[发明专利]用于发送与接收数据的收发设备和方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于发送与接收数据的一种收发设备以及一种方法。

背景技术

在汽车中，会用到大量局域网(Local Area Networks，LAN‘s)通信协议。尤其用到例如CAN(Control Area Network，控制器局域网)协议。CAN总线包括两条与多个收发设备连接的通信线路。通过帧的发送，将报文通过总线由一个参与的收发设备传输至另一个参与的收发设备。帧包括至少一个显示帧起始的SOF(Start of Frame)位、一个带有标识码的字段以及一个带有数据码的字段。

CAN协议基于所谓CSMA/CD原理。CSMA(Carrier Sense Multiple Access，载波侦听多路访问)在这里是指，多个用户能够访问同一条总线并且侦听总线线路的状况。对总线线路的侦听所起的作用是，如果另一个具有更高优先级的用户同时发送，则其它用户就不发送。

CD(Collision Detect，冲突检测)意味着，用户识别冲突并且通过中断至少一个发送过程来避免发生的竞争情形。当总线重新空闲后，中断发送的用户再尝试重新发送。这一过程也被称为仲裁。在发送的帧发生冲突的情况下，决定哪个用户的优先级更高。因此，总线线路上的信号电平被分为高优先级的“显性”与低优先级的“隐性”。若同时以显性电平与隐性电平发送，总线线路上则产生的信号电平为显性。通常情况下，显性电平的逻辑值为0，隐性电平的逻辑值为1。SOF码通常为显性，用户编码的标识(ID)码各不相同。在其标识码中发送显性电平的用户的优先级要高于在此期间以隐性电平发送编码的用户。

冲突检测需要时间，因此与其它方法相比这种方法相对缓慢。

发明内容

本发明的任务在于，提供一种收发设备，可以借助其通过总线实现更快地传输帧。此外，本发明还提供了一种用于发送与接收数据的方法。

通过独立权利要求的内容实现上述任务。优选的扩展由从属权利要求中得出。

提供了一种用于汽车的通信系统的收发设备。所述通信系统包括多个通过同一条总线相互通信的收发设备。报文借助帧由其中一个收发设备发送至另一个收发设备。帧分别包括第一部分，由至少一个发送的收发设备通过该第一部分的传输来检测在总线上是否发生冲突。帧的第二部分用于传输有效数据。将收发设备设为通过总线以第一传输频率发送帧的第一部分，并且以第二传输频率发送帧的第二部分。第二传输频率大于第一传输频率。

有效数据可通过所述收发设备以更高的传输频率传送。因此与传统相比，帧整体上也传输得更快。在此要考虑到，在有效数据传输时并不必须进行冲突检测。由此，数据更早地到达接收的收发设备并可以被更早地接收。从而缩短了在帧第二部分期间的比特传输的时间，由此也缩短了帧传输所需的总时长。因而，对于使用所谓的“载波侦听”对多个用户同时发送进行侦听的数据通信协议，可以达到更高的数据传输率容量，即总线速度。

上述侦听方法的一个例子是CAN(Control Area Network)数据通信协议。在报文仲裁时间与报文确认时隙(-Slots)的位传输过程中，CAN数据通信协议要求由接收用户获得直接应答。例如建议在所述报文段外使用缩短的位长，以提高通信协议的数据通过量。例如，将缩短的位长选定为接收用户应该在其中直接应答的报文段位长的一半，从而实现总线仲裁和/或报文确认。

对于使用所谓的“载波侦听”法来侦听是否有其它用户同时传输数据或是否有报文确认的数据通信协议，提供了明显更高的数据通过量。

通常无需为了达到明显更高的数据通过量而改变下层即所谓的物理层。仅需在数据通信协议中进行改变。

CAN协议利用了在信息中的两个不同的部分。一方面为类型1的信息部分，其要求由其它节点在各位时隙(Bit-Slots)内的应答。即仲裁和/或确认。第二种类型2的信息部分则无需其它节点在各位时隙内的应答。也就是CAN报文的其余部分。类型1的信息部分在目前的通信协议中普遍强制数据传输率/位长必须限于往返传输(Hin-Rücklauf)延时。类型2的信息部分则无需这种严格的限制，因为单一的延时已足以实现这种功能。建议上述两种信息部分具有不同的位长，使得在信息中就无需技术上所不需要的宽带限制。

收发设备尤其适用于具有有线总线的通信系统，其中的收发设备适用于通过有线总线发送与接收信号。因为在有线信号中传输的报文通常不会调制为更高的频率，接收电路或发送电路会以相对简单的线路来适应不同的传输频率，而无须例如改变解调器。