СПОСОБ И УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ АКТИВАЦИИ ПОДЧИНЕННЫХ БЛОКОВ СЕТИ LIN ПОСРЕДСТВОМ АНАЛИЗА ПРИЧИН АКТИВАЦИИ Российский патент 2014 года по МПК G06F13/42 G08C25/02 B60W10/30 

Настоящее изобретение относится к мультиплексным сетям связи типа LIN (“Local Interconnected Network” - локальная сеть межсоединений), которые используют, в частности, на транспортных средствах (в частности, на автомобилях), и, в частности, касается контроля за активацией подчиненных блоков таких сетей LIN.

В данном случае под «мультиплексной сетью связи типа LIN» следует понимать сеть связи, содержащую шину, с которой соединены управляющий блок, называемый задающим блоком (или узлом), и функциональные блоки, называемые подчиненными блоками (или узлами). Задающий блок предназначен, в частности, для управления переводами в режим ожидания и активациями подчиненных блоков своей сети LIN.

Как известно специалистам, когда подчиненные блоки сети LIN переведены в состояние ожидания (по требованию задающего органа), они активируются автоматически, когда обнаруживают активность на своей шине. Эта активность исходит либо от подчиненного блока, который запрашивает активацию других блоков своей сети LIN, либо от задающего блока.

Считают, что на шине проявляется активность, когда можно обнаружить так называемый переход «рецессия-доминанта», за которым следует доминантное состояние в течение времени, превышающего порог. Доминантное состояние (или “logical low”) является электрическим уровнем сети, соответствующим логическому «0». Что же касается рецессивного состояния (или “logical high”), то оно является электрическим уровнем сети, соответствующим логической «1». Логический уровень «0» называют доминантным уровнем, так как он является приоритетным, когда несколько подчиненных блоков намереваются задать разные уровни. Следовательно, любое произвольное или непроизвольное (помехи) действие, приводящее к переходу «рецессия-доминанта», за которым следует доминантное состояние в течение времени, превышающего порог, воспринимается блоком как активность, которая должна привести к его активации.

Согласно стандарту LIN, когда задающий блок обнаруживает активность на шине своей сети LIN, он должен определить, действительно ли какой-либо подчиненный блок этой сети является источником этой активности. Однако стандарт LIN не определяет последующей процедуры.

Если ни один подчиненный блок не является источником запроса на активацию (помехи), следовательно, активация не оправдана, и в случае последовательных неоправданных активаций батарея (если речь идет о транспортном средстве (в частности, автомобиле)) может разрядиться.

Задачей настоящего изобретения является исправление такой ситуации и, в частности, управление фазами подтверждения активации независимо от прикладной программы и на том же уровне, что и управление рабочими фазами сети.

В этой связи объектом изобретения является способ, предназначенный для контроля активации подчиненных блоков мультиплексной сети связи типа LIN, управляемой задающим блоком, согласно которому, когда задающий блок обнаруживает активность в сети во время фазы ожидания:

i) по меньшей мере, на некоторые из подчиненных блоков (и предпочтительно на все блоки, которые могут быть источником запроса на активацию и, следовательно, обнаруженной активности) направляют специальные сообщения запроса, на которые они должны соответственно ответить при помощи сообщения ответа, содержащего поле состояния, значение которого характеризует локальный или нелокальный источник обнаруженной активности, затем

ii) анализируют значение поля состояния каждого из сообщений ответа, принятых задающим блоком, чтобы определить, является ли, по меньшей мере, один подчиненный блок источником обнаруженной активности, и в случае подтверждения, оправдана ли эта активность относительно соответствующего значения поля состояния, и

iii) разрешают активацию подчиненных блоков, только если обнаруженная активность оправдана.

Кроме того, каждое сообщение ответа содержит поле состояния, значение которого может, например, характеризовать локальный или не локальный источник обнаруженной активности, а также в случае локального источника - тип события, локально вызвавшего эту обнаруженную активность.

Кроме того, на этапе iii) при отсутствии оправданности обнаруженной активности задающий блок может, например, предписывать подчиненным блокам вернуться в состояние ожидания.

Кроме того, на этапе i) (при соблюдении определенных условий, касающихся подчиненных блоков) можно направлять специальные сообщения запроса при помощи событийных кадров.

Объектом изобретения является также устройство, предназначенное быть частью задающего блока (или для соединения с задающим блоком) мультиплексной сети связи типа LIN, для контроля активации подчиненных блоков этой сети LIN и выполненное таким образом, чтобы, когда задающий блок обнаружил активность в сети во время фазы ожидания:

- предписывать задающему блоку передавать, по меньшей мере, на некоторые подчиненные блоки (и предпочтительно на все блоки, которые могут быть источником запроса на активацию и, следовательно, обнаруженной активности), специальных сообщений запроса, на которые они должны соответственно ответить при помощи сообщения ответа, содержащего поле состояния, значение которого характеризует локальный или нелокальный источник обнаруженной активности, затем

- анализировать значение поля состояния каждого из сообщений ответа, принятых задающим блоком, чтобы определить, является ли, по меньшей мере, один подчиненный блок источником обнаруженной активности и в случае подтверждения оправдана ли эта активность относительно соответствующего значения поля состояния, и

- разрешать задающему блоку подтверждать активацию подчиненных блоков, только если обнаруженная активность оправдана.

Это устройство может быть также выполнено таким образом, чтобы, когда сообщения ответа содержат поле состояния, значение которого характеризует локальный или нелокальный источник обнаруженной активности и, в случае локального источника, тип события, локально вызвавшего эту обнаруженную активность, определять оправданность обнаруженной активности в зависимости от типа события, локально вызвавшего активность.

Это устройство может быть также выполнено таким образом, чтобы в отсутствие оправданности обнаруженной активности затребовать от задающего блока предписывать подчиненным блокам их возврат в состояние ожидания.

Объектом изобретения является также задающий блок, предназначенный для использования в мультиплексной сети типа LIN и оборудованный описанным выше устройством контроля.

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 типа LIN, содержащей пять подчиненных блоков и задающий блок, оборудованный устройством контроля в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг.2 - пример последовательности сообщений, позволяющих достичь разрешения на активацию.

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

Изобретение призвано предложить способ и соответствующее устройство, позволяющие контролировать активацию подчиненных блоков мультиплексной сети связи типа LIN.

В дальнейшем в качестве неограничительного примера будет рассмотрен случай, когда сеть (мультиплексная сеть связи типа LIN) R установлена на автотранспортном средстве, например на автомобиле. Однако изобретение не ограничивается этим применением. Действительно, оно касается сетей LIN при любом их применении.

На фиг.1 схематично представлен неограничительный пример сети LIN R, содержащей шину В, с которой соединены управляющий блок (или узел) ОМ, называемый задающим блоком, и пять других функциональных блоков (или узлов) OEi (i = от 1 до 5), называемых подчиненными блоками.

Следует отметить, что сеть LIN в соответствии с настоящим изобретением не ограничивается этим числом (5) подчиненных блоков OEi. Действительно, она должна содержать, по меньшей мере, один подчиненный блок.

Следует также отметить, что задающий блок ОМ и подчиненные блоки OEi могут быть любого типа. Например, в случае легкового автомобиля речь может идти об элементах, приборах или блоках системы кондиционирования, или системы управления перемещения окон, или системы запирания дверей.

Задающий блок ОМ может, например, содержать главное устройство (или автомат) DP, которое предназначено для управления различными фазами деятельности (фазы ожидания PV и активации PR) подчиненных блоков OEi его сети LIN R. Как представлено в неограничительном примере, это главное устройство DP может быть составной частью задающего блока ОМ. Однако в варианте оно может быть связано с задающим блоком ОМ. Поэтому главное устройство DP можно выполнить в виде программных (или информационных) модулей, или в виде электронных схем, или в виде комбинации электронных схем и программных модулей.

Изобретением предлагается связать с задающим блоком ОМ устройство контроля D, которое специально предназначено для контроля за активацией подчиненных блоков OEi. Как представлено в неограничительном примере, это устройство контроля D может входить в состав главного устройства DP (в этом случае оно является его частью (или частью автомата)). Однако в варианте оно может быть только связано с этим главным устройством DP. Кроме того, в отсутствие главного устройства DP оно может быть составной частью задающего блока ОМ или может быть с ним связано. Следовательно, устройство контроля D можно выполнить в виде программных (или информационных) модулей, или в виде электронных схем, или в виде комбинации электронных схем и программных модулей.

Устройство контроля D предназначено для осуществления способа контроля в соответствии с настоящим изобретением каждый раз, когда его задающий блок ОМ обнаруживает активность на шине В во время фазы ожидания PV. Следует напомнить, что активность может быть вызвана передачей на шину В от подчиненного блока OEi сообщения запроса на активацию сети MV или может быть вызвана помехами. В том или другом случае другие подчиненные блоки OEi (i≠i), а также задающий блок ОМ воспринимают эту активность как команду на активацию, поэтому эти блоки переходят в фазу активации PR. Следовательно, когда задающий блок ОМ обнаруживает активность на шине В, он предупрежден об активации подчиненных блоков OEi.

Способ контроля в соответствии с настоящим изобретением содержит три основных этапа, описание которых следует ниже на примере последовательности сообщений, представленном на фиг.2.

Первый основной этап (i) способа начинается, когда задающий блок ОМ обнаруживает активность на шине В в момент t1 фазы ожидания PV. В неограничительном примере, показанном на фиг.2, задающий блок ОМ обнаруживает в момент t1 наличие сообщения с запросом на активацию MV, которое он воспринимает как активность, которую необходимо немедленно проконтролировать.

Сразу после этого обнаружения устройство контроля D предписывает задающему блоку ОМ направить специальные сообщения (или кадры) с запросом MDi (i = от 1 до N), по меньшей мере, на некоторые из подчиненных блоков OEi и предпочтительно на все блоки, которые могут быть источниками запроса на активацию (то есть блоки, которые известны задающему блоку ОМ как являющиеся подчиненными блоками OEi, которые могут быть инициаторами запроса активации и, следовательно, обнаруженной активности) через шину В. Начало t2 передачи специальных сообщений запроса MDi по существу соответствует началу фазы активации PR подчиненных блоков OEi.

Согласно изобретению каждый подчиненный блок OEi должен сразу ответить на специальное сообщение запроса MDi, которое его касается, при помощи сообщения ответа MRi, которое содержит поле состояния СЕ, значение которого характеризует локальный или нелокальный источник обнаруженной активности.

Следует отметить, что, когда все подчиненные блоки OEi, которые могут быть источником запроса активации, соответствуют протоколу LIN в версии LIN 2.0 или LIN 2.1, можно оптимизировать управление специальными сообщениями запроса MDi, используя событийные кадры. Это решение применимо только для подчиненных блоков OEi, соответствующих протоколу LIN в версии LIN 2.0 или LIN 2.1, так как подчиненные блоки, соответствующие протоколу LIN предыдущих версий (LIN 1.3 или более ранних), не могут управляться при помощи событийных кадров. Этот вариант позволяет ограничить число сообщений строго необходимым числом, так как в этом случае только подчиненный(ые) блок(и), являющийся(иеся) источником запроса активации, отвечает(ют), передавая сообщение ответа.

Поле состояния СЕ может, например, принимать два двоичных значения, одно из которых (например, равное 0) предназначено для сообщения о том, что событие, произошедшее в рассматриваемом подчиненном блоке OEi (нелокальный источник), не вызвало никакой активности, а другое (например, равное 1) предназначено для сообщения о том, что активность вызвана событием, произошедшим в рассматриваемом подчиненном блоке OEi (локальный источник).

Следует отметить, что в более полном варианте значение поля состояния СЕ сообщения ответа MRi может также характеризовать тип события, которое локально вызвало активность. В этом случае значение поля состояния СЕ определено, по меньшей мере, двумя битами, чтобы представить, по меньшей мере, три разные возможности (первая для сообщения о нелокальном источнике, вторая для сообщения о локальном источнике, соответствующем первому типу события, и, по меньшей мере, одна третья для сообщения о локальном источнике, соответствующем второму типу события).

В другом варианте тип события можно связать с положением бита в поле состояния сообщения ответа MRi (следует напомнить, что один байт может кодировать до восьми разных типов событий).

Второй основной этап (ii) способа состоит в анализе значения поля состояния СЕ каждого из сообщений ответа MRi (i = от 1 до N), принятых задающим блоком ОМ через шину В и поступивших от разных подчиненных блоков OEi.

Этот анализ, осуществляемый устройством контроля D, предназначен для определения, является ли, по меньшей мере, один подчиненный блок OEi источником активности, которая была обнаружена на первом основном этапе (i), и, в случае подтверждения, оправдана ли эта обнаруженная активность относительно соответствующего значения поля состояния СЕ. Действительно, речь идет об определении с прикладной точки зрения, разрешено или нет вызывать эту активность подчиненному блоку OEi, являющемуся источником обнаруженной активности. Понятно, что знание типа события (или причины), которое вызвало активность, является исключительно нужной информацией для устройства контроля D, так как она может позволить его прикладной программе легче определить, оправдана эта активность или нет.

Третий основной этап (iii) способа состоит в том, чтобы разрешить задающему блоку ОМ подтвердить активацию подчиненных блоков OEi только в том случае, если активность, обнаруженная на первом основном этапе (i) способа, была признана оправданной на втором основном этапе (ii). Понятно, что такое разрешение задающему блоку ОМ выдает именно устройство контроля D.

В неограничительном примере, представленном на фиг.2, поле состояния СЕ сообщения ответа MRi первого подчиненного блока ОЕ1 не было указано, так как этот блок не успел инициализироваться (или перейти в фазу активации PR) в момент, когда он получил предназначенное для него специальное сообщение запроса MD1. Зато другие подчиненные блоки OEi (и, в частности, второй блок ОЕ2 и N-й блок OEN) успели инициализироваться и ответить на полученные ими соответствующие специальные сообщения запроса MDi. Например, поле состояния СЕ сообщения ответа MR2 от второго подчиненного блока ОЕ2 содержит значение а, которое означает, что этот блок является источником обнаруженной активности, а поле состояния СЕ сообщения ответа MRN от N-го подчиненного блока OEN содержит значение b, которое означает, что он не является источником обнаруженной активности. Следует отметить, что блок, являющийся инициатором запроса активации, инициализируется по умолчанию и готов ответить сразу по получении первого же специального сообщения запроса MDi.

В этом случае во время анализа значений поля состояния СЕ сообщений ответа MRi устройство контроля D считает, что активность второго подчиненного блока ОЕ2 была оправданной. Следовательно, он разрешает своему задающему блоку ОМ подтвердить активацию подчиненных блоков OEi. После этого может начаться фаза «нормальной» работы PF подчиненных блоков OEi в момент t3 (который отмечает также конец фазы активации PR подчиненных блоков OEi). По сути дела, эта фаза нормальной работы PF запускается, когда задающий блок ОМ начинает передавать на шину в направлении подчиненных блоков OEi функциональную таблицу программирования TF, определяющую операции, которые они должны соответственно осуществлять.

Следует отметить, что, если во время анализа устройство контроля D посчитает, что активность не была оправданной, оно запрашивает задающий блок ОМ предписывать подчиненным блокам OEi возврат в состояние ожидания. В этом случае задающий блок ОМ классически передает на шину В (в момент t3) сообщение перехода в ожидание в направлении подчиненных блоков OEi, чтобы они перешли в фазу ожидания PV. В этом случае фаза ожидания PV заменяет вышеупомянутую фазу нормальной работы PF.

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

,Изобретение относится к области контроля активации подчиненных блоков сетей LIN. Техническим результатом является предотвращение активации подчиненных блоков сети типа LIN, если источником запроса на активацию являются помехи. Устройство (D) предназначено для контроля активации подчиненных блоков (ОЕ1-ОЕ5) мультиплексной сети связи типа LIN (R), управляемой задающим блоком (ОМ). Устройство (D) выполнено таким образом, чтобы, когда задающий блок (ОМ) обнаружил активность в сети (R) во время фазы ожидания, i) предписывать задающему блоку (ОМ) передавать по меньшей мере на некоторые подчиненные блоки (ОЕ1-ОЕ5) и предпочтительно на все блоки, которые могут быть источником запроса на активацию, сообщения запроса, на которые они должны соответственно ответить при помощи сообщения ответа, содержащего поле состояния, значение которого характеризует локальный или не локальный источник обнаруженной активности, затем ii) анализировать значение поля состояния каждого из сообщений ответа, принятых задающим блоком (ОМ), чтобы определить, является ли, по меньшей мере, один подчиненный блок источником активности и, в случае подтверждения, оправдана ли эта активность относительно соответствующего значения поля состояния, и iii) разрешать задающему блоку (ОМ) подтверждать активацию подчиненных блоков, только если активность оправдана. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ контроля активации подчиненных блоков (OEi) мультиплексной сети связи типа LIN (R), управляемой задающим блоком (ОМ), отличающийся тем, что он состоит в том, что, когда упомянутый задающий блок (ОМ) обнаруживает активность в упомянутой сети (R) во время фазы ожидания, i) по меньшей мере, на некоторые из подчиненных блоков (OEi) направляют специальные сообщения запроса, на которые они должны соответственно ответить при помощи сообщения ответа, содержащего поле состояния, значение которого характеризует локальный или нелокальный источник обнаруженной активности, затем ii) анализируют значение поля состояния каждого из сообщений ответа, принятых упомянутым задающим блоком (ОМ), чтобы определить, является ли, по меньшей мере, один подчиненный блок (OEi) источником упомянутой активности и, в случае подтверждения, оправдана ли эта активность относительно упомянутого соответствующего значения поля состояния, и iii) разрешают активацию упомянутых подчиненных блоков (OEi), только если упомянутая активность оправдана.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что на этапе i) направляют специальные сообщения запроса на все подчиненные блоки, от которых может исходить упомянутая обнаруженная активность.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что каждое сообщение ответа содержит поле состояния, значение которого характеризует локальный или не локальный источник активности и, в случае локального источника, - тип события, локально вызвавшего упомянутую активность.

4. Способ по п.2, отличающийся тем, что каждое сообщение ответа содержит поле состояния, значение которого характеризует локальный или не локальный источник активности и, в случае локального источника, - тип события, локально вызвавшего упомянутую активность.

5. Способ по одному из пп.1-4, отличающийся тем, что на этапе iii) в отсутствие оправданности упомянутой активности упомянутый задающий блок (ОМ) предписывает упомянутым подчиненным блокам (OEi) вернуться в состояние ожидания.

6. Способ по одному из пп.1-4, отличающийся тем, что на этапе i) направляют специальные сообщения запроса при помощи событийных кадров.

7. Способ по п.5, отличающийся тем, что на этапе i) направляют специальные сообщения запроса при помощи событийных кадров.

8. Устройство (D) контроля активации подчиненных блоков (OEi) мультиплексной сети связи типа LIN (R), управляемой задающим блоком (ОМ), отличающееся тем, что выполнено таким образом, чтобы, когда упомянутый задающий блок (ОМ) обнаружил активность в упомянутой сети (R) во время фазы ожидания, i) предписывать упомянутому задающему блоку (ОМ) передавать, по меньшей мере, на некоторые упомянутые подчиненные блоки (OEi) специальные сообщения запроса, на которые они должны соответственно ответить при помощи сообщения ответа, содержащего поле состояния, значение которого характеризует локальный или нелокальный источник упомянутой активности, затем ii) анализировать значение поля состояния каждого из сообщений ответа, принятых упомянутым задающим блоком (ОМ), чтобы определить, является ли, по меньшей мере, один подчиненный блок (OEi) источником упомянутой активности и, в случае подтверждения, оправдана ли эта активность относительно упомянутого соответствующего значения поля состояния, и iii) разрешать упомянутому задающему блоку (ОМ) подтверждать активацию подчиненных блоков (OEi), только если упомянутая активность оправдана.

9. Устройство по п.8, отличающееся тем, что выполнено таким образом, чтобы, когда упомянутый задающий блок (ОМ) обнаружил активность в упомянутой сети (R) во время фазы ожидания, предписывать упомянутому задающему блоку (ОМ) передавать специальные сообщения запроса во все подчиненные блоки, которые могут быть источником упомянутой обнаруженной активности.

10. Устройство по пп.8 и 9, отличающееся тем, что выполнено таким образом, чтобы при наличии сообщений ответа, содержащих поле состояния, значение которого характеризует локальный или нелокальный источник обнаруженной активности и, в случае локального источника, тип события, локально вызвавшего упомянутую активность, определять оправданность обнаруженной активности в зависимости от типа события, локально вызвавшего активность.

11. Устройство по пп.8 и 9, отличающееся тем, что выполнено таким образом, чтобы в отсутствие оправданности упомянутой активности затребовать от задающего блока (ОМ) предписать упомянутым подчиненным блокам (OEi) возврат в состояние ожидания.

12. Устройство по п.10, отличающееся тем, что выполнено таким образом, чтобы в отсутствие оправданности упомянутой активности затребовать от задающего блока (ОМ) предписать упомянутым подчиненным блокам (OEi) возврат в состояние ожидания.

13. Задающий блок (ОМ) для мультиплексной сети типа LIN (R), содержащей также подчиненные блоки (OEi), отличающийся тем, что содержит устройство контроля (D) по одному из пп.8-12.