CN105610451B

CN105610451B - 接收机、发送机、和用于从信号检索附加数据的方法

Info

Publication number: CN105610451B
Application number: CN201510798806.4A
Authority: CN
Inventors: D.哈默施密特
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2014-11-19
Filing date: 2015-11-19
Publication date: 2019-02-22
Anticipated expiration: 2035-11-19
Also published as: US9882579B2; US10965313B2; KR101769686B1; US20200252078A1; DE102014116909B4; US20160142080A1; US20180102786A1; KR20160059979A; US10637497B2; CN105610451A; DE102014116909A1

Abstract

本发明涉及接收机、发送机、和用于从信号检索附加数据的方法。一种根据实施例的接收机（120）包括接收机电路（150），用于接收第一方向上的第一过渡（210）、第一过渡之后的第二方向上的第二过渡（220）以及信号的第二过渡之后的第一过渡中的第三过渡（230），其中在第一和第三过渡之间的第一时间段（240）至少部分地指示要接收的数据。接收机电路（150）被适配为确定在第一过渡和第二过渡之间的第二时间段（280），并且至少基于在第一和第二过渡之间的所确定的第二时间段来确定要接收的附加数据。

Description

接收机、发送机、和用于从信号检索附加数据的方法

技术领域

实施例涉及接收机、发送机、用于从信号检索附加数据的方法、用于在信号中传送数据和附加数据的方法以及相应的计算机、处理器和可编程硬件相关的实施方式。

背景技术

在许多技术领域中，使用数字编码方案来将数据从一个实体传送到另一实体。虽然在这些应用中的一些中采用高度精密的传输方案，在许多领域中存在使得能够使用允许高吞吐量和简单实施方式二者的更简单而鲁棒的协议来进行数字传输的趋势。因此，存在对改善在关于失真的传输鲁棒性、实施方式的简单性和高吞吐量之间的折衷的一般需求。

例如，在使用低成本实施方式的高容量架构的领域中，找到对于该折衷的解决方案可能比在其他技术领域中更相关。例如，在用于机动化或非机动化车辆的通信系统的领域中，包括传感器、控制单元和其他设备的不同组件通常需要即使在艰难的操作条件下也允许数据的传输针对失真是鲁棒的通信架构。然而，这样的架构应当提供足够的带宽以允许不同实体传送数据。由于即使在单个车辆中也使用的较高量的这些组件，所以简单并且因此成本有效的实施方式也可能是重要的。示例来自汽车业，其中传感器、控制单元和其他设备需要彼此进行通信，或者至少在一个方向上提供数据。

然而，在其他技术领域中，还存在还包括非高容量架构和系统的同等需求。

发明内容

因此，存在改善在信号传输的鲁棒性、实施方式的简单性和通信架构的可用吞吐量之间的折衷的需求。

该需求通过根据独立权利要求的接收机、发送机、用于从信号检索附加数据的方法、用于在信号中传送数据和附加数据的方法以及相应的计算机、处理器和可编程硬件相关的实施方式来满足。

根据实施例的接收机包括接收机电路，该接收机电路用于接收第一方向上的第一过渡、第一过渡之后的第二方向上的第二过渡以及信号的第二过渡之后的第一过渡中的第三过渡，其中在第一和第三过渡之间的第一时间段至少部分地指示要接收的数据。接收机电路被适配为确定在第一过渡和第二过渡之间的第二时间段，并且至少基于在第一和第二过渡之间的所确定的第二时间段来确定要接收的附加数据。

通过使用根据实施例的接收机，在第一和第二过渡之间的时间间隔可以附加地用来传送附加数据，这可能导致较高的数据吞吐量。此外，可以可能限制对过渡方案的鲁棒性和相应实施方式的简单性的影响。

可选地，接收机电路可以进一步被适配为确定在第一和第三过渡之间的第一时间段，并且至少基于所确定的第一时间段来确定数据。换言之，接收机可能能够从信号确定或检索数据。

可选地，接收机电路可以被适配为将第一过渡和第三过渡确定为过渡从公共预定义的第一信号电平到公共预定义的第二信号电平的过渡。这可以允许数据的甚至更鲁棒的传输。

可选地，接收机电路可以被适配为，根据用于传送数据的预定义或预定的规范或协议来确定在第一和第二过渡之间的第二时间段比在针对到第一电平过渡的第一过渡之后的最小时间段短。例如，可以可能违反关于用于传送数据的协议的向下兼容性，这可以允许甚至进一步增加数据的吞吐量。然而，取决于这样的传统实施方式的鲁棒性，对于这样的接收机可以可能简单地忽略第二过渡的修改。这可以允许向下兼容性。

此外或替代地，在这样的接收机中，接收机电路可以被适配为基于向与第一信号电平和第二信号电平不同的中间信号电平的第二过渡来确定第二时间段。这可以通过使用与第一和第二信号电平不同的中间信号电平来进一步改善向下兼容性。此外或替代地，可以允许增加用于附加数据的带宽。在这样的实施方式中，第二过渡可以是不在第一和第二信号电平处结束的过渡。中间信号电平可以是布置在第一和第二信号电平之间的信号电平。

此外或替代地，接收机电路可以被适配为基于第二过渡的幅度来确定在第一和第二过渡之间的第二时间段。接收机电路可以进一步被适配为基于第二过渡的至少两个不同的幅度来确定附加数据。因此，可以因此可能通过额外允许第二过渡包括不同的幅度来甚至进一步增加过渡方案的吞吐量或带宽，以允许通过额外使用幅度调制方案来允许数据的吞吐量被增加。

自然地，在其他实施例中，接收机电路还可以被适配为基于总是包括相同幅度的第二过渡来确定在第一和第二过渡之间的第二时间段。这可以允许接收机与传统协议更兼容。此外或替代地，这可以允许传输协议对失真更加鲁棒，因为在该情况下幅度不包括信息段。

此外或替代地，接收机电路可以被适配为基于可变的并且取决于数据的在第一和第三过渡之间的第一时间段来确定数据。换言之，要由接收机接收的数据迄今为止不要求是恒定的，但是可以取决于要传送的数据。又换言之，传送的信号可以不同于经典PWM信号（脉宽调制信号）。

此外或替代地，接收机电路可以被适配为基于第一和第三过渡之间的第一时间段的量化步长的大小来确定数据，该第一时间段的量化步长的大小短于或等于关于附加数据的第一和第二过渡之间的第二时间段的量化步长的大小。由于第一和第三过渡是在公共第一方向上的过渡，所以可以可能限制对过渡的硬件相关的、制造相关的和/或操作相关的影响。这可以允许更准确地确定第一和第三过渡的位置。

根据实施例的发送机包括发送机电路，该发送机电路用于基于要传送的数据来确定在第一方向上的第一过渡和要生成的信号的第一方向上的第三过渡之间的第一时间段。发送机电路进一步被适配为，当附加数据不同于默认值时，基于要传送的附加数据来修改在第一过渡和信号的第二方向上的第二过渡之间的预定第二时间段。发送机电路进一步被适配为基于第一和第二时间段来生成信号，该信号包括第一方向上的第一过渡、第一过渡之后的第二方向上的第二过渡以及过渡之后的第一方向上的第三过渡。

使用根据实施例的发送机可以允许通过使用在第一和第三过渡之间的时间段传送附加数据来改善前述在传输方案的鲁棒性、相应实施方式的简单性和数据的较高吞吐量之间的折衷。这里，当附加数据指示相应的修改时，基于预定的第二时间段，发送机的发送机电路可能能够修改该第二时间段。

可选地，发送机电路可以被适配为将包括第一和第三过渡的信号生成为从共同预定义的第一信号电平到共同预定义的第二电平的过渡。如前面所概述的，这可以进一步提高传输方案的鲁棒性和/或简化发送机的实施方式。

可选地，发送机电路可以被适配为，当附加数据指示第二时间段比最小时间短时，根据用于传送数据的预定或预定义的规范或协议来修改比在用于过渡到第一电平的第一过渡之后的最小时间段更短的在第一过渡和第二过渡之间的第二时间段。换言之，可以能够以这样方式实施发送机，使得可能违反用于传送数据的预定义的协议，以便于甚至进一步增加数据吞吐量。然而，这可能导致不太兼容的发送机实施方式。然而，取决于这样的传统实施方式的鲁棒性，对于这样的接收机可以可能简单地忽略第二过渡的修改。这可以允许向下兼容性。

此外或替代地，在这样的发送机中，发送机电路可以被适配为生成包括向与第一信号电平和第二信号电平不同的中间信号电平的第二过渡的信号。这可以通过使用不同于第一和第二信号电平的中间信号电平来进一步改善向下兼容性。此外或替代地，这可以允许增加用于附加数据的带宽。在这样的实施方式中，第二过渡可以是不在第一和第二信号电平处结束的过渡。中间信号电平可以是布置在第一和第二信号电平之间的信号电平。

此外或替代地，发送机电路可以被适配为基于附加数据从针对第二过渡的至少两个不同的幅度来进一步确定针对第二过渡的幅度。发送机电路可以进一步被适配为生成具有针对第二过渡的所确定的幅度的信号的第二过渡。结果，可以可能通过采用用于发送或传送附加数据的幅度调制方案来甚至进一步提高数据的吞吐量。例如，通过实施能够具有2ⁿ个不同幅度的发送机电路，可以传送针对附加数据的n个附加位。自然地，还可以使用幅度值的非2ⁿ多状态集合。

然而，在其他实施例中，发送机电路可以被适配为生成总是包含相同幅度的第二过渡。如所概述的，这可以改善传输方案的兼容性和/或鲁棒性。

此外或替代地，发送机电路可以被适配为基于数据将第一时间段确定为取决于数据的可变时间段。换言之，发送机可能能够通过确定在第一和第三过渡之间的适当可变的第一时间段来不仅传送作为数据的一个固定信息段，而且传送若干数据中的一个。

此外或替代地，发送机电路可以被适配为基于量化步长的大小来确定针对数据的在第一和第三过渡之间的第一时间段，该量化步长的大小小于或等于关于附加数据的第一和第二过渡之间的第二时间段的量化步长的大小。由于第一和第三过渡是公共第一方向上的过渡，所以可以可能限制对过渡的硬件相关的、制造相关的和/或操作相关的影响。这可以允许更准确地确定第一和第三过渡的位置。因此，根据实施例的发送机可以用来根据传统规范来同时传送数据，并且根据能够确定附加数据的实施例来向接收机传送附加数据。

此外，实施例还包括收发机，收发机包括如前面所述的发送机和接收机。在这样的情况下，发送机电路和接收机电路可以共享用于发送和接收数据和/或附加数据二者的公共组件。

此外，实施例还包括一种用于从信号检索附加数据的方法，其中该方法包括：接收第一方向上的第一过渡、第一过渡之后并且第二方向的第二过渡以及第二过渡之后的信号的第一方向上的第三过渡，其中在第一和第三过渡之间的第一时间段至少部分地指示要接收的数据。该方法进一步包括确定在第一过渡和第二过渡之间的第二时间段，并且至少基于所确定的第二时间段来确定要接收的附加数据。

实施例还包括一种用于在信号中传送数据和附加数据的方法，其中该方法包括基于该数据来确定在第一方向上的第一过渡和信号的第一方向上的第三过渡之间的第一时间段。该方法进一步包括，当第二数据不同于默认值时，基于附加数据来修改在第一过渡和信号的第二方向上的第二过渡之间的预定的第二时间段。该方法还包括基于第一和第二时间段来生成信号，该信号包括第一方向上的第一过渡、第一过渡之后的第二方向上的第二过渡以及第二过渡之后的第一方向上的第三过渡。

实施例还包括具有用于程序代码的计算机程序，该程序代码用于当在计算机、处理器或另一可编程硬件上执行计算机程序时，执行如前面所述的方法中的任何一个。

因此，实施例还可以包括如前所述的用于从信号中检索附加数据的方法以及用于在信号中传送数据和附加数据的方法二者。这也适用于根据实施例的计算机程序。

实施例进一步包括一种数据传输系统，该数据传输系统包括：接收机和发送机，该接收机和发送机中的至少一个根据实施例被实施；以及的车辆，如汽车，其包括包含接收机或收发机的控制单元以及包括发送机或收发机的至少一个传感器，如在通信系统的上下文中所描述的。

附图说明

在附图中将描述本发明的若干实施例。

图1示出了根据实施例的数据传输系统的简化框图；

图2图示了用于传送和/或接收数据的协议；

图3图示了关于在第一方向和第二方向上的过渡的信号的不对称性；

图4图示了由根据实施例的接收机和/或发送机使用的协议；

图5a图示了用于传送和/或接收数据的协议；

图5b图示了由根据实施例的接收机和/或发送机使用的协议，其中，第二过渡包括不同的幅度；

图6示出了根据实施例的包括数据传输系统的车辆的示意性框图；

图7示出了根据实施例的用于从信号检索附加数据的方法的流程图；以及

图8示出了根据实施例的用于传送数据和附加数据以及信号的方法的流程图。

具体实施方式

在下文中，将更详细地描述根据本发明的实施例。在该上下文中，总结的参考标记将用来同时描述若干对象或描述这些对象的共同的特征、尺寸、特性等。该总结的参考标记基于其个别的参考标记。此外，出现在若干实施例或若干附图中的但是在其功能或结构特征中的至少一些的方面是同一的或者至少类似的对象将用相同或类似的参考标记来表示。为了避免不必要的重复，涉及这样的对象的描述的部分还涉及不同实施例或不同附图的相应对象，除非明示地或在考虑到描述和附图的上下文的情况下暗示地以其他方式阐述以外。因此，类似或相关的对象可以用至少一些同一或类似的特征、尺寸和特性来实施，但是也可以用不同的属性来实施。

在许多技术领域中，存在允许系统的组件使用数字传输方案来将数据从一个组件传送到另一组件的需求。有时，通信不是单向的，而是允许数据、命令、状态信息等的交换的双向通信。在以下的描述中，要从一个组件或实体传送到另一组件或实体的信息将被称为数据，不论各个信息段的内容或含义如何。

在这些应用中，通常必须考虑非常不同的设计目标。然而，在许多情况下，关于失真的数据的鲁棒传输、简单实施方式以及数据的高吞吐量表示重要的设计目标。结果，在应用的许多领域中，存在改善这些参数之间的折衷的需求。

实施例例如来自高容量和/或成本低的实施方式，其中技术上简单，以及由此成本有效的解决方案可能是重要的。例如，在用于车辆内通信的组件的领域中，个别组件通常经受显著失真同时在困难的境影响下进行操作。例如，例如由点火系统、电力控制系统等引起的电磁脉冲可以耦合到电气或电子通信系统中。

然而，甚至在这些更困难的操作条件下，通常需要组件可靠地进行操作，并且能够以足够高的吞吐量率传送和/或接收数据，以允许个别组件适当地并且在其指定的参数内进行操作。这可能是重要的，因为可能涉及例如具有对车辆的乘客的安全直接影响的安全相关系统和组件。

示例例如来自通过车辆的相应的电网或总线系统与彼此进行通信的机动化或非机动化车辆的传感器和其他电子组件的领域。由于包括在汽车、摩托车或类似车辆中的不同传感器的数目，所以传感器和控制单元以及其他组件经受相应的成本压力，从而技术上有利于更简单的解决方案。此外，与更复杂的协议和实施方式相比，简单的解决方案对失真可能更加鲁棒。

然而，为了限制在这样的车辆中的总线系统或通信系统的数目，关于要经由通信系统传送的数据的相应带宽或吞吐量应当高得足以防止建立不同通信系统的需要。这可以允许甚至减少在这样的车辆中的通信系统的数目。

虽然在以上概述的示例中，已经描述了车辆相关的应用场景，但是在其他技术领域中还存在导致类似需求的类似问题。在不失去一般性的情况下，在下文中，将参考通信协议的车辆相关的应用及其关联基础设施，其允许例如汽车的传感器或另一组件与控制单元或类似的另一组件进行通信。

在下文中，所描述的通信协议可以被实施为基于例如被调制或改变为传送数据的电压和/或电流的电气通信协议。为了更明确一些，在所描述的协议中，传送或接收数据，这在原则上可以包括任何数目的不同状态。然而，在下文中，将更详细地描述基于位的传输协议，其中，数据可以包括位的指定数目，该位的指定数目转换成不同状态的相应数目。例如，在包括4个位的半字节的情况下，可以传送16（= 2⁴）个不同状态。然而，在其他实施例中，位的数目可能是不同的。此外，目前不需要实施基于位的传输方案。原则上，可以使用状态的任何数目而不是2的幂（2ⁿ，n是整数）。

相应协议的示例包括例如SPC（短PWM代码或SENT单边沿半字节传输）。这两种协议基于用于半字节或半字节的倍数的传输的脉宽调制（PWM）编码方案，其中半字节中的每一个包括四个位。在这些示例中，评价仅基于下降沿。虽然这些协议关于失真是同等鲁棒的，但是在两个协议的情况下限制可实现的数据速率。然而，两个协议在半字节报头中使用相当长的时段，其不用于数据传输。如以下将更详细地提出的，半字节的初始阶段可以用来传送至少一个附加位作为附加数据。

虽然在所提及的协议中，仅使用信号的下降沿，但是在其他实施例中还可以使用上升沿来传送数据。结果，在下文中，将在第一方向和第二方向上的过渡方面描述协议的示例，其中第二方向与第一方向不同。在SPC实施方式或SENT实施方式的情况下，第一方向可以是与下降沿相关联的方向，而第二方向可以与上升沿相关联。如所提及的，在其他实施例中，下降沿和上升沿的作用可以交换。

如将在下面所概述的，代替电气或电子传输方案，还可以使用包括例如光学传输方案和磁传输方案的其他传输方案。

图1示出根据实施例的数据传输系统100的简化框图。该系统100包括经由通信链路130耦合的发送机110和接收机120，通信链路130可以例如包括用于至少在一个方面上传送数据的总线。自然地，在其他实施例中，通信链路130可以包括一个或多个个别数据线，以允许数据至少在一个方向上被传送。然而，该通信链路还可以被实施为能够在两个方向上传送数据，使得通信链路130是建立双向通信信道的双向链路。

发送机110和接收机120可以在空间上彼此分离，并且经由通信链路130耦合。自然地，发送机110以及接收机120可以是诸如汽车、卡车或另一机动化或非机动化车辆之类的车辆的较大组件，例如传感器、电子控制单元（ECU）或类似组件的部分。

发送机110包括发送机电路140，而接收机120包括接收机电路150。通信链路130可以被实施为允许数据从发送机110被传送到接收机120的单向通信链路。然而，代替仅实施发送机110和接收机120，两个组件可以分别进一步包括可选接收机电路150'和可选发送机电路140'，从而使得发送机110和接收机120收发机能够发送和接收数据。在该情况下，通信链路130可以被实施为允许在两个组件之间交换数据的双向通信链路。

然而，虽然在图1中，各个发送机和接收机电路140、150被示出为不同的块，但是在现实生活的实施方式中，相应的电路可以至少部分地共享用于处理信号和数据的组件。

图2图示了用于将数据从发送机110传送到接收机120（在图2中未示出）的协议的示例。为了更明确一些，在图2中描绘的协议基于前面提到的SENT标准。协议基于经历不同方向上的过渡的信号200。在图2中描绘的示例中，第一方向对应于信号200的下降沿，而在相反的第二方向上的过渡对应于上升沿。在其他示例中，方向可以互换。

信号200包括这里对应于信号200的下降沿的第一方向上的第一过渡210。信号200进一步包括这里对应于信号200的上升沿的在第一过渡210之后的在第二方向上的第二过渡220。在第二过渡220之后，信号200进一步包括再次在第一方向上的第三过渡230。如将关于作为一个示例的SENT协议以及SPC协议更详细概述的，在第一和第三过渡210、230之间的第一时段240（T_f2f；f2f=下降到下降沿）至少部分地指示要传送或接收的数据。

自然地，信号200可以进一步包括使信号200返回到公共第一电平260的第四过渡250。第一和第三过渡210、230可以被实施为从公共预定义的第一信号电平260到公共预定义的第二信号电平270的过渡。取决于所实施的协议，在电气或电子信号传输方案的情况下，不同信号电平260、270可以对应于电压、电势或电流的不同值。自然地，实施例目前不限于电信号输送，但是还可以基于光学、磁或其他传输方案。根据相应传输方案，电平例如可能在光传输方案的情况下被实施为极化水平、强度水平或者在磁传输方案的情况下被实施为磁场强度或磁场方向。

通过仅实施两级协议，与多级系统相比，传输方案的鲁棒性最终可能更好，其中在两级传输方案的情况下，过渡210、220、230、250可以假定多于仅一个指定的幅度。相应地，接收机120或相应的收发机的接收机电路150可以因此能够确定在第一过渡210和第三过渡230之间的第一时间240，以至少基于所确定的第一时间段240来确定数据。因此，发送机电路140可以能够基于要传送的数据来确定要由发送机电路140生成的信号200的第一方向上的第一过渡210和第一方向上的第三过渡230之间的第一时间段240。

在图2中所描绘的协议中，要传送或要接收的数据在第一时间段240中被编码，该第一时间段240这里对应于在第一和第三过渡210、230的下降沿之间的时间T_f2f（下降到下降沿）。在相反或第二方向上的第二过渡220位于第一和第三过渡230之间。在图2中描绘的示例中，在第一过渡210和第二过渡220之间，信号200假定第二信号电平270。结果，在第一和第二过渡210、220之间的第二时间段280在图2中被称为T_f2r（下降到上升沿），T_f2r指示在第一过渡210的下降沿（第一方向）到第二过渡220的上升沿（第二方向）之间的时间段。然而，应当注意，在其他示例中，作为下降沿的第一方向和作为上升沿的第二方向的关联可以容易地被切换。此外，目前对于信号不需要假定如图2所示的仅两个信号电平260、270。

在图2中所描绘的示例中，在图2的下部分中指示的时标上量化时间段240、280。这里，时标分成位时间或滴答，这还表示用于例如基于第一时间段240确定数据的量化步长的大小。

在诸如SENT标准或SPC标准之类的传统协议中，低时间或第二时间段280被指定为长于4次滴答（tick）的4个位时间。换言之，在一些传统标准中，分离2个半字节的低时间被指定比四个位时间长。自然地，在其他规范中，该最小值可以被指定为不同的值。

使用在四个位时间或滴答的最小长度与第二过渡220（图2的上升沿）的最后可能位置之间的间隙允许添加附加信息，该间隙在例如12个位时间或滴答处表示0的值的接下来的第三过渡230（图2中的下降沿）之前是需要的。如下面将更详细概述的，在第一和第三过渡之间的该停机时间用来传送或接收附加数据。

取决于实施方式，与原始标准的向下兼容性可以或可以不根据具体实施方式而被破坏。例如，当服从以上指示的最小时间时，向下兼容性可以被维持，尽管传统接收机可能不能够确定附加数据。换言之，当服从用于过渡到第一电平260的最小时间时，在原始SENT标准的情况下，不必破坏向下兼容性，因为只要初始低时间的长度具有多于4个位时间就不限制初始低时间的长度。例如，通过引入可以连接到车辆中的传感器总线以给出仅一个示例的用于发送机110的输出的推挽驱动器可以保证例如1个位时间或甚至更少的上升或下降沿的最大长度。

然而，通过违反根据用于传送数据的规范的到第一电平260的过渡的先前描述的最小时间，可以可能甚至发送包括在附加数据中的更多信息。例如，接收机电路可以适配为将第一过渡210和第二过渡220之间的第二时间段280确定为比根据用于传送数据的规范的到第一电平260的过渡的先前提到的最小时间更短。类似地，发送机电路可适配为，当要发送的附加数据指示第二时间段280比用于发送数据的规范的最小时间更短时，相应地修改第二时间段280。

在SENT标准中，数据是包括确切四个位的半字节。换言之，在SENT标准中，十六个不同的状态可以作为数据被传送。自然地，实施例目前不要求使得数据包括四个位或半字节。可以容易地实施针对数据的不同大小。

十六个不同的状态0、1、2、... 15在第一时间段240中被编码为直接对应于滴答的数目的附加时间段，滴答的数目被添加到先前提到的12个位时间或12次滴答的偏移。例如，半字节值0对应于12次滴答长的第一时间段240。7的半字节值对应于针对第一时间段240的19个位时间或滴答。类似地，半字节的值15对应于27（=12+15）次滴答或位时间的第一时间段240。

换言之，在第一和第三过渡210、230之间的第一时间段240是可变的，并且取决于要传送或接收的数据。因此，接收机电路可以被适配为基于该可变时间段来确定数据。类似地，雷（thunder）电路可以被适配为基于数据将第一时间段确定为取决于数据的可变时间段。

在各个滴答或位时间下描绘了图2下面的时间索引的、数据的不同值数据。此外，不同的第三过渡230被图示为虚线，尽管在图2中，为了简单起见，仅一个用附图标记230被标记。在图2中标记的第三过渡230对应于21次滴答或位时间处的半字节值9。

如图2所图示的，这里使用的协议是异步传输方案，其不需要并行传送时钟信号。同步和公共时间基础可以通过包括对信号200的同步帧或同步数据来建立。

图3示出了在第一电平260和第二信号电平270之间再一次包括第一过渡210、第二过渡220和第三过渡230的信号200的示意图。如前面所概述的，第一过渡210和第三过渡230是沿着第一方向的过渡，而第二过渡220是在相反或第二方向上的过渡。

然而，图3图示了通常在实施方式中遇到的效果。在第一和第二方向上的过渡的时间通常彼此偏离。例如，针对第一方向上的过渡（这里，第一过渡210）的持续时间290-1可以比针对到相反的第二方向的相应过渡（这里，第二过渡220）的持续时间290-2短。这可以例如通过生成信号200的发送机电路140的驱动器电路的不完全对称的实施方式来引起。例如，在SENT标准中，最大故障时间被指定为最大6.5μs，而最大上升时间是18.0μs。

由于该接受的并且在一定程度上甚至期望的边沿的不对称性或到不同方向的过渡，传统上沿着相同方向的过渡用来确定要传送或接收的数据。这可以简化相应发送机或接收机电路140、150的实施方式，因为例如用来确定过渡的存在的信号电平关于离开起始信号电平的信号200导致更均匀分布的时间差。换言之，因为第一和第三过渡210、230是相同方向上的过渡，所以当信号200离开第一信号电平260时，具体接收机电路150使用以确定过渡存在的信号电平被假定为关于时间点更一致。使用沿着不同方向的过渡可能需要额外的校准或更复杂的实施方式，其根据简单实施方式可以被考虑为不太有利的。然而，通过在发送机电路140中实施推挽驱动器，到第一和第二方向的过渡之间的非对称性可以在实施方式的复杂度的方面不显著增加的情况下被减少。

图4示出类似于图2描绘的一个的图。然而，在图4中，在第一和第二过渡210、220之间的第二时间段280（T_f2r）也是可变的，并且指示要传送的附加数据。为了说明这一点，图4将从第二信号电平270到第一信号电平260的沿着第二方向的四个不同的过渡（图4中的上升沿）示出为虚线。这里，图4中指示的第二时间段Tf2r指代与第二过渡220的“限制”位置相对应的第二过渡220，从而在图4中描绘的实施方式中确保了当如图4的下部分再一次指示的数据假定为值0时，接下来的第三过渡230甚至可以安全地被实施。

然而，为了更明确一些，在图4中所描绘的示例中，第二时间段280可以在四个位时间或滴答到10次滴答或位时间之间变化。由于可能的不对称性，然而该不对称性可以使用用于发送机电路140的相应驱动器技术来限制，在这里描绘的示例中，附加数据的量化步长的大小被选择为2次滴答或2个位时间。换言之，针对附加数据的量化步长的大小这里是针对数据的量化步长的两倍。在图4中所描绘的示例中，该协议扩展的工作原理使用半字节传输内的上升沿（第二过渡220）以出现在4至6、6至8或8至10次滴答或位时间的时间窗中，从而允许传送附加数据的三个不同值。这里，值被指示为针对时间窗4至6次滴答的0、针对位时间6至8的1以及针对位时间8至10的2。时间窗被指派给用于附加传输信息的该三个不同值。

考虑到上升和下降沿可能具有不同的斜率，图4中描绘的实施方式对应于更保守的设计。结果，在该示例中，假定符号的分离可以被选择为比标准时间大，其中例如SENT或SPC传输方案的窗口这里通过两个相邻的下降沿来定义。该示例使用下述假设：也可以称为子半字节的新的附加数据具有与标准SENT或SPC半字节相同的信噪比（SNR）或具有比标准SENT或SPC半字节更好的信噪比（SNR）。

为了检索附加数据，接收机电路可以能够确定在第一过渡210和第二过渡220之间的第二时间段280，并且确定至少部分地基于在提到的过渡210、220之间的第二时间段280所接收到的附加数据。类似地，当附加数据不同于默认值（例如，图4的示例中为2）或指示相应修改时，发送机110的发送机电路140可以能够基于要传送的附加数据来修改在信号200的第一过渡210和第二过渡220之间的预定的第二时间段（例如，图4的示例中为10次滴答）。

然后，发送机电路可以基于针对数据的第一时间段和针对附加数据的可选地修改的第二时间段280来生成信号200。在其他实施例中，对于时间测量可能存在更高或更低的安全余裕。例如，可能可建议实施发送机110和接收机120，使得附加数据仅包括单个位，其可以例如通过使值0与位时间或滴答4至7相关联并且使值1与位时间或滴答7至10相关联来进行编码。然而，在其他实施例中，目前不需要使用整数位时间，因为例如接收机可以包括微控制器，其可以具有高得多的时间分辨率。类似地，发送机110还可以包括允许更高的分辨率的类似的基于微控制器的电路。例如，在2位包括附加数据的情况下，位时间4至5.5可以被指派给值0，位时间或滴答5.5至7可以被指派给值1，位时间或滴答7至8.5可以被指派给值2，并且位时间或滴答8.5至10可以被指派给值3。类似地，甚至更多的状态可以作为附加数据被传送。例如，位时间4至5.5可以与值0相关联，位时间5.5至7可以与值1相关联，7至8.5与值2相关联，8.5至10与值3相关联，并且值10至11.5与值4相关联。

在实施方式中，针对附加数据的量化步长大小可以等于或大于导致数据的相应量化步长大小。例如，第二时间段的量化可以被选择为大于第一时间段中的量化，因为第一时段可以在共同第一方向上的诸如两个下降沿的过渡之间被测量。因此，这些过渡可以不太取决于或甚至独立于硬件参数，而第二时段例如在下降沿和上升沿之间的相反方向上的过渡之间被测量。因此，这些过渡可以不同地取决于可能的上拉和下拉驱动电路和负载设置的不对称性、温度变化和电源依赖关系。换言之，在共同方向上的诸如两个下降沿的两个过渡之间的时间段可以由于匹配而比下降和上升沿（不论顺序如何）之间的时间段更精确，因为两个边沿可以具有取决于制造参数和操作条件的不同扩展。

针对附加数据的量化步长的大小甚至可能小于针对数据的量化步长的大小。结果，可以可能传送包括与数据相同的信息量或甚至具有较高信息内容的附加数据。这可以另外通过使用幅度调制方案来增加，其中接收机电路150和发送机电路140能够确定第二过渡220的幅度，并且基于所确定的第二过渡220的幅度来分别确定附加数据或生成相应的信号200。在幅度调制方案的情况下，幅度可以包括至少两个不同的幅度。然而，在富失真的环境中，较小量化步长的先前描述的实施方式以及幅度调制方案可能不太有利。在这样的情况下，可能例如更有兴趣来实施该电路，使得第二过渡220总是包含与第一过渡210和/或第三过渡230相同的幅度。

如前面概述的，与协议诸如SENT或者SPC的向下兼容性可能被牺牲，使得附加数据和包括在附加数据中的代码甚至可能开始低于先前提到的四个位时间。自然地，附加数据可以用作错误检测码或包括例如冗余代码的纠错码。换言之，除了增加向其他应用传送使用的数据以外，可以传送附加数据的新的数据位以在例如SENT协议或SPC协议中用作用于接下来的半字节的冗余代码。自然地，可能可建议使用该协议的指定扩展而使用尽可能多的接收机120。可以允许由于成为可能的较短位时间来增加数据速率。

图5a图示了用于从发送机110向接收机120（图5a中未示出）传送数据的协议的示例，其类似于图2的图。再次，图5a中描绘的协议基于SENT标准，并且因此图示了PWM信号200的标准形状。这里，第二过渡220使信号200从第二信号电平270返回到第一信号电平260。

图5b示出来用于从发送机110向接收机120（图5b中未示出）不仅传送数据而且传送附加数据的协议的示例。信号200包括将信号200的信号电平从第一信号电平260转换为第二信号电平270的第一过渡210，其中该信号在一段时间中是恒定的。第二过渡220将信号电平从第二信号电平270转换为中间信号电平294。中间信号电平294可以处于第一和第二信号电平260、270之间，并且例如用来区分用于编码附加数据的信号电平与用来编码数据的信号电平（第一信号电平260）。

然而，在另一实施例中，中间信号电平296可以是用来通过采用类幅度调制技术来进一步增加可用带宽的一个信号电平。当基于附加数据确定了针对第二过渡220的幅度时，在第二信号电平270和中间信号电平294之间的差可以是发送机电路140可以从其选择的一个幅度。在该情况下，第一信号电平260和第二信号电平270之间的差可以表示发送机电路可以使用以编码附加数据的另一幅度。

在信号200包括另一第二过渡296之前，第二过渡220后面是具有恒定信号电平（中间信号电平294）的阶段，在该过程中，信号电平被转换为第一信号电平260。第一过渡210和另一第二过渡296（T'_f2r）之间的时间段也可以被确定，以例如验证时序要求或其他参数。

因此，图5b示出具有不同幅度的脉宽调制信号200。

图6示出根据实施例的可能的应用的示意性框图。该图示出了包括数据传输系统100的汽车305形式的车辆300，数据传输系统100包括至少一个传感器310和电子控制单元或控制器320。为了更明确一些，图6的车辆300包括至少两个传感器310-1、310-2，其可以是车轮速度传感器或使用的其他传感器。传感器310经由通信链路130耦合到控制器320，该通信链路130可以被实施为总线，仅举一个示例。传感器310中的每个至少包括发送机110，以允许传感器310向控制器320提供传感器数据。因此，控制器320至少包括接收机120，以允许确定包括由传感器310发送的附加数据的数据。因此，实施例可以包括例如用于在信号200的低阶段中传送附加信息的SPC 兼容的传感器接口。

图7示出用于从信号200检索附加数据的方法的流程图。该方法包括，在过程P100中，接收第一方向上的第一过渡210、第一过渡210之后的第二方向上的第二过渡220以及第二过渡220之后的信号200的第一方向上的第三过渡230。第一和第三过渡210、230之间的第一时间段240至少部分地指示要接收的数据。

在过程P110中，该方法进一步包括确定在第一过渡210和第二过渡220之间的第二时间段280。在过程P120中，至少部分地基于所确定的第二时间段280来确定要接收的附加数据。

类似地，图8示出根据实施例的从信号200中检索附加数据的方法的流程图。在过程P200中，基于要传送的数据来确定在第一方向上的第一过渡220和200信号的第一方向上的第三过渡230之间的第一时间段240。在过程P210中，在第一过渡210和信号200的第二方向上的第二过渡220之间的预定的第二时间段被修改。这可以例如在附加数据不同于默认值时进行。

在过程P220中，基于第一和第二时间段240、280来生成信号200，该信号200包括第一方向上的第一过渡210、第一过渡210之后的第二方向上的第二过渡220以及第二过渡220之后的第一方向上的第三过渡230。

自然地，过程的顺序目前不限于在附图或描述中描绘的次序。过程的执行次序在实施例中可能是不同的。此外，该过程可以在时间上重叠或甚至同时地被执行。它们还也可以被重复，例如，在循环中执行，直至满足指定的条件。

自然地，如前面概述的，实施例还可以包括具有程序代码的计算机程序，该程序代码用于当在计算机、处理器或另一可编程硬件上执行计算机程序时，执行所描述的方法中的任何一个。这样的可编程硬件可以例如包括用于汽车305的控制器230而且包括传感器310或另一设备。

描述和附图仅仅说明本发明的原理。因此，将领会的是，本领域技术人员将能够设计各种布置，尽管没有明确地描述或示出，但是该布置体现本发明的原理并且被包括在本发明的精神和范围内。此外，本文中叙述的所有示例主要明确旨在仅用于教导目的，以帮助读者理解本发明的原理和（一个或多个）发明人贡献以促进本领域的概念，并且要被解释为不限于这些具体叙述的示例和条件。而且，本文中叙述本发明及其特定示例的原理、方面和实施例的所有声明旨在涵盖其等价物。

表示为“用于...装置”（执行特定功能）的功能块应被理解为包括电路的功能块，该电路被适配为分别执行或执行特定功能。因此，“用于某物的装置”也可以被理解为“被适配为或适用于某物的装置”。适配为执行特定功能的装置因此并不暗示这样的装置有必要执行所述功能（在给定的时刻）。

本文中描述的方法可以被实施为软件，例如，被实施为计算机程序。子过程可以通过这样的程序通过例如写入存储器位置来执行。类似地，读取或接收数据可以通过从同一或另一存储器位置读取来执行。存储器位置可以是适当硬件的寄存器或另一存储器。附图中示出的包括标记为“装置”、“用于形成的装置”、“用于确定的装置”等的任何功能块的各种元件的功能可以通过使用诸如“形成器”、“确定器”等的专用硬件以及能够执行与适当软件相关联的软件的硬件来提供。当由处理器提供时，功能可以由单个专用处理器、由单个共享处理器或由其中一些可以是共享的多个独立处理器提供。此外，术语“处理器”或“控制器”的明确使用不应被解释为专指能够执行软件的硬件，并且可以暗示地包括但不限于，数字信号处理器（DSP）硬件、网络处理器、专用集成应用成电路（ASIC）、现场可编程门阵列（FPGA）、用于存储软件的只读存储器（ROM）、随机存取存储器（RAM）和非易失性存储。还可以包括其他常规和/或定制的硬件。类似地，附图中所示的任何开关仅是概念性的。它们的功能可以通过程序逻辑的操作、通过专用逻辑、通过程序控制和专用逻辑的相互作用来执行，特定技术是由实施者如从上下文更具体理解的那样可选择的。

本领域技术人员应当领会，本文的任何框图表示体现本发明的原理的说明性电路的概念图。类似地，将领会的是，任何流程表、流程图、状态转换图、伪代码等表示各种过程，其可以在计算机可读介质中被实质性表示，并且因此由计算机或处理器执行，不论这样的计算机或处理器是否被明确示出。

此外，下面的权利要求由此被结合到具体实施方式中，其中每个权利要求可能自己作为单独实施例。在每个权利要求可能自己作为单独实施例时，要注意的是，虽然从属权利要求在权利要求书中可以涉及与一个或多个其他权利要求的特定组合，但是其他实施例还可以包括从属权利要求与每个其他从属权利要求的主题的组合。这样的组合在本文中提出，除非声明不旨在特定组合。

此外，旨在即使权利要求不直接从属于独立权利要求，也将该权利要求的特征包括到任何其他独立权利要求。

还要注意的是，在说明书中或在权利要求中公开的方法可以通过具有用于执行这些方法的各个过程中的每一个的装置的设备来实施。

另外，要理解的是，在说明书或权利要求中公开的多个过程或功能的公开可以不被解释为在特定次序内。因此，多个过程或功能的公开将不限制这些为特定次序，除非这样的过程或功能出于技术原因不可互换。

此外，在一些实施例中，单个过程可以包括或者可以被分成多个子过程。这样的子过程可以被包括在该单个过程的公开中并且是其部分，除非明确地排除在外。

Claims

1.一种接收机，包括：

接收机电路，用于接收第一方向上的第一过渡、第一过渡之后的第二方向上的第二过渡以及第二过渡之后的信号的第一方向上的第三过渡，其中在第一和第三过渡之间的第一时间段至少部分地指示要接收的数据，

其中，所述接收机电路被进一步适配为确定在第一过渡和第二过渡之间的第二时间段，并且至少基于在第一和第二过渡之间的所确定的第二时间段来确定要接收的附加数据，

其中，所述接收机电路被适配为基于在第一和第三过渡之间的第一时间段的量化步长的大小来确定数据，第一时间段的量化步长的大小比在关于附加数据的第一和第二过渡之间的第二时间段的量化步长的大小更小或者等于第二时间段的量化步长的大小。

2.根据权利要求1所述的接收机，其中，接收机电路被进一步适配为确定在第一过渡和第三过渡之间的第一时间段，并且至少基于所确定的第一时间来确定数据。

3.根据权利要求2所述的接收机，其中，所述接收机电路被适配为将第一过渡和第三过渡确定为从共同预定义的第一信号电平到共同预定义的第二信号电平的过渡。

4.根据权利要求3所述的接收机，其中，所述接收机电路被适配为根据用于传送数据的规范来确定所述第二时间段比用于到第一电平的过渡的第一过渡之后的最小时间段短。

5.根据权利要求3或4中的任何一项所述的接收机，其中，所述接收机电路被适配为基于到不同于第一信号电平和第二信号电平的中间信号电平的第二过渡来确定第二时间段。

6.根据权利要求1至4中的任何一项所述的接收机，其中，所述接收机电路被适配为基于第二过渡的幅度来确定在第一和第二过渡之间的第二时间段，并且其中，所述接收机电路被适配为基于第二过渡的至少两个不同的幅度来确定附加数据。

7.根据权利要求1至4中的任何一项所述的接收机，其中，所述接收机电路被适配为基于总是包括相同幅度的第二过渡来确定在第一和第二过渡之间的第二时间段。

8.根据权利要求1至4中的任何一项所述的接收机，其中，所述接收机电路被适配为基于在第一和第三过渡之间的第一时间段来确定数据，第一时间段是可变的并且取决于数据。

9.一种发送机，包括：

发送机电路，用于基于要传送的数据来确定在第一方向上的第一过渡和要生成的信号的第一方向上的第三过渡之间的第一时间段；

其中，所述发送机电路被适配为，当附加数据不同于默认值时，基于要传送的附加数据来修改在第一过渡和信号的第二方向上的第二过渡之间的预定第二时间段；以及

其中，所述发送机电路被进一步适配为基于第一和第二时间段来生成信号，所述信号包括第一方向上的第一过渡、第一过渡之后的第二方向上的第二过渡以及第二过渡之后的第一方向上的第三过渡；

其中，所述发送机电路被适配为基于量化步长的大小来确定针对数据的第一和第三过渡之间的第一时间段，所述量化步长的大小小于或等于在关于附加数据的第一和第二过渡之间的第二时间段的量化步长的大小。

10.根据权利要求9所述的发送机，其中，所述发送机电路被适配为生成信号，所述信号包括作为从共同预定义的第一信号电平到共同预定义的第二电平的过渡的第一和第三过渡。

11.根据权利要求10所述的发送机，其中，所述发送机电路被适配为，当附加数据指示第二时间段比最小时间更短时，根据用于传送数据的规范来修改比在针对到第一电平的过渡的第一过渡之后的最小时间段更短的第二时间段。

12.根据权利要求10或11中的任何一项所述的发送机，其中，发送机电路被适配为生成包括到与第一信号电平和第二信号电平不同的中间信号电平的第二过渡的信号。

13.根据权利要求9至11中的任何一项所述的发送机，其中，所述发送机电路被适配为基于附加数据从针对第二过渡的至少两个不同的幅度来进一步确定针对第二过渡的幅度，并且其中，所述发送机电路被适配为生成具有针对第二过渡确定的幅度的信号的第二过渡。

14.根据权利要求9至11中的任何一项所述的发送机，其中，所述发送机电路被适配为生成总是包含相同幅度的第二过渡。

15.根据权利要求9至11中的任何一项所述的发送机，其中，所述发送机电路被适配为随着根据数据可变的时间段来基于数据确定第一时间段。

16.一种用于从信号检索附加数据的方法，所述方法包括：

接收第一方向上的第一过渡、第一过渡之后的第二方向上的第二过渡以及第二过渡之后的信号的第一方向上的第三过渡，其中在第一和第三过渡之间的第一时间段至少部分地指示要接收的数据；

确定在第一过渡和第二过渡之间的第二时间段；以及

至少基于所确定的第二时间段来确定要接收的附加数据；

其中，基于在第一和第三过渡之间的第一时间段的量化步长的大小来确定数据，第一时间段的量化步长的大小比在关于附加数据的第一和第二过渡之间的第二时间段的量化步长的大小更小或者等于第二时间段的量化步长的大小。

17.一种用于在信号中传送数据和附加数据的方法，所述方法包括：

基于该数据来确定在第一方向上的第一过渡和信号的第一方向上的第三过渡之间的第一时间段；

当附加数据不同于默认值时，基于附加数据来修改在第一过渡和信号的第二方向上的第二过渡之间的预定的第二时间段；以及

基于第一和第二时间段来生成信号，所述信号包括第一方向上的第一过渡、第一过渡之后的第二方向上的第二过渡以及第二过渡之后的第一方向上的第三过渡；

其中，基于量化步长的大小来确定针对数据的第一和第三过渡之间的第一时间段，所述量化步长的大小小于或等于在关于附加数据的第一和第二过渡之间的第二时间段的量化步长的大小。

18.一种计算机可读存储介质，其上存储有程序代码，其中所述程序代码被配置为当在计算机、处理器或另一可编程硬件上执行所述程序代码时执行根据权利要求16或17所述的方法中的任何一个。