-
Hintergrund der Erfindung
-
Die vorliegende Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf Kommunikationsnetzwerke und insbesondere auf das Partitionieren von Netzwerkelementen.
-
In einem Kommunikationssystem, das über eine Vielzahl von Kommunikationsknoten verfügt, die mit einem Bus verbunden sind, überwachen normalerweise sämtliche Knoten die Nachrichten an dem Bus. Einige dieser Kommunikationsknoten können in einer ersten ”normalen” Betriebsart und in einer zweiten Stromsparbetriebsart arbeiten, die bisweilen als ”Ruhezustands”-Betriebsart bezeichnet wird, um Strom zu sparen. Bei Betrieb in der Stromsparbetriebsart müssen immer dann, wenn eine Nachricht über den Bus übermittelt wird, sämtliche Kommunikationsknoten normalerweise aus der Stromsparbetriebsart ”aufwachen”, um die Nachricht zu verarbeiten – auch wenn die Nachricht für lediglich einen Teilsatz (oder nur einen) der Kommunikationsknoten bestimmt ist. Jedesmal, wenn jeder Knoten aus der Stromsparbetriebsart aufwacht, nimmt der Stromverbrauch des Netzwerks zu. Da sämtliche Knoten, die mit dem Bus verbunden sind, normalerweise aufwachen müssen, wenn eine Nachricht über den Bus übermittelt wird, wachen einige (oder zahlreiche) der Knoten unnötig aus der Ruhezustandsbetriebsart auf (da die Nachrichten nicht für derartige Kommunikationsknoten bestimmt sind), wodurch der Stromverbrauch des Netzwerks unnötig zunimmt.
-
Demzufolge ist es wünschenswert, über eine Vorrichtung, ein System und ein Verfahren zum Verringern der Anzahl von Knoten zu verfügen, die aus der Ruhezustandsbetriebsart aufgeweckt werden, um Nachrichten zu verarbeiten, die für anderen Kommunikationsknoten bestimmt sind, um dadurch weniger Strom zu verbrauchen.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
Die Erfindung wird in der folgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen anhand nicht einschränkender beispielhafter Ausführungsformen der Erfindung weiter beschrieben, wobei ähnliche Bezugszeichen ähnliche Teile in den Zeichnungen kennzeichnen. Es versteht sich jedoch, dass die Erfindung nicht auf die dargestellten präzisen Anordnungen und Anwendungen oder Ausführungsformen beschränkt ist.
-
1 ist ein Blockschaltbild eines Netzwerks gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
-
2 ist ein Blockschaltbild eines Kommunikationsknotens gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
-
3 ist ein Blockschaltbild eines Kommunikationsnetzwerks gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
-
4 zeigt eine vergrößerte Aufsicht einer Halbleitervorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
-
5 zeigt ein Verfahren zum Ausbilden eines Kommunikationsknotens gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
-
Aus Gründen der Einfachheit und Klarheit der Darstellung sind Elemente in den Zeichnungen nicht unbedingt maßstäblich, sind lediglich schematisch und nicht einschränkend, wobei dieselben Bezugszeichen in den unterschiedlichen Zeichnungen dieselben Elemente kennzeichnen, solange es nicht anders vermerkt ist. Darüber hinaus wird auf Beschreibungen und Details hinlänglich bekannter Schritte und Elemente aus Gründen der Einfachheit der Beschreibung verzichtet. Wie er hier verwendet wird, bezeichnet der Begriff stromführende Elektrode ein Element einer Vorrichtung, das Strom durch die Vorrichtung leitet, wie etwa Source oder Drain eines MOS-Transistors oder ein Emitter oder ein Kollektor eines bipolaren Transistors oder eine Kathode oder eine Anode einer Diode, und eine Steuerelektrode bezeichnet ein Element der Vorrichtung, das den Stromfluss durch die Vorrichtung steuert, wie etwa ein Gate eines MOS-Transisitors oder eine Basis eines bipolaren Transistors. Der Fachmann wird verstehen, dass die Wörter ”während”, ”wobei” und ”wenn”, wie sie hier verwendet werden und die sich auf einen Schaltkreisvorgang beziehen, keine exakten Begriffe sind, die bedeuten, dass eine Aktion unmittelbar bei Initiierung einer Aktion beginnt, sondern dass es eine kleine jedoch angemessene Verzögerung, wie etwa eine Ausbreitungsverzögerung, zwischen der Reaktion gibt, die von der ursprünglichen Aktion initiiert wird. Darüber hinaus bedeutet der Begriff ”während”, dass eine bestimmte Aktion wenigstens innerhalb eines bestimmten Abschnittes einer Dauer der Initiierungsaktion auftritt. Die Verwendung des Wortes ”etwa” oder ”im wesentlichen” bedeutet, dass ein Wert eines Elementes einen Parameter aufweist, von dem erwartet wird, dass er nahe an einem festgelegten Wert oder einer festgelegten Position liegt. Wie es jedoch nach dem Stand der Technik hinlänglich bekannt ist, gibt es immer geringe Abweichungen, die verhindern, dass die Werte oder Positionen so exakt sind, wie dies festgelegt ist. Gemäß dem Stand der Technik ist es bestens bekannt, dass Abweichungen von bis zu wenigstens zehn Prozent (10%) (und bis zu zwanzig Prozent (20%) bei Halbleiter-Dotierkonzentrationen) zulässige Abweichungen von dem exakt beschriebenen idealen Ziel sind. Wenn er im Bezug auf einen Zustand eines Signals verwendet wird, bezeichnet der Begriff ”bestätigt” einen aktiven Zustand des Signals und ”verneint” einen inaktiven Zustand des Signals. Der tatsächliche Spannungswert oder Logikzustand (wie etwa eine ”1” oder eine ”0”) des Signals hängt davon ab, ob eine positive oder negative Logik verwendet wird. Somit kann ”bestätigt” entweder eine hohe Spannung oder eine hohe Logik oder eine niedrige Spannung oder eine niedrige Logik in Abhängigkeit davon sein, ob eine positive oder negative Logik verwendet wird, und ”verneint” kann entweder eine niedrige Spannung oder niedriger Zustand oder eine hohe Spannung und eine hohe Logik in Abhängigkeit davon sein, ob eine positive oder negative Logik verwendet wird. Hier wird eine positive Logik-Übereinkunft verwendet, wobei jedoch der Fachmann versteht, dass eine negative Logik-Übereinkunft ebenfalls verwendet werden könnte. Die Begriffe ”erster”, ”zweiter”, ”dritter” und dergleichen, wie sie in den Ansprüchen oder der detaillierten Beschreibung verwendet werden, unterscheiden zwischen ähnlichen Elementen und beschreiben nicht notwendigerweise eine Abfolge, ob nun zeitlich, räumlich, in der Rangfolge oder einer beliebigen anderen Art und Weise. Es versteht sich, dass die auf diese Weise verwendeten Begriffe unter geeigneten Umständen austauschbar sind, und dass sich die hier beschriebenen Ausführungsformen für den Betrieb in anderen Abfolgen eignen, als sie hier beschrieben und dargestellt sind. Aus Gründen der Klarheit in den Zeichnungen können dotierte Bereiche von Vorrichtungsstrukturen so dargestellt sein, dass sie im wesentlichen geradlinige Ränder und präzise Winkelecken haben. Der Fachmann versteht jedoch, dass infolge der Diffusion und Aktivierung von Dotiermitteln die Ränder von dotierten Bereichen im allgemeinen nicht geradlinig sein können und die Ecken keine präzisen Winkel haben können.
-
Darüber hinaus erläutert die Beschreibung einen zellularen Aufbau (bei dem die Körperbereiche eine Vielzahl von zellularen Bereichen sein können) anstelle eines Einzelkörperaufbaus (bei dem der Körperbereich aus einem einzigen Bereich bestehen kann, der in einem länglichen Muster, normalerweise in einem schlangenförmigen Muster, ausgebildet ist). Es ist jedoch beabsichtigt, dass die Beschreibung sowohl auf eine zellulare Anwendung als auch auf eine Anwendung auf Einzelbasis anwendbar ist.
-
Detaillierte Beschreibung
-
In der folgenden Beschreibung werden zu Zwecken der Erläuterung und nicht der Einschränkung spezielle Details erläutert, wie etwa spezielle Signale, Schaltungen, Schaltungsanordnungen, Schwellenwerte, Komponenten, Betriebsarten, Techniken, Protokolle, Hardware-Anordnungen, Knoten, entweder intern oder extern, etc., um für ein umfassendes Verständnis der vorliegenden Erfindung zu sorgen.
-
Dem Fachmann wird jedoch verständlich sein, dass die vorliegende Erfindung in anderen Ausführungsformen in die Praxis umgesetzt werden kann, die von diesen speziellen Details abweichen. Auf detaillierte Beschreibungen hinreichend bekannter Signale, Schaltungen, Schwellenwerte, Komponenten, Betriebsarten, Knoten, Techniken, Protokolle und Hardware-Anordnungen, entweder intern oder extern, etc. wird verzichtet, um die Beschreibung nicht unklar zu machen.
-
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können wahlweise wenigstens zwei Kommunikationsbusse verbinden und trennen, um dadurch wahlweise Nachrichten zwischen den unterschiedlichen Bussen zu übermitteln. Kommunikationsknoten, die mit einem getrennten Bus verbunden sind, können aus einer Stromsparbetriebsart (Ruhezustandsbetriebsart) weniger oft geweckt werden, als wenn derartige Knoten sämtliche Nachrichten empfangen würden, die über sämtliche Busse des Netzwerks übermittelt werden. Eine derartige Verbindung oder Trennung eines Busses kann durch einen Transferkommunikationsknoten bewerkstelligt werden, der mit zwei (oder mehr) Kommunikationsbussen gekoppelt ist und wahlweise Nachrichten zwischen diesen beiden übermittelt. Der Transferkommunikationsknoten kann auf den Empfang wenigstens einer Steuernachricht reagieren, um zwischen einem ersten Zustand, in dem Nachrichten zwischen den beiden (oder mehreren) Bussen übermittelt werden, und einem zweiten Zustand zu wechseln, in dem Nachrichten zwischen den Bussen nicht übermittelt werden.
-
Der Transferkommunikationsknoten, der wahlweise die Busse einer beispielhaften Ausführungsform verbindet, umfasst eine Transferkomponente und eine Steuereinheit. Die Transferkomponente kann einen ersten Anschluss haben, der dazu eingerichtet ist, mit einem ersten Bus verbunden zu werden, und einen zweiten Anschluss, der dazu eingerichtet ist, mit einem zweiten Bus verbunden zu werden. Die Transferkomponente kann in einer ersten Betriebsart betrieben werden, in der ein Signal, das eine Nachricht enthalten kann, das von dem ersten Anschluss empfangen wird, zu dem zweiten Anschluss übermittelt (und von diesem ausgegeben) wird (und umgekehrt). Die Transferkomponente kann in einer zweiten Betriebsart betrieben werden, in der ein Signal, das eine Nachricht enthalten kann, das an dem ersten Anschluss empfangen wird, nicht zu dem zweiten Anschluss für die Ausgabe übermittelt wird (und umgekehrt). Die Steuereinheit, die einen Prozessor und einen Speicher enthalten kann, kann kommunikativ mit der Transferkomponente gekoppelt und dazu eingerichtet sein, Nachrichten zu empfangen, die über den ersten Bus übermittelt werden und über den ersten Anschluss empfangen werden, und Nachrichten zu empfangen, die über den zweiten Bus übermittelt werden und über den zweiten Anschluss empfangen werden. Die Steuereinheit kann dazu eingerichtet sein, die empfangenen Nachrichten zu verarbeiten und auf der Basis der Verarbeitung die Transferkomponente zwischen der ersten Betriebsart und der zweiten Betriebsart umzuschalten.
-
1 ist ein Blockschaltbild eines Netzwerks 150 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Kommunikationsknoten 158 und 159 sind mit einem ersten Bus 102 verbunden. Die Kommunikationsknoten 152 und 153 sind mit einem zweiten Bus 108 verbunden. Der Transferkommunikationsknoten 164 (bisweilen hier auch als ”Transferknoten” bezeichnet) enthält einen ersten Anschluss, der mit dem ersten Bus 102 verbunden ist, und enthält einen zweiten Anschluss, der mit dem zweiten Bus 108 verbunden ist. Der Kommunikationsknoten 159 kann einen Sendeempfänger 104 enthalten, der mit einer Steuereinheit 110 (die einen Prozessor und Speicher enthalten kann) verbunden ist, um ein Signal, wie etwa ein CAN-Signal (CAN – Controller Area Network), über den ersten Bus 102 zu senden und/oder zu empfangen. Die Kommunikationsknoten 152, 153 und 158 können dieselben Funktionsblöcke und denselben Aufbau haben wie der Kommunikationsknoten 159. Die Kommunikationsknoten 152, 153, 158 und 159 können in einer ersten, ”normalen” Betriebsart und in einer zweiten Stromsparbetriebsart arbeiten, die bisweilen als ”Ruhezustands”-Betriebsart (oder Schlafbetriebsart) bezeichnet wird, um den Stromverbrauch zu verringern. Bei Betrieb in der Stromsparbetriebsart müssen immer dann, wenn eine Nachricht über den Bus übermittelt wird, sämtliche Kommunikationsknoten normalerweise aus der Stromsparbetriebsart ”aufwachen”, um die Nachricht zu verarbeiten. Die Transferknoten und die Kommunikationsknoten, die hier beschrieben sind, können dazu eingerichtet sein, CAN-Signale (oder -Nachrichten) und/oder LIN-Signale (LIN – Local Interconnect Network) (oder -Nachrichten) zu übermitteln. Die physikalischen CAN-Signale können in digitale Signale durch die Sendeempfänger jedes Knotens umgewandelt werden und werden anschließend der Steuereinheit bereitgestellt. Einer oder beide der Knoten können zudem über zusätzliche Kommunikationsknoten verfügen, die dem Kommunikationsknoten 159 gleichen.
-
Der Transferknoten 164 kann zwei zusätzliche Betriebsarten haben. In der ersten Betriebsart werden Signale, die an dem ersten Anschluss empfangen werden, zu dem zweiten Anschluss übermittelt und dort ausgegeben (und umgekehrt), so dass der erste Bus 102 mit dem zweiten Bus 108 kommunikativ gekoppelt oder tatsächlich ”verbunden ist”. In der zweiten Betriebsart werden Signale, die an dem ersten Anschluss empfangen werden, nicht an den zweiten Anschluss ausgegeben (und umgekehrt), so dass der erste Bus 102 nicht mit dem zweiten Bus 108 kommunikativ gekoppelt oder tatsächlich von diesem ”getrennt” oder isoliert ist. Während der Transferknoten 164 in der zweiten Betriebsart arbeitet, erreicht somit eine Nachricht 154, die über den ersten Bus 102 übermittelt wird (z. B. durch den Kommunikationsknoten 158 oder 159 gesendet wird), nicht den zweiten Bus 108 und würde somit die Kommunikationsknoten 152 und 153 nicht aus der Stromsparbetriebsart wecken (sofern jeder Knoten in einer Stromsparbetriebsart gearbeitet hätte). Während der Transferknoten 164 in der zweiten Betriebsart arbeitet, erreicht in ähnlicher Weise eine Nachricht, die über den zweiten Bus 108 übermittelt wird (z. B. von dem Kommunikationsknoten 152 oder 153 gesendet wird), nicht den ersten Kommunikationsknoten 102 und würde somit die Kommunikationsknoten 158 oder 159 nicht aus einer Stromsparbetriebsart wecken (sofern jeder Knoten in einer Stromsparbetriebsart gearbeitet hätte).
-
Während der Transferknoten 164 in der ersten Betriebsart arbeitet, würde eine Nachricht 154, die über den ersten Bus 102 übermittelt wird (z. B. durch den Kommunikationsknoten 158 oder 159 gesendet wird), den zweiten Bus 108 erreichen und von den Kommunikationsknoten 152 und 153 empfangen werden (und würde diese aus einer Stromsparbetriebsart wecken, sofern die Knoten 152 oder 153 in einer Stromsparbetriebsart gearbeitet hätten). Während der Transferknoten 164 in der ersten Betriebsart arbeitet, würde in ähnlicher Weise eine Nachricht, die über den zweiten Bus 108 übermittelt wird (z. B. durch den Kommunikationsknoten 152 oder 153 gesendet wird), den ersten Bus 102 erreichen und von den Kommunikationsknoten 158 und 159 empfangen werden (und diese aus einer Stromsparbetriebsart wecken, sofern die Knoten 158 oder 159 in einer Stromsparbetriebsart gearbeitet hätten).
-
Der Transferknoten 200, der in 2 gezeigt ist, enthält eine beispielhafte Ausführungsform des Transferknotens 164, aus 1, die oben beschrieben ist. Der Transferkommunikationsknoten 200 ist mit einem ersten Bus 202 über einen ersten Anschluss 216 und mit einem zweiten Bus 208 über einen zweiten Anschluss 218 verbunden. Der Transferknoten 200 kann eine Transferkomponente 204 enthalten, die einen ersten Sendeempfänger 240, der mit dem ersten Anschluss 216 verbunden ist, und einen zweiten Sendeempfänger 242 umfasst, der mit dem zweiten Anschluss 218 verbunden ist. Diese beispielhafte Ausführungsform der Transferkomponente 204 umfasst eine Umschaltschaltung 206, die die Sendeempfänger 240 und 242 verbindet (und trennt), wenngleich andere Ausführungsformen anstelle dessen eine Repeater-Schaltung umfassen können.
-
Der Transferknoten 200 enthält zudem eine Steuereinheit 210, die wirkungsmäßig mit der Transferkomponente 204 gekoppelt ist (um die Betriebsart der Transferkomponente 2049 zu steuern) und kommunikativ mit dem Sendeempfänger gekoppelt ist, um Nachrichten mittels der Transferkomponente 204 von den Bussen 202 und 208 zu empfangen und über diese zu senden.
-
Die Transferkomponente 204 kann betrieben werden, um Signale (z. B. Nachrichten) zwischen den Anschlüssen 216 und 218 in einer ersten Betriebsart des Transferknotens 200 (und der Transferkomponente 204) zu übermitteln und den ersten Anschluss 216 und den zweiten Anschluss 218 in einer zweiten Betriebsart des Transferknotens 200 (und der Transferkomponente 204) zu isolieren. Die Steuereinheit 210 empfängt wenigstens eine Nachricht von dem ersten Bus und/oder dem zweiten Bus 208 über die Transferkomponente 204 und wechselt basierend und in Erwiderung auf diese Nachrichten die Transferkomponente 204 zwischen der ersten und der zweiten Betriebsart, um dadurch die beiden Busse 202 und 208 (in der ersten Betriebsart) zu verbinden und (in der zweiten Betriebsart) zu trennen oder zu isolieren. Die Nachrichten 212, die von der Steuereinheit 210 empfangen und interpretiert werden, können CAN-Signale (oder alternativ LIN-Nachrichten (LIN – Local Interconnect Network)) enthalten, und ein Signal von dem Controller 210 zu der Transferkomponente 204 kann ein Steuersignal 214 enthalten, um die Transferkomponente 204 zwischen Betriebsarten zu wechseln. Diese Signale 212 und 214 können bidirektional sein. Wenngleich 2 die Signale 212 und 214 getrennt zeigt, können bei einigen Ausführungsformen die Signale 212 und 214 über denselben Kommunikationsweg (oder einen Teil desselben) übermittelt werden.
-
Wenigstens ein Kommunikationsknoten 220 kann mit dem ersten Bus 202 (wenngleich lediglich einer dargestellt ist) verbunden sein, und wenigstens ein Kommunikationsknoten 222 kann mit dem zweiten Bus 208 verbunden sein, wenngleich lediglich einer dargestellt ist. Die Kommunikationsknoten 220 und 222 können die Gestalt des Kommunikationsknoten 159 von 1 annehmen und verfügen über einen Sendeempfänger sowie eine Steuereinheit und können weiterhin dazu eingerichtet sein, in einer Stromsparbetriebsart (Ruhezustands-Betriebsart) und einer normalen Betriebsart zu arbeiten, wie es hier beschrieben ist.
-
Wie erläutert, umfasst diese beispielhafte Ausführungsform der Transferkomponente 204 eine Umschaltschaltung 206 (z. B. eine Transistorschaltung, Gate, etc.), wenngleich andere Ausführungsformen eine Repeater-Schaltung enthalten können. Bei dieser beispielhaften Ausführungsform kann die Öffnung der Umschaltschaltung 206 (um dadurch den Transferknoten 200 in der zweiten Betriebsart zu betrieben), was in Erwiderung darauf ausgeführt werden kann, dass die Transferkomponente 204 wenigstens ein erstes Steuersignal 214 empfängt, bewirken, dass der erste Bus 202 und der zweite Bus 208 voneinander derart isoliert werden, dass Kommunikationsknoten 222, die mit dem zweiten Bus 208 verbunden sind, keine Signale empfangen, die über den ersten Bus 202 übermittelt werden. In ähnlicher Weise empfangen bei Betrieb in der zweiten Betriebsart Kommunikationsknoten 202, die mit dem ersten Bus 202 verbunden sind, keine Signale, die über den zweiten Bus 208 übermittelt werden. Wie es dem Fachmann verständlich sein wird, wird für wenigstens einen Teil der Zeitperiode, während der der Transferknoten 200 in der zweiten Betriebsart arbeitet, normalerweise wenigstens ein Bus des Netzwerks Kommunikationsknoten beinhalten, die in einer Stromsparbetriebsart arbeiten, während wenigstens ein anderer Bus Kommunikationsknoten umfasst, die in der normalen Betriebsart arbeiten.
-
Das Schließen der Umschaltschaltung 206, das in Erwiderung darauf ausgeführt werden kann, dass die Transferkomponente 204 wenigstens ein zweites Steuersignal 214 empfängt, kann bewirken, dass der erste Bus 202 und der zweite Bus 208 miteinander (z. B. über die Sendeempfänger 240 und 242) kommunikativ gekoppelt werden, so dass Kommunikationsknoten 222 Signale empfangen, die über den ersten Bus 202 gesendet werden, und Kommunikationsknoten 220 Signale empfangen, die über den zweiten Bus 208 gesendet werden.
-
Bei einer Ausführungsform, bei der eine Repeater-Schaltung anstelle einer Umschaltschaltung 206 verwendet wird, kann die Repeater-Schaltung einen bidirektionalen Repeater oder zwei unidirektionale Repeater-Schaltungen (z. B. möglicherweise mit zusätzlichen Peripherieschaltkreisen, wie etwa Umschaltern, Gates oder dergleichen) enthalten, wobei die Repeater-Schaltung in Erwiderung auf den Empfang wenigstens eines ersten Steuersignals 214 außer Kraft gesetzt wird und in Erwiderung auf den Empfang wenigstens eines zweiten Steuersignals 214 in Kraft gesetzt wird. Bei einer weiteren Ausführungsform sind die Sendeempfänger 240 und 242 direkter kommunikativ miteinander gekoppelt (um einen Austausch von Signalen zwischen ihnen zu gestatten), wobei die Sendeempfänger 240 und 242 in Erwiderung auf den Empfang wenigstens eines ersten Steuersignals 214 außer Kraft gesetzt werden (z. B. wird das Senden über jeden Bus außer Kraft gesetzt) und in Erwiderung auf den Empfang wenigstens eines zweiten Steuersignals 214 in Kraft gesetzt werden (z. B. Signale, die von einem Sendeempfänger empfangen werden, mit dem anderen Sendeempfänger senden). Andere Ausführungsformen können eine Transferschaltung (Transferschaltungen) umfassen, die sich von der Umschaltschaltung, der Repeater-Schaltung und den hier beschriebenen Sendeempfängern unterscheidet (unterscheiden).
-
3 ist ein Blockschaltbild eines Netzwerkes gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der mehrere Transferknoten verwendet werden, um wahlweise eine Vielzahl von Bussen eines Netzwerkes 300 zu verbinden (und zu partitionieren). In dem Netzwerk 300 sind ein erster Transferknoten 336 und Kommunikationsknoten 318 und 320 mit einem ersten Bus 370 verbunden. Die Transferknoten 336, 338 und 340 und der Kommunikationsknoten 334 sind mit einem zweiten Bus 372 verbunden. Der Kommunikationsknoten 342 und der Transferknoten 340 sind mit einem dritten Bus 376 verbunden. Die Kommunikationsknoten 324, 326, 328 und 330 und der Transferknoten 338 sind mit einem vierten Bus 378 verbunden.
-
Der erste Transferknoten 336 kann einen ersten Anschluss 382 und einen zweiten Anschluss 384 haben. In ähnlicher Weise können die anderen Transferknoten ähnliche erste Anschlüsse und zweite Anschlüsse umfassen, die aus Gründen der Einfachheit und Klarheit nicht gekennzeichnet sind. Jeder der Transferknoten 336, 338 und 340 kann die Gestalt des Transferknotens 200 aus 2 annehmen und in einer Art und Weise arbeiten, die im wesentlichen jener des Transferknoten 200 gleicht, und daher in einer ersten Betriebsart, in der der Transferknoten seine entsprechenden Busse kommunikativ koppelt, und in einer zweiten Betriebsart arbeiten, in der der Transferknoten seine entsprechenden Busse isoliert. Somit führt der Transferknoten 336 wahlweise eine kommunikative Kopplung und eine Isolierung der Busse 370 und 372 aus. Der Transferknoten 338 führt wahlweise eine kommunikative Kopplung und eine Isolierung der Busse 372 und 378 aus. Der Transferknoten 340 führt wahlweise eine kommunikative Kopplung und eine Isolierung der Busse 376 und 378 aus.
-
Jeder der Transferknoten 336, 338 und 340 kann dahingehend individuell arbeiten, dass wenigstens einer der Transferknoten in der ersten oder der zweiten Betriebsart unabhängig von der Betriebsart arbeiten kann, in der ein beliebiger der anderen Transferknoten arbeitet. Die Betriebsarten der Transferknoten 336, 338 und 340 können natürlich durch die Nachrichten koordiniert werden, die über die Busse übermittelt werden (auf die die Steuereinheiten der Transferknoten reagieren) um zu gestatten, dass die Kommunikationsknoten, die mit wenigstens einem Bus verbunden sind, in einer Stromsparbetriebsart bleiben, während eine Kommunikation über und/oder zwischen anderen der Busse durch andere Kommunikationsknoten ermöglicht wird, die in der normalen (hoch leistungsfähigen) Betriebsart arbeiten.
-
Bei einem beispielhaften Szenario, bei dem der Transferknoten 336 in der ersten Betriebsart arbeitet und die Transferknoten 338 und 340 in der zweiten Betriebsart arbeiten, werden Nachrichten, die über die Kommunikationsknoten 318 und 320 übermittelt werden, von den Bussen 376 und 378 isoliert, so dass die Nachrichten nicht (unnötigerweise) einen der Kommunikationsknoten 324, 326, 328, 330, die mit dem Bus 378 verbunden sind, oder den Kommunikationsknoten 342, der mit dem Bus 376 verbunden ist, aus einer Stromsparbetriebsart wecken. Diese Nachrichten, die über den ersten Bus 370 übermittelt werden, werden jedoch von dem Transferknoten 336 zu dem zweiten Bus 372 übertragen und von dem Kommunikationsknoten 334 empfangen, der zudem Nachrichten über den zweiten Bus 372 senden kann, die von dem Transferknoten 336 zu dem ersten Bus 370 übertragen und von den Kommunikationsknoten 318 und 320 empfangen werden.
-
Bei einem weiteren beispielhaften Szenario, bei dem sämtliche Transferknoten in der ersten Betriebsart arbeiten, werden Nachrichten, die von einem beliebigen Kommunikationsknoten übermittelt werden, zu sämtlichen der anderen Busse durch die Transferknoten übertragen. Es lohnt sich, darauf hinzuweisen, dass in einem derartigen Szenario, eine Nachricht, die auf den ersten Bus 370 gesendet wird, durch die Transferknoten 336 und 340 zu dem dritten Bus 376 übertragen wird und durch die Transferknoten 336 und 338 zu dem vierten Bus 378 übertragen wird. Somit können einige Nachrichten Gegenstand einer Vielzahl von Übertragungen durch eine Vielzahl von Transferknoten sein und zwei, drei oder mehr Busse durchlaufen.
-
Netzwerke und Transferknoten einiger Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können als eine Halbleitervorrichtung ausgebildet sein. 4 zeigt eine vergrößerte Aufsicht einer Halbleitervorrichtung, die eine Ausführungsform des Transferknotens 200 aus 2 und/oder des Netzwerks 300 aus 3 enthalten kann, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Ein Hableiterchip 400 kann einen Transferknoten 404 (und bei einigen Ausführungsformen die umgebenden Busse und Kommunikationsknoten) enthalten. Der Halbleiterchip 400 kann zudem andere Schaltungen umfassen, die aus Gründen der Einfachheit der Zeichnung in 4 nicht gezeigt sind.
-
5 zeigt ein Verfahren 500 zum Herstellen eines Transferknotens gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie in 5 dargestellt, kann eine beispielhafte Ausführungsform eines Verfahrens zum Ausbilden einer Vorrichtung, wie etwa eines Transferknotens 200 für die Bereitstellung von Kommunikationen zwischen mehreren Bussen bei 502 das Bereitstellen einer Transferkomponente umfassen, die einen ersten Anschluss, der dazu eingerichtet ist, mit einem ersten Bus verbunden zu werden, und einen zweiten Anschluss hat, der dazu eingerichtet ist, mit einem zweiten Bus verbunden zu werden. Bei 504 kann der Vorgang das Konfigurieren der Transferkomponente umfassen, so dass diese in einer ersten Betriebsart betrieben werden kann, in der Signale, die von einem Anschluss empfangen werden, zu dem anderen Anschluss übertragen (und von diesem ausgegeben) werden. Bei 506 kann der Vorgang das Konfigurieren der Transferkomponente umfassen, so dass diese in einer zweiten Betriebsart arbeitet, bei der Signale, die von dem einen Anschluss empfangen werden, nicht an den anderen Anschluss ausgegeben werden.
-
Das Verfahren 500 kann zudem das kommunikative Koppeln einer Steuereinheit mit der Transferkomponente 508 umfassen. Bei 510 kann der Vorgang das Konfigurieren der Steuereinheit, so dass diese Nachrichten von der Transferkomponente empfängt, die über den ersten Anschluss (und/oder den zweiten Anaschluss) empfangen werden, und das Konfigurieren der Steuereinheit umfassen, so dass diese auf einen Empfang wenigstens einer ersten Nachricht reagiert, indem bei 512 bewirkt wird, dass die Transferkomponente in der ersten Betriebsart arbeitet. Bei 514 kann der Vorgang zudem das Konfigurieren der Steuereinheit umfassen, so dass diese auf den Empfang wenigstens einer zweiten Nachricht reagiert, indem bewirkt wird, dass die Transferkomponente in der zweiten Betriebsart arbeitet.
-
Bei dem Verfahren 500 kann der erste Anschluss einen ersten Sendeempfänger enthalten (oder mit diesem verbunden sein), der dazu eingerichtet ist, über den ersten Bus zu kommunizieren, und der zweite Anschluss einen zweiten Sendeempfänger enthalten (oder mit diesem verbunden sein), der dazu eingerichtet ist, über den zweiten Bus zu kommunizieren, wobei der erste Sendeempfänger und der zweite Sendeempfänger für eine bidirektionale Kommunikation miteinander in der ersten Betriebsart eingerichtet sind.
-
Weiterhin kann bei dem Verfahren 500 die Transferkomponente einen Repeater umfassen, der den ersten Anschluss mit dem zweiten Anschluss kommunikativ koppelt, und das Verfahren kann weiterhin das Inkraftsetzen des Repeaters in der ersten Betriebsart und das Außerkraftsetzen des Repeaters in der zweiten Betriebsart umfassen. Der Repeater kann zudem einen CAN-Repeater (CAN – Controller Area Network) umfassen. Das zuvor genannte Verfahren kann weiterhin das Verbinden des CAN-Repeaters mit der Steuereinheit umfassen, wobei die Steuereinheit dazu eingerichtet sein kann, wenigstens ein CAN-Signal und wenigstens ein CAN-Repeater-Steuersignal zu verarbeiten. Das Verfahren 500 kann weiterhin das Konfigurieren der Steuereinheit umfassen, so dass diese wenigstens eine erste und eine zweite Nachricht, die CAN-Nachrichten oder LIN-Nachrichten (LIN – Local Interconnect Network) enthalten können, interpretiert und auf diese reagiert.
-
Wenngleich die Ausführungsformen der oben beschriebenen Transferknoten zwei Anschlüsse enthalten, können andere Ausführungsformen drei Anschlüsse enthalten, wobei jeder Anschluss dazu eingerichtet ist, mit einem anderen Bus verbunden zu werden, und die Transferkomponente dazu eingerichtet ist, wahlweise in Erwiderung auf den Empfang von Steuersignalen von der Steuereinheit alle drei Busse oder beliebige zwei Busse zu verbinden oder alle drei Busse voneinander zu isolieren. Andere Ausführungsformen können vier, fünf oder mehr Anschlüsse für die Verbindung zu vier, fünf oder mehr Bussen umfassen und wahlweise eine beliebige Kombination (oder sämtliche) der Busse kommunikativ koppeln. Es werden hier unterschiedliche Bezugnahmen verwendet, die sich darauf beziehen, wie Signale, die über einen Anschluss empfangen werden, zu einem weiteren Anschluss (eines, zweier oder mehrerer Anschlüsse) übertragen und von diesem ausgegeben werden. Derartige Bezugnahmen verstehen sich so, dass sie das Erneuern und Ausgeben des Signals, das Verstärken und Ausgeben des Signals, das Leiten der Signalausgabe und/oder anderweitiges Befördern wenigstens einiger der empfangenen Informationen aus dem anderen Anschluss umfassen. Bei der obigen Beschreibung sind die Steuereinheit und die Transferkomponente eines Transferknotens als separate Komponenten beschrieben. In der Praxis kann jedoch die Funktionalität dieser Komponenten in derselben physikalischen Komponente (vollständig oder teilweise) integriert sein. Somit versteht sich die Beschreibung der Steuereinheit und der Transferkomponente der hier enthaltenen Transferknoten so, dass sie Funktionen erläutert, die separate physikalische Komponenten sein können oder auch nicht.
-
Die ”Weck”-Nachrichten (z. B. CAN, LIN, etc.), die durch die Steuereinheit des Transferknotens von einem Bus empfangen werden, können an den anderen Bus ausgegeben werden, um die Kommunikationsknoten zu wecken, die mit dem anderen Bus verbunden sind. Alternativ können andere Informationen über den anderen Bus in Erwiderung auf den Empfang der Nachricht(en) gesendet werden.
-
Die ”Ruhezustands”-Nachrichten (z. B. CAN, LIN, etc.), die durch die Steuereinheit des Transferknotens von einem Bus empfangen werden, können an den anderen Bus ausgegeben werden, um zu bewirken, dass die Kommunikationsknoten, die mit dem anderen Bus verbunden sind, in die Stromsparbetriebsart übergehen. Alternativ können andere Informationen über den anderen Bus in Erwiderung auf den Empfang der Nachricht(en) gesendet werden.
-
Eine beispielhafte Ausführungsform umfasst eine Vorrichtung zum Bereitstelle von Kommunikationen zwischen einem ersten Bus und einem zweiten Bus, wobei eine Vielzahl von ersten Kommunikationsknoten mit dem ersten Bus verbunden ist und eine Vielzahl zweiter Kommunikationsvorrichtungen mit dem zweiten Bus verbunden ist und die Vielzahl erster Kommunikationsvorrichtungen sowie die Vielzahl zweiter Kommunikationsvorrichtungen in einer ersten Stromsparbetriebsart und einer zweiten Betriebsart betrieben werden können, in der der Kommunikationsknoten mehr Strom verbraucht als in der ersten Stromsparbetriebsart. Die Vorrichtung kann eine Transferkomponente umfassen, die einen ersten Anschluss hat, der dazu eingerichtet ist, mit dem ersten Bus verbunden zu werden, und einen zweiten Anschluss, der dazu eingerichtet ist, mit dem zweiten Bus verbunden zu werden. Die Transferkomponente kann in einer ersten Betriebsart betrieben werden, in der Signale, die über den ersten Anschluss empfangen werden, an dem zweiten Anschluss ausgegeben werden, und kann in einer zweiten Betriebsart betrieben werden, in der Signale, die über den ersten Anschluss empfangen werden, nicht an dem zweiten Anschluss ausgegeben werden. Die Vorrichtung kann eine Steuereinheit umfassen, die kommunikativ mit der Transferkomponente gekoppelt und dazu eingerichtet ist, wenigstens eine Nachricht von der Transferkomponente zu empfangen, die über den ersten Anschluss empfangen wird. Die Steuereinheit kann dazu eingerichtet sein zu bewirken, dass die Transferkomponente in der ersten Betriebsart in Erwiderung auf den Empfang wenigstens einer ersten Nachricht arbeitet; und dazu eingerichtet sein zu bewirken, dass die Transferkomponente in der zweiten Betriebsart in Erwiderung auf den Empfang wenigstens einer zweiten Nachricht arbeitet. Die Transferkomponente kann eine Umschaltschaltung oder eine Repeater-Schaltung beinhalten (die in der ersten Betriebsart in Kraft gesetzt werden kann und in der zweiten Betriebsart außer Kraft gesetzt werden kann), die zwischen dem ersten Anschluss und dem zweiten Anschluss angeordnet ist. Alternativ oder zusätzlich kann die Transferkomponente einen ersten Sendeempfänger, der mit dem ersten Anschluss kommunikativ gekoppelt ist, um über den ersten Bus zu kommunizieren, und einen zweiten Sendeempfänger umfassen, der mit dem zweiten Anschluss kommunikativ gekoppelt ist, um über den zweiten Bus zu kommunizieren, wobei der erste und der zweite Sendeempfänger für eine bidirektionale Kommunikation miteinander in der ersten Betriebsart eingerichtet sind. Die wenigstens eine erste Nachricht kann wenigstens eine CAN-Nachricht enthalten oder wenigstens eine LIN-Nachricht (LIN – Local Interconnect Network) enthalten.
-
Bei einer weiteren Ausführungsform umfasst ein Verfahren zum Ausbilden einer Vorrichtung zum Bereitstellen von Kommunikationen das Bereitstellen einer Transferkomponente, die einen ersten Anschluss, der dazu eingerichtet ist, mit einem ersten Bus verbunden zu werden, und einen zweiten Anschluss hat, der dazu eingerichtet ist, mit einem zweiten Bus verbunden zu werden; das Konfigurieren der Transferkomponente, so dass sie in einer ersten Betriebsart betrieben werden kann, in der der erste Anschluss mit dem zweiten Anschluss kommunikativ gekoppelt ist; das Konfigurieren der Transferkomponente, so dass diese in einer zweiten Betriebsart betrieben werden kann, in der der erste Anschluss von dem zweiten Anschluss kommunikativ isoliert ist; das kommunikative Koppeln einer Steuereinheit mit der Transferkomponente; das Konfigurieren der Steuereinheit, so dass diese Nachrichten von der Transferkomponente empfängt, die über den ersten Anschluss und/oder den zweiten Anschluss empfangen werden; das Konfigurieren der Steuereinheit, so dass diese auf den Empfang wenigstens einer ersten Nachricht reagiert, indem bewirkt wird, dass die Transferkomponente in der ersten Betriebsart arbeitet; und das Konfigurieren der Steuereinheit, so dass diese auf den Empfang wenigstens einer zweiten Nachricht reagiert, in dem bewirkt wird, dass die Transferkomponente in der zweiten Betriebsart arbeitet. Der erste Anschluss kann einen ersten Sendeempfänger enthalten, der dazu eingerichtet ist, über den ersten Bus zu kommunizieren, und der zweite Anschluss umfasst einen zweiten Sendeempfänger, der dazu eingerichtet ist, über den zweiten Bus zu kommunizieren; wobei der erste Sendeempfänger und der zweite Sendeempfänger für eine bidirektionale Kommunikation miteinander in der ersten Betriebsart eingerichtet sind. Die Transferkomponente kann eine Repeater-Schaltung umfassen, die den ersten Anschluss mit dem zweiten Anschluss kommunikativ koppelt, wobei das Verfahren weiterhin das Inkraftsetzen der Repeater-Schaltung in der ersten Betriebsart und das Außerkraftsetzen der Repeater-Schaltung in der zweiten Betriebsart umfasst.
-
Bei einer weiteren Ausführungsform kann ein System zum Bereitstellen von Kommunikationen umfassen: einen ersten Bus; eine Vielzahl erster Kommunikationsknoten, die mit dem ersten Bus verbunden sind; einen zweiten Bus; und eine Vielzahl von zweiten Kommunikationsknoten, die mit dem zweiten Bus verbunden sind. Jeder aus der Vielzahl erster und zweiter Kommunikationsknoten kann dazu eingerichtet sein, wenigstens in einem ersten Zustand und einem Stromsparzustand zu arbeiten, wobei der Betrieb in dem Stromsparzustand weniger Strom verbraucht als der Betrieb im ersten Zustand. Das System kann eine Transferkomponente umfassen, die mit dem ersten Bus und dem zweiten Bus verbunden ist. Die Transferkomponente kann in einer ersten Betriebsart betrieben werden, in der der erste Bus mit dem zweiten Bus kommunikativ gekoppelt ist. Die Transferkomponente kann in einer zweiten Betriebsart betrieben werden, in der der erste Bus von dem zweiten Bus kommunikativ isoliert ist. Das System kann in einer ersten Betriebsart betrieben werden, in der: (a) wenigstens zwei aus der Vielzahl erster Kommunikationsknoten über den ersten Bus kommunizieren, während sie in dem ersten Betriebszustand arbeiten, während gleichzeitig (b) die Vielzahl der zweiten Kommunikationsknoten in der Stromsparbetriebsart arbeiten und die Transferkomponente in der zweiten Betriebsart arbeitet. Das System kann in einer zweiten Betriebsart arbeiten, in der einer aus der Vielzahl von ersten Kommunikationsknoten über den ersten Bus und den zweiten Bus mit einem aus der Vielzahl von zweiten Kommunikationsknoten kommuniziert, während die Transferkomponente in der ersten Betriebsart arbeitet.
-
Es versteht sich, dass die vorangegangenen beispielhaften Ausführungsformen lediglich zu Zwecken der Erläuterung angeführt wurden und in keiner Weise als die Erfindung einschränkend anzusehen sind. Wörter, die hier verwendet wurden, sind Wörter der Beschreibung und Veranschaulichung und nicht Wörter der Einschränkung. Darüber hinaus mögen die Vorteile und Ziele, die hier erläutert wurden, nicht mit jeder einzelnen Ausführungsform realisiert werden, die die Erfindung praktisch ausführt. Wenngleich die Erfindung hier unter Bezugnahme auf einen speziellen Aufbau, spezielle Materialien und/oder Ausführungsformen beschrieben wurde, ist damit keine Einschränkung auf die Einzelheiten beabsichtigt, die hier offenbart sind. Anstelle dessen erstreckt sich die Erfindung auf sämtliche funktional äquivalenten Aufbauten, Verfahren und Verwendungen innerhalb des Geltungsbereiches der beigefügten Ansprüche. Der Fachmann, der über die Vorteile der Lehre dieser Beschreibung verfügt, kann zahlreiche Modifikationen an dieser vornehmen, wobei Änderungen ausgeführt werden können, ohne vom Geltungsbereich und dem Geist der Erfindung abzuweichen.
-
Wie die folgenden Ansprüche widerspiegeln, können erfinderische Aspekte in weniger als sämtlichen Merkmalen einer einzelnen vorangehenden offenbarten Ausführungsform liegen. Somit sind die folgenden formulierten Ansprüche ausdrücklich in dieser detaillierten Beschreibung enthalten, wobei jeder Anspruch für sich als separate Ausführungsform einer Erfindung steht. Wengleich weiterhin einige Ausführungsformen, die hier beschrieben sind, einige aber nicht alle Merkmale umfassen, die in anderen Ausführungsformen enthalten sind, sollen Kombinationen von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen innerhalb des Geltungsbereiches der Erfindung liegen und bilden andere Ausführungsformen, wie es der Fachmann verstehen sollte.
