CN116647422A - 控制器局域网收发器和用于所述收发器的方法 - Google Patents

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CN116647422A CN202310108254.4A CN202310108254A CN116647422A CN 116647422 A CN116647422 A CN 116647422A CN 202310108254 A CN202310108254 A CN 202310108254A CN 116647422 A CN116647422 A CN 116647422A
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Abstract

本发明涉及一种控制器局域网CAN收发器(120)，所述收发器包括监控单元，所述监控单元被配置成取决于由所述监控单元检测到的所述CAN收发器的模式而执行用于检测CAN信号线处的误差的第一过程或用于检测所述收发器或所述CAN信号线处的误差的不同的第二过程。本发明还涉及一种用于所述CAN收发器的方法。

Description

控制器局域网收发器和用于所述收发器的方法
技术领域
本公开涉及一种控制器局域网CAN收发器和一种用于所述CAN收发器的方法。
背景技术
CAN总线可以用于车辆内的通信。CAN总线是通常在汽车内使用的基于消息的通信总线。应了解，CAN总线还具有在汽车领域之外的应用。CAN总线网络可包括多个总线装置、所谓的节点或电子控制单元(ECU)，例如引擎控制模块(ECM)、传动系控制模块(PCM)、安全气囊、防震刹车、定速巡航、电动助力转向、音频系统、窗、门、后视镜调整、用于混合动力/电动汽车的电池和再充电系统等等。CAN协议用于实现各种总线装置之间的通信。CAN协议的数据链路层被标准化为国际标准组织(ISO)11898-1：2003。作为标准化CAN数据链路层协议的扩展并同时集成到ISO 11898-1：2015标准中的CAN灵活数据速率或“CAN FD”可提供更高的数据速率。标准化CAN数据链路层协议正被进一步扩展以提供甚至更高的数据速率。采用允许更高数据速率的新级别方案的称为CAN XL的另一扩展处于根据CiA610(自动化中的CAN)讨论的定义阶段，并且正在以另外更新现有ISO11898标准或新标准的形式朝着标准化方向发展。
发明内容
在所附权利要求书中定义本公开的各方面。
根据本公开的第一方面，提供一种控制器局域网CAN收发器。所述CAN收发器包括：CAN总线接口，所述CAN总线接口具有设计用于连接到第一CAN信号线的第一端和设计用于连接到第二CAN信号线的第二端；数字接口，所述数字接口用于接收表示数据位序列的数字信号；信号生成单元，所述信号生成单元连接到所述两个端并且被配置成在所述端之间生成差动电压信号；控制单元；以及监控单元；其中所述控制单元被配置成基于接收到的数字信号控制所述信号生成单元，使得在所述CAN总线接口处生成表示所述接收到的数字信号的所述数据位的CAN信号；其中所述监控单元被配置成检测所述CAN收发器是处于其中所述控制单元控制所述信号生成单元以生成所述CAN信号的发送模式还是处于非发送模式；并且其中监控单元被配置成取决于由所述监控单元检测到的所述CAN收发器的所述模式而执行用于检测所述CAN信号线处的误差的第一过程或用于检测所述收发器或所述CAN信号线处的误差的第二过程，其中所述第一过程和所述第二过程不同。
在一个或多个实施例中，所述收发器被配置成从其中所述收发器准备好发送信号的工作模式改变为其中所述收发器不准备发送但是准备好接收信号的休眠模式以及从休眠模式改变为工作模式，其中所述监控单元被配置成检测所述收发器是处于工作模式还是处于所述休眠模式，并且其中所述监控单元被配置成仅在所述工作模式下执行所述第一或第二过程。
在一个或多个实施例中，所述监控单元被配置成在非发送模式下执行用于误差检测的所述第一过程并且在发送模式下执行用于误差检测的所述第二过程。
在一个或多个实施例中，所述监控单元包括处理单元(144)。
在一个或多个实施例中，所述监控单元包括可由所述处理单元控制的控制电路(146)，其中所述第一端与所述收发器的第一电压供应节点(168)之间的所述收发器的第一电阻抗可由所述监控单元经由所述控制电路启用或禁用，并且其中所述第二端与所述收发器的第二电压供应节点(166)之间的所述收发器的第二电阻抗可由所述监控单元经由所述控制电路启用或禁用。
在一个或多个实施例中，所述监控单元被配置成执行包括以下步骤A1)和A2)的所述第一过程：
A1)使用所述监控单元的传感器单元(148)检测所述第一端处的第一电压，
A2)使用所述传感器单元检测所述第二端处的第二电压，
其中如果来自步骤A1)的所述第一电压对应于第一参考电压并且来自步骤A2)的所述第二电压偏离所述第一参考电压，则所述监控单元被配置成在所述第一过程中另外执行以下步骤A3)到A5)：
A3)通过使用所述处理单元控制所述控制电路来激活所述第一阻抗和所述第二阻抗，
A4)在所述第一阻抗和所述第二阻抗的激活之后，使用所述传感器单元再次检测所述第一电压，
A5)如果在步骤A4)中检测到的所述第一电压小于所述第一参考电压，则使用所述处理单元将误差确定为第一误差，其中所述第一误差表示所述第一CAN信号线处的明线。
在一个或多个实施例中，如果来自步骤A2)的所述第二电压对应于所述第一参考电压并且来自步骤A1)的所述第一电压不同于所述第一参考电压，则所述监控单元被配置成在所述第一过程中另外执行以下步骤B1)到B3)：
B1)通过使用所述处理单元控制所述控制电路来激活所述第一阻抗和所述第二阻抗，
B2)在所述第一阻抗和所述第二阻抗的激活之后，使用所述传感器单元再次检测所述第二电压，
B3)如果在步骤B2)中检测到的所述第二电压小于所述第一参考电压，则使用所述处理单元将误差确定为第二误差，其中所述第二误差表示所述第二CAN信号线处的明线。
在一个或多个实施例中，所述监控单元被配置成在所述第二过程中执行以下步骤：
C1)顺序检测由数字输入信号表示的位序列的每个位的位持续时间，
C2)检测来自所述位序列的至少一个位的子序列，其中所述子序列的每个位为显性位，并且所述子序列的总持续时间为至少预定参考时间，
其中所述监控单元被配置成在所述第二过程中，当所述子序列的所述位由所述信号生成单元在所述端处生成的CAN信号表示时，在一段时间内另外执行以下步骤：
C3)使用所述传感器单元检测流过所述第一端的第一电流，
C4)使用所述传感器单元检测流过所述第二端的第二电流，
其中所述监控单元被配置成在所述第二过程中另外执行以下步骤：
C5)使用所述处理单元确定差动电流，所述差动电流表示所述第一电流与所述第二电流之间的差。
在一个或多个实施例中，所述第一端与所述收发器的所述第一电压供应节点之间的所述收发器的第三电阻抗可由所述监控单元经由所述控制电路启用或禁用，其中所述第二端与所述收发器的所述第一电压供应节点之间的所述收发器的第四电阻抗可由所述监控单元经由所述控制电路启用或禁用，并且其中如果来自步骤C5)的所述差动电流小于第一预定参考电流，则所述监控单元被配置成在所述第二过程中另外执行以下步骤：
D1)通过经由所述处理单元控制所述控制电路来激活所述第三阻抗和所述第四阻抗，
D2)使用所述传感器单元检测所述第一端处的第三电压，
D3)使用所述传感器单元检测所述第二端处的第四电压，
D4)使用所述处理单元确定第一差动电压，所述第一差动电压表示所述第三电压与所述第四电压之间的差，
D5)如果在步骤D4)中确定的所述第一差动电压为至少第二参考电压，则使用所述处理单元将误差确定为第三误差，其中所述第三误差表示所述第一端与所述收发器的所述第二电压供应节点之间的电短路。
在一个或多个实施例中，如果在步骤D4)中确定的所述第一差动电压小于所述第二参考电压，则所述监控单元被配置成在所述第二过程中另外执行以下步骤D6)：
D6)如果在步骤D4)中确定的所述第一差动电压小于所述第二参考电压，则使用所述处理单元将误差确定为第四误差，其中所述第四误差表示所述第二端与所述收发器的所述第二电压供应节点之间的电短路。
在一个或多个实施例中，所述第一端与所述收发器的所述第二电压供应节点之间的所述收发器的第五电阻抗可由所述监控单元经由所述控制电路启用或禁用，其中所述第二端与所述收发器的所述第二电压供应节点之间的所述收发器的第六电阻抗可由所述监控单元经由所述控制电路启用或禁用，并且其中如果来自步骤C5)的所述差动电流大于第二预定参考电流，则所述监控单元被配置成在所述第二过程中另外执行以下步骤，其中所述第二参考电流大于所述第一参考电流：
E1)通过经由所述处理单元控制所述控制电路来激活所述第五阻抗和所述第六阻抗，
E2)使用所述传感器单元检测所述第一端处的第五电压，
E3)使用所述传感器单元检测所述第二端处的第六电压，
E4)使用所述处理单元确定表示所述第五电压与所述第六电压之间的差的第二差动电压，
E5)如果在步骤E4)中确定的所述第二差动电压小于高于所述第二参考电压的第三参考电压，则使用所述处理单元将误差确定为第五误差，其中所述第五误差表示所述第一端与所述收发器的第一电压供应节点之间的电短路。
在一个或多个实施例中，如果在步骤E4)中确定的所述第二差动电压为至少所述第三参考电压，则所述监控单元被配置成在所述第二过程中另外执行以下步骤E6)：
E6)如果在步骤E4)中确定的所述第二差动电压为至少所述第三参考电压，则使用所述处理单元将误差确定为第六误差，其中所述第六误差表示所述第二端与所述收发器的所述第二电压供应节点之间的电短路。
在一个或多个实施例中，所述监控单元被配置成在所述第二过程中另外执行以下步骤：
F1)使用所述处理单元确定和电流，其中所述和电流表示来自步骤C3)的所述第一电流和来自步骤C4)的所述第二电流之和，
其中如果所述和电流小于第三参考电流并且另外如果来自步骤C5)的所述差动电流大于所述第四参考电流并且小于第五参考电流，则所述监控单元被配置成在所述第二过程中另外执行以下步骤：
F2)使用所述传感器单元和所述处理单元检测第一电压信号，所述第一电压信号表示在至少预定第一时间段内所述第一端处的电压，
F3)使用所述传感器单元和所述处理单元检测第二电压信号，所述第二电压信号表示在至少所述第一时间段内所述第二端处的电压，
F4)使用所述处理单元分析所述第一电压信号的第一波形和所述第二电压信号的第二波形，
F5)如果所述第一波形表示包括至少第四参考电压的电压振幅的切换电压，并且另外如果所述第二波形表示恒定电压，则使用所述处理单元将误差确定为第七误差，其中所述第七误差表示所述第一信号线处的明线。
在一个或多个实施例中，如果所述第一波形表示恒定电压，则所述监控单元被配置成在所述第二过程中另外执行以下步骤F6)：
F6)如果所述第二波形表示包括至少所述第四参考电压的电压振幅的切换电压，并且另外如果所述第一波形表示恒定电压，则使用所述处理单元将误差确定为第八误差，其中所述第八误差表示所述第二信号线处的明线。
在一个或多个实施例中，所述监控单元被配置成在所述第二过程中执行以下步骤：
G1)如果来自步骤F1)的所述和电流大于第六参考电流，并且如果另外来自步骤C5)的所述差动电流在所述第四参考电流与所述第五参考电流之间，并且另外如果分别来自步骤D4)和E4)的所述第一或第二电压差在第五参考电压与所述第四参考电压之间，则使用所述处理单元将误差确定为第九误差，其中所述第九误差表示所述第一信号线与所述第二信号线之间的电短路。
根据本公开的第二方面，提供一种用于在CAN收发器处或在可连接到所述收发器的CAN信号线处进行误差检测的方法，其中所述收发器包括CAN总线接口、数字接口、信号生成单元、控制单元和监控单元，其中所述CAN总线接口包括被配置成连接到第一CAN信号线的第一端和被配置成连接到第二CAN信号线的第二端，其中所述数字接口被配置成接收表示数据位序列的数字信号，其中所述信号生成单元连接到所述两个端并且被配置成在所述端之间生成差动电压信号，并且其中所述方法包括以下步骤：
-使用所述控制单元基于接收到的数字信号控制所述信号生成单元，使得在所述CAN总线接口处生成表示所述数据位的CAN信号；
-使用所述监控单元检测所述CAN收发器是处于其中所述控制单元控制所述信号生成单元以生成所述CAN信号的发送模式还是处于非发送模式；以及
-使用所述监控单元并且取决于由所述监控单元检测到的所述CAN收发器的所述模式而执行用于检测所述CAN信号线上的误差的第一过程或用于检测所述收发器或所述CAN信号线上的误差的第二过程，所述第一过程和所述第二过程不同。
根据本公开的第三方面，提供一种计算机程序，所述计算机程序包括可执行指令，所述可执行指令当由处理单元执行时使所述处理单元被配置成执行第二方面的方法和/或所述方法的一个或多个实施例。
附图说明
将参考附图更详细地描述本公开的实施例，在附图中：
图1示出CAN网络的简化框图。
图2示出CAN节点的简化框图。
图3是CAN收发器的简化框图。
图4到7中的每一个图描绘简化流程图。
具体实施方式
图1描绘包括多个CAN节点102的CAN网络100，所述CAN节点102还称为“ECU”，每个ECU连接到CAN总线104。在图1的实施例中，每个CAN节点102包括微控制器110，所述微控制器110具有嵌入式CAN协议控制器114和CAN收发器120。CAN协议控制器114可以称为控制器或CAN控制器。CAN收发器120可以称为收发器。
微控制器110通常连接到至少一个装置(未示出)，例如传感器、致动器或一些其它控制装置，并且被编程为确定接收到的消息的含义并且生成适当的传出消息。本领域中已知还可以称为主机处理器、主机或数字信号处理器(DSP)的微控制器110。在一个实施例中，主机支持与CAN协议控制器交互的应用程序软件。
CAN总线104承载模拟差动信号，并且包括第一CAN信号线124(也称为CAN高电平(CANH)总线124)和第二CAN信号线线路126(也称为CAN低电平(CANL)总线线路126)。CAN总线在本领域中是已知的。
图2描绘来自图1的一个CAN节点102的放大视图。在图2的放大视图中，微控制器110包括主机116，所述主机116可以是例如存储在微控制器110的存储器中并且由微控制器110的处理电路执行的软件应用程序。CAN节点102的微控制器110和CAN收发器120连接在第一电源电压VCC与接地GND之间。出于电压供应的目的，CAN收发器120可以包括可以连接到地的第一电压供应节点和可以连接到第一电源电压的第二电压供应节点。模拟节点可以由微控制器110提供，或者甚至可以与微控制器110的相应节点组合。如图2所示，从由微控制器110实施的CAN协议控制器114传送到CAN收发器120的数据被识别为发送数据(TXD)，并且从CAN收发器120传送到由微控制器110实施的CAN协议控制器114的数据被称为接收数据(RXD)。在整个描述中，TXD承载于TXD路径上并且RXD承载于RXD路径上。数据分别经由CANH总线线路124和CANL总线线路126传送到CAN总线104以及从CAN总线104传送。
CAN协议控制器114优选地嵌入微控制器110内，但也可以在微控制器110(例如，单独的IC装置)的外部实施。本领域中已知CAN协议控制器114与CAN收发器120之间的数据链路层操作。
例如，在接收操作中，CAN协议控制器114经由RXD路径从收发器120接收称为RXD流的位流中的串行位。CAN协议控制器114存储接收到的位，直到整个消息可供微控制器110获取。CAN协议控制器114还可以根据CAN协议的标准化帧格式对CAN消息进行解码。
在发送操作中，CAN协议控制器114从微控制器110接收消息，并且将所述消息作为称为TXD流的位流中的串行位经由CAN帧格式中的TXD路径发送到CAN收发器120。
CAN收发器120位于由微控制器110实施的CAN控制器114与CAN总线104之间。CAN收发器120被配置成实施本领域中已知的物理层操作。
例如，在接收操作中，CAN收发器120将来自CAN总线104的模拟差动信号转换成CAN协议控制器114可以解释的串行位的RXD流。CAN收发器120还可以保护CAN协议控制器114免受来自CAN总线104上的例如电涌的极端电气条件影响。
在发送操作中，CAN收发器120将经由TXD路径从CAN协议控制器114接收到的TXD流的串行位转换成在CAN总线104上发送的模拟差动信号。
如上所述，CAN协议控制器114可以被配置成支持正常模式或灵活数据速率模式。如本文所使用，“CAN正常模式”(也称为“经典CAN模式”)以及“CAN FD模式”是指根据ISO11898-1标准格式化的帧。
图3示意性地示出根据本公开的CAN收发器120的实施例。
收发器120包括CAN总线接口130、数字接口136、信号生成单元138、控制单元140和监控单元142。信号生成单元138和控制单元140可以各自是CAN模块164的一部分，其中CAN模块164可以由收发器120包括。
CAN总线接口130具有第一端132和第二端134。第一端132用于连接到第一CAN信号线124。第二端134用于连接到第二CAN信号线126。收发器120的数字接口136被设计成优选地经由TXD路径接收数字信号。数字信号还可以称为TXD信号。数字信号表示数据位序列。
收发器120的信号生成单元138连接到两个端132、134。另外，信号生成单元138被配置成在两个端132、134之间生成差动电压信号Vout。从图3可以看出，第一内部信号线172从信号生成单元138延伸到第一端132。第二内部信号线174从信号生成单元138延伸到第二端134。这两个内部信号线172、174使信号生成单元138能够在两个端132、134之间生成差动电压信号。
控制单元140被配置成基于接收数字信号而控制信号生成单元138，使得在CAN总线接口130处生成表示接收数字信号的数据位的呈差动电压信号形式的CAN信号。例如，如果经由数字接口136接收到的数字信号包括显性位和隐性位序列，则相同位序列可以由信号生成单元138生成的CAN信号表示。在CAN信号中，显性位“0”例如由两个端132、134之间的2V差动电压表示。为此目的，信号生成单元138可以在第一端132处生成3.5V的电压，并且在第二端134处生成1.5V的电压。隐性位“1”优选地由两个端132、134之间的0V差动电压以CAN信号表示。为此目的，信号生成单元138可以在两个端132、134中的每一个处生成2V的电压。由信号生成单元138在两个端132、134之间生成的差动电压由控制单元140控制。
收发器120的监控单元142也在图3中用虚线所示的框示意性地表示。监控单元142被配置成检测CAN收发器120是处于发送模式还是处于非发送模式。在发送模式，控制单元140控制信号生成单元138以生成表示位的CAN信号。在非发送模式，信号生成单元138优选地由控制单元140控制，以不生成表示位的CAN信号。因此，在非发送模式，优选地，信号生成单元138不生成CAN信号。
在CAN收发器120的例子中，CAN收发器120的数字信号接口136经由内部信号线180连接到监控单元142并且优选地连接到相关联处理单元144。一旦CAN收发器120经由信号接口136接收到数字信号，就由控制单元140基于接收到的数字信号控制信号生成单元138，使得在CAN总线接口130处生成表示接收到的数字信号的数据位的CAN信号。由此可以推断，如果CAN收发器先前处于非发送模式，则CAN收发器120在经由信号接口136接收到数字信号时改变为发送模式。如果通过信号接口136立即连续地接收到多个数字信号，则CAN收发器120可以保持处于发送模式。因此，基于可经由数字信号接口136接收的至少一个数字信号，可以确定CAN收发器120是处于发送模式还是处于非发送模式。监控单元经由内部信号线180连接到CAN收发器120的数字信号接口136，使得相应数据可用于监控单元142确定CAN收发器120是处于发送模式还是处于非发送模式。在例子中，如果监控单元142经由连接的数字信号接口136接收到数字信号，则监控单元142被配置成检测CAN收发器120的发送模式。此外，如果已经完成经由连接的数字信号接口136接收一个或多个数字信号，并且优选地在完成最后一次接收数字信号之后已经过预定时间而没有新接收到数字信号，则监控单元142可以被配置成检测CAN收发器120的非发送模式。
在CAN收发器120的例子中，应注意，监控单元142可经由另一内部信号线178耦合到控制单元140，使得监控单元142可以经由信号线178检测控制单元140是否正控制信号生成单元138以生成CAN信号。例如，控制单元140可以被配置成生成状态信号并经由信号线178将状态信号发送到监控单元142，其中状态信号表示控制单元140是否正控制信号生成单元138以生成CAN信号。因此，状态信号可以间接地指示CAN收发器120是处于发送模式还是处于非发送模式。
在也可从图3截取的CAN收发器120的例子中，优选地，收发器120包括传感器单元148。传感器单元148可以连接到从信号生成单元138延伸到两个端132、134的两个内部信号线172、174。因此，传感器单元148可用于检测是在两个端132、134处还是在CAN总线接口130处正生成CAN总线信号。如果信号生成单元138生成CAN总线信号，则CAN收发器120处于发送模式。另一方面，如果传感器单元148检测到信号生成单元138没有生成CAN总线信号，则可以推断CAN收发器120处于非发送模式。因此，由处理单元144经由另一内部信号线190接收的传感器单元148的传感器信号可以至少间接地指示CAN收发器120是处于发送模式还是处于非发送模式。因此，监控单元142可以被配置成基于传感器信号检测CAN收发器120是处于发送模式还是处于非发送模式。
因此，存在配置监控单元142和CAN收发器120以检测CAN收发器120是处于发送模式还是处于非发送模式的几个例子。然而，基于可经由数字信号接口136接收的数字信号检测发送模式或非发送模式是特别有利的，因为数字信号对于在实际环境中可能在CAN总线104处以及且因此在CAN总线接口130和内部信号线172、174处发生的电磁干扰是稳固的。
在收发器120中以及在两个CAN信号线124、126上以电短路或虚线的形式检测误差已证实为在调查期间当收发器120将检测到误差时的挑战。优选地，如果收发器处于发送模式，则通常避免两个端132、134之间的电阻抗的改变以防止额外误差。另一方面，如果CAN收发器120处于非发送模式，则端132、134之间的电阻抗的改变可能是可能的，而不会产生任何另外的误差。
因此，在先前所解释的底层原理之前，假设CAN收发器120的监控单元142被配置成取决于由监控单元142检测到的CAN收发器120的模式，即发送模式或非发送模式，执行用于检测CAN信号线上的误差的第一过程或用于检测CAN收发器120中或CAN信号线124、126上的误差的第二过程。在这方面，第一过程和第二过程不同。例如，监控单元142可以被配置成在非发送模式下执行用于误差检测的第一过程，并且在发送模式下执行用于误差检测的第二过程。因此，监控单元可以被配置成仅执行两个过程中的一个，即，当CAN收发器120处于非发送模式时执行第一过程，或当CAN收发器120处于发送模式时执行第二过程。
第二过程可以被配置成使得当和/或仅当CAN收发器120在端132、134之间生成CAN信号时，至少部分地由监控单元142执行第二过程。相比之下，CAN收发器可以被配置成使得当和/或仅当CAN收发器120在端132、134之间没有生成CAN信号时，可以由监控单元142执行第二过程。
通过调适监控单元142以执行两个不同过程，即，第一过程和第二过程，有可能精确地检测CAN收发器120中以及CAN信号线124、126上的呈电短路电路和虚线形式的不同误差，同时对CAN收发器120的操作行为具有极小的影响。
图4示意性地示出可以由监控单元142执行的流程图的例子。在步骤V1)中，监控单元142可以被配置成检测CAN收发器120是处于发送模式还是处于非发送模式。
如果CAN收发器120基于接收到的数字信号在CAN总线接口130的端132、134处生成CAN信号，则监控单元142检测到CAN收发器120处于发送模式。在这种情况下，监控单元142执行用于误差检测的第二过程。另一方面，如果CAN收发器在CAN总线接口130的端132、134处没有生成CAN信号，则监控单元142被配置成检测CAN收发器120处于非发送模式。在这种情况下，监控单元142执行用于误差检测的第一过程。监控单元142可以被配置成分别在完成第一过程之后或在完成第二过程之后重新检查CAN收发器120是处于发送模式还是处于非发送模式。随后，由监控单元142执行第一过程或第二过程。因此，监控单元142可以重复执行图4中示意性地示出的流程图的步骤。
CAN收发器120可以适于从工作模式改变为休眠模式，或从休眠模式改变为工作模式。工作模式也可以称为正常模式。与工作模式中的能耗相比，在休眠模式下的CAN收发器120的能耗可以减小。在实践中，如果CAN收发器120未被使用或至少在预定时间内尚未被使用，则CAN收发器120通常进入休眠模式。为了防止在CAN收发器120的休眠模式期间能耗增加，可以提供专门在CAN收发器120的工作模式下执行通过CAN收发器120的监控单元142进行误差检测。
图5示意性地示出可以由监控单元142执行的流程图的例子。关于步骤V1)、第一过程和第二过程，以类似方式参考图4中的流程图的前述解释。与图4中所示的流程图相比，图5中所示的流程图还包括步骤V0)。根据步骤V0，监控单元142可以被配置成检测CAN收发器120是处于工作模式(也称为正常模式)还是处于休眠模式。只有当监控单元142检测到CAN收发器120处于工作模式时，监控单元142才执行后续步骤V1)。取决于来自步骤V1)的结果，监控单元142执行第一过程或第二过程。随后，监控单元142再次执行步骤V0)。以此方式，确保可由监控单元142执行重复的误差检测，前提是监控单元142处于操作模式。
在例子中，CAN收发器120可以被配置成从其中CAN收发器120准备好发送信号(特别是CAN信号)的工作模式改变为其中CAN收发器120不准备发送信号(特别是不准备发送CAN信号)的休眠模式。然而，在例子中，CAN收发器120可以准备好在休眠模式下接收信号，特别是TXD信号。另外，CAN收发器120可以被配置成从休眠模式改变为工作模式。监控单元142可以被配置成使得可以由监控单元142在工作模式中专门执行第一过程和第二过程。监控单元142还可以被配置成使得第-过程和第二过程都不能在休眠模式下执行。结果，可在CAN收发器120处于休眠模式时节省电力。
在例子中，监控单元142可以包括处理单元144。处理单元144可以包括用于执行过程步骤的处理器和用于存储数据的存储器单元。在图3中示意性示出的CAN收发器120的例子中，监控单元142包括经由内部信号线178耦合到CAN控制器120的控制单元140的处理单元144。尽管处理单元144和控制单元140在图3中示意性地示为单独的框，但处理单元144与控制单元140可以是完全或部分集成的。优选地，处理单元144和控制单元140有可能一起形成。然而，应注意，处理单元144和控制单元140也可能彼此独立地形成并且经由内部信号线178彼此耦合。
取决于监控单元142检测到的CAN收发器120的模式(发送模式或非发送模式)，可以由监控单元142执行用于误差检测的第一过程或用于误差检测的第二过程。为了执行第一过程或第二过程，至少对于相应过程的一些过程步骤，监控单元142使用相关联的处理单元144。可以由处理单元144的存储器单元以数据的形式存储指令、流程图和/或算法。因此，可以由存储器单元存储数据，处理单元144使用所述存储器单元执行或控制相应过程的子步骤。
在CAN收发器120的例子中，监控单元142包括控制电路146。在图3中，控制电路146被示意性地示为框。监控单元142的处理单元144经由内部信号线182连接到控制电路146，使得控制电路146可由处理单元144经由要经由内部信号线182发送的控制信号控制。优选地，控制电路146还连接到第一电压供应节点168和第二电压供应节点166。第一电压供应节点168和第二电压供应节点166也可以是或连接到CAN收发器120的电压供应节点。例如，第一电压供应节点168可以被配置成被供应正电压电位，例如12V。第二电压供应节点166可以被配置成被供应接地电位，例如0V。
在CAN收发器120的例子中，CAN收发器120包括阻抗单元150，所述阻抗单元150包括至少两个不同阻抗。阻抗单元150的至少一个阻抗连接到从信号生成单元138延伸到CAN总线接口130的第一端132的第一内部信号线172。另外，阻抗单元150的至少一个其它阻抗连接到从信号生成单元138延伸到CAN总线接口130的第二端134的第二内部信号线174。阻抗单元150和控制电路146经由另外的内部信号线184互连。控制电路146包括多个开关，优选地半导体开关，这些开关可由处理单元144经由内部信号线182控制。内部信号线182可以表示多个信号线。对于阻抗单元150的每个阻抗，经由控制电路146的相应相关联开关建立到第一电压供应节点168或第二电压供应节点166的可切换连接。通过由处理单元144控制控制电路146，因此可以控制的是，例如第一内部信号线172经由阻抗单元150的阻抗与相应第一电压供应节点168或第二电压供应节点166电耦合(如果开关闭合)或电去耦(如果开关断开)。如果开关闭合，则启用相应连接和所连接阻抗，并且如果开关断开，则禁用相应连接与阻抗。
在例子中，CAN收发器120包括监控单元142，所述监控单元142包括可由处理单元144控制的控制电路146。另外，CAN收发器120可以包括第一阻抗。第一阻抗可以形成阻抗单元150的一部分。CAN收发器120的第一阻抗可以由监控单元142经由控制电路146在第一端130与第一电源供应节点168之间启用或禁用。在启用的情况下，在第一节点132与第一电压供应节点168之间施加第一阻抗。在禁用的情况下，在第一节点132与第一电压供应节点168之间不施加第一阻抗。另外，CAN收发器120可以包括第二阻抗。第二阻抗可以形成阻抗单元150的一部分。CAN收发器120的第二阻抗可以由监控单元142经由控制单元146在第二端134与第二电压供应节点166之间启用或禁用。在启用的情况下，在第二端134与第二电压供应节点166之间施加第二阻抗。在禁用的情况下，在第二端132与第二电压供应节点166之间不施加第二阻抗。
控制电路146以及第一阻抗和第二阻抗可以在第一过程中使用，以使用监控单元142检测CAN信号线124、126上的误差。第一阻抗和第二阻抗可以各自包括电阻器或由电阻器形成，例如，每个电阻器具有10K欧姆的值。
图6示出第一过程的流程图的例子。如果在以下过程步骤中使用附图标记例如A1)、A2)或B1)、B2)等进行解释，不必从使用相应附图标记中得出强制性序列。实际上，流程图中使用的附图标记仅用于提高对相关附图的理解。
在例子中，监控单元142被配置成执行包括步骤A1)到A5)的第一过程。
在根据例子的第一过程的第一步骤A1)中，使用监控单元142的传感器单元148执行第一端130处的第一电压的检测。在根据例子的第一过程的第二步骤A2)中，使用传感器单元148执行第二端134处的第二电压的检测。
传感器单元148可以被配置成检测电压。此外，传感器单元148经由另外的内部信号线186并且优选地经由内部信号线172连接到第一端132。此外，传感器单元148可以经由另外的内部信号线188并且优选地经由内部信号线174连接到第二端134。传感器单元148可以经由另外的内部信号线190连接到处理单元144。传感器单元148可以被配置成经由内部信号线190向处理单元144发送传感器信号，所述传感器信号表示在步骤A1)中检测到的第一电压和/或在步骤A2)中检测到的第二电压。在执行第一步骤A1)和第二步骤A2)期间，优选地禁用阻抗单元150的阻抗。
优选地，监控单元142并且更优选地相关联处理单元144被配置成确定来自步骤A1)的第一电压是否对应于优选地为2.5V的第一预定参考电压。此外，优选地，监控单元142并且更优选地相关联处理单元144被配置成确定来自步骤A2)的第二电压是否偏离第一参考电压。
如果来自步骤A1)的第一电压对应于第一参考电压并且来自步骤A2)的第二电压偏离第一参考电压，则监控单元优选地被配置成在第一过程中另外执行步骤A3)到A5)。
在步骤A3)中，通过经由处理单元144控制控制电路146来执行第一阻抗和第二阻抗的激活。在步骤A4)中，在第一阻抗和第二阻抗的激活之后，由传感器单元148执行第一电压的另一检测。因此，可以在激活第一阻抗和第二阻抗的同时执行步骤A4)。
应注意，优选地仅在CAN收发器120处于非发送模式时由监控单元142执行第一过程。因此，至少当两个信号线124、126连接到CAN信号接口130时，第一过程适合于检测第一信号线124中的中断或适用于检测第二信号线126中的中断。中断也可以称为明线。
如果在激活第一阻抗和第二阻抗(在步骤A3)中)之后，在步骤A4)中检测到的第一电压下降到小于第一参考电压的值，优选地为1.5V，则这指示耦合到CAN总线接口130的第一端132的第一信号线124中的中断。监控单元142优选地被配置成确定在步骤A4)中检测到的第一电压是否小于第一参考电压。另外，监控单元142被配置成执行步骤A5)。在步骤A5)中，如果在步骤A4)中检测到的第一电压小于第一参考电压，则使用处理单元144执行对在这种情况下称为第一误差的误差的确定。第一误差表示第一CAN信号线124处的中断。中断也称为明线。通常，误差也可以称为故障，故障也可以称为误差。因此，术语“误差”和“故障”可以在本公开中用作同义词。
因此，可由监控单元142执行的第一过程提供以下优点，即通过执行步骤A1)到A5)，可以检测到信号线124上的(第一)误差，但是不需要经由CAN信号接口130发送CAN信号来检测误差。为了检测第一误差，因此不需要预先经由CAN接口130发送数据或等待来自CAN网络的远程装置的可能反馈。
在例子中，监控单元142被配置成执行包括步骤A1)到A2)和步骤B1)到B3)的第一过程。以类似方式参考步骤A1)和A2)的前述解释。
优选地，监控单元142并且更优选地相关联处理单元144被配置成确定来自步骤A2)的第二电压是否对应于第一预定参考电压，所述第一预定参考电压优选地为2.5V。此外，优选地，监控单元142，优选地相关联处理单元144被配置成确定来自步骤A1)的第一电压是否偏离第一参考电压。如果来自步骤A2)的第二电压对应于第一参考电压并且来自步骤A1)的第一电压偏离第一参考电压，则监控单元142优选地被配置成在第一过程中另外执行步骤B1)到B3)。在步骤B1)中，通过使用处理单元144控制控制电路146来激活第一阻抗和第二阻抗。在步骤B2)中，在激活第一阻抗和第二阻抗之后，再次使用传感器单元148检测第二电压。因此，可以在激活第一阻抗和第二阻抗的同时执行步骤B2)。
如果在激活第一阻抗和第二阻抗(在步骤B1)中)之后，在步骤B2)中检测到的第二电压下降到小于第一参考电压的值，则这指示耦合到CAN总线接口130的第二端134的第二信号线126上的中断。优选地，监控单元142被配置成确定在步骤B2)中检测到的第二电压是否小于第一参考电压。另外，监控单元142被配置成执行步骤B3)。在步骤B3)中，如果在步骤B2)中检测到的第二电压小于第一参考电压，则使用处理单元144执行对在这种情况下称为第二误差的误差的确定。第二误差表示第二CAN信号线126处的中断。中断也称为明线。
因此，可由监控单元142执行的第一过程提供以下优点，即通过执行步骤A1)到A2)和步骤B1)到B3)，可以检测到信号线126上的(第二)误差，但是不需要经由CAN信号接口130发送CAN信号来检测误差。为了检测第二误差，因此不需要预先经由CAN接口130发送数据或等待来自CAN网络的远程装置的可能反馈。
再次应注意，监控单元142优选地被配置成使得监控单元142专门在非发送模式下执行用于误差检测的第一过程。另外，监控单元142优选地被配置成专门在CAN收发器120的发送模式下执行用于误差检测的第二过程。
当CAN收发器120处于发送模式时，在研究期间已发现对于误差检测有利的是，考虑流过CAN总线接口130的两个端132、134的电流以及两个端132、134处存在的电压以表示至少一个显性位。在研究期间还已发现有利的是，两个端132、134之间表示单个显性位的差动电压通常存在小于200ns，这使得稳固的误差检测变得困难。另外，可能出现与差动电压的存在相关的时间延迟，这也使稳固的误差检测复杂化。相对于研究的背景，提议考虑第二过程步骤，即检测由表示两个端132、134之间至少预定义时间的差动电压信号的多个连续显性位组成的子序列，使得当CAN收发器120处于发送模式时，在对应持续时间内施加差动电压提供稳固的误差检测。
在例子中，CAN收发器120的监控单元142被配置成在第二过程中执行步骤C1)到C5)。图7示意性地示出第二过程的例子的流程图。
参考图3，先前已经解释，数字输入信号接口136可以经由信号线180连接到监控单元142，并且更优选地连接到相关联处理单元144，使得经由数字信号接口136接收到的数字信号也被路由到监控单元142，并且优选地也被路由到相关联处理单元144。
在可由监控单元142执行的步骤C1)中，执行由接收到的数字输入信号表示的位序列的每个位的位持续时间(时间段)的顺序检测。在例子中，监控单元142的处理单元144可以被配置成执行步骤C1)。
在可由监控单元142执行的步骤C2)中，检测位序列(由接收到的数字输入信号表示)的至少一个位的子序列，优选地位序列的至少两个、三个、四个或五个位，其中子序列的每个位是显性位，并且其中子序列的总持续时间(时间段)至少是预定参考时间，优选地至少500ns。总持续时间对应于子序列的每个显性位的持续时间之和。
在步骤C1)中，为每个位确定相关联位持续时间，使得监控单元知道位序列的相应位的持续时间。此外，优选的是假设监控单元142以及优选地相关联处理单元144被配置成检测位序列中的显性位。基于步骤C1)，监控单元142还具有关于位序列的每个显性位的持续时间的信息。通过步骤C2)，由监控单元142并且更优选地由相关联处理单元144从位序列中检测子序列，其中子序列包括至少一个显性位，但是优选地位序列的至少两个连续显性位、至少三个连续显性位、至少四个连续显性位或至少五个连续显性位。优选地，如果多个连续显性位形成子序列，则预期子序列将由两个端132、134之间的非零差动电压信号表示，具有对应的总持续时间。当CAN收发器120处于发送模式时，在总持续时间内存在的此差动电压信号可以存在足够的时间以用于误差检测。
应注意，步骤C1)和C2)都不会不利地影响CAN模块164的操作。
另外，监控单元142被配置成在某一时间段内执行步骤C3)到C4)，同时子序列的显性位由端132、134之间的对应CAN信号表示。
如先前所解释，监控单元142优选地包括传感器单元148。传感器单元148可以耦合到第一内部信号线172以检测通过第一信号线172的第一电流。此电流还对应于流过第一端132的电流。因此，传感器单元148可以被配置和布置成检测通过第一端132的第一电流。另外，传感器单元148可以耦合到第二内部信号线174以检测通过第二信号线174的第二电流。此电流还对应于流过第二端134的电流。因此，传感器单元148可以被配置和布置成检测通过第二端134的第二电流。
在可由监控单元142执行的步骤C3)中，使用传感器单元148执行对流过第一端132的第一电流的检测。在可由监控单元142执行的步骤C4)中，使用传感器单元148执行对流过第二端134的第二电流的检测。因此，监控单元142的传感器单元148在子序列的至少一个显性位、优选地多个显性位由端132、134之间的对应CAN信号表示的时间段内检测到两个电流。
在从第一电流减去第二电流的情况下产生的两个电流之间的差动电流可已经用于执行潜在误差的粗略估计。例如，如果差动电流小于预定第一参考电流，则这可以指示两个CAN信号线124、126中的一个对第二电压供应节点166或电池电压短路。然而，如果差动电流大于预定第二参考电流，则例如，这可以指示两个信号线124、126中的一个对第一电压供应节点168或对接地电位短路。
因此，监控单元142以及优选地相关联处理单元144被配置成执行第二过程的步骤C5)。在步骤C5)中，使用处理单元144执行差动电流的确定，其中差动电流表示第一电流与第二电流之间的差。为了获得更精确的见解，第二过程中的另外的步骤仍有帮助。
在CAN收发器120的例子中，电阻器单元150包括第三电阻抗和第四电阻抗。第三电阻抗和第四电阻抗可以各自具有值为270欧姆的电阻。优选地，第三阻抗连接到第一内部信号线172且因此连接到第一端132。优选地，第四阻抗连接到第二内部信号线174且因此连接到第二端134。监控单元142的控制电路146可以经由内部信号线184连接到第三阻抗，使得第三电阻抗可以通过控制电路150与第一电源供应节点168电耦合或电去耦。另外，控制电路146可以经由内部信号线184连接到第四阻抗，使得第四阻抗可以通过控制电路150与第一电压供应节点168电耦合或电去耦。
在例子中，CAN收发器120被配置成使得第一端132与CAN收发器120的第一电源供应节点168之间的CAN收发器120的第三电阻抗可以经由优选地在监控单元150的处理单元146的控制下的控制电路146启用或禁用。
在例子中，CAN收发器120被配置成使得第二端134与CAN收发器120的第一电压供应节点168之间的CAN收发器120的第四电阻抗可以经由优选地在监控单元150的处理单元146的控制下的控制电路146启用或禁用。
在例子中，优选地使用传感器单元148和处理单元144的监控单元142被配置成确定来自第二过程的步骤C5)的差动电流是否小于第一预定参考电流。第一预定参考电流优选地为负，更优选地为-10mA或更少。
在例子中，如果来自步骤C5)的差动电流小于第一预定参考电流，则监控单元142被配置成在第二过程中执行步骤D1)到D5)。因此，可以在步骤C5)之后执行步骤D1)到D5)。
在步骤D1)中，通过经由处理单元144控制控制电路146来激活第三阻抗和第四阻抗，从而产生电连接于第一端132与第一电压供应节点168之间的第三电阻抗，以及电连接于第二端134与第一电压供应节点168之间的第四阻抗。
在步骤D2)中，由传感器单元148检测第一端132处的第三电压。以类似方式参考关于第一内部信号线172处的电压检测和在第一端132处的所得电压检测的前述解释。在步骤D1)处启用第三阻抗和第四阻抗的同时由传感器单元148执行步骤D2)。
在步骤D3)中，由传感器单元148检测第二端134处的第四电压。在此上下文中，也以类似方式参考关于第二内部信号线174处的电压检测和在第二端134处的所得电压检测的前述解释。在步骤D1)处启用第三阻抗和第四阻抗的同时由传感器单元148执行步骤D3)。
在步骤D4)中，使用监控单元142的处理单元144确定第一差动电压。第一差动电压表示第三电压与第四电压之间的差。为了确定第一差动电压，处理单元144可以被配置成从第三电压减去第四电压。
监控单元142以及优选地相关联处理单元144被配置成确定在步骤D4)中确定的差动电压是否至少是第二参考电压。优选地，第二参考电压具有0.2V的值。
此外，监控单元142以及优选地相关联处理单元144被配置成执行步骤D5)。在步骤D5)中，如果在步骤D4)中确定的差动电压至少是第二参考电压，则使用处理单元144执行对在这种情况下称为第三误差的误差的确定。第三误差表示第一端132与CAN收发器120的第二电源供应节点166或电池电压之间的短路。
在例子中，监控单元142以及优选地相关联处理单元144被配置成确定在步骤D4)中确定的差动电压是否小于第二参考电压。
此外，如果在步骤D4)中确定的差动电压小于第二参考电压，则监控单元142以及优选地相关联处理单元144可以被配置成在第二过程中执行步骤D6)。在步骤D6)中，如果在步骤D4)中确定的差动电压小于第二参考电压，则使用处理单元144执行对称为第四误差的误差的确定。第四误差表示第二端134与CAN收发器120的第二电源供应节点166之间的电短路。
从前述解释可以得出结论，首先在第二过程中执行步骤C1)到C5)以产生用于执行第二过程中的另外的步骤的条件。步骤C1)到C5)的优点在于，在CAN总线接口130的信号发送中不发生负干扰。只有当步骤C5)的结果还指示来自步骤C5)的第一差动电流小于第一预定参考电流的另外的要求时，然后例如执行步骤D1)到D5)。在执行步骤D1)到D5)时可能发生的对CAN总线接口130的信号发送的干扰是可接受的，因为先前提及的另外的要求是两个CAN信号线124、126中的一个与第二电压供应节点或电池电压之间可能存在短路的潜在指示。
在CAN收发器120的例子中，电阻器单元150包括第五电阻抗和第六电阻抗。第五电阻抗和第六电阻抗可以各自具有值为100欧姆的电阻。优选地，第五阻抗连接到第一内部信号线172且因此连接到第一端132。优选地，第六阻抗连接到第二内部信号线174且因此连接到第二端134。监控单元142的控制电路146可以经由内部信号线184连接到第五阻抗，使得第五电阻抗可以通过控制电路150与第二电源供应节点166电耦合或电去耦。另外，控制电路146可以经由内部信号线184连接到第六阻抗，使得第六阻抗可以通过控制电路150与第二电压供应节点166电耦合或电去耦。
在例子中，CAN收发器120被配置成使得第一端132与CAN收发器120的第二电源供应节点166之间的CAN收发器120的第五电阻抗可以经由优选地在监控单元150的处理单元146的控制下的控制电路146启用或禁用。
在例子中，CAN收发器120被配置成使得第二端134与CAN收发器120的第二电压供应节点166之间的CAN收发器120的第六电阻抗可以经由优选地在监控单元150的处理单元146的控制下的控制电路146启用或禁用。
在例子中，优选地使用传感器单元148和处理单元144的监控单元142被配置成确定来自第二过程的步骤C5)的差动电流是否至少是第二预定参考电流。第二预定参考电流优选地为正，更优选地为8mA或更多。
在例子中，如果来自步骤C5)的差动电流至少是第二预定参考电流，则监控单元142被配置成在第二过程中执行步骤E1)到E5)。因此，可以在步骤C5)之后或在步骤D5)之后执行步骤E1)到E5)。
在步骤E1)中，通过经由处理单元144控制控制电路146来激活第五阻抗和第六阻抗，从而产生电连接于第一端132与第二电压供应节点166之间的第五电阻抗，以及电连接于第二端134与第二电压供应节点166之间的第六阻抗。
在步骤D2)中，由传感器单元148检测第一端132处的第五电压。以类似方式参考关于第一内部信号线172处的电压检测和在第一端132处的所得电压检测的前述解释。在步骤E1)处启用第五阻抗和第六阻抗的同时由传感器单元148执行步骤E2)。
在步骤E3)中，由传感器单元148检测第二端134处的第六电压。在此上下文中，也以类似方式参考关于第二内部信号线174处的电压检测和在第二端134处的所得电压检测的前述解释。在步骤E1)处启用第五阻抗和第六阻抗的同时由传感器单元148执行步骤E3)。
在步骤E4)中，使用监控单元142的处理单元144确定第二差动电压。第二差动电压表示第五电压与第六电压之间的差。为了确定第二差动电压，处理单元144可以被配置成从第五电压减去第六电压。
监控单元142以及优选地相关联处理单元144被配置成确定在步骤E4)中确定的差动电压是否至少是第三参考电压。优选地，第三参考电压具有1.5V的值。
此外，监控单元142以及优选地相关联处理单元144可以被配置成执行步骤E5)。在步骤E5)中，如果在步骤E4)中确定的差动电压小于第三参考电压，则使用处理单元144执行对在这种情况下称为第五误差的误差的确定。第三参考电压高于第二参考电压。第五误差表示第一端132与CAN收发器120的第一电源供应节点168或接地电位之间的短路。
在例子中，监控单元142以及优选地相关联处理单元144被配置成确定在步骤E4)中确定的差动电压是否至少是第三参考电压。
此外，如果在步骤E4)中确定的差动电压至少是第三参考电压，则监控单元142以及优选地相关联处理单元144可以被配置成在第二过程中执行步骤E6)。在步骤E6)中，如果在步骤E4)中确定的差动电压至少是第三参考电压，则使用处理单元144执行对称为第六误差的误差的确定。第六误差表示第二端134与CAN收发器120的第一电源供应节点168或接地电位之间的电短路。
从前述解释可以得出结论，首先在第二过程中执行步骤C1)到C5)以产生用于执行第二过程中的另外的步骤的条件。步骤C1)到C5)的优点在于，在CAN总线接口130的信号发送中不发生负干扰。只有当步骤C5)的结果还指示来自步骤C5)的第一差动电流大于第二预定参考电流的另外的要求时，然后可以例如执行步骤E1)到E5)。在执行步骤E1)到E5)时可能发生的对CAN总线接口130的信号发送的干扰是可接受的，因为先前提及的另外的要求是两个CAN信号线124、126中的一个与第一电压供应节点或接地电位之间可能存在短路的潜在指示。
如先前所解释，在可由监控单元142执行的步骤C3)中，使用传感器单元148执行对流过第一端132的第一电流的检测。在可由监控单元142执行的步骤C4)中，使用传感器单元148执行对流过第二端134的第二电流的检测。因此，监控单元142的传感器单元148在子序列的至少一个显性位、优选地多个显性位由端132、134之间的对应CAN信号表示的时间段内检测到两个电流。
在添加第一电流和第二电流的情况下产生的两个电流的和电流可用于另外的潜在误差的粗略估计。例如，如果和电流小于预定第三参考电流，则这可以指示两个CAN信号线124、126中的一个具有中断。然而，例如，如果和电流大于预定第四参考电流，则这可能指示两个信号线124、126之间存在短路。
为了获得更精确的见解，第二过程中的另外的步骤仍有帮助。
在CAN收发器120的例子中，监控单元142被配置成在第二过程中执行步骤F1)到F5)。因此，监控单元142可以被配置成在第二过程中执行先前解释的步骤C1)到C5)和步骤F1)到F5)。
在步骤C1)中，使用处理单元144执行和电流的确定，其中和电流是来自步骤C3)的第一电流和来自步骤C4)的第二电流之和。
在例子中，监控单元142被配置成确定和电流是否小于第三参考电流。优选地，第三参考电流为50mA。另外，监控单元142可以被配置成确定来自步骤C5)的差动电流是否大于第四参考电流且小于第五参考电流。第四参考电流优选地为负，更优选地具有-5mA的值。第五参考电流优选地大于第四参考电流。例如，第五电流可以具有5mA的值。在另一例子中，第五参考电流大于第四参考电流，并且第三参考电流大于第一参考电流。
在例子中，如果来自步骤F1)的和电流小于第三参考电流，并且另外如果来自步骤C5)的差动电流大于第四参考电流并且小于第五参考电流，则监控单元142被配置成执行步骤F2)到F5)。
在步骤F2)中，使用传感器单元148和处理单元144检测第一电压信号，所述第一电压信号表示至少预定第一时间段内第一端132处的电压。优选地，第一时间段在0.1μs与1μs之间。
在步骤F3)中，使用传感器单元148和处理单元144检测第二电压信号，其中第二电压信号是至少第一时间段内第二端134处的电压。
优选地，在执行步骤F2)和F3)期间，阻抗单元150的阻抗都不处于作用中。
在步骤F4)中，使用处理单元144执行第一电压信号的第一波形和第二电压信号的第二波形的分析。处理单元144可以被配置成分析电压信号的波形。因此，处理单元144可以确定第一波形和第二波形。处理单元144可以包括用于分析产生其波形的电压信号的低通滤波器，特别是具有300kHz的截止频率的低通滤波器。代替300kHz的截止频率，可以使用另一合适的截止频率。
在例子中，处理单元144被配置成确定第一电压信号的第一波形是否表示切换电压。应注意，切换电压具有至少第四参考电压的电压振幅，优选地为0.5V。在例子中，处理单元144被配置成确定第二电压信号的第二波形是否表示恒定电压。
在步骤F5)中，如果第一波形表示具有至少第四参考电压的电压振幅的切换电压，并且另外如果第二波形表示恒定电压，则使用处理单元144执行对在这种情况下称为第七误差的误差的确定。优选地，第四参考电压是0.5V。第七误差表示第一CAN信号线124的中断。中断也可以称为明线。
此外，监控单元142以及优选地相关联处理单元144可以被配置成检测第二电压信号的第二波形是否表示优选地具有至少第四参考电压的电压振幅的切换电压。此外，监控单元142以及优选地相关联处理单元144可以被配置成检测第一电压信号的第一波形是否表示恒定电压。
在例子中，如果不存在用于执行步骤F5)的条件中的至少一个，则监控单元142以及优选地相关联处理单元144被配置成在第二过程中执行步骤F6)。因此，如果第一电压信号的第一波形表示恒定电压，则监控单元142以及优选地相关联处理单元可以被配置成执行步骤F6)。
在步骤F6)中，如果第二波形表示具有至少第四参考电压的电压振幅的切换电压，并且另外如果第一波形表示恒定电压，则使用处理单元144执行对称为第八误差的误差的确定。第八误差表示第二信号线126的中断。中断也可以称为明线。
从前述解释可以得出结论，首先在第二过程中执行步骤C1)到C5)以产生用于执行第二过程中的另外的步骤的条件。步骤C1)到C5)以及步骤F1)的优点在于，在CAN总线接口130的信号发送中不发生负干扰。只有当步骤F1)的结果还指示来自步骤F1)的和电流小于第三预定参考电流的另外的要求时，然后可以例如执行步骤F2)到F5)。在执行步骤F2)到F5)时可能发生的对CAN总线接口130的信号发送的干扰是可接受的，因为先前提及的另外的要求是两个CAN信号线124、126中的一个上可能存在中断的潜在指示。
在例子中，监控单元142以及优选地相关联处理单元144被配置成在第二过程中执行步骤C1)、C2)、C3)、C4)、C5)、F1)和D4)或E4)以及另外的步骤G1)。
在例子中，监控单元142以及优选地相关联处理单元144可以被配置成确定来自步骤F1)的和电流是否大于第六参考电流。优选地，第六参考电流是10mA。
在例子中，监控单元142以及优选地相关联处理单元144可以被配置成确定来自步骤C5)的差动电流是否在第四参考电流与第五参考电流之间。
另外，监控单元142以及优选地相关联处理单元144可以被配置成确定电压差是否在第五参考电压与第四参考电压之间。第五参考电压优选地为0V或接地电位。电压差优选地是来自步骤D4)的第一电压差或来自步骤E4)的第二电压差。
在例子中，监控单元142以及优选地相关联处理单元144被配置成在第二过程中执行步骤G1)。在步骤G1中，如果来自步骤F1)的和电流大于第六参考电流，并且另外如果来自步骤C5)的差动电流在第四参考电流与第五参考电流之间，并且另外如果分别来自步骤D4)或步骤E4)的第一电压差或第二电压差在第五参考电压与第四参考电压之间，则使用处理单元144执行称为第八误差的误差的确定。第八误差表示第一信号线124与第二信号线126之间的短路。
在本公开的另一实施例中，提供了一种用于在CAN收发器120处或在CAN信号线124、126处进行误差检测的方法。CAN信号线124、126可连接到CAN收发器120，其中CAN收发器120包括CAN总线接口120、数字接口136、信号生成单元138、控制单元140和监控单元142。CAN总线接口130包括被配置成连接到第一CAN信号线124的第一端132和被配置成连接到第二CAN信号线126的第二端134。数字接口136被配置成接收表示数据位序列的数字信号。信号生成单元138连接到两个端132、134，并且被配置成在端132、134之间生成差动电压信号。所述方法包括以下步骤：
使用控制单元140基于接收到的数字信号控制信号生成单元138，使得在CAN总线接口130处生成表示数据位的CAN信号；
使用监控单元142检测CAN收发器120是处于其中控制单元140控制信号生成单元138以生成CAN信号的发送模式还是处于非发送模式；以及
使用监控单元142并且取决于由监控单元142检测到的CAN收发器120的模式而执行用于检测CAN信号线上的误差的第一过程或用于检测收发器或CAN信号线上的误差的第二过程，第一过程和第二过程不同。
尽管本文中公开的所描述示例性实施例侧重于收发器及其使用方法，但本公开不一定限于本文中示出的示例实施例。
本文描述的收发器和方法可以至少部分地由计算机程序或多个计算机程序体现，这些计算机程序可以在单个计算机系统中或跨越多个计算机系统以作用中和非作用中的各种形式存在。例如，它们可以作为由程序指令组成的软件程序存在于源代码、目标代码、可执行码或其它格式中以用于执行一些步骤。以上格式中的任一格式可以压缩或未压缩形式在计算机可读介质上体现，计算机可读介质可以包括存储装置和信号。
术语“处理器”或“处理单元”是指数据处理电路，所述数据处理电路可以是微处理器、共处理器、微控制器、微型计算机、中央处理单元、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑电路和/或基于存储于存储器中的可操作指令控制信号(模拟信号或数字信号)的任何电路。术语“存储器”是指一个存储电路或多个存储电路，例如只读存储器、随机存取存储器、易失性存储器、非易失性存储器、静态存储器、动态存储器、闪存、高速缓冲存储器和/或存储数字信息的任何电路。
如本文所使用，“计算机可读介质”或“存储介质”可以是能够容纳、存储、传送、传播或传输计算机程序以供指令执行系统、设备或装置使用或结合指令执行系统、设备或装置使用的任何装置。计算机可读介质可以是例如但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外线的或半导体的系统、设备、装置或传播介质。计算机可读介质的更具体例子(非穷尽性列表)可以包括以下各项：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式压缩光盘只读存储器(CDROM)、数字多功能光盘(DVD)、蓝光光盘(BD)以及存储卡。
应注意，已经参考不同的主题描述了上述实施例。具体地，一些实施例可能是已参考方法类的权利要求来描述的，而其它实施例可能是已参考设备类的权利要求来描述的。然而，本领域的技术人员将从上述内容了解到，除非另外指明，否则除属于一种类型的主题的特征的任何组合外，与不同主题相关的特征的任何组合，具体地，方法类的权利要求的特征与设备类的权利要求的特征的组合，也视为与此文档一起公开。
此外，应注意图式是示意性的。在不同图式中，用相同的附图标记表示类似或相同元件。此外，应注意，为了提供对示意性实施例的简洁描述，可能并未描述属于技术人员的习惯做法的实施细节。应了解，在任何此类实施方案的发展中，如在任何工程或设计项目中，必须制定大量实施方案特定的决策以便实现研发者的特定目标，例如遵守系统相关的和商业相关的约束条件，这些约束条件在不同的实施方案中可能不同。此外，应了解，此类发展工作可能是复杂且耗时的，但不过是本领域技术人员进行设计、制造和生产的例行任务。
最后，应注意，技术人员将能够在不脱离所附权利要求书的范围的情况下设计许多替代实施例。在权利要求书中，置于圆括号之间的任何附图标记不应解释为限制权利要求。词“包括”不排除权利要求在中列出那些元件或步骤之外的元件或步骤的存在。元件之前的词“一”不排除多个此类元件的存在。权利要求书中所叙述的措施可以借助于包括若干不同元件的硬件和/或借助于适当编程设计的处理器来实施。在列出若干构件的装置权利要求项中，可以通过硬件中的同一个物件实施若干这些构件。仅有的事实是在相互不同的从属权利要求中叙述的某些措施并不表明这些措施的组合不能用来产生优点。除非另外说明，否则例如“第一”、“第二”、“第三”等术语用于任意地区分此类术语所描述的元件。因此，这些术语未必旨在指示这些元件的时间或其它优先级排序。

Claims (10)

1.一种控制器局域网CAN收发器(120)，其特征在于，所述收发器包括：
CAN总线接口(130)，所述CAN总线接口具有设计用于连接到第一CAN信号线(124)的第一端(132)和设计用于连接到第二CAN信号线(126)的第二端(134)；
数字接口(136)，所述数字接口用于接收表示数据位序列的数字信号；
信号生成单元(138)，所述信号生成单元连接到所述两个端并且被配置成在所述端之间生成差动电压信号；
控制单元(140)；以及
监控单元(142)；
其中所述控制单元被配置成基于接收到的数字信号控制所述信号生成单元，使得在所述CAN总线接口处生成表示所述接收到的数字信号的所述数据位的CAN信号；
其中所述监控单元被配置成检测所述CAN收发器是处于其中所述控制单元控制所述信号生成单元以生成所述CAN信号的发送模式还是处于非发送模式；并且
其中监控单元被配置成取决于由所述监控单元检测到的所述CAN收发器的所述模式而执行用于检测所述CAN信号线处的误差的第一过程或用于检测所述收发器或所述CAN信号线处的误差的第二过程，其中所述第一过程和所述第二过程不同。
2.根据权利要求1所述的CAN收发器，其特征在于，所述收发器被配置成从其中所述收发器准备好发送信号的工作模式改变为其中所述收发器不准备发送但是准备好接收信号的休眠模式以及从休眠模式改变为工作模式，其中所述监控单元被配置成检测所述收发器是处于工作模式还是处于所述休眠模式，并且其中所述监控单元被配置成仅在所述工作模式下执行所述第一或第二过程。
3.根据在前的任一项权利要求所述的CAN收发器，其特征在于，所述监控单元被配置成在非发送模式下执行用于误差检测的所述第一过程并且在发送模式下执行用于误差检测的所述第二过程。
4.根据在前的任一项权利要求所述的CAN收发器，其特征在于，所述监控单元包括处理单元(144)。
5.根据前一权利要求所述的CAN收发器，其特征在于，所述监控单元包括能由所述处理单元控制的控制电路(146)，其中所述第一端与所述收发器的第一电压供应节点(168)之间的所述收发器的第一电阻抗能由所述监控单元经由所述控制电路启用或禁用，并且其中所述第二端与所述收发器的第二电压供应节点(166)之间的所述收发器的第二电阻抗能由所述监控单元经由所述控制电路启用或禁用。
6.根据前一权利要求所述的CAN收发器，其特征在于，所述监控单元被配置成执行包括以下步骤A1)和A2)的所述第一过程：
A1)使用所述监控单元的传感器单元(148)检测所述第一端处的第一电压，
A2)使用所述传感器单元检测所述第二端处的第二电压，
其中如果来自步骤A1)的所述第一电压对应于第一参考电压并且来自步骤A2)的所述第二电压偏离所述第一参考电压，则所述监控单元被配置成在所述第一过程中另外执行以下步骤A3)到A5)：
A3)通过使用所述处理单元控制所述控制电路来激活所述第一阻抗和所述第二阻抗，
A4)在所述第一阻抗和所述第二阻抗的激活之后，使用所述传感器单元再次检测所述第一电压，
A5)如果在步骤A4)中检测到的所述第一电压小于所述第一参考电压，则使用所述处理单元将误差确定为第一误差，其中所述第一误差表示所述第一CAN信号线处的明线。
7.根据前一权利要求所述的CAN收发器，其特征在于，如果来自步骤A2)的所述第二电压对应于所述第一参考电压并且来自步骤A1)的所述第一电压不同于所述第一参考电压，则所述监控单元被配置成在所述第一过程中另外执行以下步骤B1)到B3)：
B1)通过使用所述处理单元控制所述控制电路来激活所述第一阻抗和所述第二阻抗，
B2)在所述第一阻抗和所述第二阻抗的激活之后，使用所述传感器单元再次检测所述第二电压，
B3)如果在步骤B2)中检测到的所述第二电压小于所述第一参考电压，则使用所述处理单元将误差确定为第二误差，其中所述第二误差表示所述第二CAN信号线处的明线。
8.根据在前的权利要求4至7中任一项所述的CAN收发器，其特征在于，所述监控单元被配置成在所述第二过程中执行以下步骤：
C1)顺序检测由数字输入信号表示的位序列的每个位的位持续时间，
C2)检测来自所述位序列的至少一个位的子序列，其中所述子序列的每个位为显性位，并且所述子序列的总持续时间为至少预定参考时间，
其中所述监控单元被配置成在所述第二过程中，当所述子序列的所述位由所述信号生成单元在所述端处生成的CAN信号表示时，在一段时间内另外执行以下步骤：
C3)使用所述传感器单元检测流过所述第一端的第一电流，
C4)使用所述传感器单元检测流过所述第二端的第二电流，
其中所述监控单元被配置成在所述第二过程中另外执行以下步骤：
C5)使用所述处理单元确定差动电流，所述差动电流表示所述第一电流与所述第二电流之间的差。
9.根据前一权利要求所述的CAN收发器，其特征在于，所述第一端与所述收发器的所述第一电压供应节点之间的所述收发器的第三电阻抗能由所述监控单元经由所述控制电路启用或禁用，其中所述第二端与所述收发器的所述第一电压供应节点之间的所述收发器的第四电阻抗能由所述监控单元经由所述控制电路启用或禁用，并且其中如果来自步骤C5)的所述差动电流小于第一预定参考电流，则所述监控单元被配置成在所述第二过程中另外执行以下步骤：
D1)通过经由所述处理单元控制所述控制电路来激活所述第三阻抗和所述第四阻抗，
D2)使用所述传感器单元检测所述第一端处的第三电压，
D3)使用所述传感器单元检测所述第二端处的第四电压，
D4)使用所述处理单元确定第一差动电压，所述第一差动电压表示所述第三电压与所述第四电压之间的差，
D5)如果在步骤D4)中确定的所述第一差动电压为至少第二参考电压，则使用所述处理单元将误差确定为第三误差，其中所述第三误差表示所述第一端与所述收发器的所述第二电压供应节点之间的电短路。
10.一种用于在CAN收发器(120)处或在能连接到所述收发器的CAN信号线(124、126)处进行误差检测的方法，其特征在于，所述收发器包括CAN总线接口(130)、数字接口(136)、信号生成单元(138)、控制单元(140)和监控单元(142)，其中所述CAN总线接口包括被配置成连接到第一CAN信号线的第一端(132)和被配置成连接到第二CAN信号线的第二端(134)，其中所述数字接口被配置成接收表示数据位序列的数字信号，其中所述信号生成单元连接到所述两个端并且被配置成在所述端之间生成差动电压信号，并且其中所述方法包括以下步骤：
使用所述控制单元基于接收到的数字信号控制所述信号生成单元，使得在所述CAN总线接口处生成表示所述数据位的CAN信号；
使用所述监控单元检测所述CAN收发器是处于其中所述控制单元控制所述信号生成单元以生成所述CAN信号的发送模式还是处于非发送模式；以及
使用所述监控单元并且取决于由所述监控单元检测到的所述CAN收发器的所述模式而执行用于检测所述CAN信号线上的误差的第一过程或用于检测所述收发器或所述CAN信号线上的误差的第二过程，所述第一过程和所述第二过程不同。
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