用于高速传感器接口的同步机制的制作方法

文档序号:17048163发布日期:2019-03-05 19:46阅读:223来源:国知局
用于高速传感器接口的同步机制的制作方法

本申请是于2017年8月31日提交的美国专利申请no.15/692,974的部分继续申请(cip),其基于35u.s.c.§119要求于2017年1月10日提交的美国临时专利申请no.62/444,687的优先权,其内容通过引用整体并入本文。

本公开涉及传感器领域,更具体地,涉及用于高速传感器接口的同步机制。



背景技术:

传感器(例如,速度传感器、位置传感器、角度传感器、温度传感器、电流传感器等)可以用于通过例如操作为机械域与电气域之间的接口来在机电系统中提供反馈信息。在一些情况下,传感器的物理位置取决于机电系统的机械约束,例如可用的物理空间、对感测目标(例如,目标轮、轴端等)的可接近性。因此,在一些应用中,传感器不能与电子控制单元(ecu)集成并且必须操作为经由有线接口连接到ecu的独立(即远程)传感器。



技术实现要素:

根据一些可能的实施方式,一种传感器可以包括用于基于由传感器接收的一组同步信号来确定采样模式的一个或多个部件,其中采样模式可以标识用于接收即将到来的同步信号的预计时间;并且基于采样模式来触发对与即将到来的同步信号相关联的传感器操作的执行,其中对传感器操作的执行可以在即将到来的同步信号被接收之前被触发。

根据一些可能的实施方式,一种系统可以包括传感器,该传感器用于:基于由传感器接收的一组同步信号来确定采样模式,其中采样模式可以标识即将到来的同步信号预计由传感器接收到的时间;并且基于采样模式来执行与即将到来的同步信号相关联的传感器操作,其中传感器操作可以被执行使得与传感器操作相关联的传感器数据准备好在即将到来的同步信号预计被接收的时间被发送。

根据一些可能的实施方式,一种方法可以包括:基于接收到一组同步信号来确定采样模式,其中采样模式可以标识用于接收即将到来的同步信号的预计时间;并且基于采样模式来触发对与即将到来的同步信号相关联的传感器操作的执行,其中对传感器操作的执行可以在即将到来的同步信号由传感器接收之前被触发。

根据一些可能的实施方式,一种系统可以包括:传感器,其用于:基于由控制设备提供的两个或更多个同步信号来确定用于接收即将到来的同步信号的预计时间;并且在一时间点处执行对传感器信号的测量,使得与在所述时间点处对所述传感器信号的所述测量相对应的传感器数据在接收所述即将到来的同步信号之前的可选择时间段(或时间间隔处)可用。

根据一些可能的实施方式,一种传感器可以包括一个或多个部件,其用于:确定用于接收即将到来的同步信号的预计时间,其中所述预计时间可以基于由与所述传感器相关联的控制设备提供的一组同步信号来确定;在一时间点处对传感器信号进行采样,使得基于在所述时间点处对所述传感器信号进行采样而计算的传感器数据在所述传感器接收所述即将到来的同步信号之前的可选择时间段可用;基于在所述时间点处对所述传感器信号进行采样来计算所述传感器数据;并且在接收到所述即将到来的同步信号之后提供所述传感器数据。

根据一些可能的实施方式,一种控制设备可以包括一个或多个部件,其用于:将一组同步信号提供到一组传感器,其中所述一组同步信号可以定义用于标识与另一同步信号相关联的预计时间的采样模式;提供所述另一同步信号;并且在提供所述另一同步信号之后从所述一组传感器中的传感器接收传感器数据,其中基于所述采样模式,所述传感器数据在所述另一同步信号由所述传感器接收之前在所述传感器处可用。

附图说明

图1a和图1b是本文中描述的示例实施方式的概览的示意图;

图2是本文中描述的系统和/或方法可以被实施在其中的示例环境的示意图;

图3是用于基于与接收同步信号相关联的采样模式来触发与即将到来的同步信号相关联的传感器操作的示例过程的流程图;

图4是与图3中示出的示例过程相关联的示例实施方式的示意图;

图5是用于选择性地调节用于触发与即将到来的同步信号相关联的传感器操作的延迟时间的示例过程的流程图;

图6是与图5中示出的示例过程相关联的示例实施方式的示意图;

图7是图示本文中描述的传感器系统的示例应用的示意图;

图8是与如参考图3的示例过程描述的同步操作模式相关联的示例实施方式的示意图;

图9a和图9b是可以由图2的ecu提供的信号的示例格式的示意图;并且

图10是如本文中描述的包括只听ecu的示例环境的示意图。

具体实施方式

示例实施方式的下面的详细描述引用附图。在不同附图中的相同附图标记可以标识相同或相似的元件。

传感器与ecu之间的接口(例如,远程传感器与ecu之间的有线接口)是传感器系统中的重要部件。例如,该接口可以显著地影响传感器系统的鲁棒性,因为该接口显著地贡献于传感器系统的总体失效时间(fit)率,并且可以通过增加生产、组装和/或维护传感器系统的成本,来显著地影响传感器系统的成本。作为另一示例,该接口可以显著地影响传感器系统的性能,因为该接口可能充当了传感器系统中的信息传输的瓶颈。

关于对性能的影响,在一些情况下,传感器系统的性能可以受到连接带宽(例如可用的总波特率,availablegrossbaud)和/或传感器与ecu之间的同步丧失的限制。在一些情况下,连接带宽问题可以通过引入高级连接方案来解决。然而,在传感器系统的可达到的性能方面,传感器与ecu之间的同步丧失仍然是主要限制。

通常,传感器与ecu之间的信息的传输可以通过配置传感器以(例如,在没有来自ecu的请求的情况下)自动提供传感器数据的流(在本文中被称为连续数据流)、或者通过配置传感器以基于从ecu接收到请求而提供传感器数据,来进行处理。

在连续数据流的情况下,采样时间(例如,传感器对传感器信号进行采样或测量的时间)和启动传感器数据的传输的时间两者都由传感器的时钟确定,传感器的时钟在传感器时钟域中进行操作。这里,ecu需要实时地接收传感器数据,即使ecu可能直到稍后的时间点(ecu要使用传感器数据来执行计算操作的稍后时间)才需要传感器数据。因此,ecu必须执行使传感器数据与ecu210的时钟同步的操作,ecu210的时钟在不同于传感器时钟域的ecu时钟域中进行操作。

使用这种方案,在传感器对传感器信号进行采样和由ecu使用传感器数据之间存在可变的延迟。对该延时时间的贡献者包括:在对传感器信号进行采样之后使传感器执行数据计算所需要的时间量、在执行数据计算之后使传感器发送传感器数据所需要的时间量、以及在完成对传感器数据的传输和由ecu使用传感器数据之间的“等待”时间量。

由于(例如归因于在不同时钟域中的操作)传感器与ecu的异步操作,延时时间可以在使传感器执行数据计算所需要的时间量与发送传感器数据所需要的时间量(在本文中被称为传感器时间)之和的一倍与两倍之间变化。在传感器更新速率(例如传感器数据的传输由传感器提供的速率)高于ecu周期时间(例如使ecu执行一个计算周期所需要的时间量)的情况下,等待时间可以在(例如,当传感器数据的传输精确地在传感器数据要由ecu使用的时间点处被完成时)零与等于传感器时间的时间量之间变化。如果传感器时间是ecu周期时间的整数倍,则等待时间可以在理论上保持恒定。然而,由于传感器和ecu时钟域的公差,整数倍将不会是恒定的,并且因此,等待时间将在每个周期变化,由此引入延时时间的变化。

在一些情况下,可以通过提高传感器的速度(例如以便减少执行数据计算的时间量)和/或提高接口的带宽(例如以便减少发送传感器数据的时间量)来减少延时时间。这里,如果传感器系统的动力学是已知的,则由不同操作条件引起的传感器时间中的偏差可以通过在ecu中实施估计算法来补偿。然而,延时时间(即等待时间)的可变部分不可以以这种方式来补偿。因此,用于在传感器与ecu之间传输信息的连续数据流技术可以在ecu处引入过高的和/或可变量的同步错误(例如,对于角度传感器在大约0度与2.55度之间)。

配置传感器以基于从ecu接收到请求来提供传感器数据(即,而非连续数据流)可以减少或消除由传感器和ecu的时钟域引起的同步错误。例如,使用用于这种同步方案的传统技术,ecu可以将同步信号提供到传感器。这里,由传感器接收同步信号使传感器对传感器信号进行采样(即测量),执行数据计算,并且之后将传感器数据发送到ecu。在这种情况下,在由ecu解码的传感器数据中不存在同步错误(例如,因为基于由ecu提供的同步信号来使传感器与ecu同步)。然而,该传统技术具有许多缺点。

传统技术的一个缺点在于传感器接口总线的利用率相对低,因为在传感器对传感器信号进行采样和执行数据计算的时间段期间在总线上不存在通信。这还导致针对给定接口带宽的最大可能更新速率的降低。

类似地,传统技术的另一缺点在于,由于ecu需要在每个更新周期访问传感器接口总线两次(例如,一次以便提供同步信号并且之后再次以便接收传感器数据),传感器接口总线的利用率可能被降低,这是因为传感器接口总线必须可用于由传感器在预计时间点(例如,预计传输传感器数据的时间)处传输。

传统技术的另一缺点在于,ecu远在传感器数据由传感器发送之前提供同步信号。在一些情况下,这样的延迟引入传感器系统中的潜在错误。

传统技术的又一缺点在于,ecu需要在执行以下两种不同的操作之间切换:与提供同步信号相关联的第一操作和与接收并处理传感器数据相关联的第二操作。在一些情况下,中断一个操作(例如第二操作)以切换到另一操作(例如第一操作)可能需要消耗ecu的计算能力,并且因此应当在可能时被避免。

传统技术的另一缺点是关于可达到的传感器更新速率的限制。例如,在一些传感器系统(例如,用于驱动应用的转子位置传感器)中,可能需要相对高的传感器更新速率(例如每33微秒(μs)一个完整的传感器数据的传输)。这里,传感器更新速率受与接收同步信号相关联的延迟量、对传感器信号进行采样的时间量、执行计算的时间量、以及发送传感器数据的时间量影响。在使用上文描述的传统同步技术的常见传感器中,更新速率可以例如是大约每45微秒(μs)一个完整的传输(或更糟)。因此,相对高的传感器更新速率可能是使用传统同步技术不可达到的。

为了实现(即与传统技术相比)改进的传感器更新速率,发送传感器数据所需要的时间量或对传感器信号进行采样和执行计算所需要的时间量可以被减少。然而,由于关于传感器接口的带宽的限制,提高传输速度可能是不可行的,或者将以不合理的高成本出现(例如改变物理层)。类似地,尽管可以利用更快的信号处理来实现采样时间和/或计算时间的减少,但是提高信号处理的速度也可以以不合理的高成本出现(例如实施高级处理,实施并行处理等)。

应注意,尽管存在用于管控传感器数据的传输的许多技术(例如,增量接口(iif)、串行外围接口(spi)、单边半字节传输(sent)、短脉宽调制代码(spc)、脉宽调制(pwm)、模拟等),但是这些技术不能够提供可接受的接口带宽和/或对电磁环境(eme)(其是需要的以便由要求相对高的更新速率(例如33μs或更好)的远程传感器使用)的抗扰度。

在一些情况下,当需要相对高的更新速率时使用模拟接口。然而,尽管模拟接口可以提供可接受的更新速率,但是模拟接口具有许多缺点。例如,模拟接口可以要求额外的电线以便于数据传输(例如,与数字接口相比,额外的成本和/或复杂度),可能易遭受电磁失真,和/或可能与传感器系统中使用的特定数据处理技术(例如数字处理技术)不兼容。另外,模拟接口可能不能传输与传感器相关联的其他信息。例如,模拟接口可能不能传输与传感器相关联的诊断信息,例如与自诊断相关联的信息、温度信息、与检查传感器输入数据的范围(例如磁场强度)相关联的信息等。

本文中描述的一些实施方式提供用于经由数字接口使传感器(例如远程传感器)与ecu同步的技术,同时实现(例如,如与上文描述的传统同步技术相比)改进的传感器更新速率。在一些实施方式中,这样的改进的同步可以通过基于用于预料即将到来的同步信号的自调节的触发技术配置传感器来实现,如下面进一步详细描述的。

另外,本文中描述的一些实施方式提供用于使多个传感器(例如多个远程传感器)与ecu同步的技术,其中多个传感器中的每个同步地对它们各自的传感器信号进行采样(例如使得多个传感器中的每个同时对它们各自的传感器信号进行采样)。在一些实施方式中,可以基于在传感器系统中配置的广播同步特征,来使多个传感器以这种同步模式来操作,如下面进一步详细描述的。

图1a和图1b是本文中描述的示例实施方式100的概览的示意图。如图1a所示,传感器经由传感器接口总线连接到ecu(例如,使得传感器可以经由传感器接口总线将传感器数据提供到ecu)。在示例实施方式100中,为了使传感器与ecu同步,传感器被配置为预料同步(sync)信号(在这样的信号由ecu提供之前)以便允许改进的传感器更新速率同时经由数字接口实现同步,如下面所描述的。

如由附图标记105示出的,ecu(例如当传感器系统上电时)将一组同步信号(例如,包括第一同步信号和第二同步信号)提供到传感器。例如,如所示出的,ecu可以提供由传感器在第一时间接收的第一同步信号。这里,传感器可以执行传感器操作(例如,对传感器信号进行采样,计算传感器数据等),并且可以将第一传感器数据发送到ecu(未示出在图1a中)。ecu可以之后发送由传感器在第二(例如稍后)时间接收的第二同步信号。再次地,传感器可以执行传感器操作,并且可以将第二传感器数据发送到ecu(未示出在图1a中)。

如由附图标记110示出的,传感器可以基于接收到第一同步信号和第二同步信号,来预料第三(例如,即将到来的)同步信号。例如,在一些实施方式中,传感器可以基于第一同步信号和第二同步信号,来确定与从ecu接收到的同步信号相关联的采样模式。采样模式可以标识例如在从ecu接收到给定对的同步信号之间的预计时间量。这里,基于关于从ecu接收到的同步信号的采样模式,传感器可以预料第三同步信号。例如,传感器可以基于采样模式来标识传感器预计从ecu接收到第三同步信号的时间点。

如由附图标记115示出的,传感器可以基于预料到第三同步信号,来触发与第三同步信号相关联的传感器操作。换言之,传感器可以在传感器从ecu接收第三同步信号之前开始执行传感器操作。

在一些实施方式中,传感器可以基于传感器预计接收第三同步信号的时间点来触发传感器操作。例如,传感器可以存储、可访问或以其他方式确定使传感器执行传感器操作所需要的时间量(例如,对传感器信号进行采样和计算传感器数据所需要的时间量)。这里,由于传感器已经标识了何时预计到第三同步信号,所以传感器可以确定触发与第三同步信号相关联的传感器操作的时间点,使得第三传感器数据准备好在接收到第三同步信号的时间点处或附近传输。因此,传感器可以在从ecu接收第三同步信号之前触发与第三同步信号相关联的传感器操作。下面参考图1b描述这种技术的详细示例。

如由附图标记120示出的,传感器从ecu接收第三同步信号。这里,由于传感器在接收第三同步信号之前已经触发了与第三同步信号相关联的传感器操作,所以第三传感器数据可以准备好在接收到第三同步信号的时间点处或附近传输。因此,如由附图标记125示出的,传感器可以以减少的延迟(即在接收到第三同步信号之后几乎立即)提供第三传感器数据。

图1b是进一步图示图1a中描述的示例技术的示意图。为了图1b,传感器已经确定了与从ecu接收同步信号相关联的采样模式(例如,在接收给定同步信号与接收下一同步信号之间的预计时间量)。

如由附图标记130示出的,传感器可以基于采样模式来预料对同步信号x的接收,并相应地触发对与同步信号x相关联的传感器操作的执行。例如,基于采样模式,传感器可以确定,为了使传感器数据x准备好在传感器接收同步信号x的时间点处或附近传输,传感器要在时间tsamplex处触发对传感器操作的执行(例如对传感器数据x的确定)。应注意,时间tsamplex在ecu发送同步信号x的时间tsyncx之前,并且因此在传感器接收同步信号x的时间之前。如所示出的,传感器数据x准备好在传感器经由传感器接口总线接收到同步信号x时(例如在rxsyncx之后)传输,并且传感器(例如在接收到同步信号x之后立即)发送传感器数据x。如所示出的,在一些实施方式中,传感器可以被配置为实施时间缓冲,以便例如确保传感器数据x准备好在接收到同步信号x之前传输。

如由附图标记135示出的,传感器可以基于采样模式来预料对同步信号y(即下一同步信号)的接收,并相应地触发对与同步信号y相关联的传感器操作的执行。如所示出的,基于采样模式,传感器可以推迟触发对传感器操作的执行,直到时间tsampley,以便使传感器数据y准备好在传感器接收同步信号y的时间点处或附近(例如在时间tsyncy处由ecu传输之后)传输。以这种方式,对传感器信号的采样和对对应的传感器数据的传输之间的延时量被减少。另外,如所示出的,传感器确定传感器数据y的时间段与传感器发送传感器数据x的时间段交叠。换言之,“下一”传感器数据可以在“当前”传感器数据正被发送时被确定,其允许改进的传感器更新速率,如下面所描述的。

传感器可以以上文描述的用于传输传感器数据y的方式前进,并且如由附图标记140示出的,可以以用于预料同步信号z和传输与同步信号z相关联的传感器数据z的类似方式前进。下面描述关于上文描述的过程的额外细节。

以这种方式,可以经由数字接口使传感器与ecu同步,同时实现(例如,如与上文描述的传统同步技术相比)改进的传感器更新速率。

在一些实施方式中,传感器接口总线的利用率得到提高,因为减少或消除了对传感器接口总线用于传输同步信号和传输对应的传感器数据的使用。另外,由于传感器接口总线应当可用于由传感器传输的时间点紧密地或紧接地跟在对同步信号的传输之后,所以传感器接口总线得到更高效地利用。

额外地,传输同步信号和传输对应的传感器数据之间的时间量被减少,其可以减少传感器系统中的潜在错误。

另外,使用本文中描述的技术,提高可达到的传感器更新速率。例如,通过以上文描述的方式预料同步信号并触发对传感器操作的执行,消除了与给定传感器周期相关联的重大延迟量。因此,传感器完成确定和发送传感器数据的周期的速率得到改进,由此促进相对高的传感器更新速率(例如,每33μs一个完整的传输,或更好)。

如上文所指示的,图1a和图1b仅仅被提供为示例。其他示例是可能的并且可以不同于关于图1a和图1b描述的内容。

图2是其中可以实施有本文中描述的技术和/或装置的示例环境200的示意图。如图2所示,环境200可以包括一组传感器205-1至205-n(n≥1)(本文中统称为传感器205,并且单个地被称为传感器205),这些传感器经由传感器接口总线215(在本文中被称为总线215)连接到ecu210。

传感器205包括与用于测量一个或多个特性(例如,对象的速度、对象的位置、对象的旋转角度、压力的量、温度、电流的量等)的传感器的一个或多个部件相关联的壳体。如所示出的,传感器205包括感测设备220和收发器(tx/rx)225。在一些实施方式中,传感器205可以包括两个或更多个感测设备220和tx/rx225(即,传感器205可以包括传感器集群)。在一些实施方式中,传感器205远离ecu210,并且因此经由总线215(例如经由有线连接)连接到ecu210。附加地或备选地,传感器205可以是本地传感器(例如,使得传感器205经由短连接而连接到ecu210,与ecu210集成在相同芯片上等)。

感测设备220包括能够执行感测功能(例如,对传感器信号进行采样,计算和/或确定传感器数据等)的设备。在一些实施方式中,如本文中所描述的,感测设备220能够执行与预料要由ecu210提供的同步信号相关联的操作,并且基于预料到的同步信号来触发感测功能。在一些实施方式中,感测设备220可以包括一个或多个感测元件、模拟数字转换器(adc)、数字信号处理器(dsp)、存储器部件、以及实现对感测功能的执行和/或实现与由感测设备220预料同步信号相关联的操作的数字接口。

收发器225包括经由其设备(例如,传感器205、ecu210)可以发送和接收信息的部件。例如,收发器225可以包括差分线路收发器或类似类型的设备。在一些实施方式中,收发器225包括允许传感器205经由总线215将信息(例如,传感器数据、标识与预料同步信号相关联的延迟时间的信息等)发送到ecu210的发送(tx)部件和允许传感器205经由总线215从ecu210接收信息(例如,同步信号)的接收(rx)部件。在一些实施方式中,收发器225可以包括用于在给定时间启用tx部件(以发送信息)或rx部件(以接收信息)的线路驱动器。在一些实施方式中,传感器205可以不包括收发器225。例如,当传感器205是本地传感器205时和/或当传感器205与ecu210之间的连接的长度(例如与其中传感器205是远程传感器的应用相比)相对短时,传感器205可以不包括收发器225。

总线215包括用于在传感器205与ecu210之间载送信息的传感器接口总线。在一些实施方式中,总线215可以包括经由其传感器205连接到ecu210的连接(例如,包括一个或多个电线和连接器)。在一些实施方式中,总线215可以包括一组连接,每个与连接到ecu210的一个或多个传感器205相关联(例如,当多个传感器205经由一个或多个总线215连接到ecu210时)。在一些实施方式中,给定连接可以能够将信号从ecu210载送到传感器205并将信号从传感器205载送到ecu210(例如,经由相同的电线或经由不同的电线)。

ecu210包括与基于由传感器205(例如控制设备)提供的传感器数据来控制一个或多个电气系统和/或电气子系统相关联的一个或多个设备。如所示出的,ecu210可以包括收发器225和控制器(μc)230。在一些实施方式中,控制器230可以能够基于由传感器205发送的传感器数据,来对一个或多个电气系统和/或电气子系统进行校准、控制、调节等。例如,在一些实施方式中,控制器230可以包括车辆的电子/引擎控制模块(ecm)、动力控制模块(pcm)、传输控制模块(tcm)、制动控制模块(bcm或ebcm)、中央控制模块(ccm)、中央定时模块(ctm)、通用电子模块(gem)、身体控制模块(bcm)、悬挂控制模块(scm)、或其他电气系统或电气子系统。在一些实施方式中,如本文中所描述的,控制器230可以包括与发送、接收、生成、提供和/或存储信息(例如,同步信号、传感器数据、标识与预料同步信号相关联的延迟时间的信息等)相关联的一个或多个部件。例如,控制器230可以包括通用传感器接口芯片(usic)部件、一个或多个直接存储器访问(dma)部件、随机访问存储器(ram)部件、场定向控制(foc)部件、空间向量pwm(svpwm)部件、pwm输出部件、通用输入/输出(gpio)部件、模式存储器部件、模式生成器部件等。

如上文所描述的,收发器225包括经由其设备(例如,传感器205、ecu210)可以发送和接收信息的部件。在一些实施方式中,收发器225包括允许ecu210经由总线215将信息(例如,同步信号)发送到传感器205的tx部件和允许ecu210经由总线215从传感器205接收信息(例如,传感器数据、标识与预料同步信号相关联的延迟时间的信息等)的rx部件。在一些实施方式中,收发器225可以包括用于在给定时间启用tx部件(以发送信息)或rx部件(以接收信息)的线路驱动器。

图2中示出的装置的数量和布置被提供为示例。在实践中,可以存在附加的设备和/或部件、更少的设备和/或部件、不同的设备和/或部件、或者与图2中示出的那些不同地布置的设备和/或部件。例如,在一些实施方式中,环境200可以包括多个传感器205,每个传感器均经由一个或多个相关联的总线215连接到ecu210。另外,图2中示出的两个或更多个设备和/或部件可以被实施在单个设备和/或部件内,或者图2中示出的单个设备和/或单个部件可以被实施为多个分布式设备和/或部件。附加地或备选地,图2的一组设备和/或部件(例如,一个或多个设备和/或部件)可以执行被描述为由图2的另一组设备和/或部件执行的一个或多个功能。

图3是用于基于与接收同步信号相关联的采样模式、来触发与即将到来的同步信号相关联的传感器操作的示例过程300的流程图。在一些实施方式中,图3的一个或多个过程框可以由传感器205执行。

如图3所示,过程300可以包括基于一组接收到的同步信号来确定采样模式(框310)。例如,传感器205可以基于从ecu210接收到的一组同步信号来确定采样模式。

采样模式可以包括标识在接收由ecu210提供的同步信号之间的预计时间量的模式。例如,采样模式可以标识在接收给定同步信号和下一同步信号之间的预计时间量(当同步信号被预计为以规则间隔时)。作为另一示例,采样模式可以标识在对第一同步信号的接收与对第二同步信号的接收之间的第一预计时间量、在对第二同步信号的接收与对第三同步信号的接收之间的第二预计时间量以及在对第三同步信号的接收与对第四同步信号的接收之间的第三预计时间量(例如,当同步信号被预计为处于三个不同间隔的重复序列中时)。在一些实施方式中,采样模式可以定义与接收同步信号相关联的同步时段(例如,在接收给定对的同步信号之间的时间长度)。

在一些实施方式中,传感器205可以基于接收一组同步信号来确定采样模式。例如,传感器205可以在第一时间处接收第一同步信号,在第二时间处接收第二同步信号,并且在第三时间处接收第三同步信号。这里,传感器205可以将采样模式确定为第三时间与第二时间之间的时间差和第二时间与第一时间之间的时间差的平均(例如加权平均)。附加地或备选地,传感器205可以基于标识同步信号的对之间的时间差的(例如重复)模式来确定采样模式。

在一些实施方式中,传感器205可以基于接收到附加的同步信号来更新和/或修改采样模式。继续上文描述的示例,传感器205可以将采样模式确定为第三时间与第二时间之间的时间差和第二时间与第一时间之间的时间差的加权平均(例如,其中第三时间与第二时间之间的时间差比第二时间与第一时间之间的时间差接收更多权重)。这里,在第四(例如稍后)时间处接收到第四同步信号后,传感器205可以通过确定第四时间与第三时间之间的时间差、第三时间与第二时间之间的时间差以及第二时间与第一时间之间的时间差的加权平均来更新采样模式(例如,其中第四时间与第三时间之间的时间差比第三时间与第二时间之间的时间差以及第二时间与第一时间之间的时间差接收更多权重)。

在一些实施方式中,传感器205可以确定采样模式何时例如传感器205上电、启动、重置等。例如,在上电之后,传感器205可以接收第一同步信号,执行相关联的传感器操作,并且提供第一传感器数据。传感器205可以接收第二同步信号,执行相关联的传感器操作,并且提供第二传感器数据。在该示例中,传感器205可以(例如,与执行与第二同步信号相关联的传感器操作同时)基于接收第一同步信号的时间和接收第二同步信号的时间,来确定采样模式。作为另一示例,在上电之后,传感器205可以执行第一传感器操作以便确定第一传感器数据,执行第二传感器操作以便确定第二传感器数据,接收第一同步信号,并提供第一传感器数据。之后,传感器205可以接收第二同步信号,并提供第二传感器数据。在该示例中,传感器205可以基于接收第一同步信号的时间和接收第二同步信号的时间来确定采样模式。

如下面所描述的,基于采样模式,传感器205可以标识用于接收第三同步信号的预计时间并(例如,在接收第三同步信号之前)触发与第三同步信号相关联的传感器操作。在一些实施方式中,在接收第三同步信号之后,传感器205可以基于接收第三同步信号的时间来对采样模式进行更新、修改、重新计算等。

在一些实施方式中,采样模式可以用于标识用于接收即将到来的同步信号的预计时间(例如,传感器205可以预计接收即将到来的同步信号的时间)。例如,传感器205可以基于采样模式和接收到先前(例如,最近的)同步信号的时间来标识预计时间。作为特定示例,如果传感器205在特定时间处接收到同步信号,则传感器205可以通过将由采样模式标识的接收同步信号之间的时间量与接收到同步信号的特定时间相加,来确定与即将到来的(例如下一)同步信号相关联的预计时间。这里,将由采样模式标识的时间量与接收到同步信号的特定时间相加的结果可以标识即将到来的同步信号的预计时间。

在一些实施方式中,信号(例如,同步信号、载送特定地址的信号等)的格式可以允许信号仅载送标识地址(例如,广播地址、与特定传感器205相关联的地址等)的信息。例如,信号的格式可以允许信号载送表示地址的值(例如,8位值)。备选地,信号的格式可以允许信号载送标识地址和一个或多个其他信息项(例如,读/写标记、一组循环冗余校验(crc)位等)的信息。在一些实施方式中,信号的格式可以取决于ecu210的能力(例如,取决于ecu210的usic是否可以在硬件中断上被触发)。下面参考图9a和图9b描述关于可能的信号格式的额外细节。

如图3中进一步示出的,过程300可以包括基于采样模式来触发与即将到来的同步信号相关联的传感器操作(框320)。例如,传感器205可以基于采样模式来触发与即将到来的同步信号相关联的传感器操作。在一些实施方式中,传感器操作例如可以包括对传感器信号进行采样,以及基于对传感器信号进行采样来计算传感器数据(在下文中统称为确定传感器数据)。

在一些实施方式中,传感器205可以基于用于接收基于采样模式而标识的即将到来的同步信号的预计时间,来触发与即将到来的同步信号相关联的传感器操作。例如,传感器205可以存储、可访问或确定使传感器205执行传感器操作所需要的时间量(例如,对传感器信号进行采样和计算传感器数据所需要的时间量)。作为特定示例,在一些实施方式中,传感器205可以基于对与由传感器205执行传感器操作的不同周期相关联的时间量求平均,来确定传感器205执行传感器操作所需要的时间量。在一些实施方式中,使传感器205执行传感器操作所需要的时间量对于每个传感器周期可以是相对一致的(例如,使得传感器205可以存储标识时间量的信息并重新使用该信息)。

继续上文示例,传感器205可以基于采样模式来确定用于接收即将到来的同步信号的预计时间。这里,基于传感器205执行传感器操作所需要的时间量和用于接收即将到来的同步信号的预计时间,传感器205可以确定传感器205应当在触发对与即将到来的同步信号相关联的传感器操作的执行之前等待(例如,延迟时间)的时间量。在一些实施方式中,延迟时间可以是传感器205在完成(例如,与先前接收到的同步信号相关联的)传感器操作的一个周期之后、在启动传感器操作的另一周期之前要等待的时间量。在一些实施方式中,传感器205可以被配置为确定延迟时间,使得与即将到来的同步信号相关联的传感器数据准备好在传感器205预计接收即将到来的同步信号的时间处或附近(例如之前)传输。在一些实施方式中,如图3的框315中所指示的,传感器205可以在触发对传感器操作的执行之前等待由延迟时间标识的时间量。

在一些实施方式中,传感器205可以被配置为实施延迟时间中的时间缓冲(例如,额外的时间量),以便确保与即将到来的同步信号相关联的传感器数据准备好在同步信号之前传输(例如,以便防止定时错误,防止传感器数据的迟到传输,改进对总线215的利用等)。在一些实施方式中,传感器205可以被配置为自动调节延迟时间以便确保时间缓冲被提供,如下面参考图5和图6所描述的。

以这种方式,传感器205可以预料即将到来的传感器信号,并在接收到即将到来的同步信号之前触发对与即将到来的同步信号相关联的传感器操作的执行。

如图3中进一步示出的,过程300可以包括在接收到即将到来的同步信号之后发送与传感器操作相关联的传感器数据(框325)。例如,传感器205可以在传感器205接收到即将到来的同步信号之后(例如,在传感器205完成对传感器操作的执行之后),发送与传感器操作相关联的传感器数据。在一些实施方式中,传感器数据可以包括:标识与即将到来的同步信号相关联的实际时间缓冲的信息,如本文中其他地方所描述的。在一些实施方式中,传感器205可以在至少部分地与传感器205等待另一即将到来的同步信号的时间段交叠(即与其同时)的时间段期间,发送与即将到来的同步信号相关联的传感器数据。

在一些实施方式中,如图3中所指示的,与预料附加的(例如,稍后的)同步信号相关联地,过程300可以被重复。

在一些实施方式中,多个传感器205可以被配置为:以使多个传感器在大致相同的时间对它们各自的传感器信号进行采样的同步模式进行操作。例如,传感器205-1和传感器205-2可以均接收由ecu210提供的第一同步信号(例如广播信号)。这里,传感器205-1可以基于第一同步信号来提供第一传感器205-1数据(例如,先前确定的传感器数据),并且传感器205-2可以基于由ecu210提供的另一信号(例如,寻址到传感器205-2的后续信号)来提供第一传感器205-2数据(例如,先前确定的传感器数据)。接下来,传感器205-1和传感器205-2可以都接收由ecu210提供的第二同步信号(例如,第二广播信号)。这里,传感器205-1可以基于第二同步信号来提供第二传感器205-1数据(例如,先前确定的传感器数据),并且传感器205-2可以基于另一信号(例如,寻址到传感器205-2的另一后续信号)来提供第二传感器205-2数据(例如,先前确定的传感器数据)。

在该示例中,如上文所描述的,传感器205-1和传感器205-2两者均可以确定采样模式,并且可以基于采样模式来确定用于接收即将到来的同步信号的预计时间。这里,基于用于接收即将到来的同步信号的预计时间,多个传感器205均可以在触发对与即将到来的同步信号相关联的各自的传感器操作的执行之前确定延迟时间。例如,如上文所描述的,每个传感器205可以基于用于接收即将到来的信号的预计时间和由传感器205确定传感器数据所需要的时间量来标识触发对传感器操作的执行的时间。作为另一示例,每个传感器205可以基于用于接收即将到来的信号的预计时间和在传感器205上配置的同步定时信息,来标识触发对传感器操作的执行的时间。这里,同步定时信息可以标识在预计时间之前传感器205要触发对传感器操作的执行的时间点(例如,从预计时间到偏置触发对传感器操作的执行的时间量)。

在一些实施方式中,由多个传感器205确定的延迟时间可以引起对与确定针对即将到来的传感器信号的传感器数据相关联的各自的传感器信号的采样在多个传感器205之间同步(即,在大致相同的时间处被执行)。例如,当由每个传感器205确定传感器数据所需要的时间量相匹配(例如在诸如大约1μs的阈值时间量内)时,对各自的信号的采样结合确定针对即将到来的传感器信号的传感器数据在传感器205之间同步(即,在大致相同的时间处被执行)。作为另一示例,当在每个传感器205上配置相同的同步定时信息(例如,标识偏置触发的相同时间量的信息)时,对各自的信号的采样结合确定针对即将到来的传感器信号的传感器数据可以在传感器205之间同步。下面结合图8详细描述同步操作的详细示例。

在一些实施方式中,同步模式可以由ecu210使用一组同步启动信号(在本文中被称为同步启动信号)来启动。例如,ecu210可以发送该组同步信号,并且传感器205可以被配置为基于接收到该组同步信号而开始以同步模式操作(即,该组同步信号可以触发传感器205的同步模式操作)。在一些实施方式中,该组同步信号可以包括跟随有扩展的同步字节的同步启动中断。在一些实施方式中,同步启动中断可以包括指示传感器205要“听”扩展的同步字节的多位(例如,13位)显性符号(例如,表示值0)。在一些实施方式中,扩展的同步字节可以包括用于将传感器205与主时钟同步的字节(例如,具有值1010101)。在一些实施方式中,ecu210可以在提供该组同步启动信号之后提供同步信号。在一些实施方式中,ecu210可以在与传感器系统相关联的启动阶段期间启动同步模式。附加地或备选地,ecu210可以在启动阶段之后启动同步模式(例如,如果在操作期间同步丧失,则ecu210可以通过发送另一组同步启动信号来重新启动同步模式)。

尽管图3示出了过程300的示例框,但是在一些实施方式中,过程300可以包括额外的框、更少的框、不同的框或与图3中描绘的那些不同地布置的框。附加地或备选地,过程300的框中的两个或更多个可以被并行执行。

图4是与图3中示出的示例过程300相关联的示例实施方式400的示意图。为了示例实施方式400,传感器205已经基于先前接收到的同步信号标识了如下采样模式,该采样模式标识在接收到由ecu210提供的给定对的同步信号之间的时间量。

如在图4的传感器205任务时间表的下部分中示出的,传感器205已经基于根据采样模式预料到对同步信号x的接收而触发了对传感器操作(calcx)的执行,传感器操作与同步信号x相关联。如在ecu210任务时间表中示出的,ecu210在传感器205已经开始了确定传感器数据x之后发送同步信号x(syncx)。如由总线215通信时间表示出的,传感器205经由总线215接收同步信号x。

如由传感器205任务时间表的下部分进一步示出的,传感器数据x在传感器205接收同步信号x之前准备好。因此,如由传感器205任务时间表的上部分和总线215通信时间表示出的,传感器205在接收同步信号x(transx)之后立即发送传感器数据x。如由ecu210任务时间表进一步示出的,ecu210可以正在接收传感器数据x并且执行与传感器数据x相关联的一个或多个操作(例如,预处理、场定向控制(foc)计算、空间向量pwm(svpwm)等)。

如由传感器任务时间表的下部分进一步示出的,传感器205可以基于采样间隔来预料同步信号y(即,下一同步信号),并且可以在接收同步信号y之前触发与同步信号y(例如,sampley和calcy)相关联的传感器操作。如所示出的,传感器205可以在触发与同步信号y相关联的传感器操作之前等待特定时间量(例如,延迟时间),使得传感器数据y准备好在传感器205接收同步信号y之前传输。传感器205和ecu210可以以类似于上文描述的方式前进,以便允许ecu210接收传感器数据y和传感器数据z(例如,与后续同步信号相关联)。

在一些实施方式中,如下面所描述的,传感器205可以调节延迟时间以便实施与确保与预料到的同步信号相关联的传感器数据的给定项准备好在传感器205接收到预料到的同步信号的时间传输。

如上文所指示的,图4仅仅被提供为示例。其他示例是可能的并且可以不同于关于图4描述的内容。

图5是用于选择性地调节用于触发与即将到来的同步信号相关联的传感器操作的延迟时间的示例过程500的流程图。在一些实施方式中,图5的一个或多个过程框可以由传感器205执行。

如图5所示,过程500可以包括在与即将到来的同步信号相关联的传感器数据准备好传输时启动计数器(框510)。例如,传感器205可以在与即将到来的同步信号相关联的传感器数据准备好传输时启动计数器。

在一些实施方式中,传感器205可以在传感器205确定针对即将到来的同步信号的传感器数据时启动计数器。例如,参考图4,传感器205可以在传感器205确定与即将到来的同步信号x相关联的传感器数据x时启动计数器(例如,传感器205可以在传感器205接收同步信号x之前在传感器205任务时间表的下部分上的calcx框的结束处开始计数器)。

如图5中进一步示出的,过程500可以包括在接收到即将到来的同步信号时停止计数器(框520)。例如,传感器205可以在接收到即将到来的同步信号时停止计数器。

在一些实施方式中,传感器205可以在传感器205接收到即将到来的同步信号时停止计数器。例如,参考图4,传感器205可以在传感器205从ecu210接收同步信号x时停止计数器(例如,传感器205可以在总线215通信时间表上的同步x框的结束处时停止计数器)。

如图5中进一步示出的,过程500可以包括确定计数器的值是否与目标时间缓冲相匹配(框530)。例如,传感器205可以确定计数器的值是否与目标时间缓冲相匹配。

计数器的值表示:与同步信号相关联的传感器数据准备好传输的时间和与发送传感器数据相关联的同步信号被接收的时间之间的时间量。换言之,计数器的值表示完成对传感器数据的确定的时间和传感器数据要被发送的时间之间的实际时间缓冲。

目标时间缓冲标识要由传感器205实施的目标时间缓冲,以便例如确保与即将到来的同步信号相关联的传感器数据准备好在同步信号之前传输(例如,以便防止定时错误,防止传感器数据的迟到传输,改进对总线215的利用等)。在一些实施方式中,传感器205可以存储或可访问用于标识目标时间缓冲的信息(例如,目标时间缓冲可以被配置在传感器205上)。

在一些实施方式中,传感器205可以基于将计数器的值与目标时间缓冲进行比较,来确定计数器的值(即,实际时间缓冲)与目标时间缓冲是否相匹配。例如,如果传感器205确定计数器的值与目标时间缓冲相差(例如,小于或大于)超过阈值量(例如,0.2μs、0.5μs、2μs等)的时间量,则传感器205可以确定计数器的值与目标时间缓冲不相匹配。作为另一示例,如果传感器205确定计数器的值与目标时间缓冲相差小于或等于阈值量的时间量,则传感器205可以确定计数器的值与目标时间缓冲相匹配。

如图5中进一步示出的,过程500可以包括基于计数器的值是否与目标时间缓冲相匹配,来选择性地调节用于触发与另一同步信号相关联的传感器操作的延迟时间(框540)。例如,传感器205可以基于计数器的值是否与目标时间缓冲相匹配,来选择性地调节用于触发与另一同步信号相关联的传感器操作的延迟时间。

在一些实施方式中,当计数器的值与目标时间缓冲相匹配时,选择性地调节延迟时间可以包括抑制调节延迟时间。例如,如果传感器205确定计数器的值与目标时间缓冲相匹配,则可能不需要对延迟时间进行调节(例如,因为目标时间缓冲已经由传感器205实施)。

在一些实施方式中,当计数器的值与目标时间缓冲不相匹配时,选择性地调节延迟时间可以包括:增加或减少与触发针对另一同步信号(例如,下一同步信号)的传感器操作相关联的延迟时间。例如,如果传感器205确定计数器的值与目标时间缓冲不相匹配,并且计数器的值小于目标时间缓冲(即,实际时间缓冲比目标时间缓冲短的量多于阈值量),则传感器205可以通过减少延迟时间来调节延迟时间。这里,通过减少延迟时间,传感器205使与另一同步信号相关联的传感器操作在相对较早的时间处被触发,其导致在传感器205发送与另一同步信号相关联的传感器数据时的相对较长的实际时间缓冲。

作为另一示例,如果传感器205确定计数器的值与目标时间缓冲不相匹配,并且计数器的值大于目标时间缓冲(即,实际时间缓冲比目标时间缓冲长的量多于阈值量),则传感器205可以通过增加延迟时间来调节延迟时间。这里,通过增加延迟时间,传感器205使与另一同步信号相关联的传感器操作在相对较晚的时间处被触发,其导致在传感器205发送与另一同步信号相关联的传感器数据时的相对较短的实际时间缓冲。

在一些实施方式中,传感器205可以调节延迟时间以便使与另一同步信号相关联的实际时间缓冲与目标时间缓冲相匹配。例如,传感器205调节延迟时间的量可以是与所计算的实际时间缓冲与在传感器205上配置的目标时间缓冲之间的差相对应的时间量。作为另一示例,传感器205可以将延迟时间调节特定量(例如,在传感器205上配置的增量,其小于所计算的实际时间缓冲与目标时间缓冲之间的差)。

以这种方式,传感器205可以选择性地调节延迟时间,以便确保与即将到来的同步信号相关联的传感器数据准备好在同步信号之前传输,而不引入在对传感器操作的执行与对对应的传感器数据的传输之间的不期望的延时量。

在一些实施方式中,传感器205可以发送标识计数器值的信息(例如,标识实际时间缓冲的长度的信息)。例如,除了发送与给定同步信号相关联的传感器数据,传感器205可以(例如,在相同数据输出帧中)发送标识计数器值的信息。在一些实施方式中,标识计数器值的信息可以由ecu210使用,以通过例如减少延时时间抖动来改进传感器系统的准确性。

尽管图5示出了过程500的示例框,但是在一些实施方式中,过程500可以包括附加的框、更少的框、不同的框或与图5中描绘的那些不同地布置的框。附加地或备选地,过程500的框中的两个或更多个可以被并行执行。

图6是与图5的示例过程500相关联的示例实施方式600的示意图。在一些实施方式中,示例实施方式600可以被实施在包含于上文描述的感测设备220中的一个或多个部件或设备中。

如图6所示,部件605(例如,设置重置(sr)部件)可以接收指示与即将到来的同步信号相关联的传感器数据准备好传输的指示650。如进一步示出的,部件605的输出被提供到也接收时钟655的部件610(例如,与门)。这里,计数器615响应于指示650基于部件605的输出而启动,其中,计数器615基于时钟655而开始计数。

如进一步示出的,部件605可以(例如,在稍晚的时间)接收指示与传感器数据相关联的即将到来的同步信号已经由传感器205接收到的指示650。这里,部件605的输出响应于指示660改变部件610的输出。这里,基于部件610的改变的输出,计数器615停止计数。

如进一步示出的,在计数器615停止之后,计数器615输出标识在计数器615停止计数时的计数器615的值的计数器值665。如所示的,计数器615可以将计数器值665提供到部件620(例如,第一比较器)和部件625(例如,第二比较器)。在该示例中,部件620被配置为确定计数器值665是否大于目标时间缓冲670超过阈值量,并且部件625被配置为确定计数器值665是否小于目标时间缓冲670超过阈值量。如进一步示出的,在一些实施方式中,计数器615可以提供计数器值665以用于与传感器数据一起输出,如上文所描述的。

继续该示例,如果部件620确定计数器值665大于目标时间缓冲670超过阈值量,则部件620可以向延迟部件630提供使由延迟部件630结合针对另一(例如,下一)同步信号的传感器操作实施的延迟时间被增加(例如,增量tdelay++)的输出。相反,如果部件620确定计数器值665不大于目标时间缓冲670,则部件620可以不提供这样的输出。

类似地,如果部件625确定计数器值665小于目标时间缓冲670超过阈值量,则部件625可以向延迟部件630提供使延迟时间被减少(例如,增量tdelay--)的输出。相反,如果部件625确定计数器值665不小于目标时间缓冲670,则部件625可以不提供这样的输出。

这里,延迟部件630根据存储在延迟部件630上的延迟时间使传感器205触发与另一同步信号相关联的传感器操作。在一些实施方式中,根据需要,以上过程可以被重复多个(例如连续)周期以便继续调节延迟时间。

如上文所指示的,图6仅被提供为示例。其他示例是可能的并且可以不同于关于图6描述的内容。

图7是与本文中描述的传感器系统的示例应用700相关联的示意图。如图7所示,本文中描述的传感器系统可以被实施在电机控制应用中。例如,出于以上描述的原因,在这样的应用中,ecu可以与电机分离。因此,传感器(例如,轴端转子位置传感器或轴外转子位置传感器)不能够被嵌入在ecu中或被定位在ecu附近。

在这样的情况下,传感器可以经由数字接口与ecu同步,并且同时使用本文中描述的技术实现(例如,与传统同步技术相比)改进的传感器更新速率。

如上文所指示的,图7仅被提供为示例。其他示例是可能的并且可以不同于关于图7描述的内容。

图8是与如以上参考示例过程300描述的同步操作模式相关联的示例实施方式800的示意图。如上文所描述的,为了示例实施方式800,传感器205-1和传感器205-2已经从ecu210接收了与启动同步操作模式相关联的一组同步启动信号。另外,在例如与启动传感器系统相关联的启动阶段期间,传感器205-1已经确定了第一数据和第二数据(例如,在图8中分别被标识为第一传感器205-1的传感器任务时间表中的n-1和n),并且传感器205-2已经确定了第一数据和第二数据(例如,在图8中分别被标识为第二传感器205-2的传感器任务时间表中的m-1和m)。

另外在示例800中,地址0×000被配置为传感器205-1上的广播地址和读取地址,而地址0×000被配置为传感器205-2上的广播地址,并且地址0×001被配置为传感器205-2上的读取地址。

如图8所示,ecu210可以首先发送同步信号1(例如,包括地址0×000)。如进一步示出的,传感器205-1可以在传感器205-1接收同步信号1之后提供传感器205-1(例如,n-1)的第一传感器数据(例如,因为地址0×000是传感器205-1的读取地址)。如进一步示出的,在传感器205-1的第一传感器数据由ecu210接收或至少通过总线215发送(例如,如图8中所描绘的)之后,ecu210可以发送另一信号(例如,包括地址0×001的地址信号1)。如所示出的,传感器205-2可以在传感器205-2接收另一信号之后提供传感器205-2(例如,m-1)的第一传感器数据(例如,因为地址0×001是传感器205-2的读取地址)。

如进一步示出的,在ecu210通过总线215接收第一传感器205-2数据之后,ecu210可以发送同步信号2(例如,包括地址0×000)。如所示出的,传感器205-1可以在传感器205-1接收同步信号2之后提供传感器205-1(例如,n)的第二数据(例如,因为地址0×001是传感器205-1的读取地址)。如进一步示出的,在传感器205-1数据的第二数据由ecu210接收之后,ecu210可以发送另一信号(例如,包括地址0×001的地址信号2)。如所示出的,传感器205-2可以在传感器205-2接收另一信号之后提供传感器205-2(例如,m)的第二数据(例如,因为地址0×001是传感器205-2的读取地址)。

在该示例中,传感器205-1和传感器205-2两者都可以(例如,以上文描述的方式)基于第一同步信号和第二同步信号来确定采样模式,并且可以基于采样模式来确定用于接收即将到来的同步信号(例如,同步信号3)的预计时间。这里,基于用于接收即将到来的同步信号的预计时间,传感器205-1和205-2可以在触发对与即将到来的同步信号相关联的各自的传感器操作的执行之前确定延迟时间(例如,以便确定传感器205-1的第三数据和传感器205-2传感器的第三数据,其在图8中分别被标识为n+1和m+1)。

在一些实施方式中,如图8所示,延迟时间(例如,在图8中被标识为ts1delay和ts2delay)可以被确定,使得对与执行各自的传感器操作相关联的各自的传感器信号的采样同时在传感器205-1和传感器205-2处被执行。例如,当由传感器205-1确定传感器数据所需要的时间量与由传感器205-2确定传感器数据所需要的时间量相匹配(例如,在诸如大约1μs的阈值时间量内)时,延迟时间可以被确定使得对各自的传感器信号的采样在大致相同的时间被执行。因此,如图8中进一步示出的,传感器205-1和传感器205-2可以基于延迟时间来触发对(例如,分别与确定第三传感器205-1数据和第三传感器205-2数据相关联的)各自的传感器操作的执行。

如进一步示出的,ecu210可以通过总线215发送同步信号3(例如,包括地址0×000)。如所示出的,传感器205-1可以在传感器205-1接收同步信号3之后(例如,由于地址0×000是传感器205-1的读取地址)提供传感器205-1的第三数据(例如,n+1)。如进一步示出的,在传感器205-1的第三数据由ecu210接收之后,ecu210可以发送另一信号(例如,包括地址0×001的地址信号3)。如所示出的,传感器205-2可以在传感器205-2接收该信号之后提供传感器205-2的第三数据(例如,m+1)(例如,因为地址0×001是传感器205-2的读取地址)。以这种方式,对传感器信号的采样可以在多个传感器205之间同步(例如,使得来自每个传感器205的传感器数据具有相同时间戳,即使传感器数据由ecu210在不同的时间被接收),其可以基于由传感器205提供的传感器数据来改进对一个或多个电气系统和/或电气子系统的控制。

如上文所指示的,图8仅被提供为示例。其他示例是可能的并且可以不同于关于图8描述的内容。

图9a和图9b分别是针对可以由如本文中描述的ecu210提供的信号的示例格式900和950的示意图。

如图9a所示,在一些实施方式中,信号(例如,同步信号、载送特定地址的信号等)可以被格式化以包括开始位、一组地址位(例如,在图9a中被标识为位a0至a7)以及停止位。因此,在一些实施方式中,信号格式可以允许信号仅仅载送标识地址的信息(例如,与多个传感器205相关联的广播地址、与特定传感器205相关联的地址等)。在一些实施方式中,图9a中示出的信号格式可以在与生成或提供信号相关联的ecu210的部件不能够通过硬件信号来触发时(即,当usic传输不可在没有软件交互引发延时抖动的情况下使用信号来触发时)用于时间关键传输(例如同步信号)。

应注意,示例格式900支持有限数量的位组合。在一些实施方式中,与示例格式900相对应的脉冲可以被解读为具有跟随有表示停止位的一个tbit高时间的(n+1)tbit低时间的长度的单个脉冲,其中根据格式900的脉冲的总长度是恒定的。

tbit表示单个位的长度(例如,1/波特率),并且n表示地址。在一些实施方式中,使用相对简单的示例格式900的信号可以由uart发送器、pwm部件等生成。

在一些实施方式中,当使用示例格式900时可用的地址模式可以用于从传感器205读取数据。在一些实施方式中,到传感器205的数据下载可以通过跟随有参数数据类型的写访问来建立。

如图9b所示,在一些实施方式中,信号可以被格式化以包括开始位、读/写位(例如,在图9b中被标识为目录(dir)位)、一组地址位(例如,在图9b中被标识为位a0至a3)、一组crc位(例如,在图9b中被标识为位crc0至crc2)以及停止位。在一些实施方式中,图9b中示出的信号格式可以在与生成或提供信号相关联的ecu210的部件能够通过硬件信号被触发时(即,当usic传输是可触发的时)用于时间关键传输(例如,同步信号)。

如上文所指示的,图9a和图9b仅被提供为示例。其他示例是可能的并且可以不同于关于图9a和图9b描述的内容。

在一些实施方式中,上文描述的高速传感器接口可以使用具有由特定总线系统标准定义的物理层的总线系统。例如,高速传感器接口可以使用如由iso标准17987描述的被设计为提供在1与20千比特每秒(kbit/s)之间的数据传输率的本地互连网络(lin)3线接口。作为另一示例,高速传感器接口可以使用如由iso标准11898-3描述的被设计为提供125kbit/s的数据传输率的容错控制器区域网络(can)总线。作为另一示例,高速传感器接口可以使用如由iso标准11898-2描述的被设计为提供高达1兆比特每秒(mbit/s)的数据传输率的can总线。作为另一示例,高速传感器接口可以使用如由iso标准11898-5描述的被设计为提供高达5mbit/s的数据传输率的can总线。作为另一示例,高速传感器接口可以使用如由iso标准7458-4描述的被设计为提供高达10mbit/s的数据传输率的flexray总线。

附加地或备选地,上文描述的高速传感器接口可以提供与给定总线系统标准(例如,lin、can(iso11898-5)、flexray等)相关联的一个或多个其他能力。例如,高速传感器接口可以向传感器205和/或ecu210提供唤醒能力。唤醒能力允许给定传感器205和/或ecu210在睡眠模式(即低功率模式)中操作,直到被“唤醒”以便开始正常操作。在一些实施方式中,为了提供唤醒能力,给定传感器205和/或ecu210可以直接连接到电池。在一些实施方式中,给定传感器205和/或ecu210可以基于经由总线215(即总线唤醒)提供的信号而被唤醒。例如,给定传感器205和/或ecu210可以基于接收到总线215上的具有如由可应用的总线标准描述的特定格式的信号而唤醒。

在一些实施方式中,唤醒信号可以使每个传感器205和/或ecu210唤醒(例如,当每个传感器205和ecu210被配置为基于检测到相同格式的信号而唤醒时)。换言之,在一些实施方式中,唤醒能力可以不是可选择的唤醒能力。附加地或备选地,唤醒信号可以使特定传感器205和/或ecu210醒来(例如,当传感器205和ecu210被配置为基于检测到不同格式化的信号而醒来时)。换言之,在一些实施方式中,唤醒能力可以是可选择的唤醒能力(例如,如由针对can总线的iso11898-6所描述的)。

在任一情况下,当检测到具有合适格式的信号时,总线215上的传感器205和/或第二ecu210可以从睡眠模式中醒来并开始操作。在一些实施方式中,唤醒能力的优点在于,给定传感器205和/或ecu210可以立即开始操作(例如,与在被掉电之后开始操作相比)。另一优点在于,在给定ecu210上使用的管脚的数量可以被减少(例如,因为有唤醒能力的传感器205不需要由ecu210供应,因为有唤醒能力的ecu210不需要传感器供应管脚)。另外,唤醒能力可以减少由给定传感器205和/或ecu210在睡眠模式中消耗的电流量,和/或可以增加给定传感器205和/或ecu210的生命期。

作为另一示例,高速传感器接口可以利用多个ecu提供传感器系统中的只听能力(例如,根据诸如lin、can(iso11898-6)、flexray等的总线系统标准)。图10是包括只听ecu的示例环境1000的示意图。如图10所示,在一些实施方式中,只听ecu可以连接到总线215(例如,除了ecu210之外)。在一些实施方式中,只听ecu可以被配置为对总线215上的传输进行“听”并且可以被配置为抑制在总线215上发送传输。因此,在一些实施方式中,只听ecu可以能够接收(例如,由传感器205基于由ecu210提供的信号而提供的)传感器数据而不发送总线215上的任何信号。这里,只听能力允许只听ecu以减少的延时接收传感器数据。也就是说,只听ecu在与ecu210相同的时间并且以与ecu210相同的质量从传感器(例如,传感器205-1至传感器205-n)接收数据。当通过另一通信手段(未示出)将传感器数据从ecu210通信到只听ecu时,这样的传输与只听模式相比将被推迟。应理解,只听ecu可以甚至在ecu210不再正常工作的情况下也接收传感器数据。

在一些实施方式中,只听能力提供传感器系统中的功能安全特征。例如,只听ecu可以在减少与在只听ecu处接收传感器数据(如上文所描述的)相关联的延时方面提供功能安全特征(例如,使得时间关键信息可以实时地或接近实时地被接收)。作为另一示例,只听ecu可以通过在ecu210经历错误、被禁用、失去电力等的情况下用作备份或故障转移来提供功能安全特征。作为另一示例,只听ecu可以通过监测传感器系统中的传感器205和/或ecu210的操作来提供功能安全特征。

本文中描述的一些实施方式提供针对用于经由数字接口使传感器(例如远程传感器)与ecu同步的装置的技术,同时实现(例如,如与上文描述的传统同步技术相比)改进的传感器更新速率。在一些实施方式中,如下文进一步详细描述的,这样的改进的同步可以通过基于用于预料即将到来的同步信号的自调节的触发技术配置传感器来实现。

前述公开内容提供图示和描述,但不旨在为穷举的或不旨在将实施方式限于公开的精确形式。可以在鉴于上文公开内容或者可以从实施方式的实践中获取修改和变型。

在本文中结合阈值来描述一些实施方式。如本文中使用的,满足阈值可以是指值大于所述阈值、超过所述阈值、高于所述阈值、大于或等于所述阈值、小于所述阈值、少于所述阈值、低于所述阈值、小于或等于所述阈值、等于所述阈值、等等。

即使特征的特定组合被记载在权利要求书中和/或被公开在说明书中,这些组合也不旨在限制可能实施方式的公开内容。实际上,这些特征中的许多可以以未专门记载在权利要求书中和/或未公开在说明书中的方式进行组合。尽管下面列出的每个从属权利要求可以直接从属于仅仅一个权利要求,但是可能实施方式的公开内容包括每个从属权利要求与权利要求集中的所有其他权利要求的组合。

本文中使用的元件、动作或指令不应当被解释为关键的或必需的,除非如此明确描述。此外,如本文中使用的,词语“一”和“一个”旨在包括一个或多个项,并且可以与“一个或多个”可互换地使用。另外,如本文中使用的,术语“集合”旨在包括一个或多个项(例如,相关项、不相关项、相关项和不相关项的组合、等等)并且可以与“一个或多个”可互换地使用。在仅仅想要一个项的情况下,使用术语“一个”或类似的语言。此外,如本文中使用的,术语“具有”、“含有”、“包含”等等旨在为开放式术语。另外,词语“基于”旨在意指“至少部分基于”,除非另有明确声明。

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