DE102016224961A1 - Subscriber station for a bus system and method for data transmission in a bus system - Google Patents
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Abstract
Es sind eine Teilnehmerstation (10) für ein Bussystem (1; 2) und ein Verfahren zur Datenübertragung in einem Bussystem (1; 2) bereitgestellt. Die Teilnehmerstation (10) umfasst eine Sende-/Empfangseinrichtung (12) zum Senden einer Nachricht (45; 46; 47) an und/oder Empfangen einer Nachricht (45; 46; 47) von eine/r weitere/n Teilnehmerstation (20; 30) des Bussystems (1; 2) über einen Bus (40), wobei die Sende-/Empfangseinrichtung (12) ausgestaltet ist, eine Differenzspannung von einem ersten vorbestimmten Spannungswert für eine Datenübertragung in einem ersten Zeitabschnitt auf einen zweiten vorbestimmten Spannungswert für eine Datenübertragung in einem zweiten Zeitabschnitt abzusenken oder wieder von dem zweiten vorbestimmten Spannungswert auf den ersten vorbestimmten Spannungswert anzuheben und die Entscheidungsschwelle (125, 126) für den Empfang von Bits der Nachricht (45; 46; 47) in dem zweiten Zeitabschnitt von einem ersten vorbestimmten Schwellenwert für eine Datenübertragung in dem ersten Zeitabschnitt auf einen zweiten vorbestimmten Schwellenwert für eine Datenübertragung in dem zweiten Zeitabschnitt abzusenken oder wieder von dem zweiten vorbestimmten Schwellenwert auf den ersten vorbestimmten Schwellenwert anzuheben, und wobei die Teilnehmerstation (10) ausgestaltet ist, die Nachrichten (45; 47) in dem zweiten Zeitabschnitt mit einer höheren Datenübertragungsrate zu senden oder zu empfangen als in dem ersten Zeitabschnitt.A subscriber station (10) for a bus system (1; 2) and a method for data transmission in a bus system (1; 2) are provided. The subscriber station (10) comprises a transmitting / receiving device (12) for transmitting a message (45; 46; 47) to and / or receiving a message (45; 46; 47) from a further subscriber station (20; 30) of the bus system (1; 2) via a bus (40), wherein the transmitting / receiving device (12) is configured, a differential voltage from a first predetermined voltage value for a data transmission in a first time period to a second predetermined voltage value for a data transmission in a second period of time, or raise again from the second predetermined voltage value to the first predetermined voltage value, and the decision threshold (125, 126) for receiving bits of the message (45; 46; 47) in the second time period from a first predetermined threshold to transmit a data transmission in the first time period to a second predetermined threshold for a data transmission in the second time period ken or again from the second predetermined threshold to the first predetermined threshold, and wherein the subscriber station (10) is configured to receive the messages (45; 47) in the second time period to transmit or receive at a higher data transmission rate than in the first time period.
Description
Technisches GebietTechnical area
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Teilnehmerstation für ein Bussystem und ein Verfahren zur Datenübertragung in einem Bussystem, bei welchem ein Protokoll für CAN oder CAN FD mit niedrigerer Spannung als üblich ausgeführt wird.The present invention relates to a subscriber station for a bus system and a method for data transmission in a bus system, in which a protocol for CAN or CAN FD is performed with lower voltage than usual.
Stand der TechnikState of the art
Beispielsweise in Fahrzeugen sind CAN-Netzwerke vorgesehen, in welchen Nachrichten mittels des CAN- und/oder CAN FD Protokolls übertragen werden, wie es in der derzeitigen ISO-CD-11898-1 als CAN Protokoll-Spezifikation mit CAN FD beschrieben ist.In vehicles, for example, CAN networks are provided in which messages are transmitted by means of the CAN and / or CAN FD protocol, as described in the current ISO-CD-11898-1 as CAN protocol specification with CAN FD.
Bei CAN kann in vielen Fällen die Datenrate nicht weiter erhöht werden, weil ansonsten die Spannungsflanken so steil gewählt werden müssten, dass mehr elektromagnetische Emissionen erzeugt werden würden als zugelassen. In früheren Zeiten gab es nur einen einzigen langen CAN-Bus, der alle Steuergeräte im Fahrzeug miteinander verbunden hat. Heutzutage gibt es aufgrund der großen Anzahl an Teilnehmern viele kürzere CAN-Busse. Die kurzen Kabellängen sorgen für einen besseren Signal-Rausch-Abstand.With CAN, the data rate can not be further increased in many cases, because otherwise the voltage edges would have to be chosen so steeply that more electromagnetic emissions would be generated than permitted. In earlier times, there was only one long CAN bus connecting all the ECUs in the vehicle. Nowadays there are many shorter CAN buses due to the large number of participants. The short cable lengths ensure a better signal-to-noise ratio.
Zunehmende Kommunikation auf dem CAN-Bus erfordert eine Erhöhung der Datenrate auch über CAN FD hinaus.Increasing communication on the CAN bus requires an increase in data rate beyond CAN FD.
Bei der Anmelderin wurde daher überlegt, anstelle des bisherigen CAN-Bussystems ein Bussystem zu verwenden, bei welchem eine niedrigere Spannung (low voltage) als die sonst bei digitalen Systemen übliche hohe Spannung (high voltage) von 5V oder 3,3 V verwendet wird. Derartige Systeme mit der niedrigeren Spannung sind als LVDS (Low Voltage Digital System) bekannt.The Applicant was therefore considered to use a bus system instead of the previous CAN bus system, in which a lower voltage (low voltage) than the usual high voltage of 5V or 3.3V used in digital systems is used. Such lower voltage systems are known as LVDS (Low Voltage Digital System).
Problematisch ist jedoch, dass bereits vorhandene Bussysteme nicht kompatibel mit einer LVDS-Teilnehmerstation sind, die auf dem LVDS-System basiert. Die LV-Nachrichten der LVDS-Teilnehmerstationen werden von den Teilnehmerstationen der herkömmlichen Teilnehmerstationen zerstört. Daher müssen in einem bestehenden Standard-CAN-System alle vorhandenen Teilnehmerstationen auf ein LVDS-System umgerüstet werden. Dies ist sehr aufwändig und kostenintensiv.The problem, however, is that existing bus systems are not compatible with an LVDS subscriber station based on the LVDS system. The LV messages of the LVDS subscriber stations are destroyed by the subscriber stations of the conventional subscriber stations. Therefore, in an existing standard CAN system, all existing subscriber stations must be converted to an LVDS system. This is very expensive and costly.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Teilnehmerstation für ein Bussystem und ein Verfahren zur Datenübertragung in einem Bussystem bereitzustellen, welche die zuvor genannten Probleme lösen. Insbesondere sollen eine Steuereinrichtung für ein Bussystem und ein Verfahren zur Datenübertragung in einem Bussystem bereitgestellt werden, bei welchen die Datenübertragungsrate auf dem Bus gegenüber bisherigen Lösungen noch weiter erhöht werden kann, um so eine fehlerfreie Kommunikation über den Bus zu beschleunigen.It is therefore an object of the present invention to provide a subscriber station for a bus system and a method for data transmission in a bus system, which solve the aforementioned problems. In particular, a control device for a bus system and a method for data transmission in a bus system are to be provided, in which the data transmission rate on the bus can be further increased compared to previous solutions, so as to accelerate error-free communication via the bus.
Die Aufgabe wird durch eine Teilnehmerstation für ein Bussystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die Teilnehmerstation umfasst eine Sende-/Empfangseinrichtung zum Senden einer Nachricht an und/oder Empfangen einer Nachricht von eine/r weitere/n Teilnehmerstation des Bussystems über einen Bus, wobei die Sende-/Empfangseinrichtung ausgestaltet ist, eine Differenzspannung von einem ersten vorbestimmten Spannungswert für eine Datenübertragung in einem ersten Zeitabschnitt auf einen zweiten vorbestimmten Spannungswert für eine Datenübertragung in einem zweiten Zeitabschnitt abzusenken oder wieder von dem zweiten vorbestimmten Spannungswert auf den ersten vorbestimmten Spannungswert anzuheben und die Entscheidungsschwelle für den Empfang von Bits der Nachricht in dem zweiten Zeitabschnitt von einem ersten vorbestimmten Schwellenwert für eine Datenübertragung in dem ersten Zeitabschnitt auf einen zweiten vorbestimmten Schwellenwert für eine Datenübertragung in dem zweiten Zeitabschnitt abzusenken oder wieder von dem zweiten vorbestimmten Schwellenwert auf den ersten vorbestimmten Schwellenwert anzuheben, und wobei die Teilnehmerstation ausgestaltet ist, die Nachrichten in dem zweiten Zeitabschnitt mit einer höheren Datenübertragungsrate zu senden als in dem ersten Zeitabschnitt.The object is achieved by a subscriber station for a bus system with the features of claim 1. The subscriber station comprises a transmitting / receiving device for transmitting a message to and / or receiving a message from a further subscriber station of the bus system via a bus, wherein the transmitting / receiving device is configured, a differential voltage from a first predetermined voltage value for to decrease a data transmission in a first time period to a second predetermined voltage value for a data transmission in a second time period or to raise again from the second predetermined voltage value to the first predetermined voltage value and the decision threshold for the receipt of bits of the message in the second time period from a first predetermined one Threshold for a data transmission in the first time period to a second predetermined threshold for a data transmission in the second time period to lower or again from the second predetermined threshold to the first predetermined threshold, and wherein the subscriber station is configured to transmit the messages in the second time period at a higher data transmission rate than in the first time period.
Mit der Teilnehmerstation kann die Datenübertragungsrate im Vergleich zu konventionellem CAN oder CAN FD um ein Vielfaches erhöht werden.With the subscriber station, the data transmission rate can be increased many times compared to conventional CAN or CAN FD.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die von der Teilnehmerstation durchgeführte LV-Kommunikation, die mit einer niedrigeren Spannung (low voltage) abläuft als mit der sonst bei digitalen Systemen üblichen hohen Spannung (high voltage) von 5V oder 3,3 V eine Standard-CAN oder Standard-CAN FD Kommunikation auf dem Bus nicht stört. Die LVCAN-Teilnehmerstation erzeugt bei der Datenübertragung kleinere Differenzspannungen als üblich. Die Differenzspannungen sind so klein, dass sie von Standard-CAN Teilnehmerstationen nicht wahrgenommen werden können, weil die Differenzspannungen unter der Entscheidungsschwelle von 1 V liegen, nämlich z.B. bei 0,5 V oder sogar negativ sind.A further advantage is that the LV communication performed by the subscriber station, which runs with a lower voltage than with the otherwise usual high voltage of 5V or 3.3 V in digital systems, a standard CAN or standard CAN FD communication on the bus does not bother. The LVCAN subscriber station generates smaller differential voltages during data transmission than usual. The differential voltages are so small that they can not be detected by standard CAN subscriber stations because the differential voltages are below the decision threshold of 1 V, e.g. at 0.5 V or even negative.
Vorteilhaft ist die Teilnehmerstation so konzipiert, dass Standard-CAN-Teilnehmer den von der beschriebenen Teilnehmerstation durchgeführten LV-Differenzspannungsänderungen gegenüber tolerant sind und keine Fehlernachrichten verschicken. Dadurch können mehrere LV-CAN-Teilnehmerstationen ungestört kommunizieren. Jedoch ist die zuvor beschriebene Teilnehmerstation derart konzipiert, dass sie bei Bedarf auf das Standard-Protokoll wechseln kann und dann ebenfalls mit Standard-CAN-Teilnehmerstationen Informationen austauschen kann.Advantageously, the subscriber station is designed so that standard CAN participants from the described subscriber station performed LV differential voltage changes are tolerant and send no error messages. As a result, several LV-CAN subscriber stations can communicate undisturbed. However, the subscriber station described above is designed so that it can switch to the standard protocol if necessary and then also can exchange information with standard CAN subscriber stations.
Das von der beschriebenen Teilnehmerstation ausgeführte Verfahren ist also voll kompatibel zu bisherigen CAN-Bus-Systemen. Standard-CAN- oder Standard-CAN FD-Teilnehmerstationen können daher nach und nach im Bus durch LV-CAN-Teilnehmer ersetzt werden.The executed by the subscriber station described method is therefore fully compatible with previous CAN bus systems. Standard CAN or standard CAN FD subscriber stations can therefore be gradually replaced in the bus by LV-CAN users.
Vorteilhafte weitere Ausgestaltungen der Teilnehmerstation sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.Advantageous further embodiments of the subscriber station are specified in the dependent claims.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Sende-/Empfangseinrichtung einen Anschluss auf und ist ausgestaltet, abhängig von einem Signal an dem Anschluss die Differenzspannung und die Entscheidungsschwelle abzusenken oder die Differenzspannung und die Entscheidungsschwelle anzuheben. Zusätzlich oder alternativ kann die Sende-/Empfangseinrichtung ausgestaltet sein, einen Inhalt der Nachricht auszuwerten und abhängig von dem Inhalt der Nachricht die Differenzspannung und die Entscheidungsschwelle abzusenken oder die Differenzspannung und die Entscheidungsschwelle anzuheben.According to one embodiment, the transceiver has a port and is configured to lower the difference voltage and the decision threshold or to increase the difference voltage and the decision threshold depending on a signal at the port. Additionally or alternatively, the transceiver can be configured to evaluate a content of the message and, depending on the content of the message, to lower the differential voltage and the decision threshold or to increase the differential voltage and the decision threshold.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Sende-/Empfangseinrichtung einen ersten Anschluss auf und ist ausgestaltet, abhängig von einem Signal an dem ersten Anschluss die Differenzspannung mit einem ersten vorbestimmten Spannungswert für eine Datenübertragung zu erzeugen, einen zweiten Anschluss für einen Empfang der Bits mit der Entscheidungsschwelle auf, die den ersten vorbestimmten Schwellenwert hat, und einen dritten Anschluss auf und ist ausgestaltet, abhängig von einem Signal an dem dritten Anschluss die Differenzspannung mit einem zweiten vorbestimmten Spannungswert für eine Datenübertragung zu erzeugen, und einen vierten Anschluss für den Empfang der Bits mit der Entscheidungsschwelle auf, die den zweiten vorbestimmten Schwellenwert hat.According to one embodiment, the transceiver has a first terminal and is configured to generate a second terminal for receiving the bits with the decision threshold depending on a signal at the first terminal to generate the differential voltage with a first predetermined voltage value for data transmission having the first predetermined threshold and a third terminal and configured to generate the differential voltage having a second predetermined voltage value for data transmission in response to a signal at the third terminal and a fourth terminal for receiving the decision threshold bits which has the second predetermined threshold.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel hat die Teilnehmerstation zudem eine Kommunikationssteuereinrichtung, die ausgestaltet ist, die Nachrichten in dem zweiten Zeitabschnitt mit Stuff-Bits an den Stellen zu senden, an welchen die Stuff-Bits bei einer Synchronisation der Teilnehmerstationen des Bussystems erwartet werden, und/oder wobei die Kommunikationssteuereinrichtung oder die Sende-/Empfangseinrichtung ausgestaltet ist, die Stuff-Bits mit dem Differenzspannungspegel und der Datenübertragungsrate zu erstellen, wie in dem ersten Zeitabschnitt. Zusätzlich oder alternativ kann die Kommunikationssteuereinrichtung oder die Sende-/Empfangseinrichtung ausgestaltet sein, zusätzlich zu einem dominanten Stuff-Bit ein rezessives Stuff-Bit direkt in Folge zu erstellen.According to an embodiment, the subscriber station further has a communication control device configured to send the messages in the second time period with stuff bits at the locations where the stuff bits are expected in a synchronization of the subscriber stations of the bus system, and / or the communication control device or the transceiver is configured to generate the stuff bit with the differential voltage level and the data transmission rate, as in the first time period. Additionally or alternatively, the communication control device or the transceiver may be configured to create a recessive stuff bit directly in sequence in addition to a dominant stuff bit.
Der erste Zeitabschnitt ist vorzugsweise ein Zeitabschnitt, in welchem bestimmt wird, welche Teilnehmerstation zumindest zeitweise einen exklusiven, kollisionsfreien Zugriff auf den Bus oder einen gemeinsamen Kanal des Busses bekommt. Der zweite Zeitabschnitt ist vorzugswiese ein Zeitabschnitt, in welchem die Teilnehmerstation den exklusiven, kollisionsfreien Zugriff auf den Bus oder einen gemeinsamen Kanal des Busses hat.The first time period is preferably a time period in which it is determined which subscriber station at least temporarily receives exclusive, collision-free access to the bus or a common channel of the bus. The second period of time is preferably a period of time in which the subscriber station has exclusive, collision-free access to the bus or a common channel of the bus.
Denkbar ist, dass die Pegel der Differenzspannung im Mittel Werte haben, die in einem Bereich von -1 V und 3 V liegen. Zusätzlich oder alternativ kann die Differenzspannung einen Wert haben, der in einem Bereich von 0,2 V ≤ UD ≤ 1 V liegt.It is conceivable that the levels of the differential voltage have on average values that lie in a range of -1 V and 3 V. Additionally or alternatively, the differential voltage may have a value that is in a range of 0.2V ≦ U D ≦ 1V.
Gemäß einer Ausgestaltung kann die Sende-/Empfangseinrichtung ausgestaltet sein, auf eine Übertragung mit dem ersten vorbestimmten Stromwert eine LV-Übertragung parallel aufzumodulieren. Zusätzlich oder alternativ kann die Teilnehmerstation einen Fehlerzähler aufweisen, der zum Zählen ausgestaltet ist, wie oft ein Sendeversuch abgebrochen wird, und wobei die Sende-/Empfangseinrichtung ausgestaltet ist, in einen Sendebetrieb umzuschalten, bei welchem die Differenzspannung auf den ersten vorbestimmten Spannungsart geschaltet ist, um die Nachrichten nur mit dem Originalpegel und Original-Datenrate zu versenden, wenn ein Zählerstand des Fehlerzählers einen vorbestimmten Wert überschreitet.According to one embodiment, the transceiver can be configured to modulate an LV transmission in parallel to a transmission with the first predetermined current value. Additionally or alternatively, the subscriber station may include an error counter configured to count how many times a transmission attempt is aborted, and wherein the transceiver is configured to switch to a transmission mode in which the differential voltage is switched to the first predetermined voltage mode, to send the messages only at the original level and original data rate when a count of the error counter exceeds a predetermined value.
Möglicherweise ist das Bussystem ein CAN-Bussystem oder ein CAN FD-Bussystem ist. Zusätzlich oder alternativ ist es möglich, dass bei der Sende-/Empfangseinrichtung mindestens eine Reflexionenreduktionseinheit angeordnet ist, die zwischen zwei Busadern des Busses angeschlossen ist, um Reflexionen im Bussystem zu reduzieren.Possibly the bus system is a CAN bus system or a CAN FD bus system. Additionally or alternatively, it is possible that at least one reflection reduction unit is arranged at the transmitting / receiving device, which is connected between two bus wires of the bus in order to reduce reflections in the bus system.
Die zuvor beschriebene Teilnehmerstation kann Teil eines Bussystems sein, das zudem einen Bus umfasst, über welchen mindestens zwei Teilnehmerstationen derart miteinander verbunden sind, dass sie miteinander kommunizieren können. Hierbei kann das Bussystem zudem einen Switch aufweisen, der zwischen mindestens zwei der Teilnehmerstationen geschaltet ist, um den Bus in annähernd gleichgroße Teile aufzuteilen.The subscriber station described above may be part of a bus system, which also includes a bus, via which at least two subscriber stations are connected to each other so that they can communicate with each other. In this case, the bus system can also have a switch which is connected between at least two of the subscriber stations in order to divide the bus into approximately equal parts.
Die zuvor genannte Aufgabe wird zudem durch ein Verfahren zur Datenübertragung nach Anspruch 10 in einem zuvor beschriebenen Bussystem gelöst. Bei dem Verfahren wird in dem Bussystem eine Sende-/Empfangseinrichtung zum Senden einer Nachricht an und/oder Empfangen einer Nachricht von eine/r weitere/n Teilnehmerstation des Bussystems über einen Bus verwendet, wobei die Sende-/Empfangseinrichtung eine Differenzspannung von einem ersten vorbestimmten Spannungswert für eine Datenübertragung in einem ersten Zeitabschnitt auf einen zweiten vorbestimmten Spannungswert für eine Datenübertragung in einem zweiten Zeitabschnitt absenkt oder wieder von dem zweiten vorbestimmten Spannungswert auf den ersten vorbestimmten Spannungswert anhebt und die Entscheidungsschwelle für den Empfang von Bits der Nachricht in dem zweiten Zeitabschnitt von einem ersten vorbestimmten Schwellenwert für eine Datenübertragung in dem ersten Zeitabschnitt auf einen zweiten vorbestimmten Schwellenwert für eine Datenübertragung in dem zweiten Zeitabschnitt absenkt oder wieder von dem zweiten vorbestimmten Schwellenwert auf den ersten vorbestimmten Schwellenwert anhebt, und wobei die Teilnehmerstation ausgestaltet ist, die Nachrichten in dem zweiten Zeitabschnitt mit einer höheren Datenübertragungsrate zu senden als in dem ersten Zeitabschnitt. The aforementioned object is also achieved by a method for data transmission according to
Das Verfahren bietet dieselben Vorteile, wie sie zuvor in Bezug auf die Teilnehmerstation genannt sind.The method offers the same advantages as previously mentioned with respect to the subscriber station.
Weitere mögliche Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale oder Ausführungsformen. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der Erfindung hinzufügen.Further possible implementations of the invention also include not explicitly mentioned combinations of features or embodiments described above or below with regard to the exemplary embodiments. The skilled person will also add individual aspects as improvements or additions to the respective basic form of the invention.
Figurenlistelist of figures
Nachfolgend ist die Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung und anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigen:
-
1 ein vereinfachtes Blockschaltbild eines Bussystems gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel; -
2 ein Schaubild zur Veranschaulichung eines Aufbaus einer Nachricht, die von einer Teilnehmerstation des Bussystems gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel gesendet wird; -
3 einen vereinfachten Aufbau einer Sende-/Empfangseinrichtung einer ersten und dritten Teilnehmerstation gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel; -
4 einen schematischen Verlauf einer Differenzspannung von CAN_H - CAN_L über der Zeit während einer Nutzdatenübertragung bei einer zweiten Teilnehmerstation gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel; -
5 einen schematischen Verlauf einer Differenzspannung von CAN_H - CAN_L über der Zeit während einer Nutzdatenübertragung bei der ersten oder dritten Teilnehmerstation gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel; -
6 einen schematischen Verlauf einer Differenzspannung von CAN_H - CAN_L über der Zeit während einer Nutzdatenübertragung bei der ersten oder dritten Teilnehmerstation gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel; -
7 einen schematischen Verlauf einer Differenzspannung von CAN_H - CAN_L über der Zeit während einer Nutzdatenübertragung bei der ersten oder dritten Teilnehmerstation gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel; -
8 einen schematischen Verlauf einer Differenzspannung von CAN_H - CAN_L über der Zeit während einer Nutzdatenübertragung bei der ersten und dritten Teilnehmerstation gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel; -
9 einen vereinfachten Aufbau einer Sende-/Empfangseinrichtung einer ersten und dritten Teilnehmerstation gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel; und -
10 ein vereinfachtes Blockschaltbild eines Bussystems gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel.
-
1 a simplified block diagram of a bus system according to a first embodiment; -
2 a diagram for illustrating a structure of a message that is sent from a subscriber station of the bus system according to the first embodiment; -
3 a simplified structure of a transmitting / receiving device of a first and third subscriber station according to the first embodiment; -
4 a schematic course of a differential voltage of CAN_H - CAN_L over time during a user data transmission at a second subscriber station according to the first embodiment; -
5 a schematic course of a differential voltage of CAN_H - CAN_L over time during a user data transmission at the first or third subscriber station according to the first embodiment; -
6 a schematic course of a differential voltage of CAN_H - CAN_L over time during a user data transmission at the first or third subscriber station according to a second embodiment; -
7 a schematic course of a differential voltage of CAN_H - CAN_L over time during a user data transmission at the first or third subscriber station according to a third embodiment; -
8th a schematic course of a differential voltage of CAN_H - CAN_L over time during a user data transmission in the first and third subscriber station according to a fourth embodiment; -
9 a simplified construction of a transmitting / receiving device of a first and third subscriber station according to a fifth embodiment; and -
10 a simplified block diagram of a bus system according to a sixth embodiment.
In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente, sofern nichts anderes angegeben ist, mit denselben Bezugszeichen versehen.In the figures, identical or functionally identical elements are provided with the same reference numerals, unless stated otherwise.
Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments
In
Zusätzlich sind mindestens zwei der Teilnehmerstationen
Die Teilnehmerstationen
Wie in
Die Kommunikationssteuereinrichtung
Mit der Reflexionsreduktionseinheit
Wie in
In der Arbitrierungsphase
Abhängig von einem Signal an dem Anschluss LV schaltet die Sende-/Empfangseinrichtung
In
Beim Standard-CAN oder Standard-CAN FD bleibt somit die Entscheidungsschwelle
In Unterschied dazu zeigt
Damit bereits im Markt befindliche Teilnehmerstationen, wie die Teilnehmerstation
Optional kann die Kommunikationssteuereinrichtung
Gemäß
Die Nutzdatenübertragung einer LV-Nachricht
Beim voll kompatiblen LV-CAN gemäß
Bei einer Kommunikation im Bussystem
Bei der Kommunikation im Bussystem
Unter besonderen Bedingungen, wie beispielsweise extremen Temperaturen, extremer Luftfeuchtigkeit, Kurzschlüsse mit Funkenschlag, usw., kann die LV-Datenübertragung kurzzeitig gestört sein, so dass die Übertragung durch ein Errorframe abgebrochen wird. Immer wenn eine LV-Übertragung durch ein Errorframe abgebrochen wurde, wird die Übertragung erneut mit Original-Pegel und Original-Datenrate gemäß dem CAN-Protokoll oder dem CAN FD Protokoll wiederholt.Under special conditions, such as extreme temperatures, extreme humidity, short circuits with a spark, etc., the LV data transmission may be temporarily disturbed, so that the transmission is interrupted by an error frame. Every time an LV transmission is aborted by an error frame, the transmission is repeated again at the original level and original data rate according to the CAN protocol or the CAN FD protocol.
Daher weist die Sende-/Empfangseinrichtung
Sobald alle normalen CAN-Teilnehmer durch LV-Teilnehmer ersetzt wurden, können auch die Arbitrierungsdaten mit LV-Pegeln gesendet werden. Wenn das Hin- und Herschalten zwischen den Pegeln entfällt, können die Sende-/Empfangseinrichtungen
Somit kann bei CAN-Teilnehmerstationen die über die Dauer der Nutzdatenübertragung keine Synchronisation benötigen oder LV-Pegel erfassen können, auf die Stuff-Bits
Gegenüber Pegeldifferenzen von +0,5 V wird durch den größeren Spannungshub von 1 V anstatt 0,5 V der Einfluss von Störeinstrahlung reduziert. Jedoch ist gleichzeitig auch die Datenübertragungsrate auf 1,6 bzw. 2,4-fach zu reduzieren. Compared to level differences of +0.5 V, the influence of interference radiation is reduced by the larger voltage swing of 1 V instead of 0.5 V. However, at the same time, the data transmission rate should be reduced to 1.6 or 2.4 times.
In einer Modifikation ist es ebenso denkbar, mit einer LV-Pegeldifferenz von +1 V zu arbeiten. Allerdings ist diese Änderung dann nicht mehr vollkompatibel zum bisherigen CAN-Protokoll oder CAN FD-Protokoll.In a modification, it is also conceivable to work with an LV level difference of +1 V. However, this change is then no longer fully compatible with the previous CAN protocol or CAN FD protocol.
Auch hier ist es in einer Modifikation ebenso denkbar, mit einer LV-Pegeldifferenz von +1 V zu arbeiten, wenn die daraus resultierende fehlende Kompatibilität zum CAN-Protokoll oder CAN FD-Protokoll im Bussystem
In noch einer weiteren Ausgestaltung kann die Sende-/Empfangseinrichtung
Mit dem zusätzlichen RX-Eingang für das Versenden von LV-Bits, dem Anschluss LVTx für das LV-Sendesignal, sowie dem zusätzlichen RX-Eingang für empfangene LV-Bits, dem Anschluss LVRx für das LV-Empfangssignal kann in späteren Entwicklungsschritten nicht nur in den Sendepausen sondern gegebenenfalls auch während einer Standard-CAN-Übertragung eine LV-Übertragung parallel aufmoduliert werden. Die Aufmodulation kann ähnlich wie beim Aufmodulieren von Daten auf eine Stromversorgungsleitung erfolgen.With the additional RX input for sending LV bits, the LVTx connection for the LV transmit signal and the additional RX input for received LV bits, the LV receive signal LVRx for the LV receive signal can not only be used later in development steps the transmission pauses but possibly also during a standard CAN transmission an LV transmission are modulated in parallel. The modulation may be similar to modulating data onto a power line.
Dadurch wäre eine Übertragung von LV-Nachrichten
Der CAN-Switch
Zum anderen hat der CAN-Switch
Die Bussysteme
Alle zuvor beschriebenen Ausgestaltungen der Bussysteme
Das zuvor beschriebene Bussystem
Alternativ zu den vorangehenden Ausführungsbeispielen kann der LV-Sender das Überdrücken des subdominanten LV-Bits durch ein dominantes Standard-Bit durch das Überschreiten einer Differenzspannungschwelle zwischen 0,1 V oder 0,25 V und 1 V schon früher erkennen.As an alternative to the previous embodiments, the LV transmitter can detect overshoot of the subdominant LV bit by a dominant standard bit by exceeding a differential voltage threshold between 0.1V or 0.25V and 1V earlier.
Alternativ zu den vorangehenden Ausführungsbeispielen kann eine Arbitrierung auch derart durchgeführt werden, dass erst dann auf große Differenzspannungen umgestellt wird, wenn die Arbitrierung nach dem neuen Verfahren erfolglos war und auf die Standard-Arbitrierung zurückgestellt wurde.As an alternative to the preceding embodiments, arbitration can also be carried out in such a way that it is only switched to large differential voltages if the arbitration according to the new method was unsuccessful and was reset to standard arbitration.
Alternativ zu den vorangehenden Ausführungsbeispielen kann die Begrenzung von 0,2 V oder 0,5 V auf 2 V angehoben werden, wenn durch die vorangegangen Kollisionen/Fehler der Versand einer Nachricht mit Standard-Pegel erwartet werden kann.As an alternative to the preceding embodiments, the limitation may be increased from 0.2 V or 0.5 V to 2 V if the previous collisions / errors can be expected to send a standard level message.
Das Bussystem
Es ist jedoch auch denkbar, dass eine der zwei Busadern
Die Anzahl und Anordnung der Teilnehmerstationen
Die Funktionalität der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele lässt sich nicht nur bei einer Sende-/Empfangseinrichtung
Claims (10)
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