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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung für eine Teilnehmerstation eines seriellen Bussystems und ein Verfahren zur Kommunikation in einem seriellen Bussystem, das mit hoher Datenrate und großer Fehlerrobustheit arbeitet.
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Stand der Technik
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Für die Kommunikation zwischen Sensoren und Steuergeräten, beispielsweise in Fahrzeugen, wird häufig ein Bussystem eingesetzt, in welchem Daten als Nachrichten im Standard ISO11898-1:2015 als CAN Protokoll-Spezifikation mit CAN FD übertragen werden. Die Nachrichten werden zwischen den Busteilnehmern des Bussystems, wie Sensor, Steuergerät, Geber, usw., übertragen.
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Mit steigender Anzahl an Funktionen einer technischen Anlage bzw. eines Fahrzeugs, nimmt auch der Datenverkehr im Bussystem zu. Noch dazu ist es oft gefordert, dass die Daten schneller vom Sender zum Empfänger zu übertragen sind als bisher. Folge davon ist, dass die geforderte Bandbreite des Bussystems weiter steigen wird.
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Um Daten mit höherer Bitrate übertragen zu können als bei CAN, wurde im CAN FD Nachrichten-Format eine Option zur Umschaltung auf eine höhere Bitrate innerhalb einer Nachricht geschaffen. Bei solchen Techniken wird die maximal mögliche Datenrate durch Einsatz einer höheren Taktung im Bereich der Datenfelder über einen Wert von 1 MBit/s hinaus gesteigert. Solche Nachrichten werden nachfolgend auch als CAN FD-Rahmen oder CAN FD-Nachrichten bezeichnet. Bei CAN FD ist die Nutzdatenlänge von 8 auf bis zu 64 Bytes erweitert und sind die Datenübertragungsraten deutlich höher als bei CAN.
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Auch wenn ein CAN oder CAN FD basiertes Kommunikationsnetzwerk im Hinblick auf beispielsweise seine Robustheit sehr viele Vorteile bietet, hat es doch eine deutlich geringere Schnelligkeit im Vergleich zu einer Datenübertragung bei zum Beispiel 100 Base-T1 Ethernet. Außerdem ist die bisher mit CAN FD erreichte Nutzdatenlänge von bis zu 64 Bytes für einige Anwendungen zu gering.
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Offenbarung der Erfindung
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Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Einrichtung für eine Teilnehmerstation eines seriellen Bussystems und ein Verfahren zur Kommunikation in einem seriellen Bussystem bereitzustellen, welche die zuvor genannten Probleme lösen. Insbesondere sollen eine Einrichtung für eine Teilnehmerstation eines seriellen Bussystems und ein Verfahren zur Kommunikation in einem seriellen Bussystem bereitgestellt werden, bei welchen bei großer Fehlerrobustheit eine hohe Datenrate und eine Steigerung der Menge der Nutzdaten pro Rahmen realisiert werden kann.
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Die Aufgabe wird durch eine Einrichtung für eine Teilnehmerstation eines seriellen Bussystems mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Die Einrichtung hat einen Empfänger zum Empfang eines Signals von einem Bus des Bussystems , bei welchem Bussystem zum Austausch von Nachrichten zwischen Teilnehmerstationen des Bussystems mindestens eine erste Kommunikationsphase und eine zweite Kommunikationsphase verwendet werden, wobei sich für eine Nachricht die Buszustände des in der ersten Kommunikationsphase von dem Bus empfangenen Signals von Buszuständen des in der zweiten Kommunikationsphase empfangenen Signals unterscheiden, wobei der Empfänger ausgestaltet ist, aus dem von dem Bus empfangenen Signal ein digitales Signal zu erzeugen und das Signal an eine Kommunikationssteuereinrichtung auszugeben, welche in dem digitalen Signal enthaltene Daten auswertet, wobei der Empfänger ausgestaltet ist, in jeder der Kommunikationsphasen zur Erzeugung des digitalen Signals eine erste Empfangsschwelle und eine zweite Empfangsschwelle zu verwenden, und wobei die zweite Empfangsschwelle einen negativen Spannungswert hat.
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Aufgrund der Ausgestaltung der Einrichtung ist eine automatische Optimierung der Empfangsschwelle für verschiedene Kommunikationsphasen auf dem Bus möglich. Dadurch liegt die Empfangsschwelle für jede der Kommunikationsphasen ideal, so dass die Bitzeiten in den verschiedenen Kommunikationsphasen auf dem Bus nicht verzerrt werden.
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Als Folge davon kann mit der Sende-/Empfangseinrichtung auch bei Steigerung der Menge der Nutzdaten pro Rahmen ein Empfang der Rahmen mit geringer Fehlerquote gewährleistet werden. Somit kann in dem seriellen Bussystem auch mit großer Fehlerrobustheit kommuniziert werden, wenn eine hohe Datenrate und eine Steigerung der Menge der Nutzdaten pro Rahmen erfolgt.
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Daher ist es mit der Sende-/Empfangseinrichtung in dem Bussystem insbesondere möglich, in einer ersten Kommunikationsphase eine von CAN bekannte Arbitration beizubehalten und dennoch die Übertragungsrate gegenüber CAN oder CAN FD nochmals beträchtlich zu steigern.
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Dies trägt mit dazu bei, eine Nettodatenrate von mindestens 10 Mbps zu realisieren. Noch dazu kann die Größe der Nutzdaten bis zu 4096 Byte pro Rahmen betragen.
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Das von der Teilnehmerstation durchgeführte Verfahren kann auch zum Einsatz kommen, wenn in dem Bussystem auch mindestens eine CAN-Teilnehmerstation und/oder mindestens eine CAN FD Teilnehmerstation vorhanden ist, die Nachrichten nach dem CAN-Protokoll und/oder CAN FD Protokoll senden.
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Vorteilhafte weitere Ausgestaltungen der Teilnehmerstation sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Gemäß den Ausführungsbeispielen ist der Empfänger ausgestaltet, unabhängig von der Kommunikationsphase, in welcher das Signal von dem Bus empfangen wird, die zweite Empfangsschwelle zu verwenden, wobei der Empfänger ausgestaltet ist, in der ersten Kommunikationsphase zur Erzeugung des digitalen Signals zusätzlich die erste Empfangsschwelle zu verwenden und in der zweiten Kommunikationsphase eine dritte Empfangsschwelle zu verwenden, deren positiver Spannungswert kleiner als der positive Spannungswert der ersten Empfangsschwelle ist.
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Gemäß einer speziellen Ausführungsvariante sind die Buszustände des in der ersten Kommunikationsphase von dem Bus empfangenen Signals mit einem anderen Physical Layer erzeugt als die Buszustände des in der zweiten Kommunikationsphase empfangenen Signals.
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Gemäß einer anderen speziellen Ausführungsvariante haben in der ersten Kommunikationsphase Bits der Signale eine Bitzeit, die um mindestens den Faktor 10 größer als eine Bitzeit von Bits ist, die in der zweiten Kommunikationsphase getrieben werden.
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Möglicherweise unterscheiden sich die Kommunikationsphasen auf dem Bus dadurch, dass in der ersten Kommunikationsphase ausgehandelt wird, welche der Teilnehmerstationen des Bussystems in der nachfolgenden zweiten Kommunikationsphase einen zumindest zeitweise exklusiven, kollisionsfreien Zugriff auf den Bus bekommt.
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Möglicherweise hat die Einrichtung zudem eine Empfangsschwelle-Anpasseinrichtung zur Auswertung des von dem Bus empfangenen Signals in Bezug auf die derzeit vorliegende Kommunikationsphase und zur Umschaltung der ersten Empfangsschwelle auf die dritte Empfangsschwelle oder zur Umschaltung der dritten Empfangsschwelle auf die erste Empfangsschwelle auf der Grundlage des Ergebnisses der Auswertung.
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Denkbar ist, dass die Empfangsschwelle-Anpasseinrichtung die erste Empfangsschwelle auf die dritte Empfangsschwelle umschaltet, wenn nach der ersten Kommunikationsphase, in welcher kein exklusiver, kollisionsfreier Zugriff einer Teilnehmerstation auf den Bus des Bussystems gewährleistet ist, zu der Kommunikationsphase mit dem exklusiven, kollisionsfreien Zugriff auf den Bus umgeschaltet wird.
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Gemäß einer Option ist die Empfangsschwelle-Anpasseinrichtung ausgestaltet, eine Mittelwert-Bildung einer Differenzspannung von zwei von dem Bus empfangenen Signalen durchzuführen, um die erste Empfangsschwelle auf die dritte Empfangsschwelle umzuschalten oder um die dritte Empfangsschwelle auf die erste Empfangsschwelle umzuschalten.
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Die Einrichtung kann zudem einen Sender zum Senden von Nachrichten auf einen Bus des Bussystems haben, wobei der Sender beim Senden der verschiedenen Kommunikationsphasen einer Nachricht ausgestaltet ist, zwischen einer ersten Betriebsart und einer zweiten Betriebsart zu schalten. Hierbei ist möglicherweise der Sender in der ersten Betriebsart ausgestaltet ist, einen ersten Datenzustand als Buszustand mit unterschiedlichen Buspegeln für zwei Busadern der Busleitung zu erzeugen und einen zweiten Datenzustand als Buszustand mit demselben Buspegel für die zwei Busadern der Busleitung zu erzeugen, und wobei der Sender in der zweiten Betriebsart ausgestaltet ist, den ersten und zweiten Datenzustand jeweils als Buszustand mit unterschiedlichen Buspegeln für die zwei Busadern der Busleitung zu erzeugen.
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Die zuvor beschriebene Einrichtung kann Teil einer Teilnehmerstation für ein serielles Bussystem sein, die zudem eine Kommunikationssteuereinrichtung zum Steuern einer Kommunikation der Teilnehmerstation mit mindestens einer anderen Teilnehmerstation des Bussystems aufweist.
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Hierbei besteht die Option, dass die Kommunikationssteuereinrichtung ausgestaltet ist, ein Signal an die Einrichtung zu senden, wobei die Einrichtung ausgestaltet ist, auf der Grundlage des von der Kommunikationssteuereinrichtung gesendeten Signals die erste Empfangsschwelle auf die dritte Empfangsschwelle umzuschalten oder die dritte Empfangsschwelle auf die erste Empfangsschwelle umzuschalten.
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Die zuvor beschriebene Teilnehmerstation kann Teil eines Bussystems sein, das zudem einen Bus und mindestens zwei Teilnehmerstationen umfasst, welche über den Bus derart miteinander verbunden sind, dass sie seriell miteinander kommunizieren können. Hierbei ist mindestens eine der mindestens zwei Teilnehmerstationen eine zuvor beschriebene Teilnehmerstation.
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Die zuvor genannte Aufgabe wird zudem durch ein Verfahren zur Kommunikation in einem seriellen Bussystem nach Anspruch 14 gelöst. Das Verfahren wird mit einem Empfänger zum Empfang eines Signals von einem Bus des Bussystems ausgeführt, bei welchem Bussystem zum Austausch von Nachrichten zwischen Teilnehmerstationen des Bussystems mindestens eine erste Kommunikationsphase und eine zweite Kommunikationsphase verwendet werden, und wobei der Empfänger die Schritte ausführt, Empfangen eines Signals von dem Bus des Bussystems, wobei sich für eine Nachricht die Buszustände des in der ersten Kommunikationsphase von dem Bus empfangenen Signals von Buszuständen des in der zweiten Kommunikationsphase empfangenen Signals unterscheiden, Erzeugen eines digitalen Signals, aus dem von dem Bus empfangenen Signal, und Ausgeben des erzeugten digitalen Signals an eine Kommunikationssteuereinrichtung, welche in dem digitalen Signal enthaltene Daten auswertet, wobei der Empfänger in jeder der Kommunikationsphasen beim Erzeugen des digitalen Signals eine erste Empfangsschwelle und eine zweite Empfangsschwelle verwendet, und wobei die zweite Empfangsschwelle einen negativen Spannungswert hat.
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Das Verfahren bietet dieselben Vorteile, wie sie zuvor in Bezug auf die Einrichtung genannt sind.
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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.
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Figurenliste
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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 des Aufbaus von Nachrichten, die von einer Sende-/Empfangseinrichtung für eine Teilnehmerstation des Bussystems gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel gesendet werden können;
- 3 ein vereinfachtes schematisches Blockschaltbild einer Teilnehmerstation des Bussystems gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
- 4 einen zeitlichen Verlauf von Bussignalen CAN-EL_H und CAN-EL_L bei der Teilnehmerstation gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
- 5 einen zeitlichen Verlauf einer Differenzspannung VDIFF der Bussignale CAN-EL_H und CAN-EL_L bei der Teilnehmerstation gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel; und
- 6 ein vereinfachtes schematisches Blockschaltbild einer Teilnehmerstation des Bussystems gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
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In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente, sofern nichts Anderes angegeben ist, mit denselben Bezugszeichen versehen.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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1 zeigt als Beispiel ein Bussystem 1, das insbesondere grundlegend für ein CAN-Bussystem, ein CAN FD-Bussystem, ein CAN EL-Bussystem, und/oder Abwandlungen davon, ausgestaltet ist, wie nachfolgend beschrieben. Das Bussystem 1 kann in einem Fahrzeug, insbesondere einem Kraftfahrzeug, einem Flugzeug, usw., oder im Krankenhaus usw. Verwendung finden.
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In 1 hat das Bussystem 1 eine Vielzahl von Teilnehmerstationen 10, 20, 30, die jeweils an einen Bus 40 mit einer ersten Busader 41 und einer zweiten Busader 42 angeschlossen sind. Die Busadern 41, 42 können auch CAN_H und CAN_L genannt werden und dienen zur elektrischen Signalübertragung nach Einkopplung der dominanten Pegel bzw. Erzeugung von rezessiven Pegeln für ein Signal im Sendezustand. Über den Bus 40 sind Nachrichten 45, 46 in der Form von Signalen zwischen den einzelnen Teilnehmerstationen 10, 20, 30 seriell übertragbar. Die Teilnehmerstationen 10, 20, 30 sind beispielsweise Steuergeräte, Sensoren, Anzeigevorrichtungen, usw. eines Kraftfahrzeugs.
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Wie in 1 gezeigt, hat die Teilnehmerstation 10 eine Kommunikationssteuereinrichtung 11, eine Sende-/Empfangseinrichtung 12 und eine Empfangsschwelle-Anpasseinrichtung 15. Die Teilnehmerstation 20 hat dagegen eine Kommunikationssteuereinrichtung 21 und eine Sende-/Empfangseinrichtung 22. Die Teilnehmerstation 30 hat eine Kommunikationssteuereinrichtung 31, eine Sende-/Empfangseinrichtung 32 und eine Empfangsschwelle-Anpasseinrichtung 35. Die Sende-/Empfangseinrichtungen 12, 22, 32 der Teilnehmerstationen 10, 20, 30 sind jeweils direkt an den Bus 40 angeschlossen, auch wenn dies in 1 nicht veranschaulicht ist.
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Die Kommunikationssteuereinrichtungen 11, 21, 31 dienen jeweils zur Steuerung einer Kommunikation der jeweiligen Teilnehmerstation 10, 20, 30 über den Bus 40 mit mindestens einer anderen Teilnehmerstation der Teilnehmerstationen 10, 20, 30, die an den Bus 40 angeschlossen sind.
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Die Kommunikationssteuereinrichtung 11 erstellt und liest erste Nachrichten 45, die beispielsweise modifizierte CAN Nachrichten 45 sind. Hierbei sind die modifizierten CAN Nachrichten 45 auf der Grundlage eines CAN EL-Formats aufgebaut, das in Bezug auf 2 detaillierter beschrieben ist.
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Die Kommunikationssteuereinrichtung 21 kann wie ein herkömmlicher CAN-Controller ausgeführt sein. Die Kommunikationssteuereinrichtung 21 erstellt und liest zweite Nachrichten 46, beispielsweise Classical CAN-Nachrichten 46. Die Classical CAN-Nachrichten 46 sind gemäß dem Classical Basisformat aufgebaut, bei welchem in der Nachricht 46 eine Anzahl von bis zu 8 Datenbytes umfasst sein können. Alternativ ist die Classical CAN-Nachricht 46 als CAN FD Nachricht aufgebaut, bei welcher eine Anzahl von bis zu 64 Datenbytes umfasst sein können, die noch dazu mit einer deutlich schnelleren Datenrate als bei der Classical CAN-Nachricht 46 übertragen werden. Im letzteren Fall ist die Kommunikationssteuereinrichtung 21 wie ein herkömmlicher CAN FD-Controller ausgeführt.
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Die Kommunikationssteuereinrichtung 31 kann ausgeführt sein, um je nach Bedarf eine CAN EL-Nachricht 45 oder eine Classical CAN-Nachricht 46 für die Sende-/Empfangseinrichtung 32 bereitzustellen oder von dieser zu empfangen. Die Kommunikationssteuereinrichtung 31 erstellt und liest also eine erste Nachricht 45 oder zweite Nachricht 46, wobei sich die erste und zweite Nachricht 44, 46 durch ihren Datenübertragungsstandard unterscheiden, nämlich in diesem Fall CAN EL oder CAN. Alternativ ist die Classical CAN-Nachricht 46 als CAN FD Nachricht aufgebaut. Im letzteren Fall ist die Kommunikationssteuereinrichtung 31 wie ein herkömmlicher CAN FD-Controller ausgeführt.
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Die Sende-/Empfangseinrichtung 12 kann bis auf die nachfolgend noch genauer beschriebenen Unterschiede als CAN EL-Transceiver ausgeführt sein. Die Sende-/Empfangseinrichtung 22 kann wie ein herkömmlicher CAN Transceiver oder CAN FD Transceiver ausgeführt sein. Die Sende-/Empfangseinrichtung 32 kann ausgeführt sein, um je nach Bedarf Nachrichten 45 gemäß dem CAN EL-Format oder Nachrichten 46 gemäß dem derzeitigen CAN-Basisformat für die Kommunikationssteuereinrichtung 31 bereitzustellen oder von dieser zu empfangen. Die Sende-/Empfangseinrichtungen 12, 32 sind zusätzlich oder alternativ wie ein herkömmlicher CAN FD Transceiver ausführbar.
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Mit den beiden Teilnehmerstationen 10, 30 ist eine Bildung und dann Übertragung von Nachrichten 45 mit dem CAN EL Format sowie der Empfang solcher Nachrichten 45 realisierbar.
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2 zeigt für die Nachricht 45 einen CAN EL Rahmen 450, wie er von der Sende-/Empfangseinrichtung 12 oder der Sende-/Empfangseinrichtung 32 gesendet wird. Der CAN EL-Rahmen 450 ist für die CAN-Kommunikation auf dem Bus 40 in unterschiedliche Kommunikationsphasen 451 bis 454 unterteilt, nämlich eine Arbitrationsphase 451, eine SoD-Phase 452, eine Datenphase 453 und eine Rahmenendphase 454.
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In der Arbitrationsphase 451 wird beispielsweise am Anfang ein Bit gesendet, das auch SOF-Bit genannt wird und den Beginn des Rahmens bzw. Start of Frame anzeigt. In der Arbitrationsphase 451 wird außerdem ein Identifizierer mit beispielsweise 32 Bit zur Identifikation des Senders der Nachricht 45 gesendet. Bei der Arbitration wird mit Hilfe des Identifizierers bitweise zwischen den Teilnehmerstationen 10, 20, 30 ausgehandelt, welche Teilnehmerstation 10, 20, 30 die Nachricht 45, 46 mit der höchsten Priorität senden möchte und daher für die nächste Zeit zum Senden in der SoD-Phase 452 und der anschließenden Datenphase 453 einen exklusiven Zugriff auf den Bus 40 des Bussystems 1 bekommt.
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In der SoD-Phase 452 wird optional eine aus einem oder mehreren Bits bestehende Protokollformatinformation gesendet, welche geeignet ist, CAN EL-Rahmen gegenüber CAN-Rahmen oder CAN FD-Rahmen zu unterscheiden. Diese Protokollformatinformation muss jedoch nicht zwingend vorhanden sein.
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Zusätzlich wird in der SoD-Phase 452 ein beispielsweise 13 Bit langer Datenlängecode (Data-Length-Code) gesendet, der dann zum Beispiel Werte von 1 bis zu 4096 mit der Schrittweite von 1 annehmen kann, oder alternativ Werte von 0 bis 4095 annehmen kann. Der Datenlängecode kann auch weniger oder mehr Bit umfassen und der Wertebereich und die Schrittweite können andere Werte annehmen.
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In der Datenphase 453 werden die Nutzdaten des CAN-EL-Rahmens bzw. der Nachricht 45 gesendet. Die Nutzdaten können entsprechend dem Wertebereich des Datenlängecodes beispielsweise bis zu 4096 Bytes oder einen größeren Wert aufweisen.
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In der Rahmenendphase 454 kann beispielsweise in einem Prüfsummenfeld eine Prüfsumme über die Daten der Datenphase 453 einschließlich der Stuffbits enthalten sein, die vom Sender der Nachricht 45 nach jeweils einer vorbestimmten Anzahl von gleichen Bits, insbesondere 10 gleichen Bits, als inverses Bit eingefügt werden. Zudem kann in einem Endefeld in der der Rahmenendphase 454 mindestens ein Acknowledge-Bit enthalten sein. Außerdem kann eine Folge von 11 gleichen Bits vorhanden sein, welche das Ende des CAN EL Rahmens 450 anzeigen. Mit dem mindestens einen Acknowledge-Bit kann mitgeteilt werden, ob ein Empfänger in dem empfangenen CAN EL Rahmen 450 bzw. der Nachricht 45 einen Fehler entdeckt hat oder nicht.
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Mindestens in der Arbitrationsphase 451 und der Rahmenendphase 454 wird ein Physical Layer wie bei CAN und CAN-FD verwendet. Zusätzlich kann in der SoD-Phase 452 zumindest teilweise, also am Anfang, ein Physical Layer wie bei CAN und CAN-FD verwendet werden. Der Physical Layer entspricht der Bitübertragungsschicht oder Schicht 1 des bekannten OSI-Modells (Open Systems Interconnection Modell).
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Ein wichtiger Punkt während der Phasen 451, 454 und des zumindest einen Teils der SoD-Phase 452 ist, dass das bekannte CSMA/CR-Verfahren Verwendung findet, welches gleichzeitigen Zugriff der Teilnehmerstationen 10, 20, 30 auf den Bus 40 erlaubt, ohne dass die höher priorisierte Nachricht 45, 46 zerstört wird. Dadurch können dem Bussystem 1 relativ einfach weitere Bus-Teilnehmerstationen 10, 20, 30 hinzugefügt werden, was sehr vorteilhaft ist.
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Das CSMA/CR-Verfahren hat zur Folge, dass es sogenannte rezessive Zustände auf dem Bus 40 geben muss, welche von anderen Teilnehmerstationen 10, 20, 30 mit dominanten Zuständen auf dem Bus 40 überschrieben werden können. Im rezessiven Zustand herrschen an der einzelnen Teilnehmerstation 10, 20, 30 hochohmige Verhältnisse, was in Kombination mit den Parasiten der Busbeschaltung längere Zeitkonstanten zur Folge hat. Dies führt zu einer Begrenzung der maximalen Bitrate des heutigen CAN-FD-Physical-Layer auf derzeit etwa 2 Megabit pro Sekunde im realen Fahrzeug-Einsatz.
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Ein Sender der Nachricht 45 beginnt ein Senden von Bits der SoD-Phase 452 und der anschließenden Datenphase 453 auf den Bus 40 erst, wenn die Teilnehmerstation 10 als der Sender die Arbitration gewonnen hat und die Teilnehmerstation 10 als Sender damit zum Senden einen exklusiven Zugriff auf den Bus 40 des Bussystems 1 hat. Der Sender kann entweder nach einem Teil der SoD-Phase 452 auf die schnellere Bitrate und/oder den anderen Physical Layer wechseln oder erst mit dem ersten Bit, also mit dem Beginn, der anschließenden Datenphase 453 auf die schnellere Bitrate und/oder den anderen Physical Layer wechseln.
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Ganz allgemein können in dem Bussystem mit CAN EL im Vergleich zu CAN oder CAN FD folgende abweichenden Eigenschaften realisiert werden:
- a) Übernahme und ggf. Anpassung bewährter Eigenschaften, die für die Robustheit und Anwenderfreundlichkeit von CAN und CAN FD verantwortlich sind, insbesondere Rahmenstruktur mit Identifier und Arbitrierung nach dem CSMA/CR Verfahren,
- b) Steigerung der Netto-Datenübertragungsrate auf etwa 10 Megabit pro Sekunde,
- c) Anheben der Größe der Nutzdaten pro Rahmen auf etwa 4kbyte,
- d) Optional: Vollständiger oder teilweiser Verzicht auf das Versenden von Fehlerrahmen (Error Frames) bei Erkennen von Fehlern. Jedoch ist es mit den Sende-/Empfangseinrichtungen 12, 32 möglich, dass Fehlerrahmen (Error Frames) weiter verwendet werden können, da die Buszustands-Übergänge in der Datenphase zeitlich nur sehr kurz beeinflusst werden. Dadurch sind Fehlerrahmen (Error Frames) in der Lage, über den aktuellen Busverkehr zu dominieren (6x dominant in Folge), wie erforderlich. Das ist aus Anwendersicht ein Vorteil.
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3 zeigt den grundlegenden Aufbau der Teilnehmerstation 10 mit der Kommunikationssteuereinrichtung 11, der Sende-/Empfangseinrichtung 12 und der Empfangsschwelle-Anpasseinrichtung 15. Die Teilnehmerstation 30 ist in ähnlicher Weise aufgebaut, wie in 3 gezeigt, außer dass die Empfangsschwelle-Anpasseinrichtung 35 nicht in die Sende-/ Empfangseinrichtung 32 integriert ist, sondern separat von der Kommunikationssteuereinrichtung 31 und der Sende-/Empfangseinrichtung 32 vorgesehen ist. Daher werden die Teilnehmerstation 30 und die Empfangsschwelle-Anpasseinrichtung 35 nicht separat beschrieben. Die nachfolgend beschriebenen Funktionen der Einrichtung 15 sind bei der Einrichtung 35 identisch vorhanden.
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Gemäß 3 hat die Teilnehmerstation 10 zusätzlich zu der Kommunikationssteuereinrichtung 11, der Sende-/Empfangseinrichtung 12 und der Einrichtung 15 zudem einen Mikrocontroller 13, welchem die Kommunikationssteuereinrichtung 11 zugeordnet ist, und eine System-ASIC 16 (ASIC = Anwendungsspezifische Integrierte Schaltung), die alternativ ein System Basis-Chip (SBC) sein kann, auf dem mehrere für eine Elektronik-Baugruppe der Teilnehmerstation 10 notwendige Funktionen zusammengefasst sind. In dem System-ASIC 16 ist zusätzlich zu der Sende-/Empfangseinrichtung 12 eine Energieversorgungseinrichtung 17 eingebaut, welche die Sende-/Empfangseinrichtung 12 mit elektrischer Energie versorgt. Die Energieversorgungseinrichtung 17 liefert üblicherweise eine Spannung CAN_Supply von 5 V. Je nach Bedarf kann die Energieversorgungseinrichtung 17 jedoch eine andere Spannung mit einem anderen Wert liefern. Zusätzlich oder alternativ kann die Energieversorgungseinrichtung 17 als Stromquelle ausgestaltet sein. Die Empfangsschwelle-Anpasseinrichtung 15 hat eine Auswerteeinheit 151 und eine Anpasseinheit 152.
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Die Sende-/Empfangseinrichtung 12 hat zudem einen Sender 121 und einen Empfänger 122. Auch wenn nachfolgend immer von der Sende-/Empfangseinrichtung 12 gesprochen ist, ist es alternativ möglich, den Empfänger 122 in einer separaten Einrichtung extern von dem Sender 121 vorzusehen. Der Sender 121 und der Empfänger 122 können wie bei einer herkömmlichen Sende-/Empfangseinrichtung 22 aufgebaut sein. Der Sender 121 kann insbesondere mindestens einen Operationsverstärker und/oder einen Transistor aufweisen. Der Empfänger 122 kann insbesondere mindestens einen Operationsverstärker und/oder einen Transistor aufweisen.
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Die Sende-/Empfangseinrichtung 12 ist an den Bus 40 angeschlossen, genauer gesagt dessen erste Busader 41 für CAN_H und dessen zweite Busader 42 für CAN_L. Über mindestens einen Anschluss 43 erfolgt die Spannungsversorgung für die Energieversorgungseinrichtung 17 zum Versorgen der ersten und zweiten Busader 41, 42 mit elektrischer Energie, insbesondere mit der Spannung CAN-Supply. Die Verbindung mit Masse bzw. CAN_GND ist über einen Anschluss 44 realisiert. Die erste und zweite Busader 41, 42 sind mit einem Abschlusswiderstand 49 terminiert.
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Die erste und zweite Busader 41, 42 sind in der Sende-/Empfangseinrichtung 12 nicht nur mit dem Sender 121, der auch als Transmitter bezeichnet wird, und mit dem Empfänger 122 verbunden, der auch als Receiver bezeichnet wird, auch wenn die Verbindung in 3 zur Vereinfachung nicht gezeigt ist. Die erste und zweite Busader 41, 42 sind in der Sende-/Empfangseinrichtung 12 auch mit der Einrichtung 15 verbunden.
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Im Betrieb des Bussystems 1 setzt der Sender 121 ein Sendesignal TxD der Kommunikationssteuereinrichtung 11 in entsprechende Signale CAN-EL_H und CAN-EL_L für die Busadern 41, 42 um und sendet diese Signale CAN-EL_H und CAN-EL_L an den Anschlüssen für CAN_H und CAN_L auf den Bus 40, wie in 4 gezeigt.
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Der Empfänger 122 bildet aus von Bus 40 empfangenen Signalen CAN-EL_H und CAN-EL_L gemäß 4 ein Empfangssignal RxD und gibt dieses an die Kommunikationssteuereinrichtung 11 weiter, wie in 3 gezeigt. Mit Ausnahme eines Leerlauf- oder Bereitschaftszustands (Idle oder Standby), hört die Sende-/Empfangseinrichtung 12 mit dem Empfänger 122 im Normalbetrieb immer auf eine Übertragung von Daten bzw. Nachrichten 45, 46 auf dem Bus 40 und zwar unabhängig davon, ob die Sende-/Empfangseinrichtung 12 Sender der Nachricht 45 ist oder nicht.
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Gemäß dem Beispiel von 4 haben die Signale CAN-EL_H und CAN-EL_L in den zuvor genannten Kommunikationsphasen 451, 452, 454 die dominanten und rezessiven Buspegel 401, 402, wie von CAN bekannt. Dagegen unterscheiden sich die Signale CAN-EL_H und CAN-EL_L in der Datenphase 453 von den herkömmlichen Signalen CAN_H und CAN_L, wie nachfolgend noch genauer beschrieben. Auf dem Bus 40 bildet sich ein Differenzsignal VDIFF = CAN-EL_H - CAN-EL_L aus, das in 5 gezeigt ist.
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Wie aus dem linken Teil von 4 ablesbar, treibt der Sender 121 nur in den zuvor genannten Kommunikationsphasen 451, 452, 454 die dominanten Zustände 402 der differentiellen Signale CAN-EL_H, CAN-EL_L unterschiedlich. Dagegen sind die Buspegel auf der Busleitung 3 für die rezessiven Zustände 401 in den zuvor genannten Kommunikationsphasen 451, 452, 454 gleich der Spannung Vcc bzw. CAN-Supply von beispielsweise etwa 2,5 V. Somit ergibt sich für eine Spannung VDIFF = CAN-EL_H - CAN-EL_L für die rezessiven Zustände 401 (logische ,0' des Sendesignals TxD) ein Wert von 0V und für die dominanten Zustände 402 (logische ,1' des Sendesignals TxD) ein Wert von ca. 2,0 V.
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Erkennt die Sende-/Empfangseinrichtung 12, insbesondere deren Einrichtung 15, das Ende der Arbitrationsphase 451 bzw. der SoD-Phase 452, so wird der Sender 121 von dem Zustand, der in dem linken Teil von 4 gezeigt ist, für die Datenphase 453 in den Zustand umgeschaltet, der im rechten Teil von 4 gezeigt ist. Der Sender 121 wird somit von einer ersten Betriebsart in eine zweite Betriebsart umgeschaltet.
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Gemäß dem rechten Teil von 4 wird in der schnelleren Datenphase 453, für die Signale CAN-EL_H, CAN-EL_L nach der Umschaltung von dem Zustand der Kommunikationsphasen 451, 452, 454 ein Leerlaufzustand 403 direkt nach der Umschaltung erreicht, bei welchem sich bei dem speziellen Beispiel von 4 ein Buspegel von etwa 0 V einstellt. Nach der Umschaltung wird jedoch in der Datenphase 453 in der Regel der Zustand eines Buspegels von etwa 0V nicht mehr auftreten. Danach werden, optional nach Erreichen eines nicht dargestellten Leerlaufzustand idle mit insbesondere einem Buspegel von etwa 2,5 V, die Buszustände U_D0, U_D1 entsprechend den Datenzuständen Data_0 und Data_1 des Sendesignals TxD erreicht.
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Die Abfolge der Datenzustände Data_0 und Data_1 und somit der daraus resultierenden Buszustände U_D0, U_D1 für die Signale CAN-EL_H, CAN-EL_L in 4 und der daraus resultierende Verlauf der Spannung VDIFF von 5 dient nur der Veranschaulichung der Funktion der Sende-/Empfangseinrichtung 10. Die Abfolge der Datenzustände Data_0 und Data_1 und somit der Buszustände U_D0, U_D1 ist je nach Bedarf wählbar.
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Gemäß 4 wird das Signal CAN-EL_L für den Buszustand U_D0 entsprechend dem Datenzustand Data_0, insbesondere mit einem NMOS-Transistor des Senders 121, auf etwa 1,5 V gezogen. Dagegen wird das Signal CAN-EL_H für den Buszustand U_D0 entsprechend dem Datenzustand Data_0, insbesondere mit einem PMOS-Transistor des Senders 121, auf etwa 3,5 V gezogen. Data_1 wird erreicht, indem das Signal CAN-EL_L, insbesondere mit einem PMOS-Transistor, auf etwa 3,5 V gezogen wird und das Signal CAN-EL_H, insbesondere mit einem NMOS-Transistor, auf etwa 1,5 V gezogen wird.
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Bei den in 4 gezeigten und zuvor beschriebenen Zuständen sind auf der Busleitung des Busses 40 bei dem Zustand Data_0 Buspegel zwischen etwa -0,6 V und etwa -2 V und bei dem Zustand Data_1 Buspegel zwischen etwa 0,6 V und etwa 2 V vorhanden, wie in 5 veranschaulicht. Bei den Zuständen Data_0 und Data_1 hat die Differenzspannung VDIFF = CAN-EL_H - CAN-EL_L also insbesondere eine maximale Amplitude von etwa 1,4 V, auch wenn 5 in einem speziellen Beispiel eine Amplitude für VDIFF als 2 V darstellt.
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Mit anderen Worten erzeugt der Sender 121 in einer ersten Betriebsart gemäß 4 einen ersten Datenzustand, beispielsweise Data_0, als Buszustand 402 mit unterschiedlichen Buspegeln für zwei Busadern 41, 42 der Busleitung und einen zweiten Datenzustand, beispielsweise Data_1, als Buszustand 401 mit demselben Buspegel für die zwei Busadern 41, 42 der Busleitung des Busses 40.
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Außerdem bildet der Sender 121, für die zeitlichen Verläufe der Signale CAN-EL_H CAN-EL_L in einer zweiten Betriebsart, welche die Datenphase 453 umfasst, den ersten und zweiten Datenzustand Data_0, Data_1 jeweils als Buszustand U_D0, U_D1 mit unterschiedlichen Buspegeln für die zwei Busadern 41, 42 der Busleitung des Busses 40.
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Wie in 5 dargestellt, verwendet der Empfänger 122 in Kommunikationsphasen 451, 452, 454 die von CAN/CAN-FD bekannte erste Empfangsschwelle T_1 mit der typischen Lage von 0,7 V, um die Buszustände 401, 402 in der ersten Betriebsart sicher erkennen zu können. Zusätzlich verwendet der Empfänger 122 in den Kommunikationsphasen 451, 452, 454 eine zweite Empfangsschwelle T_2, welche unterhalb von 0 V liegt, wie in 5 gezeigt. Bei dem Beispiel von 5 liegt die zweite Empfangsschwelle T_1 bei etwa -0,7 V.
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Die Einrichtung 15 wertet mit ihrer Auswerteeinheit 151 die zweite Empfangsschwelle T_2 während jeder der Kommunikationsphasen 451 bis 454 aus. Wird ein Unterschreiten der Empfangsschwelle T_2 für eine vorbestimmte Zeitdauer T4 festgestellt, so geht die Auswerteeinheit 151 davon aus, dass die Datenphase 453 begonnen hat und gibt das Ergebnis an die Anpasseinheit 152 aus. Daher passt die Anpasseinheit 152 die bisher für die Kommunikationsphasen 451, 452, 454 verwendete erste Empfangsschwelle T_1 für die Datenphase 453 auf eine dritte Empfangsschwelle T_3 an. In anderen Worten, die Anpasseinheit 152 schaltet die erste Empfangsschwelle T_1, die für die Kommunikationsphasen 451, 452, 454 verwendet wird, auf die dritte Empfangsschwelle T_3 für die Datenphase 453 um.
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Dadurch wird nun von der Auswerteeinheit 151 in der Datenphase 453 zur Bewertung der empfangenen Daten in den Signalen CAN-EL_H CAN-EL_L die zweite und dritte Empfangsschwelle T_2, T_3 verwendet. Die dritte Empfangsschwelle T_3 liegt bei dem Beispiel von 5 bei typischerweise etwa 0 V und somit ideal für die Pegel der Differenzspannung VDIFF in der Datenphase 453 bei dem Beispiel von 5.
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4 und 5 zeigen jeweils ein ganz spezielles Beispiel für die vorbestimmte Zeitdauer T4. Die vorbestimmte Zeitdauer T4, die auch als Filterzeit t_filter bezeichnet werden kann, ist in der Auswerteeinheit 151 zumindest zeitweise gespeichert. Hierbei werden für die Auslegung der vorbestimmte Zeitdauer T4 sowohl eine typische Zeitdauer von Störungen auf dem Bus 40, die auch t_Störung genannt wird, und eine Bitzeitdauer t_bt berücksichtigt, welche die zeitliche Dauer eines Bits in den Signalen CAN-EL_H CAN-EL_L der derzeit vorliegenden Kommunikationsphase 451 bis 454 angibt. Somit gilt für die Auslegung der vorbestimmte Zeitdauer T insbesondere t_Störung < T4 < t_bt.
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Die Bitrate in der Arbitrationsphase 451, der Rahmenendphase 454 und zumindest teilweise in der SoD-Phase wird langsamer gewählt als in der Datenphase 453 des Rahmens 450. Insbesondere wird die Bitrate in den Phasen 451, 452, 454 als 500 kbit/s gewählt, woraus eine Bitzeit von ca. 2µs folgt, wohingegen die Bitrate in der Datenphase 453 als 5 bis 8 Mbit/s gewählt wird, woraus eine Bitzeit von ca. 0,2µs und kürzer folgt. Somit ist die Bitzeit t_bt der Signale in den anderen Kommunikationsphasen 451, 452, 454 um mindestens den Faktor 10 größer als die Bitzeit des Signals in der Datenphase 453.
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Für die Zeit des Übergangs von der Kommunikationsphase 451 bzw. 452 zu der Datenphase 453 ist der Datenempfang mittels der ersten und zweiten Empfangsschwelle T_1, T_2 möglich, wenn auch nicht mit idealer Lage der Empfangsschwelle.
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Somit werden auch in der Datenphase 453, in welcher die dritte Empfangsschwelle T_3 zur Erzeugung des Empfangssignals RxD verwendet wird, mit der Auswerteeinheit 151 die Spannungswerte der Signale CAN-EL_H CAN-EL_L bzw. der Spannung VDIFF in Bezug auf die zweite Empfangsschwelle T_2 beobachtet. Mit dem daraus resultierenden Ergebnis kann von der Auswerteeinheit 151 die Entscheidung getroffen werden, wann die Rahmenendphase 454 beginnt, in welcher die Anpasseinheit 152 die dritte Empfangsschwelle T_3 wieder auf die erste Empfangsschwelle T_1 umschalten soll.
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Wird in der Datenphase 453 mit der Auswerteeinheit 151 für eine vorbestimmte Zeitdauer T5 kein Unterschreiten der dritten Empfangsschwelle T_3 durch die Spannungswerte der Signale CAN-EL_H CAN-EL_L festgestellt, so schaltet die Anpasseinheit 152 die bisher für die Kommunikationsphasen 453 verwendete dritte Empfangsschwelle T_3 wieder auf die erste Empfangsschwelle T_1 um. Nach dieser Anpassung der Empfangsschwellen werden wieder die erste und zweite Empfangsschwelle T_1, T_2 zur Auswertung der Spannungswerte der Signale CAN-EL_H CAN-EL_L herangezogen.
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Die vorbestimmte Zeitdauer T5 wird mindestens so groß gewählt, wie der Bus 40 in einem gleichen Zustand sein kann. Dies ist insbesondere für eine Bitzeitdauer t_bt der Fall. Insbesondere können die vorbestimmte Zeitdauer T5 und die vorbestimmte Zeitdauer T4 gleich lang sein.
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Ganz allgemein können sich somit in mindestens zwei Kommunikationsphasen der verschiedenen Kommunikationsphasen 451 bis 454 die Buszustände 401, 402, U_D1, U_D2 unterscheiden, insbesondere können hierfür mindestens zwei verschiedene Physical Layer verwendet werden. Die Sende-/Empfangseinrichtung 12, insbesondere ihre Einrichtung 15, kann eine automatische Umschaltung der Empfangsschwellen T_1, T_2 zu den Empfangsschwellen T_2, T_3 abhängig von den derzeit vorliegenden Kommunikationsphasen 451 bis 454 vornehmen, welche sich in mindestens einem Merkmal zur Erzeugung der zwei Buszustände 401, 402 oder der davon unterschiedlichen zwei Buszustände U_D1, U_D2 unterscheiden.
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Durch die beschriebene Umschaltung des Senders 121 und der Empfangsschwellen T_1, T_2, T_3 für den Empfänger 122 können in der Datenphase 453 weit höhere Datenraten als mit CAN oder CAN-FD erreicht werden. Zudem kann die Datenlänge in einem Datenfeld der Datenphase 453 auf bis zu 4096 Byte erhöht werden. Dadurch können die Vorteile von CAN in Bezug auf die Arbitrierung beibehalten und dennoch eine größere Anzahl von Daten in kürzerer Zeit als bisher effektiv übertragen werden, das heißt ohne dass eine Wiederholung der Daten aufgrund eines Fehlers notwendig wäre, wie nachfolgend erläutert.
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Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass Fehlerrahmen in dem Bussystem 1 bei der Übertragung von Nachrichten 5 nicht benötigt werden. Dadurch werden Nachrichten 45 nicht mehr zerstört, was eine Ursache für die Notwendigkeit einer Doppelübertragung von Nachrichten beseitigt. Dadurch steigt die Nettodatenrate.
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6 zeigt eine Teilnehmerstation 100 mit einer Empfangsschwelle-Anpasseinrichtung 150 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Die Teilnehmerstation 100 kann anstelle der Teilnehmerstation 10 zum Einsatz kommen.
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Bei der Teilnehmerstation 100 verfügt die Kommunikationssteuereinrichtung 11 über einen zusätzlichen Anschluss zur Ausgabe eines Signals K14 an die Sende-Empfangseinrichtung 12, insbesondere deren Empfangsschwelle-Anpasseinrichtung 150. In diesem Fall wertet die Auswerteeinheit 151 den Wert des Signals K14 aus, um die Empfangsschwellen T_1, T_2 auf die Empfangsschwellen T_2, T_3 umzuschalten oder um die Empfangsschwellen T_2, T_3 auf die Empfangsschwellen T_1, T_2 umzuschalten.
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Optional kann die Auswerteeinheit 151 zusätzlich eine Auswertung der Signale von 4 und/oder 5 vornehmen, wie zuvor beschrieben. Dabei kann eine Plausibilisierung erfolgen, um die Sicherheit der Umschaltung weiter zu erhöhen. Bei der Plausibilisierung kann insbesondere der Auswertungen der Signale von 4 und/oder 5 oder des Signals K14 ein höheres Gewicht gegeben werden.
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Beispielsweise kann die Auswerteeinheit 151 als Schaltblock, insbesondere als mindestens ein Transistor, ausgeführt sein, der die Empfangsschwellen T_1, T_2, T_3 des Empfängers 122 auf der Grundlage des Werts des Signals K14 schaltet, wie zuvor beschrieben.
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Ansonsten ist das Bussystem 1 bei dem zweiten Ausführungsbeispiel auf die gleiche Weise aufgebaut, wie zuvor in Bezug auf das erste Ausführungsbeispiel beschrieben.
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Gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel kann die Auswerteeinheit 151 der Teilnehmerstation 10 eine Tiefpass-gefilterte Busdifferenzspannung VDIFF verwenden, insbesondere eine Mittelwert-Bildung der Spannung VDIFF durchführen, um die Empfangsschwellen T_1, T_2 auf die Empfangsschwellen T_2, T_3 umzuschalten oder um die Empfangsschwellen T_2, T_3 auf die Empfangsschwellen T_1, T_2 umzuschalten.
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Der Mittelwert der Busdifferenzspannung VDIFF liegt in den Kommunikationsphasen 451, 452, 454 bei dem Beispiel von 4 und 5 bei VDIFF/2 = 2V/2 = IV. Dagegen liegt der Mittelwert der Busdifferenzspannung VDIFF in der Datenphase 453 bei dem Beispiel von 4 und 5 bei VDIFF/2 = 0V.
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Ansonsten ist das Bussystem 1 bei dem dritten Ausführungsbeispiel auf die gleiche Weise aufgebaut, wie zuvor in Bezug auf das erste Ausführungsbeispiel beschrieben.
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Alle zuvor beschriebenen Ausgestaltungen der Einrichtungen 15, 35, 150, der Teilnehmerstationen 10, 20, 30, 100, des Bussystems 1 und des darin ausgeführten Verfahrens können einzeln oder in allen möglichen Kombinationen Verwendung finden. Insbesondere können alle Merkmale der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele und/oder deren Modifikationen beliebig kombiniert werden. Zusätzlich oder alternativ sind insbesondere folgende Modifikationen denkbar.
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Auch wenn die Erfindung zuvor am Beispiel des CAN-Bussystems beschrieben ist, kann die Erfindung bei jedem Kommunikationsnetzwerk und/oder Kommunikationsverfahren eingesetzt werden, bei welchem zwei verschiedene Kommunikationsphasen verwendet werden, in denen sich die Buszustände unterscheiden, die für die unterschiedlichen Kommunikationsphasen erzeugt werden. Insbesondere ist die Erfindung bei Entwicklungen von sonstigen seriellen Kommunikationsnetzwerken, wie Ethernet und/oder 100 Base-T1 Ethernet, Feldbussystemen, usw. einsetzbar.
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Insbesondere kann das Bussystem 1 gemäß den Ausführungsbeispielen ein Kommunikationsnetzwerk sein, bei welchem Daten seriell mit zwei verschiedenen Bitraten übertragbar sind. Es ist vorteilhaft, jedoch nicht zwangsläufige Voraussetzung, dass bei dem Bussystem 1 zumindest für bestimmte Zeitspannen ein exklusiver, kollisionsfreier Zugriff einer Teilnehmerstation 10, 20, 30 auf einen gemeinsamen Kanal gewährleistet ist.
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Die Anzahl und Anordnung der Teilnehmerstationen 10, 20, 30, 100 in dem Bussystem 1 der Ausführungsbeispiele ist beliebig. Insbesondere kann die Teilnehmerstation 20 in dem Bussystem 1 entfallen. Es ist möglich, dass eine oder mehrere der Teilnehmerstationen 10 oder 30 oder 100 in dem Bussystem 1 vorhanden sind. Denkbar ist, dass alle Teilnehmerstationen in dem Bussystem 1 gleich ausgestaltet sind, also nur Teilnehmerstation 10 oder nur Teilnehmerstation 30 oder nur Teilnehmerstationen 100 vorhanden sind.
