Método y dispositivo para la transmisión en serie de datos con un tamaño flexible de mensajes y una longitud de bits variable.

Método para la transmisión de datos en serie en un sistema de bus con al menos dos participantes del bus que intercambian mensajes mediante el bus,

donde los mensajes enviados presentan una estructura lógica según la norma CAN ISO 11898-1, donde la estructura lógica comprende un bit de inicio 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 comprende un código de longitud de datos que contiene información sobre la longitud del campo de datos, caracterizado porque en caso de presentarse una primera identificación (EDL) el campo de datos de los mensajes comprende más de seis bits, desviándose de la norma CAN ISO 11898-1, donde al presentarse la primera identificación (EDL) el campo de control del mensaje se amplía al menos en un bit adicional (ESI), donde a través del bit adicional (ESI) o de otro bit una información sobre el estado "Error Passive" del participante del bus se integra en los mensajes enviados.

Método y dispositivo para la transmisión en serie de datos con un tamaño flexible de mensajes y una longitud de bits variable.

Estado del arte La presente invención hace referencia a un método, así como a un dispositivo, por ejemplo un controlador de comunicaciones, para la transmisión en serie de datos 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 la creciente comunicación 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 tránsito (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.

En la solicitud US 2010/158045 se describe un método según el preámbulo de la reivindicación 1.

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

Descripción de la invención A continuación, la presente invención con sus ventajas se describen mediante dibujos y ejemplos de ejecución. El objeto de la invención no se limita a los ejemplos de ejecución representados y explicados.

Ventajas de la invención La presente invención proporciona un método para la transmisión en serie de datos en un sistema de bus con al menos dos participantes del bus que intercambian mensajes mediante el bus, donde los mensajes enviados presentan una estructura lógica según la norma CAN ISO 11898-1. Es decir, que los mensajes que transmiten datos están constituidos en base a un bit "de inicio de trama" conductor individual y a una sucesión de campos (field) en base a varios bits, a saber, el campo de arbitraje, el campo de control, el campo de datos, el campo CRC, el campo de acuse de recibo y el campo de fin de trama.

El método se caracteriza porque en caso de presentarse una primera identificación el campo de datos de los mensajes comprende más de seis bits, desviándose de la norma CAN ISO 11898-1, donde al presentarse la primera identificación el campo de control del mensaje se amplía al menos en un bit adicional, donde a través del bit adicional o de otro bit una información sobre el estado "Error Passive" del participante del bus se integra en los mensajes enviados. La ventaja del método sugerido reside en el hecho de que con ese método los participantes del bus que se encuentran en el estado "Error Passive" pueden ser identificados por los otros participantes del bus de forma unívoca.

En una forma de ejecución preferente, en caso de presentarse la primera identificación el campo de control de los mensajes puede comprender más de ocho bytes desviándose de la norma CAN ISO 11898-1, donde para determinar el tamaño del campo de datos los valores de los cuatro bits del código de longitud de datos son interpretados al menos parcialmente como desviados de la norma CAN ISO 11898-1. En una forma de ejecución especialmente preferente, al estar presente una segunda identificación, la longitud de bits para al menos un área predeterminada o predeterminable dentro del mensaje asume un valor más reducido en comparación con la longitud de bits utilizada antes de estar presente la segunda identificación, donde el área comienza como muy pronto con la segunda identificación y como muy tarde con el delimitador de CRC, donde la segunda identificación sólo aparece al estar presente la primera identificación y se efectúa en el campo de control de los mensajes que comprende más de seis bits, desviándose de la norma CAN ISO 11898-1. En comparación con los métodos conocidos por el estado del arte, lo mencionado presenta la ventaja de que a través de la conmutación en dos etapas -por una parte del tamaño del campo de datos y, por otra parte, de la longitud de datos en partes del mensaje -respectivamente con una identificación separada pueden aprovecharse también de forma separada las ventajas de las dos medidas, dependiendo de la situación. A modo de ejemplo, incluso cuando debido a la topología del bus no es posible conmutar a una longitud de bits más reducida, son enviados mensajes con una cantidad de datos más elevada. También en el caso de que se produzcan errores en los mensajes con una longitud de bits reducida puede conmutarse a la longitud de bits normal sin renunciar a las ventajas de la ampliación del área de datos.

Se considera especialmente ventajoso que la primera identificación (EDL) se efectúe a través de un bit recesivo en el campo de control, puesto que allí se encuentran disponibles bits que siempre se envían de forma dominante en mensajes según la norma CAN. Además, el borde entre la identificación recesiva y un bit dominante siguiente es usado con el fin de una sincronización cuando, tal como se prevé en una forma de ejecución preferente, el bit recesivo de la primera identificación (EDL) es seguido al menos por un bit dominante en todos los mensajes de datos.

A los fines de la identificación y la sincronización se considera además ventajoso que la segunda identificación (BRS) se efectúe igualmente a través de un bit recesivo en el campo de datos... [Seguir leyendo]

1. Método para la transmisión de datos en serie en un sistema de bus con al menos dos participantes del bus que intercambian mensajes mediante el bus, donde los mensajes enviados presentan una estructura lógica según la norma CAN ISO 11898-1, donde la estructura lógica comprende un bit de inicio 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 comprende un código de longitud de datos que contiene información sobre la longitud del campo de datos, caracterizado porque en caso de presentarse una primera identificación (EDL) el campo de datos de los mensajes comprende más de seis bits, desviándose de la norma CAN ISO 11898-1, donde al presentarse la primera identificación (EDL) el campo de control del mensaje se amplía al menos en un bit adicional (ESI) , donde a través del bit adicional (ESI) o de otro bit una información sobre el estado "Error Passive" del participante del bus se integra en los mensajes enviados.

2. Método según la reivindicación 1, caracterizado porque en caso de presentarse la primera identificación (EDL) el campo de control de los mensajes puede comprender más de ocho bytes desviándose de la norma CAN ISO 118981, donde para determinar el tamaño del campo de datos los valores de los cuatro bits del código de longitud de datos son interpretados al menos parcialmente como desviados de la norma CAN ISO 11898-1.

3. Método según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque al estar presente una segunda identificación (BRS) , la longitud de bits para al menos un área predeterminada o predeterminable dentro del mensaje asume un valor más reducido en comparación con la longitud de bits utilizada antes de estar presente la segunda identificación, donde el área comienza como muy pronto con la segunda identificación y como muy tarde con el delimitador de CRC, donde la segunda identificación (BRS) sólo aparece al estar presente la primera identificación (EDL) y se efectúa en el campo de control de los mensajes que comprende más de seis bits, desviándose de la norma CAN ISO 11898-1.

4. Método según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la primera identificación (EDL) se efectúa a través de un bit recesivo en el campo de control.

5. Método según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el bit adicional (ESI) se inserta después de la primera identificación (EDL) y antes del código de longitud de datos.

6. Método según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque al estar presente la primera identificación el bit recesivo de la primera identificación (EDL) es seguido al menos por un bit dominante en todos los mensajes de datos.

7. Método según una de las reivindicaciones 2 a 6, caracterizado porque la segunda identificación (BRS) se efectúa a través de un bit recesivo en el campo de control, el cual es transmitido temporalmente después del bit de la primera identificación (EDL) .

8. Método según la reivindicación 7, caracterizado porque al estar presente la segunda identificación el bit recesivo de la segunda identificación (BRS) es separado del bit recesivo de la primera identificación (EDL) a través de al menos un bit dominante.

9. Método según una de las reivindicaciones 6 a 8, caracterizado porque al estar presente la primera identificación el borde entre el bit recesivo de la primera identificación (EDL) y al menos un bit dominante siguiente es usado para la re-sincronización o sincronización forzada de la temporización de los bits de los participantes del bus.

10. Método según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque la primera identificación (EDL) es evaluada en los participantes del bus y en función de la primera identificación el proceso de recepción es adaptado al tamaño del campo de control y/o del campo de datos y/o de componentes consecutivos del mensaje.

11. Método según una de las reivindicaciones 3 a 10, caracterizado porque la segunda identificación (BRS) es evaluada en los participantes del bus al estar presente la primera identificación y, en función del valor de la segunda identificación, el proceso de recepción es adaptado a los diferentes valores de la longitud de bits dentro de un mensaje.

12. Método según una de las reivindicaciones 3 a 11, caracterizado porque al menos dos valores diferentes de la longitud temporal de bits son realizados dentro de un mensaje a través de la utilización de al menos dos factores de escala diferentes para ajustar la unidad temporal del bus relativamente con respecto a la unidad de tiempo menor o al ciclo del oscilador durante la operación.

13. Método según una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque al estar presente otra identificación el campo CRC de los mensajes presenta una cantidad de bits que se desvía de la norma CAN ISO 11898-1 y/o se

utiliza al menos un polinomio generador que se desvía de la norma CAN ISO 11898-1, donde la otra identificación puede coincidir con la primera identificación (EDL) .

14. Método según la reivindicación 13, caracterizado porque el valor de la otra identificación se determina en los participantes del bus y, en función del valor de la otra identificación y/o del contenido del código de longitud de datos, el proceso de recepción se adapta al tamaño del campo CRC.

15. Método según una de las reivindicaciones 13 a 14, caracterizado porque al inicio de un mensaje el cálculo de al menos dos sumas de verificación CRC comienza de forma paralela mediante polinomios generadores diferentes y, en función del valor de la otra identificación, se decide qué resultado de un cálculo CRC iniciado de forma paralela se utiliza.

16. Dispositivo para la transmisión de datos en serie en un sistema de bus con al menos dos participantes del bus que intercambian mensajes mediante el bus, donde los mensajes enviados presentan una estructura lógica según la norma CAN ISO 11898-1, donde la estructura lógica comprende un bit de inicio 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 comprende un código de longitud de datos que contiene información sobre la longitud del campo de datos, caracterizado porque en caso de presentarse una primera identificación (EDL) el campo de datos de los mensajes comprende más de seis bits, desviándose de la norma CAN ISO 11898-1, donde al presentarse la primera identificación (EDL) el campo de control del mensaje se amplía al menos en un bit adicional (ESI) , donde a través del bit adicional (ESI) o de otro bit una información sobre el estado "Error Passive" del participante del bus se integra en los mensajes enviados.

17. Dispositivo según la reivindicación 16, caracterizado porque en caso de presentarse la primera identificación (EDL) el campo de control de los mensajes puede comprender más de ocho bytes desviándose de la norma CAN ISO 11898-1, donde para determinar el tamaño del campo de datos los valores de los cuatro bits del código de longitud de datos son interpretados al menos parcialmente como desviados de la norma CAN ISO 11898-1.

18. Dispositivo según la reivindicación 16 ó 17, caracterizado porque al estar presente una segunda identificación (BRS) , la longitud de bits para al menos un área predeterminada o predeterminable dentro del mensaje asume un valor más reducido en comparación con la longitud de bits utilizada antes de estar presente la segunda identificación, donde el área comienza como muy pronto con la segunda identificación y como muy tarde con el delimitador de CRC, donde la segunda identificación (BRS) sólo aparece al estar presente la primera identificación (EDL) y se efectúa en el campo de control de los mensajes que comprende más de seis bits, desviándose de la norma CAN ISO 11898-1.

19. Dispositivo según una de las reivindicaciones 16 a 18, caracterizado porque el dispositivo, a través de medios adecuados, está configurado para ejecutar al menos uno de los métodos para transmitir datos según las reivindicaciones 4 a 15.

20. Utilización del método según una de las reivindicaciones 1 a 15 en el funcionamiento normal de un vehículo de motor para transmitir datos entre al menos dos dispositivos de control del vehículo de motor, los cuales se encuentran conectados mediante un bus de datos adecuado.

21. Utilización del método según una de las reivindicaciones 1 a 15 durante la producción o el mantenimiento de un vehículo de motor para transmitir datos entre una unidad de programación conectada a un bus de datos adecuado con el fin de una programación y al menos un dispositivo de control del vehículo de motor que se encuentra conectado al bus de datos.