[发明专利]经由通信系统的通信媒体传输数据流的数据的方法以及通信系统的用户和实施该方法的通信系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于通过通信系统的通信媒体在重复的通信循环的时隙中传输数据流的数据的方法。本发明还涉及一种用于在重复的通信循环的时隙中传输数据的通信系统的用户。通信系统包括通信媒体、用户和至少一个其它的用户，其中，为了数据传输的目的而将用户连接在通信媒体上。本发明最后涉及一种用于在重复的通信循环的时隙中传输数据的通信系统，该通信系统包括具有之上所连接的多个用户的通信媒体。

背景技术

当今在汽车中常常遇到的CAN(控制器局域网(Controller AreaNetwork))协议，在可预见的时间内将达到它的极限。尤其是在兴起的线传控制(x-by-wire)应用的实时要求和安全重要性方面，CAN协议具有弱点。为了克服在机动车中的特定要求方面的这些限制，已在联合会的范围内开发了FlexRay协议。FlexRay是串行的、确定性的和容错的总线系统，该总线系统满足了在机动车中未来联网的提高的要求、尤其是数据传输的更高的带宽、(线传控制系统的)实时能力和失效安全性。

在FlexRay的开发中，在要求中首先高的数据传输速率、确定性的通信、高的容错和灵活性是很重要的。在FlexRay协议中，在相继跟随的通信循环的时隙中实现信息传输。在电组件(网络节点)中存在着共同的时间理解，其中，通过在循环之内的参考消息(所谓的SYNC消息)使组件同步。为了不仅能够实现同步的消息传输而且能够实现异步的消息传输，通信循环被划分为静态部分(静态段)和动态部分(动态段)，其分别具有至少一个用于信息传输的时隙(时间片(Slot)或时隙)。

将静态部分的时间片分配给确定的消息，在没有对于对FlexRay数据总线结构的访问权的竞争的情况下在确定的时刻周期性传输所述消息。当在循环的静态部分中按照时分多址(TDMA(Time DivisionMultiple Access))方法访问FlexRay数据总线结构，而在循环的动态部分期间按照所谓的灵活时分多址(FTDMA(Flexible Time DivisionMultiple Access))方法访问总线结构。使用所谓的微时隙(Minislotting)方法用于在循环的动态段期间访问数据总线结构。规范v.2.1对于FlexRay协议当前是权威的。也即这里可能说明的协议细节在未来可能变化。可以从因特网在http://www.flexray.de下获悉关于FlexRay协议的其它信息，在这里还存放了对于任何人都可以访问的许多出版物。

在详细观察机动车时，认识到具有不同特性的各种系统的联网。分布式调节系统因此大多要求循环性时间同步的传输。与此相反地，可以有利地异步传输所有不持续需要的，例如来自车身应用和舒适性应用的数据或诊断数据。为了能够实现确定性的行为，在FlexRay的情况下按照循环来组织传输模式。每一个通信循环均划分为可配置长度的静态段和动态段。在静态段之内，给每一个网络节点分配在其中在固定时刻传输用户消息的确定的时间窗(时间片)。所分配的时间片的所定义的发送时间保证了数据的确定性的传输。在循环的动态段中，以优先权控制的方式实现带宽的分配，即保证在通信循环内传输具有高优先权的消息，而对于具有低优先权的消息，发送时刻可能延迟。

优选地在静态段中传输实时重要的和时间临界的消息。而动态段更好地适用于传输具有较少实时要求的数据。由于不必在每一个通信循环中均传输这些数据，网络节点可以共同利用动态段中的可用的带宽。总共需要的带宽需求因此变得较小；通过通信循环的缩短可以达到较快的重复率，或降低波特率。

由于在静态段和动态段之间的可以灵活确定的界限，纯静态运行或纯动态运行也是可能的，这对于FlexRay打开了宽广的使用范围。在纯动态运行中通常循环性地由主节点启动通信循环。FlexRay附加地提供了由外界的事件启动通信循环的可能性(事件触发)。

专门对于该新式的协议已开发了一种可替代的通信媒体(物理层)。该协议规定在共同的媒体上整合地传输数据和能量。在此情况下，涉及高数据速率电力线通信(HDR-PLC(hochdatenratige PowerlineCommunication))。与来自家用领域的动用已有基础设施的常规的PLC系统相反，在HDR-PLC的情况下采用了提供几乎理想的传输功能的经修改的(或经调整的)电缆树(Kabelbaum)。这能够实现收发机的成本低廉的构造，因为可以舍弃耗费的接收机结构(例如校正器)。