[发明专利]用于串行总线系统的用户站和在串行总线系统中通信的方法

说明书

提供了一种用于串行总线系统（1）的用户站（10；30）和一种用于在串行总线系统（1）中通信的方法。所述用户站（10；30）具有通信控制装置（11；31），用于控制所述用户站（10；30）与所述总线系统（1）的至少一个其他用户站（10；20；30）的通信，以及发送/接收装置（12；32），用于将由所述通信控制装置（11；31）产生的发送信号（TXD）发送到所述总线系统（1）的总线（40）上，其中对于在所述总线系统（1）的用户站（10、20、30）之间交换的消息（45）而言，在第一通信阶段（451）发送到所述总线（40）上的信号的比特时间（t_bt）不同于在第二通信阶段（452）发送的信号的比特时间（t_bt），其中所述通信控制装置（11；31）被设计为根据帧（450；450_1；4500）来产生所述发送信号，在所述帧中除了说明所述消息（45）的优先级的字段（ID）之外还设置用于数据类型（DT）的字段，并且其中所述通信控制装置（11；31）被设计为将值写入用于数据类型（DT）的字段，该值说明所述帧（450；450_1；4500）的数据字段（455）中存在何种类型的信息。

技术领域

本发明涉及用于串行总线系统的用户站和用于在串行总线系统中通信的方法，利用所述用户站和所述方法除了纯数据传输之外还支持其他功能，如功能安全性（Safety）、数据安全性（Security）和 QoS（Quality of Service，服务质量），例如帧的最大等待时间的保证、总线系统中用户站（节点）的时间同步。

背景技术

目前，为了在传感器和控制设备（例如在车辆中）之间进行通信，越来越多地使用总线系统来代替点对点连接，在所述总线系统中数据作为ISO11898-1：2015标准中的消息进行传输，所述标准是使用CAN FD的CAN协议规范。这些消息在总线系统的总线用户之间传输，所述总线用户例如是传感器、控制设备、发送器等。在此，CAN FD目前在引入阶段的第一步骤中大多采用2Mbit/s（兆比特/秒）的数据比特率在车辆中传输数据字段的比特，并且采用500kbit/s（千比特/秒）的仲裁比特率在车辆中传输仲裁字段的比特。

通过这样的总线系统交换越来越多的信息。特别是除了纯数据传输之外还应该支持其他的功能，如功能安全性（Safety）、数据安全性（Security）和QoS（Quality ofService，服务质量），例如保证一个帧的最大延迟、总线系统中用户站（节点）的时间同步。然而，应用者仍然希望进一步提高总线系统中的数据速率，以至少保持总线系统中的数据传输速度，并且尽可能进一步提高该数据传输速度。

为此，可以想到通知接收节点哪些信息位于通过总线发送的帧中。在经典 CAN 和CAN FD的情况下，帧的内容通过帧标识符（ID，Frame Identifier）告知，该帧标识符也用于仲裁。这在原理上是可行的，因为每个用户站（节点）都发送带有专有帧标识符的帧。这对应于帧标识符和内容的平面分配。然而，这样的分配不能很好地伸缩并且不够灵活。

发明内容

因此，本发明的任务是提供解决上述问题的用于串行总线系统的用户站和用于在串行总线系统中通信的方法。特别地，应当提供用于串行总线系统的用户站和用于在串行总线系统中通信的方法，其中可以在通信具有较大灵活性和较大错误鲁棒性的同时实现高数据率并且增加每帧的有用数据量。

该任务通过用于串行总线系统的用户站来解决。所述用户站具有通信控制装置，用于控制所述用户站与所述总线系统的至少一个其他用户站的通信，以及发送/接收装置，用于将由所述通信控制装置产生的发送信号发送到所述总线系统的总线上，其中对于在所述总线系统的用户站之间交换的消息而言，在第一通信阶段发送到所述总线上的信号的比特时间不同于在第二通信阶段发送的信号的比特时间，其中所述通信控制装置被设计为根据帧来产生所述发送信号，在所述帧中除了说明消息优先级的字段之外还设置用于数据类型的字段，并且其中所述通信控制装置被设计为将值写入用于数据类型的字段，该值说明帧的数据字段中存在何种类型的信息。