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      用于消息的數(shù)字傳輸?shù)姆椒ê驮O(shè)備與流程

      文檔序號(hào):11638389閱讀:232來(lái)源:國(guó)知局
      用于消息的數(shù)字傳輸?shù)姆椒ê驮O(shè)備與流程
      實(shí)施例涉及數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)消息經(jīng)由通信鏈路到接收機(jī)的傳輸。

      背景技術(shù):
      在許多應(yīng)用中傳輸內(nèi)容或消息。例如,使用以太網(wǎng)或相關(guān)技術(shù)來(lái)在公司的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)或經(jīng)由因特網(wǎng)來(lái)傳輸大量數(shù)據(jù)。在較小的規(guī)模上,例如在車輛內(nèi)(諸如例如在汽車內(nèi))傳輸數(shù)據(jù),以便操作電動(dòng)車窗(powerwindows)等。現(xiàn)代的車輛還利用許多傳感器以便監(jiān)視環(huán)境條件,即與車輛或其特定部件的操作有關(guān)的物理量。經(jīng)由通信鏈路進(jìn)行的控制器與對(duì)應(yīng)接收機(jī)之間的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)消息的傳輸?shù)氖】赡軐?dǎo)致意圖傳輸?shù)男畔⒌耐耆珌G失。此外,在更復(fù)雜的互相關(guān)系統(tǒng)中,斷掉的通信鏈路還可能導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)變得不可操作或變得低效率。因此,期望在數(shù)據(jù)消息的通信中增加功能安全性和可靠性。

      技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
      根據(jù)示例性實(shí)施例,一種可操作成經(jīng)由提供至少第一和第二傳輸路徑的通信鏈路向接收機(jī)傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)消息的控制器包括用于第一傳輸路徑的第一信號(hào)端子和用于第二傳輸路徑的第二信號(hào)端子。該第一信號(hào)端子可操作成根據(jù)第一傳輸技術(shù)向接收機(jī)數(shù)字地傳輸?shù)谝幌ⅲ诙盘?hào)端子可操作成根據(jù)第二不同傳輸技術(shù)向接收機(jī)數(shù)字地傳輸?shù)诙?。也就是說(shuō),控制器同時(shí)地或并行地使用兩個(gè)不同的傳輸技術(shù)向同一接收機(jī)發(fā)送消息,其中,并行傳輸還可包括其中在有預(yù)定時(shí)間差的情況下或一個(gè)接一個(gè)地發(fā)送第一和第二消息的情形。這可以用于通過(guò)向傳輸方案中引入冗余來(lái)增加功能安全性。與其中冗余地使用兩個(gè)獨(dú)立的相同通信鏈路的方法相比,甚至可以將功能安全性增加至更高程度,因?yàn)槔脙蓚€(gè)不同的傳輸技術(shù)來(lái)與同一接收機(jī)進(jìn)行通信。例如,這可以避免系統(tǒng)錯(cuò)誤停止傳輸,其在依賴于同一傳輸技術(shù)的冗余系統(tǒng)中可能同時(shí)地發(fā)生。根據(jù)示例性實(shí)施例,通過(guò)不同的傳輸技術(shù)由第一和第二消息所傳輸?shù)膬?nèi)容是相同的。這能夠用于增加可靠性,因?yàn)榧词巩?dāng)傳輸技術(shù)中的一個(gè)遭遇錯(cuò)誤時(shí),仍能夠向或由接收機(jī)傳輸或接收該內(nèi)容。根據(jù)利用至少包括用于第一傳輸路徑的第一總線線路和用于第二傳輸路徑的第二總線線路的數(shù)據(jù)總線的示例性實(shí)施例,第一傳輸技術(shù)使用總線上或連接到該總線的第一信號(hào)端子上的電壓變化以便傳輸消息,而第二傳輸技術(shù)使用第二總線線路上或連接到該第二總線線路的第二信號(hào)端子上的電流變化。這在其中外部影響可能使電壓失真并在較小的程度上使電流失真(或反之亦然)的情形中增加傳輸?shù)目煽啃浴8鶕?jù)示例性實(shí)施例,控制器可操作成與至少具有用于數(shù)字地傳輸?shù)谝幌⒌牡谝豢偩€線路、用于提供參考電位的第二總線線路和用于提供操作電壓的第三總線線路的數(shù)據(jù)總線一起使用,即處于其中由來(lái)自接收機(jī)的操作電壓且經(jīng)由總線對(duì)控制器進(jìn)行供電的系統(tǒng)中。控制器的第一信號(hào)端子可連接到第一總線線路且可操作成根據(jù)SPC(短PWM碼)協(xié)議、改變第一信號(hào)端子上的電壓以傳輸消息來(lái)數(shù)字地傳輸該第一消息。控制器的第二信號(hào)端子可連接到第二總線線路且可操作成根據(jù)SPC協(xié)議、使用第二信號(hào)端子上的電流變化以物理地傳輸該第二消息來(lái)向接收機(jī)數(shù)字地傳輸該第二消息??刂破鞯牡谌俗颖贿B接到提供操作電壓的第三總線線路。這能夠允許基于SPC協(xié)議的用于以向后兼容方式來(lái)傳輸數(shù)據(jù)消息的控制器到現(xiàn)有系統(tǒng)中的集成。當(dāng)使用電流變化的第二傳輸技術(shù)被使用時(shí),能夠可選地增加功能安全性。然而,相同的控制器仍能夠與已經(jīng)存在的環(huán)境中的標(biāo)準(zhǔn)裝置一起被利用。根據(jù)示例性實(shí)施例,一種傳感器系統(tǒng)還包括傳感器,該傳感器可操作成提供指示由所述傳感器所感測(cè)的物理量的傳感器信號(hào),其中,所述控制器進(jìn)一步包括耦合到傳感器的傳感器輸入端子。然后可以經(jīng)由兩個(gè)不同傳輸技術(shù)來(lái)傳輸所接收的傳感器信號(hào)或由傳感器信號(hào)所提供的內(nèi)容。這能夠以廉價(jià)且有效的方式增加同樣在不友好環(huán)境中,諸如例如在汽車中的依賴于傳感器數(shù)據(jù)的系統(tǒng)的功能安全性。一些實(shí)施例包括安裝在設(shè)備內(nèi)以便執(zhí)行如上文所說(shuō)明的傳輸?shù)臄?shù)字控制電路。此類數(shù)字控制電路,例如數(shù)字信號(hào)處理器(DSP),需要被相應(yīng)地編程。因此,另外的其他實(shí)施例還提供了一種具有用于當(dāng)在計(jì)算機(jī)或數(shù)字處理器上執(zhí)行計(jì)算機(jī)程序時(shí)執(zhí)行所述方法的實(shí)施例的程序代碼的計(jì)算機(jī)程序。附圖說(shuō)明下面將僅以示例的方式并參考附圖來(lái)描述設(shè)備和/或方法的一些實(shí)施例,在附圖中:圖1示出了能夠經(jīng)由通信鏈路一起進(jìn)行通信的控制器和對(duì)應(yīng)接收機(jī)的示例性實(shí)施例。圖2示出了控制器的另外的示例性實(shí)施例。圖3示出了用于結(jié)合了控制器的實(shí)施例的傳感器系統(tǒng)的示例。圖4示出了以向后兼容方式結(jié)合了控制器的實(shí)施例的傳感器系統(tǒng)的示例。圖5示出了用于傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)消息的方法的示例性實(shí)施例的示意圖示。圖6示出了用于傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的方法的另外的示例性實(shí)施例的示意性簡(jiǎn)圖。具體實(shí)施方式現(xiàn)在將參考附圖來(lái)描述各種示例性實(shí)施例。在圖中,為了清楚起見(jiàn)將線、層和/或區(qū)域的厚度放大。然而,應(yīng)理解的是并不意圖使另外的實(shí)施例局限于所公開(kāi)的特定形式,而是相反,另外的實(shí)施例將覆蓋落在本發(fā)明的范圍內(nèi)的所有修改、等價(jià)方式和替換方式。相同的附圖標(biāo)記遍及各圖的描述指代相同或類似的元件。將理解的是當(dāng)元件被稱為被“連接”或“耦合”到另一元件時(shí),其能夠被直接連接或耦合到所述另一元件,或者可以存在介入元件。相反,當(dāng)將元件稱為被“直接連接”或“直接耦合”到另一元件時(shí),不存在介入元件。應(yīng)以類似的方式解釋用來(lái)描述元件之間的關(guān)系的其他詞語(yǔ)(例如,“在...之間”對(duì)比“直接在...之間”、“鄰近于”對(duì)比“直接鄰近于”等)。本文中所使用的術(shù)語(yǔ)是僅僅出于描述特定實(shí)施例的目的,并且并不意圖限制另外的實(shí)施例。本文所使用的單數(shù)形式“一”、“一個(gè)”(“a”、“an”)和“該”(“the”)意圖也包括復(fù)數(shù)形式,除非上下文另外明確地指出。進(jìn)一步將理解的是當(dāng)在本文中使用時(shí),術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”和/或“含有”指定所陳述的特征、整體、步驟、操作、元件和/或部件的存在,但是不排除一個(gè)或多個(gè)其他特征、整體、步驟、操作、元件、部件和/或其群組的存在或添加。除非另外定義,本文所使用的所有術(shù)語(yǔ)(包括技術(shù)術(shù)語(yǔ)和科學(xué)術(shù)語(yǔ))具有與示例性實(shí)施例所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員所通常理解的相同的含義。還將理解的是應(yīng)將例如在常用的詞典中所定義的那些術(shù)語(yǔ)解釋為具有與其在相關(guān)技術(shù)的上下文中一致的含義,并且將不會(huì)以理想化或過(guò)度形式化的意義來(lái)解釋,除非在本文中明確地這樣定義。圖1示出了用于經(jīng)由通信鏈路6來(lái)向接收機(jī)4傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)消息的控制器2的示例性實(shí)施例的示意圖,通信鏈路6至少具有第一傳輸路徑6a和第二傳輸路徑6b。也就是說(shuō),通信鏈路6提供了經(jīng)由兩個(gè)不同傳輸路徑6a和6b來(lái)傳輸該消息的可能性。該意義上的通信鏈路能夠被理解成是控制器2與對(duì)應(yīng)接收機(jī)4之間的允許數(shù)據(jù)消息從控制器2到接收機(jī)4的數(shù)字傳輸?shù)娜魏挝锢眈詈?。例如,這可以是具有兩個(gè)、三個(gè)或任何的任意較大數(shù)目的總線線路以便分發(fā)或傳輸電流或電壓脈沖/電平等的有線數(shù)據(jù)總線。用于通信鏈路的另外的示例是一個(gè)或多個(gè)光纖以便傳輸光信號(hào)或空中接口,即無(wú)線連接,其中,能夠?qū)⒉煌慕涌诩夹g(shù)結(jié)合為獨(dú)立傳輸技術(shù)。用于無(wú)線傳輸技術(shù)的示例可以是由第3代合作伙伴計(jì)劃(3GPP)所標(biāo)準(zhǔn)化的移動(dòng)通信系統(tǒng)或收發(fā)機(jī)中的一個(gè),如全球移動(dòng)通信系統(tǒng)(GSM)、增強(qiáng)型數(shù)據(jù)速率GSM演進(jìn)(EDGE)、GSMEDGE無(wú)線電接入網(wǎng)絡(luò)(GERAN)、通用陸地?zé)o線電接入網(wǎng)絡(luò)(UTRAN)或演進(jìn)UTRAN(E-UTRAN),例如通用移動(dòng)電信系統(tǒng)(UMTS)、長(zhǎng)期演進(jìn)(LTE)或高級(jí)LTE(LTEA),或者具有不同標(biāo)準(zhǔn)的移動(dòng)通信系統(tǒng),例如多標(biāo)準(zhǔn)無(wú)線電(MSR)、全球互通微波接入(WIMAX)IEEE802.16或無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)IEEE802.11,通常是基于時(shí)分多址(TDMA)、頻分多址(FDMA)、碼分多址(CDMA)、正交頻分多址(OFDMA)、無(wú)線HART(IEC6259)或具有類似于基于濾波器組的多載波(FBMC)系統(tǒng)的有復(fù)用能力的物理層的任何其他技術(shù)的任何系統(tǒng)。當(dāng)然,還可以使用近程通信系統(tǒng),諸如藍(lán)牙或紫峰(Zigbee)。由于不同的技術(shù)依賴于不同的調(diào)制和傳輸方案,所以其可能易受不同種類的失真的影響,使得即使當(dāng)一個(gè)傳輸技術(shù)未能實(shí)現(xiàn)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)消息的傳輸時(shí),其仍可能被第二傳輸技術(shù)傳輸。當(dāng)使用例如具有至少兩個(gè)總線線路的有線數(shù)據(jù)總線時(shí),一個(gè)總線線路能夠被用來(lái)使用總線線路上的電壓變化來(lái)向接收機(jī)數(shù)字地傳輸?shù)谝幌?,同時(shí)能夠使用第二總線線路上的變化電流來(lái)傳輸?shù)诙ⅰ榱颂峁┯糜诘谝缓偷诙鬏斅窂?a和6b上的傳輸?shù)男盘?hào),控制器2包括用于第一傳輸路徑6a的第一信號(hào)端子8a和用于第二傳輸路徑6b的第二信號(hào)端子8b。也就是說(shuō),分別在信號(hào)端子8a和8b處提供用來(lái)根據(jù)第一傳輸技術(shù)和第二傳輸技術(shù)來(lái)傳輸數(shù)字消息的信號(hào)。那些信號(hào)端子能夠例如被直接連接到有線數(shù)據(jù)總線的總線線路或無(wú)線通信系統(tǒng)的天線,等等。根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例,由第一和第二消息經(jīng)由第一和第二傳輸路徑6a和6b所傳輸?shù)膬?nèi)容是相同的,以便增加系統(tǒng)的功能安全性和可靠性,因?yàn)榧词巩?dāng)傳輸路徑中的一個(gè)被干擾或中斷時(shí),仍能夠接收內(nèi)容。根據(jù)一些實(shí)施例,當(dāng)由兩個(gè)消息傳輸相同的內(nèi)容時(shí),被用于內(nèi)容的數(shù)字傳輸?shù)奈坏捻樞蛟诘谝幌⒑偷诙?nèi)是不同的。也就是說(shuō),另外能夠以預(yù)定方式對(duì)用以使用不同的傳輸技術(shù)來(lái)傳輸相同內(nèi)容的位模式進(jìn)行加擾或修改,從而仍增加系統(tǒng)的可靠性。例如,第二消息的各個(gè)位可以是第一消息的位的逆(inverse)。即使在錯(cuò)誤并行地且同時(shí)地影響兩個(gè)傳輸技術(shù)的不太可能的事件中,當(dāng)內(nèi)容的不同部分受到影響時(shí),仍存在恢復(fù)內(nèi)容的機(jī)會(huì)。根據(jù)一些示例性實(shí)施例,用來(lái)在第一消息中傳輸內(nèi)容的第一位序列和用來(lái)在第二消息中傳輸相同內(nèi)容的第二位序列的長(zhǎng)度是相同的,其中,第一序列中的給定位置處的每個(gè)位的位值是第二序列中的相同位置處的位的位值的逆。也就是說(shuō),第一消息可以是第二消息的逐位逆,其由于冗余信息的互相關(guān)性質(zhì)而能夠提供附加冗余,諸如,例如循環(huán)冗余校驗(yàn)值(CRC),其能夠在第一和第二位序列傳輸之前單獨(dú)地計(jì)算并附于第一和第二位序列。根據(jù)一些示例性實(shí)施例,使用利用變化寬度的信號(hào)來(lái)表示數(shù)字內(nèi)容的串行傳輸協(xié)議來(lái)傳輸?shù)谝幌⒑偷诙⒌娜航M的至少一個(gè)消息。為此,能夠?qū)⒆兓瘜挾鹊男盘?hào)理解成脈寬調(diào)制信號(hào)(PWM),其中,由預(yù)定脈沖長(zhǎng)度的一部分來(lái)表示數(shù)字量,在該預(yù)定脈沖長(zhǎng)度中,用對(duì)應(yīng)于一個(gè)邏輯狀態(tài)的特性來(lái)傳輸信號(hào),同時(shí)在該預(yù)定脈沖長(zhǎng)度的剩余時(shí)間內(nèi)用對(duì)應(yīng)于另一邏輯狀態(tài)的另一特性來(lái)傳輸信號(hào)。為此,能夠?qū)㈩A(yù)定脈沖長(zhǎng)度理解為公共時(shí)鐘時(shí)間間隔,協(xié)議依賴于該公共時(shí)鐘時(shí)間間隔,并且其因此應(yīng)在發(fā)送器和接收機(jī)處可用。然而,變化寬度的信號(hào)在本文中一般應(yīng)被理解為其中可以改變特性長(zhǎng)度或時(shí)間以便表示數(shù)字內(nèi)容的任何所傳輸?shù)拿}沖形狀或脈沖形成。例如,用變化時(shí)間差所傳輸?shù)念愃苹蛳嗤螤畹膬蓚€(gè)信號(hào)脈沖也將被理解成是變化寬度的信號(hào)。也就是說(shuō),該信號(hào)對(duì)應(yīng)于第一脈沖、第二脈沖和脈沖之間的信號(hào)波形。使用變化寬度的信號(hào)來(lái)表示數(shù)字內(nèi)容的傳輸協(xié)議的使用由于表示的簡(jiǎn)單性而能夠允許使用簡(jiǎn)單且廉價(jià)的設(shè)備,其此外能夠提供相對(duì)于外部噪聲信號(hào)等的疊加的高魯棒性。根據(jù)一些示例性實(shí)施例,使用對(duì)于所傳輸消息的內(nèi)容的前導(dǎo)來(lái)從控制器向接收機(jī)用信號(hào)指示用于根據(jù)串行傳輸協(xié)議的傳輸?shù)墓矔r(shí)鐘時(shí)間間隔,其中,前導(dǎo)中的兩個(gè)信號(hào)脈沖之間的時(shí)間差對(duì)應(yīng)于公共時(shí)鐘時(shí)間間隔的整數(shù)倍。也就是說(shuō),該公共時(shí)鐘時(shí)間間隔由發(fā)射機(jī)定義并被提供給接收機(jī)。這能夠提供系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面的極高的靈活性,因?yàn)榭刂破饔捎诳刂破鞫x在協(xié)議本身內(nèi)使用的時(shí)鐘循環(huán)的事實(shí)而能夠與接收所傳輸消息的大范圍的接收機(jī)或芯片協(xié)作。尤其是在傳感器系統(tǒng)中,其中傳感器和關(guān)聯(lián)控制器通常具備僅允許適度操作頻率的大結(jié)構(gòu)尺寸,這可以允許將傳感器與幾乎任意的接收機(jī)或具有接收機(jī)的控制單元相組合,而不需要提供被特制于一個(gè)特定傳感器的接收機(jī)。公開(kāi)號(hào)為2009/046773Al和2010/002821A1的美國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)了用以使用前導(dǎo)來(lái)從控制器向接收機(jī)提供公共時(shí)鐘時(shí)間間隔的特定方式。這些文獻(xiàn)被整體地通過(guò)引用結(jié)合到本文中,并且如在那些申請(qǐng)中公開(kāi)的公共時(shí)鐘時(shí)間間隔的供應(yīng)被明確地定義為特定示例性實(shí)施例的一部分。根據(jù)一些示例性實(shí)施例,由利用預(yù)定數(shù)目的公共時(shí)鐘時(shí)間間隔的時(shí)間差所傳輸?shù)膬蓚€(gè)連續(xù)信號(hào)脈沖來(lái)表示數(shù)字量,該預(yù)定數(shù)目與數(shù)字量有關(guān)。例如,兩個(gè)信號(hào)脈沖之間的公共時(shí)鐘時(shí)間間隔的預(yù)定數(shù)目直接等于將使用串行傳輸協(xié)議所傳輸?shù)臄?shù)目。也就是說(shuō),如果要傳輸數(shù)目四,則在第一信號(hào)脈沖之后四個(gè)公共時(shí)鐘時(shí)間間隔發(fā)送第二信號(hào)脈沖。表示數(shù)目的兩個(gè)信號(hào)脈沖(其為變化寬度的信號(hào))的每個(gè)序列也稱為半位元組(nibble)。關(guān)于用以使用半位元組數(shù)字地傳輸數(shù)據(jù)的協(xié)議的一個(gè)特定實(shí)施例,再次對(duì)公開(kāi)號(hào)為2009/046773A1和2010/002821A1的美國(guó)專利申請(qǐng)進(jìn)行參考。應(yīng)將本文所述的協(xié)議理解成是一個(gè)特定示例性實(shí)施例的一部分。根據(jù)一些實(shí)施例,與第一傳輸技術(shù)相關(guān)聯(lián)的串行傳輸協(xié)議是SENT(單邊緣半位元組傳輸,SAEJ2716標(biāo)準(zhǔn))協(xié)議或SPC協(xié)議。根據(jù)另外的實(shí)施例,只有第二傳輸技術(shù)使用這兩個(gè)協(xié)議中的一個(gè)。根據(jù)另外的其他實(shí)施例,兩個(gè)傳輸技術(shù)都依賴于SPC或SENT協(xié)議,或者更一般地,依賴于同一協(xié)議。為此,應(yīng)將協(xié)議理解成規(guī)則,該規(guī)則關(guān)于如何將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)映射成符號(hào)或位序列或者一般地映射成將由傳輸技術(shù)所一次傳輸?shù)牧炕畔?。重要的是注意到,雖然協(xié)議對(duì)于兩個(gè)傳輸路徑上的傳輸而言可以是相同的,但傳輸技術(shù)本身,即通過(guò)對(duì)應(yīng)傳輸介質(zhì)物理地傳輸信息的特定方式可以是不同。例如,在該意義上的傳輸技術(shù)能夠等同于典型協(xié)議棧的物理層,而在本文中提及的SPC或SENT協(xié)議或邏輯協(xié)議應(yīng)被關(guān)聯(lián)至協(xié)議棧的若干個(gè)較高層協(xié)議中的單個(gè)或組合。在該意義上,能夠?qū)?shù)字地傳輸理解成根據(jù)那些協(xié)議中的一個(gè)來(lái)準(zhǔn)備用于傳輸?shù)臄?shù)字?jǐn)?shù)據(jù),同時(shí)根據(jù)傳輸技術(shù)的經(jīng)由物理層本身的傳輸通??梢允褂媚M信號(hào)或模擬量。當(dāng)然,其他示例性實(shí)施例能夠使用不同的協(xié)議,諸如,例如脈寬調(diào)制(PWM)、外圍傳感器接口5(PSI5,如進(jìn)一步由PSI5組織所標(biāo)準(zhǔn)化和開(kāi)發(fā)的,http://psi5.org)、外圍加速度傳感器協(xié)議(PAS3/PAS4)、分布式系統(tǒng)接口(DSI,如進(jìn)一步由DSI集團(tuán)所標(biāo)準(zhǔn)化和開(kāi)發(fā)的,http://www.dsiconsortium.org)。各個(gè)協(xié)議可以被用來(lái)單獨(dú)地傳輸?shù)谝幌⒑偷诙⒅械囊粋€(gè)或被用來(lái)使用同一協(xié)議來(lái)傳輸兩個(gè)消息。另外要注意的是,在另外的示例性實(shí)施例中能夠使用適合于數(shù)字地傳輸消息的任意的其他協(xié)議,其明確地還包括那些協(xié)議的任何未來(lái)開(kāi)發(fā)。因此,能夠例如由依賴于電壓域或在電壓域中實(shí)現(xiàn)的傳輸技術(shù)且并行地由依賴于電流域或在電流域中實(shí)現(xiàn)的第二傳輸技術(shù)來(lái)傳輸同一協(xié)議的數(shù)據(jù)。也就是說(shuō),能夠使用電壓電平或電壓脈沖的電壓上的變化經(jīng)由信號(hào)端子6a根據(jù)第一傳輸技術(shù)來(lái)傳輸?shù)谝幌?,同時(shí),能夠使用第二信號(hào)端子6b上的電流的變化根據(jù)第二傳輸技術(shù)來(lái)傳輸?shù)诙?。這可能是有益的,因?yàn)槔缭诖嬖诖艌?chǎng)的情況下能夠在總線線路中引發(fā)附加電壓,而基于電流的傳輸技術(shù)相對(duì)于磁場(chǎng)的存在能夠是相當(dāng)魯棒的。圖2示出了可操作成經(jīng)由通信鏈路6向接收機(jī)4傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)消息的控制器2的另外的示例性實(shí)施例。圖2中所圖示的實(shí)施例的控制器2另外包括用于接收指示由傳感器所感測(cè)的物理量的傳感器輸入信號(hào)12的傳感器輸入端子10。也就是說(shuō),圖2中所圖示的控制器2可操作成被耦合到傳感器,以便接收指示由傳感器所感測(cè)的物理量的傳感器輸入信號(hào),并將包含關(guān)于傳感器輸入信號(hào)的信息的消息傳輸?shù)綄?duì)應(yīng)的接收機(jī)4。這可以例如在汽車應(yīng)用中是有用的,其中,傳感器數(shù)據(jù)用于向駕駛輔助系統(tǒng)提供輸入,這又意味著傳感器數(shù)據(jù)的丟失可能導(dǎo)致系統(tǒng)的故障并因此導(dǎo)致駕駛員受傷。為了增加功能安全性,首先由控制器2中的協(xié)議棧的公共部分來(lái)處理傳感器輸入信號(hào)12。然而,最終由兩個(gè)不同的傳輸技術(shù)來(lái)執(zhí)行第一和第二傳輸路徑6a和6b上的傳輸以便提供所要求的系統(tǒng)功能安全性。為此,可以將在控制器2中實(shí)現(xiàn)的協(xié)議棧視為共同具有較高層的協(xié)議棧,同時(shí),提供兩個(gè)物理層協(xié)議或接口。根據(jù)在下面相對(duì)于圖3和4所討論的控制器或傳感器系統(tǒng)的兩個(gè)另外的示例性實(shí)施例,協(xié)議?;騻鬏攨f(xié)議的較高層可以是SPC協(xié)議,其被引入以允許經(jīng)由簡(jiǎn)單的三線總線對(duì)汽車應(yīng)用中的傳感器數(shù)據(jù)的有效讀出。雖然SENT是其中在沒(méi)有數(shù)據(jù)接收設(shè)備(即接收機(jī))的任何干預(yù)的情況下自主地傳輸來(lái)自傳感器的數(shù)據(jù)的單向通信標(biāo)準(zhǔn),但SPC提供半雙工同步通信的可能性,其中,接收機(jī)觸發(fā)傳輸。一般地,在SENT和SPC中,由一系列脈沖從控制器或傳感器傳輸信號(hào),其中,關(guān)聯(lián)脈沖的連續(xù)下降沿之間的距離定義了所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)字。也就是說(shuō),兩個(gè)連續(xù)脈沖之間的連續(xù)時(shí)鐘循環(huán)(例如,三微秒)的數(shù)目直接地對(duì)應(yīng)于所傳輸?shù)姆?hào)或數(shù)據(jù)。圖3示出了包括控制器2和磁場(chǎng)傳感器14以及溫度傳感器16的傳感器系統(tǒng)的示例性實(shí)施例。控制器2(即圖3的傳感器系統(tǒng))被實(shí)現(xiàn)成與標(biāo)準(zhǔn)SPC應(yīng)用兼容,因?yàn)槠淇梢栽谄噾?yīng)用中被用來(lái)讀出傳感器的數(shù)據(jù)。雖然圖3中的應(yīng)用示出了將由控制器2讀出或控制的磁場(chǎng)傳感器14與溫度傳感器16的組合,但另外的實(shí)施例當(dāng)然也可以利用不同的傳感器類型來(lái)感測(cè)或監(jiān)視不同的物理量。例如,由傳感器感測(cè)的物理量可以是電壓、電流、電阻、壓強(qiáng)、力、位置/方位、應(yīng)變、磁場(chǎng)或電場(chǎng),等等。根據(jù)圖3中所圖示的實(shí)施例,控制器2包括第一和第二傳感器輸入端子18a和18b,具有與之相連的傳感器14和16。在圖3和4的特定實(shí)施例中,已經(jīng)將傳感器輸入信號(hào)從模擬轉(zhuǎn)換成數(shù)字,以便通過(guò)數(shù)字表示或數(shù)量來(lái)將物理量表示為由各個(gè)傳感器所感測(cè)的。然而,根據(jù)另外的實(shí)施例,還能夠?qū)鞲衅髟紨?shù)據(jù)提供給傳感器輸入端子,諸如例如由各個(gè)傳感器元件直接地得出的電壓或電流。在那些實(shí)施例中,還能夠由控制器2本身來(lái)執(zhí)行將傳感器原始數(shù)據(jù)或信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字表示。由于圖3和4的控制器2被設(shè)計(jì)成可用符合SPC的接收機(jī)進(jìn)行操作,所以控制器包括三個(gè)信號(hào)端子,即,用于第一傳輸路徑的第一信號(hào)端子20、用于接地或者更通常是參考電位的供應(yīng)的第二信號(hào)端子22,以及用于對(duì)控制器和關(guān)聯(lián)傳感器進(jìn)行供電的操作電壓的供應(yīng)的第三信號(hào)端子24。在本特定實(shí)施例中,控制器2包括已將其關(guān)聯(lián)程序邏輯存儲(chǔ)在只讀存儲(chǔ)器(ROM)28中并可訪問(wèn)存儲(chǔ)在可擦除EPROM(EEPROM)30中的另外的數(shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)26。雖然只讀存儲(chǔ)器包括DSP26本身的操作所需的數(shù)據(jù),但EEPROM30能夠例如包括附加數(shù)據(jù),諸如,例如用于與控制器2相關(guān)聯(lián)的傳感器的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)、序列號(hào)、制造商代碼,等等??刂破?,特別是DSP26,經(jīng)由傳感器輸入端子18a和18b來(lái)接收指示由各個(gè)傳感器所感測(cè)的物理量的傳感器輸入信號(hào)。DSP26然后提供第一和第二消息,包括關(guān)于傳感器14或16的傳感器信號(hào)中的至少一個(gè)的信息。也就是說(shuō),由傳感器14和16提供的內(nèi)容的(即傳感器信號(hào)的)表示被變換成適當(dāng)?shù)南⒒蜻m當(dāng)?shù)南⒏袷?。該消息(即?nèi)容的數(shù)字表示)然后被傳送至SPC協(xié)議發(fā)生器32,其將消息轉(zhuǎn)換成SPC標(biāo)準(zhǔn)所要求的傳輸格式。協(xié)議發(fā)生器32將準(zhǔn)備好用于根據(jù)SPC協(xié)議進(jìn)行傳輸?shù)南⑻峁┙o根據(jù)第一傳輸技術(shù)進(jìn)行操作的發(fā)射機(jī)34或輸出級(jí)且并行地提供給根據(jù)第二、不同傳輸技術(shù)進(jìn)行操作的第二發(fā)射機(jī)36或電流調(diào)制器。在特定示例中,第一發(fā)射機(jī)在電壓域中進(jìn)行操作,即傳輸技術(shù)依賴于連接到第一端子20的總線線路上的電壓水平的變化,如在SPC協(xié)議的說(shuō)明書(shū)中所描述的。為此,能夠定義不同的電壓水平,并且從一個(gè)電壓水平到另一電壓水平的轉(zhuǎn)變指示了根據(jù)SPC協(xié)議的時(shí)間測(cè)量的開(kāi)始。并行地,由在電流域中操作的第二發(fā)射機(jī)36來(lái)處理第二消息。也就是說(shuō),物理層實(shí)現(xiàn)與第一發(fā)射機(jī)34的實(shí)現(xiàn)的不同之處在于通過(guò)使電流水平不同來(lái)信號(hào)指示SPC協(xié)議的不同狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)變。為此,例如,能夠?qū)⒈硎具壿嫛暗汀睜顟B(tài)的電流水平定義成是被關(guān)聯(lián)至邏輯“高”狀態(tài)的電流水平的一半。然而,另外的實(shí)施例當(dāng)然可以定義其他電壓和/或電流水平以傳輸或信號(hào)指示通知不同狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)變。在利用如圖3中所圖示的控制器2的實(shí)施例時(shí),人們能夠使用標(biāo)準(zhǔn)的三線SPC總線和對(duì)應(yīng)的接收機(jī)來(lái)從被關(guān)聯(lián)至控制器2的傳感器14和16讀出或收集信息。此外,能夠顯著地增強(qiáng)功能安全性,因?yàn)榈诙l(fā)射機(jī)36與第一發(fā)射機(jī)34并行地操作,以便能夠接收關(guān)于傳感器信號(hào)的所需信息,即使被關(guān)聯(lián)至端子20和22的傳輸路徑中的一個(gè)失敗。這可以在不必實(shí)現(xiàn)每個(gè)利用相同技術(shù)的兩個(gè)完全分離的傳感器和發(fā)射機(jī)系統(tǒng)的情況下增加功能安全性。實(shí)施例因此不僅能夠比此類方法更便宜,而且相對(duì)于苛刻操作條件和環(huán)境而言更安全。如先前已指示的,當(dāng)實(shí)現(xiàn)根據(jù)其將兩個(gè)傳輸路徑與不同的傳輸技術(shù)一起使用以便向同一接收機(jī)傳輸消息的系統(tǒng)時(shí),能夠避免兩個(gè)相同實(shí)現(xiàn)中的系統(tǒng)性錯(cuò)誤。雖然圖3圖示出其中第一和第二消息的內(nèi)容相同(即包含關(guān)于傳感器信號(hào)的相同信息)的實(shí)施例,但另外的實(shí)施例也經(jīng)由不同的傳輸路徑由不同的消息來(lái)發(fā)送不同的內(nèi)容。圖4示出了與相對(duì)于圖3所討論的實(shí)施例部分相同的另外的示例性實(shí)施例。因此,將僅簡(jiǎn)略討論不同于圖3的實(shí)現(xiàn)的附加部件。雖然第一和第二發(fā)射機(jī)34和36仍在電流和電壓域中進(jìn)行操作,但圖4的實(shí)施例提供通過(guò)在消息的按順序提交之前對(duì)消息進(jìn)行加擾以便例如避免突發(fā)錯(cuò)誤等來(lái)傳輸單獨(dú)消息或進(jìn)一步增強(qiáng)系統(tǒng)的魯棒性的可能性。為此,圖4的實(shí)施例另外包括第二協(xié)議發(fā)生器38,其能夠從提供SPC協(xié)議的協(xié)議發(fā)生器32自主地操作。第二協(xié)議發(fā)生器38還能夠?qū)崿F(xiàn)SPC協(xié)議。然而,根據(jù)另外的實(shí)施例,第二協(xié)議發(fā)生器38還能夠提供能夠在電流域中提交的另一協(xié)議,例如曼徹斯特編碼協(xié)議。不管在協(xié)議發(fā)生器32和38中所使用的協(xié)議是否相同,圖4的實(shí)施例都提供在提交之前對(duì)消息進(jìn)行加擾以避免附加錯(cuò)誤的可能性。圖4的實(shí)施例此外提供獨(dú)立地將協(xié)議發(fā)生器32和38中的每一個(gè)激活或去激活的可能性。也就是說(shuō),圖4的控制器2可操作成僅使用第一傳輸技術(shù)(第一發(fā)射機(jī)34)在第一操作模式下或僅使用第二傳輸技術(shù)(第二發(fā)射機(jī)36)在第二操作模式下選擇性地工作。為此,第一施密特觸發(fā)器40被連接為將其輸入連接到第一信號(hào)端子20且將其輸出連接到協(xié)議發(fā)生器32的操縱或控制輸入。第二施密特觸發(fā)器42被連接為將其輸入連接到第三信號(hào)端子24且將其輸出到第二協(xié)議發(fā)生器38的控制輸入。也就是說(shuō),當(dāng)由被關(guān)聯(lián)至控制器2的接收機(jī)或控制單元向第一端子20施加在被關(guān)聯(lián)至第一施密特觸發(fā)器40的第一預(yù)定閾值以上的電壓時(shí),能夠?qū)⒌谝粎f(xié)議發(fā)生器32接入操作狀態(tài)。等價(jià)地,當(dāng)在第三信號(hào)端子24上出現(xiàn)在第二預(yù)定閾值以上的電壓時(shí),能夠?qū)⒌诙f(xié)議發(fā)生器38置于操作狀態(tài)。為此,圖4的傳感器系統(tǒng)的控制器2的用戶能夠關(guān)于其具體需要來(lái)配置控制器和傳輸技術(shù),而控制器2同時(shí)地提供到標(biāo)準(zhǔn)SPC實(shí)現(xiàn)的向后兼容性。為了完整性起見(jiàn),圖5和6示意性地圖示出用于傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)消息的方法的另外的示例性實(shí)施例。圖5圖示出用于經(jīng)由至少具有第一和第二傳輸路徑的通信鏈路向?qū)?yīng)的接收機(jī)傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)消息的方法的示例性實(shí)施例。在可選供應(yīng)步驟50中,提供了要傳輸?shù)牡谝缓偷诙ⅰ榇?,能夠注意到的是,能夠從外部設(shè)備接收第一和第二消息,例如圖2至4的實(shí)施例中所圖示的,或者在控制器本身內(nèi)對(duì)其進(jìn)行創(chuàng)建。在傳輸步驟52中,根據(jù)第一傳輸技術(shù)經(jīng)由第一傳輸路徑將第一消息數(shù)字地傳輸至接收機(jī)。此外,傳輸步驟包括根據(jù)第二傳輸技術(shù)經(jīng)由第二傳輸路徑將第二消息數(shù)字地傳輸至同一接收機(jī),第二傳輸技術(shù)不同于第一傳輸技術(shù)。可以并行地或同時(shí)地執(zhí)行兩個(gè)傳輸。圖6示意性地圖示出用于向?qū)?yīng)的接收機(jī)傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的方法的另外的示例性實(shí)施例,根據(jù)該方法,經(jīng)由兩個(gè)消息來(lái)傳輸相同內(nèi)容以便提供增加例如在汽車應(yīng)用中所采用的系統(tǒng)的功能安全性的冗余。在消息創(chuàng)建步驟54中,處理要傳輸?shù)膬?nèi)容,使得第一消息被提供為使得第一消息包括該內(nèi)容,且第二消息被提供為使得第二消息也包括該內(nèi)容。包括內(nèi)容在這方面意指能夠根據(jù)重構(gòu)規(guī)則從消息中的任一個(gè)重構(gòu)相同的內(nèi)容。也就是說(shuō),當(dāng)被傳輸時(shí),兩個(gè)消息傳送相同的信息。在傳輸步驟56中,根據(jù)第一傳輸技術(shù)來(lái)傳輸?shù)谝幌?,同時(shí)根據(jù)第二傳輸技術(shù)來(lái)傳輸?shù)诙ⅲ员阍试S內(nèi)容的冗余傳輸和可能的重構(gòu),即使當(dāng)傳輸技術(shù)中的一個(gè)失敗時(shí)。雖然先前已特別地相對(duì)于傳感器實(shí)現(xiàn)描述了示例性實(shí)施例,即針對(duì)其中由控制器來(lái)讀出并傳輸傳感器數(shù)據(jù)或傳感器信息的實(shí)現(xiàn),但另外的實(shí)施例也能夠在其他應(yīng)用中利用本文所述的概念。例如,除汽車應(yīng)用之外,功能安全性能夠在飛行器或空間產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用中起作用。根據(jù)先前的考慮,本文所述的實(shí)施例或另外的替換實(shí)施例因此也能夠在其他技術(shù)領(lǐng)域和范圍中適用,例如航空航天產(chǎn)業(yè)。描述和附圖僅僅說(shuō)明了本發(fā)明的原理。因此將認(rèn)識(shí)到的是,本領(lǐng)域的技術(shù)人員將能夠設(shè)計(jì)各種布置,其雖然未在本文中被明確地描述或示出,但體現(xiàn)本發(fā)明的原理且被包括在其精神和范圍內(nèi)。此外,本文所記載的所有示例主要明確地意圖是僅出于教學(xué)目的,以幫助讀者理解本發(fā)明的原理和由一個(gè)或多個(gè)發(fā)明人所貢獻(xiàn)來(lái)對(duì)本領(lǐng)域進(jìn)行促進(jìn)的概念,并且將被理解為不限于此類具體記載的示例和條件。此外,本文中的記載本發(fā)明的原理、方面和實(shí)施例以及其具體示例的所有陳述意圖涵蓋其等價(jià)方式。應(yīng)將在本文中表示為“用于...的裝置”(執(zhí)行某個(gè)功能)的功能塊分別地理解為包括適合于執(zhí)行某個(gè)功能的電路的功能塊。因此,也可以將“用于某事物的裝置”理解為“適于或適合于某事物的裝置”。因此,適合于執(zhí)行某個(gè)功能的裝置并不意味著此類裝置一定一直執(zhí)行所述功能(在給定時(shí)刻)??梢酝ㄟ^(guò)專用硬件,諸如“處理器”、“控制器”等,以及能夠與適當(dāng)軟件相關(guān)聯(lián)地執(zhí)行軟件的硬件的使用來(lái)提供圖中所示的各種元件的功能,包括被標(biāo)記為“裝置”、“用于...的裝置”等的任何功能塊。此外,在本文中描述為“裝置”的任何實(shí)體可以對(duì)應(yīng)于或被實(shí)現(xiàn)為“一個(gè)或多個(gè)模塊”、“一個(gè)或多個(gè)設(shè)備”、“一個(gè)或多個(gè)單元”等。當(dāng)由處理器提供時(shí),可以由單個(gè)專用處理器、由單個(gè)共享處理器或由多個(gè)單獨(dú)處理器來(lái)提供該功能,其中的某些可以被共享。此外,不應(yīng)將術(shù)語(yǔ)“處理器”或“控制器”的明確使用理解為獨(dú)有地指代能夠執(zhí)行軟件的硬件,并且其可以隱含地包括(在沒(méi)有限制的情況下)數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)硬件、網(wǎng)絡(luò)處理器、專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)、用于存儲(chǔ)軟件的只讀存儲(chǔ)器(ROM)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)以及非易失性存儲(chǔ)器。還可以包括常規(guī)和/或定制的其他硬件。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到的是本文中的任何方框圖表示體現(xiàn)本發(fā)明的原理的說(shuō)明性電路的概念圖。類似地,將認(rèn)識(shí)到的是任何流程圖表、程序示圖、狀態(tài)轉(zhuǎn)變圖、偽代碼等表示可以基本上以計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)來(lái)表示并如此被計(jì)算機(jī)或處理器所執(zhí)行的各種過(guò)程,無(wú)論是否明確地示出了此類計(jì)算機(jī)或處理器。此外,以下權(quán)利要求由此被結(jié)合到詳細(xì)描述中,其中,每個(gè)權(quán)利可以自立為單獨(dú)的實(shí)施例。雖然每個(gè)權(quán)利要求可以自立為單獨(dú)實(shí)施例,但應(yīng)注意的是-雖然從屬權(quán)利要求在權(quán)利要求中可以涉及與一個(gè)或多個(gè)其他權(quán)利要求的特定組合-其他實(shí)施例也可以包括從屬權(quán)利要求與每個(gè)其他從屬權(quán)利要求的主題的組合。在本文中提出此類組合,除非指出該具體組合不是預(yù)期的。此外,意圖也將一個(gè)權(quán)利要求的特征包括到任何其他獨(dú)立權(quán)利要求,即使該權(quán)利要求并未使得此權(quán)利要求直接從屬于該獨(dú)立權(quán)利要求。進(jìn)一步要注意的是,可以由具有用于執(zhí)行這些方法的相應(yīng)步驟中的每一個(gè)的裝置的設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)在本說(shuō)明書(shū)中或權(quán)利要求中公開(kāi)的方法。此外,要理解的是,不可以將在本說(shuō)明書(shū)或權(quán)利要求中公開(kāi)的多個(gè)步驟或功能的公開(kāi)理解為處于特定順序內(nèi)。因此,多個(gè)步驟或功能的公開(kāi)將不會(huì)使這些限于特定順序,除非此類步驟或功能由于技術(shù)原因而不可互換。此外,在一些實(shí)施例中,單個(gè)步驟可以包括或者可以被分解成多個(gè)子步驟。可以將此類子步驟包括為此單個(gè)步驟的公開(kāi)的一部分,除非明確地排除。
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