CN113348648A - 用于串行总线系统的用户站的发送/接收装置和用于串行总线系统中的通信的方法 - Google Patents

Abstract

提供了一种用于串行总线系统（1）的用户站（10；100；1000）的发送/接收装置（12；120）和一种用于与总线系统（1）中的发送/接收装置（12；120）通信的方法。所述发送/接收装置（12；120）具有：接收器（121），用于从所述总线系统（1）的总线（40）串行地接收消息（45）；评估块（128），用于评估所接收到的消息（45）是否特定针对所述用户站（10；100；1000）并且因此应由所述用户站（10；100；1000）来接收所接收到的消息（45）的数据（452）或者因此应由所述发送/接收装置（12；120）将所述用户站（10；00；1000）的数据（452）嵌入到所接收到的消息（45）中并且发送到所述总线（40）上；和第一连接端（CRx、CTx），用于基于所述评估块（128）的评估来串行地输出针对所述用户站（10；100；1000）的信号，其中所述评估块（128）被设计为：每当所接收到的消息（45）特定针对所述用户站（10；100；1000）并且在所接收到的消息（45）的数据（452）中目前存在数据位或者应由所述发送/接收装置（12；120）将所述数据（452）的数据位嵌入到所接收到的消息（45）中时，就在所述第一连接端（CRx、CTx）处输出信号沿。

Description

用于串行总线系统的用户站的发送/接收装置和用于串行总 线系统中的通信的方法

技术领域

本发明涉及一种用于串行总线系统的用户站的发送/接收装置和一种用于在串行总线系统中的通信的方法。

背景技术

为了在传感器与控制设备之间、例如在车辆中的传感器与控制设备之间的通信，越来越频繁地使用总线系统，在该总线系统中，数据作为在作为CAN协议规范的ISO11898-1:2015标准下的消息以CAN FD来传输。这些消息在总线系统的用户站、如传感器、控制设备、发生器等等之间传输。在这种情况下，在车辆中，CAN FD目前在引言阶段在第一步骤中大多在传输数据字段的位时以2Mbit/s的数据比特率而在传输仲裁字段的位时以500kbit/s的仲裁比特率来使用。

在CAN总线系统中，消息被编码成发送信号TX并且作为差分信号VDIFF经由总线系统的总线来传输，其方式是将信号CAN_H和CAN_L馈给到总线的两条总线线路上。差分信号VDIFF = CAN_H - CAN_L由总线系统的用户站的发送/接收装置来接收和处理，使得发送/接收装置在其连接端RX处为CAN微控制器提供与差分信号VDIFF相对应的接收信号RX。CAN微控制器评估接收信号RX并且将由此获得的数据转交给用于耗电器或至少一个负载的输出级，如雨刷器、车窗升降器、雨量传感器等等。此外，CAN微控制器可以根据需要来创建发送信号TX，该CAN微控制器将该发送信号经由连接端TX转发给发送/接收装置。发送/接收装置可以根据发送信号TX来产生差分信号CAN_H和CAN_L并且将其发送到总线上。

在最简单的情况下，CAN微控制器的任务在于：检测用于耗电器的输出级的切换状态并且将这些切换状态的值经由CAN总线发送给总线系统的其它用户站或者基于所接收到的消息的数据来操控输出级并且借此操控耗电器。

如果例如在车辆中应该在布置在车辆的不同位置处的多个传感器和/或执行器、诸如不同的车窗升降器等等之间进行通信，则必须经由分支网络来发送数据。为了所有参与者都能够彼此进行通信，CAN协议适合，然而该CAN协议由于协议相对复杂而在所有传感器和执行器处都需要微控制器，以便评估消息并且接着操控这些传感器或执行器或将这些传感器或执行器的数据转交给其他网络参与者。由于这样的微控制器相对昂贵并且每个微控制器定期需要对其软件更新，所以需要使传感器和执行器经由网络的通信简化且降低成本的替代方案。

发明内容

因而，本发明的任务是提供一种用于串行总线系统的用户站的发送/接收装置和一种用于串行总线系统中的通信的方法，该装置和该方法解决了上述问题。尤其应该提供一种用于串行总线系统的用户站的发送/接收装置和一种用于串行总线系统中的通信的方法，在该发送/接收装置和该方法的情况下，传感器和执行器经由总线系统的通信可以关于工作能力和成本方面被优化。

该任务通过具有权利要求1的特征的用于总线系统的用户站的发送/接收装置来解决。该发送/接收装置具有：接收器，用于从总线系统的总线串行地接收消息；评估块，用于评估所接收到的消息是否特定针对该用户站并且因此要么应由该用户站来接收所接收到的消息的数据要么应由该发送/接收装置将该用户站的数据嵌入到所接收到的消息中并且发送到总线上；和第一连接端，用于基于该评估块的评估来串行地输出针对该用户站的信号，其中该评估块被设计为：每当所接收到的消息特定针对该用户站并且在所接收到的消息的数据中目前存在数据位或者应由该发送/接收装置将这些数据的数据位嵌入到所接收到的消息中时，就在第一连接端处输出信号沿。

所描述的发送/接收装置能够实现：只存在一个性能卓越的中央控制设备和尽可能少的域控制设备，这些域控制设备可以直接读取和操控尽可能多的传感器和/或执行器。由此，只有在对实时能力提出特别高要求的位置，才存在靠近传感器和/或执行器的功能控制设备。

其结果是，总线系统的硬件成本降低，因为这些执行器和传感器可以省去昂贵的微控制器（μC）。由此，利用CAN能越来越多地将执行器和传感器集成到电气-电子架构（E/E架构）中，由此更简单的是：实现更轻的线缆束和具有性能特别卓越的区域和中央控制设备的架构。

还能够在总线系统运行时节省能量，因为也可由处在节能模式下的控制设备读取传感器值和/或操控执行器。这在不必唤醒其控制设备（控制器）并且由此控制设备不必离开节能模式的情况下就可行。此外，在无需接通承担常规的CAN通信的控制设备（控制器）的情况下，可以查询具有多个控制器、处理器和开关（Switches）的复杂控制设备的系统状态。

为此，通过该发送/接收装置的设计方案还能够实现更好的诊断，因为在控制器有故障的情况下——如果存在的话——可以更容易确定故障的原因。由此，其它控制设备可以更有针对性地并且更有适应性地对此做出反应。由此，还简化了故障查找。

另一优点在于：在执行器和/或传感器方面不需要软件更新，因为整个软件智能都位于操控这些执行器和/或传感器的控制设备中。由此，能够实现更简单的维护。

总的来说，由于该发送/接收装置的设计方案而得到这些传感器和/或执行器的更高可用性，因为即使——如果存在的话——控制器由于故障而被重置了、换言之处于复位中，这些传感器和/或执行器也可以被读取和操控。

与例如LIN总线系统相比，所描述的该发送/接收装置的设计方案提供了传输更多数据并且借此在同一总线上连接更多参与者的选项。此外，由于该发送/接收装置的所描述的设计方案，等待时间更短。

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说明。

可选地，该发送/接收装置还具有第二连接端，用于向该用户站串行地输出该接收器已经根据从总线接收到的消息（45）所产生的串行数字接收信号。

可设想的是：评估块被设计为每当在所接收到的消息的数据中目前存在填充位时就在第一连接端处不输出信号沿。

该发送/接收装置可能还具有存储块，用于存储至少一个用户站标识符，该用户站标识符指定了特定针对该用户站的消息，其中该评估块为了评估该消息是否特定针对该用户站而将该消息的标识符与该至少一个用户站标识符进行比较。

按照一个选项，该发送/接收装置还具有第三连接端，用于向该用户站的通信接口输出如下信号沿，该信号沿确认在该发送/接收装置中对消息的没有错误的接收，而且该发送/接收装置还具有第四连接端，用于向通信接口输出如下信号沿，该信号沿表明在该发送/接收装置中对消息的并非没有错误的接收。

按照一个实施例，该发送/接收装置还具有：第五连接端，用于由该用户站来输入串行数字发送信号；发送器，用于基于该串行数字发送信号或者连同该用户站的嵌入到消息中的数据将该消息串行发送到总线系统的总线上，其中第一连接端被设置用于由该用户站的通信接口来串行输入信号，其中该信号更详细地指定发送信号。

上述发送/接收装置可以是总线系统的用户站的部分，该用户站还具有通信接口，该通信接口连接到第一和/或第二连接端上。

该通信接口可能具有：解串器，该解串器连接到该发送/接收装置的第一和/或第二连接端上并且被设计用于基于第一连接端的信号来对接收信号进行解串；接入电路，用于基于由该解串器输出给该接入电路的接收信号的数据位来将用于至少一个耗电器的至少一个输出级接通或关断。

可选地，该通信接口还具有：停用电路，用于如果评估块在预先确定的时间内未将消息评估为特定针对该用户站则将该至少一个输出级停用；和重置电路，用于如果在第三连接端处完整传输了确认消息的没有错误的接收的位或者如果在第四连接端处一个位表明消息的并非没有错误的接收则将解串器重置。

可选地，该用户站还具有串行器，该串行器连接到该发送/接收装置的第一和第五连接端上并且被设计用于基于第一连接端的信号来使至少两个传感器值串行化。在这种情况下，所述至少两个传感器值可以是模拟或数字传感器值。

可选地，该用户站还具有控制器，用于产生针对消息的发送信号并且将针对消息的发送信号发送给该发送/接收装置而且用于从该发送/接收装置接收消息并且对消息进行评估，其中该控制器连接到该通信接口上，使得只有当目前从总线接收到的消息特定针对该用户站时，该控制器的电压供应才被接通。在这种情况下，该通信接口可以连接到该控制器上，使得检测并且可选地影响该控制器的至少一个状态参量。

该控制器可以被设计为产生发送信号和/或该发送/接收装置可以被设计为产生消息，使得在第一通信阶段为了将这些消息发送到总线上而在总线系统的用户站之间协商这些用户站中的哪个用户站在随后的第二通信阶段至少暂时独占地、无冲突地访问总线系统的总线。

至少两个用户站可以是总线系统的部分，该总线系统还具有总线，使得所述至少两个用户站经由该总线来彼此连接，使得所述至少两个用户站可以彼此进行串行通信并且所述至少两个用户站中的至少一个用户站是上述用户站。

上述任务还通过根据权利要求15所述的用于串行总线系统中的通信的方法来解决。该方法由用于串行总线系统的用户站的发送/接收装置来实施，该发送/接收装置具有接收器、评估块和第一连接端，其中该方法具有如下步骤：利用该接收器，从总线系统的总线串行地接收消息；利用该评估块，评估所接收到的消息是否特定针对该用户站并且因此要么应由该用户站来接收所接收到的消息的数据要么应由该发送/接收装置将该用户站的数据嵌入到所接收到的消息中并且发送到总线上；以及利用该第一连接端，基于该评估块的评估来串行地输出针对该用户站的信号，其中每当所接收到的消息特定针对该用户站并且在所接收到的消息的数据中目前存在数据位或者应由该发送/接收装置将这些数据的数据位嵌入到所接收到的消息中时，该评估块就在第一连接端处输出信号沿。

该方法提供了与之前关于该发送/接收装置和/或该用户站所提到的优点相同的优点。

本发明的其它可能的实现方案也包括之前或者在下文关于实施例所描述的特征或者实施方式的没有明确提到的组合。在此，本领域技术人员也将把单个方面作为改善方案或补充方案添加到本发明的相应的基本形式。

附图说明

随后，本发明参考附图并且依据实施例更详细地予以描述。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示出了具有用于按照第一实施例的总线系统的发送/接收装置的用户站的框图；

图3示出了按照第二实施例的具有用于总线系统的发送/接收装置的用户站的框图；

图4示出了按照第三实施例的具有用于总线系统的发送/接收装置的用户站的框图；

图5示出了按照第四实施例的具有用于总线系统的发送/接收装置的用户站的框图；以及

图6示出了按照第五实施例的具有用于总线系统的发送/接收装置的用户站的框图。

在这些附图中，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作为示例，该总线系统尤其基本上被设计用于ClassicalCAN总线系统、CAN FD总线系统或CAN FD后继总线系统，如随后所描述的那样。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，这些用户站分别连接到具有第一总线线路41和第二总线线路42的总线40上。总线40在其端部以反射衰减设备50结束，该反射衰减设备尤其构造为电阻。

总线线路41、42也可以被称为CAN_H和CAN_L，而且在发送状态下使用TX信号的情况下用于在耦合输入显性电平或状态401或者产生或主动驱动隐性电平或状态402之后进行电信号传输。只在用户站20处非常示意性地示出了状态401、402。状态401、402对应于进行发送的用户站10、20、30的TX信号的状态。在总线线路41、42上传输信号CAN_H和CAN_L之后，信号被用户站10、20、30作为RX信号接收到。经由总线40，消息45、46能以信号CAN_H和CAN_L形式在各个用户站10、20、30之间被串行传输。如果在总线40上通信时发生错误，如通过图1中的锯齿状黑色方块箭头所示，则通常发送错误帧47（Error Flag）。用户站10、20、30例如是机动车的控制设备、传感器、显示装置等等。

根据在这两条总线线路41、42上的信号CAN_H和CAN_L来算出差分总线电压VDIFF= CAN_H - CAN_L。用户站10、20、30例如是机动车的控制设备、传感器、显示装置等等。

如在图1中所示，用户站10具有通信接口11和发送/接收装置12。用户站20具有通信控制装置21和发送/接收装置22。用户站30具有通信控制装置31和发送/接收装置32。用户站10、20、30的发送/接收装置12、22、32分别直接连接到总线40上，即使这在图1中未阐明。

随后还更详细地描述用于发送/接收装置12的用户站10的通信接口11。

通信控制装置21、31分别用于控制相应的用户站20、30经由总线40与连接到该总线40上的用户站10、20、30中的一个或多个其它用户站的通信。在这种情况下，通信控制装置21、31分别产生针对所要发送的消息45、46的也被称作TX信号的发送信号，并且将该TX信号发送给所属的发送/接收装置22、32。相应的通信控制装置21、31还可以从所属的发送/接收装置12、22、32接收和评估针对从总线40接收到的消息45、46的接收信号，该接收信号也被称作RX信号。通信控制装置21、31尤其可以产生消息45、46，使得在第一通信阶段为了将消息45、46发送到总线40上而在用户站10、20、30之间协商这些用户站10、20、30中的哪个用户站在随后的第二通信阶段至少暂时独占地、无冲突地访问总线系统1的总线40。在第二通信阶段，可以将消息45、46的有效数据发送到总线40上。

通信控制装置21、31可以像常规的Classical CAN控制器或CAN FD控制器那样来实施。通信控制装置21、31创建和读取第一消息45，所述第一消息例如是Classical CAN消息或者CAN FD消息。Classical CAN消息按照Classical基本格式来构造，其中在第一消息45中可以包括数目多达8个数据字节。CAN FD消息按照CAN FD格式来构造，其中可以包括数目多达64个数据字节，这些数据字节为此还以比在Classic CAN消息的情况下明显更快且借此更高的数据率来传输。发送/接收装置22、32可以像常规的CAN收发器和/或CAN FD收发器那样来实施。

通信控制装置21、31中的每个通信控制装置创建和读取第一消息45，如之前所描述的那样，或者可选地创建和读取第二消息46。第二消息46基于如下格式来构造，该格式被称作CAN FD后继格式并且例如可以在数据阶段以比CAN FD更高的比特率来传输数据。发送/接收装置22、32中的每个发送/接收装置可以实施为CAN收发器，根据需要，该CAN收发器可以为所属的通信控制装置21、31提供或者从该通信控制装置接收上述第一消息45或者按照CAN FD后继格式的第二消息46。

利用两个用户站20、30，能实现对具有CAN FD后继格式的消息46的形成和然后传输以及对这种消息46的接收。

图2更详细地示出了用户站10，该用户站具有通信接口11和用于按照当前实施例的总线40的总线线路41、42的发送/接收装置12。

通信接口11接到发送/接收装置12与至少一个电负载或耗电器60之间。在图2的具体示例中，存在四个耗电器60。然而，能连接任意多个耗电器60。通信接口11被设计用于预先确定数目的耗电器60、尤其是1个、4个、8个等等或者其它任意的数目。

通信接口11具有解串器111、接入电路112、输出级113、停用电路114和重置电路115。然而，输出级113不必是通信接口11的部分，而是可以替选地设置在通信接口11外部。

发送/接收装置12具有：接收器121；存储块125，用于存储至少一个用户站标识符（ID）1251；和评估块128。除了用于接收信号RX的连接端Rx之外，发送/接收装置12还具有连接端CRx。为此还设置了连接端ACK、ERR，通信接口11可以利用这些连接端来表明对消息45的接收的成功或失败。

在总线系统1运行时，发送/接收装置12利用接收器121从总线40接收作为信号的消息45。接收器121将来自总线40的在CAN的情况下是电压VDIFF的信号转换成数字接收信号RX并且在该接收器的输出端Rx处输出接收信号RX。发送/接收装置12还利用评估块128在运行时检查当前接收到的消息45的标识符451。标识符451在第一通信阶段被传输，并且说明了消息45的优先级以及借此重要性，消息45应以该优先级经由总线40来发送。

在检查并且借此评估标识符451时，发送/接收装置12、更准确地说该发送/接收装置的评估块128将当前接收到的消息45的标识符451与内部存储的至少一个用户站标识符1251进行比较。如果标识符451、1251一致，则消息45特定针对用户站10。在这种情况下，发送/接收装置12、更准确地说该发送/接收装置的评估块128在连接端CRx处产生信号CRX。为此，每当在第二通信阶段所传输的消息45的数据字段452中新的数据位准备好在用于接收信号RX的连接端Rx处读取时，发送/接收装置12、更准确地说该发送/接收装置的评估块128就在连接端CRx处输出信号沿。而如果填充位的电平施加在连接端Rx处，则发送/接收装置12、更准确地说该发送/接收装置的评估块128在连接端CRx处不输出针对信号CRX的信号沿。

因此，评估块128被设计用于评估所接收到的消息45是否特定针对用户站10并且因此应由用户站10接收所接收到的消息45的数据452。评估块128还被设计为：每当所接收到的消息45特定针对用户站10并且在所接收到的消息45的数据452中目前存在数据位时，就在第一连接端CRx处输出信号沿。

填充位要么动态地被嵌入到消息45中，尤其是在预先确定数目的相同的位之后嵌入状态相反的位，要么根据固定的填充规则、尤其是在预先确定数目的相同的位之后嵌入具有预先确定的状态的位。

解串器111连接到发送/接收装置12的连接端CRx、Rx上。解串器111将从连接端CRx、Rx串行接收到的数字信号CRX、RX转换成具有位0至3的并行信号，并且为了暂存而将所接收到的位0至3转发给接入电路112。

接入电路112具有输入端D0、D1、D2、D3和输出端Q0、Q1、Q2、Q3。在这种情况下，输入端D0分配有输出端Q0。输入端D1被分配给输出端Q1。输入端D2被分配给输出端Q2。输入端D3被分配给输出端Q3。在图2的示例中，接入电路112具有四个D触发器，然而至少一个D触发器。在输出端Q0、Q1、Q2、Q3中的每个输出端处都能连接耗电器。在图1的具体示例中，在输出端Q0、Q1、Q2、Q3中的每个输出端处都连接有耗电器60。

如果消息45是完整且没有错误地被接收到的，则发送/接收装置12将ACK位按照在CAN的情况下公知的方法发送到总线40上。此外、尤其是同时，发送/接收装置12改变在连接端ACK处的电平。由此，利用解串器111的存在的值来覆盖电路112的D触发器的存储器并且通过输出级113来操控连接在其上的耗电器60。

因此，利用CAN消息45的每个位可以直接接通或关断耗电器60。

如果在预先确定的时间内不是没有错误地接收到其标识符451已与至少一个标识符1251一致的消息45，则输出级113经由其输入端ENA被停用电路114停用。在图2的当前示例中，停用电路114被设计为单稳态触发器。

如果在消息45之内出现错误并且ACK位已完整地被传输或在连接端ACK处的电平相对应地被改变，如上所述，则解串器111经由连接端RES借助于重置电路115被重置到初始值。

以这种方式，发送/接收装置12利用通信接口11和输出级113来直接操控耗电器60。输出级113可以被设计为至少一个特殊的输出级模块。

因而，在用户站10处，不需要微控制器来操控输出级113并且与发送/接收装置12的通信，而这在用户站20、30处、即在例如通信控制装置21、31的情况下是必需的。

上述具有发送/接收装置12和通信接口11的用户站10可以被用在所有CAN网络、尤其是总线系统1中。由此，在现代E/E架构中能够实现并且简化CAN网络、尤其是总线系统1的使用。

利用上述具有发送/接收装置12和通信接口11的用户站10，例如可能的是：通过CAN总线系统1来接通或关断车辆的灯、通过CAN总线系统1来操控节气门的马达、通过CAN总线系统1来操控雨刷器马达、经由唯一的CAN总线40来操控所有车窗升降器马达。

图3更详细地示出了按照第二实施例的具有通信接口11和发送/接收装置12的用户站10。

不同于按照上一实施例的用户站10，通信接口11附加地与数字/模拟转换器70连接。为此，转换器70连接到通信接口11的连接端CRx和Rx上。替选地，数字/模拟转换器70可以是外部数字/模拟转换器70，该外部数字/模拟转换器布置在用户站10外部。替选地，数字/模拟转换器70可以是通信接口11的部分。

利用数字/模拟转换器70，能控制输出级113的PWM占空比（PWM = 脉冲宽度调制）或者电压。

因此，利用CAN消息45的位可以控制耗电器60的功率。

图4更详细地示出了按照第三实施例的具有通信接口11和发送/接收装置120的用户站100。

按照当前实施例的发送/接收装置120附加地具有连接端CTx以及用于图1的发送信号TX的连接端Tx。图4的发送/接收装置120还具有发送器122，用于将发送信号TX作为消息45发送到总线40上。

串行器80连接到发送/接收装置120的连接端CTx、Tx上，至少一个用于传感器的开关81连接到该串行器上。传感器值作为在串行器80处的位0至3存在。串行器80将位0至3依次排列成发送信号TX并且在该串行器的连接端Tx处串行地输出该发送信号。在连接端RES处，串行器80能借助于重置电路115被重置到初始值。

在总线系统1运行时，发送/接收装置120依据在消息45的仲裁和控制字段中的位来检查发送/接收装置120是否应该将至少一个传感器81的传感器值、即位0至3中的至少一个位嵌入到所接收到的消息45进而将其发送。如果情况如此，则每当发送/接收装置120已将在连接端Tx处的电平作为传感器消息的数据位、即作为信号TX发送了时，发送/接收装置120就在连接端CTx处输出沿。

因此，评估块128被设计用于评估所接收到的消息45是否特定针对用户站10并且因此应由发送/接收装置120将用户站100的数据452嵌入到所接收到的消息45中并且发送到总线40上。评估块128还被设计为：每当所接收到的消息45特定针对用户站10并且应由发送/接收装置120将数据452的数据位嵌入到所接收到的消息45中时，就在连接端CTx处输出信号沿。

因此，发送/接收装置120可以利用作为特殊的传感器模块的串行器80直接读取传感器值并且利用消息45来发送这些传感器值。

在数据传输之后，发送/接收装置120补充校验和位。发送/接收装置120检查消息45是否有位填充和校验和错误。只有当未曾识别出错误时，发送/接收装置120才通过设置ACK位来确认接收并且在其ACK连接端处产生沿，以便借此向其它构件80、111、112、114报告完整且没有错误的接收。总线系统1的其它用户站、至少是发送了具有标识符451的消息45的发送器、例如用户站20照常检查在数据传输时是否缺少例如填充位或者校验和是否错误。在错误情况下，总线系统1的其它用户站、尤其是发送了具有标识符451的消息45的发送器发送错误帧47，如图1中所示。

因而，在图4的用户站100处，不需要微控制器来读取传感器数据、操控输出级113并且与发送/接收装置120的通信，而这在用户站20、30处、即在例如通信控制装置21、31的情况下是必需的。

上述具有发送/接收装置120和通信接口11的用户站100可以被用在所有CAN网络、尤其是总线系统1中。由此，在现代E/E架构中能够实现并且简化CAN网络、尤其是总线系统1的使用。

利用上述具有发送/接收装置120和通信接口11的用户站100，例如可能的是：通过CAN总线系统1来读入用于灯、闪光信号灯、雨刷器等等的操纵杆、通过CAN总线系统1来接通或关断车辆的灯、通过CAN总线系统1来操控节气门的马达并且也读取该节气门的方位传感器、通过CAN总线系统1来操控雨刷器马达、经由唯一的CAN总线40来读取所有车窗升降器开关并且操控所有车窗升降器马达。

按照用户站100的修改方案，通信接口11具有串行器80，并且没有解串器111、没有接入电路112而且没有输出级113。在这种情况下，用户站100或其通信接口11只能发送传感器值但是不能如之前关于图2所描述的那样操控耗电器60。

按照用户站100的修改方案，按照当前实施例的发送/接收装置120只具有连接端CRx/CTx，在该连接端处根据评估块128的评估要么输出之前结合图2和图3关于连接端CRx所描述的信号要么输出之前结合图4关于连接端CTx所描述的信号。

图5更详细地示出了按照第四实施例的具有通信接口11和发送/接收装置120的用户站100。

不同于按照上一实施例的用户站100，发送/接收装置120附加地与模拟/数字转换器75连接。为此，转换器75连接到发送/接收装置120的连接端CTx和Tx上。替选地，模拟/数字转换器75可以是外部模拟/数字转换器75，该外部模拟/数字转换器布置在用户站100外部。替选地，模拟/数字转换器75可以是通信接口11的部分。

在发送/接收装置120的情况下，利用模拟/数字转换器75也能发送或传输模拟传感器值。

图6更详细地示出了按照第五实施例的具有通信接口11和发送/接收装置120的用户站1000。

这里，控制器90连接到发送/接收装置120的连接端Rx和Tx上，该控制器具有像用于用户站20、30的通信控制装置21、31那样的功能。此外，唤醒电路（Wake-Up电路）95连接到控制器90和接入电路112的输出端上，更准确地说连接到输出端Q3上。

因此，发送/接收装置120是有唤醒能力的CAN发送/接收装置120，该有唤醒能力的CAN发送/接收装置如上所述地评估消息45的标识符451。如果标识符451与所存储的标识符1251一致，则发送/接收装置120借助于通信接口11来激活接入电路112的输出端Q3。由此，通过唤醒电路95来接通针对控制器90的电压供应。结果，控制器90被接通。

一旦控制器90被接通，该控制器就可以利用对发送/接收装置120的连接端Rx、Tx的读取或操控经由总线40来进行通信。

在这种情况下，利用串行器80和/或解串器111以及可选地存在的数字/模拟转换器70和/或模拟/数字转换器75，也可以利用总线系统1来测量和影响控制器90的状态参量。

例如，如图6中所示，利用接入电路112的输出端Q3，可以接通或关断控制器90的电压。替选地或附加地，控制器90的电压和/或该控制器的时钟频率可以与控制器90无关地通过第二信道来测量。这在由于电压低或时钟频率有错误而无法信任控制器90的输出值时是有利的。

控制器90通常会操控的输出级113可以在控制器90非激活期间通过发送/接收装置120来操控。同样，控制器90通常检测并且通过总线40来发送的传感器值可以在控制器90非激活期间被发送。

以这种方式，控制器90的功能可以在使总线系统1运行时的能耗降低到最低限度的情况下非常有效地被使用。

总线系统1的用户站10、20、30、100、1000、发送/接收装置12、22、32、120和其中所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。尤其是，之前描述的实施例和/或它们的修改方案的所有特征可以任意地组合。附加地或替选地，尤其可设想如下修改方案。

可设想的是：发送/接收装置12、120中的至少一个发送/接收装置同样可以发送和接收消息46。

替选地，分开示出的构件、尤其是发送/接收装置12、120和/或转换器70、75和/或串行器80和/或解串器111中，至少两个构件可以共同集成在一个ASIC或一块硅中。

替选地，发送/接收装置12、120可以在生产期间使用SPI接口作为从机、即下级单元，以便将至少一个标识符1251作为程序输入，但是可以在正常运行期间使用SPI接口作为主机、即上级单元，以便借此将消息45的所接收到的数据在对校验和的成功检查（成功的CRC校验）之后发送给连接在其上的输出级模块113。

替选地，发送/接收装置12、120可以通过多次使用来将新的连接端ACK、ERR、CRx和CTx与SPI接口的连接端合并，这主要在SPI接口只在生产期间用于利用至少一个标识符1251来配置时适用。

替选地，尤其是为了操控耗电器60或者为了借助于开关81来读取传感器，可以单线地并且必要时通过LIN协议来实现CAN通信。由此，可以节省在用户站10、100、1000处的连接端。

传感器值和执行器值要么可以利用两个不同的消息45和标识符451来传输要么在唯一的消息45之内被传输。

即使用户站10、20、30、100关于CAN总线系统来描述，本发明也并不限于此。这些实施例及其修改方案的用户站10、20、30、100能用在所有分支总线系统中，即不仅仅能用在CAN和CAN-FD网络或其后继网络中。同样，所描述的电路能用于没有差分信号传输的分支总线系统、诸如LIN（Local Interconnect Network = 本地互连网络）等等。

之前描述的按照这些实施例的总线系统1依据基于CAN协议的总线系统来描述。然而，按照这些实施例的总线系统1可以是其它类型的通信网络，其中数据能用两个不同的比特率来串行传输。有利的、然而不是强制性的前提的是，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对共同信道的独占的、无冲突的访问。

这些实施例的总线系统1中的用户站10、20、30、100的数目和布局是任意的。尤其是，不仅至少一个用户站10而且至少一个用户站100都可存在于总线系统1中。可能的是：在总线系统1中存在用户站20或30中的一个或多个用户站。

Claims (15)

1.一种用于串行总线系统（1）的用户站（10；100；1000）的发送/接收装置（12；120），所述发送/接收装置具有：

接收器（121），用于从所述总线系统（1）的总线（40）串行地接收消息（45）；

评估块（128），用于评估所接收到的消息（45）是否特定针对所述用户站（10；100；1000）并且因此要么应由所述用户站（10；100；1000）来接收所接收到的消息（45）的数据（452）要么应由所述发送/接收装置（12；120）将所述用户站（10；100；1000）的数据（452）嵌入到所接收到的消息（45）中并且发送到所述总线（40）上；和

第一连接端（CRx、CTx），用于基于所述评估块（128）的评估来串行地输出针对所述用户站（10；100；1000）的信号，

其中所述评估块（128）被设计为：每当所接收到的消息（45）特定针对所述用户站（10；100；1000）并且在所接收到的消息（45）的数据（452）中目前存在数据位或者应由所述发送/接收装置（12；120）将所述数据（452）的数据位嵌入到所接收到的消息（45）中时，就在所述第一连接端（CRx、CTx）处输出信号沿。

2.根据权利要求1所述的发送/接收装置（12；120），所述发送/接收装置还具有第二连接端（Rx），用于向所述用户站（10；100；1000）串行地输出所述接收器（121）已经根据从所述总线（40）接收到的消息（45）所产生的串行数字接收信号（RX）。

3.根据权利要求1或2所述的发送/接收装置（12；120），其中所述评估块（128）被设计为：每当在所接收到的消息（45）的数据（452）中目前存在填充位时，就在所述第一连接端（CRx）处不输出信号沿。

4.根据上述权利要求中任一项所述的发送/接收装置（12；120），

所述发送/接收装置还具有存储块（125），用于存储至少一个用户站标识符（1251），所述用户站标识符指定了特定针对所述用户站（10；100；1000）的消息（45），

其中所述评估块（128）为了评估所述消息（45）是否特定针对所述用户站（10；100；1000）而将所述消息（45）的标识符与所述至少一个用户站标识符（1251）进行比较。

5. 根据上述权利要求中任一项所述的发送/接收装置（12；120），所述发送/接收装置还具有：

第三连接端（ACK），用于向所述用户站（10；100；1000）的通信接口（11）输出如下信号沿，所述信号沿确认在所述发送/接收装置（12；120）中对所述消息（45）的没有错误的接收；和

第四连接端（ERR），用于向所述通信接口（11）输出如下信号沿，所述信号沿表明在所述发送/接收装置（12；120）中对所述消息（45）的并非没有错误的接收。

6.根据上述权利要求中任一项所述的发送/接收装置（12；120），所述发送/接收装置还具有：

第五连接端（Tx），用于由所述用户站（100；1000）来输入串行数字发送信号（TX）；

发送器（122），用于基于所述串行数字发送信号（TX）或者连同所述用户站（10；100；1000）的嵌入到消息（45）中的数据（452）将所述消息（45）串行发送到所述总线系统（1）的总线（40）上，

其中所述第一连接端（CTx）被设置用于由所述用户站（10；100；1000）的通信接口（11）来串行输入信号，其中所述信号更详细地指定所述发送信号（TX）。

7. 一种用于串行总线系统（1）的用户站（10；100；1000），所述用户站具有：

根据上述权利要求中任一项所述的发送/接收装置（12；120）；和

通信接口（11），所述通信接口连接到第一和/或第二连接端（Rx、CRx）上。

8.根据权利要求7所述的用户站（10；100；1000），其中所述通信接口（11）具有：

解串器（111），所述解串器连接到所述发送/接收装置（12；120）的第一和/或第二连接端（Rx、CRx）上并且被设计用于基于所述第一连接端（CRx）的信号来对所述接收信号（RX）进行解串；

接入电路（112），用于基于由所述解串器（111）输出给所述接入电路（112）的接收信号（RX）的数据位来将用于至少一个耗电器（60）的至少一个输出级（113）接通或关断。

9. 根据权利要求7或8所述的从属于权利要求3的用户站（10；100；1000），其中所述通信接口（11）还具有：

停用电路（114），用于如果所述评估块（128）在预先确定的时间内未将消息（45）评估为特定针对所述用户站（10）则将所述至少一个输出级（113）停用；和

重置电路（115），用于如果在所述第三连接端（ACK）处完整传输了确认所述消息（45）的没有错误的接收的位或者如果在所述第四连接端（ERR）处一个位表明所述消息（45）的并非没有错误的接收则将所述解串器（111）重置。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的从属于权利要求5的用户站（100；1000），

所述用户站还具有串行器（80），所述串行器连接到所述发送/接收装置（120）的第一和第五连接端（CTx、Tx）上并且被设计用于基于所述第一连接端（CTx）的信号来使至少两个传感器值串行化，

其中所述至少两个传感器值是模拟或数字传感器值。

11.根据权利要求6至10中任一项所述的用户站（1000），

所述用户站还具有控制器（90），用于产生针对消息（45）的发送信号（TX）并且将所述发送信号发送给所述发送/接收装置（12；22；32）而且用于从所述发送/接收装置（12；22；32）接收消息（45）并且对所述消息进行评估，

其中所述控制器（90）连接到所述通信接口（11）上，使得只有当目前从所述总线（40）接收到的消息（45）特定针对所述用户站（1000）时，所述控制器（90）的电压供应才被接通。

12.根据权利要求11所述的用户站（1000），其中所述通信接口（11）连接到所述控制器（90）上，使得检测并且可选地影响所述控制器（90）的至少一个状态参量。

13.根据权利要求11或12所述的用户站（10；20；30），其中所述控制器（90）被设计为产生所述发送信号（TX）和/或所述发送/接收装置（12；120）被设计为产生消息（45；46），使得在第一通信阶段为了将所述消息（45；46）发送到所述总线（40）上而在所述总线系统（1）的用户站（10；20；30）之间协商所述用户站（10；20；30）中的哪个用户站在随后的第二通信阶段至少暂时独占地、无冲突地访问所述总线系统（1）的总线（40）。

14.一种总线系统（1），所述总线系统具有：

总线（40）；

至少两个用户站（10；20；30；100；1000），所述至少两个用户站经由所述总线（40）彼此连接，使得所述至少两个用户站能够彼此进行串行通信，而且所述至少两个用户站中的至少一个用户站是根据权利要求7至13中任一项所述的用户站（10；100；1000）。

15.一种用于串行总线系统（1）中的通信的方法，其中所述方法由用于所述串行总线系统（1）的用户站（10；100；1000）的发送/接收装置（12；120）来实施，所述发送/接收装置具有接收器（121）、评估块（128）和第一连接端（CRx；CTx），其中所述方法具有如下步骤：

利用所述接收器（121），从所述总线系统（1）的总线（40）串行地接收消息（45）；

利用所述评估块（128），评估所接收到的消息（45）是否特定针对所述用户站（10；100；1000）并且因此要么应由所述用户站（10；100；1000）来接收所接收到的消息（45）的数据（452）要么应由所述发送/接收装置（12；120）将所述用户站（10；100；1000）的数据（452）嵌入到所接收到的消息（45）中并且发送到所述总线（40）上；而且

利用所述第一连接端（CRx；CTx），基于所述评估块（128）的评估来串行地输出针对所述用户站（10；100；1000）的信号，

其中每当所接收到的消息（45）特定针对所述用户站（10；100；1000）并且在所接收到的消息（45）的数据（452）中目前存在数据位或者应由所述发送/接收装置（12；120）将所述数据（452）的数据位嵌入到所接收到的消息（45）中时，所述评估块（128）就在所述第一连接端（CRx、CTx）处输出信号沿。

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