申请/专利权人：森萨塔科技公司

申请日：2018-11-08

公开（公告）日：2024-04-23

公开（公告）号：CN109782648B

主分类号：G05B19/042

分类号：G05B19/042

优先权：["20171115 US 15/813,364"]

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.23#授权;2020.12.08#实质审查的生效;2019.05.21#公开

摘要：本公开涉及配置为将传感器值从N传感源传输到控制单元的通信系统。用于将传感器值传输到电子控制单元“ECU”的通信系统包括ASIC传感器接口设备的链。每个ASIC都耦合到传感器。连接到ASIC的所有传感器由所述ASIC测量，以获得传感器值，用于经由SENT流在ECU的方向上传输。ASIC还能够读取和解码来自链中的先前ASIC的单边半字节传输“SENT”流。ASIC将其自身的测量结果与经由SENT流接收的测量结果组合到一个SENT输出流，该输出流携带连接到链中的所述ASIC和所有先前的ASIC的所有传感器的传感器值，以便传输到链中的后续ASIC或ECU。ECU处仅需要一个SENT输入来接收来自多个传感器的测量结果，其中可以容易地改变传感器的数量。

主权项：1.一种通信系统100，被配置为将传感器值从N个传感源101...104传输到控制单元220，N是大于1的整数，该系统包括：第一传感器接口设备SID_1111，被配置为对M个传感源101进行采样以获得与M个传感源相关的M个传感器值，M为大于0的整数；并且被配置为使用异步单向协议在第一传感器接口设备的输出处传输与M个传感源相关的M个传感器值，其中：第一传感器接口设备SID_1111重复且自主地传输包括M个传感器值的数据组；通信系统还包括Y-1个中间传感器接口设备SID_i112；Y是大于1的整数且2≤i≤Y；中间传感器接口设备SID_i被配置为对P_i传感源103...104进行采样以获得与P_i传感源相关的传感器值，P_i是大于0的整数；中间传感器接口设备SID_i还被配置为使用异步单向协议在输入112A处接收包括与Q_i传感源相关的数据值的第一数据组，Q_i是大于0的整数；中间传感器接口设备SID_i还被配置为使用异步单向协议经由输出112B传输第二数据组，所述第二数据组包括与P_i传感源相关的传感器值和与Q_i传感源相关的数据值；中间传感器接口设备SID_2112的输入112A耦合到传感器接口设备SID_1111的输出111B，并且对于i2，中间传感器接口设备SID_i的输入耦合到传感器接口设备SID_i-1的输出；中间传感器接口设备SID_Y112的输出112B被配置为使用异步单向协议将第三数据组传输到控制单元的输入220A，第三数据组包括与中间传感器接口设备SID_Y112的P_Y传感源相关的传感器值和与Q_Y传感源相关的数据值，其中P_Y+Q_Y＝N，以及其中，在中间传感器接口设备SID_i的输入处的包括与Q_i传感源相关的数据值的第一数据组的数据速率高于在中间传感器接口设备SID_i的输出处的第二数据组的数据速率。

全文数据：配置为将传感器值从N传感源传输到控制单元的通信系统技术领域本主题公开涉及一种被配置为将传感器值从N个传感源传输到控制单元的通信系统，N是大于1的整数。本主题公开还涉及一种用于将传感器值从N个传感源传输到控制单元的方法，N是大于1的整数。背景技术在汽车电子器件中，电子控制单元ECU是控制运输车辆中的电气系统或子系统中的一个或多个的任何嵌入式系统。ECU的类型包括电子发动机控制模块ECM、动力总成控制模块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、车身控制模块BCM、悬架控制模块SCM、控制单元或控制模块。最初，每个传感器在ECU处都有自己的输入。随着传感器数量的增加，ECU处的输入数量也必须增加。为了减少ECU处的传感器输入的数量，开发了通过串行链路发送多个传感器值的传感器。英飞凌Infineon生产的TLE4998C3是一款可编程线性霍尔传感器，该传感器通过具有基于SENT单边半字节传输，由SAEJ2716定义的增强特征的SPC短PWM代码协议，将从霍尔单元得到的值和霍尔单元的温度数字地传输到ECU。SENT是最近开发的用于汽车工业中的传感器的串行协议。与旧的串行链路相比，SENT展现出数个优点。SENT能够提供具有高分辨率的传感器，这些传感器不受电磁扰动的影响并且具有成本效益。SENT传感器的示例是Melexis90809传感器。该传感器测量相对压力以及温度，均具有12比特分辨率。它是一个完全集成的IC，包括MEMS、模拟前端电路系统、16比特微控制器、模拟后端电路系统和稳压器。发明内容具有组合的SENT输出的多个传感器能够实现更少的ECU输入并降低布线成本。这种传感器通常通过电子电路系统在内部执行以下功能中的至少一个：传感器信号的温度补偿；校准；内部故障检测；以及将来自一个或多个传感器的一个或多个电信号转换为调节测量信号。这些功能的实现可能依赖于用户所依赖的要求。制造包括用于每种应用所需的功能和传感器组合的新ASIC在经济上并不具有吸引力。本技术的目的之一是提供一种被配置为将N个传感源的传感器值传输到控制单元的通信系统，该通信系统克服了将传感器值传输到控制单元的已知通信方法的至少一个缺点。本技术使我们能够组合多个传感器装置以及设置有一个或多个传感元件和特定调节电子器件的传感器单元，并且通过仅使用控制单元的一个输入来将多个装置和传感器单元的测量和可选调节值供应给控制单元。根据本申请的传感源是包括被配置为测量一个或多个物理量的一个或多个传感元件的电子电路。在根据本技术的通信系统中，该系统包括第一传感器接口设备SID_1和Y-1个中间传感器接口设备，其中Y是大于1的整数。第一传感器接口被配置为对M个传感源进行采样以获得与M个传感源相关的M个传感器值，M是大于0的整数。第一传感器接口设备还被配置为使用异步单向协议在第一传感器接口设备的输出处传输M个传感器值。每个中间传感器接口设备SID_i被配置为将P_i传感源采样为与P_i传感源相关的传感器值，P_i是大于0且2≤i≤Y的整数。中间传感器接口设备SID_i还被配置为使用异步单向协议在输入处接收包括与Q_i传感源相关的数据值的第一数据组，其中Q_i是大于0的整数。中间传感器接口设备SID_i还被配置用于使用异步单向协议经由输出传输第二数据组，第二数据组包括与P_i传感源相关的数据值和与Q_i传感源相关的数据值。中间传感器接口设备SID_2的输入耦合到传感器接口设备SID_1的输出，并且对于i2，中间传感器接口设备SID_i的输入耦合到传感器接口设备SID_i-1的输出。中间传感器接口设备SID_Y的输出被配置为使用异步单向协议将第三数据组传输到控制单元的输入，第三数据组包括与传感器接口设备SID_Y的P_Y传感源相关的传感器值和从SID_Y-1接收的与Q_Y传感源相关的数据值，其中P_Y+Q_Y＝N。这些特征实现了传感器的链，其中每个传感器在ECU的方向上发送传感器的自主传感器数据。这降低了发射机的复杂性，因为发射机中不需要同步和握手电路系统。此外，不需要让传感器以相同的时钟频率运行。其次，仅需要ECU处的一个输入来接收传感器的链中的所有传感器值。此外，这些特征使人们能够降低从传感器到ECU的布线成本，这允许人们为特定的传感源创建用户专用的ASIC，其中传感器值由用户特定的算法生成并且容易地组装包括其值由用户所需算法获得的所需传感源的传感器系统。当具有特定传感源和算法的一个ASIC被具有另一个传感源和或算法的另一个ASIC代替时，不需要在链中开发新的ASIC。传感器的应用可能是：温度传感器；或压力和温度组合传感器等。这种传感器的典型应用是汽油颗粒过滤器。在一个实施例中，通信系统以以下方式起作用。链中的第一传感器对其一个或多个传感源进行采样，并将一个或多个传感源的一个或多个值供应给链中的第二传感器。第二传感器接收第一传感器的一个或多个传感源的一个或多个值，并对其自身的传感源进行采样以获得对应的值。随后，当它不是链中的最后传感器时，它将从第一传感器接收的对应的传感源的值和其自身传感源的值传输到链中的后续传感器。链中的最后传感器将与链中所有传感器的所有传感源相关的值传输到ECU的输入。在实施例中，中间传感器接口设备SID_i还被配置为根据Q_i传感源中的每一个的第一数据组的数据值来确定。中间传感器接口设备SID_i还可以确定：要存储在与对应的传感源相关联的存储器位置中的存储值。传感器接口设备SID_i还被配置为在第二数据组中传输来自从与对应的传感源相关联的存储器位置的存储值。通常，传感器接口设备的输入处的传感源的数据值的数据速率高于传感器接口设备的输出处的所述传感源的数据值的数据速率。这些特征使得能够使用在中间传感器接口设备的输入处接收的传感源的所有数据值来利用算法确定适合于在传感器接口设备的输出处传输的存储值。在另一个实施例中，与Q_i传感源中的一个相关联的存储位置中的存储值是以下之一：在传输来自与Q_i传感源中的所述一个相关联的所述存储位置的存储值之后取出的与Q_i传感源中的所述一个相关的数据值的平均值；最大值；最小值；第一值以及最新值。在实施例中，中间传感器接口设备还被配置为在第二数据组中传输与P_i和Q_i传感源中的至少一个相关的两个或更多个数据值。该特征使得能够以不同的数据速率向ECU传输传感源的数据值。这在通信系统例如必须将快速变化的压力和缓慢变化的温度传输到ECU的情况下是有利的。在实施例中，第二数据组包括与P_i传感源和Q_i传感源相关的P_i+Q_i数据值。在优选实施例中，中间传感器接口设备SID_i被配置为在第二数据组中在与Q_i传感源相关的Q_i传感器值之前传输与P_i传感源相关的P_i数据值。这些特征允许人们改变传感器接口设备链的顺序和或长度，而无需改变传感器接口设备中的设置和或算法。只有ECU需被调整以知道在其输入处接收的数据组中的传感源的数据值的顺序。此外，这些特征提供了一种实施方式，其需要较不复杂的电路系统以在传感器链之前临时存储传感源的接收值，并且在ECU的方向上一起供应存储的值以及其自身的值。在实施例中，每秒与Q_i传感源相关的Q_i传感器值的接收组的数量高于P_i+Q_i传感器值的传输组的数量。该特征使得能够减少传感源的采样时间与ECU处的对应值的接收之间的延迟时间。在实施例中，中间传感器接口设备SID_i还包括检测器，该检测器被配置为得到在传感器接口设备SID_i的输入处接收的信号中的与Q_i传感源相关的传感器值的数量Q_i；并且其中传感器接口设备还被配置为响应于传感器值的得到数量Q_i，调整对应P_i和Q_i传感源的传输传感器值的数量。这些特征提供了一种中间传感器接口，它自动地将输出处的组的值的数量调整为对应于在输入处接收的组的值的数量加上在其输入处接收的组中的值的数量的数量。因此，如果在设计中，必须增加链中先前传输到传感器接口设备的ECU的传感源的数量，则不需要用另一个中间传感器接口代替当前的中间传感器接口设备，这允许转发增加数量的值。只是ECU需重新编程以正确接收增加数量的值。在实施例中，中间传感器接口设备SID_i的P_i传感源的传感源耦合到传感器接口设备SID_i的传感器输入或者嵌入在传感器接口设备SID_i中。此特征允许设计人员为特定应用程序选择所需的实现。在实施例中，异步单向协议是SENT协议。该协议在汽车应用中特别有利于其它可能的异步单向协议，例如基于RS422标准的协议。在第二方面，提供了一种能够创建传感设备的的链的传感设备，其中只有链中的最后传感设备将传感器值直接供应给ECU。在创建链后，ECU只需要知道传感源的值传输到ECU的顺序。在另一个实施例中，提供了一种用于经由异步单向接口将传感器值从N个传感源传输到控制单元的方法。又一实施例涉及一种用于将传感器值从N个传感源传输到控制单元的通信系统，N是大于1的整数，该通信系统包括：第一传感器接口设备SID_1，用于：对M个传感源进行采样以获得与M个传感源相关的M个传感器值，M是大于0的整数；使用异步单向协议在第一传感器接口设备的输出处传输与M个传感源相关的M个传感器值；Y-1个中间传感器接口设备SID_i，其中Y是大于1且2≤i≤Y的整数；并且每个中间传感器接口设备SID_i用于对P_i传感源进行采样以获得与P_i传感源相关的传感器值，P_i是大于0的整数，其中：中间传感器接口设备SID_i使用异步单向协议在输入处接收包括与Q_i传感源相关的数据值的第一数据组，Q_i是大于0的整数；中间传感器接口设备SID_i使用异步单向协议经由输出传输第二数据组，第二数据组包括与P_i传感源相关的传感器值和与Q_i传感源相关的数据值；并且中间传感器接口设备SID_2的输入耦合到传感器接口设备SID_1的输出，并且对于i2，中间传感器接口设备SID_i的输入耦合到传感器接口设备SID_i-1的输出，其中中间传感器接口设备SID_Y的输出使用异步单向协议将第三数据组传输到控制单元的输入，每个第三数据组包括与传感器接口设备SID_Y的P_Y传感源相关的传感器值和与Q_Y传感源相关的数据值，其中P_Y+Q_Y＝N。又一实施例涉及一种传感设备，包括：传感器接口设备；和P个传感源，其中：P≥1；传感器接口设备对P个传感源进行采样，以获得与P个传感源相关的P个传感器值；传感器接口设备使用异步单向协议在传感接口设备的输出处传输与P个传感源相关的P个传感器值；以及传感接口设备包括：被配置为使用异步单向协议接收与Q个传感源相关的Q个传感器值的输入，Q是大于0的整数。又一个实施例涉及一种用于将传感器值从N个传感源传输到控制单元的方法，N为大于1的整数，该方法包括：传感器接口设备SID_1对M个传感源进行采样，以获得与M个传感源相关的M个传感器值，M为大于0的整数；传感器接口设备SID_1使用异步单向协议将与M个传感源相关的M个传感器值传输到中间传感器接口设备SID_2；中间传感器接口设备SID_i对P_i个传感源进行采样以获得与P_i个传感源相关的传感器值，P_i是大于0的整数，其中2≤i≤Y且Y≥2；传感器接口设备SID_i使用异步单向协议在输入处接收第一数据组，第一数据组包括与来自传感器接口设备SID_i-1的Q_i传感源相关的数据值，其中Q_i是大于0的整数；传感器接口设备SID_i使用异步单向协议在输出处传输第二数据组，第二数据组包括与P_i传感源相关的传感器值和与Q_i传感源相关的数据值；并且，控制单元在输入处接收由传感器接口设备SID_Y使用异步单向协议传输的第二数据组，其中第二数据组包括与P_Y+Q_Y传感源相关的数据值，其中P_Y+Q_Y＝N。通过以下结合附图的详细描述，其它特征和优点将变得明显，附图通过示例的方式例示说明了实施例的各种特征。附图说明在下文中，将参考附图基于以下描述来解释这些和其它方面、性质和优点，附图中相同的附图标记表示相同或相当的部分，并且其中：图1示意性地示出了通信系统的一般概念；图2示意性地示出了包括通信系统的第一实施例；图3示意性地示出了图2中的第一传感器接口设备SID_1的输出信号；图4示意性地示出了图2中的第二传感器接口设备SID_2的输出信号；图5示意性地示出了图2中的第四传感器接口设备SID_4的输出信号，并且图6示意性地示出了包括通信系统的第二实施例。具体实施方式通过以下结合附图对某些优选实施例的详细描述，本领域普通技术人员将更容易明白本文公开的技术的优点和其它特征，其中附图阐述了本技术的代表性实施例。根据本申请的传感源是包括至少一个传感元件的电子电路，所述至少一个传感元件被配置为测量至少一个物理量。例如，传感装置可以包括惠斯通电桥，具有两个类似的应变仪作为惠斯通电桥的支路中的传感元件。该传感装置可以用作传感源，以通过测量惠斯通电桥的输出处的电压来测量作用在膜上的压力。然而，该传感装置也可以用作传感源，以通过测量通过惠斯通电桥的电流来测量膜的温度。因此，通过同时或交替地传感惠斯通电桥的输出电压和通过惠斯通电桥的电流，惠斯通电桥可以用作两种不同的传感源，分别代表压力和温度。在另一个实施例中，传感装置被配置成测量温度差。在该实施例中，传感装置包括两个传感元件，例如具有负温度系数NTC的热敏电阻。两个传感元件中的一个是用于测量第一位置处的温度的第一电子电路的一部分。两个传感元件中的另一个是用于测量第二位置处的温度的第二电子电路的一部分。传感装置还包括用于确定两个传感温度之间的差异的电子器件。在该实施例中，在一个传感装置中使用具有传感元件的两个传感电路系统单元，以形成一个传感源来测量一个物理量。图1示意性地示出了根据本申请的通信系统100的一般概念，该通信系统100被配置用于将传感器值从N个传感源传输到控制单元。通信系统包括传感器接口设备111、112的链。在图1中，链包括两个传感器接口设备111、112。传感器接口设备包括转换电路系统，该转换电路系统被配置为将来自代表物理量的传感源的模拟信号转换为采样数字信号。物理量的示例不限于：温度、压力、力、应力、流量、气体中特定元素的浓度以及电导率。传感器接口设备还包括用于通过数字协议将从来自传感源的模拟信号得到的数字信号的样本值传输到电子控制单元ECU或在电子控制单元ECU的方向上传输从来自传感源的模拟信号得到的数字信号的样本值的电路系统。在本申请中，将使用SENT协议单边半字节传输，由SAEJ2716定义来阐明通信系统的功能。SENT是异步单向协议。这意味着通过第一设备发射机和第二设备接收机之间的有线通信链路在一个方向上传输数据。第一设备将自主数字数据发送到发射机。因此，第二设备不向第一设备发送指示第一设备何时必须发送数据的任何信号。此外，第一设备和第二设备以其自己的时钟频率运行。因此，用于第一设备处的传输和第二设备处的接收的电路系统的时钟频率不同步。传感器接口设备的电子电路系统包括至少AD转换器，并且可以可选地包括以下功能之一：传感器信号的温度补偿、校准、内部故障检测以及来自一个或多个传感器的一个或多个电信号到调节测量信号的转换。这些功能的实现和或算法通常依赖于特定的客户制造商要求。在本申请中，SID_1指的是链的第一传感器接口设备。本申请中的SID_i指的是链的第i传感器接口设备。链包括Y个传感器接口设备，其中Y是大于1的整数。链的第一传感器接口设备SID_1是链末端的未连接到ECU的设备。保持2≤i≤Y的传感器接口设备SID_i是中间传感器接口设备，因为它们位于第一传感器接口设备SID_1和ECU之间。中间传感器接口设备在输出信号中组合通过其自身的传感源测量生成的传感器数据和在其输入处从另一个传感器接口设备接收的传感器数据。中间传感器接口设备在ECU的方向上转发由至少一个其它传感器接口设备测量的已知数量的传感源的传感器值。第一传感器接口设备SID_1不从另一个传感器接口设备接收传感器数据，并且不需要输入来接收来自另一个传感器接口设备的传感器数据。然而，如图1所示，第一传感器接口设备SID_1可以是适合用作i1的中间传感器接口设备SID_i的组件。在那种情况下，SID_1包括未连接到另一个传感器接口设备的输入111A。在本申请中，S_i或Si指的是传感器接口设备的链中的第i传感源。在图1中，第一传感器接口设备SID_1111被配置为对M个传感源S_1...S_M101、102进行采样，以获得与M个传感源相关的M个传感器值。M是大于0的整数。第一传感器接口设备SID_1还被配置为使用异步单向协议例如SENT在第一传感器接口设备111的输出111B处传输与M个传感源相关的M个传感器值。第一传感器接口SID_1重复传输与M个传感源S_1...S_M相关的M个传感器值。链的第二传感器接口设备SID_2是中间传感器接口设备，包括通过链路115电耦合到第一传感器接口设备SID_1的输出111B的输入112A。通过该链路，第二传感器接口设备SID_2接收与M个传感源S_1...S_M相关的M个传感器值。第二传感器接口设备SID_2还被配置为对N-M个传感源S_M+1...S_N进行采样，以获得与耦合到第二接口设备的转换电路系统的N-M个传感源相关的N-M个传感器值。第二传感器接口SID_2在输出112B处重复传输N个传感器值，这N个传感器值包括经由输入112A接收的与M个传感源S_1...S_M相关的M个传感器值和与传感源S_M+1...S_N相关的N-M个传感器值。第二传感器接口设备SID_2的输出112B可以耦合到ECU或第三传感器接口设备SID_3未示出。因此，第二接口设备重复地传输其自身传感源的所有传感源的传感器值以及由第一传感器接口设备SID_1采样的所有传感源的传感器值。根据本申请的通信系统包括Y个传感器接口设备的链。传感器接口设备SID_i传输与SID_1至SID_i的所有传感源相关的传感器值。如果P_i是由SID_i采样的传感源的数量，则SID_i将重复地传输P_1+P_2+...+P_i传感器值。中间传感器接口设备SID_i将在其输入处重复地接收P_1+P_2+...+P_i-1传感器值。最后的传感器接口设备SID_Y向控制单元ECU重复地传输通信系统的所有传感源的传感器值。中间传感器接口设备SID_i包括至少Q_i存储器位置，以将与Q_i传感源相关的接收的Q_i传感器值存储在对应的Q_i存储器位置中。在传感器接口中，设备SID_i还被配置为在传输之前从Q_i存储器位置取出Q_i传感器值。每当在中间传感器接口设备的输入处接收到传感源S_i的新传感器值时，与传感源S_i相关的存储器位置中的传感器值被新传感器值覆盖。在实施例中，传感器接口设备SID_i被配置为在串行传输P_i+Q_i传感器值的每个周期，首先传输与由中间传感器接口设备SID_i的电路系统采样的P_i传感源相关的P_i传感器值，并且随后传输与经由耦合到SID_i-1的输入接收的传感器值相关的Q_i传感器值。已经发现，该实施例相对于ECU接收时P_i+Q_i样本的实际采样时间之间的最大差异优于其中Q_i传感器值在传输P_i传感器值之前被传输这样的实施例。为了最小化在采样传感源和在ECU处接收传感器值之间的延迟时间，每个中间传感器设备在朝向ECU的方向上连续地串行传输传感器值。在那种情况下，在其输入处接收的每秒与Q_i传感源相关的接收的Q_i传感器值的组的数量高于在其处传输的与P_i和Q_i传感源相关的P_i+Q_i传感器值的组的数量。中间传感器接口设备SID_i可以被设计为重复地接收与Q_i传感器元件相关的固定数量的Q_i传感器值。在这种情况下，中间传感器接口设备SID_i包括Q_i存储器位置，以存储接收的传感器值并在ECU的方向上转发存储的值。在中间传感器接口设备SID_i的可替换的实施例中，该设备包括检测器，该检测器被配置为从在传感器接口设备SID_i的输入处接收的信号得到与Q_i传感源相关的传感器值的数量Q_i。中间传感器接口设备还被配置为响应于得到的数量Q_i来调整对应的传感源的重复传输的传感器值的数量Q_i。在该实施例中，SID_i包括用于存储不同传感源的传感器值的多个存储器位置，所述多个存储器位置足以存储可以由异步单向接口重复地传输的不同传感源的传感器值的最大数量。对于下面使用SENT协议描述的实现，最大数量是16。在使用中，当检测器检测到Q_i不同传感源的Q_i传感器值在其输入处被重复接收时，仅使用Q_i存储器位置。当链的传感器接口设备其不是链的最后中间传感器接口设备将由对要传输到ECU的不同数量的传感源进行采样的传感器接口设备代替时。带检测器的SID将检测重复接收的传感器值的数量的改变，并响应于此而改变要在ECU的方向上转发的传感器值的数量。在另一个实施例中，传感器接口设备包括替代检测器的用户可编程参数，该用户可编程参数代表在中间传感器接口设备SID_i的输入处重复接收的与Q_i不同传感源相关的Q_i传感器值的数量。图2示意性地示出了包括通信系统的第一实施例。在该实施例中，通信系统包括四个传感器接口设备SID_1、SID_2、SID_3和SID_4211...214的链。在该示例中，Y＝4。传感源S1耦合到SID_1，传感源S2耦合到SID_2。传感源S3耦合到SID_3，并且传感源S4和S5耦合到SID_4。SID_1是该链的第一传感器接口设备。SID_2...SID_4是中间传感器接口设备212...214，各自都具有输入212A...214A，以经由SENT协议从链中的前一传感器接口设备接收传感器值。SID_1、SID_2和SID_3的输出211B...213B分别重复地将传感器值传输到SID_2、SID_3和SID_4的输入212A...214A。链的最后的传感器接口设备SID_4的输出214B重复地将传感器值传输到中央处理单元220，中央处理单元220可以是电子控制单元ECU。图2中的传感器接口设备SID_1、SID_2、SID_3和SID_4一起定位在支撑结构230上。支撑结构230的示例包括但不限于：PCB、多芯片模块或多管芯封装。传感器接口设备可以是ASIC专用集成电路的形式。在图2中的通信系统的实施例中，五个传感源201...205中只有一个传感源S5205位于支撑结构上。甚至可能的是，传感源S5205嵌入在SID_4214的ASIC中。如果SID_1和SID_2具有相同的硬件，则对于SID_1成立，i＝1，P_1＝1，Q_1＝0且P_1+Q_1＝1。图3例示说明了如何使用SENT协议在第一传感器接口设备SID_1的输出处传输传感器S1的传感器值。SENT协议使用SENT消息来携带数据半字节dataNibbles中的数据。每个数据半字节代表4比特。SENT消息包括6个数据半字节，并且可以携带24比特数据。在本示例中，半字节3、4、5和6用于携带16比特传感器值。不是必须使用第一数据半字节、帧控制FrameControl和第二数据半字节、DCC数据一致性计数器，因为只有一个传感器值必须被传输到链的后续传感器接口设备SID_2。利用SENT消息1，传输与传感源S1相关的传感器值A1。在本说明书中，A之后的数字指的是时刻。例如，A1指的是t＝x，并且Ai指的是t＝x+i-1。下面的表1示出了获得传感器值时以及经由SID_1的输出传输传感器值时的时间关系。例如，在时间＝10时，从传感器S1得到的传感器值是A10。随后，在SID_1的输出处在时间＝1和时间＝2之间的时间中传输值A10。列1指示时间。列2指示在对应的时刻通过采样S1获得的传感器S1的值。列3指示将哪个数据供应给输出。当Q_1＝0时，在这种情况下没有经由其输入接收到传感器值，SID_1是具有用于经由异步单向协议接收传感器数据的输入的传感器接口设备。因此，仅经由SID_1的输出重复地传输传感器S1的值。输出处的传感器值的组包括仅一个传感器的传感器值。如前所述，传感器接口设备SID_i重复地传输与由传感器接口设备采样的传感源的P_i传感器值相关以及与经由传感器接口设备的输入重复接收的Q_i传感器值相关的P_i+Q_i传感器值。P_i+Q_i传感器值一起形成组。信号值所属的组在表1的最后一列中指示。组包括由SENT消息的第二数据半字节携带的值。该组用于指示哪些后续SENT消息以及传感器值一起形成P_i+Q_i传感器值的组。每次DCC值相对于先前的SENT消息改变时，例如如表1中那样增加1，指示新的一组传感器值的开始。当DCC的值没有增加时，这指示当前消息中的传感器数据属于与先前发送消息接收的传感器数据相同的组。当DCC的值增加多于一时，这指示某些传感器数据可能丢失，并且由后续传感器值形成的组不完整。在本申请中，DCC值在要由传感器接口设备传输的新的一组传感器值的开始处增加1。SENT数据半字节代表四比特值。因此，为了传输DCC值，数据半字节2是可以使用16个不同的DCC值。在本实施例中，DCC值从0到15循环运行以再次从0开始。但是，可能使用少于16个值。这可能有利于增加每秒可以传输的传感器值的数量。根据SENT协议，数据半字节的时间长度随着数据半字节所代表的值线性增加。表1表2涉及传感器接口设备SID_2，并且示出了输入212A处的传感器值的接收、传感器S2202的采样传感器值以及第七列中的SID_2的输出212B处的后续SENT消息中的数据之间的时间关系。表2的第一列对应于表1的第一列，指示时间。表2的第二和第三列类似于表1的最后两列，并且示出了在从t＝x到t＝x+1的时间段内接收的传感器值和对应的组＝DCC值。在用REG1指示的列4中，给出了存储在第一存储位置中的值。由于在时间＝x接收值的开始时间和时间＝x+1接收后续值的开始时间之间的时间中在输入处串行地接收值，因此稍后在存储位置可获得该值。因此，在时间＝2，在存储REG1中可获得值A1，值A1的串行接收的开始在时间＝1开始并且在t＝2之前结束开始接收传感源的后续值。对于SID_2成立，i＝2，P_2＝1，Q_2＝1且P_2+Q_2＝2。由于Q_2＝1，仅使用一个存储位置REG1。由于P_2+Q_2＝2，传感器接口设备要在其输出处重复地传输包括传感器S1和S2的值的组。列6指示选择哪个与P_2和Q_2传感源中的一个相关的传感器值以被传输。因此，SID_2的输出处的信号包括将被串行地传输的两个传感器值的组。可以看出，来自传感源S2的传感器值由SID_2采样并在Q_2＝1之前传输。在SID_2的输入处接收组中的不同传感器值。从表2可以看出，并非在SID_2的输入处接收的传感器1的所有传感器值都在ECU的方向上在SID_2的输出处被转发。当必须传输特定传感器值时，将传输其输入处的最新接收的传感器值。在本示例中，传感器值A2在时间＝2在输入处被接收并且在时间＝3被存储在REG1中。然而，在时间＝3接收传感器值A3并且在存储位置REG1中覆盖值A2。因此，在时间＝4从存储位置REG1读取的值的后续时间是A3而不是A2。图4示出了可以在SID_2的输出202B处传输的SENT消息的实施例。第一数据半字节帧控制用于指示组中传感器值的序列号。组的第一传输传感器值包括值0；组的第二传输传感器值包括值1等。当SENT消息的数据半字节代表4比特值时，使用SENT协议，组可以包括与16个不同传感源相关的多达16个传感器值。帧控制值0＝0000B指示组中的第一传感器值，并且帧控制值15＝1111B指示组中的第15个值。当还使用所有可能的DCC值来指示组号时，在SID_2的输出处，在32个后续SENT消息中传输帧控制和DCC半字节的值的32个可能组合。表2表3涉及传感器接口设备SID_3，并且示出了输入213A处的传感器值的接收、传感器S3203的采样传感器值以及第八列中的SID_3的输出213B处的后续SENT消息中的数据之间的时间关系。第一列对应于表1的第一列，指示时间。表3的第二和第三列类似于表2的最后两列，并且示出了在从t＝x到t＝x+1的时间段中接收的传感器值和对应的组＝DCC值。表3在分别用REG1和REG2指示的列4和5中，给出了存储在第一和第二存储位置中的值。在存储位置REG1中，存储一组传感器值的第一传感器值，并且在存储位置REG2中，存储该组传感器值的第二传感器值。对于SID_3成立，i＝3，P_3＝1，Q_3＝2且P_3+Q_3＝3。由于Q_3＝2，存在两个存储位置REG1和REG2，用于存储组的传感器值。在REG1中，存储组的第一传感器值，并且在REG2中，存储组的第二传感器值。由于P_3+Q_3＝3，传感器接口设备要在其输出重复地传输包括传感器S3、S2和S1的值的组。列7指示选择哪个与P_3和Q_3传感源中的一个相关的传感器值以被传输。因此，SID_3的输出处的信号包括将被串行传输的三个传感器值的组。可以看出，在SID_3的输入处接收的后续组中的Q_3＝2个不同的传感器值之前传输由SID_3采样的来自传感源S3的传感器值。在本实施例中，在输入203A处接收的组中的不同传感源的传感器值的顺序与输出203B处的组中的不同传感源的顺序相同。一般而言，以这种方式，在SID_i的输出处以下列顺序传输不同传感源的传感器值：SID_i的P_i传感源的第一P_i值，接着是SID_i-1的P_i-1传感源的P_i-1值，其后是SID_i-2的P_i-2传感源的P_i-2值，其最终地组中的传感器值的序列以SID_1的P_1传感源的P_1值结束。表4涉及传感器接口设备SID_4，并且示出了输入214A处的传感器值的接收、传感器S4和S5204和205的采样传感器值以及第十列中的SID_4的输出214B处的后续SENT消息中的数据之间的时间关系。表4的第一列对应于表1的第一列，指示时间。表4的第二和第三列类似于表3的最后两列，并且示出了在从时间＝x到时间＝x+1的时间段中接收的传感器值和对应的组＝DCC值。表4在分别用REG1、REG2和REG3指示的列4、5和6中，给出了存储在第一、第二和第三存储位置中的值。在存储位置REG1中，存储一组传感器值的第一传感器值。在存储位置REG2中，存储该组传感器值的第二传感器值等。对于SID_4成立，i＝4，P_4＝2，Q_4＝3且P_4+Q_4＝5。由于P_3+Q_3＝3，传感器接口设备SID_4要在其输出处重复地传输包括传感器S5、S4、S3、S2和S1的值的组。列8指示选择哪个与P_2和Q_2传感源中的一个相关的传感器值以被传输。因此，SID_3的输出处的信号包括将被串行传输的五个传感器值的组。可以看出，在SID_4的输入处的后续组中接收的与三个不同传感源S3、S2和S1相关的Q_4＝3个传感器值之前，传输由SID_4采样的来自传感源S5和S4的传感器值。图5示出了可以从SID_4的输出214B传输到图1中所示的ECU220的输入220A的SENT消息的实施例。第一数据半字节帧控制用于指示组中的传感器值的序列号。组的第一传输传感器值包括帧控制值0，以及一组五个传感器值的最后传输传感器值包括帧控制值4。当所有可能的DCC值用于指示组号时，在SID_4的输出处，在80个后续SENT消息中传输帧控制和DCC半字节的值的80个可能组合。重复地，5个后续SENT消息形成一个组，该组携带五个传感源中的每一个的传感器值。表中的传感器值的序列号对应于采样时间。已经发现，在传感器接口设备的输出处传输传感器值的顺序，即在自己采样传感器值之前在输入处接收传感器值或者在输入处接收传感器值之前自己采样传感器值，对组中所有传感源的采样时间与ECU处的接收之间的平均等待时间没有影响。然而，在传输传感器接口设备的输入处的传感器值之前传输由传感器接口设备采样的传感源的传感器值具有以下优点：组中的传感器值的采样时间之间的差异小于输入处的传感器值在传感器接口设备的采样值之前被传输时的差异。从表4可以看出，第一组中的五个传感器值的采样时间为1、2、1、1、1。第二组中的五个传感器值的采样时间为6、7、7、7和7。第三组中的五个传感器值的采样时间为11、12、10、9和9。第四组中的五个传感器值的采样时间为21、22、22、21、21，并且第五组中的五个传感器值的采样时间为26、27、25、25和25。最大差异在表4中的第三组3＝12-9时间段中。在表4中给出的实施例中，每次传输SENT消息时都生成传感源的传感器值。这样，从传感器接口设备到ECU的等待时间最小。通过仅在组的传输开始时生成传感器接口设备的所有传感源的传感器值，组中的传感器值的平均等待时间增加，但是所述组中的等待时间的差异将减小。例如，第三组中的五个传感器值的采样时间将为11、11、10、9和9，并且对于第五组，它们将为26、26、25、25和25。换句话说，传感源S4的传感器值的等待时间增加一个时间段，并且组中的传感器值的采样时间之间的最大差异在某些情况下减少一个时间段。如果对ECU中的控制过程重要的是，在基本相同的时刻获得组的传感器值，则该实施例是有利的。图6示意性地示出了通信系统的第二实施例。通信系统包括具有两个传感器接口设备611、612的链。第一传感器接口设备SID_61被配置为对两个压力传感器601、602进行采样。第二传感器接口设备SID_62被配置为对三个温度传感器603、604、605进行采样。第一传感器接口设备SID_61的输出电耦合到第二传感器接口设备SID_62的输入。第二传感器接口设备SID_62的输出电耦合到ECU620的输入。对于通过电连接的通信，使用异步单向协议，例如，SENT协议。表5涉及传感器接口设备SID_62，并且示出了其输入处包括压力传感器S61和S62的传感器数据的后续第一数据组的接收、温度传感器S63和S64和S65的数据值以及SID_62的输出处的后续第二数据组中的数据之间的时间关系。表5的第一列指示后续的时刻。表5的第二和第三列示出了后续组中的与和传感器接口设备SID_61耦合的两个压力传感器相关的数据值。以字母A开始的值涉及第一压力传感器S61，并且以字母B开始的值涉及第二压力传感器S62。值的数字指示获得对应的传感器值的时刻。因此，表5中的值A23指示在时刻23获得的压力传感器S61的数据值。在分别用REG1和REG2指示的列4和5中，给出了存储在第一和第二存储位置中的值。在存储位置REG1中，存储第一数据组的第一数据值。在存储位置REG2中，存储第一数据组的第二数据值。列6-8分别在对应的时刻示出了温度传感器S63、S64和S65的符号值。列9示出了在各个时刻将读取哪个存储器位置或温度传感器以用于传输。最后，列10和11示出了数据值和对应的第二数据组值。在本实施例中，第二数据组包括与五个传感源S61-S65相关的15个数据值。由于与压力相比，温度通常是相对缓慢变化的物理量，因此来自每个温度传感器的数据值的数据速率可能小于来自每个压力传感器的数据值的数据速率。每个第二数据组包括每个压力传感器的6个数据值和每个温度传感器的一个数据值。因此，压力传感器的数据速率是温度传感器的数据速率的六倍。在上面公开的实施例中，存储在与特定传感器相关的寄存器中的数据值总是被最新接收的数据值覆盖。当传感器接口的输入处的特定传感器的数据速率高于输出处的数据速率时，这导致跳过所述特定传感器的一些数据值。例如，在表5中，在输出处传输时跳过了在输入处接收的数据值A9、A19和A29。在可替换的实施例中，可以使用其它功能来确定要存储在寄存器中的数据值。例如，在传感器信号中的峰值高度很重要的应用中，在从所述寄存器读取内容以用于传输之后，该功能可能在对应的寄存器中存储特定传感器的数据值的最大值。在这种情况下，如果数据值A9高于数据值A11，则数据值不被数据值11覆盖，因此数据值A9在输出被传输到ECU。其它可能的功能不限于：得到在从存储器位置读取内容之后接收的数据值的平均值或最小值以用于传输。表5对于本领域技术人员来说可能清楚的是，使用帧控制数据半字节和DCC数据半字节不是必需的。在指示组的开始的SENT消息的序列中的预定义位置处的指示就足够了。使用用于指示与传感器值相关联的组中的序列号的帧控制数据半字节和用于指示组号的DCC数据半字节有利于检测通信中的错误。例如，如果在传感器接口设备SID_i的输入处丢失SENT消息，则可以检测到，这是因为新接收的SENT消息的DCC值不对应于预期的DCC值，预期的DCC值应该是递增1的最新接收的DCC值。此外，通过组合帧控制数据半字节和DCC数据半字节，可以创建包括256个数据值的组。通过组合帧控制数据半字节和DCC数据半字节获得的值不是指示数据值与哪个传感源相关的指示。ECU最终需使用此指示才能知道正确处理数据值的位置和方式。在给定的实施例中，利用SENT消息，使用四个数据半字节来传输传感器值。这四个数据半字节可以用于传输16比特传感器值每个数据半字节代表4比特或12比特传感器值每个数据半字节代表3比特。但是，也可以用一个SENT消息传输两个8比特传感器值。还应注意，在给出的描述中，假设所有传感器接口设备同时开始传输SENT消息。实际上，由于每个传感器接口设备都在其自己的时钟频率上运行，因此情况永远不会如此。此外，SENT消息的持续时间依赖于要传输的数据半字节的值。传输值0的时间段小于传输值15的时间段。因此，每秒发送的组的数量可以根据传输的传感器值而变化。此外，在上面给出的示例中，传感器接口设备连续地尽可能快地生成SENT消息。传感器接口设备可能包括用于设置每秒必须传输的组的数量的参数。该实施例在通信系统的功耗方面可能是有利的。此外，在上面给出的示例中，传感器接口设备每次从其传感源取出新的传感器值时进行传输。换句话说，来自每个传感源的新传感器值的速率等于或高于输出信号中所述传感器值的传输速率。然而，新传感器值的速率可能低于输出信号中的所述传感器值的传输速率。这意味着传感器值被传输不止一次，例如在两个或更多个后续第二数据组中传输。以低于所述传感源的数据值的传输速率的速率从传感源生成数据值的这个特征可以用于向ECU传输缓慢变化的物理量，例如温度或大气压。本申请描述了一种用于将传感器值传输到ECU的通信系统。通信系统包括ASIC传感器接口设备的链。一个或多个传感源耦合到每个ASIC。连接到ASIC的所有传感器由所述ASIC测量，以获得传输到ECU的传感器值。链中的第一ASIC充当生成SENT流的传统的多传感器ASIC，该SENT流被馈送到链的第二ASIC的输入。第二ASIC能够读取和解码SENT流。第二ASIC还测量与其连接的传感器，并将测量结果与第一ASIC的测量结果组合到一个SENT输出流，该输出流携带连接到第一和第二ASIC的所有传感器的传感器值。链的最后ASIC能够读取和解码携带连接到链的其它ASIC的所有传感器的传感器值的SENT流，并将这些测量结果与连接到其的传感器的测量结果组合成一个SENT输出流，以便传输到ECU。传感器接口设备可以用专用硬件、运行软件程序的处理单元、可编程逻辑或者硬件和软件或可编程逻辑的任何组合来实现。可以设想，在大多数应用中，诸如ECU之类的这种硬件和其它组件是特定于应用的非通用专用硬件。传感器接口设备可以包括用于每个存储器位置或采样的传感源的设置，以设置例如要对所述存储器位置的接收数据值执行的功能或者必须包括在第二数据组中的相关传感源的数据值的次数。这样的设置将使传感器接口设备灵活地用于多个应用中。虽然已经根据若干实施例描述了本发明，但是可以预期，在阅读说明书和研究附图之后，本领域技术人员将清楚其替代、修改、置换和等同物。本发明不限于所示实施例。可以在不脱离所附权利要求的范围的情况下进行改变。

权利要求：1.一种通信系统100，被配置为将传感器值从N个传感源101...104传输到控制单元120，N是大于1的整数，该系统包括：第一传感器接口设备SID_1111，被配置为对M个传感源101进行采样以获得与M个传感源相关的M个传感器值，M为大于0的整数；并且被配置为使用异步单向协议在第一传感器接口设备的输出处传输与M个传感源相关的M个传感器值，其中：通信系统还包括Y-1个中间传感器接口设备SID_i112；Y是大于1且2≤i≤Y的整数；中间传感器接口设备SID_i被配置为对P_i传感源103...104进行采样以获得与P_i传感源相关的传感器值，P_i是大于0的整数；中间传感器接口设备SID_i还被配置为使用异步单向协议在输入112A处接收包括与Q_i传感源相关的数据值的第一数据组，Q_i是大于0的整数；中间传感器接口设备SID_i还被配置为使用异步单向协议经由输出112B传输第二数据组，所述第二数据组包括与P_i传感源相关的传感器值和与Q_i传感源相关的数据值；中间传感器接口设备SID_2112的输入112A耦合到传感器接口设备SID_1111的输出111B，并且对于i2，中间传感器接口设备SID_i的输入耦合到传感器接口设备SID_i-1的输出；中间传感器接口设备SID_Y112的输出112B被配置为使用异步单向协议源将第三数据组传输到控制单元的输入120A，第三数据组包括与传感器接口设备SID_Y112的P_Y传感源相关的传感器值和与Q_Y传感源相关的数据值，其中P_Y+Q_Y＝N。2.根据权利要求1所述的通信系统，其中，中间传感器接口设备SID_i还被配置为根据Q_i传感源中的每一个的第一数据组的数据值确定要存储在与对应的传感源相关联的存储器位置中的存储值，并且传感器接口设备SID_i还被配置为在第二数据组中传输来自与对应的传感源相关联的存储器位置的存储值。3.根据权利要求2所述的通信系统，其中，与Q_i传感源中的一个相关联的存储位置中的存储值是以下中的一个：在传输来自与Q_i传感源中的一个相关联的所述存储位置的存储值之后，与取出第一数据组的Q_i传感源中的所述一个相关的数据值的平均值、最大值、最小值、第一值、最新值。4.根据权利要求1-3中任一项所述的通信系统，其中，中间传感器接口设备还被配置为在第二数据组中传输与P_i传感源和Q_i传感源中的至少一个相关的两个或更多个数据值。5.根据权利要求1-4中任一项所述的通信系统100，其中，第二数据组包括与P_i传感源和Q_i传感源相关的P_i+Q_i数据值。6.根据权利要求5所述的通信系统，其中，中间传感器接口设备SID_i被配置为在第二数据组中，在与Q_i传感源相关的Q_i传感器值之前传输与P_i传感源相关的P_i数据值。7.根据权利要求5-6中任一项所述的通信系统，其中，中间传感器接口设备SID_i还包括检测器，所述检测器被配置为从传感器接口设备SID_i的输入处接收的信号得到与Q_i传感源相关的传感器值的数量Q_i；并且其中，中间传感器接口设备还被配置为响应于得到的数量Q_i来调整对应的传感源的传输的传感器值的数量。8.根据权利要求1-7中任一项所述的通信系统，其中，中间传感器接口设备SID_i的P_i传感源的传感源耦合到传感器接口设备SID_i的传感器输入或者嵌入在传感器接口设备SID_i中。9.根据权利要求1-8中任一项所述的通信系统，其中，异步单向协议是SENT协议。10.根据权利要求1-9中任一项所述的通信系统，其中，中间传感器接口设备SID_i被实现为ASIC。11.根据权利要求1-10中任一项所述的通信系统，其中，第一传感器接口设备111和中间传感器接口设备112组合成一个电子组件130。12.一种传感设备，包括传感器接口设备和P个传感源，其中P≥1，传感器接口设备被配置为对P个传感源进行采样以获得与P个传感源相关的P个传感器值，该传感器接口设备还在配置为使用异步单向协议在传感接口设备的输出处传输与P个传感源相关的P个传感器值，其中，传感接口设备还包括被配置为使用异步单向协议接收与Q个传感源相关的Q个传感器值的输入，Q是大于0的整数，并且传感器接口设备还包括根据权利要求1-10中任一项所述的中间传感器接口设备的所有技术特征。13.一种用于将传感器值从N个传感源传输到控制单元的方法，N是大于1的整数，该方法包括：传感器接口设备SID_1对M个传感源进行采样，以获得与M个传感源相关的M个传感器值，M为大于0的整数；传感器接口设备SID_1使用异步单向协议将与M个传感源相关的M个传感器值传输到中间传感器接口设备SID_2；中间传感器接口设备SID_i对P_i传感源进行采样以获得与P_i传感源相关的传感器值，P_i是大于0的整数，2≤i≤Y且Y≥2；传感器接口设备SID_i使用异步单向协议在输入处接收包括与来自传感器接口设备SID_i-1的Q_i传感源相关的数据值的第一数据组，Q_i是大于0的整数；传感器接口设备SID_i使用异步单向协议在输出处传输第二数据组，该第二数据组包括与P_i传感源相关的传感器值和与Q_i传感源相关的数据值；和，控制单元在输入处接收由传感器接口设备SID_Y使用异步单向协议传输的第二数据组，第二数据组包括与P_Y+Q_Y传感源相关的数据值，其中P_Y+Q_Y＝N。14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述方法还包括：中间传感器接口设备SID_i根据Q_i传感源中的每一个的第一数据组的数据值确定存储值并将存储值存储在与对应的传感源相关联的存储器位置中，并在第二数据组中传输来自与对应的传感源相关联的存储器位置的存储值。15.根据权利要求13-14中任一项所述的方法，其中，异步单向协议是SENT协议。

百度查询： 森萨塔科技公司 配置为将传感器值从N传感源传输到控制单元的通信系统

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