CN100354846C - 用于同步多个ttcan总线的周期时间的方法和装置以及相应的总线系统 - Google Patents

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Abstract

具有至少一个总线用户的至少2个TTCAN总线同步的方法和装置以及总线系统，其中在TTCAN总线中产生基本周期的周期时间；其中在每条TTCAN总线中都求出一个全局时间，并且从该全局时间中求出通过至少一个用户彼此连接的TTCAN总线的全局时间偏差，各个全局时间偏差至少被传递给一个总线用户；其中根据该全局时间偏差彼此地匹配所述通过至少一个用户连接的TTCAN总线的周期时间，以便在周期时间方面使这些总线同步。

Description

用于同步多个TTCAN总线的周期时间的方法和装置以及相应的总线系统
技术领域
本发明涉及用于同步至少2条TTCAN总线的周期时间的方法和装置，以及涉及一种相应的总线系统。
背景技术
近些年来，控制设备、传感器和传动装置都利用通信系统或总线系统组网，这在现代汽车制造或还有机械制造、特别是机床制造，而且还有自动化领域都在迅猛增长。在这方面可通过将功能分配到多个控制设备获得协同效应。在此，就可以称为是一个分布式系统。不同站间的通信越来越多地通过至少一条总线或至少一个总线系统实现。在总线系统上的通信联络、访问和接收机制以及错误处理都可通过协议调整。
作为汽车领域的协议开设了CAN(控制域网)。这是一个事件控制的协议，也即协议活动如发射消息通过事件启动，该事件在通信系统外具有其源方。明确地访问通信系统或总线系统可通过以优先级为基础的位仲裁解决。对此，前提条件是给每个消息分配一个优先级。CAN-协议是很灵活的；由此，添加其它节点和消息可能没问题，只要还有空闲的优先级(消息标识符)。所有在网络中要发射的具有优先级的消息和其发射节点以及可能的接收节点等的集合都被列入到列表、即所谓的通信矩阵中。
作为对事件控制的、自发的通信的一个替代措施是一个纯时间控制的措施。在总线上所有通信活动都是严格地按照周期性的。协议活动如发射一条消息只随着对整个总线系统有效的时间的推移进行释放。访问媒体以时域分配为基础，在该时域中发射机具有排他性的发射权。协议比较起来还是不灵活的；添加新节点只有当事先已经将相应的时域释放时才有可能。这种环境迫使在启动之前就确定消息序列。因此，应制定一个运行计划，该运行计划将根据重复率、冗余度、截止时间等等必须满足消息的要求。人们称之为所谓的总线调度。必须使在发射周期内的消息定位与产生消息内容的应用相协调，以便将所述的应用和发射时刻之间的延迟保持最小。如果不实现这种协调，则时间控制的传递的优点(在总线发射消息时延迟-偏差很小)会遭到破坏。这就对规划工具提出了更高的要求。一个这样的总线系统譬如是TTP/C。
在专利申请DE100 00 302 A1、DE100 00 303 A1、DE100 00304 A1和DE100 00 305 A1以及ISO标准11898-4(目前还为草案)中给出的时间控制的CAN、所谓的TTCAN(时间触发的控制域网)的解决方案满足了上面对时间控制的通信的要求以及对某种程度的灵活性的要求。TTCAN满足这些是通过：建立通信周期(基本周期)以构造成一个所谓的排他性时间窗口供某些通信用户进行周期性通信，和构造成一个所谓的仲裁时间窗口供多个通信用户进行自发性通信。TTCAN主要以时间控制的、周期性的通信为基础，该通信由一个主定时的用户或节点，所谓的主时钟，利用时间参考消息或较短的参考消息提供时钟脉冲。直到下一个参考消息为止的周期被标志为基本周期，并且分成预定数量的时间窗口。在此，在各个用户或节点的本地时间或本地时间发生器和主时钟的时间之间是有区别的，该主时钟的时间被作为其时间发生器的全局时间。关于TTCAN的其它基础和规定由ISO草案11898-4或所述的现有技术给出，并且由此已知作为先决条件和无须再一次列举说明。
由此，为使自动化、汽车或其它领域的控制设备成网，给出了一系列的实时总线系统譬如所提到的CAN、TTP/C或还有BYteflight以及正在实行的TTCAN。在CAN、TTCAN或BYteflight中是指单通道总线系统，这就意味着用成倍增加相应的系统来达到冗余度。TTP/C本质上是一个双通道系统，这也就意味着总具有冗余度。许多总线系统作为业务提供一种在总线上使之同步的时基。一开始就作为双通道或多通道方案设计的总线系统中通常都是通过设计获得同步；典型方式是节点或用户必须在两条总线上同时发射。这样做具有优点(譬如同步总可得到保证)，但是也有一系列缺点，譬如不是每条总线都可以为自己而运行，时间型式在两条总线上只是有限地不同的，两条或多条总线系统的模块化由于通过设计所具有的耦合而被削弱。
如所述的那样，由此显示出现有技术不是在每个方面都提供最佳结果。这种状况应继续改进。
现在，在作为单通道设计的总线或总线系统中，若需要同步，则明确地实施同步。另外，作为总线系统可以以一个TTCAN网络为基础，或以多条TTCAN总线或多个总线系统及其结合为基础，其中这只能理解为是对本发明以后所述的主题的限制，而TTCAN的特性是描述本发明所述主题的先决条件或必要性。
发明内容
本发明涉及具有至少一个总线用户的至少2条总线的同步方法和装置以及总线系统，其中在总线中产生基本周期的周期时间；其中在每条总线中都求出一个全局时间，并且从全局时间中求出通过至少一个用户彼此连接的总线的全局时间偏差，各个全局时间偏差至少被传递给一个总线用户；其中根据该全局时间偏差彼此地匹配所述通过至少一个用户连接的总线的周期时间，以便在周期时间方面使这些总线同步。
优选通过全局时间的相位匹配来匹配所述经至少一个用户连接的TTCAN总线的周期时间。
优选通过全局时间的频率匹配来实现所述经至少一个用户连接的TTCAN总线周期时间的匹配。
在优选的方案中，根据至少一个预定的位值来实现周期时间的相位匹配。
此外，有利的是至少一个预定的位相当于TTCAN的Next-is-Gap-位。
为使全局时间的频率达到匹配，有目的地分别在至少2条需同步的TTCAN总线中求出一个最小的时间单位(NTUZ)，并且使这些最小的时间单位互相形成比例，并且将在此所形成的实比例与一个预定的比例相比较，其中至少有一个最小的时间单位这样来匹配，以获得所述预定的比例。
此外，有利的是预定的比例整数地相当于数2的倍数或约数。
根据本发明的具有至少一个总线用户的至少2个总线的同步装置，其中在总线中产生基本周期的周期时间；其中包括第一个组件，该组件在每条总线中都求出一个全局时间，并且从全局时间中求出通过至少一个用户彼此连接的总线的全局时间偏差，并且各个全局时间偏差被传递给至少一个总线用户；其中包括第二个组件，该组件根据该全局时间偏差彼此匹配所述通过至少一个用户相连接的总线的周期时间，以便在周期时间方面使这些总线同步。
根据本发明的由至少2条数据总线组成的总线系统，其中第一条数据总线具有第一个用户数，并且第二条数据总线具有第二个用户数，其特征在于，作为数据总线至少使用2条总线，其中如此包括至少一个用户作为连接用户，以使至少2条总线的2条同时与至少一个连接用户连接，并且包括一个对每条总线执行主时钟功能的用户；其中通过具有主时钟功能的用户设定一个具有周期时间的基本周期；其中在具有超过2条总线的总线系统中如此连接这些总线，以致分别至少2条总线具有至少一个共用的连接用户，并且在总线系统中包括同步组件，该同步组件在每条总线中都求出一个全局时间，并且将各个全局时间的偏差传递给具有主时钟功能的用户，其中具有主时钟功能的用户进行各自周期时间的匹配。
附图说明
另外将就附图中所示的图示来详细说明本发明。
图中示出：
图1示出了借助起网关用户作用的一个用户耦合2个TTCAN总线系统。
图2示出了通过耦合对而耦合3个TTCAN总线系统。
图3示出了由不同的用户耦合4个TTCAN总线系统以描述可伸缩的容差。
图4示出了在2个TTCAN总线或TTCAN总线系统之间进行频率匹配的流程图。
图5示出了表示2 TTCAN总线或TTCAN总线系统相位匹配的流程图。
具体实施方式
本发明说明了如何产生由多条TTCAN总线的组合构成的容错的总线系统或网络的普通方案。特别优选地，所述这个普通方案连同同步机制一起构成，该机制是同步多个TTCAN总线的全局时间和/或同步多个TTCAN总线的周期时间，以此在整个总线系统中或网络中所有这些总线都可互相实现同步。
图1示出了由多个、在此为2条TTCAN总线或TTCAN总线系统组成的一个总线系统或网络。在其中用103B1表示第一条总线，并且用103B2表示第二条总线。在第一条总线103B1中耦合了2个用户101和102。在第二条总线103B2中耦合了1个用户105。用户100耦合到两条总线103B1和103B2上，并且起连接用户或也可起网关计算机或网关用户或网关控制器作用，它可访问两条总线。由此，作为2条TTCAN总线的组合来这样定义TTCAN总线(在此为103B1和103B2)的一个耦合对，以致于具有至少一个可访问两条总线的网关用户。各个用户连接到各自的总线上是通过一个相应的接口单元、譬如用户101就可通过接口单元110B1实现。同样，用户100作为网关用户通过接口单元104B1与总线103B1连接，以及通过接口单元104B2与总线103B2连接。作为替代方案，与两个接口单元104B1和104B2相反，也可设定一个具有2个端口的接口单元以接到总线103B1和总线103B2上。
此外，在用户100或101中还表示有一个具有内部时钟源的、或也称时间源107或112，特别是石英或振荡器，尤其是VCO(压控振荡器)的时间发生器111或106。另外，在各自时间发生器106或111内所包含的是时间检测组件，特别是计数器108或113。
各自用户的控制任务，特别是在总线上输入/输出数据，包括接收来自时间发生器的时间消息以及使总线或总线用户同步，和其它的特别是本发明所述的方法和方法步骤等等，这都可由组件109或114作为处理组件、特别是一个微计算机或微处理器或还有控制器来完成。可是，这些功能的一部分或全部功能也可直接存在于各自的接口组件中。
现在，就TTCAN意义而言，特别是对每个总线系统在此设定一个用户作为基准时间发生器。由此，这个用户、即基准时间发生器作为主时钟象现有技术所述那样设定了基本周期。同样，也可以让网关用户起基准时间发生器作用，也即起两个总线系统主时钟的作用。相应的参考用户的时间发生器、也即各自TTCAN系统的主时钟的时间发生器(通过该时间发生器求出这个主时钟的本地时间)由此也可当作基准时间发生器，或对相应的总线系统，也即相应的103B1和/或103B2设定基准时间。也就是说，作为主时钟所设定的基准用户的本地时间发生器譬如106和/或111都可当作相应的总线或总线系统103B1和/或103B2的全局时间发生器，并且设定相应总线的全局时间。
由此，在图1中示出了具有一个网关用户或一个网关节点的TTCAN总线上的一个耦合对。为准确地表示这个本发明所述的耦合可使用以下本发明所述的说明：
如果具有一个序列Pi＝(BXi，BYi)，其中i＝1-n，和n个元素N，则至少2条TTCAN总线B1、B2可耦合，该序列具有以下特性：
●BXi，BYi是用于所有i的TTCAN总线。
●对于一个i，BXi、BYi构成TTCAN总线的一个耦合对
●BX(i+1)是BYi(i＝1至n-1)
●BXi是总线B1，并且BYn是总线B2。
这就是说，2条TTCAN总线B1和B2可耦合，如果这2条TTCAN总线B1和B2通过耦合对中的任何一个如此复杂的路径相连接的话。如果每2条总线耦合(按上面提到的意义)，则在此至少2条TTCAN总线的一个系统称为容错TTCAN总线系统。由此，使用容错TTCAN总线系统或网络的所有系统体系结构都包括在内。
在图2和3中显示了其它实施例。这样，图2示出了3条TTCAN总线203B1、203B2和203B3以及总线用户200、201、204和205。在此，总线203B1、203B2通过用户200彼此连接，并且同样总线203B2和203B3通过用户201彼此连接。由此，按照本发明所述的思想，通过耦合总线系统203B1、203B2以及203B2、203B3作为耦合对而由用户200和201相应地按照上述提到的定义，也可容错地连接总线系统203B1、203B2，特别是可根据同步容错地进行连接。与通常的冗余系统、也即在整个总线系统中有2个总线的系统相反(在该冗余系统中每个节点或用户都同每条其它总线冗余连接，也就是说每个用户都连接到每条总线上)，在这里所建议的系统体系结构通过使用耦合对而允许进行可伸缩的容错以及允许容错和非容错系统的混合。
这在图3的实施例中再一次作了说明。图中示出了4条总线303B1、303B2、303B3和303B4。与此同时，也示出了总线用户301、302、300、304和305。总线303B1和303B2通过用户300彼此耦合，并且总线303B3和303B4通过用户301耦合。同时，这3条总线303B1、303B2和303B3通过用户302彼此连接，以使一方面可能作到容错和非容错的系统的混合，另一方面能以可伸缩方式、也即按不同冗余度(1倍、2倍、多倍冗余)表示系统中所需的容错。由此，就可能将较高的冗余度引入系统中，而无须在此耦合这些应去耦合的系统。如此，也减少了一个总线系统或多个总线系统的共模误差，也即同步误差。
通过结合在TTCAN中的同步机制，由此也可能建立一个统一的同步通信系统，该通信系统以极简单的方式可达到所有设想的容错度。下面，根据各个用户或总线系统的全局时间以及周期时间详细说明同步。
首先说明一个一般的方法，即2条或多条TTCAN总线、特别是在层2(参见ISO草案)中如何彼此使其全局时间同步。这种方法不仅可由专用的硬件，也可由在相应的主机上运行的应用或由专用的软件层实施。
下面连续说明包括可能的改进方案在内的进行同步的方法。如前所述，如果至少具有一个可在两条总线上进行访问的网关计算机，则在此就可说一对总线可直接同步。此外，一般的先决条件是在2条需同步的总线之间有一条网关链，该网关链通过直接同步对、也即上述的耦合对连接两条总线。实施同步的同步层(硬件或软件)在下文称之为同步层SL。在此，SL并非必须在每个节点上都要有，这可从下面的说明中得知。
在一个方案中，网关用户或网关计算机在至少两条需同步的总线的一条中是主时钟，以在其是主时钟的总线中调整时间。作为其它方案可选择将一条消息从网关用户传递到主时钟，以便为达到同步进行相应的时间匹配。于是不需要使该网关用户也是至少需同步总线系统的一条的主时钟。
为初始化，在每条TTCAN总线上都运行着为这条总线根据ISO11898-4和现有技术用于TTCAN的专用的初始化程序。作为结果，可得到具有不同全局时间和不同当前主时钟的2条或还有多条彼此不相关地运行的TTCAN总线。在一个可选择的改进的方案中，通过系统设计来负责在两条或多条总线上让同一个节点或用户成为主时钟。
此外，根据图4和5说明频率匹配和相位匹配，其中总线的频率和相位是彼此分开匹配的，其中优选方案是首先使频率匹配，因为只要频率出错或有误差，相位也随着变化。
A)在2条总线中调整频率
在TTCAN中，全局时间的速度，也即时间单位NTU的长度通过主时钟的时间发生器频率、特别是振荡器频率或石英频率和其TUR(时间单位比)的值确定。在此，NTU(网络时间单位)、各自总线的全局时间的时间单位和TUR是NTU的长度和专用基本时间单位的长度之间的比，譬如所述的特定时间单位是本地时间发生器周期、特别是本地振荡器周期，如在ISO草案11898-4中所述。同步层即SL必须负责使在不同总线上的NTU互相具有设定的比。在此，SL在硬件或软件中用处理单元109和/或114等等代表，其中如上所述SL不必对所有用户都是内在的。
原则上可设想采用不同的方案措施。可将一条总线调谐到另一条，方式是作为给定值选出一条总线的频率或一条总线的全局时间的速度，并且对此确定其它总线的速度差或频率差，其中要将至少另一条总线调谐到其它总线上，或至少2条总线根据全局时间的速度双方靠近，即特别是根据各自主时钟的时间发生器频率双方彼此靠近。此外，这种匹配可一步实现或逐步实现。各自的策略取决于SL、也即同步层和取决于各自应用的要求。对所有方法来说下面的几点概要是一般性的：
●SL可对一条总线确定所进行的校正，并且把所进行的校正通知给当前的主时钟。所述的校正譬如是正在当前的TUR值和需重新调定的TUR值的比。由SL确定在主时钟上的校正是特别有利的，以此，校正值譬如可直接是新TUR值。
●SL在主时钟内确定新TUR值，并从下一周期起使用这个新TUR值。
●这条总线所有的其它节点都通过TTCAN同步随着主时钟运行。
在图4中，对此在方框400中可求出第一条总线譬如B1、再譬如103B1的全局时间。这个全局时间可在时刻T1在方框401中测定，也即获得，以此在方框401中形成总线B1的全局时间的第一个获取值。同样，在时刻T1，在方框405中可测定、也即获得总线B2譬如103B2的全局时间在方框404中求出的值。在下一个时刻T2，可测定由方框401或405转移到方框402或406中的第一获得值，和测定在方框401或405中各自总线的全局时间的新的第二获得值。于是，从方框401和402或405和406所测定的这两个获得值中，通过在方框403或407中求差来求出各自总线B1或B2的全局时间的各自速度或也称时钟速度。然后，从各自总线的全局时间的速度的这个值中，通过在方框409中求差得出一个校正值，该校正值代表了所考虑的总线的全局时间的速度差，也即各自时钟速度之差。如上所述，这也可譬如通过各自的TUR值实现或完成。然后，本发明所述的其它方法就可利用在方框409中所求得的值根据频率匹配而在方框410中实施。
在一个实施例中，应再次对频率匹配加以说明。有2条总线B1和B2。同步策略是B2必须将NTU的长度与在B1上有效的长度匹配。在最简单的情况下，两条总线标称长度是相同的。B2当前的主时钟的应用(SL)可直接访问总线B1，并且应为B1和B2使用同一个时间发生器或同一个时钟或时间源，也即同一个振荡器或石英。于是，当这个节点或用户相对于总线B1的TUR值与这个节点或用户相对于总线B2的TUR值相同时，两条总线B1和B2的NTU才准确地一样长。因此，SL必须将相对于B1的TUR值用作为相对于B2的TUR值。
如果两条总线的NTU彼此具有任意比例，则原则上可用相同的方式处理这种情况。当比例或其倒数是整数时，在特别优选实施方案中为2的幂，则在硬件中这将以有利的方式很容易实现。
如果对两条总线不使用同一个时间发生器或同一个时间源，则就可能2次或经常地或周期性连续地测量两条总线的全局时间偏差，并且从所观察的差变化和差的标称变化之间的比较中计算一个校正因数。若当前的主时钟不是自己访问两条总线时，这也是可能的。作为替代方案，SL可用其它总线的单位来测量在一条总线上的基本周期的长度，并且由此确定校正值。
B)相位匹配
为获得相位匹配，SL测量在2条总线上2个全局时间之间的相位差，并且对两条总线的每一条确定可调节的跳变或校正值。这可借助TTCAN的停表-寄存器以有利的方式实现。
SL给两条总线的两个当前主时钟通知各自可调的跳变或校正值。需要调节跳变的主时钟将一个预定的位、特别在TTCAN中是将一个非连续位(Discontinuity-Bit)置入下一个参考消息中，并将其全局时间推移相应的数值。然后，由此在已匹配的时刻发射相应主时钟的时间参考消息或参考消息。必要时在至少两条总线上成功地发射这个参考消息或这些参考消息后，至少两条总线彼此同步。
在图5中示出了这种相位匹配。在此，2总线的全局时间在方框500或504中求出，并在方框501或505中测定，也即获得。在此分别在相同时刻T1实现所述的获得。于是，两个获得值被直接引入方框509中求差，其中通过两条总线上简单的获得值可求出相位差，也即时钟相位差、时钟源相位差或时间源相位差。然后，在方框510中实施本发明所述的其它方法。
特别是在超过2条总线时，若在2总线采用这种成对方式同步时只在两条总线的一条上进行跳变或校正，也即两条总线的一条对全局时间起主作用，则是很有利的。也就是说，在第一条总线上的全局时间仍不变，在第二条总线上的全局时间跳变。在这种情况下，可逐渐地通过成对方式的同步彼此使超过2条的总线无问题地同步，而不会使一个对的同步对另一个对的同步产生特别复杂的影响。
应以一个实施例对此加以说明。在系统中具有5条总线B1、B2、B3、B4、B5。同步或耦合对是(B1、B2)、(B1、B3)、(B2、B4、)、(B3、B5)。如果B1是B2、B3的主时钟，B2是B4的主时钟并且B3是B5的主时钟，则以成对方式的同步(B2、B3首先与B1同步，然后B4与B2同步并且B5与B3同步)在2个周期内导致系统范围的同步。
在相同的系统中也可实现同步而无须采用主时钟原理。于是，SL显然必须保障一次性同步的总线也要保持同步，也即在一条总线上的跳变或变化也发生在与这条总线同步的所有总线上。
此外，如果一条需同步的总线的主时钟也直接访问相应的对方总线的全局时间，则是很有利的(可是却并非是必须的)。在这种情况下，SL可以只被设立在总线的可能的主时钟上，也即由SL通知可调跳变的高度被取消或变得很简单。
不需要使NTU、也即在需同步的总线上的全局时间的时间单位相同。可是，如果(标称的)NTU在2个耦合的总线之间只相差一个整数因数(特别有利的是2的幂)，就特别简单和有益的。
C)通过频移所进行的相位匹配
为替代已示出的就第B)项所述的相位匹配机制，也可能通过长期速度的变化(在此与第A)项相似)获得相位匹配。从原理上采取的措施正象第A)项在2条总线之间采用的频率匹配那样。可是，在这种情况下，目标不是使所匹配的总线的NTU正好与那里的目标值匹配，而是加长或缩短一点这个NTU，以致于所匹配的钟或时间发生器走慢点或快点，并且由此经过较长时间可获得相位匹配。
D)同步状态的保持
按照如B)或C)所述的相位匹配，获得同步状态有不同方法途径。一方面，只要所观察的相位超过确定的值，则可通过相位匹配的重复来获得，另一方面，如第A)项所述那样可通过频率匹配获得。此外，两种方法的组合也可以。由于在第A)项所述的方法中，频率匹配典型地比主总线中相应的频率变化滞后一个周期，所以在所参与的总线的频率很精确地一致时，本身就可导致采集到一个差。在这种情况下，有时必须通过有针对性的、特别预定的、不恰好一致的频率来实现小的相位匹配或补偿。
用调试(Debug)仪可显示相应的TTCAN接口的使用。通过总线监控也可分析总线上的特性。
另外，现在说明一个一般的同步方法，并且确切地说是2条或多条TTCAN总线如何使其周期时间彼此同步。还有，在这里不仅可由专用的硬件、由在相应的主机上运行的应用或还由专用的软件层来实施这种方法。
下面说明一下在运行过程中包括可能的改进方案的方法，其中适用相同的先决条件和规定，象在全局时间实现同步时的那种情况一样，也即如果至少有一个可访问两条总线的网关计算机，并且在2条需同步的总线之间有一条网关链，该网关链可通过直接同步的耦合对而连接两条总线，那么就可直接进行同步。还有，在这里可在硬件或软件中利用实施同步的同步层实现同步，下面称之为根据周期时间的同步层SLZ。还有，在这里SLZ不是必须存在于每个节点上。首先，在这里应重新在第AZ)项中处理2条总线之间的频率匹配。
AZ)在两条总线之间的频率匹配
频率匹配通过协议机制只在TTCAN第2层中实施是可能的。显然，如果主时钟在第2层工作，就足够了。对于其它节点就不需这样了。因为在那里，匹配过程就如同前面所述的用于全局时间的相应匹配那样被进行，于是，如果在相同的网络中也使全局时间同步，则可以与这种相应匹配相互关联起来。
在TTCAN第2层中，周期时间的速度、也即时间单位NTUZ的长度可通过时间发生器的频率、特别是主时钟振荡器的频率和其TUR值来确定，如上面已对全局时间所述的那样。SLZ必须负责使不同总线上的NTUZ彼此都有预定的比。在此，NTUZ可与前述NTU是相同的或不同的。
原则上可设想采用不同的方案。可将一条总线再次调谐到另一条，或2条或多条总线彼此近似。此外，匹配也可再次一步实现或逐步实现。各自的策略取决于SLZ，和取决于对应用的要求。特别是全局时间的同步和周期时间的同步譬如都可由相同的软件层也即相同的同步层SL实现，这就意味着在优选的方案中：
SL＝SLZ。
在周期时间范围内对涉及频率匹配的所有方法来说下面几点概要是一般性的：
●SLZ可对一条总线确定所进行的校正，并且把所进行的校正通知给当前的主时钟。所述的校正譬如是正在当前的TUR值和新调定的TUR值的比。如果SLZ确定主时钟上的校正，则再次是特别有利的。于是，校正值譬如可是新TUR值。
●SLZ在主时钟内确定新TUR值，并从下一个周期起使用这个新TUR值。
●这条总线的所有的其它节点都通过TTCAN同步随着主时钟运行。
现就图4再说明这种方法，其中过程基本相同，只是没用全局时间，而是用周期时间。因此，在这里可参阅前面对图4所叙述过的实施方案并且无须再明白地重新做说明。
还有一例：
有2条总线B1、B2。同步策略是，B2必须将NTUZ长度与在B1上的有效长度匹配。在最简单的情况下两条总线标称长度相同。B2当前主时钟的应用(SLZ)可直接访问总线B1，并且应为B1和B2使用同一振荡器。然后，两条总线B1和B2的NTUZ只有当这个节点相对于B1的TUR值与这个节点相对于B2的TUR值相同时，长度才正好相同。因此，SLZ必须将相对于B1的TUR值用作为相对于B2的TUR值。
如果两条总线的NTUZ彼此具有任意比，则处理该情况原则上是相同的。当比或倒数是整数时，特别是2的幂时，那么这在硬件中是再次优选的。如果对两条总线不使用同一个时间发生器，特别是振荡器，则还是采用前述的方法，至少2次或周期性地连续地测量两条总线的全局时间偏差，并且从差的可观察的变化和差的标称变化之间的比较中计算校正因数。若当前的主时钟不访问两条总线时，同样还采用这种方法。作为替代方案，SLZ可用其它总线的单位测量来自一条总线的一个基本周期的长度，并且由此确定校正值。
BZ)相位匹配
●SLZ再次测量2条总线上2个时间之间的相位差，并且为2条总线的每一条确定可调的跳变或变化。SLZ可给两条总线的两个当前的主时钟通知各自可调的跳变。
●可调节跳变的主时钟再次在参考消息内置入设定的位，在这里特别是在参考消息中设置TTCAN的Next-is-Gap位(参见ISO草案)。它可从本地的SLZ获得下一个基本周期的启动时刻。
●必要时在两条总线上成功地发射这个参考消息或消息后，两条总线的周期时间相位可彼此同步。
如上面已所说明那样，这可再次用图5来表明，其中使用周期时间代替全局时间，以及使用Next-is-Gap位。这些所需的相位在这里是0，也即在两条总线上同时开始基本周期，可是，这绝不是必须的。也不需使NTU、也即周期时间的时间单位在所需同步的总线上相同。
然而，当在2条耦合的总线之间的(标称的)NTU只差一个整数因数时，特别优选只差2的幂时，将是特别简单和有益的。
此外，需同步总线的周期长度也不需要相同。显然，建议的方法当2总线的(标称的)周期长度彼此有采用不太大的自然数的合理的比时，将特别有益，因为通常以容易实现的形式都讲的是固定相位。举例：在总线B1上运行2个(标称的)周期，而在另一条总线B2上运行3个。于是在B1上每2个周期(在B2上3个周期)就在B1和B2之间存在一个理论上固定的相位差。
特别是在超过2条总线时，当2条总线采用这种成对方式同步时只在两条总线的一条上出现跳变，也即在两条总线的一条上对周期时间的相位起主导作用，则在这里是很有利的。也就是说，在第一条总线上的基本周期的接连排列保持不变，而在第二条总线上在2个基本周期之间插入一个间隙，该间隙要恰好如此大，以致于可调节出所需的相位。在这种情况下，逐渐地通过成对地方式的同步彼此无问题地使超过2条的总线同步，而无须一个对的同步对另一个对的同步产生特别复杂的影响。
举例：
在系统中有5条总线B1-B5。同步对是(B1，B2)、(B1，B3)、(B2、B4)、(B3、B5)。如果B1是B2，B3的主时钟，B2是B4的主时钟，B3是B5的主时钟，则成对方式的同步(B2和B3首先与B1同步，然后，B4与B2，B5与B3同步)在2个周期内导致系统范围的同步。
在相同的系统中，也可进行无主时钟原理的同步。因此，显然SLZ必须保障一次性同步的总线也保持同步，也即在一条总线上的跳变或校正也在与这条总线同步的所有总线上产生。
此外，如果需同步的总线的主时钟也直接访问相应的对方总线，则是很有利的(可是却并非是必须的)。在这种情况下，SLZ可以只被设立在总线的可能主时钟上，也即由SL通知可调跳变或可调校正的高度被取消或变得很简单。
CZ)通过频移进行的相位匹配
再次作为在第BZ)项所述的机制的替代方案，在此也可能如在第AZ)项所述的那样，通过长期的速度变化获得相位匹配。原则上所采取的措施恰好如在第AZ)项所述的那样。可是，在这种情况下，目标不是使所匹配的总线的NTUZ正好与那里的目标值匹配，而是使这个NTUZ加长或缩短一点，以致于需匹配的钟走得慢点或快点，并且由此经过较长时间可获得相位匹配。
DZ)同步状态的保持
按照如BZ)或CZ)所述的相位匹配，具有获得同步状态不同的方法，正如这已经在全局时间同步的第D)项中所述的那样：
●只要所观察的相位超过确定的值，则重复相位匹配。
●频率匹配，如第AZ)项或A)项，或两种方法的组合那样。
由于在第AZ)或A)项所述的方法中，频率匹配典型地比主总线中相应的频率变化滞后一个周期，所以在所参与的总线的频率很精确地一致时，本身就可导致采集到一个差。在这种情况下，有时必须通过有意识的、不精确地一致的频率实现小的相位匹配或补偿。所述的使用如在全局时间上的同步中那样可通过调试仪显示，或用总线监控分析总线上的特性。

Claims (13)

1.分别具有至少一个第一总线用户(101，102，105)的至少两个总线(103B1，103B2)的同步方法，其中所述总线通过至少一个第二总线用户(100)彼此连接，其中在总线中存在基本周期的周期时间，并且对于每个总线，第一或第二总线用户作为主时钟并为该总线规定一个全局时间，其特征在于，在所述的至少两个总线(103B1，103B2)中分别求出一个全局时间，并且从所述总线的全局时间中求出通过所述至少一个第二用户(100)彼此连接的所述至少两个总线(103B1，103B2)的全局时间偏差，其中由至少一个在总线中作为主时钟的第一或第二总线用户根据该全局时间偏差进行所述至少两个总线(103B1，103B2)的周期时间的相互匹配，以便在周期时间方面使所述的至少两个总线同步。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，通过全局时间的相位匹配来匹配所述经至少一个用户连接的总线的周期时间。
3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，通过全局时间的频率匹配来匹配所述经至少一个用户连接的总线的周期时间。
4.按照权利要求2所述的方法，其特征在于，根据至少一个预定的位的值实现全局时间相位的匹配。
5.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少2个总线为TTCAN总线。
6.按照权利要求4或5所述的方法，其特征在于，至少一个预定的位相当于TTCAN的Next_is_Gap位。
7.按照权利要求3所述的方法，其特征在于，为使全局时间的频率达到匹配，分别在至少2条需同步的总线中求出一个最小的时间单位(NTUZ)，并且使这些最小的时间单位彼此形成比例，并且将在此所形成的实比例与预定的比例比较，其中这样来匹配至少一个最小的时间单位，以获得所述预定的比例。
8.按照权利要求7所述的方法，其特征在于，所述预定的比例整数地特别相当于数2的倍数或约数。
9.分别具有至少一个第一总线用户(101，102，105)的至少两个总线(103B1，103B2)的同步装置，其中所述总线通过至少一个第二总线用户(100)彼此连接，其中在总线中存在基本周期的周期时间，并且对于每个总线，第一或第二总线用户作为主时钟并为该总线规定一个全局时间，其特征在于，在所述的至少两个总线(103B1，103B2)中包括第一组件，通过该组件分别求出一个全局时间，并且从所述总线的全局时间中求出通过所述至少一个第二用户(100)彼此连接的所述至少两个总线(103B1，103B2)的全局时间偏差，其中在所述的至少一个在总线中作为主时钟的第一或第二总线用户中包括第二组件，通过该组件根据该全局时间偏差进行所述至少两个总线(103B1，103B2)的周期时间的相互匹配，以便在周期时间方面使所述的至少两个总线(103B1，103B2)同步。
10.按照权利要求9所述的装置，其特征在于，第一和第二组件包含在一个同步层中，在至少一个用户中包括有该同步层。
11.按照权利要求9所述的装置，其特征在于，所述至少2个总线为TTCAN总线。
12.由至少2条数据总线组成的总线系统，其中第一条数据总线具有第一个用户数，并且第二条数据总线具有第二个用户数，其特征在于，作为数据总线至少使用2条总线，其中如此包括至少一个用户作为连接用户，以使至少2条总线的2条同时与至少一个连接用户连接，并且包括一个对每条总线执行主时钟功能的用户；其中通过具有主时钟功能的用户设定一个具有周期时间的基本周期；其中在具有超过2条总线的总线系统中如此连接这些总线，以致分别至少2条总线具有至少一个共用的连接用户，并且在总线系统中包括同步组件，该同步组件在每条总线中都求出一个全局时间，并且将各个全局时间的偏差传递给具有主时钟功能的用户，其中具有主时钟功能的用户进行各自周期时间的匹配。
13.按照权利要求12所述的总线系统，其特征在于，所述至少2个总线为TTCAN总线。
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