[發明專利]用于在至少一個第一系統和至少一個第二系統之間通信的方法

有效

• 申請號: 201280069170.4
• 申請日: 2012-12-19
• 公開（公告）號: CN104115458B
• 公開（公告）日: 2018-02-27
• 發明（設計）人: V.貝奎特;O.加羅特
• 申請（專利權）人: 法雷奧電機控制系統公司
• 主分類號: H04L25/02
• 分類號: H04L25/02;G06F13/42
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所11105
• 代理人: 葛青

技術領域

本發明涉及利用全雙工同步串行鏈進行的至少一個第一系統和至少一個第二系統之間通信。

在本發明的范圍下，全雙工鏈是允許雙向和同步數據交換的鏈。

本發明，特別地但非排他地，應用于在驅動電子開關(諸如晶體管)中涉及的系統之間的通信。

背景技術

第一和第二系統例如嵌入在混合動力或電動機動車輛中，且可涉及插置在電池和由該電池供電的車輛的電馬達之間的逆變器的驅動。逆變器可還是，或在一變體中是，逆變器/充電器電路的一部分，其能夠連接到電網以為電池充電。

已知的實踐是使用全雙工同步串行鏈以在兩個系統之間通信。

圖1示出根據摩托羅拉開發的SPI(串行外圍接口)協議的進行通信的已知例子。具有20Mbits/s速度的全雙工同步串行鏈建立在一個第一系統100和一個第二系統101之間，以將數據從一個系統發送至另一個。在所示例子中，第一系統100包括微控制器，第二系統101包括可編程邏輯電路(還稱為FPGA)。該鏈包括三個電線104、105和106，分別用于將一個或多個消息110從第一系統100發送至第二系統101，將一個或多個消息111從第二系統101發送至第一系統100，和發送由第一系統100產生的時鐘信號112。

在每個電線處，發送在數據中引起延遲，其可從一個電線到另一個電線是基本恒定的。在適當的情況下，如圖1所示，第四電線107可被提供，以允許第二系統101對通信序列計時。

由數據在鏈上的發送引起的延遲必須與用于全雙工通信希望獲得的速度相匹配，例如至少5Mbits/s的速度，特別是10Mbits/s，或甚至20Mbits/s。

每條電線越長，延遲越長。當電線的長度不是很大時，當鏈跨過插置在第一系統和第二系統之間插置的電流絕緣件時由鏈引起的延遲可變長。

圖2示出這樣的情況。電流絕緣件109的安裝在上述汽車應用中是被期望的，以保護過低電壓部件(根據IEC60038標準的ELV，即具有低于50V的交流電壓和低于120V的直流電壓)不受被需要用于為電馬達或電池供電的低電壓(根據IEC60038標準的LV，即，交流在50至1000V之間和直流在120至1500V之間)影響。該電流絕緣件109例如利用變壓器獲得。

被絕緣件109的鏈的每個電線104至106跨過易使在鏈上發送的數據拖延一延遲，該延遲具有的值接近用于期望速度的時鐘信號的周期的四分之一。在所述的例子中，數據可被延遲20ns至60ns，而時鐘信號具有在50ns至200ns的周期。

無論延遲是否由于電流絕緣件109的存在、鏈長度或甚至二者，該延遲都影響鏈的操作，因為第一系統100沒有接收來自第二系統101的與其產生的時鐘信號112同相的消息，從而其不能正確對該消息采樣。第二系統101本身接收來自第一系統100的消息110，該消息不再與其也接收的時鐘信號112同相，從而其不能正確地對其所接收的消息110采樣。

在圖2情況下的電流絕緣件109與多個通道(每個電線一個通道)的使用可允許第二系統101對其從第一系統100接收的消息正確采樣。實際上，假定絕緣件的每個通道在被發送數據上引起基本相同的延遲，第二系統101接收由第一系統100發射的與時鐘信號112基本同相的消息110。

另一方面，如圖2所示，由第二系統101發射的消息111和時鐘信號112不同相，從而從第一系統100看，問題依然存在。

一個可行的方案是減小通信速度，例如減小到小于5Mbits/s的值，和/或使消息的發射被從系統偏移。

但是，這樣的方案不允許在許多應用(包括汽車領域)中期望的高速通信。

發明內容

本發明具有的目的是使得可以制造允許高速的全雙工同步串行鏈，特別是在5Mbits/s以上，例如10Mbits/s的量級，或甚至20Mbits/s的量級，盡管該鏈在由后者發送的數據上引起延遲。

根據本發明的一個方面，本發明可以利用用于在至少一個第一系統和至少一個第二系統之間通過全雙工同步串行鏈通信的方法實現該目的，該鏈能夠在所述系統之間同時發送數據，該數據包括：從第一系統至第二系統的至少一個消息，從第二系統至第一系統的至少一個消息，和時鐘信號，

在方法中；

-第二系統接收由第一系統發送的消息和時鐘信號，所述消息和時鐘信號被延遲并基本同相，

-第二系統將至少一個消息發送給第一系統，

-被第二系統接收的時鐘信號與被第二系統發送的所述消息一起被發回到第一系統，和