СПОСОБ И УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ АКТИВАЦИИ БЛОКА МУЛЬТИПЛЕКСНОЙ СЕТИ ПОСРЕДСТВОМ ПОДСЧЕТА НЕСВОЕВРЕМЕННЫХ АКТИВАЦИЙ Российский патент 2013 года по МПК H04L12/40 

Настоящее изобретение относится к мультиплексным сетям связи, например сетям, называемым локальными сетями межсоединений (или LIN (от “Local Interconnected Network”)), или сетям типа CAN (“Controller Area Network”), используемым, в частности, в некоторых автотранспортных средствах.

В данном случае под «мультиплексной сетью связи» следует понимать сеть связи, содержащую шину, с которой соединены управляющий блок (называемый задающим блоком (или узлом) в случае сети LIN) и, по меньшей мере, один блок (называемый подчиненным блоком (или узлом) в случае сети LIN). Управляющий блок предназначен, в частности, для управления переводами в режим ожидания и активациями блоков своей мультиплексной сети.

Когда блоки (или узлы) мультиплексной сети находятся в состоянии ожидания (по команде управляющего органа), они активируются автоматически, когда обнаруживают активность на своей шине. Эта активность исходит, в частности, от какого-либо блока, возможно от управляющего блока, который затребовал активацию других блоков.

Считают, что на шине проявляется активность, когда можно обнаружить так называемый переход «рецессия-доминанта», за которым следует доминантное состояние в течение времени, превышающего порог (несколько десятков микросекунд в случае сети CAN). Доминантное состояние (или “logical low”) является электрическим уровнем сети, соответствующим логическому «0». И, наоборот, рецессивное состояние (или “logical high”) является электрическим уровнем сети, соответствующим логической «1». Логический уровень «0» называют доминантным уровнем, так как он является приоритетным, когда несколько блоков намереваются задать разные уровни. Следовательно, любое произвольное или непроизвольное (паразитное) явление, приводящее к переходу «рецессия-доминанта», за которым следует доминантное состояние в течение времени, превышающего порог, воспринимается блоком как проявление активности, которая должна привести к его активации.

Когда управляющий блок обнаруживает на шине активность, он должен немедленно определить, действительно ли эта активность исходит от какого-либо блока его сети и оправдана ли эта активность. Если управляющий блок получает от активирующего блока подтверждение активации, и он считает, что активация сети оправдана, тогда он разрешает блокам оставаться активированными. В противном случае (отсутствие подтверждения или неоправданная активация сети) управляющий блок предписывает управляемым им блокам вернуться в режим ожидания.

Если блок (способный создавать запросы на активацию сети) является неисправным или если он не воспринимает отклонение управляющим блоком его запроса на активацию сети, он создает последовательно новые запросы на активацию сети, пока не получит удовлетворение запроса. Поскольку управляющий блок не конфигурирован для удовлетворения запроса неисправного блока, блоки мультиплексной сети могут быть вовлечены в чередование фаз перевода в состояние ожидания и активации, что приведет к перерасходу электрической энергии в сети и, как следствие, к разрядке батареи (в случае применения на автомобиле).

Задачей настоящего изобретения является улучшение этой ситуации.

В этой связи объектом изобретения является способ, предназначенный для контроля активации блока мультиплексной сети связи, управляемого управляющим блоком, и состоящий в том, что каждый раз, когда этот блок намеревается осуществить в сети запрос на активацию сети, определяют текущее значение локального счетчика и, если это текущее значение превышает или равно выбранному порогу, этому блоку запрещают осуществить свой запрос, тогда как если это текущее значение меньше выбранного порога, этому блоку разрешают осуществить свой запрос и увеличивают на одну единицу текущее значение счетчика.

Кроме того, в случае получения блоком через сеть разрешения на активацию сети, исходящего от управляющего блока, можно обнулить текущее значение счетчика этого блока, тогда как в случае получения этим блоком через сеть запрещения активации можно предписать этому блоку вернуться в его состояние ожидания и оставить без изменения текущее значение счетчика этого блока.

Кроме того, в случае получения блоком через сеть запроса на активацию сети, исходящего от управляющего блока или от другого блока сети, можно обнулить текущее значение счетчика этого блока и разрешить его активацию, если он затем получает от управляющего блока разрешение на активацию (следует напомнить, что это разрешение представляет собой подтверждение запроса на активацию сети, если этот запрос оправдан).

Объектом изобретения является также устройство контроля, предназначенное входить в состав блока (или быть соединенным с блоком) мультиплексной сети связи, управляемого управляющим блоком, и выполненное таким образом, чтобы каждый раз, когда этот блок намеревается осуществить в сети запрос на активацию сети, определять текущее значение локального счетчика и, если это текущее значение превышает или равно выбранному порогу, запрещать этому блоку осуществить свой запрос, тогда как если это текущее значение меньше выбранного порога, разрешать осуществление этим блоком своего запроса и увеличивать на одну единицу текущее значение счетчика.

Это устройство может быть также выполнено таким образом, чтобы, когда блок получает через сеть разрешение на активацию сети, исходящее от управляющего блока, обнулять текущее значение счетчика этого блока, и, когда этот блок получает через сеть запрещение активации, предписывать этому блоку его возвращение в состояние ожидания и увеличивать на одну единицу текущее значение счетчика.

Это устройство может быть также выполнено таким образом, чтобы, когда блок получает через сеть запрос на активацию сети, исходящий от управляющего блока или от другого блока сети, разрешать активацию этого блока и обнулять текущее значение его счетчика, если он получает затем от управляющего блока разрешение на активацию.

Объектом изобретения является также блок, предназначенный входить в состав мультиплексной сети и оборудованный описанным выше устройством контроля.

Изобретение предназначено, в частности, но не ограничительно для мультиплексных сетей, выбранных среди локальных сетей межсоединений (или LIN от Local Interconnect Network) и сетей типа CAN (Controller Area Network).

Другие отличительные признаки и преимущества настоящего изобретения будут более очевидны из нижеследующего подробного описания со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

Фиг.1 - схематичный вид мультиплексной сети, например, типа LIN или CAN, содержащей три блока, оборудованных устройством контроля в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг.2 - схематичный пример алгоритма, позволяющего применять способ контроля в соответствии с настоящим изобретением.

Прилагаемые чертежи не только дополняют изобретение, но также, в случае необходимости, помогают его охарактеризовать.

Изобретение призвано предложить способ и соответствующее устройство, позволяющие контролировать активацию блока, принадлежащего к мультиплексной сети связи.

В дальнейшем в качестве не ограничительного примера будет рассмотрен случай, когда мультиплексная сеть (связи) является сетью типа LIN и установлена на автотранспортном средстве, например на автомобиле. Однако изобретение не ограничивается этим применением. Действительно, оно касается всех мультиплексных сетей и, в частности, сетей, например, типа CAN или типа LIN.

На фиг.1 схематично представлен не ограничительный пример мультиплексной сети (связи) R (в данном случае типа LIN), содержащей шину В, с которой соединены управляющий блок (или узел) ОМ, называемый в дальнейшем задающим блоком, и три блока ОЕ1-ОЕ3, называемые в дальнейшем подчиненными блоками OEi (i=от 1 до 3).

Следует отметить, что мультиплексная сеть R может содержать только один подчиненный блок (или узел) OEi или более одного подчиненного блока (или узла) OEi.

Задающий (или управляющий) блок ОМ и подчиненные блоки OEi могут быть любого типа. Например, в случае автомобиля речь может идти об элементах, оборудовании или блоках системы кондиционирования, или системы управления перемещения окон, или системы запирания дверей.

Задающий блок ОМ содержит главное устройство (или автомат) DP, которое отвечает за управление различными фазами деятельности (ожидания и активации) подчиненных блоков OEi его мультиплексной сети R. Каждый раз, когда это главное устройство (или автомат) DP обнаруживает на шине активность (например, сообщение с запросом на активацию сети), оно запускает процедуру, призванную определить, действительно ли эта активность исходит от подчиненного блока OEi и оправдана ли эта активность. Если задающий блок ОМ получает от «активирующего» подчиненного блока OEi подтверждение активации и если он считает, что активация сети оправдана, он разрешает всем подчиненным блокам OEi своей сети R оставаться активированными. Если он (ОМ) не получает подтверждения запроса на активацию сети или если активация сети представляется ему не оправданной, тогда он (ОМ) предписывает подчиненным блокам OEi своей сети вернуться в состояние ожидания.

Способ контроля в соответствии с настоящим изобретением применяют на уровне одного (предпочтительно каждого) подчиненного блока OEi, выполненного с возможностью инициации запроса на активацию сети, при помощи устройства контроля D. Как показано в этом не ограничительном примере, это устройство D может быть составной частью подчиненного блока OEi. Однако в варианте оно может быть только связано с подчиненным блоком OEi. Поэтому устройство D можно выполнить в виде программных (или информационных) модулей, или в виде электронных схем, или в виде комбинации электронных схем и программных модулей. Следует отметить, что устройство контроля D можно рассматривать как автомат.

Далее следует подробное описание способа в соответствии с настоящим изобретением со ссылками на алгоритм, представленный на фиг.2. Этот способ осуществляют каждый раз, когда устройство контроля D (в соответствии с настоящим изобретением) подчиненного блока OEi (например, ОЕ1) обнаруживает событие (или получает предупреждение о наступлении события) внутри упомянутого подчиненного блока ОЕ1 (на этапе 10). В данном случае под «событием» следует понимать решение об осуществлении запроса на активацию сети или, возможно, обнаружение деятельности на шине В, которое интерпретируется как запрос на активацию сети, исходящий от другого подчиненного блока OEi' (в данном случае i'=2 или 3) или от задающего блока ОМ.

Например, когда устройство D обнаруживает такое событие на этапе 10, оно может осуществить на этапе 20 тест с целью определения, идет ли речь о решении осуществления запроса на активацию сети, принятое его подчиненным блоком ОЕ1.

Если тест на этапе 20 показывает, что событие является локальным решением осуществления запроса на активацию сети, тогда устройство контроля D производит на этапе 30 сравнение между текущим значением Vc локального счетчика и выбранным порогом Vs.

Этот порог Vs равен, например, 3 или 4. Он представляет допустимое максимальное число несвоевременных (или не оправданных) последовательных активаций сети, которые подчиненный блок OEi запускает до запрещения локального создания новых запросов на активацию сети этим подчиненным блоком OEi.

Если текущее значение меньше выбранного порога Vs (Vc<Vs), то на этапе 40 устройство D разрешает своему подчиненному блоку ОЕ1 передать на шину В свой запрос на активацию сети, затем оно увеличивает на одну единицу текущее значение Vc счетчика (Vc=Vc+1). При этом подчиненный блок ОЕ1 переходит в нормальное состояние фазы деятельности сети, в котором он получит от управляющего блока ОМ либо разрешение на активацию (которое представляет собой подтверждение запроса на активацию, если управляющий блок ОМ считает, что он оправдан), либо команду на возвращение в свое состояние ожидания (если управляющий блок ОМ считает, что запрос на активацию сети не оправдан).

Следует напомнить, что управляющий блок ОМ обычно должен проверить, оправдан или не оправдан запрос на активацию, на уровне подчиненного блока OEi, который является источником этого запроса. Следовательно, информация может проходить через шину В до того, как подчиненный блок OEi получит от управляющего блока ОМ разрешение активации или запрос на переход в состояние ожидания.

Если на этапе 50 подчиненный блок ОЕ1 получает от управляющего блока ОМ разрешение активации, то на этапе 60 его устройство D разрешает ему оставаться активированным и обнуляет значение Vc его локального счетчика (Vc=0). После этого устройство контроля D может вернуться на этап 10 для обнаружения следующего события.

Если же на этапе 50 подчиненный блок ОЕ1 получает от управляющего блока ОМ запрещение активации, то на этапе 70 его устройство D предписывает ему возвратиться в состояние ожидания и оставляет без изменения значение Vc его локального счетчика. После этого устройство контроля D может вернуться на этап 10 для обнаружения следующего события.

Если тест на этапе 30 показывает, что текущее значение Vc превышает или равно выбранному порогу Vs (Vc≥Vs), то на этапе 80 устройство контроля D запрещает своему подчиненному блоку ОЕ1 передавать на шину В его запрос на активацию сети. В случае необходимости, оно может также увеличить на одну единицу текущее значение Vc счетчика (Vc=Vc+1), хотя это и не является обязательным. В конце этого этапа 80 способ в соответствии с настоящим изобретением завершается. После этого устройство контроля D может вернуться на этап 10 для обнаружения следующего события.

Если тест на этапе 20 показывает, что событие не является локальным решением осуществить запрос на активацию сети, то в этом случае устройство контроля D может, например, произвести на этапе 90 тест, чтобы определить, является ли это событие «получением» запроса на активацию сети от другого подчиненного блока OEi' (в данном случае i'=2 или 3) или от задающего блока ОМ.

Если тест на этапе 90 показывает, что событие является получением запроса на активацию сети от другого подчиненного блока OEi' или от задающего блока ОМ, то на этапе 100 устройство контроля D разрешает активацию своего подчиненного блока ОЕ1 при любом текущем значении Vc счетчика.

Затем, если на этапе 110 подчиненный блок ОЕ1 получает от управляющего блока ОМ разрешение на активацию, то на этапе 120 его устройство D разрешает ему оставаться активированным и обнуляет значение Vc его локального счетчика (Vc=0). Устройство контроля D может вернуться на этап 10 для обнаружения следующего события.

Если же на этапе 110 подчиненный блок ОЕ1 получает от управляющего блока ОМ запрещение активации, то на этапе 130 его устройство контроля D предписывает ему возвратиться в состояние ожидания и оставляет без изменения значение Vc его локального счетчика.

Если тест на этапе 90 показывает, что событие не является получением запроса на активацию сети от другого подчиненного блока OEi' или от задающего блока ОМ, то устройство контроля D не занимается этим событием. Следовательно, способ в соответствии с настоящим изобретением завершается, и устройство контроля D может вернуться на этап 10 для обнаружения следующего события.

Таким образом, каждый раз, когда подчиненный блок OEi намеревается осуществить на уровне сети R запрос на активацию сети, его устройство D определяет текущее значение Vc локального счетчика и, если это текущее значение Vc превышает или равно выбранному порогу Vs, запрещает своему подчиненному блоку OEi осуществить свой запрос, тогда как если это текущее значение Vc меньше выбранного порога Vs, оно разрешает своему подчиненному блоку OEi осуществить свой запрос и увеличивает на одну единицу текущее значение Vc счетчика. Затем, если подчиненный блок ОЕ1 получает от управляющего блока ОМ через сеть R разрешение на активацию сети, то его устройство D обнуляет текущее значение Vc счетчика и разрешает активацию своего блока OEi.

Необходимо отметить, что в алгоритме, описанном выше со ссылками на фиг.2, не обязательно производить тесты этапов 20 и 90, предназначенные для определения характера обнаруженных событий. Действительно, можно предусмотреть, чтобы устройство D было выполнено только с возможностью обнаружения решений на осуществление запроса на активацию сети своего подчиненного блока OEi и чтобы этот блок (OEi) предупреждал его о получении через сеть R запроса на активацию сети от другого подчиненного блока OEi' (i'≠1) или от задающего блока ОМ. В этом варианте выполнения этапы 20 и 90 исключаются.

Благодаря изобретению, можно быстро помешать неисправному подчиненному блоку несвоевременно (или не оправданно) создавать последовательные запросы на активацию сети. Это позволяет избежать ненужной активации других подчиненных блоков сети и, следовательно, избежать бесполезного потребления ими электрической энергии.

Изобретение не ограничивается описанными выше вариантами реализации способа контроля, устройства контроля и (подчиненного) блока, представленными только в качестве примера, и охватывает все возможные версии, которые может предусмотреть специалист в рамках нижеследующей формулы изобретения.

Изобретение относится к мультиплексным сетям связи, например сетям, называемым локальными сетями межсоединений (или LIN (от “Local Interconnected Network”)), или сетям типа CAN (“Controller Area Network”), используемым, в частности, в некоторых автотранспортных средствах. Технический результат - уменьшение перерасхода электрической энергии в сети, вызывающего разрядку батареи. Устройство (D) предназначено для контроля активации блока (OEi), входящего в состав мультиплексной сети (R) связи, управляемого управляющим блоком (ОМ). Это устройство (D) отвечает за то, чтобы каждый раз, когда этот блок (OEi) намеревается осуществить в сети (R) запрос на активацию сети, определять текущее значение локального счетчика и, если это текущее значение превышает или равно выбранному порогу, запрещать блоку (OEi) осуществить свой запрос, тогда как если это текущее значение меньше упомянутого выбранного порога, разрешить осуществление этим блоком (OEi) его запроса и увеличить на одну единицу текущее значение счетчика. 3 н. и 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ контроля активации блока (OEi) мультиплексной сети (R) связи, управляемого управляющим блоком (ОМ), отличающийся тем, что он состоит в том, что каждый раз, когда упомянутый блок (OEi) намеревается осуществить в упомянутой сети (R) запрос на активацию сети, определяют текущее значение локального счетчика и, если это текущее значение превышает или равно выбранному порогу, упомянутому блоку (OEi) запрещают осуществить упомянутый запрос, тогда как если это текущее значение меньше упомянутого выбранного порога, упомянутому блоку (OEi) разрешают осуществить упомянутый запрос и увеличивают на одну единицу упомянутое текущее значение счетчика.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в случае получения упомянутым блоком (OEi) через упомянутую сеть (R) разрешения на активацию сети, исходящего от упомянутого управляющего блока (ОМ), обнуляют упомянутое текущее значение счетчика этого блока (OEi), тогда как в случае получения упомянутым блоком (OEi) через упомянутую сеть (R) запрещения активации предписывают упомянутому блоку (OEi) вернуться в его состояние ожидания и оставляют без изменения упомянутое текущее значение счетчика этого блока (OEi).

3. Способ по одному из пп.1 и 2, отличающийся тем, что в случае получения упомянутым блоком (OEi) через упомянутую сеть (R) запроса на активацию сети, исходящего от упомянутого управляющего блока (ОМ) или от другого блока (OEi') упомянутой сети (R), разрешают активацию этого блока (OEi) и обнуляют текущее значение счетчика этого блока (OEi), если он затем получает от упомянутого управляющего блока (ОМ) разрешение на активацию.

4. Способ по одному из пп.1 и 2, отличающийся тем, что мультиплексную сеть (R) выбирают из локальной сети межсоединений (LIN) или сети типа CAN.

5. Устройство (D) контроля активации блока (OEi) мультиплексной сети (R) связи, управляемого управляющим блоком (ОМ), отличающееся тем, что оно выполнено таким образом, чтобы каждый раз, когда упомянутый блок (OEi) намеревается осуществить в упомянутой сети (R) запрос на активацию сети, определять текущее значение локального счетчика и, если это текущее значение превышает или равно выбранному порогу, запрещать упомянутому блоку (OEi) осуществить упомянутый запрос, тогда как если это текущее значение меньше упомянутого выбранного порога, разрешать осуществление упомянутым блоком (OEi) упомянутого запроса и увеличивать на одну единицу упомянутое текущее значение счетчика.

6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что оно выполнено таким образом, чтобы, когда упомянутый блок (OEi) получает через упомянутую сеть (R) разрешение на активацию сети, исходящее от упомянутого управляющего блока (ОМ), обнулять текущее значение счетчика этого блока (OEi), и, когда упомянутый блок (OEi) получает через упомянутую сеть (R) запрещение активации, предписывать упомянутому блоку (OEi) его возвращение в состояние ожидания и оставлять без изменения упомянутое текущее значение счетчика этого блока (OEi).

7. Устройство по одному из пп.5 и 6, отличающееся тем, что оно выполнено таким образом, чтобы, когда упомянутый блок (OEi) получает через упомянутую сеть (R) запрос на активацию сети, исходящий от упомянутого управляющего блока (ОМ) или от другого блока (OEi') упомянутой сети (R), разрешать активацию этого блока (OEi) и обнулять текущее значение счетчика этого блока (OEi), если он получает затем от упомянутого управляющего блока (ОМ) разрешение на активацию.

8. Устройство по одному из пп.5 и 6, отличающееся тем, что мультиплексная сеть (R) выбрана из локальной сети межсоединений (LIN) или сети типа CAN.

9. Блок (OEi) для инициализации запроса на активацию сети, управляемый управляющим блоком (ОМ), отличающийся тем, что содержит устройство контроля (D) по одному из пп.5-8.