專利名稱：用于檢測一個網絡的部件的接地偏移的電路的制作方法
技術領域：
本發明涉及檢測一個網絡系統的部件的接地偏移的方法，更具體地涉及檢查網絡控制單元之間的接地觸點的方法，其中在至少一個總線系統上發送和接收數據。
本發明還涉及用于檢測一個網絡系統的部件的接地偏移的電路裝置，更具體的用于測試網絡控制單元之間的接地觸點的電路裝置，其中在至少一個總線系統上發送和接收數據。
背景技術：
更特別地用于汽車電子設備的系統通常對于組件部件之間的接地偏移靈敏，所述系統由串行總線系統網絡連接；這特別適用于支持諸如容錯CAN(控制器局域網絡)物理層的單線式操作的總線系統。如果在這樣的系統中，組件部件之間的接地偏移靈敏變得過大，將干擾或者甚至中斷通信。
根據現有技術，總線線路本身在當前用作根據它們空閑電平檢測是否與標稱電平有偏差。總線線路的空閑狀態是通過重疊網絡系統中所有的組件得出的，并且允許與本地電源電壓比較。當超過一個預定義的限制值時，應當假設本地接地連接不再是最優的并發出警告。
為了正確評估總線信號，總線處于其空閑狀態并且此時沒有有效的傳輸發生在總線上是重要的；當一個用戶正在有效地發送時，與本地電源的比較將總導致錯誤的結果。為了避免這樣，文檔WO 97/36184A1提出利用數字傳輸信號(TX)來保證在測量時總線處于其空閑狀態。
但是，這個方法具有缺點，根據協議不能夠排除在測量時總線不在其空閑狀態。特別對于控制器局域網絡(CAN)協議，總線還可處于其激活狀態(確認位/仲裁相位/錯誤標志)而也不用存在的傳輸信號(TX)，并且用這種方式篡改接地偏移的測量；這導致一個接地故障的錯誤指示。
發明內容
從上面示出的缺點和不足開始，并同時得知了本領域的概要狀況，本發明的一個目的是改善在開始段落中定義的類型的方法以及在開始段落中定義的類型的電路裝置，其中一方面在中斷事件之前，在控制單元之間的接地連接的狀態不再是最優的方面已經獲得了一個警告，但是在另一方面接地故障不通過錯誤示出。
這目的是通過具有在權利要求1中定義的特性特征的方法以及具有在權利要求5中定義的特性特征的電路裝置達到的。在各個從屬權利要求中記載本發明的優選實施例和有效的其他方面的特征。
因此，本發明是基于這樣一個事實，組件部件中間的、更特別的為一個系統中控制單元(電子控制單元(ECU))之間的接地偏移或者電勢偏移可用串行總線系統確信地檢測，比如利用控制器局域網(CAN)總線；這些控制單元(ECU)可例如是裝備有閃存單元的微控制器(μC)、應用控制器或者協議控制器或者系統芯片。
根據本發明的機制現在允許抑制由協議干擾引起的錯誤的測量。可以在這樣的線路中找到本發明的一個特性，其中總線上空閑電勢的測量不是根據傳輸信號(TX)作出的，而是獲得和評估接收器信號(R)。
根據本發明的極具創造性的實施例，當至少一個總線接收器變成逆行的(＝總線的空閑狀態)時，啟動至少兩個定時器單元，只要總線保持逆行這些定時器單元就運行著。在第一個定時器單元運行了一個預定時間之后，掃描一個或者多個總線線路的電平并且將其與至少一個可預定的限制值比較；在線路穩定在一個特定電勢之后，分別與一個特定時間延遲或者在一個所定義的時間窗內進行比較。
例如，當一個特定的最小負載電流流過電路裝置的相應部分時，比較可接著被有利地激活。無論如何，如果超過限制值或者多個限制值并且接著生成了內部接地錯誤信號，則結果是一個有缺陷的接地觸點。
如果現在總線繼續在其空閑狀態持續一個可預定的時間期間，直到第二定時器單元已經運行，這保證了先前掃描真正發生在總線的空閑階段，并且結果是有效的；這有利地暗示了當檢測偏差時，在可預定的第一時間期間的消逝(elapse)和在可預定的第二時間期間的消逝之間的時間間隔中，生成的接地錯誤信號以與相應組件部件相關的引入線(entry)的形式緩存在一個診斷存儲器中；并且當總線系統在可預定第二時間期間已經消逝之后仍處于逆行時，即是空閑時，在電路裝置的末端發出接地錯誤信號。
在電路裝置的末端發出接地錯誤信號(即檢測高于有關相應組件部件的限制或者閾值的偏差)可導致單線式接收閾值的移動。可替換地，或者作為對此的補充，可提供的是在由相應組件部件識別的高于限制或者閾值的偏差的情況下只能在至少一個控制單元沒有負載電流時傳輸數據。
在另一方面，如果總線在第二定時器單元運行之前是激活的，或者變成主要的(＝不再是非空閑電平)，重置第一定時器單元和第二定時器單元并且拒絕接地偏移的測量，這就如在可預定第二時間期間已經消逝之后刪除或者重置接地錯誤信號一樣。換句話說，這表示在第一定時器單元和第二定時器單元完全運行之前，不能評估和發布接地偏移的測量，這樣不會導致總線狀態從逆行(空閑狀態)到激活(非空閑狀態)的變化。
根據一個優選實施例，定時器單元的相應延遲適用于所用的傳輸部分比特率。如前面已經解釋的那樣，存在一個在總線系統中的通信中的常規間隔上的空閑階段，該階段至少具有第二定時器單元的長度，能夠作出一個接地評估。這提供一個根據從文獻WO 97/36184 A1得知的方法的可靠的方式提取所有干擾事件的安全方案，并且總存在一個真正正確的接地偏移的可靠指示。
根據本方法以及本電路裝置的另一個極具創造性的實施例，接地偏移的多個錯誤查詢在作出錯誤指示“錯誤”的決定之前是可能的。
本發明最后涉及用于檢測一個網絡系統的部件的接地偏移的、前面所述的類型的方法和/或前面所表示的類型的電路裝置的使用，所述電路裝置更具體的用于測試網絡控制單元之間的接地觸點，所述網絡控制單元比如是在汽車電子、更具體的為機動車輛的電子設備中的具有閃存單元或者系統芯片的微控制器(應用控制器、協議控制器，……)。
根據本發明，還可以理解在機動車輛中使用該方法和裝置，除了特定數量的解決方案外還可進行電池電壓的比較。
如前面所述，存在多種以有利的方式配置本發明教導并同時加以改善的可能。為了這個目的，一方面，引用從屬于權利要求1和5的權利要求，并且在另一方面，本發明的其他的實施例、特性特征和優點將進一步通過參考根據圖1所示的實施例的示例實現來解釋。
圖1顯示根據本發明的電路裝置的實施例的例子的方框圖。
具體實施例方式
圖1圖表顯示出一個電路裝置100，通過該裝置刪除一個受錯誤影響的接地觸點和/或一個網路系統的部件的一個接地偏移(也可是多個或許多接地偏移)；更具體地，電路裝置100用于測試網絡控制單元之間的接地觸點，所述網絡控制單元比如是在汽車電子中的具有閃存單元或者系統芯片的微控制器(應用控制器、協議控制器，……)，其中數據能經由通向接收器單元20的串行控制器局域網(CAN)總線系統10、12接收。
在本實施例的例子中，CANH[高]信號的評估通過例子示出(基本地，可評估總線信號，即在CANH[高]總線線路10的信號和在CANL[低]總線線路12的信號)。
如果空閑狀態(信號狀態“1”)已經到達CAN總線系統10、12并且尤其到達與接收器單元20的輸出端22連接的接收器線路24，將啟動與接收器單元20的下游(downstream)連接的第一定時器單元30和與接收器單元20的下游連接的第二定時器單元50。在此連接中，可以從圖1中得知接收器單元20的輸出端22與第一定時器單元30的輸入端32和第二定時器單元50的輸入端52連接。
如果該空閑狀態持續第一定時器單元30的延遲的時間間隔，則在第一定時器單元30的輸出34，該延遲的一個邊界將觸發與第一定時器單元的下游連接的第一D[延遲]觸發器元件40的時鐘輸入，并且分配給CANH[高]總線線路10的比較器單元70的結果(經由D輸入44應用于第一D[延遲]觸發器元件40)被緩存。在這個連接中，可以從圖1中得知第一定時器單元30的輸出端34與第一D[延遲]觸發器元件40的時鐘輸入端42連接。
實現這樣緩存的結果，其中在第一時間期間已經流逝后，該第一時間期間可由第一定時器單元30預定義，掃描CANH[高]總線線路10的電平電壓14，并由比較器單元70將其與可預定義的參考電勢值80比較，其中可兩次提供參考用戶的觸點；如果電平電壓14超過參考電勢值80，則由這個超出所生成的接地錯誤信號82(＝在接地偏移的情況下為信號狀態“1”；否則在“ok”的情況，就是如果不存在接地偏移的情況下為信號狀態“0”)將由比較器單元70的輸出端76傳遞到第一D[延遲]觸發器元件40的D輸入44。在這個連接中，可以從圖1中得知，比較器單元70的輸出端76與第一D[延遲]觸發器元件40的D輸入端44連接。
如果現在在CAN總線系統10、12上保持空閑狀態，并且特別在接收器單元20的輸出端22的接收器線路24下游上不僅保持空閑狀態第一定時器單元30的延遲的時間間隔，而且保持空閑狀態第二定時器單元50的延遲的時間間隔(第二定時器單元50與第一定時器單元30并聯；第二定時器單元50的延遲長于第一定時器單元30的延遲)，連接第二定時器單元50的下游的第二D[延遲]觸發器元件60的邊界(第二定時器單元50的輸出端54與第二D[延遲]觸發器元件60的時鐘輸入端62連接；參看圖1)在第二定時器單元50的延遲也消逝之后取代接地偏移的中間測量結果。
接地偏移的測量的中間結果的相應的信號路徑，經由第二D[延遲]觸發器元件60的D輸入64從第一D[延遲]觸發器元件40的Q輸出46運行到第二D[延遲]觸發器元件60的D輸出66(信號狀態“1”＝接地錯誤)。在這一連接中，可以從圖1得知第一D[延遲]觸發器元件40的Q輸出端46與第二D[延遲]觸發器元件60的D輸入端64連接。
在結果中，與第二定時器單元50的下游連接的第二D[延遲]觸發器元件60接管來自比較器單元70的接地錯誤信號82，并且如果當由第二定時器單元50預定的第二時間期間消逝時CAN總線線路10、12或者接收器線路24的空閑狀態仍然存在，則將所述接地錯誤信號傳遞給第二D[延遲]觸發器元件60的Q輸出66，所述時間期間與預定的第一時間期間同時開始并且比預定的第一時間期間持續得更長。于是，該功能的決定因素是第二定時器單元50具有比第一定時器單元30更長的延遲，同時第一定時器單元30的延遲和第二定時器單元50的延遲適于CAN總線線路10、12的比特率。
在另一方面，如果在第二定時器單元50運行之前，激活的總線信號出現(在接收器線路24上的信號狀態“0”)，重置兩個定時器單元30、50以及第一D[延遲]觸發器元件40并且接地錯誤輸出信號82保持未受影響；換句話說，這表示先前在輸出設置的接地偏移繼續為完全與先前檢測的無錯誤狀態一樣的狀態。
可總結為，在圖1中顯示的電路裝置100實現了一個檢測網絡連接的控制單元之間的接地偏移的方法，其中接收器信號(RX)由兩個定時器單元30、50評估并且在接收器信號(RX)指示總線10、12、24的空閑狀態之前，定時器單元30、50是未激活的。
在第一定時器30運行之后，作出總線信號14與操作電壓80的比較，同時待測量的電壓被應用于比較器單元70的輸入72并且待測量的電壓應當比較的電勢被應用于比較器單元70的相應的另一個輸入74。從一個電壓由至少一個多路復用器生成應用于比較器單元70的輸入72、74的各種電勢，并將所述各種電勢應用于比較器單元70相應的輸入72、74。
緩存該比較的結果而不用馬上發射；在第二定時器50運行前不發射比較結果，其具有比第一定時器30更長的運行時間，并且僅當在第二定時器50顯示一個穩定空閑狀態之前，接收器信號(RX)已經指示一個穩定空閑狀態時。
另一方面，如果接收器信號(RX)同時離開其空閑狀態，即在第一定時器30的運行和第二定時器50的運行之間，兩個定時器30、50被重置為緩存的比較結果。
參考標記列表100電路裝置10 總線線路，更特別地為CANH[高]總線線路12 總線線路，更特別地為CANL[低]總線線路14 電平電壓20 接收器單元22 接收器單元20的輸出端24 接收器線路30 第一定時器單元
32 第一定時器單元30的輸入端34 第一定時器單元30的輸出端40 第一開關或者觸發器元件，更特別地為第一(D(延遲))觸發器元件42 第一開關或者觸發器元件40的時鐘輸入44 第一開關或者觸發器元件40的D輸入46 第一開關或者觸發器元件40的Q輸出50 第二定時器單元52 第二定時器單元50的輸入端54 第二定時器單元50的輸出端60 第二開關或者觸發器元件，更特別地為第二(D(延遲))觸發器元件62 第二開關或者觸發器元件60的時鐘輸入64 第二開關或者觸發器元件60的D輸入66 第二開關或者觸發器元件60的Q輸出70 比較器單元72 比較器單元70的第一輸入端74 比較器單元70的第二輸入端76 比較器單元70的輸出端80 限制或者參考電勢值82 接地錯誤信號
權利要求
1.檢測一個網絡系統的部件的接地偏移的方法，更具體地測試網絡控制單元之間的接地觸點，其中在至少一個總線系統上發送和接收數據，其特征在于[a]在至少一個被提供用于接收數據的總線線路(10、12)或者至少一個接收器線路(24)的空閑狀態中，在一個可預定的第一時間期間消逝之后，掃描所述至少一個總線線路(10、12)的電平電壓(14)并將其與至少一個可預定的限制或者參考電勢值(80)比較，[b]如果超過所述限制或者參考電勢值(80)，生成至少一個接地錯誤信號(82)，和[c]根據在可預定的第二時間期間流逝之前，所述可預定第二時間期間與可預定第一時間期間同時啟動并且比可預定第一時間期間長，是否[c.1]至少一個總線線路(10、12)或者至少一個接收器線路(24)的空閑狀態仍然存在，或[c.2]至少一個總線線路(10、12)或者至少一個接收器線路(24)的空閑狀態不再存在的事實，分別確認或者不確認接地錯誤信號。
2.權利要求1所述的方法，其特征在于在可預定的第一時間期間的末端與可預定的第二時間期間的末端之間的時間間隔中，緩存在方法步驟[b]中生成的接地錯誤信號(82)而不將其輸出。
3.權利要求2所述的方法，其特征在于在方法步驟[c.1]的情況下，在可預定的第二時間期間消逝之后輸出接地錯誤信號(82)，或者在方法步驟[c.2]的情況下，在可預定的第二時間期間消逝之后刪除或者重置接地錯誤信號(82)。
4.權利要求1到3至少一個所述的方法，其特征在于可預定的第一時間期間和可預定的第二時間期間適應于總線線路(10、12)的比特率。
5.用于檢測一個網絡系統的部件的接地偏移的電路裝置(100)，更具體的用于檢查網絡控制單元之間的接地觸點，同時在至少一個總線系統上發送和接收數據，其特征在于-至少一個比較器單元(70)，其被分配給至少一個提供給所接收的數據并通向至少一個接收器單元(20)的總線線路(10、12)，同時在與該接收器單元(20)的下游連接的所述至少一個總線線路(10、12)或者至少一個接收器線路(24)的空閑狀態中，在能夠被至少第一定時器單元(30)預定義的第一時間期間消逝之后，掃描所述至少一個總線線路(10、12)的電平電壓(14)并借助比較器單元(70)將其與至少一個可預定的限制或者參考電勢值(80)比較，-與第一定時器單元(30)的下游連接的至少一個第一開關或者觸發器元件(40)用于在超過限制或者參考電勢值(80)時緩存至少一個由比較器單元(70)產生的接地錯誤信號(82)，-與至少第二定時器單元(50)的下游連接的至少一個第二開關或者觸發器元件(60)，用于在能夠被第二定時器單元(50)預定義的第二時間期間消逝之前，至少一個總線線路(10、12)或者至少一個接收器線路(24)的空閑狀態仍然存在的情況下，接管或者傳輸接地錯誤信號(82)，所述第二時間期間與可預定的第一時間期間同時啟動并且比可預定的第一時間期間持續得更長。
6.如權利要求5所述的電路裝置，其特征在于-總線系統(10、12)被安排為具有至少一個CANH[高]總線線路(10)和至少一個CANL[低]總線線路(12)的控制器局域網(CAN)總線系統，和-接收器單元(20)的輸出端(22)與第一定時器單元(30)的輸入端(32)和第二定時器單元(50)的輸入端(52)連接，-第一開關或者觸發器元件(40)被安排為第一觸發器元件，更具體的為第一D[延遲]觸發器元件和-第二開關或者觸發器元件(60)被安排為第二觸發器元件，更具體的為第二D[延遲]觸發器元件。
7.如權利要求5或6所述的電路裝置，其特征在于-第一定時器單元(30)的輸出端(34)與第一D[延遲]觸發器元件(40)的時鐘輸入端(42)連接，-比較器單元(70)的輸出端(76)與第一D[延遲]觸發器元件(40)的D輸入端(44)連接，-第二定時器單元(50)的輸出端(54)與第二D[延遲]觸發器元件(60)的時鐘輸入端(62)連接，和-第一D[延遲]觸發器元件(40)的Q輸出端(46)與第二D[延遲]觸發器元件(60)的D輸入端(64)連接。
8.如權利要求5到7的至少一個所述的電路裝置，其特征在于第二定時器單元(50)與第一定時器單元(30)并聯。
9.如權利要求5到8的至少一個所述的電路裝置，其特征在于第一定時器單元(30)的延遲和第二定時器單元(50)的延遲適應于總線線路(10、12)的比特率。
10.使用權利要求1到4的至少一個所述的方法和/或權利要求5到9的至少一個所述的電路裝置(100)，用于檢測一個網絡系統的部件的接地偏移，更具體地用于檢查汽車電子設備中、尤其是在機動車輛的電子設備中的網絡控制單元之間的接地觸點。
全文摘要
為了改善一種方法和電路裝置來檢測網絡系統部件的接地偏移，更具體地用于檢查網絡控制單元之間的接地觸點，其中在至少一個總線系統上發送和接收數據，以便一方面在中斷事件之前，已經在控制單元之間的接地連接的狀態不再是最優的方面獲得了一個警告，但是在另一方面接地故障不通過錯誤示出，于是提出‘a！在至少一個提供用于接收數據的總線線路和/或至少一個接收器線路(24)的空閑狀態中，在一個可預定的第一時間期間消逝之后，掃描所述至少一個總線線路的電平電壓(14)并將其與至少一個可預定的限制或者參考電勢值比較，‘b！如果超過限制或者參考電勢值(80)，生成至少一個接地錯誤信號，和‘c！根據在可預定的第二時間期間流逝之前，所述可預定的第二時間期間與可預定的第一時間期間同時啟動并且比可預定的第一時間期間長，是否’c.1！至少一個總線線路或者至少一個接收器線路(24)的空閑狀態仍然存在，或者’c.2！至少一個總線線路或者至少一個接收器線路(24)的空閑狀態不再存在的事實，分別確認或者不確認接地錯誤信號。
文檔編號G01R31/02GK1659064SQ03813325
公開日2005年8月24日 申請日期2003年6月5日 優先權日2002年6月10日
發明者M·穆特 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司