DE10017085A1 - Can-Bus -Abschluss-Schaltungen und Verfahren für einen Automatischen Can-Bus Abschluss - Google Patents
Can-Bus -Abschluss-Schaltungen und Verfahren für einen Automatischen Can-Bus AbschlussInfo
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Abstract
Eine CAN-Bus-Abschlußschaltung weist eine erste Schaltung auf, die sich in einer elektrischen Verbindung mit einem CAN-Bus befindet. Die erste Schaltung ist konfiguriert, um einen elektrischen Betriebsparameter zu überwachen, der dem Betrieb des CAN-Busses zugeordnet ist. Eine zweite Schaltung befindet sich in einer elektrischen Kommunikation mit der ersten Schaltung, und dieselbe wird ansprechend darauf, daß die erste Schaltung einer Änderung des elektrischen Betriebsparameters, der konfigurationsgemäß überwacht werden soll, erfaßt, selektiv durch die erste Schaltung aktiviert. Wenn die zweite Schaltung aktiviert ist, schließt dieselbe den CAN-Bus ab.
Description
Diese Erfindung bezieht sich auf CAN-Bus-Abschlußschaltungen
und auf Verfahren für einen automatischen CAN-Bus-Abschluß.
Das CAN-Protokoll (CAN = Controller Area Network) ist ein
serielles Kommunikationsprotokoll für eine Kommunikation
zwischen verschiedenen elektronischen Vorrichtungen oder
Knoten. Das CAN-Protokoll ist in der Vergangenheit in Ver
bindung mit Fahrzeugen, wie z. B. Automobilen, verwendet wor
den. Gemäß dem CAN-Protokoll können mehrere unterschiedliche
elektronische Vorrichtungen oder Knoten mit einem einzigen
seriellen Bus gekoppelt werden, so daß Mitteilungen und Da
ten von einer elektronischen Vorrichtung zu einer anderen
gesendet werden können. Das CAN-Protokoll ist ein mittei
lungsbasiertes Protokoll, bei dem CAN-Rahmen auf einem ge
meinsamen CAN-Bus plaziert werden. Der CAN-Bus kann aus ei
nem einzelnen Draht oder aus einem unterschiedlich getrie
benen bzw. angesteuerten Paar von Drähten bestehen. Jede
elektronische Vorrichtung oder jeder Knoten auf dem gemein
samen CAN-Bus empfängt jeden Rahmen, der auf dem Bus vorhan
den ist, und filtert diejenigen Rahmen aus, die nicht erfor
derlich sind, um die Aufgaben dieses Knotens durchzuführen.
Falls beispielsweise eine Vorrichtung, die einem Armaturen
brett eines Automobils zugeordnet ist, einen Rahmen auf den
CAN-Bus schickt, der auffordert, daß die Scheinwerfer des
Automobils eingeschaltet werden sollen, kann die Vorrichtung
an dem CAN-Bus, die für die Bremsleuchten verantwortlich
ist, feststellen, daß der Rahmen für eine andere Vorrichtung
bestimmt ist, wobei die Vorrichtung folglich nicht auf den
Rahmen ansprechen wird. Die Vorrichtung, die die Scheinwer
fer steuert, empfängt jedoch den Rahmen und spricht auf den
selben durch Einschalten der Scheinwerfer an. In den CAN-
Rahmen sind deshalb Identifiziererbits vorgesehen, um zu er
möglichen, daß Mitteilungen und Daten an bestimmte Knoten
auf dem CAN-Bus und nicht an andere Knoten auf dem CAN-Bus
gerichtet werden können.
Aufgrund der Tatsache, daß sich Signale auf einem gemeinsa
men Bus ausbreiten, sind Rauschen und Signalreflexionen im
mer von Bedeutung. Insbesondere Rauschen kann Signale ver
fälschen, die auf dem CAN-Bus geführt werden, was in einigen
Fällen zu einem fehlerhaften Verhalten einer Vorrichtung
führen kann. Auf die gleiche Weise können auch reflektierte
Signale die Integrität des Systems beeinträchtigen. Um den
Signalreflexionsbelangen zu genügen, werden an den Enden des
CAN-Busses typischerweise Widerstände, z. B. 120-Ohm-Wider
stände, in die CAN-Bus-Schaltung aufgenommen. Typischerweise
müssen auch Widerstände vorgesehen werden, um Treiberanfor
derungen einer resistiven Last zu erfüllen, wobei beispiels
weise bei der ISO-11898-Norm für die Treiber eine resistive
Last von 60 Ohm erforderlich ist. Dies macht es erforder
lich, daß die letzten Knoten, beispielsweise an jedem Ende,
auf einem CAN-Bus gefunden werden müssen und daß ein Ab
schlußwiderstand an die Enden hinzugefügt werden muß. Da die
CAN-Bus-Knoten parallel geschaltet sind, ist es nicht immer
eine einfache Aufgabe, den letzten Knoten zu finden. Wenn
außerdem eine unbestimmte Anzahl von Knoten vorhanden ist,
stellt ferner das Bestimmen, welche Vorrichtungen sich an
den Enden des CAN-Busses befinden, keine einfache Aufgabe
dar.
Ausgehend von diesem Stand der Technik besteht die Aufgabe
der vorliegenden Erfindung darin, ein Konzept zu schaffen,
mittels dem CAN-Bus-Systeme und Verfahren zum Betreiben von
CAN-Bussen flexibler und anpaßbarer ausgelegt werden können.
Diese Aufgabe wird durch eine CAN-Bus-Abschlußschaltung ge
mäß Anspruch 1, durch ein CAN-Bussystem gemäß Anspruch 8 und
durch ein automatisches CAN-Bus-Abschlußverfahren gemäß An
spruch 14 gelöst.
Im folgenden werden CAN-Bus-Abschlußschaltungen und automa
tische CAN-Bus-Abschlußverfahren beschrieben.
Bei einem Ausführungsbeispiel umfaßt eine CAN-Bus-Abschluß
schaltung eine erste Schaltung in einer elektrischen Kommu
nikation mit einem CAN-Bus. Die erste Schaltung ist konfi
guriert, um einen elektrischen Betriebsparameter, der dem
Betrieb des CAN-Busses zugeordnet ist, zu überwachen. Eine
zweite Schaltung befindet sich in einer elektrischen Kommu
nikation mit der ersten Schaltung und wird ansprechend da
rauf, daß die erste Schaltung einer Änderung des elektri
schen Betriebsparameters, den dieselbe konfigurationsgemäß
überwachen soll, erfaßt, selektiv von der ersten Schaltung
aktiviert. Wenn die zweite Schaltung aktiviert ist, schließt
dieselbe den CAN-Bus ab.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel umfaßt ein CAN-Bus
system einen CAN-Bus und eine Mehrzahl von Knoten, die ent
lang des CAN-Busses verteilt und mit dem CAN-Bus wirksam
verbunden sind. Eine Einschaltsignalerzeugungsschaltung
weist eine Ausgangsleitung auf, die mit den Knoten gekoppelt
ist und die Knoten aktiviert. Jeder Knoten umfaßt eine Ab
schlußschaltung, die mit der Ausgangsleitung verbunden ist.
Die Abschlußschaltung überwacht einen vorbestimmten elektri
schen Zustand und schließt den CAN-Bus ansprechend auf eine
Erfassung des vorbestimmten elektrischen Zustands ab.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel umfaßt ein automati
sches CAN-Bus-Abschlußverfahren die Schritte des Überwachens
eines elektrischen Betriebsparameters, der dem Betrieb zu
mindest eines CAN-Bus-Knotens eines CAN-Busses zugeordnet
ist, und des Abschließens des CAN-Busses ansprechend auf ein
Auftreten einer vorbestimmbaren Charakteristik des elektri
schen Betriebsparameters.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung
werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegenden
Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockdiagramm einer CAN-Bus-Abschlußschaltung
gemäß einem oder mehreren Ausführungsbeispielen der
Erfindung.
Fig. 2 ein Blockdiagramm einer CAN-Bus-Abschlußschaltung
gemäß einem oder mehreren Ausführungsbeispielen der
Erfindung.
Fig. 3 ein Diagramm eines CAN-Bussystems gemäß einem Aus
führungsbeispiel der Erfindung.
Fig. 4 ein Blockdiagramm einer CAN-Bus-Abschlußschaltung
gemäß einem oder mehreren Ausführungsbeispielen der
Erfindung.
Fig. 5 ein Blockdiagramm einer Signalreflexionsreduzie
rungsschaltung gemäß einem Ausführungsbeispiel der
Erfindung.
Fig. 6 ein Blockdiagramm einer CAN-Bus-Abschlußschaltung
gemäß einem oder mehreren Ausführungsbeispielen der
Erfindung.
Fig. 7 ein Flußdiagramm, das Verfahrensschritte gemäß ei
nem Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt.
Fig. 8 ein Schaltungsdiagramm, das eine Stromerfassungs
schaltung beschreibt, die für eine Verwendung in
Verbindung mit einem oder mehreren Ausführungsbei
spielen der Erfindung geeignet ist.
Fig. 9 ein Schaltungsdiagramm, das eine Abschlußschaltung
gemäß einem oder mehreren Ausführungsbeispielen der
Erfindung beschreibt, und das die Stromerfassungs
schaltung von Fig. 8 aufweist.
Fig. 10 ein Diagramm eines Teils eines beispielhaften CAN-
Busses.
Fig. 11 ein Diagramm eines beispielhaften CAN-Busses.
Die folgende Erörterung setzt voraus, daß der Leser gewisse
Grundkenntnisse über CAN-Bussysteme besitzt. Verschiedene
Aspekte von CAN-Bussystemen werden in den folgenden US-Pa
tenten beschrieben, deren Offenbarungen hierin durch Bezug
nahme aufgenommen sind: US-5,574,848, US-5,551,053, US-
5,323,385, US-5,539,778, US-5,600,782, US-5,675,830 und US-
5,448,180.
Fig. 1 zeigt eine Schaltung allgemein bei 10, die eine CAN-
Bus-Abschlußschaltung gemäß einem Ausführungsbeispiel auf
weist. Die Schaltung 10 umfaßt einen CAN-Bus 12, der bei
spielsweise eine erste und zweite Signalführungsleitung 14,
16 aufweist. Die CAN-Bus-Abschlußschaltung weist bei diesem
Ausführungsbeispiel eine erste Schaltung 18 auf, die sich
aufgrund einer Verbindung mit den Signalführungsleitungen
14, 16 jeweils über ein Paar von Eingangsleitungen 20, 22 in
einer elektrischen Verbindung mit dem CAN-Bus befindet. Die
erste Schaltung ist vorzugsweise konfiguriert, um einen
elektrischen Betriebsparameter zu überwachen, der dem Be
trieb des CAN-Busses zugeordnet ist. Der elektrische Be
triebsparameter kann jeder geeignete elektrische Betriebs
parameter sein, wobei ein beispielhafter Betriebsparameter
im folgenden in Verbindung mit Fig. 2 angegeben ist. Die Ab
schlußschaltung umfaßt ferner eine zweite Schaltung 24, die
sich in einer elektrischen Kommunikation mit der ersten
Schaltung 18 befindet. Die zweite Schaltung 24 wird anspre
chend darauf, daß die erste Schaltung eine Änderung des
elektrischen Betriebsparameters, den dieselbe konfigurati
onsgemäß überwachen soll, erfaßt, selektiv durch die erste
Schaltung 18 aktiviert. Die zweite Schaltung 24 schließt
vorzugsweise den CAN-Bus ab, wenn dieselbe durch die erste
Schaltung 18 aktiviert wird.
Bei dem Beispiel von Fig. 1 ist eine Einschaltleitung 26
vorgesehen, die zusammen mit einer Einschaltsignalerzeu
gungsschaltung 28 ein Signal liefert, das verwendet wird, um
die Leistungsversorgungen der einzelnen Knoten oder Vorrich
tungen entlang des CAN-Busses, die mit der Einschaltleitung
verbunden sind, einzuschalten. Die Einschaltleitung 26 ist
vorgesehen, um die einzelnen Knoten entlang des CAN-Busses
12 einzuschalten.
Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel allgemein bei 10a. Im
folgenden werden, wo dies geeignet ist, gleiche Bezugszei
chen aus dem Ausführungsbeispiel von Fig. 1 verwendet, wobei
Unterschiede durch das Suffix "a" oder durch unterschiedli
che Bezugszeichen angegeben werden. Eine erste Schaltung 18a
umfaßt hier eine Umschaltschaltung 30 und eine Stromerfas
sungsschaltung 32. Eine zweite Schaltung 24a weist eine Re
flexionsreduzierungsschaltung auf, die bei diesem Ausfüh
rungsbeispiel ein resistives Element oder eine Schaltung 34
aufweist. Die Stromerfassungsschaltung 32 ist vorzugsweise
konfiguriert, um einen Betriebsstrom, der dem Betrieb des
CAN-Busses zugeordnet ist, zu erfassen. Bei diesem Beispiel
wird der Betriebsstrom durch die Einschaltleitung 26 gelie
fert. Die Stromerfassungsschaltung 32 ist mit der Umschalt
schaltung 30 wirksam verbunden. Die Umschaltschaltung 30 ist
mittels Leitungen 20, 22 mit dem CAN-Bus verbunden. Wenn die
Stromerfassungsschaltung 32 einen bestimmbaren elektrischen
Strom erfaßt, beispielsweise eine Änderung des überwachten
Betriebsstroms, nimmt die Umschaltschaltung selektiv die Re
flexionsreduzierungsschaltung 24a auf, d. h. wird mit dersel
ben verbunden, was wiederum bewirkt, daß das resistive Ele
ment oder die Schaltung 34 den CAN-Bus abschließt. Bei einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Reflexionsreduzie
rungsschaltung eine resistive Lastschaltung auf.
Es kann jede geeignete Stromerfassungsschaltung verwendet
werden. Bei diesem Beispiel können ein Operationsverstärker
und ein Transistor die Basis einer Strom-Zu-Spannung-Strom
erfassungsschaltung bilden. Durch die Verwendung eines Re
lais in der Umschaltschaltung 30 kann der Ausgang der
Strom-Zu-Spannung-Stromerfassungsschaltung 32 verwendet wer
den, um das Relais einzuschalten, wodurch die Reflexionsre
duzierungsschaltung 24a aufgenommen wird. Dies stellt jedoch
lediglich ein Beispiel dar und soll in keiner Weise eine
Einschränkung bilden. Demgemäß können auch andere Schal
tungselemente, die sich von den oben beschriebenen Elementen
unterscheiden, oder auch zusätzliche Schaltungselemente ver
wendet werden, um die erste und zweite Schaltung zu imple
mentieren.
Fig. 3 zeigt ein CAN-Bussystem allgemein bei 34, das eine
Mehrzahl von Knoten 36 aufweist, die entlang des CAN-Busses
12 verteilt und wirksam mit demselben verbunden sind. Es ist
eine Einschaltsignalerzeugungsschaltung vorgesehen (wie z. B.
die Schaltung 24 in Fig. 1), obwohl dies in dieser Figur
nicht spezifisch dargestellt ist. Die Einschaltsignalerzeu
gungsschaltung weist eine Ausgangsleitung 26 auf, die mit
den Knoten 36, wie gezeigt, gekoppelt ist. Ein Einschaltsi
gnal liegt seriell an jedem Knoten an und wird an jedem Kno
ten regeneriert, damit das System bestimmen kann, welcher
Knoten der letzte Knoten in einer gegebenen Kette ist, wie
es im folgenden deutlich wird. Die Ausgangsleitung 26 ist
konfiguriert, um die Knoten zu aktivieren und dieselben ein
zuschalten. Jeder Knoten entlang des dargestellten CAN-Bus
ses ist mit einer Abschlußschaltung 38 versehen, die mit der
Ausgangsleitung 26 und dem CAN-Bus 12 verbunden ist. Die Ab
schlußschaltung ist konfiguriert, um einen vorbestimmten
elektrischen Zustand zu überwachen, wobei dieselbe anspre
chend auf die Erfassung des vorbestimmten Zustands den CAN-
Bus an diesem Knoten abschließt. Dies liefert einen großen
Flexibilitätsgrad, da jeder Knoten den CAN-Bus abschließen
kann. Fig. 10 zeigt einen beispielhaften Abschnitt eines
CAN-Bussystems bei 100, bei dem ein Einschaltsignal auf eine
kaskadierte Weise von Knoten zu Knoten geliefert wird. Ins
besondere sind eine Steuerungseinrichtung 102 und zwei Kno
ten 104, 106 gezeigt. Bei dem dargestellten Beispiel bildet
die Steuerungseinrichtung einen Teil eines Druckers, wobei
die Knoten 104, 106 sowohl Eingangs- als auch Ausgangsvor
richtungen aufweisen. Die Steuerungseinrichtung 102 weist
eine CPU und einen Treiber (die nicht besonders bezeichnet
sind) auf. Eine Einschaltleitung 108 verbindet sowohl die
Steuerungseinrichtung 102 mit einem nächsten Knoten 104 als
auch einen Knoten mit einem nächsten Knoten, z. B. die Knoten
104, 106. Die Knoten 104, 106 umfassen jeweils eine Lei
stungsversorgung, die mit der Einschaltleitung 108 verbunden
ist, eine CPU, die mit der Leistungsversorgung verbunden
ist, und einen Treiber, der mit der CPU verbunden ist, zum
Treiben des Einschaltsignals zu einem nächsten Knoten. Jedes
Einschaltsignal, das auf der Einschaltleitung 108 vorhanden
ist, muß regeneriert werden, um dieses Signal dem nächsten
Knoten in der Reihe zu signalisieren. Dies bedeutet, daß je
der Knoten für die Regenerierung eines Einschaltsignals für
einen nächsten Knoten verantwortlich ist. Bei diesem Bei
spiel ist der vorbestimmte Zustand, den die Abschlußschal
tung überwacht, die Anwesenheit oder Abwesenheit eines Ein
schaltsignals für einen nächsten Knoten in der Reihe. Da je
der Knoten für die Erzeugung eines Einschaltsignals verant
wortlich ist, das durch die Knoten kaskadiert wird, wird der
letzte Knoten in einer gegebenen Kette kein solches Signal
erzeugen, da kein weiterer Knoten vorhanden ist, der das Si
gnal empfangen müßte. Die Abschlußschaltung bestimmt vor
zugsweise, wann dieser Zustand auftritt und schließt darauf
ansprechend den CAN-Bus ab.
Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer geeigneten Ab
schlußschaltung 38. Bei diesem Ausführungsbeispiel umfaßt
die Abschlußschaltung 38 eine umschaltbare Signalreflexions
reduzierungsschaltung 40 und eine Stromerfassungsschaltung
42. Die umschaltbare Signalreflexionsreduzierungsschaltung
40 ist konfiguriert, um bei einem Abschluß des CAN-Busses
eine Signalreflexion in dem CAN-Bus zu reduzieren. Es kann
jede geeignete Reflexionsreduzierungsschaltung verwendet
werden. Die Stromerfassungsschaltung 42 ist konfiguriert, um
einen vorbestimmten elektrischen Zustand, der einen Strom
fluß durch eine Ausgangsleitung 26 aufweist, zu überwachen.
Bei diesem Beispiel sind die Knoten 36 entlang des CAN-Bus
ses 12 derart angeordnet, so daß jeder Knoten für die Erzeu
gung eines Signals, um den nächsten Knoten einzuschalten,
verantwortlich ist. Die Stromerfassungsschaltung ist konfi
guriert, um basierend auf dem Stromfluß durch die Ausgangs
leitung 26 zu erfassen, wenn kein weiterer Knoten vorhanden
ist, der eingeschaltet werden muß. Fig. 11 zeigt beispiels
weise ein beispielhaftes CAN-System allgemein bei 200, das
einen Drucker bzw. eine Steuerungseinrichtung 202 und eine
Mehrzahl von Knoten 204, 206, 208 und 210 aufweist. Die Kno
ten 204 und 206 sind Eingangsvorrichtungen, wobei die Knoten
208 und 210 Ausgangsvorrichtungen sind. Der Drucker 202 ist
mittels einer Einschaltsignalleitung 212 mit einem nächsten
Knoten in der Reihe verbunden. Jeder Knoten ist wiederum
mittels einer Einschaltsignalleitung 212 mit einem nächsten
Knoten in der Reihe verbunden. Der CAN-Bus ist parallel zu
allen Knoten (Drucker und Vorrichtungen), wobei ein Signal
auf der Einschaltleitung 212 als erstes von dem Drucker 202
erzeugt wird, und dann auf beide Seiten, d. h. zu der Ein
gangs- und der Ausgangsvorrichtung, kaskadiert wird. Der
Drucker 202 weist zwei Ausgangsverbindungen auf, die den
Einschaltleitungen 212 entsprechen, die mit den Eingangs-
und Ausgangsvorrichtungen verbunden sind. Die Ausgangsver
bindungen des Druckers sind jeweils mit einer getrennten
Einschaltsignalerzeugungsschaltung verbunden. Sowohl die
Eingangs- als auch Ausgangsvorrichtungen weisen Verbindungen
auf, die ein Eingangssignal von der Einschaltleitung 212 und
den CAN-Bus-Leitungen empfangen. Die Eingangs- und Ausgangs
vorrichtungen weisen ferner Ausgangsverbindungen auf, die
von der jeweils nächsten Eingangs- oder Ausgangsvorrichtung
in der Reihe empfangen werden. Das Einschaltsignal wird ge
trennt für die Eingangs- und Ausgangsvorrichtungen erzeugt,
wobei jeder Knoten für die Erzeugung eines Einschaltsignals
für einen nächsten Knoten in der Reihe verantwortlich ist.
Falls bei diesem Beispiel die Eingangsvorrichtung 204 der
letzte Knoten in der Kette von Eingangsvorrichtungen wäre,
würde kein Strom durch die Einschaltleitung 212 fließen, die
dieselbe mit der Eingangsvorrichtung 206 verbindet. Indem
dies erkannt wird, kann eine Stromerfassungsschaltung be
stimmen, daß kein ausreichender Strom vorhanden ist, um ein
Einschaltsignal an die nächste Vorrichtung (die nicht exi
stiert) zu liefern, und kann folglich die Signalreflexions
reduzierungsschaltung in die Schaltung schalten und den
CAN-Bus abschließen.
Fig. 5 zeigt eine beispielhafte umschaltbare Signalreflexi
onsreduzierungsschaltung 40, die ein resistives Element 44
aufweist. Das resistive Element 44 kann jedes geeignete re
sistive Element sein, das eine Signalreflexion reduzieren
und die spezifische resistive Last in dem abgeschlossenen
CAN-Bus beibehalten kann. Diese Schaltung ist konfiguriert,
um selektiv von der Stromerfassungsschaltung 42 (Fig. 4) um
geschaltet zu werden, wenn die Stromerfassungsschaltung eine
vorbestimmte Stromamplitude durch die Ausgangsleitung 26
(Fig. 3) erfaßt.
Fig. 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Ab
schlußschaltung 38. Die Abschlußschaltung umfaßt hier eine
Umschaltschaltung 44, die mit der ersten und zweiten Signal
führungsleitung des CAN-Busses verbunden ist. Die Umschalt
schaltung weist einen Ausgang auf, der mit einer resistiven
Schaltung 46 verbunden ist. Die Umschaltschaltung ist konfi
guriert, um die resistive Schaltung 46 selektiv zu aktivie
ren oder dieselbe in ihre eigene Schaltung aufzunehmen. Die
resistive Schaltung 46 ist konfiguriert, um eine Signalre
flexion zu verringern, und um die spezifizierte resistive
Last in der ersten und zweiten Signalführungsleitung 14, 16
beizubehalten, wenn dieselbe in die CAN-Bus-Schaltung auf
genommen ist. Eine Stromerfassungsschaltung 48 ist vorgese
hen und mit der Umschaltschaltung 44 verbunden. Die Stromer
fassungsschaltung überwacht den Stromfluß durch die Aus
gangsleitung 26. Der Stromfluß wird vorzugsweise seriell ge
messen. Wenn ein vorbestimmter Strom erfaßt wird, der an
zeigt, daß der Knoten, mit dem die Abschlußschaltung wirksam
verbunden ist, der letzte Knoten in der Kette ist, schaltet
die Stromerfassungsschaltung 48 die Umschaltschaltung 44 von
einem deaktivierten Zustand, bei dem die resistive Schaltung
nicht in die CAN-Bus-Schaltung aufgenommen ist, in einen ak
tivierten Zustand um, bei dem die resistive Schaltung in die
CAN-Bus-Schaltung aufgenommen ist.
Fig. 7 zeigt ein Flußdiagramm 50, das die Verfahrensschritte
gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung beschreibt.
Bei 52 wird ein elektrischer Betriebsparameter, der dem Be
trieb zumindest eines und vorzugsweise einer Mehrzahl von
CAN-Bus-Knoten eines CAN-Busses zugeordnet ist, überwacht.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird ein elektri
scher Stromfluß überwacht. Bei den obigen Beispielen ist der
elektrische Stromfluß demjenigen zugeordnet, der erforder
lich ist, um einen nächsten Knoten in der Reihe einzuschal
ten. Bei 54 wird der CAN-Bus ansprechend auf ein Auftreten
einer bestimmbaren Charakteristik des elektrischen Betriebs
parameters abgeschlossen. Bei diesem Beispiel ist der elek
trische Betriebsparameter der oben beschriebene Stromfluß.
Folglich kann eine beispielhafte bestimmbare Charakteristik
eine Änderung der Amplitude des überwachten Stroms sein. Bei
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel findet ein Abschluß
des CAN-Busses statt, indem eine Schaltung aktiviert wird,
die konfiguriert ist, um eine Signalreflexion in dem CAN-Bus
zu reduzieren. Im bevorzugtesten Fall findet dies statt, in
dem ein resistives Element in die Schaltung aufgenommen
wird.
Fig. 8 zeigt eine beispielhafte Stromerfassungsschaltung,
die für eine Verwendung in Verbindung mit den oben beschrie
benen Ausführungsbeispielen geeignet ist. Die Stromerfas
sungsschaltung umfaßt einen Operationsverstärker U1, einen
Transistor Q1 und Widerstände R1, R2 und R3. Die Schaltung
erfaßt den Strom durch R1 und liefert eine Ausgangsspannung
über R3. Die Beziehung zwischen der Ausgangsspannung und dem
Eingangsstrom wird durch folgende Gleichung beschrieben:
VAUS = [(R1 . R3)/R2] . IL,
wobei IL der Strom durch R1 ist.
Mit den dargestellten Werten wird ein Multiplikator von 500
erhalten. Bei diesem Beispiel stellt die 3,8-V-Spannungs
quelle das Einschaltsignal dar, während RLAST eine Einschalt
schaltung in einer Knotenleistungsversorgung darstellt. Q2
und R4 werden verwendet, um das Ausgangssignal von U1 auf
Null zu zwingen, wenn das Einschaltsignal nicht aktiviert
ist. R6 und R7 bilden einen Spannungsteiler, um die korrekte
Polarisation von Q2 sicherzustellen. VAUS wird verwendet, um
einen Transistor zu treiben, der ein Relais in der Umschalt
schaltung treiben wird.
Fig. 9 zeigt die obige Stromerfassungsschaltung, die in eine
Abschlußschaltung aufgenommen ist, die eine Umschaltschal
tung aufweist. Der Operationsverstärker U2 wird hier verwen
det, damit die resistiven Werte, die bei der Stromüberwa
chungsschaltung verwendet werden, nicht beeinflußt werden.
Widerstände R8 und R9 werden verwendet, um jegliche Offset-
Probleme zu beseitigen. Der Transistor Q3 treibt eine Re
laisspule, die wiederum selektiv einen Abschlußwiderstand
RAbschluss aktiviert, der die oben erörterten Reflexionsredu
zierungscharakteristika liefert.
Bei einem Beispiel spezifiziert die ISO-11898-Norm die Ver
wendung eines Differenzsignals, das aus zwei Drähten, d. h.
den Leitungen 14, 16, zusammengesetzt ist, mit einer charak
teristischen Leitungsnennimpedanz von 120 Ohm. Diese Norm
spezifiziert ferner eine resistive Last von 60 Ohm zwischen
diesen zwei Leitungen. Diese resistive Last ist notwendig,
damit der CAN-Bus kommunizieren kann, da, wenn die zwei Lei
tungen im Leerlauf sind (ohne einen Abschlußwiderstand),
keine Kommunikation möglich ist. Um diese Anforderungen zu
erfüllen, liefern die erfindungsgemäßen Verfahren und Syste
me einen automatischen Abschluß, wenn eine Kommunikation
stattfindet, ungeachtet der Anzahl von Knoten, die in dem
CAN-Bussystem vorhanden sind. In der Vergangenheit erforder
te ein geeigneter Abschluß des CAN-Busses Abschlußwiderstän
de an den Enden jeder Verzweigung des CAN-Busses. Bei einem
Druckersystem, das einen Bus verwendet, müßten Abschlußwi
derstände an dem Ende jeder Verzweigung dieses Busses pla
ziert werden. Für Druckersysteme mit einem Tor für Eingangs
vorrichtungen und einem weiteren Tor für Ausgangsvorrichtun
gen ist es aufgrund der Anforderungen für einen geeigneten
Abschluß erforderlich, daß Abschlußwiderstände an der letz
ten Vorrichtung oder dem letzten Knoten jedes Tors plaziert
sind. Wenn unterschiedliche Konfigurationen vorliegen, kann
eine beliebige Vorrichtung die letzte Vorrichtung in ihrer
entsprechenden Kette bei einer Konfiguration und nicht die
letzte Vorrichtung in ihrer entsprechenden Kette bei einer
anderen Konfiguration sein. Folglich müßten einzelne Benut
zer dieses Systems bestimmen, welche Vorrichtung das Ende
der Leitung für eine bestimmte Konfiguration war, und müßten
dann Schritte vornehmen, um einen korrekten Abschluß des
CAN-Busses während des Betriebs sicherzustellen. Dies müßte
typischerweise für jede unterschiedliche Konfiguration
durchgeführt werden, wenn die letzte Vorrichtung in der Ket
te geändert wird. Die Prinzipien der vorliegenden Erfindung
sorgen für flexible Lösungen, um CAN-Busse abzuschließen,
indem jedem Knoten die Möglichkeit gegeben wird, den CAN-Bus
abzuschließen, wenn derselbe der letzte Knoten in der zuge
ordneten Kette des Busses ist. Früher benötigten CAN-Bussy
stem zwei Abschlußwiderstände, d. h. einen an jedem Ende, und
dieselben waren inflexibel und aufwendig zu verwenden, ins
besondere wenn Systeme neu konfiguriert werden mußten. Da
hier jeder Knoten mit seinem eigenen Mechanismus versehen
ist, um den CAN-Bus abzuschließen, besteht kein Bedarf für
eine Festverdrahtung des CAN-Busses. Dies kann wiederum die
Flexibilität dahingehend erhöhen, daß neue Knoten oder Vor
richtungen hinzugefügt werden können, ohne daß man sich mit
dem Abschluß des CAN-Busses beschäftigen muß. Das heißt, daß
neue Knoten, die eingebaute Abschlußschaltungen aufweisen,
schnell und zweckmäßig hinzugefügt werden können, da jeder
Knoten, wenn erforderlich, den CAN-Bus abschließen kann.
Claims (20)
1. CAN-Bus-Abschlußschaltung mit:
einer ersten Schaltung (18), die sich in einer elek trischen Kommunikation mit einem CAN-Bus (12) befindet und die konfiguriert ist, um einen elektrischen Be triebsparameter zu überwachen, der dem Betrieb des CAN-Busses (12) zugeordnet ist; und
einer zweiten Schaltung (24), die sich in einer elek trischen Kommunikation mit der ersten Schaltung (18) befindet, wobei die zweite Schaltung (24) ansprechend darauf, daß die erste Schaltung eine Änderung des elektrischen Betriebsparameters, den dieselbe konfigu rationsgemäß überwachen soll, erfaßt, selektiv durch die erste Schaltung (18) aktiviert wird, wobei die zweite Schaltung (24) konfiguriert ist, um den CAN-Bus (12) abzuschließen, wenn dieselbe aktiviert ist.
einer ersten Schaltung (18), die sich in einer elek trischen Kommunikation mit einem CAN-Bus (12) befindet und die konfiguriert ist, um einen elektrischen Be triebsparameter zu überwachen, der dem Betrieb des CAN-Busses (12) zugeordnet ist; und
einer zweiten Schaltung (24), die sich in einer elek trischen Kommunikation mit der ersten Schaltung (18) befindet, wobei die zweite Schaltung (24) ansprechend darauf, daß die erste Schaltung eine Änderung des elektrischen Betriebsparameters, den dieselbe konfigu rationsgemäß überwachen soll, erfaßt, selektiv durch die erste Schaltung (18) aktiviert wird, wobei die zweite Schaltung (24) konfiguriert ist, um den CAN-Bus (12) abzuschließen, wenn dieselbe aktiviert ist.
2. CAN-Bus-Abschlußschaltung gemäß Anspruch 1, bei der
die erste Schaltung (18) eine Stromerfassungsschaltung
(32) aufweist, die konfiguriert ist, um einen Be
triebsstrom zu erfassen, der dem Betrieb des CAN-Bus
ses (12) zugeordnet ist.
3. CAN-Bus-Abschlußschaltung gemäß Anspruch 1 oder 2, bei
der die erste Schaltung (18) eine Umschaltschaltung
(30) aufweist, die konfiguriert ist, um die zweite
Schaltung (24) ansprechend auf eine Erfassung der Än
derung des elektrischen Betriebsparameters selektiv
aufzunehmen.
4. CAN-Bus-Abschlußschaltung gemäß einem der Ansprüche 1
bis 3, bei der die erste Schaltung (18) folgende Merk
male aufweist:
eine Stromerfassungsschaltung (32), die konfiguriert ist, um einen Betriebsstrom zu erfassen, der dem Be trieb des CAN-Busses (12) zugeordnet ist; und
eine Umschaltschaltung (30), die konfiguriert ist, um die zweite Schaltung (24) ansprechend auf eine Erfas sung der Änderung des elektrischen Betriebsparameters selektiv aufzunehmen.
eine Stromerfassungsschaltung (32), die konfiguriert ist, um einen Betriebsstrom zu erfassen, der dem Be trieb des CAN-Busses (12) zugeordnet ist; und
eine Umschaltschaltung (30), die konfiguriert ist, um die zweite Schaltung (24) ansprechend auf eine Erfas sung der Änderung des elektrischen Betriebsparameters selektiv aufzunehmen.
5. CAN-Bus-Abschlußschaltung gemäß einem der Ansprüche 1
bis 4, bei der die zweite Schaltung (24) eine Signal
reflexionsreduzierungsschaltung (24a) aufweist.
6. CAN-Bus-Abschlußschaltung gemäß einem der Ansprüche 1
bis 5, bei der die zweite Schaltung (24) eine resisti
ve Schaltung (46) aufweist.
7. CAN-Bus-Abschlußschaltung gemäß einem der Ansprüche 1
bis 6, bei der die erste Schaltung (18) folgende Merk
male aufweist:
eine Stromerfassungsschaltung (32), die konfiguriert ist, um einen Betriebsstrom zu erfassen, der dem Be trieb des CAN-Busses (12) zugeordnet ist; und
eine Umschaltschaltung (30), die konfiguriert ist, um die zweite Schaltung (24) ansprechend auf eine Erfas sung der Änderung des elektrischen Betriebsparameters selektiv aufzunehmen; und
wobei die zweite Schaltung (24) eine Signalreflexions reduzierungsschaltung (24a) aufweist.
eine Stromerfassungsschaltung (32), die konfiguriert ist, um einen Betriebsstrom zu erfassen, der dem Be trieb des CAN-Busses (12) zugeordnet ist; und
eine Umschaltschaltung (30), die konfiguriert ist, um die zweite Schaltung (24) ansprechend auf eine Erfas sung der Änderung des elektrischen Betriebsparameters selektiv aufzunehmen; und
wobei die zweite Schaltung (24) eine Signalreflexions reduzierungsschaltung (24a) aufweist.
8. CAN-Bus-System mit:
einem CAN-Bus (12);
einer Mehrzahl von Knoten (36), die entlang des CAN- Busses (12) verteilt sind und wirksam mit demselben verbunden sind;
einer Einschaltsignalerzeugungsschaltung (28) mit ei ner Ausgangsleitung (26), die mit der Mehrzahl von Knoten (36) gekoppelt ist und die konfiguriert ist, um die Knoten zu aktivieren; und
für jeden Knoten (36):
einer Abschlußschaltung (38), die mit der Aus gangsleitung (26) verbunden ist und konfiguriert ist, um einen vorbestimmten elektrischen Zustand zu überwachen, und den CAN-Bus (12) ansprechend auf eine Erfassung des vorbestimmten elektrischen Zustands abzuschließen.
einem CAN-Bus (12);
einer Mehrzahl von Knoten (36), die entlang des CAN- Busses (12) verteilt sind und wirksam mit demselben verbunden sind;
einer Einschaltsignalerzeugungsschaltung (28) mit ei ner Ausgangsleitung (26), die mit der Mehrzahl von Knoten (36) gekoppelt ist und die konfiguriert ist, um die Knoten zu aktivieren; und
für jeden Knoten (36):
einer Abschlußschaltung (38), die mit der Aus gangsleitung (26) verbunden ist und konfiguriert ist, um einen vorbestimmten elektrischen Zustand zu überwachen, und den CAN-Bus (12) ansprechend auf eine Erfassung des vorbestimmten elektrischen Zustands abzuschließen.
9. CAN-Bussystem gemäß Anspruch 8, bei dem die Abschluß
schaltung (38) eine Stromerfassungsschaltung (62) auf
weist, und bei dem der vorbestimmte elektrische Zu
stand, der überwacht wird, der Stromfluß durch die
Ausgangsleitung (26) ist.
10. CAN-Bussystem gemäß Anspruch 8 oder 9, bei dem die Ab
schlußschaltung (38) eine umschaltbare Signalreflexi
onsreduzierungsschaltung (40) aufweist, die konfigu
riert ist, um bei einem Abschluß des CAN-Busses (12)
die Signalreflexion in dem CAN-Bus (12) zu reduzieren.
11. CAN-Bussystem gemäß einem der Ansprüche 8 bis 10, bei
dem die Abschlußschaltung folgende Merkmale aufweist:
eine Stromerfassungsschaltung (42), wobei der vorbe stimmte elektrische Zustand, der überwacht wird, ein Stromfluß durch die Ausgangsleitung (26) ist; und
eine umschaltbare Signalreflexionsreduzierungsschal tung (40), die mit der Stromerfassungsschaltung (42) verbunden ist und die konfiguriert ist, um durch die Stromerfassungsschaltung (42) selektiv umgeschaltet zu werden, wenn die Stromerfassungsschaltung eine vorbe stimmte Stromamplitude durch die Ausgangsleitung (26) erfaßt, wobei die umschaltbare Signalreflexionsredu zierungsschaltung (40) konfiguriert ist, um bei einem Abschluß des CAN-Busses (12) die Signalreflexion in dem CAN-Bus zu reduzieren.
eine Stromerfassungsschaltung (42), wobei der vorbe stimmte elektrische Zustand, der überwacht wird, ein Stromfluß durch die Ausgangsleitung (26) ist; und
eine umschaltbare Signalreflexionsreduzierungsschal tung (40), die mit der Stromerfassungsschaltung (42) verbunden ist und die konfiguriert ist, um durch die Stromerfassungsschaltung (42) selektiv umgeschaltet zu werden, wenn die Stromerfassungsschaltung eine vorbe stimmte Stromamplitude durch die Ausgangsleitung (26) erfaßt, wobei die umschaltbare Signalreflexionsredu zierungsschaltung (40) konfiguriert ist, um bei einem Abschluß des CAN-Busses (12) die Signalreflexion in dem CAN-Bus zu reduzieren.
12. CAN-Bussystem gemäß einem der Ansprüche 8 bis 11, bei
dem die Abschlußschaltung eine umschaltbare Signalre
flexionsreduzierungsschaltung (40) mit einem resisti
ven Element (44) aufweist, das konfiguriert ist, um
bei einem Abschluß des CAN-Busses (12) die Signalre
flexion in dem CAN-Bus (12) zu reduzieren.
13. CAN-Bussystem gemäß einem der Ansprüche 8 bis 12, bei
dem:
der CAN-Bus (12) eine erste und zweite Signalführungs leitung (14, 16) aufweist; und
die Abschlußschaltung folgende Merkmale aufweist:
eine Umschaltschaltung (44), die mit der ersten und zweiten Signalführungsleitung (14, 16) ver bunden ist und einen Ausgang aufweist;
eine resistive Schaltung (46), die mit dem Aus gang der Umschaltschaltung (44) verbunden ist, wobei die resistive Schaltung (46) konfiguriert ist, um die Signalreflexion in der ersten und zweiten Signalführungsleitung (14, 16) zu redu zieren; und
eine Stromerfassungsschaltung (48), die mit der Umschaltschaltung (44) verbunden ist, wobei der vorbestimmte elektrische Zustand, der überwacht wird, ein Stromfluß durch die Ausgangsleitung (26) ist, und wobei ferner die Stromerfassungs schaltung (48) konfiguriert ist, um die Umschalt schaltung (44) zwischen einem aktivierten Zu stand, bei dem die resistive Schaltung (46) auf genommen ist, und einem deaktivierten Zustand, bei dem die resistive Schaltung (46) nicht aufge nommen ist, umzuschalten.
der CAN-Bus (12) eine erste und zweite Signalführungs leitung (14, 16) aufweist; und
die Abschlußschaltung folgende Merkmale aufweist:
eine Umschaltschaltung (44), die mit der ersten und zweiten Signalführungsleitung (14, 16) ver bunden ist und einen Ausgang aufweist;
eine resistive Schaltung (46), die mit dem Aus gang der Umschaltschaltung (44) verbunden ist, wobei die resistive Schaltung (46) konfiguriert ist, um die Signalreflexion in der ersten und zweiten Signalführungsleitung (14, 16) zu redu zieren; und
eine Stromerfassungsschaltung (48), die mit der Umschaltschaltung (44) verbunden ist, wobei der vorbestimmte elektrische Zustand, der überwacht wird, ein Stromfluß durch die Ausgangsleitung (26) ist, und wobei ferner die Stromerfassungs schaltung (48) konfiguriert ist, um die Umschalt schaltung (44) zwischen einem aktivierten Zu stand, bei dem die resistive Schaltung (46) auf genommen ist, und einem deaktivierten Zustand, bei dem die resistive Schaltung (46) nicht aufge nommen ist, umzuschalten.
14. Verfahren für einen automatischen CAN-Bus-Abschluß mit
folgenden Schritten:
Überwachen (52) eines elektrischen Betriebsparameters, der dem Betrieb zumindest eines CAN-Bus-Knotens eines CAN-Busses zugeordnet ist; und
Abschließen (54) des CAN-Busses ansprechend auf ein Auftreten einer bestimmbaren Charakteristik des elek trischen Betriebsparameters.
Überwachen (52) eines elektrischen Betriebsparameters, der dem Betrieb zumindest eines CAN-Bus-Knotens eines CAN-Busses zugeordnet ist; und
Abschließen (54) des CAN-Busses ansprechend auf ein Auftreten einer bestimmbaren Charakteristik des elek trischen Betriebsparameters.
15. Verfahren gemäß Anspruch 14, bei dem der Schritt des
Überwachens (52) das Überwachen eines elektrischen Be
triebsparameters aufweist, der dem Betrieb einer Mehr
zahl von parallel geschalteten CAN-Bus-Knoten (36) zu
geordnet ist.
16. Verfahren gemäß Anspruch 14 oder 15, bei dem der
Schritt des Überwachens (52) das Überwachen eines
elektrischen Stroms aufweist, der dem Betrieb zumin
dest eines CAN-Bus-Knotens (36) zugeordnet ist.
17. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 14 bis 16, bei dem
der Schritt des Abschließens (54) das Aktivieren einer
Schaltung aufweist, die konfiguriert ist, um eine Si
gnalreflexion in dem CAN-Bus (12) zu reduzieren.
18. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 14 bis 17, bei dem
der Schritt des Abschließens (54) das Aufnehmen eines
resistiven Elements (44) in den zumindest einen CAN-
Bus-Knoten (36) aufweist.
19. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 14 bis 18, bei
dem:
der Schritt des Überwachens (52) das Überwachen eines elektrischen Stroms aufweist, der dem Betrieb einer Mehrzahl von parallel geschalteten CAN-Bus-Knoten zu geordnet ist; und
der Schritt des Abschließens (54) das Aktivieren einer Schaltung aufweist, die konfiguriert ist, um die Si gnalreflexion in dem CAN-Bus zu reduzieren.
der Schritt des Überwachens (52) das Überwachen eines elektrischen Stroms aufweist, der dem Betrieb einer Mehrzahl von parallel geschalteten CAN-Bus-Knoten zu geordnet ist; und
der Schritt des Abschließens (54) das Aktivieren einer Schaltung aufweist, die konfiguriert ist, um die Si gnalreflexion in dem CAN-Bus zu reduzieren.
20. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 14 bis 19, bei
dem:
der Schritt des Überwachens (52) das Überwachen eines elektrischen Stroms aufweist, der dem Betrieb einer Mehrzahl von parallel geschalteten CAN-Bus-Knoten zu geordnet ist; und
der Schritt des Abschließens (54) das Aufnehmen eines resistiven Elements in den zumindest einen CAN-Bus- Knoten aufweist.
der Schritt des Überwachens (52) das Überwachen eines elektrischen Stroms aufweist, der dem Betrieb einer Mehrzahl von parallel geschalteten CAN-Bus-Knoten zu geordnet ist; und
der Schritt des Abschließens (54) das Aufnehmen eines resistiven Elements in den zumindest einen CAN-Bus- Knoten aufweist.
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