DE102010030422A1 - Data transmission method for use in controlled area network in motor vehicle, involves providing same bit length of time for all subscribers, and signaling change of bit length by identification contained in same or preceding data frame - Google Patents

Data transmission method for use in controlled area network in motor vehicle, involves providing same bit length of time for all subscribers, and signaling change of bit length by identification contained in same or preceding data frame

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DE102010030422A1
DE102010030422A1 DE201010030422 DE102010030422A DE102010030422A1 DE 102010030422 A1 DE102010030422 A1 DE 102010030422A1 DE 201010030422 DE201010030422 DE 201010030422 DE 102010030422 A DE102010030422 A DE 102010030422A DE 102010030422 A1 DE102010030422 A1 DE 102010030422A1
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Dirk Hoppert
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Robert Bosch GmbH
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    • H04L2012/40208Bus networks characterized by the use of a particular bus standard
    • H04L2012/40215Controller Area Network CAN

Abstract

The method involves providing two data transmission units, and providing a time bit length that takes up two different values (L1, L2) within a data frame (210). A bit length of time for all subscribers on a bus is provided same within a predetermined range of the data frame. A change of time bit length is signaled by an identification (310) contained in a same or preceding data frame. The identification is provided as a defined time signal sequence in a time window (t1, t2) for all buses. Independent claims are also included for the following: (1) a device for data transmission, comprising data processing units (2) an interface for data transmission.

Description

  • Stand der Technik State of the art
  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, ein Verfahren sowie eine Schnittstelle zur Übertragung von Daten zwischen wenigstens zwei Teilnehmern eines CAN-Bussystems, wobei die zeitliche Dauer der übertragenen Bits innerhalb eines Datenrahmens mindestens zwei unterschiedliche Werte annehmen kann. The invention relates to an apparatus, a method and an interface for transmitting data between at least two subscribers of a CAN bus system, wherein the time duration of the transmitted bits can assume at least two different values ​​within a data frame.
  • Beispielsweise aus der Offenlegungsschrift For example, from the published patent DE 100 00 305 A1 DE 100 00 305 A1 ist das Controller Area Network sowie eine als „Time Triggered CAN” (TTCAN) bezeichnete Erweiterung des CAN bekannt. is the Controller Area Network and one as "Time Triggered CAN" (TTCAN) called extension of the CAN known. Das beim CAN verwendete Medienzugriffssteuerverfahren beruht auf einer bitweisen Arbitrierung. The medium access control method used in the CAN is based on a bitwise arbitration. Bei der bitweisen Arbitrierung können mehrere Teilnehmerstationen gleichzeitig Daten über den Kanal des Bussystems übertragen, ohne dass hierdurch die Datenübertragung gestört wird. In the bitwise arbitration plurality of subscriber stations can simultaneously transmit data over the channel of the bus system, without this data transfer is disturbed. Die Teilnehmerstationen können weiterhin beim Senden eines Bits über den Kanal den logischen Zustand (0 oder 1) des Kanals ermitteln. The subscriber stations can determine continue to send one bit over the channel to the logical state (0 or 1) of the channel. Entspricht ein Wert des gesendeten Bits nicht dem ermittelten logischen Zustand des Kanals, dann beendet die Teilnehmerstation den Zugriff auf den Kanal. Corresponds to a value of the transmitted bits is not the determined logical state of the channel, then the subscriber station stops the access to the channel. Bei CAN wird die bitweise Arbitrierung üblicherweise in einem Arbitrierungsfeld innerhalb eines über den Kanal zu übertragenden Datenrahmens vorgenommen. In the CAN bitwise arbitration is usually carried out in an arbitration within a channel to be transmitted over the data frame. Nach dem eine Teilnehmerstation das Arbitrierungsfeld vollständig an den Kanal gesendet hat, weiß sie, dass die exklusiven Zugriff auf den Kanal hat. After a subscriber station, the arbitration has completely sent to the channel, she knows that has exclusive access to the channel. Somit entspricht das Ende der Übertragung des Arbitrierungsfelds einem Beginn eines Freigabeintervalls, innerhalb dessen die Teilnehmerstation den Kanal exklusiv nutzen kann. Thus, the end of transmission of Arbitrierungsfelds corresponds to a start of a release interval within which the subscriber station can use the channel exclusively. Gemäß der Protokollspezifikation des CAN dürfen andere Teilnehmerstationen so lange nicht auf den Kanal zugreifen, das heißt Daten an den Kanal senden, bis die sendende Teilnehmerstation ein Prüfsummenfeld (CRC-Feld) des Datenrahmens übertragen hat. According to the protocol specification of the CAN other subscriber stations can not access the channel for so long, that is send data to the channel until the transmitting subscriber station has transmitted a checksum (CRC) field of the data frame. Somit entspricht ein Endzeitpunkt der Übertragung des CRC-Felds einem Ende des Freigabeintervalls. Thus, an end timing of the transmission of the CRC field corresponds to one end of the enable interval.
  • Durch die bitweise Arbitrierung wird eine zerstörungsfreie Übertragung des Datenrahmens über den Kanal erreicht. By bitwise arbitration nondestructive transmission of the data frame is achieved via the channel. Hierdurch ergeben sich gute Echtzeiteigenschaften des CAN, wohingegen bei den Medienzugriffssteuerverfahren, bei denen der von einer Teilnehmerstation gesendete Datenrahmen aufgrund einer Kollision mit einem von einer anderen Station gesendeten weiteren Datenrahmen während der Übertragung über den Kanal zerstört werden kann, ein deutlich ungünstigeres Echtzeitverhalten haben, da es aufgrund der Kollision und der dadurch erforderlichen neuen Übertragung des Datenrahmens zu einer Verzögerung der Datenübertragung kommt. This results in good real-time properties of the CAN, whereas at the media access control methods in which the transmitted from a subscriber station data frame can be destroyed due to a collision with a broadcast from another station further data frame during transmission over the channel, have a significantly less favorable real-time behavior because there is a delay of data transmission due to the collision and the required new characterized transmission of the data frame.
  • Die Protokolle des CAN beziehungsweise deren Erweiterung TTCAN eignen sich besonders zum Übertragen kurzer Meldungen unter Echtzeitbedingungen. The protocols of the CAN or their extension TTCAN are particularly suitable for transmitting short messages under real-time conditions. Sollen jedoch größere Datenblöcke über eine CAN-Domäne übertragen werden, dann wird die relativ geringe Bitrate des Kanals zu einem begrenzenden Faktor. However, if larger blocks of data over a CAN-domain transfer, then the relatively low bit rate of the channel to a limiting factor. Um die korrekte Funktion der bitweisen Arbitrierung zu gewährleisten, muss für die Übertragung eines Bits eine insbesondere von der Ausdehnung des Bussystems, der Signalausbreitungsgeschwindigkeit auf dem Kanal und intrinsischen Verarbeitungszeiten in den Schnittstellenmodulen der Busteilnehmer abhängige Mindestdauer eingehalten werden, denn während der Arbitrierung müssen alle Busteilnehmer ein einheitliches Bild des Buszustands (0 oder 1) und gleichberechtigten Zugriff auf den Buszustand haben. To ensure the correct operation of the bit-wise arbitration, for the transmission of a bit a particular dependent on the expansion of the bus system, the signal propagation speed on the channel and intrinsic processing times in the interface modules of the bus users minimum duration must be maintained, because during arbitration have an all bus have uniform image of the bus state (0 or 1) and equal access to the bus state. Die Bitrate kann durch Verringern der Dauer der einzelnen Bits daher nicht ohne weiteres erhöht werden. The bit rate can not be increased easily by reducing the duration of the individual bits therefore.
  • Um dennoch einen für die Programmierung einer Steuereinheit benötigten relativ großen Datenblock über eine eigentlich für den Anschluss an eine CAN-Domäne vorgesehene Kommunikationsschnittstelle hinreichend schnell übertragen zu können, schlägt die To be able to transmit a required for programming a control unit relatively large block of data over a usually scheduled for connection to a CAN domain communication interface sufficiently fast, beats the DE 101 53 085 A1 DE 101 53 085 A1 vor, die Kommunikationsschnittstelle zum Übertragen des Datenblocks vorübergehend in einen anderen Kommunikationsmodus umzuschalten, bei dem keine bitweise Arbitrierung durchgeführt wird und somit eine relativ hohe Bitrate möglich ist. prior to switch the communication interface for transmitting the data block temporarily to another communication mode in which no bitwise arbitration is performed and thus a relatively high bit rate is possible. Allerdings muss hierbei die Kommunikation mit den Protokollen des CAN für eine gewisse Zeit unterbrochen werden. However, in this case the communication with the protocols of the CAN has to be interrupted for a certain time. Kann beispielsweise aufgrund eines Fehlers nicht mehr der Betrieb des Bussystems nach den CAN-Protokollen aufgenommen werden, dann kommt es zu einem Ausfall des Bussystems. For example, can no longer operate the bus system are received by the CAN protocols due to an error, then it is a failure of the bus system. Zudem kommt es durch die Übertragung eines relativ großen Datenblock zu einer erheblichen Verzögerung der nachfolgenden gemäß den Protokollen des CAN vorzunehmenden Übertragungen, so dass die Echtzeiteigenschaften des CAN beeinträchtigt werden. In addition, it is by the transmission of a relatively large data block in a significant delay in the following according to the protocols of the CAN transfers to be carried out so that the real-time characteristics of the CAN will be impaired. Ein Einsatz dieses Verfahrens nicht nur zur Programmierung der Steuereinheit am Ende eines Herstellungsprozesses eines Kraftfahrzeugs oder der Steuereinheit, sondern auch während des Betriebs des Kraftfahrzeugs ist somit nicht sinnvoll. One use of this method not only for programming the control unit at the end of a manufacturing process of a motor vehicle or the control unit, but also during operation of the motor vehicle is therefore not useful.
  • DE 103 11 395 A1 DE 103 11 395 A1 beschreibt ein zwischen CAN-Kommunikation und einem asymmetrischen, seriellen Kommunikationsprotokoll umschaltbares System, das im asynchronen Modus eine höhere Übertragungsrate ermöglicht, wobei dieses Protokoll jedoch außerhalb des CAN-Standards liegt. describes a switchable between CAN communication and an asymmetric, serial communication protocol system that allows a higher transmission rate in asynchronous mode, however, this protocol is outside the CAN standards.
  • DE 103 40 165 A1 DE 103 40 165 A1 schlägt eine verbesserte Synchronisierung zwischen Sensoren und Aktoren innerhalb eines CAN-Netzwerkes vor. proposes an improved synchronization between sensors and actuators within a CAN network. Hierdurch wird eine Erniedrigung der Latenzzeiten erreicht, ohne jedoch die Übertragungsrate zu erhöhen. This results in a reduction in the latency is achieved without increasing the transmission rate.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, sowie eine Vorrichtung und eine Schnittstelle zu beschreiben, durch welche größere Datenmengen relativ schnell in einem CAN-Netzwerk übertragen werden können und Echtzeitbedingungen bei der Übertragung von Nachrichten über den Bus eingehalten werden können. The object of the invention is to provide a method as well as to describe a device, and an interface through which large amounts of data can be transmitted in a CAN network relatively quickly and real-time conditions in the transmission of messages via the bus can be observed. Diese Aufgabe wird durch das Datenübertragungsverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs eins, sowie durch die in den unabhängigen Ansprüchen beschriebene Vorrichtung und Schnittstelle gelöst. This object is achieved by the data transmission method with the features of claim one, as well as by the manner described in the independent claims and device interface.
  • Vorteile der Erfindung Advantages of the Invention
  • Die beschriebene Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass für eine begrenzte Zeit, insbesondere nach erfolgter Arbitrierung innerhalb eines Datenrahmens die Bitlänge, das heißt die zeitliche Dauer der Bits, gegenüber dem für die Arbitrierung genutzten Wert reduziert wird. The object described above is achieved in that for a limited time, in particular after arbitration within a data frame, the bit length, that is the duration of the bits is compared to the value used for the arbitration reduced. Anders ausgedrückt, wird die Taktrate des Busses für einen begrenzten Abschnitt innerhalb des Datenrahmens gegenüber der Basis-Taktrate erhöht. In other words, the clock rate of the bus is increased for a limited portion within the data frame relative to the base clock rate. Hierbei kann die Taktrate grundsätzlich auch mehrere unterschiedliche erhöhte Werte annehmen und die Zeitpunkte für die Umschaltung zwischen diesen Werten können beliebig innerhalb des Datenrahmens liegen. Here, the clock rate can in principle also accept several different values ​​increased and the times for switching between these values ​​can be located anywhere within the data frame. Ganz allgemein könnte die Taktrate einen beliebigen Verlauf annehmen, sofern die Busteilnehmer bezüglich dieses Verlaufes ein einheitliches Verständnis haben und so die in den Datenrahmen enthaltenen Informationen einheitlich interpretieren können. In general, the clock rate could take any course, provided that the bus users have a common understanding with respect to this path and thus be able to interpret the information contained in the data frame uniform.
  • Die erfindungsgemäß geänderte Bitlänge im Datenfeld muss dem Empfänger mitgeteilt werden, damit dieser die gesendeten Daten richtig interpretieren kann. The inventively modified bit length in the data field has to be given to the recipient, so that it can interpret the data sent properly. Die Mitteilung an den Empfänger erfolgt über eine Kennzeichnung. Message to the beneficiary via a label. Hierbei kann es vorteilhaft sein, abhängig von der Kennzeichnung für die Wiederholrate und die Zeitpunkte des Wechsels der Wiederholrate abgelegte Werte zu verwenden. It may be advantageous to use depending on the labeling for the repetition and timing of the change of repetition stored values. Ein Beispiel hierfür wäre eine Kennzeichnung durch ein festgelegtes, noch freies Bit innerhalb des Kopfbereiches des Datenrahmens, wobei für einen der zwei möglichen Werte dieses Bits im kompletten Datenfeld eine um einen für alle Busteilnehmer festgelegten Faktor reduzierte Bitlänge verwendet wird. An example of this would be a label by a fixed, yet free bit within the head portion of the data frame, wherein this bit is used in the complete data field is reduced by a predetermined factor for all bus bit length for one of the two possible values.
  • Eine andere Möglichkeit ist es, innerhalb der Kennzeichnung oder an einer anderen, festgelegten Stelle innerhalb des Datenrahmens Informationen bezüglich der Wiederholrate und / oder der Zeitpunkte des Wechsels der Wiederholrate an den Empfänger zu übermitteln. Another possibility is to convey to the recipient within the marking or at another designated location within the data frame information regarding the repetition rate and / or the timing of changing the refresh rate. Beispielsweise könnte ein Multiplikationsfaktor für die Wiederholrate als ganze Zahl in den ersten drei Bits des Datenfeldes übermittelt werden, und die mit dem Faktor multiplizierte Wiederholrate nach einer festgelegten Umschaltzeit für die verbleibende Dauer des Datenfeldes angewendet werden. For example, a multiplication factor in the repetition rate as an integer number could be transmitted in the first three bits of the data field, and the repetition rate multiplied by the factor to be applied after a predetermined switching time for the remaining duration of the data field.
  • Weiterhin vorteilhaft ist es, wenn die Reduzierung der Bitlänge im Datenfeld des Datenrahmens stattfindet, während die anderen Felder, insbesondere SOF-Bit und Arbitrierungsfeld, des Datenrahmens eine Bitlänge aufweisen, die der Basis-Taktrate des Busses entspricht. It is also advantageous if the reduction of the bit length of the data field of the data frame takes place while the other fields, in particular SOF bit and arbitration, the data frame having a bit length corresponding to the base clock rate of the bus. In diesem Fall kann abhängig vom Ergebnis der Arbitrierung die Reduktion der Bitlänge gezielt nur bei Sender und Empfänger des aktuell übermittelten Datenrahmens erfolgen und Energie eingespart werden, die erforderlich wäre, die korrespondierende Erhöhung der Abtastfrequenz bei allen Busteilnehmern durchzuführen. In this case can be saved depends on the result of the arbitration take place the reduction of the bit length targeted only the sender and receiver of the data frame currently transmitted and energy that would be required to carry out the corresponding increase of the sampling frequency for all bus.
  • Um die Komponenten mit dem erfindungsgemäßen Verfahren sowohl in Bussystemen, deren Teilnehmer durchgängig eine der Basis-Taktrate entsprechende Bitlänge einhalten, als auch in Bussystemen, deren Teilnehmer mit erfindungsgemäß reduzierter Bitlänge arbeiten können, einzusetzen, ist es weiter vorteilhaft, das Verfahren schaltbar zu gestalten und einen Erkennungsmechanismus einzuführen, der es den erfindungsgemäßen Teilnehmern ermöglicht, festzustellen, ob alle Busteilnehmer mit der verkürzten Bitlänge arbeiten können. To insert the components with the novel process, both in bus systems, whose participants adhere consistently one of the basic clock rate corresponding bit length, as well as in bus systems whose participants can work with inventively reduced bit length, it is more advantageous to make the process switched and to introduce a recognition mechanism that enables participants invention, determine whether all bus users can work with the shortened bit length. Die erfindungsgemäß arbeitenden Komponenten sind dann flexibel abwärtskompatibel in alten und neuen Netzwerken einsetzbar. The inventive working components are then flexibly backward compatible in old and new networks can be used. Hierdurch kann vorteilhafter Weise der Umstellungsaufwand bei der Einführung von Komponenten, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeiten, in bestehenden Netzwerken gering gehalten werden. This makes it possible, maintaining the conversion effort in the introduction of components that operate according to the method of this invention low in existing networks advantageously.
  • Um zu vermeiden, dass die mit reduzierter Bitlänge übertragenen Bits bei Busteilnehmern, die Bits mit der normalen Bitlänge erwarten, zu Fehlern führen oder es zu einer fehlerhaften Resynchronisation auf die Flanken der mit reduzierter Bitlänge übertragenen Bits kommt, kann es vorteilhaft sein, bei dem hier beschriebenen Verfahren mindestens während der Übertragung von Daten mit reduzierter Bitlänge die Resynchronisation bei einem oder mehreren Busteilnehmern, beispielsweise bei den Busteilnehmern, die Bits mit der normalen Bitlänge erwarten, auszusetzen. In order to avoid that the transferred with reduced bit length bits for bus devices, the expected bits with the normal bit length, lead to errors or there is an incorrect resynchronization to the flanks of the transmitted with reduced bit length of bits, it may be advantageous where here described process, at least during the transmission of data with reduced bit length resynchronization at one or more bus devices, such as the bus users expect the bits of the normal bit length to suspend. Es ist auch möglich, das Aussetzen der Resynchronisation von der Erkennung einer bevorstehenden Reduktion der Bitlänge abhängig zu machen, beispielsweise durch eine Abhängigkeit von der Adresse des Datenrahmens bzw. vom Ergebnis der Arbitrierung und/oder von einer geeigneten Kennzeichnung, wie sie im folgenden beschrieben wird. It is also possible to make the exposure of the resynchronization of the detection of an impending reduction in the bit length depending, for example, by a function of the address of the data frame or the result of the arbitration and / or by a suitable marking, such as is described in the following ,
  • Zeichnungen drawings
  • Die Erfindung wird im weiteren anhand der Zeichnungen vorgestellt und näher erläutert. The invention is presented below with the aid of the drawings and explained in more detail.
  • 1 1 zeigt ein Bussystem mit mehreren Teilnehmern, die über den Bus Daten austauschen können. shows a bus system with several participants, which can exchange data via the bus.
  • 2a 2a zeigt schematisch die Struktur eines Datenrahmens nach dem bekannten CAN-Standard. schematically shows the structure of a data frame according to the known CAN standard.
  • 2b 2 B zeigt schematisch die Struktur eines Datenrahmens mit der erfindungsgemäßen Aufteilung in Bereiche unterschiedlicher Bitlänge. schematically shows the structure of a data frame according to the invention with the division into regions of different bit length. Insbesondere weist der Bereich In particular, the area 212 212 eine reduzierte Bitlänge auf. a reduced bit length on.
  • 3a 3a und and 3b 3b stellen verschiedene Ausprägungen für die zeitliche Lage der Kennzeichnung provide various forms for the timing of the labeling 310 310 , durch die dem Empfänger die notwendigen Informationen über den Wechsel der Bitlänge mitgeteilt werden, innerhalb des Datenrahmens dar. By which the receiver the necessary information about the change the bit length to be notified within the data frame is.
  • 4a 4a und and 4b 4b zeigen verschiedene Möglichkeiten für die Verteilung der notwendigen Informationen über den Wechsel der Bitlänge zwischen Datenrahmen und Busteilnehmern. show different possibilities for the distribution of the necessary information about the change of the bit length between data frame and bus users.
  • 5 5 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung mit zwei Busteilnehmern, die die höhere Übertragungsrate aufweisen und zwei Busteilnehmern, die die Standard-Taktrate verwenden und während der Übermittlung des Datenfeldes auf Resynchronisation verzichten. shows the device according to the invention with two bus users having the higher transmission rate, and two bus users that use the standard clock rate and during the transmission of the data field without resynchronization.
  • Beschreibung der Ausführungsbeispiele Description of Embodiments
  • Im Weiteren werden Ausführungsbeispiele für das erfindungsgemäßes Verfahren und die Vorrichtung beschrieben. In addition, exemplary embodiments of the inventive method and apparatus will be described. Diese konkreten Beispiele werden zur Erläuterung der Ausführung eingesetzt, beschränken aber nicht den Umfang des Erfindungsgedankens. These concrete examples are used to illustrate embodiments and not limit the scope of the inventive concept.
  • Wir betrachten einen CAN-Bus We consider a CAN bus 100 100 mit mehreren Teilnehmern with several participants 110 110 , . 120 120 , . 130 130 , . 140 140 , wie in , as in 1 1 dargestellt. shown. Zwischen den Teilnehmern werden Datenrahmen gemäß der CAN-Busspezifikation ausgetauscht. Between the subscribers data frame according to the CAN bus specification to be replaced. Für den Bus gilt beispielsweise eine Taktrate von 500 kBaud, das heißt die Bitlänge beträgt in diesem Beispiel 2 μs. For the bus, for example, applies a clock rate of 500 Kbps, that is, the bit length in this example is 2 microseconds.
  • 2a 2a zeigt den schematischen Aufbau eines Datenrahmens shows the schematic structure of a data frame 200 200 , der über den Bus Which over the bus 100 100 übertragen werden kann. can be transferred. Der Datenrahmens lässt sich prinzipiell in einen Kopfbereich The data frame can in principle into a head region 201 201 (üblicherweise bestehend aus den Feldern „Start of Frame”, „Arbitration Field” und „Control Field”), sowie ein Datenfeld (Usually consisting of the fields "Start of Frame", "arbitration field" and "Control Field"), and a data field 202 202 und einen Endbereich and an end portion 203 203 (üblicherweise bestehend aus CRC-Feld, ACK-Feld und „End of Frame”) unterteilen. (Typically consisting of CRC field, ACK field and "End of Frame") divide. Dem hier dargestellten Fall beginnt die Übertragung des Datenfelds zum Zeitpunkt t5 und die Übertragung des Endbereichs zum Zeitpunkt t6. The case shown here, the transmission of the data field at the time t5 and the transmission of the end begins at the time t6. Für den gesamten Datenrahmen ist die Taktrate konstant. For the entire data frame, the clock rate is constant.
  • 2b 2 B zeigt beispielhaft den erfindungsgemäß abweichenden Aufbau eines Datenrahmens exemplifies the present invention different structure of a data frame 210 210 , bestehend aus Kopfbereich Consisting of head portion 211 211 , Datenfeld , Data field 212 212 und Fußbereich and foot 213 213 . , Zusätzlich dargestellt sind die Zeitpunkte t3 und t4, die den Beginn und das Ende der Umschaltung der Bitlänge kennzeichnen. In addition, the shown time points t3 and t4, which mark the beginning and the end of switching of the bit length shown. In dem hier dargestellten Fall ist für das gesamte Datenfeld die Taktrate beispielsweise um einen Faktor 4 erhöht, beziehungsweise die Bitlänge um den inversen Faktor auf 0,5 μs reduziert. In the case shown here, the clock rate, for example, increased by a factor of 4 for the entire field, or the bit length is reduced by a factor inverse to 0.5 microseconds. Dementsprechend fällt der Zeitpunkt t3 mit dem Beginn des Datenfelds des Datenrahmens t5 zusammen, und fällt der Zeitpunkt t4 mit dem Beginn des Endbereichs des Datenrahmens t6 zusammen. Accordingly, the time t3 coincides with the beginning of the data field of the data frame t5 together, and the time t4 t6 coincides with the beginning of the end of the data frame. Die Zeitpunkte t3 und t4 könnten in einer anderen Ausprägung aber auch an anderen Positionen, etwa innerhalb des Datenrahmens liegen. The times t3 and t4 may be due to other locations, such as within the data frame in another expression but.
  • 3a 3a zeigt erneut den Aufbau eines erfindungsgemäßen Datenrahmens again shows the structure of a data frame according to the invention 210 210 . , Zusätzlich dargestellt ist die Position der erfindungsgemäßen Kennzeichnung Additionally shown is the position of labeling invention 310 310 beispielhaft innerhalb des Kopfbereichs des Datenrahmens. by way of example within the head portion of the data frame. In der hier gezeigten Ausprägung könnten eines oder mehrere Bits innerhalb des Kopfbereiches für die Kennzeichnung genutzt werden. In the position shown here expression of one or more bits could be used within the header area for labeling. Beispielsweise könnte ein reserviertes Bit als Kennzeichnung der um einen Faktor vier reduzierten Bitlänge genutzt werden. For example, a reserved bit could be used as marking the reduced by a factor of four bit length. In diesem Fall wären die bezeichneten Zeitpunkte t1 und t2 Start und Ende des reservierten Bits, die Zeitpunkte t3 und t4 entsprächen wie schon zuvor Start und Ende des Datenfelds. In this case, the times t1 and t2 indicated would start and end of the reserved bits, the times t3 and t4 correspond as before the start and end of the array.
  • 3b 3b stellt andere mögliche Aufbauten des erfindungsgemäß modifizierten Datenrahmens represents other possible constructions of the inventively modified data frame 210a 210a , . 210b 210b , . 210c 210c , . 210d 210d dar. Wie schematisch zu erkennen ist, besteht die Möglichkeit, die Kennzeichnung represent. As can be seen schematically, it is possible that labeling 310 310 an beliebiger Position innerhalb des Datenrahmens zu übermitteln. to transmit at any position within the data frame. Wichtig ist hierbei lediglich, dass Position und Dauer der Kennzeichnung für alle Busteilnehmer einheitlich definiert sind. It is important here only that position and method of identification for all stations are uniformly defined. Die Kennzeichnung kann beispielsweise auch auch während oder nach der Übermittlung des Datenfeldes in den Datenrahmen integriert werden, sofern sichergestellt ist, dass die Empfänger die Kennzeichnung richtig empfangen können. The marking can be incorporated into the data frame and also during or after the transmission of the data field, for example, if it is ensured that the receivers can receive the label correctly. Die Zeitpunkte, zu denen die reduzierte Bitlänge wirksam wird, müssen nicht mit Beginn und Ende des Datenfeldes zusammenfallen, wie bereits früher ausgeführt. The times at which the reduced bit length is effective, do not coincide with the beginning and end of the data field, as stated earlier.
  • Ein Spezialfall der erfindungsgemäßen Kennzeichnung ist die Möglichkeit, die für die Übertragung verwendete, reduzierte Bitlänge abhängig von der Adresse des Datenrahmens im Rahmen der Definition der CAN Matrix festzulegen. A special case of labeling the invention is the ability to set the bit length used for the transfer, reduced depending on the address of the data frame within the definition of CAN matrix. Es würde also für eine oder mehrere Adressen oder für eine Gruppe von Adressen in einem festgelegten Bereich eine reduzierte Bitlänge verwendet und dies würde den jeweiligen Empfängern nur durch die Adresse selbst mitgeteilt. It would therefore use a reduced bit length for one or more addresses or for a group of addresses in a specified range and this would the respective receivers communicated only by the address itself.
  • Eine weitere, hier aber nicht weiter ausgeführte Möglichkeit ist es, die Kennzeichnung Another, but here not running option is the labeling 310 310 in einem vorangegangenen Datenrahmen zu versenden und auf diesem Wege wenigstens einen Busteilnehmer darauf hinzuweisen, dass ein folgender, an ihn gerichteter Datenrahmen eine reduzierte Bitlänge aufweisen wird. to send in a previous data frame and in this way at least one bus subscriber to indicate that a following, addressed to him data frame will have a reduced bit length. In diesem Fall muss die Kennzeichnung nicht in jedem erfindungsgemäßen Datenrahmen mit versendet werden, sondern nur einmalig oder sporadisch. In this case, the label must not be shipped to any inventive data frame, but only once or sporadically.
  • Die The 4a 4a und and 4b 4b befassen sich mit dem Informationsgehalt der Kennzeichnung. deal with the information contained in the labeling. Hier besteht die Möglichkeit, für verschiedene Typen von Datenrahmen die Informationen über den jeweiligen Verlauf der Bitlänge innerhalb des Datenrahmens bei den Busteilnehmern zu hinterlegen und lediglich eine Typ-Information zu übermitteln. Here it is possible to store the information about the particular course of the bit length within the data frame at the bus stations for different types of data frames and only to convey a type information. Alternativ können auch Kenngrößen, die die Reduktion der Bitlänge beschreiben, mit der Kennzeichnung versendet werden. Alternatively, parameters that describe the reduction of the bit length can be sent with the marking.
  • Im hier dargestellten Fall gibt es nur zwei Typen von Datenrahmen und es wird, wie in In the case shown here, there are only two types of data frames, and it will be like in 4a 4a dargestellt, lediglich ein Bit des Datenrahmens shown, only one bit of the data frame 210 210 als Kennzeichnung as marking 310 310 verwendet, um zwischen Typ A (z. B. Datenrahmen gemäß Standard-CAN wie used (between type A z. B. data frames according to standard CAN as 2a 2a ) und Typ B (z. B. Datenrahmen mit um Faktor 4 erhöhter Datenrate im Datenfeld wie ) And Type B (z. B. data frame with increased by a factor of 4 data rate in the data field as 2b 2 B ) umzuschalten. switch). Die Busteilnehmer the bus subscribers 120 120 und and 130 130 , die Datenrahmen vom Typ A senden und/oder empfangen, kennen lediglich die Standard-Bitlänge L1 und die Position der Kennzeichnung [t1, t2]. , Send the data frame of type A and / or received only know the standard bit length L1 and the position of the marking [t1, t2]. Sofern ein bisher nicht verwendetes Bit innerhalb des Standard CAN-Protokolls verwendet wird, kann bei Ihnen sogar auf die Kenntnis der Position der Kennzeichnung verzichtet werden. If a previously unused bit is used within the standard CAN protocol, can even be dispensed with knowledge of the position of the identification with you.
  • Die Busteilnehmer the bus subscribers 410 410 und and 420 420 , die Datenrahmen vom Typ B senden und/oder empfangen, kennen die beiden Werte der auftretenden Bitlängen L1 und L2, die Position der Kennzeichnung [t1, t2] und Start- und Endzeitpunkt des Bereiches mit reduzierter Bitlänge t3 und t4 passen ihr Sende- und Empfangsverhalten in geeigneter Weise an. The data frame of type B can send and / or receive the two values ​​of the bit lengths occurring know L1 and L2, the position of the marking [t1, t2] and start and end times of the area of ​​reduced bit length t3 and t4 adapt their transmission and receiving behavior in an appropriate manner.
  • Die im Zusammenhang mit In connection with 3b 3b besprochene Abhängigkeit der erfindungsgemäßen Reduktion der Bitlänge von der Adresse des Datenrahmens stellt einen Spezialfall des in discussed dependence of the reduction of the invention, the bit length of the address of the data frame is a special case of in 4a 4a dargestellten Verhaltens dar. Behavior shown represents.
  • Natürlich ist es auch möglich, dass ausschließlich Datenrahmen vom Typ B auf dem Bus verwendet werden und dementsprechend alle Busteilnehmer ihr Sende- und Empfangsverhalten auf eine verkürzte Bitlänge einstellen. Of course it is also possible that only data frames are used type B on the bus and, accordingly, all bus users adjust their transmit and receive behavior on a shortened bit length.
  • Eine andere Möglichkeit ist in Another possibility is in 4b 4b dargestellt. shown. Hier werden neben der Kennzeichnung Here, in addition to the marking 310 310 auch Teile der Information über den Wechsel der Bitlänge, insbesondere der Faktor F, um den die Busrate erhöht bzw. die Bitlänge reduziert werden soll, übermittelt. and parts of the information on the change of the bit length, in particular the factor F to the bus rate increases and the bit length is to be reduced, transmitted. Die Busteilnehmer the bus subscribers 430 430 und and 440 440 , die Datenrahmen vom Typ B senden und/oder empfangen, kennen in diesem Fall die Position der Kennzeichnung [t1, t2] und Start- und Endzeitpunkt des Bereiches mit reduzierter Bitlänge t3 und t4, berechnen die geänderte Bitlänge als L2 = L1/F und passen Ihr Sende- und Empfangsverhalten in geeigneter Weise an. , The data frames of type B send and / or receive know in this case, the position of the marking [t1, t2], and start and end times of the area of ​​reduced bit length t3 and t4 calculate the changed bit length as L2 = L1 / F and fit your transmit and receive behavior appropriately.
  • Das Verfahren kann in den durch die The method may in by the 4a 4a und and 4b 4b dargestellten Ausführungsbeispielen so umgesetzt werden, dass eine Umschaltung der Abtastrate genau dann erfolgt, wenn sich ergeben hat, dass ein Datenrahmen vom Typ B mit reduzierter Bitlänge übermittelt wird. Embodiments shown are implemented so that a switching of the sampling rate exactly takes place when it has been found that a data frame is transmitted by the type B with reduced bit length. In diesem Fall ist es notwendig, dass die Kenntnisse über die reduzierte Bitlänge rechtzeitig beim empfangenden Busteilnehmer vorliegt. In this case, it is necessary that the knowledge of the reduced bit length available in time at the receiving bus devices. Insbesondere muss also die Kennzeichnung vor dem Bereich mit reduzierter Bitlänge, im gezeigten Beispiel also zeitlich vor dem Datenfeld übertragen werden, entweder im selben oder einem vorangegangenen Datenrahmen. In particular, therefore the identification of the region of reduced bit length and therefore must be transmitted in the example shown chronologically before the data field, either in the same or a previous data frame.
  • Zum korrekten Empfang der Daten ist es auch möglich, dass alle erfindungsgemäßen Busteilnehmer das Datenfeld immer mit einer ausreichend hohen Rate abtasten, so dass in jedem Fall alle übermittelten Daten korrekt empfangen werden. To correct reception of the data, it is also possible that all bus stations invention always scan the array with a sufficiently high rate, so that in each case, all transmitted data is correctly received. Die Interpretation abhängig von der in der Kennzeichnung mitgeteilten Bitlänge kann dann nachgelagert erfolgen. The interpretation depends on the information provided in the labeling bit length can then be carried downstream.
  • Darüber hinaus ist es auch möglich, dass nur einige der Teilnehmer, insbesondere nur der jeweilige Sender und Empfänger, die Umschaltung der Abtastrate ausführen, wenn ein Datenrahmen vom Typ B mit reduzierter Bitlänge übermittelt wird. Moreover, it is also possible that only some of the users, in particular, only the respective transmitters and receivers that perform the switching of the sampling rate, when a data frame is transmitted from the type B with reduced bit length. Dieser Fall wird in This case is in 5 5 näher behandelt. discussed further.
  • 5 5 zeigt einen Bus mit vier Teilnehmern, von denen zwei Teilnehmer shows a bus with four participants, two of which participants 510 510 , . 520 520 durch das erfindungsgemäßes Verfahren in der Lage sind, reduzierte Bitlängen zu verarbeiten, während zwei weitere Teilnehmer reduced bit lengths are protected by the inventive method is able to process, while two other participants 120 120 , . 130 130 für die Verarbeitung von Datenrahmen mit der normalen Bitlänge eingerichtet sind. are designed for the processing of data frames with the normal bit length. Für diese Teilnehmer ist dargestellt, dass in diesem Beispiel für den Zeitraum, in dem Daten mit reduzierter Bitlänge übertragen werden, die Resynchronisation abgeschaltet wird, um eine fehlerhafte Resynchronisation auf Flanken des Bussignales, die durch die Übertragung der Datenrahmen mit reduzierter Bitlänge auftreten kann, zu vermeiden. For this subscriber is shown to be transmitted in this example, for the period in which data with reduced bit length, the resynchronization is turned off to an incorrect resynchronization on sides of the bus signal, which may occur by transferring the data frames with reduced bit length, to avoid.
  • Eine weitere, hier nicht näher ausgeführte Variante besteht darin, diese Abschaltung von der Erkennung einer bevorstehenden Reduktion der Bitlänge abhängig zu machen. Another, not described in detail here variant is to be made subject to this shutdown by the recognition of an imminent reduction of the bit length. Hierzu kann die erfindungsgemäße Kennzeichnung der Datenrahmen herangezogen werden, dh die Busteilnehmer To this end, the identification of the invention, the data frame can be used, ie the bus users 120 120 , . 130 130 würden bei Erkennen einer Kennzeichnung would, upon detection of an identification 310 310 , die einen Datenrahmen vom Typ A mit verkürzter Bitlänge signalisiert, die Resynchronisation für diesen Datenrahmen abschalten. That indicates a data frame of type A with a shorter bit length, switch off the resynchronization for that data frame.
  • Ebenfalls möglich wäre, dass eine Typklassifizierung der Datenrahmen (im beispielhaft dargestellten Fall nach Typ A bzw. Typ B) im Rahmen der Definition der CAN Matrix festgelegt wird und die Resynchronisation für die auf diesem Weg festgelegten Typ B-Datenrahmen abgeschaltet wird. would also be possible that a type classification of the frame of data is set (in the exemplary case, the type A and type B) in the context of the definition of the CAN matrix and the resynchronization for the fixed in this way type B data frame is switched off. Hierzu müssten die entsprechenden Adresslisten bzw. -filter durch geeignete Verfahren in den Busteilnehmern zur Verfügung gestellt werden. For this purpose would have the corresponding address lists or -filter be provided by suitable methods available in the bus subscribers.
  • Bei Einsatz einer erfindungsgemäßen Komponente in einem Netzwerk mit Komponenten, die gemäß dem bestehenden CAN-Standard arbeiten, könnte durch eine Erkennung, etwa durch Versenden einer Testnachricht, bei Netzwerkstart die Umschaltung auf reduzierte Bitlänge unterdrückt werden, um eine fehlerfreie Kommunikation aller Komponenten innerhalb des Netzwerkes zu gewährleisten. When using a component according to the invention in a network with components which operate according to the existing CAN standard, by detection, for instance by sending a test message at network startup, the switching could be suppressed to reduced bit length to an error-free communication of all components within the network to ensure.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Claims (17)

  1. Verfahren zur Datenübertragung in einem CAN-Netzwerk ( Method for transmitting data in a CAN network ( 100 100 ) mit mindestens zwei teilnehmenden Datenverarbeitungseinheiten, dadurch gekennzeichnet , dass die zeitliche Bitlänge innerhalb eines Datenrahmens ( ) With at least two participating data processing units, characterized in that the temporal bit length (within a data frame 210 210 ) mindestens zwei unterschiedliche Werte (L1, L2) annehmen kann, dass für einen vorgebbaren Bereich innerhalb des Datenrahmens die zeitliche Bitlänge für alle Teilnehmer am Bus im Wesentlichen gleich ist, und dass der oder die Wechsel der zeitlichen Bitlänge durch eine im selben oder einem der vorangegangenen Datenrahmen enthaltene Kennzeichnung ( ) At least two different values ​​(L1, L2) can assume that the temporal bit length is a predetermined area within the data frame to all nodes on the bus is essentially equal and that the or the change of the temporal bit length by one of the same or a previous data frame contained labeling ( 310 310 ) signalisiert werden. ) Are signaled.
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei eingestellten Werte (L1, L2) der zeitlichen Bitlänge und/oder die Zeitpunkte (t3, t4) der möglichen Wechsel zwischen unterschiedlichen Bitlängen innerhalb des Datenrahmens ( A method according to claim 1, characterized in that the at least two set values ​​(L1, L2) of the temporal bit length and / or the times (t3, t4) of the possible switching between different bit lengths within the data frame ( 210 210 ) von der Adresse des jeweiligen Datenrahmens abhängen. ) Depending on the address of the respective data frame.
  3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die dort genannte Kennzeichnung als für alle Busteilnehmer einheitlich definierte, zeitliche Signalfolge in einem für alle Busteilnehmer einheitlich festgelegten Zeitfenster ([t1, t2]) des Datenrahmens ( A method according to claim 1 or 2, characterized in that the marking, referred to therein as for all nodes defined uniform temporal signal sequence in a uniformly set for all bus time window ([t1, t2]) of the data frame ( 210 210 ) ausgeführt wird. ) is performed.
  4. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die dort genannte Kennzeichnung ( A method according to claim 1 or 2, characterized in that the labeling cited therein ( 310 310 ) innerhalb des im Hauptanspruch genannten festgelegten Bereiches mit für alle Busteilnehmer einheitlicher zeitlicher Bitlänge liegt. ) Is within the said in the main claim specified range with uniform for all nodes temporal bit length.
  5. Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die dort genannte Kennzeichnung ( Process according to one of the preceding claims, characterized in that the labeling cited therein ( 310 310 ) sich aus Teilen oder der Gesamtheit der Adresse des Datenrahmens ergibt. ) Results from parts or all of the address of the data frame.
  6. Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die zeitliche Bitlänge genau zwei unterschiedliche Werte (L1, L2) annehmen kann. A method according to any one of the preceding claims, wherein the temporal bit length can assume exactly two different values ​​(L1, L2).
  7. Verfahren gemäß Anspruch 6, wobei die Kennzeichnung ( The method of claim 6, wherein the marking ( 310 310 ) der genau zwei unterschiedlichen Werte durch ein Bit innerhalb des unter Anspruch 4 genannten festgelegten Bereiches mit einheitlicher zeitlicher Bitlänge stattfindet. ) Of exactly two different values ​​by one bit within the specified under claim 4 specified range takes place with uniform temporal bit length.
  8. Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bereich ([t3, t4]) mit abweichender, insbesondere geringerer Bitlänge vollständig innerhalb des Datenfelds der CAN-Datenrahmen liegt oder dem Datenfeld entspricht. Process according to one of the preceding claims, characterized in that the area ([t3, t4]) lies entirely or with a different, in particular lower bit length within the data field of the CAN data frame corresponds to the data field.
  9. Vorrichtung zur Datenübertragung in einem CAN-Netzwerk ( (Device for data transfer in a CAN network 100 100 ) mit mindestens zwei teilnehmenden Datenverarbeitungseinheiten und einer Verbindung zur Datenübertragung, dadurch gekennzeichnet, dass die Kennzeichnung ( ) With at least two participating data processing units, and a connection for data transmission, characterized in that the marking ( 310 310 ), die gemäß den vorangegangenen Ansprüchen die möglichen Wechsel der zeitlichen Bitlänge und deren Werte (L1, 12) und/oder Zeitpunkte (t3, t4) signalisiert, erkannt wird. ), The possible change of the temporal bit length and their values ​​(according to the previous claims L1, 12) and / or points in time (t3, t4) signals, is detected.
  10. Vorrichtung gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge an empfangener oder gesendeter Information in mindestens einem Datenrahmen ( Device according to claim 9, characterized in that the amount of received or transmitted information (in at least one data frame 210 210 ) durch mindestens eines der in den Ansprüchen 1 bis 8 beschriebenen Verfahren verändert, insbesondere erhöht wird und im Falle des Sendens der Datenrahmen entsprechend gekennzeichnet wird. ) Is changed by at least one of the methods described in claims 1 to 8, in particular, is increased and is marked accordingly in the case of transmitting the data frame.
  11. Vorrichtung gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest bei Erkennen der Kennzeichnung ( Device according to claim 9, characterized in that at least for detecting the marking ( 310 310 ), die eine Reduktion der Bitlänge im Datenrahmen ( ) Which (a reduction of bit length of the data frame 210 210 ) signalisiert, für mindestens die Dauer der Änderung der Bitlänge die Resynchronisierung im Rahmen des CAN-Timing ausgesetzt wird, sofern die Vorrichtung anhand der Adresse erkannt hat, dass sie nicht Empfänger der im Datenrahmen enthaltenen Daten ist. ) Indicates that resynchronization is exposed within the CAN timing for at least the duration of the change of the bit length, provided that the device has detected based on the address that is not recipient of the data contained in the data frame.
  12. Vorrichtung gemäß einem Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung durch ein Eingangssignal zwischen einem Verhalten gemäß Standard CAN-Spezifikation und dem erfindungsgemäß modifizierten Verhalten umgeschaltet werden kann. Device according to one claims 9 to 11, characterized in that the device can be switched by an input signal between a behavior in accordance with standard CAN specification and the inventively modified behavior.
  13. Schnittstelle zur Datenübertragung in einem CAN-Netzwerk, dadurch gekennzeichnet, dass die Kennzeichnung ( Interface for data transfer in a CAN network, characterized in that the marking ( 310 310 ), die gemäß den vorangegangenen Ansprüchen die möglichen Wechsel der zeitlichen Bitlänge und deren Werte (L1, L2) und/oder Zeitpunkte (t3, t4) signalisiert, erkannt wird. ), The possible change of the temporal bit length and their values ​​(according to the previous claims L1, L2) and / or points in time (t3, t4) signals, is detected.
  14. Schnittstelle zur Datenübertragung in einem CAN-Netzwerk, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge an empfangener oder gesendeter Information durch mindestens eines der in den Ansprüchen 1 bis 8 beschriebenen Verfahren verändert, insbesondere erhöht wird und im Falle des Sendens der Datenrahmen entsprechend gekennzeichnet wird. Interface for data transfer in a CAN network, characterized in that the amount of received or transmitted information changed by at least one of the methods described in claims 1 to 8, in particular increased, and is marked accordingly in the case of transmitting the data frame.
  15. Schnittstelle gemäß Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest nach Empfang einer unter Anspruch 13 genannten Kennzeichnung ( The interface of claim 13 or 14, characterized in that (at least after receiving a specified under claim 13 Labeling 310 310 ) die ankommenden Daten zumindest für den Zeitbereich [t3, t4] entsprechend den zu berücksichtigenden Werten der zeitlichen Bitlänge (L1, L2) abgetastet werden. ) The incoming data at least for the time period [t3, t4] accordingly (to be taken into account values ​​of the temporal bit length L1, L2) are sampled.
  16. Schnittstelle gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest bei Erkennen der Kennzeichnung ( Interface according to claim 13, characterized in that at least for detecting the marking ( 310 310 ), die eine Reduktion der Bitlänge im Datenrahmen ( ) Which (a reduction of bit length of the data frame 210 210 ) signalisiert, für mindestens die Dauer der Änderung der Bitlänge die Resynchronisierung im Rahmen des CAN-Timing ausgesetzt wird. ) Indicates that resynchronization is exposed within the CAN timing for at least the duration of the change of the bit length.
  17. Schnittstelle gemäß einem Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstelle durch ein Eingangssignal zwischen einem Verhalten gemäß Standard CAN-Spezifikation und dem erfindungsgemäß modifizierten Verhalten umgeschaltet werden kann. Interface according to any one claims 13 to 16, characterized in that the interface can be switched by an input signal between a behavior in accordance with standard CAN specification and the inventively modified behavior.
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