ITTO20010151A1 - Modulo circuitale di interconnessione tra reti locali in un sistema elettronico distribuito per autoveicoli. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: "Modulo circuitale di interconnessione tra reti locali in un sistema elettronico distribuito per autoveicoli"

DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda un modulo circuitale di interconnessione tra reti locali di un sistema elettronico di controllo di bordo per autoveicoli .

E' sempre maggiore la quantità di unità elettroniche di controllo installate a bordo di autoveicoli e correlate tra loro per mezzo di reti di comunicazione seriale che utilizzano specifici protocolli di comunicazione. La configurazione che si è affermata come standard nel settore per i collegamenti tra unità di controllo distribuite, per applicazioni di tipo multiplex tra dispositivi elettronici di bordo (quali ad esempio il controllo dei proiettori, la regolazione sedili, cristalli elettrici, specchi retrovisori, ecc.) e per sistemi di bordo per comunicazioni mobili è indicata con 1'acronimo CAN (Controller Area Network).

La configurazione di una rete di tipo CAN è tale per cui un bus di trasmissione lineare collega tra loro diverse unità di controllo le quali possono accedere al bus con priorità determinata dall'identificatore del messaggio contenuto nel campo di arbitraggio presente nella trama del segnale trasmesso. Una tale rete opera secondo un principio cosiddetto multi-master. Velocità di trasmissione dei dati tipiche sono comprese tra 20 kbit/s e 1 Mbit/s.

Il formato della trama di un segnale trasmesso su una rete CAN è ben noto ad un tecnico del ramo e non sarà qui richiamato nel dettaglio.

Diversi dispositivi di bordo sono comandati attraverso associati circuiti di pilotaggio collegati ad una rispettiva unità di controllo.

Recentemente, a fronte del crescente impiego dell'elettronica anche nella gestione perfezionata delle funzioni di abitacolo o carrozzeria, si sta affermando la soluzione di collegare tra loro più circuiti di pilotaggio concorrenti al controllo dei dispositivi di bordo di una specifica area o destinati ad una specifica funzione del veicolo, attraverso un'unica rete di interconnessione locale (LIN, Local Interconnect Network) . Vantaggiosamente, tale rete presenta un protocollo di trasmissione seriale a bassa velocità (al massimo 20 kbit/s) del tipo master/slave, in cui per ogni tratta di rete un solo nodo può operare come nodo master e possono essere presenti fino a 16 nodi slave.

Scopo della presente invenzione è quello di realizzare un modulo di interconnessione tra una rete CAN ed una rete LIN di un sistema elettronico di controllo di bordo per autoveicoli, atto a consentire il trasferimento di dati bidirezionale tra le reti.

Secondo la presente invenzione tale scopo viene raggiunto per mezzo di un modulo di interconnessione avente le caratteristiche richiamate nella rivendicazione 1.

Caratteristiche particolari dell'invenzione sono definite nelle rivendicazioni dipendenti.

Forma inoltre oggetto dell'invenzione un sistema elettronico di controllo di dispositivi di bordo per autoveicoli avente le caratteristiche definite nella rivendicazione 8.

Vantaggiosamente, adottando la soluzione oggetto dell'invenzione si riducono i costi complessivi del sistema elettronico di controllo di bordo, in particolare nel caso di un sistema multiplex di controllo delle funzioni di abitacolo e carrozzeria.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'invenzione verranno più dettagliatamente esposti nella descrizione particolareggiata seguente di una sua forma di attuazione, data a titolo di esempio non limitativo, con riferimento ai disegni allegati, nei quali:

la figura 1 è uno schema circuitale a blocchi semplificato di un sistema elettronico di controllo di bordo per autoveicoli, secondo l'invenzione; e la figura 2 è una raffigurazione schematica dell'operazione di conversione tra le trame di segnale relative a due diversi protocolli di trasmissione da parte del modulo oggetto dell'invenzione.

In un sistema elettronico di controllo di bordo per autoveicoli è indicata con CAN una rete principale di comunicazione di tipo seriale per il collegamento di una pluralità di unità elettroniche di controllo M. In tale rete le suddette unità operano in modalità multi-master e comunicano tra loro utilizzando un rispettivo primo protocollo di trasmissione.

Con LIN è invece indicata una rete periferica o rete di interconnessione locale di tipo seriale per il collegamento di una pluralità di circuiti di pilotaggio S di dispositivi di bordo di un autoveicolo.

I circuiti di pilotaggio S operano come nodi slave della rete LIN ed utilizzano un rispettivo secondo protocollo di trasmissione.

I segnali o dati instradati su una rete sono organizzati in trame, rispettivamente indicate e FLIN nella figura 2, ciascuna comprendente una pluralità di elementi o campi d'informazione fi, fi' (con i=l, 2, ...) disposti secondo un ordine prestabilito in funzione del protocollo di trasmissione impiegato. Nell'esempio gli elementi indicati con fi' della trama FLIN corrispondono ad alcuni degli elementi indicati con fi della trama FCAN, ma occupano posizioni diverse nelle rispettive trame.

Un modulo circuitale di interconnessione I è interposto tra la rete principale CAN e la rete periferica LIN ed è predisposto per operare come nodo della rete CAN e come nodo master sulla rete LIN.

II modulo di interconnessione I comprende un'unità elettronica di elaborazione di segnali, quale una macchina a stati programmabile o un microcontrollore dedicato, atta a gestire la conversione tra le trame dei segnali trasmessi da un'unità di controllo M ad un circuito di pilotaggio S e viceversa.

L'unità di elaborazione comprende primi circuiti di memoria per la memorizzazione temporanea degli elementi d'informazione della trama di un segnale ricevuto da una rete ed un circuito di sincronizzazione predisposto per controllare la trasmissione della trama di un segnale dai circuiti di memoria ad una rete in modo sincrono.

All'unità di elaborazione è accoppiato un secondo circuito di memoria configurato come tabella di riferimento T, atto a memorizzare le regole di interpretazione delle trame dei segnali trasmessi su ciascuna rete nella forma di indicazioni di corrispondenza tra la disposizione degli elementi d'informazione fi in una trama e la disposizione degli stessi elementi nell'altra trama (si veda la raffigurazione schematica di figura 2). La tabella T contiene tutti gli elementi necessari alla macchina a stati o al microcontrollore per mantenere le necessarie sincronizzazioni tra i dati ricevuti da una rete e trasmessi sull'altra.

La tabella T è inoltre predisposta per ricevere le regole di interpretazione richiamate sopra attraverso la rete principale di comunicazione seriale CAN permettendo la totale riconfigurabilità del modulo I.

L'unità di elaborazione è predisposta per effettuare la scomposizione della trama di un segnale ricevuto da una rete in una pluralità di elementi d'informazione fi, nonché la conposizione di tale pluralità di elementi in una differente trama di segnale per la trasmissione all'altra rete. Il modulo di interconnessione I opera come nodo della rete CAN e come nodo master sulla rete LIN.

I dati contenuti in una singola trama FCAN, ( FLIN) e ricevuti dalle unità di controllo della rete CAN (dai circuiti di pilotaggio della rete LIN) possono essere ricomposti in una o più trame FLIN ( FCAN) secondo il protocollo LIN (CAN). La conposizione e scomposizione delle trame FCAN , FLIN è effettuata per mezzo della tabella di riferimento T.

La possibilità di programmare e riconfigurare interamente la tabella T consente grande flessibilità al sistema.

Vantaggiosamente, la soluzione secondo l'invenzione consente di realizzare dispositivi personalizzati a partire da circuiti integrati del tipo generai purpose, configurabili attraverso la rete CAN e quindi di potenziale utilizzo da parte di diversi costruttori di autoveicoli.

Sarà chiaro ad un tecnico del ramo che la soluzione descritta è valida anche nel caso di sistemi più complessi, in cui il modulo I permette la connessione di n reti CAN con m reti LIN.

Naturalmente, fermo restando il principio dell'invenzione, le forme di attuazione ed i particolari di realizzazione potranno essere ampiamente variati rispetto a quanto è stato descritto ed illustrato a puro titolo di esempio non limitativo, senza per questo uscire dall'ambito di protezione della presente invenzione, come definito dalle annesse rivendicazioni.

Claims (8)

1. RIVENDICAZIONI 1. Modulo circuitale di interconnessione (I) tra reti locali (CAN, LIN) di un sistema elettronico di controllo di bordo per autoveicoli, ad esempio destinato alla gestione delle funzioni di abitacolo e di carrozzeria, il sistema comprendendo una pluralità di unità elettroniche di controllo (M) tra loro collegate attraverso almeno una rete principale di comunicazione seriale (CAN) utilizzante un primo protocollo di trasmissione; ed una pluralità di circuiti di pilotaggio (S) di dispositivi di bordo, collegati ad un nodo della rete principale (CAN) attraverso almeno una rete periferica di comunicazione seriale (LIN) nella quale essi operano come nodi slave, detti circuiti (S) utilizzando un secondo protocollo di trasmissione, in cui il modulo circuitale (I) è predisposto per collegare tra loro detta rete periferica (LIN) e detta rete principale (CAN) di comunicazione seriale operando come nodo della rete principale (CAN) e come nodo master della rete periferica (LIN), e comprende un'unità elettronica di elaborazione di segnali atta a gestire la conversione tra le trame ( FCAN FLIN) di segnale relative a detti primo e secondo protocollo di trasmissione per consentire il trasferimento di dati tra unità di controllo (M) e circuiti di pilotaggio (S), detta unità essendo predisposta per effettuare la scomposizione della trama ( FCAN FLIN) di un segnale ricevuto da una rete (CAN; LIN) in una pluralità di elementi d'informazione (fi), nonché la composizione di una pluralità di elementi d'informazione (fi') in una differente trama ( FCAN FLIN) di segnale per la trasmissione all'altra rete (LIN; CAN).
2. 2. Modulo secondo la rivendicazione 1, in cui detta unità di elaborazione comprende primi mezzi di memoria per la memorizzazione temporanea degli elementi d'informazione (fi della trama ( FCAN FLIN) di un segnale ricevuto.
3. 3. Modulo secondo la rivendicazione 2, in cui detta unità di elaborazione comprende un circuito di sincronizzazione predisposto per controllare la trasmissione della trama ( FCAN FLIN) di un segnale su una qualsiasi di dette reti (CAN, LIN) in modo sincrono .
4. 4. Modulo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta unità di elaborazione è una macchina a stati.
5. 5. Modulo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1 a 3, in cui detta unità di elaborazione è un microcontrollore dedicato.
6. 6 . Modulo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta unità di elaborazione è accoppiata a secondi mezzi di memoria (T) atti a memorizzare le regole di interpretazione delle trame ( FCAN, FLIN ) di comunicazione dei segnali trasmessi su dette reti (CAN, LIN) nella forma di indicazioni di corrispondenza tra la disposizione degli elementi d'informazione (fi) in una trama e la disposizione di corrispondenti elementi (fi') nell'altra trama.
7. 7. Modulo secondo la rivendicazione 6, in cui detti secondi mezzi di memoria (T) sono predisposti per ricevere dette regole di interpretazione attraverso detta rete principale di comunicazione seriale (CAN) .
8. 8 . Sistema elettronico di controllo di dispositivi di bordo per autoveicoli, ad esempio destinato alla gestione delle funzioni di abitacolo e di carrozzeria, includente: una pluralità di unità elettroniche di controllo (M) tra loro collegate attraverso almeno una rete principale di comunicazione seriale (CAN) utilizzante un primo protocollo di trasmissione; ed una pluralità di circuiti di pilotaggio (S) dei dispositivi di bordo, collegati ad un nodo della rete principale (CAN) attraverso almeno una rete periferica seriale (LIN) utilizzante un secondo protocollo di trasmissione, nella quale detti circuiti (S) operano come nodi slave, il sistema essendo caratterizzato dal fatto che comprende un modulo circuitale di interconnessione (I) tra dette reti (CAN, LIN) come definito nelle rivendicazioni 1 a 7.