阅读说明：本技术 基于冗余的信息产生数据流的系统 (System for generating data stream based on redundant information ) 是由 马库斯·韦德纳 于 2019-01-14 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种基于冗余的信息产生数据流的系统。所述系统包括第一控制器、第二控制器和电路。所述第一控制器设置用于经由第一数据输出端输出第一数据的第一部分。所述第二控制器设置用于经由第二数据输出端输出第二数据的第二部分。所述电路设置用于将经由第一和/或第二数据输出端输出的数据组合成数据流。第一控制器设置用于至少读入组合后的数据流的第二数据的第二部分。第二控制器设置用于至少读入组合后的数据流的第一数据的第一部分。第一控制器设置用于将读入的第二数据的第二部分与第一数据的第二部分比较,并且当比较得出偏差时,中止第一数据输出端的数据输出和/或阻止数据流的继续输送。第二控制器设置用于将读入的第一数据的第一部分与第二数据的第一部分比较,并且当比较得出偏差时,中止第二数据输出端的数据输出和/或阻止数据流的继续输送。(The invention relates to a system for generating a data stream based on redundant information. The system includes a first controller, a second controller, and a circuit. The first controller is arranged to output a first portion of the first data via the first data output. The second controller is arranged to output a second part of the second data via the second data output. The circuit is provided for combining data output via the first and/or second data output into a data stream. The first controller is arranged for reading in at least a second part of the second data of the combined data stream. The second controller is arranged for reading in at least a first part of the first data of the combined data stream. The first controller is provided for comparing the second part of the second data read in with the second part of the first data and, if the comparison yields a deviation, for interrupting the data output at the first data output and/or for preventing further transport of the data stream. The second control unit is provided for comparing the first part of the first data read in with the first part of the second data and, if the comparison yields a deviation, for stopping the data output at the second data output and/or for preventing further transport of the data stream.)

基于冗余的信息产生数据流的系统

技术领域

本发明涉及一种用于基于冗余的信息产生数据流的系统。

背景技术

由现有技术已知如下的系统，在这些系统中传输关于不可靠的传输路径的安全相关的信息并且在接收器侧检查错误。在此，在发送器侧和/或接收器侧设有冗余的通信装置，这些通信装置例如通过循环交换和比较计算结果的方式监视彼此。

发明内容

对此，本发明丰富了现有技术，因为按照本发明的通信装置交替地传输关于共同的传输路径的安全相关的信息并且在传输器件监视传输路径，其中，两个通信装置的数据这样彼此补充，使得在两个通信装置协作传输时，仅发生有效的通信，并且可以通过使两个通信装置中止它们的传输协作的方式来停止两个通信装置的通信。

按照本发明的、用于基于冗余的信息产生数据流的系统包括第一控制器、第二控制器和第一电路，所述第一控制器具有第一数据输出端，其中，所述第一控制器设置用于经由第一数据输出端输出第一数据的第一部分，所述第二控制器具有第二数据输出端，其中，所述第二控制器设置用于经由第二数据输出端输出第二数据的第二部分，所述第一电路与所述第一数据输出端和所述第二数据输出端连接。第一电路设置用于将经由第一和/或第二数据输出端输出的数据组合成数据流。第一控制器设置用于至少读入组合后的数据流的第二数据的第二部分。第二控制器设置用于至少读入组合后的数据流的第一数据的第一部分。第一控制器设置用于将读入的第二数据的第二部分与第一数据的第二部分比较，并且当比较得出偏差时，中止第一数据输出端的数据输出和/或阻止数据流的继续输送。第二控制器设置用于将读入的第一数据的第一部分与第二数据的第一部分比较，并且当比较得出偏差时，中止第二数据输出端的数据输出和/或阻止数据流的继续输送。

在此，在说明书和权利要求书中使用的“控制器”的概念尤其理解为电子电路，其设置用于在时钟信号的时钟中读入、处理或者输出模拟信号和/或数字信号。此外，在说明书和权利要求书中使用的“数据输出端”的概念尤其理解为电接口，在该电接口上可以输出预定义的电平，其中，一系列电平代表要输出的数据。此外，在说明书和权利要求书中使用的“电路”的概念尤其理解为电构件和/或电子构件联接成符合功能的布置结构。此外，在说明书和权利要求书中使用的“数据流”的概念尤其理解为预定义的电平的连续的顺序，这些电平代表数据。

优选所述第一数据和所述第二数据具有冗余的信息。

在此，在说明书和权利要求书中使用的“冗余的信息”的概念尤其理解为能(单义地)彼此映射的信息。

当比较未得出偏差时，优选所述数据流具有第一数据的第二部分和第二数据的第一部分。

当比较未得出偏差时，优选第一数据与第二数据一致。

优选所述控制器这样同步，使得第一数据的第一部分和第二数据的第二部分不同时输出。

所述第二控制器优选设置用于借助于读入数据流来与第一控制器同步并且在第一控制器经由第一数据输出端输出第一数据的第一部分之后，经由第二数据输出端输出第二数据的第二部分。

所述第一电路优选构造为逻辑电路。

所述第一电路优选构造为非时钟的逻辑电路。

逻辑电路优选具有逻辑门。

第一控制器的第一数据输入端和第二控制器的第二数据输入端优选经由第二电路与第一电路的输出数据流的数据输出端连接并且与用于通信连接的第三控制器的数据输出端连接，尤其经由总线连接，其中，所述第二电路能实现经由第三控制器读入部分数据流并且接收数据。

按照本发明的用于基于冗余的信息产生数据流的方法包括：基于第一信息通过第一控制器产生第一数据；基于第二信息通过第二控制器产生第二数据，其中，第二信息部分地或完全地对应于第一信息；

排列第一数据的第一部分和第二数据的第二部分来产生数据流；通过第一控制器读入至少数据流的第二数据的第二部分；通过第二控制器读入至少数据流的第一数据的第一部分；并且检查所读入的数据的正确性，其中，所述检查包括比较读入的第一数据的第一部分与第二数据的第一部分以及比较读入的第二数据的第二部分与第一数据的第二部分。

附图说明

随后在借助实施例的详细说明中阐述本发明，其中，参照附图进行，图中：

图1示出按照第一实施例的系统；

图2示出组合后的数据流；

图3示出按照第二实施例的系统，以及

图4示出用于基于冗余的信息产生数据流的方法的流程图。

在此，在图中通过相同的附图标记表示相同的和功能类似的元件。

具体实施方式

图1示出具有第一控制器12和第二控制器14的系统10，所述系统经由第一电路16与总线控制器18连接。第一线路16具有两个数据输入端16a、16b，其中，第一数据输入端16a借助数据线路A(例如导体电路或者电线)连接在第一控制器12的数据输出端12a上并且第二数据输入端16b借助数据线路B(例如导体电路或电线)连接在第二控制器14的数据输出端14a上。数据线路A、B经由电阻20a、20b(下拉电阻)接地。

第一电路16还具有数据输出端16c，在所述数据输出端上输出逻辑运算的结果。将所述逻辑运算应用到存在于数据输入端16a、16b的逻辑电平，从而在数据输出端16c上输出的逻辑电平由存在于数据输入端16a、16b的逻辑电平产生。如图1中所示，在第一电路16的数据输出端16c上借助于数据线路G连接总线控制器18。然而，要理解的是，代替总线控制器18，也可以将另一种通信合作设备连接在第一电路16的数据输出端16c上。

两个控制器12、14在无错误的运行中被供给冗余的信息并且设置用于将所述信息传输给总线控制器18。例如，如图1中通过虚线象征的那样，两个控制器12、14可以借助于数据线路E连接在共同的信息源或者数据源、例如一个或多个传感器上。控制器12、14还设置用于从信息/数据导出/计算第一和第二数据，所述第一和第二数据在无错误的运行中一致或者以预定的方式不同。

图2为此说明由存在于控制器12、14中的一致的第一和第二数据的部分组合成数据流的过程。在此，控制器12、14中的数据分成相应的部分(例如分成恒定大小的数据字D1至D6)。如图2中说明的那样，数据片段(或者图2中一个数据字)相应地总是仅从其中一个控制器12、14被传输到第一电路16。通过电路16将所述数据片段再次组合成连续的(无间隙的)数据流，该数据流在无错误的运行中不仅与第一数据一致而且与第二数据一致。如果其中一个控制器12、14传输数据，则另一个控制器12、14在无错误的运行中在数据输出端12a、14a上输出空闲电平。在图1中示出的实施方式中，空闲电平相当于隐性逻辑电平，即逻辑1，其中，要理解，也可以使用具有或连接和上拉电阻的反向逻辑。

因此，仅通过两个控制器12、14的配合作用产生有效的数据流。在此，要理解，数据流原则上可以由任意数量的片段(部分)形成，这些片段(部分)由控制器12、14交替提供。此外，要理解，控制器12、14优选同步。所述同步例如可以通过专用的时钟线路或者通过回读数据流进行。

为了回读数据流，系统10具有第二电路22(或者回读线路)，其中，第一控制器12的第一数据输入端12b和第二控制器14的第二数据输入端14b经由第二电路22与第一电路16的数据输出端16c连接。如图1中所示，第二电路22具有数据输出端22c，在所述数据输出端上输出逻辑运算的结果，所述逻辑运算应用于存在于第二电路22的数据输入端22a、22b的逻辑电平。在此，第一数据输入端22a连接在数据线路G或者第一电路16的数据输出端16c上并且第二数据输出端22b连接在总线控制器18的数据输出端上(数据线路H)。

如果经由第一电路16将数据传输到总线控制器18上，则总线控制器18在数据输出端18a上输出空闲电平，从而在第二电路22的数据输出端22c上输出的逻辑电平相当于存在于数据输入端22a上的逻辑电平。如果没有数据经由第一电路16传输到总线控制器18上，则第二电路22能实现从总线控制器18接收数据。

例如，总线控制器18可以经由数据线路F连接在总线上，总线控制器18经由该总线将数据传输给其他总线用户设备或者从其他总线用户设备接收数据。因此，可以经由电路16、22双向通信。在双向通信时，例如可以交换数据电报，其中，由两个控制器12、14协作产生的数据电报经由第一电路16(和总线控制器22)发送到通信合作设备上，该通信合作设备本身以响应电报应答，该响应电报经由第二电路22传递给两个控制器12、14。

如果经由第一电路16将数据传输到总线控制器18上，则控制器12、14至少读入组合后的数据流的、由相应的另一个控制器12、14产生的部分并且检查读入的数据的正确性。因此可以避免上游的交叉通信。如果在读入的数据中确定错误，则相应的控制器12、14(即确定错误的控制器12、14)可以中止经由第一数据输出端12a、14a输出数据。由此，可以迫使在第一电路16的数据输出端16c上输出的数据(或者在第一电路16的数据输出端16c上输出的数据流片段)不(再)对应于预定的格式并且因此能实现在接收器侧发现错误。

例如，总线控制器18可以检查接收的数据流与数据帧格式或者数据电报格式的一致性或者借助于经由整个数据帧或者整个数据电报计算出的冗余的校验值确证一个或多个包含在数据流中的数据电报的可靠性。为了尽可能早地识别错误，可以首先发送包含校验值的数据字符。

备选地或者附加地，相应的控制器12、14(亦即确定错误的控制器12、14)可以阻止经由第一电路16的数据输出端16c输出数据，其方式为，代替空闲电平而在相应的控制器12、14的数据输出端12a、14a上输出反向于空闲电平的显性的逻辑电平，该逻辑电平覆盖另一个控制器12、14的所有隐性的逻辑电平，由此，同样可以迫使在第一电路16的数据输出端16c上输出的数据(或者在第一电路16的数据输出端16c上输出的数据流片段)不(再)对应于预定的格式(并且可以在接收器侧发现错误)。

此外，也可以在一个控制器12、14(例如基于外部的或内部的错误)更换到安全的状态中时，阻止经由第一电路16的数据输出端16c输出数据，其方式为，这样接通电阻24a、24b，使得在一个控制器12、14停止时产生显性的信号电平，所述信号电平阻止剩余的控制器12、14的通信。因此，阻止经由第一电路16传输数据也阻止了经由第二电路22传输数据，因为在该状态下在第一数据输入端22a上存在显性的逻辑电平。反之，如果在无错误的运行中例如等待通信合作设备的应答，则能通过在第一数据输入端22a上施加隐性的逻辑电平实现经由第二电路22的数据的传输。

图3示出系统10的改进的构造方案。该系统与图1中示出的系统10的区别在于，代替第二电路22而设有两个单独的Y形数据线路。一个Y形数据线路连接第一电路16的数据输出端16c与控制器12、14的回读输入端，并且第二Y形数据线路连接总线控制器18的数据输出端与控制器12、14的数据输入端12d、14d，用以将数据从总线控制器18传输至控制器12、14。这能实现相互独立地(且因此同时地)通过控制器12、14输出和读入数据。

此外，图3中示出的系统10与图1中示出的系统10的区别在于，第一电路16扩展有功能监视器26(“看门狗，Watchdog”)。功能监视器26连接在控制器12、14的信号输出端12c、14c上，所述信号输出端能实现在系统10无错误运行时以一信号操控功能监视器26，该信号使得功能监视器26允许数据从控制器12、14传输至总线控制器18。当一个控制器12、14(例如基于外部的或内部的错误)失效或者更换到安全的状态中并且因此不(再)输出用于操控功能监视器26的信号时，控制监视器26阻止数据传输至总线控制器18。

图4示出用于基于冗余的信息产生数据流的方法的流程图，该方法可以在图1和图3中示出的系统10中执行。所述方法以步骤28、30开始，即通过第一控制器12基于第一信息产生第一数据并且通过第二控制器14基于第二信息产生30第二数据14，其中，所述第二信息部分或者完全对应于第一信息。在步骤32中，组合第一数据的第一部分和第二数据的第二部分，用以产生数据流。

在步骤34、36之后，即在通过第一控制器12读入至少数据流的第二数据的第二部分并且通过第二控制器14读入至少数据流的第一数据的第一部分之后，在步骤38中，检查读入的数据的正确性，其中，所述检查包括比较读入的第一数据的第一部分与第二数据的第一部分以及比较读入的第二数据的第二部分与第一数据的第二部分。

如果在比较中确定指向在产生或传输数据时的错误的区别，则阻止经由第一电路16传输其他数据，其方式为，其中一个控制器12、14借助于输出显性的逻辑电平来禁止另一个控制器12、14的数据的传输或者中止自身的数据的传输。

此外，每个控制器12、14设置用于回读其已输出的数据并且与要输出的数据比较。由此可以确定，相应的另一个控制器12、14是否正确输出空闲电平或者是否保持交替的发送并且是否未干扰另一个控制器12、14的通信。

附图标记列表

10 系统

12 控制器

12a 数据输出端

12b 数据输入端

12c 信号输出端

12d 数据输入端

14 控制器

14a 数据输出端

14b 数据输入端

14c 信号输出端

14b 数据输入端

16 电路

16a 输入端

16b 输入端

16c 输出端

18 总线控制器

18a 数据输出端

20a 电阻

20b 电阻

22 电路

24a 电阻

24b 电阻

26 功能监视器

28-38 过程步骤