[發(fā)明專(zhuān)利]用于控制在功能計(jì)算機(jī)和監(jiān)控模塊之間通信的方法和系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200980144717.0
• 申請(qǐng)日: 2009-09-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102209960A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-10-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 傅承煊
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G06F13/38
• 分類(lèi)號(hào): G06F13/38;G06F11/00
• 代理公司: 中國(guó)專(zhuān)利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李少丹;李家麟

現(xiàn)有技術(shù)

本發(fā)明涉及用于控制在功能計(jì)算機(jī)與監(jiān)控模塊之間通過(guò)總線(xiàn)系統(tǒng)的通信的方法和系統(tǒng)，其中該功能計(jì)算機(jī)可以通過(guò)接口模塊與該總線(xiàn)系統(tǒng)相連接，并且其中由該功能計(jì)算機(jī)來(lái)啟動(dòng)控制周期，在該控制周期內(nèi)在該功能計(jì)算機(jī)與該接口模塊之間進(jìn)行通信。

為了能夠識(shí)別功能計(jì)算機(jī)、比如一種所謂的嵌入式系統(tǒng)的錯(cuò)誤功能，并為了能夠盡可能可靠地再制造所定義的狀態(tài)，尤其在安全關(guān)鍵的應(yīng)用中，已知的是設(shè)置監(jiān)控模塊。該監(jiān)控模塊比如被稱(chēng)為看門(mén)狗，并實(shí)現(xiàn)了與該功能計(jì)算機(jī)的一種詢(xún)問(wèn)-應(yīng)答通信。在此該監(jiān)控模塊周期地發(fā)送隨機(jī)選擇的或生成的詢(xún)問(wèn)至該功能計(jì)算機(jī)，該功能計(jì)算機(jī)由此必須在一個(gè)預(yù)先給定的時(shí)間段內(nèi)把所期待的應(yīng)答發(fā)送返回至該監(jiān)控模塊。如果該應(yīng)答與所期待的應(yīng)答不相對(duì)應(yīng)，那么就輸出該功能計(jì)算機(jī)的錯(cuò)誤功能。不期待的應(yīng)答在此可以是內(nèi)容不正確的應(yīng)答，或者在錯(cuò)誤的時(shí)間點(diǎn)傳輸?shù)皆摫O(jiān)控模塊的應(yīng)答。

通過(guò)如下方式來(lái)實(shí)現(xiàn)尤其高的可靠性，即通過(guò)該功能計(jì)算機(jī)來(lái)監(jiān)控該監(jiān)控模塊。為此該功能計(jì)算機(jī)在固定預(yù)先給定的或隨機(jī)的時(shí)間點(diǎn)發(fā)送其內(nèi)容與所期待的內(nèi)容不相對(duì)應(yīng)的應(yīng)答或者沒(méi)有在所期待的時(shí)間點(diǎn)被傳輸?shù)皆摫O(jiān)控模塊的應(yīng)答。如果該監(jiān)控模塊確定在該功能計(jì)算機(jī)中的錯(cuò)誤，那么其就被顯示于該監(jiān)控模塊的一個(gè)錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器中。在該功能計(jì)算機(jī)中也可以設(shè)置錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器，借助該錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器來(lái)標(biāo)記在該監(jiān)控模塊中所識(shí)別的錯(cuò)誤。如果該功能計(jì)算機(jī)故意把一個(gè)不期待的應(yīng)答發(fā)送至該監(jiān)控模塊，并且在該監(jiān)控模塊中的錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器不變化，那么該功能計(jì)算機(jī)就可以推斷在該監(jiān)控模塊中的錯(cuò)誤功能。為此該功能計(jì)算機(jī)需要訪問(wèn)該監(jiān)控模塊的錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器，這比如如此來(lái)進(jìn)行，即在從該監(jiān)控模塊到該功能計(jì)算機(jī)的通信期間隨著詢(xún)問(wèn)來(lái)一同傳輸該錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器的當(dāng)前狀態(tài)。

為了實(shí)現(xiàn)詢(xún)問(wèn)-應(yīng)答通信，經(jīng)常采用一種總線(xiàn)系統(tǒng)比如所謂的串行外圍接口（SPI）總線(xiàn)，其中該功能計(jì)算機(jī)作為主機(jī)并且該監(jiān)控模塊作為從機(jī)連接到該總線(xiàn)系統(tǒng)。另外還可以設(shè)置其他的外圍組件，這些外圍組件同樣作為從機(jī)而連接到該總線(xiàn)系統(tǒng)。該功能計(jì)算機(jī)通常借助一個(gè)接口模塊連接到該總線(xiàn)系統(tǒng)，其中該接口模塊實(shí)現(xiàn)了通過(guò)該總線(xiàn)系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收、或者應(yīng)答的發(fā)送和詢(xún)問(wèn)的接收。

在已公開(kāi)的用于通信控制的系統(tǒng)中，該功能計(jì)算機(jī)以周期的間隔、比如為兩毫秒來(lái)訪問(wèn)該接口模塊。這種接口模塊通常作為所謂的雙端口RAM來(lái)構(gòu)造，其不僅可以由該功能計(jì)算機(jī)、而且可以由該總線(xiàn)系統(tǒng)來(lái)讀和寫(xiě)。為此該接口模塊具有三個(gè)存儲(chǔ)區(qū)域：一個(gè)第一存儲(chǔ)區(qū)域設(shè)置用于由該總線(xiàn)系統(tǒng)所接收的數(shù)據(jù)、也即比如該監(jiān)控模塊的詢(xún)問(wèn)。一個(gè)第二存儲(chǔ)區(qū)域設(shè)置用于由該功能計(jì)算機(jī)通過(guò)該總線(xiàn)系統(tǒng)要發(fā)送的數(shù)據(jù)、也即比如要傳輸?shù)皆摫O(jiān)控模塊的應(yīng)答。在一個(gè)第三存儲(chǔ)區(qū)域中可以存儲(chǔ)來(lái)自該功能計(jì)算機(jī)的控制命令，其中這些控制命令實(shí)現(xiàn)了通過(guò)該功能計(jì)算機(jī)對(duì)該接口模塊的控制。在該第三存儲(chǔ)區(qū)域中所存儲(chǔ)的命令可以作為所謂的隊(duì)列來(lái)解釋?zhuān)渲性撽?duì)列包含有由該接口模塊來(lái)處理的命令或指令。

在已公開(kāi)的接口模塊中，該功能計(jì)算機(jī)周期地把發(fā)送數(shù)據(jù)寫(xiě)入到該第二存儲(chǔ)區(qū)域中，并把發(fā)送命令寫(xiě)入到該第三存儲(chǔ)區(qū)域中。接著該功能計(jì)算機(jī)促使通過(guò)該接口模塊來(lái)處理在該第三存儲(chǔ)區(qū)域中的指令。為此比如該隊(duì)列通過(guò)該功能計(jì)算機(jī)而被激活。如果該隊(duì)列被激活，那么該接口模塊就自動(dòng)地處理其中所包含的命令和指令。按照該總線(xiàn)系統(tǒng)的傳輸速度、在隊(duì)列中指令的數(shù)量以及該接口模塊的處理速度，一個(gè)隊(duì)列的處理持續(xù)幾百微秒。在該應(yīng)答被傳輸?shù)皆摫O(jiān)控模塊之后，該監(jiān)控模塊發(fā)送一個(gè)新的詢(xún)問(wèn)，該詢(xún)問(wèn)被存儲(chǔ)在該接口模塊的第一存儲(chǔ)區(qū)域中。然后該詢(xún)問(wèn)可以從那里由該功能計(jì)算機(jī)來(lái)提取。

在所公開(kāi)的通信系統(tǒng)中，該功能計(jì)算機(jī)比如以?xún)珊撩氲拈g隔來(lái)調(diào)用函數(shù)以讀出在該接口模塊中的第一存儲(chǔ)區(qū)域。接著該功能計(jì)算機(jī)計(jì)算一個(gè)應(yīng)答，等待所期待的時(shí)間窗（其中在該時(shí)間窗中該應(yīng)答必須被傳輸?shù)皆摫O(jiān)控模塊），把該應(yīng)答數(shù)據(jù)寫(xiě)入到該第二存儲(chǔ)區(qū)域中，并激活該隊(duì)列。

這種被監(jiān)控的功能計(jì)算機(jī)比如被應(yīng)用于用于控制和調(diào)節(jié)機(jī)動(dòng)車(chē)運(yùn)行的控制設(shè)備中。在此必須保證功能計(jì)算機(jī)的錯(cuò)誤功能被如此快速地識(shí)別，使得能夠可靠地避免錯(cuò)誤的力矩構(gòu)建、也即避免由于故障的功能計(jì)算機(jī)而造成的不期望的加速。在利用內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)動(dòng)車(chē)中，如果錯(cuò)誤功能在從四百到五百毫秒之內(nèi)能夠被識(shí)別并且比如能夠通過(guò)控制設(shè)備來(lái)導(dǎo)入該功能計(jì)算機(jī)重啟，那么這通常是足夠了。