VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUM SERIELLEN ÜBERTRAGEN VON DATEN ZWISCHEN

ZWEI KOMMUNIKATIONSPARTNERN

Beschreibungsteil

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum seriellen Übertragen von Daten zwischen einem ersten Kommunikationspartner und einem zweiten

Kommunikationspartner sowie verfahrensgemäße Vorrichtungen.

Bekannt sind Verfahren und Vorrichtungen zum seriellen Übertragen von Daten. Dabei wird üblicherweise über eine Datenleitung eine Vielzahl von Datenworten nacheinander übertragen. Um die Verständigung zwischen einem Sender und einem Empfänger der seriellen Datenübertragung zu gewährleisten, werden diese mit einer gemeinsamen nominalen Baudrate betrieben und aufeinander synchronisiert. Dabei ist es möglich, neben den eigentlichen zu übertragenden Daten auch ein gemeinsames taktgebendes Signal zu übertragen bzw. dem Sender und Empfänger zur Synchronisation Verfügung zu stellen. Das taktgebende Signal kann in dem Empfänger, dem Sender oder in einem weiteren Bauelement generiert werden und über eine separate Taktleitung zwischen dem Sender und dem Empfänger oder von dem weiteren Bauelement an den Sender und an den Empfänger jeweils separat übertragen werden. Bei diesen Ausgestaltungen ist also neben einer zum Übertragen der Daten vorgesehenen Strecke auch eine weitere Strecke zum Übertragen des taktgebenden Signals vorgesehen.

Aufgabe der Erfindung ist es, das Übertragen von Daten zwischen zwei

Kommunikationspartnern zu vereinfachen, insbesondere eine elektromagnetische Verträglichkeit zu verbessern und/oder ein Verdrahtungsaufwand zu reduzieren.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden zunächst die Daten mittels des ersten Kommunikationspartners bereitgestellt. Diese bereitgestellten Daten werden über eine serielle Datenstrecke übertragen. Das Übertragen der Daten erfolgt in Abhängigkeit eines Signals einer weiteren seriellen Datenstrecke. Beispielsweise startet das

Übertragen erst wenn das Signal der weiteren seriellen Datenstrecke anliegt. Bei dem Signal kann es sich um ein Steuersignal der weiteren seriellen Datenstrecke handeln, beispielsweise um ein Signal zum Einleiten und/oder Synchronisieren einer

Kommunikation über die weitere serielle Datenstrecke und/oder zum Steuern von Sendern und Empfängern der weiteren seriellen Datenstrecke. Insbesondere können beide Kommunikationspartner über die seriellen Datenstrecke und die weitere serielle Datenstrecke miteinander verbunden sein, beispielsweise um unterschiedliche

Kommunikationsaufgaben zu erledigen. Vorteilhaft kann in Form des Signals der weiteren seriellen Datenstrecke eine Information für die serielle Datenstrecke verwendet werden, die beiden Kommunikationspartnern vorliegt, insbesondere eine Information über einen Zeitpunkt liefert. Dadurch kann insbesondere eine Synchronisation erfolgen, die sonst einen zusätzlichen Aufwand, beispielsweise in Form einer zusätzlichen Übertragung eines Taktsignals erfordern würde. Dadurch können eine

elektromagnetische Verträglichkeit verbessert und ein Verdrahtungsaufwand reduziert werden. Insbesondere können an den Kommunikationspartnern Pins entfallen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird das Übertragen der Daten gestartet, wenn über die weitere serielle Datenstrecke ein chip select Signal übertragen wird. Chip-Select-Signale, auch bekannt als slave select oder slave transmit enable werden bei Datenstrecken verwendet, die unter der Bezeichnung SPI-Schnittstelle bekannt sind. Mittels des Steuersignals können einzelne Slaves selektiert werden und mit diesen Daten ausgetauscht werden, insbesondere bidirektional. Die weitere serielle Datenstrecke kann entsprechend als SPI-Schnittstelle ausgeführt sein. Die serielle Schnittstelle kann nach einem anderen Standard beziehungsweise Protokoll Daten übertragen, beispielsweise unter den Bezeichnungen universeller asynchroner

Empfänger und Sender oder UART bekannt. Die Kommunikationspartner verfügen also datentechnisch jeweils über zwei verschiedene serielle Schnittstellen mit

unterschiedlichen Übertragungsprotokollen beziehungsweise tauschen Daten über zwei unterschiedliche Datenstrecken aus. Vorteilhaft wird das als chip select übertragene Signal der einen Datenstrecke zum Steuern, insbesondere Starten der Kommunikation, der anderen Datenstrecke mit verwendet. Dadurch können der Verdrahtungsaufwand verringert und die elektromagnetische Verträglichkeit verbessert werden. Gemäß einer Alternative ist es denkbar, dass das Signal ein Taktsignal aufweist, also die serielle Datenstrecke das Taktsignal der weiteren seriellen Datenstrecke zum Übertragen der Daten verwendet. Die serielle Datenstrecke kann dadurch auf ein eigenes Taktsignal versichten, insbesondere auf eine Übertragung des Taktsignals über eine sonst erforderliche zusätzliche Leitung.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens erfolgen ein Empfangen der Daten als Messdaten einer Messvorrichtung, ein Umsetzen der Daten von einem Messprotokoll in ein Übertragungsprotokoll der seriellen Datenstrecke und ein

Übertragen der umgesetzten Daten über die serielle Datenstrecke. Die Messdaten werden vor dem Übertragen umgesetzt, also an das Übertragungsprotokoll angepasst und für die Übertragung bereitgestellt. Die eigentliche Übertragung erfolgt in

Abhängigkeit des Signals der weiteren seriellen Datenstrecke. Vorzugsweise erfolgt dies durch den ersten Kommunikationspartner, also den Sender der Daten. Der Empfänger, also der zweite Kommunikationspartner, kann in Kenntnis des Signals die gesendeten Daten richtig interpretieren. Der erste Kommunikationspartner ist insbesondere als anwendungsspezifische integrierte Schaltung und der zweite

Kommunikationspartner als Standardbauteil ausgeführt. Vorteilhaft kann das

Standardbauteil, vorzugsweise ein MikroController, des zweiten

Kommunikationspartners entlastet werden. Die Umsetzung, Abtastung und/oder Aufbereitung der Messdaten der Messvorrichtung kann bereits in der

anwendungsspezifischen integrierten Schaltung des ersten Kommunikationspartners abgearbeitet werden. Bei der Messvorrichtung handelt es sich vorzugsweise um einen Drehmomentsensor, der Daten in einem entsprechenden Protokoll liefert, insbesondere in einem PAS-Protokoll (Pedal Assist Sensor Protocol). Dieses kann mittels des ersten Kommunikationspartners in ein Protokoll der seriellen Datenstrecke umgesetzt werden, insbesondere in ein UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter)-Protokoll.

Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens erfolgt vor dem Übertragen ein Zwischenspeichern der umgesetzten Daten in einem Zwischenspeicher. Die

Datenübertragung erfolgt in Abhängigkeit des Signals der weiteren seriellen

Datenstrecke, wird insbesondere erst dann gestartet, wenn dieses über diese übertragen wird. Vorteilhaft können die insbesondere kontinuierlich anfallenden

Messdaten kontinuierlich in die Daten umgesetzt werden und solange in den

Zwischenspeicher eingelesen und in diesem zwischengespeichert werden, bis die Übertragung über die serielle Schnittstelle mittels des Signals gestartet wird.

Bei dem Zwischenspeicher handelt es sich vorzugsweise um einen First-In-First-Out- Speicher. Dies bietet den Vorteil, dass der Zwischenspeicher im Sinne einer

Warteschlange befüllt und zum Übertragen der Daten solange wieder entleert werden kann, bis dieser leer ist. Die Reihenfolge eines Datenstroms der Daten bleibt erhalten. Außerdem liegt damit gleich eine Information vor, wann die Übertragung der Daten über die serielle Datenstrecke wieder zu beenden ist. Die Datenübertragung wird beendet sobald der First-In-First-Out-Speicher wieder leer ist.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel des Verfahrens wird ein die Daten

aufweisendes Datenwort übertragen. Die serielle Datenstrecke ist insbesondere als UART Datenstrecke ausgelegt und kann vorteilhaft unterschiedliche Wortlängen aufweisen. Die Wortlänge kann an den Inhalt des Zwischenspeichers angepasst werden. Bevorzugt ist es denkbar, den gesamten Inhalt des Zwischenspeichers in das Datenwort zu verpacken und als dieses zu übertragen. Es ist jedoch auch denkbar, den Inhalt in mehrere der Datenworte zu verpacken. Das Signal, insbesondere ein Negative- Chip-Select-Signal zum Starten der Datenübertragung kommt von der weiteren seriellen Datenstrecke, die als SPI Datenstrecke ausgelegt ist. Insbesondere wird bei jeder SPI- Kommunikation jeweils ein UART-Datenwort übertragen, insbesondere solange bis der Zwischenspeicher leer ist.

Bevorzugt weisen die Daten zumindest ein Prüfdatum auf. Die Daten werden

insbesondere aus den Messdaten der Messvorrichtung aufbereitet, wobei diese das Prüfdatum aufweisen können. Vorteilhaft kann eine entsprechende Auswertung, Umsetzung und/oder Verarbeitung des Prüfdatums bereits in dem ersten

Kommunikationspartner, der insbesondere anwendungsspezifisch aufgebaut ist, erfolgen. Dadurch können eine Auslastung des zweiten Kommunikationspartners, der insbesondere als Standardbauteil aufgebaut ist, und/oder die serielle Datenstrecke entlastet werden. Es muss nur ein Ergebnis der Auswertung des Prüfdatums übertragen werden. Insbesondere wird ein einzelnes Fehlerbit den Daten hinzugefügt, beispielsweise mit dem Wert„0" für kein Fehler und mit dem Wert„1 " für es liegt ein Fehler vor. Vorzugsweise wird das Fehlerbit dem Datenwort hinzugefügt und mit diesem mitübertragen. Dadurch fällt nur ein minimaler Mehraufwand zum Übertragen der Fehlerinformation an.

Die Aufgabe ist außerdem durch eine Steuerung gelöst. Die Steuerung weist

vorzugsweise zumindest zwei Kommunikationspartner auf, zwischen denen die Daten seriell übertragen werden. Die Steuerung ist insbesondere Teil eines Lenksystems eines Fahrzeugs und ist eingerichtet, programmiert und/oder ausgelegt zum

Durchführen eines vorab beschriebenen Verfahrens. Die Steuerung kann als ein einzelnes Bauteil des Fahrzeugs vorgesehen sein oder mehrere räumlich voneinander getrennt angeordnete Komponenten aufweisen. Es ergeben sich die vorab

beschriebenen Vorteile.

Die Aufgabe ist schließlich durch ein Lenksystem mit einer vorab beschriebenen

Steuerung und/oder eingerichtet, programmiert, ausgelegt und/oder konstruiert zum Durchführen eines vorab beschriebenen Verfahrens gelöst. Es ergeben sich die vorab beschriebenen Vorteile.

Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Lenksystems in einem Fahrzeug, mit einer Steuerung; und

Fig. 2 ein Blockschaltbild eines Teils des in Fig. 1 dargestellten Lenksystems mit einer Messvorrichtung und zwei der Messvorrichtung nachgeschalteten

Kommunikationspartnern.

In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Das in Fig. 1 dargestellte Lenksystem 1 für ein Fahrzeug umfasst ein Lenkrad 2, eine Lenkspindel bzw. -welle 3, ein Lenk- bzw. Getriebegehäuse 4 und ein Lenkgestänge mit einer Lenkzahnstange 5, über die eine Lenkbewegung auf die lenkbaren Räder 6 des Fahrzeugs übertragen wird. Das Getriebegehäuse 4 nimmt ein Lenkgetriebe 8 mit einem Lenkritzel und der Lenkzahnstange 5 auf, wobei das Lenkritzel drehfest mit der Lenkwelle 3 verbunden ist und mit der Lenkzahnstange 5 kämmt.

Der Fahrer gibt über das Lenkrad 2, mit dem die Lenkwelle 3 fest verbunden ist, einen Lenkwinkel ÖL vor, der im Lenkgetriebe 8 im Getriebegehäuse 4 auf die

Lenkzahnstange 5 des Lenkgestänges übertragen wird, woraufhin sich an den lenkbaren Rädern 6 ein Radlenkwinkel δν einstellt.

Zur Unterstützung des vom Fahrer aufgebrachten Handmoments dient ein elektrischer Servomotor 7, über den ein Servomoment in das Lenkgetriebe 8 eingespeist werden kann. Anstelle eines elektrischen Servomotors kann auch eine hydraulische

Unterstützungseinrichtung vorgesehen sein, beispielsweise eine Hydraulikpumpe, die durch einen Verbrennungsmotor angetrieben wird und ein hydraulisches Lenksystem speist.

Der elektrische Servomotor 7 wird über Stellsignale eines Lenksteuergerätes 9 einer Steuerung 10 zur Steuerung und/oder Regeln des Lenksystems 1 angesteuert, in dem Sensorsignale eines Lenkwinkelsensors verarbeitet werden. Des Weiteren können auch die Signale eines Lenkmomentsensors an das Lenksteuergerät weitergeleitet werden und in dem Lenksteuergerät 9 verarbeitet werden. Die Datenkommunikation innerhalb des Lenksteuergeräts 9 und/oder zwischen dem Lenksteuergerät 9 und Sensoren kann seriell erfolgen, insbesondere gemäß unterschiedlichen seriellen

Übertragungsstandards, z.B. bekannt unter den Bezeichnungen„UART" (Universal Asynchronous Receiver Transmitter) und/oder„SPI" (Serial Peripheral Interface). Mittels der Steuerung 10 erfolgt insbesondere die serielle Datenübertragung zwischen einem ersten Kommunikationspartner 1 1 und einem zweiten Kommunikationspartner 12. Der erste Kommunikationspartner 1 1 kann in Form einer anwenderspezifischen integrierten Schaltung ausgeführt sein, insbesondere in dem Lenksteuergerät 9 der Steuerung 10. Bei dem zweiten Kommunikationspartner 12 kann es sich beispielsweise um ein Standardbauteil handeln. Mittels eines Doppelpfeils 17 ist in Fig. 1 die serielle

Datenübertragung zwischen den Kommunikationspartnern 1 1 und 12 symbolisiert. Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild eines Teils der Steuerung 10 des in Fig. 1 dargestellten Lenksystems 1 mit einer Messvorrichtung 17 des Lenksystems 1 und den

Kommunikationspartnern 1 1 und 12.

In der Messvorrichtung 17 werden Daten 13 generiert, die Messdaten 18 und ein Prüfdatum 21 aufweisen, beispielsweise einen CRC (Cyclic Redundancy Check). Die Messvorrichtung ist beispielsweise als Drehmomentsensor ausgelegt und liefert die Messdaten 18 in einem PAS-Protokoll (Pedal-Assist-Sensor) und das Prüfdatum, um eventuell auftretende Fehler zu signalisieren. Der Messvorrichtung 17 ist dem ersten Kommunikationspartner 1 1 datentechnisch nachgeschaltet, der die Daten 13 über insgesamt drei Pins empfängt, nämlich eine Erdungsleitung 22, eine

Versorgungsleitung 23, in die ein Shuntwiderstand 24 geschaltet ist, und eine dem Shuntwiderstand 24 parallel geschaltete Parallelleitung 25.

Der erste Kommunikationspartner 1 1 weist eine Datenverarbeitungseinheit 26 auf, mittels der die Daten 13 beziehungsweise ein die Daten 13 aufweisenden

Ausgangssignal der Messvorrichtung 17 abgetastet und von dem PAS-Protokoll in ein UART-Protokoll (Universal Asynchronous Receiver Transmitter) für eine spätere Übertragung über eine serielle Datenstrecke 14 umgesetzt werden. Dem ersten

Kommunikationspartner 1 1 ist insbesondere über die serielle Datenstrecke 14 ein zweiter Kommunikationspartner 12 der Steuerung 10 nachgeschaltet. Außerdem ist der seriellen Datenstrecke 14 eine weitere serielle Datenstrecke 16 parallel geschaltet, die ein anderes Übertragungsprotokoll verwendet, vorzugsweise als SPI-Datenstrecke ausgelegt ist. Dementsprechend kann die weitere serielle Datenstrecke 16 vier nicht näher dargestellte Übertragungsleitungen aufweisen, eine Dateneingangsleitung, eine Datenausgangsleitung, eine gegebenenfalls vorgesehene Taktsignalleitung und eine Steuerleitung zur Übertragen eines Signals 15, insbesondere Chip-Select-Signals.

Der Datenaufbereitung 26 des ersten Kommunikationspartners 1 1 ist ein

Zwischenspeicher 20 nachgeschaltet. In diesem werden die nun umgesetzte Daten 19 aufweisenden Daten 13, also vorbereitet für eine Übertragung nach dem UART- Protokoll, zwischengespeichert. Bevorzugt handelt es sich bei dem Zwischenspeicher 20 um einen First-In-First-Out-Speicher, wobei zuerst eingespeicherte Daten zuerst wieder ausgelesen werden. Der Zwischenspeicher 20 realisiert also insbesondere eine Art Warteschlage vor der Übertragung der Daten 13 über die serielle Datenstrecke 14.

Die Übertragung über die serielle Datenstrecke 14 beginnt jedoch erst, wenn das Signal 15 der weiteren seriellen Datenstrecke 16 anliegt, das insbesondere als Steuersignal, insbesondere Chip-Select ausgeführt ist beziehungsweise einen solchen aufweist. Bei dem Signal 15 kann es sich je nach Auslegung der weiteren seriellen Datenstrecke 16 um ein negatives Chip-Select-Signal handeln. Sobald der Zwischenspeicher 20 leer ist, wird die Übertragung wieder beendet. Es ist denkbar, dass die Datenaufbereitung zumindest ein über die serielle Datenstrecke 14 übertragbares Datenwort,

beziehungsweise Frame, in den Zwischenspeicher 20 einliest, das dann durch das Signal 15 gestartet übertragen wird. Es ist auch denkbar, dass mehrere Worte eingelesen werden, die dann nach einem bestimmten Muster nacheinander übertragen werden. Das Datenwort kann bevorzugt um das Prüfdatum 21 erweitert werden.

Besonders bevorzugt kann das Prüfdatum 21 , das beispielsweise mehrere zyklisch gesendete Bits aufweist, in der Datenaufbereitung 26 in ein einzelnes Prüfbit, beispielsweise mit den Werten„0" für in Ordnung und„1 " für nicht in Ordnung

aufbereitet werden. Dieses kann auf einfache Art und Weise an das Datenwort beziehungsweise UART-Datenwort angehängt und mitübertragen werden. Dadurch kann der zweite Kommunikationspartner 12 von dieser Aufgabe entlastet werden.

Der erste Kommunikationspartner weist bevorzugt einen eigenen Taktgeber 27 auf, der für die Datenaufbereitung 26, insbesondere die Abtastung, das Zwischenspeichern und/oder das Senden der Daten 13 über die serielle Datenstrecke 14 verwendbar ist. Der Taktgeber kann eine Frequenz von 8 MHz, insbesondere zwischen 4 und 12 MHz, vorzugsweise zwischen 6 und 10 MHz aufweisen. Dadurch kann eine schnelle und genaue Verarbeitung und/oder Übertragung der Daten 13 erfolgen.

Besonders bevorzugt werden die Daten 13 also zuerst durch den eigenen Taktgeber 27 getaktet in der Datenaufbereitung 26 verarbeitet, in dem Zwischenspeicher 20 zwischengespeichert und dann in Abhängigkeit des Signals 15, insbesondere gestartet durch das Signal 15, über die serielle Datenstrecke 14 von dem ersten

Kommunikationspartner 1 1 an den zweiten Kommunikationspartner 12 übertragen. Es ist ersichtlich, dass dazu keine separate Übertragung eines Taktsignals zwischen den Kommunikationspartnern 1 1 und 12 erforderlich ist, da der Taktgeber 27 zur Verfügung steht und zur Synchronisation das beiden Kommunikationspartnern 1 1 und 12 zur Verfügung stehende Signal 15 der weiteren seriellen Datenstrecke 16 verwendbar ist. Die Übertragung der Daten 13 über die serielle Datenstrecke 14 erfolgt also vorteilhaft taktsignalübertragungsfrei. Gemäß einer Alternative kann für das Senden der Daten 13 auch ein Takt der weiteren seriellen Datenstrecke 16 verwendet werden. Auch dann kann das Übertragen über die serielle Datenstrecke 14 taktsignalübertragungsfrei erfolgen. Es können eine Reduzierung der Pins an dem ersten Kommunikationspartner 1 1 , eine Reduzierung einer elektromagnetischen Abstrahlung, eine Vereinfachung eines Layout-Designs der Steuerung 10 erzielt werden. Außerdem ist aufgrund der

Datenaufbereitung 26 eine Kompatibilität mit der Messvorrichtung 17, die insbesondere als Standardbauteil bereits verfügbar ist, gegeben. Eine speziell angepasste

Messvorrichtung 17, insbesondere mit einem angepassten Protokoll, ist also nicht erforderlich.

Bezugszeichenliste

1 Lenksystem

2 Lenkrad

3 Lenkwelle

4 Getriebegehäuse

5 Lenkzahnstange

6 Vorderrad

7 elektrischer Servomotor

8 Lenkgetriebe

9 Lenksteuergerät

10 Steuerung

1 1 erster Kommunikationspartner

12 zweiter Kommunikationspartner

13 Daten

14 serielle Datenstrecke

15 Signal

16 weitere serielle Datenstrecke

17 Messvorrichtung

18 Messdaten

19 umgesetzte Daten

20 Zwischenspeicher

21 Prüfdatum

22 Erdungsleitung

23 Versorgungsleitung

24 Shuntwiderstand

25 Parallelleitung

26 Datenaufbereitung

27 Taktgeber