Procedimiento para la transmisión de datos entre estaciones de usuarios de un sistema de bus.

Procedimiento para la transmisión de datos (b1) entre estaciones de usuarios (13) de un sistema de bus (11) através de un primer canal (15) del sistema de bus (11) utilizado en común por varias estaciones de usuarios (13),

enel que se transmiten datos (b2) adicionalmente al primer canal (15) también a través del un segundo canal (19)utilizado por varias estaciones de usuarios (13), en el que primeros datos (b1) a transmitir a través del primer canal(15) y segundos datos (b2) a transmitir a través del segundo canal (19) son transmitidos a través de una línea deseñalización común (55), caracterizado porque el acceso al segundo canal (19) es controlado de tal manera que elsegundo canal (19) solamente se libera dentro del intervalo de liberación (DT1, DT2, DT3, DT4, DT5) del primer canal(15) para el acceso a través de la estación de usuario (13), en el que se calcula un comienzo (ta1, ta2, ta3, ta4, ta5) delintervalo de liberación (DT1, DT2, DT3, DT4, DT5) de la estación de usuario (13) por medio de arbitraje binario delprimer canal (15).

Procedimiento para la transmisión de datos entre estaciones de usuarios de un sistema de bus

Estado de la técnica

La presente invención se refiere a un procedimiento para la transmisión de datos entre estaciones de usuarios de un sistema de bus a través de un primer canal del sistema de bus utilizado en común por varias estaciones de usuarios. La invención se refiere, además, a una estación de usuario de un sistema de bus, con un primer elemento de control para el control de un acceso de la estación de usuario a un primer canal del sistema de bus utilizado en común por varias estaciones de usuario.

Publicación de la invención Por ejemplo, se conoce a partir de la publicación DE 100 00 305 A1 la “Controller Area Network” así como una ampliación de la CAN designada como “Time Triggered CAN” (TTCAN) . El procedimiento de control de acceso de medios utilizado en la CAN se basa en un arbitraje binario. En el arbitraje binario, varias estaciones de usuarios pueden transmitir al mismo tiempo datos a través de un canal del sistema de bus, sin que con ello se perturbe la transmisión de los datos. Las estaciones de usuarios pueden calcular, además, durante la emisión de un bit a través del canal el estado lógico (0 ó 1) del canal. Si un valor del bit emitido no corresponde al estado lógico calculado del canal, entonces la estación de usuario termina el acceso al canal. En CAN, el arbitraje binario se realiza normalmente en un campo de arbitraje dentro de un cuadro de datos a transmitir a través del canal. Después de que una estación de usuario ha emitido el campo de arbitraje totalmente al canal, sabe que tiene acceso exclusivo al canal. De esta manera, el final de la transmisión del campo de arbitraje corresponde a un comienzo de un intervalo de liberación, dentro del cual la estación de usuario puede utilizar exclusivamente el canal. De acuerdo con la especificación de protocolo de la CAN, otras estaciones de usuario no pueden acceder al canal durante mucho tiempo, es decir enviar datos al canal, hasta que la estación de usuario emisora ha transmitido un campo de suma de control (campo CRC) del cuadro de datos. De esta manera, un instante final de la transmisión del campo CRC corresponde a un final del intervalo de liberación.

A través del arbitraje binario se consigue una transmisión libre de interferencias del cuadro de datos a través del canal. Con ello se consiguen buenas propiedades de tiempo real de la CAN, en cambio en procedimientos de control de acceso de medios, en los que el cuadro de datos emitido por una estación de usuario puede ser perturbado en virtud de una colisión con otro cuadro de datos emitido por otra estación durante la transmisión a través del canal, puede haber un comportamiento en tiempo real claramente desfavorable, puesto que en virtud de la colisión y de la nueva transmisión necesaria de esta manera del cuadro de datos se produce un retraso de la transmisión de los datos.

Otra mejora del comportamiento en tiempo real de la CAN se consigue a través de la ampliación TTCAN. De acuerdo con la especificación de protocolo de TTCAN, se define una estructura de ventanas de tiempo, que comprenden varias ventanas de tiempo sucesivas (designadas a menudo también como “divisiones de tiempo” o “time slots” y se repiten regularmente. En este caso, se puede asignar a un tipo determinado de mensajes y, por lo tanto, a una estación de usuario determinada una ventana de tiempo determinada, dentro de la cual se pueden transmitir mensajes de este tipo de mensajes. De esta manera, en las ventanas de tiempo determinadas TTCAN está previsto que dentro de ellas una estación determinada tenga acceso exclusivo al canal de un dominio CAN. En TTCAN, se coordina el acceso al canal, al menos parcialmente, de acuerdo con el principio del acceso múltiple por división de tiempo (Time Division Multiple Access, TDMA) .

Los protocolos de la CAN o bien de su ampliación TTCAN son especialmente adecuados para la transmisión de mensajes cortos en condiciones de tiempo real. Sin embargo, si deben transmitir bloques de datos mayores a través de un dominio CAN, entonces la velocidad binaria relativamente reducida del canal se manifiesta de forma perturbadora. Para garantizar la función correcta del arbitraje binario, debe mantenerse para la transmisión de un bit una duración mínima dependiente especialmente de la dilatación del sistema de bus y de la velocidad de propagación de la señal sobre el canal. De esta manera, no se puede elevar sin más la velocidad binaria a través de la reducción de la duración de los bits individuales.

Sin embargo, para poder transmitir con suficiente rapidez un bloque de datos relativamente grande, necesario para la programación de una unidad de control, a través de una interfaz de comunicaciones prevista propiamente para la conexión en u dominio CAN, el documento DE 101 53 085 A1 propone conmutar la interfaz de comunicaciones para la transmisión de bloques de datos de manera temporal a otro modo de comunicaciones, en el que no se realiza ningún arbitraje binario y, por lo tanto, es posible una velocidad binaria relativamente alta. Sin embargo, en este caso la comunicación con los protocolos de la CAN debe interrumpirse durante un cierto tiempo. Si, por ejemplo, en virtud de un fallo no se puede asumir ya el funcionamiento del sistema de bus de acuerdo con los protocolos CAN,

entonces se produce un fallo del sistema de bus. Además, a través de la transmisión de un bloque de datos relativamente grande se produce un retraso considerable de las transmisiones siguientes que deben realizarse de acuerdo con los protocolos de la CAN, de manera que se perjudican las propiedades de tiempo real de la CAN. Por lo tanto, un empleo de este procedimiento no sólo para la programación de la unidad de control al final de un proceso de fabricación de un automóvil o de la unidad de control, sino también durante el funcionamiento del automóvil no es conveniente.

La publicación alemana DE 103 01 637 A1 publica una instalación de emisión/recepción, que contiene varias unidades de emisión y/o varias unidades de recepción, estando instalada cada unidad de emisión o de recepción para la transmisión de datos a través de un canal separado a través de la red de comunicaciones conectada. Se describen diferentes posibilidades sobre cómo se pueden separar los diferentes canales unos de los otros. No se contempla un control de acceso de trascienda el canal.

La publicación internacional WO 2004/105278 A1 describe un sistema de comunicaciones controlado en el tiempo con al menos dos estaciones de usuarios, en las que están previstos, respectivamente, un primero y un segundo controladores de la comunicación para la transmisión de datos a través de un primero y un segundo canal y los dos controladores de la comunicación o bien sus relojes locales se pueden comunicar a través de una interfaz adecuada entre sí con la finalidad de la sincronización. De esta manera, es posible garantizar una redundancia durante la transmisión de informaciones relevantes para la seguridad y al mismo tiempo mantener sincronizada la comunicación controlada en el tiempo a través de los dos canales. No se habla de una elevación de la capacidad de transmisión de datos o de una transmisión de diferentes datos a través de los dos canales. Los dos canales están previstos como canales separados físicamente.

La publicación internacional WO 2005/081463 A1 describe un procedimiento para la transmisión de informaciones, en el que una parte de los datos transmitidos cíclicamente a través de un sistema de bus son transmitidos adicionalmente a través de una estructura de línea de alimentación, para representar redundancia.

Por lo tanto, el cometido de la invención es indicar un procedimiento para el acceso de una estación de usuario de un sistema de bus a un segundo canal de un sistema de bus paralelamente al primer canal utilizado en común por varias estaciones de usuario, en el que se pueden transmitir grandes cantidades de datos de manera relativamente rápida y se pueden mantener condiciones de tiempo real durante la transmisión de mensajes a través del bus. Este cometido se soluciona a través de un procedimiento de transmisión de datos con las características de la reivindicación 1.

En la realización del procedimiento de acuerdo con la invención está previsto realizar una comunicación de alta frecuencia (HF) 35 a través de un sistema de bus discrecional, por ejemplo un bus CAN, con un protocolo de acceso discrecional. En este caso, el acceso al segundo canal utilizado por varias estaciones de usuarios para la comunicación HF se puede controlar de acuerdo con un procedimiento de acceso discrecional.... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la transmisión de datos (b1) entre estaciones de usuarios (13) de un sistema de bus (11) a través de un primer canal (15) del sistema de bus (11) utilizado en común por varias estaciones de usuarios (13) , en el que se transmiten datos (b2) adicionalmente al primer canal (15) también a través del un segundo canal (19) utilizado por varias estaciones de usuarios (13) , en el que primeros datos (b1) a transmitir a través del primer canal

(15) y segundos datos (b2) a transmitir a través del segundo canal (19) son transmitidos a través de una línea de señalización común (55) , caracterizado porque el acceso al segundo canal (19) es controlado de tal manera que el segundo canal (19) solamente se libera dentro del intervalo de liberación (ΔT1, ΔT2, ΔT3, ΔT4, ΔT5) del primer canal

(15) para el acceso a través de la estación de usuario (13) , en el que se calcula un comienzo (ta1, ta2, ta3, ta4, ta5) del intervalo de liberación (ΔT1, ΔT2, ΔT3, ΔT4, ΔT5) de la estación de usuario (13) por medio de arbitraje binario del primer canal (15) .

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque en función de los primeros datos (b1) se forma una señal de datos (d) y una señal modulada (m) con los segundos datos (b2) y porque la señal de datos (d) es superpuesta con la señal modulada (m) .

3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque como el al menos un intervalo de liberación (ΔT1, ΔT2, ΔT3, ΔT4, ΔT5) se predetermina una ventana de tiempo (81b) o una parte de la ventana de tiempo (81b) dentro de una estructura de ventanas de tiempo (77) que se repite regularmente.

4. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque se predetermina un final te1, te2, te3, te4, te5) del intervalo de tiempo (ΔT1, ΔT2, ΔT3, ΔT4, ΔT5) , tan pronto como la estación de usuario (13) , después de la realización con éxito del arbitraje del primer canal (15) , libera este canal.

5. Estación de usuario (13) de un sistema de bus (11) , con un primer elemento de control (23) para el control de un acceso de la estación de usuario (13) a un primer canal (15) del sistema de bus (11) utilizado en común por varias estaciones de usuarios (13) , en la que la estación de usuario (13) presenta, adicionalmente al primer elemento de control (23) , también un segundo elemento de control (27) para el control de un acceso de la estación de usuario

(13) a un segundo canal (19) utilizado por varias estaciones de usuarios (13) , y porque la estación de usuario (13) presenta un elemento de acoplamiento (61) , con el que los elementos de control (23, 27) están conectados con una línea de señalización común (55) , de tal manera que primeros datos (b1) a transmitir a través del primer canal (15) y segundos datos (b2) a transmitir a través del segundo canal (19) se pueden transmitir a través de la línea de señalización común (55) entre diferentes estaciones de usuarios (13) , caracterizada porque el primer elemento de control (23) está instalado para el control de un acceso de la estación de usuarios (13) al segundo canal (19) , de tal manera que el segundo canal (19) solamente se libera dentro del intervalo de liberación (ΔT1, ΔT2, ΔT3, ΔT4, ΔT5) para el acceso a través de la estación de usuario (13) , en el que se calcula un comienzo (ta1, ta2, ta3, ta4, ta5) del intervalo de liberación (ΔT1, ΔT2, ΔT3, ΔT4, ΔT5) de la estación de usuario (13) por medio de arbitraje binario del primer canal (15) .

6. Estación de usuario (13) de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizada porque el elemento de acoplamiento

(61) está combinado con una bobina de contacto continuo (59) , porque una señal de alta frecuencia, que comprende los primeros datos (b1) y los segundos datos (b2) , se puede acoplar y desacoplar inductivamente.

7. Estación de usuario (13) de acuerdo con una de las reivindicaciones 5 a 6, caracterizada porque el segundo elemento de control (27) está acoplado con el primer elemento de control (23) , de tal manera que el segundo elemento de control (27) , es controlable con preferencia por medio de una señal de control de acceso (a) generada por el primer elemento de control (23) , para la liberación del acceso al segundo canal (19) .

8. Estación de usuario (13) de acuerdo con una de las reivindicaciones 5 a 7, caracterizada porque la estación de usuario (13) está instalada para la realización del procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4.