Método y dispositivo de transmisión en serie de datos adaptada a la capacidad de memoria.

Método de transmisión en serie de datos en un sistema de bus con al menos dos unidades de procesamiento de datos participantes que intercambian mensajes a través del bus, donde los mensajes enviados tienen una estructura lógica de acuerdo al estándar CAN-ISO 11898-1, donde la estructura lógica comprende un bit de arranque de trama, un campo de arbitraje, un campo de control, un campo de datos, un campo CRC, un campo de acuse de recibo y una secuencia de fin de trama, donde el campo de control contiene un código de longitud de datos, que comprende un elemento de información relativo a la longitud del campo de datos, caracterizado porque, cuando existe una primera condición de conmutación, el campo de datos de los mensajes puede comprender más de ocho bytes en una manera que difiere del estándar CAN-ISO 11898-1, interpretándose los valores del código de longitud de datos, para determinar el tamaño del campo de datos cuando existe una primera condición de conmutación, que difieren al menos parcialmente de la norma CAN-ISO 11898-1, en cuyo caso se prevé al menos una memoria intermedia

(620) para transmitir datos entre el campo de datos y el software de aplicación (640), y se ajusta la cantidad de datos transmitida si al menos el tamaño del campo de datos difiere del tamaño de la memoria intermedia (620) utilizada, de acuerdo a la diferencia de tamaños entre el campo de datos y la memoria intermedia (620) empleada.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2012/057593.

Solicitante: ROBERT BOSCH GMBH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: POSTFACH 30 02 20 70442 STUTTGART ALEMANIA.

Inventor/es: HARTWICH, FLORIAN.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION G — FISICA > COMPUTO; CALCULO; CONTEO > TRATAMIENTO DE DATOS DIGITALES ELECTRICOS (computadores... > Interconexión o transferencia de información u... > G06F13/42 (Protocolo de transferencia para bus, p. ej. interbloqueo; Sincronización)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > TECNICA DE LAS COMUNICACIONES ELECTRICAS > TRANSMISION DE INFORMACION DIGITAL, p. ej. COMUNICACION... > Redes de datos de conmutación (interconexión o... > H04L12/40 (Redes de bus de línea)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > TECNICA DE LAS COMUNICACIONES ELECTRICAS > TRANSMISION DE INFORMACION DIGITAL, p. ej. COMUNICACION... > Redes de datos de conmutación (interconexión o... > H04L12/413 (con acceso aleatorio, p. ej. acceso múltiple con detección de portadora y detección de colisión (CSMA-CD))

PDF original: ES-2549640_T3.pdf

 

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Método y dispositivo de transmisión en serie de datos adaptada a la capacidad de memoria.

Fragmento de la descripción:

Método y dispositivo de transmisión en serie de datos adaptada a la capacidad de memoria.

Estado actual de la técnica La presente invención hace referencia a un método, así como un dispositivo, de transmisión en serie de datos adaptada a la capacidad de memoria entre al menos dos participantes en un sistema de bus en serie.

A modo de ejemplo, por las normas de la clase ISO 11898-1 a -5 se conoce la red de controladores de área (Controller Area Network, CAN) , así como una ampliación de CAN denominada como "CAN activado en el tiempo" ("Time Triggered CAN", TTCAN) , denominada a continuación también como norma CAN. El método de control de acceso a los medios utilizado en CAN se basa en un arbitraje de bit a bit. En el arbitraje de bit a bit, varias estaciones participantes pueden transmitir datos al mismo tiempo mediante el canal del sistema bus, sin que por ello la transmisión de datos resulte perjudicada. Al enviar un bit mediante el canal, las estaciones participantes pueden determinar además el estado lógico (0 ó 1) del canal. Si el valor del bit enviado no corresponde al estado lógico determinado del canal, entonces la estación participante finaliza el acceso al canal. En el caso de CAN, el arbitraje bit a bit se efectúa generalmente mediante un identificador dentro de un mensaje que debe ser transmitido mediante el canal. Después de que una estación participante ha enviado el identificador completamente al canal, dicha estación advierte que tiene acceso exclusivo al canal. De este modo, el final de la transmisión del identificador corresponde a un inicio de un intervalo de autorización, dentro del cual la estación participante puede utilizar el canal de forma exclusiva. De acuerdo con la especificación del protocolo de CAN, otras estaciones participantes no pueden acceder mientras tanto al canal, es decir enviar datos al canal, hasta que la estación participante emisora haya transmitido un campo de suma de comprobación (campo CRC) del mensaje. De este modo, un punto de finalización de la transmisión del campo CRC corresponde a un final del intervalo de autorización.

A través del arbitraje bit a bit, mediante el canal, se logra por tanto una transmisión no destructiva de aquel mensaje que fue obtenido por el método de arbitraje. Los protocolos de CAN son especialmente adecuados para transmitir avisos breves bajo condiciones en tiempo real, donde a través de la asignación adecuada de los identificadores puede asegurarse que mensajes particularmente importantes casi siempre sean obtenidos en el arbitraje y sean enviados de forma exitosa.

Con las crecientes comunicaciones en redes de los vehículos de motor modernos y la introducción de sistemas adicionales para mejorar por ejemplo la seguridad de conducción o el confort de conducción han crecido las demandas en cuanto a la cantidad de datos que deben ser transmitidos y a los tiempos de latencia admisibles durante la transmisión. A modo de ejemplo pueden mencionarse sistemas de control dinámico de conducción, como por ejemplo el programa electrónico de estabilidad ESP, los sistemas de asistencia al conductor, como por ejemplo el control de distancia automático ACC o sistemas de información para el conductor, como por ejemplo la detección de señales de tráfico (véanse por ejemplo descripciones en el manual "Bosch Kraftfahrtechnisches Handbuch", edición 27, 2011, de la editorial Vieweg+Teubner) .

En la solicitud DE 103 11 395 A1 se describe un sistema en donde una comunicación asíncrona, en serie, puede efectuarse de forma alternativa mediante un protocolo CAN físico asimétrico o mediante el protocolo CAN físico simétrico, de manera que con ello es posible alcanzar una tasa de transmisión de datos o una seguridad de la transmisión de datos más elevadas para la comunicación asíncrona.

En la solicitud DE 10 2007 051 657 A1 se sugiere aplicar una transmisión de datos asíncrona, rápida, no acorde a CAN, en las ventanas temporales exclusivas del protocolo TTCAN para incrementar la cantidad de datos transmitida.

G. Cena y A. Valenzano, en "Overclocking of controller area networks" (Electronics Letters, Vol. 35, Nº 22 (1999) , S. 1924) tratan el tema de los efectos de un incremento de la frecuencia (overclocking) del bus en algunas partes de los mensajes a la tasa de datos alcanzada de forma efectiva.

Puede observarse que el estado del arte no arroja resultados satisfactorios en todos los aspectos.

Revelación de la invención A continuación se describe la invención con sus ventajas en base a los dibujos y ejemplos de ejecución. El objeto de la invención se limita a los ejemplos de ejecución representados y descritos.

Ventajas de la Invención La presente invención se basa en la transmisión de mensajes con una estructura lógica conforme a la norma CAN-ISO 11898-1 en un sistema de bus con al menos dos unidades de procesamiento de datos participantes, donde la

estructura lógica comprende un bit de arranque de trama, un campo de arbitraje, un campo de control, un campo de datos, un campo CRC, un campo de acuse de recibo y una secuencia de fin de trama, conteniendo el campo de control un código de longitud de datos, que comprende un elemento relativo a la longitud del campo de datos.

El método conforme a la invención, que se distingue porque el campo de datos de los mensajes puede incluir más de ocho bytes difiriendo de la norma CAN-ISO 11898-1, donde los valores de los cuatro bits del código de longitud de datos se interpretan al menos parcialmente difiriendo de la norma CAN-ISO 11898-1 para determinar el tamaño del campo de datos, y se prevé al menos una memoria intermedia a emplear para ajustar la transmisión de datos entre el campo de datos y el software de aplicación y la cantidad de datos transmitida, al menos si el tamaño del campo de datos difiere del tamaño de la memoria intermedia, correspondiente a la diferencia de tamaños entre el campo de datos y la memoria intermedia empleada. De este modo, se obtiene la ventaja de que el software de aplicación pueda continuar utilizándose inalterado, y que el tamaño del controlador de comunicación no se tenga que elevar innecesariamente, incluso si el tamaño del campo de datos puede elevarse en comparación a la norma CAN. Más favorablemente, del campo de datos de un mensaje recibido por el bus se selecciona una cantidad de datos correspondiente al tamaño de la memoria intermedia, en particular un gran campo de datos de ocho bytes mediante un método de selección predeterminado o predeterminable, y se transmiten a la memoria intermedia, si el tamaño del campo de datos es mayor que el tamaño de la memoria intermedia, habitualmente de ocho bytes. En el campo de datos de un mensaje a enviar por el bus, se introduce el contenido de la memoria intermedia en al menos una zona predeterminada o predeterminable del campo de datos del mensaje y la (s) demás zona (s) del campo de datos se rellena (n) según un método predeterminado o predeterminable, si el tamaño del campo de datos es mayor que el tamaño de la memoria intermedia. Para que la longitud del mensaje no crezca innecesariamente, resulta beneficioso rellenar los bits en las zonas rellenas del campo de datos de un mensaje a enviar por el bus de forma que, conforme a las reglas de la norma CAN-ISO 11898-1, no se inserte ningún bit de relleno en estas zonas.

Mediante la formulación de una coordinación no ambigua entre el contenido del código de longitud de datos y la longitud del campo de datos se logra, más favorablemente, una alta flexibilidad respecto al tamaño representable del campo de datos.

En una ejecución ventajosa del método, se lleva a cabo la ampliación del campo de datos y la adaptación de la interpretación del contenido del código de longitud de datos en función... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Método de transmisión en serie de datos en un sistema de bus con al menos dos unidades de procesamiento de datos participantes que intercambian mensajes a través del bus, donde los mensajes enviados tienen una estructura lógica de acuerdo al estándar CAN-ISO 11898-1, donde la estructura lógica comprende un bit de arranque de trama, un campo de arbitraje, un campo de control, un campo de datos, un campo CRC, un campo de acuse de recibo y una secuencia de fin de trama, donde el campo de control contiene un código de longitud de datos, que comprende un elemento de información relativo a la longitud del campo de datos, caracterizado porque, cuando existe una primera condición de conmutación, el campo de datos de los mensajes puede comprender más de ocho bytes en una manera que difiere del estándar CAN-ISO 11898-1, interpretándose los valores del código de longitud de datos, para determinar el tamaño del campo de datos cuando existe una primera condición de conmutación, que difieren al menos parcialmente de la norma CAN-ISO 11898-1, en cuyo caso se prevé al menos una memoria intermedia (620) para transmitir datos entre el campo de datos y el software de aplicación (640) , y se ajusta la cantidad de datos transmitida si al menos el tamaño del campo de datos difiere del tamaño de la memoria intermedia (620) utilizada, de acuerdo a la diferencia de tamaños entre el campo de datos y la memoria intermedia (620) empleada.

2. Método acorde a la reivindicación 1, caracterizado porque se selecciona, a partir del campo de datos de un mensaje a recibir a través del bus, una cantidad de datos correspondiente al tamaño de la memoria intermedia según un método de selección predefinido o predefinible, y se transmite a la memoria intermedia si el tamaño del campo de datos es mayor que el tamaño de la memoria intermedia.

3. Método según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque en el campo de datos de un mensaje a enviar a través del bus se introduce el contenido de la memoria intermedia en al menos una zona predefinida o predefinible del campo de datos del mensaje, y la (s) demás área (s) del campo de datos se rellena (n) según un método predefinido o predefinible si el tamaño del campo de datos es superior al tamaño de la memoria intermedia empleada.

4. Método según al menos una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque, si el tamaño del campo de datos de un mensaje a recibir a través del bus es de más de ocho bytes, ocho bytes predefinidos o predefinibles del campo de datos se transmiten al software de aplicación a través de al menos una memoria intermedia.

5. Método según al menos una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque, si el tamaño del campo de datos de un mensaje a ser enviado a través del bus es de más de ocho bytes, los demás bits del campo de datos se rellenan con valores predefinidos o predefinibles.

6. Método según al menos una de las reivindicaciones 3 a 5, caracterizado porque los bits en las áreas rellenas del campo de datos de un mensaje a ser enviado a través del bus se rellenan de tal forma que, conforme a las normas del estándar CAN-ISO 11898-1, en estas áreas no haya de insertarse ningún bit de relleno.

7. Método según al menos una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque, en función del valor de la primera condición de conmutación, cada una de las posibles combinaciones de valores de los cuatro bits del código de longitud de datos se asigna a uno de los tamaños permisibles del campo de datos.

8. Método según al menos una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque los mensajes, en los que el campo de datos de los mensajes puede comprender más de ocho bytes, de manera diferente al estándar CAN-ISO 11898-1, y, en los que para determinar el tamaño del campo de datos, los valores del código de longitud de datos se interpretan de manera diferente al menos parcialmente del estándar CAN-ISO 11898-1, pueden diferenciarse de los mensajes de acuerdo al estándar CAN mediante una primera identificación en el campo de arbitraje y/o de control.

9. Método según al menos una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque la primera identificación se evalúa en las unidades de procesamiento de datos participantes para determinar la primera condición de conmutación, de forma que el proceso de recepción pueda ajustarse al tamaño del campo de datos en función de la primera condición de conmutación.

10. Método según al menos una de las reivindicaciones 8 a 9, caracterizado porque la primera identificación se lleva a cabo mediante un primer bit de identificación (EDL) , cuya posición se encuentra entre el último bit del identificador y el primer bit del código de longitud de datos y en cuya posición, en mensajes conforme al estándar CAN-ISO 11898-1, hay un bit con un valor fijo.

11. Método según al menos una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque, en función del valor de una condición de conmutación, el campo CRC de los mensajes puede tener al menos dos números de bits diferentes, siendo al menos uno de los números de bits válidos en el campo CRC un número de bits que difiere del estándar CAN-ISO 11898-1, utilizándose un polinomio generador diferente del estándar CAN-ISO 11898-1 para estipular el contenido del tal campo CRC que presenta un número de bits que difieren del estándar CAN-ISO 11898-1.

12. Método según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque, en función del valor de una condición de conmutación adicional, la longitud temporal de bits dentro de un mensaje puede asumir al menos dos valores diferentes, siendo la longitud temporal de bits, para al menos una primera zona predefinible dentro del mensaje, mayor o igual a un valor mínimo determinado anteriormente de aproximadamente un microsegundo, y teniendo la longitud temporal de bits un valor reducido en comparación con la primera zona, en al menos una segunda zona predefinible dentro del mensaje.

13. Método según la reivindicación 12, caracterizado porque al menos los dos valores diferentes de la longitud temporal de bits dentro de un mensaje se implementan empleando al menos dos factores de escala diferente para ajustar la unidad de tiempos de bus respecto a una menor unidad de tiempos o al reloj del oscilador durante la operación en curso.

14. Método según la reivindicación 12 o 13, caracterizado porque los mensajes, en los que, en función del valor de una condición de conmutación adicional, la longitud temporal de bits dentro de un mensaje puede asumir al menos dos valores diferentes, puede identificarse mediante una identificación adicional en el campo de arbitraje y/o de control, pudiendo la identificación adicional coincidir con la primera.

15. Método según la reivindicación 14, caracterizado porque el valor de la otra condición de conmutación se determina en las unidades de procesamiento de datos participantes en función de la otra identificación o coincide con la primera condición de conmutación o se obtiene de la primera condición de conmutación, donde el proceso de recepción, en función del valor de la otra condición de conmutación, se adpata a los diversos valores de longitud de bits dentro de un mensaje.

16. Método según al menos una de las reivindicaciones 14 a 15, caracterizado porque la identificación adicional se lleva a cabo mediante un bit de identificación (BRS) adicional que se encuentra entre el primer bit de identificación y el primer bit del código de longitud de datos.

17. Método según al menos una de las reivindicaciones 1 a 16, caracterizado porque se prevé al menos un bit adicional de estado, mediante el cual se proporciona al software de aplicación la información relacionada con el método de transmisión de datos que difiere de la norma CAN-ISO 11898-1.

18. Método según la reivindicación 17, caracterizado porque al menos un bit de estado adicional comprende un bit de estado para comunicar la emisión exitosa y/o un bit de estado para comunicar la recepción exitosa y/o uno o varios bits de estado para comunicar el tipo del último error ocurrido.

19. Método según la reivindicación 17 o 18, caracterizado porque, en función de la frecuencia de aparición de errores en un método de transmisión de datos que difiere del estándar CAN-ISO 11898-1 se realiza una conmutación de retorno al método de transmisión de datos conforme al estándar CAN-ISO 11898-1, y se prevé al menos un bit de estado para comunicar la conmutación de retorno.

20. Método según al menos una de las reivindicaciones 1 a 19, caracterizado porque en al menos una memoria intermedia y/o al menos una memoria de mensajes asignada se prevé, al menos, un bit adicional de mensaje que identifica al método de transmisión de datos empleado o a ser empleado para el respectivo mensaje.

21. Método según la reivindicación 20, caracterizado porque al menos un bit adicional de mensaje corresponde a al menos uno de los valores de la identificación primera o adicional, o se obtiene de los valores de esta última o corresponde a al menos uno de los valores de los bits r1 o r0 del campo de control o SRR del campo de arbitraje.

22. Dispositivo de transmisión en serie de datos en un sistema de bus con al menos dos unidades de procesamiento de datos participantes que intercambian mensajes a través del bus, teniendo los mensajes enviados una estructura lógica conforme al estándar CAN-ISO 11898-1, donde la estructura lógica comprende un bit de arranque de trama, un campo de arbitraje, un campo de control, un campo de datos, un campo CRC, un campo de acuse de recibo y una secuencia de fin de trama, conteniendo el campo de control un código de longitud de datos que comprende un elemento relativo a la longitud del campo de datos, caracterizado porque, cuando existe una primera condición de conmutación, el campo de datos de los mensajes puede comprender más de ocho bytes de manera que difiere del estándar CAN-ISO 11898-1, en cuyo caso, para determinar el tamaño del campo de datos cuando existe una primera condición de conmutación, se interpretan los valores del código de longitud de datos de manera que difiere al menos parcialmente del estándar CAN-ISO 11898-1, donde está prevista al menos una memoria intermedia para transmitir datos entre el campo de datos y el software de aplicación, y, al menos si el tamaño del campo de datos se diferencia del tamaño de la memoria intermedia utilizada, se ajusta la cantidad de datos transmitida según la diferencia de tamaños entre el campo de datos y la memoria intermedia utilizada.

23. Dispositivo según la reivindicación 22, caracterizado porque el dispositivo está orientado, mediante medios apropiados, a desarrollar al menos uno de los métodos de transmisión de datos según las reivindicaciones 2 a 21.

24. Dispositivo según la reivindicación 23, caracterizado porque los medios apropiados comprenden al menos una unidad de control de protocolo para ajustar la cantidad de datos transmitida entre el campo de datos y la memoria intermedia correspondiente a la diferencia de tamaño entre el campo de datos y la memoria intermedia.

25. Dispositivo según al menos una de las reivindicaciones 23 o 24, caracterizado porque los medios apropiados

comprenden al menos un registro de datos adicional o ampliado, cuyo contenido identifica el tipo y/o el éxito y/o el resultado del método de transmisión de datos utilizado respectivamente.

26. Dispositivo según al menos una de las reivindicaciones 23 a 25, caracterizado porque los medios apropiados comprenden al menos una memoria de mensajes y/o memoria intermedia adicional o ampliada, en la que al menos un bit de mensaje adicional identifica el método de transmisión de datos empleado o a emplear para el respectivo mensaje.

27. Uso del método según al menos una de las reivindicaciones 1 a 21 durante el funcionamiento normal de un vehículo de motor o de una instalación industrial para transmitir datos entre al menos dos dispositivos de control del vehículo de motor o de la instalación industrial, conectado con un bus de datos apropiado.

28. Uso del método según al menos una de las reivindicaciones 1 a 21 durante la producción o mantenimiento de un

vehículo de motor o de una instalación industrial para transmitir datos entre una unidad de programación conectada para el propósito de programación con un bus de datos apropiado, y al menos un dispositivo de control del vehículo de motor o de la instalación industrial, conectado con el bus de datos.