DE102006027378A1 - Kommunikationssystem - Google Patents

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Abstract

In einem Kommunikationssystem, in welchem ein Endgerät in Taktsynchronisation mit einer globalen Zeit arbeitet, die auf einem Netzwerk verwendet wird, gibt es eine Zeitperiode, die zum Bilden einer Taktsynchronisation erforderlich ist, wenn das Endgerät eine lokale Zeit mit einer globalen Zeit vor einem Empfangen oder einem Senden des Frames synchronisiert. In dem Kommunikationssystem, in welchem das Endgerät in Taktsynchronisation mit der globalen Zeit arbeitet, die auf dem Netzwerk verwendet wird, wird ein normaler Frame als Unter-Einschaltframe (A_su) für eine globale Zeitreferenz zusätzlich zu einem Einschaltframe (A_st) verwendet, um dadurch die Zeitperiode, die zum Bilden einer Taktsynchronisation erforderlich ist, zu reduzieren. Ebenso wird der Referenz-Hilfs-Einschaltframe als Ereignissignal eingestellt, um eine Zeitperiode adaptiv zu steuern, die durch das Senden des Referenzframes besetzt wird.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kommunikationssystem, in welchem mehrere Endgeräte, die über Übertragungspfade "miteinander verbunden sind, in Taktsynchronisation mit einer globalen Zeit arbeiten, die bei einem Netzwerk verwendet wird, das aus den Übertragungspfaden gebildet ist.
  • In einem Kommunikationssystem zum Senden und Empfangen von Frames zwischen den mehreren Endgeräten über die Übertragungspfade, insbesondere in einem Kommunikationssystem, das in einer Steuervorrichtung einer Vorrichtung innerhalb eines Kraftfahrzeugs oder einer Fertigungsstraße verwendet wird, ist einem Zeittriggersystem (das hierin nachfolgend "TT-System" genannt wird) Beachtung geschenkt worden, das eine Frameübertragungszeitgabe und eine Einstelländerungszeitgabe durch eine Zeit managt.
  • Als bekanntes TT-System gibt es FlexRay (eingetragene Marke), welches in dem Netzwerk einer Vorrichtung innerhalb eines Kraftfahrzeugs verwendet wird. In diesem System wird in dem Fall, in welchem eine Taktsynchronisation in Bezug auf die globale Zeit gebildet wird, die auf dem Netzwerk verwendet wird, um die Integration der Endgeräte in das Netzwerk zu versuchen, die Taktsynchronisation durch eine Empfangszeit eines Frames, der "Einschaltframe" bzw. "Hochfahrframe" genannt wird, der von einem oder mehreren Endgeräten übertragen wird, die bereits in das Netzwerk integriert worden sind, und eine geschätzte Empfangszeit des Einschaltframes, die aus dem Kommunikationszeitplan durch ein Endgerät berechnet wird, das die Taktsynchronisation mit dem Netzwerk durchführt, durchgeführt (siehe beispielsweise "FlexRay Communication System Protocol Specification Ver. 2.1").
  • Bei dem obigen FlexRay wird in dem Fall, in welchem eine Taktsynchronisation in Bezug auf die globale Zeit versucht wird, die auf dem Netzwerk verwendet wird, eine geschätzte Empfangszeit des Einschaltframes durch einen anfänglichen Kommunikationszyklus erhalten und wird die Empfangszeit des Einschaltframes durch einen darauf folgenden Kommunikationszyklus erhalten. Dann wird eine lokale Zeit durch die Empfangszeit und die geschätzte Empfangszeit initialisiert. Weiterhin wird dann, wenn die lokale Zeit in einer Einschaltphase bzw. Hochfahrphase vollständig initialisiert worden ist, ein Anfangstakt durch die Empfangszeit und die geschätzte Empfangszeit des Einschaltframes in zwei darauf folgenden kontinuierlichen Kommunikationszyklen eingestellt. Übrigens ist zum Verbessern der Übertragungseffizienz gefordert worden, eine Zeitperiode zu verkürzen, die zum Bilden einer Taktsynchronisation erforderlich ist.
    •
  • Die vorliegende Erfindung ist angesichts des Obigen gemacht worden und daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kommunikationssystem zur Verfügung zu stellen, in welchem Endgeräte in Taktsynchronisation mit einer globalen Zeit arbeiten, die auf einem Netzwerk verwendet wird, welches System eine Zeitperiode reduzieren kann, die zum Bilden einer Taktsynchronisation zu der Zeit erforderlich ist, zu welcher die Endgeräte vor einem Senden und Empfangen der Frames die lokalen Zeiten zeitlich mit der globalen Zeit synchronisieren.
  • Die vorliegende Erfindung stellt ein Kommunikationssystem zur Verfügung, in welchem eine Vielzahl von Endgeräten über einen Übertragungspfad miteinander verbunden ist, um ein Netzwerk zu bilden, wobei jedes der Endgeräte folgendes enthält: einen Sendeabschnitt zum Senden eines Frames; einen Empfangsabschnitt zum Empfangen des Frames; eine Takteinrichtung zum Erzeugen einer dem Endgeräte eigenen lokalen Zeit; eine Taktsynchronisierungseinrichtung zum Berechnen einer Empfangszeit des Frames, einer geschätzten Empfangszeit des Frames und eines Anfangswerts der lokalen Zeit und zum Einstellen eines Takts; eine Speichereinrichtung zum Speichern eines Kommunikationszeitplans, der eine Sende- und Empfangsprozedur des Frames innerhalb eines Kommunikationszyklus einer gegebenen Periode definiert, und zum Einstellen von Information in Bezug auf den Kommunikationszeitplan; und eine Kommunikationssteuereinrichtung zum Steuern des Kommunikationsbetriebs des Endgeräts durch den Sendeabschnitt und den Empfangsabschnitt auf der Basis der lokalen Zeit und dem Kommunikationszeitplan, wobei die Kommunikationssteuereinrichtung in jedem der Endgeräte in einem Fall, in welchem das Endgerät zum ersten Mal die Kommunikation zwischen der Vielzahl von Endgeräten beginnt, als führendes Endgerät arbeitet, das den Kommunikationszeitplan führt, und in anderen Fällen in einer Einschalt- bzw. Hochfahrphase, in welcher das Netzwerk gebildet wird, als Integrationsendgerät arbeitet, das die Integration in das Netzwerk durchführt; wobei in einem Fall, in welchem das Endgerät das führende Endgerät ist, die Kommunikationssteuereinrichtung in jedem der Endgeräte den Unter-Einschaltframe in demselben Kommunikationszyklus zu einer Zeitgabe sendet, zu welcher die geschätzte Empfangszeit aufgrund des Einschaltframes für die Referenz der globalen Zeit und des im Integrationsendgerät gespeicherten Kommunikationszeitplans zu einer Übertragungszeitgabe berechnet werden kann, die durch den Kommunikationszeitplan im Voraus definiert ist, nach einem Starten des Kommunikationszeitplans mit der lokalen Zeit als die globale Zeit, die auf dem Netzwerk verwendet wird; wobei in einem Fall, in welchem das Endgerät das Integrationsendgerät ist, die Kommunikationssteuereinrichtung in jedem der Endgeräte den Einschaltframe und den Unter-Einschaltframe empfängt und den Kommunikationszeitplan durch die lokale Zeit gemäß einem Anfangswert der lokalen Zeit startet, der aus der Empfangszeit des Einschaltframes, der Empfangszeit des Unter-Einschaltframes und der geschätzten Empfangszeit berechnet ist; und wobei die Taktsynchronisierungseinrichtung den Anfangswert der lokalen Zeit gemäß der Empfangszeit des Einschaltframes und der Empfangszeit und der geschätzten Empfangszeit des Unter-Einschaltframes berechnet.
  • Bei der vorliegenden Erfindung kann die Zeitperiode reduziert werden, die zum Bilden der Taktsynchronisation zu der Zeit erforderlich ist, zu welcher die Endgeräte vor einem Senden und Empfangen der Frames die lokalen Zeiten zeitlich mit der globalen Zeit synchronisieren.
    •
  • Es folg eine kurze Beschreibung der Zeichnungen, wobei:
  • 1 ein Diagramm ist, das ein Beispiel eines Kommunikationsmusters in einem Kommunikationssystem unter Verwendung eines Kommunikationszeitplans, eines Kommunikationszyklus und eines auf FlexRay basierenden Zeitschlitzes zeigt;
  • 2A und 2B Diagramme sind, die den Kommunikationszeitplan in einem Zyklus eines allgemeinen FlexRay und die jeweiligen Parameter des Kommunikationszeitplans zeigen;
  • 3 ein Zeitdiagramm ist, das eine Einschaltphase des Kommunikationszyklus im allgemeinen FlexRay zeigt;
  • 4A und 4B Diagramme sind, die die Details von Zyklen 0 bis 3 in 3 zeigen;
  • 5 ein Zeitdiagramm ist, das eine Integrationsphase des Kommunikationszyklus des allgemeinen FlexRay zeigt;
  • 6 ein Diagramm ist, das ein Beispiel der Struktur eines Kommunikationssystems gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 7 ein Diagramm ist, das ein Beispiel des Kommunikationszeitplans in einem Zyklus des Kommunikationssystems gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 8 ein Zeitdiagramm ist, das ein Beispiel des Kommunikationszyklus des Kommunikationssystems gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 9A und 9B Diagramme sind, die die Details von Zyklen 0 bis 3 in 8 zeigen;
  • 10 ein Zeitdiagramm ist, das ein weiteres Beispiel des Kommunikationszyklus in dem Kommunikationssystem gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 11 ein Zeitdiagramm ist, das ein weiteres Beispiel des Kommunikationszyklus in dem Kommunikationssystem gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 12 ein Diagramm ist, das ein weiteres Beispiel des Kommunikationszeitplans in einem Zyklus des Kommunikationssystems gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 13 ein Zeitdiagramm ist, das ein Beispiel des Kommunikationszyklus des Kommunikationssystems gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 14A und 14B Diagramme sind, die die Details von Zyklen 0 bis 1 in 13 zeigen;
  • 15 ein Zeitdiagramm ist, das ein weiteres Beispiel des Kommunikationszyklus in dem Kommunikationssystem gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 16 ein Zeitdiagramm ist, das ein weiteres Beispiel des Kommunikationszyklus in dem Kommunikationssystem gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 17 ein Zeitdiagramm ist, das ein Beispiel des Kommunikationszyklus des Kommunikationssystems gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 18 ein Zeitdiagramm ist, das ein Beispiel des Kommunikationszyklus des Kommunikationssystems gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 19 ein Zeitdiagramm ist, das ein Beispiel des Kommunikationszyklus des Kommunikationssystems gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 20 ein Zeitdiagramm ist, das ein weiteres Beispiel des Kommunikationszyklus des Kommunikationssystems gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 21 ein Zeitdiagramm ist, das ein Beispiel des Kommunikationszyklus des Kommunikationssystems gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 22 ein Zeitdiagramm ist, das ein weiteres Beispiel des Kommunikationszyklus des Kommunikationssystems gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 23 ein Diagramm ist, das ein weiteres Beispiel des Kommunikationszeitplans in einem Zyklus des Kommunikationssystems gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 24 ein Zeitdiagramm ist, das ein Beispiel des Kommunikationszyklus des Kommunikationssystems gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 25 ein Zeitdiagramm ist, das ein weiteres Beispiel des Kommunikationszyklus des Kommunikationssystems gemäß einem achten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 26 ein Zeitdiagramm ist, das ein Beispiel des Kommunikationszyklus des Kommunikationssystems gemäß einem neunten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 27 ein Ablaufdiagramm zum Erklären des Betriebs des Kommunikationssystems gemäß einem zehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist; und
  • 28 ein Ablaufdiagramm zum Erklären des Betriebs des Kommunikationssystems gemäß einem elften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist.
  • Es folgt eine detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele.
  • Bevor die jeweiligen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben werden, wird ein Kommunikationssystem von demjenigen Typ, auf dessen Basis die vorliegende Erfindung gemacht worden ist, allgemein unter Bezugnahme auf FlexRay beschrieben werden. Weil das Kommunikationsprotokoll von FlexRay eine bekannte Technik ist, werden die Details, die nicht direkt auf die vorliegende Erfindung bezogen sind, von der Beschreibung weggelassen werden.
  • Bei FlexRay werden das Senden und das Empfangen von jedem von Frames (Paketen/Nachrichten) auf der Basis von Zeitschlitzen bzw. Zeitslots durchgeführt, in welche ein Kommunikationszyklus mit einer vorbestimmten Länge aufgeteilt worden ist, und wird ein Übertragungsrecht in jedem der Zeitslots durch den Kommunikationszeitplan festgesetzt. 1 zeigt ein Beispiel eines Kommunikationsmusters in einem Kommunikationssystem unter Verwendung eines Kommunikationszeitplans, eines Kommunikationszyklus und eines Zeitslots. Beispielsweise wird in 1 das Übertragungsrecht der Frames einem Endgerät A zu der Zeit einer Schlitz- bzw. Slotnummer (ID) = 2 zugeteilt, einem Endgerät B zu der Zeit einer Slotnummer (ID) = 4 und einem Endgerät C zu der Zeit einer Slotnummer (ID) = 5.
  • Ebenso zeigt 2A die Struktur (den Kommunikationszeitplan) in einem Zyklus des Kommunikationsmusters von FlexRay und zeigt 2B die jeweiligen Parameter (Einstellinformation in Bezug auf den Kommunikationszeitplan) des in 2A gezeigten Musters. Ein Zyklus enthält ein statisches Segment, ein dynamisches Segment und eine Netzwerktotzeit. Ein Bezugszeichen MT bezeichnet eine Zeitlänge basierend auf einen Makromoment und μT ist eine Zeitlänge basierend auf einen Mikromoment.
  • Um den Frame zu senden, ist es nötig, dass die Endgeräte eine Taktsynchronisation bilden und in das Netzwerk integriert sind. In dem Fall eines Durchführens einer Kommunikation auf der Basis des Kommunikationszyklus oder des Zeitslots ist es wesentlich, die Taktsynchronisation zu bilden, und die Frameübertragung des Endgeräts, das die Taktsynchronisation nicht bildet, wird abgehalten, um die Kollision von Frames zu verhindern. Bei FlexRay wird eine lokale Zeit auf eine globale Zeit eingestellt, die auf dem Netzwerk verwendet wird, um die Taktsynchronisation zu bilden.
  • Bei diesem Beispiel führt in dem Fall, in welchem die Übertragungseffizienz des Kommunikationssystems berücksichtigt wird, eine Zeitperiode, während welcher die Endgeräte die Frames nicht senden können, zu einer Reduzierung bezüglich der Übertragungseffizienz. Aus diesem Grund wird bei FlexRay eine Zeitperiode, die zum Bilden der Taktsynchronisation erforderlich ist, reduziert, um es dadurch möglich zu machen, die Übertragungseffizienz zu verbessern.
  • Bei FlexRay wird in dem Fall, in welchem das Endgerät, das die Taktsynchronisation nicht bildet, die Taktsynchronisation bildet und in das Netzwerk integriert wird, die Taktsynchronisation unter Verwendung einer Empfangszeit des Frames, der "Einschaltframe" genannt wird, durchgeführt, welcher von einem oder mehreren Endgeräten gesendet wird, die vollständig in das Netzwerk integriert worden sind, und einer geschätzten Empfangszeit des Einschaltframes, welche aus dem Kommunikationszeitplan durch ein Endgerät berechnet wird, das eine Taktsynchronisation mit dem Netzwerk durchführt. Bei FlexRay kann eine Verarbeitung in Bezug auf die Taktsynchronisation nur in geraden Kommunikationszyklen beginnen. Dies ist deshalb so, weil die globale Zeit durch eine Takteinstellung in den geraden Kommunikationszyklen aktualisiert wird. Bei FlexRay ist es unnötig, dass die globale Zeit und die lokale Zeit perfekt miteinander übereinstimmen, und ist die Taktsynchronisation innerhalb eines zulässigen Fehlerbereichs zugelassen. Der zulässige Fehlerbereich kann auf der Basis eines spezifizierten Werts durch einen Entwickler des Netzwerks frei eingestellt werden.
  • Bei diesem Beispiel ist das Netzwerk von FlexRay beispielhaft dargestellt. Jedoch werden der Vereinfachung der Beschreibung halber die gemeinsame Netzwerkkonfiguration und der Kommunikationszeitplan verwendet. Die Netzwerkkonfiguration und der Kommunikationszeitplan von FlexRay bei diesem Beispiel werden nachfolgend beschrieben werden.
    • • Endgeräte, die an das Netzwerk angeschlossen werden können, enthalten vier Endgeräte A, B, C und D.
    • • Die Engeräte A, B und C sind Kaltstartknoten.
    • • Das Endgerät D ist ein Nicht-Kaltstartknoten.
    • • Das Endgerät A ist vorzugsweise ein führender Kaltstartknoten.
    • • Der Kommunikationszyklus ist konfiguriert, wie es in 3 gezeigt ist.
  • Der Kaltstart hat die Bedeutung eines Kommunikationsstarts aus einem Zustand, in welchem eine Kommunikation auf dem Netzwerk nicht durchgeführt wird.
  • Die jeweiligen Parameter, die in 2B gezeigt sind, werden durch den Kommunikationszeitplan festgelegt, und der Kommunikationszeitplan und die in den 2A und 2B gezeigten jeweiligen verschiedenen Parameter werden in einem Kommunikationssteuerabschnitt oder einem Speicherabschnitt in allen der Endgeräte gespeichert, die an das Netzwerk angeschlossen werden können. Ebenso wird bei diesem Beispiel der Annehmlichkeit halber eine Takteinstellung, die durch Verwenden eines Einschaltframes durchgeführt wird, der von einem bestimmten Endgerät gesendet bzw. übertragen wird, "Einschalttakteinstellung" in dem Fall genannt, in welchem die Takteinstellung erforderlich ist, um sie besonders von einer Takteinstellung zu unterscheiden, die durch Verwenden der Einschaltframes durchgeführt wird, die von den mehreren Endgeräten übertragen werden.
  • In einer Einschaltphase, bei welcher das Netzwerk von den mehreren Endgeräten gebildet wird, werden die Endgeräte unter dem Gesichtspunkt der jeweiligen Rollen grob in zwei Gruppen klassifiziert. Eine Gruppe sind führende Kaltstartknoten, die den Kommunikationszeitplan mit ihren eigenen lokalen Zeiten als die globale Zeit beginnen bzw. starten, und eine andere Gruppe sind Integrationsknoten, die eine Integration in das Netzwerk in Taktsynchronisation mit der globalen Zeit durchführen.
  • Im Netzwerk von FlexRay sind in der Einschaltphase zwei oder mehrere Kaltstartknoten, die die Rollen der führenden Kaltstartknoten durchführen können, erforderlich. Die Kaltstartknoten sind Endgeräte, die die Einschaltframes senden können, und ein Kaltstartknoten hat ein Übertragungsrecht für den Einschaltframe durch nur einen Einstundenslot pro einem Kommunikationszyklus. Ein Knoten, das heißt ein Endgerät, das den Kommunikationszeitplan unter den mehreren Kaltstartknoten zuerst startet, ist der führende Kaltstartknoten, und andere Kaltstartknoten werden Integrationsknoten, die eine Taktsynchronisation mit der globalen Zeit durchführen, welche auch insbesondere "folgende Kaltstartknoten" genannt werden, um sie von dem Nicht-Kaltstartknoten zu unterscheiden.
  • 3 ist ein Zeitdiagramm des Kommunikationszyklus, das ein Beispiel zeigt, bei welchem die Taktsynchronisation mit dem Endgerät A als dem führenden Kaltstartknoten und den Endgeräten B, C und D als die Integrationsknoten (die Endgeräte B und C sind die folgenden Kaltstartknoten) gebildet wird, um das Netzwerk zu bilden. Ebenso zeigt 4A die Details der Taktintegration in Zyklen 0 bis 3, die in 3 gezeigt sind, in welchen die globale Zeit und die jeweiligen lokalen Zeiten der Endgeräte A, B, C und D ab dem Zyklus 0 angezeigt sind. 4B ist ein vergrößertes Diagramm der 4A. pMacroInitialOffset und pMicroInitialOffset, die in 4B gezeigt sind, werden auf den Wert gemäß den Charakteristiken der jeweiligen Endgeräte eingestellt. Jedoch werden der Vereinfachung halber in allen Endgeräten pMacroInitialOffset = 10 MT und pMicroInitialOffset = 2 μT eingestellt.
  • In Zusammenhang mit den 2A, 2B und 4A, 4B verwendet FlexRay zwei Typen von Zeitgebern, die ein Makromoment und ein Mikromoment, das eine Einheit ist, die kleiner als diejenige des Makromoments ist, enthalten. Ein Bezugszeichen MT bezeichnet eine Zeitlänge, die auf einem Makromoment basiert, und μT ist eine Zeitlänge, die auf einem Mikromoment basiert.
  • Es wird angenommen, dass die lokalen Zeiten der Endgeräte B, C und D zu der Zeit der globalen Zeit = 0 auf 800 μT, 500 μT und 200 μT eingestellt sind (die lokalen Zeiten können zu der Zeitgabe der Zykluseinschaltzeit in jedem der Endgeräte wahrgenommen werden). Ebenso wird angenommen, dass die Takte der Endgeräte A, B, C und D in Bezug auf einen Nennwert mit den Raten von 1-mal, 1,0025-mal, 1,001-mal und 0,9975-mal weitergeschaltet werden. Weil die maximale Taktfrequenzabweichung, die durch FlexRay definiert ist, 0,0015 ist, ist der zulässige Fehlerbereich der Taktrate auf 0,9985 bis 1,0015 eingestellt. Aus diesem Grund werden, obwohl die Fehler der Endgeräte B und D den zulässigen Bereich überschreiten, die Fehler, die größer als die spezifizierten Werte sind, den Endgeräten B und D zugeteilt, um die Genauigkeit der Taktsynchronisation zu bestätigen.
  • Zuerst misst jeder der Kaltstartknoten (der Endgeräte A, B und C) eine Zeitperiode, während welcher die Frames und die Symbole nicht auf dem Übertragungspfad übertragen werden. Wenn ein Zeitgeberwert, der in jedem der Endgeräte eingestellt ist, abläuft, startet der Kaltstartknoten, nachdem jeder der Kaltstartknoten CAS (ein Kollisionsvermeidungssymbol) zum Vermeiden einer Kollision sendet, den Kommunikationszeitplan als der führende Kaltstartknoten (Endgerät A) mit seinem eigenen Takt als die globale Zeit. Die Kaltstartknoten (Endgeräte B und C), die CAS erfasst haben, bevor die Zeitgeberwerte abgelaufen sind, werden die Integrationsknoten.
  • <Initialisierung einer lokalen Zeit>
  • Der führende Kaltstartknoten (Endgerät A) sendet einen Einschaltframe (A_st) in einem Zeitslot (Slot 1), der durch den Kommunikationszeitplan definiert ist. Die Integrationsknoten (Endgeräte B, C und D) beobachten zuerst die Übertragungspfade, bis diese Integrationsknoten die Einschaltframes in geraden Kommunikationszyklen empfangen. Wenn diese Integrationsknoten einen Erfolg beim Empfangen des Einschaltframes (A_st0) in einem geraden Kommunikationszyklus (Zyklus 0) haben, berechnen die Integrationsknoten die Empfangszeiten der Einschaltframes. Bei dieser Stufe wird eine in 4 gezeigte zweite Zeitreferenzstelle sTRP verwendet. Die lokalen Zeiten L_Knoten bei sTRP der Endgeräte B, C und D sind L_B = 898 μT, L_C = 598 μT und L_D = 297 μT. Zeitfenster sind nahe Zeiten eingestellt (Tw_B = 16898 μT, Tw_C = 16598 μT, Tw_D = 16297 μT), was aus einem Addieren einer Kommunikationszykluslänge (16000 μT), die durch den Kommunikationszeitplan definiert ist, zu den Zeiten von sTRP resultiert.
  • Ebenso wird der Anfangswert L_ini der lokalen Zeit durch den folgenden Ausdruck eingestellt: L_ini = (Zykluszahl + 1)·Zykluslänge + (Slotzahl – 1)·Slotlänge + pMacroInitialOffsetwobei Zykluszahl die Anzahl von Zyklen ist, Zykluslänge die Länge eines Zyklus ist, Slotzahl die Anzahl von Slots ist, Slotlänge die Länge eines Slots ist und pMacroInitialOffset ein p-Makro-Anfangsoffset ist.
  • Weil angenommen ist, dass pMacroInitialOffset bei allen Endgeräten 10 MT (= 100 μT) ist, werden alle Anfangswerte der Endgeräte B, C und D wie folg dargestellt: L_ini = 1·16000 + (1 – 1)·100 + 100 = 16100 (μT)
  • In einem darauf folgenden ungeraden Kommunikationszyklus (Zyklus 1) starten dann, wenn die Integrationsknoten (Endgeräte B, C und D) sTRP des Einschaltframes (A_st1) erfassen, der durch den führenden Kaltstartknoten innerhalb des Zeitfensters übertragen wird, das im Zyklus 0 eingestellt worden ist, die Integrationsknoten die Zeitgeber von pMicroInitialOffset. pMicroInitialOffset ist eine Zeitperiode bis zu einer Einschaltzeit *A des Makromoments, das am nächsten zu sTRP ist, seit einer Zeit von sTRP. Wenn die Zeitgeber ablaufen, initialisieren die Integrationsknoten die lokalen Zeiten durch den Anfangswert L_ini = 16100 μT, der im Zyklus 0 eingestellt worden ist, und starten dann den Kommunikationszeitplan.
  • <Anfangstakteinstellung>
  • In zwei darauf folgenden Kommunikationszyklen (den Zyklen 2 und 3) stellen die folgenden Kaltstartknoten (Endgeräte B und C) den Anfangstakt gemäß einer Differenz zwischen den Empfangszeiten der Einschaltframes (A_st2, A_st3), die von dem führenden Kaltstartknoten (Endgerät A) übertragen werden, und geschätzten Empfangszeiten, die durch den Kommunikationszeitplan berechnet werden, ein. Die Takteinstellung wird durch eine Ratenkorrektur durchgeführt, die eine Fortschaltrate der lokalen Zeit in Bezug auf eine Fortschaltrate der globalen Zeit einstellt, und eine Offsetkorrektur, die eine Einschaltzeit des Zyklus einstellt.
  • Unterschiedlich von den Zyklen 0 und 1, in welchen die Anfangswerte der lokalen Zeiten eingestellt werden, wird eine primäre Zeitreferenzstelle (pTRP), die ein berechneter Wert der Einschaltflanke des Frames ist, als die Empfangszeit bei der Takteinstellung verwendet. pTRP wird aus einer Zeit Ts von sTRP durch den folgenden Ausdruck erhalten: pTRP = Ts + pMicroInitialOffset – pMacroInitialOffset + gdActionPointOffset
  • Ebenso wird als die geschätzte Empfangszeit eine Zeit verwendet, die aus einem Addieren von gdActionPointOffset zu der Einschaltzeit des Slots resultiert, der dem Einschaltframe zugeordnet ist.
  • Zuerst wird die Ratenkorrektur beschrieben werden. Da es keinen Unterschied bezüglich einer Prozedur zum Berechnen des eingestellten Werts bei der Ratenkorrektur zwischen den Endgeräten gibt, wird ein detaillierter Wert des Endgeräts B beschrieben werden.
  • In 4 sind Differenzen (D_Zyklus) zwischen den Empfangszeiten der Einschaltframes (A_st2, A_st3) in den Zyklen 2 und 3 und den geschätzten Empfangszeiten jeweils D_2 = 32089 – 32050 = 39 μT und D_3 = 48129 – 48050 = 79 μT. Somit tritt eine Differenz von 40 μT pro einem Kommunikationszyklus auf. Aus dieser Tatsache wird herausgefunden, dass das Mikromoment des Endgeräts B mit einer Rate von 16040/16000 = 1,0025-mal das Mikromoment der globalen Zeit gezählt wird. Wenn das Endgerät B die Anzahl von Mikromomenten pro einem Kommunikationszyklus auf 16040 μT einstellt, kann das Endgerät B die Rate der lokalen Zeit auf die Rate der globalen Zeit einstellen. Der so berechnete Wert für eine eingestellte Rate wird von dem darauf folgenden Kommunikationszyklus (Zyklus 4) angelegt bzw. angewendet.
  • Nachfolgend wird die Offsetkorrektur beschrieben werden. Da es keinen Unterschied bezüglich einer Prozedur zum Berechnen des eingestellten Werts bei der Offsetkorrektur gibt, wird ein detaillierter Wert des Endgeräts B beschrieben werden.
  • Bei der Offsetkorrektur wird eine Differenz D_3 zwischen der Empfangszeit und der geschätzten Empfangszeit des Einschaltframes (A_st3) im Zyklus 3 verwendet. Es wird aus D_3 angenommen, dass die darauf folgende Kommunikationszyklus-Einschaltzeit des Endgeräts B um 79 μT früher als die Kommunikationszyklus-Einschaltzeit der globalen Zeit beginnt. Unter dem Umstand wird die Zeit von NIT (Netzwerktotzeit) im Zyklus 3 um 79 μT verlängert, um dadurch die Kommunikationszyklus-Startzeit einzustellen.
  • Nun wird eine Zeitverzögerung zwischen der lokalen Zeit und der globalen Zeit des Endgeräts B nach der Anfangstakteinstellung studiert. Als Ergebnis eines Anwendens der Offsetkorrektur wird die Einschaltzeit T_4 des Endgeräts B im Zyklus 4 bei der lokalen Zeit 64079 μT. Wenn diese Zeit durch die globale Zeit ersetzt wird, wird T_4 durch den folgenden Ausdruck dargestellt: T_4 = 16100 + (64079 – 16100)/1,0025 = 63959,35 → etwa 63959 μT
  • Es wird herausgefunden, dass die Differenz von 41 μT im Vergleich mit der Einschaltzeit im Zyklus 4 bei der globalen Zeit bleibt. Andererseits ist als Ergebnis eines Anwendens der Ratenkorrektur die Rate der lokalen Zeit beim Endgerät B gleich der Rate der globalen Zeit. Aus diesem Grund wird die Beziehung zwischen der lokalen Zeit und der globalen Zeit des Endgeräts B im Zyklus 4 und in den folgenden Zyklen durch den folgenden Ausdruck dargestellt: lokale Zeit = globale Zeit + 41
  • Es wird herausgefunden, dass dann, wenn der Fehler innerhalb eines zulässigen Bereichs ist, die lokale Zeit mit der globalen Zeit synchronisiert ist.
  • Auf eine Beendigung der Anfangstakteinstellung durch die obige Prozedur hin starten die folgenden Kaltstartknoten (Endgeräte B und C) damit, die Einschaltframes in den Zeitslots zu senden, welche durch den Kommunikationszeitplan definiert sind.
  • <Takteinstellung>
  • Im Zyklus 4 und in den folgenden Zyklen werden die Einschaltframes von den mehreren Endgeräten (den Endgeräten A, B und C) gesendet und werden die Takteinstellungen durch Verwenden der Empfangszeiten bzw. der geschätzten Empfangszeiten durchgeführt. Die Takteinstellungen sind nicht direkt auf die vorliegende Erfindung bezogen und werden daher von der Beschreibung weggelassen werden.
  • Auf eine Beendigung von <Initialisierung einer lokalen Zeit>, <Anfangstakteinstellung> und <Takteinstellung>, die oben beschrieben sind, bilden die Endgeräte die Taktsynchronisation und können die Integration in das Netzwerk beenden.
  • In dem Fall, in welchem die mehreren Endgeräte die Taktsynchronisation mit der globalen Zeit bilden und die Integrationsknoten, die die Taktsynchronisation mit dem Netzwerk nicht bilden, auf welchem die Frames übertragen werden, die Integration in das Netzwerk durchführen (Integrationsphase), berechnen die Integrationsknoten die Anfangswerte der lokalen Zeiten auf der Basis des Einschaltframes, der unter den mehreren Einschaltframes zuerst empfangen worden ist, die in den geraden Kommunikationszyklen übertragen bzw. gesendet werden, und starten den Kommunikationszeitplan. Aus diesem Grund führen die Integrationsknoten unterschiedlich von der Prozedur in der Einschaltphase, welche unter dem Punkt <Initialisierung einer lokalen Zeit> beschrieben ist, die Taktsynchronisation mit einem beliebigen Knoten (einem führenden Integrationsknoten) unter den mehreren Kaltstartknoten durch, die bereits die Taktsynchronisation gebildet haben.
  • 5 ist ein Zeitdiagramm der Kommunikationszyklen in dem Fall, in welchem jeweils die Endgeräte A, B, C und D die Kaltstartknoten sind und das Endgerät D die Taktsynchronisation mit dem Netzwerk, auf welchem drei Einschaltframes innerhalb von einem Kommunikationszyklus übertragen werden, als der Integrationsknoten durchführt.
  • (a) in 5 zeigt einen Fall, in welchem der Integrationsknoten (Endgerät D) zuerst den Einschaltframe empfängt, der von dem Endgerät A in dem geraden Kommunikationszyklus (Zyklus 2k) gesendet ist (das Endgerät A ist der führende Integrationsknoten). In diesem Fall initialisiert das Endgerät D die lokalen Zeiten durch die Einschaltframes (A_st2k, A_st2k + 1), die von dem Endgerät A in einem Zyklus 2k und einem Zyklus 2k + 1 in derselben Berechnungsprozedur wie derjenigen unter dem Punkt <Initialisierung einer lokalen Zeit> übertragen werden, und startet dann den Kommunikationszeitplan.
  • Wie in dem Fall von (a) in 5 startet der Integrationsknoten den Kommunikationszeitplan mit dem Endgerät B als der führende Integrationsknoten jeweils bei (b) in 5 und mit dem Endgerät C als der führende Integrationsknoten bei (c) in 5.
  • In dem Zyklus 2k + 2 und den darauf folgenden Zyklen in 5 empfängt der Integrationsknoten die Einschaltframes und die Synchronisationsframes (Sync-Frame) von den mehreren Endgeräten und führt dann die Takteinstellung durch Verwenden von jeweils den Empfangszeiten und den geschätzten Empfangszeiten durch. Die Takteinstellung wird von der Beschreibung weggelassen werden. In einem Fall 1 der 5 wird die lokale Zeit in dem Fall initialisiert, in welchem der Integrationsknoten (Endgerät D) kein Kaltstartknoten ist, und in einem Fall 2 der 5 wird die lokale Zeit in dem Fall initialisiert, in welchem der Integrationsknoten (Endgerät D) ein Kaltstartknoten ist.
  • Wie es oben beschrieben ist, wird in dem Fall, in welchem die Taktsynchronisation mit der globalen Zeit bei FlexRay durchgeführt wird, die lokale Zeit durch die Empfangszeit des Einschaltframes in dem geraden Kommunikationszyklus und die Empfangszeit und die geschätzte Empfangszeit des Einschaltframes in dem darauf folgenden ungeraden Kommunikationszyklus initialisiert. Ebenso führt dann, wenn der folgende Kaltstartknoten die lokale Zeit in der Einschaltphase vollständig initialisiert hat, der folgende Kaltstartknoten die Anfangstakteinstellung durch die Empfangszeit und die geschätzte Empfangszeit des Einschaltframes in den zwei darauf folgenden kontinuierlichen Kommunikationszyklen durch. Aus diesem Grund wird bei beiden der Initialisierung der lokalen Zeit und der Anfangstakteinstellung gefordert, dass die geschätzten Empfangszeiten der Einschaltframes aus dem Kommunikationszeitplan berechnet werden können.
  • Bei diesem Beispiel sind in dem Fall, in welchem eine Zeitperiode, die für die Integration in das Netzwerk erforderlich ist, berücksichtigt wird, wie es in 3 gezeigt ist, um von der Einschaltphase zu der Kommunikationsphase zu schalten, 6 Zyklen im führenden Kaltstartknoten erforderlich, 7 Zyklen im folgenden Kaltstartknoten erforderlich und 8 Zyklen im Nicht-Kaltstartknoten erforderlich. Ebenso sind, wie es in 5 gezeigt ist, um von der Integrationsphase zu der Kommunikationsphase zu schalten, 3 Zyklen im Nicht-Kaltstartknoten erforderlich und 5 Zyklen im Kaltstartknoten erforderlich. Wie es oben beschrieben ist sollte, um die Übertragungseffizienz zu verbessern, eine Zeitperiode, die für die Integration in das Netzwerk erforderlich ist, um so viel wie möglich reduziert werden.
  • Als Verfahren zum Reduzieren der Zeitperiode, die für die Integration in das Netzwerk erforderlich ist, wird ein Verfahren zum Erhöhen der Übertragungsfrequenz eines I-Frames mit der globalen Zeit als Daten innerhalb des Frames in einer TTP/C (Klasse C eines zeitgetriggerten Protokolls SAE) verwendet, das eine Kommunikation durch den Kommunikationszeitplan durchführt. Beim TTP/C kann die Zeitperiode, die für die Integration in das Netzwerk erforderlich ist, durch das obige Verfahren reduziert werden, wohingegen bei FlexRay nicht dasselbe Verfahren wie dasjenige bei TTP/C verwendet werden kann. Dies ist deshalb so, weil bei FlexRay das Übertragungsrecht des Einschaltframes nur während eines einstündigen Slots in Bezug auf "1 Kaltstartknoten·1 Kommunikationszyklus" zugeteilt wird. Ebenso definiert bei einem Verfahren, bei welchem der normale Frame, der ein anderer als der Einschaltframe ist, welcher durch den Kaltstartknoten übertragen wird, zusätzlich zu dem Einschaltframe für die Taktsynchronisation verwendet wird, der Kommunikationszeitplan nicht immer, dass ein anderes Endgerät innerhalb des Netzwerks den Frame empfängt. Als Ergebnis ist es unmöglich, die geschätzte Empfangszeit des Frames zu berechnen und kann die Zeitperiode, die für die Integration in das Netzwerk erforderlich ist, nicht durch Verwenden des Frames reduziert werden, der ein anderer als der Einschaltframe ist.
  • Unter den Umständen wird ein Fall beschrieben werden, bei welchem die vorliegende Erfindung auf FlexRay als bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung angewendet wird. Jedoch ist der angewendete Schutzumfang der vorliegenden Erfindung ein Kommunikationsprotokoll mit den in den Ansprüchen definierten Merkmalen und ist nicht auf FlexRay beschränkt.
  • 6 zeigt ein Beispiel der Struktur eines Kommunikationssystems gemäß der vorliegenden Erfindung. In 6 sind mehrere Endgeräte 2, die Knoten mit im Wesentlichen derselben Konfiguration sind, jeweils an einen Übertragungspfad 1 angeschlossen, um das Netzwerk zu bilden. Jedes der Endgeräte 2 enthält einen Sendeabschnitt 22 und einen Empfangsabschnitt 23, die mit einem anderen Endgerät kommunizieren, eine Kommunikationssteuereinrichtung 21 zum Steuern der Kommunikation über den Sendeabschnitt 22 und den Empfangsabschnitt 23, eine Takteinrichtung 24 zum Erzeugen von Takten für eine Kommunikation; eine Taktsynchronisierungseinrichtung 25 zum Durchführen einer Taktsynchronisation bei einer Kommunikation und eine Speichereinrichtung 26 zum Speichern des in den 2A und 2B und in der 7, die später beschrieben werden wird, gezeigten Kommunikationszeitplans und verschiedener Parameter davon (Einstellinformation in Bezug auf den Kommunikationszeitplan) darin. Beispielsweise sind die Kommunikationssteuereinrichtung 21, die Takteinrichtung 24 und die Taktsynchronisierungseinrichtung 25 aus beispielsweise einem Computer ausgebildet und ist die Speichereinrichtung 26 aus einem Speicher ausgebildet. Ebenso kann die Speichereinrichtung 26 zusammen mit anderen Einrichtungen in den Computer eingebaut sein. Die Kommunikationssteuereinrichtung 21, die Takteinrichtung 24, die Taktsynchronisierungseinrichtung 25 und die Speichereinrichtung 26 bilden einen Kommunikationssteuerabschnitt.
  • Ebenso sind das Endgerät, das der Kaltstartknoten ist, und das Endgerät, das der Nicht-Kaltstartknoten ist, bezüglich der Grundstruktur identisch zueinander, aber bezüglich der Steuerung durch den Kommunikationssteuerabschnitt 21 und die Taktsynchronisierungseinrichtung 25 unterschiedlich voneinander.
  • Ebenso werden die oben angegebenen Netzwerkkonfiguration und der in den 3 und 4 gezeigte Kommunikationszeitplan als die Netzwerkkonfiguration und der Kommunikationszeitplan von FlexRay in den folgenden Ausführungsbeispielen verwendet.
  • Erstes Ausführungsbeispiel
  • Zuerst wird nachfolgend gezeigt, dass ein System gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel einen Unter-Einschaltframe in einem statischen Segment sendet bzw. überträgt.
  • 7 ist ein Diagramm, das ein Beispiel des Kommunikationszeitplans in einem Zyklus des Kommunikationssystems gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. X_su in der Figur stellt einen Unter-Einschaltframe eines Endgeräts mit dem Namen X dar. Wie es in 7 gezeigt ist, wird bei jedem der Kaltstartknoten der Zeitslot, der den Einschaltframe und den Unter-Einschaltframe überträgt, durch den Kommunikationszeitplan definiert, und alle der Endgeräte, die an das Netzwerk angeschlossen werden können, werden durch den Kommunikationszeitplan definiert, um alle der Unter-Einschaltframes zu empfangen.
  • Als erstes ist die 8 ein Zeitdiagramm, das ein Beispiel des Kommunikationszyklus im Kommunikationssystem gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Ein Fall, in welchem das Endgerät A der führende Kaltstartknoten (das führende Endgerät) wird, wie es in 8 gezeigt ist, wird beschrieben werden. Die 9A und 9B zeigen die Details der Taktsynchronisation in den Zyklen 0 bis 3 der 8. Die jeweiligen lokalen Zeiten der Endgeräte A, B, C und D sind ab dem Zyklus 0 angezeigt. Die Daten der lokalen Zeiten der jeweiligen Endgeräte sind identisch zu denjenigen, die oben unter Bezugnahme auf 4 beschrieben sind. Der Betrieb der Integrationsknoten (der Endgeräte B, C und D), die die Integrationsendgräte sind, ist identisch zueinander, außer für die Einstellwerte (pMacroInitialOffset, pMicroInitialOffset), die den jeweiligen Endgeräten eigen sind, und daher wird nachfolgend nur das Endgerät B beschrieben werden.
  • Wenn der Integrationsknoten (das Endgerät B) beim Empfangen von A_st0 erfolgreich ist, berechnet der Integrationsknoten sTRP von A_st0 auf dieselbe Weise wie diejenige des obigen Punkts <Initialisierung einer lokalen Zeit> (898 μT). Der Anfangswert der lokalen Zeit wird ab einer Zyklusnummer (0) eingestellt, die A_st0 empfängt, der auf der Basis der Empfangsinformation von A_st0, einer Zykluslänge (1600 MT), die durch den Kommunikationszeitplan in jedem der Endgeräte eingestellt wird, eine (statische) Slotlänge (100 MT), eine Slot-ID (7), die A_su0 zugeordnet ist, und pMacroInitialOffset (10 MT) durch den folgenden Ausdruck erhalten wird: L_ini = (Zyklusnummer·Zykluslänge) + (Slot-ID – 1)·Slotlänge + pMacroInitialOffset = 0·1600 + (7 – 1)·100 + 10 = 610 MTwobei die Zyklusnummer Zyklus-Nr. ist, Zykluslänge die Länge eines Zyklus ist, Slot-ID eine Slot-ID (Nummer) ist, Slotlänge die Länge eines Slots ist und pMacroInitialOffset ein p-Macro-Anfangsoffset ist.
  • Ebenso wird das Zeitfenster nahe der folgenden Zeit auf der Basis der Slot-ID(1) eingestellt, die A_st0 und die obigen Parameter empfängt. Tw_B = (Slot-ID – Slot-ID)·Slotlänge + sTRP = (7 – 1)·100 + 89,8 w = 689,8 MT = 6898 μT
  • Darauf folgend initialisiert der Integrationsknoten die lokale Zeit auf dieselbe Weise wie diejenige des Zyklus, der im letzten Teil des obigen Punkts <Initialisierung einer lokalen Zeit> beschrieben ist. Wenn der Integrationsknoten den Unter-Einschaltframe innerhalb des Zeitfensters empfängt, das nahe dem oben angegebenen Tw_B eingestellt ist, startet der Integrationsknoten den Zeitgeber von pMicroInitialOffset (2 μT). Wenn der Zeitgeber abläuft, initialisiert der Integrationsknoten die lokale Zeit durch den Anfangswert L_ini = 610 MT, der im Zyklus 0 eingestellt ist, und startet den Kommunikationszeitplan.
  • Lasst uns nun den oben angegebenen allgemeinen FlexRay betrachten, und das Zeitfenster, das durch die vorliegende Erfindung eingestellt wird. Eine Zeitdifferenz zwischen Tw_B, das beim normalen FlexRay eingestellt ist, und dem aktuellen sTRP ist 40 μT (16898 – 16838) aus den 4A und 4B, und eine Zeitdifferenz zwischen Tw_B, das bei der vorliegenden Erfindung eingestellt ist, und dem aktuellen sTRP ist 15 μT (6898 – 6913) aus den 9A und 9B (in beiden Fällen die lokale Zeit des Endgeräts B). Wie es oben beschrieben ist, wird deshalb, weil die Zeitdifferenz zwischen Tw_B und sTRP gemäß der vorliegenden Erfindung kleiner als diejenige des allgemeinen FlexRay ist, wenn sTRP wie beim allgemeinen FlexRay erfasst wird, sTRP notwendigerweise auch bei der vorliegenden Erfindung erfasst.
  • Im darauf folgenden Kommunikationszyklus (Zyklus 1) führen die folgenden Kaltstartknoten (Endgeräte B und C) die Anfangstakteinstellung durch den Einschaltframe und den Unter-Einschaltframe durch. Bei der Takteinstellung wird deshalb, weil der Betrieb der Integrationsknoten (Endgeräte B und C) außer für die Einstellwerte (pMacroInitialOffset, pMicroInitialOffset), die den jeweiligen Endgeräten eigen sind, identisch zueinander ist, nachfolgend nur das Endgerät B detaillierter beschrieben werden.
  • Zuerst wird die Ratenkorrektur beschrieben werden. Differenzen der jeweiligen Empfangszeiten und der Empfangszeiten des Einschaltframes und des Unter-Einschaltframes im Zyklus 1 sind D_st1 = 16074 – 16050 = 24 μT und D_su1 = 22089 – 22050 = 39 μT, und eine Differenz von 15 μT tritt während 6 Slots auf. Aus diesem Grund wird eine Differenz D_Zyklus pro einem Kommunikationszyklus wie folgt dargestellt: D_Zyklus = Zykluslänge·(D_su1 – D_st1)/(6·Slotlänge) = 16000·(39 – 24) (6·1000) = 40 μT
  • Somit wird derselbe Wert wie der eingestellte Wert, der aus der Berechnung in der Beschreibung des allgemeinen FlexRay resultiert, erhalten. Das Endgerät B kann die Rate der lokalen Zeit auf die Rate der globalen Zeit durch Einstellen der Anzahl von Mikromomenten pro einem Kommunikationszyklus auf 16040 μT einstellen. Der berechnete Wert wird von dem darauf folgenden Kommunikationszyklus (Zyklus 2) angewendet.
  • Nachfolgend wird die Offsetkorrektur beschrieben werden. Bei der Offsetkorrektur werden die Empfangszeit und die geschätzte Empfangszeit des Frames verwendet, der zu einer Zeit nahe zu der Zeit empfangen worden ist, zu welcher die Offsetkorrektur durch zwei Frames implementiert ist, die den Einschaltframe und den Unter-Einschaltframe im Zyklus 1 enthalten. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird eine Differenz D_su1 zwischen der Empfangszeit und der geschätzten Empfangszeit des Unter-Einschaltframes verwendet. Es wird aus D_su1 vorausgesetzt, dass die nachfolgende Kommunikationszyklus-Einschaltzeit des Endgeräts B um 39 μT früher als die Kommunikationszyklus-Einschaltzeit der globalen Zeit startet bzw. beginnt. Unter dem Umstand wird die Zeit von NIT (Netzwerktotzeit) im Zyklus 1 um 39 μT verlängert, um dadurch die Kommunikationszyklus-Startzeit einzustellen.
  • Nun wird eine Zeitverzögerung zwischen der lokalen Zeit und der globalen Zeit des Endgeräts B nach der Anfangstakteinstellung wie beim allgemeinen FlexRay studiert. Als Ergebnis eines Anwendens der Offsetkorrektur wird die Einschaltzeit T_2 des Endgeräts B im Zyklus 2 bei der lokalen Zeit 32039 μT. Wenn diese Zeit durch die globale Zeit ersetzt wird, wird T_2 durch den folgenden Ausdruck dargestellt: T_2 = 6100 + (32039 – 6100)/1,0025 = 31974,31 → 31974 μT
  • Es wird herausgefunden, dass eine Differenz von 26 μT im Vergleich mit der Einschaltzeit im Zyklus 2 bei der globalen Zeit bleibt. Andererseits ist als Ergebnis eines Anwendens der Ratenkorrektur die Rate der lokalen Zeit beim Endgerät B gleich der Rate der globalen Zeit. Aus diesem Grund wird die Beziehung zwischen der lokalen Zeit und der globalen Zeit des Endgeräts B im Zyklus 2 und in den folgenden Zyklen durch den folgenden Ausdruck dargestellt: lokale Zeit = globale Zeit + 26
  • Aus diesem Grund wird der Fehler bezüglich der lokalen Zeit des Endgeräts B in Bezug auf die globale Zeit bei der vorliegenden Erfindung kleiner. Aus dieser Tatsache wird es herausgefunden, dass dann, wenn der Fehler bezüglich der lokalen Zeit des allgemeinen FlexRay innerhalb eines zulässigen Bereichs ist, die Taktsynchronisation durch die Anfangstaktsynchronisation der vorliegenden Erfindung gebildet werden kann.
  • Die Takteinstellung im Zyklus 2 und in den darauf folgenden Zyklen ist identisch mit derjenigen der Technik für das allgemeine FlexRay im Zyklus 4 und den darauf folgenden Zyklen, und daher wird ihre Beschreibung weggelassen werden.
  • Als Ergebnis enthält in einem Kommunikationssystem, bei welchem eine Vielzahl von Endgeräten 2 über einen Übertragungspfad 1 miteinander verbunden ist, um ein Netzwerk zu bilden, jedes der Endgeräte einen Sendeabschnitt 22, der einen Frame sendet, einen Empfangsabschnitt 23, der den Frame empfängt, eine Takteinrichtung 24 zum Erzeugen einer lokalen Zeit, die dem Endgerät eigen ist, eine Taktsynchronisierungseinrichtung 25 zum Berechnen einer Empfangszeit des Frames, einer geschätzten Empfangszeit des Frames und eines Anfangswerts der lokalen Zeit und zum Einstellen eines Takts, eine Speichereinrichtung 26 zum Speichern eines Kommunikationszeitplans, der eine Sende- und Empfangsprozedur des Frames innerhalb eines Kommunikationszyklus einer gegebenen Periode und von Einstellinformation in Bezug auf den Kommunikationszeitplan definiert, und eine Kommunikationssteuereinrichtung 21 zum Steuern des Kommunikationsbetriebs des Endgeräts durch den Sendeabschnitt und den Empfangsabschnitt auf der Basis der lokalen Zeit und des Kommunikationszeitplans. Die Kommunikationssteuereinrichtung 21 in jedem der Endgeräte arbeitet als führendes Endgerät, das den Kommunikationszeitplan in einem Fall, in welchem das Endgerät zum ersten Mal die Kommunikation unter der Vielzahl von Endgeräten beginnt, führt, und als Integrationsendgerät, das die Integration in das Netzwerk in anderen Fällen durchführt, arbeitet, und zwar in einer Einschaltphase, in welcher das Netzwerk gebildet wird. In dem Fall, in welchem das Endgerät das führende Endgerät ist, sendet das Endgerät den Unter-Einschaltframe in demselben Kommunikationszyklus zu einer Zeitgabe, zu welcher die geschätzte Empfangszeit mit dem Einschaltframe für die globale Zeitreferenz und den Kommunikationszeitplan, der in dem Integrationsendgerät gespeichert ist, zu einer Sendezeitgabe berechnet werden kann, die durch den Kommunikationszeitplan im Voraus definiert ist, nach einem Starten des Kommunikationszeitplans mit der lokalen Zeit als die globale Zeit, die auf dem Netzwerk verwendet wird. Andererseits empfängt das Endgerät in dem Fall, in welchem das Endgerät das Integrationsendgerät ist, den Einschaltframe und den Unter-Einschaltframe und startet den Kommunikationszeitplan durch die lokale Zeit gemäß einem Anfangswert der lokalen Zeit, der aus der Empfangszeit des Einschaltframes, der Empfangszeit des Unter-Einschaltframes und der geschätzten Empfangszeit berechnet ist. Die Taktsynchronisierungseinrichtung 25 berechnet den Anfangswert der lokalen Zeit gemäß der Empfangszeit des Einschaltframes, der Empfangszeit und der geschätzten Empfangszeit des Unter-Einschaltframes. Die bei diesem Ausführungsbeispiel beschriebene vorliegende Erfindung wird angewendet, um es dadurch möglich zu machen, die Initialisierung der lokalen Zeit, die beim allgemeinen FlexRay zwei Zyklen erfordert, auf einen Zyklus zu reduzieren.
  • Ebenso ist ein Kommunikationssystem, bei welchem eine Vielzahl von Endgeräten 2 über einen Übertragungspfad 1 miteinander verbunden ist, um ein Netzwerk zu bilden, dadurch charakterisiert, dass jedes der Endgeräte einen Sendeabschnitt 22 enthält, der einen Frame sendet, einen Empfangsabschnitt 23, der den Frame empfängt, eine Takteinrichtung 24 zum Erzeugen einer lokalen Zeit, die dem Endgerät eigen ist, eine Taktsynchronisierungseinrichtung 25 zum Berechnen einer Empfangszeit des Frames, einer geschätzten Empfangszeit des Frames und eines Anfangswerts der lokalen Zeit und zum Einstellen eines Takts, eine Speichereinrichtung 26 zum Speichern eines Kommunikationszeitplans, der eine Sende- und Empfangsprozedur des Frames innerhalb eines Kommunikationszyklus einer gegebenen Periode definiert, und zum Einstellen von Information in Bezug auf den Kommunikationszeitplan und eine Kommunikationssteuereinrichtung 21 zum Steuern des Kommunikationsbetriebs des Endgeräts durch den Senderabschnitt und den Empfangsabschnitt auf der Basis der lokalen Zeit und des Kommunikationszeitplans. Die Kommunikationssteuereinrichtung 21 in jedem der Endgeräte arbeitet als führendes Endgerät, das den Kommunikationszeitplan in einem Fall anführt, in welchem das Endgerät zum ersten Mal die Kommunikation unter der Vielzahl von Endgeräten startet, und in anderen Fällen als Integrationsendgerät, das die Integration in das Netzwerk durchführt, arbeitet, und zwar in einer Einschaltphase, in welcher das Netzwerk gebildet wird. In dem Fall, in welchem das Endgerät das führende Endgerät ist, sendet das Endgerät den Unter-Einschaltframe in demselben Kommunikationszyklus zu einer Zeitgabe, die die geschätzte Empfangszeit aufgrund des Einschaltframes für die globale Zeitreferenz und des Kommunikationszeitplans, der im Integrationsendgerät gespeichert ist, zu einer Sendezeitgabe berechnen kann, die durch den Kommunikationszeitplan im Voraus definiert ist, nach einem Starten des Kommunikationszeitplans mit der lokalen Zeit als die globale Zeit, die auf dem Netzwerk verwendet wird. Andererseits startet das Endgerät in dem Fall, in welchem das Endgerät das Integrationsendgerät ist, den Kommunikationszeitplan durch die lokale Zeit und empfängt die Taktsynchronisierungseinrichtung 25 den Einschaltframe und den Unter-Einschaltframe und führt die Takteinstellung der lokalen Zeit und der globalen Zeit aus den jeweiligen Empfangszeiten und der geschätzten Empfangszeit durch. Die obige Struktur macht es möglich, die Initialisierung der lokalen Zeit, die bei dem allgemeinen FlexRay zwei Zyklen erfordert, auf einen Zyklus zu reduzieren. Bei der Takteinstellung nach dem Zyklus 2 wird deshalb, weil dieselbe Verarbeitung wie diejenige beim allgemeinen FlexRay verwendet wird, eine erforderliche Zeitperiode nicht geändert. Demgemäß sind als Zeitperiode, die zum Schalten von der Einschaltphase zu der Kommunikationsphase erforderlich ist, im führenden Kaltstartknoten (führenden Endgerät) 4 Zyklen erforderlich, im folgenden Kaltstartknoten (Integrationsendgerät) 5 Zyklen erforderlich und im Nicht-Kaltstartknoten (Integrationsendgerät) 6 Zyklen erforderlich. Es wird herausgefunden, dass im Vergleich mit dem allgemeinen FlexRay eine Zeitperiode, die für die Integration in das Netzwerk erforderlich ist, in beiden Fällen reduziert werden kann.
  • 10 ist ein Zeitdiagramm, wenn das Endgerät B von der Einschaltphase zu der Kommunikationsphase in dem Fall schaltet, in welchem das Endgerät B ein führender Kaltstartknoten wird, und 11 ist ein Zeitdiagramm, wenn das Endgerät C von der Einschaltphase zu der Kommunikationsphase in dem Fall schaltet, in welchem das Endgerät C ein führender Kaltstartknoten wird. In diesen beiden Fällen werden die Initialisierung der lokalen Zeit und die Anfangstakteinstellung auf dieselbe Weise wie diejenige in dem Fall durchgeführt, in welchem das Endgerät A der führende Kaltstartknoten ist, und daher wird ihre Beschreibung weggelassen werden.
  • Zweites Ausführungsbeispiel
  • Beim ersten Ausführungsbeispiel ist der Unter-Einschaltframe dem statischen Segment zugeordnet, um eine Zeitperiode, die für die Integration in das Netzwerk erforderlich ist, zu reduzieren. Weil das Frameformat des Unter-Einschaltframes identisch zu dem normalen Frame ist, werden Anwendungsdaten in dem Zeitslot, der dem Unter-Einschaltframe zugeordnet ist, gesendet bzw. übertragen, um es dadurch möglich zu machen, den Unter-Einschaltframe selbst nach einem Schalten zu der Kommunikationsphase effektiv zu verwenden.
  • Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel wird dann, wenn der Unter-Einschaltframe im statischen Segment gesendet bzw. übertragen wird, der Zeitslot, während welchem der Unter-Einschaltframe übertragen wird, dem Kommunikationszeitplan zugeordnet. Als Ergebnis wird deshalb, weil der Zeitslot, zu welchem ein Frame, der ein anderer als der Einschaltframe und der Unter-Einschaltframe ist, zugeordnet ist, reduziert ist, der Freiheitsgrad für eine Entwicklung des Kommunikationszeitplans beschädigt. Zusätzlich wird in dem Zyklus 2 und den darauf folgenden Zyklen, obwohl der Unter-Einschaltframe, der von dem Endgerät, das ein anderes als der führende Kaltstartknoten ist, gesendet wird, bei der Integration in das Netzwerk nicht verwendet wird, der Zeitslot dem Unter-Einschaltframe im Kommunikationszeitplan zugeordnet. Als Ergebnis wird selbst in dem Fall, in welchem es nicht immer nötig ist, den Frame im zugeordneten Zeitslot zu übertragen, das Übertragungsrecht des Frames zugeteilt.
  • Um den obigen Zustand zu lösen, wird bei diesem Ausführungsbeispiel der Unter-Einschaltframe in dem dynamischen Segment übertragen, welches ein Kommunikationsteil des Ereignistyps ist. 12 zeigt ein Beispiel des Kommunikationszeitplans in einem Zyklus des Kommunikationsmusters in diesem Fall.
  • Wie es in 12 gezeigt ist, ist der Unter-Einschaltframe von einem Minislot-ID = 1 in dem dynamischen Segment in einer Ablauffolge zugeordnet. In dieser Situation werden die Minislots den Endgeräten in der Reihenfolge zugeordnet, die bezüglich der Möglichkeit höher ist, dass das Endgerät der führende Kaltstartknoten wird, und zwar als 1, 2, 3, .... Bei diesem Ausführungsbeispiel ist Minislot-ID = 1 dem Endgerät A zugeordnet, ist Minislot-ID = 2 dem Endgerät B zugeordnet und ist Minislot-ID = 3 dem Endgerät C zugeordnet. Diese Einstellungen werden durch den Kommunikationszeitplan so definiert, dass alle Endgeräte, die an das Netzwerk angeschlossen werden können, alle Unter-Einschaltframes empfangen.
  • Zuerst wird ein Fall, in welchem das Endgerät A der führende Kaltstartknoten wird, wie es in 13 gezeigt ist, beschrieben werden. Die 14A und 14B zeigen die Details der Taktsynchronisation in den Zyklen 0 und 1 und die jeweiligen lokalen Zeiten der Endgeräte A, B, C und D sind ab dem Zyklus 0 angezeigt. Die Daten der lokalen Zeiten der jeweiligen Endgeräte sind identisch zu denjenigen, die unter Bezugnahme auf 4 im Voraus beschrieben sind. Der Betrieb der Integrationsknoten (Endgeräte B, C und D) ist identisch zueinander, außer für die Einstellwerte (pMacroInitialOffset, pMicroInitialOffset), die den jeweiligen Endgeräten eigen sind, und daher wird nachfolgend nur das Endgerät B detaillierter beschrieben werden.
  • Nachdem das Endgerät A den Kommunikationszeitplan durch die lokale Zeit startet, sendet das Endgerät A A_st0 und A_su0 jeweils im statischen Segment und im dynamischen Segment. Wenn der Integrationsknoten (das Endgerät B) beim Empfangen von A_st0 Erfolg hat, berechnet der Integrationsknoten die Zeit von sTRP von A_st1 auf dieselbe Weise wie diejenige des obigen Punkts <Initialisierung einer lokalen Zeit> (898 μT).
  • Der Anfangswert der lokalen Zeit wird gemäß der Einschaltzeit Td (1000 MT) im dynamischen Segment eingestellt, das durch den Kommunikationszeitplan in den jeweiligen Endgeräten eingestellt wird, dem gdActionPointOffset (5), gdMinislotActionPointOffset (7) und pMacroInitialOffset (10) (siehe die 2A und 2B, gdActionPointOffset (5) ist ein statischer Aktions- bzw. Handlungsstellenoffset, gdMinislotActionPointOffset (7) entspricht dem Minislot-Aktionsstellenoffset, und pMacroInitialOffset (10) wird im Voraus angenommen, wie es oben beschrieben ist), und zwar durch den folgenden Ausdruck. L_ini = (Zyklusnummer·Zykluslänge) + Td + (pMacroInitialOffset – gdActionPointOffset + gdMinislotActionPointOffset) = 0·16000 + 10000 + (100 – 50 + 70) – 10120 μT.
  • Ebenso wird das Zeitfenster nahe der folgenden Zeit auf der Basis des Slot-ID, der A_su0 empfängt, und des obigen Parameters eingestellt. Tw = Td + (gdMinislotActionPointOffset – gdActionPointOffset) + sTRP = 1000 + (7 – 5) + 89,8 = 1091,8 MT = 10918 μT
  • Darauf folgend initialisiert der Integrationsknoten die lokale Zeit auf dieselbe Weise wie diejenige des Zyklus, der im letzten Teil des obigen Punkts <Initialisierung einer lokalen Zeit> beschrieben ist. Wenn der Integrationsknoten den Unter-Einschaltframe innerhalb des Zeitfensters empfängt, das eingestellt ist, wie es oben beschrieben ist, startet bei diesem Ausführungsbeispiel der Integrationsknoten den Zeitgeber von pMicroInitialOffset (2 μT). Wenn der Zeitgeber abläuft, initialisiert der Integrationsknoten die lokale Zeit durch den Anfangswert L_ini = 10120 μT, der im Zyklus 0 eingestellt ist, und startet den Kommunikationszeitplan.
  • Lasst uns nun den allgemeinen FlexRay und das Zeitfenster, das durch die vorliegende Erfindung eingestellt ist, betrachten. Eine Zeitdifferenz zwischen Tw_B, das im normalen FlexRay eingestellt ist, und dem aktuellen sTRP ist 40 μT aus den 4A und 4B, und eine Zeitdifferenz zwischen Tw_B, das bei diesem Ausführungsbeispiel eingestellt ist, und dem aktuellen sTRP ist 25 μT aus den 14A und 14B (in beiden Fällen die lokale Zeit des Endgeräts B). Wie es oben beschrieben ist, wird deshalb, weil die Zeitdifferenz zwischen Tw_B und sTRP kleiner als diejenige des allgemeinen FlexRay ist, wenn sTRP wie beim allgemeinen FlexRay erfasst wird, sTRP notwendigerweise auch bei der vorliegenden Erfindung erfasst.
  • Im nachfolgenden Kommunikationszyklus (Zyklus 1) führen die folgenden Kaltstartknoten (Endgeräte B, C und D) die Anfangstakteinstellung durch den Einschaltframe und den Unter-Einschaltframe durch. Bei der Takteinstellung wird deshalb, weil der Betrieb der Integrationsknoten (Endgeräte B, C und D) zueinander identisch ist, außer für die Einstellwerte (pMacroInitialOffset, pMicroInitialOffset), die den jeweiligen Endgeräten eigen sind, nur das Endgerät B nachfolgend detaillierter beschrieben werden.
  • Zuerst wird die Ratenkorrektur beschrieben werden. Differenzen der jeweiligen Empfangszeiten und Empfangszeiten des Einschaltframes und des Unter-Einschaltframe im Zyklus 1 sind D_st1 = 16064 16050 = 14 μT und D_su1 = 26109 – 26070 = 39 μT, und eine Differenz von 25 μT tritt zwischen pTRP von A_st1 und pTRP von A_su1 auf. T_st_su, welches eine Zeitperiode von A_st1 bis A_su1 von pTRP ist, wird durch den folgenden Ausdruck dargestellt: T_st_su = Td + (gdMinislotActionPointOffset – gdActionPointOffset) = 10000 + (70 – 50) = 10020 μT
  • Aus diesem Grund wird eine Differenz D_Zyklus pro einem Kommunikationszyklus wie folgt dargestellt: D_Zyklus = Zykluslänge·(D_su2 – D_su1)/T_st_su = 16000·(39 – 14)/(10020) = 39,92 → 39 μT
  • Somit wird ein Wert erhalten, der von dem eingestellten Wert unterschiedlich ist, der aus der Berechnung in der Beschreibung des allgemeinen FlexRay resultiert. Das Endgerät B kann die Rate der lokalen Zeit durch Einstellen der Anzahl von Mikromomenten pro einem Kommunikationszyklus auf 16039 μT einstellen. Der berechnete Wert wird von dem darauf folgenden Kommunikationszyklus (Zyklus 2) angewendet.
  • Nachfolgend wird die Offsetkorrektur beschrieben werden. Bei der Offsetkorrektur werden die Empfangszeit und die geschätzte Empfangszeit des Frames verwendet, der zu einer Zeit nahe der Zeit empfangen worden ist, zu welcher die Offsetkorrektur durch zwei Frames implementiert ist, die den Einschaltframe und den Unter-Einschaltframe im Zyklus 1 enthalten. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird eine Differenz D_su1 zwischen der Empfangszeit und der geschätzten Empfangszeit des Unter-Einschaltframes verwendet. Es wird aus D_su1 vorausgesetzt, dass die nachfolgende Kommunikationszyklus-Einschaltzeit des Endgeräts B um 39 μT früher als die Kommunikationszyklus-Einschaltzeit der globalen Zeit startet. Unter dem Umstand wird die Zeit von NIT (Netzwerktotzeit) im Zyklus 1 um 39 μT verlängert, um dadurch die Kommunikationszyklus-Startzeit einzustellen.
  • Nun wird eine Zeitverzögerung zwischen der lokalen Zeit und der globalen Zeit des Endgeräts B nach der Anfangstakteinstellung wie beim allgemeinen FlexRay studiert. Als Ergebnis eines Anwendens der Offsetkorrektur wird die Einschaltzeit T_2 des Endgeräts B im Zyklus 2 32039 μT bei der lokalen Zeit. Wenn diese Zeit durch die globale Zeit ersetzt wird, wird T_2 durch den folgenden Ausdruck dargestellt: T_2 = 6100 + (32039 – 6100)/1,0025 = 31974,31 → 31974 μT
  • Es wird herausgefunden, dass die Differenz von 26 μT im Vergleich mit der Einschaltzeit im Zyklus 2 bei der globalen Zeit bleibt. Andererseits ist als Ergebnis eines Anwendens der Ratenkorrektur die Rate der lokalen Zeit beim Endgerät B nicht gleich der Rate der globalen Zeit. Jedoch ergib sich der maximale Fehler zwischen der globalen Zeit und der lokalen Zeit, der in einer Zeitperiode der zwei Kommunikationszyklen auftritt, nachdem die Anfangstakteinstellung implementiert worden ist, aus dem obigen Ausdruck in dem Fall des allgemeinen FlexRay zu 41 μT. Gegensätzlich dazu gilt bei diesem Beispiel für den maximalen Fehler 64000 – T_2 – 2·16000·(16039/16040) = etwa 28 μT. Aus diesem Grund wird der Fehler bezüglich der lokalen Zeit des Endgeräts B in Bezug auf die globale Zeit bei der vorliegenden Erfindung kleiner. Aus dieser Tatsache wird herausgefunden, dass dann, wenn der Fehler bezüglich der lokalen Zeit des allgemeinen FlexRay innerhalb eines zulässigen Bereichs ist, die Taktsynchronisation durch die Anfangstaktsynchronisation der vorliegenden Erfindung gebildet werden kann.
  • Im Zyklus 2 und in den darauf folgenden Zyklen führen, wie es in 13 gezeigt ist, die folgenden Kaltstartknoten (Geräte B und C) die darauf folgende Takteinstellung ohne ein Senden des Unter-Einschaltframes durch. Das Takteinstellungsverfahren ist identisch zu denjenigen der Technik des allgemeinen FlexRay im Zyklus 4 und in den darauf folgenden Zyklen, und daher wird seine Beschreibung weggelassen werden.
  • Die 15 ist ein Zeitdiagramm, wenn das Endgerät B von der Einschaltphase zu der Kommunikationsphase in dem Fall schaltet, in welchem das Endgerät B ein führender Kaltstartknoten wird, und 16 ist ein Zeitdiagramm, wenn das Endgerät C von der Einschaltphase zu der Kommunikationsphase in dem Fall schaltet, in welchem das Endgerät C ein führender Kaltstartknoten wird. In diesen beiden Fällen ist die Prozedur identisch zu derjenigen in dem Fall, in welchem das Endgerät A der führende Kaltstartknoten wird. Unter Berücksichtigung eines Einflusses eines freien Minislots, bis der Unter-Einschaltframe gesendet wird, seit das dynamische Segment startet, werden L_ini und Tw wie folgt dargestellt: L_ini = (Zyklusnummer·Zykluslänge) + Td + Minislotlänge·(Minislot-ID – 1) + (pMacroInitialOffset – gdActionPointOffset + gdMinislotActionPointOffset) Tw = Td + Minislotlänge·(Minislot-ID – 1) + (gdMinislotActionPointOffset – gdActionPointOffset) + sTRP
  • Eine andere Prozedur ist identisch zu derjenigen in dem Fall, in welchem das Endgerät A der führende Kaltstartknoten ist, und daher wird ihre Beschreibung weggelassen werden.
  • Der führende Kaltstartknoten hört kurzzeitig mit der Übertragung des Unter-Einschaltframes auf, weil der Übertragungsbefehl des Unter-Einschaltframes von der Kommunikationssteuereinrichtung 21 beendet worden ist, wenn sein eigenes Endgerät zu der Kommunikationsphase schaltet.
  • Wie es oben beschrieben ist, ist das Kommunikationssystem gemäß diesem Ausführungsbeispiel dadurch charakterisiert, dass in dem Fall des führenden Endgeräts die Kommunikationssteuereinrichtung 21 den Unter-Einschaltframe zu dem Kommunikationsteil des Ereignistyps in dem Fall definiert, in welchem der Kommunikationsteil des Ereignistyps, der den Frame sendet, innerhalb des Kommunikationszeitplans angeordnet ist, und die Übertragung bzw. das Senden des Unter-Einschaltframes in dem Fall anweist, in welchem der Kommunikationsteil des Ereignistyps innerhalb des Anfangsabschnitts des Kommunikationszeitplans ist. Mit der obigen Konfiguration kann eine Zeitperiode, die für die Integration in das Netzwerk erforderlich ist, reduziert werden und kann die Übertragungseffizienz verbessert werden, weil nur das Endgerät, das der führende Kaltstartknoten (das führende Endgerät) wird, den Unter-Einschaltframe nur in der Einschaltphase sendet bzw. überträgt.
  • Drittes Ausführungsbeispiel
  • Wie es in einem Zeitdiagramm der 17 gezeigt ist, kann ein Kommunikationssystem gemäß diesem Ausführungsbeispiel durch Beenden des Übertragungsbefehls des Unter-Einschaltframes realisiert werden, wenn die Kommunikationssteuereinrichtung 21 des führenden Kaltstartknotens (des Endgeräts A) den Übertragungspfad 1 beobachtet und einen Frame erfasst, der von einem anderen Endgerät übertragen ist.
  • Wie es oben beschrieben ist, ist das Kommunikationssystem dadurch charakterisiert, dass die Kommunikationssteuereinrichtung 21 den Übertragungsbefehl des Unter-Einschaltframes in dem Fall beendet, in welchem die Übertragung des Frames von dem Integrationsendgerät startet, nachdem die Übertragung des Hilfs-Startframes startet. Als Ergebnis wird der Unter-Einschaltframe nur übertragen, während der Unter-Einschaltframe im Integrationsknoten verwendet wird, um es dadurch möglich zu machen, die Verwendungseffizienz des Übertragungspfads zu verbessern.
  • Viertes Ausführungsbeispiel
  • Ein Kommunikationssystem gemäß diesem Ausführungsbeispiel kann realisiert werden, wenn die Kommunikationssteuereinrichtung 21 einen Zeitgeber startet, nachdem die Übertragung des Unter-Einschaltframes startet, und den Übertragungsbefehl des Unter-Einschaltframes beendet, wenn der Zeitgeber abläuft, wie es in einem Zeitdiagramm der 18 gezeigt ist.
  • Wie es oben beschrieben ist, ist das Kommunikationssystem dadurch charakterisiert, dass die Kommunikationssteuereinrichtung 21 den Übertragungsbefehl des Unter-Einschaltframes eine gegebene Zeitperiode nach einem Starten zum Übertragen des Unter-Einschaltframes beendet. Als Ergebnis ist es in dem Fall, in welchem der Integrationsknoten die Initialisierung des Takts aufgrund einer Schwierigkeit, wie beispielsweise eines thermischen Weglaufens des Takts, nicht erreichen kann, möglich, einen Zustand zu vermeiden, in welchem der führende Kaltstartknoten den Unter-Einschaltframe kontinuierlich sendet.
  • Fünftes Ausführungsbeispiel
  • Ein Kommunikationssystem gemäß diesem Ausführungsbeispiel sendet einen Hilfs-Einschaltframe in einem statischen Segment.
  • Die 19 und 20 sind Zeitdiagramme in dem Fall, in welchem das Endgerät D als Integrationsknoten die Taktsynchronisation mit dem Netzwerk durchführt, bei welchem die Endgeräte A, B und C damit beginnen, die Frames in dem Kommunikationszeitplan der 7 zu senden. Der Integrationsknoten (das Endgerät D) führt die Taktsynchronisation mit einem beliebigen Endgerät (führenden Integrationsknoten) und eine Vielzahl von Endgeräten durch, die bereits die Taktsynchronisation gebildet haben, wie dem oben angegebenen allgemeinen FlexRay.
  • 19A zeigt einen Fall, in welchem der Integrationsknoten (Endgerät D) zum ersten Mal den Einschaltframe empfangen hat, der von dem Endgerät A gesendet worden ist, und zwar in einem ungeraden Kommunikationszyklus 2k + 1 (das Endgerät A ist der führende Kaltstartknoten). In diesem Fall initialisiert das Endgerät B die lokale Zeit gemäß einem Einschaltframe A_st2k + 1 und einem Unter-Einschaltframe A_su2k + 1, die von dem Endgerät A gesendet werden. Das Anfangswert-Berechnungsverfahren der lokalen Zeit ist identisch zu der Initialisierung der lokalen Zeit in der Einschaltphase (die beim ersten Ausführungsbeispiel beschrieben ist), und daher wird seine Beschreibung weggelassen werden.
  • (b) und (c) in 19 zeigen Fälle, in welchen das Endgerät B und das Endgerät C jeweils die führenden Integrationsknoten im ungeraden Kommunikationszyklus 2k + 1 sind. Der jeweilige Betrieb ist identisch zu demjenigen in dem Fall von (a) in 19, und daher wird seine Beschreibung weggelassen werden.
  • Wenn der Integrationsknoten die lokale Zeit vollständig initialisiert hat, wird der Takt auf dieselbe Weise wie diejenige des obigen allgemeinen FlexRay in dem darauf folgenden Kommunikationszyklus (einem geraden Kommunikationszyklus) oder später eingestellt. Die detaillierte Beschreibung der Takteinstellung wird weggelassen werden.
  • Andererseits zeigt (a) in 20 einen Fall, in welchem der Integrationsknoten (das Endgerät D) zum ersten Mal den Einschaltframe empfangen hat, der von dem Endgerät A gesendet worden ist, und zwar in einem geraden Kommunikationszyklus 2k (das Endgerät A ist der führende Kaltstartknoten). In diesem Fall initialisiert das Endgerät D die lokale Zeit gemäß einem Einschaltframe A_st2k und einem Unter-Einschaltframe A_su2k, die vom Endgerät A gesendet werden. Das Anfangswert-Berechnungsverfahren der lokalen Zeit ist identisch zu der Initialisierung der lokalen Zeit in der Einschaltphase (die beim ersten Ausführungsbeispiel beschrieben ist), und daher wird seine Beschreibung weggelassen werden.
  • (b) und (c) in 20 zeigen Fälle, in welchen das Endgerät B und das Endgerät C jeweils die führende Integrationsknoten im geraden Kommunikationszyklus 2k sind. Der jeweilige Betrieb ist identisch zu demjenigen in dem Fall von (a) in 20, und daher wird seine Beschreibung weggelassen werden.
  • Wenn der Integrationsknoten die lokale Zeit vollständig initialisiert hat, wird der Takt auf dieselbe Weise wie diejenige des obigen allgemeinen FlexRay eingestellt. Weil jedoch die Verarbeitung in Bezug auf eine Taktsynchronisation bei dem allgemeinen FlexRay im geraden Kommunikationszyklus startet, wie es oben beschrieben ist, ist der Integrationsknoten in einem Standby-Zustand, ohne die Takteinstellung in dem darauf folgenden ungeraden Kommunikationszyklus (2k + 1) oder später durchzuführen. Dann wird in dem darauf folgenden geraden Kommunikationszyklus (2k + 2) oder später die Takteinstellung auf dieselbe Weise wie diejenige durchgeführt, die oben beschrieben ist. Die detaillierte Beschreibung der Takteinstellung wird weggelassen werden.
  • Wie es oben beschrieben ist, ist ein Kommunikationssystem gemäß diesem Ausführungsbeispiel, bei welchem eine Vielzahl von Endgeräten 2 über einen Übertragungspfad 1 miteinander verbunden sind, um ein Netzwerk zu bilden, dadurch charakterisiert, dass jedes der Endgeräte 2 einen Senderabschnitt 22 enthält, der einen Frame sendet, einen Empfangsabschnitt 23, der den Frame empfängt, eine Takteinrichtung 24 zum Erzeugen einer lokalen Zeit, die dem Endgerät eigen ist, eine Taktsynchronisierungseinrichtung 25 zum Berechnen einer Empfangszeit des Frames, einer geschätzten Empfangszeit des Frames und eines Anfangswerts der lokalen Zeit und zum Einstellen eines Takts, eine Speichereinrichtung 26 zum Speichern eines Kommunikationszeitplans, der eine Sende- und Empfangsprozedur des Frames innerhalb eines Kommunikationszyklus einer gegebenen Periode definiert, und von Einstellinformation in Bezug auf den Kommunikationszeitplan, und eine Kommunikationssteuereinrichtung 21 zum Steuern des Kommunikationsbetriebs des Endgeräts durch den Sendeabschnitt und den Empfangsabschnitt auf der Basis der lokalen Zeit und des Kommunikationszeitplans. Die Kommunikationssteuereinrichtung 21 in jedem der Endgeräte enthält eine Elementenliste, die alle Endgeräte, die an das Netzwerk angeschlossen werden können, aus dem Kommunikationszeitplan anzeigt. In dem Fall, in welchem Teile der Endgeräte, die in der Elementenliste aufgelistet sind, den Frame nicht senden, fungiert wenigstens eines der Endgeräte, die bereits die Frames gesendet haben, als das führende Integrationsendgerät, das die Integration in das Netzwerk anführt, und fungieren die Endgeräte, die nicht damit beginnen, die Frames zu senden, als die Integrationsendgeräte. In dem Fall, in welchem das Endgerät das führende Integrationsendgerät ist, sendet das Endgerät den Einschaltframe bei einer Sendezeitgabe, die durch den Kommunikationszeitplan im Voraus definiert ist, und den Unter-Einschaltframe zu einer Zeitgabe, die zulässt, dass die geschätzte Empfangszeit durch den Kommunikationszeitplan berechnet wird, der durch das Integrationsendgerät gespeichert ist, und zwar jeweils im selben Kommunikationszyklus. Andererseits empfängt in dem Fall, in welchem das Endgerät das Integrationsendgerät ist, das Endgerät ein Paar aus einem Einschaltframe und einem Hilfs-Einschaltframe von den Einschaltframes und den Unter-Einschaltframes, die von den mehreren Endgeräten gesendet werden, und startet den Kommunikationszeitplan durch die lokale Zeit gemäß einem Anfangswert der lokalen Zeit, der gemäß der Empfangszeit des Einschaltframes, der Empfangszeit und der geschätzten Empfangszeit des Unter-Einschaltframes berechnet ist. Die Taktsynchronisierungseinrichtung 25 berechnet den Anfangswert der lokalen Zeit gemäß der Empfangszeit des Einschaltframes, der Empfangszeit und der geschätzten Empfangszeit des Unter-Einschaltframes. Im Kommunikationssystem ist die Zeitperiode, die zum Initialisieren der lokalen Zeit durch den Integrationsknoten (das Integrationsendgerät) in der Integrationsphase erforderlich ist, gleich (zwei Zyklen) derjenigen oder kürzer (ein Zyklus) als diejenige in dem Fall, in welchem die lokale Zeit beim allgemeinen FlexRay initialisiert wird. Als Ergebnis wird herausgefunden, dass die Zeitperiode, die für die Integration in das Netzwerk erforderlich ist, reduziert werden kann.
  • Sechstes Ausführungsbeispiel
  • Es wird nachfolgend gezeigt, dass ein Kommunikationssystem gemäß diesem Ausführungsbeispiel einen Unter-Einschaltframe in einem dynamischen Segment sendet.
  • Die 21 und 22 zeigen einen Fall, in welchem die Taktsynchronisation mit dem Netzwerk, in welchem die Endgeräte A, B und C bereits damit begonnen haben, die Frames in dem in 23 gezeigten Kommunikationszeitplan zu senden, mit dem Endgerät D als der Integrationsknoten durchgeführt wird. Alle Kaltstartknoten senden den Einschaltframe in dem Zeitslot, der im statischen Segment zugeordnet ist, und er ordnet das Übertragungsrecht für den Unter-Einschaltframe in einem Minislot-ID = 1 einem Kaltstartknoten (Endgerät A, führender Integrationsknoten) zu, der in den Kaltstartknoten definiert ist.
  • Der führende Integrationsknoten beobachtet den Übertragungspfad 1 und bestätigt den Frameübertragungsstatus aller Endgeräte, die in der Elementenliste aufgelistet sind. Dann weist in dem Fall, in welchem das Endgerät, das den Frame nicht gesendet hat, erfasst wird, das Endgerät A das Senden des Unter-Einschaltframes von der Kommunikationssteuereinrichtung 21 an. Die Elementenliste wird aus dem Kommunikationszeitplan erhalten.
  • (a) in 21 zeigt einen Fall, in welchem der Integrationsknoten (das Endgerät D) zum ersten Mal den Einschaltframe empfangen hat, der von dem Endgerät A gesendet worden ist, und zwar in dem ungeraden Kommunikationszyklus (2k + 1). In diesem Fall initialisiert das Endgerät D die lokale Zeit gemäß dem Einschaltframe A_st2k + 1 und dem Unter-Einschaltframe A_su2k + 1, die von dem Endgerät A gesendet sind. Die Initialisierung der lokalen Zeit ist identisch zu der Initialisierung der lokalen Zeit in der Einschaltphase, die beim oben angegebenen zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben ist, und daher wird ihre Beschreibung weggelassen werden.
  • (b) in 21 zeigt einen Fall, in welchem der Integrationsknoten (das Endgerät D) zum ersten Mal den Einschaltframe empfangen hat, der von dem Endgerät B gesendet worden ist, und zwar in dem ungeraden Kommunikationszyklus (2k + 1). In diesem Fall initialisiert das Endgerät D die lokale Zeit gemäß dem Einschaltframe B_st2k + 1, der von dem Endgerät B gesendet ist, und dem Unter-Einschaltframe A_su2k + 1, der von dem Endgerät A gesendet ist. Die Initialisierung der lokalen Zeit ist identisch zu der Initialisierung der lokalen Zeit in der Einschaltphase, die beim oben angegebenen zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben ist.
  • In dem Fall von (b) in 21 initialisiert das Endgerät D die lokale Zeit gemäß den lokalen Zeiten des Endgeräts A und des Endgeräts B. Es ist vorausgesetzt, dass die lokalen Zeiten des Endgeräts A und des Endgeräts B bezüglich eines Fehlers klein sind, weil der Takteinstellwert alle zwei Kommunikationszyklen aktualisiert wird. Ebenso sind die lokale Zeit des Endgeräts A und die lokale Zeit des Endgeräts B mit der globalen Zeit synchronisiert, und wenn angenommen wird, dass ein Fehler zwischen der lokalen Zeit des Endgeräts A und der globalen Zeit D_A. ist, und ein Fehler zwischen der lokalen Zeit des Endgeräts B und der globalen Zeit D_B. ist, wird ein Fehler D_D der Zeit und der globalen Zeit, die durch das Endgerät D miteinander synchronisiert werden sollten, durch den folgenden Ausdruck dargestellt:
    Wenn D_A > 0 und D_B > 0, gilt D_D = max (D_A, D_B)
    Wenn D_A und D_B bezüglich des Vorzeichens unterschiedlich sind, gilt D_D = D_A + D_B
    Wenn D_A < 0 und D_B < 0, gilt D_D = min (D_A, D_B)
  • Als Ergebnis wird D_D eine Zeit, die mit der globalen Zeit synchronisiert ist, und kann die lokale Zeit initialisiert werden.
  • (c) in 21 zeigt einen Fall, in welchem das Endgerät D zum ersten Mal den Einschaltframe empfangen hat, der von dem Endgerät C gesendet worden ist, und zwar in dem ungeraden Kommunikationszyklus (2k + 1). Der Betrieb ist identisch zu demjenigen in dem Fall von (b) in 21, und daher wird seine Beschreibung weggelassen werden.
  • Wenn der Integrationsknoten die lokale Zeit vollständig initialisiert hat, stellt der Integrationsknoten den Takt auf dieselbe Weise wie diejenige bei dem oben angegebenen FlexRay in dem darauf folgenden Kommunikationszyklus (geraden Kommunikationszyklus) oder später ein. Die detaillierte Beschreibung der Takteinstellung wird weggelassen werden.
  • (a) in 22 zeigt einen Fall, in welchem der Integrationsknoten (das Endgerät D) zum ersten Mal den Einschaltframe empfangen hat, der von dem Endgerät A gesendet worden ist, und zwar in dem geraden Kommunikationszyklus (2k). In diesem Fall initialisiert das Endgerät D die lokale Zeit gemäß dem Einschaltframe A_st2k und dem Unter-Einschaltframe A_su2k, die von dem Endgerät A gesendet sind. Die Initialisierung der lokalen Zeit ist identisch zu der Initialisierung der lokalen Zeit in der Einschaltphase, die bei dem oben angegebenen zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben ist, und daher wird ihre Beschreibung weggelassen werden.
  • (b) in 22 zeigt einen Fall, in welchem der Integrationsknoten (das Endgerät D) zum ersten Mal den Einschaltframe empfangen hat, der von dem Endgerät A gesendet worden ist, und zwar in dem geraden Kommunikationszyklus (2k). In diesem Fall initialisiert das Endgerät D die lokale Zeit gemäß dem Einschaltframe B_st2k, der von dem Endgerät B gesendet ist, und dem Unter-Einschaltframe A_su2k, der von dem Endgerät A gesendet ist. Die Initialisierung der lokalen Zeit ist identisch zu der Initialisierung der lokalen Zeit in der Einschaltphase, die bei dem oben angegeben zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben ist, und daher wird ihre Beschreibung weggelassen werden.
  • (c) in 22 zeigt einen Fall, in welchem das Endgerät D zum ersten Mal den Einschaltframe empfangen hat, der von dem Endgerät C gesendet worden ist und zwar in dem geraden Kommunikationszyklus (2k). Der Betrieb ist identisch zu demjenigen in dem Fall von (b) in 22, und daher wird seine Beschreibung weggelassen werden.
  • Auf eine Beendigung der Initialisierung der lokalen Zeit hin führt der Integrationsknoten die Takteinstellung auf dieselbe Weise wie diejenige bei dem oben angegebenen allgemeinen FlexRay durch. Beim allgemeinen FlexRay, wie es oben beschrieben ist, ist der Integrationsknoten deshalb, weil die Verarbeitung in Bezug auf die Taktsynchronisation in dem geraden Kommunikationszyklus startet, in dem darauf folgenden ungeraden Kommunikationszyklus (2k + 1) im Standby-Zustand bzw. wartet er, ohne die Takteinstellung durchzuführen. Dann führt der Integrationsknoten in dem darauf folgenden geraden Kommunikationszyklus (2k + 2) oder später die Takteinstellung auf dieselbe Weise wie diejenige beim allgemeinen FlexRay durch. Die detaillierte Beschreibung der Takteinstellung wird weggelassen werden.
  • Wie es oben beschrieben ist, ist das Kommunikationssystem dadurch charakterisiert, dass die Kommunikationssteuereinrichtung 21 den Unter-Einschaltframe als Ereignissignal in dem Fall definiert, in welchem der Kommunikationsteil des geraden Typs bzw. des Ereignistyps, der den Frame sendet, innerhalb des Kommunikationszeitplans in dem Fall des führenden Integrationsendgeräts angeordnet ist, und das Senden des Unter-Einschaltframes in dem Fall anweist, in welchem es ein Endgerät gibt, das den Frame nicht gesendet hat. Die Zeitperiode, die zum Initialisieren der lokalen Zeit erforderlich ist, ist gleich (zwei Zyklen) derjenigen oder kürzer (ein Zyklus) als diejenige in dem Fall eines Initialisierens der lokalen Zeit beim allgemeinen FlexRay, um es dadurch möglich zu machen, die Zeitperiode, die für die Integration in das Netzwerk erforderlich ist, zu reduzieren. Zusätzlich wird deshalb, weil das Senden des Unter-Einschaltframes als Ereignis in dem Fall startet, in welchem der Integrationsknoten (das Integrationsendgerät) existiert, wie es oben beschrieben ist, der Übertragungspfad 1 durch das Senden des Unter-Einschaltframes in dem Fall nicht besetzt, in welchem kein Integrationsknoten existiert. Aus diesem Grund kann die Anwendungseffizienz des Übertragungspfads verbessert werden.
  • Siebtes Ausführungsbeispiel
  • In einem Kommunikationssystem gemäß diesem Ausführungsbeispiel, wie es in 24 gezeigt ist, beobachtet die Kommunikationssteuereinrichtung 21 eines Endgeräts, das den Unter-Einschaltframe sendet, den Übertragungspfad 1 und wird der Sendebefehl für den Unter-Einschaltframe beendet, wenn die Frames, die von allen Endgeräten gesendet sind, die in der Elementenliste aufgelistet sind, erfasst sind.
  • Wie es oben beschrieben ist, ist das Kommunikationssystem dadurch charakterisiert, dass in dem Fall, in welchem alle Endgeräte, die in der Elementenliste aufgelistet sind, damit beginnen, die Frames zu senden, die Kommunikationssteuereinrichtung 21 den Sendebefehl für den Unter-Einschaltframe beendet. Als Ergebnis kann deshalb, weil eine Zeitperiode, die durch das Senden des Unter-Einschaltframes besetzt wird, begrenzt ist, die Anwendungseffizienz des Übertragungspfads verbessert werden.
  • Achtes Ausführungsbeispiel
  • In einem Kommunikationssystem gemäß diesem Ausführungsbeispiel stellt, wie es in 25 gezeigt ist, die Kommunikationssteuereinrichtung 21 eines Endgeräts, das den Unter-Einschaltframe sendet, einen Zeitgeberwert nach einem Beginnen des Sendens des Unter-Einschaltframes ein und beendet den Sendebefehl für den Unter-Einschaltframe, wenn der Zeitgeber abläuft.
  • Wie es oben beschrieben ist, ist das Kommunikationssystem dadurch charakterisiert, dass die Kommunikationssteuereinrichtung 21 den Sendebefehl für den Unter-Einschaltframe eine gegebene Zeitperiode nach einem Beginnen eines Sendens des Hilfs-Startframes beendet. Mit der obigen Struktur wird eine Zeitperiode, während welcher der Unter-Einschaltframe gesendet wird, begrenzt, und in dem Fall, in welchem der Integrationsknoten (das Integrationsendgerät) die Initialisierung des Takts aufgrund einer Schwierigkeit des Takts, wie beispielsweise eines thermischen Weglaufens, nicht erreichen kann, kann ein Zustand, in welchem der führende Kaltstartknoten (das Hauptendgerät) den Unter-Einschaltframe kontinuierlich sendet, vermieden werden.
  • Neuntes Ausführungsbeispiel
  • In einem Kommunikationssystem gemäß diesem Ausführungsbeispiel stellt, wie es in 26 gezeigt ist, die Kommunikationssteuereinrichtung 21 eines Endgeräts, das den Unter-Einschaltframe sendet, einen Flag-Wert in Bezug auf die Elementenliste ein, und nur in dem Fall, in welchem das Senden eines Frames von dem Endgerät nicht erfasst wird, das mit einem Flag eingestellt ist, wird der Unter-Einschaltframe gesendet.
  • Wie es oben beschrieben ist, wird nur in dem Fall, in welchem ein spezifisches Endgerät den Frame nicht sendet, die Kommunikationssteuereinrichtung 21, die das Senden des Unter-Einschaltframes anweist, verwendet, um es dadurch zu ermöglichen, den Unter-Einschaltframe gemäß einer Wichtigkeit des Integrationsknotens (Integrationsendgeräts) auf dem Netzwerk zu senden. Als Ergebnis kann die Anwendungseffizienz des Übertragungspfads verbessert werden.
  • Zehntes Ausführungsbeispiel
  • In einem Kommunikationssystem gemäß diesem Ausführungsbeispiel berechnet, wie es in 27 gezeigt ist, in dem Fall, in welchem der Integrationsknoten bezüglich eines Empfangens des Unter-Einschaltframes fehlschlägt (Schritte S1 bis S5), wenn der gegenwärtige Kommunikationszyklus (k) ein gerader Kommunikationszyklus ist (Schritte S7 bis S11), der Integrationsknoten L_ini und Tw in dem Einschaltframe A_stk + 1 des darauf folgenden Kommunikationszyklus (k + 1), und initialisiert dann die lokale Zeit auf dieselbe Weise wie diejenige bei dem oben angegebenen allgemeinen FlexRay aufgrund von A_stk und A_stk + 1 (Schritte S8 bis S11). Andererseits initialisiert in dem Fall, in welchem der gegenwärtige Kommunikationszyklus ein ungerader Kommunikationszyklus ist, der Integrationsknoten die lokale Zeit aufgrund von A_stk + 1 und A_suk + 1 (Schritte S12 bis S18).
  • Wie es oben beschrieben ist, ist das Kommunikationssystem dadurch charakterisiert, dass in dem Fall des Integrationsendgeräts, wenn die Kommunikationssteuereinrichtung 21 beim Empfangen des Einschaltframes Erfolg hat, der durch das führende Endgerät gesendet ist, und bezüglich eines Empfangens des Unter-Einschaltframes fehlschlägt, die Kommunikationssteuereinrichtung 21 den Kommunikationszeitplan durch die lokale Zeit gemäß einem Anfangswert der lokalen Zeit startet, welcher durch Verwenden der Empfangszeit des Startframes berechnet wird, der bei dem Empfang Erfolg gehabt hat, und der Empfangszeit und der geschätzten Empfangszeit des Einschaltframes, der von dem führenden Endgerät gesendet ist, in einem Kommunikationszyklus nachfolgend zu dem Kommunikationszyklus, der bei dem Empfang des Einschaltframes Erfolg gehabt hat, oder der Empfangszeit des Einschaltframes, der von dem führenden Endgerät gesendet ist, der Empfangszeit und der geschätzten Empfangszeit des Unter-Einschaltframes in dem Kommunikationszyklus nachfolgend zu dem Kommunikationszyklus, der bei dem Empfang des Einschaltframes Erfolg gehabt hat. Die Taktsynchronisierungseinrichtung 25 berechnet die Anfangswert der lokalen Zeit. Ebenso startet in dem Kommunikationssystem in dem Fall eines Integrationsendgeräts, wenn die Kommunikationssteuereinrichtung 21 beim Empfangen des Einschaltframes Erfolg hat, der durch das führende Integrationsendgerät gesendet ist, und beim Empfangen des Unter-Einschaltframes fehlschlägt, die Kommunikationssteuereinrichtung 21 den Kommunikationszeitplan durch die lokale Zeit gemäß einem Anfangswert der lokalen Zeit, der durch Verwenden der Empfangszeit des Startframes berechnet wird, der bei dem Empfang Erfolg gehabt hat, und der Empfangszeit und der geschätzten Empfangszeit des Einschaltframes, der von dem führenden Integrationsendgerät gesendet ist, in einem Kommunikationszyklus nachfolgend zu dem Kommunikationszyklus, der bei dem Empfang des Einschaltframes Erfolg gehabt hat, oder der Empfangszeit des Einschaltframes, der von dem führenden Integrationsendgerät gesendet ist, der Empfangszeit und der geschätzten Empfangszeit des Unter-Einschaltframes in dem Kommunikationszyklus nachfolgend zu dem Kommunikationszyklus, der bei dem Empfang des Einschaltframes Erfolg gehabt hat. Die Taktsynchronisierungseinrichtung 25 berechnet den Anfangswert der lokalen Zeit. Wenn der Integrationsknoten (das Integrationsendgerät) verwendet wird, kann selbst in dem Fall, in welchem der Integrationsknoten in Bezug auf ein Empfangen des Einschaltframes in der Einschaltphase fehlschlägt, die lokale Zeit in einer Zeitperiode initialisiert werden, die gleich derjenigen oder kürzer als diejenige beim allgemeinen FlexRay ist.
  • Elftes Ausführungsbeispiel
  • In einem Kommunikationssystem gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird, wie es in 28 gezeigt ist, in dem Fall, in welchem der Integrationsknoten bezüglich eines Empfangens des Hilfs-Startframes fehlschlägt (Schritte S1 bis S5), wenn der gegenwärtige Kommunikationszyklus der gerade Kommunikationszyklus (k) ist, die Anfangstakteinstellung auf dieselbe Weise wie diejenige beim allgemeinen FlexRay aufgrund von A_st1 und A_st2 durchgeführt (Schritte S8 bis S12). Andererseits wird, wenn der gegenwärtige Kommunikationszyklus der ungerade Kommunikationszyklus ist, die Anfangstakteinstellung durch den Einschaltframe und den Unter-Einschaltframe in dem darauf folgenden Kommunikationszyklus durchgeführt (Schritte S13 bis S19).
  • Wie es oben beschrieben ist, ist das Kommunikationssystem dadurch charakterisiert, dass in dem Fall des Integrationsendgeräts, wenn die Kommunikationssteuereinrichtung 21 beim Empfangen des Einschaltframes Erfolg hat, der durch das führende Endgerät gesendet ist, und beim Empfangen des Unter-Einschaltframes fehlschlägt, die Taktsynchronisierungseinrichtung 25 die Takte der lokalen Zeit und der globalen Zeit gemäß der Empfangszeit und der geschätzten Empfangszeit des Startframes einstellt, der bei dem Empfang Erfolg gehabt hat, und der Empfangszeit und der geschätzten Empfangszeit des Einschaltframes, der von dem führenden Endgerät gesendet ist, in einem Kommunikationszyklus nachfolgend zu dem Kommunikationszyklus, der bei dem Empfangen des Einschaltframes Erfolg gehabt hat, oder jeweils der Empfangszeiten und der geschätzten Empfangszeiten des Einschaltframes und des Unter-Einschaltframes, die von dem führenden Endgerät gesendet sind, in dem Kommunikationszyklus nachfolgend zu dem Kommunikationszyklus, der bei dem Empfang des Einschaltframes Erfolg gehabt hat. Mit der obigen Struktur kann selbst in dem Fall, in welchem die Kommunikationssteuereinrichtung 21 beim Empfangen des Unter-Einschaltframes fehlschlägt, die Kommunikationssteuereinrichtung 21 die Anfangstakteinstellung in einer Zeitperiode durchführen, die gleich derjenigen oder kürzer als diejenige bei dem herkömmlichen Stand der Technik ist.
  • Zwölftes Ausführungsbeispiel
  • In einem Kommunikationssystem gemäß diesem Ausführungsbeispiel berechnet der Integrationsknoten in dem darauf folgenden Kommunikationszyklus, in welchem der Kommunikationszeitplan aufgrund der lokalen Zeit startet, eine Differenz zwischen jeweils der Empfangszeit und der geschätzten Empfangszeit des Einschaltframes und des Unter-Einschaltframes, die von einem Endgerät (einem führenden Integrationsknoten) gesendet sind, bezogen auf die Initialisierung der lokalen Zeit, und stellt dann die lokale Zeit auf dieselbe Weise wie diejenige bei der Anfangstakteinstellung ein.
  • Wie es oben beschrieben ist, ist das Kommunikationssystem dadurch charakterisiert, dass in dem Fall des Integrationsendgeräts die Kommunikationssteuereinrichtung 21 die Gültigkeit des Anfangswerts der lokalen Zeit nach einem Starten des Kommunikationszeitplans aufgrund der lokalen Zeit bestätigt. In dem Fall, in welchem der Anfangswert der lokalen Zeit ein unrichtiger Wert ist, stellt die Taktsynchronisierungseinrichtung 25 den Anfangswert der lokalen Zeit ein. Als Ergebnis kann, wie es in 22 gezeigt ist, in einer Zeitperiode (Zyklus 2k + 1), während welcher der Integrationsknoten in einem Standby-Zustand ist, bis der gerade Kommunikationszyklus startet, die lokale Zeit des Integrationsknotens (des Integrationsendgeräts) mit der lokalen Zeit des führenden Integrationsknotens (des führenden Integrationsendgeräts) mit einer höheren Genauigkeit synchronisiert werden.

Claims (14)

  1. Kommunikationssystem, in welchem eine Vielzahl von Endgeräten (2) über einen Übertragungspfad (1) miteinander verbunden sind, um ein Netzwerk zu bilden, wobei jedes der Endgeräte (2) folgendes aufweist: einen Sendeabschnitt (22) zum Senden eines Frames; einen Empfangsabschnitt (23) zum Empfangen des Frames; eine Takteinrichtung (24) zum Erzeugen einer lokalen Zeit, die dem Endgerät eigen ist; eine Taktsynchronisierungseinrichtung (25) zum Berechnen einer Empfangszeit des Frames, einer geschätzten Empfangszeit des Frames und eines Anfangswerts der lokalen Zeit und zum Einstellen eines Takts; eine Speichereinrichtung (26) zum Speichern eines Kommunikationszeitplans, der eine Sende- und Empfangsprozedur des Frames innerhalb eines Kommunikationszyklus einer gegebenen Periode und Einstellinformation in Bezug auf den Kommunikationszeitplan definiert; und eine Kommunikationssteuereinrichtung (21) zum Steuern des Kommunikationsbetriebs des Endgeräts durch den Senderabschnitt und den Empfangsabschnitt auf der Basis der lokalen Zeit und des Kommunikationszeitplans, wobei die Kommunikationssteuereinrichtung (21) in jedem der Endgeräte in einer Einschaltphase, in welcher das Netzwerk gebildet wird, in einem Fall, in welchem das Endgerät zum ersten Mal die Kommunikation unter der Vielzahl von Endgeräten startet, als führendes Endgerät arbeitet, das den Kommunikationszeitplan anführt, und in anderen Fällen als Integrationsendgerät arbeitet, das die Integration in das Netzwerk durchführt, wobei in einem Fall, in welchem das Endgerät das führende Endgerät ist, die Kommunikationssteuereinrichtung in jedem der Endgeräte nach einem Starten des Kommunikationszeitplans mit der lokalen Zeit als die globale Zeit, die auf dem Netzwerk verwendet wird, den Unter-Einschaltframe in demselben Kommunikationszyklus bei einer Zeitgabe sendet, zu welcher die geschätzte Empfangszeit aufgrund des Einschaltframes für die globale Zeitreferenz und des in dem Integrationsendgerät gespeicherten Kommunikationszeitplans zu einer Sendezeitgabe berechnet werden kann, die durch den Kommunikationszeitplan im Voraus definiert ist, wobei in einem Fall, in welchem das Endgerät das Integrationsendgerät ist, die Kommunikationssteuereinrichtung in jedem der Endgeräte den Einschaltframe und den Unter-Einschaltframe empfängt und den Kommunikationszeitplan durch die lokale Zeit gemäß einem Anfangswert der lokalen Zeit startet, der aus der Empfangszeit des Einschaltframes, der Empfangszeit des Unter-Einschaltframes und der geschätzten Empfangszeit berechnet ist, und wobei die Taktsynchronisierungseinrichtung (25) den Anfangswert der lokalen Zeit gemäß der Empfangszeit des Einschaltframes und der Empfangszeit und der geschätzten Empfangszeit des Unter-Einschaltframes berechnet.
  2. Kommunikationssystem, in welchem eine Vielzahl von Endgeräten (2) über einen Übertragungspfad (1) miteinander verbunden sind, um ein Netzwerk zu bilden, wobei jedes der Endgeräte (2) folgendes aufweist: einen Senderabschnitt (22) zum Senden eines Frames; einen Empfangsabschnitt (23) zum Empfangen des Frames; eine Takteinrichtung (24) zum Erzeugen einer lokalen Zeit, die dem Endgerät eigen ist; eine Taktsynchronisierungseinrichtung (25) zum Berechnen einer Empfangszeit des Frames, einer geschätzten Empfangszeit des Frames und eines Anfangswerts der lokalen Zeit und zum Einstellen eines Takts; eine Speichereinrichtung (26) zum Speichern eines Kommunikationszeitplans, der eine Sende- und Empfangsprozedur des Frames innerhalb eines Kommunikationszyklus einer gegebenen Periode definiert, und zum Einstellen von Information in Bezug auf den Kommunikationszeitplan; und eine Kommunikationssteuereinrichtung (21) zum Steuern des Kommunikationsbetriebs des Endgeräts durch den Senderabschnitt und den Empfangsabschnitt auf der Basis der lokalen Zeit und des Kommunikationszeitplans, wobei die Kommunikationssteuereinrichtung (21) in jedem der Endgeräte in einer Einschaltphase, in welcher das Netzwerk gebildet wird, in einem Fall, in welchem das Endgerät zum ersten Mal die Kommunikation unter der Vielzahl von Endgeräten startet, als führendes Endgerät arbeitet, das den Kommunikationszeitplan anführt, und in anderen Fällen als Integrationsendgerät arbeitet, das die Integration in das Netzwerk durchführt, wobei in einem Fall, in welchem das Endgerät das führende Endgerät ist, die Kommunikationssteuereinrichtung in jedem der Endgeräte nach einem Starten des Kommunikationszeitplans mit der lokalen Zeit als die globale Zeit, die auf dem Netzwerk verwendet wird, den Unter-Einschaltframe in demselben Kommunikationszyklus zu einer Zeitgabe sendet, zu welcher die geschätzte Empfangszeit aufgrund des Einschaltframes für die globale Zeitreferenz und des in dem Integrationsendgerät gespeicherten Kommunikationszeitplans zu einer Sendezeitgabe berechnet werden kann, die durch den Kommunikationszeitplan im Voraus definiert ist, wobei in einem Fall, in welchem das Endgerät das Integrationsendgerät ist, die Kommunikationssteuereinrichtung in jedem der Endgeräte den Kommunikationszeitplan durch die lokale Zeit startet, und wobei die Taktsynchronisierungseinrichtung (25) den Einschaltframes und den Unter-Einschaltframe empfängt und eine Kommunikationseinstellung für die lokale Zeit und die globale Zeit basierend auf der Empfangszeit und der geschätzten Empfangszeit des Einschaltframes und des Unter-Einschaltframes durchführt.
  3. Kommunikationssystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei in dem Fall des führenden Endgeräts, wenn ein Kommunikationsteil eines Ereignistyps, der den Frame sendet, innerhalb des Kommunikationszeitplans angeordnet ist, der Unter-Einschaltframe zu dem Kommunikationsteil des Ereignistyps definiert wird, und wenn der Kommunikationsteil in einer Einschaltphase des Kommunikationszeitplans ist, die Kommunikationssteuereinrichtung (21) das Senden des Hilfs-Startframes anweist.
  4. Kommunikationssystem nach Anspruch 3, wobei die Kommunikationssteuereinrichtung (21) einen Sendebefehl des Unter-Einschaltframes in einem Fall beendet, in welchem das Senden des Frames von dem führenden Integrationsendgerät nach einem Starten eines Sendens des Unter-Einschaltframes startet.
  5. Kommunikationssystem nach Anspruch 3, wobei die Kommunikationssteuereinrichtung (21) den Sendebefehl des Unter-Einschaltframes beendet, wenn eine gegebene Zeitperiode nach einem Starten eines Sendens des Unter-Einschaltframes verstreicht.
  6. Kommunikationssystem, in welchem eine Vielzahl von Endgeräten (2) über einen Übertragungspfad (1) miteinander verbunden ist, um ein Netzwerk zu bilden, wobei jedes der Endgeräte (2) folgendes aufweist: einen Sendeabschnitt (22) zum Senden eines Frames; einen Empfangsabschnitt (23) zum Empfangen des Frames; eine Takteinrichtung (24) zum Erzeugen einer lokalen Zeit, die dem Endgerät eigen ist; eine Taktsynchronisierungseinrichtung (25) zum Berechnen einer Empfangszeit des Frames, einer geschätzten Empfangszeit des Frames und eines Anfangswerts der lokalen Zeit und zum Einstellen eines Takts; eine Speichereinrichtung (26) zum Speichern eines Kommunikationszeitplans, der eine Sende- und Empfangsprozedur des Frames innerhalb eines Kommunikationszyklus einer gegebenen Periode definiert, und zum Einstellen von Information in Bezug auf den Kommunikationszeitplan; und eine Kommunikationssteuereinrichtung (21) zum Steuern des Kommunikationsbetriebs des Endgeräts durch den Sendeabschnitt und den Empfangsabschnitt auf der Basis der lokalen Zeit und des Kommunikationszeitplans; wobei die Kommunikationssteuereinrichtung (21) in jedem der Endgeräte eine Elementenliste, die alle Endgeräte anzeigt, die an das Netzwerk angeschlossen werden können, aus dem Kommunikationszeitplan erhält, und in einem Fall, in welchem Teile der Endgeräte, die in der Elementenliste aufgelistet sind, den Frame nicht senden, wenigstens eines der Endgeräte, die die Frames bereits gesendet haben, als das führende Integrationsendgerät fungiert, das die Integration in das Netzwerk anführt, und die Endgeräte, die nicht damit beginnen, die Frames zu senden, als die Integrationsendgeräte fungieren, wobei in einem Fall, in welchem das Endgerät das führende Integrationsendgerät ist, die Kommunikationssteuereinrichtung in jedem der Endgeräte jeweils den Einschaltframe zu einer Sendezeitgabe sendet, die durch den Kommunikationszeitplan im Voraus definiert ist, und den Unter-Einschaltframe zu einer Zeitgabe, die zulässt, dass die geschätzte Empfangszeit durch den Kommunikationszeitplan, der durch das Integrationsendgerät gespeichert ist, in demselben Kommunikationszyklus berechnet wird, wobei in einem Fall, in welchem das Endgerät das Integrationsendgerät ist, die Kommunikationssteuereinrichtung in jedem der Endgeräte ein Paar von einem Einschaltframe und einen Hilfs-Einschaltframe aus den Einschaltframes und den Unter-Einschaltframes empfängt, die von den mehreren Endgeräten gesendet sind, und den Kommunikationszeitplan durch die lokale Zeit gemäß einem Anfangswert der lokalen Zeit startet, die gemäß der Empfangszeit des Einschaltframes, der Empfangszeit und der geschätzten Empfangszeit des Unter-Einschaltframes berechnet ist, und wobei die Taktsynchronisierungseinrichtung (25) den Anfangswert der lokalen Zeit gemäß der Empfangszeit des Einschaltframes, der Empfangszeit und der geschätzten Empfangszeit des Unter-Einschaltframes berechnet.
  7. Kommunikationssystem nach Anspruch 6, wobei die Kommunikationssteuereinrichtung (21) in dem Fall des führenden Integrationsendgeräts den Unter-Einschaltframe in einem Fall als Ereignissignal definiert, in welchem der Kommunikationsteil des Ereignistyps, der den Frame sendet, innerhalb des Kommunikationszeitplans angeordnet ist, und das Senden des Unter-Einschaltframes in einem Fall anweist, in welchem es ein Endgerät ist, das den Frame nicht gesendet hat.
  8. Kommunikationssystem nach Anspruch 7, wobei die Kommunikationssteuereinrichtung (21) den Sendebefehl des Unter-Einschaltframes in einem Fall beendet, in welchem alle Endgeräte, die in der Elementenliste aufgelistet sind, damit beginnen, die Frames zu senden.
  9. Kommunikationssystem nach Anspruch 7, wobei die Kommunikationssteuereinrichtung (21) den Sendebefehl des Unter-Einschaltframes beendet, wenn die gegebene Zeitperiode nach einem Starten eines Sendens des Unter-Einschaltframes verstreicht.
  10. Kommunikationssystem nach Anspruch 7, wobei die Kommunikationssteuereinrichtung (21) das Senden des Unter-Einschaltframes nur in einem Fall anweist, in welchem ein spezifisches Endgerät das Senden des Frames nicht durchführt.
  11. Kommunikationssystem nach Anspruch 1, wobei in dem Fall des Integrationsendgeräts, wenn die Kommunikationssteuereinrichtung beim Empfangen des Einschaltframes erfolgreich ist, der durch das führende Endgerät gesendet ist, und beim Empfangen des Unter-Einschaltframes fehlschlägt, die Kommunikationssteuereinrichtung (21) den Kommunikationszeitplan durch die lokale Zeit gemäß einem Anfangswert der lokalen Zeit startet, der durch Verwenden von einem von Folgendem berechnet ist: der Empfangszeit des Startframes, der beim Empfang erfolgreich gewesen ist, und der Empfangszeit und der geschätzten Empfangszeit des Einschaltframes, der von dem führenden Endgerät gesendet ist, in einem Kommunikationszyklus nachfolgend zu dem Kommunikationszyklus, der beim Empfang des Einschaltframes erfolgreich gewesen ist; und der Empfangszeit des Einschaltframes, der von dem führenden Endgerät gesendet ist, in dem Kommunikationszyklus nachfolgend zu dem Kommunikationszyklus, der bei dem Empfang des Einschaltframes erfolgreich gewesen ist, und der Empfangszeit und der geschätzten Empfangszeit des Unter-Einschaltframes, und wobei die Taktsynchronisierungseinrichtung (25) den Anfangswert der lokalen Zeit berechnet.
  12. Kommunikationssystem nach Anspruch 2, wobei in dem Fall des Integrationsendgeräts, wenn die Kommunikationssteuereinrichtung beim Empfangen des Einschaltframes erfolgreich ist, der durch das führende Endgerät gesendet ist, und beim Empfangen des Unter-Einschaltframes fehlschlägt, die Taktsynchronisierungseinrichtung (25) die Takte der lokalen Zeit und der globalen Zeit gemäß einer von folgendem einstellt: der Empfangszeit und der geschätzten Empfangszeit des Startframes, der beim Empfang erfolgreich gewesen ist, und der Empfangszeit und der geschätzten Empfangszeit des Einschaltframes, der von dem führenden Endgerät gesendet ist, in einem Kommunikationszyklus nachfolgend dem Kommunikationszyklus, der bei dem Empfang des Einschaltframes erfolgreich gewesen ist, und jeweils der Empfangszeiten und der geschätzten Empfangszeiten des Einschaltframes und des Unter-Einschaltframes, die von dem führenden Endgerät gesendet sind, in einem Kommunikationszyklus nachfolgend zu dem Kommunikationszyklus, der bei dem Empfang des Einschaltframes erfolgreich gewesen ist.
  13. Kommunikationssystem nach Anspruch 6, wobei in dem Fall des Integrationsendgeräts, wenn die Kommunikationssteuereinrichtung beim Empfangen des Einschaltframes erfolgreich ist, der durch das führende Integrationsendgerät gesendet ist, und beim Empfangen des Unter-Einschaltframes fehlschlägt, die Kommunikationssteuereinrichtung (21) den Kommunikationszeitplan durch die lokale Zeit gemäß einem Anfangswert der lokalen Zeit startet, der durch Verwenden von einer von folgendem berechnet ist: der Empfangszeit des Einschaltframes, der beim Empfang erfolgreich gewesen ist, und der Empfangszeit und der geschätzten Empfangszeit des Einschaltframes, der von dem führenden Integrationsendgerät gesendet ist, in einem Kommunikationszyklus nachfolgend zu dem Kommunikationszyklus, der bei dem Empfang des Einschaltframes erfolgreich gewesen ist; und der Empfangszeit des Einschaltframes, der von dem führenden Integrationsendgerät gesendet ist, in dem Kommunikationszyklus nachfolgend zu dem Kommunikationszyklus, der bei dem Empfang des Einschaltframes erfolgreich gewesen ist, und der Empfangszeit und der geschätzten Empfangszeit des Unter-Einschaltframes, und wobei die Taktsynchronisierungseinrichtung (25) den Anfangswert der lokalen Zeit berechnet.
  14. Kommunikationssystem nach Anspruch 1 oder 6, wobei in dem Fall des Integrationsendgeräts die Kommunikationssteuereinrichtung (21) die Gültigkeit des Anfangswerts der lokalen Zeit nach einem Starten des Kommunikationszeitplans aufgrund der lokalen Zeit bestätigt, und in einem Fall, in welchem der Anfangswert der lokalen Zeit ein ungeeigneter bzw. unrichtiger Wert ist, die Taktsynchronisierungseinrichtung den Anfangswert der lokalen Zeit einstellt.
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