专利名称：数据发射装置、发射和接收数据的方法及数据通信系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种数据发射装置、用于发射和接收数据的方法及数据通信系统。
背景技术：
用于有限区域，例如汽车的通信系统的通信技术是公知的，其中的装置利用OSEK(汽车电子的开放式系统及接口)、ISO(国际标准化组织)15765等规定的CAN(控制器局域网络)协议互联。CAN协议是一种串行通信协议，尤其期望用作汽车网络的协议，还期望由于其高可靠性用于医药和农业。
根据这些通信技术，当多个终端之间交换数据时，执行如下的各个步骤。当数据发射终端有数据要发射到数据接收终端时，数据发射终端向数据接收终端发射第一帧(FF)。作为响应，数据接收终端向数据发射终端发射流控制(FC)帧。流控制信息包括表示发射的连续帧之间的最小间隔的分隔时间(STmin分隔时间min)信息和表示可以收到的帧数目的块大小(BS)信息。在这种情形下，块大小信息表示满足CAN标准的CAN帧数目。
数据发射终端根据分隔时间信息按发射间隔向数据接收终端发射CAN帧数目(CF连续帧)，该CAN帧数目满足包含在数据接收终端返回的流控制信息中的块大小信息。
在完全收到CAN帧之后，使数据接收终端能够接收下一批CAN帧，然后向数据发射终端返回流控制信息，数据发射终端再次根据流控制信息进行CAN帧的发射。
从数据发射终端到数据接收终端的数据传输通过重复这些步骤来进行直到不再存在要传输的数据。根据这种通信技术，数据接收终端向数据发射终端发射关于可以连续接收的CAN帧数目和连续的CAN帧之间的最小间隔的信息，以使数据发射终端得知用于接收数据的存储器容量和用于接收数据的速度，因此数据发射终端可以进行满足数据接收终端要求的通信。
发明内容
但是，根据常规技术，因为数据接收终端向数据发射终端传送相应于数据接收终端接收数据的存储器容量的块大小信息，所以在数据接收终端用于接收数据的存储器容量大于数据发射终端用于发射数据的存储器容量的情况下，数据发射终端可能不能连续传送根据块大小信息的帧数。
相应的，根据常规技术，在系统设计阶段就必须为数据接收终端确认数据发射终端用于发射数据的存储器容量，并相应于用于发射数据的存储器容量在数据接收终端设置合适的块大小。
本发明就是在上述的环境下做出的。根据本发明，可以提供关于利用例如CAN协议的通信协议在装置之间通信的数据发射装置、用于发射和接收数据的方法及数据通信系统，其中，即使当终端的存储器容量由于系统的设计变化而变化时，通信能力将会保持而不必就存储器容量而重新设计整个系统。
根据本发明的技术方面，当数据传送到数据传输的目的地时，数据传输的信源从数据传输的目的地接收关于可以连续接收的数据量的信息、比较可以连续接收的数据量和预先设置的可以连续发射的数据量、选择其中一个不大于另一个的数据量、相应于选定的数据量创建一个分组用于连续传送数据帧、以及传送所述分组。
图1是表示本发明的复用通信系统的功能结构方框图。
图2是用于解释在数据发射端的复用通信系统和数据接收端的复用通信系统之间设置帧ID的过程示意图。
图3是一个示意图，表示(A)分组和响应帧、(B)每个分组的结构，和(C)在数据发射端的复用通信系统和数据接收端的复用通信系统之间交换的每个帧的结构。
图4是用于解释在数据发射端的复用通信系统和数据接收端的复用通信系统之间交换的信息的说明图。
图5是用于解释在数据发射端的复用通信系统和数据接收端的复用通信系统之间交换的信息的另一个例子的说明图。
图6是表示每个分组的结构(A)和每个分组所包含的帧之间的间隔(B)的示意图。
图7是表示(A)要从数据发射端的复用通信系统发射的帧和(B)要从数据接收端的复用通信系统发射的帧的示意图。
图8是用于解释在三个复用通信系统之间设置帧ID的过程图。
图9是用于解释从最大连续数据传输分组大小TPS为20字节的复用通信系统和最大连续数据传输分组大小TPS为10字节的复用通信系统发射数据的过程图。
图10是用于解释从最大连续数据传输分组大小TPS为30字节的复用通信系统和最大连续数据传输分组大小TPS为40字节的复用通信系统发射数据的过程图。
图11是用于解释双向发射和接收数据的通信过程的流程图。
具体实施例方式
在下文的说明书中，将结合附图解释本发明的实施例。
本发明可适用于具有图1所示功能结构的复用通信系统1。复用通信系统1可以连接到另一个复用通信系统1并通过通信线路在其间的全双工传输实现双向通信。
复用通信系统的结构复用通信系统1具备与一外部电子装置相连的数据处理单元11。该数据处理单元11由外部电子装置提供要发射到另一个复用通信系统1的传出数据并从另一个复用通信系统1接收进入数据。当传出数据由该外部电子装置提供时，所述传出数据存入数据发射存储器12。而且，当进入数据存入数据接收存储器13时，数据处理单元11提取和处理所述进入数据，之后将它传送到外部电子装置。数据发射存储器12和数据接收存储器13是存储装置，可以单个存储装置的形式实现。
在这些复用通信系统1之间进行通信的情况下，在各个复用通信系统1之间预先进行信道设置过程。通过这种信道设置过程，每个复用通信系统1被给予一个帧ID，分配该帧ID用于识别数据帧，以使数据和信息可以参照所述帧ID交换。
在图2所示的复用通信系统1A和复用通信系统1B之间通信的情况下，在复用通信系统1A和复用通信系统1B彼此之间进行信道设置过程。也就是说，复用通信系统1A的帧ID假设为“1”，而复用通信系统1B的帧ID假设为“2”。这些帧ID存入图3(C)所示帧的ID字段41。
在进行信道设置过程之后，在复用通信系统1A和复用通信系统1B之间进行通信的情况下，复用通信系统1A和复用通信系统1B的每一个都存储帧类型标识信息(N_PCItype)，其表示图3(C)所示帧类型标识信息字段42中的帧类型。该帧类型标识信息取从0到5的数值(整数)，因此复用通信系统1A和复用通信系统1B可以参照该数值识别帧的类型。
在这个实施例中，当帧类型标识信息值取“0”时，该帧是符合OSEK(汽车电子的开放式系统及接口)或ISO(国际标准化组织)15765的单帧SF。而且，当帧类型标识信息值取“1”时，该帧是第一帧FF。在这种情况下，图3(C)所示的数据字段43用于存储启动各个复用通信系统1之间的数据传输所需的信息。
当帧类型标识信息值是“2”时，该帧是用于运送要发射数据的CAN帧CF(连续帧)。在这种情况下，数据字段43用于存储要发射到数据接收端的数据。
当帧类型标识信息值是“3”时，该帧是用于控制数据发射端的发射过程的流控制帧FC。在这种情况下，数据字段43用于存储表示可以连续发射的相邻帧之间的最小间隔的分隔时间(STmin分隔时间min)信息，以及表示可以连续接收的帧数目的块大小(BS)信息。
当帧类型标识信息值是“4”时，该帧是响应帧RF。在这种情况下，数据字段43用在数据接收端以存储表示已收到帧数据的信息。
当帧类型标识信息值是“5”时，该帧是用于控制数据发射端的发射过程的发射帧RF。在这种情况下，数据字段43用在数据接收端以存储表示所发射的连续帧之间最小间隔的发射时间TTmin(发射时间min)信息，和最大连续数据接收分组大小RPS(接收分组大小)。根据其数据接收存储器13的容量和数据接收处理单元15的数据接收的处理速度，最大连续数据接收分组大小RPS为每个复用通信系统1预置。
在进行信道设置过程之后，在复用通信系统1A和复用通信系统1B之间进行通信的情况下，传出数据被复用通信系统1A的数据发射处理单元14分成分组21，如图3(A)所示，而复用通信系统1B的数据接收处理单元15接收包含在每个分组21中的帧。在收到包含在每个分组21中的所有帧以后，复用通信系统1B的数据接收处理单元15返回表示接收已经结束的响应帧22。然后复用通信系统1A的数据发射处理单元14接收到响应帧22，并作为响应，开始下一分组21的发射。
如图4和图3(B)所示，从复用通信系统1A发射到复用通信系统1B的帧是第一帧FF和CAN帧CF，而从复用通信系统1B发射到复用通信系统1A的帧是流控制帧FC和响应帧RF。在复用通信系统1B处于发射端和复用通信系统1A处于数据接收端的情况下，接收和发射的帧类型如图5所示发生转换。
分组21包括从数据发射端的复用通信系统1A发射的第一帧31、从数据接收端的复用通信系统1B发射的流控制帧32、以及从复用通信系统1A发射的多个CAN帧33，如图3(B)所示。按照划分单个分组得到的多种类型的帧的形式传输单个分组的传输方案称为MPDT(多分组数据传输)。在这种情况下，可以包含在单个分组21内并连续发射的CAN帧33的数目根据流控制帧32所包含的块大小信息BS、最大连续数据发射分组大小TPS和最大连续数据接收分组大小RPS来确定。
如图3(C)所示，每个帧划分成ID字段41、帧类型标识信息字段42和数据字段43。ID字段41包括在上述信道设置过程中设置的帧ID，而帧类型标识信息字段42包括帧类型标识信息。数据字段43被数据发射端的复用通信系统1A用于存储传出数据，而数据字段43被数据接收端的复用通信系统1B用于存储块大小信息和发射时间TTmin。
在这个结构中，在各个帧31到33的相邻帧之间，传输控制帧从数据接收端的复用通信系统1B以0.5秒的预定时间间隔重复发射到数据发射端的复用通信系统1A。该传输控制帧TF在其数据字段包括发射间隔TTmin和最大连续数据接收分组大小RPS。
另一方面，当数据接收处理单元15接收传输控制帧TF时，数据发射端的复用通信系统1A借助比较和控制单元16比较如此获得的最大连续数据接收分组大小RPS与预先保存的最大连续数据发射分组大小TPS(发射时间min)。如果最大连续数据接收分组大小RPS大于最大连续数据发射分组大小TPS，则比较和控制单元16将实际要传输的分组大小设置成最大连续数据发射分组大小TPS。相反，如果最大连续数据发射分组大小TPS大于或等于最大连续数据接收分组大小RPS，则比较和控制单元16将实际要传输的分组大小设置成最大连续数据接收分组大小RPS。
通过这种结构，数据发射端的复用通信系统1A可以通过确定连续发射的帧数目，例如确定CAN帧CF的数目来调整分组大小。
根据其数据发射存储器12的容量和数据发射处理单元14的数据发射的处理速度，为每个复用通信系统1预置最大连续数据发射分组大小TPS。
在这样确定分组大小以后，当在复用通信系统1A和复用通信系统1B之间接收或发射的分组包括如图6(A)所示的多个帧时，各个帧在传输控制帧TF所包含的发射间隔TTmin发射，如图6(B)所示。
在这种情况下，复用通信系统1A和复用通信系统1B之间的通信通过从复用通信系统1A向复用通信系统1B发射第一帧FF开始，如图7(A)所示，作为响应，从复用通信系统1B向复用通信系统1A发射流控制帧FC，如图7(B)所示。然后，复用通信系统1A根据周期发射的流控制帧FC和传输控制帧TF确定分组大小，并在发射间隔TTmin连续发射CAN帧CF，而复用通信系统1B连续接收该CAN帧CF。在收到分组所包含的所有CAN帧以后，复用通信系统1B向复用通信系统1A发射响应帧RF，且复用通信系统1A开始下一个分组的分组传输。
根据上述的复用通信系统1的结构，当复用通信系统1A、复用通信系统1B和复用通信系统1C互联用于在复用通信系统1A、复用通信系统1B和复用通信系统1C之间的数据传输时(如图8所示)，执行信道设置过程，以便在复用通信系统1A和复用通信系统1B之间创建信道1、在复用通信系统1A和复用通信系统1C之间创建信道2和在复用通信系统1C和复用通信系统1B之间创建信道3。通过这种结构，这些复用通信系统之间的数据发射/接收可用上述的过程实现，同时“1”设置成用于从复用通信系统1A到复用通信系统1B传输的帧ID、“2”设置成用于从复用通信系统1B到复用通信系统1A传输的帧ID、“3”设置成用于从复用通信系统1A到复用通信系统1C传输的帧ID、“4”设置成用于从复用通信系统1C到复用通信系统1A传输的帧ID、“5”设置成用于从复用通信系统1B到复用通信系统1C传输的帧ID、“6”设置成用于从复用通信系统1C到复用通信系统1B传输的帧ID。
数据通信过程的实现下面将更详细地解释上述的由复用通信系统1所进行的通信过程。为了解释，如图9所示，假设复用通信系统1A处于数据发射端，复用通信系统1B处于数据接收端，复用通信系统1A的最大连续数据发射分组大小TPS是20字节，复用通信系统1B的最大连续数据接收分组大小RPS是10字节。
在这种情形下，复用通信系统1B可以通过数据发射处理单元14周期地发射传输控制帧TF来通知复用通信系统1A最大连续数据接收分组大小RPS和发射间隔TTmin。在通过数据接收处理单元15收到最大连续数据接收分组大小RPS以后，复用通信系统1A通过内部比较和控制单元16比较最大连续数据发射分组大小TPS和最大连续数据接收分组大小RPS，并判定10字节的最大连续数据接收分组大小RPS小于20字节的最大连续数据发射分组大小TPS。
复用通信系统1A将存入数据发射存储器12的传出数据划分成10字节的数据单元、创建一个或多个CAN帧CF用于通过数据发射处理单元14发射每个为10字节的数据单元以便准备一个分组、以及在帧发射间隔TTmin连续发射包含10字节数据单元的分组。
作为通信过程的另一个具体的例子，如图10所示，假设复用通信系统1B处于数据发射端；复用通信系统1A处于数据接收端，复用通信系统1A的最大连续数据接收分组大小RPS是40字节，复用通信系统1B的最大连续数据发射分组大小TPS是30字节。
在这种情形下，复用通信系统1A可以通过周期地发射传输控制帧TF通知复用通信系统1B最大连续数据接收分组大小RPS和发射间隔TTmin。在收到最大连续数据接收分组大小RPS以后，复用通信系统1B通过内部比较和控制单元16比较最大连续数据发射分组大小TPS和最大连续数据接收分组大小RPS，并判定40字节的最大连续数据接收分组大小RPS大于30字节的最大连续数据发射分组大小TPS。
复用通信系统1B将存入数据发射存储器12的传出数据划分成30字节的数据单元、创建一个或多个CAN帧CF用于通过数据发射处理单元14发射每个为30字节的数据单元以便准备一个分组、以及在帧发射间隔TTmin连续发射包含30字节数据单元的分组。
复用通信系统之间的双向数据通信过程下面将参照图11所示的流程图解释复用通信系统1之间同时双向地进行双向数据通信的过程。
在图11所示的过程中，第一数据从复用通信系统1A通过数据发射处理单元14发射到复用通信系统1B，而第二数据从复用通信系统1B通过数据处理单元14发射到复用通信系统1A。如图11所示，表示第一数据的发射的第一帧FF(S1)从复用通信系统1A发射到复用通信系统1B，而表示第二数据的发射的第一帧FF(S2)从复用通信系统1B发射到复用通信系统1A。借助第一帧FF，复用通信系统1A和复用通信系统1B中的每个都被通知另一个复用通信系统1请求数据发射。
在这种情况下，在交换第一帧FF(S1、S2)之后，复用通信系统1A和复用通信系统1B开始传输控制帧TF的传输，该传输控制帧TF包括各自的最大连续数据接收分组大小RPS和发射间隔TTmin。借助传输控制帧TF，复用通信系统1A可以指定发射间隔TTminA用于从复用通信系统1B的帧发射，而复用通信系统1B可以指定发射间隔TTminA用于从复用通信系统1A的帧发射。
复用通信系统1A和复用通信系统1B的每一个都通过比较内部存储的最大连续数据发射分组大小TPS和包含在所收到的传输控制帧TF中的最大连续数据接收分组大小RPS来确定可以连续发射的数据量。复用通信系统1A确定通过划分传出数据以分组A1和分组A2发射该传出数据，而复用通信系统1B确定不进行划分而以单个分组B发射传出数据。
在这种情形中，复用通信系统1B在从第一帧FF(S2)的发射间隔TTminA发射流控制帧FC(S3)，而复用通信系统1A开始包含第一数据的分组A1的CAN帧CF(S4)的发射。响应于第一帧FF(S2)，复用通信系统1A在来自复用通信系统1B的传输控制帧TF中所包含的发射间隔TTminB发射流控制帧FC(S5)，之后发射CAN帧CF(S6)。
另一方面，在从复用通信系统1A收到流控制帧FC(S5)以后，复用通信系统1B开始包含第二数据的分组B的CAN帧CF的发射(S7)。
在复用通信系统1A连续发射CAN帧CF(S4，S6)以后，复用通信系统1B连续接收CAN帧CF(S4，S6)，并作为响应，向复用通信系统1A返回响应帧RF(S8)，之后在发射间隔TTminA发射分组B的CAN帧CF(S9)。
在从复用通信系统1B收到响应帧RF(S8)以后，复用通信系统1A向复用通信系统1B发射表示分组A1之后的分组A2的发射的第一帧FF(S10)。
作为响应，在发射包含第二数据的CAN帧CF(S11)以后，复用通信系统1B在发射间隔TTminA向复用通信系统1A发射流控制帧FC(S12)，并在发射间隔TTminA进一步发射传输控制帧TF(S13)。在收到传输控制帧TF(S13)以后，复用通信系统1A发射包含第一数据的分组A2的CAN帧CF(S14)。
在复用通信系统1B连续发射CAN帧CF(S7，S9，S11)以后，复用通信系统1A连续接收CAN帧CF(S7，S9，S11)，并作为响应，返回响应帧RF(S15)。
复用通信系统1A在发射间隔TTminB发射分组A2的CAN帧CF(S16)，并进一步发射传输控制帧TF(S17)。
在复用通信系统1A连续发射CAN帧CF(S14，S16)以后，复用通信系统1B连续接收CAN帧CF(S14，S16)，并作为响应，向复用通信系统1A返回响应帧RF(S18)。
通过此过程，复用通信系统1A完成第一数据作为分组A1和A2的发射，而复用通信系统1B完成第二数据作为分组B的发射。复用通信系统1A将第二数据存入数据接收存储器13作为进入数据，之后在数据接收过程向数据处理部分11发射第二数据，而复用通信系统1B将第一数据存入数据接收存储器13，之后在数据接收过程向数据处理部分11发射第一数据。
正如上面所详细解释的，根据本发明，当发射数据时，数据接收端的复用通信系统1的最大连续数据接收分组大小RPS与数据发射端的最大连续数据发射分组大小TPS进行比较以从中选择较小的分组大小，随后连续发射数据，因此数据接收端的复用通信系统1可以确保收到连续数据。换句话说，根据本发明，即使在数据发射端的数据发射存储器12的存储容量与数据接收端的数据接收存储器13的存储容量不同，因此连续数据通信所处理的数据量彼此不同的情况下，也可以连续进行数据通信，即使当终端的存储容量随系统的设计改变而改变时，也不必参照存储器容量重新设计整个系统。
此外，根据本发明，在连续发射和接收之前，数据接收端的复用通信系统1向数据发射端的复用通信系统1提供最大连续数据接收分组大小RPS，因此可以防止数据被丢弃等，因为用于接收数据的存储器容量小于数据发射端的复用通信系统1用于发射数据的存储器容量。
此外，根据本发明，从复用通信系统1A到复用通信系统1B的帧发射根据所示的发射间隔TTminB控制，而从复用通信系统1B到复用通信系统1A的帧发射根据所示的发射间隔TTminA控制，因此可以确保接收所发射的数据并以最佳数据传输速度实现双向数据通信。
尽管上面已经参照本发明的实施例描述了本发明，但是本发明并不局限于上述的实施例。本领域技术人员可以在上述教导下做出对上述实施例的改进和改变。本发明的范围可参照下面的权利要求书限定。
权利要求
1.一种数据发射装置，包括该数据发射和接收部分，其能够与第二通信系统通信，并以数据帧向第二通信系统发射目的地为该第二通信系统的数据，其中第二通信系统通过所述数据发射和接收部分从第二通信系统接收表示该第二通信系统可以连续接收的第一数据量的信息；和该数据发射装置通过所述数据发射和接收部分向该第二通信系统连续发射数据帧，该数据帧的数量相应于所述第一数据量和由该第二通信系统的数据发射和接收部分可连续发射的第二数据量的其中一个数据量，该其中一个数据量不大于另一个数据量。
2.如权利要求1所述的数据发射装置，其中第二数据量是相应于所述数据发射和接收部分用于数据发射的暂时存储器的存储容量的数据量，而第一数据量是相应于第二通信系统用于数据接收的暂时存储器的存储容量的数据量。
3.如权利要求1所述的数据发射装置，其中所述数据发射装置通过数据发射和接收部分从第二通信系统接收表示各个数据帧的发射间隔的信息，和各数据帧在不窄于该发射间隔的间隔连续发射。
4.一种数据发射方法，包括从数据发射的目的地接收表示由数据发射的目的地可以连续接收的第一数据量的信息，和发射数据帧，该数据帧的量相应于所述第一数据量和可向数据发射的目的地连续发射的第二数据量的其中一个数据量，该其中一个数据量不大于另一个数据量。
5.如权利要求4所述的数据发射方法，其中所述第二数据量是相应于用于暂时存储传出数据的数据发射存储器的存储容量的数据量，和所述第一数据量是相应于数据发射目的地中用于暂时存储进入数据的数据接收存储器的存储容量的数据量。
6.如权利要求4所述的数据发射方法，其中当从数据发射目的地接收表示第一数据量的信息时，表示各个数据帧发射间隔的信息进一步从该数据发射目的地接收；和各数据帧在不窄于所指示的间隔的间隔连续发射。
7.一种数据发射装置，包括第一发射结构，其被配置成以数据帧向第二通信结构发射目的地为该第二通信结构的数据；和第二接收结构，其被配置成从该第二通信结构接收表示第二通信结构可以连续接收的第一数据量的信息，其中该数据发射装置向该第二通信结构连续发射数据帧，该数据帧的量相应于所述第一数据量和可由数据发射结构连续发射的第二数据量的其中一个数据量，该其中一个数据量不大于另一个数据量。
8.一种具有至少两个复用通信装置的数据通信系统，包括第一复用通信装置，其被配置成从第二复用通信装置连续接收数据帧，并向该第二复用通信装置发射表示可由该第二复用通信装置连续接收的第一数据量的信息；和第二复用通信装置，其被配置成向第一复用通信装置连续发射数据帧，该数据帧的量相应于所述第一数据量和可由所述第二复用通信装置连续发射的第二数据量的其中一个数据量，该其中一个数据量不大于另一个数据量。
9.如权利要求8所述的数据通信系统，其中所述第二复用通信装置向所述第一复用通信装置发射表示各个数据帧的发射间隔的信息，和所述第一复用通信装置在不窄于所指示的发射间隔的间隔连续发射数据帧。
10.一种数据通信系统，其具备至少两个如权利要求1所述的数据发射装置。
全文摘要
提供一种数据发射装置、发射和接收数据的方法及数据通信系统。当数据传送到数据传输目的地时，作为数据传输信源的复用通信系统1通过数据接收处理单元15从数据传输目的地接收关于可以连续接收的数据量的信息、比较可以连续接收的数据量和预先设置的可以连续发射的数据量、选择较小的数据量、相应于选定的数据量创建一个分组用于连续发射数据帧、和通过数据发射处理单元14传送发射分组。
文档编号H04B1/02GK1499751SQ20031010459
公开日2004年5月26日 申请日期2003年11月4日 优先权日2002年11月5日
发明者松本孝, 须藤信幸, 滨中弘晓, 幸, 晓 申请人:日产自动车株式会社