DE102018214960A1 - Subscriber station for a serial bus system and method for sending a message in a serial bus system - Google Patents

Subscriber station for a serial bus system and method for sending a message in a serial bus system Download PDF

Info

Publication number
DE102018214960A1
DE102018214960A1 DE102018214960.7A DE102018214960A DE102018214960A1 DE 102018214960 A1 DE102018214960 A1 DE 102018214960A1 DE 102018214960 A DE102018214960 A DE 102018214960A DE 102018214960 A1 DE102018214960 A1 DE 102018214960A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
bus
data
message
state
operating mode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102018214960.7A
Other languages
German (de)
Inventor
Steffen Walker
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE102018214960.7A priority Critical patent/DE102018214960A1/en
Priority to PCT/EP2019/071596 priority patent/WO2020048741A1/en
Publication of DE102018214960A1 publication Critical patent/DE102018214960A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00Data switching networks
    • H04L12/28Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/40Bus networks
    • H04L12/40169Flexible bus arrangements
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00Data switching networks
    • H04L12/28Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/40Bus networks
    • H04L12/40006Architecture of a communication node
    • H04L12/40032Details regarding a bus interface enhancer
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00Data switching networks
    • H04L12/28Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/40Bus networks
    • H04L2012/40208Bus networks characterized by the use of a particular bus standard
    • H04L2012/40215Controller Area Network CAN

Abstract

Es ist eine Teilnehmerstation (20; 30) für ein Bussystem (1) und ein Verfahren zum Senden einer Nachricht mit unterschiedlichen Bitraten in einem Bussystem (1) bereitgestellt. Die Teilnehmerstation (20; 30) umfasst eine Sende-/Empfangseinrichtung (22; 32) zum seriellen Senden einer Nachricht (5) auf eine Busleitung (3) an mindestens eine weitere Teilnehmerstation (10; 20; 30) des Bussystems (1) oder zum seriellen Empfangen einer Nachricht (5) von der Busleitung (3), wobei die Sende-/Empfangseinrichtung (22; 32) ausgestaltet ist, zum seriellen Senden und/oder zum seriellen Empfangen der Nachricht (5) zwischen einer ersten Betriebsart und einer zweiten Betriebsart zu schalten, wobei die Sende-/Empfangseinrichtung (22; 32) in der ersten Betriebsart ausgestaltet ist, einen ersten und zweiten Datenzustand jeweils als Buszustand (DF1, DF3; DF1, DF2) mit unterschiedlichen Buspegeln für zwei Busadern (41, 42) der Busleitung (3) zu erzeugen, und wobei die Sende-/Empfangseinrichtung (22; 32) in der zweiten Betriebsart ausgestaltet ist, zusätzlich zu dem ersten und zweiten Datenzustand einen dritten Datenzustand als Buszustand (DF1, DF2, DF3) mit einem Buspegel für die zwei Busadern (41, 42) der Busleitung (3) zu erzeugen, der sich von den Buspegeln für den ersten und zweiten Datenzustand (DF1, DF2) unterscheidet.A subscriber station (20; 30) for a bus system (1) and a method for sending a message with different bit rates are provided in a bus system (1). The subscriber station (20; 30) comprises a transceiver (22; 32) for the serial transmission of a message (5) on a bus line (3) to at least one other subscriber station (10; 20; 30) of the bus system (1) or for serial reception of a message (5) from the bus line (3), the transceiver (22; 32) being designed, for serial transmission and / or serial reception of the message (5) between a first operating mode and a second To switch the operating mode, the transmitting / receiving device (22; 32) being designed in the first operating mode, a first and a second data state each as a bus state (DF1, DF3; DF1, DF2) with different bus levels for two bus wires (41, 42) to generate the bus line (3), and wherein the transmitting / receiving device (22; 32) is designed in the second operating mode, in addition to the first and second data state, a third data state as bus state (DF1, DF2, DF3) with a bus level forto generate the two bus wires (41, 42) of the bus line (3), which differs from the bus levels for the first and second data states (DF1, DF2).

Description

Technisches GebietTechnical field

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Teilnehmerstation für ein serielles Bussystem und ein Verfahren zum Senden einer Nachricht in einem seriellen Bussystem, das mit hoher Datenrate und großer Fehlerrobustheit arbeitet.The present invention relates to a subscriber station for a serial bus system and a method for sending a message in a serial bus system which operates with a high data rate and a high level of error tolerance.

Stand der TechnikState of the art

Für die Kommunikation zwischen Sensoren und Steuergeräten, beispielsweise in Fahrzeugen, wird häufig ein Bussystem eingesetzt, in welchem Daten als Nachrichten im Standard ISO11898-1:2015 als CAN Protokoll-Spezifikation mit CAN FD übertragen werden. Die Nachrichten werden zwischen den Busteilnehmern des Bussystems, wie Sensor, Steuergerät, Geber, usw., übertragen.A bus system is frequently used for communication between sensors and control devices, for example in vehicles, in which data is transmitted as messages in the ISO11898-1: 2015 standard as a CAN protocol specification with CAN FD. The messages are transmitted between the bus participants in the bus system, such as sensors, control units, transmitters, etc.

Mit steigender Anzahl an Funktionen einer technischen Anlage bzw. eines Fahrzeugs, nimmt auch der Datenverkehr im Bussystem zu. Noch dazu ist es oft gefordert, dass die Daten schneller vom Sender zum Empfänger zu übertragen sind als bisher. Folge davon ist, dass die geforderte Bandbreite des Bussystems weiter steigen wird.With an increasing number of functions of a technical system or a vehicle, the data traffic in the bus system also increases. In addition, it is often required that the data can be transferred from the sender to the receiver faster than before. The consequence of this is that the required bandwidth of the bus system will continue to increase.

Um Daten mit höherer Bitrate übertragen zu können als bei CAN, wurde im CAN FD Nachrichten-Format eine Option zur Umschaltung auf eine höhere Bitrate innerhalb einer Nachricht geschaffen. Bei solchen Techniken wird die maximal mögliche Datenrate durch Einsatz einer höheren Taktung im Bereich der Datenfelder über einen Wert von 1 MBit/s hinaus gesteigert. Solche Nachrichten werden nachfolgend auch als CAN FD-Rahmen oder CAN FD-Nachrichten bezeichnet. Bei CAN FD ist die Nutzdatenlänge von 8 auf bis zu 64 Bytes erweitert und sind die Datenübertragungsraten deutlich höher als bei CAN.In order to be able to transmit data with a higher bit rate than with CAN, an option for switching to a higher bit rate within a message was created in the CAN FD message format. In such techniques, the maximum possible data rate is increased by using a higher clock rate in the area of the data fields beyond a value of 1 Mbit / s. Such messages are also referred to below as CAN FD frames or CAN FD messages. With CAN FD, the user data length is extended from 8 to up to 64 bytes and the data transfer rates are significantly higher than with CAN.

Auch wenn ein CAN oder CAN FD basiertes Kommunikationsnetzwerk im Hinblick auf beispielsweise seine Robustheit sehr viele Vorteile bietet, hat es doch eine deutlich geringere Schnelligkeit im Vergleich zu einer Datenübertragung bei zum Beispiel 100 Base-T1 Ethernet. Außerdem ist die bisher mit CAN FD erreichte Nutzdatenlänge von bis zu 64 Bytes für einige Anwendungen zu gering.Even if a CAN or CAN FD-based communication network offers many advantages in terms of its robustness, for example, it has a significantly lower speed compared to data transmission with 100 Base-T1 Ethernet, for example. In addition, the user data length of up to 64 bytes previously achieved with CAN FD is too short for some applications.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Teilnehmerstation für ein serielles Bussystem und ein Verfahren zum Senden einer Nachricht in einem seriellen Bussystem bereitzustellen, welche die zuvor genannten Probleme lösen. Insbesondere sollen eine Teilnehmerstation für ein serielles Bussystem und ein Verfahren zum Senden einer Nachricht in einem seriellen Bussystem bereitgestellt werden, bei welchen bei großer Fehlerrobustheit eine hohe Datenrate und eine Steigerung der Menge der Nutzdaten pro Rahmen realisiert werden kann.It is therefore an object of the present invention to provide a subscriber station for a serial bus system and a method for sending a message in a serial bus system, which solve the aforementioned problems. In particular, a subscriber station for a serial bus system and a method for sending a message in a serial bus system are to be provided, in which a high data rate and an increase in the amount of user data per frame can be realized with great robustness for errors.

Die zuvor genannte Aufgabe wird durch eine Teilnehmerstation für ein serielles Bussystem nach Anspruch 1 gelöst. Die Teilnehmerstation hat eine Sende-/Empfangseinrichtung zum seriellen Senden einer Nachricht auf eine Busleitung an mindestens eine weitere Teilnehmerstation des Bussystems und/oder zum seriellen Empfangen einer Nachricht von der Busleitung, wobei die Sende-/Empfangseinrichtung ausgestaltet ist zum seriellen Senden und/oder zum seriellen Empfangen der Nachricht zwischen einer ersten Betriebsart und einer zweiten Betriebsart zu schalten, wobei die Sende-/Empfangseinrichtung in der ersten Betriebsart ausgestaltet ist, einen ersten und zweiten Datenzustand jeweils als Buszustand mit unterschiedlichen Buspegeln für zwei Busadern der Busleitung zu erzeugen, und wobei die Sende-/Empfangseinrichtung in der zweiten Betriebsart ausgestaltet ist, zusätzlich zu dem ersten und zweiten Datenzustand einen dritten Datenzustand als Buszustand mit einem Buspegel für die zwei Busadern der Busleitung zu erzeugen, der sich von den Buspegeln für den ersten und zweiten Datenzustand unterscheidet.The aforementioned object is achieved by a subscriber station for a serial bus system according to claim 1. The subscriber station has a transceiver for serial transmission of a message on a bus line to at least one other subscriber station of the bus system and / or for the serial reception of a message from the bus line, the transceiver being designed for serial transmission and / or for to switch the serial reception of the message between a first operating mode and a second operating mode, the transceiver in the first operating mode being designed to generate a first and a second data state in each case as a bus state with different bus levels for two bus wires of the bus line, and wherein the Transceiver in the second operating mode is configured to generate a third data state as a bus state with a bus level for the two bus wires of the bus line in addition to the first and second data state, which is different from the bus levels for the first and second data state.

Mit der Teilnehmerstation ist es insbesondere möglich, in einer ersten Kommunikationsphase eine von CAN bekannte Arbitration beizubehalten und dennoch die Übertragungsrate gegenüber CAN oder CAN FD nochmals beträchtlich zu steigern. Dies kann dadurch erreicht werden, dass durch die Erweiterung der Buszustände bzw. Symbole von zwei auf drei mittels Kodierung und Dekodierung bei gegebener Sendefrequenz pro Zeit mehr Daten übertragen werden. Dies führt zu einer Erhöhung der Baudrate. Als Folge davon ist eine deutliche Steigerung der Bitrate und damit der Übertragungsgeschwindigkeit vom Sender zum Empfänger realisierbar. Hierbei ist jedoch gleichzeitig aufgrund der Ausgestaltung der drei unterschiedlichen Buszustände eine große Fehlerrobustheit gewährleistet.With the subscriber station, it is possible in particular to maintain arbitration known from CAN in a first communication phase and yet to significantly increase the transmission rate again compared to CAN or CAN FD. This can be achieved in that by expanding the bus states or symbols from two to three by means of coding and decoding, more data is transmitted per time at a given transmission frequency. This leads to an increase in the baud rate. As a result, the bit rate and thus the transmission speed from the transmitter to the receiver can be increased significantly. However, due to the configuration of the three different bus states, great robustness against errors is guaranteed at the same time.

Dies trägt mit dazu bei, eine Nettodatenrate von mindestens 10 Mbps zu realisieren. Noch dazu kann die Größe der Nutzdaten deutlich erhöht werden, insbesondere bis zu 4096 Byte pro Rahmen oder bei Bedarf auch mehr oder weniger.This helps to realize a net data rate of at least 10 Mbps. In addition, the size of the user data can be increased significantly, in particular up to 4096 bytes per frame or more or less if required.

Das von der Sende-/Empfangseinrichtung durchgeführte Verfahren kann auch zum Einsatz kommen, wenn in dem Bussystem auch mindestens eine CAN-Teilnehmerstation und/oder mindestens eine CAN FD Teilnehmerstation vorhanden ist, die Nachrichten nach dem CAN-Protokoll und/oder CAN FD Protokoll senden.The method carried out by the transmitting / receiving device can also be used if at least one CAN subscriber station and / or at least one CAN FD subscriber station is also present in the bus system and sends messages according to the CAN protocol and / or CAN FD protocol .

Vorteilhafte weitere Ausgestaltungen der Teilnehmerstation sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Advantageous further developments of the subscriber station are specified in the dependent claims.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind die Buszustände für den ersten und zweiten Datenzustand symmetrisch zueinander.According to one embodiment, the bus states for the first and second data states are symmetrical to one another.

Gemäß einer speziellen Ausgestaltung ist die Sende-/Empfangseinrichtung ausgestaltet, den Buszustand für den zweiten Datenzustand durch schwächeres Treiben der Buspegel für die zwei Busadern zu erzeugen als den Buszustand für den ersten Datenzustand.According to a special embodiment, the transmitting / receiving device is designed to generate the bus state for the second data state by driving the bus levels for the two bus wires weaker than the bus state for the first data state.

Optional ist die Sende-/Empfangseinrichtung ausgestaltet, die Buszustände derart zu erzeugen, dass der Buszustand für den ersten Datenzustand sowohl den Buszustand für den zweiten Datenzustand als auch den Buszustand für den dritten Datenzustand überschreiben kann.The transmitting / receiving device is optionally designed to generate the bus states in such a way that the bus state for the first data state can overwrite both the bus state for the second data state and the bus state for the third data state.

Gemäß einer speziellen Ausgestaltung ist die Sende-/Empfangseinrichtung ausgestaltet, in die erste Betriebsart zu schalten, wenn von der Nachricht Daten einer ersten Phase zu senden sind, die mit einer ersten Bitrate zu senden sind, und wobei die Sende-/Empfangseinrichtung ausgestaltet ist, in die zweite Betriebsart zu schalten, wenn von der Nachricht Daten einer zweiten Phase zu senden sind, die mit einer zweiten Bitrate zu senden ist, die schneller als die erste Bitrate ist. Hierbei ist die Sende-/Empfangseinrichtung möglicherweise ausgestaltet, gemäß einer vorbestimmten Codierung in die erste Betriebsart oder die zweite Betriebsart zu schalten, wenn von der Nachricht die Daten der zweiten Phase zu senden sind.According to a special embodiment, the transmitting / receiving device is configured to switch to the first operating mode if data of a first phase are to be sent from the message which are to be sent at a first bit rate, and the transmitting / receiving device is configured to switch to the second mode of operation if the message is to send data of a second phase which is to be sent at a second bit rate which is faster than the first bit rate. Here, the transmitting / receiving device may be designed to switch to the first operating mode or the second operating mode according to a predetermined coding if the data of the second phase are to be sent from the message.

Denkbar ist, dass die Sende-/Empfangseinrichtung ausgestaltet ist, nur in die zweite Betriebsart zum Senden von Daten zu schalten, wenn für die Teilnehmerstation für eine vorbestimmte Zeit ein exklusiver, kollisionsfreier Zugriff auf die Busleitung des Bussystems gewährleistet ist.It is conceivable that the transmitting / receiving device is designed to only switch to the second operating mode for transmitting data if exclusive, collision-free access to the bus line of the bus system is guaranteed for the subscriber station.

Möglicherweise ist die Sende-/Empfangseinrichtung ausgestaltet, die Daten für den ersten und zweiten Datenzustand in der ersten Betriebsart mit dem gleichen Buspegel auf die Busleitung zu senden wie in der zweiten Betriebsart.The transmitting / receiving device may be designed to send the data for the first and second data states to the bus line in the first operating mode with the same bus level as in the second operating mode.

Insbesondere kann die Nachricht ein Datenfeld mit einer variablen Länge aufweisen, wobei die variable Länge zwischen 1 Byte bis 4096 Bytes beträgt. In particular, the message can have a data field with a variable length, the variable length being between 1 byte and 4096 bytes.

Die zuvor beschriebene Teilnehmerstation kann Teil eines Bussystems sein, das zudem eine Busleitung und mindestens zwei Teilnehmerstationen umfasst, welche über die Busleitung derart miteinander verbunden sind, dass sie seriell miteinander kommunizieren können. Hierbei ist mindestens eine der mindestens zwei Teilnehmerstationen eine zuvor beschriebene Teilnehmerstation.The subscriber station described above can be part of a bus system which also comprises a bus line and at least two subscriber stations which are connected to one another via the bus line in such a way that they can communicate with one another in series. Here, at least one of the at least two subscriber stations is a previously described subscriber station.

Die zuvor genannte Aufgabe wird zudem durch ein Verfahren zum Senden einer Nachricht in einem seriellen Bussystem nach Anspruch 11 gelöst. Das Verfahren hat den Schritt: serielles Senden, mit einer Sende-/Empfangseinrichtung einer Teilnehmerstation des Bussystems, einer Nachricht auf eine Busleitung des Bussystems, wobei die Sende-/Empfangseinrichtung zusätzlich zum seriellen Empfangen einer Nachricht von der Busleitung ausgestaltet sein kann, wobei die Sende-/Empfangseinrichtung zum seriellen Senden zwischen einer ersten Betriebsart und einer zweiten Betriebsart schaltet, wobei die Sende-/Empfangseinrichtung in der ersten Betriebsart einen ersten und zweiten Datenzustand jeweils als Buszustand mit unterschiedlichen Buspegeln für zwei Busadern der Busleitung erzeugt, und wobei die Sende-/Empfangseinrichtung in der zweiten Betriebsart zusätzlich zu dem ersten und zweiten Datenzustand einen dritten Datenzustand als Buszustand mit einem Buspegel für die zwei Busadern der Busleitung erzeugt, der sich von den Buspegeln für den ersten und zweiten Datenzustand unterscheidet.The aforementioned object is also achieved by a method for sending a message in a serial bus system according to claim 11. The method has the step: serial transmission, with a transmitting / receiving device of a subscriber station of the bus system, a message on a bus line of the bus system, wherein the transmitting / receiving device can additionally be designed for the serial reception of a message from the bus line, the transmission - / receiving device for serial transmission switches between a first operating mode and a second operating mode, the transmitting / receiving device in the first operating mode generating a first and second data status as a bus status with different bus levels for two bus cores of the bus line, and wherein the transmitting / In the second operating mode, the receiving device generates, in addition to the first and second data states, a third data state as a bus state with a bus level for the two bus wires of the bus line which differs from the bus levels for the first and second data states.

Das Verfahren bietet dieselben Vorteile, wie sie zuvor in Bezug auf die Teilnehmerstation genannt sind.The method offers the same advantages as previously mentioned with regard to the subscriber station.

Weitere mögliche Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale oder Ausführungsformen. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der Erfindung hinzufügen.Further possible implementations of the invention also include combinations of features or embodiments described above or below with reference to the exemplary embodiments that are not explicitly mentioned. The person skilled in the art will also add individual aspects as improvements or additions to the respective basic form of the invention.

FigurenlisteFigure list

Nachfolgend ist die Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung und anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigen:

  • 1 ein vereinfachtes Blockschaltbild eines Bussystems gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
  • 2 ein Schaubild zur Veranschaulichung des Aufbaus von Nachrichten, die von Teilnehmerstationen des Bussystems gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel gesendet werden können;
  • 3 einen zeitlichen Verlauf von Bussignalen CAN_H und CAN_L bei der Sende-/Empfangseinrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel; und
  • 4 einen zeitlichen Verlauf einer Differenzspannung VDIFF der Bussignale CAN_H und CAN_L bei der Sende-/Empfangseinrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
The invention is described in more detail below with reference to the accompanying drawing and using exemplary embodiments. Show it:
  • 1 a simplified block diagram of a bus system according to a first embodiment;
  • 2 a diagram illustrating the structure of messages that can be sent from subscriber stations of the bus system according to the first embodiment;
  • 3 a time course of bus signals CAN_H and CAN_L in the transceiver according to the first embodiment; and
  • 4 a time course of a differential voltage VDIFF of the bus signals CAN_H and CAN_L in the transceiver according to the first embodiment.

In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente, sofern nichts anderes angegeben ist, mit denselben Bezugszeichen versehen.In the figures, identical or functionally identical elements are provided with the same reference numerals, unless stated otherwise.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments

1 zeigt als Beispiel ein Bussystem 1, das insbesondere grundlegend für ein CAN-Bussystem, ein CAN FD-Bussystem, ein CAN FE-Bussystem, und/oder Abwandlungen davon, ausgestaltet ist, wie nachfolgend beschrieben. Das Bussystem 1 kann in einem Fahrzeug, insbesondere einem Kraftfahrzeug, einem Flugzeug, usw., oder im Krankenhaus usw. Verwendung finden. 1 shows a bus system as an example 1 , which is configured in particular fundamentally for a CAN bus system, a CAN FD bus system, a CAN FE bus system, and / or modifications thereof, as described below. The bus system 1 can be used in a vehicle, in particular a motor vehicle, an aircraft, etc., or in a hospital, etc.

In 1 hat das Bussystem 1 eine, insbesondere zwei verdrillte Busadern 41, 42 aufweisende, Busleitung 3, an die eine Vielzahl von Teilnehmerstationen 10, 20, 30 angeschlossen sind. Über die in 1 sehr schematisch, in Teilschnittansicht gezeigte, Busleitung 3 sind Nachrichten 4, 5 in der Form von Signalen zwischen den einzelnen Teilnehmerstationen 10, 20, 30 seriell übertragbar. Die Teilnehmerstationen 10, 20, 30 sind beispielsweise Steuergeräte, Sensoren, Anzeigevorrichtungen, usw. eines Kraftfahrzeugs.In 1 has the bus system 1 one, especially two twisted bus wires 41 . 42 having bus line 3 to which a variety of subscriber stations 10 . 20th . 30th are connected. About the in 1 very schematic, shown in partial sectional view, bus line 3 are news 4 . 5 in the form of signals between the individual subscriber stations 10 . 20th . 30th serially transferable. The subscriber stations 10 . 20th . 30th are, for example, control devices, sensors, display devices, etc. of a motor vehicle.

Wie in 1 gezeigt, hat die Teilnehmerstation 10 eine Kommunikationssteuereinrichtung 11 und eine Sende-/Empfangseinrichtung 12. Die Teilnehmerstation 20 hat dagegen eine Kommunikationssteuereinrichtung 21 und eine Sende-/Empfangseinrichtung 22. Die Teilnehmerstation 30 hat eine Kommunikationssteuereinrichtung 31 und eine Sende-/Empfangseinrichtung 32. Die Sende-/Empfangseinrichtungen 12, 22, 32 der Teilnehmerstationen 10, 20, 30 sind jeweils direkt an die Busleitung 3, bzw. deren Busadern 41, 42, angeschlossen, auch wenn dies in 1 nicht veranschaulicht ist.As in 1 has shown the subscriber station 10 a communication control device 11 and a transceiver 12 , The subscriber station 20th on the other hand has a communication control device 21 and a transceiver 22 , The subscriber station 30th has a communication control device 31 and a transceiver 32 , The sending / receiving devices 12 . 22 . 32 of the subscriber stations 10 . 20th . 30th are each directly to the bus line 3 , or their bus cores 41 . 42 , connected, even if this is in 1 is not illustrated.

Die Kommunikationssteuereinrichtungen 11, 21, 31 dienen jeweils zur Steuerung einer Kommunikation der jeweiligen Teilnehmerstation 10, 20, 30 über die Busleitung 3 mit einer anderen Teilnehmerstation der Teilnehmerstationen 10, 20, 30, die an die Busleitung 3 angeschlossen sind.The communication control devices 11 . 21 . 31 each serve to control communication of the respective subscriber station 10 . 20th . 30th over the bus line 3 with another subscriber station of the subscriber stations 10 . 20th . 30th that to the bus line 3 are connected.

Die Kommunikationssteuereinrichtung 11 kann wie ein herkömmlicher CAN-Controller ausgeführt sein. Die Kommunikationssteuereinrichtung 11 erstellt und liest erste Nachrichten 4, beispielsweise Classic CAN-Nachrichten 4. Die Classic CAN-Nachrichten 4 sind gemäß dem Classic Basisformat aufgebaut, bei welchem in der Nachricht 4 eine Anzahl von bis zu 8 Datenbytes umfasst sein können. Alternativ ist die Classic CAN-Nachricht 4 als CAN FD Nachricht aufgebaut, bei welcher eine Anzahl von bis zu 64 Datenbytes umfasst sein können, die noch dazu mit einer deutlich schnelleren Datenrate als bei der Classic CAN-Nachricht 4 übertragen werden. Im letzteren Fall ist die Kommunikationssteuereinrichtung 11 wie ein herkömmlicher CAN FD-Controller ausgeführt.The communication control device 11 can be designed like a conventional CAN controller. The communication control device 11 creates and reads first messages 4 , for example Classic CAN messages 4 , The Classic CAN messages 4 are structured according to the classic basic format, in which in the message 4 a number of up to 8 data bytes can be included. Alternatively, there is the Classic CAN message 4 constructed as a CAN FD message, in which a number of up to 64 data bytes can be included, which in addition with a significantly faster data rate than with the Classic CAN message 4 be transmitted. In the latter case, the communication control device 11 designed like a conventional CAN FD controller.

Die Kommunikationssteuereinrichtung 21 erstellt und liest zweite Nachrichten 5, die beispielsweise modifizierte CAN Nachrichten 5 sind. Hierbei sind die modifizierten CAN Nachrichten 5 auf der Grundlage eines CAN FE-Formats aufgebaut, das in Bezug auf 2 detaillierter beschrieben ist.The communication control device 21 creates and reads second messages 5 which, for example, modified CAN messages 5 are. Here are the modified CAN messages 5 built on a CAN FE format that is related to 2 is described in more detail.

Die Kommunikationssteuereinrichtung 31 kann ausgeführt sein, um je nach Bedarf eine Classic CAN-Nachricht 4 oder eine CAN FE-Nachricht 5 für die Sende-/Empfangseinrichtung 32 bereitzustellen oder von dieser zu empfangen. Die Kommunikationssteuereinrichtung 31 erstellt und liest also eine erste Nachricht 4 oder zweite Nachricht 5, wobei sich die erste und zweite Nachricht 4, 5 durch ihren Datenübertragungsstandard unterscheiden, nämlich in diesem Fall CAN oder CAN FE. Alternativ ist die Classic CAN-Nachricht 4 als CAN FD Nachricht aufgebaut. Im letzteren Fall ist die Kommunikationssteuereinrichtung 11 wie ein herkömmlicher CAN FD-Controller ausgeführt.The communication control device 31 can be executed to create a Classic CAN message as needed 4 or a CAN FE message 5 for the transceiver 32 provide or receive from this. The communication control device 31 creates and reads a first message 4 or second message 5 , being the first and second message 4 . 5 distinguish by their data transmission standard, namely in this case CAN or CAN FE. Alternatively, there is the Classic CAN message 4 constructed as a CAN FD message. In the latter case, the communication control device 11 designed like a conventional CAN FD controller.

Die Sende-/Empfangseinrichtung 12 kann wie ein herkömmlicher CAN Transceiver oder CAN FD Transceiver ausgeführt sein. Die Sende-/Empfangseinrichtung 22 kann bis auf die nachfolgend noch genauer beschriebenen Unterschiede als CAN FE-Transceiver ausgeführt sein. Die Sende-/Empfangseinrichtung 32 kann ausgeführt sein, um je nach Bedarf Nachrichten 4 gemäß dem derzeitigen CAN-Basisformat oder Nachrichten 5 gemäß dem CAN FE-Format für die Kommunikationssteuereinrichtung 31 bereitzustellen oder von dieser zu empfangen. Die Sende-/Empfangseinrichtungen 22, 32 sind zusätzlich oder alternativ wie ein herkömmlicher CAN FD Transceiver ausführbar.The transceiver 12 can be designed like a conventional CAN transceiver or CAN FD transceiver. The transceiver 22 can be designed as a CAN FE transceiver except for the differences described in more detail below. The transceiver 32 can be run to messages as needed 4 according to the current CAN base format or messages 5 according to the CAN FE format for the communication control device 31 provide or receive from this. The sending / receiving devices 22 . 32 can be implemented additionally or alternatively as a conventional CAN FD transceiver.

Jede der Sende-/Empfangseinrichtung 12, 22, 32 ist vorzugsweise ausgestaltet, eine Unterscheidung der Buszustände in Bezug auf 0 und betragsmäßig 2V Differenzspannung VDIFF durchzuführen. Dadurch kann auch ein Empfangsteil der Sende-/Empfangseinrichtung 12, 22, 32 alle Zustände der Signale erkennen, die nachfolgend in Bezug auf 3 und 4 beschrieben sind. Alternativ kann das Empfangsteils der Sende-/Empfangseinrichtung 12, 22, 32 eine entsprechende Umschaltung durchführen, um die Nachrichten 5 richtig empfangen zu können.Each of the transceiver 12 . 22 . 32 is preferably designed to differentiate the bus states with respect to 0 and 2V differential voltage VDIFF. This also allows a receiving part of the transmitting / receiving device 12 . 22 . 32 recognize all states of the signals below in relation to 3 and 4 are described. Alternatively, the receiving part of the transmitting / receiving device 12 . 22 . 32 perform an appropriate switchover to the news 5 to be able to receive correctly.

Mit den beiden Teilnehmerstationen 20, 30 kann eine Bildung und dann Übertragung von Nachrichten 5 mit dem CAN FE Format sowie der Empfang solcher Nachrichten 5 realisiert werden.With the two subscriber stations 20th . 30th can an education and then transfer of news 5 with the CAN FE format and the receipt of such messages 5 will be realized.

2 zeigt für die Nachricht 5 einen CAN FE Rahmen 45, wie er von der Sende-/Empfangseinrichtung 22 oder der Sende-/Empfangseinrichtung 32 gesendet wird. Der CAN FE-Rahmen 45 ist für die CAN-Kommunikation auf der Busleitung 3 in unterschiedliche Felder unterteilt, nämlich ein Startfeld 451, ein Arbitrationsfeld 452, ein Steuerfeld 453, ein Datenfeld 454, ein Prüfsummenfeld 455 und ein Endefeld 456. 2 shows for the message 5 a CAN FE frame 45 as it is from the transceiver 22 or the transmitting / receiving device 32 is sent. The CAN FE frame 45 is for CAN communication on the bus line 3 divided into different fields, namely a start field 451 , an arbitration field 452 , a control panel 453 , a data field 454 , a checksum field 455 and an end field 456 ,

Das Startfeld 451 hat beispielsweise ein Bit, das auch SOF-Bit genannt wird und den Beginn des Rahmens bzw. Start of Frame anzeigt. In dem Arbitrationsfeld 452 ist ein Identifizierer mit beispielsweise 32 Bit zur Identifikation des Senders der Nachricht enthalten. Das Arbitrationsfeld 452 kann zusätzlich eine aus einem oder mehreren Bits bestehende Protokollformatinformation enthalten, welche geeignet ist, CAN FE-Rahmen gegenüber CAN-Rahmen oder CAN FD-Rahmen zu unterscheiden.The starting field 451 has, for example, a bit that is also called SOF bit and indicates the start of the frame or start of frame. In the arbitration field 452 an identifier with, for example, 32 bits is included to identify the sender of the message. The arbitration field 452 can additionally contain protocol format information consisting of one or more bits, which is suitable for distinguishing CAN FE frames from CAN frames or CAN FD frames.

In dem Steuerfeld 453 ist ein beispielsweise 13 Bit langer Datenlängecode (Data-Length-Code) enthalten, der dann zum Beispiel Werte von 1 bis zu 4096 mit der Schrittweite von 1 annehmen kann, oder auch Werte von 0 bis 4095 annehmen kann. Der Datenlängecode kann auch weniger oder mehr Bit umfassen und der Wertebereich und die Schrittweise kann andere Werte annehmen. Das Steuerfeld 453 kann zusätzlich eine aus einem oder mehreren Bits bestehende Protokollformatinformation enthalten, welche geeignet ist, CAN FE-Rahmen gegenüber CAN-Rahmen oder CAN FD-Rahmen zu unterscheiden.In the control panel 453 For example, a 13-bit data length code (data length code) is contained, which can then assume values from 1 to 4096 with the step size of 1, for example, or can also assume values from 0 to 4095. The data length code can also comprise fewer or more bits and the value range and the step-by-step can assume different values. The control panel 453 can additionally contain protocol format information consisting of one or more bits, which is suitable for distinguishing CAN FE frames from CAN frames or CAN FD frames.

In dem Datenfeld 454 sind die Nutzdaten des CAN FE-Rahmens bzw. der Nachricht 5 enthalten. Die Nutzdaten können entsprechend des Wertebereiches des Datenlängecodes beispielsweise bis zu 4096 Bytes aufweisen. In dem Prüfsummenfeld 455 ist eine Prüfsumme über die Daten in dem Datenfeld 454 einschließlich der Stuffbits enthalten, die vom Sender der Nachricht 5 nach jeweils 10 gleichen Bits als inverses Bit eingefügt werden. In dem Endefeld 456 ist mindestens ein Acknowledge-Bit enthalten und außerdem eine Folge von 11 gleichen Bits, welche das Ende des CAN FE Rahmens 45 anzeigen. Mit dem mindestens einen Acknowledge-Bit kann mitgeteilt werden, ob ein Empfänger in dem empfangenen CAN FE Rahmen 45 bzw. der Nachricht 5 einen Fehler entdeckt hat oder nicht.In the data field 454 are the user data of the CAN FE frame or the message 5 contain. Depending on the value range of the data length code, the user data can have, for example, up to 4096 bytes. In the checksum field 455 is a checksum of the data in the data field 454 including the stuff bits contained by the sender of the message 5 after every 10 identical bits are inserted as an inverse bit. In the end field 456 it contains at least one acknowledge bit and also a sequence of 11 identical bits that represent the end of the CAN FE frame 45 Show. The at least one acknowledge bit can be used to indicate whether a receiver is in the received CAN FE frame 45 or the message 5 discovered an error or not.

In den Phasen zum Senden des Arbitrationsfelds 452 und des Endefelds 456 wird ein Physical Layer wie bei CAN und CAN-FD verwendet. Ein wichtiger Punkt während dieser Phasen ist, dass das bekannte CSMA/CR-Verfahren Verwendung findet, welches gleichzeitigen Zugriff der Teilnehmerstationen 10, 20, 30 auf die Busleitung 3 erlaubt, ohne dass die höher priorisierte Nachricht 4, 5 zerstört wird. Dadurch können dem Bussystem 1 relativ einfach weitere Bus-Teilnehmerstationen 10, 20, 30 hinzugefügt werden, was sehr vorteilhaft ist.In the phases for sending the arbitration field 452 and the end field 456 a physical layer like for CAN and CAN-FD is used. An important point during these phases is that the known CSMA / CR method is used, which simultaneous access by the subscriber stations 10 . 20th . 30th on the bus line 3 allowed without the higher priority message 4 . 5 gets destroyed. This allows the bus system 1 relatively easy further bus subscriber stations 10 . 20th . 30th be added, which is very beneficial.

Das CSMA/CR-Verfahren hat zur Folge, dass es sogenannte rezessive Zustände auf der Busleitung 3 geben muss, welche von anderen Teilnehmerstationen 10, 20, 30 mit dominanten Zuständen auf der Busleitung 3 überschrieben werden können. Im rezessiven Zustand herrschen an der einzelnen Teilnehmerstation 10, 20, 30 hochohmige Verhältnisse, was in Kombination mit den Parasiten der Busbeschaltung längere Zeitkonstanten zur Folge hat. Dies führt zu einer Begrenzung der maximalen Bitrate des heutigen CAN-FD-Physical-Layer auf derzeit etwa 2 Megabit pro Sekunde im realen Fahrzeug-Einsatz.The consequence of the CSMA / CR method is that there are so-called recessive states on the bus line 3 must be given by other subscriber stations 10 . 20th . 30th with dominant states on the bus line 3 can be overwritten. In a recessive state, the individual subscriber station prevails 10 . 20th . 30th high-impedance conditions, which, in combination with the parasites of the bus circuit, results in longer time constants. This leads to a limitation of the maximum bit rate of today's CAN FD physical layer to currently around 2 megabits per second in real vehicle use.

Das Steuerfeld 453 und das Datenfeld 454 werden von einem Sender der Nachricht 5 erst auf die Busleitung 3 gesendet, wenn die Teilnehmerstation 20 als der Sender die Arbitration gewonnen hat und die Teilnehmerstation 20 als Sender damit zum Senden der Felder 453 bis 456 einen exklusiven Zugriff auf die Busleitung 3 des Bussystems 1 hat. Bei der Arbitration wird mit Hilfe des Identifizierers in dem Arbitrationsfeld 452 bitweise zwischen den Teilnehmerstationen 10, 20, 30 ausgehandelt, welche Teilnehmerstation 10, 20, 30 die Nachricht 4, 5 mit der höchsten Priorität senden möchte und daher für die nächste Zeit zum Senden der Felder 453 bis 455 den exklusiven Zugriff auf die Busleitung 3 des Bussystems 1 bekommt.The control panel 453 and the data field 454 are from a sender of the message 5 first on the bus line 3 sent when the subscriber station 20th when the sender won the arbitration and the subscriber station 20th as sender to send the fields 453 to 456 exclusive access to the bus line 3 of the bus system 1 Has. Arbitration is carried out with the help of the identifier in the arbitration field 452 bit by bit between the subscriber stations 10 . 20th . 30th negotiated which subscriber station 10 . 20th . 30th the message 4 . 5 want to send with the highest priority and therefore for the next time to send the fields 453 to 455 exclusive access to the bus line 3 of the bus system 1 gets.

Die Arbitration am Anfang eines Rahmens 45 bzw. der Nachricht 4, 5 und das Acknowledgement in dem Endefeld 456 am Ende des Rahmens 45 bzw. der Nachricht 4, 5 ist nur dann möglich, wenn die Bitzeit deutlich mehr als doppelt so lang ist wie die Signal-Laufzeit zwischen zwei beliebigen Teilnehmerstationen 10, 20, 30 des Bussystems 1. Daher wird die Bitrate in der Arbitrationsphase bei Übertragung der Felder 451, 452, 456 langsamer gewählt als in den übrigen Feldern des Rahmens 45.The arbitration at the beginning of a frame 45 or the message 4 . 5 and the acknowledgment in the end field 456 at the end of the frame 45 or the message 4 . 5 is only possible if the bit time is significantly more than twice as long as the signal transit time between any two subscriber stations 10 . 20th . 30th of the bus system 1 , Therefore, the bit rate in the arbitration phase when the fields are transmitted 451 . 452 . 456 chosen slower than in the other fields of the frame 45 ,

3 zeigt Spannungsverläufe von Bussignalen 412, 422 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Hierbei ist zur Vereinfachung nur der Teil der Bussignale 412, 422 gezeigt, die sich für die Übertragung der Felder 453, 454, 455 auf der Busleitung 3 einstellen. Bei einem CAN oder CAN FD Bussystem werden die Bussignalen 412, 422 als CAN-H und CAN_L bezeichnet und werden jeweils separat in die Busadern 41, 42 eingespeist. 4 zeigt die sich daraus ergebende Differenzspannung VDIFF = CAN_H - CAN_L. 3 shows voltage curves of bus signals 412 . 422 according to a second embodiment. To simplify matters, only the part of the bus signals is included 412 . 422 shown, which is for the transfer of the fields 453 . 454 . 455 on the bus line 3 to adjust. With a CAN or CAN FD bus system, the bus signals 412 . 422 referred to as CAN-H and CAN_L and are each separately in the bus wires 41 . 42 fed. 4 shows the resulting differential voltage VDIFF = CAN_H - CAN_L.

Die Bussignale 412, 422, die sich in der Arbitrationsphase bei Übertragung der Felder 451, 452, 456 einstellen, lassen sich aus der Darstellung von 3 und/oder 4 ableiten, wie nachfolgend erläutert.The bus signals 412 . 422 that are in the arbitration phase when transferring the fields 451 . 452 . 456 can be set from the representation of 3 and or 4 derive as explained below.

Für die Realisierung der Bussignale 412, 422 von 3 wird für den gesamten Rahmen 45 von 2 ein Physical Layer verwendet, welcher die genannte Arbitrationsphase für die Felder 451, 452 und 456 sowie eine lange und schnellere Datenphase für die Felder 453, 454, 455 erlaubt. Hierbei arbeiten die Sende-/Empfangseinrichtungen 22, 32 zur Erzeugung der Bussignale 412, 422 für eine Nachricht 5 in allen Kommunikationsphasen teilweise symmetrisch.For the realization of the bus signals 412 . 422 of 3 will be for the entire frame 45 of 2 a physical layer that uses the said arbitration phase for the fields 451 . 452 and 456 as well as a long and faster data phase for the fields 453 . 454 . 455 allowed. Here the transmitting / receiving devices work 22 . 32 to generate the bus signals 412 . 422 for a message 5 partially symmetrical in all communication phases.

In 3 sind die resultierenden Bussignale 412, 422 in allen drei möglichen Buszuständen DF1, DF2, DF3 bei einer derartigen Sende-/Empfangseinrichtungen 22, 32 gezeigt. Die Amplitude U_D1 der Differenzspannung des Buszustands DF1 und die Amplitude U_D2 der Differenzspannung des Buszustands DF2 ist gleich. Dagegen hat die Amplitude der Differenzspannung U_D3 des Buszustands DF3 den Wert 0.In 3 are the resulting bus signals 412 . 422 in all three possible bus states DF1 . DF2 . DF3 in such a transceiver 22 . 32 shown. The amplitude U_D1 the differential voltage of the bus state DF1 and the amplitude U_D2 the differential voltage of the bus state DF2 is equal to. In contrast, the amplitude of the differential voltage U_D3 the bus state DF3 the value 0 ,

Mit den drei unterschiedlichen Buszuständen DF1, DF2, DF3 wird nach abgeschlossener Arbitration in der Datenphase, also in den Feldern 453 bis 455, kommuniziert. Der Buszustand DF1 hat eine positive Differenzspannung VDIFF = U_D2 (V_Plus - V_Minus) zur Folge. Der Buszustand DF2 hat eine negative Differenzspannung Vdiff = -U_D2 zur Folge. Der Buszustand DF3 hat eine Differenzspannung VDIFF = U_D3 = 0 zur Folge. Mit den beiden unterschiedlichen beiden Buszuständen DF1 („positiv dominant“), DF3 („negativ dominant“) wird in der Arbitrationsphase, also in den Feldern 451, 452, 456, kommuniziert. Dies erfolgt, wie zuvor in Bezug auf 2 beschrieben.With the three different bus states DF1 . DF2 . DF3 after arbitration is completed in the data phase, i.e. in the fields 453 to 455 , communicates. The bus state DF1 results in a positive differential voltage VDIFF = U_D2 (V_Plus - V_Minus). The bus state DF2 results in a negative differential voltage Vdiff = -U_D2. The bus state DF3 results in a differential voltage VDIFF = U_D3 = 0. With the two different two bus states DF1 ("Positive dominant"), DF3 ("Negative dominant") is in the arbitration phase, ie in the fields 451 . 452 . 456 , communicates. This is done as before regarding 2 described.

Die Buszustände DF2, DF3 können von anderen Teilnehmerstationen, beispielsweise den Teilnehmerstationen 10, 30 zur Signalisierung eines Fehlers, beispielsweise in dem Acknowledgement in dem Endefeld 456 am Ende des Rahmens 45, überschrieben werden. Dieses Überschreiben kann in Bezug auf den Buszustand DF3 („negativ dominant“) jedoch nur erkannt werden, wenn von der relevanten Sende-/Empfangseinrichtung 12 22, 32 im Empfangsteil auch die Buszustände DF1 („positiv dominant“), DF3 („negativ dominant“) unterscheidbar sind.The bus states DF2 . DF3 can from other subscriber stations, for example the subscriber stations 10 . 30th to signal an error, for example in the acknowledgment in the end field 456 at the end of the frame 45 , are overwritten. This overwriting can be related to the bus state DF3 ("Negative dominant"), however, can only be recognized if by the relevant transceiver 12 22 . 32 in the receiving section also the bus states DF1 ("Positive dominant"), DF3 ("Negative dominant") are distinguishable.

Somit schaltet jede der Sende-/Empfangseinrichtungen 22, 32 bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel in einer ersten Betriebsart zwischen den zwei Buszuständen DF1, DF3 für die Nachricht 5, wenn von der Nachricht 5 Daten der Arbitrationsphase oder ersten Phase 456, 451, 452 zu senden sind. Außerdem schaltet jede der Sende-/Empfangseinrichtungen 22, 32 in eine zweite Betriebsart mit den drei unterschiedlichen Buszuständen DF1, DF2, DF3 für die Nachricht 5, wenn von der Nachricht 5 Daten der Datenphase oder zweiten Phase 453, 454, 455 zu senden sind.Each of the transmitting / receiving devices thus switches 22 . 32 in the present exemplary embodiment in a first operating mode between the two bus states DF1 . DF3 for the message 5 if from the message 5 Arbitration phase or first phase data 456 . 451 . 452 are to be sent. In addition, each of the transmitting / receiving devices switches 22 . 32 in a second operating mode with the three different bus states DF1 . DF2 . DF3 for the message 5 if from the message 5 Data of the data phase or second phase 453 . 454 . 455 are to be sent.

Jede der Sende-/Empfangseinrichtungen 22, 32 schaltet also zwischen bis zu drei unterschiedlichen Buszuständen DF1, DF2, DF3, um die Nachricht 5 bzw. den Rahmen 45 zu senden. Hierbei sind jeweils die zwei Buszustände DF1, DF2 symmetrisch zueinander. Selbstverständlich sind noch mehr als die genannten drei Buszustände möglich, beispielsweise indem mindestens ein zusätzlicher Buszustand DF1, DF2, DF3 mit einem Pegel eingeführt wird, der beispielsweise zwischen dem Pegel der Buszustände DF1, DF2 und dem Pegel des Buszustands DF3 liegen. Denkbar ist zusätzlich oder alternativ, dass mindestens ein Buszustand mit Pegeln eingeführt wird, der beispielsweise über dem Pegel der Buszustände DF1, DF2 und dem Pegel des Buszustands DF3 liegen.Each of the transmitting / receiving devices 22 . 32 thus switches between up to three different bus states DF1 . DF2 . DF3 to the message 5 or the frame 45 to send. Here are the two bus states DF1 . DF2 symmetrical to each other. Of course, more than the three bus states mentioned are possible, for example by adding at least one additional bus state DF1 . DF2 . DF3 is introduced with a level that, for example, between the level of the bus states DF1 . DF2 and the level of the bus state DF3 lie. Additionally or alternatively, it is conceivable that at least one bus state with levels is introduced that is, for example, above the level of the bus states DF1 . DF2 and the level of the bus state DF3 lie.

Durch die Erweiterung der Buszustände bzw. Symbole von zwei auf mindestens drei mittels Kodierung und Dekodierung können bei gegebener Sendefrequenz pro Zeit mehr Daten übertragen werden. Dies führt zu einer Erhöhung der Baudrate, wie zuvor erwähnt.By expanding the bus states or symbols from two to at least three by means of coding and decoding, more data can be transmitted per time at a given transmission frequency. This leads to an increase in the baud rate, as previously mentioned.

Hierbei können alle drei Buszustände DF1, DF2, DF3 zumindest zum Senden des Datenfelds 454 genutzt. Zudem ist eine Nutzung der drei Buszustände DF1, DF2, DF3 auch in den Feldern 453, 455 möglich, wie zuvor beschrieben. Durch Codierung kann somit die Bitrate erhöht werden.Here, all three bus states can DF1 . DF2 . DF3 at least for sending the data field 454 used. There is also a use of the three bus states DF1 . DF2 . DF3 also in the fields 453 . 455 possible as previously described. The bit rate can thus be increased by coding.

Zudem können mit der Ausgestaltung der Sende-/Empfangseinrichtungen 22, 32 bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die gleichen Vorteile erzielt werden, wie zuvor in Bezug auf das erste Ausführungsbeispiel beschrieben.In addition, with the design of the transmitting / receiving devices 22 . 32 the same advantages are achieved in the present exemplary embodiment as described above with reference to the first exemplary embodiment.

Gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel wird die Frequenz der Signale 412, 422 reduziert. Dadurch ist eine Verbesserung in dem EMV-Verhalten erreichbar. Durch die zuvor beschriebene Codierung in mehr als zwei Buszustände kann die Bitrate trotz geringerer Frequenz konstant gehalten werden.According to a second embodiment, the frequency of the signals 412 . 422 reduced. As a result, an improvement in the EMC behavior can be achieved. The coding described in more than two bus states enables the bit rate to be kept constant despite the lower frequency.

Gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel hat der zweite Buszustand DF2 zwar weiter eine negative Differenzspannung VDIFF, jedoch einen geringeren Buspegel als der erste Buszustand DF1. In diesem Fall kann auch der zweite Buszustand DF2 sicher durch den ersten Buszustand DF1 überschrieben werden. Somit sind der erste und zweite Buszustand DF1, DF2 in zumindest einem Teil der Felder 451, 452, 456 oder in der gesamten Arbitrationsphase verwendbar. Zudem kann auch mit solchen drei Buszuständen DF1, Df2, DF3 in der Datenphase durch die zuvor beschriebene Codierung in mehr als zwei Buszustände die Bitrate erhöht werden oder die Bitrate trotz geringerer Frequenz konstant gehalten werden.According to a third exemplary embodiment, the second bus state DF2 a negative differential voltage VDIFF, but a lower bus level than the first bus state DF1 , In this case, the second bus state can also DF2 safe through the first bus state DF1 be overwritten. So the first and second bus state DF1 . DF2 in at least part of the fields 451 . 452 . 456 or usable in the entire arbitration phase. In addition, even with such three bus states DF1 . Df2 . DF3 In the data phase, the coding described above in more than two bus states increases the bit rate or keeps the bit rate constant despite the lower frequency.

Somit läuft die Arbitrierung bei allen Ausführungsbeispielen und deren Modifikationen gegenüber klassischem CAN und CAN FD unverändert gemäß dem CSMA/CR-Verfahren ab. Während der Arbitrierung gibt es also weiterhin nur zwei Buszustände, „positiv Dominant“ und „Rezessiv“. Dadurch ist der Aufwand für die Einführung und die Umstellung auf das erfindungsgemäße Bussystem reduziert. Durch geeignete Maßnahmen kann auch eine Koexistenz der CAN FE-Rahmen mit CAN- und/oder CAN FD-Rahmen ermöglicht werden oder eine Toleranz von CAN- und CANFD-Teilnehmerstationen gegenüber CAN FE-Rahmen.The arbitration in all of the exemplary embodiments and their modifications compared to classic CAN and CAN FD therefore takes place unchanged in accordance with the CSMA / CR method. During the arbitration, there are still only two bus states, "positive dominant" and "recessive". As a result, the effort for the introduction and conversion to the bus system according to the invention is reduced. Suitable measures can also enable the CAN FE frames to coexist with the CAN and / or CAN FD frames or a tolerance of the CAN and CANFD subscriber stations to the CAN FE frames.

Die zuvor beschriebene Neuentwicklung „CAN FE“ hat somit im Vergleich zu CAN oder CAN FD folgende Eigenschaften:

  1. a) Übernahme und ggf. Anpassung bewährter Eigenschaften, die für die Robustheit und Anwenderfreundlichkeit von CAN und CAN FD verantwortlich sind, insbesondere Rahmenstruktur mit Identifier und Arbitrierung nach dem CSMA/CR-Verfahren,
  2. b) Steigerung der Netto-Datenübertragungsrate auf etwa 10 Megabit pro Sekunde,
  3. c) Anheben der Größe der Nutzdaten pro Rahmen auf eine größere Länge als bei CAN oder CAN FD, insbesondere maximal 4kbyte,
  4. d) Optional: Vollständiger oder teilweiser Verzicht auf das Versenden von Fehlerrahmen (Error Frames) bei Erkennen von Fehlern.
The previously described new development "CAN FE" therefore has the following properties in comparison to CAN or CAN FD:
  1. a) Adopting and, if necessary, adapting proven properties that are responsible for the robustness and user-friendliness of CAN and CAN FD, in particular frame structure with identifier and arbitration according to the CSMA / CR process,
  2. b) increasing the net data transfer rate to approximately 10 megabits per second,
  3. c) increasing the size of the user data per frame to a greater length than in the case of CAN or CAN FD, in particular a maximum of 4 kbytes,
  4. d) Optional: Complete or partial waiver of sending error frames when errors are detected.

Alle zuvor beschriebenen Ausgestaltungen des Bussystems 1, der Teilnehmerstationen 10, 20, 30 und des von den Teilnehmerstationen 10, 20, 30 ausgeführten Verfahrens können einzeln oder in allen möglichen Kombinationen Verwendung finden. Insbesondere können alle Merkmale der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele und/oder deren Modifikationen beliebig kombiniert werden. Zusätzlich oder alternativ sind insbesondere folgende Modifikationen denkbar.All previously described configurations of the bus system 1 , the subscriber stations 10 . 20th . 30th and that of the subscriber stations 10 . 20th . 30th executed methods can be used individually or in all possible combinations. In particular, all features of the previously described exemplary embodiments and / or their modifications can be combined as desired. In addition or as an alternative, the following modifications are particularly conceivable.

Das zuvor beschriebene Bussystem 1 gemäß den Ausführungsbeispielen ist anhand eines auf dem CAN-Protokoll basierenden Bussystems beschrieben. Das Bussystem 1 gemäß den Ausführungsbeispielen kann jedoch auch eine andere Art von Kommunikationsnetz sein, bei welchem Daten seriell mit zwei verschiedenen Bitraten übertragbar sind. Es ist vorteilhaft, jedoch nicht zwangsläufige Voraussetzung, dass bei dem Bussystem 1 zumindest für bestimmte Zeitspannen ein exklusiver, kollisionsfreier Zugriff einer Teilnehmerstation 10, 20, 30 auf einen gemeinsamen Kanal gewährleistet ist.The bus system described above 1 According to the exemplary embodiments, a bus system based on the CAN protocol is used. The bus system 1 According to the exemplary embodiments, however, there can also be another type of communication network in which data can be transmitted serially at two different bit rates. It is advantageous, but not an essential requirement, for the bus system 1 Exclusive, collision-free access by a subscriber station at least for certain periods of time 10 . 20th . 30th is guaranteed on a common channel.

Die Anzahl und Anordnung der Teilnehmerstationen 10, 20, 30 in dem Bussystem 1 der Ausführungsbeispiele ist beliebig. Insbesondere kann die Teilnehmerstation 10 in dem Bussystem 1 entfallen. Es ist möglich, dass eine oder mehrere der Teilnehmerstationen 20 oder 30 in dem Bussystem 1 vorhanden sind.The number and arrangement of the subscriber stations 10 . 20th . 30th in the bus system 1 the exemplary embodiments are arbitrary. In particular, the subscriber station 10 in the bus system 1 omitted. It is possible that one or more of the subscriber stations 20th or 30th in the bus system 1 available.

Claims (11)

Teilnehmerstation (20; 30) für ein serielles Bussystem (1), mit einer Sende-/Empfangseinrichtung (22; 32) zum seriellen Senden einer Nachricht (5) auf eine Busleitung (3) an mindestens eine weitere Teilnehmerstation (10; 20; 30) des Bussystems (1) und/oder zum seriellen Empfangen einer Nachricht (5) von der Busleitung (3), wobei die Sende-/Empfangseinrichtung (22; 32) ausgestaltet ist zum seriellen Senden und/oder zum seriellen Empfangen der Nachricht (5) zwischen einer ersten Betriebsart und einer zweiten Betriebsart zu schalten, wobei die Sende-/Empfangseinrichtung (22; 32) in der ersten Betriebsart ausgestaltet ist, einen ersten und zweiten Datenzustand jeweils als Buszustand (DF1, DF3) mit unterschiedlichen Buspegeln für zwei Busadern (41, 42) der Busleitung (3) zu erzeugen, und wobei die Sende-/Empfangseinrichtung (22; 32) in der zweiten Betriebsart ausgestaltet ist, zusätzlich zu dem ersten und zweiten Datenzustand einen dritten Datenzustand als Buszustand (DF1, DF2, DF3) mit einem Buspegel für die zwei Busadern (41, 42) der Busleitung (3) zu erzeugen, der sich von den Buspegeln für den ersten und zweiten Datenzustand (DF1, DF2) unterscheidet.Subscriber station (20; 30) for a serial bus system (1), with a transmitting / receiving device (22; 32) for the serial transmission of a message (5) on a bus line (3) to at least one further subscriber station (10; 20; 30) of the bus system (1) and / or for the serial reception of a message ( 5) from the bus line (3), wherein the transmitting / receiving device (22; 32) is designed to switch between a first operating mode and a second operating mode for serial transmission and / or for serial reception of the message (5), The transmitting / receiving device (22; 32) is designed in the first operating mode to generate a first and a second data state as a bus state (DF1, DF3) with different bus levels for two bus wires (41, 42) of the bus line (3), and wherein the transmitting / receiving device (22; 32) is configured in the second operating mode, in addition to the first and second data states, a third data state as bus state (DF1, DF2, DF3) with a bus level for the two bus wires (41, 42) To generate bus line (3), which differs from the bus levels for the first and second data state (DF1, DF2). Teilnehmerstation (20; 30) nach Anspruch 1, wobei die Buszustände (DF1, DF2) für den ersten und zweiten Datenzustand symmetrisch zueinander sind.Participant station (20; 30) after Claim 1 , the bus states (DF1, DF2) for the first and second data states being symmetrical to one another. Teilnehmerstation (20; 30) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Sende-/Empfangseinrichtung (22; 32) ausgestaltet ist, den Buszustand (DF2) für den zweiten Datenzustand durch schwächeres Treiben der Buspegel für die zwei Busadern (41, 42) zu erzeugen als den Buszustand (DF1) für den ersten Datenzustand.Participant station (20; 30) after Claim 1 or 2 , wherein the transceiver (22; 32) is configured to generate the bus state (DF2) for the second data state by driving the bus levels for the two bus wires (41, 42) weaker than the bus state (DF1) for the first data state . Teilnehmerstation (20; 30) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Sende-/Empfangseinrichtung (22; 32) ausgestaltet ist, die Buszustände (DF1 bis DF3) derart zu erzeugen, dass der Buszustand (DF1) für den ersten Datenzustand sowohl den Buszustand (DF2) für den zweiten Datenzustand als auch den Buszustand (DF3) für den dritten Datenzustand überschreiben kann.Subscriber station (20; 30) according to one of the preceding claims, wherein the transceiver (22; 32) is designed to generate the bus states (DF1 to DF3) in such a way that the bus state (DF1) for the first data state and the bus state (DF2) for the second Data state as well as the bus state (DF3) for the third data state can overwrite. Teilnehmerstation (20; 30) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Sende-/Empfangseinrichtung (22; 32) ausgestaltet ist, in die erste Betriebsart zu schalten, wenn von der Nachricht (5) Daten einer ersten Phase (456; 451; 452) zu senden sind, die mit einer ersten Bitrate zu senden sind, und wobei die Sende-/Empfangseinrichtung (22; 32) ausgestaltet ist, in die zweite Betriebsart zu schalten, wenn von der Nachricht (5) Daten einer zweiten Phase (453; 454; 455) zu senden sind, die mit einer zweiten Bitrate zu senden ist, die schneller als die erste Bitrate ist.Subscriber station (20; 30) according to one of the preceding claims, wherein the transceiver (22; 32) is configured to switch to the first operating mode if the message (5) is to be used to transmit data of a first phase (456; 451; 452) which is to be transmitted at a first bit rate are and wherein the transceiver (22; 32) is configured to switch to the second mode of operation if the message (5) is to be used to transmit data of a second phase (453; 454; 455) which is to be transmitted at a second bit rate which is faster than the first bit rate. Teilnehmerstation (20; 30) nach Anspruch 5, wobei die Sende-/Empfangseinrichtung (22; 32) ausgestaltet ist, gemäß einer vorbestimmten Codierung in die erste Betriebsart oder die zweite Betriebsart zu schalten, wenn von der Nachricht (5) die Daten der zweiten Phase (453; 454; 455) zu senden sind.Participant station (20; 30) after Claim 5 , wherein the transceiver (22; 32) is configured to switch to the first operating mode or the second operating mode according to a predetermined coding when the data of the second phase (453; 454; 455) comes from the message (5) are sending. Teilnehmerstation (20; 30) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Sende-/Empfangseinrichtung (22; 32) ausgestaltet ist, nur in die zweite Betriebsart zum Senden von Daten zu schalten, wenn für die Teilnehmerstation (20; 30) für eine vorbestimmte Zeit ein exklusiver, kollisionsfreier Zugriff auf die Busleitung (3) des Bussystems (1) gewährleistet ist.Subscriber station (20; 30) according to one of the preceding claims, wherein the transmitting / receiving device (22; 32) is designed to switch only into the second mode of operation for transmitting data if for the subscriber station (20; 30) for a predetermined one Exclusive, collision-free access to the bus line (3) of the bus system (1) is guaranteed. Teilnehmerstation (20; 30) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Sende-/Empfangseinrichtung (22; 32) ausgestaltet ist, die Daten für den ersten und zweiten Datenzustand (DF1, DF2) in der ersten Betriebsart mit dem gleichen Buspegel auf die Busleitung (3) zu senden wie in der zweiten Betriebsart.Subscriber station (20; 30) according to one of the preceding claims, wherein the transceiver (22; 32) is designed to transmit the data for the first and second data states (DF1, DF2) in the first operating mode with the same bus level to the bus line (3) to send as in the second mode. Teilnehmerstation (20; 30) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Nachricht (5) ein Datenfeld (454) mit einer variablen Länge aufweist, wobei die variable Länge zwischen 1 Byte bis 4096 Bytes beträgt.Subscriber station (20; 30) according to one of the preceding claims, wherein the message (5) has a data field (454) with a variable length, the variable length being between 1 byte and 4096 bytes. Bussystem (1), mit einer Busleitung (3), und mindestens zwei Teilnehmerstationen (10; 20; 30), welche über die Busleitung (3) derart miteinander verbunden sind, dass sie seriell miteinander kommunizieren können, wobei mindestens eine der mindestens zwei Teilnehmerstationen (10; 20; 30) eine Teilnehmerstation (20; 30) nach einem der vorangehenden Ansprüche ist.Bus system (1), with a bus line (3), and at least two subscriber stations (10; 20; 30) which are connected to one another via the bus line (3) in such a way that they can communicate with one another in series, wherein at least one of the at least two subscriber stations (10; 20; 30) is a subscriber station (20; 30) according to one of the preceding claims. Verfahren zum Senden einer Nachricht (5) in einem seriellen Bussystem (1), wobei das Verfahren den Schritt aufweist: serielles Senden, mit einer Sende-/Empfangseinrichtung (22; 32) einer Teilnehmerstation (20; 30) des Bussystems (1), einer Nachricht (4; 5) auf eine Busleitung (3) des Bussystems (1), wobei die Sende-/Empfangseinrichtung (22; 32) zusätzlich zum seriellen Empfangen einer Nachricht (5) von der Busleitung (3) ausgestaltet sein kann, wobei die Sende-/Empfangseinrichtung (22; 32) zum seriellen Senden zwischen einer ersten Betriebsart und einer zweiten Betriebsart schaltet, wobei die Sende-/Empfangseinrichtung (22; 32) in der ersten Betriebsart einen ersten und zweiten Datenzustand jeweils als Buszustand (DF1, DF3; DF1, DF2) mit unterschiedlichen Buspegeln für zwei Busadern (41, 42) der Busleitung (3) erzeugt, und wobei die Sende-/Empfangseinrichtung (22; 32) in der zweiten Betriebsart zusätzlich zu dem ersten und zweiten Datenzustand einen dritten Datenzustand als Buszustand (DF1, DF2, DF3) mit einem Buspegel für die zwei Busadern (41, 42) der Busleitung (3) erzeugt, der sich von den Buspegeln für den ersten und zweiten Datenzustand (DF1, DF2) unterscheidet.Method for sending a message (5) in a serial bus system (1), the method comprising the step: serial transmission, with a transmission / reception device (22; 32) of a subscriber station (20; 30) of the bus system (1), a message (4; 5) on a bus line (3) of the bus system (1), the transmission / Receiving device (22; 32) can be configured in addition to the serial reception of a message (5) from the bus line (3), wherein the transceiver (22; 32) switches between a first operating mode and a second operating mode for serial transmission, The transmitter / receiver device (22; 32) in the first operating mode generates a first and a second data state each as a bus state (DF1, DF3; DF1, DF2) with different bus levels for two bus wires (41, 42) of the bus line (3), and wherein the transceiver (22; 32) in the second operating mode, in addition to the first and second data status, has a third data status as bus status (DF1, DF2, DF3) with a bus level for the two bus cores (41, 42) of the bus line (3 ) that differs from the bus levels for the first and second data states (DF1, DF2).
DE102018214960.7A 2018-09-04 2018-09-04 Subscriber station for a serial bus system and method for sending a message in a serial bus system Pending DE102018214960A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018214960.7A DE102018214960A1 (en) 2018-09-04 2018-09-04 Subscriber station for a serial bus system and method for sending a message in a serial bus system
PCT/EP2019/071596 WO2020048741A1 (en) 2018-09-04 2019-08-12 Subscriber station for a serial bus system and method for transmitting a message in a serial bus system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018214960.7A DE102018214960A1 (en) 2018-09-04 2018-09-04 Subscriber station for a serial bus system and method for sending a message in a serial bus system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102018214960A1 true DE102018214960A1 (en) 2020-03-05

Family

ID=67620477

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102018214960.7A Pending DE102018214960A1 (en) 2018-09-04 2018-09-04 Subscriber station for a serial bus system and method for sending a message in a serial bus system

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102018214960A1 (en)
WO (1) WO2020048741A1 (en)

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10250920B4 (en) * 2002-10-31 2005-05-04 Siemens Ag Output unit, receiving unit, arrangement for data transmission in a motor vehicle and method
DE102015202219A1 (en) * 2015-02-09 2016-08-11 Robert Bosch Gmbh Subscriber station for a bus system and method for time-optimized data transmission in a bus system

Also Published As

Publication number Publication date
WO2020048741A1 (en) 2020-03-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102018221680A1 (en) Device for a subscriber station of a serial bus system and method for communication in a serial bus system
DE102019201230A1 (en) Subscriber station for a serial bus system and method for sending a message in a serial bus system
WO2020099318A1 (en) Error frame screening unit for a subscriber station of a serial bus system and method for communication in a serial bus system
WO2020089008A1 (en) Subscriber station for a serial bus system and method for transmitting a message in a serial bus system
EP3744048A1 (en) Participant station for a serial bus system, and method for transmitting a message in a serial bus system
DE102019204115A1 (en) Subscriber station for a serial bus system and method for communication in a serial bus system
WO2020126760A1 (en) Subscriber station for a serial bus system and method for communication in a serial bus system
WO2020120555A1 (en) Subscriber station for a serial bus system and method for communicating in a serial bus system
EP3895384B1 (en) Overlap detection unit for a subscriber station of a serial bus system, and method for communicating in a serial bus system
WO2020229221A1 (en) Transmitting/receiving device and communication control device for a subscriber station of a serial bus system, and method for communication in a serial bus system
DE102015202219A1 (en) Subscriber station for a bus system and method for time-optimized data transmission in a bus system
WO2018108666A1 (en) Subscriber station for a bus system and method for data transmission in a bus system
WO2020035392A1 (en) Frame screening unit, subscriber station for a serial bus system and method for communication in a serial bus system
WO2020048742A1 (en) Subscriber station for a serial bus system, and method for transmitting data in a serial bus system
WO2019122211A1 (en) Participant station for a serial bus system, and method for transmitting a message in a serial bus system
DE102020205268A1 (en) Communication control device and transmitting / receiving device for a subscriber station of a serial bus system and method for communication in a serial bus system
DE102018214960A1 (en) Subscriber station for a serial bus system and method for sending a message in a serial bus system
DE102021200081A1 (en) Communication control device for a subscriber station for a serial bus system and method for communication in a serial bus system
DE102020205278A1 (en) Communication control device and transmitting / receiving device for a subscriber station of a serial bus system and method for communication in a serial bus system
DE102018218720A1 (en) Subscriber station for a serial bus system and method for sending a message in a serial bus system
WO2020109313A1 (en) Subscriber stations for a serial bus system and method for transmitting a message in a serial bus system
DE102020205257A1 (en) Communication control device and transmitting / receiving device for a subscriber station of a serial bus system and method for communication in a serial bus system
WO2021148350A1 (en) Transmitting/receiving device and communication control device for a subscriber station of a serial bus system, and method for communication in a serial bus system
DE102020214649A1 (en) Subscriber station for a serial bus system and method for communication in a serial bus system
WO2021148349A1 (en) Transmitting/receiving device and communication control device for a subscriber station of a serial bus system, and method for communication in a serial bus system