备以传送端到端保护消息。端到端保护消息可以包括其中存储有控制值的控制字段(例如204、206、208)，控制值包括相应消息计数(例如208)、端到端保护消息的标识字符串的一部分(例如206)和相应CRC值(例如204)。
如本文所例示的，一种方法可以包括根据标识字符串、消息计数和端到端保护消息的有效载荷部分中携带的数据来计算相应CRC值。
如本文所例示的，一种方法可以包括，由于存储在接收消息的控制值中的CRC值不同于由至少一个第二设备计算的CRC值，和/或存储在接收消息的控制字段中的接收消息的标识字符串的部分不同于存储在接收消息的标识字段中的接收消息的标识字符串的对应部分，将第二设备的集合中的第二设备配置为忽略接收消息。
如本文所例示的，寻址到第二设备的集合中的第二设备的第二消息可以包括突发-写请求消息。突发-写请求消息可以包括指示突发-写请求消息所寻址的相应第二设备的存储器中的存储器位置的存储器地址组(例如，908a、...、908c)和要存储在存储器位置处的相应数据字节组(例如，910a1、...、910c4)。一种方法可以包括配置突发-写请求消息所寻址到的相应第二设备，以在存储器位置处存储数据字节并作为接收到突发-写请求消息的结果传送突发-写响应消息。
如本文所例示的，寻址到第二设备的集合中的第二设备的第二消息可以包括突发-读请求消息。突发-读请求消息可以包括存储器地址组，该存储器地址组指示突发-读请求消息所寻址的相应第二设备的存储器中的存储器位置。一种方法可以包括配置第二设备的集合中的第二设备以作为接收突发-读请求消息的结果来传送突发-读响应消息。突发-读响应消息可以包括从存储器位置检索的相应数据字节组(例如，810a1，...，810c4)。
如本文所例示的，系统可以包括经由相应CAN收发器电路耦合到CAN通信总线的第一设备和第二设备的集合。第一设备和第二设备可以分别被配置为主设备和从设备，主设备和从设备被配置为利用一个或多个实施例的方法操作。
如本文所例示的，设备(例如，10)可以包括CAN收发器电路，其被配置为用于经由CAN通信总线将作为第一设备的设备耦合到第二设备的集合。设备可以被配置为经由CAN通信总线传送第一消息和第二消息，第一消息携带操作数据消息部分的集合，操作数据消息部分指示由第二设备的集合中的第二设备实现的操作，第二消息传送标识符，所述标识符标识第二消息寻址到的第二设备的集合中的第二设备中的相应第二设备，在相应预期反应间隔内向第一设备请求相应反应。CAN收发器电路可以被配置为(例如，选择性地)在设备经由CAN通信总线传输消息期间将CAN通信总线设置为隐性电平。
如本文所例示的，设备(例如，20)可以包括CAN收发器电路，其被配置为经由CAN通信总线将作为第二设备的设备耦合到第一设备。设备可以被配置为经由CAN通信总线接收从被配置为通信主设备的第一设备传送的第一消息，读取该操作数据消息部分的集合中的相应操作数据消息部分，并根据所读取的相应操作数据消息部分来实现相应操作，并且经由CAN通信总线接收从配置为通信主设备的第一设备传送的第二消息，并且通过经由CAN通信总线向被配置为通信主设备的第一设备传送反应消息，在相应预期反应间隔内对第二消息作出反应。CAN收发器电路可以被配置为(例如，选择性地)在设备经由CAN通信总线传输消息期间将CAN通信总线设置为隐性电平。
如本文所例示的，车辆(例如V)可配备有根据一个或多个实施例的系统。
在不损害基本原理的情况下，在不偏离保护范围的情况下，细节和实施例可以相对于仅以示例的方式描述的内容变化，甚至显著地变化。
保护的程度由所附权利要求决定。
虽然已经参照说明性实施例描述了本发明，但该描述并不旨在以限制性的意义来解释。通过参考说明书，本领域技术人员将清楚说明性实施例以及本发明的其它实施例的各种修改和组合。因此，所附权利要求包括任何这样的修改或实施例。
表I
Figure BDA0003069962970000281
Figure BDA0003069962970000291
表II
Figure BDA0003069962970000292
表III
Figure BDA0003069962970000293
表IV
Figure BDA0003069962970000294
Figure BDA0003069962970000301

Claims (20)

1.一种通信方法，包括：
经由相应的控制器局域网CAN收发器电路将第二设备的集合和第一设备耦合到CAN通信总线，以通过所述CAN通信总线交换消息；
将所述第一设备配置为通信主设备，以经由所述CAN通信总线传送：
第一消息，携带操作数据消息部分的集合，所述操作数据消息部分的集合指示用于由所述第二设备的集合中的第二设备实现的操作；以及
第二消息，被寻址到所述第二设备的集合中的所述第二设备，所述第二消息传递标识符，所述标识符标识所述第二消息被寻址到的所述第二设备的集合中的所述第二设备中的相应的第二设备，在相应的预期反应间隔内向所述第一设备请求相应的反应；
将所述第二设备的集合中的所述第二设备配置为通信从设备，以：
经由所述CAN通信总线接收从被配置为通信主设备的所述第一设备传送的所述第一消息，读取所述操作数据消息部分的集合中的相应操作数据消息部分，并且根据所读取的相应操作数据消息部分实现相应操作；以及
经由所述CAN通信总线接收从被配置为所述通信主设备的所述第一设备传送的所述第二消息，并且通过经由所述CAN通信总线向被配置为所述通信主设备的所述第一设备传送反应消息，在相应的预期反应间隔内对所述第二消息作出反应；以及配置相应的CAN收发器电路，以在由相应的所述第一设备或所述第二设备的集合中的第二设备经由所述CAN通信总线传输整个所述消息期间，主动将所述CAN通信总线驱动为隐性和显性电平。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括配置所述相应的CAN收发器电路，以在由所述相应的第一设备或所述第二设备的集合中的第二设备经由所述CAN通信总线传输所述消息期间以数据传输操作模式操作。
3.根据权利要求1所述的方法，其中由所述第一设备发送的所述第一消息包括同步消息，所述同步消息指示由所述第二设备的集合中的所述第二设备实现的时钟同步操作，并且所述同步消息传递相应同步标识符，所述方法包括：
配置所述第一设备，以响应于在所述第一设备处接收到的由所述第二设备的集合中的第二设备传送的反应消息，经由所述CAN通信总线传送同步消息；以及
配置所述第二设备的集合中的所述第二设备，以响应于所述同步消息被接收到，同步相应时钟信号。
4.根据权利要求1所述的方法，还包括：
根据存储在所述第二设备的集合中的所述第二设备的相应存储器中的至少一个相应休眠模式配置位，使所述第二设备的集合中的所述第二设备能够选择性地在激活状态和非激活状态之间切换；
配置所述第一设备，以经由所述CAN通信总线传送用于停用所述第二设备的集合中的所述第二设备的停用消息；
配置所述第二设备的集合中的所述第二设备，以响应于停用消息被接收到并且根据所述至少一个相应休眠模式配置位来切换到所述非激活状态；
配置所述第一设备，以经由所述CAN通信总线传送用于激活所述第二设备的集合中的所述第二设备的激活消息；以及
配置所述第二设备的集合中的所述第二设备，以响应于接收到传递包括显性-隐性-显性脉冲的有效载荷部分的激活消息，切换到所述激活状态。
5.根据权利要求4所述的方法，还包括：
配置所述第一设备以经由所述CAN通信总线传送选择性唤醒消息，所述选择性唤醒消息唤醒所述第二设备的集合中的第二设备的相应子集，每个选择性唤醒消息传递相应选择性唤醒标识符，所述相应选择性唤醒标识符指示所述相应选择性唤醒标识符被寻址到的所述第二设备的集合中的第二设备的所述相应子集；以及
配置所述第二设备的集合中的第二设备的所述相应子集，以响应于相应选择性唤醒消息被接收到，切换到所述激活状态。
6.根据权利要求1所述的方法，还包括配置所述第一设备以经由所述CAN通信总线传送第一消息，所述第一消息包括用于由所述第二设备的集合中的所述第二设备实现的同步命令。
7.根据权利要求1所述的方法，还包括：
在通过所述CAN通信总线交换的所述消息中包括相应标识字段，所述标识字段携带从标识字符串组中选择的标识字符串，所述标识字符串指示始发所述消息的始发方设备和所述消息被寻址到的至少一个目的地设备；
配置所述第一设备，以计数由具有相应标识字符串的所述第一设备发送的消息的相应计数，并且将所述相应计数包括在由具有所述相应标识字符串的所述第一设备发送的所述消息中；以及
配置所述第二设备的集合中的所述第二设备以：
根据所述相应标识字符串处理经由所述CAN通信总线交换的所述消息的子集；
将包括在具有相应标识字符串的接收消息中的所述相应计数与包括在具有所述相应标识字符串的先前接收消息中的先前存储的计数进行比较；
根据所述比较产生全局错误计数；
将所述全局错误计数与阈值错误值进行比较；以及
响应于所述全局错误计数高于所述阈值错误值，进入故障-安全模式。
8.根据权利要求7所述的方法，还包括：
配置所述第二设备的集合中的所述第二设备，以对由所述第二设备的集合中的所述第二设备发送的具有相应标识字符串的消息的相应第二计数进行计数，并且将第二相应计数包括在由所述第二设备的集合中的第二设备发送的具有所述相应标识字符串的所述消息中；以及
配置所述第一设备以：
根据所述相应标识字符串处理经由所述CAN通信总线交换的所述消息的子集；
将包括在具有相应标识字符串的接收消息中的所述第二相应计数与包括在具有所述相应标识字符串的先前接收消息中的先前存储的第二计数进行比较；
根据所述比较产生全局错误计数；
将所述全局错误计数与第二阈值错误值进行比较；以及
响应于所述全局错误计数高于所述第二阈值错误值作出反应。
9.根据权利要求7所述的方法，其中所述全局错误计数包括：
针对标识字符串的子集中的每个标识字符串，计算的包括在具有所述相应标识字符串的接收消息中的所述相应计数与包括在具有所述相应标识字符串的先前接收消息中的先前存储的计数之间的相应差；以及
由于所计算的差等于零和/或所计算的差高于阈值差值而导致的所述相应计数的增加。
10.根据权利要求7所述的方法，还包括配置所述第一设备和所述第二设备的集合中的所述第二设备以传送端到端保护消息，端到端保护消息包括控制字段，所述控制字段中存储有控制值，所述控制值包括所述相应计数、所述端到端保护消息的所述标识字符串的部分以及相应循环冗余校验CRC值。
11.根据权利要求10所述的方法，还包括根据所述标识字符串、所述相应计数和在所述端到端保护消息的有效载荷部分中携带的数据来计算相应CRC值。
12.根据权利要求10所述的方法，还包括由于以下各项而配置所述第二设备的集合中的所述第二设备以忽略接收消息：
存储在所述接收消息的所述控制字段中的所述相应CRC值不同于由所述第二设备的集合中的所述第二设备中的至少一个第二设备计算的经计算的CRC值；和/或
存储在所述接收消息的所述控制字段中的所述接收消息的所述标识字符串的所述部分不同于存储在所述接收消息的所述相应标识字段中的所述接收消息的所述标识字符串的对应部分。
13.根据权利要求1所述的方法，其中：
被寻址到所述第二设备的集合中的第二设备的所述第二消息包括突发-写请求消息；
每个突发-写请求消息包括：
存储器地址组，指示每个突发-写请求消息被寻址到的所述第二设备的集合中的相应第二设备的存储器中的存储器位置；以及
待存储在所述存储器位置处的相应数据字节组；以及
所述方法包括配置每个突发-写请求消息被寻址到的所述第二设备的集合中的所述相应第二设备，以将所述数据字节存储在所述存储器位置处，并且由于接收到每个突发-写请求消息而传送突发-写响应消息。
14.根据权利要求1所述的方法，其中：
被寻址到所述第二设备的集合中的第二设备的所述第二消息包括突发-读请求消息；
每个突发-读请求消息包括存储器地址组，所述存储器地址组指示每个突发-读请求消息被寻址到的所述第二设备的集合中的相应第二设备的存储器中的存储器位置；以及
所述方法包括由于接收到每个突发-读请求消息而配置所述第二设备的集合中的所述第二设备以传送突发-读响应消息，其中突发-读响应消息包括从所述存储器位置检索的相应数据字节组。
15.一种通信系统，包括：
控制器局域网CAN通信总线；
第一设备，经由相应的CAN收发器电路耦合到所述CAN通信总线，其中所述第一设备被配置为通信主设备，以经由所述CAN通信总线传送：
第一消息，携带操作数据消息部分的集合，所述操作数据消息部分的集合指示用于由第二设备的集合中的第二设备实现的操作；以及
第二消息，被寻址到所述第二设备的集合中的所述第二设备，所述第二消息传递标识符，所述标识符标识所述第二消息被寻址到的所述第二设备的集合中的所述第二设备中的相应第二设备，在相应预期反应间隔内向所述第一设备请求相应反应；以及所述第二设备的集合，经由相应CAN收发器电路耦合到所述CAN通信总线，其中所述第二设备被配置为通信从设备，以：
经由所述CAN通信总线接收从被配置为通信主设备的所述第一设备传送的所述第一消息，读取所述操作数据消息部分的集合中的相应操作数据消息部分，并且根据所读取的相应操作数据消息部分实现相应操作；以及
经由所述CAN通信总线接收从被配置为所述通信主设备的所述第一设备传送的所述第二消息，并且通过经由所述CAN通信总线向被配置为所述通信主设备的所述第一设备传送反应消息，在所述相应预期反应间隔内对所述第二消息作出反应；
其中所述相应CAN收发器电路被配置为在由相应的第一设备或所述第二设备的集合中的第二设备经由所述CAN通信总线传输整个所述消息期间主动将所述CAN通信总线驱动为隐性和显性电平。
16.根据权利要求15所述的系统，其中，所述系统是车辆。
17.一种第一设备，包括：
控制器局域网CAN收发器电路，被配置为经由CAN通信总线将所述第一设备耦合到第二设备的集合；以及
微控制器，耦合到所述CAN收发器电路，并且被配置为经由所述CAN通信总线传送：
第一消息，携带操作数据消息部分的集合，所述操作数据消息部分的集合指示用于由所述第二设备的集合中的第二设备实现的操作；以及
第二消息，被寻址到所述第二设备的集合中的所述第二设备，所述第二消息传递标识符，所述标识符标识所述第二消息被寻址到的所述第二设备的集合中的所述第二设备中的相应第二设备，在相应预期反应间隔内向所述第一设备请求相应反应；
其中所述CAN收发器电路还被配置为：在所述第一设备经由所述CAN通信总线传输整个所述消息期间，主动将所述CAN通信总线驱动为隐性和显性电平。
18.根据权利要求17所述的第一设备，其中由所述第一设备发送的所述第一消息包括同步消息，所述同步消息指示用于由所述第二设备的集合中的所述第二设备实现的时钟同步操作，其中所述同步消息传递相应同步标识符，并且其中所述微控制器被配置为：
响应于在所述第一设备处接收到的由所述第二设备的集合中的第二设备传送的反应消息，经由所述CAN通信总线传送同步消息；
经由所述CAN通信总线传送激活消息，所述激活消息用于激活所述第二设备的集合中的所述第二设备；以及
经由所述CAN通信总线传送停用消息，所述停用消息用于使所述第二设备的集合中的所述第二设备停用。
19.一种第二设备，包括：
驱动器电路；以及
控制器局域网CAN收发器电路，被耦合到所述驱动器电路，并且被配置为：
经由CAN通信总线将所述第二设备耦合到第一设备；
经由所述CAN通信总线接收从被配置为通信主设备的所述第一设备传送的第一消息，所述第一消息携带操作数据消息部分，所述操作数据消息部分指示用于由所述第二设备实现的操作；
读取所述操作数据消息部分；
根据所述操作数据消息部分实现相应操作；
经由所述CAN通信总线接收从所述第一设备传送的第二消息，所述第二消息传递标识所述第二设备的标识符并且在相应预期反应间隔内向所述第一设备请求反应；
通过经由所述CAN通信总线向所述第一设备传送反应消息，在所述相应预期反应间隔内对所述第二消息作出反应；以及
在所述第二设备经由所述CAN通信总线传输整个所述消息期间，主动将所述CAN通信总线驱动为隐性和显性电平。
20.根据权利要求19所述的第二设备，其中由所述第一设备发送的所述第一消息包括同步消息，所述同步消息指示由所述第二设备实现的时钟同步操作，其中所述同步消息传递相应同步标识符，并且其中所述第二设备被配置为：
响应于所述同步消息被接收到，同步相应时钟信号；
根据存储在所述第二设备的存储器中的至少一个相应休眠模式配置位，选择性地在激活状态和非激活状态之间切换；
响应于接收到传递包括显性-隐性-显性脉冲的有效载荷部分的激活消息，切换到所述激活状态；以及
响应于停用消息被接收到并且根据所述至少一个相应休眠模式配置位而切换到所述非激活状态。
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