CN106663079B

CN106663079B - 用于管理通用串行总线上的错误的管理装置

Info

Publication number: CN106663079B
Application number: CN201580037860.5A
Authority: CN
Inventors: M·阿贾杰; A·布瓦瑟里
Original assignee: Peugeot Citroen Automobiles SA
Current assignee: PSA Automobiles SA
Priority date: 2014-07-11
Filing date: 2015-07-02
Publication date: 2020-11-06
Anticipated expiration: 2035-07-02
Also published as: WO2016005683A1; FR3023633A1; CN106663079A; FR3023633B1; EP3167379A1; EP3167379B1

Abstract

本发明涉及一种电子装备，所述电子装备包括主机控制器，所述主机控制器能够控制能够与多个外围设备连接的至少一个通用串行通信端口，其特征在于，与所述端口连接的外围设备中的每个与外围设备监控器(27)相关联，所述外围设备监控器(27)能够确定并且指出所述端口和与所述外围设备监控器相关联的外围设备之间的通信故障，并且，所述主机控制器包括在所有外围设备监控器指出通信故障时使所述通信端口重新初始化的部件。

Description

用于管理通用串行总线上的错误的管理装置

技术领域

本发明涉及串行总线上的数据传输，更具体地涉及传输时的错误管理。

背景技术

通用串行总线(或英语“Universal Serial Bus”的缩写USB)是用于使外围信息设备(英语也称为“USB devices”)与电脑(也称为主机，或英语为“USB host”)连接的串联传输信息总线。

USB演变形成多个版本，每个版本能够以多种模式通信。

USB总线的第一版本以两种模式通信：慢速模式(或“Low Speed”，流量为1.5Mbit/s)或全速模式(或“Full Speed”，流量为12Mbit/s)：

USB总线的第二版本还包括第三模式(称为“High Speed(高速)”，流量为480Mbit/s)。

所述USB总线基于令牌环(或“Token Ring”)运行，每个网络节点通过该令牌环依次布置在总线上。

在所有被连接外围设备之间，带宽在时间上共享。在多个传输能够发生期间，时间被细分成多个帧或微帧。

主机和外围设备之间的通信根据协议进行，所述协议基于主机对每个外围设备的依次询问。当主机希望与外围设备通信时，所述主机发送表示外围设备的令牌(数据包，所述数据包包含所述外围设备的地址，所述地址被七位编码)。如果所述外围设备在所述令牌中识别出所述外围设备的地址，所述外围设备发出数据包作为回复。

USB限定了不同类型的传输：控制传输(用于外围设备的列举和配置)、中断传输(用于提供具有较小反应时间的少量信息)、等时传输、以及批量传输(用于传输大量信息)。

能够将主机与外围设备之间的通信构造成多个逻辑通道(管道和端点)以简化对USB端口的外围设备的控制。

USB没有限定能够轻易管理传输错误的部件。例如，对于存在与播放器连接的音乐库的U盘，如果在线束上发生短暂的物理故障(振动、冲击、或其它)，播放器不再能够播放后续的音乐，该音乐暂停。

用户因此被迫断开该U盘并且将该U盘重新连接以使通信重新初始化，或者被迫重新启动音乐播放器。

由文件US2006/0236003已知一种用于控制USB联结的方法和系统。然而，这种解决方案不能够克服传输错误。

发明内容

因此，本发明的目的在于克服上述问题。为此，本发明更确切地提出一种电子装备，所述电子装备包括主机，所述主机能够控制能够与多个外围设备连接的至少一个通用串行通信端口，其特征在于，与所述通信端口连接的外围设备中的每个与一个外围设备监控器相关联，所述外围设备监控器能够确定并且指出所述通信端口和与所述外围设备监控器相关联的外围设备之间的通信故障，并且，所述主机包括在所有外围设备监控器指出通信故障时使所述通信端口重新初始化的部件。

在与所有外围设备通信失败的情况下，本发明能够禁用USB端口以获得电消耗的节省。

有利地，使所述通信端口重新初始化的部件是有限状态自动机。

有利地，所述有限状态自动机包括至少三种状态：

-初始化状态，所述初始化状态对应于主机与外围设备之间的通信的初始化，

-标称状态，所述标称状态对应于具有主机与外围设备之间的标称流量的通信。

-外围设备错误状态，所述外围设备错误状态对应于主机与外围设备之间的通信故障。

有利地，所述有限状态自动机还包括降级状态，所述降级状态对应于具有主机与外围设备之间的降级流量的通信，所述降级流量小于标称流量。

通过设置降级状态，本发明能够在产生故障时建立降级模式的通信，而不是丢失通信。

有利地，所述有限状态自动机还包括错误状态，所述错误状态对应于主机和与主机连接的所有外围设备之间的通信故障。

该特征能够在与所有外围设备通信失败的情况下轻易地实施USB端口的禁用。

有利地，在检测到主机与外围设备之间的通信故障之后，所述有限状态自动机从标称状态切换到降级状态。

有利地，在检测到主机与外围设备之间的通信故障之后，所述有限状态自动机从降级状态切换到外围设备错误状态。

有利地，在第一预定条件实现之后，所述有限状态自动机从降级状态切换到标称状态。

这能够例如在降级模式下的预定时间之后将具有降级流量的通信重新建立成具有标称流量。

有利地，在第二预定条件实现之后，所述有限状态自动机从外围设备错误状态切换到降级状态。

这能够例如在通信中断后的预定时间之后将中断的通信重新建立成具有降级流量，而无需用户的介入。

本发明还涉及一种车辆，所述车辆包括根据本发明的装置。

附图说明

通过阅读以下详细说明和附图，本发明的其它特征和优点将更加清楚，在附图中：

-图1示出了网络的示意图；

-图2示出了自动机的示意图，该示意图描述了根据本发明的监控器的运行。

具体实施方式

附图不仅可用于补充本发明，必要时还有助于限定本发明。

图1示出了网络的示意图。该网络借助于USB联结将主机11与第一外围设备12以及与第二外围设备13联接。

在该示例中，外围设备的数量限制为二。但网络的外围设备数量的改变不超出本发明的范围。

在下文中，作为非限制性示例，认为主机11是机动车辆的计算机。但本发明并不限制于该实施方式。事实上，本发明涉及包括USB连接器和USB主机控制器的任何计算机。

在下文中，作为非限制性示例，认为第一外围设备12也是机动车辆的计算机。但本发明并不限制于该实施方式。事实上，本发明涉及包括USB连接器和USB外围设备控制器的任何计算机。

第二外围设备13例如为(硬盘类型的)外围存储设备。

参考图2，监控器20为自动机，所述自动机包括以下状态：

-“睡眠”21，USB低层未被初始化；

-“初始化”22：USB低层被初始化并且等待外围设备12的连接；

-“标称”：主机11与外围设备12之间的高速流量的功能性USB通信；

-“降级”：主机11与外围设备12之间的全速流量的功能性USB通信；

-“错误_x”：与外围设备12的通信被禁用；

-“错误”：和与主机11的USB端口连接的所有外围设备12、13的通信被禁用。USB端口被禁用。

注意到，在通信模型中通常区分七层(“物理”层、“数据链路”层、“网络”层、“传输”层、“会话”层、“表示”层和“应用”层)。前三层被称为硬件层或低层，而后四层被称为高层或上层。

“睡眠”状态21对应于非功能性USB网络。在将主机11接上电压之后，USB网络的监控器20处于“睡眠”状态21。

当上部软件层需要使用USB网络时，监控器20转换到“初始化”状态22。该状态对应于USB网络的低层的初始化。

因此，监控器20被设为等待USB外围设备12的连接。

当检测到USB外围设备12时，监控器20转换到“标称”状态23。

在进入“标称”状态23时，监控器20将与USB外围设备12的通信初始化成具有标称流量。

在失败的情况下，监控器20转换到“降级”状态。

相反，如果通信被正确建立成具有标称流量，监控器20保持在“标称”状态23下。

如果当主机11处于“标称”状态23下时发生网络故障(例如通信丢失)，网络监控器20转换到“降级”状态24。

在“降级”状态24下，监控器20将与外围设备12的通信初始化成具有降级流量。

在失败情况下，所述监控器转换到“错误_x”状态25。

如果通信被正确建立成具有降级流量，外围设备12保持在“降级”状态25下。

如果当主机11处于“降级”状态24下时发生网络故障(例如通信丢失)，网络监控器20转换到“错误_x”状态25。

在“错误_x”状态25下，与外围设备12的连接被禁用，并且主机11与外围设备12之间不可能存在任何通信。

“初始化”、“标称”、“降级”和“错误_x”状态被组合在“子自动机”27中，所述子自动机被称为仅涉及单一外围设备的外围设备监控器。

网络监控器20需实施和与USB端口相连接的外围设备同样多的外围设备监控器27的状态。

当所有外围设备被宣告处于“错误_x”状态时(换言之，当所有外围设备监控器27处于“错误_x”状态25下时)，监控器20转换到“错误”状态26。在该状态下，主机11禁用USB端口。

在本发明的实施变型中，当监控器20转换到“错误”状态26时，该“错误”状态使USB低层重新初始化然后转换到“初始化”状态22。

当上软件层不再需要使用USB网络时，无论主机与外围设备12、13之间的连接状态如何，监控器20转换到“睡眠”状态21。

根据本发明的实施变型，当主机11处于“降级”状态24下时并且在条件实现之后(例如在预定时间过去之后)，网络监控器20转换到“标称”状态23。

根据本发明的实施变型，当主机11处于“错误_x”状态下时并且在条件实现之后(例如在预定时间过去之后)，网络监控器20转换到“降级”状态24。

Claims

1.一种电子装备，所述电子装备包括主机(11)，所述主机能够控制能够与多个外围设备(12，13)连接的至少一个通用串行通信端口，其特征在于，与所述通信端口连接的外围设备(12，13)中的每个与各自的外围设备监控器(27)相关联，所述外围设备监控器(27)能够确定并且指出所述通信端口和与所述外围设备监控器相关联的单一外围设备之间的通信故障，所述通信故障为通信丢失，并且，所述主机(11)包括在所有外围设备监控器指出通信故障时使所述通信端口重新初始化的部件。

2.根据权利要求1所述的电子装备，其特征在于，使所述通信端口重新初始化的部件是有限状态自动机(20)。

3.根据权利要求2所述的电子装备，其特征在于，所述有限状态自动机(20)包括至少三种状态：

-初始化状态(22)，所述初始化状态对应于主机(11)与外围设备(12)之间的通信的初始化，

-标称状态(23)，所述标称状态对应于具有主机(11)与外围设备(12)之间的标称流量的通信，

-外围设备错误状态(25)，所述外围设备错误状态对应于主机(11)与外围设备(12)之间的通信故障。

4.根据权利要求3所述的电子装备，其特征在于，所述有限状态自动机还包括降级状态(24)，所述降级状态对应于具有主机(11)与外围设备(12)之间的降级流量的通信，所述降级流量小于标称流量。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的电子装备，其特征在于，所述有限状态自动机(20)还包括错误状态(26)，所述错误状态对应于主机(11)和与主机(11)连接的所有外围设备(12，13)之间的通信故障。

6.根据权利要求4所述的电子装备，其特征在于，在检测到主机(11)与外围设备之间的通信故障之后，所述有限状态自动机(20)从标称状态(23)切换到降级状态(24)。

7.根据权利要求4所述的电子装备，其特征在于，在检测到主机(11)与外围设备之间的通信故障之后，所述有限状态自动机(20)从降级状态(24)切换到外围设备错误状态(25)。

8.根据权利要求4所述的电子装备，其特征在于，在第一预定条件实现之后，所述有限状态自动机(20)从降级状态(24)切换到标称状态(23)。

9.根据权利要求4所述的电子装备，其特征在于，在第二预定条件实现之后，所述有限状态自动机(20)从外围设备错误状态(25)切换到降级状态(24)。

10.一种车辆，所述车辆包括根据权利要求1至9中任一项所述的电子装备。