[发明专利]用于把具有微控制器的 F l e x R a y 用户通过 F l e x R a y通信控制装置连接到 F l e x R a y通信连接上的方法、以及用于实现该方法的F l e x R a y 通信控制装置、F l e x R a y用户和Fl e x R a y通信系统

说明书

本发明涉及一种用于把具有微控制器的FlexRay用户通过FlexRay通信控制装置(所谓的FlexRay通信控制器(CC))连接到FlexRay通信连接上的方法，其中所述微控制器具有至少一个串行(比如通用同步/异步接收器/发送器；USART)接口。该FlexRay通信控制装置具有至少一个串行(比如USART)接口。通过串行(比如USART)接口来实现在用户与通信控制装置之间的连接。

此外本发明还涉及用于把具有微控制器的FlexRay用户连接到FlexRay通信连接上的FlexRay通信控制装置(所谓的FlexRay通信控制器(CC))，其中所述微控制器具有至少一个串行(比如USART)接口。该通信控制装置具有至少一个串行(比如USART)接口。在用户与通信控制装置之间的连接通过串行(比如USART)接口来实现。

此外本发明还涉及具有微控制器的FlexRay用户，所述微控制器具有至少一个串行(比如USART)接口，其中该用户可以串行接口之一经由FlexRay通信控制装置(所谓的FlexRay通信控制器(CC))连接到FlexRay通信连接上。在用户与通信控制装置之间的连接通过串行(比如USART)接口来实现。

最后本发明还涉及FlexRay通信系统，所述FlexRay通信系统包括FlexRay通信连接与其上通过FlexRay通信控制装置(所谓的FlexRay通信控制器(CC))所连接的FlexRay用户。至少一个用户具有微控制器，所述微控制器具有至少一个串行(比如USART)接口。在至少一个用户与通信控制装置之间的连接通过串行(比如USART)接口来实现。

现有技术

在现代机动车中、但也在机械制造中、特别是在机床领域中和在自动化领域中，借助于通信系统和被构造为总线系统的通信连接使控制设备、传感器系统和执行机构的联网在近年来得到迅猛增加。在此可以实现通过将功能分配到多个控制设备上的协同效应。在这种情况下称为分布式系统。不同用户之间的通信越来越多地通过被构造为总线系统的通信系统进行。总线系统上的通信业务量、访问和接收机制以及故障处理通过协议来调节。

为此公知的协议是FlexRay协议，其中目前基于FlexRay协议规范v2.0或v2.1。FlexRay协议定义了快速的、确定性的且容错的总线系统，特别是用于机动车中。按照FlexRay协议的数据传输根据时分多址(Time Division Multiple Access，TDMA)方法来进行。通过通信连接的数据传输以定期重复的传输循环来进行，所述传输循环分别被划分成也称为时隙的多个数据帧。给用户或待传输的消息分配有固定的时隙，所述用户或待传输的消息在所述时隙中排他性地访问通信连接。时隙以确定的传输循环重复，从而可以精确地预言通过总线传输消息的时间点并确定性地进行总线访问。

为了最佳地使用用于在总线系统上传输消息的带宽，FlexRay将传输循环(也称为循环(Zyklus)或总线循环)分成静态部分和动态部分。在此，固定的时隙位于总线循环开始时的静态部分中。在动态部分中，时隙被动态地分配。其中现在能够分别仅对于短暂的时间、对于一个或多个所谓的微时间段实现排他性总线访问。只有当在微时间段内进行总线访问时，才将时隙延长所需的时间。因此也即只有也在事实上需要带宽时才消耗带宽。

FlexRay通过通信连接的两个物理上分离的线路以分别最大10MBit/s(10兆波特)的数据速率通信。在此，总线循环每隔5ms、在有些通信系统中甚至每隔1ms或2.5ms结束。在此，两个信道对应于特别是OSI(开放式系统体系结构)层模型的物理层。两个信道主要用于冗余地并从而容错地传输消息，但也可以传输不同的消息，于是由此数据速率被加倍。但FlexRay也可以以较低的数据速率被运行。

为了实现同步功能和通过两个消息之间的小间隔来优化带宽，在通信网络中用户或分布式部件需要共同的时基、即所谓的全局时间。为了时钟同步化，在周期的静态部分传输同步消息，其中利用特定算法根据FlexRay规范来如此纠正用户的本地时钟时间，使得所有本地时钟都与全局时钟同步运行。