專利名稱：通信網(wǎng)絡(luò)和控制通信網(wǎng)絡(luò)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)和一個(gè)控制通信網(wǎng)絡(luò)的方法，這樣的一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)可以從，例如TTP“derive by wire”in greifbarer nahe’，Dr.stefan polenda，GeorgKroiss；“Elektronik”，N.14 1999 pages36-43得知。
背景技術(shù)：
對(duì)于分布型的實(shí)時(shí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，例如在汽車工業(yè)中的使用的這種系統(tǒng)，時(shí)間觸發(fā)的通信協(xié)議，例如TTP或者FlexRay已經(jīng)普遍被采用。媒體接入?yún)f(xié)議基于一個(gè)靜態(tài)的通信時(shí)間表，該時(shí)間表在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)被預(yù)先設(shè)定。在這個(gè)時(shí)間表中，決定每個(gè)通信節(jié)點(diǎn)在一個(gè)通信周期中何時(shí)可以發(fā)送數(shù)據(jù)。
因?yàn)楸镜貢r(shí)鐘源的容錯(cuò)度，對(duì)于各個(gè)節(jié)點(diǎn)的通信時(shí)間表來(lái)說(shuō)可能出現(xiàn)彼此之間輕微的偏差。所以不能不管這些偏差而發(fā)生重疊，一個(gè)間隔(“幀間間隔”)被插入數(shù)據(jù)分組之間，其中為了高效率所述間隔應(yīng)當(dāng)盡可能的短。通過(guò)針對(duì)分布型的通信控制器中全局時(shí)鐘同步測(cè)量，例如使用TTP/C，這些偏差可以明顯得被減少，更短的“幀間間隔”因此成為可能。
在時(shí)間觸發(fā)的通信協(xié)議的情況中，特別重要的是節(jié)點(diǎn)僅僅在調(diào)度期間確定的時(shí)間發(fā)送數(shù)據(jù)。沒有特定的安全保障的測(cè)量，一個(gè)單個(gè)損壞節(jié)點(diǎn)(混串音節(jié)點(diǎn))，將不斷地在錯(cuò)誤的時(shí)間發(fā)送數(shù)據(jù)，因此將阻塞所有的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量。為了阻止上述情況發(fā)生，在上述協(xié)議的情況中，接入傳輸媒體按慣列被一個(gè)總線監(jiān)護(hù)器保護(hù)起來(lái)?？偩€監(jiān)護(hù)器本身具有一個(gè)可用的獨(dú)立的時(shí)基和一個(gè)調(diào)度程序，允許僅僅在提供的時(shí)隙期間和時(shí)隙前后短容錯(cuò)范圍內(nèi)寫訪問(wèn)該媒體。如果總線監(jiān)護(hù)器注意到通信控制器正在嘗試在被分配給它的時(shí)間周期之外向數(shù)據(jù)總線進(jìn)行寫操作，總線監(jiān)護(hù)器將停止這個(gè)的訪問(wèn)，發(fā)故障狀態(tài)信號(hào)，并永久性阻止該通信控制器進(jìn)一步的總線訪問(wèn)。這樣，總線監(jiān)護(hù)器確保一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)“故障—沉默”的性能。
通信控制器和總線監(jiān)護(hù)器被設(shè)計(jì)得盡可能彼此獨(dú)立操作。在現(xiàn)有技術(shù)中，通信控制器和總線監(jiān)護(hù)器在獨(dú)立的時(shí)鐘源下工作，并在每個(gè)通信周期只有一次是通信控制器借助于所謂的ARM信號(hào)同步總線監(jiān)護(hù)器。當(dāng)然，向總線監(jiān)護(hù)器提供自己時(shí)鐘不僅導(dǎo)致費(fèi)用的增加，而且還限制了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并降低了效率，因?yàn)椤皫g間隔”必須被這樣確定大小使時(shí)鐘頻率偏差造成的時(shí)隙重疊即使在多年之后也不會(huì)發(fā)生。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一個(gè)可以避免上述缺陷的通信網(wǎng)絡(luò)。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)至少具有兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，在所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間數(shù)據(jù)可以通過(guò)一個(gè)傳輸媒體傳送，其中提供一個(gè)通信時(shí)間表，向訪問(wèn)傳輸媒體的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)分配時(shí)隙，其中每個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)包括至少一個(gè)具有一個(gè)第一調(diào)度程序的通信控制器，用于根據(jù)通信時(shí)間表控制網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)對(duì)傳輸媒體的訪問(wèn)，其中通信網(wǎng)絡(luò)包括至少一個(gè)具有第二調(diào)度程序的總線監(jiān)護(hù)器，用于根據(jù)一個(gè)監(jiān)視時(shí)間表監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)對(duì)傳輸媒體的訪問(wèn)，其中通信控制器包括產(chǎn)生一個(gè)本地、獨(dú)立時(shí)鐘信號(hào)和一個(gè)全局時(shí)鐘信號(hào)的裝置，上述信號(hào)可能受到通信系統(tǒng)中的至少一個(gè)參數(shù)的影響，其中全局時(shí)鐘信號(hào)用來(lái)控制通信控制器的第一調(diào)度程序和總線監(jiān)護(hù)器的第二調(diào)度程序。
本發(fā)明的使用范圍涉及分布式通信系統(tǒng)，其中對(duì)傳輸媒體的訪問(wèn)依照一個(gè)循環(huán)的時(shí)分方式(TDMA)進(jìn)行，一個(gè)總線監(jiān)護(hù)器監(jiān)視一個(gè)或者多個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的通信時(shí)間表，允許媒體訪問(wèn)作為一個(gè)預(yù)定通信時(shí)間表的函數(shù)。
總線監(jiān)護(hù)器借助于一個(gè)全局時(shí)鐘信號(hào)被同步，通信控制器使得該信號(hào)成為可用的。全局時(shí)鐘信號(hào)可能受到通信系統(tǒng)中至少一個(gè)參數(shù)的影響。全局時(shí)鐘信號(hào)可以例如跟蹤對(duì)通信控制器的全局時(shí)鐘同步必需的修正。這樣可能進(jìn)行例如使各個(gè)通信控制器的全球時(shí)鐘全局時(shí)鐘信號(hào)相互調(diào)整適應(yīng)或者使其同一個(gè)外部參考信號(hào)有關(guān)。第二本地時(shí)鐘信號(hào)獨(dú)立于這些校正，并且從(例如)一個(gè)通信控制器中的石英振蕩器穩(wěn)定地導(dǎo)出。
本地時(shí)鐘信號(hào)更適宜于用來(lái)監(jiān)視全局時(shí)鐘信號(hào)。
除了每個(gè)分布式的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)具有自己的總線監(jiān)護(hù)器的技術(shù)方案外，在星形網(wǎng)絡(luò)中，技術(shù)方案還可能是具有一個(gè)中央總線監(jiān)護(hù)器，其中所述的中央總線監(jiān)護(hù)器監(jiān)視連接在星形耦合器上的所有節(jié)點(diǎn)的通信。
本發(fā)明建議的方法通過(guò)不斷地執(zhí)行總線監(jiān)護(hù)器與通信控制器中全局時(shí)鐘的同步，允許通信控制器進(jìn)行時(shí)間監(jiān)視而又不存在上文描述的缺陷?？偩€監(jiān)護(hù)器可以得益于非常精確的長(zhǎng)期穩(wěn)定的通信控制器的時(shí)鐘源和分布型通信控制器的全局時(shí)鐘同步的算法。可以免除傳統(tǒng)技術(shù)方案中總線監(jiān)護(hù)器所需要的石英振蕩器。為了補(bǔ)償通信控制器較大的相依性，對(duì)通信控制器發(fā)出的時(shí)鐘信號(hào)的監(jiān)視在總線監(jiān)護(hù)器中借助于適合的“監(jiān)視器”電路發(fā)生。通信控制器中的本地時(shí)鐘信號(hào)可能因此更好的用于監(jiān)視通信控制器中的全局時(shí)鐘信號(hào)。
在時(shí)間觸發(fā)通信協(xié)議下進(jìn)行操作的分布式實(shí)時(shí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，盡管因?yàn)楸镜鬲?dú)立時(shí)鐘源而產(chǎn)生時(shí)間容錯(cuò)，但在各通信控制器中必須確保一個(gè)公共的時(shí)間觀念。這可以例如通過(guò)使用溫度控制的長(zhǎng)期穩(wěn)定的石英振蕩器來(lái)實(shí)現(xiàn)。在不利的環(huán)境條件下和在無(wú)維護(hù)的幾年運(yùn)行期間的情況下，作為考慮到例如車輛部門的應(yīng)用需要，不能遵守所需的嚴(yán)格容錯(cuò)。為了確保即使在這些條件下數(shù)據(jù)分組的重疊也不會(huì)出現(xiàn)在傳輸媒體上，數(shù)據(jù)包之間需要相對(duì)大的間隔。需要這些大的間隔一個(gè)原因是，在目前的傳統(tǒng)系統(tǒng)中，通信控制器僅僅在每個(gè)通信周期的開始是同步一次。當(dāng)通信周期連續(xù)時(shí)，甚至小的偏差可能被疊加，這樣，只有具備較大“幀間間隔”才有可能進(jìn)行無(wú)故障通信。然而，長(zhǎng)“幀間間隔”導(dǎo)致低的數(shù)據(jù)傳輸效率，特別是在具有相對(duì)小的分組長(zhǎng)度的系統(tǒng)中，例如在車輛技術(shù)中尤為明顯。
該發(fā)明的思想是總線監(jiān)護(hù)器與通信控制器中的全局時(shí)鐘信號(hào)連續(xù)同步。這樣的同步能夠使嚴(yán)格時(shí)間容錯(cuò)的數(shù)據(jù)總線免于未授權(quán)的寫入訪問(wèn)，因此總線監(jiān)護(hù)器不需要具備低容錯(cuò)和高長(zhǎng)期穩(wěn)定性的時(shí)鐘振蕩器。為此，事實(shí)上的運(yùn)用是，在通信控制器內(nèi)，一個(gè)內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)通常已經(jīng)可以被作為全局時(shí)鐘信號(hào)使用，它已經(jīng)經(jīng)歷了全局時(shí)鐘信號(hào)同步的所有校正。就本發(fā)明考慮的協(xié)議來(lái)說(shuō)，這個(gè)內(nèi)部時(shí)鐘被認(rèn)為是一個(gè)宏計(jì)時(shí)(macrotick)。節(jié)點(diǎn)的所有總線訪問(wèn)借助該宏計(jì)時(shí)的分解進(jìn)行，所述分解通常明顯地小于實(shí)際時(shí)鐘信號(hào)的持續(xù)時(shí)間的周期，并且應(yīng)該對(duì)應(yīng)于系統(tǒng)精確性的某一等級(jí)。這意味著數(shù)據(jù)分組或者間隔的長(zhǎng)度以宏計(jì)時(shí)定義。已知的全局時(shí)鐘同步的方法是基于以這樣一種方式校正宏計(jì)時(shí)的持續(xù)時(shí)間周期盡管偏離時(shí)鐘頻率，但總線的預(yù)定時(shí)間復(fù)用方案服從于嚴(yán)格的容錯(cuò)度。
這個(gè)宏計(jì)時(shí)信號(hào)同直接導(dǎo)出的另一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)一起用來(lái)操作總線監(jiān)護(hù)器，該另一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)是所謂的BG計(jì)時(shí)(總線監(jiān)護(hù)器計(jì)時(shí))，并且不依據(jù)通信控制器的時(shí)鐘進(jìn)行修正?？梢酝瓿墒∪タ偩€監(jiān)護(hù)器的時(shí)鐘振蕩器，但是對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)來(lái)說(shuō)長(zhǎng)期穩(wěn)定的石英振蕩器將是必須。對(duì)于“監(jiān)視器”進(jìn)行的監(jiān)視，通信控制器產(chǎn)生的本地時(shí)鐘信號(hào)僅僅是一個(gè)關(guān)于時(shí)鐘頻率精確性有非常低要求的振蕩器。例如，這可以是一個(gè)RC振蕩器，它具有相當(dāng)大的成本優(yōu)點(diǎn)并在以后可簡(jiǎn)化成采用集成電路的形式將其集成到一個(gè)總線監(jiān)護(hù)器中。
通過(guò)使總線監(jiān)護(hù)器與通信控制器的全局時(shí)鐘信號(hào)同步，該通信控制器為全球時(shí)鐘全局時(shí)鐘同步執(zhí)行的算法還對(duì)總線監(jiān)護(hù)器有影響。通過(guò)該緊密聯(lián)系，可以用非常嚴(yán)格的容錯(cuò)度監(jiān)視總線訪問(wèn)，而不管比較大的通信控制器的時(shí)鐘振蕩器的容錯(cuò)度。通信協(xié)議的效率因此不再由總線監(jiān)護(hù)器的要求決定，而是如期望的通那樣信控制器的時(shí)鐘振蕩器的精確度和全局時(shí)鐘同步的算法決定。
關(guān)于時(shí)間復(fù)用方案的總線監(jiān)護(hù)器的獨(dú)立性依舊保持，但是不能借助總線監(jiān)護(hù)器的本地時(shí)鐘振蕩器實(shí)現(xiàn)該方案。然而，通信控制器和總線監(jiān)護(hù)器之間的密切關(guān)系造成總線監(jiān)護(hù)器對(duì)通信控制器的工作可靠性的更大依賴。
借助對(duì)于通信控制器的全球和本地時(shí)鐘信號(hào)的適當(dāng)監(jiān)視電路，可以確保停止通信時(shí)間表之外的媒體訪問(wèn)。如果時(shí)鐘頻率偏差比較大或者時(shí)鐘信號(hào)之一完全損壞，則這種錯(cuò)誤的訪問(wèn)會(huì)因配置錯(cuò)誤而出現(xiàn)，即因全局時(shí)鐘同步的錯(cuò)誤而出現(xiàn)。在這些例子中，總線訪問(wèn)被可靠地阻塞，因而通信控制器的故障—沉默的性質(zhì)被保證。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，借助于一個(gè)監(jiān)視器電路檢驗(yàn)被全局時(shí)鐘同步影響的全局時(shí)鐘信號(hào)的周期持續(xù)時(shí)間。通信控制器中本地的、獨(dú)立的時(shí)鐘信號(hào)作為一個(gè)參考信號(hào)使用。這種檢驗(yàn)的持續(xù)時(shí)間可以等于受到全局時(shí)鐘同步影響的全局時(shí)鐘信號(hào)的一個(gè)或多個(gè)周期。
如果必須對(duì)全局時(shí)鐘時(shí)間作最快可能的修正，對(duì)受到全局時(shí)鐘同步影響的全局時(shí)鐘信號(hào)的檢驗(yàn)可能對(duì)通信周期的可配置部分無(wú)效。
另外，一個(gè)通信周期的持續(xù)時(shí)間可以在總線監(jiān)護(hù)器中被檢驗(yàn)，以避免調(diào)度或通信控器時(shí)鐘產(chǎn)生的錯(cuò)誤?？梢允褂弥甘就ㄐ胖芷诘拈_始的一個(gè)同步信號(hào)(ARM)。
獨(dú)立的本地時(shí)鐘信號(hào)的故障和總的頻率偏差最好也借助于一個(gè)監(jiān)視器電路來(lái)監(jiān)視。一個(gè)總線監(jiān)護(hù)器的本地的時(shí)鐘產(chǎn)生器被用作一個(gè)基準(zhǔn)，其中圓為低精確度要求還可以采用一個(gè)RC振蕩器。
再一個(gè)監(jiān)視器電路可以用來(lái)檢測(cè)一個(gè)總線監(jiān)護(hù)器中本地時(shí)鐘發(fā)生器的故障，其中例如單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器(模擬電路)的時(shí)間常量可以用作一個(gè)基準(zhǔn)。
監(jiān)視器電路檢測(cè)的故障使總線監(jiān)護(hù)器停止媒體訪問(wèn)并且向一個(gè)更高層主機(jī)控制器輸出一個(gè)出錯(cuò)信息。
為了避免在網(wǎng)絡(luò)啟動(dòng)過(guò)程中出現(xiàn)不希望的錯(cuò)誤信息，所有監(jiān)視器電路的功能被抑制，直至一個(gè)節(jié)點(diǎn)指示一個(gè)通信周期的第一次開始(ARM信號(hào))。


下面將參考附圖所示的實(shí)例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，但是，本發(fā)明不受此限制。
具體實(shí)施例方式
附圖1顯示了一個(gè)簡(jiǎn)化的具有三個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)1，2和3的通信網(wǎng)絡(luò)通信時(shí)間表，其中所述的三個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)可能僅僅在設(shè)定時(shí)間t1，t2和t3傳送數(shù)據(jù)。
附圖2顯示了一個(gè)通信控制器中通信時(shí)間表與一個(gè)關(guān)聯(lián)的總線監(jiān)護(hù)器的監(jiān)視時(shí)間表之間的關(guān)系。底行顯示了節(jié)點(diǎn)n的時(shí)間間隔，根據(jù)通信時(shí)間表將該時(shí)間間隔分配給節(jié)點(diǎn)n。其上顯示了總線監(jiān)護(hù)器的允許時(shí)間?？偩€監(jiān)護(hù)器在前一點(diǎn)被允許在后一點(diǎn)禁止，每個(gè)時(shí)間由一個(gè)容錯(cuò)度窗口偏移。
附圖3顯示了一個(gè)具有兩個(gè)通信節(jié)點(diǎn)和一個(gè)通信周期的簡(jiǎn)化的時(shí)間復(fù)用方案，該通信周期由8個(gè)數(shù)據(jù)分組(幀)組成。該實(shí)施例顯示兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的發(fā)送時(shí)間可能偏移，在這樣一種方式中，因?yàn)楸镜貢r(shí)鐘源的容許，在通信周期的結(jié)尾有一個(gè)碰撞風(fēng)險(xiǎn)。在這個(gè)實(shí)施例中，碰撞可以通過(guò)一個(gè)足夠長(zhǎng)的“幀間間隔”被避免。注意到的是所有的節(jié)點(diǎn)僅僅在每個(gè)通信周期開始的時(shí)候通過(guò)接收一個(gè)指定的符號(hào)被同步一次，并且隨著周期長(zhǎng)度的增加出現(xiàn)更大的偏差?！皫g間隔”的長(zhǎng)度在整個(gè)通信周期的持續(xù)時(shí)間周期中被作為一個(gè)常量參數(shù)設(shè)立，并且在周期的結(jié)束處不能動(dòng)態(tài)的增加。在大的周期長(zhǎng)度的情況下，“幀間間隔”所需的長(zhǎng)度可能大大損害數(shù)據(jù)傳輸?shù)男?，尤其是如果僅僅傳輸非常小的數(shù)據(jù)分組。為了阻止在分布型通信控制器的同步時(shí)所例證的問(wèn)題，該方法因此頻繁用于全局時(shí)鐘同步，借此實(shí)現(xiàn)通信控制器的不斷同步來(lái)。以這種方式，短的“幀間間隔”和因此高的效率得以實(shí)現(xiàn)，并且在適中的時(shí)鐘供應(yīng)精確度需要下能夠作出經(jīng)濟(jì)的解決方案。
一個(gè)非常相似的同步問(wèn)題出現(xiàn)在通信控制器與關(guān)聯(lián)的總線監(jiān)護(hù)器之間，因?yàn)樵诮裉斓南到y(tǒng)中仍然應(yīng)用獨(dú)立的時(shí)鐘源。
附圖4顯示了一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的實(shí)施例，其中總線監(jiān)護(hù)器在一個(gè)通信周期期間因?yàn)闀r(shí)鐘頻率偏差而漂移。在通信控制器中的數(shù)據(jù)分組和總線監(jiān)護(hù)器的允許時(shí)間之間將會(huì)注意到“幀間間隔”，它被容錯(cuò)度窗口擴(kuò)大。在該實(shí)例中，盡管總線監(jiān)護(hù)器在通信周期開始時(shí)顯示了正確時(shí)間，但是它在周期的后半段時(shí)間從通信控制器的發(fā)送時(shí)間開始偏差得更嚴(yán)重。從第五個(gè)數(shù)據(jù)分組向前，因?yàn)檫^(guò)早的禁止總線監(jiān)護(hù)器而斷開數(shù)據(jù)包的部分。這將只能通過(guò)擴(kuò)大“幀間間隔”而得到糾正。
總線訪問(wèn)發(fā)生的精確度以及由此而來(lái)的“幀間間隔”的所需長(zhǎng)度，由于所述原因，不能從通過(guò)全局時(shí)鐘同步而得到改善的通信控制器的精確度來(lái)獲得，而是最終通過(guò)總線監(jiān)護(hù)器時(shí)鐘源的精確度來(lái)限制。
附圖5顯示了一個(gè)總線監(jiān)護(hù)器的基本結(jié)構(gòu)和該總線監(jiān)護(hù)器與現(xiàn)有技術(shù)的通信控制器的連接?？偩€監(jiān)護(hù)器按照慣例僅僅在通信周期開始的時(shí)候通過(guò)通信控制器利用ARM信號(hào)同步一次，然后在自己時(shí)鐘振蕩器的精度下自由運(yùn)行直到周期的結(jié)束。這意味著，達(dá)到通信周期結(jié)尾的通信控制器與總線監(jiān)護(hù)器間的時(shí)鐘偏差能夠累加，這樣總線監(jiān)護(hù)器不能再以無(wú)故障模式執(zhí)行它的任務(wù)。盡管全局時(shí)鐘同步可以保證所有的通信控制器具有一個(gè)共同的時(shí)間觀念，但是不能影響總線監(jiān)護(hù)器，因?yàn)橛捎讵?dú)立性原因它們具有自己的時(shí)鐘振蕩器。然而，其時(shí)鐘頻率受到在通信控制器同步情況下需要的長(zhǎng)“幀間間隔”造成的相同波動(dòng)和長(zhǎng)期影響。總線監(jiān)護(hù)器的一個(gè)附加全局時(shí)鐘同步由于費(fèi)用原因是不可取的，特別是因?yàn)榭偩€監(jiān)護(hù)器通常不裝備處理器。
附圖6顯示了本發(fā)明的具有一個(gè)通信控制器和一個(gè)總線監(jiān)護(hù)器的一部分通信網(wǎng)絡(luò)，其實(shí)施在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)中，并通過(guò)節(jié)點(diǎn)控制訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)總線。
通信控制器產(chǎn)生一個(gè)全局時(shí)鐘信號(hào)f_MT和一個(gè)本地時(shí)鐘f_mt。
總線控制器的調(diào)度程序以全局時(shí)鐘信號(hào)(宏計(jì)時(shí))f_MT為基礎(chǔ)控制總線訪問(wèn)。增加了兩個(gè)監(jiān)視器電路，其中WDf_MT監(jiān)視宏計(jì)時(shí)和WDf_BG監(jiān)視BG計(jì)時(shí)，在這個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)集成RC振蕩器用于代替常用的石英振蕩器。
總線監(jiān)護(hù)器與關(guān)連的通信控制器的內(nèi)部時(shí)鐘時(shí)間不斷地同步，其中的時(shí)鐘時(shí)間典型地被所謂的宏計(jì)時(shí)表示。宏計(jì)時(shí)通過(guò)一個(gè)數(shù)字分頻器從通信控制器中時(shí)鐘振蕩器的信號(hào)中產(chǎn)生，該分頻器的比率借助于全局同步的算法來(lái)控制，如果時(shí)鐘頻率偏差，通信控制器服從于校正時(shí)間復(fù)用方案。如果總線監(jiān)護(hù)器的調(diào)度程序也根據(jù)宏計(jì)時(shí)定時(shí)，則跟蹤為時(shí)鐘同步引入的宏計(jì)時(shí)期間的變化。借助于這個(gè)在通信控制器與總線監(jiān)護(hù)器之間連續(xù)的同步，總線監(jiān)護(hù)器的允許時(shí)間的非常狹窄的容錯(cuò)范圍成為可能，由此使“幀間間隔”變短。
通過(guò)同步，總線監(jiān)護(hù)器在本身不具有精確的時(shí)鐘振蕩器的情況下工作。當(dāng)然，除了宏計(jì)時(shí)外，還需要一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)作為對(duì)于至今總線監(jiān)護(hù)器中使用的本地時(shí)鐘振蕩器的替代。該所謂的BG計(jì)時(shí)通過(guò)一個(gè)頻率分頻器從通信控制器中時(shí)鐘振蕩器中直接導(dǎo)出，因此獨(dú)立于全局時(shí)鐘同步。
BG計(jì)時(shí)決定總線監(jiān)護(hù)器可能控制允許和禁止總線訪問(wèn)的最大分辨率。除了作為一個(gè)好的分辨時(shí)鐘使用，BG計(jì)時(shí)還能夠用于檢驗(yàn)，借助于一個(gè)監(jiān)視器電路，檢驗(yàn)宏計(jì)時(shí)持續(xù)時(shí)間周期是否處于設(shè)置的容錯(cuò)度之內(nèi)。這些限制在系統(tǒng)配置期間設(shè)置并且其尺寸大小必須可以允許時(shí)鐘同步引起的偏差，例如容錯(cuò)度。如果宏計(jì)持續(xù)時(shí)間周期處于容錯(cuò)度之外或者如果信號(hào)完全失效，總線監(jiān)護(hù)器必須禁止總線訪問(wèn)。為了提高監(jiān)視器精度，還可以監(jiān)視可配置數(shù)量的周期，以代替監(jiān)視一個(gè)宏計(jì)時(shí)周期。根據(jù)需要，監(jiān)視可以覆蓋整個(gè)周期長(zhǎng)度。另外，如果一個(gè)監(jiān)視器電路決定兩個(gè)連續(xù)的ARM信號(hào)之間的BG計(jì)時(shí)數(shù)目，則監(jiān)視周期長(zhǎng)度是可能的。
對(duì)全局時(shí)鐘同步必需的校正不必均勻地分布在整個(gè)通信周期而是必須發(fā)生在預(yù)定的周期中，這樣是可能的，例如，在通信周期的開始的幾個(gè)宏計(jì)時(shí)中。宏計(jì)時(shí)持續(xù)的周期將不得不因?yàn)檫@幾個(gè)周期而大大的改變，所以意味著監(jiān)視器電路的容錯(cuò)度必然不允許對(duì)宏計(jì)時(shí)的精確的監(jiān)視。為了阻止這個(gè)，對(duì)宏計(jì)時(shí)的檢查將會(huì)因?yàn)橥ㄐ胖芷诘囊粋€(gè)可配置部分而不起作用。
此外，監(jiān)視器電路避免BG計(jì)時(shí)信號(hào)本身的故障或頻率偏移。以相似的方式檢驗(yàn)BG計(jì)時(shí)信號(hào)持續(xù)周期并間接的檢驗(yàn)通信控制器的時(shí)鐘振蕩器。一個(gè)具有較大的容錯(cuò)度的時(shí)鐘振蕩器作為一個(gè)基準(zhǔn)振蕩器是合適的，鑒于這一點(diǎn)僅僅來(lái)自于額定的持續(xù)周期的總的偏差必須被檢測(cè)。從額定持續(xù)周期產(chǎn)生的小的偏差一般借助于通信控制器中全局時(shí)鐘同步的算法檢測(cè)。為了節(jié)省花費(fèi)及簡(jiǎn)單集成的目的，一個(gè)RC振蕩器可能因?yàn)檫@一點(diǎn)被使用。
作為選擇，附圖6中表示的總線監(jiān)護(hù)器還可以關(guān)聯(lián)大量網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，并且控制大量網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的訪問(wèn)。這對(duì)于星形網(wǎng)絡(luò)特別有利。
附圖7顯示了監(jiān)視BG計(jì)時(shí)的監(jiān)視器電路WDf_BG的操作的基本方法。信號(hào)f_gw通過(guò)從RC振蕩器的時(shí)鐘信號(hào)分頻獲得。借助于這個(gè)信號(hào)，確定一個(gè)選通時(shí)間，并且在該選通時(shí)間內(nèi)，確定BG計(jì)時(shí)信號(hào)f_BG周期的數(shù)量。通過(guò)比較計(jì)數(shù)器結(jié)果與容錯(cuò)度范圍-Δ和+Δ定義的窗口，如果過(guò)度偏差，則發(fā)出一個(gè)錯(cuò)誤的信號(hào)并且立即停止總線訪問(wèn)。除了選通時(shí)間對(duì)應(yīng)于宏計(jì)時(shí)的周期持續(xù)時(shí)間以及對(duì)BG計(jì)時(shí)的數(shù)目計(jì)數(shù)外，第二總線監(jiān)護(hù)器WDf_MT具有相似的結(jié)構(gòu)。當(dāng)監(jiān)視器電路應(yīng)用于實(shí)賤，必須確?？偩€監(jiān)護(hù)器對(duì)RC振蕩器和通信控制器中f_BG及f_MT信號(hào)的故障作出反應(yīng)，在可能的最短的時(shí)間內(nèi)阻止總線訪問(wèn)，以便在出現(xiàn)故障時(shí)確保節(jié)點(diǎn)的故障—沉默性質(zhì)。
權(quán)利要求
1.一種具有至少兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的通信網(wǎng)絡(luò)，在上述節(jié)點(diǎn)之間數(shù)據(jù)可以通過(guò)一個(gè)傳輸媒體傳送，其中提供一個(gè)通信時(shí)間表，向所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)分配時(shí)隙用以訪問(wèn)所述傳輸媒體，其中所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的每個(gè)包括至少一個(gè)具有一個(gè)第一調(diào)度程序的通信控制器，用于根據(jù)所述通信時(shí)間表控制所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)對(duì)所述傳輸媒體的訪問(wèn)，其中所述通信網(wǎng)絡(luò)包括至少一個(gè)具有第二調(diào)度程序的總線監(jiān)護(hù)器，用于根據(jù)一個(gè)監(jiān)視時(shí)間表監(jiān)視所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)對(duì)所述傳輸媒體的訪問(wèn)，其中所述通信控制器包括產(chǎn)生一個(gè)本地的獨(dú)立時(shí)鐘信號(hào)和一個(gè)全局時(shí)鐘信號(hào)的裝置，上述信號(hào)可能受到通信系統(tǒng)中的至少一個(gè)參數(shù)的影響，其中所述全局時(shí)鐘信號(hào)用來(lái)控制所述通信控制器中的所述第一調(diào)度程序和所述總線監(jiān)護(hù)器中的所述第二調(diào)度程序。
2.一個(gè)如權(quán)利要求1中所述的通信網(wǎng)絡(luò)，特征在于，所述總線監(jiān)護(hù)器包括一個(gè)第一監(jiān)視電路，借助于所述通信控制器的所述本地時(shí)鐘信號(hào)監(jiān)視所述通信控制器的所述全局時(shí)鐘信號(hào)。
3.一個(gè)如權(quán)利要求1中所述的通信網(wǎng)絡(luò)，特征在于，所述總線監(jiān)護(hù)器包括一個(gè)總線監(jiān)護(hù)器振蕩器，該振蕩器給第二監(jiān)視電路提供一個(gè)本地時(shí)鐘信號(hào)，所述第二監(jiān)視電路借助于所述總線監(jiān)護(hù)器中的所述本地時(shí)鐘監(jiān)視所述通信控制器的所述本地時(shí)鐘信號(hào)。
4.一個(gè)如權(quán)利要求3中所述的通信網(wǎng)絡(luò)，特征在于，所述總線監(jiān)護(hù)器振蕩器是一個(gè)RC振蕩器。
5.一個(gè)如權(quán)利要求3中所述的通信網(wǎng)絡(luò)，特征在于，所述總線監(jiān)護(hù)器包括一個(gè)故障監(jiān)視電路，其監(jiān)視所述總線監(jiān)護(hù)器振蕩器的故障，如果所述總線監(jiān)護(hù)器振蕩器出現(xiàn)故障，所述故障監(jiān)視電路阻塞與這個(gè)總線監(jiān)護(hù)器關(guān)聯(lián)的節(jié)點(diǎn)對(duì)所述傳輸媒體的訪問(wèn)或者產(chǎn)生一個(gè)出錯(cuò)信息。
6.一個(gè)如權(quán)利要求1中所述的通信網(wǎng)絡(luò)，特征在于，在所述網(wǎng)絡(luò)中的所述通信控制器中執(zhí)行一個(gè)算法，借助于該算法，所述通信控制器中的所述全球時(shí)鐘全局時(shí)鐘信號(hào)彼此調(diào)整或者和相對(duì)于一個(gè)參考信號(hào)來(lái)調(diào)整。
7.一個(gè)如權(quán)利要求2中所述的通信網(wǎng)絡(luò)，特征在于，所述第一監(jiān)視電路包括一個(gè)計(jì)數(shù)器，確定所述本地時(shí)鐘信號(hào)的周期數(shù)目超過(guò)所述全局時(shí)鐘信號(hào)的一個(gè)或多個(gè)周期，如果計(jì)數(shù)的周期數(shù)目處于預(yù)定的容錯(cuò)范圍之外，則所述第一監(jiān)視電路阻塞與該總線監(jiān)護(hù)器關(guān)聯(lián)的節(jié)點(diǎn)或者與該總線監(jiān)護(hù)器關(guān)聯(lián)的多個(gè)節(jié)點(diǎn)訪問(wèn)所述傳輸媒體。
8.一個(gè)如權(quán)利要求3中所述的通信網(wǎng)絡(luò)，特征在于，所述第二監(jiān)視電路包括一個(gè)計(jì)數(shù)器，確定所述通信控制器中的所述本地時(shí)鐘信號(hào)的周期數(shù)目超過(guò)所述本地時(shí)鐘信號(hào)的一個(gè)或多個(gè)周期，如果計(jì)數(shù)的周期數(shù)目處于預(yù)定的容錯(cuò)范圍之外，則所述第二監(jiān)視電路阻塞與所述總線監(jiān)護(hù)器關(guān)聯(lián)的節(jié)點(diǎn)或者與所述總線監(jiān)護(hù)器關(guān)聯(lián)的多個(gè)節(jié)點(diǎn)訪問(wèn)所述傳輸媒體。
9.一個(gè)如權(quán)利要求1中所述的通信網(wǎng)絡(luò)，特征在于，所述通信控制器包括一個(gè)石英振蕩器，所述通信控制器中的所述本地時(shí)鐘信號(hào)借助于一個(gè)固定分頻器從所述石英振蕩器的信號(hào)中被導(dǎo)出，所述通信控制器中的所述全局時(shí)鐘信號(hào)借助于一個(gè)可變分頻器從所述石英振蕩器的信號(hào)中被導(dǎo)出，其中所述可變分頻器的分頻器比率可以受到所述通信系統(tǒng)中的至少一個(gè)參數(shù)的影響。
10.一種用于通信網(wǎng)絡(luò)中的通信控制器，其中，所述通信控制器裝備有一個(gè)第一調(diào)度程序，用于根據(jù)一個(gè)通信時(shí)間表控制網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)對(duì)所述網(wǎng)絡(luò)中一個(gè)傳輸媒體的訪問(wèn)，其中所述通信控制器包括產(chǎn)生一個(gè)本地的獨(dú)立的時(shí)鐘信號(hào)和一個(gè)全局時(shí)鐘信號(hào)的裝置，上述信號(hào)可以受到所述通信系統(tǒng)中的至少一個(gè)參數(shù)的影響，其中所述全局時(shí)鐘信號(hào)用來(lái)控制所述通信控制器中的所述第一調(diào)度程序和控制總線監(jiān)護(hù)器中的第二調(diào)度程序。
11.一種用于通信網(wǎng)絡(luò)的根據(jù)監(jiān)視時(shí)間表監(jiān)視至少一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)對(duì)傳輸媒體的訪問(wèn)的總線監(jiān)護(hù)器，該總線監(jiān)護(hù)器包括一個(gè)第一監(jiān)視電路，其借助于一個(gè)通信控制器中的本地時(shí)鐘信號(hào)監(jiān)視通信控制器中的全局時(shí)鐘信號(hào)。
12.一種控制一個(gè)具有至少兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的通信網(wǎng)絡(luò)的方法，其中在上述節(jié)點(diǎn)之間數(shù)據(jù)可以通過(guò)一個(gè)傳輸媒體發(fā)送，其中提供一個(gè)通信時(shí)間表，向所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)分配時(shí)隙供訪問(wèn)所述傳輸媒體之用，其中每個(gè)所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)包括至少一個(gè)具有一個(gè)第一調(diào)度程序的通信控制器，用于根據(jù)所述通信時(shí)間表控制所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)對(duì)所述傳輸媒體的訪問(wèn)，其中所述通信網(wǎng)絡(luò)包括至少一個(gè)具有第二調(diào)度程序的總線監(jiān)護(hù)器，用于根據(jù)一個(gè)監(jiān)視時(shí)間表監(jiān)視所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)對(duì)所述傳輸媒體的訪問(wèn)，其中所述通信控制器產(chǎn)生一個(gè)本地獨(dú)立時(shí)鐘信號(hào)和一個(gè)全局時(shí)鐘信號(hào)，上述信號(hào)可以受到所述通信系統(tǒng)中的至少一個(gè)參數(shù)的影響，其中所述全球時(shí)鐘全局時(shí)鐘信號(hào)控制所述通信控制器中的所述一調(diào)度程序和所述總線監(jiān)護(hù)器中的所述第二調(diào)度程序。
全文摘要
本發(fā)明涉及一個(gè)具有至少兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的通信網(wǎng)絡(luò)，在上述節(jié)點(diǎn)之間數(shù)據(jù)可以通過(guò)一個(gè)傳輸媒體被傳送；其中提供一個(gè)通信時(shí)間表，向訪問(wèn)傳輸媒體的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)分配時(shí)隙；其中每個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)包括至少一個(gè)具有一個(gè)第一調(diào)度程序的通信控制器，用于根據(jù)通信時(shí)間表控制網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)對(duì)傳輸媒體的訪問(wèn)；其中通信網(wǎng)絡(luò)包括至少一個(gè)具有第二調(diào)度程序的總線監(jiān)護(hù)器，用于根據(jù)一個(gè)監(jiān)視時(shí)間表監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)對(duì)傳輸媒體的訪問(wèn)其中通信控制器包括產(chǎn)生一個(gè)本地的獨(dú)立的時(shí)鐘信號(hào)和一個(gè)全局時(shí)鐘信號(hào)的裝置，上述信號(hào)可以受到通信系統(tǒng)中的至少一個(gè)參數(shù)的影響；其中全局時(shí)鐘信號(hào)用來(lái)控制控制器中的第一調(diào)度程序和總線監(jiān)護(hù)器中的第二調(diào)度程序。
文檔編號(hào)H04L5/14GK1417983SQ0215454
公開日2003年5月14日 申請(qǐng)日期2002年9月4日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月7日
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