專利名稱：時(shí)間觸發(fā)協(xié)議(ttp)環(huán)境中的時(shí)鐘同步的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于監(jiān)視和管理具有若干通信節(jié)點(diǎn)的通信系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的方法和電路裝置，使用其有可能通過(guò)自治媒體訪問(wèn)控制來(lái)操作通信系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
將定時(shí)通信協(xié)議推薦用于例如在汽車工業(yè)內(nèi)使用的分布式實(shí)時(shí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。這種通信程序例如描述在S.polenda和G.Kroiss的“TTP‘Drive by Wire’ingreifbarer Nhe”Elektronik，1999年第14期，第36至43頁(yè)和J.Berwanger等人的“FlexRay-The Communication System for Advanced Automotive ControlSystems”，SAE World Congress 2001中。在這些系統(tǒng)中，媒體訪問(wèn)控制基于時(shí)分復(fù)用方法，例如帶有在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中事先定義的靜態(tài)通信時(shí)間表的TDMA(時(shí)分多址)。該時(shí)間表為每個(gè)通信節(jié)點(diǎn)定義了它在通信周期內(nèi)可以發(fā)送數(shù)據(jù)的時(shí)間。在這種類型的定時(shí)通信協(xié)議中，在沒(méi)有采取進(jìn)一步保護(hù)措施的情況下，可能會(huì)發(fā)生單個(gè)的故障節(jié)點(diǎn)(也稱作“喋喋不休的白癡(babbling idiot)”，它總是在分配的時(shí)隙之外發(fā)送)阻塞整個(gè)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。
為了防止這種情況，通常通過(guò)用于例如在1998年6月德國(guó)慕尼黑的第28屆容錯(cuò)計(jì)算國(guó)際年度討論會(huì)上C.Temple的“Avoiding the Babbling-Idiot Failure ina Time-Triggered Communication System”描述的所述協(xié)議的總線監(jiān)視器來(lái)保護(hù)到傳輸媒體的訪問(wèn)?？偩€監(jiān)視器具有獨(dú)立的時(shí)間基礎(chǔ)，并安裝有調(diào)度表，這允許僅在為通信節(jié)點(diǎn)預(yù)留的時(shí)隙期間和在這些時(shí)隙之前與之后的短暫容差區(qū)域期間寫(xiě)訪問(wèn)媒體。如果總線監(jiān)視器建立通信節(jié)點(diǎn)正在試圖在為其預(yù)留的時(shí)間周期之外寫(xiě)入數(shù)據(jù)總線，它停止此訪問(wèn)，報(bào)告錯(cuò)誤狀態(tài)，并永久地阻塞這個(gè)通信節(jié)點(diǎn)進(jìn)一步的總線訪問(wèn)。因而，該總線監(jiān)視器確保了通信節(jié)點(diǎn)的故障靜寂(fail-silent)特性。
在原理上，分布式裝置內(nèi)的每個(gè)通信節(jié)點(diǎn)都可以裝備它自己的總線監(jiān)視器，但是在星形網(wǎng)絡(luò)的情況下，也可能使用具有中央總線監(jiān)視器的解決方案；該中央總線監(jiān)視器監(jiān)視連接到星形耦合器的所有節(jié)點(diǎn)的通信。例如，可以在WO01/13230A1中找到這種類型的中央總線監(jiān)視器的詳細(xì)描述。
位于分布式裝置中通信節(jié)點(diǎn)內(nèi)的通信控制器和總線監(jiān)視器應(yīng)當(dāng)盡可能地相互獨(dú)立操作，但是它們的通信時(shí)間表在初始化期間至少一次進(jìn)行同步。通常，此同步另外在固定的時(shí)間間隔上進(jìn)行重復(fù)，例如在每個(gè)通信周期的開(kāi)始時(shí)重復(fù)一次。在使用在通信節(jié)點(diǎn)內(nèi)分散結(jié)構(gòu)中的總線監(jiān)視器的解決方案的情況下，可借助于來(lái)自通信控制器的合適控制信號(hào)輕易地實(shí)現(xiàn)這樣的同步。為了在分布式裝置中相互同步通信控制器，通常使用用于全局時(shí)鐘同步的算法。使用總線監(jiān)視器和通信控制器之間接口的合適設(shè)計(jì)，分散裝置中總線監(jiān)視器也可以遵循用于全局時(shí)鐘同步的校正。
在包括有源網(wǎng)絡(luò)耦合器(下文中稱作有源星形耦合器)的星形網(wǎng)絡(luò)的情況下，通信節(jié)點(diǎn)通常經(jīng)點(diǎn)到點(diǎn)連接而連接到星形耦合器。由通信節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)借助于星形耦合器內(nèi)的分布單元傳送到所有其它的通信節(jié)點(diǎn)。除了數(shù)據(jù)線路之外，中央總線監(jiān)視器應(yīng)當(dāng)不再需要其它的到將要被監(jiān)視的通信控制器的連接。因此，必須以不同于在分散裝置內(nèi)總線監(jiān)視器情況下的方式來(lái)執(zhí)行總線監(jiān)視器與所連接的通信控制器的同步。一種推薦的選擇是集成中央總線控制器與分配的通信控制器。這個(gè)通信控制器可主動(dòng)地同步它自身與網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的其它通信控制器，并通過(guò)預(yù)定義的時(shí)隙發(fā)送諸如狀態(tài)信息的數(shù)據(jù)。由于在空間上臨近，有可能借助于合適的控制線路來(lái)同步中央總線監(jiān)視器與這個(gè)通信控制器的通信時(shí)間表。這種方法的缺點(diǎn)是嚴(yán)重依賴于這個(gè)通信控制器的正確起作用。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種上述類型的方法，其中中央總線監(jiān)視器與分布式裝置內(nèi)通信節(jié)點(diǎn)的時(shí)分復(fù)用圖解(schematic)和全局時(shí)鐘時(shí)間同步。還將規(guī)定一種能夠用于實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的方法的電路裝置。
這個(gè)目的通過(guò)在權(quán)利要求1中要求保護(hù)的方法和在權(quán)利要求7中要求保護(hù)的電路裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明的方法和根據(jù)本發(fā)明的電路裝置的有益實(shí)施例是相關(guān)從屬權(quán)利要求的標(biāo)的物。
根據(jù)本發(fā)明的用于監(jiān)視和管理具有若干通信節(jié)點(diǎn)的通信系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的方法，所述通信節(jié)點(diǎn)通過(guò)由總線監(jiān)視器監(jiān)視的接口進(jìn)行通信，該方法包括下述步驟a)提供用于所有通信節(jié)點(diǎn)的預(yù)定義通信時(shí)間表；
b)初始化總線控制器；c)同步總線監(jiān)視器的通信時(shí)間表與由分布式裝置中的通信節(jié)點(diǎn)執(zhí)行的預(yù)定義通信時(shí)間表，根據(jù)在接口上觀察到的活動(dòng)進(jìn)行同步；d)由總線監(jiān)視器監(jiān)視通信節(jié)點(diǎn)的活動(dòng)；e)比較所述活動(dòng)與預(yù)定義通信時(shí)間表；f)停止所述接口用于一通信節(jié)點(diǎn)，其中對(duì)于該通信節(jié)點(diǎn)已經(jīng)檢測(cè)到與預(yù)定義通信時(shí)間表不兼容的活動(dòng)。
總線監(jiān)視器監(jiān)視在所有星形接口上的活動(dòng)，并使用它自己的通信圖解來(lái)控制所有通信節(jié)點(diǎn)到分布單元的訪問(wèn)。
在此“活動(dòng)”應(yīng)當(dāng)理解為從“不活動(dòng)”到“活動(dòng)”和從“活動(dòng)”到“不活動(dòng)”的狀態(tài)轉(zhuǎn)變。對(duì)這些狀態(tài)轉(zhuǎn)變或活動(dòng)的觀察引起通信節(jié)點(diǎn)的通信時(shí)間表的監(jiān)視、與總線監(jiān)視器的預(yù)定義通信時(shí)間表的比較、以及用于中央總線監(jiān)視器的預(yù)定義通信時(shí)間表與分布式裝置中通信節(jié)點(diǎn)的通信時(shí)間表的同步。與公知的解決方案相反，因?yàn)椴恍枰邮諗?shù)據(jù)分組的解碼，根據(jù)本發(fā)明的方法可用于使用大多數(shù)不同編碼方法的通信系統(tǒng)。
總線監(jiān)視器可以聯(lián)合地監(jiān)視用于所有連接的通信節(jié)點(diǎn)的通信時(shí)間表。此外，或者作為選擇，可具體比較在特定接口上觀察到的活動(dòng)與用于連接到此接口的通信節(jié)點(diǎn)的通信時(shí)間表。以這種方式，甚至在完成總線監(jiān)視器的同步之前，可識(shí)別出例如正在所有時(shí)隙內(nèi)發(fā)送數(shù)據(jù)的通信節(jié)點(diǎn)的不正確的行為。根據(jù)計(jì)劃使用的要求，隨后可在較早的級(jí)別上停用相關(guān)接口，這甚至可防止系統(tǒng)啟動(dòng)的干擾。在其中總線監(jiān)視器的保護(hù)功能在開(kāi)機(jī)之后必須保持停用直到已經(jīng)同步總線監(jiān)視器和通信節(jié)點(diǎn)或它們的通信控制器的通信時(shí)間表的通信系統(tǒng)中，這個(gè)特性特別重要。
在初始化階段中，在一些情況下，通信控制器的活動(dòng)將尚未符合預(yù)定義的通信時(shí)間表。例如，因?yàn)楦鱾€(gè)通信控制器僅僅在延遲之后集成到網(wǎng)絡(luò)內(nèi)或者必需解決媒體訪問(wèn)沖突，可能出現(xiàn)矛盾。在此周期期間，總線監(jiān)視器允許通過(guò)通信控制器的持續(xù)寫(xiě)訪問(wèn)，并將其自身限制到活動(dòng)的觀察。連續(xù)地比較所觀察的活動(dòng)與作為用于總線監(jiān)視器的通信時(shí)間表一部分的同步模式。
如果使用根據(jù)本發(fā)明的中央總線監(jiān)視器來(lái)監(jiān)視活動(dòng)，則不需要附加的通信控制器用于其控制，所以免除了一種可能的錯(cuò)誤源。
可以使用各種方法來(lái)進(jìn)行中央總線監(jiān)視器內(nèi)通信時(shí)間表的同步。例如，如果在定義通信時(shí)間表時(shí)使用諸如SOC(周期的開(kāi)始Start of Cycle)幀的不同長(zhǎng)度的具體符號(hào)或數(shù)據(jù)分組來(lái)識(shí)別通信周期的開(kāi)始，則這些數(shù)據(jù)分組可以被輕易地識(shí)別，并用于同步。這種類型的特殊數(shù)據(jù)分組并不一定必須定位在通信周期的開(kāi)始時(shí)，但是清楚分配給通信周期內(nèi)的已知時(shí)刻必須是可能的。進(jìn)一步的選擇是使用預(yù)定義序列的數(shù)據(jù)分組來(lái)識(shí)別通信周期內(nèi)的已知時(shí)刻。
此外，總線監(jiān)視器與符合分布式裝置中通信控制器理解的通信系統(tǒng)的全局時(shí)鐘時(shí)間的連續(xù)同步是必需的。
在星形接口上由活動(dòng)檢測(cè)器識(shí)別出的“不活動(dòng)”到“活動(dòng)”或“活動(dòng)”到“不活動(dòng)”的狀態(tài)轉(zhuǎn)變也用于總線監(jiān)視器的這種時(shí)鐘同步。在大多數(shù)的時(shí)間控制通信協(xié)議中，用于數(shù)據(jù)分組開(kāi)始的時(shí)刻適合于作為時(shí)鐘同步的基準(zhǔn)。這個(gè)時(shí)刻可由總線監(jiān)視器識(shí)別為從“不活動(dòng)”到“活動(dòng)”的狀態(tài)轉(zhuǎn)變。在通信時(shí)間表同步之后，總線監(jiān)視器可以借助于其本地時(shí)鐘預(yù)先計(jì)算期望用于識(shí)別數(shù)據(jù)分組起點(diǎn)的狀態(tài)轉(zhuǎn)變的時(shí)刻。此外，它可以定義期望窗口，此窗口定義圍繞其中狀態(tài)轉(zhuǎn)變被視為允許的數(shù)據(jù)分組的開(kāi)始時(shí)刻的期望時(shí)刻的區(qū)域。
對(duì)于每個(gè)接收到的數(shù)據(jù)分組，總線監(jiān)視器確定期望的和實(shí)際觀察到的狀態(tài)轉(zhuǎn)變之間的偏差。獨(dú)立地為所連接的每個(gè)通信節(jié)點(diǎn)確定這個(gè)偏差，并將其用于校正總線監(jiān)視器的本地時(shí)間。在最簡(jiǎn)單的情況下，以這樣的方式執(zhí)行所述校正，即在每個(gè)數(shù)據(jù)分組抵達(dá)所計(jì)算的期望窗口內(nèi)時(shí)，匹配本地時(shí)間與觀察到的時(shí)刻。然而，這種方法的一個(gè)缺點(diǎn)在于具有缺陷本地時(shí)鐘的通信節(jié)點(diǎn)將直接影響總線監(jiān)視器的本地時(shí)間。如果在校正中包含多個(gè)通信節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)分組開(kāi)始時(shí)刻的所測(cè)量的偏差，則可以實(shí)現(xiàn)總線監(jiān)視器本地時(shí)間的容錯(cuò)校正。隨后，可以將已知的算法用于全局時(shí)鐘同步。
通信控制器相互之間的同步通常借助于用于全局時(shí)鐘同步的公知方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，例如在1995年9月13日至15日德國(guó)Bad Neuenahr的第14屆可靠分布式系統(tǒng)研討會(huì)上的論文集中H.Kopetz等人的“A synchronization strategy for a time-triggered multicluster real-time system”中描述的。
在初始化之后，中央總線監(jiān)視器必須保持被停用，從而允許發(fā)送的所有數(shù)據(jù)分組的未保護(hù)傳輸，直到其通信時(shí)間表與分布式裝置中的通信節(jié)點(diǎn)的通信時(shí)間表同步為止。僅在已經(jīng)實(shí)現(xiàn)同步時(shí)，例如通過(guò)分布單元，僅根據(jù)預(yù)定義通信時(shí)間表，總線監(jiān)視器才開(kāi)始從一個(gè)發(fā)送通信節(jié)點(diǎn)向另一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳送數(shù)據(jù)分組。
本發(fā)明還描述了一種用于監(jiān)視和管理具有若干通信節(jié)點(diǎn)的通信系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的電路裝置，所述通信節(jié)點(diǎn)通過(guò)接口相互通信，該電路裝置包括-至少一個(gè)帶有連接的通信節(jié)點(diǎn)的有源星形耦合器，提供用于所有通信節(jié)點(diǎn)的預(yù)定義通信時(shí)間表；和-中央總線監(jiān)視器，連接到有源星形耦合器，在總線監(jiān)視器的初始化之后，總線監(jiān)視器的通信時(shí)間表與由分布式裝置中的通信節(jié)點(diǎn)執(zhí)行的預(yù)定義通信時(shí)間表同步，所述同步基于在接口上觀察到的活動(dòng)進(jìn)行，此總線監(jiān)視器監(jiān)視通信節(jié)點(diǎn)的活動(dòng)，比較所述活動(dòng)與預(yù)定義通信時(shí)間表，并停止該接口用于一節(jié)點(diǎn)，其中對(duì)于該節(jié)點(diǎn)，已經(jīng)檢測(cè)到與預(yù)定義通信時(shí)間表不兼容的活動(dòng)。
每個(gè)接口最好裝備有至少一個(gè)活動(dòng)檢測(cè)器。如果用于星形耦合器內(nèi)定向控制的接口裝備有活動(dòng)檢測(cè)器，則可以利用這個(gè)事實(shí)。
可以提供將從一個(gè)通信節(jié)點(diǎn)接收的信號(hào)傳送給其它通信節(jié)點(diǎn)的分布單元，但這并不是絕對(duì)必需的。
還可以設(shè)置以便可以使用用于總線監(jiān)視器的活動(dòng)檢測(cè)器，它監(jiān)視有源星形耦合器內(nèi)星形節(jié)點(diǎn)的活動(dòng)。隨后，在此僅可利用與狀態(tài)改變時(shí)刻有關(guān)的信息。然而，總線監(jiān)視器不能識(shí)別出活動(dòng)到接口的分配。該實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于它還可以使用總線驅(qū)動(dòng)器來(lái)實(shí)現(xiàn)，該總線驅(qū)動(dòng)器并未使任何活動(dòng)信號(hào)可利用。
在具有有源星形耦合器的星形網(wǎng)絡(luò)的情況下，總線監(jiān)視器可以有利地與有源星形耦合器組合，以形成一個(gè)單元。通過(guò)使用根據(jù)本發(fā)明的方法可以降低這種類型的具有集成總線監(jiān)視器的有源星形耦合器的成本和空間要求。
當(dāng)使用根據(jù)本發(fā)明的至少一個(gè)電路裝置時(shí)，總線監(jiān)視器允許所連接的通信節(jié)點(diǎn)僅根據(jù)它自己的通信時(shí)間表訪問(wèn)諸如有源星形耦合器的分布單元。如果在具有有源多星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的時(shí)間控制通信系統(tǒng)內(nèi)使用若干電路裝置，則這還包括有源星形耦合器之間的通信。例如在汽車和航空工業(yè)中可以發(fā)現(xiàn)應(yīng)用的領(lǐng)域。
將參考在附圖中圖示的實(shí)施例進(jìn)一步描述本發(fā)明，然而，本發(fā)明并不限制于此。
圖1圖示根據(jù)本發(fā)明的帶有總線監(jiān)視器的有源星形耦合器的實(shí)施例；
圖2圖示類似于圖1的實(shí)施例，但是沒(méi)有分布單元；圖3圖示帶有用于總線監(jiān)視器的附加活動(dòng)檢測(cè)器的另一個(gè)簡(jiǎn)化實(shí)施例；圖4圖示通信時(shí)間表的一個(gè)例子；和圖5圖示通信時(shí)間表的另一個(gè)例子。
具體實(shí)施例方式
圖1圖示帶有通信節(jié)點(diǎn)10、20和30的有源星形耦合器的實(shí)施例，所述通信節(jié)點(diǎn)通過(guò)分配的雙向總線驅(qū)動(dòng)器12、22和32連接到星形點(diǎn)40，并連接到分布單元50，此分布單元50分布所接收的數(shù)據(jù)。每個(gè)總線驅(qū)動(dòng)器12、22和32包括利用放大器AS和AE以普通方式實(shí)現(xiàn)的發(fā)送路徑和接收路徑。分布單元50例如可以作為“有限狀態(tài)機(jī)”以數(shù)字形式來(lái)執(zhí)行。連接到總線驅(qū)動(dòng)器12、22和32及分布單元50的是總線監(jiān)視器60，主控制器70連接到總線監(jiān)視器60，用于控制和配置總線監(jiān)視器60。每個(gè)總線驅(qū)動(dòng)器12、22、和32裝備有活動(dòng)檢測(cè)器14、24和34，它連接在相關(guān)總線驅(qū)動(dòng)器12、22和32的接收路徑內(nèi)，以便它可以識(shí)別在接收路徑上的活動(dòng)，并將它們報(bào)告給總線監(jiān)視器60。在所圖示的基本狀態(tài)中，所有的總線驅(qū)動(dòng)器12、22和32作為接收機(jī)操作，并且總線監(jiān)視器60允許通信節(jié)點(diǎn)的連續(xù)寫(xiě)訪問(wèn)。如果來(lái)自所連接的通信節(jié)點(diǎn)10、20或30例如來(lái)自節(jié)點(diǎn)30的數(shù)據(jù)現(xiàn)在抵達(dá)接口之一，則相關(guān)的活動(dòng)檢測(cè)器34將此報(bào)告給分布單元50。這個(gè)單元隨后控制其它總線驅(qū)動(dòng)器10、20內(nèi)的開(kāi)關(guān)S2，以便將它們切換到發(fā)送。這使得能夠分布所接收的數(shù)據(jù)到通信節(jié)點(diǎn)10和20。分布單元50可以識(shí)別從多個(gè)接口同時(shí)報(bào)告的活動(dòng)中的媒體訪問(wèn)沖突，并可以例如通過(guò)優(yōu)先權(quán)控制來(lái)予以解決。有源星形耦合器的這個(gè)基本功能由總線監(jiān)視器60輔助，以實(shí)現(xiàn)它平谷來(lái)自各個(gè)總線驅(qū)動(dòng)器的活動(dòng)信號(hào)的效果，并借助于開(kāi)關(guān)S1，可通過(guò)控制線允許或拒絕所連接通信節(jié)點(diǎn)的寫(xiě)訪問(wèn)。
圖2圖示未裝備分布單元的另一個(gè)實(shí)施例。每個(gè)總線驅(qū)動(dòng)器12、22和32提供有用于所接收信號(hào)的活動(dòng)檢測(cè)器14、24和34，和用于所發(fā)送信號(hào)的活動(dòng)檢測(cè)器16、26和36。在所圖示的開(kāi)關(guān)位置上，對(duì)于所接收的數(shù)據(jù)分組，由活動(dòng)檢測(cè)器14首先檢測(cè)在一個(gè)接口上的活動(dòng)，并在短暫延時(shí)之后，也由活動(dòng)檢測(cè)器16檢測(cè)。在從星形點(diǎn)向接口發(fā)送信號(hào)的情況下，僅由活動(dòng)檢測(cè)器16檢測(cè)活動(dòng)。根據(jù)這兩個(gè)活動(dòng)信號(hào)在時(shí)間中的狀態(tài)和變化，在該圖中用18、28和38表示的控制單元推導(dǎo)出用于改變開(kāi)關(guān)S2方向的控制信號(hào)。這種類型的控制信號(hào)從尚未公開(kāi)出版的專利申請(qǐng)......(ID 605940“Active star without data loss”)中獲知。如圖1所示的實(shí)施例，總線監(jiān)視器60從所有的總線驅(qū)動(dòng)器12、22和32接收獨(dú)立的活動(dòng)信號(hào)，并通過(guò)每次總線驅(qū)動(dòng)器內(nèi)的開(kāi)關(guān)S1的操作來(lái)控制通信節(jié)點(diǎn)10、20和30的寫(xiě)訪問(wèn)。
圖3圖示另一種實(shí)施例?？偩€監(jiān)視器60配備有它自己的活動(dòng)檢測(cè)器62，用于監(jiān)視在星形點(diǎn)40上的活動(dòng)。與圖1和圖2所示的電路裝置相反，在此僅可利用與狀態(tài)改變時(shí)刻有關(guān)的信息?；顒?dòng)到接口的分配不能由總線監(jiān)視器60識(shí)別。然而，根據(jù)本發(fā)明的方法現(xiàn)在可以利用并不使任何活動(dòng)信號(hào)可利用的總線驅(qū)動(dòng)器來(lái)實(shí)現(xiàn)。
借助于來(lái)自活動(dòng)檢測(cè)器的信號(hào)，總線監(jiān)視器60接收與在星形耦合器的數(shù)據(jù)輸入上當(dāng)前觀察到的狀態(tài)“活動(dòng)”或“不活動(dòng)”有關(guān)的信息。它可以據(jù)此確定用于狀態(tài)轉(zhuǎn)變的時(shí)刻，并進(jìn)而確定發(fā)送數(shù)據(jù)分組的時(shí)刻和持續(xù)時(shí)間。在圖1和圖2所示的實(shí)施例中，將來(lái)自節(jié)點(diǎn)10、20和30的每個(gè)接口的活動(dòng)信號(hào)饋送給總線監(jiān)視器60。因此，它可以一起比較在各個(gè)接口上的活動(dòng)以及所有活動(dòng)和其預(yù)定義通信時(shí)間表。這個(gè)通信時(shí)間表也可以經(jīng)通信接口80由主控制器70傳送給總線監(jiān)視器60，或在使用簡(jiǎn)化的電路裝置時(shí)可存儲(chǔ)在總線監(jiān)視器60的只讀存儲(chǔ)器例如ROM或FLASH中。
將參考圖4和圖5描述通信周期的同步的選擇。
圖4圖示精確地提供一個(gè)數(shù)據(jù)分組的通信時(shí)間表的例子，該數(shù)據(jù)分組的長(zhǎng)度不同于所有其它數(shù)據(jù)分組的長(zhǎng)度。只要總線監(jiān)視器根據(jù)其長(zhǎng)度識(shí)別出這個(gè)數(shù)據(jù)分組，它就可以同步它的通信時(shí)間表?，F(xiàn)在沒(méi)有必要知道如何將數(shù)據(jù)分組分配給星形接口。在所圖示的例子中，SOC符號(hào)的持續(xù)時(shí)間不同于所有其它數(shù)據(jù)分組的持續(xù)時(shí)間。在通信周期開(kāi)始時(shí)周期地發(fā)送SOC符號(hào)。結(jié)果，能夠防止因隨機(jī)低頻干擾產(chǎn)生的不正確同步。為此，在通信周期結(jié)束時(shí)，總線監(jiān)視器定義SOC期望窗口，并且不執(zhí)行其本地時(shí)鐘的同步，直至在這個(gè)窗口內(nèi)再次識(shí)別出SOC符號(hào)的開(kāi)始。
圖5圖示提供常規(guī)數(shù)據(jù)分組序列的通信時(shí)間表的一個(gè)例子，包括將它們分配給星形接口，這些數(shù)據(jù)分組僅在時(shí)分雙工幀內(nèi)出現(xiàn)一次。應(yīng)當(dāng)選擇這個(gè)序列，以使得它不能夠與出現(xiàn)的其它序列混淆，即使屬于這個(gè)序列的數(shù)據(jù)分組之一丟失也不能夠混淆，從而甚至在通信節(jié)點(diǎn)故障時(shí)也能夠同步。通過(guò)例子，圖5包含用于同步的序列幀2-幀3-幀4。
所描述的兩種選擇的組合有助于提高同步的可靠性。
總線監(jiān)視器可將所觀察到的在數(shù)據(jù)線路上活動(dòng)的時(shí)刻存儲(chǔ)完整的通信周期的時(shí)長(zhǎng)，并且然后在第二步中通過(guò)比較或相關(guān)這些時(shí)刻與通信時(shí)間表來(lái)確定正確的同步。
只要所觀察到的通信節(jié)點(diǎn)的活動(dòng)與預(yù)定義同步模式或同步符號(hào)毫無(wú)疑義地一致，則總線監(jiān)視器可同步它的通信時(shí)間表。僅在此之后，它才執(zhí)行它的實(shí)際保護(hù)功能，并借助于總線驅(qū)動(dòng)器內(nèi)的開(kāi)關(guān)S1，允許由通信節(jié)點(diǎn)僅根據(jù)它自己的通信時(shí)間表進(jìn)行寫(xiě)訪問(wèn)。
如果通信節(jié)點(diǎn)在根據(jù)總線監(jiān)視器的通信時(shí)間表用于該通信節(jié)點(diǎn)的時(shí)隙之外發(fā)送數(shù)據(jù)，則開(kāi)關(guān)S1阻止到分布單元的訪問(wèn)。借助于來(lái)自活動(dòng)檢測(cè)器的信號(hào)，總線監(jiān)視器可識(shí)別出這樣的時(shí)間表的違反，并將其報(bào)告給主控制器。根據(jù)此應(yīng)用，主控制器可以獨(dú)立地阻止具有不正確時(shí)間行為的通信節(jié)點(diǎn)的訪問(wèn)，或者可以將此故障報(bào)告給更高層的診斷單元，該診斷單元隨后例如啟動(dòng)故障通信節(jié)點(diǎn)的重置。
如上所已經(jīng)解釋的，除了總線監(jiān)視器與所連接的通信節(jié)點(diǎn)的通信時(shí)間表的同步之外，還必須確保總線監(jiān)視器的本地時(shí)鐘與通信節(jié)點(diǎn)的本地時(shí)鐘的同步，以及這些節(jié)點(diǎn)彼此同步。
權(quán)利要求
1.一種用于監(jiān)視和管理具有若干通信節(jié)點(diǎn)的通信系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的方法，所述通信節(jié)點(diǎn)通過(guò)由總線監(jiān)視器監(jiān)視的接口進(jìn)行通信，該方法包括下述步驟a)提供用于所有通信節(jié)點(diǎn)的預(yù)定義通信時(shí)間表；b)初始化總線監(jiān)視器；c)同步總線監(jiān)視器的通信時(shí)間表與由分布式裝置中的通信節(jié)點(diǎn)執(zhí)行的預(yù)定義通信時(shí)間表，根據(jù)在接口上觀察到的活動(dòng)進(jìn)行同步；d)由總線監(jiān)視器監(jiān)視通信節(jié)點(diǎn)的活動(dòng)；e)比較所述活動(dòng)與預(yù)定義通信時(shí)間表；和f)停止所述接口用于一通信節(jié)點(diǎn)，其中對(duì)于該通信節(jié)點(diǎn)已經(jīng)檢測(cè)到與預(yù)定義通信時(shí)間表不兼容的活動(dòng)。
2.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于，在每個(gè)接口上監(jiān)視通信節(jié)點(diǎn)的活動(dòng)。
3.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于，中央地監(jiān)視若干通信節(jié)點(diǎn)的活動(dòng)。
4.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于，預(yù)定義通信時(shí)間表包含用于標(biāo)識(shí)通信周期內(nèi)時(shí)刻的不同長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)分組，此數(shù)據(jù)分組由總線監(jiān)視器用于通信時(shí)間表的同步。
5.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于，預(yù)定義通信時(shí)間表包含預(yù)先確定的數(shù)據(jù)分組序列，用于標(biāo)識(shí)通信周期內(nèi)的時(shí)刻，此序列由總線監(jiān)視器用于通信時(shí)間表的同步。
6.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于，通過(guò)觀察所有通信節(jié)點(diǎn)的活動(dòng)，總線監(jiān)視器連續(xù)地與通信系統(tǒng)的全局時(shí)鐘時(shí)間同步。
7.一種用于監(jiān)視和管理具有若干通信節(jié)點(diǎn)的通信系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的電路裝置，所述通信節(jié)點(diǎn)通過(guò)接口通信，該電路裝置包括—至少一個(gè)帶有連接的通信節(jié)點(diǎn)(10，20，30)的有源星形耦合器，提供用于所有通信節(jié)點(diǎn)的預(yù)定義通信時(shí)間表；和—中央總線監(jiān)視器(60)，連接到有源星形耦合器，在總線監(jiān)視器初始化之后，總線監(jiān)視器的通信時(shí)間表與由分布式裝置中的通信節(jié)點(diǎn)執(zhí)行的預(yù)定義通信時(shí)間表同步，所述同步基于在接口上觀察到的活動(dòng)進(jìn)行，此總線監(jiān)視器監(jiān)視通信節(jié)點(diǎn)(10，20，30)的活動(dòng)，比較所述活動(dòng)與預(yù)定義通信時(shí)間表，并停止該接口用于一個(gè)節(jié)點(diǎn)，其中對(duì)于該節(jié)點(diǎn)已經(jīng)檢測(cè)到與預(yù)定義通信時(shí)間表不兼容的活動(dòng)。
8.如權(quán)利要求7的電路裝置，其特征在于，每個(gè)接口裝備有至少一個(gè)活動(dòng)檢測(cè)器(14，16；24，26；34，36)。
9.如權(quán)利要求7或8的電路裝置，其特征在于，將活動(dòng)檢測(cè)器(62)分配給總線監(jiān)視器(60)，此活動(dòng)檢測(cè)器報(bào)告在有源星形耦合器的星形點(diǎn)(40)上的活動(dòng)。
10.如權(quán)利要求7-9之一的電路裝置，其特征在于，組合總線監(jiān)視器(60)與有源星形耦合器，以形成一個(gè)單元。
11.在具有有源多星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的時(shí)間控制通信系統(tǒng)中如權(quán)利要求8-11之一的至少一個(gè)電路裝置的使用。
全文摘要
本發(fā)明描述用于監(jiān)視和管理具有若干通信節(jié)點(diǎn)的通信系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的方法，所述通信節(jié)點(diǎn)通過(guò)由總線監(jiān)視器監(jiān)視的接口進(jìn)行通信，該方法包括下述步驟a)提供用于所有通信節(jié)點(diǎn)的預(yù)定義通信時(shí)間表；b)初始化總線監(jiān)視器；c)同步總線監(jiān)視器的通信時(shí)間表與由分布式裝置中的通信節(jié)點(diǎn)執(zhí)行的預(yù)定義通信時(shí)間表，根據(jù)在接口上觀察到的活動(dòng)進(jìn)行同步；d)由總線監(jiān)視器監(jiān)視通信節(jié)點(diǎn)的活動(dòng)；e)比較所述活動(dòng)與預(yù)定義通信時(shí)間表；和f)停止所述接口用于任一通信節(jié)點(diǎn)，其中對(duì)于該通信節(jié)點(diǎn)已經(jīng)檢測(cè)到與預(yù)定義通信時(shí)間表不兼容的活動(dòng)。還描述了一種電路裝置及其使用。
文檔編號(hào)H04J3/06GK1633785SQ03804050
公開(kāi)日2005年6月29日 申請(qǐng)日期2003年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月18日
發(fā)明者M·津克, P·W·H·霍伊特斯, P·富爾曼恩 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司