CN210839619U - 用于错误记录机制的系统 - Google Patents

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Abstract

本文描述的实施例提供一种用于错误记录机制的系统，错误记录机制使用以太网网络内的控制器区域网络(CAN)总线而被操作。该系统包括以太网桥。以太网桥被配置为从连接至第一CAN总线的第一CAN控制器接收第一中断请求，第一中断请求指示在第一CAN总线处发生的第一错误条件。以太网桥被进一步配置为响应于第一中断请求，通过从第一CAN控制器处的第一错误寄存器获取与第一错误条件相关的信息，服务第一中断请求。以太网桥被进一步配置为经由以太网交换机，向错误记录设备发送经封装的第一帧，错误记录设备被安装在对于第一CAN总线远程的位置处。

Description

用于错误记录机制的系统
技术领域
本实用新型涉及在网络设备处的错误处理，并且更具体地，涉及用于控制器区域网络(CAN)总线的错误记录机制的系统。
背景技术
本实用新型提供的背景技术描述是用于总体呈现本公开的上下文的目的。本实用新型发明人的工作，在背景技术部分描述的工作的程度内，以及在说明书中在申请时不符合现有技术的各方面，既不明示也不隐式地承认为本实用新型的现有技术。
CAN是基于串行消息的通信协议，允许微控制器和设备在没有主机的应用中彼此通信。CAN总线通常是连接系统中的多个设备的稳健的物理总线，并且被配置为在没有任何中央仲裁的情况下，基于消息的协议下在多个设备之间发送消息。在CAN总线内，消息在总线上向所有的节点广播。例如，CAN总线可以被用于汽车系统，以连接在子系统内或者子系统之间的各种电子控制单元(ECU)、设备或者其他组件。
CAN总线通常被提供有内建的错误处理机制，以便在跨CAN总线发送的消息中侦测到的错误可以被监测并且对其作用。通常地，监测CAN总线的错误的诊断或者错误记录设备在物理上连接至CAN总线。然而，当CAN总线被配置为通过以太网网络传输消息时，诊断或者数据日志器可以连接至网络的另一部分并且可能在物理上不附接至CAN总线，以侦测在所传输的消息中的错误。此外，当每个CAN 总线需要连接至诊断或者错误记录设备时，在具有大量CAN总线的复杂系统中需要的错误记录设备的数量可以是显著的，这大大增加了构建电路的成本。
实用新型内容
本实用新型至少可以解决如下技术问题：当CAN总线被配置为通过以太网网络传输消息时，诊断或者数据日志器可以连接至网络的另一部分并且可能在物理上不附接至CAN总线时，如何侦测在所传输的消息中的错误。此外，当每个CAN总线需要连接至诊断或者错误记录设备时，在具有大量CAN总线的复杂系统中，如何降低构建电路的成本。
本文描述的实施例提供用于错误记录机制的系统，错误记录机制使用以太网网络内的CAN总线操作。系统包括以太网桥。以太网桥被配置为从连接至第一CAN总线的第一CAN控制器接收第一中断请求，第一中断请求指示在第一CAN总线处发生的第一错误条件。以太网桥被进一步配置为响应于第一中断请求，通过从第一CAN控制器处的第一错误寄存器获取与第一错误条件相关的信息，服务第一中断请求。以太网桥被进一步配置为经由以太网交换机，向错误记录设备发送经封装的第一帧，错误记录设备被安装在对于第一CAN总线远程的位置处。
在一些实施方式中，与第一错误条件相关的信息包括以下任一项：错误类型、当第一错误条件发生时的时间、以及标识第一错误条件在其中发生的第一设备的源标识符。
在一些实施方式中，当将与第一错误条件相关的信息封装在符合用于时间敏感的应用的层2传输协议的第一帧中时，以太网桥被还配置为：将错误类型、第一错误条件发生时的时间、以及标识第一错误条件在其中发生的第一设备的源标识符，以由IEEE 1722a协议所定义的格式，写入第一帧的对应数据字段中。
在一些实施方式中，当将与第一错误条件相关的信息封装在符合用于时间敏感的应用的层2传输协议的第一帧中时，以太网桥被配置为：抓取在IEEE 802.1AS下的通用精确时间协议下的时间戳参数，其中时间戳参数指示当中断请求被服务时的时间；以及将时间戳参数写入第一帧中。
在一些实施方式中，当将与第一错误条件相关的信息封装在符合用于时间敏感的应用的层2传输协议的第一帧中时，以太网桥还被配置为：将标识错误记录设备的源地址封装至第一帧中。
在一些实施方式中，经封装的帧将由错误记录设备接收并解析，以提取包括以下任一项的信息：错误类型、当第一错误条件发生时的时间、以及标识第一错误条件在其中发生的第一设备的源标识符。
在一些实施方式中，错误记录设备被配置为生成错误日志文件，错误日志文件存储从经封装的第一帧中提取的信息。
在一些实施方式中，以太网桥还被配置为：在相同的以太网桥处，并且从连接至第二控制器区域网络总线的第一控制器区域网络控制器，接收第二中断请求，第二中断请求指示在第二控制器区域网络总线处发生的第二错误条件；响应于第二中断请求，通过从在第一控制器区域网络控制器处的第二错误寄存器获取与第二错误条件相关的信息，由相同的以太网桥服务第二中断请求；将与第二错误条件相关的信息封装在第二帧中，第二帧符合用于时间敏感的应用的层2传输协议；以及经由以太网交换机，向错误记录设备发送经封装的第二帧，错误记录设备被安装在对于第一控制器区域网络总线远程的位置处；其中错误记录设备被配置为创建错误日志文件，以存储与第二错误条件相关的信息。
在一些实施方式中，以太网桥还被配置为：在相同的以太网桥处，并且从连接至第二控制器区域网络总线的第二控制器区域网络控制器，接收第二中断请求，第二中断请求指示在第二控制器区域网络总线处发生的第二错误条件；以及服务第二中断请求，以将与第二中断请求相关的错误信息发送至相同的错误记录设备错误记录。
在一些实施方式中，以太网桥还被配置为：当第一中断请求以及第二中断请求在相同的以太网桥处同时被接收时，在相同的以太网桥处同时地服务第一中断请求以及第二中断请求。
以此方式，本实用新型至少可以实现以下技术效果，被远程地安装的错误记录设备能够从多于一个CAN总线接收和记录错误信息，并且大大降低了构建电路的成本。
附图说明
结合附图，在考虑以下详细的描述后，本实用新型的进一步特征，其本质和各种优点将变得明显，在附图中，相同的参考特征在全文中指代相同的部分，并且其中：
图1是根据本实用新型描述的实施例的、示出了包括自动桥以太网(ABE)模块的网络设备的示例框图，ABE模块被配置为使用被安装在对于CAN总线远程的位置处的错误记录设备实施错误日志机制；以及
图2是根据本实用新型所描述的实施例的、示出了远程地记录发生在错误日志设备处的CAN总线上的错误条件的示例逻辑流程图。
具体实施方式
本实用新型描述用于控制器区域网络(CAN)的错误记录机制的方法和系统。具体地，与使用直接附接至每个CAN总线的错误记录设备相反，错误记录设备被远程地安装，错误记录设备可以被配置为记录来自多个CAN总线的错误条件。例如，错误记录设备可以被安装在以太网网络上，但是可以对于CAN总线的远程的位置。为了让远程安装的错误记录设备接收和记录来自对于错误记录设备远程的 CAN总线的错误条件，中间桥被用于收集来自CAN总线的错误信息，并且在之后，将错误信息封装在IEEE 1722a帧中，以在以太网连接上向错误记录设备发送。远程安装的错误记录设备可以被配置为接收 IEEE 1722a帧作为以太网通信的部分，并且从接收到的帧中解析错误信息。以此方式，被远程地安装的错误记录设备能够从多于一个CAN 总线接收和记录错误信息。
图1是根据本实用新型描述的实施例的显示包括自动桥以太网(ABE)模块的网络设备的示例框图100，ABE模块被配置为使用安装在对于CAN总线远程的位置处的错误记录设备来实施错误记录机制。示意图100示出网络设备110，网络设备110一侧连接至多个CAN总线101-105，并且网络设备110另一侧经由以太网交换机120连接至以太网网络。具体地，网络设备100包括CAN控制器111，其连接至多个CAN总线101-105。CAN总线101-105中的每个CAN总线可以连接至多个设备以促进这些设备之间经由各自的CAN总线的直接地通信。例如，设备101a-c(可以是ECU或者其他设备)，可以连接至CAN总线101，并且经由CAN总线101在彼此之间交换消息。
在一些实施例中，CAN控制器111被配置为检测连接的CAN总线101-105中的每个CAN总线的操作的状态。例如，当错误条件发生在CAN总线101上时，CAN总线控制器111被配置为侦测错误条件已发生，并在之后根据CAN协议反应。响应于在CAN总线101 上侦测到的错误条件，CAN总线控制器111被配置为更新在CAN控制器111内的错误寄存器，以反映与CAN总线101相关的错误条件。
网络设备110还可以包括ABE模块112，ABE模块112被配置为从CAN控制器111读取错误寄存器，并对存储在错误寄存器中的错误条件进行反应。例如，每当错误条件被CAN控制器111检测到并且被寄存时，ABE模块112被配置为将错误条件解读为来自CAN 控制器111的中断请求。然后，ABE模块112可以服务中断请求，例如，通过从CAN总线控制器111的错误寄存器读取信息，信息包括以下信息：在其已发生错误的源设备(例如，101a-c的一个或多个) 的信息、错误类型等。ABE模块112也可以抓取在IEEE 802.1AS下的通用精确时间协议下的时间戳，该时间戳指示当中断请求被服务时的时间。然后，ABE模块112可以将时间戳参数和错误信息封装在符合用于时间敏感的应用的层2传输协议(例如，IEEE 1722a)的帧中。并且然后，ABE模块112可以通过以太网网络向(例如)以太网交换机120发出1722a帧。具体地，ABE模块112可以对1722a帧的数据字段编程，例如，虚拟局域网(VLAN)字段、目的地址、源地址、流标识符、和/或在1722a帧的开销中的其他数据字段，以指向远程地附接至网络的诊断或错误记录设备300。以此方式，1722a帧可以经由以太网交换机120被路由至错误记录设备130。
诊断或者错误记录设备130对于CAN总线101-105远程地被安装的，与传统的方案不同，在传统的方案中，错误记录设备通常被物理附接至每个CAN总线101-105，使得每当错误条件出现在各自的 CAN总线处时，错误记录设备可以直接地经由各自的总线接收错误信息。例如，如图1所示，错误记录设备130可以被安装在相对于CAN总线101-105和CAN控制器111远程的位置处，错误记录设备 130可以经由以太网连接仅由CAN控制器111接入。错误记录设备 130被配置为接收由以太网交换机120转发的1722a帧，例如，基于 1722a帧的头部中的目的地址。因此，错误记录设备130被配置为从 1722a帧解析错误信息，诸如但不限于错误类型、错误发生的时间、错误在其中发生的设备的标识符、错误在其被发送通过的CAN总线的标识符等。然后，错误记录设备130可以生成日志文件，以记录从 1722a帧接收的错误信息。以此方式，即使错误记录设备130被位于对于CAN总线101-105远程的位置，错误信息也可以被观察到并且被直接地记录到CAN总线自身。
当错误记录设备130被位于对于CAN总线远程的位置时，单个的错误记录设备130可以被用于接收和记录来自不同的CAN总线的错误信息。例如，当错误条件发生在CAN总线102-105的任一CAN 总线之上时，CAN控制器111可以检测错误信息，并且将错误信息寄存在错误寄存器中，使得错误信息可以被读取，并且由ABE模块 112以上面描述的类似方式封装。因此，当错误记录设备130被位于对于CAN总线101-105远程的位置时，包括ABE模块112的网络架构允许单个的错误记录设备130记录来自多个CAN总线101-105的记录错误信息，这与每个CAN总线具有本地附接的错误记录设备的传统机制相反。
在一些实施方式中，当CAN控制器111同时检测到发源于不同CAN总线101-105的错误条件时，ABE模块112可以被配置为处理错误信息，并将错误信息封装在分离的1722a帧中，并且并行地发送至以太网交换机120。以此方式，当网络系统包括大量CAN总线时，通过将错误记录设备放置在CAN总线的远程位置，需要为CAN总线记录错误信息的错误记录设备的数量可以减少，这降低了系统的制造和/或配置成本。
图2是根据本实用新型描述的实施例的示出在安装在对于CAN 总线远程的位置处的错误记录设备处远程记录发生在CAN总线上的错误条件的示例逻辑流程图200。在202处，在以太网桥(例如，参见图1中的ABE模块112)，并且从连接至第一CAN总线(例如，参见图1中的CAN总线101)的CAN控制器(例如，图1中的111)，接收中断请求。中断请求指示在第一CAN总线处发生的第一错误条件。在204处，响应于中断请求，通过从在CAN控制器(例如，参见图1中的111)处的错误寄存器获取与第一错误条件相关的信息，中断请求被服务。例如，与第一错误条件相关的信息可以包括但不限于错误类型、错误条件的时间、错误条件的源地址等。在206处，与第一错误条件相关的信息(例如)由图1中的ABE模块112封装在符合用于时间敏感的应用(例如，IEEE 1722a)的层2传输协议的帧中。例如，经封装的帧包括与该帧打算发送至的远程错误记录设备(例如，图1中的130)相关的目的地址。在208处，经由以太网交换机 (例如，图1中的120)，经封装的帧被发送至安装在对于第一CAN 总线远程的位置处的错误记录设备(例如，参见图1中的130)。错误记录设备反过来解析帧以提取错误信息，诸如错误类型、错误条件的时间、错误条件的源地址等，以创建日志文件，日志文件存储发生在第一CAN总线处的错误条件。
结合图1-2的各种实施例是由一个或多个电子电路的各种电子组件来执行的，诸如但不限于集成电路、专用集成电路(ASIC)、DSP 等。本实用新型全文讨论的各种组件诸如但不限于CAN总线(例如，图1中的101-105)、CAN控制器(例如，图1中的111)、ABE模块(例如，图1中的112)等、被配置为包括电子电路的集合的组件，并且通信地操作在一个或多个电子电路上。每个电子电路被配置为包括但不限于以下的一：逻辑门、存储器单元、放大器、滤波器等。本实用新型公开的各种实施例和组件被配置为至少部分由存储在一个或多个瞬态或者非瞬态处理器可读介质上的处理器可执行的指令操作和/或实施。
尽管本实用新型的各种实施例已在本文中被示出和描述，这些实施例仅以示例的方式被提供。在不脱离本实用新型的情况下，可应用与本实用新型描述的实施例相关的多个变型、改变和置换。注意到，本文描述的本实用新型的实施例的各种变型可以被配置为实施本公开。以下权利要求旨在定义本公开的范围，并且涵盖这些权利要求范围内的方法和结构及其等效物。
虽然操作在附图中被描绘为特定的顺序，但将不会被解读为需要这些操作以示出的特定的顺序或者串行顺序来执行，或者所有示出的操作被执行以实现所需的结果。
本说明书的主旨已经以特定的方面的术语进行描述，但是其他方面可以被实施并且在以下权利要求的范围内。例如，在权利要求中引用的动作可以以不同的顺序被执行，并且仍然实现所需的结果。作为一个示例，图2中描绘的过程并不必然需要示出的特定的顺序或者串行顺序来实现所需的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理可以是有利的。其他变型在以下权利要求的范围内。

Claims (10)

1.一种用于错误记录机制的系统，其特征是，所述错误记录机制使用在以太网网络内的控制器区域网络总线而被操作，所述系统包括：
以太网桥，被配置为：
从连接至第一控制器区域网络总线的第一控制器区域网络控制器接收第一中断请求，所述第一中断请求指示在所述第一控制器区域网络总线处发生的第一错误条件，
响应于所述第一中断请求，通过从在所述第一控制器区域网络控制器处的第一错误寄存器获取与所述第一错误条件相关的信息，来服务所述第一中断请求，
将与所述第一错误条件相关的所述信息封装在符合用于时间敏感应用的层2传输协议的第一帧中，以及
经由以太网交换机，向错误记录设备发送经封装的所述第一帧，所述错误记录设备被安装在对于所述第一控制器区域网络总线远程的位置处。
2.根据权利要求1所述的用于错误记录机制的系统，其特征是，与所述第一错误条件相关的所述信息包括以下任一项：错误类型、当所述第一错误条件发生时的时间、以及标识所述第一错误条件在其中发生的第一设备的源标识符。
3.根据权利要求1所述的用于错误记录机制的系统，其特征是，当将与所述第一错误条件相关的所述信息封装在符合用于时间敏感的应用的层2传输协议的第一帧中时，所述以太网桥被还配置为：
将错误类型、所述第一错误条件发生时的时间、以及标识所述第一错误条件在其中发生的第一设备的源标识符，以由IEEE 1722a协议所定义的格式，写入所述第一帧的对应数据字段中。
4.根据权利要求3所述的用于错误记录机制的系统，其特征是，当将与所述第一错误条件相关的所述信息封装在符合用于时间敏感的应用的层2传输协议的第一帧中时，所述以太网桥被配置为：
抓取在IEEE 802.1AS下的通用精确时间协议下的时间戳参数，其中所述时间戳参数指示当中断请求被服务时的时间；以及
将所述时间戳参数写入所述第一帧中。
5.根据权利要求3所述的用于错误记录机制的系统，其特征是，当将与所述第一错误条件相关的所述信息封装在符合用于时间敏感的应用的层2传输协议的第一帧中时，所述以太网桥还被配置为：
将标识所述错误记录设备的源地址封装至所述第一帧中。
6.根据权利要求5所述的用于错误记录机制的系统，其特征是，经封装的所述帧将由所述错误记录设备接收并解析，以提取包括以下任一项的信息：错误类型、当所述第一错误条件发生时的时间、以及标识所述第一错误条件在其中发生的第一设备的源标识符。
7.根据权利要求6所述的用于错误记录机制的系统，其特征是，所述错误记录设备被配置为生成错误日志文件，所述错误日志文件存储从经封装的所述第一帧中提取的所述信息。
8.根据权利要求1所述的用于错误记录机制的系统，其特征是，所述以太网桥还被配置为：
在相同的所述以太网桥处，并且从连接至第二控制器区域网络总线的所述第一控制器区域网络控制器，接收第二中断请求，所述第二中断请求指示在所述第二控制器区域网络总线处发生的第二错误条件；
响应于所述第二中断请求，通过从在所述第一控制器区域网络控制器处的第二错误寄存器获取与所述第二错误条件相关的信息，由相同的所述以太网桥服务所述第二中断请求；
将与所述第二错误条件相关的所述信息封装在第二帧中，所述第二帧符合用于时间敏感的应用的层2传输协议；以及
经由所述以太网交换机，向所述错误记录设备发送经封装的所述第二帧，所述错误记录设备被安装在对于所述第一控制器区域网络总线远程的位置处，
其中所述错误记录设备被配置为创建错误日志文件，以存储与所述第二错误条件相关的所述信息。
9.根据权利要求1所述的用于错误记录机制的系统，其特征是，所述以太网桥还被配置为：
在相同的所述以太网桥处，并且从连接至第二控制器区域网络总线的第二控制器区域网络控制器，接收第二中断请求，所述第二中断请求指示在所述第二控制器区域网络总线处发生的第二错误条件；以及
服务所述第二中断请求，以将与所述第二中断请求相关的错误信息发送至相同的所述错误记录设备错误记录。
10.根据权利要求9所述的用于错误记录机制的系统，其特征是，所述以太网桥还被配置为：
当所述第一中断请求以及所述第二中断请求在相同的所述以太网桥处同时被接收时，在相同的所述以太网桥处同时地服务所述第一中断请求以及所述第二中断请求。
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