DE102015113268A1

DE102015113268A1 - Flankenbasierte Kommunikation mit einer Vielzahl von Slave-Vorrichtungen

Info

Publication number: DE102015113268A1
Application number: DE102015113268.0A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Pircher; Christian Reidl; Michael Strasser
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2014-08-13
Filing date: 2015-08-12
Publication date: 2016-02-18
Anticipated expiration: 2035-08-13
Also published as: US20160050089A1; KR20160020370A; US9762419B2; JP5989865B2; KR101719421B1; CN105375991A; JP2016042688A; DE102015113268B4; CN105375991B

Abstract

Verfahren, Systeme und Vorrichtungen, die bidirektionale, flankenbasierte Impulsbreitenmodulationskommunikationssysteme betreffen, sind offenbart. In manchen Implementierungen führen bei Empfang eines vorbestimmten Triggerpulses zumindest zwei Slave-Vorrichtungen einen Vorgang durch.

Description

HINTERGRUND
Die vorliegende Patentanmeldung betrifft Vorrichtungen, Systeme und Verfahren im Zusammenhang mit flankenbasierter Kommunikation mit einer Vielzahl von Slave-Vorrichtungen.
Zur Kommunikation zwischen Vorrichtungen, z.B. bei Automobilanwendungen, kommen diverse Protokolle zum Einsatz. Ein häufig eingesetztes Protokoll ist das SENT-Protokoll (Single Edge Nibble Transmission). Dieses Protokoll kann z.B. bei Anwendungen herangezogen werden, bei denen hochauflösende Daten z.B. von einer Sensorvorrichtung an eine elektronische Schaltungseinheit (ECU) übertragen werden.
Das SPC-Protokoll (kurzer PWM-Kode; wobei PWM für Impulsbreitenmodulation steht) ist eine Erweiterung des SENT-Protokolls und zielt darauf ab, den Leistungsgrad einer Kommunikationsverknüpfung zu erhöhen und gleichzeitig Systemkosten zu reduzieren. Bis zu einem gewissen Grad ermöglicht SPC bidirektionale Kommunikation und ist ein Beispiel für ein flankenbasiertes PWM-Protokoll. Beispielsweise kann SPC eine Halbduplexsynchronkommunikation einführen. Ein Empfänger (z.B. ein Master) erzeugt z.B. einen Master-Triggerpuls auf einer Kommunikationsleitung, indem er für ein definiertes Zeitausmaß auf Low gezogen wird. Die Impulsbreite (die dem definierten Zeitausmaß entspricht) wird durch einen Sender (z.B. einen Slave), z.B. einen Sensor, gemessen, und eine Übertragung, z.B. eine SENT-Übertragung, wird nur dann eingeleitet, wenn die Impulsbreite innerhalb einer definierten Grenze liegt. Das SPC-Protokoll ermöglicht das Wählen zwischen diversen Protokollmodi (Betriebsarten). Beispielsweise kann ein synchroner Modus, ein synchroner Modus mit Bereichsauswahl oder eine synchrone Übertragung mit ID-Auswahl (auch als Busmodus bezeichnet), wobei bis zu vier Sensoren parallel mit einer ECU verbunden sein können, zum Einsatz kommen. Im letztgenannten Fall kann die Impulsbreite des oben genannten Triggerpulses definieren, welcher Sensor oder welche sonstige Entität eine Übertragung beginnt. Beispielsweise kann eine Länge des Triggerpulses eine ID eines Sensors oder einer sonstigen für die Übertragung ausgewählten Slave-Vorrichtung anzeigen. Der Sensor oder die sonstige Einheit kann die Übertragung mit ihrer eigenen Synchronisation beginnen, die sich mit dem Triggerpuls überlappen kann.
Herkömmlicherweise kann bei Verwendung des SPC-Protokolls im oben genannten Busmodus jedem Sensor eine andere Länge des Triggerpulses zugewiesen sein. Im herkömmlichen SPC-Protokoll weist das Auslösen (Triggern) eines Sensors durch einen Triggerpuls eine vergleichsweise lange Dauer auf (z.B. etwa 90 Zeiteinheiten zum Adressieren z.B. des Triggerpulses und zumindest etwa 281 Zeiteinheiten für das Antworten durch den Sensor) und nimmt daher eine vergleichsweise lange Zeit in Anspruch. Außerdem wird zwischen dem Auslösen unterschiedlicher Busteilnehmer wie Sensoren nach herkömmlichen Ansätzen eine Pause eingelegt, da die Länge der Übertragung von Sensor zur Steuerung vom Dateninhalt der Übertragung abhängen kann. Daher wird zwischen dem Auslösen unterschiedlicher Sensoren nach manchen herkömmlichen Ansätzen zumindest die längste mögliche Übertragungsdauer zuzüglich eines Sicherheitsspielraums eingehalten.
Wenn nach herkömmlichen Ansätzen z.B. ein Sensor einen Triggerpuls empfängt, bringt dieses Auslösen den Sensor dazu, Sensordaten zu erfassen oder abzutasten und anschließend an eine Steuerung oder eine sonstige Vorrichtung zu senden. Beim Auslesen mehrerer Sensoren führt dies dazu, dass die Daten der unterschiedlichen Sensoren zu unterschiedlichen Zeitpunkten aufgegriffen werden, was für manche Anwendungen unerwünscht sein kann.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Anmeldung, Vorrichtungen, Systeme und Verfahren bereitzustellen, mit denen die obigen Probleme zumindest teilweise behoben oder abgemildert werden.
KURZFASSUNG
Es werden ein Kommunikationssystem nach Anspruch 1, eine Master-Vorrichtung nach Anspruch 10, eine Slave-Vorrichtung nach Anspruch 13, eine Master-Vorrichtung nach Anspruch 17, eine Slave-Vorrichtung nach Anspruch 21 sowie ein Verfahren nach Anspruch 24 bereitgestellt. Die Unteransprüche definieren weitere Ausführungsformen, wobei Merkmale eines Unteranspruchs auch in Gegenständen eines anderen Anspruchs implementiert sein können, auf den der jeweilige Unteranspruch nicht rückbezogen ist.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein vereinfachtes Blockschaltbild eines Kommunikationssystems gemäß manchen Ausführungsformen.
2 ist ein Blockschaltbild eines Kommunikationssystems gemäß einer Ausführungsform.
Die 3 bis 10 sind Diagramme, die Signale und Verfahren diverser Ausführungsformen veranschaulichen.
Die 11 bis 13 zeigen Flussbilder, die Verfahren gemäß diversen Ausführungsformen veranschaulichen.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Im Folgenden werden diverse Ausführungsformen im Detail unter Bezugnahme auf die beigeschlossenen Zeichnungen beschrieben. Die Ausführungsformen sind als veranschaulichende Beispiele anzusehen und nicht als einschränkend auszulegen. Während z.B. Ausführungsformen als eine Vielzahl von Merkmalen oder Elementen umfassend beschrieben sein können, können in anderen Ausführungsformen manche dieser Merkmale oder Elemente weggelassen und/oder durch alternative Merkmale oder Elemente ersetzt sein. In wieder anderen Ausführungsformen können zusätzliche Merkmale oder Elemente bereitgestellt sein.
Jegliche in den Zeichnungen gezeigte oder hierin beschriebene Verbindungen oder Kopplungen können als direkte Verbindungen oder Kopplungen, d.h. als Verbindungen oder Kopplungen ohne Zwischenelemente, oder als indirekte Verbindungen oder Kopplungen, d.h. als Verbindungen oder Kopplungen mit einem oder mehreren Zwischenelementen, implementiert werden, solange der allgemeine Zweck der Verbindung oder der Kopplung, z.B. jener, eine bestimmte Art von Signal zu übertragen und/oder eine bestimmte Art von Informationen zu übertragen, im Wesentlichen aufrecht ist. Verbindungen oder Kopplungen können drahtbasierte Verbindungen oder Kopplungen oder auch drahtlose Verbindungen oder Kopplungen sein, sofern nicht anders angegeben.
Des Weiteren können Merkmale aus unterschiedlichen Ausführungsformen kombiniert werden, um zusätzliche Ausführungsformen auszubilden.
In Ausführungsformen ist eine Erweiterung des SPC-Protokolls vorgeschlagen. Diese Erweiterungen können jedoch auch auf andere Kommunikationsprotokolle anwendbar sein, z.B. bidirektionale, flankenbasierte PWM-(Impulsbreitenmodulations-)Kommunikationsprotokolle.
In manchen Ausführungsformen umfasst ein bidirektionales, flankenbasiertes PWM-Kommunikationssystem einen Master und eine Vielzahl von Slaves (d.h. zumindest zwei Slaves). In manchen Ausführungsformen löst ein Triggerpuls einen Vorgang in zumindest einer ersten Slave-Vorrichtung aus der Vielzahl von Slave-Vorrichtungen und einer zweiten Slave-Vorrichtung aus der Vielzahl von Slave-Vorrichtungen aus. Beispielsweise können in manchen Aspekten die erste Slave-Vorrichtung und die zweite Slave-Vorrichtung Sensorvorrichtungen sein und als Antwort auf den Triggerpuls zumindest ungefähr gleichzeitig Sensordaten abtasten. In anderen Ausführungsformen können die erste Slave-Vorrichtung und die zweite Slave-Vorrichtung als Antwort auf den Triggerpuls Daten an eine Steuerung oder eine sonstige Master-Vorrichtung übertragen, z.B. nacheinander Daten an die Steuerung übertragen. In wieder anderen Ausführungsformen können die beiden oben genannten Verfahren kombiniert werden, sodass die erste und die zweite Slave-Vorrichtung Daten ungefähr gleichzeitig abtasten und dann als Antwort auf den Triggerpuls nacheinander Daten übertragen. Ausführungsformen können eine Vielzahl von unterschiedlichen Triggerpulsen verwenden, z.B. Triggerpulse mit unterschiedlichen Längen, und der oben genannte Triggerpuls kann ein vorbestimmter aus der Vielzahl von unterschiedlichen Triggerpulsen sein, z.B. ein Triggerpuls mit einer Kürzestlänge. Auch andere Verfahren können zur Anwendung gelangen.
In manchen Ausführungsformen ist ein bidirektionales, flankenbasiertes Impulsbreitenmodulationskommunikationssystem bereitgestellt, das Folgendes umfasst:
eine Master-Vorrichtung,
eine Vielzahl von Slave-Vorrichtungen und
einen Kommunikationspfad, der die Master-Vorrichtung mit der Vielzahl von Slave-Vorrichtungen koppelt,
wobei die Master-Vorrichtung eingerichtet ist, einen vorbestimmten Triggerpuls an die Vielzahl von Slave-Vorrichtungen zu übertragen,
wobei zumindest zwei Slave-Vorrichtungen aus der Vielzahl von Slave-Vorrichtungen eingerichtet sind, als Antwort auf den vorbestimmten Triggerpuls einen Vorgang durchzuführen.
In manchen Ausführungsformen kann der Vorgang im Wesentlichen eine Datenübertragung an die Master-Vorrichtung umfassen, sodass z.B. die zumindest zwei Slave-Vorrichtungen beide als Antwort auf einen einzigen Triggerpuls Daten übertragen.
Eine zweite Slave-Vorrichtung von den zumindest zwei Slave-Vorrichtungen kann eingerichtet sein, als Antwort auf den vorbestimmten Triggerpuls nach Abschluss einer Datenübertragung durch eine erste Slave-Vorrichtung von den zumindest zwei Slave-Vorrichtungen aus der Vielzahl von Slave-Vorrichtungen Daten zu übertragen.
In manchen Ausführungsformen kann der Vorgang gleichzeitige Datenabtastung in den zumindest zwei Slave-Vorrichtungen in Koordination mit dem Triggerpuls umfassen. In solchen Ausführungsformen können die zumindest zwei Slave-Vorrichtungen Daten zum späteren im Wesentlichen gleichzeitigen Senden fixieren (wobei zeitliche Differenzen z.B. aufgrund von unterschiedlicher innerer Taktung der Slave-Vorrichtungen möglich sind).
Beispielsweise können die zumindest zwei Slave-Vorrichtungen Sensoren umfassen und kann die Abtastung das Fixieren von durch die Sensoren erfassten Daten zur späteren Übertragung umfassen.
In einer weiteren Ausführungsform kann eine Master-Vorrichtung bereitgestellt sein, die Folgendes umfasst:
einen Treiber, der eingerichtet ist, basierend auf einem bidirektionalen, flankenbasierten Impulsbreitenmodulationsprotokoll zu kommunizieren; und
dass die Master-Vorrichtung eingerichtet ist, einen vorbestimmten Triggerpuls an eine Datenleitung zu übertragen, eine Antwort auf den vorbestimmten Triggerpuls aus einer ersten Slave-Vorrichtung zu empfangen und eine Antwort auf den vorbestimmten Triggerpuls aus einer sich von der ersten Slave-Vorrichtung unterscheidenden zweiten Slave-Vorrichtung zu empfangen.
In manchen Ausführungsformen kann die Master-Vorrichtung eingerichtet sein, die Antwort von der zweiten Slave-Vorrichtung zu einem vorbestimmten Zeitpunkt nach dem vorbestimmten Triggerpuls zu empfangen, falls die erste Slave-Vorrichtung nicht antwortet.
Die Master-Vorrichtung kann eingerichtet sein, aus jeder von erster und zweiter Slave-Vorrichtung einen Synchronisationspuls, gefolgt von einer vorbestimmten Anzahl an Datenpulsen zu empfangen.
In einer weiteren Ausführungsform kann eine Slave-Vorrichtung bereitgestellt sein, die Folgendes umfasst:
einen Treiber, der eingerichtet ist, basierend auf einem bidirektionalen, flankenbasierten Impulsbreitenmodulationsprotokoll zu kommunizieren; und
dass die Slave-Vorrichtung eingerichtet ist, einen vorbestimmten Triggerpuls zu empfangen und als Antwort auf den vorbestimmten Triggerpuls Daten zu übertragen, nachdem eine Datenübertragung durch eine weitere Slave-Vorrichtung als Antwort auf den vorbestimmten Triggerpuls abgeschlossen ist.
Die Slave-Vorrichtung kann eingerichtet sein, eine Anzahl an durch die weitere Slave-Vorrichtung übertragenen Datenpulsen zu zählen und zu bestimmen, dass die Übertragung durch die weitere Slave-Vorrichtung abgeschlossen ist, wenn die Anzahl an Datenpulsen eine vorbestimmte Anzahl erreicht.
Die Slave-Vorrichtung kann eingerichtet sein, ihre Übertragung eine vorbestimmte Zeit nach dem vorbestimmten Triggerpuls zu beginnen, falls keine abgeschlossene Datenübertragung der weiteren Slave-Vorrichtung erfolgt.
Die Übertragung von Daten kann einen Synchronisationspuls, gefolgt von einer vorbestimmten Anzahl an Datenpulsen umfassen.
In einer weiteren Ausführungsform kann eine Master-Vorrichtung bereitgestellt sein, die Folgendes umfasst:
einen Treiber, der eingerichtet ist, basierend auf einem bidirektionalen, flankenbasierten Impulsbreitenmodulationsprotokoll zu kommunizieren; und
dass die Master-Vorrichtung eingerichtet ist, einen ersten Triggerpuls, der einen ersten Vorgang in einer Vielzahl von Slave-Vorrichtungen auslöst, zu übertragen und zumindest einen sich von dem ersten Triggerpuls unterscheidenden zweiten Triggerpuls zu übertragen, um einen zweiten Vorgang in einer aus der Vielzahl von Slave-Vorrichtungen auszulösen.
Die Master-Vorrichtung kann eingerichtet sein, für jede aus der Vielzahl von Slave-Vorrichtungen einen zweiten Triggerpuls zu übertragen, wobei jeder der zweiten Triggerpulse sich von den anderen und von dem ersten Triggerpuls unterscheidet.
Der erste Vorgang kann eine Abtastung von Daten durch die Vielzahl von Slave-Vorrichtungen umfassen.
Der zweite Vorgang kann ein Übertragen der abgetasteten Daten durch die eine aus der Vielzahl von Slave-Vorrichtungen umfassen, wobei die Master-Vorrichtung eingerichtet sein kann, nach der Übertragung des zweiten Triggerpulses die durch die eine aus der Vielzahl von Slave-Vorrichtungen übertragenen abgetasteten Daten zu empfangen.
In einer weiteren Ausführungsform kann eine Slave-Vorrichtung bereitgestellt sein, die Folgendes umfasst:
einen Treiber, der eingerichtet ist, basierend auf einem bidirektionalen, flankenbasierten Impulsbreitenmodulationsprotokoll zu kommunizieren; und
dass die Slave-Vorrichtung eingerichtet ist, in Koordination mit dem Empfang eines ersten vorbestimmten Triggerpulses Daten abzutasten und bei Empfang eines sich von dem ersten vorbestimmten Triggerpuls unterscheidenden zweiten vorbestimmten Triggerpulses Daten zu übertragen.
Das Übertragen der Daten kann das Übertragen der abgetasteten Daten umfassen.
Die Vorrichtung umfasst einen Sensor.
Die oben genannten Master- und Slave-Vorrichtungen können entweder jeweils alleine oder in Kombination miteinander in dem oben genannten System verwendet werden.
In einer weiteren Ausführungsform ist ein Verfahren bereitgestellt, das Folgendes umfasst:
das Übertragen eines Triggerpulses durch eine Master-Vorrichtung in einem bidirektionalen, flankenbasierten Impulsbreitenmodulationskommunikationssystem,
das Durchführen eines Vorgangs in einer ersten Slave-Vorrichtung als Antwort auf einen vorbestimmten Triggerpuls und
das Durchführen eines Vorgangs in einer zweiten Slave-Vorrichtung als Antwort auf den vorbestimmten Triggerpuls.
Das Durchführen des Vorgangs in der ersten Slave-Vorrichtung und des Vorgangs in der zweiten Slave-Vorrichtung kann die im Wesentlichen gleichzeitige Abtastung von Daten in der ersten und der zweiten Slave-Vorrichtung umfassen.
Das Durchführen des Vorgangs in der ersten Slave-Vorrichtung kann das Übertragen von Daten durch die erste Slave-Vorrichtung als Antwort auf den vorbestimmten Triggerpuls umfassen und das Durchführen des Vorgangs in der zweiten Slave-Vorrichtung kann das Übertragen von Daten in der zweiten Slave-Vorrichtung nach Abschluss der Datenübertragung durch die erste Slave-Vorrichtung umfassen.
Im Fall eines Scheiterns der vollständigen Übertragung von Daten durch die erste Slave-Vorrichtung kann das Verfahren das Übertragen von Daten aus der zweiten Slave-Vorrichtung eine vorbestimmte Zeit nach dem vorbestimmten Triggerpuls umfassen.
Die vorbestimmte Zeit kann gleich einer maximalen Datenübertragungszeit der ersten Slave-Vorrichtung oder länger sein.
Das Verfahren kann das Zählen einer Anzahl von durch die erste Slave-Vorrichtung gesendeten Datenpulsen durch die zweite Slave-Vorrichtung und das Beginnen der Übertragung von Daten durch die zweite Slave-Vorrichtung umfassen, wenn eine vorbestimmte Anzahl an Datenpulsen erreicht wurde.
Die obigen Verfahren können unter Verwendung der oben genannten Systeme und/oder Vorrichtungen durchgeführt werden. Die oben genannten Systeme und/oder Vorrichtungen können eingerichtet sein, eines oder mehrere der oben genannten Verfahren durchzuführen.
In den oben genannten Systemen, Vorrichtungen und Verfahren kann die Vielzahl von unterschiedlichen Triggerpulsen eine Vielzahl von unterschiedlichen Triggerpulsen mit unterschiedlichen Impulslängen umfassen.
In den oben genannten Systemen, Vorrichtungen und Verfahren kann die Vielzahl von unterschiedlichen Triggerpulsen einem Signal auf einer Datenleitung entsprechen, das für unterschiedliche Zeitausmaße auf Low gezogen wird.
In den oben genannten Systemen, Vorrichtungen und Verfahren kann die Vielzahl von unterschiedlichen Triggerpulsen Slave-Identifikationen umfassen.
In den oben genannten Systemen, Vorrichtungen und Verfahren kann der vorbestimmte Triggerpuls aus einer Vielzahl von unterschiedlichen, durch das bidirektionale, flankenbasierte Impulsbreitenmodulationskommunikationssystem verwendeten Triggerpulsen ausgewählt sein.
In 1 ist ein Kommunikationssystem 10 gemäß einer Ausführungsform dargestellt, das einen Empfänger 11 und Sender 12, 14 umfasst. Der Empfänger 11 ist über einen oder mehrere Kommunikationspfade bei 13 kommunikativ mit den Sendern 12, 14 gekoppelt. In einer Ausführungsform ist der Empfänger 11 Teil eines integrierten Schaltungschips und sind die Sender 12, 14 Teil anderer integrierter Schaltungschips. In anderen Ausführungsformen können der Empfänger 11 und die Sender 12, 14 Teil eines, desselben, integrierten Schaltungschips sein. In einer Ausführungsform kann der Empfänger 11 eine Steuerung sein, z.B. eine ECU. In manchen Ausführungsformen können die Sender 12, 14 Sensoren oder sonstige Vorrichtungen sein. In manchen Ausführungsformen können der Empfänger 11 und die Sender 12, 14 über ein SPC-Protokoll oder ein sonstiges bidirektionales, flankenbasiertes PWM-Protokoll kommunizieren. Ein flankenbasiertes PWM-Protokoll ist ein Protokoll, bei dem Flanken von pulsbreitenmodulierten Signalen detektiert und Informationen wie zu übertragene Daten z.B. in Impulslängen des pulsbreitenmodulierten Signals verschlüsselt werden. In anderen Ausführungsformen können andere Kommunikationsverfahren verwendet werden. Während in dem Beispiel aus 1 zwei Sender 12, 14 dargestellt sind, können z.B. auch mehr als zwei Sensoren oder sonstige Vorrichtungen im Kommunikationssystem 10 bereitgestellt sein. In manchen Ausführungsformen sendet der Empfänger 11 einen Triggerpuls über den Kommunikationspfad 13. In manchen Ausführungsformen kann ein vorbestimmter Triggerpuls einen Vorgang sowohl im Sender 12 als auch im Sender 14 auslösen. In manchen Ausführungsformen können als Antwort auf den Triggerpuls beide Sender 12 und 14 auf dem Empfänger antworten, z.B. nacheinander Daten an den Empfänger 11 übertragen. Beispielsweise kann der Sender 14 bei Abschluss einer Datenübertragung vom Sender 12 zum Empfänger 11 Daten an den Empfänger 11 übertragen.
Zusätzlich oder alternativ dazu können die Sender 12, 14 z.B. Sensoren sein und später bei Empfang des vorbestimmten Triggerpulses zu übertragene Daten abtasten. In anderen Ausführungsformen können andere Verfahren eingesetzt werden.
In anderen Ausführungsformen kann, wie in 2 dargestellt, ein Empfänger oder eine sonstige Steuerung 22 (z.B. ein Master) mit einer Vielzahl von Sendern kommunizieren, z.B. mit den Sensoren 24 und 26 in einem System 20. Die Steuerung 22 in der gezeigten Ausführungsform ist über eine Dreileiterverbindung mit jedem der Sensoren 24 und 26 gekoppelt. In anderen Ausführungsformen können Zweileiterverbindungen oder beliebige andere Verbindungen verwendet werden. Die Steuerung 22 kann mit den Sensoren 24 und 26 z.B. über ein SPC-Protokoll oder ein sonstiges bidirektionales, flankenbasiertes PWM-Protokoll kommunizieren. In der in 2 gezeigten Ausführungsform umfasst das elektrische Koppeln der Dreileiterverbindungssteuerung 22 mit dem ersten Sensor 24 und dem zweiten Sensor 26 eine VDD-Energieversorgungsleitung 28, eine Datenleitung 25 und eine Referenzleitung, z.B. eine Masseleitung 27. In einer Ausführungsform kann das System 20 Teil des elektrischen Systems eines Fahrzeugs sein. In anderen Ausführungsformen können andere Anzahlen von Sensoren oder sonstigen Bauteilen verwendet werden. In einer Ausführungsform kommuniziert die Steuerung 22 mit einem ersten Sensor 24 und einem zweiten Sensor 26 über Open-Drain/Open-Collector-Schnittstellen, die einen oder mehrere Pull-up-Widerstände umfassen. Beispielsweise umfasst das System 20 einen Pull-up-Widerstand 23, der ein erstes, elektrisch mit der Spannungsversorgungsleitung 28 gekoppeltes Ende und ein zweites, elektrisch mit der Datenleitung 25 gekoppeltes Ende aufweist, und umfasst die Steuerung 22 einen Open-Drain-Transistor 21, wobei ein Ende von dessen Drain-Source-Pfad elektrisch mit der Datenleitung 25 und das andere Ende elektrisch mit der Masseleitung 27 verbunden ist. Die Sensoren 24 und 26 können ähnliche Open-Drain-Transistoren oder (nicht dargestellte) Stromsenken umfassen. In anderen Ausführungsformen können Push-Pull-Treiber in der Steuerung 22 und/oder den Sensoren 24, 26 verwendet werden. Die Steuerung 22 und jeder von erstem und zweitem Sensor 24 und 26 teilen sich einen einzigen Kommunikationspfad, der über Spannungssignale auf der Datenleitung 25, z.B. über PWM-Signale, kommuniziert. Die Steuerung 22 und jeder von erstem und zweitem Sensor 24, 26 können des Weiteren Schaltungsanordnungsbauteile zur Übertragung und zum Empfang von Daten umfassen, z.B. Logikschaltungen und/oder Ansteuerschaltungen zur Steuerung des Transistors 21 oder sonstiger Treiber, um entsprechende Impulse auf der Datenleitung 25 zu übertragen. Solche Bauteile können als Hardware, Software, Firmware oder Kombinationen daraus implementiert sein.
Bei Kommunikation z.B. gemäß einem SPC-Protokoll kann die Steuerung 22 ein Abfragesignal übertragen, das vom ersten und vom zweiten Sensor 24 bzw. 26 über die Datenleitung 25 empfangen wird. Das Abfragesignal kann ein Auslösersignal (Impuls) und/oder ein Sensoridentifikationssignal umfassen, das eines von erstem und zweitem Sensor 24 bzw. 26 auswählt.
Außerdem kann ein Rest des Abfragesignals etwaige sonstige Befehle und/oder Daten zur Übertragung an den ausgewählten Sensor umfassen. Beispielsweise kann das Auslösersignal ein Impuls sein, wobei die Steuerung 22 über den Transistor 21 die Datenleitung 25 auf Masse zieht, wobei eine Dauer des Impulses eine ID des Sensors anzeigt. In anderen Ausführungsformen können Strompulse oder sonstige elektrische Größen zum Erreichen der gleichen Funktion herangezogen werden.
Der erste und der zweite Sensor 24 bzw. 26 empfangen das Anfragesignal, das das Auslösersignal und das Sensoridentifikationssignal umfasst. Nach herkömmlichen Ansätzen wird einer von erstem und zweitem Sensor 24 bzw. 26 über das Sensoridentifikationssignal ausgewählt, z.B. verschlüsselt in einer Impulsbreite, Impulshöhe oder sonstigem, und überträgt der ausgewählte Sensor ein Antwortsignal über die Datenleitung 25.
In manchen Ausführungsformen löst zumindest ein vorbestimmtes Sensoridentifikationssignal einen Vorgang in zumindest zwei Sensoren, z.B. sowohl im ersten Sensor 24 als auch im zweiten Sensor 26, aus. Beispielsweise kann in manchen Ausführungsformen ein vorbestimmtes Identifikationssignal den ersten Sensor 24 und den zweiten Sensor 26 dazu bringen, ohne gesonderte Sensoridentifikationssignale für die beiden Sensoren Daten zu übertragen (z.B. eine erste Datenübertragung durch den ersten Sensor 24, gefolgt von einer zweiten Datenübertragung durch den zweiten Sensor 26). In anderen Ausführungsformen kann zusätzlich oder alternativ dazu ein vorbestimmtes Sensoridentifikationssignal sowohl den ersten Sensor 24 als auch den zweiten Sensor 26 dazu bringen, bei Empfang des Sensoridentifikationssignals zumindest ungefähr gleichzeitig Daten abzutasten.
Konzept und Verfahren wie oben stehend z.B. in Bezug auf die 1 und 2 besprochen werden nun unter Verwendung beispielhafter Signale unter Bezugnahme auf die 2 bis 10 eingehender veranschaulicht. Die in den 3 bis 10 gezeigten Signale dienen lediglich der weiteren Veranschaulichung und sind nicht als einschränkend auszulegen. Beispielsweise können sich Signalwegformen in anderen Implementierungen von in den 3 bis 10 gezeigten und veranschaulichten unterscheiden. Während z.B. in den 3 bis 10 gesonderte Synchronisationspulse dargestellt sind, können sich die Synchronisationspulse in anderen Implementierungen mit Triggerpulsen und/oder Datenpulsen überlappen. Zu Zwecken der Veranschaulichung können die Signale aus den 3 bis 10 unter Verwendung der Kommunikationssysteme aus den 1 bis 2 als Beispiele erläutert werden. Entsprechende Signale können jedoch auch in anderen Kommunikationssystemen gemäß anderen Ausführungsformen vorhanden sein. Des Weiteren werden in den folgenden Erläuterungen zwar Sensorvorrichtungen als Beispiele für Slave-Vorrichtungen herangezogen, dennoch können in anderen Ausführungsformen andere Slave-Vorrichtungen verwendet werden.
3 zeigt Signale in einem herkömmlichen SPC-System, um ein Vergleichsbeispiel für die Signale gemäß manchen später unter Bezugnahme auf die 4 bis 6 veranschaulichten Ausführungsformen bereitzustellen. In dem Beispiel aus 3 sendet eine Master-Vorrichtung wie die Steuerung 22 aus 2 einen ersten Triggerpuls 30 auf einem Bus, z.B. auf die Datenleitung 25 aus 2. In dem Beispiel aus 2 kann zur Erzeugung eines Triggerpulses 30 der Transistor 21 die Datenleitung 25 für eine vorbestimmte Dauer mit der Masseleitung 27 koppeln. Danach kann eine Spannung auf der Datenleitung 25 durch den Pull-up-Widerstand 23 auf VDD hochgezogen werden. In anderen Ausführungsformen können andere Verfahren zum Einsatz kommen. In dem Beispiel aus 3 ist eine Dauer des ersten Triggerpulses 30 einem ersten Sensor zugeordnet. Der erste Sensor antwortet mit einem Synchronisationspuls 31, indem er z.B. ein Signal auf einer Datenleitung für kurze Zeit auf Low und dann (mittels eines aktiven Treibers oder eines Pull-up-Widerstands) wieder auf High schiebt. Der Synchronisationspuls 31 kann z.B. eine vorbestimmte Zeit nach der abfallenden Flanke des Triggerpulses 30 begonnen werden. Die vorbestimmte Zeit kann z.B. für alle möglichen Längen von Triggerpulsen in einem bestimmten System gewählt werden. Auf den Synchronisationspuls 31 folgen Datenpulse 32, auch als Datennibble bezeichnet. Eine Breite der Datenpulse kann einem jeweiligen Bitwert entsprechen. In manchen Ausführungsformen, die gemäß einem SPC-Protokoll operieren, kann eine vorbestimmte Anzahl an Datenpulsen verwendet werden, z.B. sieben Datenpulse, obgleich der Wert in anderen Implementierungen variieren kann.
Nach den Datenpulsen 32, angezeigt durch eine Wartezeit 33, kann die Datenleitung auf einem High-Zustand sein. Beispielsweise kann eine Länge des High-Zustandes an 33 zuzüglich einer Länge der Datenpulse 32 einer maximalen Länge von Datenpulsen (die je nach gesendeten Daten variieren kann) zuzüglich eines gewissen Sicherheitsspielraums entsprechen.
Danach wird in dem Beispiel aus 3 ein zweiter Triggerpuls 34 durch einen Master gesendet. Der zweite Triggerpuls 34 im gezeigten Beispiel weist eine sich von der Dauer des ersten Triggerpulses 30 unterscheidende Dauer auf. Der zweite Triggerpuls 34 kann einem zweiten Sensor wie dem Sensor 26 aus 2 zugewiesen sein. Als Antwort auf den zweiten Triggerpuls 34 antwortet der zweite Sensor mit einem Synchronisationspuls 35, gefolgt von Datenpulsen 36. Danach können weitere Triggerpulse, entweder für weitere Sensoren oder wieder für den ersten oder zweiten Sensor gesendet werden, gefolgt von entsprechenden Antworten des jeweiligen Sensors.
In 4 sind beispielhafte Signale gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht.
In 4 sendet eine Master-Vorrichtung, z.B. die Steuerung 22 aus 2, einen Triggerpuls 40, z.B. durch Koppeln einer Datenleitung wie der Leitung 25 mit einer Masseleitung wie der Leitung 27, z.B. unter Verwendung des Transistors 21. In dem Fallbeispiel aus 4 weist der Triggerpuls 40 eine Länge auf, die zwei Slaves, z.B. zwei Sensoren, zum Antworten bringt. Zunächst antwortet in dem Beispiel aus 4 ein erster Sensor durch einen Synchronisationspuls 41, gefolgt von einer Anzahl an Datenpulsen 42, z.B. sieben Datenpulsen 42 im Beispiel aus 4. Ein zweiter Sensor kann die Datenpulse zählen. Nach dem siebenten Datenpuls überträgt der zweite Sensor einen Synchronisationspuls 43, gefolgt von sieben Datenpulsen 44.
Die Reihenfolge, in der der erste und der zweite Sensor antworten, kann vorbestimmt sein. Beispielsweise kann ein Sensor mit einem niedrigsten Adresswert zuerst antworten, gefolgt von einem Sensor mit einem zweitniedrigsten Adresswert. In manchen Ausführungsformen mit mehr als zwei Sensoren kann darauf eine Antwort von einem Sensor mit dem drittniedrigsten Adresswert folgen, etc. In anderen Ausführungsformen können andere Reihenfolgen zum Einsatz kommen.
In anderen Ausführungsformen können andere Anzahlen von Datenpulsen 42 verwendet werden. Beispielsweise kann im Allgemeinen die Anzahl von Datenpulsen vorbestimmt sein und kann der zweite Sensor das Übertragen nach dem letzten Sensordatenpuls des ersten Sensors beginnen.
In manchen Ausführungsformen kann jeder von erstem und/oder zweitem Sensor zusätzlich eine ihm zugewiesene eigene Triggerpulslänge aufweisen, um nur eine Antwort vom ersten Sensor auszulösen und/oder um nur eine Antwort vom zweiten Sensor auszulösen. In anderen Ausführungsformen kann nur der Triggerpuls 40 dafür bereitgestellt sein, eine Antwort vom ersten Sensor und vom zweiten Sensor auszulösen.
Indem die Anzahl an Impulsen 42 gezählt und erst nach dem letzten Impuls geantwortet wird, wird Kollisionsvermeidung gewährleistet, d.h. eine gleichzeitige Übertragung durch den ersten und den zweiten Sensor kann unterbunden werden. In manchen Ausführungsformen können zum Zählen der Datenpulse z.B. fallende Flanken, steigende Flanken oder beide gezählt werden.
In manchen Fällen z.B. aufgrund von Fehlern, kann es sein, dass der erste Sensor nicht antwortet. In anderen Fällen können nur manche Datenpulse übertragen werden, z.B. auch aufgrund eines Fehlers beim ersten Sensor. In anderen Ausführungsformen kann je nach verwendetem Protokoll die Anzahl an Datenpulsen variiert, aber eine maximale Zeit für die Datenübertragung festgelegt werden. In solchen Fällen zeigt 5 ein Verfahren gemäß einer Ausführungsform, wie der zweite Sensor dennoch übertragen kann.
In dem Ausführungsbeispiel aus 5 sendet ein Master einen Triggerpuls 50, der dem Triggerpuls 40 aus 4 entsprechen kann. In diesem Fall jedoch, wie durch 51 angedeutet ist, antwortet der erste Sensor nicht, z.B. aufgrund eines Fehlers beim ersten Sensor oder eines Fehlers einer Verbindung mit dem ersten Sensor. In diesem Fall beginnt der zweite Sensor die Übertragung wie in 5 dargestellt nach einer längsten Zeit eines Frames (z.B. sieben Datenpulse zuzüglich des Synchronisationspulses mit den längsten möglichen Datenpulsen) zuzüglich einer Sicherheitsspielraumzeit 52, zu einem Zeitpunkt 53. Die Übertragung durch den zweiten Sensor im Beispiel aus 5 umfasst einen Synchronisationspuls 54 und sieben Datenpulse 55, um ein Beispiel zu geben. Die Sicherheitsspielraumzeit 52 kann z.B. Takttoleranzen und sonstige Toleranzen ausgleichen.
Ähnliche Verfahren können zur Geltung kommen, wenn der erste Sensor nur einen Synchronisationspuls sendet, möglicherweise gefolgt von manchen Datenpulsen, nicht aber der vollen Anzahl an Datenpulsen. Außerdem kann in diesem Fall in manchen Ausführungsformen der zweite Sensor die Übertragung nach der längsten Frame-Zeit, möglicherweise zuzüglich einer Sicherheitsspielraumzeit, d.h. nach einer vorbestimmten Zeit beginnen.
Wie aus einem Vergleich der 4 und der 3 hervorgeht, kann in 4 sowohl die Wartezeit 33 als auch die für den zweiten Triggerpuls 34 benötigte Zeit eingespart werden, was in manchen Ausführungsformen letztendlich zu höheren Datenübertragungsraten führen kann.
In manchen Ausführungsformen können durch einen herkömmlichen Triggerpuls wie in 4 dargestellt ausgelöste Sensoren zusammen mit Sensoren verwendet werden, die durch einen eigenen Triggerpuls ausgelöst werden, wie in 3 dargestellt, z.B. ältere Sensoren. Ein Beispiel für entsprechende Signale ist in 6 dargestellt.
Die Impulse 60 bis 64 in 6 können den Impulsen 40 bis 44 aus 4 entsprechen und werden daher nicht neuerlich im Detail beschrieben. Insbesondere antwortet in 6 nach einem Triggerpuls 60 ein erster Sensor mit einem Synchronisationspuls 61, gefolgt von sieben Datenpulsen 62. Nach dem siebenten Datenpuls antwortet ein zweiter Sensor mit einem Synchronisationspuls 63, gefolgt von sieben Datenpulsen 64.
Nach den Datenpulsen 64 und einer Wartezeit überträgt in dem Beispiel aus 6 der Master einen zweiten Triggerpuls 65. Der zweite Triggerpuls 65 in dem Beispiel aus 6 weist eine andere Impulslänge auf als der erste Triggerpuls 60, und das Beispiel aus 6 identifiziert einen dritten Sensor. Der dritte Sensor kann ein älterer Sensor sein, der nicht an die Verfahren eingerichtet sind, wonach zwei oder mehrere Sensoren auf einen einzigen Triggerpuls antworten wie zuvor erläutert. Als Antwort auf den zweiten Triggerpuls 65 antwortet der dritte Sensor mit einem Synchronisationspuls 66, gefolgt von Datenpulsen 67, wie in 6 dargestellt.
Es gilt anzumerken, dass in manchen Implementierungen auch der erste Sensor aus 4, 5 oder 6 ein älterer Sensor sein kann, der einfach auf seinen Triggerpuls 40, 50 bzw. 60 antwortet. Der zweite Sensor ist dann ein Sensor gemäß einer Ausführungsform, der eingerichtet ist, nach dem ersten Sensor auf den ersten Triggerpuls zu antworten.
In manchen Ausführungsformen können Sensoren wie der erste Sensor 24 und der zweite Sensor 26 Sensordaten direkt vor dem Übertragen der Daten abtasten. Beispielsweise kann die Abtastung in manchen Implementierungen ähnlich wie in herkömmlichen SPC-Systemen im Wesentlichen zu Beginn des Sendens des Synchronisationspulses erfolgen. Abtastung bezeichnet in diesem Fall einen Vorgang des Sensors, der die zu sendenden Daten „fixiert“. Solche Daten können z.B. innerhalb einer Sensorvorrichtung durch einen Analog-Digital-Wandler abgetastet werden. Beispielsweise können die durch den Sensor zum Zeitpunkt der Abtastung abgefühlten Daten später gesendet werden. Es gilt anzumerken, dass die Abtastung im Wesentlichen zu Beginn des Sendens des Synchronisationspulses, wie sie hierin beschrieben und in manchen der Figuren dargestellt ist, lediglich ein Anschauungsbeispiel ist und auch andere Zeitpunkte zur Abtastung herangezogen werden können. In anderen Ausführungsformen kann die Abtastung z.B. an einer fallenden Flanke eines entsprechenden Triggerpulses erfolgen, was in manchen Ausführungsformen einer Steuerung (z.B. einer Steuerung wie einer ECU, die den Triggerpuls sendet) ermöglicht, die Abtastungszeit genauer zu „kennen“, z.B. mit reduziertem Einfluss, z.B. durch Abweichungen eines Sensortaktes. In manchen Ausführungsformen können die abgetasteten Daten verworfen werden, wenn das Auslösen der Datensendung durch den Sensor scheitert, z.B. wenn sich herausstellt, dass der Sensor nicht hätte adressiert werden sollen. In manchen Implementierungen können Daten durch den Sensor kontinuierlich, in regelmäßigen Intervallen oder in unregelmäßigen Intervallen gesammelt werden. Wie oben erwähnt, bezeichnet Abtastung im Kontext der vorliegenden Patentanmeldung das Fixieren von derart durch den Sensor erfassten Daten, die z.B. an eine Master-Vorrichtung wie eine ECU zu senden sind.
Für ein herkömmliches SPC-System und als Vergleichsbeispiel für die Erläuterungen unter Bezugnahme auf die folgenden 8 bis 10, zeigt 7 Datenabtastung für ein solches herkömmliches System.
In dem Beispiel aus 7 überträgt eine Master-Vorrichtung, z.B. eine Steuerung 22, einen ersten Triggerpuls 70. Ein erster Sensor antwortet mit einem Synchronisationspuls 71, gefolgt von Datenpulsen 75. Der Triggerpuls 70, der Synchronisationspuls 71 und die Datenpulse 75 können dem Triggerpuls 30, dem Synchronisationspuls 31 und den Datenpulsen 32 aus 3 entsprechen.
Nach einer Wartezeit überträgt die Master-Vorrichtung einen zweiten Triggerpuls 76 mit einer anderen Impulslänge als der erste Triggerpuls 70. Ein zweiter Sensor, z.B. der Sensor 26, antwortet mit einem Synchronisationspuls 77, gefolgt von Datenpulsen 79. Der Triggerpuls 76, der Synchronisationspuls 77 und die Datenpulse 79 können dem Triggerpuls 34, dem Synchronisationspuls 35 und den Datenpulsen 36 aus 3 entsprechen.
73 zeigt innerhalb des ersten Sensors abgetastete Daten. Ein solcher Datenwert kann z.B. in einem internen Speicherelement oder Register des ersten Sensors gespeichert werden, ist aber nicht darauf beschränkt. 74 zeigt einen entsprechenden Datenwert für den zweiten Sensor. Die Abbildung von Daten 73 und 74 in 7 in Form zweier Linien für die Daten 73 und zweier Linien für die Daten 74 (die an ein Differenzsignal erinnern) sowie die entsprechenden Abbildungen in den 8 und 9 dienen lediglich Zwecken der Veranschaulichung, und die Daten können im ersten und im zweiten Sensor in jedweder geeigneten Form bereitgestellt und/oder gespeichert werden, z.B. unter Verwendung jedweder Art von geeigneten Signalen.
Wie durch einen Pfeil 72 angedeutet, werden im ersten Sensor die Daten (z.B. entsprechend einer Aktualisierung des Datensignalwerts) nach dem Ende des ersten Triggerpulses 70 abgetastet, z.B. zusammenfallend mit dem Beginn des Synchronisationspulses 71. Der bei 72 erhaltene Datenwert kann dann z.B. in Datenpulsen 75 gesendet werden. Ebenso tastet der zweite Sensor wie durch einen Pfeil 78 angedeutet Daten nach dem zweiten Triggerpuls 76, z.B. im Wesentlichen zu Beginn des Synchronisationspulses 77 ab. Der bei 78 abgetastete Datenwert kann dann in Datenpulsen 79 übertragen werden. Nach einem solchen herkömmlichen Schema tasten der erste Sensor und der zweite Sensor also zu unterschiedlichen Zeitpunkten Daten ab. Bei manchen Anwendungen jedoch kann es erstrebenswert sein, Daten im Wesentlichen zum selben Zeitpunkt abzutasten, z.B. in der Lage zu sein, Konsistenzprüfungen vorzunehmen. Im Folgenden werden Verfahren gemäß diversen Ausführungsformen unter Verwendung beispielhafter Signale aus den 8 bis 10 veranschaulicht, die eine im Wesentlichen gleichzeitige Datenabtastung in zwei oder mehreren Sensoren ermöglichen können.
In manchen Ausführungsformen kann z.B. ein eigens zugewiesener Triggerpuls dazu verwendet werden, Sensoren, z.B. einen ersten Sensor und einen zweiten Sensor, dazu zu bringen, Daten abzutasten. Dann können weitere Triggerpulse dazu verwendet werden, die Sensoren dazu zu bringen, Daten zu übertragen. 8 zeigt beispielhafte Signale für eine solche Ausführungsform.
In 8 zeigt 81 abgetastete Daten eines ersten Sensors und 82 abgetastete Daten eines zweiten Sensors. In dem Beispiel aus 8 sendet eine Master-Vorrichtung, z.B. die Steuerung 22 aus 2, einen Triggerpuls 80, der auch als Abtastungsauslöserpuls bezeichnet wird. Der Abtastungsauslöserpuls kann eine bestimmte Impulslänge aufweisen, die es Sensoren ermöglicht, den Impuls 80 als Abtastungsauslöserpuls zu erkennen. Beispielsweise kann in manchen Ausführungsformen ein Abtastungsauslöserpuls 80 eine andere Länge aufweisen als ein Triggerpuls, der Datenübertragung von Sensoren auslöst.
Als Antwort auf den Abtastungsauslöserpuls 80 abtasten, wie durch einen Pfeil 83 angedeutet, sowohl der erste als auch der zweite Sensor Daten im Wesentlichen gleichzeitig. Diese Abtastung erfolgt am Pfeil 83 in dem Beispiel aus 8. Auch andere Zeitabläufe in Koordination mit dem Triggerpuls sich jedoch möglich, z.B. ein bestimmte Zeit nach dem Ende des Abtastungsauslöserpulses 80. Im Wesentlichen gleichzeitig kann in manchen Ausführungsformen bedeuten, dass Abweichungen z.B. aufgrund von unterschiedlichen Signallaufzeiten (z.B. aufgrund von unterschiedlichen Längen der Datenleitung 25 zum Sensor 24 und zum Sensor 26) und/oder aufgrund von unterschiedlichen Sensorimplementierungen und/oder aufgrund von unterschiedlicher Taktung, z.B. unterschiedlichen Sensortakten im ersten und im zweiten Sensor, weiterhin auftreten können. Wenn sowohl der erste als auch der zweite Sensor im Wesentlichen gleichzeitig Daten abtasten, dann bedeutet das, wie zuvor erläutert, dass sowohl der erste als auch der zweite Sensor ihre (später zu sendenden) Daten im Wesentlichen gleichzeitig „fixieren“, was dabei helfen kann, die Daten der beiden Sensoren später zu verarbeiten und/oder zu vergleichen, und was dabei helfen kann, die Latenzzeit zwischen den Sensoren zu reduzieren.
Die Abtastung kann z.B. eine vorbestimmte Zeit nach dem Beginn (fallende Flanke) des Triggerpulses 80 erfolgen, z.B. zu einem Zeitpunkt, wenn für einen regulären Triggerpuls, der eine Datenübertragung einleitet, ein Synchronisationspuls eingeleitet würde, oder nach anderen Zeitabläufen in Koordination mit dem Triggerpuls 80. Auch andere Verfahren können zum Einsatz kommen.
Nach dem Abtastungsauslöserpuls 80 sendet in dem Beispiel aus 8 die Master-Vorrichtung einen Triggerpuls 84 mit einer Länge, der z.B. den ersten Sensor identifiziert. Der erste Sensor antwortet mit einem Synchronisationspuls 85, gefolgt von Datenpulsen 86. Wie durch einen Pfeil 89 angedeutet, kann der erste Sensor die bei 83 durch den ersten Sensor abgetasteten Daten mit Datenpulsen 86 übertragen.
Nach den Datenpulsen 86 sendet in dem Beispiel aus 8 die Master-Vorrichtung einen Triggerpuls 87, der den zweiten Sensor identifiziert. Der zweite Sensor in dem Beispiel aus 8 antwortet dann mit einem Synchronisationspuls 88, gefolgt von Datenpulsen 810. In den Datenpulsen 810, können, wie durch einen Pfeil 811 angedeutet, die durch den zweiten Sensor bei 83 erfassten Daten übertragen werden. Während daher die Daten durch den ersten und den zweiten Sensor zu unterschiedlichen Zeiten übertragen werden, werden sie im Wesentlichen gleichzeitig abgetastet. „Im Wesentlichen“ kann in diesem Kontext darauf hinweisen, dass eine gewisse Differenz in der Datenabtastungszeit z.B. aufgrund unterschiedlicher innerer Taktung des ersten und des zweiten Sensors möglich sein kann. Solche Ausführungsformen können ein Bereitstellen von Daten aus unterschiedlichen Sensoren ohne oder mit nur geringer Latenzzeit zwischen den Daten aus unterschiedlichen Sensoren ermöglichen.
Daher werden in der Ausführungsform aus 8 für den ersten und den zweiten Sensor drei Impulse mit unterschiedlicher Länge verwendet, der Abtastungsauslöserpuls 80, der Triggerpuls 84, der den ersten Sensor identifiziert, und der Triggerpuls 87, der den zweiten Sensor identifiziert. Während in dem Beispiel aus 8 der Triggerpuls 84 der kürzeste und der Triggerpuls 80 der längste ist, können in anderen Ausführungsformen andere Längenverhältnisse zur Anwendung gelangen. Darüber hinaus können in manchen Ausführungsformen mehr als zwei Sensoren verwendet werden. In solchen Ausführungsformen kann der Triggerpuls 80 eine Abtastung in mehr als zwei Sensoren auslösen und können dann unterschiedliche Triggerpuls zum Auslösen von Datenübertragung von den mehr als drei Sensoren verwendet werden.
In anderen Ausführungsformen kann ein Abtastungsauslöserpuls gleichzeitig dazu verwendet werden, Datentransfer von einem der Sensoren einzuleiten. Signale gemäß einer entsprechenden Ausführungsform sind in 9 dargestellt.
In 9 stellt 91 in einem ersten Sensor abgetastete Daten und 92 in einem zweiten Sensor abgetastete Daten dar.
In dem Beispiel aus 9 sendet ein Master (z.B. die Steuerung 22 aus 2) einen Triggerpuls 90. Der Triggerpuls 90 löst eine Abtastung von Daten sowohl im ersten Sensor (z.B. im Sensor 24 aus 2) als auch im zweiten Sensor (z.B. im Sensor 26 aus 2) aus, wie durch einen Pfeil 94 angedeutet. In Bezug auf die Abtastung kann der Triggerpuls 90 die gleiche Funktion ausüben wie der Abtastungsauslöserpuls 80 der Ausführungsform aus 8, und es können auch für die Abtastung nach 8 beschriebene Details und Modifikationen auf die Ausführungsform aus 9 anwendbar sein.
Des Weiteren dient in der Ausführungsform aus 9 der Triggerpuls 90 als Triggerpuls, um Datenübertragung von dem ersten Sensor auszulösen. Entsprechend antwortet in der Ausführungsform aus 1 der erste Sensor auf den Triggerpuls 90 mit einem Synchronisationspuls 93, gefolgt von Datenpulsen 96. Mit den Datenpulsen 96 können, wie durch einen Pfeil 95 angedeutet, durch den ersten Sensor bei 94 abgetastete Daten übertragen werden.
Nach der Übertragung der Datenpulse 96 überträgt der Master in der Ausführungsform aus 9 einen zweiten Triggerpuls 97, der Datenübertragung von dem zweiten Sensor auslöst. Als Antwort auf den Triggerpuls 97 überträgt der zweite Sensor einen Synchronisationspuls 98, gefolgt von Datenpulsen 99. Wie durch einen Pfeil 910 angedeutet, können die Datenpulse 99 die durch den zweiten Sensor bei 94 abgetasteten Daten übertragen. Ähnlich wie in 8 werden in 9 Daten zwar durch den ersten und den zweiten Sensor zu unterschiedlichen Zeitpunkten übertragen, die Daten aber im Wesentlichen gleichzeitig abgetastet.
Daher dient in der Ausführungsform aus 9 der Triggerpuls 90 als Datenabtastungsauslöser sowohl für den ersten als auch für den zweiten Sensor und für das Auslösen des Datentransfers des ersten Sensors. Der zweite Triggerpuls 97 dient zum Auslösen des Datentransfers des zweiten Sensors.
In der Ausführungsform aus 9 kann in manchen Fällen der erste Sensor ein älterer Sensor sein, der z.B. Verfahren zur gleichzeitigen Abtastung wie hierin besprochen nicht unterstützt. Beispielsweise kann in 9 der erste Sensor sich ähnlich verhalten wie der erste Sensor in dem in 7 dargestellten, herkömmlichen Fall. Der zweite Sensor in der Ausführungsform aus 9 ist eingerichtet, Verfahren gemäß Ausführungsformen anzuwenden und bei Empfang des ersten Triggerpulses 90 (d.h. im Wesentlichen gleichzeitig mit dem ersten Sensor) Daten abzutasten und dann die Daten später als Antwort auf den zweiten Triggerpuls 97 zu senden. In diesem Fall bringt anders als nach dem herkömmlichen Ansatz aus 7 der zweite Triggerpuls 97 den zweiten Sensor nicht dazu, Daten abzutasten. Auch andere Verfahren können zur Anwendung gelangen. Darüber hinaus kann das Schema aus 9 auch auf mehr als zwei Sensoren erweitert werden.
Des Weiteren kann in manchen Ausführungsformen ein Triggerpuls dazu dienen, eine Vielzahl von Sensoren dazu zu bringen, Daten abzutasten, und dazu, den Datentransfer einer Vielzahl von Sensoren auszulösen. Dies kann z.B. in einer Kombination der Ausführungsformen aus den 4 und 8 münden. Eine entsprechende Ausführungsform ist in 10 dargestellt.
In der Ausführungsform aus 10 sendet eine Master-Vorrichtung (z.B. die Steuerung 22 aus 2) einen Triggerpuls 100, z.B. auf der Datenleitung 25 aus 2. Als Antwort darauf tasten, wie durch einen Pfeil 102 angedeutet, ein erster Sensor und ein zweiter Sensor beide im Wesentlichen gleichzeitig Daten ab. Daher kann in Bezug auf die Datenabtastung die Antwort des ersten und des zweiten Sensors auf den Triggerpuls 100 gleich sein wie die Antwort des ersten und des zweiten Sensors auf den Triggerpuls 80 in der Ausführungsform aus 8.
Darüber hinaus überträgt als Antwort auf den Triggerpuls 100 der erste Sensor einen Synchronisationspuls 101, gefolgt von Datenpulsen 103. Beispielsweise kann der erste Sensor bei 102 abgetastete Daten mit den Datenpulsen 103 übertragen. Nach Abschluss der Übertragung durch den ersten Sensor überträgt der zweite Sensor einen Synchronisationspuls 104, gefolgt von Datenpulsen 105. Beispielsweise kann der zweite Sensor die durch den ersten Sensor übertragenen Datenpulse zählen und die Übertragung beginnen, nachdem der letzte Datenpuls (in dem dargestellten Beispiel z.B. der siebente Datenpuls) detektiert wurde. In den Datenpulsen 105 kann der zweite Sensor bei 102 abgetastete Daten übertragen.
Daher entspricht die Datenübertragung durch den ersten und den zweiten Sensor als Antwort auf den Triggerpuls 100 im Wesentlichen den Erläuterungen unter Bezugnahme auf 4 mit dem Zusatz, dass die beiden Sensoren ihre Daten im Wesentlichen gleichzeitig (d.h. bei 102) abtasten, ähnlich der Antwort auf den Abtastungsauslöser 80 aus 8. Es gilt anzumerken, dass in der Ausführungsform aus 10, falls der erste Sensor nicht antwortet (z.B. aufgrund eines Fehlers), Verfahren wie unter Bezugnahme auf 5 besprochen zur Anwendung gelangen können. Darüber hinaus kann ebenfalls in der Ausführungsform aus 10 der erste Sensor ein älterer Sensor sein, der auf seinen Triggerpuls 100 einfach mit der Abtastung und dem Übertragen von Daten antwortet, während der zweite Sensor ein Sensor sein kann, der ausgestattet ist, Verfahren wie hierin besprochen anzuwenden und ebenfalls auf den Triggerpuls 100 zu antworten.
Darüber hinaus können ebenfalls in den unter Bezugnahme auf die 8 bis 10 besprochene Ausführungsformen auf herkömmliche Weise ausgelöst werden, ähnlich dem unter Bezugnahme auf 6 besprochenen dritten Sensor.
Es gilt neuerlich zu betonen, dass die Wellenformen von unter Bezugnahme auf die 3 bis 10 besprochenen Signalen lediglich als Beispiele dienen und nicht als einschränkend auszulegen sind. Beispielsweise können je nach Art des zum Betreiben der Leitung in Master- und Slave-Vorrichtungen verwendeten Treibers die Wellenformen unterschiedlich sein. Die dargestellten Wellenformen können z.B. durch einen Open-Drain-Treiber wie den Transistor 21 auf der Master-Seite und Push-Pull-Treiber auf der Slave-(Sensor-)Seite erzeugte Wellenformen sein. In anderen Ausführungsformen können unterschiedliche Arten von Treibern zu unterschiedlichen Signalwellenformen führen, z.B. was die Flankensteilheit betrifft.
Als nächstes werden unter Bezugnahme auf die 11 bis 13 Verfahren gemäß diversen Ausführungsformen besprochen. Die unter Bezugnahme auf die 11 bis 13 besprochenen Verfahren können in Vorrichtungen und Systemen und wie unter Bezugnahme auf die 3 bis 10 besprochen implementiert werden, ohne jedoch auf diese beschränkt zu sein. Während die Verfahren als Reihe von Vorgängen oder Ereignissen dargestellt sind, ist die Reihenfolge, in der derlei Vorgänge oder Ereignisse präsentiert werden, nicht als einschränkend auszulegen. Insbesondere kann die Reihenfolge in anderen Ausführungsformen davon abweichen, was auch die Möglichkeit einschließt, dass diverse Vorgänge parallel stattfinden. In manchen Ausführungsformen können die Verfahren aus den 11 bis 13 in einem bidirektionalen, flankenbasierten Impulsbreitenmodulations-(PWM-)System zum Einsatz kommen.
Unter nunmehriger Zuwendung zu 11 umfasst das Verfahren aus 11 bei 110 das Übertragen eines Triggerpulses. Der Triggerpuls kann durch eine Master-Vorrichtung wie eine Steuerung übertragen werden. Das Übertragen des Triggerpulses kann das Ziehen einer Datenleitung auf Low für eine vorbestimmte Zeit umfassen.
Bei 111 führt eine erste Slave-Vorrichtung, z.B. ein erster Sensor, einen Vorgang als Antwort auf den bei 110 gesendeten Triggerpuls durch. Der Vorgang kann z.B. eine Datenabtastung oder Übertragung von Daten oder sonstigen Informationen umfassen. Darüber hinaus führt bei 112 ein zweiter Slave einen Vorgang als Antwort auf den bei 110 gesendeten Triggerpuls durch. Der Vorgang kann z.B. eine Datenabtastung und/oder Datenübertragung umfassen.
In 12 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt. Die Ausführungsform aus 12 umfassen bei 120 das Übertragen eines Triggerpulses. Bei 121 umfasst die Ausführungsform aus 12 eine erste Slave-Übertragung als Antwort auf den Triggerpuls. Bei 122 umfasst das Verfahren aus 12 eine zweite Slave-Übertragung als Antwort auf den Triggerpuls. Die zweite Slave-Übertragung kann z.B. auf die erste Slave-Übertragung folgen. Beispielsweise kann in manchen Ausführungsformen der zweite Slave die erste Slave-Übertragung überwachen und seine eigene Übertragung bei Abschluss der ersten Slave-Übertragung beginnen. In manchen Ausführungsformen kann das Verfahren aus 12 Signale, wie z.B. wie unter Bezugnahme auf 4 besprochen, produzieren.
In 13 ist eine weitere Ausführungsform eines Verfahrens dargestellt. Das Verfahren in 13 umfasst bei 130 das Übertragen eines Triggerpulses von einer Master-Vorrichtung. Bei 131 umfasst das Verfahren einen Datenaufgriff (eine Abtastung) durch einen ersten Sensor als Antwort auf den Triggerpuls. Des Weiteren umfasst das Verfahren bei 132 einen Datenaufgriff (eine Abtastung) durch einen zweiten Sensor als Antwort auf den Triggerpuls. Der Datenaufgriff durch den zweiten Sensor, z.B. die Datenabtastung, bei 132 kann im Wesentlichen gleichzeitig erfolgen wie der Datenaufgriff durch den ersten Sensor bei 131. In manchen Ausführungsformen können durch das Verfahren aus 13 erzeugte Signale im Wesentlichen Signalen entsprechen, wie sie unter Bezugnahme auf 8 oder 9 besprochen wurden. Des Weiteren können die Verfahren aus den 12 und 13 auch kombiniert werden, was zu einem Signal führen kann, das den unter Bezugnahme auf 10 besprochenen Signalen ähnelt. Auch andere Verfahren und Signale können zum Einsatz kommen.
Es gilt anzumerken, dass die oben besprochenen Ausführungsformen lediglich als Beispiele dienen und nicht als einschränkend auszulegen sind. Vielmehr sind die oben besprochenen Ausführungsformen lediglich als beispielhafte Implementierungen hierin besprochener Verfahren anzusehen.

Claims

Bidirektionales, flankenbasiertes Impulsbreitenmodulationskommunikationssystem, das Folgendes umfasst: eine Master-Vorrichtung, eine Vielzahl von Slave-Vorrichtungen und einen Kommunikationspfad, der die Master-Vorrichtung mit der Vielzahl von Slave-Vorrichtungen koppelt, wobei die Master-Vorrichtung eingerichtet ist, einen vorbestimmten Triggerpuls an die Vielzahl von Slave-Vorrichtungen zu übertragen, wobei zumindest zwei Slave-Vorrichtungen aus der Vielzahl von Slave-Vorrichtungen eingerichtet sind, als Antwort auf den vorbestimmten Triggerpuls einen Vorgang durchzuführen.
System nach Anspruch 1, wobei der Vorgang im Wesentlichen eine Datenübertragung an die Master-Vorrichtung umfasst.
System nach Anspruch 2, wobei eine zweite Slave-Vorrichtung von den zumindest zwei Slave-Vorrichtungen eingerichtet ist, als Antwort auf den vorbestimmten Triggerpuls nach Abschluss einer Datenübertragung durch eine erste Slave-Vorrichtung der zumindest zwei Slave-Vorrichtungen aus der Vielzahl von Slave-Vorrichtungen Daten zu übertragen.
System nach einem der Ansprüche 1–3, wobei der Vorgang eine im Wesentlichen gleichzeitige Datenabtastung in den zumindest zwei Slave-Vorrichtungen in Koordination zu dem Triggerpuls umfasst.
System nach Anspruch 4, wobei die zumindest zwei Slave-Vorrichtungen Sensoren umfassen und wobei die Abtastung das Fixieren von durch die Sensoren erfassten Daten zur späteren Übertragung umfasst.
System nach einem der Ansprüche 1–5, wobei die Vielzahl von unterschiedlichen Triggerpulsen eine Vielzahl von unterschiedlichen Triggerpulsen mit unterschiedlichen Pulslängen umfasst.
System nach Anspruch 6, wobei die Vielzahl von unterschiedlichen Triggerpulsen einem Signal auf einer Datenleitung entspricht, das für unterschiedliche Zeitspannen auf Low gezogen wird.
System nach einem der Ansprüche 1–7, wobei die Vielzahl von unterschiedlichen Triggerpulsen Slave-Identifikationen umfassen.
System nach einem der Ansprüche 1–8, wobei der vorbestimmte Triggerpuls aus einer Vielzahl von unterschiedlichen, durch das bidirektionale, flankenbasierte Impulsbreitenmodulationskommunikationssystem verwendeten Triggerpulsen ausgewählt ist.
Master-Vorrichtung, die Folgendes umfasst: einen Treiber, der eingerichtet ist, basierend auf einem bidirektionalen, flankenbasierten Impulsbreitenmodulationsprotokoll zu kommunizieren; wobei die Master-Vorrichtung eingerichtet ist, einen vorbestimmten Triggerpuls an eine Datenleitung zu übertragen, eine Antwort auf den vorbestimmten Triggerpuls von einer ersten Slave-Vorrichtung zu empfangen und eine Antwort auf den vorbestimmten Triggerpuls von einer sich von der ersten Slave-Vorrichtung unterscheidenden zweiten Slave-Vorrichtung zu empfangen.
Master-Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Master-Vorrichtung eingerichtet ist, die Antwort von der zweiten Slave-Vorrichtung zu einem vorbestimmten Zeitpunkt nach dem vorbestimmten Triggerpuls zu empfangen, falls die erste Slave-Vorrichtung nicht antwortet.
Master-Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, wobei die Master-Vorrichtung eingerichtet ist, sowohl von der ersten als auch von der zweiten Slave-Vorrichtung einen Synchronisationspuls, gefolgt von einer vorbestimmten Anzahl an Datenpulsen zu empfangen.
Slave-Vorrichtung, die Folgendes umfasst: einen Treiber, der eingerichtet ist, basierend auf einem bidirektionalen, flankenbasierten Impulsbreitenmodulationsprotokoll zu kommunizieren; wobei die Slave-Vorrichtung eingerichtet ist, einen vorbestimmten Triggerpuls zu empfangen und als Antwort auf den vorbestimmten Triggerpuls Daten zu übertragen, nachdem eine Datenübertragung durch eine weitere Slave-Vorrichtung als Antwort auf den vorbestimmten Triggerpuls abgeschlossen ist.
Slave-Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei die Slave-Vorrichtung eingerichtet ist, eine Anzahl an durch die weitere Slave-Vorrichtung übertragenen Datenpulsen zu zählen und zu bestimmen, dass die Übertragung durch die weitere Slave-Vorrichtung abgeschlossen ist, wenn die Anzahl an Datenpulsen eine vorbestimmte Anzahl erreicht.
Slave-Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, wobei die Slave-Vorrichtung eingerichtet ist, ihre Übertragung eine vorbestimmte Zeit nach dem vorbestimmten Triggerpuls zu beginnen, falls keine abgeschlossene Datenübertragung der weiteren Slave-Vorrichtung erfolgt.
Slave-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13–15, wobei die Übertragung von Daten einen Synchronisationspuls, gefolgt von einer vorbestimmten Anzahl an Datenpulsen umfasst.
Master-Vorrichtung, die Folgendes umfasst: einen Treiber, der eingerichtet ist, basierend auf einem bidirektionalen, flankenbasierten Impulsbreitenmodulationsprotokoll zu kommunizieren; wobei die Master-Vorrichtung eingerichtet ist, einen ersten Triggerpuls, der einen ersten Vorgang in einer Vielzahl von Slave-Vorrichtungen auslöst, zu übertragen und zumindest einen sich von dem ersten Triggerpuls unterscheidenden zweiten Triggerpuls zu übertragen, um einen zweiten Vorgang in einer aus der Vielzahl von Slave-Vorrichtungen auszulösen.
Master-Vorrichtung nach Anspruch 17, wobei die Master-Vorrichtung eingerichtet ist, für jede aus der Vielzahl von Slave-Vorrichtungen einen zweiten Triggerpuls zu übertragen, wobei jeder der zweiten Triggerpulse sich von den anderen zweiten Triggerpulsen und von dem ersten Triggerpuls unterscheidet.
Master-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 oder 18, wobei der erste Vorgang eine Abtastung von Daten durch die Vielzahl von Slave-Vorrichtungen umfasst.
Master-Vorrichtung nach Anspruch 19, wobei der zweite Vorgang ein Übertragen der abgetasteten Daten durch die eine aus der Vielzahl von Slave-Vorrichtungen umfasst, wobei die Master-Vorrichtung eingerichtet ist, nach der Übertragung des zweiten Triggerpulses die durch die eine aus der Vielzahl von Slave-Vorrichtungen übertragenen abgetasteten Daten zu empfangen.
Slave-Vorrichtung, die Folgendes umfasst: einen Treiber, der eingerichtet ist, basierend auf einem bidirektionalen, flankenbasierten Impulsbreitenmodulationsprotokoll zu kommunizieren; wobei die Slave-Vorrichtung eingerichtet ist, in Koordination zu dem Empfang eines ersten vorbestimmten Triggerpulses Daten abzutasten und bei Empfang eines sich von dem ersten vorbestimmten Triggerpuls unterscheidenden zweiten vorbestimmten Triggerpulses Daten zu übertragen.
Vorrichtung nach Anspruch 21, wobei das Übertragen der Daten das Übertragen der abgetasteten Daten umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 21 oder 22, wobei die Vorrichtung einen Sensor umfasst.
Verfahren, das Folgendes umfasst: Übertragen eines vorbestimmten Triggerpulses durch eine Master-Vorrichtung in einem bidirektionalen, flankenbasierten Impulsbreitenmodulationskommunikationssystem, Durchführen eines Vorgangs in einer ersten Slave-Vorrichtung als Antwort auf den vorbestimmten Triggerpuls und Durchführen eines Vorgangs in einer zweiten Slave-Vorrichtung als Antwort auf den vorbestimmten Triggerpuls.
Verfahren nach Anspruch 24, wobei das Durchführen des Vorgangs in der ersten Slave-Vorrichtung und des Vorgangs in der zweiten Slave-Vorrichtung die im Wesentlichen gleichzeitige Abtastung von Daten in der ersten und der zweiten Slave-Vorrichtung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 24 oder 25, wobei das Durchführen des Vorgangs in der ersten Slave-Vorrichtung ein Übertragen von Daten durch die erste Slave-Vorrichtung als Antwort auf den vorbestimmten Triggerpuls umfasst und wobei das Durchführen des Vorgangs in der zweiten Slave-Vorrichtung ein Übertragen von Daten in der zweiten Slave-Vorrichtung nach Abschluss der Datenübertragung durch die erste Slave-Vorrichtung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 26, wobei das Verfahren im Fall eines Scheiterns der vollständigen Übertragung von Daten durch die erste Slave-Vorrichtung das Übertragen von Daten aus der zweiten Slave-Vorrichtung eine vorbestimmte Zeit nach dem vorbestimmten Triggerpuls umfasst.
Verfahren nach Anspruch 27, wobei die vorbestimmte Zeit gleich einer maximalen Datenübertragungszeit der ersten Slave-Vorrichtung oder länger ist.
Verfahren nach Anspruch 27 oder 28, wobei das Verfahren ein Zählen einer Anzahl von durch die erste Slave-Vorrichtung gesendeten Datenpulsen durch die zweite Slave-Vorrichtung und ein Beginnen der Übertragung von Daten durch die zweite Slave-Vorrichtung umfasst, wenn eine vorbestimmte Anzahl an Datenpulsen erreicht wurde.