CN110892682A - 用于总线系统的减振单元和用于减小在不同的位状态之间过渡时的振荡趋势的方法 - Google Patents
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Abstract
提供了一种用于总线系统(1)的减振单元(15;150;1500)和一种用于减小在不同的位状态之间过渡时的振荡趋势的方法。所述减振单元(15;150;1500)具有两个晶体管(151、152),所述两个晶体管反串行地布置在所述总线系统(1)的总线(40)的第一总线芯线(41)与所述总线(40)的第二总线芯线(41)之间,在所述总线系统(1)中,至少有时确保了用户站(10、20、30)对所述总线系统(1)的总线(40)的独占的、无冲突的访问;和时间控制块(142),用于对所述两个晶体管(151、152)进行切换,其中所述时间控制块(142)被设计为在第一和/或第二总线芯线(41、42)上的信号(CAN_H、CAN_L)和/或用来产生所述第一和/或第二总线芯线(41、42)上的信号的发送信号(TxD)从显性状态(402)变换到隐性状态(401)期间,将所述两个晶体管(151、152)接通,而且其中所述时间控制块(142)被设计为当在所述第一和/或第二总线芯线(41、42)上的信号(CAN_H、CAN_L)和/或所述发送信号(TxD)被切换到所述隐性状态(401)时将所述两个晶体管(151、152)关断。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于总线系统的减振单元和一种用于减小在不同的位状态之间过渡时的振荡趋势的方法,这些不同的位状态例如可以在用于CAN总线系统的用户站中投入使用。对振荡趋势的减小通过如下电路来实现,该电路例如连接到常规的CAN发送/接收装置前端或者常规的CAN-FD发送/接收装置前端上。
背景技术
在总线系统中进行消息或数据传输时,通过不同的位状态或电压状态来呈现包含在消息或数据的字节或位中的信息。在经由总线系统的总线来传输消息时,这些不同的位状态导致不同的总线状态。视总线系统而定,对于消息或数据传输来说存在不同的传输协议。
例如,在CAN总线系统中,借助于CAN和/或CAN FD协议来传输消息,如在作为CAN协议规范的ISO-11898-1:2015标准中以CAN FD描述的那样。如今,对于传感器与控制设备之间的通信来说,CAN总线系统广泛流行。CAN总线系统在车辆或自动化设施等等中常常被用于在各个总线用户之间的通信。
尤其是在CAN/CAN-FD通信的情况下,也被称作收发器的发送/接收装置必须能够可以低欧姆地驱动总线,以便建立显性总线状态或位状态作为两个不同的总线状态或位状态中的一个。而在作为这两个不同的总线状态中的另一个总线状态的隐性状态下,发送/接收装置是相对高欧姆的。
从显性向隐性过渡视总线拓扑、短截线或短截线路的长度、终端电阻的位置和数目而定具有振荡趋势。这在系统设计方面非常不利,因为由于此,位时间必须长得直至振荡充分衰减。如果位时间不足够长,则发送/接收装置可能在隐性状态下错误地识别出显性。因而,遵循发送/接收装置的所容许的最大错误率造成了更长的位时间,这导致在总线系统中消息的传输率或传输速度的不符合期望的降低。
发明内容
因而,本发明的任务是提供一种用于总线系统的减振单元和一种用于减小在不同的位状态之间过渡时的振荡趋势的方法,所述减振单元和所述方法解决之前提到的问题。尤其应该提供一种用于总线系统的减振单元和一种用于减小在总线系统中在不同的位状态或电压状态之间过渡时的振荡趋势、尤其是在从显性状态过渡到隐性状态时的振荡趋势的方法。
该任务通过具有权利要求1的特征的用于总线系统的减振单元来解决。该减振单元包括:两个晶体管,这两个晶体管反串行地布置在总线系统的总线的第一总线芯线与该总线的第二总线芯线之间,在该总线系统中,至少有时确保了用户站对该总线系统的总线的独占的、无冲突的访问;和时间控制块,用于对这两个晶体管进行切换,其中该时间控制块被设计为在第一和/或第二总线芯线上的信号和/或用来产生第一和/或第二总线芯线上的信号的发送信号从显性状态变换到隐性状态期间将这两个晶体管接通,而且其中该时间控制块被设计为当在第一和/或第二总线芯线上的信号和/或发送信号被切换到隐性状态时将这两个晶体管关断。
利用所描述的减振单元,在从显性向隐性过渡时对振荡时长的减小或者所谓的振铃抑制(Ringing Suppression)是可能的,由此实现了比特率的提高、尤其是在消息的数据域中的比特率的提高。结果是,在总线系统中消息的传输率或传输速度升高。
在不同的位状态或电压状态之间过渡、尤其是在CAN总线系统中从显性向隐性过渡时对振荡时长的减小还允许在设计总线系统的总线拓扑和/或终端和/或短截线和/或节点或用户站的数目方面的更多的自由度。
还有,通过减振单元的所描述的设计方案来实现在有线发射时频谱的有利的变化。即发射的辐射可以在关键的频率范围内减小,该关键的频率范围例如在一与三MHz之间,这对应于共模扼流圈和寄生电容的谐振频率。作为替代,通过所描述的减振单元,在不关键的频率范围内出现发射的辐射,该不关键的频率范围在所提到的示例中为大于10MHz的频率,而且其中扼流圈起作用。
此外,通过所添加的驱动器而提供了总线的这两根总线芯线的非常对称的阻抗。在所描述的减振单元的情况下,现在在每根总线芯线上连接相同的元件。由此,提高了减振单元和与该减振单元连接的组件的抗干扰性和发射。
该减振单元适合于所有通信系统,其中总线状态活跃地被驱动,如尤其是在CAN总线系统、CAN-HS总线系统、CAN-FD总线系统等等的情况下活跃地被驱动。在CAN-HS总线系统(HS = 高速 = Highspeed)中,直至500kBit每秒(500kbps)的数据传输率都是可能的。在CAN FD总线系统的情况下,大于1MBit每秒(1Mbps)的数据传输率是可能的。
该减振单元的其它有利的设计方案在从属权利要求中描述。
按照一个设计方案,该减振单元可以被设计为:在接通晶体管时利用用于电压供应的连接端的电流来补偿向着接地的接通电流。在这种情况下,这些晶体管可能是PMOS高压共源共栅放大器。
该减振单元可具有其它晶体管,该其它晶体管的漏极连接端连接到两个反串行地连接在这些总线芯线之间的晶体管的源极连接端上。按照一个实施例,该减振单元还具有电流源,用于产生针对该其它晶体管的偏压,其中该其它晶体管按照P型衬底体区技术来构造。按照另一实施例,该其它晶体管按照SOI技术来构造。
之前描述的减振单元可以是用于总线系统的用户站的一部分,其中该用户站还具有:通信控制装置,用于控制该用户站与总线系统的至少一个其它的用户站的通信;和发送/接收装置,用于将消息发送到总线系统的总线上并且用于从该总线接收消息。
可设想的是:通信控制装置或者发送/接收装置具有如下块,该块被设计为:检测从总线接收的信号从显性总线状态到隐性总线状态的状态变换,其中该减振单元被设计为:根据该块的检测结果来接通或关断两个反串行地连接在总线芯线之间的晶体管。
按照一个特殊的设计方案,可能的是:只有当发送/接收装置将消息发送到总线上时,才激活该减振单元。
之前描述的用户站可以是总线系统的一部分,该总线系统具有总线和至少两个用户站,所述至少两个用户站通过该总线彼此连接,使得它们可以彼此进行通信。在这种情况下,这些用户站中的至少一个用户站是之前描述的用户站。
之前提到的任务还通过具有权利要求11的特征的用于减小在不同的位状态之间过渡时的振荡趋势的方法来解决。该方法利用用于总线系统的减振单元来实施,其中至少有时确保了用户站对总线系统的总线的独占的、无冲突的访问,其中该减振单元具有两个晶体管,这两个晶体管反串行地布置在总线系统的总线的第一与第二总线芯线之间,其中该方法具有如下步骤:在第一和/或第二总线芯线上的信号和/或用来产生第一和/或第二总线芯线上的信号的发送信号从显性状态变换到隐性状态期间,利用时间控制块来接通这两个晶体管,而且当在第一和/或第二总线芯线上的信号和/或发送信号被切换到隐性状态时,利用该时间控制块来关断这两个晶体管。
该方法提供了与其之前关于该减振单元所提到的相同的优点。
附图说明
随后,本发明参考附图并且依据实施例进一步予以描述。其中:
图1示出了按照第一实施例的总线系统的简化框图;
图2示出了具有按照第一实施例的总线系统的减振单元的发送/接收装置的电路图;
图3A示出了在具有按照第一实施例的减振单元的发送/接收装置的情况下发送信号TxD的随时间的变化过程以及图3B示出了在常规的发送/接收装置的情况下发送信号TxD的随时间的变化过程;
图4A示出了在具有按照第一实施例的减振单元的发送/接收装置的情况下总线信号CAN_H和CAN_L的随时间的变化过程以及图4B示出了在常规的发送/接收装置的情况下总线信号CAN_H和CAN_L的随时间的变化过程;
图5A示出了在具有按照第一实施例的减振单元的发送/接收装置的情况下总线信号CAN_H和CAN_L的差分电压VDIFF的随时间的变化过程以及图5B示出了在常规的发送/接收装置的情况下总线信号CAN_H和CAN_L的差分电压VDIFF的随时间的变化过程;
图6A示出了在具有按照第一实施例的减振单元的发送/接收装置的情况下接收器输出的随时间的变化过程以及图6B示出了在常规的发送/接收装置的情况下接收器输出的随时间的变化过程;
图7A示出了在具有按照第一实施例的减振单元的发送/接收装置的情况下接收信号RxD的随时间的变化过程以及图7B示出了在常规的发送/接收装置的情况下接收信号RxD的随时间的变化过程;
图8示出了按照第一实施例的减振单元的电路图;
图9示出了按照第二实施例的减振单元的电路图;而
图10示出了按照第三实施例的减振单元的电路图;而
图11示出了按照第四实施例的总线系统的用户站的电路图。
在所述附图中,只要不另作说明,相同或者功能相同的要素就配备有相同的附图标记。
具体实施方式
图1示出了总线系统1,该总线系统例如可以至少部分地是CAN总线系统、CAN-FD总线系统,等等。总线系统1可以在车辆、尤其是机动车、飞机等等中或者在医院等等中得以应用。
在图1中,总线系统1具有多个用户站10、20、30,所述用户站分别连接到具有第一总线芯线41和第二总线芯线42的总线40上。总线芯线41、42也可以被称作CAN_H和CAN_L,而且用于在发送状态下耦合输入显性电平。通过总线40,消息45、46、47可以以信号形式在各个用户站10、20、30之间传输。用户站10、20、30例如可以是机动车的控制设备或显示装置。
如在图1中示出的那样,用户站10、30分别具有通信控制装置11和发送/接收装置12。发送/接收装置12分别包括减振单元15。而用户站20具有通信控制装置11和发送/接收装置13。用户站10、30的发送/接收装置12和用户站20的发送/接收装置13分别直接连接到总线40上,即使这在图1中未示出。
通信控制装置11用于控制相应的用户站10、20、30经由总线40与连接到总线40上的用户站10、20、30中的其它用户站的通信。发送/接收装置12用于发送以信号形式的消息45、47并且在这种情况下使用减振单元15,如稍后还更详细地描述的那样。通信控制装置11尤其可以像常规的CAN-FD控制器或CAN控制器那样来实施。发送/接收装置13尤其可以像常规的CAN收发器和/或CAN-FD收发器那样来实施。发送/接收装置13尤其可以像常规的CAN收发器那样来实施。
图2示出了具有减振单元15的发送/接收装置12的基本结构。发送/接收装置12借助于连接端126、127连接到总线40上,更准确地说连接到该总线的用于CAN_H的第一总线芯线41和该总线的用于CAN_L的第二总线芯线42上。减振单元15以连接端1501、1501A接到连接端41、126之间以及以连接端1502、1502A接到连接端42、127之间。连接端1501、1501A可以被设计为仅仅一个连接端。连接端1502、1502A可以被设计为仅仅一个连接端。通过连接端128来实现针对第一和第二总线芯线41、42的电压供应、尤其是CAN-Supply(供应)。通过连接端129来实现对地或CAN_GND的连接。第一和第二总线芯线41、42以终端电阻49来结束。
在发送/接收装置12中,第一和第二总线芯线41、42与也被称作Transmitter的发送器121连接并且与也被称作Receiver的接收器122连接。用于将信号通过连接端111、112驱动到通信控制装置11的连接单元125不仅与发送器121连接而且与接收器122连接。
为了驱动连接端111、112的信号,连接单元125具有用于发送信号TxD的发送信号驱动器1251,该发送信号也被称作TxD信号并且在连接端111上由通信控制装置11接收。连接单元125还具有用于接收信号RxD的接收信号驱动器1252,该接收信号也被称作RxD信号。接收信号RxD是从总线芯线41、42借助于接收器122来接收到的并且通过连接端112被转交给通信控制装置11。驱动器1251、1252通过数字部件1253与发送器121和接收器122连接。数字部件1253可以执行对信号TxD、RxD的监控。
按照图2,对于输出级1211、1212来说,发送器121具有常规的驱动器1213,用于第一和第二总线芯线41、42的信号。
接收器122具有:接收比较器1221,该接收比较器的输入端接在电阻性的、尤其是对称的分压器1222、更准确地说该分压器的中间抽头中;和总线偏压单元1223。总线偏压单元1223在电阻性的分压器1222的一端以预先确定的总线偏压或预先确定的总线偏压电位来给该电阻性的分压器1222馈电。电阻性的分压器1222在其另一端通过连接端126、127连接到第一和第二总线芯线41、42上。
连接单元14包括状态变换检测块141和时间控制块142。在发送/接收装置12运行时,状态变换检测块141检测:在总线40上的信号CAN-H和信号CAN_L的状态是否从第一总线状态401改变到第二总线状态402,这些信号参考图3A至图7B还更详细地予以描述。根据状态变换检测块141的检测结果,时间控制块142向减振单元15输出操控信号,该减振单元参考图8更详细地予以描述。可选地,通过时间链节向减振单元15输送发送信号TxD,使得借助于时间链节根据TxD信号来操控减振单元15。
图3A至图7A分别示出了在按照当前实施例的发送/接收装置12的情况下信号的随时间的变化过程。在这种情况下,作为在图3A中示出的发送信号TxD的结果,出现按照图4A至图7A的信号。
在图3A的发送信号TxD的情况下,随着时间t的推移,在三个连续的位中进行从第一总线状态401到第二总线状态402并且接着又回到第一总线状态401的状态变换。第一总线状态401也可以被称作隐性状态或高电平。第二总线状态402也可以被称作显性状态或低电平。作为图3A的发送信号TxD的结果,出现:按照图4A的信号CAN_H和CAN_L的电压V;按照图5A的差分电压VDIFF = CAN_H - CAN_L;按照图6A的接收器122的输出信号R_1;和按照图7A的接收信号RxD。在第一总线状态401或隐性状态下,按照图4A的信号CAN_H和CAN_L的电压V对应于总线偏压单元1223的总线偏压电位的一半。
相比于此,在图3B至图7B中,分别阐明了在按照常规的发送/接收装置的发送/接收装置、诸如用户站20的发送/接收装置13的情况下信号的随时间的变化过程。
根据图4A和图4B的信号的比较,非常明显地得到:按照当前实施例的发送/接收装置12在相同的发送信号TxD的情况下引起信号CAN_H和CAN_L在从状态401到状态402或从显性向隐性的状态变换之后的快得多的振荡。如果接收器122的阈值电压被调节到常见的为0.7V的值,如在图5A和图5B中阐明的那样,则即使在从状态401到状态402或从显性向隐性的状态变换的情况下,接收器122也不再识别表面上的从状态402到状态401或从隐性向显性的状态变换,如也在图6A中示出的那样。因此,在目前常见的采样点AP对接收信号RxD的采样可以可靠地导致所希望的结果,如在图7A中示出的那样。这即使在状态401或显性位的位时间tdom的长度相对于常规的发送/接收装置或用户站20的发送/接收装置13稍微延长时也适用,如从图7A和图7B的比较中可见的那样。
因此,按照当前实施例的发送/接收装置12具有比常规的发送/接收装置或发送/接收装置13更小的振荡趋势。
在图2的发送/接收装置12运行时,如果在TxD信号中至少在一个位的时间开始隐性状态或状态401,则通过状态变换检测块141识别出总线状态401向402或从显性向隐性的变换,如在图3A中阐明的那样。因此,对减振单元15进行操控,如随后随描述的那样。
按照图8,减振单元15包括两个PMOS高压晶体管151、152,这两个PMOS高压晶体管反串行地布置并且能接到总线芯线41、42之间。为此,PMOS高压晶体管151以其漏极连接端连接到用于CAN-H的总线芯线41上。PMOS高压晶体管152以其漏极连接端连接到用于CAN-L的总线芯线42上。PMOS高压晶体管151、152按照P型衬底体区技术来构造,该P型衬底体区技术是PMOS高压晶体管的常规的或传统的构造方式。
减振单元15还包括:齐纳二极管153;电阻154;高压共源共栅晶体管155,该高压共源共栅晶体管优选地是高压PMOS共源共栅放大器;电路156,该电路具有晶体管155、电流镜1561和由电阻和另一齐纳二极管构成的并联电路1562;反极性保护二极管157;和高压共源共栅晶体管158、159、160,这些高压共源共栅晶体管分别优选地是高压NMOS共源共栅放大器。高压共源共栅放大器158与开关1581连接,该开关能接到接通电流-电流源I1。高压共源共栅放大器159与开关1591连接,该开关能接到接通电流-电流源I2。高压共源共栅放大器160与电流源IKV连接,该电流源用于产生针对高压共源共栅放大器155的P共源共栅偏压。可选地,也可以在电流源IKV与连接端129之间设置开关,如在电流源I1和I2的情况下那样,该开关能与开关1581、1591共同切换。
齐纳二极管153和电阻154并联。此外,由齐纳二极管153和电阻154构成的并联电路被接到两个PMOS高压晶体管151、152的栅极连接端与两个PMOS高压晶体管151、152的源极连接端之间。
这两个PMOS晶体管151、152在从显性向隐性的切换过程或从第二总线状态402到第一总线状态401的切换过程期间由时间控制块142来接通。为此,时间控制块142将开关1581、1591从在图8中示出的断开的位置切换到它们闭合的位置。由此,高压共源共栅放大器158通过开关1581与接通电流-电流源I1连接。此外,高压共源共栅放大器159通过开关1591与接通电流-电流源I2连接。
在识别出隐性或第一总线状态401之后,时间控制块142将开关1581、1591重新关断或重新切换到在图8中示出的断开位置。由此,高压共源共栅放大器158通过开关1581与接通电流-电流源I1的连接中断。此外,高压共源共栅放大器159通过开关1591与接通电流-电流源I2的连接中断。
在此,由电阻154和晶体管151、152的HV-PMOS栅极电容组成的时间常数造成短路的持续渐弱,该短路由于在从显性向隐性的切换过程或从第二总线状态402到第一总线状态401的切换过程期间对开关1581、1591进行切换而产生。该特性按如下地也有利:减振单元15的辐射被减小并且借此与之连接的组件的辐射也被减小。由此,减小了有线发射。
图8的电路可以整体地被连接到CAN-FD收发器前端上,如在图2和图8中阐明的那样。然而,替选地可能的是:将图8的电路分立式地构造在控制设备上。该控制设备可以至少是用户站10、30的一部分。
为了减小或降低辐射,也有利的是:利用正极的电流IB、更准确地说连接端128的电压供应来补偿向着接地的接通电流I1、I2。电流IB也可以被称作平衡电流。
因此,利用发送/接收装置12来执行用于减小在不同的位状态之间过渡时的振荡趋势的方法。
在所描述的实施例中,只有用户站10、30具有发送/接收装置12的功能性。优选地,用户站10、30是振荡趋势高的用户站或节点。用户站10、30的高振荡趋势尤其可能由于它们在总线系统1中的位置、终端电阻49的位置、到用户站10、30的短截线长度或短截线路长度等等而得到。
按照第一实施例的一个修改方案,只有当发送/接收装置12自己进行发送或充当发送器时,发送/接收装置12和减振单元15的之前描述的功能性才活跃。
按照第一实施例的另一修改方案,发送/接收装置12和减振单元15的之前描述的功能性例如只能在预先确定的通信阶段、诸如仲裁阶段才活跃。在仲裁阶段确定:用户站10、20、30中的哪个用户站目前想要发送最重要的消息45、46、47并且因而作为下一个至少暂时得到对总线40的独占的、无冲突的访问。
按照第一实施例的又一修改方案,用户站20也具有发送/接收装置12,而不是发送/接收装置13。在这种情况下,发送/接收装置12的之前描述的功能性针对总线系统的所有用户站10、20、30有效,尤其是根据需要而定。
图9示出了按照第二实施例的减振单元150。除了随后描述的区别之外,总线系统1和发送/接收装置12以与之前按照前述实施例或其修改方案所描述的相同的方式来构造。
如在前述实施例中那样,除了参考图8描述的电路组件之外,还设置开关1601。在图9中,开关1601与电流源IKV并联。此外,电路156用电流镜1561来修改,使得在电流镜1561与高压共源共栅放大器155的源极连接端之间设置有反极性保护二极管157。在这种情况下,反极性保护二极管157的阳极与电流镜1561连接。反极性保护二极管157的阴极与高压共源共栅放大器155的源极连接端和栅极连接端连接,该高压共源共栅放大器优选地是高压PMOS共源共栅放大器。此外,由电阻1562A和另一齐纳二极管构成的并联电路1562接到高压共源共栅放大器155的源极连接端与栅极连接端之间。电阻1562A被设计得欧姆非常高。也就是说,电阻1562A的电阻值在大约3ΜΩ至大约5ΜΩ之间。
在图9的电路运行时,如果在发送信号TxD中存在或发送显性状态402,则由时间控制块142将开关1601从在图9中示出的断开位置切换到该开关的闭合位置。结果是,电流源IKV被短接。如果发送信号TxD从显性状态402变换到隐性状态401,则时间控制块142将闭合的开关1601重新控制到按照图9的断开位置。由此,分别关断或接通由电流源IKV产生的针对高压共源共栅放大器155的P型共源共栅偏压。
以这种方式,也可以利用发送/接收装置12和减振单元150来执行用于减小在不同的位状态之间过渡时的振荡趋势的方法。
图10示出了按照第三实施例的减振单元1500。除了随后描述的区别之外,总线系统1和发送/接收装置12以与之前按照第一实施例或其修改方案所描述的相同的方式来构造。
不同于前述实施例(在该前述实施例中,按照P型衬底体区技术的PMOS高压晶体管151、152以PMOS高压晶体管的常规的构造方式来构造),在减振单元1500中的PMOS高压晶体管151、152按照SOI技术来构造(SOI = Silicon On Insulator = 绝缘体上硅)。在这种情况下,如在图9中那样,反极性保护二极管157接到HV共源共栅放大器155后面。由此,在减振单元150中,也不需要电流IKV,该电流按照前述实施例由于P型衬底体区技术而被需要用来产生P型共源共栅偏压。
图11示出了按照第四实施例的具有通信控制装置110和发送/接收装置120的用户站100的基本结构,作为示例,减振单元15连接到该发送/接收装置上,如在第一实施例中所描述的那样。除了随后描述的区别之外,总线系统1和用户站100以与之前按照第一实施例或其修改方案针对总线系统1和用户站10所描述的相同的方式来构造。除了随后描述的区别之外,通信控制装置110像第一实施例的通信控制装置11那样来构造。除了随后描述的区别之外,发送/接收装置120像第一实施例的发送/接收装置12那样来构造。
除了用于信号TxD、RxD的连接端111、112之外,通信控制装置110还具有用于控制信号RS_Control_Out的附加的连接端115。
发送/接收装置120具有连接端1221A,用于从通信控制装置110的连接端111接收发送信号TxD,如之前已经参考第一实施例更一般性地描述的那样。发送/接收装置120还具有连接端1221B,用于将接收信号RxD发送给通信控制装置110的连接端112,如之前已经参考第一实施例更一般性地描述的那样。除此之外,发送/接收装置120还具有连接端1225,在该连接端上接收控制信号RS_Control_Out,作为控制信号RS_Control_In。
为了产生针对连接端115的控制信号RS_Control_Out,通信控制装置110具有控制块116。控制块116监控在总线芯线41、42上的总线流量,其方式是控制块116将存储为第一信息1161的发送信号TxD与在连接端112上接收到的并且在需要时暂存的接收信号RxD彼此进行比较。如果在隐性总线状态、即第一总线状态401下在两个信号TxD、RxD之间出现偏差、诸如在接收信号RxD中的状态变换,所述状态变换没有包含在发送信号TxD中,则可以据此得出关于网络或总线40和信号完整性的推断。
此外,在通信控制装置110的控制块116中存在第二信息1162,如比特率,两个切换过程、即从第一总线状态401到第二总线状态402的状态变换的传播延迟(Propagation-Delay)。替选地,信息1162可以维持在未示出的其它块、尤其是存储器中。
在此,替代数字信号,在连接端1221B上的RxD输出端可以是模拟-数字转换器的输出信号,其呈现接收信号RxD的差分电压。
在考虑这些信息1161、1162的情况下,控制块116产生控制信号RS_Control_Out,该控制信号由连接端115输出,在发送/接收装置120的连接端1225上被接收并且被转交给减振单元15。与此相应地,在发送/接收装置120中,可以省去前述实施例的块14。
以这种方式,对减小振荡趋势(Ringing Suppression(振铃抑制))的控制这里不是由发送/接收装置120来控制,而是由通信控制装置110来控制。在这种情况下,通信控制装置110、更准确地说该通信控制装置的控制块116可以使减振单元15与用户站100和网络或总线40的特殊的特性适配。换言之,通信控制装置110、更准确地说该通信控制装置的控制块116可以以对节点和网络敏感的方式来调节减振单元15。借此,控制块116提供了针对用户站100的学习功能。
借此,同样可以实现在从第二总线状态402到第一总线状态401的状态变换时振荡趋势的明显减小。此外,由此可以实现作为总系统的总线系统1的明显获益。
按照这些实施例及其修改方案的发送/接收装置12、120的减振单元15、150、1500、总线系统1的用户站10、20、30、100以及在其中实施的方法的所有之前描述的设计方案都可以单独地或者以所有可能的组合来得以应用。附加地,尤其是可设想如下修改方案。
之前描述的按照这些实施例和/或其修改方案的总线系统1依据基于CAN协议的总线系统来描述。然而,按照这些实施例和/或其修改方案的总线系统1也可以是其它类型的通信网络。有利的、然而并非强制性的前提是,在总线系统1中至少在确定的时间区间内确保用户站10、20、30、100对总线40或总线40的共同的信道的独占的、无冲突的访问。
按照这些实施例和/或其修改方案的总线系统1尤其是CAN网络或CAN-HS网络或CAN FD网络或FlexRay网络。然而,总线系统1也可以是其它串行通信网络。
减振单元15、150尤其可以被用在LVDS(Low Voltage Differential Signaling(低压差分信号))中,该LVDS是针对高速数据传输的接口标准,其中发送器和接收器通过数据传输链路来彼此连接。LDVS根据ANSI/TIA/EIA-644-1995来标准化。
在按照这些实施例及其修改方案的总线系统1中的用户站10、20、30、100的数目和布局是任意的。尤其是,在这些实施例和/或其修改方案的总线系统1中也可以只存在用户站10或用户站30或用户站100。
之前描述的实施例和/或其修改方案的功能性可以分别在收发器或发送/接收装置12或收发器或CAN收发器或收发器芯片组或CAN收发器芯片组等等中实现。附加地或替选地,该芯片组可以被集成到现有的产品中。尤其可能的是:所考虑的功能或者在作为单独的电子模块(芯片)的收发器中实现或者嵌入在集成的总体解决方案中,在该集成的总体解决方案的情况下只有一个电子模块(芯片)。
Claims (11)
1. 一种用于总线系统(1)的减振单元(15;150;1500),所述减振单元具有:
两个晶体管(151、152),所述两个晶体管反串行地布置在所述总线系统(1)的总线(40)的第一总线芯线(41)与所述总线(40)的第二总线芯线(41)之间,在所述总线系统(1)中,至少有时确保了用户站(10、20、30)对所述总线系统(1)的总线(40)的独占的、无冲突的访问;和
时间控制块(142),用于对所述两个晶体管(1251、1252)进行切换,
其中所述时间控制块(142)被设计为在第一和/或第二总线芯线(41、42)上的信号(CAN_H、CAN_L)和/或用来产生所述第一和/或第二总线芯线(41、42)上的信号的发送信号(TxD)从显性状态(402)变换到隐性状态(401)期间,将所述两个晶体管(151、152)接通,而且
其中所述时间控制块(142)被设计为当在所述第一和/或第二总线芯线(41、42)上的信号(CAN_H、CAN_L)和/或所述发送信号(TxD)被切换到所述隐性状态(401)时将所述两个晶体管(151、152)关断。
2.根据权利要求1所述的减振单元(15;150;1500),其中所述减振单元(15;150;1500)被设计为:在接通所述晶体管(151、152)时利用用于电压供应的连接端(128)的电流(IB)来补偿向着接地的接通电流(I1;I2)。
3.根据权利要求1或2所述的减振单元(15;150;1500),其中所述晶体管(151、152)是PMOS高压共源共栅放大器。
4.根据上述权利要求之一所述的减振单元(15;150;1500),所述减振单元还具有其它晶体管(155),所述其它晶体管的漏极连接端连接到两个反串行地连接在所述总线芯线(41、42)之间的晶体管(151、152)的源极连接端上。
5.根据权利要求4所述的减振单元(15;150;1500),
所述减振单元还具有电流源(IKV),用于产生针对所述其它晶体管(155)的偏压,
其中所述其它晶体管(155)按照P型衬底体区技术来构造。
6.根据权利要求4所述的减振单元(15;150;1500),其中所述其它晶体管(155)按照SOI技术来构造。
7. 一种用于总线系统(1)的用户站(10;30;100),所述用户站具有:
通信控制装置(11;110),用于控制所述用户站(10;30;100)与所述总线系统(1)的至少一个其它的用户站(10;20;30;100)的通信;和
发送/接收装置(12;120),用于将消息(45;47)发送到所述总线系统(1)的总线(40)上并且用于从所述总线(40)接收消息(45;47);和
根据上述权利要求之一所述的减振单元(15;150;1500)。
8.一种用于总线系统(1)的用户站(10;30;100),
其中通信控制装置(110)或者发送/接收装置(12;120)具有如下块(116;141),所述块被设计为:检测从总线(40)接收的信号从显性总线状态(402)到隐性总线状态(401)的状态变换,
其中减振单元(15;150;1500)被设计为:根据所述块(116;141)的检测结果来接通或关断两个反串行地连接在总线芯线(41、42)之间的晶体管(151、152)。
9.根据上述权利要求之一所述的用户站(10;30;100),其中所述减振单元(15;150;1500)被设计为使得只有当所述发送/接收装置(12;120)将消息(45;47)发送到所述总线(40)上时,才激活所述减振单元(15;150)。
10. 一种总线系统(1),所述总线系统具有:
总线(40);和
至少两个用户站(10;30;100),所述至少两个用户站通过所述总线(40)彼此连接,使得所述至少两个用户站能够彼此进行通信,而且所述至少两个用户站中的至少一个用户站(10;30;100)是根据权利要求7至9之一所述的用户站(10;30;100)。
11. 一种用于减小在不同的位状态之间过渡时的振荡趋势的方法,其中所述方法利用用于总线系统(1)的减振单元(15;150;1500)来实施,其中至少有时确保了用户站(10、20、30)对所述总线系统(1)的总线(40)的独占的、无冲突的访问,其中所述减振单元(15;150;1500)具有两个晶体管(151、152),所述两个晶体管反串行地布置在所述总线系统(1)的总线(40)的第一与第二总线芯线(41、42)之间,其中所述方法具有如下步骤:
在第一和/或第二总线芯线(41、42)上的信号(CAN_H、CAN_L)和/或用来产生所述第一和/或第二总线芯线(41、42)上的信号的发送信号(TxD)从显性状态(402)变换到隐性状态(401)期间,利用时间控制块(142)来将所述两个晶体管(151、152)接通;而且
当在所述第一和/或第二总线芯线(41、42)上的信号(CAN_H、CAN_L)和/或所述发送信号(TxD)被切换到所述隐性状态(401)时,利用所述时间控制块(142)来将所述两个晶体管(151、152)关断。
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Date | Code | Title | Description |
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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