DE102019214721A1 - Conflict detector for a subscriber station of a serial bus system and method for communication in a serial bus system - Google Patents

Conflict detector for a subscriber station of a serial bus system and method for communication in a serial bus system Download PDF

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Abstract

Es ist ein Konfliktdetektor (15; 15A; 15B; 25; 35) für ein serielles Bussystem (1) und ein Verfahren zur Erkennung eines Buskonflikts in einem seriellen Bussystem (1) bereitgestellt. Der Konfliktdetektor (15; 15A; 15B; 25; 35) hat einen ersten Filterblock (151) zum Filtern eines von einem Bus (40) des Bussystems (1) seriell empfangenen Signals (VDIFF), einen zweiten Filterblock (152) zum Filtern eines digitalen Sendesignals (TxD; TxDl), das von einer Kommunikationssteuereinrichtung (11) der Teilnehmerstation (10; 20; 30) für einen Rahmen (450) seriell zu dem Bus (40) gesendet wurde, und wobei die Teilnehmerstation (10; 20; 30) ausgestaltet ist, in einer ersten Kommunikationsphase (451; 453, 451) Buszustände (401; 402) für den Rahmen (450) mit einer ersten Betriebsart zu erzeugen und in einer zweiten Kommunikationsphase (452) Buszustände (401; 402; U_D0; U_D1) für den Rahmen (450) mit einer zweiten Betriebsart zu erzeugen, die sich von der ersten Betriebsart unterscheidet, und einen Erfassungsblock (153; 153A), der einen Kondensator (1532) aufweist, an dessen einem Anschluss ein Ausgang des ersten Filterblocks (151) und ein Ausgang des zweiten Filterblocks (152) angeschlossen ist, wobei der Erfassungsblock (153; 153A) ausgestaltet ist, aus einer Spannung (U_C) an dem Kondensator (1532) zu erfassen, ob die Teilnehmerstation (10; 20; 30) in der zweiten Kommunikationsphase (452) einen exklusiven, kollisionsfreien Zugriff auf den Bus (40) hat oder nicht.A conflict detector (15; 15A; 15B; 25; 35) for a serial bus system (1) and a method for detecting a bus conflict in a serial bus system (1) are provided. The conflict detector (15; 15A; 15B; 25; 35) has a first filter block (151) for filtering a signal (VDIFF) received serially from a bus (40) of the bus system (1), and a second filter block (152) for filtering a digital transmission signal (TxD; TxDl) which was sent serially to the bus (40) by a communication control device (11) of the subscriber station (10; 20; 30) for a frame (450), and wherein the subscriber station (10; 20; 30 ) is designed to generate bus states (401; 402) for the frame (450) with a first operating mode in a first communication phase (451; 453, 451) and bus states (401; 402; U_D0; U_D1) in a second communication phase (452) ) for the frame (450) with a second operating mode which differs from the first operating mode, and a detection block (153; 153A) which has a capacitor (1532), at one terminal of which an output of the first filter block (151 ) and an output of the second filter block (152) ang is closed, the detection block (153; 153A) is designed to detect from a voltage (U_C) on the capacitor (1532) whether or not the subscriber station (10; 20; 30) has exclusive, collision-free access to the bus (40) in the second communication phase (452) Not.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Konfliktdetektor für eine Teilnehmerstation eines seriellen Bussystems und ein Verfahren zur Erkennung eines Buskonflikts in einem seriellen Bussystem, das mit hoher Datenrate und großer Fehlerrobustheit arbeitet.The present invention relates to a conflict detector for a subscriber station of a serial bus system and a method for detecting a bus conflict in a serial bus system that operates at a high data rate and with great error resistance.

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., seriell übertragen.A bus system is often used for communication between sensors and control units, 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 serially between the bus subscribers of the bus system, such as sensor, control unit, encoder, etc.

Um zunehmenden Datenverkehr im Bussystem und/oder eine höhere Datenübertragungsgeschwindigkeit realisieren zu können als bei Classical CAN, wurde im CAN FD-Nachrichtenformat 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 maximale Nutzdatenlänge von 8 Bytes bei Classical CAN auf bis zu 64 Bytes erweitert und die Datenübertragungsraten sind deutlich höher als bei Classical CAN.In order to be able to realize increasing data traffic in the bus system and / or a higher data transmission speed than with Classical CAN, an option for switching to a higher bit rate within a message was created in the CAN FD message format. With 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 maximum useful data length of 8 bytes for Classical CAN is extended to up to 64 bytes and the data transfer rates are significantly higher than for Classical CAN.

Im Automobilbereich übliche Bussysteme verwenden eine differentielle Zweidraht-Busleitung, die zwischen zwei logischen Bitpegeln unterscheidet. Bei Classical CAN ( ISO 11898-2 ) oder CAN FD und LIN ( ISO_17987-4 ) wird nur jeweils einer der beiden logischen Bus-Pegel getrieben, der andere wird über einen Abschlusswiderstand der Busleitung eingestellt. Dadurch kann der getriebene, dominante Bus-Pegel den nicht getriebenen, rezessiven Buspegel überschreiben. Dies wird genutzt, um mittels Arbitration für einen Sender für eine vorbestimmte Zeitdauer einen kollisionsfreien Zugriff auf die Busleitung zu gewährleisten. Gemäß einer anderen Nutzung kann im Fehlerfall ein Fehlerrahmen (Error-Flag) auf den Bus gesendet werden. Bei dem zeitgesteuerten FlexRay ( ISO 17458-4 ) werden beide logischen Buspegel getrieben. Diese symmetrischen Buspegel erlauben eine höhere Bitrate, aber weder Arbitration noch Fehlerrahmen wie bei Classical CAN/CAN FD.Bus systems customary in the automotive sector use a differential two-wire bus line that distinguishes between two logical bit levels. With Classical CAN ( ISO 11898-2 ) or CAN FD and LIN ( ISO_17987-4 ) only one of the two logical bus levels is driven, the other is set via a terminating resistor on the bus line. As a result, the driven, dominant bus level can overwrite the non-driven, recessive bus level. This is used to ensure collision-free access to the bus line for a transmitter for a predetermined period of time by means of arbitration. According to another use, an error frame (error flag) can be sent on the bus in the event of an error. With the time-controlled FlexRay ( ISO 17458-4 ) both logical bus levels are driven. These symmetrical bus levels allow a higher bit rate, but neither arbitration nor error frames as with Classical CAN / CAN FD.

Auch wenn ein Classical CAN oder CAN FD basiertes Kommunikationsnetzwerk im Hinblick auf beispielsweise seine Robustheit sehr viele Vorteile bietet, hat es doch eine deutlich geringere Bitrate 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 Classical CAN or CAN FD-based communication network offers many advantages with regard to, for example, its robustness, it still has a significantly lower bit rate compared to data transmission with, for example, 100 Base-T1 Ethernet. In addition, the user data length of up to 64 bytes previously achieved with CAN FD is too short for some applications.

Um diese Probleme zu lösen, wird derzeit ein CAN FD-Nachfolgesystem entwickelt, das nachfolgend CAN XL genannt wird. In der Datenphase eines CAN-XL-Rahmens sollen beide Buszustände (0, 1) getrieben werden, um höhere Datenraten zu erreichen.In order to solve these problems, a CAN FD successor system is currently being developed, which will be called CAN XL in the following. In the data phase of a CAN-XL frame, both bus states (0, 1) should be driven in order to achieve higher data rates.

Wenn nun bei CAN XL in der Datenphase beide Buszustände aktiv getrieben werden, so führt das Senden eines Fehlerrahmens (Error-Flag) zu einer Überlagerung von getriebenen Signalen, wodurch sich „analoge“ Pegel auf dem Bus einstellen. Damit ist das resultierende RxD Signal nicht mehr genau vorhersagbar und somit das Verfahren von Classical CAN / CAN FD in Bezug auf Fehlerrahmen nicht verwendbar.If both bus states are actively driven in the data phase with CAN XL, the sending of an error frame (error flag) leads to an overlay of driven signals, which results in "analog" levels on the bus. This means that the resulting RxD signal can no longer be precisely predicted and thus the Classical CAN / CAN FD method cannot be used with regard to error frames.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Konfliktdetektor für eine Teilnehmerstation eines seriellen Bussystems und ein Verfahren zur Erkennung eines Buskonflikts in einem seriellen Bussystem bereitzustellen, welche die zuvor genannten Probleme lösen. Insbesondere sollen ein Konfliktdetektor für eine Teilnehmerstation eines seriellen Bussystems und ein Verfahren zur Erkennung eines Buskonflikts in einem seriellen Bussystem bereitgestellt werden, bei welchen eine hohe Datenrate und eine flexible Reaktion auf aktuelle Betriebszustände sowie eine große Fehlerrobustheit der Kommunikation realisiert werden kann.It is therefore the object of the present invention to provide a conflict detector for a subscriber station of a serial bus system and a method for detecting a bus conflict in a serial bus system which solve the problems mentioned above. In particular, a conflict detector for a subscriber station of a serial bus system and a method for detecting a bus conflict in a serial bus system are to be provided, in which a high data rate and a flexible reaction to current operating states as well as a high level of error resistance of the communication can be realized.

Die Aufgabe wird durch einen Konfliktdetektor für eine Teilnehmerstation eines seriellen Bussystems mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Der Konfliktdetektor hat einen ersten Filterblock zum Filtern eines von einem Bus des Bussystems seriell empfangenen Signals, einen zweiten Filterblock zum Filtern eines digitalen Sendesignals, das von einer Kommunikationssteuereinrichtung der Teilnehmerstation für einen Rahmen seriell zu dem Bus gesendet wurde, und wobei die Teilnehmerstation ausgestaltet ist, in einer ersten Kommunikationsphase Buszustände für den Rahmen mit einer ersten Betriebsart zu erzeugen und in einer zweiten Kommunikationsphase Buszustände für den Rahmen mit einer zweiten Betriebsart zu erzeugen, die sich von der ersten Betriebsart unterscheidet, und einen Erfassungsblock, der einen Kondensator aufweist, an dessen einem Anschluss ein Ausgang des ersten Filterblocks und ein Ausgang des zweiten Filterblocks angeschlossen ist, wobei der Erfassungsblock ausgestaltet ist, aus einer Spannung an dem Kondensator zu erfassen, ob die Teilnehmerstation in der zweiten Kommunikationsphase einen exklusiven, kollisionsfreien Zugriff auf den Bus hat oder nicht.The object is achieved by a conflict detector for a subscriber station of a serial bus system with the features of claim 1. The conflict detector has a first filter block for filtering a signal received serially from a bus of the bus system, a second filter block for filtering a digital transmission signal that was sent serially to the bus by a communication control device of the subscriber station for a frame, and wherein the subscriber station is designed, in a first communication phase to generate bus states for the frame with a first operating mode and in a second communication phase to generate bus states for the frame with a second operating mode that differs from the first operating mode, and a detection block having a capacitor on one of them Connection is an output of the first filter block and an output of the second filter block is connected, wherein the detection block is designed to detect from a voltage on the capacitor whether or not the subscriber station has exclusive, collision-free access to the bus in the second communication phase.

Aufgrund der Ausgestaltung des Konfliktdetektors kann aus dem Bussignal sehr unaufwändig und dennoch sehr zuverlässig und damit sehr sicher ein Sendekonflikt in der Datenphase erkannt werden, auch wenn in der Datenphase beide Buszustände in einem Rahmen aktiv getrieben werden. Dies gilt auch, wenn es auf dem Bus zu einer Überlagerung von getriebenen Signalen kommt, wodurch sich „analoge“ Pegel auf dem Bus einstellen, so dass das resultierende Empfangssignal RXD nicht mehr genau vorhersagbar ist.Due to the configuration of the conflict detector, a transmission conflict in the data phase can be detected from the bus signal in a very uncomplicated, yet very reliable and thus very safe manner, even if both bus states are actively driven in a frame in the data phase. This also applies if there is a superposition of driven signals on the bus, whereby "analog" levels are set on the bus, so that the resulting received signal RXD can no longer be precisely predicted.

Die Erkennung oder Detektion des Buskonfliktes durch Verwendung des Bussignals kann sehr kostengünstig realisiert werden, da durch Rückgriff auf bereits vorhandene Komponenten der Sende-/Empfangseinrichtung einer Teilnehmerstation des Bussystems nur wenige zusätzliche, jedoch kostengünstige Komponenten für die Konfliktdetektion erforderlich sind.The detection or detection of the bus conflict by using the bus signal can be implemented very inexpensively, since only a few additional, but inexpensive components are required for conflict detection by using existing components of the transmitting / receiving device of a subscriber station of the bus system.

Noch dazu kann die Detektion des Buskonfliktes durch Verwendung des Bussignals und des Sendesignals sehr genau erfolgen.In addition, the bus conflict can be detected very precisely by using the bus signal and the transmission signal.

Damit kann die Sende-/Empfangseinrichtung (Transceiver) für CAN XL bei günstigem Preis einen sehr sichereren Betrieb des Bussystems gewährleisten, was den Einsatz von CAN XL begünstigt.In this way, the transmitting / receiving device (transceiver) for CAN XL can guarantee a very safe operation of the bus system at an affordable price, which favors the use of CAN XL.

Zusätzlich oder alternativ ist der Konfliktdetektor separat von der Sende-/Empfangseinrichtung (Transceiver) vorgesehen sein. Dabei ist es möglich, dass die Buskonflikt-Erkennung auch mit aktuell verfügbaren CAN Transceivern nutzbar ist.Additionally or alternatively, the conflict detector can be provided separately from the transmitting / receiving device (transceiver). It is possible that the bus conflict detection can also be used with currently available CAN transceivers.

Daher ist jede Teilnehmerstation des Bussystems aufgrund der Ausgestaltung des Konfliktdetektors in der Lage, die Sendung einer beliebigen anderen Teilnehmerstation mit einem Fehlerrahmen zu stören bzw. zu unterbrechen. Die verwendeten Fehlerrahmen realisieren eine einfache Fehlerbehandlung, was wiederrum die Robustheit des CAN XL Protokolls erhöht. Außerdem kann im Fehlerfall Zeit gespart werden, indem eine derzeit gesendete Nachricht abgebrochen wird und danach andere Information auf dem Bus übertragen werden kann. Das ist insbesondere bei Rahmen von großem Nutzen, die länger sind als ein CAN FD Rahmen mit 64 Byte in der Datenphase, insbesondere bei Rahmen die 2-4kbyte oder mehr enthalten sollen.Therefore, due to the configuration of the conflict detector, each subscriber station of the bus system is able to disrupt or interrupt the transmission of any other subscriber station with an error frame. The error frames used implement simple error handling, which in turn increases the robustness of the CAN XL protocol. In addition, time can be saved in the event of an error by aborting a message currently being sent and then transferring other information on the bus. This is particularly useful for frames that are longer than a CAN FD frame with 64 bytes in the data phase, especially for frames that should contain 2-4 KB or more.

Als Folge davon kann mit dem Konfliktdetektor auch bei Steigerung der Menge der Nutzdaten pro Rahmen ein Empfang der Rahmen mit großer Flexibilität im Hinblick auf aktuelle Ereignisse im Betrieb des Bussystems und mit geringer Fehlerquote gewährleistet werden. Somit kann in dem seriellen Bussystem auch mit großer Fehlerrobustheit kommuniziert werden, wenn eine hohe Datenrate und eine Steigerung der Menge der Nutzdaten pro Rahmen erfolgt.As a result, the conflict detector can be used to ensure that the frames are received with great flexibility with regard to current events in the operation of the bus system and with a low error rate, even if the amount of user data per frame increases. In this way, communication in the serial bus system can also take place with a high level of error resistance if there is a high data rate and an increase in the amount of useful data per frame.

Daher ist es mit dem Konfliktdetektor in dem Bussystem insbesondere möglich, in einer ersten Kommunikationsphase eine von CAN bekannte Arbitration beizubehalten und dennoch die Übertragungsrate gegenüber Classical CAN oder CAN FD nochmals beträchtlich zu steigern.Therefore, with the conflict detector in the bus system, it is possible in particular to maintain an arbitration known from CAN in a first communication phase and nevertheless to increase the transmission rate again considerably compared to Classical CAN or CAN FD.

Dies trägt mit dazu bei, eine Nettodatenrate von mindestens 5 Mbit/s bis etwa 8 Mbit/s oder 10 Mbit/s oder höher zu realisieren. In diesem Fall ist ein Bit weniger als 100 ns lang. Noch dazu kann die Größe der Nutzdaten bis zu 4096 Byte pro Rahmen betragen. Selbstverständlich sind beliebige andere Werte für die Anzahl von Byte pro Rahmen möglich, insbesondere 2048 Byte oder ein sonstiger Wert.This helps to achieve a net data rate of at least 5 Mbit / s to around 8 Mbit / s or 10 Mbit / s or higher. In this case one bit is less than 100 ns long. In addition, the size of the user data can be up to 4096 bytes per frame. Of course, any other values for the number of bytes per frame are possible, in particular 2048 bytes or some other value.

Das von dem Konfliktdetektor durchgeführte Verfahren kann auch zum Einsatz kommen, wenn in dem Bussystem auch mindestens eine CAN FD tolerante CAN-Teilnehmerstation, die gemäß dem Standard der ISO 11898-1:2015 ausgestaltet ist, und/oder mindestens eine CAN FD-Teilnehmerstation vorhanden ist, die Nachrichten nach dem Classical CAN-Protokoll und/oder CAN FD-Protokoll senden. Prinzipiell kann der Konfliktdetektor auch bei CAN FD eingesetzt werden, um die dort verwendete Transmitter Delay Compensation Funktion zu ersetzen bzw. zu ergänzen. Bei einer solchen Funktion wird die Laufzeit TLD vom TxD-Signal über den Transceiver zum RxD-Signal kompensiert. Die Laufzeit TLD kann auch als Transmitter Loop Delay (TLD) bezeichnet werden.The method carried out by the conflict detector can also be used if the bus system also has at least one CAN FD-tolerant CAN subscriber station, which is designed in accordance with the ISO 11898-1: 2015 standard, and / or at least one CAN FD subscriber station that send messages according to the Classical CAN protocol and / or CAN FD protocol. In principle, the conflict detector can also be used with CAN FD to replace or supplement the transmitter delay compensation function used there. With such a function, the TLD runtime is compensated for by the TxD signal via the transceiver to the RxD signal. The TLD runtime can also be referred to as Transmitter Loop Delay (TLD).

Vorteilhafte weitere Ausgestaltungen des Konfliktdetektors sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.Advantageous further refinements of the conflict detector are given in the dependent claims.

Möglich ist, dass der Erfassungsblock ausgestaltet ist, mit einem Konfliktanzeigesignal für die Kommunikationssteuereinrichtung anzuzeigen, wenn der Erfassungsblock erfasst, dass die Teilnehmerstation in der zweiten Kommunikationsphase keinen exklusiven, kollisionsfreien Zugriff auf den Bus hat.It is possible that the detection block is designed to indicate with a conflict display signal for the communication control device when the detection block detects that the subscriber station does not have exclusive, collision-free access to the bus in the second communication phase.

Gemäß einer Ausgestaltung ist der Erfassungsblock ausgestaltet, die Spannung an dem Kondensator mit einer vorbestimmten Spannungsschwelle zu vergleichen, um zu bestimmen, ob die Teilnehmerstation in der zweiten Kommunikationsphase keinen exklusiven, kollisionsfreien Zugriff auf den Bus hat.According to one embodiment, the detection block is designed to compare the voltage on the capacitor with a predetermined voltage threshold in order to determine whether the subscriber station does not have exclusive, collision-free access to the bus in the second communication phase.

Bei einer speziellen Ausgestaltung weist der erste Filterblock ein erstes Tiefpassfilter und einen ersten Spannungs-Strom-Wandler auf, wobei der erste Spannungs-Strom-Wandler dem ersten Tiefpassfilter nachgeschaltet ist, wobei der zweite Filterblock einen Inverter, ein zweites Tiefpassfilter und einen zweiten Spannungs-Strom-Wandler aufweist, wobei der zweite Spannungs-Strom-Wandler dem zweiten Tiefpassfilter nachgeschaltet ist, und wobei der Kondensator mit dem Ausgang des ersten Spannungs-Strom-Wandlers und dem Ausgang des zweiten Spannungs-Strom-Wandlers verbunden ist.In a special embodiment, the first filter block has a first low-pass filter and a first voltage-current converter, the first voltage-current converter being connected downstream of the first low-pass filter, the second filter block having an inverter, a second low-pass filter and a second voltage Having current converter, wherein the second voltage-to-current converter is connected downstream of the second low-pass filter, and wherein the capacitor is connected to the output of the first voltage-to-current converter and the output of the second voltage-to-current converter.

Hierbei kann das zweite Tiefpassfilter ausgestaltet sein, für den Fall, dass in dem Sendesignal die Anzahl der 1-Zustände zunimmt, das Sendesignal stärker zu befiltern als in dem Fall, dass in dem Sendesignal die Anzahl der 0-Zustände zunimmt.In this case, the second low-pass filter can be configured to filter the transmission signal more strongly in the event that the number of 1 states in the transmission signal increases than in the event that the number of 0 states in the transmission signal increases.

Möglicherweise hat das erste Tiefpassfilter eine Filterzeitkonstante, die kleiner als die Anzahl von Bitzeiten ist, die ein Fehlerrahmen dauert. Zudem kann das zweite Tiefpassfilter eine Filterzeitkonstante haben, die kleiner als die Anzahl von Bitzeiten ist, die ein Fehlerrahmen dauert.The first low-pass filter may have a filter time constant that is less than the number of bit times that an error frame lasts. In addition, the second low-pass filter can have a filter time constant that is smaller than the number of bit times that an error frame lasts.

Der Kondensator kann zu einem Widerstand parallel geschaltet sein, wobei der zweite Anschluss des Widerstands mit Masse verbunden ist.The capacitor can be connected in parallel to a resistor, the second connection of the resistor being connected to ground.

Der Konfliktdetektor hat optional zudem einen Plausibilisierungsblock, wobei der Plausibilisierungsblock ausgestaltet ist, mindestens zweimal in der Zeitdauer eines Fehlerrahmens zu prüfen, ob die Teilnehmerstation in der zweiten Kommunikationsphase keinen exklusiven, kollisionsfreien Zugriff auf den Bus hat.The conflict detector also optionally has a plausibility check block, the plausibility check block being designed to check at least twice in the duration of an error frame whether the subscriber station does not have exclusive, collision-free access to the bus in the second communication phase.

Der zuvor beschriebene Konfliktdetektor kann Teil einer Teilnehmerstation für ein serielles Bussystem sein, die zudem eine Kommunikationssteuereinrichtung zum Steuern einer Kommunikation der Teilnehmerstation mit mindestens einer anderen Teilnehmerstation des Bussystems, und eine Sende-/Empfangseinrichtung zum Senden eines von der Kommunikationssteuereinrichtung für einen Rahmen erzeugten Signals auf einen Bus des Bussystems und zum Empfangen eines Signals von dem Bus aufweist, wobei die Sende-/Empfangseinrichtung in einer ersten Kommunikationsphase Buszustände für den Rahmen mit einer ersten Betriebsart erzeugt und in einer zweiten Kommunikationsphase Buszustände für den Rahmen mit einer zweiten Betriebsart erzeugt, die sich von der ersten Betriebsart unterscheiden.The conflict detector described above can be part of a subscriber station for a serial bus system, which also has a communication control device for controlling communication of the subscriber station with at least one other subscriber station of the bus system, and a transmitting / receiving device for sending a signal generated by the communication control device for a frame having a bus of the bus system and for receiving a signal from the bus, the transmitting / receiving device generating bus states for the frame with a first operating mode in a first communication phase and generating bus states for the frame with a second operating mode in a second communication phase, which are differ from the first operating mode.

Möglich ist, dass der Konfliktdetektor in einem Empfangsblock der Sende-/Empfangseinrichtung nach einem Spannungsteiler angeschlossen ist, um das von dem Bus seriell empfangene Signal als heruntergeteiltes Signal abzugreifen.It is possible that the conflict detector is connected in a receiving block of the transmitting / receiving device after a voltage divider in order to tap the signal received serially from the bus as a divided signal.

Bei der Teilnehmerstation können, aufgrund der unterschiedlichen Bitraten in den zwei Kommunikationsphasen, die Buszustände des in der ersten Kommunikationsphase von dem Bus empfangenen Signals länger sein, insbesondere eine längere Bitzeit haben, als die Buszustände des in der zweiten Kommunikationsphase empfangenen Signals. Zusätzlich oder alternativ wurden die Buszustände des in der ersten Kommunikationsphase von dem Bus empfangenen Signals mit einem anderen Physical Layer erzeugt als die Buszustände des in der zweiten Kommunikationsphase empfangenen Signals.At the subscriber station, due to the different bit rates in the two communication phases, the bus states of the signal received from the bus in the first communication phase can be longer, in particular have a longer bit time, than the bus states of the signal received in the second communication phase. Additionally or alternatively, the bus states of the signal received from the bus in the first communication phase were generated with a different physical layer than the bus states of the signal received in the second communication phase.

Denkbar ist zudem, dass die Kommunikationssteuereinrichtung ausgestaltet ist, an den Konfliktdetektor ein Einschaltsignal auszugeben, um den Konfliktdetektor nur für die zweite Kommunikationsphase einzuschalten und für die erste Kommunikationsphase auszuschalten, oder den Konfliktdetektor umzuschalten von einer Kommunikationsphase auf eine andere.It is also conceivable that the communication control device is configured to output a switch-on signal to the conflict detector in order to switch on the conflict detector only for the second communication phase and to switch it off for the first communication phase, or to switch the conflict detector from one communication phase to another.

Möglicherweise wird in der ersten Kommunikationsphase ausgehandelt, welche der Teilnehmerstationen des Bussystems in der nachfolgenden zweiten Kommunikationsphase zumindest zeitweise einen exklusiven, kollisionsfreien Zugriff auf den Bus bekommt.It is possible that in the first communication phase it is negotiated which of the subscriber stations of the bus system is at least temporarily given exclusive, collision-free access to the bus in the subsequent second communication phase.

Die zuvor beschriebene Teilnehmerstation kann Teil eines Bussystems sein, das zudem einen Bus und mindestens zwei Teilnehmerstationen umfasst, welche über den Bus 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 and at least two subscriber stations which are connected to one another via the bus in such a way that they can communicate with one another serially. In this case, 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 zur Kommunikation in einem seriellen Bussystem nach Anspruch 15 gelöst. Das Verfahren wird mit einem Konfliktdetektor für eine Teilnehmerstation des serielles Bussystems ausgeführt, wobei der Konfliktdetektor die Schritte ausführt, Filtern, mit einem ersten Filterblock, eines von einem Bus des Bussystems seriell empfangenen Signals, Filtern, mit einem zweiten Filterblock, eines digitalen Sendesignals, das von einer Kommunikationssteuereinrichtung der Teilnehmerstation für einen Rahmen seriell zu dem Bus gesendet wurde, und wobei die Teilnehmerstation in einer ersten Kommunikationsphase Buszustände für den Rahmen mit einer ersten Betriebsart erzeugt und in einer zweiten Kommunikationsphase Buszustände für den Rahmen mit einer zweiten Betriebsart erzeugt, die sich von der ersten Betriebsart unterscheidet, und Erfassen, mit einem Erfassungsblock, einer Spannung an einem Kondensator des Erfassungsblocks, wobei an einem Anschluss des Kondensators ein Ausgang des ersten Filterblocks und ein Ausgang des zweiten Filterblocks angeschlossen ist, und wobei bei dem Schritt des Erfassens erfasst wird, ob die Teilnehmerstation in der zweiten Kommunikationsphase einen exklusiven, kollisionsfreien Zugriff auf den Bus hat oder nicht.The aforementioned object is also achieved by a method for communication in a serial bus system according to claim 15. The method is carried out with a conflict detector for a subscriber station of the serial bus system, the conflict detector executing the steps of filtering, with a first filter block, a signal received serially from a bus of the bus system, filtering, with a second filter block, a digital transmission signal that was sent serially to the bus by a communication control device of the subscriber station for a frame, and wherein the subscriber station generates bus states for the frame with a first operating mode in a first communication phase and generates bus states for the frame with a second operating mode in a second communication phase, which differs from of the first operating mode, and detecting, with a detection block, a voltage on one Capacitor of the detection block, an output of the first filter block and an output of the second filter block being connected to one connection of the capacitor, and in the step of detecting it is detected whether the subscriber station has exclusive, collision-free access to the bus in the second communication phase or not.

Das Verfahren bietet dieselben Vorteile, wie sie zuvor in Bezug auf den Konfliktdetektor und/oder die Teilnehmerstation genannt sind.The method offers the same advantages as mentioned above with regard to the conflict detector and / or 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, not explicitly mentioned, of features or embodiments described above or below with regard to the exemplary embodiments. The person skilled in the art will also add individual aspects as improvements or additions to the respective basic form of the invention.

Zeichnungendrawings

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 einer Sende-/Empfangseinrichtung für eine Teilnehmerstationen des Bussystems gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel gesendet werden können;
  • 3 ein vereinfachtes schematisches Blockschaltbild einer Teilnehmerstation des Bussystems gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
  • 4 bis 7 einen zeitlichen Verlauf von Signalen, die im Normalbetrieb in dem Bussystem gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel auftreten;
  • 8 ein vereinfachtes schematisches Blockschaltbild eines Konfliktdetektors für eine Teilnehmerstation des Bussystems gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
  • 9 einen zeitlichen Verlauf eines Sendesignals TxD1 in einer Datenphase einer Nachricht, die von einer ersten Teilnehmerstation des Bussystems gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel gesendet wird;
  • 10 einen zeitlichen Verlauf eines Sendesignals TxD2, das von einer anderen Teilnehmerstation zum Abbruch des Sendesignals TxD1 von 8 gesendet wird;
  • 11 bis 13 einen zeitlichen Verlauf von Signalen, die sich aufgrund der Sendesignale TxD1, TxD2 von 9 und 10 in dem Bussystem gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel einstellen;
  • 14 ein vereinfachtes schematisches Blockschaltbild einer Verschaltung des Konfliktdetektors mit dem Empfangsblock einer Sende-Empfangseinrichtung für eine Teilnehmerstation des Bussystems gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;
  • 15 ein vereinfachtes schematisches Blockschaltbild einer Modifikation einer Verschaltung des Konfliktdetektors mit dem Empfangsblock von 14; und
  • 16 ein vereinfachtes schematisches Blockschaltbild eines Konfliktdetektors gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel.
The invention is described in more detail below with reference to the accompanying drawings and with the aid of exemplary embodiments. Show it:
  • 1 a simplified block diagram of a bus system according to a first embodiment;
  • 2 a diagram to illustrate the structure of messages that can be sent by a transmitting / receiving device for a subscriber station of the bus system according to the first embodiment;
  • 3 a simplified schematic block diagram of a subscriber station of the bus system according to the first embodiment;
  • 4th to 7th a time profile of signals that occur in normal operation in the bus system according to the first embodiment;
  • 8th a simplified schematic block diagram of a conflict detector for a subscriber station of the bus system according to the first embodiment;
  • 9 a time profile of a transmission signal TxD1 in a data phase of a message that is sent by a first subscriber station of the bus system according to the first embodiment;
  • 10 a time profile of a transmission signal TxD2, which was sent by another subscriber station to the termination of the transmission signal TxD1 from 8th is sent;
  • 11 to 13th a time profile of signals that differ due to the transmit signals TxD1, TxD2 from 9 and 10 set in the bus system according to the first embodiment;
  • 14th a simplified schematic block diagram of an interconnection of the conflict detector with the receiving block of a transceiver for a subscriber station of the bus system according to a second embodiment;
  • 15th a simplified schematic block diagram of a modification of an interconnection of the conflict detector with the receiving block of 14th ; and
  • 16 a simplified schematic block diagram of a conflict detector according to a third embodiment.

In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente, sofern nichts Anderes angegeben ist, mit denselben Bezugszeichen versehen.In the figures, elements that are the same or have the same function are provided with the same reference symbols unless otherwise specified.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the exemplary embodiments

1 zeigt als Beispiel ein Bussystem 1, das insbesondere grundlegend für ein Classical CAN-Bussystem, ein CAN FD-Bussystem, ein CAN XL-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, in particular, is fundamentally designed for a Classical CAN bus system, a CAN FD bus system, a CAN XL 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 airplane, etc., or in a hospital, etc.

In 1 hat das Bussystem 1 eine Vielzahl von Teilnehmerstationen 10, 20, 30, die jeweils an einen Bus 40 mit einer ersten Busader 41 und einer zweiten Busader 42 angeschlossen sind. Die Busadern 41, 42 können auch CAN_H und CAN_L oder CAN-XL_H und CAN-XL_L genannt werden und dienen zur elektrischen Signalübertragung nach Einkopplung der Differenzpegel oder dominanten Pegel bzw. Erzeugung von rezessiven Pegeln für ein Signal im Sendezustand.In 1 has the bus system 1 a large number of subscriber stations 10 , 20th , 30th each attached to a bus 40 with a first bus vein 41 and a second bus core 42 are connected. The bus cores 41 , 42 can also be called CAN_H and CAN_L or CAN-XL_H and CAN-XL_L and are used for electrical signal transmission after coupling the differential level or dominant level or generating recessive levels for a signal in the transmission state.

Über den Bus 40 sind Nachrichten 45, 46 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.About the bus 40 are news 45 , 46 in the form of signals between the individual subscriber stations 10 , 20th , 30th serial transferable. The participant stations 10 , 20th , 30th are for example control devices, sensors, display devices, etc. of a motor vehicle.

Tritt bei der Kommunikation auf dem Bus 40 ein Fehler auf, wie durch den gezackten schwarzen Blockpfeil in 1 dargestellt, kann ein Fehlerrahmen 47 (Error Flag) gesendet werden. Der Fehlerrahmen 47 besteht beispielsweise aus sechs dominanten Bits.Occurs when communicating on the bus 40 an error, as indicated by the jagged black block arrow in 1 shown, an error frame 47 (Error Flag) are sent. The error frame 47 consists of six dominant bits, for example.

Eine fehlerfreie Nachricht 45, 46 wird von den Empfängern durch ein Acknowledge-Bit bestätigt, das ein dominantes Bit ist, das in einem vom Sender rezessiv gesendeten Acknowledge-Zeitschlitz getrieben wird. Bis auf den Acknowledge- Zeitschlitz erwartet der Sender einer Nachricht 45, 46, dass er auf dem Bus 40 immer den Pegel sieht, den er selbst sendet. Andernfalls erkennt der Sender der Nachricht 45, 46 einen Bitfehler und betrachtet die Nachricht 45, 46 als ungültig. Nicht erfolgreiche Nachrichten 45, 46 werden wiederholt.An error-free message 45 , 46 is confirmed by the receivers by an acknowledge bit, which is a dominant bit that is driven in an acknowledge time slot sent recessively by the sender. Except for the acknowledge time slot, the sender expects a message 45 , 46 that he's on the bus 40 always sees the level that he himself is sending. Otherwise, the sender will recognize the message 45 , 46 a bit error and looks at the message 45 , 46 as invalid. Unsuccessful messages 45 , 46 are repeated.

Wie in 1 gezeigt, hat die Teilnehmerstation 10 eine Kommunikationssteuereinrichtung 11, eine Sende-/Empfangseinrichtung 12 und einen Konfliktdetektor 15. Die Teilnehmerstation 20 hat dagegen eine Kommunikationssteuereinrichtung 21, eine Sende-/Empfangseinrichtung 22 und optional einen Konfliktdetektor 25. Die Teilnehmerstation 30 hat eine Kommunikationssteuereinrichtung 31, eine Sende-/Empfangseinrichtung 32 und einen Konfliktdetektor 35. Die Sende-/Empfangseinrichtungen 12, 22, 32 der Teilnehmerstationen 10, 20, 30 sind jeweils direkt an den Bus 40 angeschlossen, auch wenn dies in 1 nicht veranschaulicht ist.As in 1 has shown the subscriber station 10 a communication controller 11 , a transceiver 12th and a conflict detector 15th . The participant station 20th on the other hand, has a communication control device 21 , a transceiver 22nd and optionally a conflict detector 25th . The participant station 30th has a communication controller 31 , a transceiver 32 and a conflict detector 35 . The transmitting / receiving devices 12th , 22nd , 32 of the subscriber stations 10 , 20th , 30th are each directly on the bus 40 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 den Bus 40 mit mindestens einer anderen Teilnehmerstation der Teilnehmerstationen 10, 20, 30, die an den Bus 40 angeschlossen sind.The communication control devices 11 , 21 , 31 each serve to control a communication of the respective subscriber station 10 , 20th , 30th over the bus 40 with at least one other subscriber station of the subscriber stations 10 , 20th , 30th who got to the bus 40 are connected.

Die Kommunikationssteuereinrichtung 11 erstellt und liest erste Nachrichten 45, die beispielsweise modifizierte CAN Nachrichten 45 sind. Hierbei sind die modifizierten CAN Nachrichten 45 auf der Grundlage eines CAN XL-Formats aufgebaut, das in Bezug auf 2 detaillierter beschrieben ist.The communication controller 11 creates and reads first messages 45 , for example modified CAN messages 45 are. Here are the modified CAN messages 45 built on the basis of a CAN XL format which is related to 2 is described in more detail.

Die Kommunikationssteuereinrichtung 21 kann bis auf die nachfolgend noch genauer beschriebenen Unterschiede wie ein herkömmlicher CAN-Controller nach ISO 11898-1:2015 ausgeführt sein. Die Kommunikationssteuereinrichtung 21 erstellt und liest zweite Nachrichten 46, beispielsweise Classical CAN-Nachrichten 46. Die Classical CAN-Nachrichten 46 sind gemäß dem Classical Basisformat aufgebaut, bei welchem in der Nachricht 46 eine Anzahl von bis zu 8 Datenbytes umfasst sein können. Alternativ ist die CAN-Nachricht 46 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 Classical CAN-Nachricht 46 übertragen werden. Im letzteren Fall ist die Kommunikationssteuereinrichtung 21 wie ein herkömmlicher CAN FD-Controller ausgeführt.The communication controller 21 can be designed like a conventional CAN controller according to ISO 11898-1: 2015 apart from the differences described in more detail below. The communication controller 21 creates and reads second messages 46 , for example Classical CAN messages 46 . The Classical CAN messages 46 are structured according to the basic classical format, in which in the message 46 a number of up to 8 data bytes can be included. Alternatively, the CAN message is 46 structured as a CAN FD message, in which a number of up to 64 data bytes can be included, with a significantly faster data rate than with the Classical CAN message 46 be transmitted. In the latter case, it is the communication controller 21 designed like a conventional CAN FD controller.

Die Kommunikationssteuereinrichtung 31 kann ausgeführt sein, um je nach Bedarf eine CAN XL-Nachricht 45 oder eine Classical CAN-Nachricht 46 für die Sende-/Empfangseinrichtung 32 bereitzustellen oder von dieser zu empfangen. Die Kommunikationssteuereinrichtung 31 erstellt und liest also eine erste Nachricht 45 oder zweite Nachricht 46, wobei sich die erste und zweite Nachricht 45, 46 durch ihren Datenübertragungsstandard unterscheiden, nämlich in diesem Fall CAN XL oder CAN. Alternativ ist die Classical CAN-Nachricht 46 als CAN FD-Nachricht aufgebaut. Im letzteren Fall ist die Kommunikationssteuereinrichtung 31 wie ein herkömmlicher CAN FD-Controller ausgeführt.The communication controller 31 can be designed to send a CAN XL message as required 45 or a Classical CAN message 46 for the transmitting / receiving device 32 to provide or receive from it. The communication controller 31 so creates and reads a first message 45 or second message 46 , being the first and second messages 45 , 46 differ by their data transmission standard, namely in this case CAN XL or CAN. An alternative is the Classical CAN message 46 structured as a CAN FD message. In the latter case, it is the communication controller 31 designed like a conventional CAN FD controller.

Die Sende-/Empfangseinrichtung 12 kann bis auf die nachfolgend noch genauer beschriebenen Unterschiede als CAN XL-Transceiver ausgeführt sein. Die Sende-/Empfangseinrichtung 22 kann wie ein herkömmlicher CAN Transceiver oder CAN FD-Transceiver ausgeführt sein. Die Sende-/Empfangseinrichtung 32 kann ausgeführt sein, um je nach Bedarf Nachrichten 45 gemäß dem CAN XL-Format oder Nachrichten 46 gemäß dem derzeitigen CAN-Basisformat für die Kommunikationssteuereinrichtung 31 bereitzustellen oder von dieser zu empfangen. Die Sende-/Empfangseinrichtungen 12, 32 sind zusätzlich oder alternativ wie ein herkömmlicher CAN FD-Transceiver ausführbar.The transmitting / receiving device 12th can be implemented as a CAN XL transceiver apart from the differences described in more detail below. The transmitting / receiving device 22nd can be designed like a conventional CAN transceiver or CAN FD transceiver. The transmitting / receiving device 32 can be run to messages as needed 45 according to the CAN XL format or messages 46 according to the current CAN basic format for the communication control device 31 to provide or receive from it. The transmitting / receiving devices 12th , 32 can also or alternatively be implemented like a conventional CAN FD transceiver.

Mit den beiden Teilnehmerstationen 10, 30 ist eine Bildung und dann Übertragung von Nachrichten 45 mit dem CAN XL-Format sowie der Empfang solcher Nachrichten 45 realisierbar.With the two participant stations 10 , 30th is a formation and then transmission of messages 45 with the CAN XL format as well as the receipt of such messages 45 realizable.

2 zeigt für die Nachricht 45 einen CAN XL-Rahmen 450, wie er von der Sende-/Empfangseinrichtung 12 oder der Sende-/Empfangseinrichtung 32 gesendet wird. Der CAN XL-Rahmen 450 ist für die CAN-Kommunikation auf dem Bus 40 in unterschiedliche Kommunikationsphasen 451 bis 453 unterteilt, nämlich eine Arbitrationsphase 451, eine Datenphase 452 und eine Rahmenendphase 453. 2 shows for the message 45 a CAN XL frame 450 as received from the transceiver 12th or the transceiver 32 is sent. The CAN XL frame 450 is for CAN communication on the bus 40 in different communication phases 451 to 453 divided, namely an arbitration phase 451 , a data phase 452 and a frame end phase 453 .

In der Arbitrationsphase 451 wird mit Hilfe eines Identifizierers bitweise zwischen den Teilnehmerstationen 10, 20, 30 ausgehandelt, welche Teilnehmerstation 10, 20, 30 die Nachricht 45, 46 mit der höchsten Priorität senden möchte und daher für die nächste Zeit zum Senden in der anschließenden Datenphase 452 einen exklusiven Zugriff auf den Bus 40 des Bussystems 1 bekommt.In the arbitration phase 451 is bit by bit between the subscriber stations with the help of an identifier 10 , 20th , 30th negotiated which subscriber station 10 , 20th , 30th the message 45 , 46 would like to send with the highest priority and therefore for the next time to send in the subsequent data phase 452 exclusive access to the bus 40 of the bus system 1 gets.

In der Datenphase 452 werden die Nutzdaten des CAN-XL-Rahmens bzw. der Nachricht 45 gesendet. Die Nutzdaten können entsprechend dem Wertebereich eines Datenlängecodes beispielsweise bis zu 4096 Bytes oder einen größeren Wert aufweisen.In the data phase 452 the user data of the CAN-XL frame or the message 45 sent. The useful data can have, for example, up to 4096 bytes or a larger value in accordance with the value range of a data length code.

In der Rahmenendphase 453 kann beispielsweise in einem Prüfsummenfeld eine Prüfsumme über die Daten der Datenphase 452 einschließlich der Stuffbits enthalten sein, die vom Sendeblock der Nachricht 45 nach jeweils einer vorbestimmten Anzahl von gleichen Bits, insbesondere 10 oder einer anderen Anzahl von gleichen Bits, als inverses Bit eingefügt werden. Außerdem kann ein Re-Integrations-Muster enthalten sein, das den empfangenden Teilnehmerstationen ermöglicht, nach einem Fehler den Beginn der Rahmenendphase 453 zu finden. Zudem kann in einem Endefeld in der Rahmenendphase 453 mindestens ein Acknowledge-Bit enthalten sein. Mit dem mindestens einen Acknowledge-Bit kann mitgeteilt werden, ob ein Empfänger in dem empfangenen CAN XL-Rahmen 450 bzw. der Nachricht 45 einen Fehler entdeckt hat oder nicht. Außerdem kann eine Folge von 11 gleichen Bits vorhanden sein, welche das Ende des CAN XL-Rahmens 450 anzeigen.In the frame end phase 453 For example, a checksum for the data of the data phase can be entered in a checksum field 452 including the stuff bits must be contained by the send block of the message 45 after a predetermined number of identical bits, in particular 10 or a different number of identical bits, are inserted as an inverse bit. In addition, a reintegration pattern can be included which enables the receiving subscriber stations to start the frame end phase after an error 453 to find. In addition, in an end field in the frame end phase 453 at least one acknowledge bit must be included. The at least one acknowledge bit can be used to indicate whether a receiver is in the received CAN XL frame 450 or the message 45 discovered a bug or not. In addition, there can be a sequence of 11 identical bits which form the end of the CAN XL frame 450 Show.

In der Arbitrationsphase 451 und der Rahmenendphase 453 wird ein Physical Layer wie bei Classical CAN und CAN FD verwendet. Der Physical Layer entspricht der Bitübertragungsschicht oder Schicht 1 des bekannten OSl-Modells (Open Systems Interconnection Modell).In the arbitration phase 451 and the frame end phase 453 a physical layer is used as with Classical CAN and CAN FD. The physical layer corresponds to the bit transmission layer or layer 1 the well-known OSI model (Open Systems Interconnection Model).

Während der Phasen 451, 453 findet das bekannte CSMA/CR-Verfahren Verwendung, welches gleichzeitigen Zugriff der Teilnehmerstationen 10, 20, 30 auf den Bus 40 erlaubt, ohne dass die höher priorisierte Nachricht 45, 46 zerstört wird. Dadurch können dem Bussystem 1 relativ einfach weitere Bus-Teilnehmerstationen 10, 20, 30 hinzugefügt werden, was sehr vorteilhaft ist.During the phases 451 , 453 the known CSMA / CR method is used, which allows simultaneous access by the subscriber stations 10 , 20th , 30th on the bus 40 allowed without the higher priority message 45 , 46 gets destroyed. This allows the bus system 1 relatively simple additional bus subscriber stations 10 , 20th , 30th can be added, which is very beneficial.

Das CSMA/CR-Verfahren hat zur Folge, dass es sogenannte rezessive Zustände auf dem Bus 40 geben muss, welche von anderen Teilnehmerstationen 10, 20, 30 mit dominanten Zuständen auf dem Bus 40 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 CSMA / CR procedure has the consequence that there are so-called recessive states on the bus 40 must give which of other subscriber stations 10 , 20th , 30th with dominant states on the bus 40 can be overwritten. In the recessive state, prevail at the individual subscriber station 10 , 20th , 30th high-resistance 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.

Ein Sendeblock 121 gemäß 3 zum Senden der Nachricht 45 beginnt ein Senden von Bits der Datenphase 452 auf den Bus 40 erst, wenn die Teilnehmerstation 10 des Sendeblocks 121 die Arbitration gewonnen hat und die Teilnehmerstation 10 des Sendeblocks 121 damit zum Senden einen exklusiven Zugriff auf den Bus 40 des Bussystems 1 hat.A send block 121 according to 3 to send the message 45 starts sending bits of the data phase 452 on the bus 40 only when the subscriber station 10 of the send block 121 the arbitration has won and the subscriber station 10 of the send block 121 This gives exclusive access to the bus for sending 40 of the bus system 1 Has.

Ganz allgemein können in dem Bussystem 1 mit CAN XL im Vergleich zu Classical CAN oder CAN FD folgende abweichenden Eigenschaften realisiert werden:

  1. a) Übernahme und ggf. Anpassung bewährter Eigenschaften, die für die Robustheit und Anwenderfreundlichkeit von Classical 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 beliebige Länge, beispielsweise bis etwa 4 kbyte.
In general, in the bus system 1 With CAN XL compared to Classical CAN or CAN FD, the following different properties can be realized:
  1. a) Adoption and, if necessary, adaptation of proven properties that are responsible for the robustness and user-friendliness of Classical CAN and CAN FD, in particular frame structure with identifier and arbitration according to the CSMA / CR procedure
  2. b) Increase in the net data transmission rate to around 10 megabits per second,
  3. c) increasing the size of the user data per frame to any length, for example up to about 4 kbytes.

3 zeigt den grundlegenden Aufbau der Teilnehmerstation 10 mit der Kommunikationssteuereinrichtung 11, der Sende-/Empfangseinrichtung 12 und dem Konfliktdetektor 15. Der Konfliktdetektor 15 hat einen ersten Filterblock 151, einen zweiten Filterblock 152 und einen Erfassungsblock 153. 3 shows the basic structure of the subscriber station 10 with the communication control device 11 , the transmitting / receiving device 12th and the conflict detector 15th . The conflict detector 15th has a first filter block 151 , a second filter block 152 and a detection block 153 .

Die Teilnehmerstation 30 ist in ähnlicher Weise aufgebaut, wie in 3 gezeigt, außer dass der Konfliktdetektor 35 nicht in die Sende-/ Empfangseinrichtung 32 integriert ist, sondern separat von der Kommunikationssteuereinrichtung 31 und der Sende-/Empfangseinrichtung 32 vorgesehen ist. Ist der Detektor 25 vorhanden, ist die Sende-/ Empfangseinrichtung 22 in Bezug auf den Detektor 15 identisch wie die Sende-/ Empfangseinrichtung 12 aufgebaut. Daher werden die Teilnehmerstationen 20, 30 und die Konfliktdetektoren 25, 35 nicht separat beschrieben. Die nachfolgend beschriebenen Funktionen des Konfliktdetektors 15 sind bei den Konfliktdetektoren 25, 35 identisch vorhanden.The participant station 30th is structured in a similar way as in 3 shown except that the conflict detector 35 not in the transceiver 32 is integrated, but separately from the communication control device 31 and the transceiver 32 is provided. Is the detector 25th is present, the transceiver is 22nd in relation to the detector 15th identical to the transmitter / receiver device 12th built up. Therefore, the subscriber stations 20th , 30th and the conflict detectors 25th , 35 not described separately. The functions of the conflict detector described below 15th are with the conflict detectors 25th , 35 identical available.

Gemäß 3 hat die Teilnehmerstation 10 zusätzlich zu der Kommunikationssteuereinrichtung 11, der Sende-/Empfangseinrichtung 12 und dem Konfliktdetektor 15 zudem einen Mikrocontroller 13, welchem die Kommunikationssteuereinrichtung 11 zugeordnet ist, und eine System-ASIC 16 (ASIC = Anwendungsspezifische Integrierte Schaltung), die alternativ ein System Basis-Chip (SBC) sein kann, auf dem mehrere für eine Elektronik-Baugruppe der Teilnehmerstation 10 notwendige Funktionen zusammengefasst sind. In dem System-ASIC 16 ist zusätzlich zu der Sende-/Empfangseinrichtung 12 eine Energieversorgungseinrichtung 17 eingebaut, welche die Sende-/Empfangseinrichtung 12 mit elektrischer Energie versorgt. Die Energieversorgungseinrichtung 17 liefert üblicherweise von einem Anschluss 43 eine Spannung CAN_Supply von 5 V. Je nach Bedarf kann die Energieversorgungseinrichtung 17 jedoch eine andere Spannung mit einem anderen Wert liefern. Zusätzlich oder alternativ kann die Energieversorgungseinrichtung 17 als Stromquelle ausgestaltet sein.According to 3 has the subscriber station 10 in addition to the communication control device 11 , the transmitting / receiving device 12th and the conflict detector 15th also a microcontroller 13th , which the communication control device 11 and a system ASIC 16 (ASIC = application-specific integrated circuit), which can alternatively be a system base chip (SBC) on which several for an electronic assembly of the subscriber station 10 necessary functions are summarized. In the system ASIC 16 is in addition to the transceiver 12th an energy supply device 17th built in, which is the transmitter / receiver 12th supplied with electrical energy. The energy supply device 17th usually supplies from one port 43 a CAN_Supply voltage of 5 V. Depending on requirements, the energy supply device 17th however deliver a different voltage with a different value. Additionally or alternatively, the energy supply device 17th be designed as a power source.

Die Sende-/Empfangseinrichtung 12 hat zudem einen Sendeblock 121 und einen Empfangsblock 122. Auch wenn nachfolgend immer von der Sende-/Empfangseinrichtung 12 gesprochen ist, ist es alternativ möglich, den Empfangsblock 122 in einer separaten Einrichtung extern von dem Sendeblock 121 vorzusehen. Der Sendeblock 121 und der Empfangsblock 122 können wie bei einer herkömmlichen Sende-/Empfangseinrichtung 22 aufgebaut sein. Der Sendeblock 121 kann insbesondere mindestens einen Operationsverstärker und/oder einen Transistor aufweisen. Der Empfangsblock 122 kann insbesondere mindestens einen Operationsverstärker und/oder einen Transistor aufweisen.The transmitting / receiving device 12th also has a send block 121 and one Receiving block 122 . Even if subsequently always from the transmitting / receiving device 12th is spoken, it is alternatively possible to use the receive block 122 in a separate device external to the transmission block 121 to be provided. The send block 121 and the reception block 122 can as with a conventional transceiver 22nd be constructed. The send block 121 can in particular have at least one operational amplifier and / or one transistor. The reception block 122 can in particular have at least one operational amplifier and / or one transistor.

Die Sende-/Empfangseinrichtung 12 ist an den Bus 40 angeschlossen, genauer gesagt dessen erste Busader 41 für CAN_H oder CAN-XL_H und dessen zweite Busader 42 für CAN_L oder CAN-XL_L. Über mindestens den Anschluss 43 erfolgt die Spannungsversorgung für die Energieversorgungseinrichtung 17 zum Versorgen der ersten und zweiten Busader 41, 42 mit elektrischer Energie, insbesondere mit der Spannung CAN-Supply. Die Verbindung mit Masse bzw. CAN_GND ist über einen Anschluss 44 realisiert. Die erste und zweite Busader 41, 42 sind mit einem Abschlusswiderstand 49 terminiert.The transmitting / receiving device 12th is to the bus 40 connected, more precisely its first bus core 41 for CAN_H or CAN-XL_H and its second bus wire 42 for CAN_L or CAN-XL_L. About at least the connection 43 the voltage supply for the energy supply device takes place 17th to supply the first and second bus cores 41 , 42 with electrical energy, especially with the CAN supply voltage. The connection to ground or CAN_GND is via a connector 44 realized. The first and second bus cores 41 , 42 are with a terminating resistor 49 terminated.

Die erste und zweite Busader 41, 42 sind in der Sende-/Empfangseinrichtung 12 nicht nur mit dem Sendeblock 121, der auch als Transmitter bezeichnet wird, und mit dem Empfangsblock 122 verbunden, der auch als Receiver bezeichnet wird, auch wenn die Verbindung in 3 zur Vereinfachung nicht gezeigt ist. Die Signale CAN_H, CAN_L der ersten und zweiten Busader 41, 42 in der Sende-/Empfangseinrichtung 12 auch für den Konfliktdetektor 15 verfügbar. Hierfür können die erste und zweite Busader 41, 42 in der Sende-/Empfangseinrichtung 12 auch mit dem Konfliktdetektor 15 verbunden sein. Dies ist in Bezug auf 8 nachfolgend noch genauer beschrieben.The first and second bus cores 41 , 42 are in the transceiver 12th not only with the send block 121 , also known as the transmitter, and with the receiving block 122 also known as the receiver, even if the connection is in 3 is not shown for the sake of simplicity. The signals CAN_H, CAN_L of the first and second bus wire 41 , 42 in the transceiver 12th also for the conflict detector 15th available. The first and second bus cores 41 , 42 in the transceiver 12th also with the conflict detector 15th be connected. This is in relation to 8th described in more detail below.

Im Betrieb des Bussystems 1 kann der Sendeblock 121, im Sendebetrieb der Sende-/Empfangseinrichtung 12, ein Sendesignal TXD oder TxD der Kommunikationssteuereinrichtung 11 mit digitalen Zuständen 0 (Zustand L) und 1 (Zustand H) in entsprechende Signale Data_0 und Data_1 für die Busadern 41, 42 umsetzen. Das Sendesignal TXD oder TxD ist schematisch in 3 und genauer in 4 veranschaulicht. Der Sendeblock 121 kann dann diese Signale Data_0 und Data_1 gemäß 4 an den Anschlüssen für CAN_H und CAN_L oder CAN-XL_H und CAN-XL_L auf den Bus 40 senden, wie in 5 gezeigt.During the operation of the bus system 1 can send the block 121 , in the transmitting mode of the transmitting / receiving device 12th , a transmission signal TXD or TxD of the communication control device 11 with digital states 0 (State L) and 1 (State H) in corresponding signals Data_0 and Data_1 for the bus wires 41 , 42 implement. The transmission signal TXD or TxD is shown schematically in 3 and more precisely in 4th illustrated. The send block 121 can then these signals Data_0 and Data_1 according to 4th at the connections for CAN_H and CAN_L or CAN-XL_H and CAN-XL_L on the bus 40 send as in 5 shown.

Der Empfangsblock 122 von 3 bildet aus vom Bus 40 an den Anschlüssen CAN_H, CAN_L empfangenen Bussignalen auf CAN-XL_H und CAN-XL_L gemäß 5 eine Differenzspannung VDIFF gemäß 6 und wandelt diese um in ein Empfangssignal RXD oder RxD mit digitalen Zuständen 0 (Zustand L) und 1 (Zustand H), wie schematisch in 3 veranschaulicht und wie in 7 genauer gezeigt. Der Empfangsblock 122 von 3 gibt das Empfangssignal RXD oder RxD an die Kommunikationssteuereinrichtung 11 weiter, wie in 3 gezeigt. Mit Ausnahme eines Leerlauf- oder Bereitschaftszustands (Idle oder Standby) hört die Sende-/Empfangseinrichtung 12 mit dem Empfangsblock 122 im Normalbetrieb immer auf eine Übertragung von Daten bzw. Nachrichten 45, 46 auf dem Bus 40 und zwar unabhängig davon, ob der Sendeblock 121 Sender der Nachricht 45 ist oder nicht.The reception block 122 of 3 trains from the bus 40 at the connections CAN_H, CAN_L received bus signals on CAN-XL_H and CAN-XL_L according to 5 a differential voltage VDIFF according to 6th and converts this into a received signal RXD or RxD with digital states 0 (State L) and 1 (State H), as shown schematically in 3 illustrated and as in 7th shown in more detail. The reception block 122 of 3 outputs the received signal RXD or RxD to the communication control device 11 continue as in 3 shown. With the exception of an idle or standby state (idle or standby), the transceiver listens 12th with the reception block 122 in normal operation always on a transmission of data or messages 45 , 46 on the bus 40 regardless of whether the transmission block 121 Sender of the message 45 is or not.

4 bis 7 veranschaulichen Signale im Normalbetrieb des Bussystems 1. Somit setzt die Sende-/Empfangseinrichtung 12 im Laufe der Zeit t ein Sendesignal TXD oder TxD der Kommunikationssteuereinrichtung 11 gemäß 4 in entsprechende Signale CAN-XL_H und CAN-XL_L für die Busadern 41, 42 um und sendet diese Signale CAN-XL_H und CAN-XL_L an den Anschlüssen für CAN_H und CAN_L auf den Bus 40, wie in 5 gezeigt. Aus den Signalen CAN-XL_H und CAN-XL_L von 5 bildet sich auf dem Bus 40 über der Zeit t eine Differenzspannung VDIFF = CAN-XL_H - CAN-XL_L aus, deren Verlauf in 6 gezeigt ist. 4th to 7th illustrate signals in normal operation of the bus system 1 . The transceiver thus sets 12th in the course of time t a transmission signal TXD or TxD of the communication control device 11 according to 4th into corresponding signals CAN-XL_H and CAN-XL_L for the bus wires 41 , 42 and sends these signals CAN-XL_H and CAN-XL_L to the connections for CAN_H and CAN_L on the bus 40 , as in 5 shown. From the signals CAN-XL_H and CAN-XL_L from 5 forms on the bus 40 A differential voltage VDIFF = CAN-XL_H - CAN-XL_L over the time t, the course of which in 6th is shown.

Die Abfolge der Datenzustände H, L von 4 und somit der daraus resultierenden Buszustände U_D0, U_D1 für die Signale CAN-XL_H, CAN-XL_L in 5 und der daraus resultierende Verlauf der Spannung VDIFF von 6 und des Empfangssignals RxD von 7 dient nur der Veranschaulichung der Funktion der Sende-/Empfangseinrichtung 12. Die Abfolge der Datenzustände H, L von 4 und somit der daraus resultierenden Buszustände U_D0, U_D1 in 5 und der Signale von 6 und 7 ist je nach Bedarf wählbar.The sequence of the data states H, L from 4th and thus the resulting bus states U_D0, U_D1 for the signals CAN-XL_H, CAN-XL_L in 5 and the resulting course of the voltage VDIFF from 6th and the received signal RxD from 7th serves only to illustrate the function of the transmitting / receiving device 12th . The sequence of the data states H, L from 4th and thus the resulting bus states U_D0, U_D1 in 5 and the signals from 6th and 7th can be selected as required.

Die Sende-/Empfangseinrichtung 12 bildet aus vom Bus 40 empfangenen Signalen CAN-XL_H und CAN-XL_L mit Empfangsschwellen T_u, T_d gemäß 6 das Empfangssignal RXD oder RxD, wie in 7 über der Zeit t gezeigt.The transmitting / receiving device 12th trains from the bus 40 received signals CAN-XL_H and CAN-XL_L with reception thresholds T_u, T_d according to 6th the received signal RXD or RxD, as in 7th shown over time t.

Für die Phasen 451, 453 wird im Normalbetrieb mindestens eine Empfangsschwelle T_u verwendet, die in dem schraffierten Bereich in dem linken Teil von 6 liegt. Wie in 6 dargestellt, verwendet die Sende-/Empfangseinrichtung 12 in den Kommunikationsphasen 451, 453 die von Classical CAN / CAN FD bekannte erste Empfangsschwelle T_u mit der typischen Lage von 0,7 V gemäß der ISO11898-2:2016, um die Buszustände 401, 402 in der ersten Betriebsart sicher erkennen zu können. Dagegen wird für die Datenphase 452 auf mindestens eine Empfangsschwelle T_d umgeschaltet, die in dem schraffierten Bereich in dem rechten Teil von 6 liegt. Die Sende-/Empfangseinrichtung 12 gibt das Empfangssignal RXD oder RxD an die Kommunikationssteuereinrichtung 11 weiter, wie in 3 gezeigt.For the phases 451 , 453 In normal operation, at least one reception threshold T_u is used, which is shown in the hatched area in the left-hand part of 6th lies. As in 6th uses the transceiver 12th in the communication phases 451 , 453 the first reception threshold T_u, known from Classical CAN / CAN FD, with the typical position of 0.7 V according to ISO11898-2: 2016, for the bus states 401 , 402 to be able to reliably recognize in the first operating mode. On the other hand, for the data phase 452 switched to at least one reception threshold T_d in the hatched area in the right part of 6th lies. The transmitting / receiving device 12th give that Received signal RXD or RxD to the communication control device 11 continue as in 3 shown.

Gemäß dem Beispiel von 5 und 6 haben die Signale CAN-XL_H und CAN-XL_L in den zuvor genannten Kommunikationsphasen 451, 453 entsprechend den Zuständen H (High), L (Low) des Sendesignals TxD von 4 die dominanten Buspegel 401 und rezessiven Buspegel 402, wie von CAN bekannt. Dagegen unterscheiden sich die Signale CAN-XL_H und CAN-XL_L gemäß 5 in der Datenphase 452 von den herkömmlichen Signalen CAN_H und CAN_L. In der Datenphase 452 werden anstelle der Buspegel 401, 402 nun die Buspegel U_D1, U_D0 entsprechend den Datenzuständen H, L des Sendesignals TXD aktiv getrieben. Auf dem Bus 40 bildet sich das Differenzsignal VDIFF = CAN-XL_H - CAN-XL_L aus, wie in 6 gezeigt.According to the example of 5 and 6th have the signals CAN-XL_H and CAN-XL_L in the aforementioned communication phases 451 , 453 corresponding to the states H (High), L (Low) of the transmission signal TxD from 4th the dominant bus levels 401 and recessive bus levels 402 as known from CAN. In contrast, the signals CAN-XL_H and CAN-XL_L differ according to 5 in the data phase 452 from the conventional signals CAN_H and CAN_L. In the data phase 452 instead of the bus level 401 , 402 the bus levels U_D1, U_D0 are now actively driven in accordance with the data states H, L of the transmission signal TXD. On the bus 40 the difference signal VDIFF = CAN-XL_H - CAN-XL_L is formed, as in 6th shown.

Zudem wird von einer ersten Bitzeit T_bt1 in den Phasen 451, 453 auf eine zweite Bitzeit T_bt2 in der Phase 452 umgeschaltet. Die erste Bitzeit T_bt1 kann größer als die zweite Bitzeit T_bt2 sein, auch wenn dies in 4 bis 7 zur Vereinfachung nicht dargestellt ist. In diesem Fall werden die Bits der Signale in den Phasen 451, 453 langsamer übertragen als in der Datenphase 452. Bei einer Bitrate von beispielsweise 10Mbit/s in der Datenphase 452 hat die zweite Bitzeit T_bt2 den Wert 100ns.In addition, a first bit time T_bt1 in the phases 451 , 453 to a second bit time T_bt2 in the phase 452 switched. The first bit time T_bt1 can be greater than the second bit time T_bt2, even if this is in 4th to 7th is not shown for the sake of simplicity. In this case, the bits of the signals are in phases 451 , 453 transmitted more slowly than in the data phase 452 . At a bit rate of, for example, 10 Mbit / s in the data phase 452 the second bit time T_bt2 has the value 100ns.

Somit ist die Bitzeitdauer T_bt2 in der Datenphase 452 bei dem zuvor beschriebenen Beispiel von 4 bis 7 deutlich kürzer als die Bitzeitdauer T_bt1, die in der Arbitrationsphase 451 und der Rahmenendphase 453 verwendet wird.Thus the bit duration T_bt2 is in the data phase 452 in the example of 4th to 7th significantly shorter than the bit duration T_bt1, which is in the arbitration phase 451 and the frame end phase 453 is used.

Die Sende-/Empfangseinrichtung 12 wird also von dem Zustand, der dem linken Teil von 5 entspricht, für die Datenphase 452 in den Zustand umgeschaltet, der dem rechten Teil von 5 entspricht. Die Sende-/Empfangseinrichtung 12 wird somit von einer ersten Betriebsart in eine zweite Betriebsart umgeschaltet.The transmitting / receiving device 12th is thus of the state corresponding to the left part of 5 for the data phase 452 switched to the state corresponding to the right part of 5 corresponds to. The transmitting / receiving device 12th is thus switched from a first operating mode to a second operating mode.

8 zeigt einen Aufbau des Konfliktdetektors 15, der für einen Betriebsfall in der Datenphase 452 nutzbar ist, der anhand von 9 bis 13 veranschaulicht und nachfolgend beschrieben ist. 8th shows a structure of the conflict detector 15th for an operational case in the data phase 452 can be used, which is based on 9 to 13th illustrated and described below.

Der Konfliktdetektor 15von 8 hat in dem ersten Filterblock 151 ein Tiefpassfilter 1511 und einen Spannungs-Strom-Wandler 1512. Zudem hat der zweite Filterblock 151 ein Tiefpassfilter 1521 und einen Spannungs-Strom-Wandler 1522. Der Erfassungsblock 153 hat einen Widerstand 1531 und einen Kondensator 1532, die parallel geschaltet sind. Zudem hat der Erfassungsblock 153 einen Detektor 1533, dessen Eingang an den Ausgang des ersten Filterblocks 151 und an den Ausgang des zweiten Filterblocks 152 angeschlossen ist. Zudem ist der Eingang des Detektors 1533 an das Ende der Parallelschaltung aus Widerstand 1531 und Kondensator 1532 angeschlossen, das an den Ausgang des ersten Filterblocks 151 und an den Ausgang des zweiten Filterblocks 152 angeschlossen ist. Das andere Ende der Parallelschaltung aus Widerstand 1531 und Kondensator 1532 ist an einen Anschluss 43 für die Systemmasse CAN_GND angeschlossen. An dem Kondensator 1532 und somit dem Detektor 1533 liegt eine Spannung U_C an.The conflict detector 15von 8th has in the first filter block 151 a low pass filter 1511 and a voltage-to-current converter 1512 . In addition, the second filter block has 151 a low pass filter 1521 and a voltage-to-current converter 1522 . The acquisition block 153 has a resistance 1531 and a capacitor 1532 that are connected in parallel. In addition, the acquisition block has 153 a detector 1533 , its input to the output of the first filter block 151 and to the output of the second filter block 152 connected. In addition, there is the entrance to the detector 1533 to the end of the parallel circuit made of resistor 1531 and capacitor 1532 connected to the output of the first filter block 151 and to the output of the second filter block 152 connected. The other end of the parallel circuit made of resistor 1531 and capacitor 1532 is on a connector 43 connected for the system ground CAN_GND. On the capacitor 1532 and thus the detector 1533 a voltage U_C is present.

Erkennt oder erfasst der Detektor 1533 durch Auswerten der Spannung U_C, dass auf dem Bus 40 eine Kollision mit einem Fehlerrahmen 47 auftritt, erzeugt der Detektor 1533 einen entsprechenden Zustand in einem Konfliktanzeigesignal S_K. Der Kollisionsdetektor 15 kann somit die Kollision und damit den Konflikt auf dem Bus 40 mit dem Konfliktanzeigesignal S_K anzeigen, wie nachfolgend beschrieben. Das Konfliktanzeigesignal S_K kann insbesondere über den Anschluss RxD oder über einen zusätzlichen Anschluss an die Kommunikationssteuereinrichtung 11 gesendet werden.Detects or detects the detector 1533 by evaluating the voltage U_C that is on the bus 40 a collision with an error frame 47 occurs, the detector generates 1533 a corresponding state in a conflict indication signal S_K. The collision detector 15th can thus cause the collision and thus the conflict on the bus 40 with the conflict indication signal S_K, as described below. The conflict display signal S_K can in particular via the connection RxD or via an additional connection to the communication control device 11 be sent.

Im Betrieb des Bussystems 1 empfängt der Konfliktdetektor 15 mit dem ersten Filterblock 151 die Differenzspannung VDIFF und bildet daraus mit dem Tiefpass 1511 eine gefilterte Differenzspannung VDIFF_F, die in 12 gezeigt ist. Der Spannungs-Strom-Wandler 1512 wandelt die gefilterte Differenzspannung VDIFF_F in einen elektrischen Strom 11, der den Kondensator 1532 lädt. Außerdem empfängt der Konfliktdetektor 15 mit dem zweiten Filterblock 152 das Sendesignal TxD und bildet daraus mit einem Inverter 1520 ein invertiertes Sendesignal und mit dem Tiefpass 1521 ein gefiltertes invertiertes Sendesignal TxD_F, genauer gesagt eine gefilterte invertierte Sendesignalspannung TxD_F, die in 9 gezeigt ist. Der Spannungs-Strom-Wandler 1522 wandelt das gefilterte invertierte Sendesignal TxD_F in einen elektrischen Strom 12, der den Kondensator 1532 entlädt.During the operation of the bus system 1 receives the conflict detector 15th with the first filter block 151 the differential voltage VDIFF and forms it with the low pass 1511 a filtered differential voltage VDIFF_F, which is shown in 12th is shown. The voltage-current converter 1512 converts the filtered differential voltage VDIFF_F into an electrical current 11 holding the capacitor 1532 loads. The conflict detector also receives 15th with the second filter block 152 the transmission signal TxD and forms it with an inverter 1520 an inverted transmission signal and with the low pass 1521 a filtered inverted transmission signal TxD_F, more precisely a filtered inverted transmission signal voltage TxD_F, which in 9 is shown. The voltage-current converter 1522 converts the filtered inverted transmission signal TxD_F into an electrical current 12th holding the capacitor 1532 discharges.

Mit anderen Worten, die Differenzspannung VDIFF lädt den Kondensator 1532 auf, das invertierte Signal TxD entlädt den Kondensator 1532. Haben beide Signale den gleichen Signalverlauf, bleibt die Spannung U_C am Kondensator auf 0V.In other words, the differential voltage VDIFF charges the capacitor 1532 on, the inverted signal TxD discharges the capacitor 1532 . If both signals have the same signal course, the voltage U_C on the capacitor remains at 0V.

Hat die Differenzspannung VDIFF mehr logische 0-Pegel (VDIFF >0) als per Sendesignal TxD gesendet werden, wird der Kondensator 1532 aufgeladen und U_C steigt an, bis der Konflikt auf dem Bus 40 erkannt wird.If the differential voltage VDIFF has more logic 0 levels (VDIFF> 0) than are sent via the transmit signal TxD, the capacitor becomes 1532 charged and U_C rises until the conflict on the bus 40 is recognized.

Der Summenstrom l3 am Kondensator 1532 errechnet sich gemäß Gleichung (1) als I 3 = I 1 I 2

Figure DE102019214721A1_0001
The total current l3 on the capacitor 1532 is calculated according to equation (1) as I. 3 = I. 1 - I. 2
Figure DE102019214721A1_0001

Sind die beiden Ströme l1 und l2 betragsmäßig gleich groß, so ist der Strom l3 = 0 A. Damit beträgt die Spannung U_C = 0 V. Somit wird der Kondensator 1532 nicht geladen.If the two currents l1 and l2 are of the same magnitude, then the current l3 = 0 A. This means that the voltage U_C = 0 V. Thus, the capacitor becomes 1532 not loaded.

Geringe Abweichungen zwischen den Strömen I1 und I2 lassen sich mit dem Widerstand 1531 abführen. Dadurch ist eine Fehlanpassung der beiden Spannungs-/Strom-Wandler 1512, 1522 von 8 kompensierbar.Small deviations between the currents I1 and I2 settle with the resistance 1531 dissipate. This results in a mismatch between the two voltage / current converters 1512 , 1522 of 8th compensable.

Steigt jedoch die Differenzspannung VDIFF und dadurch auch die gefilterte Differenzspannung VDIFF_F an, wohingegen das Sendesignal TxD und dadurch das gefilterte invertierte Sendesignal TxD_F konstant bleibt, dann wird der Kondensator 1532 geladen. Dadurch steigt die Spannung U_C über dem Kondensator 1532 an und wird von dem Detektor 1533 mit einer vorbestimmten Spannungsschwelle T_K geprüft, die in 12 gezeigt ist.However, if the differential voltage VDIFF and thereby also the filtered differential voltage VDIFF_F rise, whereas the transmission signal TxD and thereby the filtered inverted transmission signal TxD_F remain constant, then the capacitor becomes 1532 loaded. This increases the voltage U_C across the capacitor 1532 on and is used by the detector 1533 checked with a predetermined voltage threshold T_K, which in 12th is shown.

Die vorbestimmte Spannungsschwelle T_K kann von einem Benutzer konfigurierbar sein. Die vorbestimmte Spannungsschwelle T_K wird vorzugsweise unter Berücksichtigung der Signalverläufe von 9 bis 13 bestimmt.The predetermined voltage threshold T_K can be configured by a user. The predetermined voltage threshold T_K is preferably taking into account the signal curves from 9 to 13th certainly.

Bei dem in 9 bis 13 gezeigten Fall, sendet beispielsweise die Sende-/Empfangseinrichtung 12 das Sendesignal TxD1 als Sendesignal TxD für einen Rahmen 450, wobei beispielsweise die Teilnehmerstation 30, die in der Datenphase 452 eigentlich nur Empfänger des Rahmens 450 ist, einen Abbruch des Rahmens 450 erreichen möchte und daher das Sendesignal TxD2 sendet. Somit tritt auf dem Bus 40 ein Sendekonflikt auf, bei dem die Teilnehmerstation 10 in der Datenphase 452 keinen exklusiven, kollisionsfreien Zugriff mehr auf den Bus 40 hat.The in 9 to 13th The case shown, for example, sends the transmitting / receiving device 12th the transmission signal TxD1 as the transmission signal TxD for one frame 450 , where for example the subscriber station 30th that are in the data phase 452 actually only recipient of the frame 450 is an abortion of the frame 450 wants to reach and therefore sends the transmit signal TxD2. Thus occurs on the bus 40 a transmission conflict in which the subscriber station 10 in the data phase 452 no more exclusive, collision-free access to the bus 40 Has.

Es gibt verschiedene Gründe, warum ein Abbruch des Rahmens 450 erfolgen soll:

  • - die Teilnehmerstation 30 als RX-Teilnehmerstation hat einen Fehler in der Kopfprüfsumme (Header Prüfsumme oder CRC = Cyclic Redundancy Check) der CAN XL-Nachricht 45 festgestellt, und möchte dies signalisieren, und/oder
  • - die Teilnehmerstation 20, die eine CAN FD Teilnehmerstation ist, hat eventuell das Umschalten zu dem Format des Rahmens 450 aufgrund eines Bit Fehlers nicht erkannt und sendet einen Fehlerrahmen 47 während der Datenphase 452 des Rahmens 450, und/oder
  • - die Teilnehmerstation 30 als RX-Teilnehmerstation hat eine Nachricht 45, 46 mit höherer Priorität zu senden, und/oder
  • - zwei CAN-XL-Teilnehmerstationen, beispielsweise die Teilnehmerstationen 10, 30 verwenden versehentlich den gleichen Identifizierer und senden somit beide in der Datenphase 452.
There are several reasons why the frame could be broken off 450 should take place:
  • - the subscriber station 30th as an RX subscriber station has an error in the header checksum (header checksum or CRC = Cyclic Redundancy Check) of the CAN XL message 45 detected and would like to signal this, and / or
  • - the subscriber station 20th , which is a CAN FD subscriber station, may have to switch to the format of the frame 450 not recognized due to a bit error and sends an error frame 47 during the data phase 452 of the frame 450 , and or
  • - the subscriber station 30th as RX subscriber station has a message 45 , 46 to send with higher priority, and / or
  • - two CAN-XL subscriber stations, for example the subscriber stations 10 , 30th accidentally use the same identifier and thus both send in the data phase 452 .

Möchte beispielsweise die Teilnehmerstation 30 einen Abbruch des Rahmens 450 erreichen, welchen die Sende-/Empfangseinrichtung 12 mit dem Signal TxD1 von 9 sendet, so sendet die Teilnehmerstation 30 das Sendesignal TxD2 gemäß 10 zum Bus 40. In der Phase 455 des Sendens des Fehlerrahmens 47, die mit der fallenden Flanke des Sendesignals TxD2 bei einem Zeitpunkt t2 beginnt, ergeben sich daher gemäß 11 und 12 Spannungszustände für CAN_XL_H, CAN_XL_L auf dem Bus 40, die von den Spannungszuständen auf dem Bus 40 im Normalbetrieb der Datenphase 452 gemäß 5 abweichen.For example, the subscriber station would like 30th an abortion of the frame 450 reach which the transmitting / receiving device 12th with the signal TxD1 of 9 sends, the subscriber station sends 30th the transmission signal TxD2 according to 10 to the bus 40 . In the phase 455 of sending the error frame 47 , which begins with the falling edge of the transmission signal TxD2 at a point in time t2, are therefore obtained according to 11 and 12th Voltage states for CAN_XL_H, CAN_XL_L on the bus 40 that depends on the voltage states on the bus 40 in normal operation of the data phase 452 according to 5 differ.

Ganz allgemein gilt, dass die sendende Teilnehmerstation, die das Sendesignal TxD1 sendet, in der Datenphase 452 zum Treiben der Busadern 41, 42 auf einen Sende-Betriebsmodus umschaltet. Dagegen wird für alle empfangenden Teilnehmerstationen, wie die Teilnehmerstationen 10, 30, die in 11 gezeigte mindestens eine Empfangsschwelle Td eingeschaltet. Hierbei bleibt jedoch der Bustreiber der nur empfangenden Teilnehmerstation 30 im passiven Empfangszustand (CAN-recessive-state), bis die empfangende Teilnehmerstation 30 eventuell den Fehlerrahmen 47 sendet, wie in 10 für das Sendesignal TxD2 gezeigt und zuvor erwähnt. Der Fehlerrahmen 47 gemäß dem rechten Teil von 10 wird dann aktiv als „dominant“ gesendet werden. Um die Interoperabilität von CAN XL und CAN FD zu ermöglichen, wird ein Fehlerrahmen 47 wie bereits bei CAN / CAN FD durch die Aneinanderreihung von 6 oder mehr (je nach Bit-Stuffing-Methode) Bits mit positivem VDIFF repräsentiert.In general, the sending subscriber station that sends the send signal TxD1 is in the data phase 452 for driving the bus cores 41 , 42 switches to a transmit operating mode. In contrast, for all receiving subscriber stations, such as the subscriber stations 10 , 30th , in the 11 shown at least one reception threshold Td switched on. In this case, however, the bus driver of the only receiving subscriber station remains 30th in the passive receiving state (CAN recessive state) until the receiving subscriber station 30th possibly the error frame 47 sends, as in 10 for the transmission signal TxD2 shown and mentioned above. The error frame 47 according to the right part of 10 will then be actively sent as "dominant". In order to enable the interoperability of CAN XL and CAN FD, an error frame 47 As with CAN / CAN FD, it is represented by the stringing together of 6 or more (depending on the bit stuffing method) bits with positive VDIFF.

Wird in dem zuvor beschriebenen Fall von Teilnehmerstation 30 ein Fehlerrahmen 47 gesendet, ändert sich in der Folge gemäß 11 der transiente Verlauf der Differenzspannung VDIFF sehr stark. Aus Sicht aller Teilnehmerstationen 10, 20, 30 wird ein Bit mit positiver Differenzspannung VDIFF, also der Buszustand U_D1, noch verstärkt bzw. die positive Differenzspannung VDIFF wird vergrößert. Dagegen wird ein Bit, das sich als der Buszustand U_D0 auf dem Bus 40 ausbildet, von der Differenzspannung VDIFF = -2 V auf eine Differenzspannung VDIFF von etwa 0V erhöht. Der entstehende Spannungswert für den Buszustand U_D0 hängt stark von den Parametern der treibenden Sende- /Empfangseinrichtungen 12, 22, 32 bzw. des Senders 121, sowie der Anordnung der Abschlusswiderstände 49 ab.In the case described above, it is used by the subscriber station 30th an error frame 47 sent, then changes accordingly 11 the transient course of the differential voltage VDIFF is very strong. From the point of view of all participant stations 10 , 20th , 30th a bit with a positive differential voltage VDIFF, i.e. the bus state U_D1, is further amplified or the positive differential voltage VDIFF is increased. In contrast, a bit that appears as the bus state U_D0 is on the bus 40 trains, increased from the differential voltage VDIFF = -2 V to a differential voltage VDIFF of about 0V. The resulting voltage value for the bus state U_D0 depends heavily on the parameters of the driving transmitting / receiving devices 12, 22, 32 or the transmitter 121 , as well as the arrangement of the terminating resistors 49 from.

Über die Darstellung von 12 hinaus ist die Differenzspannung VDIFF im realen Fall noch von hochfrequenten Schwingungen überlagert, welche durch Bustopologie, Phasenlage und Impedanz der Teilnehmerstation bestimmt sind, die den Fehlerrahmen 47 sendet. Verkürzte oder verlängerte 1-Pluse (oder 0-Pulse) können auch von einem von CAN FD bekannten TDC-Verfahren (TDC = Transmitter Delay Compensation = Verzögerungskompensation der Sende-/Empfangseinrichtung) in den meisten Fällen nicht erkannt werden.About the representation of 12th In addition, the differential voltage VDIFF is still superimposed by high-frequency oscillations in the real case, which are determined by the bus topology, phase position and impedance of the subscriber station, the error frame 47 sends. Shortened or lengthened 1-plus (or 0-pulses) cannot be recognized in most cases by a TDC method known from CAN FD (TDC = Transmitter Delay Compensation = delay compensation of the transmitting / receiving device).

Der Konfliktdetektor 15 von 8 vergleicht daher mit dem Detektorblock 1533 die Spannung U_C mit der Spannungsschwelle T_K von 12.The conflict detector 15th of 8th therefore compare with the detector block 1533 the voltage U_C with the voltage threshold T_K of 12th .

Wird die Spannungsschwelle T_K überschritten, so wird dies als Kollision mit einem Fehlerrahmen 47 erkannt, der gemäß 10 ab dem Zeitpunkt t2 mit dem Sendesignal TxD2 versendet wird. Wird die Spannungsschwelle T_K überschritten, zeigt der Kollisionsdetektor 15 dies mit dem Konfliktanzeigesignal S_Kan.If the voltage threshold T_K is exceeded, this is seen as a collision with an error frame 47 recognized, according to 10 is sent from time t2 with the transmit signal TxD2. If the voltage threshold T_K is exceeded, the collision detector shows 15th this with the conflict indication signal S_Kan.

Steigt die gefilterte Differenzspannung VDIFF_F an und wird das gefilterte Sendesignal TxD_F reduziert, dann wird der Kondensator 1532 nicht weiter geladen. Als Folge davon bleibt die Spannung U_C bei etwa 0V. Die Spannung U_C wird ebenfalls von dem Detektorblock 1533 mit der Spannungsschwelle T_K von 12 geprüft und/oder verglichen. Wird die Spannungsschwelle T_K von 12 von der Spannung U_C nicht überschritten, so wird dies derart interpretiert, dass keine Kollision mit einem Fehlerrahmen 47 stattfindet.If the filtered differential voltage VDIFF_F increases and the filtered transmission signal TxD_F is reduced, then the capacitor is 1532 no further loading. As a result, the voltage U_C remains at around 0V. The voltage U_C is also from the detector block 1533 with the voltage threshold T_K of 12th checked and / or compared. If the voltage threshold T_K of 12th is not exceeded by the voltage U_C, this is interpreted in such a way that there is no collision with an error frame 47 takes place.

Mit anderen Worten, um einen Konflikt zwischen mehreren, jedoch mindestens zwei, Sende-/Empfangseinrichtungen 12, 22, 32 zu erkennen, wird das Signal VDIFF im von dem Konfliktdetektor 15, 25, 35 erfasst und tiefpassgefiltert. Das Ausgangssignal des Tiefpassfilters 1511 wird beobachtet. Steigt das Ausgangssignal des Tiefpassfilters 1511 an, so kann dies folgende Ursachen haben:

  1. 1.) Es wurde durch eine andere Teilnehmerstation 10, 20, 30 ein Fehlerrahmen 47 auf den Bus 40 gesendet.
  2. 2.) Die von der Teilnehmerstation 10 gesendeten Daten enthalten mehr 0-Zustände (L-Zustände) als bei der letzten Messung oder Erfassung, was ebenfalls zu einem Anstieg der gefilterten Differenzspannung VDIFF_F führen würde.
In other words, to a conflict between several, but at least two, transmitting / receiving devices 12th , 22nd , 32 to recognize the signal VDIFF im from the conflict detector 15th , 25th , 35 captured and low-pass filtered. The output signal of the low pass filter 1511 is observed. If the output signal of the low-pass filter increases 1511 this can have the following causes:
  1. 1.) It was through another subscriber station 10 , 20th , 30th an error frame 47 on the bus 40 sent.
  2. 2.) The one from the subscriber station 10 The data sent contain more 0 states (L states) than in the last measurement or acquisition, which would also lead to an increase in the filtered differential voltage VDIFF_F.

Kann die Ursache 2.) ausgeschlossen werden, handelt sich um ein Fehlerrahmen 47 bzw. liegt die Ursache 1.) vor. Um die Ursache 2.) ausschließen zu können, wird auch das invertierte TxD-Signal tiefpassgefiltert. Das Ausgangssignal des Tiefpassfilters 1521 wird beobachtet. Steigt die Spannung VDIFF_F bei gleichbleibendem Signal TxD_F an, so muss dies die Ursache 1.) haben, also ein Fehlerrahmen 47 vorliegen.May be the cause 2 .) are excluded, it is an error frame 47 or is the cause 1 .) in front. To the cause 2 .), the inverted TxD signal is also low-pass filtered. The output signal of the low pass filter 1521 is observed. If the voltage VDIFF_F increases while the signal TxD_F remains the same, this must be the cause 1 .), that is, a margin of error 47 are present.

Bei dem Konfliktdetektor 15 ist die Filterzeitkonstante tau_TP für jeden der Tiefpassfilter 1512, 1522 nach folgender Vorschrift ausgelegt: TLD < tau _ TP < 6 x T _ bt 1

Figure DE102019214721A1_0002
With the conflict detector 15th is the filter time constant tau_TP for each of the low pass filters 1512 , 1522 designed according to the following regulation: TLD < dew _ TP < 6th x T _ bt 1
Figure DE102019214721A1_0002

Somit sollte die Filterzeitkonstante tau_TP für jeden der Tiefpassfilter 1512, 1522 größer als die Laufzeit TLD jedoch kleiner als 6 Bitzeiten T_bt1 für Bits in den Phasen 451, 453 sein. Ganz allgemein sollte die Filterzeitkonstante tau_TP für jeden der Tiefpassfilter 1512, 1522 einen Wert haben, der kleiner als die Anzahl von Bitzeiten T_bt1 ist, die ein Fehlerrahmen 47 dauert. Hat ein Fehlerrahmen 47 eine Anzahl von 6 Bits der Arbitrationsphase 451, kann beispielsweise gelten 255ns < tau_TP < 6 × 2µs, wenn gilt T_bt1 = 2µs.Thus, the filter time constant should be tau_TP for each of the low pass filters 1512 , 1522 greater than the runtime TLD but less than 6 bit times T_bt1 for bits in the phases 451 , 453 be. In general, the filter time constant should be tau_TP for each of the low-pass filters 1512 , 1522 have a value smaller than the number of bit times T_bt1 that make up one error frame 47 lasts. Has an error frame 47 a number of 6 bits of the arbitration phase 451 , for example, 255ns <tau_TP <6 × 2µs, if T_bt1 = 2µs applies.

Außerdem ist der Konfliktdetektor 15 derart ausgestaltet, dass die Tiefpassfilterung des Sendesignals TxD asymmetrisch ausgestaltet ist. Hierfür wird das Sendesignal TxD, wenn die 1- oder H-Zustände in dem Sendesignal TxD zunehmen, mit dem Tiefpassfilter 1521 stärker befiltert als das Sendesignal TxD befiltert wird, wenn die 0- oder L-Zustände in dem Sendesignal TxD zunehmen. Die Filterzeitkonstante tau_TP des zweiten Tiefpassfilters 1522 ist also im Betrieb des Bussystems 1 variabel. Dadurch werden die folgenden beiden Fälle ausgeglichen.Also is the conflict detector 15th configured in such a way that the low-pass filtering of the transmission signal TxD is configured asymmetrically. For this purpose, the transmission signal TxD, if the 1 or H states in the transmission signal TxD increase, with the low-pass filter 1521 filtered to a greater extent than the transmission signal TxD is filtered when the 0 or L states in the transmission signal TxD increase. The filter time constant tau_TP of the second low-pass filter 1522 is therefore in the operation of the bus system 1 variable. This will balance the following two cases.

Für den Fall, dass die 0- oder L-Zustände in dem Signal TxD zunehmen, würde der aus dem gefilterten invertierten Sendesignal TxD_F gebildete Strom l2 früher zunehmen als der aus dem gefilterten Signal VDIFF_F gebildete Strom I1. Durch die asymmetrische Filterung des Tiefpassfilters 1521 wird vermieden, dass fälschlicherweise ein Fehlerrahmen 47 erkannt wird, wenn die gefilterte Spannung VDIFF_F ansteigt.In the event that the 0 or L states increase in the signal TxD, the current l2 formed from the filtered inverted transmission signal TxD_F would increase earlier than the current formed from the filtered signal VDIFF_F I1 . Due to the asymmetrical filtering of the low-pass filter 1521 avoids incorrectly setting an error frame 47 is detected when the filtered voltage VDIFF_F increases.

Für den Fall, dass die 1- oder H-Zustände in dem Signal TxD zunehmen, würde der aus dem gefilterten Sendesignal TxD_F gebildete Strom l2 früher abnehmen als der aus dem gefilterten Signal VDIFF_F gebildete Strom l1. Dadurch würde die Spannung U_C steigen und fälschlicherweise ein Fehlerrahmen 47 erkannt werden. Durch die asymmetrische Filterung des Tiefpassfilters 1521 kann eine solche fehlerhafte Detektion des Erfassungsblocks 153 vermieden werden.In the event that the 1 or H states in the signal TxD increase, the current l2 formed from the filtered transmission signal TxD_F would decrease earlier than the current l1 formed from the filtered signal VDIFF_F. As a result, the voltage U_C would rise and incorrectly an error frame 47 be recognized. Due to the asymmetrical filtering of the low-pass filter 1521 can such erroneous detection of the detection block 153 be avoided.

Durch diese Maßnahmen wird sichergestellt, dass durch die Laufzeit TLD (Propagation Delay) nicht fälschlicherweise mit dem Konfliktdetektor 15 eine Erfassung eines Sendekonflikts oder Buskonflikts angezeigt wird.These measures ensure that the TLD (Propagation Delay) does not incorrectly interfere with the conflict detector during the runtime 15th a detection of a send conflict or bus conflict is indicated.

Die Kommunikationssteuereinrichtung 11 reagiert in der Datenphase 452 auf den mit dem Signal S_K signalisierten Sendekonflikt bzw. Buskonflikt mit dem Abbruch der Datenphase 452 und gegebenenfalls zusätzlich mit dem Senden eines Bitmusters, beispielsweise eines Fehlerrahmens 47, das den anderen Teilnehmerstationen 20, 30 das Ende der Datenphase 452 signalisiert. Die Kommunikationssteuereinrichtung 11 schaltet in die Arbitrationsphase 451 zurück.The communication controller 11 reacts in the data phase 452 to the send conflict or bus conflict signaled with the signal S_K the termination of the data phase 452 and, if necessary, additionally with the transmission of a bit pattern, for example an error frame 47 that the other subscriber stations 20th , 30th the end of the data phase 452 signals. The communication controller 11 switches to the arbitration phase 451 back.

Bei den Teilnehmerstationen 20, 30 kann die Signalisierung des Konflikts in der Datenphase 452 durch das Konfliktanzeigesignal S_K von der jeweiligen Sende-/Empfangseinrichtung 22, 32 an die zugehörige Kommunikationssteuereinrichtung 21, 32 erfolgen. Das Signal kann das Empfangssignal RXD sein, welches die entsprechende Sende-/Empfangseinrichtung 22 oder der Konfliktdetektor 35 mit einem vorbestimmen Bitmuster abändert, um den Konflikt zu signalisieren. Alternativ oder zusätzlich kann die entsprechende Sende-/Empfangseinrichtung 22, 32 oder der Konfliktdetektor 25, 35 ein separates Signal erzeugen, das über eine separate Signalleitung an die zugehörige Kommunikationssteuereinrichtung 21, 31 gesendet wird und insbesondere mindestens einen Schaltimpuls oder ein vorbestimmtes Bitmuster zur Signalisierung des Konflikts hat.At the participant stations 20th , 30th can signaling the conflict in the data phase 452 by the conflict indication signal S_K from the respective transceiver 22nd , 32 to the associated communication control device 21 , 32 respectively. The signal can be the received signal RXD, which the corresponding transmitting / receiving device 22nd or the conflict detector 35 modified with a predetermined bit pattern to signal the conflict. Alternatively or additionally, the corresponding transmitting / receiving device 22nd , 32 or the conflict detector 25th , 35 generate a separate signal, which is sent via a separate signal line to the associated communication control device 21 , 31 is sent and in particular has at least one switching pulse or a predetermined bit pattern for signaling the conflict.

Weil in der Datenphase 452 der Sendekonflikt bzw. Buskonflikt an die zugehörige Kommunikationssteuereinrichtung 11, 21, 31 signalisiert wird, kann die im klassischen CAN herkömmliche Bitfehler-Prüfung durch den Vergleich von Sendesignal TXD mit Empfangssignal RXD ersetzt werden durch die Prüfung des Konfliktanzeigesignals S_K. Das Konfliktanzeigesignal S_K hat insbesondere ein vorbestimmtes Bitmuster, das den Sendekonflikt bzw. Buskonflikt signalisiert bzw. anzeigt. Insbesondere kann das Konfliktanzeigesignal S_K eine ‚1‘ als „OK-Signal“ und eine ‚0‘ als „Konflikt-Meldung“ senden.Because in the data phase 452 the send conflict or bus conflict to the associated communication control device 11 , 21 , 31 is signaled, the bit error check conventional in classic CAN can be replaced by comparing the transmit signal TXD with the receive signal RXD by checking the conflict indication signal S_K. The conflict display signal S_K has, in particular, a predetermined bit pattern which signals or displays the transmission conflict or bus conflict. In particular, the conflict display signal S_K can send a '1' as an “OK signal” and a “0” as a “conflict message”.

Besonders vorteilhaft an den zuvor beschriebenen Varianten der Bewertung ist, dass die Ausgestaltung der Sende-/Empfangseinrichtung 12 sowohl für homogene CAN-XL-Bussysteme, bei welchen nur CAN XL-Nachrichten 45 und keine CAN FD-Nachrichten 46 versandt werden, als auch für gemischte Bussysteme einsetzbar ist, bei welchen entweder CAN XL-Nachrichten 45 oder CAN FD-Nachrichten 46 versandt werden. Daher ist die Sende-/Empfangseinrichtung 12 universell einsetzbar.What is particularly advantageous about the variants of the evaluation described above is that the design of the transmitting / receiving device 12th both for homogeneous CAN-XL bus systems in which only CAN XL messages 45 and no CAN FD messages 46 can be sent, and can also be used for mixed bus systems in which either CAN XL messages 45 or CAN FD messages 46 be shipped. Hence the transceiver 12th universally applicable.

Ein zusätzlicher Vorteil der zuvor beschriebenen Funktion des Konfliktdetektors 15 ist, dass der Konfliktdetektor 15 keine Information über die Anzahl der Bits in einer Phase, insbesondere der Datenphase 452, benötigt. Noch dazu ist der Konfliktdetektor 15 implizit in der Lage, auch zusätzliche Flankenwechsel zu detektieren, die nur im Falle eines Buskonflikts erwartet werden. Vom Buskonflikt erzeugte zusätzliche Flanken im RxD-Signal würden nämlich dazu führen, dass die Auswertelogik der Kommunikationssteuereinrichtung 11durcheinander kommt.An additional advantage of the previously described function of the conflict detector 15th is that the conflict detector 15th no information about the number of bits in a phase, especially the data phase 452 , required. On top of that is the conflict detector 15th implicitly able to detect additional edge changes that are only expected in the event of a bus conflict. This is because additional edges in the RxD signal generated by the bus conflict would lead to the evaluation logic of the communication control device 11 being mixed up.

14 zeigt eine Konfiguration eines Empfangsblocks 122, der mit einem Konfliktdetektor 15A gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel verschaltet ist. Der Empfangsblocks 122 hat einen eingangsseitig an den Busadern 41, 42 vorgesehenen Spannungsteiler 1221, ein Vorspannungsmodul 1222, einen Empfangskomparator 1223 und einen Komparator 1224 für eine Aufweckschaltung 126. Die Aufweckschaltung 126 kann einen Energiesparmodus realisieren, bei dem der Empfangsblock 122 nur mit elektrischem Strom versorgt wird, wenn auf dem Bus 40 eine Kommunikation stattfindet. 14th shows a configuration of a reception block 122 having a conflict detector 15A is connected according to a second embodiment. The reception block 122 has one on the input side on the bus wires 41 , 42 provided voltage divider 1221 , a preload module 1222 , a receiving comparator 1223 and a comparator 1224 for a wake-up call 126 . The wake-up circuit 126 can implement an energy-saving mode in which the receive block 122 Only receives electrical power when on the bus 40 communication takes place.

Im Unterschied zu herkömmlichen Empfangsblöcken und der vorangehenden Ausführung von 8 wird bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel in dem Empfangsblock 122 anstelle von VDIFF = CAN_H - CAN_L bzw. VDIFF = CAN_XL_H - CAN_XL_L das durch den Spannungsteiler 1221 heruntergeteilte Signal VDIFF_D für den Konfliktdetektor 15 verwendet. Für den Abgriff des Signals VDIFF_D kann ein Knoten im Empfangskomparator 1223 des Empfangsblocks 122 gewählt werden.In contrast to conventional receive blocks and the preceding implementation of 8th is in the present embodiment in the receive block 122 instead of VDIFF = CAN_H - CAN_L or VDIFF = CAN_XL_H - CAN_XL_L that through the voltage divider 1221 divided down signal VDIFF_D for the conflict detector 15th used. A node in the receive comparator can tap the signal VDIFF_D 1223 of the receive block 122 to get voted.

Auf diese Weise kann die Schaltung für den Konfliktdetektor 15A von 8 im Niederspannungsbereich (5V-Bereich) ausgeführt werden. Dies verkleinert den Halbleiterflächenbedarf der Sende-/Empfangseinrichtung 12. Dadurch werden der Platzbedarf und die Kosten für die Sende-/Empfangseinrichtung 12 verringert, was sehr vorteilhaft ist.In this way the circuit for the conflict detector 15A of 8th in the low voltage range (5V range). This reduces the semiconductor area requirement of the transmitting / receiving device 12th . This reduces the space requirement and the costs for the transmitting / receiving device 12th decreased, which is very beneficial.

Optional sendet die Kommunikationssteuereinrichtung 11 und/oder die Sende-/Empfangseinrichtung 12 an den Konfliktdetektor 15A ein Enable-Signal oder Einschaltsignal S_E, wenn der Konfliktdetektor 15A nur während eines gültigen Sendevorgangs arbeiten soll. Insbesondere kann die Kommunikationssteuereinrichtung 11 ausgestaltet sein, an den Konfliktdetektor 15A ein Einschaltsignal S_E auszugeben, um den Konfliktdetektor 15A nur für die Datenphase 452 einzuschalten und für die anderen Phasen 451, 453 auszuschalten. Möglich ist insbesondere alternativ, dass der Konfliktdetektor 15A mit dem Signal S_E von einer Kommunikationsphase auf eine andere Kommunikationsphase umgeschaltet wird. Auf diese Weise kann ein Energiesparmodus des Konfliktdetektors 15 realisiert werden.The communication control device optionally sends 11 and / or the transmitting / receiving device 12th to the conflict detector 15A an enable signal or switch-on signal S_E if the conflict detector 15A should only work during a valid send process. In particular, the communication control device 11 be designed to the conflict detector 15A to output a switch-on signal S_E to the conflict detector 15A only for the data phase 452 switch on and for the other phases 451 , 453 turn off. In particular, it is alternatively possible that the conflict detector 15A the signal S_E is used to switch from one communication phase to another communication phase. In this way the conflict detector can be switched to energy-saving mode 15th will be realized.

15 zeigt eine Konfiguration eines Empfangsblocks 1220, der mit dem Konfliktdetektor 15A gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel verschaltet ist. Hierbei ist das durch den Spannungsteiler 1221 heruntergeteilte Signal VDIFF_D für den Konfliktdetektor 15 nicht im Empfangskomparator 1223 abgegriffen, sondern direkt nach dem Spannungsteiler 1221. 15th shows a configuration of a reception block 1220 that with the conflict detector 15A is connected according to the second embodiment. Here this is through the voltage divider 1221 divided down signal VDIFF_D for the conflict detector 15th not in the receiving comparator 1223 tapped, but directly after the voltage divider 1221 .

Auch auf diese Weise kann die Schaltung für den Konfliktdetektor 15A von 8 im Niederspannungsbereich (5V-Bereich) ausgeführt werden, so dass dieselben Vorteile in Bezug auf den Halbleiterflächenbedarf der Sende-/Empfangseinrichtung 12 erzielt werden können.In this way, too, the circuit for the conflict detector 15A of 8th in the low-voltage range (5V range), so that the same advantages with regard to the semiconductor area requirement of the transmitter / receiver 12th can be achieved.

16 zeigt eine Konfiguration eines Konfliktdetektors 15B gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel. 16 Fig. 10 shows a configuration of a conflict detector 15B according to a third embodiment.

Bei dem Konfliktdetektors 15B wird, im Unterschied zu dem Konfliktdetektor 15 von 8, die Abfrage des Detektor-Ergebnisses mehrmals, jedoch mindestens zweimal, innerhalb der Zeit eines möglichen Fehlerrahmens 47 wiederholt. Die Zeit eines möglichen Fehlerrahmens 47 dauert beispielsweise 6 Zeitdauern T_bt1 eines Bits der Arbitrationsphase 451.At the conflict detector 15B becomes, in contrast to the conflict detector 15th of 8th , the query of the detector result several times, but at least twice, within the time of a possible error frame 47 repeated. The time of a possible margin of error 47 lasts, for example, 6 time periods T_bt1 of a bit of the arbitration phase 451 .

Hierfür hat der Konfliktdetektor 15B des vorliegenden Ausführungsbeispiels zusätzlich in seinem Erfassungsblock 153B einen Plausibilisierungsblock 1534 am Ausgang des Konfliktdetektors 15B. Der Plausibilisierungsblock 1534 hat mindestens ein Flip-Flop 341, 342, das als Schieberegister verschaltet ist. Erst wenn eine vorbestimmte Anzahl von U_C-Pegeln erkannt wurde, die auf einen Konflikt auf dem Bus 40 hindeuten, wird ein Konflikt mit einem Fehlerrahmen 47 erkannt. In Folge dessen kann der Konfliktdetektor 15B den Konflikt mit dem Konfliktanzeigesignal S_K signalisiert, wie bei den vorangehenden Ausführungsbeispielen beschrieben.The conflict detector has 15B of the present embodiment also in its acquisition block 153B a plausibility block 1534 at the exit of the conflict detector 15B . The plausibility block 1534 has at least one flip-flop 341 , 342 which is connected as a shift register. Only when a predetermined number of U_C levels has been recognized that indicates a conflict on the bus 40 will indicate a conflict with an error frame 47 recognized. As a result, the conflict detector 15B signals the conflict with the conflict indication signal S_K, as described in the previous exemplary embodiments.

Dadurch kann der Konfliktdetektor 15B im Vergleich zu dem Konfliktdetektor 15 von 8 zusätzlich die Sicherheit gegen fälschliches Auslösen des Konfliktdetektors 15A erhöhen. Somit ist das von dem Konfliktdetektor 15A erzeugte Konfliktanzeigesignal S_K noch genauer und erfasst den Konflikt auf dem Bus 40 noch sicherer als bei den vorangehenden Ausführungsbeispielen.This allows the conflict detector 15B compared to the conflict detector 15th of 8th in addition, security against incorrect triggering of the conflict detector 15A increase. So that's from the conflict detector 15A generated conflict display signal S_K even more precisely and detects the conflict on the bus 40 even safer than in the previous embodiments.

Alle zuvor beschriebenen Ausgestaltungen der Konfliktdetektoren 15, 15A, 15B, 25, 35 und deren Modifikationen, der Teilnehmerstationen 10, 20, 30, des Bussystems 1 und des darin 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 of the configurations of the conflict detectors described above 15th , 15A , 15B , 25th , 35 and their modifications, the subscriber stations 10 , 20th , 30th , the bus system 1 and the method carried out therein can be used individually or in all possible combinations. In particular, all the features of the exemplary embodiments described above and / or their modifications can be combined as desired. In addition or as an alternative, the following modifications in particular are conceivable.

Auch wenn die Erfindung zuvor am Beispiel des CAN-Bussystems beschrieben ist, kann die Erfindung bei jedem Kommunikationsnetzwerk und/oder Kommunikationsverfahren eingesetzt werden, bei welchem zwei verschiedene Kommunikationsphasen verwendet werden, in denen sich die Buszustände unterscheiden, die für die unterschiedlichen Kommunikationsphasen erzeugt werden. Insbesondere ist die Erfindung bei Entwicklungen von sonstigen seriellen Kommunikationsnetzwerken, wie insbesondere Ethernet, Feldbussystemen, usw. einsetzbar.Even if the invention is described above using the example of the CAN bus system, the invention can be used in any communication network and / or communication method in which two different communication phases are used in which the bus states that are generated for the different communication phases differ. In particular, the invention can be used in the development of other serial communication networks, such as in particular Ethernet, field bus systems, etc.

Insbesondere kann das Bussystem 1 gemäß den Ausführungsbeispielen ein Kommunikationsnetzwerk 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.In particular, the bus system 1 According to the exemplary embodiments, it can be a communication network in which data can be transmitted serially at two different bit rates. It is advantageous, but not an absolute prerequisite, that in the bus system 1 an exclusive, collision-free access by a subscriber station at least for certain periods of time 10 , 20th , 30th on a common channel is guaranteed.

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

Alle zuvor beschriebenen Varianten für die Erkennung des Buskonflikts können zeitlicher Filterung unterliegen, um die Robustheit in Bezug auf elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) und gegenüber elektrostatischer Aufladung (ESD), Pulsen und anderen Störungen zu erhöhen.All variants described above for the detection of the bus conflict can be subject to time filtering in order to increase the robustness with regard to electromagnetic compatibility (EMC) and against electrostatic charge (ESD), pulses and other disturbances.

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Zitierte Nicht-PatentliteraturNon-patent literature cited

  • ISO 11898-2 [0004]ISO 11898-2 [0004]
  • ISO_17987-4 [0004]ISO_17987-4 [0004]
  • ISO 17458-4 [0004]ISO 17458-4 [0004]

Claims (15)

Konfliktdetektor (15; 15A; 15B; 25; 35) für eine Teilnehmerstation (10; 20; 30) für ein serielles Bussystem (1), mit einem ersten Filterblock (151) zum Filtern eines von einem Bus (40) des Bussystems (1) seriell empfangenen Signals (VDIFF; VDIFF_D), einem zweiten Filterblock (152) zum Filtern eines digitalen Sendesignals (TxD; TxD1), das von einer Kommunikationssteuereinrichtung (11) der Teilnehmerstation (10; 20; 30) für einen Rahmen (450) seriell zu dem Bus (40) gesendet wurde, und wobei die Teilnehmerstation (10; 20; 30) ausgestaltet ist, in einer ersten Kommunikationsphase (451; 453, 451) Buszustände (401; 402) für den Rahmen (450) mit einer ersten Betriebsart zu erzeugen und in einer zweiten Kommunikationsphase (452) Buszustände (401; 402; U_D0; U_D1) für den Rahmen (450) mit einer zweiten Betriebsart zu erzeugen, die sich von der ersten Betriebsart unterscheidet, und einem Erfassungsblock (153; 153A), der einen Kondensator (1532) aufweist, an dessen einem Anschluss ein Ausgang des ersten Filterblocks (151) und ein Ausgang des zweiten Filterblocks (152) angeschlossen ist, wobei der Erfassungsblock (153; 153A) ausgestaltet ist, aus einer Spannung (U_C) an dem Kondensator (1532) zu erfassen, ob die Teilnehmerstation (10; 20; 30) in der zweiten Kommunikationsphase (452) einen exklusiven, kollisionsfreien Zugriff auf den Bus (40) hat oder nicht.Conflict detector (15; 15A; 15B; 25; 35) for a subscriber station (10; 20; 30) for a serial bus system (1), with a first filter block (151) for filtering a signal (VDIFF; VDIFF_D) received serially from a bus (40) of the bus system (1), a second filter block (152) for filtering a digital transmission signal (TxD; TxD1) which was sent serially to the bus (40) for a frame (450) by a communication control device (11) of the subscriber station (10; 20; 30), and wherein the subscriber station (10; 20; 30) is designed to generate bus states (401; 402) for the frame (450) with a first operating mode in a first communication phase (451; 453, 451) and in a second communication phase (452) To generate bus states (401; 402; U_D0; U_D1) for the frame (450) with a second operating mode that differs from the first operating mode, and a detection block (153; 153A) which has a capacitor (1532) to one terminal of which an output of the first filter block (151) and an output of the second filter block (152) are connected, wherein the detection block (153; 153A) is designed to detect from a voltage (U_C) on the capacitor (1532) whether the subscriber station (10; 20; 30) in the second communication phase (452) has exclusive, collision-free access to the Bus (40) has or not. Konfliktdetektor (15; 15A; 15B; 25; 35) nach Anspruch 1, wobei der Erfassungsblock (153; 153A) ausgestaltet ist, mit einem Konfliktanzeigesignal (S_K) für die Kommunikationssteuereinrichtung (11) anzuzeigen, wenn der Erfassungsblock (153; 153A) erfasst, dass die Teilnehmerstation (10; 20; 30) in der zweiten Kommunikationsphase (452) keinen exklusiven, kollisionsfreien Zugriff auf den Bus (40) hat.Conflict detector (15; 15A; 15B; 25; 35) after Claim 1 , wherein the detection block (153; 153A) is designed to indicate with a conflict indication signal (S_K) for the communication control device (11) when the detection block (153; 153A) detects that the subscriber station (10; 20; 30) is in the second communication phase (452) does not have exclusive, collision-free access to the bus (40). Konfliktdetektor (15; 15A; 15B; 25; 35) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Erfassungsblock (153; 153A) ausgestaltet ist, die Spannung (U_C) an dem Kondensator (1532) mit einer vorbestimmten Spannungsschwelle (T_K) zu vergleichen, um zu bestimmen, ob die Teilnehmerstation (10; 20; 30) in der zweiten Kommunikationsphase (452) keinen exklusiven, kollisionsfreien Zugriff auf den Bus (40) hat.Conflict detector (15; 15A; 15B; 25; 35) after Claim 1 or 2 , wherein the detection block (153; 153A) is designed to compare the voltage (U_C) on the capacitor (1532) with a predetermined voltage threshold (T_K) in order to determine whether the subscriber station (10; 20; 30) in the second Communication phase (452) does not have exclusive, collision-free access to the bus (40). Konfliktdetektor (15; 15A; 15B; 25; 35) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der erste Filterblock (151) ein erstes Tiefpassfilter (1511) und einen ersten Spannungs-Strom-Wandler (1512) aufweist, wobei der erste Spannungs-Strom-Wandler (1512) dem ersten Tiefpassfilter (1511) nachgeschaltet ist, wobei der zweite Filterblock (152) einen Inverter (1520), ein zweites Tiefpassfilter (1521) und einen zweiten Spannungs-Strom-Wandler (1522) aufweist, wobei der zweite Spannungs-Strom-Wandler (1522) dem zweiten Tiefpassfilter (1521) nachgeschaltet ist, und wobei der Kondensator (1532) mit dem Ausgang des ersten Spannungs-Strom-Wandlers (1512) und dem Ausgang des zweiten Spannungs-Strom-Wandlers (1522) verbunden ist.Conflict detector (15; 15A; 15B; 25; 35) according to one of the preceding claims, wherein the first filter block (151) has a first low-pass filter (1511) and a first voltage-to-current converter (1512), wherein the first voltage-to-current converter (1512) is connected downstream of the first low-pass filter (1511), wherein the second filter block (152) has an inverter (1520), a second low-pass filter (1521) and a second voltage-current converter (1522), wherein the second voltage-to-current converter (1522) is connected downstream of the second low-pass filter (1521), and wherein the capacitor (1532) is connected to the output of the first voltage-to-current converter (1512) and the output of the second voltage-to-current converter (1522). Konfliktdetektor (15; 15A; 15B; 25; 35) nach Anspruch 4, wobei das zweite Tiefpassfilter (1521) ausgestaltet ist, für den Fall, dass in dem Sendesignal (TxD; TxDl) die Anzahl der 1-Zustände zunimmt, das Sendesignal (TxD; TxDl) stärker zu befiltern als in dem Fall, dass in dem Sendesignal (TxD; TxDl) die Anzahl der 0-Zustände zunimmt.Conflict detector (15; 15A; 15B; 25; 35) after Claim 4 , the second low-pass filter (1521) being designed to filter the transmission signal (TxD; TxDl) more intensely than in the case that in the transmission signal (TxD; TxDl) the number of 1-states increases Transmission signal (TxD; TxDl) the number of 0 states increases. Konfliktdetektor (15; 15A; 15B; 25; 35) nach Anspruch 4 oder 5, wobei das erste Tiefpassfilter (1511) eine Filterzeitkonstante hat, die kleiner als die Anzahl von Bitzeiten (T_bt1) ist, die ein Fehlerrahmen (47) dauert, und wobei das zweite Tiefpassfilter (1521) eine Filterzeitkonstante hat, die kleiner als die Anzahl von Bitzeiten (T_bt1) ist, die ein Fehlerrahmen (47) dauert.Conflict detector (15; 15A; 15B; 25; 35) after Claim 4 or 5 , wherein the first low-pass filter (1511) has a filter time constant that is smaller than the number of bit times (T_bt1) that an error frame (47) lasts, and wherein the second low-pass filter (1521) has a filter time constant that is smaller than the number of Is bit times (T_bt1) that an error frame (47) lasts. Konfliktdetektor (15; 15A; 15B; 25; 35) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Kondensator (1532) zu einem Widerstand (1531) parallel geschaltet ist, und wobei der zweite Anschluss des Widerstands (1531) mit Masse (44) verbunden ist.Conflict detector (15; 15A; 15B; 25; 35) according to one of the preceding claims, wherein the capacitor (1532) is connected in parallel to a resistor (1531), and wherein the second terminal of the resistor (1531) is connected to ground (44). Konfliktdetektor (15B; 25; 35) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Erfassungsblock (153B) zudem einen Plausibilisierungsblock (1534) aufweist, wobei der Plausibilisierungsblock (1534) ausgestaltet ist, mindestens zweimal in der Zeitdauer eines Fehlerrahmens (47) zu prüfen, ob die Teilnehmerstation (10; 20; 30) in der zweiten Kommunikationsphase (452) keinen exklusiven, kollisionsfreien Zugriff auf den Bus (40) hat.Conflict detector (15B; 25; 35) according to one of the preceding claims, wherein the acquisition block (153B) also has a plausibility check block (1534), the plausibility check block (1534) being designed to check at least twice in the duration of an error frame (47) whether the subscriber station (10; 20; 30) does not have exclusive, collision-free access to the bus (40) in the second communication phase (452) Has. Teilnehmerstation (10; 20; 30) für ein serielles Bussystem (1), mit einer Kommunikationssteuereinrichtung (11; 21; 31) zum Steuern einer Kommunikation der Teilnehmerstation (10; 20; 30) mit mindestens einer anderen Teilnehmerstation (10; 20; 30) des Bussystems (1), einer Sende-/Empfangseinrichtung (12; 22; 32) zum Senden eines von der Kommunikationssteuereinrichtung (11; 21; 31) für einen Rahmen (450) erzeugten Signals (TxD; TxDl; TxD2) auf einen Bus (40) des Bussystems (1) und zum Empfangen eines Signals (VDIFF) von dem Bus (40), und einem Konfliktdetektor (15; 15A; 15B; 25; 35) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Sende-/Empfangseinrichtung (12; 22; 32) in einer ersten Kommunikationsphase (451; 453, 451) Buszustände (401; 402) für den Rahmen (450) mit einer ersten Betriebsart erzeugt und in einer zweiten Kommunikationsphase (452) Buszustände (401; 402; U_D0; U_D1) für den Rahmen (450) mit einer zweiten Betriebsart erzeugt, die sich von der ersten Betriebsart unterscheiden.Subscriber station (10; 20; 30) for a serial bus system (1), with a communication control device (11; 21; 31) for controlling communication of the subscriber station (10; 20; 30) with at least one other subscriber station (10; 20; 30) ) of the bus system (1), a transmitting / receiving device (12; 22; 32) for transmitting a signal (TxD; TxDl; TxD2) generated by the communication control device (11; 21; 31) for a frame (450) on a bus (40) of the bus system (1) and for receiving a signal (VDIFF) from the bus (40), and a conflict detector (15; 15A; 15B; 25; 35) according to one of the preceding claims, wherein the transmitting / receiving device (12; 22; 32) generates bus states (401; 402) for the frame (450) with a first operating mode in a first communication phase (451; 453, 451) and bus states in a second communication phase (452) (401; 402; U_D0; U_D1) are generated for the frame (450) with a second operating mode, which differ from the first operating mode. Teilnehmerstation (10; 20) nach Anspruch 9, wobei der Konfliktdetektor (15A; 15B; 25; 35) in einem Empfangsblock (122) der Sende-/Empfangseinrichtung (12; 22) nach einem Spannungsteiler (1221) angeschlossen ist, um das von dem Bus (40) seriell empfangene Signal (VDIFF_D) als heruntergeteiltes Signal abzugreifen.Subscriber station (10; 20) after Claim 9 , wherein the conflict detector (15A; 15B; 25; 35) is connected in a receiving block (122) of the transmitting / receiving device (12; 22) after a voltage divider (1221) in order to convert the signal ( VDIFF_D) as a divided signal. Teilnehmerstation (10; 20; 30) nach Anspruch 9 oder 10, wobei die Buszustände (401, 402) des in der ersten Kommunikationsphase (451; 453, 451) von dem Bus (40) empfangenen Signals (VDIFF) eine längere Bitzeit (T_b1) haben als die Buszustände (U_D0, U_D1) des in der zweiten Kommunikationsphase (452) empfangenen Signals und/oder die Buszustände (401, 402) des in der ersten Kommunikationsphase (451; 453, 451) von dem Bus (40) empfangenen Signals mit einem anderen Physical Layer erzeugt wurden als die Buszustände (U_D0, U_D1) des in der zweiten Kommunikationsphase (452) empfangenen Signals.Subscriber station (10; 20; 30) after Claim 9 or 10 , wherein the bus states (401, 402) of the signal (VDIFF) received from the bus (40) in the first communication phase (451; 453, 451) have a longer bit time (T_b1) than the bus states (U_D0, U_D1) of the signal received in the second communication phase (452) and / or the bus states (401, 402) of the signal received from the bus (40) in the first communication phase (451; 453, 451) were generated with a different physical layer than the bus states (U_D0, U_D1) of the signal received in the second communication phase (452). Teilnehmerstation (10; 20; 30) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei die Kommunikationssteuereinrichtung (11; 21; 31) ausgestaltet ist, an den Konfliktdetektor (15; 15A; 15B; 25; 35) ein Einschaltsignal (S_E) auszugeben, um den Konfliktdetektor (15; 15A; 15B; 25; 35) nur für die zweite Kommunikationsphase (452) einzuschalten und für die erste Kommunikationsphase (451; 453, 451) auszuschalten oder den Konfliktdetektor (15; 15A; 15B; 25; 35) umzuschalten von einer Kommunikationsphase auf eine andere.Subscriber station (10; 20; 30) after one of the Claims 9 to 11 , wherein the communication control device (11; 21; 31) is designed to output a switch-on signal (S_E) to the conflict detector (15; 15A; 15B; 25; 35) in order to activate the conflict detector (15; 15A; 15B; 25; 35) only to be switched on for the second communication phase (452) and to be switched off for the first communication phase (451; 453, 451) or to switch the conflict detector (15; 15A; 15B; 25; 35) from one communication phase to another. Teilnehmerstation (10; 20; 30) nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei in der ersten Kommunikationsphase (451; 453, 451) ausgehandelt wird, welche der Teilnehmerstationen (10, 20, 30) des Bussystems (1) in der nachfolgenden zweiten Kommunikationsphase (452) zumindest zeitweise einen exklusiven, kollisionsfreien Zugriff auf den Bus (40) bekommt.Subscriber station (10; 20; 30) after one of the Claims 9 to 12th , wherein in the first communication phase (451; 453, 451) it is negotiated which of the subscriber stations (10, 20, 30) of the bus system (1) in the subsequent second communication phase (452) at least temporarily an exclusive, collision-free access to the bus ( 40) gets. Bussystem (1), mit einem Bus (40), und mindestens zwei Teilnehmerstationen (10; 20; 30), welche über den Bus (40) derart miteinander verbunden sind, dass sie seriell miteinander kommunizieren können und von denen mindestens eine Teilnehmerstation (10; 20; 30) eine Teilnehmerstation (10; 20; 30) nach einem der Ansprüche 9 bis 13 ist.Bus system (1), with a bus (40), and at least two subscriber stations (10; 20; 30) which are connected to one another via the bus (40) in such a way that they can communicate with one another serially and of which at least one subscriber station (10 ; 20; 30) a subscriber station (10; 20; 30) after one of the Claims 9 to 13th is. Verfahren zur Erkennung eines Buskonflikts in einem seriellen Bussystem (1), wobei das Verfahren mit einem Konfliktdetektor (15; 15A; 15B; 25; 35) für eine Teilnehmerstation (10; 20; 30) des serielles Bussystems (1), ausgeführt wird, und wobei der Konfliktdetektor (15; 15A; 15B, 25; 35) die Schritte ausführt, Filtern, mit einem ersten Filterblock (151), eines von einem Bus (40) des Bussystems (1) seriell empfangenen Signals (VDIFF; VDIFF_D), Filtern, mit einem zweiten Filterblock (152), eines digitalen Sendesignals (TxD; TxDl), das von einer Kommunikationssteuereinrichtung (11) der Teilnehmerstation (10; 20; 30) für einen Rahmen (450) seriell zu dem Bus (40) gesendet wurde, und wobei die Teilnehmerstation (10; 20; 30) in einer ersten Kommunikationsphase (451; 453, 451) Buszustände (401; 402) für den Rahmen (450) mit einer ersten Betriebsart erzeugt und in einer zweiten Kommunikationsphase (452) Buszustände (401; 402; U_D0; U_D1) für den Rahmen (450) mit einer zweiten Betriebsart erzeugt, die sich von der ersten Betriebsart unterscheidet, und Erfassen, mit einem Erfassungsblock (153; 153A), einer Spannung (U_C) an einem Kondensator (1532) des Erfassungsblocks (153; 153A), wobei an einem Anschluss des Kondensators (1532) ein Ausgang des ersten Filterblocks (151) und ein Ausgang des zweiten Filterblocks (152) angeschlossen ist, und wobei bei dem Schritt des Erfassens erfasst wird, ob die Teilnehmerstation (10; 20; 30) in der zweiten Kommunikationsphase (452) einen exklusiven, kollisionsfreien Zugriff auf den Bus (40) hat oder nicht.Method for detecting a bus conflict in a serial bus system (1), the method being carried out with a conflict detector (15; 15A; 15B; 25; 35) for a subscriber station (10; 20; 30) of the serial bus system (1), and wherein the conflict detector (15; 15A; 15B, 25; 35) carries out the steps Filtering, with a first filter block (151), a signal (VDIFF; VDIFF_D) received serially from a bus (40) of the bus system (1), Filtering, with a second filter block (152), of a digital transmission signal (TxD; TxDl) which was sent serially to the bus (40) for a frame (450) by a communication control device (11) of the subscriber station (10; 20; 30) , and wherein the subscriber station (10; 20; 30) in a first communication phase (451; 453, 451) generates bus states (401; 402) for the frame (450) with a first operating mode and in a second communication phase (452) bus states ( 401; 402; U_D0; U_D1) is generated for the frame (450) with a second operating mode that differs from the first operating mode, and Detecting, with a detection block (153; 153A), a voltage (U_C) on a capacitor (1532) of the detection block (153; 153A), wherein an output of the first filter block (151) and an output of the second filter block (152) are connected to a connection of the capacitor (1532), and wherein in the step of detecting it is detected whether or not the subscriber station (10; 20; 30) has exclusive, collision-free access to the bus (40) in the second communication phase (452).
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