CN111149327A - 用于总线系统的发送/接收装置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)的发送/接收装置(12;120)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。所述发送/接收装置具有:第一驱动器(123、124、125),用于驱动所述总线系统(1)的总线(40)的第一总线芯线(41)的第一信号(CAN_H),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;第二驱动器(123、124、127),用于驱动所述总线(40)的第二总线芯线(42)的第二信号(CAN_L);和减振单元(15;150),所述减振单元(15;150)被设计成,至少在所述总线芯线(41、42)中至少一个上的信号(CAN_H、CAN_L)从显性总线状态(402)到隐性总线状态(401)的状态变换期间产生短路。

Description

用于总线系统的发送/接收装置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
技术领域
本发明涉及一种用于总线系统的发送/接收装置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,所述发送/接收装置和所述方法例如可以在用于CAN总线系统的用户站中投入使用。对振荡趋势的减小通过在预先确定的时间内产生总线系统的总线的总线芯线之间的短路来实现。
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发送/接收装置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,所述发送/接收装置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发送/接收装置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发送/接收装置来解决。该发送/接收装置包括:第一驱动器,用于驱动总线系统的总线的第一总线芯线的第一信号,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;第二驱动器,用于驱动总线的第二总线芯线的第二信号;和减振单元,该减振单元被设计用于至少在总线芯线中至少一个上的信号从显性总线状态到隐性总线状态的状态变换期间产生短路。
利用所描述的发送/接收装置,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,由此实现了比特传输率的提高、尤其是在消息的数据区中的比特传输率的提高。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,通过发送/接收装置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1与3MHz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。
该发送/接收装置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。
该发送/接收装置的其它有利的设计方案在从属权利要求中描述。
按照一种设计方案,减振单元具有晶体管和驱控块,该晶体管以一个连接端连接到第一驱动器和第一总线芯线之间并且以另一个连接端连接到第二驱动器和第二总线芯线之间,该驱控块被设计用于在总线芯线中至少一个上的信号从显性总线状态到隐性总线状态的状态变换期间至少导通地切换该晶体管。
按照一种特别的设计方案,驱控块还被设计用于检测至少一个总线芯线上的信号从显性总线状态到隐性总线状态的状态变换。
可能地,减振单元为了产生短路而具有晶体管,其设计成高压NMOS晶体管。
按照一种特别的设计方案,驱控块还被设计用于检测总线上的通信的不同阶段并且根据所检测的在总线上的通信阶段来控制至少一个总线芯线上的信号。在这种情况下,驱控块可以被设计用于检测表明消息结束的结束位,以便检测总线上的通信的不同阶段,和/或其中驱控块被设计用于在通信的仲裁阶段结束后控制至少一个总线芯线上的信号。
按照又一设计方案,可能的是,只有当第一驱动器和/或驱动器将信号驱动到总线上时才激活发送/接收装置。
之前描述的发送/接收装置可以是总线系统的用户站的一部分,该用户站还具有用于控制该用户站与总线系统的至少一个另外的用户站的通信的通信控制装置,其中发送/接收装置被设计用于将消息发送到总线系统的总线上和从总线接收消息。在这种情况下,通信控制装置或发送/接收装置可以具有以下块,该块被设计用于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,其中减振单元被设计用于根据该块的检测结果来产生总线芯线之间的短路。
通信控制装置还可以被设计用于向发送/接收装置发送信号(发送/接收装置将该信号用作总线芯线的信号的基础),并且将该信号与由发送/接收装置从总线接收的信号进行比较以产生控制信号,并且其中通信控制装置被设计用于将用于控制减振单元的控制信号输出到发送/接收装置。
之前描述的用户站可以是具有总线和至少两个用户站的总线系统的一部分,所述至少两个用户站通过总线相互连接,使得它们可以彼此进行通信。在此,所述至少两个用户站中的至少一个具有之前描述的发送/接收装置。
之前提到的任务还通过具有权利要求10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发送/接收装置来实施,在该总线系统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,其中该发送/接收装置具有用于驱动总线的第一总线芯线的第一信号的第一驱动器和用于驱动总线的第二总线芯线的第二信号的第二驱动器,该方法包括如下步骤:利用减振单元来产生至少在总线芯线中至少一个上的信号从显性总线状态到隐性总线状态的状态变换期间的短路。
该方法提供了与其之前关于该发送/接收装置所提到的相同的优点。
本发明的其它可能的实现方案也包括之前或下文关于实施例描述的特征或实施方式的未明确提及的组合。在此,本领域技术人员也将单个方面作为改进或补充添加至本发明的相应基本形式。
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示出了按照第一实施例的总线系统的发送/接收装置的电路图;
图3A示出了在按照第一实施例的发送/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示出了在按照第一实施例的发送/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示出了在按照第一实施例的发送/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示出了在按照第一实施例的发送/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示出了在按照第一实施例的发送/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示出了用于阐明由按照第一实施例的总线系统的用户站发送的消息的结构的简图;并且
图9示出了按照第二实施例的总线系统的发送/接收装置的电路图。
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,而且用于在为发送状态下的信号耦合输入显性电平或产生隐性电平之后的电信号传输。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。即使随后总是谈及发送/接收装置12,替代地可能的是,将接收器设置在发送器外部的单独装置中。接收器可以如常规发送/接收装置12中那样构造。
发送/接收装置12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。通过至少一个连接端43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44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。
第一和第二总线芯线41、42以连接端121、122连接到发送/接收装置12上。关于也称为Transmitter的发送器,发送/接收装置12为了将信号发送到第一和第二总线芯线41、42上而具有组件123至132。关于也称为Receiver的接收器,对于图2中的发送/接收装置12,没有示出用于处理从第一和第二总线芯线41、42接收的信号的组件。
涉及到发送器的是,对于连接端121、122,借助可调电流源123和共源共栅晶体管124,第一总线芯线41的信号CAN_H可以经由第一电流镜125和第一输出级晶体管126来驱动。晶体管124具有固定的栅极电压,其等于连接端43上的电压。此外,借助可调电流源123和共源共栅晶体管124,第二总线芯线42的信号CAN_L可以经由第二电流镜127和第二输出级晶体管128来驱动。因此,可调电流源123规定输出沿,相应电流镜125、127根据所述输出沿来产生所属的总线芯线41、42的沿。由通信控制装置11借助发送信号TxD来控制可调电流源123。因此,组件123、124、125构成第一驱动器,第一驱动器被设计用于驱动第一总线芯线41的信号CAN_H。组件123、124、127构成第二驱动器,第二驱动器被设计用于驱动第二总线芯线42的信号CAN_L。
为第一电流镜125设置反极性保护二极管129,其布置在第一电流镜125和连接端43之间。在此,反极性保护二极管129的阳极连接在连接端43上。为第二电流镜127设置在第二输出级晶体管128的源极连接端与第二总线芯线42的连接端122之间的反极性保护二极管130。
第一电流镜125具有晶体管1251、1252,它们在它们的栅极连接端上彼此电连接。两个晶体管1251、1252还在它们的源极连接端上彼此电连接。在两个晶体管1251、1252的栅极连接端与源极连接端之间连接有电阻1253。在当前实施例中,第一电流镜125实施为PMOS电流镜。因此,晶体管1251、1252分别是PMOS晶体管,它们通常也称为p沟道MOSFET,其中MOSFET表示金属氧化物半导体场效应晶体管。
第二电流镜127具有晶体管1271、1272,它们在它们的栅极连接端上彼此电连接。两个晶体管1271、1272还在它们的源极连接端上彼此电连接。在两个晶体管1271、1272的栅极连接端与源极连接端之间连接有电阻1273。在当前实施例中,第二电流镜127实施为NMOS电流镜。因此,晶体管1271、1272分别是NMOS晶体管,它们通常也称为n沟道MOSFET。
在当前实施例中,第一总线芯线41的输出级晶体管126实施为高压PMOS共源共栅结构。在当前实施例中,第二总线芯线42的输出级晶体管128实施为高压NMOS共源共栅结构。
发送/接收装置12的发送器具有偏压单元131,其具有晶体管1312和偏压电流源1312。发送/接收装置12的发送器还具有并联电路132,其具有电阻、电容器和二极管。偏压单元131给并联电路132馈送预先确定的偏压或连接端43的预先确定的偏压电位。更准确的说,偏压单元131和并联电路132产生输出级晶体管126的栅极连接端上的电压。接收器具有未示出的接收比较器,利用该接收比较器从总线芯线41、42接收也称为RxD信号的接收信号RxD并且将其转发给通信控制装置11。
减振单元15具有晶体管151和驱控块152。在当前实施例中,晶体管151实施为高压NMOS晶体管。晶体管151的栅电极与驱控块152连接。晶体管151的体电极与地的连接端44连接。源电极与两个晶体管126、1252之间的连接相连接。漏电极与两个晶体管128、1272之间的连接相连接。
根据图2的发送/接收装置12的发送器的运行随后也根据图3A至图7B的信号变化过程进一步予以阐释。
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,在从显性总线状态向隐性总线状态或者从第二总线状态402向第一总线状态的切换过程期间并且在预先确定的时间内在需要时,驱控块152还控制短路晶体管151。由此,短路晶体管151导通。因此,通过晶体管151产生总线芯线41、42之间的短路。借此,明显缩短差分电压VDIFF的否则持续长时间的振荡,如图5B中所示。即,短路导致从状态402到状态401的变换之后的明显加速的振荡,如图5A中所示。总线芯线41、42之间的短路引起在反极性保护二极管130中存储的扩散电荷经过晶体管128更快地减少,该晶体管128是HV-NMOS共源共栅结构。
作为所产生的短路的其它正面效应,限制在车辆、尤其是机动车等中在“真实”电缆束中出现的反射。反射由于错误适配、不对称等而形成。通过在晶体管126、128之后的短路同样限制反射,使得第二总线芯线42上的信号CAN_L只还能够比第一总线芯线41上的信号CAN_H大一个二极管正向电压。
驱控块152可以如下检测信号CAN_H和/或CAN_L和/或差分电压VDIFF的状态变换。如果在TxD信号中至少在一位的时间内开始隐性总线状态或总线状态401,则通过驱控块152识别总线状态401向402或显性向隐性的变换,如图3A中所示。
驱控块152被设计成,使得可以在位时间的一小部分内、优选无级地调节对晶体管151的控制的时间。该调节可以基于发送/接收装置12运行时检测装置的检测来进行或者固定地进行或者尤其由用户可配置地进行规定。
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,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。
按照第一实施例的又一修改方案,驱控块152可以附加地检测总线40上的通信阶段并且在控制晶体管151时一并考虑检测结果。由此,借助驱控块152对晶体管151的控制可以附加地依赖于总线40上的通信阶段来进行。
图8示出总线40上的通信的不同阶段,这些不同阶段可以由驱控块152来检测并且识别和区分。图8在其上部借助消息45示出如由发送/接收装置12或发送/接收装置13所发送的CAN帧,并且在其下部示出如可以由发送/接收装置12所发送的CAN-FD帧。CAN帧和CAN-FD帧针对总线40上的CAN通信基本被分成两个不同的通信阶段、即仲裁阶段451、453和数据区452,该数据区在CAN-HS中也被称为数据字段或在CAN-FD中也被称作数据阶段。数据区452在其结尾以至少一个结束位454来结束,该结束位也称为EOF,其中EOF表示帧的结束或消息的结束。在CAN或CAN-FD中,EOF是由11个隐性位、即具有第二总线状态402的位构成的位序列。
相比于传统的CAN,在CAN-FD中,在仲裁阶段451结束时,将随后的数据阶段的比特传输率提高到例如2、4、8Mbps。借此适用:在CAN-FD中,在仲裁阶段451、453中的比特传输率小于在数据区452中的比特传输率。在CAN-FD的情况下,数据区452相对于CAN帧的数据区452明显缩短。
仲裁阶段451、453是CAN帧和CAN-FD帧或图1中所示的消息45、46、47的重要组成部分。在此判断:总线系统1的哪个节点或哪个用户站10、20、30载有最重要的消息45、46、47。具有最重要的消息45、46、47的用户站10、20、30赢得仲裁并且因此允许在仲裁阶段结束后发生消息。于是,在传输该最重要消息时,所有其它用户站是旁听者。在这种情况下,发送/接收装置12、13低欧姆地驱动总线40,以便建立作为两个不同总线状态401、402或位状态之一的显性总线状态402(图3A至图7A)或位状态。而在作为两个不同总线状态401、402中另一种的隐性状态下,发送/接收装置12、13是相对高欧姆的。
驱控块152可以识别仲裁阶段451、453、数据区452以及数据区453的结束、即结束位(EOF)54。由此,减振单元150的功能性可以根据希望而适用于消息45的所有通信阶段451至453或阶段/区或者只在仲裁阶段结束时、即适用于数据区452。后者在以下情况下是合理的,即否则过多的用户站10、20、30可以在仲裁时同时激活发送/接收装置120的功能并且因此强烈降低有效总线电阻。
图10示出了按照第二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。除了随后描述的区别之外,总线系统1和用户站100以与之前按照总线系统1和用户站10的第一实施例或其修改方案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,如比特传输率,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150。与此相应地,在驱控块152的减振单元150中,不必执行检测信号状态变换和/或通信阶段的功能,参考上述实施例的减振单元15描述了所述信号状态变换和/或通信阶段。
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150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150。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总线系统1的用户站10、20、30、100的发送/接收装置12、120的减振单元15、150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,例如其它串行总线系统。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对总线线路40或总线线路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,其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 (12)

1.一种用于总线系统(1)的发送/接收装置(12;120),所述发送/接收装置具有:
第一驱动器(123、124、125),用于驱动所述总线系统(1)的总线(40)的第一总线芯线(41)的第一信号(CAN_H),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;
第二驱动器(123、124、127),用于驱动所述总线(40)的第二总线芯线(42)的第二信号(CAN_L);和
减振单元(15;150),所述减振单元(15;150)被设计成,至少在所述总线芯线(41、42)中至少一个上的信号(CAN_H、CAN_L)从显性总线状态(402)到隐性总线状态(401)的状态变换期间产生短路。
2.根据权利要求1所述的发送/接收装置(12;120),其中所述减振单元(15;150)具有:
晶体管(151),所述晶体管以一个连接端连接到第一驱动器(123、124、125)与第一总线芯线(41)之间并且以另一个连接端连接到第二驱动器(123、124、127)与第二总线芯线(42)之间,
驱控块(152),所述驱控块被设计成,在所述总线芯线(41、42)中至少一个上的信号(CAN_H、CAN_L)从显性总线状态(402)到隐性总线状态(401)的状态变换期间,至少导通地切换所述晶体管(151)。
3.根据权利要求1或2所述的发送/接收装置(12;120),其中所述驱控块(152)还被设计用于检测至少一个总线芯线(41、42)上的信号从显性总线状态(402)到隐性总线状态(401)的状态变换。
4.根据上述权利要求之一所述的发送/接收装置(12;120),其中用于产生短路的减振单元(15;150)具有晶体管(151),所述晶体管(151)被设计成高压NMOS晶体管。
5.根据上述权利要求之一所述的发送/接收装置(12;120),
其中所述驱控块(152)还被设计用于检测所述总线(40)上的通信的不同阶段,并且根据所检测的在所述总线(40)上的通信阶段来控制至少一个总线芯线(41;42)上的信号。
6.根据权利要求5所述的发送/接收装置(12;120),其中所述驱控块(152)被设计用于检测表明消息(45;47)结束的结束位(454),以便检测所述总线(40)上的通信的不同阶段,和/或
其中所述驱控块(152)被设计用于在通信的仲裁阶段(451;453)结束后控制至少一个总线芯线(41;42)上的信号。
7.根据上述权利要求之一所述的发送/接收装置(12;120),其中所述减振单元(15;150)被设计成,使得只有当第一驱动器(123、124、125)和/或第二驱动器(123、124、127)将信号驱动到所述总线(40)上时才激活所述减振单元(15;150)。
8. 一种用于总线系统(1)的用户站(10;30;100),其具有:
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)的至少一个另外的用户站(10;20;30;100)的通信,和
根据上述权利要求之一所述的发送/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)上和从所述总线(40)接收消息(45;47)。
9.根据权利要求8所述的用户站(10;30;100),
其中所述通信控制装置(11;110)或所述发送/接收装置(12;120)具有如下块(116;152),所述块被设计用于检测从所述总线(40)接收的消息从显性总线状态(402)到隐性总线状态(401)的状态变换,
其中所述减振单元(15;150)被设计用于根据所述块(116;141)的检测结果来产生在总线芯线(41、42)之间的短路。
10.根据权利要求8或9所述的用户站(100),其中所述通信控制装置(110)被设计用于:将信号(TxD)发送到所述发送/接收装置(120),所述发送/接收装置(120)将所述信号用作总线芯线(41、42)的信号(CAN_H、CAN_L)的基础;并且将所述信号(TxD)与由所述发送/接收装置(120)从所述总线(40)接收的信号(RxD)进行比较以产生控制信号;并且其中所述通信控制装置(110)被设计用于将用于控制所述减振单元(15;150)的控制信号输出到所述发送/接收装置(120)。
11. 一种总线系统(1),其具有:
总线(40),和
至少两个用户站(10;30;100),所述用户站通过所述总线(40)相互连接,使得它们能够彼此进行通信,并且其中的至少一个用户站(10;30;100)是根据权利要求8至10之一的用户站(10;30;100)。
12.一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)的发送/接收装置(12;120)来实施,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,其中所述发送/接收装置(12;120)具有用于驱动所述总线(40)的第一总线芯线(41)的第一信号(CAN_H)的第一驱动器(123、124、125)和用于驱动所述总线(40)的第二总线芯线(42)的第二信号(CAN_L)的第二驱动器(1212),并且其中所述方法具有如下步骤:
利用减振单元(15;150)来产生至少在所述总线芯线(41、42)中至少一个上的信号(CAN_H、CAN_L)从显性总线状态(402)到隐性总线状态(401)的状态变换期间的短路。
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