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用于通信网络的用户站的时间戳单元和通信控制单元

阅读:285发布:2022-11-30

专利汇可以提供用于通信网络的用户站的时间戳单元和通信控制单元专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且提供用于通信网络的用户站(10)的时间戳单元(50)和通信控制单元(11)。时间戳单元(50)包括: 存储器 (500),其被设计用于循环地存储经由通信网络传输的消息(5;4,5)的时间戳(501到50N);地址计数器(5000),其能够随着消息(5;4,5)的时间戳(501到50N)的每次存储而递增,使得所述地址计数器(5000)的值对应于地址,在该地址处所述时间戳(501到50N)被存储在所述存储器(500)中;至主机控制单元(71)的第一 接口 (51),消息(5;4,5)的时间戳(501到50N)能够经由所述第一接口捕获;和至所述通信网络的通信控制装置(11)的第二接口(55,56,57),所述第二接口被设计用于创建或读取用于所述用户站(10)/所述用户站(10)的至少一个消息(5;4,5),其中所述接口(55,56,57)具有至少一个用于从所述通信控制装置(11)接收触发 信号 (S_Rx,S_Tx,S_Tx_Rx)的 端子 (55;56),所述触发信号促使时间戳(501到50N)的捕获,以及其中所述接口(55,56,57)具有用于将信号(S_CNT)发送给所述通信控制装置(11)的端子(55;56),所述信号具有所述地址计数器(5000)的值。,下面是用于通信网络的用户站的时间戳单元和通信控制单元专利的具体信息内容。

1.一种用于通信网络的用户站(10;20;30)的时间戳单元(50;60;65;600),具有:
存储器(500),所述存储器被设计用于循环地存储经由所述通信网络传输的消息(5;4,
5)的时间戳(501到50N),
地址计数器(5000),所述地址计数器能够随着消息(5;4,5)的时间戳(501到50N)的每次存储而递增,使得所述地址计数器(5000)的值对应于地址,在该地址处所述时间戳(501到50N)被存储在所述存储器(500)中,
至主机控制单元(71;72;73)的第一接口(51),消息(5;4,5)的时间戳(501到50N)能够经由所述第一接口被捕获,和
至所述通信网络的通信控制装置(11;21;31)的第二接口(55,56,57),所述第二接口被设计用于创建或读取用于所述用户站(10;20;30)的/所述用户站(10;20;30)的至少一个消息(5;4,5),
其中所述接口(55,56,57)具有至少一个用于从所述通信控制装置(11;21;31)接收触发信号(S_Rx,S_Tx,S_Tx_Rx)的端子(55;56),所述触发信号促使时间戳(501到50N)的捕获,以及
其中所述接口(55,56,57)具有用于将信号(S_CNT)发送给所述通信控制装置(11;21;
31)的端子(55;56),所述信号具有所述地址计数器(5000)的值。
2.根据权利要求1所述的时间戳单元(60;600),
其中所述时间戳单元(60;600)具有自己的时基(5001),和/或
其中所述时间戳单元(60;600)具有用于将信号(S_CNT_A)输出给另一时间戳单元(65)的端子,所述另一时间戳单元被设计用于代替自己的时基(5001)使用所述信号(S_CNT_A),其中所述自己的时基(5001)被设计为32位宽的计数器,所述计数器能够以可设定的时间间隔递增,所述时间间隔处于至少1纳秒到最高1微秒的时间范围中。
3.根据权利要求1或2所述的时间戳单元(50;65),
此外具有用于接收和用于处理信号(S_CNT_I)的端子(58),所述信号由外部时基(80;
5001)输出,以便在所述时间戳单元(50;65)中代替自己的时基(5001)使用所述信号(S_CNT_I),以及
其中所述外部时基(80;5001)被设计为32位宽的计数器,所述计数器能够以可设定的时间间隔递增,所述时间间隔处于至少1纳秒到最高1微秒的时间范围中。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的时间戳单元(50;60;65;600),
其中所述接口(55,56,57)具有用于接收和用于处理所述通信控制装置(11;21;31)的触发信号(S_Rx)的端子(55),所述触发信号促使用于由所述通信控制装置(11;21;31)接收的消息(5;4,5)的时间戳(501到50N)的捕获,以及
其中所述接口(55,56,57)具有用于接收和用于处理所述通信控制装置(11;21;31)的触发信号(S_Tx)的端子(56),所述触发信号促使用于由所述通信控制装置(11;21;31)发送的消息(5;4,5)的时间戳(501到50N)的捕获。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的时间戳单元(50;60;65;600),
其中所述接口(55,56,57)具有用于接收和用于处理所述通信控制装置(11;21;31)的触发信号(S_Tx_Rx)的端子(55;56),所述触发信号促使用于由所述通信控制装置(11;21;
31)接收的和用于由所述通信控制装置(11;21;31)发送的消息(5;4,5)的时间戳(501到
50N)的捕获。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的时间戳单元(50;60;65;600),
其中用于由所述通信控制装置(11;21;31)接收的和/或发送的消息(4,5)的所述触发信号(S_Rx,S_Tx,S_Tx_Rx)仅考虑时间同步消息(5),或
其中所述触发信号(S_Rx,S_Tx,S_Tx_Rx)考虑所有由所述通信控制装置(11;21;31)接收的和/或发送的消息(4,5)。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的时间戳单元(60;600),
此外具有功能单元(601),所述功能单元为所述时间戳存储器(500)的相应的寄存器1到N的每个存储器地址准备好每次当所述时间戳(501到50N)之一被存储在所述存储器(500)中时被置位的位(6011)并且准备好当所述时间戳(501到50N)之一被存储在所述存储器(500)中时被置位的位(6012),对于该位(6012)而言所述位(6011)仍然被置位。
8.一种用于通信网络的用户站(10;20;30)的通信控制装置(11;21;31;41),其中所述通信控制装置(11;21;31;41)具有
消息存储器(117;217),所述消息存储器被设计用于存储至少一个由所述通信控制装置(11;21;31;41)创建的或要读取的用于用户站(10;20;30)的/用户站(10;20;30)的消息(5;4,5),以及
至时间戳单元(50;60;65;600)的接口(111,112,113;211,212,213),所述时间戳单元被设计用于执行所述消息(5;4,5)的时间同步,
其中所述接口(111,112,113;211,212,213)具有至少一个用于创建和发送触发信号(S_Rx,S_Tx,S_Tx_Rx)的端子(111,112;211,212),所述触发信号促使通过所述时间戳单元(50;60;65;600)对时间戳(501到50N)的捕获,所述时间戳单元具有用于循环地存储经由所述通信网络传输的消息(4,5)的时间戳(501到50N)的存储器(500)和地址计数器(500),所述地址计数器随着消息(5;4,5)的时间戳(501到50N)的每次存储而递增,使得所述地址计数器(500)的值对应于地址,在该地址处所述时间戳(501到50N)被存储在所述存储器(500)中,以及
其中所述接口(111,112,113;211,212,213)具有端子(113;213),所述端子被设计用于从所述时间戳单元(50;60;65;600)接收信号(S_CNT),所述信号具有所述地址计数器(500)的值,并且被设计用于将所述信号(S_CNT)存储在所述消息存储器(117;217)中。
9.一种用于通信网络的用户站(10;20;30),具有:
根据权利要求1至7中任一项所述的时间戳单元(50,60,65),和
根据权利要求8所述的通信控制装置(11;21;31;41),
其中所述时间戳单元(50,60,65)和所述通信控制装置(11;21;31;41)作为分开的模集成在一个半导体芯片上。
10.一种用于通信网络的用户站(10;20;30),具有:
根据权利要求1至7中任一项所述的时间戳单元(50,60,65),和
根据权利要求8所述的通信控制装置(11;21;31;41),
其中所述时间戳单元(50,60,65)和所述通信控制装置(11;21;31;41)作为分开的模块设置在不同的半导体芯片上。
11.一种系统(1),具有:
用于在通信网络中串行地传输消息(4,5)的通信线路(3),以及
至少两个用户站(10,20,30,40),所述用户站经由所述通信线路(3)彼此连接,使得所述用户站能够彼此通信,
其中所述至少两个用户站(10,20,30)中的至少一个用户站被设计用于连接到根据权利要求1至7中任一项所述的时间戳单元(50;60;65;600)上和/或具有根据权利要求8所述的通信控制装置(11;21;31;41)。
12.根据权利要求11所述的系统(1),其中所述通信网络是如下网络,在所述网络中至少暂时保证用户站(10,20,30)对所述通信网络的总线线路(3)的排他的、无冲突的访问

说明书全文

用于通信网络的用户站的时间戳单元和通信控制单元

技术领域

[0001] 本发明涉及用于通信网络的用户站的时间戳单元和通信控制单元,其实现通信网络中的全局时基的设立。

背景技术

[0002] 在串行通信网络或总线系统、诸如CAN、FlexRay、以太网等中,根据特定协议在通信网络的或总线系统的不同用户之间交换数据。例如,在CAN总线系统中借助CAN和/或CAN FD协议传输消息,如在标准ISO11898-l:2015中作为具有CAN FD的CAN协议规范所描述的那样。CAN总线系统目前对于传感器和控制设备之间的通信而言是广泛流行的。例如,CAN总线系统被使用在汽车或自动化设备等中。
[0003] 在这样的串行通信网络中必要的是,连接到网络上的控制设备使其本地时基彼此同步,以便得到全局时基。该同步例如通过在串行通信网络的用户之间交换确定的同步消息来进行。
[0004] 车辆或自动化设备中的电子控制单元(ECU=electronic control unit)的始终进一步升高的数量提高串行通信网络或总线系统的用户站的数量并由此也提高同步用户站的时基的同步的复杂性。因此,作为开放的工业标准开发了AUTOSAR(AUTomotive Open System Architecture(汽车开放系统架构)),其利用其标准实现模化开发方法,在该模块化开发方法中尤其在网络中软件任务的实施可以在不同的电子控制单元之间进行划分。
[0005] 在AUTOSAR标准中描述了方法“经由CAN的时间同步”(“Time Synchronization over CAN”),CanTSyn。在“自动化中的CAN”的标准CiA603“消息时间戳”(“Frame-time-stamping(时间戳)”)中描述了当被用于控制CAN网络中的用户站的通信的CAN控制器包含确定的功能时,AUTOSAR方法如何能够以更高的精度起作用,所述功能超出在CAN协议标准中规定的功能。这些功能是识别同步消息和在发送和接收这些消息时在确定的时间点存储时间戳或时间标记。
[0006] 根据要同步的时基或电子控制单元(ECU)的数目,用于CAN控制器的硬件耗费明显上升。对此的原因例如在于,改变将变为必需的,所述改变也将影响下级层面的驱动软件并且因此也将迫使所述软件的改变。此外,并不是所有CAN控制器都需要对于CiA603而言必要的功能。而且,目前许多AUTOSAR系统已经在运行中,其中CAN控制器针对时基的同步没有提供如为根据新标准CiA603通常的CAN控制器准备着的硬件支持。

发明内容

[0007] 因此,本发明的任务是提供用于通信网络的用户站的时间戳单元和通信控制单元,其解决先前提到的问题。尤其应提供用于通信网络的用户站的时间戳单元和通信控制单元,其即使在已经存在的系统中尽可能在针对集成不需要中断所述存在的系统的情况下也实现根据CiA603标准起作用的电子控制单元(ECU)的使用。
[0008] 该任务通过具有权利要求1的特征的用于通信网络的用户站的时间戳单元来解决。该时间戳单元包括:存储器,该存储器被设计用于循环地存储经由通信网络传输的消息的时间戳;地址计数器,该地址计数器可以随着消息的时间戳的每次存储而递增,使得地址计数器的值对应于如下地址,在所述地址处时间戳被存储在存储器中;至主机控制单元的第一接口,经由第一接口可以捕获消息的时间戳;和至通信网络的通信控制装置的第二接口,所述第二接口被设计用于创建或读取用于用户站的/用户站的至少一个消息,其中该接口具有至少一个用于接收通信控制装置的触发信号端子,所述触发信号促使时间戳的捕获,并且其中该接口具有用于将信号发送给通信控制网络的端子,所述信号具有地址计数器的值。
[0009] 利用时间戳单元,根据需要可以使用在串行网络中的单独的单元待用。时间戳单元在此被构成,使得该时间戳单元的时基可以用于串行网络的至少一个另外的时间戳单元。
[0010] 由此,一方面,在串行网络中已经存在的通信控制单元可以如下被改装:其提供时间戳单元的功能。另一方面,单独的时间戳单元也可以被串行网络的多个通信控制单元使用。这两种可能性分别有助于降低用于实施串行网络的成本。
[0011] 串行网络的通信控制单元仅须针对在串行网络中省略时间戳单元的情况额外地配置或更换。
[0012] 通过单独的时间戳单元,在串行网络的通信控制单元中可以节约面积。此外,硅面积可以通过如下方式节约:只有当实际上需要单独的时间戳单元的功能时,才提供单独的时间戳单元并且因此其功能。
[0013] 此外,通过将时间戳单元实施为单独的单元来简化开发与时间戳单元的功能的不同设计的匹配。此外,在不中断网络中的通信的情况下以另一具有或没有时间戳单元的通信控制单元来扩展通信网络是可能的。
[0014] 时间戳单元的有利的其他设计方案在从属权利要求中予以说明。
[0015] 根据一个实施变型方案,时间戳单元具有自己的时基。根据另一实施变型方案,时间戳单元具有用于将信号输出给另一时间戳单元的端子,所述另一时间戳单元被设计用于代替自己的时基而使用该信号。在两个变型方案中,自己的时基可以被设计为32位宽的计数器,该计数器能够以可设定的时间间隔递增,所述时间间隔处于至少1纳秒到最高1微秒的时间范围中。
[0016] 此外,时间戳单元可以具有用于接收和用于处理信号的端子,所述信号由外部时基输出,以便在时间戳单元中代替自己的时基而使用该信号,并且其中外部时基被设计为32位宽的计数器,该计数器以可设定的时间间隔递增,所述时间间隔处于至少1纳秒到最高
1微秒的时间范围中。
[0017] 在该时间戳单元中,接口可能具有用于接收和用于处理通信控制装置的触发信号的端子,所述触发信号促使用于由通信控制装置接收的消息的时间戳的捕获,并且其中该接口具有用于接收和用于处理通信控制装置的触发信号的端子,所述触发信号促使用于由通信控制装置发送的消息的时间戳的捕获。
[0018] 也可以设想的是,接口具有用于接收和用于处理通信控制装置的触发信号的端子,所述触发信号促使用于由通信控制装置接收的和用于由通信控制装置发送的消息的时间戳的捕获。
[0019] 在一个实施变型方案中,用于由通信控制装置接收的和/或发送的消息的触发信号仅仅考虑时间同步消息。在另一实施变型方案中,触发信号考虑所有由通信控制装置接收的和/或发送的消息。
[0020] 根据另一实施例,时间戳单元此外具有功能单元,所述功能单元为时间戳存储器的相应的寄存器1到N的每个存储器地址准备好每次当时间戳之一被存储在存储器500中时被置位的位并且准备好当时间戳之一被存储在存储器中时被置位的位,对于该位而言所述位仍然被置位。
[0021] 先前所提到的任务此外通过具有权利要求8的特征的用于通信网络的用户站的通信控制装置来解决。该通信控制装置具有:消息存储器,所述消息存储器被设计用于存储至少一个由通信控制装置创建或要读取的用于用户站的/用户站的消息;和至时间戳单元的接口,所述时间戳单元被设计用于执行消息的时间同步,其中所述接口具有至少一个用于创建和发送触发信号的端子,所述触发信号促使通过时间戳单元对时间戳的捕获,所述时间戳单元具有用于循环地存储经由通信网络传输的消息的时间戳的存储器和地址计数器,所述地址计数器随着消息的时间戳的每次存储而递增,使得地址计数器的值对应于地址,在所述地址处时间戳被存储在存储器中,并且其中所述接口具有端子,所述端子被设计用于从时间戳单元接收信号,所述信号具有地址计数器的值,并且被设计用于将信号存储在消息存储器中。
[0022] 通信控制装置实现与先前关于时间戳单元所提到的相同优点。
[0023] 先前所描述的时间戳单元和先前所描述的通信控制装置可以是用于通信网络的用户站的一部分,其中所述时间戳单元和所述通信控制装置作为分开的模块集成在一个半导体芯片上。替代地,所述时间戳单元和所述通信控制装置可以作为分开的模块被设置在不同的半导体芯片上。
[0024] 先前所描述的时间戳单元和/或先前所描述的通信控制装置可以是系统的一部分,所述系统此外具有用于在通信网络中串行地传输消息的通信线路和至少两个用户站,所述用户站经由通信线路彼此连接,使得所述用户站可以彼此通信,其中所述至少两个用户站中的至少一个用户站被设计用于连接到时间戳单元上和/或具有通信控制装置。
[0025] 在此情况下可以设想的是,通信网络是如下网络,在所述网络中至少暂时保证用户站对通信网络的总线线路的排他的、无冲突的访问
[0026] 本发明的其他可能的实施方案也包括先前或在下文中关于实施例所描述的特征或者实施方式的未明确提到的组合。在此,本领域技术人员也将添加单个方面作为对本发明的相应基本形式的改进或者补充。附图说明
[0027] 随后参考附图并且借助实施例更详细地描述本发明。
[0028] 图1示出根据第一实施例的具有通信网络的系统的简化框图;图2示出根据第一实施例的第一时间戳单元在通信网络中的接线的简化框图;
图3示出根据第一实施例的第二时间戳单元在通信网络中的接线的简化框图;
图4示出根据第一实施例的第四时间戳单元在通信网络中的接线的简化框图;以及图5示出根据第二实施例的时间戳单元的接线的简化框图。
[0029] 在这些图中,除非另作说明,否则相同的或者功能相同的元素配备有相同的附图标记。

具体实施方式

[0030] 图1示出为具有串行通信网络的系统1的特定实例,所述串行通信网络例如可以是CAN总线系统、CAN-FD总线系统、以太网通信网络、FlexRay通信网络等。该系统1可以使用在车辆、尤其机动车、飞机等中,或可以使用在医院等中或可以使用在用于生产或处理或操作物体的自动化设备等中。
[0031] 在图1中,该系统1关于通信网络具有通信线路3,消息4或同步消息5可以经由该通信线路在多个用户站10、20、30、40之间交换。在图1的特定实例中,存在四个用户站10、20、30、40。为用户站10设置有时间戳单元50。为用户站20设置有时间戳单元60。为用户站30设置有时间戳单元65。为用户站40没有设置时间戳单元。用户站10、20、30、40和总线线路3实现被分配给相应的用户站10、20、30、40的主机处理器或主机控制单元71、72、73、74的通信,如在图1中所阐明的那样。
[0032] 消息4、5以信号的形式在各个用户站10、20、30、40之间被传输。主机处理器或主机控制单元71、72、73、74例如可以是机动车、自动化设备等的控制设备或电子控制单元(ECU)或显示设备等等。
[0033] 如在图1中所示出的那样,用户站10具有通信控制装置11和发送/接收装置12。用户站20具有通信控制装置21和发送/接收装置22。用户站30具有通信控制装置31和发送/接收装置32。用户站40具有通信控制装置41和发送/接收装置42。用户站10、20、30、40的发送/接收装置12、22、32、42分别直接连接到总线线路3上,即使这在图1中未示出。
[0034] 通信控制装置11用于控制用户站10经由总线线路3与连接到总线线路3上的用户站20、30、40中的至少一个另外的用户站的通信。通信控制装置11除了随后所描述的实施之外尤其可以如常规的具有AUTOSAR功能的CAN或CAN-FD控制器或TTCAN控制器那样来实施。通信控制装置21、31、41除了随后所描述的实施之外以与通信控制装置11相同的方式来实施。
[0035] 发送/接收装置12尤其可以如常规的CAN或CAN-FD收发器或TTCAN收发器那样来实施。发送/接收装置22、32、42以与发送/接收装置12相同的方式来实施。
[0036] 时间戳单元50、60、65在图1的实例中作为与相应的所分配的用户站10、20、30分开的模块示出。在此情况下可能的是,时间戳单元50、60、65和相应的所分配的用户站10、20、30、更准确地说其通信控制装置11、21、31布置和/或设置在分开的集成电路或芯片、尤其半导体芯片上。然而替代地可能的是,时间戳单元50、60、70作为单独的模块设置和/或集成在与相应的所分配的用户站10、20、30、更准确地说其通信控制装置11、21、31相同的集成电路或相同的芯片、尤其半导体芯片上。
[0037] 图2以框图更准确地示出通信控制装置11及其至时间戳单元50的连接。对于CiA603而言必要的功能被装入到时间戳单元50中。因此,时间戳单元50为通信控制装置11提供硬件时间戳功能。为此,与通信控制装置11分开提供的时间戳单元50具有端子51至58。而通信控制装置11除了端子111、112、113之外相对于常规的具有AUTOSAR功能的CAN控制器或CAN-FD控制器或TTCAN控制器不变。端子111、112、113是为时间戳单元50的端子55到57处的信号S_TX、S_RX和S_CNT提供的,所述信号随后更准确地解释。由此,通信控制装置11至主机控制单元71的接口115可以保持不变。
[0038] 时间戳单元50利用端子51具有至主机控制单元71的CPU的自己的CPU接口CHI。在此情况下,CHI代表主机控制单元的接口(CHI=Controller Host Interface(控制器主机接口))。CPU代表中央处理单元(CPU=Central Processing Unit)。由此,时间戳单元50连接到主机控制单元71的CPU总线CB上。经由作为CPU接口CHI的端子51可以实施时间戳单元50的配置和/或控制/检查。
[0039] 在用户站10和时间戳单元50的运行中,具有N个寄存器的时间戳存储器500存储数量从1到N的时间标记或时间戳、即时间戳501到50N,时间戳单元50可以经由端子51读取所述时间标记或时间戳,如随后更准确地描述的那样。时间戳501到50N中的每个时间戳具有数量为32的位,这对应于传统的CAN数据字段的一半。关于CAN,在消息5结束时在最后的EOF位的时间点存储时间戳501到50N,该最后的EOF位表明消息5的结束。时间戳存储器500通过地址计数器5000来寻址。
[0040] 在端子52处,时间戳单元50可选地将也可被称为Interruptsignal S_INRP的中断信号S_INRP输出给外部单元。所述单元尤其可以包括通信控制装置11。所述单元尤其可以包括主机控制单元71。Interruptsignal S_INRP可能表明新的时间戳的捕获。替代地,Interruptsignal S_INRP可以表明,时间戳501到50N中的一个时间戳在该时间戳被读取了之前被覆写了。对于时基同步而言并不需要中断信号S_INRP。
[0041] 在端子53处,时间戳单元50接收并且处理时钟信号S_CL,利用所述时钟信号来运行数字电路。时钟周期是至少1纳秒且最高1微秒。
[0042] 在端子54处,时间戳单元50接收并且处理复位信号S_RS,该复位信号也可以被称为Resetsignal-S_RS并且用于将数字电路和时间戳存储器500复位到零。此后,通信网络的正常运行可以开始。
[0043] 通信控制装置11经由端子111为时间戳单元50的端子55提供触发器S-Rx。该触发器S-Rx在每次从总线线路3或经由发送-接收装置12接收根据同步消息5、尤其根据CiA603标准的信号时引起,时间戳被捕获并且作为时间戳501到50N之一被存储在时间戳存储器500的寄存器中。每次当触发时间戳501到501N的捕获时,时间戳存储器500的寄存器的地址计数器5000被递增。地址计数器5000的值因此对应于寄存器1到N,时间戳501到50N在时间戳存储器500中被存储在所述寄存器中。
[0044] 通信控制装置11激活用于相关消息4、5的触发器S-Rx。例如,当接收到被识别为同步消息5或SYNC消息的消息时,相关消息4、5是如先前所描述的那样。相关消息4、5的识别关于CAN通信控制装置11通过CAN接收滤波来进行。
[0045] 替代地,触发器S_Rx不仅仅被设计用于接收根据同步消息5、尤其根据CiA603标准的信号,而是被设计用于所有由通信控制装置11接收的消息4、5。然而,这对于时间同步而言不是必要的,因为为此同步消息的捕获就足够了。
[0046] 此外,通信控制装置11在图2的实例中经由端子112为时间戳单元50的端子56提供触发器S-Tx。该触发器S_Tx在每次将根据同步消息5、尤其根据CiA603标准的信号发送至总线线路3或经由发送-接收装置12发送至总线线路3时引起,时间戳被捕获并且作为时间戳501到50N之一被存储在时间戳存储器500中。这里也每次当触发时间戳501到50N的捕获时,时间戳存储器500的地址计数器5000被递增。
[0047] 通信控制装置11激活用于相关消息4、5的触发器S_Tx。触发器S_Tx例如在相关消息4、5由相应配置的发送存储器发送时被激活。
[0048] 替代地,触发器S_Tx不仅仅被设计用于发送根据同步消息5、尤其根据CiA603标准的信号,而是被设计用于所有由通信控制装置11发送的消息4、5。然而,这对于时间同步而言不是必要的,因为为此同步消息的捕获就足够了。
[0049] 替代地,信号S_Rx和S_Tx也可以被联合在一个信号中。
[0050] 从最后的寄存器地址、即存储第N个时间戳50N的地址,地址计数器5000向零溢出。时间戳存储器500因此例如可以被设计为环形缓冲器。经由时间戳单元50的端子57和通信控制单元11的端子113,计数器读数、即计数器5000的值S_CNT被报告给通信控制单元11。该报告可以根据特定的实例被设计为3位宽的向量。在该特定的实例中,时间戳存储器500被设计用于存储8个时间戳。如果时间戳存储器500例如被设计用于存储16个时间戳,则具有计数器5000的值S_CNT的报告尤其被设计为4位宽的向量。由用于端子57处的计数器5000的值S_CNT的向量的宽度和用于将时间戳501到50N存储在存储器500中的地址的数量N构成的组合可以任意地与相应地所需要的配置匹配。
[0051] 在时间戳存储器500中存储的时间戳的数量N可以通过类属参数来决定。由此确定时间戳单元50的变量。时间戳单元50的由此进行的配置可以经由作为CPU接口CHI的端子51来实施,如先前已经一般性地提及的那样。然而,由此并不改变在通信控制单元11和时间戳单元50之间的接口处的信号S_Rx、S_Tx。关于用于计数器5000的值S_CNT的信号,通过类属参数仅仅改变地址计数器宽度,如先前所描述的那样。
[0052] 计数器5000的值在通信控制单元11中被存储在消息存储器117中,在该消息存储器中此外存储要发送的消息4、5和所接收的消息4、5。
[0053] 在端子58处,时间戳单元50从外部时基80接收定时器计数器-输入信号S_CNT_I,其也可以被称为定时器计数器-输入向量。代替用于时间戳单元50的内部时基,存在定时器计数器-输入信号S_CNT_I。定时器计数器-输入信号S_CNT_T由信号S_Rx和S_Tx控制地作为时间戳值被存储。换言之,32位宽的信号S_CNT_I是作为时间标记保存的时基。
[0054] 作为时间戳单元50的先前所描述的设计方案的结果,与常规方式不同,仅仅将计数器5000的值作为例如3位长的向量存储并且不存储时间戳501到50N的完整的32位长的时间戳。通信控制装置11提供引起时间戳501到50N之一的存储的触发信号S_Rx、S_Tx。时间戳单元50提供关于哪个时间戳属于哪个消息4、5的信息。
[0055] 经由作为CPU接口CHI的端子51也可以读取存储器500的各个元素、即在存储器500中存储的时间戳501到50N。
[0056] 图3更准确地示出时间戳单元60,其连接到具有端子211、212、213和其消息存储器217的通信控制装置21上。利用端子215,通信控制装置21连接到主机控制单元72上。端子
211、212、213、215除了以下描述的端子211、212的功能之外具有与通信控制装置11的端子
111、112、113、115相同的功能。消息存储器217具有与通信控制装置11的消息存储器117相同的功能。时间戳单元60大部分以与时间戳单元50相同的方式构建。
[0057] 然而,时间戳单元60与时间戳单元50不同地具有自己的时基5001。因此,对于定时器计数器输入信号S_CNT_I而言并不需要至外部时基80的端子58,即使端子58可以可选地存在。时基5001可以通过电路合成经由端子51设定。时基5001尤其在CAN通信网络中被设计为32位宽的计数器,所述计数器可以装入到时间戳单元60中。也可以使用具有更小宽度的计数器、例如16位宽的计数器,当这对于所要求的精度而言足够时。当然,在需要时可以使用大于32位的宽度。时基5001在相同的时间值范围中被递增,如先前关于时间戳单元50针对外部时基80所说明的那样。
[0058] 可选地,时间戳单元60具有预分频器或预定标器5002,经由该预分频器或预定标器可以通过软件设定使时基5001递增的速度。时间戳5001以至少1纳秒且最高1微秒的步长被递增。
[0059] 作为与时间戳单元50的其他区别,时间戳单元60具有端子59,时间戳单元60经由该端子输出定时器计数器-输出信号S_CNT_A,所述定时器计数器-输出信号也可以被称为定时器计数器-输出向量。定时器计数器-输出信号S_CNT_A由时基5001产生并且例如可以被输出给通信控制装置31或其他通信控制装置。因此,所述通信控制装置31或其他通信控制装置不需要自己的时基5001。定时器计数器-输出信号S_CNT_A可以可选地附加地或替代地作为信号S_M被用作用于如在国际标准ISO 11898-1和ISO 11898-4中所描述的时间触发的CAN(TTCAN)中所使用的具有较低分辨率的时间戳、尤其用于具有16位宽度的时间戳的时基。
[0060] 此外,通信控制装置21被设计用于在端子211处仅输出用于所发送的消息4、5和所接收的消息4、5的触发信号S_Tx_Rx。因此,代替用于接收和发送同步消息5或附加地接收和发送消息4,如关于图2的时间戳单元50所描述的那样,在图3的时间戳单元60中仅使用一个用于两个事件的触发器。用于两个事件的触发器可以在端子211、212中的任意一个端子与时间戳单元60的端子55、56中的任意一个端子之间发送。其他端子对211、55、212、56于是保持不被使用。
[0061] 时间戳单元65可以很大程度上如时间戳单元60那样来设计。然而,时间戳单元65没有时基5001,而是在其端子58处从时间戳单元60接收信号S_CNT_A作为信号S_CNT_I。
[0062] 图4更准确地示出通信控制单元41,其不使用时间戳单元。通信控制单元41具有端子411、412、413、415和消息存储器417。端子411、412、413、415基本上针对与通信控制装置11的端子111、112、113、115或通信控制装置21的端子211、212、213、215相同的功能来设计。
消息存储器417具有与通信控制装置11、21的消息存储器117、217相同的功能。
[0063] 然而在通信控制单元41中,端子411、412、413被设定到固定的值(例如所有为0)。由此,通信控制单元41在通信网络中的运行是可能的,而不干扰通信网络的运行。
[0064] 时间戳单元50、60、65、600与通信控制单元11、21、31、41一起实施用于同步系统1中的时基的方法。
[0065] 根据第一实施例的修改方案,为多于一个的通信控制单元11、21、31、41准备共同的时间戳单元50或共同的时间戳单元60或共同的时间戳单元65。在此情况下,仅通信控制单元11、21、31、41之一必须输出触发信号S_Rx、S_Tx、S_Tx_Rx。然而替代地,时间戳单元50、60、65可以被设计用于区分触发信号S_Rx、S_Tx、S_Tx_Rx来自通信控制单元11、21、31、41中的哪个。在端子57处的信号S_CNT、即时间戳存储器500的地址值可以被输出给所有通信控制单元11、21、31、41,在所述地址值处存储了刚才所捕获的时间戳。替代地,在端子57处的信号S_CNT、即时间戳存储器500的地址值可以仅仅被输出给分别涉及的通信控制单元11、
21、31、41,在所述地址值处存储了刚才所捕获的时间戳。
[0066] 图5示出根据第二实施例的时间戳单元600,其例如可以代替时间戳单元60使用。时间戳单元600大部分以与时间戳单元60相同的方式构建。
[0067] 与时间戳单元60不同,时间戳单元600根据当前实施例具有附加的功能单元601。附加的功能单元601为时间戳单元600提供附加的功能、例如软件调试辅助或软件故障查找辅助。软件调试辅助针对时间戳存储器500的相应的寄存器1到N的每个存储器地址包含两位6011、6012。
[0068] 位6011是NewDat位,该NewDat位每次当相关的时间戳501到50N被存储在存储器500中时被置位。当时间戳501到50N的相关时间戳被读取了时,位6011被主机控制单元72复位。
[0069] 位6012是DatLst位,当时间戳501到50N之一被存储在存储器500中时,该DatLst位被置位,针对该DatLst位,位6011仍然被置位。位6012表明,在时间戳被主机控制单元72读出了之前该时间戳被覆写了。
[0070] 位6011、6012与新时间戳在存储器500中的存储一起被主机控制单元72复位。
[0071] 该系统1、用户站10、20、30、40、时间戳单元50、60、65、600和由其实施的方法的所有先前所描述的设计方案可以单独地或以所有可能的组合来使用。尤其,先前所描述的实施例和/或其修改方案的所有特征可以任意地组合。附加地,尤其可以设想以下修改方案。
[0072] 先前所描述的根据实施例的系统1借助基于CAN协议的总线系统来描述。然而替代地或附加地,根据所述实施例的系统1可以具有另一类型的串行通信网络,如同样先前所说明的那样。有利的、然而并非强制性的前提是:在系统1的通信网络中至少在确定的时间段内保证用户站10、20、30对共同的信道的排他的、无冲突的访问。
[0073] 根据所述实施例的系统1的通信网络尤其是CAN网络或TTCAN网络或CAN FD网络或以太网或FlexRay总线系统。
[0074] 所述实施例的系统1中的用户站10、20、30、40和/或时间戳单元50、60、65、600的数量和布置是任意的。尤其,在所述实施例的系统1中也可以只存在用户站10或者用户站20或者用户站40等等。
[0075] 时间戳单元50、60、65、600可以分别被预装(vorgerüstet),使得所述时间戳单元能够执行所有先前针对各个时间戳单元50、60、65、600所描述的功能。然而也可以设想所描述的功能中的至少一个功能的任何其他预装。然而在此情况下,针对各个时间戳单元50、60、65、600分别只能使用对于相应的应用情况而言所需要的端子51到59和时基85、5001或附加的功能单元601。
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