CN117499171A - 电子设备、对应的总线通信系统以及配置总线通信系统的方法 - Google Patents

电子设备、对应的总线通信系统以及配置总线通信系统的方法 Download PDF

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CN117499171A CN202310947403.6A CN202310947403A CN117499171A CN 117499171 A CN117499171 A CN 117499171A CN 202310947403 A CN202310947403 A CN 202310947403A CN 117499171 A CN117499171 A CN 117499171A
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Abstract

一种电子设备，包括：CAN协议控制器、被配置成耦合到差分总线的第一段的第一通信端口，以及被配置成耦合到差分总线的第二段的第二通信端口。第一CAN收发器电路被耦合到CAN协议控制器，并且被配置成接收第一CAN传输信号和传输第一CAN接收信号。第一CAN收发器被配置成：基于第一CAN传输信号来驱动差分总线的第一段处的差分电压，并且感测差分总线的第一段处的差分电压。第二通信端口响应于控制信号被解除断言而被启用，并且响应于控制信号被断言而被禁用。

Description

电子设备、对应的总线通信系统以及配置总线通信系统的 方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2022年08月02日提交的申请号为102022000016419的意大利申请和2022年10月05日提交的申请号为102022000020490的意大利申请的优先权，这些申请通过引用而被并入本文。
技术领域
本描述总体涉及用在差分通信总线中的设备，并且特定实施例涉及被使用在根据控制器局域网(CAN)协议(例如，如规范ISO 11898-2:2016中描述的)操作的差分通信总线中的设备。
背景技术
在多个相同类型的设备(例如，电子控制单元)以线性菊花链拓扑连接的通信网络中，设备的个体网络地址在组装时或当网络被开启时可能是未知的。根据应用，该情况可能仅出现一次(例如，在第一次网络初始化之前，在该情况下，每个设备被编程为在此后永久存储其个体地址)，或出现多次(例如，每次网络被重新启动时，在该情况下，每个设备没有被编程为保留其个体地址，因此在每次网络重新启动时，该个体地址可能“丢失”)。
这种网络的一个示例是连接交通工具的(内部)灯的通信总线，其中沿着一个网络连接数十个或甚至数百个发光设备。由于所有设备相同，因此在网络的首次启动时，它们的个体网络地址可能是未知的。在初始化阶段，每个设备接收单独分配的网络地址，以便每个设备可以被单独编程(例如，为了使其亮度或颜色变化)。
对于这种应用，现有解决方案可以使用根据本地互连网络(LIN)协议操作的通信总线，但是LIN总线支持的最大数据速率是20kbit/s(在大多数情况下，19.2kbit/s)。由于现代应用所需的数据速率越来越高(例如，为了访问许多个体光源，和/或为了提供更广泛的光改变动态以实现某些光效果)，已经提出了使用根据CAN FD Light协议操作的通信总线，特别是在机动车领域(例如，如转让给本申请的相同申请人的参考文献US2019/0294572A1、US2021/0281497A1和US2021/0357344A1所公开的)。
然而，CAN协议(或CAN FD协议或CAN FD Light协议)没有被提供可以在具有菊花链拓扑的通信总线的环境中使用的自动寻址特征。
发明内容
本描述总体涉及用在差分通信总线中的设备，并且特定实施例涉及用在根据控制器局域网(CAN)协议(例如，如规范ISO 11898-2:2016中描述的)操作的差分通信总线中的设备。
例如，这种设备可以被用在根据CAN灵活数据速率(CAN FD)协议(特别是根据CANFD Light协议(例如，如规范提案草案(DSP)CiA 604-1CAN FD Light，版本1.0.0中描述的))操作的通信总线中。
在各种实施例中，本公开提供了适于在以菊花链拓扑布置并且根据CAN协议(特别是根据CAN FD Light协议)操作的通信总线中使用的电子设备。还提供了对应的自动寻址方法。
一个或多个实施例有助于在根据CAN协议(例如，CAN FD Light协议)操作的通信总线领域中提供改进的解决方案。
根据一个或多个实施例，提供了一种电子设备。
一个或多个实施例可以涉及一种对应的总线通信系统。
一个或多个实施例可以涉及一种配置总线通信系统的对应方法。
在至少一个实施例中，电子设备包括：CAN协议控制器、被配置成耦合到差分总线(例如，CAN总线)的第一段以与其交换CAN信号的第一通信端口，以及被配置成耦合到差分总线的第二段以与其交换CAN信号的第二通信端口。该设备包括第一CAN收发器电路，第一CAN收发器电路耦合到CAN协议控制器，并且被配置成：从CAN协议控制器接收第一CAN传输信号，以及向CAN协议控制器传输第一CAN接收信号。第一CAN收发器电路耦合到第一通信端口，并且被配置成：基于第一CAN传输信号来驱动差分总线的第一段处的差分电压，以及感测差分总线的第一段处的差分电压，以及产生第一CAN接收信号。第二通信端口响应于控制信号被解除断言而被启用，并且响应于控制信号被断言而被禁用。CAN信号响应于控制信号被解除断言，而在第一通信端口和第二通信端口之间传递，并且CAN信号响应于控制信号被断言，而不在第一通信端口和第二通信端口之间传递。
因此，一个或多个实施例可以促进根据CAN协议操作的菊花链差分总线中的通信。
在一个或多个实施例中，电子设备包括第二CAN收发器电路，第二CAN收发器电路耦合到第二通信端口，并且被配置成：基于第二CAN传输信号来驱动差分总线的第二段处的差分电压或感测差分总线的第二段处的差分电压，以及产生第二CAN接收信号。响应于控制信号被断言，第二CAN收发器电路被配置成：在差分总线的第二段处输出隐性电平，并且第一CAN收发器电路被配置成：基于由CAN协议控制器产生的第一CAN传输信号，来驱动差分总线的第一段处的差分电压。响应于控制信号被解除断言，第二CAN收发器电路被配置成：基于由第一CAN收发器电路产生的第一CAN接收信号，来驱动差分总线的第二段处的差分电压，并且第一CAN收发器电路被配置成：根据由CAN协议控制器产生的第一CAN传输信号和由第二CAN收发器电路产生的第二CAN接收信号，来驱动差分总线的第一段处的差分电压。
在一个或多个实施例中，第一OR逻辑门被配置成：对控制信号和由第一CAN收发器电路产生的第一CAN接收信号应用OR逻辑处理，以及产生针对第二CAN收发器电路的第二CAN传输信号。第二OR逻辑门被配置成：对控制信号和由第二CAN收发器电路产生的第二CAN接收信号应用OR逻辑处理，以及产生中间CAN下游传输信号。AND逻辑门被配置成：对中间CAN下游传输信号和由CAN协议控制器产生的CAN传输信号应用AND逻辑处理，以及产生针对第一CAN收发器电路的第一CAN传输信号。
在一个或多个实施例中，CAN协议控制器被配置成：响应于在第一通信端口处接收到CAN信号，向第一CAN收发器电路传输确认信号。CAN协议控制器被配置成：在确认信号的传输期间，断言掩蔽信号。第二OR逻辑门被配置成：对控制信号、由第二CAN收发器电路产生的第二CAN接收信号和掩蔽信号应用OR逻辑处理，以及产生中间CAN下游传输信号。
在一个或多个实施例中，第二AND逻辑门被配置成：对由CAN协议控制器产生的CAN传输信号和由第一CAN收发器电路产生的第一CAN接收信号应用AND逻辑处理，以及产生中间CAN上游传输信号。第一OR逻辑门被配置成：对控制信号和中间CAN上游传输信号应用OR逻辑处理，以及产生针对第二CAN收发器电路的第二CAN传输信号。
在一个或多个实施例中，逻辑电路被配置成：响应于第一CAN接收信号具有显性电平，将第一CAN传输信号设置为隐性电平，以及响应于第二CAN接收信号具有显性电平，将第二CAN传输信号设置为隐性电平。
在一个或多个实施例中，逻辑电路包括第一NOR逻辑门和第二NOR逻辑门。第一NOR逻辑门被配置成：对第二CAN接收信号和来自第二NOR逻辑门的输出信号应用NOR逻辑处理，以及产生第一阻塞信号。第二NOR逻辑门被配置成：对第一CAN接收信号和来自第一NOR逻辑门的输出信号应用NOR逻辑处理，以及产生第二阻塞信号。响应于第一阻塞信号被断言，第二CAN传输信号被强制为隐性电平。响应于第二阻塞信号被断言，第一CAN传输信号被强制为隐性电平。
在一个或多个实施例中，逻辑电路还包括第一OR/NOR逻辑门和第二OR/NOR逻辑门。第一OR/NOR逻辑门被配置成：对第一阻塞信号和来自第二OR/NOR逻辑门的NOR输出信号应用OR逻辑处理，以及产生第三阻塞信号。第二OR/NOR逻辑门被配置成：对第二阻塞信号和来自第一OR/NOR逻辑门的NOR输出信号应用OR逻辑处理，以及产生第四阻塞信号。响应于第三阻塞信号被断言，第二CAN传输信号被强制为隐性电平。响应于第四阻塞信号被断言，第一CAN传输信号被强制为隐性电平。
在一个或多个实施例中，逻辑电路还包括AND逻辑门、第一置位-复位触发器和第二置位-复位触发器。AND逻辑门被配置成：对第二CAN接收信号和第一CAN接收信号应用AND逻辑处理，以及产生复位信号。第一置位-复位触发器被配置成：在置位输入端子处接收第一阻塞信号并且在复位输入端子处接收复位信号，以及在数据输出端子处产生第三阻塞信号。第二置位-复位触发器被配置成：在置位输入端子处接收第二阻塞信号并且在复位输入端子处接收复位信号，以及在数据输出端子处产生第四阻塞信号。响应于第三阻塞信号被断言，第二CAN传输信号被强制为隐性电平。响应于第四阻塞信号被断言，第一CAN传输信号被强制为隐性电平。
在一个或多个实施例中，第一NOR逻辑门被配置成：对第二CAN接收信号和第四阻塞信号应用NOR逻辑处理，以及产生第一阻塞信号；并且第二NOR逻辑门被配置成：对第一CAN接收信号和第三阻塞信号应用NOR逻辑处理，以及产生第二阻塞信号。
在一个或多个实施例中，开关集合被布置在第一通信端口和第二通信端口之间并且由控制信号控制。第二通信端口响应于控制信号被解除断言，而与第一通信端口并联耦合，并且响应于控制信号被断言，而从第一通信端口解耦。
在一个或多个实施例中，第一CAN收发器电路响应于控制信号被解除断言，而耦合到第二通信端口，并且基于第一CAN传输信号来驱动差分总线的第二段处的差分电压，并且感测差分总线的第二段处的差分电压，并且产生第一CAN接收信号。
在一个或多个实施例中，CAN协议控制器被配置成根据CAN协议对帧进行编码或解码。在各种实施例中，CAN协议可以是CAN FD协议，或用于在差分总线上传输的CAN FDLight协议。
在至少一个实施例中，本公开提供了一种差分总线通信系统，该系统包括命令器设备、第一应答器设备和第二应答器设备。命令器设备包括CAN协议控制器、耦合到CAN协议控制器的CAN收发器电路，以及通信端口，通信端口耦合到CAN收发器电路并且连接到差分总线的第一段的第一端以与其交换CAN信号。第一应答器设备的第一通信端口连接到差分总线的第一段以与其交换CAN信号，并且第一应答器设备的第二通信端口连接到差分总线的第二段以与其交换CAN信号。第二应答器设备的第一通信端口连接到差分总线的第二段以与其交换CAN信号，并且第二应答器设备的第二通信端口连接到差分总线的第三段以与其交换CAN信号。
在一个或多个实施例中，差分总线通信系统包括终端电阻器，终端电阻器并联耦合到命令器设备的通信端口、第一应答器设备和第二应答器设备。
在至少一个实施例中，根据一个或多个实施例的配置差分总线通信系统的方法包括：使用默认总线地址，经由差分总线的第一段，从命令器设备向第一应答器设备发送第一配置帧，第一配置帧包括用于为第一应答器设备设置单义总线地址的指令；在第一应答器设备处接收第一配置帧，并且将第一应答器设备的单义总线地址存储在第一应答器设备的存储器区域中；通过将第一应答器设备的控制信号解除断言，来启用第一应答器设备的第二通信端口；使用默认总线地址，经由差分总线的第一段和第二段，从命令器设备向第二应答器设备发送第二配置帧，第二配置帧包括用于为第二应答器设备设置单义总线地址的指令；在第二应答器设备处接收第二配置帧，并且将第二应答器设备的单义总线地址存储在第二应答器设备的存储器区域中；以及通过将第二应答器设备的控制信号解除断言，来启用第二应答器设备的第二通信端口。
在一个或多个实施例中，第一配置帧包括用于启用第一应答器设备的确认功能的指令，并且方法包括：响应于在第一应答器设备处接收到帧，经由差分总线的第一段，从第一应答器设备向命令器设备发送确认比特。
在一个或多个实施例中，方法包括：当由第一应答器设备发送确认比特时，掩蔽在第一应答器设备的第二通信端口处从差分总线的第二段接收的流。
在一个或多个实施例中，方法包括：响应于命令器设备在第一次发送第一配置帧之后未能从第一应答器设备接收到确认比特，第二次发送第一配置帧。
附图说明
为了更完整地理解本公开的一个或多个实施例及其优点，现在结合附图参考以下描述，其中：
图1是根据CAN协议(诸如CAN FD Light协议)操作的通信总线的示例性电路图；
图2是根据CAN协议(诸如CAN FD Light协议)操作的常规通信总线的另一个示例性电路图；
图3是根据本描述的一个或多个实施例的、根据CAN协议(诸如CAN FD Light协议)操作的菊花链通信总线的示例性电路图；
图4是根据本描述的一个或多个实施例的、根据CAN协议(诸如CAN FD Light协议)操作的另一个菊花链通信总线的示例性电路图；
图5是根据本描述的一个或多个实施例的、用于在图3的通信总线中使用的应答器设备的架构的示例性电路框图；
图6A、图6B和图6C是根据本描述的实施例的、用于在图4的通信总线中使用的应答器设备的架构的示例性电路框图；
图7是根据本描述的一个或多个实施例的、根据CAN协议(诸如CAN FD Light协议)操作的另一个菊花链通信总线的示例性电路图；
图8是根据本描述的一个或多个实施例的自动寻址步骤的步骤的示例性流程图；
图9是根据本描述的实施例的、用于在图4的通信总线中使用的应答器设备中的可能信号连接的示例性电路框图；
图10是用于在根据本描述的实施例的、用于在图4的通信总线中使用的应答器设备中使用的控制电路的操作的示例性状态图；以及
图11至图14是根据本描述的实施例的、用于在图4的通信总线中使用的应答器设备的架构的示例性电路框图，包括实现图10的状态图的控制电路的各种实施例。
具体实施方式
在随后的描述中说明了一个或多个特定细节，以旨在提供对本描述的实施例的示例的深入理解。可以在没有具体细节中的一个或多个具体细节的情况下获得实施例，或者利用其它方法、组件、材料等来获得实施例。在其它情况下，未详细图示或描述已知的结构、材料或操作，以便实施例的某些方面将不被遮蔽。
在本描述的框架中对“实施例”或“一个实施例”的引用旨在指示关于该实施例描述的特定配置、结构或特性被包括在至少一个实施例中。因此，可能出现在本描述的一个或多个点中的诸如“在实施例中”或“在一个实施例中”的短语不一定指一个且相同的实施例。此外，在一个或多个实施例中，特定的配置、结构或特性可以以任何适当的方式组合。
本文使用的标题/附图标记仅是出于方便而提供，因此不限定保护范围或实施例的范围。
贯穿本文所附的附图，除非上下文另有指示，否则相似的部件或元件用相似的附图标记/数字表示，并且为了简洁起见将不再重复对应的描述。
作为对示例性实施例的详细描述的介绍，首先可以参考图1，图1是根据CAN协议(例如，CAN FD协议或CAN FD Light协议)操作的常规通信总线(或网络)10的示例性电路图。在该示例中，多个设备(例如，电子控制单元)121、122…12N利用短连接器连接到一个长差分总线10，该长差分总线10包括第一导线(或线路)CANH和第二导线(或线路)CANL。差分总线10在每个末端成由相应的终端电阻器14(例如，均具有电阻RT＝120Ω)终止，并且导线CANH和导线CANL之间的差分特征阻抗可以等于ZDIFF＝120Ω或ZDIFF＝100Ω。
如图1中例示的，设备121、122…12N中的每个设备可以包括控制电路120(例如，微控制器)、协议控制器122(例如，CAN控制器)和收发器电路124(例如，CAN收发器)。收发器电路124可以具有耦合到差分总线10的导线的差分端子。在本描述中，词语“CAN控制器”或“CAN协议控制器”旨在可能包括CAN FD协议控制器或CAN FD Light协议控制器，因为CANFD协议和CAN FD Light协议与CAN协议兼容。
图2是另一个通信总线10(例如，CAN FD Light总线)的示例性简化电路图，其中为了便于说明，未图示终端电阻器14和差分导线CANH、CANL。这里，由于CAN FD Light协议是基于命令者-响应者架构(例如，主设备-从设备架构)，所以命令器设备20(例如，作为通信主设备操作)和多个应答器设备221、222…22N(例如，作为通信从设备操作)连接到总线10。命令器设备20可以包括控制器200(例如，包括微控制器和/或CAN协议控制器)和耦合到差分总线10的CAN收发器设备204。应答器设备221、222…22N中的每个设备可以包括控制器220(例如，包括微控制器和/或CAN协议控制器)和耦合到差分总线10的CAN收发器设备224。在图2中，设备222和设备22N之间的虚线和点指示更多的应答器设备可以以类似的方式连接到相同的总线10。
在一个或多个实施例中，CAN总线(例如，CAN FD Light总线)的拓扑可以不同于参考图1和图2讨论的拓扑。具体地，如图3和图4的简化电路图中例示的，差分通信总线30的线路可以被“切割”成不同的段301、302…30N，其中每个段将前一个(或先前，或下游)设备连接到后一个(或下一个，或上游)设备，以实现菊花链拓扑。这种菊花链拓扑允许通过每个应答器设备单独地断开所有上游设备(例如，它允许在总线30的任何点处“中断”通信)。
如图3中例示的，命令器设备20和多个应答器设备321、322…32N可以连接到差分总线30。如先前讨论的，命令器设备20可以包括控制器200和耦合到差分总线30(具体地，耦合到第一总线段301的第一端)的CAN收发器设备204。应答器设备321、322…32N中的每个应答器设备可以包括控制器320(例如，包括微控制器和/或CAN协议控制器)和CAN收发器设备324(图3中不可见)。CAN收发器设备324耦合到下游端口326d，以用于连接到总线30的相应下游段(例如，设备321的段301)，并且选择性地可耦合到上游端口326u，以用于连接到总线30的相应上游段(例如，设备321的段302)。在图3中，设备322和设备32N之间的虚线和点再次指示更多的设备可以以类似的方式连接到相同的总线30。因此，如图3中例示的，每个总线参与者(可能不包括第一参与者20和最后参与者32N)包括单个CAN收发器324、连接到先前设备的下游端口326d，以及连接到下一个设备的上游端口326u，其中下游端口326d耦合到收发器324，并且上游端口326u选择性地可耦合到收发器324。因此，在每个设备32内实现了下游端口326d和上游端口326u之间的通信。最后一个(响应者)设备32N仅需要下游端口326d，而第一(命令者)设备20仅需要上游端口(例如，收发器204)。因此，第一(命令者)设备20可以被实现为常规的单端口CAN FD Light命令器设备，并且最后一个(响应者)设备32N可以被实现为常规的单端口CAN FD Light应答器设备。
图4是具有菊花链拓扑的通信总线30的另一种可能实施方式的示例性简化电路图。这里，命令器设备20和多个应答器设备421、422…42N可以连接到差分总线30。如前所述，命令器设备20可以包括控制器200和耦合到差分总线30(具体地，耦合到第一总线段301的第一端)的CAN收发器设备204。应答器设备421、422…42N中的每个应答器设备可以包括控制器320(例如，包括微控制器和/或CAN协议控制器)和一对CAN收发器设备324u和324d(图4中不可见)。下游CAN收发器设备324d耦合到下游端口326d，以用于连接到总线30的相应下游段(例如，设备421的段301)。上游CAN收发器设备324u耦合到上游端口326u，以用于连接到总线30的相应上游段(例如，设备421的段302)。在图4中，设备422和设备42N之间的虚线和点再次指示更多的设备可以以类似的方式连接到相同的总线30。因此，如图4中例示的，每个总线参与者(可能不包括第一参与者20和最后参与者42N)包括被耦合到下游端口326d(连接到先前设备)的下游收发器324d，并且包括被耦合到上游端口326u(连接到下一个设备)的上游收发器324u。上游收发器324u可以被选择性地启用，如下文进一步讨论的。与图3的架构类似，最后一个(响应者)设备42N仅需要下游收发器324d和下游端口326u，而第一(命令者)设备20仅需要上游收发器和上游端口(例如，收发器204)。因此，第一(命令者)设备20可以被实现为常规的单收发器、单端口CAN FD Light命令器设备，并且最后一个(响应者)设备32N可以被实现为常规的单收发器、单端口CAN FD Light应答器设备。
如先前讨论的，在一些网络中，相同类型的许多设备连接到相同的总线。在一些情况下，设备的数目可以从几个设备到几十个、甚至数百个变化。车辆(内部)灯的通信网络是这种应用的一个示例，其中许多发光设备连接到相同总线。由于每个设备需要个体地址来进行访问(例如，单独控制)，因此各个设备需要分配一个专用(例如，个体)地址。为了在将设备连接到总线(例如，在车辆中)之前分配个体地址，应当知道每个设备的地址和位置，这需要制造商方面的大量后勤工作。因此，一旦设备被组装(例如，连接)到总线并且它们处于正确的位置(例如，期望实现自动寻址功能)，就需要分配个体地址。为了实现这种自动寻址步骤，菊花链总线30的命令器设备20应当能够顺序地与应答器设备通信(例如，最初与第一应答器设备通信并且为其分配特定地址，然后经由第一应答器设备与第二应答器设备通信并且为其分配特定地址，等等，直到链的最后一个应答器设备已被分配其特定地址为止)。
在图3中例示的一个或多个实施例中，自动寻址步骤可以由具有图5的电路图中例示的架构的应答器设备32来实现。这里，示出了每个应答器设备32(即，包括单个CAN收发器324和一对端口326d、326u的类型的每个应答器设备)可以包括被耦合到单个CAN收发器324的CAN协议控制器(例如，CAN FD Light协议控制器)320。CAN收发器324接收来自协议控制器320的传输信号TXD。传输信号TXD被发射器电路50处理并且被传播到具有本身已知的结构的CAN驱动器电路，以驱动下游端口326d并且可选地驱动上游端口326u。例如，CAN驱动器电路可以包括由信号TXD控制并且耦合在下游端口326d的导线CANH与地之间的高侧p沟道MOS驱动器晶体管52，并且可以包括由信号TXD的互补控制并且耦合在下游端口326d的导线CANL与地之间的低侧n沟道MOS驱动器晶体管54。CAN收发器324还可以包括接收器电路56，接收器电路56耦合到下游端口326d的导线CANH和CANL，并且被配置成产生传播到协议控制器320的接收信号RXD。此外，如先前参考图3讨论的，应答器设备32可以包括具有相应导线CANH和CANL的上游端口326u。端口326u的导线CANH可以经由第一开关Sl选择性地耦合到端口326d的导线CANH(例如，耦合到收发器324的高侧输出)，并且端口326u的导线CANL可以经由第二开关S2选择性地耦合到端口326d的导线CANL(例如，耦合到收发器324的低侧输出)。开关S1和S2被设计为具有低阻抗(例如，尽可能低)并且被匹配(例如，尽可能匹配)。开关S1和S2由相同的控制信号DISABLE控制(例如，当信号DISABLE被断言(例如，DISABLE＝‘1’)时，它们打开，并且当信号DISABLE被解除断言(例如，DISABLE＝‘0’)时，它们闭合)。因此，当信号DISABLE被断言时，上游端口326u与下游端口326d和收发器324断开连接，使得菊花链被中断，并且应答器设备32仅与总线30的下游部分通信(例如，朝向命令器设备20)。相反，当信号DISABLE被解除断言时，上游端口326u连接到收发器324(例如，与下游端口326d并行)，以便实现菊花链，并且应答器设备32与总线30的下游部分和上游部分两者(例如，朝向命令器设备20和朝向后续的应答器设备32)通信，以沿着总线30传递CAN信号。
在如图3和图5中例示的一个或多个实施例中，在自动寻址步骤(可以在组装线处或者在总线通信启动之后实施该步骤)期间，所有应答器设备321、322…32N的开关S1和S2最初是打开的。因此，在链中仅第一应答器设备321可以被命令器设备20(例如，CAN FD Light命令者)访问，并且其个体地址可以被编程(例如，被存储在设备321的本地存储器中)。一旦第一应答器设备321的地址的编程完成，第一应答器设备321的开关S1和S2就闭合(例如，通过将第一应答器设备321的信号DISABLE解除断言)，并且下一个应答器设备322可以被命令器设备20访问，并且其地址被编程。该自动寻址步骤被实施，直到链中的所有应答器设备32都已被编程有它们的个体地址为止。
在图3和图5的架构中，在操作期间，菊花链总线30的每个导线(CANH和CANL)包括与链中的应答器设备一样多的串联连接的开关。这可能导致差分总线导线(CANH和CANL)的串联电阻增加，与总线的电容一起可能导致延时增加。此外，总线的对称性、低电阻和低电容也是目标，因为CAN FD Light总线可以以高达1000kb/s(甚至可能更高)的数据速率运行，并且使用具有终端电阻器的差分线路。差分线路应当被良好平衡，并且总线应当被良好端接，以避免电磁辐射并且改进电磁抗扰度以及总线上的反射。因此，开关S1和S2可以有利地被设计为具有尽可能最低的电阻。例如，开关S1和S2可以使用具有非常低阻抗和非常好的匹配的MOS晶体管来实现，以保持导线CANH和CANL之间的电阻差对称。在获得低电阻和良好匹配的开关S1和S2的情况下，如图3和图5中例示的一个或多个实施例提供了一种廉价的方式来将上游端口与下游端口断开连接，并且因此在自动寻址步骤期间，“划分”了菊花链差分总线30。
作为图3和图5中例示的架构的备选，一个或多个实施例可以依赖于先前参考图4讨论的架构，其中自动寻址步骤可以由具有图6A、图6B或图6C的电路图中例示的架构的应答器设备42来实现。在图6A中，示出了每个应答器设备42(即，包括被耦合到下游端口326d的下游CAN收发器324d和耦合到上游端口326u的上游CAN收发器324u的类型的每个应答器设备)可以包括CAN协议控制器(例如，CAN FD Light协议控制器)320，并且可以包括被耦合到CAN收发器324d和324u的相关联逻辑电路装置。CAN收发器324d和324u的内部结构与参考图5讨论的收发器324的结构相同(常规)，并且收发器324d和324u中的每个收发器被耦合到相应的端子对(分别是下游和上游)，该相应的端子对提供用于耦合到差分总线30的段的导线CANH和CANL的端口。下游收发器324d接收相应的下游传输信号TXDd，并且产生相应的下游接收信号RXDd。上游收发器324u接收相应的上游传输信号TXDu，并且产生相应的上游接收信号RXDu。第一OR逻辑门60接收输入信号DISABLE和RXDd，并且产生上游传输信号TXDu。第二OR逻辑门62接收输入信号DISABLE和RXDu，并且产生中间下游传输信号TXDd’。AND逻辑门64接收输入信号TXDd’和TXD(后者是由协议控制器320产生的传输信号)，并且产生下游传输信号TXDd。因此，当信号DISABLE被断言(例如，DISABLE＝‘1’)时，上游收发器324u的发射器50被设置为隐性电平，因为上游传输信号TXDu被断言(例如，TXDu＝‘1’)，并且下游收发器324d的发射器按照协议控制器320所指示那样操作，因为下游传输信号TXDd等于控制器传输信号TXD(因为DISABLE＝‘1’意味着TXDd’＝‘1’，并且因此与门64对信号TXD透明)。换句话说，当信号DISABLE被断言时，上游端口326u与下游端口326d和协议控制器320断开连接。由于CAN FD Light应答器设备仅对来自命令器设备的请求进行应答并且没有请求到达它们，因此上游应答器设备将始终发送隐性信号(逻辑‘1’)，因为隐性信号被定义为用于总线空闲(如规范ISO 11898-1中定义的)。换句话说，当信号DISABLE被断言时，TXDu＝‘1’(即，总线30的上游部分被设置为隐性电平)，并且TXDd＝TXD(即，应答器设备42仅向下游向命令器设备进行传输)。相反，当信号DISABLE被解除断言时，TXDu＝RXDd(即，从总线的下游部分接收的信号被传播到总线的上游部分)，并且TXDd＝(TXD AND RXDu)(即，如果被协议控制器320命令或者如果从总线30的上游部分接收到显性电平，则总线30的下游部分被设置为显性电平)。注意，或门62是可选的，因为它允许阻挡从上游端口326u到下游端口326d的失真，并且还允许在上游实现仲裁设备。
在一个或多个实施例中，OR逻辑门62是可选的，因为信号RXDu可以与信号TXD一起直接被传递到与门64。门62的提供避免了从上游总线部分到下游总线部分的潜在失真。
在如图4和图6A中例示的一个或多个实施例中，在自动寻址步骤(可以在组装线处或者在总线通信启动之后实施该步骤)期间，所有应答器设备421、422…42N的上游收发器324u的发射器50初始被设置为隐性电平。因此，链中仅第一应答器设备421可以被命令器设备20(例如，CAN FD Light命令者)访问，并且其个体地址可以被编程(例如，被存储在设备421的本地存储器中)。一旦第一应答器设备421的地址的编程完成，第一应答器设备421的上游收发器324u的发射器就被设置为传播从下游收发器324d接收的信号RXDd，以便下一个应答器设备422可以被访问，并且其地址可以被编程。该自动寻址步骤被实施，直到链中的所有应答器设备42都已被编程有它们的个体地址为止。
在图4和图6A的架构中，在操作期间，菊花链差分总线30的导线(CANH和CANL)没有如图3和图5的架构中那样被附加串联电阻加载，并且菊花链总线的每个段可以如图6A中例示的那样(其中终端电阻器耦合在每个端口的端子CANH和CANL之间)被单独端接，这导致良好的端接，良好的端接减少了导线反射、电磁辐射和敏感性。图7是根据图4和图6A的架构的通信总线的示例性电路框图，包括命令器设备20和多个应答器设备421、422、423，多个应答器设备均包括一对CAN收发器(即，下游收发器324d和上游收发器324u)以及耦合到总线段301、302、303的相应端口。每个总线段在两个末端处由相应的终端电阻器端接。
注意，被一个或多个实施例采用的菊花链拓扑(再次参见图3至图7)可能会增加在总线30上发送的数据的延时。总线的每个段可能对信号在总线中的传播增加一点延迟。如规范CiA 604-1中描述的，CAN FD Light协议是基于命令者-响应者架构：命令器设备经由总线向一个应答器设备(可能是链中的最后一个)发送请求，并且等待来自应答器设备的应答。由于仅一个应答器设备被命令器设备寻址并且仅一个应答器设备应答，因此通信正常并且响应延时没有限制。然而，可以减少最大的可能总线负载。
还注意到，可能实现在命令器设备20中的常规CAN FD协议控制器200，期望在经由总线30进行的帧传输之后来自至少一个响应方设备的显性确认比特(ACK比特)形式的反馈。菊花链中仅一个(例如，第一)应答器设备发送这种显性ACK比特就足够了。因此，上游应答器设备的附加延时不会对必须在(例如，命令器设备20的)发射器设备的确认时隙内接收的ACK信号产生影响。
在一些实施例中，对于所有应答器设备，显性ACK比特响应初始默认被关闭，并且仅针对菊花链中的第一应答器设备通过自动寻址步骤来激活显性ACK比特响应，第一应答器设备直接被耦合到命令器设备20。其它应答器设备可以被配置成使得它们不发送显性ACK比特(例如，它们的ACK比特响应功能可以保持关闭)。
在如图6B中例示的其它实施例中，即使开启了一个以上应答器设备的ACK比特功能，也可以由命令器设备20接收单个ACK比特响应。在该情况下，或门62可以被协议控制器320用来从设备发送其自己的ACK比特的时刻起，直到至少ACK定界符比特的末尾(例如，总持续时间等于三个比特时间，或者在菊花链延迟较长的情况下甚至更多)，将来自上游端口326u的流设置为隐性(例如，“掩蔽”在上游端口326u处接收的流)，从而避免由来自上游设备的ACK延迟引起的失真。这在图6B中被例示，其中使用三输入或门62’来代替二输入或门62(与图6A相比)，并且三输入或门62’从协议控制器320接收附加的输入信号MASK。从应答器设备42发送其ACK比特的时刻起，直到至少ACK定界符比特的末尾，信号MASK被协议控制器320断言(例如，MASK＝‘1’)。当掩蔽信号MASK被断言时，从上游端口326u到下游端口326d的流(例如，信号TXDd’)总是被设置为‘1’，并且因此被掩蔽(例如，TXDd＝TXD)。备选地，可以通过断言信号DISABLE以进行掩蔽来实现相同的掩蔽效果，因为到上游端口的信号在掩蔽期间可以是隐性的。如前所述，对门62’输入信号DISABLE是可选的。
注意，在如图6A和图6B中例示的一个或多个实施例中，应答器设备42的协议控制器320从不连接到上游端口326u(例如，即使在上游端口326u通过设置DISABLE＝‘0’而启用被启用时，该端口只能与下游端口326d交换信号，但不能与协议控制器320交换信号)。换句话说，在这种实施例中，应答器设备42仅可以将来自下游端口326d的数据传递到上游端口326u(反之亦然)，以及向下游发送由协议控制器320产生的数据，但不能向上游发送由协议控制器320产生的数据。这与CAN FD Light协议的当前规范一致，该协议不支持响应者-响应者通信。然而，即将到来的应用也可能允许在CAN FD Light网络中进行响应者-响应者通信。为了允许响应者-响应者通信(例如，允许应答器设备在内部产生CAN帧并且将其向上游传输)，可以使用图6C中例示的实施例。图6C是备选应答器设备42的示例性电路框图，该应答器设备42与图6A和图6B中例示的实施例的不同之处在于，它还包括第二AND逻辑门66，第二AND逻辑门66接收输入信号TXD(即，由协议控制器320产生的CAN传输信号)和RXDd(即，由下游CAN收发器324d产生的下游CAN接收信号)，以产生中间上游传输信号TXDu’。OR逻辑门60接收输入信号DISABLE和TXDu’，以产生上游CAN传输信号TXDu。因此，AND逻辑门66允许协议控制器320产生帧，并且将它们发送到上游。特别地，如果TXD＝‘0’，则在上游端口启用被启用的情况下(即，TXD＝‘0’意味着TXDu’＝‘0’，并且因此当DISABLE＝‘0’时，TXDu＝‘0’)，向上游发送显性比特。如果RXDd＝‘0’，则在上游端口启用被启用的情况下(即RXDd＝‘0’意味着TXDu’＝‘0’，并且因此当DISABLE＝‘0’时，TXDu＝‘0’)，向上游转发显性比特。再次注意，逻辑门62是可选的，因为信号RXDu可以直接被传递到AND逻辑门64。
因此，一个或多个实施例可以涉及如图8的流程图中例示的自动寻址步骤，包括步骤800至824。在自动寻址步骤(步骤800)之前，菊花链总线30中的所有应答器设备(32或42)被分配相同的设备地址(例如，默认地址)。利用这种初始地址，一旦它们对命令器设备20可见，它们就可以被访问。每个应答器设备32或42的下游端口326d和上游端口326u之间的通信被禁用(例如，通过打开开关S1和S2，或者通过将每个应答器设备的上游传输信号TXDu设置为隐性电平)。因此，链中仅第一应答器设备321或421对命令器设备20可见。对于所有应答器设备，在默认情况下，ACK比特响应被关闭，以避免来自具有更长延时的更远上游设备的任何ACK比特失真。因此，命令器设备在发送帧之后不能接收ACK比特，这可能导致错误和错误帧。因此，第一应答器设备321或421的ACK比特响应随着命令器设备20传输的第一帧而被开启(步骤802)。在该阶段，第一应答器设备321或421是可经由默认地址访问的唯一设备。由于第一应答器设备321或421的ACK比特响应随着命令器设备发送的第一帧而被开启，因此对于命令器设备发送的第一帧将不会生成ACK比特响应，并且缺失的ACK比特响应可能在命令器设备处生成错误。命令器设备然后可以向第一应答器设备321或421重新发送相同的命令，并且然后将接收预期的ACK比特(步骤804)。可选地，在第一帧没有成功启用第一应答器设备321或421的ACK比特的情况下，可以再次检测到ACK错误，并且命令器设备20可以发送另外的帧来启用ACK比特(步骤806)。注意，发送和接收ACK比特不是CAN FD Light协议的要求，但可以是如可以被嵌入在命令器设备20中的常规CAN FD协议控制器200的正确操作所需要的。在命令器设备20不要求接收ACK比特(例如，因为它包含修改或定制的CAN FD Light协议控制器)的情况下，应答器设备的ACK比特响应特征可以被保持禁用，并且步骤802至806可以被省略。可选地，可以使用另外的帧来读回被编程在第一应答器设备321或421中的值，例如，可以建立与第一应答器设备的通信(步骤808)，甚至是在第一应答器设备的地址已经被重新编程之前。事实上，只要第一应答器设备321或421的上游端口326u保持与下游部分断开连接并且ACK比特启用被启用，第一应答器设备321或421就是命令器设备20唯一可访问的设备，使得甚至是在将设备地址改变为其新(非默认、专用)地址之前，也可以使用默认地址将附加命令发送到第一应答器设备。此时，第一应答器设备321或421的默认地址可以用于将设备的地址修改为链中的第一地址(例如，第一应答器设备的专用地址可以被编程)。在专用地址的编程通过从第一应答器设备读回编程的数据而被成功验证之后，第一应答器设备321或421的上游端口326u可以启用被启用，以访问链的第二应答器设备322或422(步骤810)。一旦第一应答器设备321或421的地址已经被改变，与该节点的通信就总是可能的(即使上游端口326u连接到总线)，因为专用地址是唯一的。在第一应答器设备321或421已经利用其专用地址被成功编程并且其ACK比特启用被启用之后，沿链的后续节点以相同的方式被编程，不同之处在于后续应答器设备(从第二个到最后一个)的ACK比特可以保持被禁用，以避免由于由较远的应答器设备发送的ACK比特的较长延时而引起的失真。具体地，命令器设备20可以从第一应答器设备321或421读取更新的配置数据(步骤812)，并且可以建立与第一应答器设备321或421以及第二应答器设备322或422的通信(步骤814))，甚至在第二应答器设备322或422的地址已经被重新编程之前。事实上，只要第二应答器设备322或422的上游端口326u保持与下游部分断开连接，第二应答器设备322或422就是命令器设备20利用默认地址可访问的唯一应答器设备(因为第一应答器设备已经被重新编程)，使得可以使用默认地址将附加命令发送到第二应答器设备，甚至是在将设备地址改变为其新(非默认、专用)地址之前。因此，命令器设备20和可到达应答器设备之间的可选命令的交换总是可能的，要么使用默认地址来到达当前连接到总线的最后一个应答器设备(如果相应的上游端口326u被断开连接)，要么在地址被修改之后，使用新编程的地址。此时，第二应答器设备322或422的默认地址可以用于将该设备的地址修改为链中的第二地址(例如，第二应答器设备的专用地址可以被编程)。在专用地址的编程通过从第二应答器设备读回编程的数据而被成功验证之后，可以启用第二应答器设备322或422的上游端口326u，以访问链的下一个(例如，第三)应答器设备323或423(步骤816)。然后，命令器设备可以可选地从新编程的应答器设备读取更新的配置数据(步骤818)，并且可以可选地建立与链中当前可访问的所有应答器设备的通信(步骤820)。在步骤822处，自动寻址步骤包括检查是否所有应答器设备都已被编程。在否定(N)结果的情况下，该步骤重复步骤816至820以对下一个应答器设备进行编程。在肯定(Y)结果的情况下，自动寻址步骤终止(步骤824)。例如，可以通过对链中的设备进行计数(如果它们的数目已知)，或者如果没有设备可再利用默认地址来访问，来检测自动寻址步骤的结束(即，检查822的肯定结果)。后一个选项依赖于以下事实：在上游端口启用被启用之后，会请求使用默认命令访问的下一个应答器设备的响应。如果没有接收到响应，则没有应答器设备需要被编程，并且自动寻址步骤完成。
现在参考图9，图9是应答器设备42的示例性电路框图，其中为了便于说明，未图示收发器324u和324d的内部组件，注意，在包括一对CAN收发器324u和324d的一个或多个实施例中，为了实现菊花链架构的收发器324d的接收器与收发器324u的发射器之间(即，信号RXDd与TXDu之间)的简单连接以及收发器324u的接收器与收发器324d的发射器之间(即，信号RXDu和TXDd之间)的简单连接，可能容易出现栓锁现象。具体地，如果链的第一侧被设置为显性状态(例如，下游端口326d被设置为低逻辑电平)，则显性信号被传输到其它收发器(例如，RXDd＝‘0’->TXDu＝‘0’)，因此，这也将链的其它侧驱动到显性状态(例如，上游端口326u也被设置为低逻辑电平)。然后，在总线的该后一部分处的显性信号被读回(例如，通过上游收发器324u)到链的第一侧(例如，RXDu＝‘0’->TXDd＝‘0’)，其中收发器保持总线处于显性状态。因此，可能形成环路，并且总线可能卡在显性状态。
因此，依赖于一对CAN收发器324d、324u的实现的一个或多个实施例可以附加地包括逻辑电路，该逻辑电路被配置成：当在两个端口326d、326u中的任一个端口处感测到显性状态时，中断两个收发器324d、324u之间的反馈路径。这种逻辑电路可以根据图10中例示的状态图来操作。基本上，只要下游收发器324d和上游收发器324u两者的接收器56在相应的总线部分处检测到隐性信号(图10的状态S1))，两个发射器50都是“打开”的，也就是说，它们将从其它收发器接收的信号转发到它们的总线部分(例如，下游收发器324d的发射器50传递信号RXDu，并且上游收发器324u的发射器50传递信号RXDd)，两者都是隐性的。一旦接收器56中的一个接收器在其相应的总线部分处检测到显性信号，它就通过将其自己的发射器设置为隐性状态来阻挡其自己的发射器，并且使其它发射器打开以将显性信号发送到其总线。因此，如果上游接收器56在端口326u处检测到显性信号(图10中的触发C1)，则状态机移动到状态S2，在该处，上游发射器50被阻止进入隐性状态(然而，这不影响在端口326u处的显性值)，并且下游发射器50打开(例如，它将信号RXDu传播到下游端口326d)。类似地，如果下游接收器56在端口326d处检测到显性信号(图10中的触发C2)，则状态机移动到状态S3，在该处，下游发射器50被阻止进入隐性状态(然而，这不影响在端口326d处的显性值)，并且上游发射器50打开(例如，它将信号RXDd传播到上游端口326u)。保持状态S2或S3，直到两个接收器56再次检测到隐性信号(图10中的触发C3和C4)：然后两个发射器50再次打开(例如，状态机移回到状态S1)。
因此，无论哪个接收器检测到显性信号，都首先阻塞其发射器，直到两个接收器再次在总线上检测到隐性值。这避免了从一个端口转发到其它端口的显性信号被发送回其原始端口，从而避免了反馈环路和栓锁。这种控制机制可以用于CAN FD Light(以及其它基于命令者/响应者的总线系统，诸如LIN)，因为通信始终在一个方向上进行。
图11是双收发器应答器设备42的示例性电路框图，设备42包括实现图10的状态图的逻辑电路。除了图6B的实施例之外，图11的应答器设备42还包括置位-复位触发器(SRFF)。SR触发器可以例如通过第一NOR逻辑门110和第二NOR逻辑门112来实现。逻辑门110在第一输入端子处接收信号RXDu，并且在第二输入端子处接收来自逻辑门112的输出。逻辑门112在第一输入端子处接收信号RXDd，并且在第二输入端子处接收来自逻辑门110的输出。OR逻辑门60是三输入门，并且除了信号DISABLE和RXDd之外，还接收作为NOR逻辑门110的输出的第三输入信号。OR逻辑门62’是四输入门，并且除了信号DISABLE、RXDu和MASK之外，还接收作为NOR逻辑门112的输出的第四输入信号。因此，逻辑门110和112实现了参考图10讨论的操作原理。然而，这种实现可能遭受稳定性问题，并且要求或非门110和112具有占主导地位的传播延迟(例如，高于从一个收发器到其它收发器的传输路径的传播延迟)，以便避免振荡。
图12是实现图10的状态图的逻辑电路的另一种可能实现的示例性电路框图。与图11的实施例相比，图12的应答器设备42附加地包括第二置位-复位触发器(SR FF)。第二SR触发器可以例如通过第一OR/NOR逻辑门120和第二OR/NOR逻辑门122来实现。逻辑门120在第一输入端子处接收来自逻辑门110的输出，并且在第二输入端子处接收来自逻辑门122的互补(NOR)输出。逻辑门122在第一输入端子处接收来自逻辑门112的输出，并且在第二输入端子处接收来自逻辑门120的互补(NOR)输出。OR逻辑门60是三输入门，并且除了信号DISABLE和RXDd之外，还接收作为逻辑门120的正常(OR)输出的第三输入信号。OR逻辑门62’是四输入门，并且除了信号DISABLE、RXDu和MASK之外，还接收作为逻辑门122的正常(OR)输出的第四输入信号。因此，逻辑门110、112、120和122实现了参考图10讨论的操作原理。有利地，这种实现对于逻辑门110和112的传播延迟的任何值都是稳定的(例如，保证无振荡操作)。
图13是实现图10的状态图的逻辑电路的另一种可能实现的示例性电路框图。与图11的实施例相比，图12的应答器设备42附加地包括AND逻辑门130和一对置位-复位触发器132、134。AND逻辑门130在第一输入端子处接收信号RXDu，并且在第二输入端子处接收信号RXDd。置位-复位触发器132在相应的置位端子处接收来自NOR逻辑门110的输出，并且在相应的复位端子处接收来自AND逻辑门130的输出。置位-复位触发器134在相应的置位端子处接收来自NOR逻辑门112的输出，并且在相应的复位端子处接收来自AND逻辑门130的输出。OR逻辑门60是三输入门，并且除了信号DISABLE和RXDd之外，还接收作为触发器132的正常(Q)数据输出的第三输入信号。OR逻辑门62’是四输入门，并且除了信号DISABLE、RXDu和MASK之外，还接收作为触发器134的正常(Q)数据输出的第四输入信号。因此，逻辑门110、112、130和触发器132和134实现了参考图10讨论的操作原理。有利地，这种实现对于逻辑门110和112的传播延迟的任何值都是稳定的(例如，保证无振荡操作)。
图14是实现图10的状态图的逻辑电路的另一种可能实现的示例性电路框图。与图13的实施例相比，逻辑门110在其第二输入端子处接收来自触发器134的正常(Q)数据输出(而不是接收来自逻辑门112的输出)，并且逻辑门112在其第二输入端子处接收来自触发器132的正常(Q)数据输出(而不是接收来自逻辑门110的输出)。因此，逻辑门110、112、130以及触发器132和134实现了参考图10讨论的操作原理。有利地，这种实现对于逻辑门110和112的传播延迟的任何值都是稳定的(例如，保证无振荡操作)。
作为示例，下面详细描述图14中例示的电路的操作。只要两个接收器是隐性的(例如，RXDu＝‘1’并且RXDd＝‘1’)，触发器132和134两者就都处于复位状态(两个“置位”信号都等于‘0’)。在复位状态下，正常(Q)数据输出等于‘0’，这允许将一侧的接收信号传输到另一侧的传输信号(例如，RXDu被传输到TXDd，并且RXDd被传输到TXDu)，因为OR逻辑门60和62’是透明的(假设DISABLE＝‘0’)。一旦一个接收器在总线的相应部分上检测到‘0’值(显性状态)，复位信号就被移除，并且触发器132和134保持它们的状态。然后，其置位输入(S)经由或非门110或112连接到检测到显性状态的接收器的触发器被置位，因为这种触发器的置位输入现在等于‘1’。在该情况下，相应的数据输出(Q)变为‘1’，从而经由相应的OR逻辑门(60或62’)迫使相关联的传输信号(TXDu或TXDd’)为‘1’(隐性状态)。相反，其它触发器保持其状态，并且其数据输出(Q)保持等于‘0’，使相应的OR逻辑门(62’或60)透明，以使来自另一侧的信号可以经由发射器被施加到总线的相应部分。该状态被保持，直到两个接收器在其总线部分上检测到隐性信号(例如，信号RXDu和RXDd两者都等于‘1’)。然后，触发器132和134两者再次被复位，并且两个传输信号对于其它流的接收信号是透明的。这种机制确保了，在再次打开环路之前，发送到总线的其它部分的显性信号已经变为隐性。本文讨论的解决方案对于显性到隐性边缘(在该处，CAN网络中的振铃出现)上的振铃是稳健的，因为隐性电平不是由收发器主动驱动，而是由终端电阻器设置。尽管一旦总线的两个部分都是稳定隐性的，振铃就从一个总线部分传输到另一个总线部分，但是触发器132和134两者都被复位并且发射器是打开的。
注意，在根据图11至图14的所有实施例中，对OR逻辑门62’输入信号DISABLE是可选的。
应当注意，参考图11至图14公开的解决方案中的任一个解决方案可以在参考图6A至图6C公开的一个或多个实施例中进行实现。信号TXD、DISABLE、MASK的操作与先前讨论的相同。类似地，所有实施例都适于实现如先前例如参考图8讨论的自动寻址步骤。
因此，一个或多个实施例可以提供一种提供有自动寻址功能的菊花链通信总线，该菊花链通信总线可使用CAN协议(例如，CAN FD协议或CAN FD Light协议)以高数据速率(例如，1000kbit/s或更高)操作。
在不损害基本原理的情况下，在不脱离保护范围的情况下，细节和实施例可以相对于仅以示例方式描述的内容变化，甚至显著变化。

Claims (20)

1.一种电子设备，包括：
CAN协议控制器；
第一通信端口，被配置成耦合到差分总线的第一段；
第二通信端口，被配置成耦合到所述差分总线的第二段；
第一CAN收发器电路，被耦合到所述CAN协议控制器并且被配置成从所述CAN协议控制器接收第一CAN传输信号和向所述CAN协议控制器传输第一CAN接收信号，所述第一CAN收发器电路被耦合到所述第一通信端口并且被配置成基于所述第一CAN传输信号来驱动所述差分总线的所述第一段处的差分电压和感测所述差分总线的所述第一段处的差分电压，以及产生所述第一CAN接收信号；
其中所述第二通信端口响应于控制信号被解除断言而被启用并且响应于所述控制信号被断言而被禁用，其中CAN信号响应于所述控制信号被解除断言而在所述第一通信端口和所述第二通信端口之间被传递，并且所述CAN信号响应于所述控制信号被断言而不在所述第一通信端口和所述第二通信端口之间被传递。
2.根据权利要求1所述的电子设备，包括第二CAN收发器电路，所述第二CAN收发器电路被耦合到所述第二通信端口并且被配置成基于第二CAN传输信号来驱动所述差分总线的所述第二段处的差分电压或感测所述差分总线的所述第二段处的差分电压，以及产生第二CAN接收信号，其中：
响应于所述控制信号被断言，所述第二CAN收发器电路被配置成在所述差分总线的所述第二段处输出隐性电平，并且所述第一CAN收发器电路被配置成基于由所述CAN协议控制器产生的所述第一CAN传输信号，来驱动所述差分总线的所述第一段处的所述差分电压；并且
响应于所述控制信号被解除断言，所述第二CAN收发器电路被配置成基于由所述第一CAN收发器电路产生的所述第一CAN接收信号来驱动所述差分总线的所述第二段处的所述差分电压，并且所述第一CAN收发器电路被配置成基于由所述CAN协议控制器产生的所述第一CAN传输信号和由所述第二CAN收发器电路产生的所述第二CAN接收信号来驱动所述差分总线的所述第一段处的所述差分电压。
3.根据权利要求2所述的电子设备，包括：
第一OR逻辑门，被配置成对所述控制信号和由所述第一CAN收发器电路产生的所述第一CAN接收信号应用OR逻辑处理，以及产生所述第二CAN发送信号；以及
AND逻辑门，被配置成对由所述第二CAN收发器电路产生的所述第二CAN接收信号和由所述CAN协议控制器产生的所述CAN传输信号应用AND逻辑处理，以及产生所述第一CAN传输信号。
4.根据权利要求3所述的电子设备，包括第二OR逻辑门，所述第二OR逻辑门被配置成对所述控制信号和由所述第二CAN收发器电路产生的所述第二CAN接收信号应用OR逻辑处理以及产生中间CAN下游传输信号，其中所述AND逻辑门被配置成对所述中间CAN下游传输信号和由所述CAN协议控制器产生的所述CAN传输信号应用AND逻辑处理，以及产生所述第一CAN传输信号。
5.根据权利要求3所述的电子设备，其中：
所述CAN协议控制器被配置成响应于在所述第一通信端口处接收到CAN信号，向所述第一CAN收发器电路传输确认信号；
所述CAN协议控制器被配置成在所述确认信号的传输期间，断言掩蔽信号；并且
所述第二OR逻辑门被配置成对所述控制信号、由所述第二CAN收发器电路产生的所述第二CAN接收信号和所述掩蔽信号应用OR逻辑处理，以及产生所述中间CAN下游传输信号。
6.根据权利要求3所述的电子设备，包括第二AND逻辑门，所述第二AND逻辑门被配置成对由所述CAN协议控制器产生的所述CAN传输信号和由所述第一CAN收发器电路产生的所述第一CAN接收信号应用AND逻辑处理，以及产生中间CAN上游传输信号，其中所述第一OR逻辑门被配置成：对所述控制信号和所述中间CAN上游传输信号应用OR逻辑处理，以及产生所述第二CAN传输信号。
7.根据权利要求2所述的电子设备，包括逻辑电路，所述逻辑电路被配置成：
响应于所述第一CAN接收信号具有显性电平，将所述第一CAN传输信号设置为隐性电平，并且
响应于所述第二CAN接收信号具有显性电平，将所述第二CAN传输信号设置为隐性电平。
8.根据权利要求7所述的电子设备，其中所述逻辑电路包括第一NOR逻辑门和第二NOR逻辑门，其中：
所述第一NOR逻辑门被配置成对所述第二CAN接收信号和来自所述第二NOR逻辑门的输出信号应用NOR逻辑处理，以及产生第一阻塞信号；
所述第二NOR逻辑门被配置成对所述第一CAN接收信号和来自所述第一NOR逻辑门的输出信号应用NOR逻辑处理，以及产生第二阻塞信号；
响应于所述第一阻塞信号被断言，所述第二CAN传输信号被强制为隐性电平；并且
响应于所述第二阻塞信号被断言，所述第一CAN传输信号被强制为隐性电平。
9.根据权利要求8所述的电子设备，其中所述逻辑电路还包括第一OR/NOR逻辑门和第二OR/NOR逻辑门，其中：
所述第一OR/NOR逻辑门被配置成对所述第一阻塞信号和来自所述第二OR/NOR逻辑门的NOR输出信号应用OR逻辑处理，以及产生第三阻塞信号；
所述第二OR/NOR逻辑门被配置成对所述第二阻塞信号和来自所述第一OR/NOR逻辑门的NOR输出信号应用OR逻辑处理，以及产生第四阻塞信号；
响应于所述第三阻塞信号被断言，所述第二CAN传输信号被强制为隐性电平；并且
响应于所述第四阻塞信号被断言，所述第一CAN传输信号被强制为隐性电平。
10.根据权利要求8所述的电子设备，其中所述逻辑电路还包括：
AND逻辑门；
第一置位-复位触发器；以及
第二置位-复位触发器，其中：
所述AND逻辑门被配置成对所述第二CAN接收信号和所述第一CAN接收信号应用AND逻辑处理，以及产生复位信号；
所述第一置位-复位触发器被配置成在置位输入端子处接收所述第一阻塞信号并且在复位输入端子处接收所述复位信号，以及在数据输出端子处产生第三阻塞信号；
所述第二置位-复位触发器被配置成在置位输入端子处接收所述第二阻塞信号并且在复位输入端子处接收所述复位信号，以及在数据输出端子处产生第四阻塞信号；
响应于所述第三阻塞信号被断言，所述第二CAN传输信号被强制为隐性电平；并且
响应于所述第四阻塞信号被断言，所述第一CAN传输信号被强制为隐性电平。
11.根据权利要求10所述的电子设备，其中：
所述第一NOR逻辑门被配置成对所述第二CAN接收信号和所述第四阻塞信号应用NOR逻辑处理，以及产生所述第一阻塞信号；并且
所述第二NOR逻辑门被配置成对所述第一CAN接收信号和所述第三阻塞信号应用NOR逻辑处理，以及产生所述第二阻塞信号。
12.根据权利要求1所述的电子设备，包括开关集合，所述开关集合被布置在所述第一通信端口和所述第二通信端口之间并且由所述控制信号控制，其中所述第二通信端口响应于所述控制信号被解除断言而与所述第一通信端口并联耦合，并且响应于所述控制信号被断言而从所述第一通信端口被解耦。
13.根据权利要求12所述的电子设备，其中所述第一CAN收发器电路响应于所述控制信号被解除断言而被耦合到所述第二通信端口，并且基于所述第一CAN传输信号来驱动所述差分总线的所述第二段处的所述差分电压和感测所述差分总线的所述第二段处的差分电压，以及产生所述第一CAN接收信号。
14.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述CAN协议控制器被配置成根据CAN协议对帧进行编码，或者根据所述CAN协议对从所述差分总线接收的帧进行解码。
15.一种差分总线通信系统，包括：
命令器设备，所述命令器设备包括CAN协议控制器、耦合到所述CAN协议控制器的CAN收发器电路以及通信端口，所述通信端口被耦合到所述CAN收发器电路并且被连接到差分总线的第一段的第一端；
第一应答器设备和第二应答器设备，所述第一应答器设备和所述第二应答器设备中的每个应答器设备分别包括：
CAN协议控制器；
第一通信端口；
第二通信端口；
第一CAN收发器电路，被耦合到所述CAN协议控制器，并且被配置成从所述CAN协议控制器接收第一CAN传输信号和向所述CAN协议控制器传输第一CAN接收信号，所述第一CAN收发器电路被耦合到所述第一通信端口，并且被配置成基于所述第一CAN传输信号，驱动所述差分总线处的差分电压和感测所述差分总线处的差分电压，以及产生所述第一CAN接收信号；
其中所述第二通信端口响应于控制信号被解除断言而被启用，并且响应于所述控制信号被断言而被禁用，其中CAN信号响应于所述控制信号被解除断言而在所述第一通信端口和所述第二通信端口之间被传递，并且所述CAN信号响应于所述控制信号被断言而不在所述第一通信端口和所述第二通信端口之间被传递，
其中所述第一应答器设备的所述第一通信端口连接到所述差分总线的所述第一段，并且所述第一应答器设备的所述第二通信端口被连接到所述差分总线的第二段，并且
其中所述第二应答器设备的所述第一通信端口连接到所述差分总线的所述第二段，并且所述第二应答器设备的所述第二通信端口被连接到所述差分总线的第三段。
16.根据权利要求15所述的差分总线通信系统，包括终端电阻器，所述终端电阻器被并联耦合到所述命令器设备的所述通信端口、所述第一应答器设备的所述第一通信端口或第二通信端口，以及所述第二应答器设备的所述第一通信端口或第二通信端口。
17.一种配置差分总线通信系统的方法，所述差分总线通信系统包括：
命令器设备，所述命令器设备包括：CAN协议控制器、被耦合到所述CAN协议控制器的CAN收发器电路，以及通信端口，所述通信端口被耦合到所述CAN收发器电路并且被连接到差分总线的第一段的第一端；
第一应答器设备和第二应答器设备，所述第一应答器设备和所述第二应答器设备中的每个应答器设备分别包括：
CAN协议控制器；
第一通信端口；
第二通信端口；
第一CAN收发器电路，被耦合到所述CAN协议控制器，并且被配置成从所述CAN协议控制器接收第一CAN传输信号和向所述CAN协议控制器传输第一CAN接收信号，所述第一CAN收发器电路被耦合到所述第一通信端口，并且被配置成基于所述第一CAN传输信号驱动所述差分总线处的差分电压和感测所述差分总线处的差分电压，以及产生所述第一CAN接收信号；
其中所述第二通信端口响应于控制信号被解除断言而被启用，并且响应于所述控制信号被断言而被禁用，其中CAN信号响应于所述控制信号被解除断言而在所述第一通信端口和所述第二通信端口之间被传递，并且所述CAN信号响应于所述控制信号被断言而不在所述第一通信端口和所述第二通信端口之间被传递，
其中所述第一应答器设备的所述第一通信端口被连接到所述差分总线的所述第一段，并且所述第一应答器设备的所述第二通信端口被连接到所述差分总线的第二段，并且
其中所述第二应答器设备的所述第一通信端口被连接到所述差分总线的所述第二段，并且所述第二应答器设备的所述第二通信端口被连接到所述差分总线的第三段，
所述方法包括：
使用默认总线地址，经由所述差分总线的所述第一段，从所述命令器设备向所述第一应答器设备发送第一配置帧，所述第一配置帧包括用于为所述第一应答器设备设置单义总线地址的指令；
在所述第一应答器设备处接收所述第一配置帧，并且将所述第一应答器设备的所述单义总线地址存储在所述第一应答器设备的存储器区域中；
通过将所述第一应答器设备的所述控制信号解除断言，来启用所述第一应答器设备的所述第二通信端口；
使用默认总线地址，经由所述差分总线的所述第一段和所述第二段，从所述命令器设备向所述第二应答器设备发送第二配置帧，所述第二配置帧包括用于为所述第二应答器设备设置单义总线地址的指令；
在所述第二应答器设备处接收所述第二配置帧，并且将所述第二应答器设备的所述单义总线地址存储在所述第二应答器设备的存储器区域中；以及
通过将所述第二应答器设备的所述控制信号解除断言，来启用所述第二应答器设备的所述第二通信端口。
18.根据权利要求17所述的方法，其中所述第一配置帧包括用于启用所述第一应答器设备的确认功能的指令，所述方法包括：
响应于帧在所述第一应答器设备处被接收，经由所述差分总线的所述第一段，从所述第一应答器设备向所述命令器设备发送确认比特。
19.根据权利要求18所述的方法，包括当由所述第一应答器设备(321；421)发送所述确认比特时，掩蔽在所述第一应答器设备的所述第二通信端口处从所述差分总线的所述第二段被接收的流。
20.根据权利要求18所述的方法，包括响应于所述命令器设备在第一次发送所述第一配置帧之后未能从所述第一应答器设备接收到所述确认比特，第二次发送所述第一配置帧。
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