[发明专利]用于在至少一个第一系统和至少一个第二系统之间通信的方法

说明书

技术领域

本发明涉及利用全双工同步串行链进行的至少一个第一系统和至少一个第二系统之间通信。

在本发明的范围下，全双工链是允许双向和同步数据交换的链。

本发明，特别地但非排他地，应用于在驱动电子开关(诸如晶体管)中涉及的系统之间的通信。

背景技术

第一和第二系统例如嵌入在混合动力或电动机动车辆中，且可涉及插置在电池和由该电池供电的车辆的电马达之间的逆变器的驱动。逆变器可还是，或在一变体中是，逆变器/充电器电路的一部分，其能够连接到电网以为电池充电。

已知的实践是使用全双工同步串行链以在两个系统之间通信。

图1示出根据摩托罗拉开发的SPI(串行外围接口)协议的进行通信的已知例子。具有20Mbits/s速度的全双工同步串行链建立在一个第一系统100和一个第二系统101之间，以将数据从一个系统发送至另一个。在所示例子中，第一系统100包括微控制器，第二系统101包括可编程逻辑电路(还称为FPGA)。该链包括三个电线104、105和106，分别用于将一个或多个消息110从第一系统100发送至第二系统101，将一个或多个消息111从第二系统101发送至第一系统100，和发送由第一系统100产生的时钟信号112。

在每个电线处，发送在数据中引起延迟，其可从一个电线到另一个电线是基本恒定的。在适当的情况下，如图1所示，第四电线107可被提供，以允许第二系统101对通信序列计时。

由数据在链上的发送引起的延迟必须与用于全双工通信希望获得的速度相匹配，例如至少5Mbits/s的速度，特别是10Mbits/s，或甚至20Mbits/s。

每条电线越长，延迟越长。当电线的长度不是很大时，当链跨过插置在第一系统和第二系统之间插置的电流绝缘件时由链引起的延迟可变长。

图2示出这样的情况。电流绝缘件109的安装在上述汽车应用中是被期望的，以保护过低电压部件(根据IEC60038标准的ELV，即具有低于50V的交流电压和低于120V的直流电压)不受被需要用于为电马达或电池供电的低电压(根据IEC60038标准的LV，即，交流在50至1000V之间和直流在120至1500V之间)影响。该电流绝缘件109例如利用变压器获得。

被绝缘件109的链的每个电线104至106跨过易使在链上发送的数据拖延一延迟，该延迟具有的值接近用于期望速度的时钟信号的周期的四分之一。在所述的例子中，数据可被延迟20ns至60ns，而时钟信号具有在50ns至200ns的周期。

无论延迟是否由于电流绝缘件109的存在、链长度或甚至二者，该延迟都影响链的操作，因为第一系统100没有接收来自第二系统101的与其产生的时钟信号112同相的消息，从而其不能正确对该消息采样。第二系统101本身接收来自第一系统100的消息110，该消息不再与其也接收的时钟信号112同相，从而其不能正确地对其所接收的消息110采样。

在图2情况下的电流绝缘件109与多个通道(每个电线一个通道)的使用可允许第二系统101对其从第一系统100接收的消息正确采样。实际上，假定绝缘件的每个通道在被发送数据上引起基本相同的延迟，第二系统101接收由第一系统100发射的与时钟信号112基本同相的消息110。

另一方面，如图2所示，由第二系统101发射的消息111和时钟信号112不同相，从而从第一系统100看，问题依然存在。

一个可行的方案是减小通信速度，例如减小到小于5Mbits/s的值，和/或使消息的发射被从系统偏移。

但是，这样的方案不允许在许多应用(包括汽车领域)中期望的高速通信。

发明内容

本发明具有的目的是使得可以制造允许高速的全双工同步串行链，特别是在5Mbits/s以上，例如10Mbits/s的量级，或甚至20Mbits/s的量级，尽管该链在由后者发送的数据上引起延迟。

根据本发明的一个方面，本发明可以利用用于在至少一个第一系统和至少一个第二系统之间通过全双工同步串行链通信的方法实现该目的，该链能够在所述系统之间同时发送数据，该数据包括：从第一系统至第二系统的至少一个消息，从第二系统至第一系统的至少一个消息，和时钟信号，

在方法中；

-第二系统接收由第一系统发送的消息和时钟信号，所述消息和时钟信号被延迟并基本同相，

-第二系统将至少一个消息发送给第一系统，

-被第二系统接收的时钟信号与被第二系统发送的所述消息一起被发回到第一系统，和