DE102019009169B3

DE102019009169B3 - Kommunikationsvorrichtungen und -verfahren

Info

Publication number: DE102019009169B3
Application number: DE102019009169.8A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Scherr
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2019-01-25
Filing date: 2019-01-25
Publication date: 2020-12-03
Anticipated expiration: 2039-01-26

Abstract

Es werden Kommunikationsvorrichtungen und -verfahren und entsprechende Systeme erörtert. Das Senden basiert auf Symbolen, wobei jedes Symbol eine gleiche Anzahl von Zeiteinheiten umfasst. Eine Position des Übergangs zwischen einem ersten Signalwert und einem zweiten Signalwert innerhalb des Symbols zeigt einen Wert des Symbols an.

Description

GEBIET DER TECHNIK
Die vorliegende Anmeldung betrifft Kommunikationsvorrichtungen und entsprechende Verfahren.
HINTERGRUND
Zur Kommunikation zwischen Vorrichtungen, beispielsweise in Automobilanwendungen, werden verschiedene Protokolle verwendet. Eines dieser Protokolle ist das SENT-Protokoll (Single Edge Nibble Transmission). Dieses Protokoll kann beispielsweise in Anwendungen eingesetzt werden, in denen hochauflösende Daten von einer Sensorvorrichtung an eine elektronische Steuereinheit (ECU, Electronic Control Unit) in Automobilanwendungen gesendet werden.
Das SPC-Protokoll (Short PWM Code; PWM = Pulsweitenmodulation) ist eine Erweiterung des SENT-Protokolls und zielt darauf ab, die Fähigkeit einer Kommunikationsverbindung zu erhöhen und Systemkosten zu reduzieren. In gewissem Maße ermöglicht das SPC-Protokoll eine bidirektionale Kommunikation, wie beispielsweise eine synchrone Halbduplexkommunikation. Darüber hinaus ermöglicht SPC einen Busmodus, in dem eine Mehrzahl von Slave-Vorrichtungen wie Sensoren mit einer Master-Vorrichtung gekoppelt und einzeln adressiert werden können.
Die US 2013 / 0 197 920 A1 offenbart ein Datenübertragungsverfahren, welches ein Signal mit einer vorbestimmten Anzahl von Zeiteinheiten verwendet. Eine steigende Flanke ist dabei fix nach der ersten Zeiteinheit angeordnet, und die Position einer einzelnen fallenden Flanke bestimmt den Datenwert bzw. die Bedeutung des Pulses.
Die US 2016 / 0 249 022 A1 und die US 2012 / 0 139 768 A1 offenbaren eine Datenübertragung mittels Manchester-Kodierung.
Mit der Entwicklung von Systemen wie Automobilsystemen steigen jedoch die Anforderungen an die Kommunikationsfähigkeiten. Es ist daher eine Aufgabe, Kommunikationsvorrichtungen und Verfahren bereitzustellen, bei denen eine Robustheit bei einer Synchronisation oder Erkennung eines Triggers erhöht ist.
KURZFASSUNG
Es werden Kommunikationsvorrichtungen nach Anspruch 1 oder 8 und Verfahren nach Anspruch 15 oder 22 bereitgestellt. Die Unteransprüche definieren weitere Ausführungsformen.
Gemäß einer Ausführungsform wird eine Kommunikationsvorrichtung bereitgestellt, umfassend:

eine Sendeschaltung, die zum Erzeugen eines Sendesignals als eine Sequenz von Symbolen konfiguriert ist, wobei jedes Symbol eine gleiche vordefinierte Anzahl von Zeiteinheiten umfasst, wobei das Sendesignal in jeder Zeiteinheit entweder einen ersten Signalpegel oder einen zweiten Signalpegel aufweist, und wobei es zwischen einer ersten Zeiteinheit der Mehrzahl von Zeiteinheiten und einer letzten Zeiteinheit der Mehrzahl von Zeiteinheiten höchstens einen Übergang vom ersten Signalpegel zum zweiten Signalpegel gibt, wobei jedes Symbol aus einem vordefinierten Satz von Symbolen ausgewählt ist, wobei der Satz von Symbolen (0, 1, 2, 3, TRIG, PAUSE) ein Triggersymbol (TRIG) umfasst, wobei der Übergang im Triggersymbol (TRIG) nach der Hälfte der Zeiteinheiten des Triggersymbols (TRIG) erfolgt, und
eine Schnittstelle, die zum Senden des Signals über einen Bus konfiguriert ist.

Gemäß einer anderen Ausführungsform wird eine Kommunikationsvorrichtung bereitgestellt, umfassend:

eine Schnittstelle, die zum Empfangen eines Empfangssignals konfiguriert ist, und
eine Empfangsschaltung, die zum Verarbeiten des Empfangssignals als eine Sequenz von Symbolen konfiguriert ist, wobei jedes Symbol eine gleiche vordefinierte Anzahl von Zeiteinheiten umfasst, wobei das Signal in jeder Zeiteinheit entweder einen ersten Wert oder einen zweiten Wert aufweist, und wobei es zwischen einer ersten Zeiteinheit der Mehrzahl von Zeiteinheiten und einer letzten Zeiteinheit der Mehrzahl von Zeiteinheiten höchstens einen Übergang vom ersten Wert zum zweiten Wert gibt, wobei jedes Symbol aus einem vordefinierten Satz von Symbolen ausgewählt ist, wobei der Satz von Symbolen (0, 1, 2, 3, TRIG, PAUSE) ein Triggersymbol (TRIG) umfasst, wobei der Übergang im Triggersymbol (TRIG) nach der Hälfte der Zeiteinheiten des Triggersymbols (TRIG) erfolgt.

Gemäß einer noch anderen Ausführungsform wird ein Verfahren bereitgestellt, umfassend:

Erzeugen eines Sendesignals als eine Sequenz von Symbolen, wobei jedes Symbol eine gleiche vordefinierte Anzahl von Zeiteinheiten umfasst, wobei das Sendesignal in jeder Zeiteinheit entweder einen ersten Signalpegel oder einen zweiten Signalpegel aufweist, und wobei es zwischen einer ersten Zeiteinheit der Mehrzahl von Zeiteinheiten und einer letzten Zeiteinheit der Mehrzahl von Zeiteinheiten höchstens einen Übergang vom ersten Signalpegel zum zweiten Signalpegel gibt, wobei jedes Symbol aus einem vordefinierten Satz von Symbolen ausgewählt ist, wobei der Satz von Symbolen (0, 1, 2, 3, TRIG, PAUSE) ein Triggersymbol (TRIG) umfasst, wobei der Übergang im Triggersymbol (TRIG) nach der Hälfte der Zeiteinheiten des Triggersymbols (TRIG) erfolgt, und

Gemäß einer anderen Ausführungsform wird ein Verfahren bereitgestellt, umfassend:

Empfangen eines Empfangssignals, und Verarbeiten des Empfangssignals als eine Sequenz von Symbolen, wobei jedes Symbol eine gleiche vordefinierte Anzahl von Zeiteinheiten umfasst, wobei das Signal in jeder Zeiteinheit entweder einen ersten Wert oder einen zweiten Wert aufweist, und wobei es zwischen einer ersten Zeiteinheit der Mehrzahl von Zeiteinheiten und einer letzten Zeiteinheit der Mehrzahl von Zeiteinheiten höchstens einen Übergang vom ersten Wert zum zweiten Wert gibt, wobei jedes Symbol aus einem vordefinierten Satz von Symbolen ausgewählt ist, wobei der Satz von Symbolen (0, 1, 2, 3, TRIG, PAUSE) ein Triggersymbol (TRIG) umfasst, wobei der Übergang im Triggersymbol (TRIG) nach der Hälfte der Zeiteinheiten des Triggersymbols (TRIG) erfolgt.

Die obige Kurzfassung dient lediglich als ein kurzer Überblick über einige Ausführungsformen und ist nicht als einschränkend auszulegen.
Figurenliste

1 ist ein Blockschaltbild eines Systems gemäß einer Ausführungsform.
2 ist eine Darstellung, die ein System gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht.
3 ist ein Signaldiagramm zum Veranschaulichen eines Kommunikationsprotokolls gemäß einigen Ausführungsformen.
4 und 5 sind Tabellen, die Kommunikationsprotokolle gemäß einer Ausführungsform veranschaulichen.
6-8 sind Darstellungen, die ein Frame-Format veranschaulichen, das in einigen Ausführungsformen im Vergleich zu einem herkömmlichen Frame-Format verwendet wird.
9 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht.
10A bis 10G zeigen verschiedene Kommunikationssysteme gemäß Ausführungsformen.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Im Folgenden werden verschiedene Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Diese Ausführungsformen dienen lediglich zu veranschaulichenden Zwecken und sind nicht als einschränkend auszulegen. Beispielsweise können andere Ausführungsformen nur einige der beschriebenen Merkmale umfassen und/oder können zusätzliche Merkmale umfassen, beispielsweise Merkmale herkömmlicher Kommunikationssysteme.
Sofern nicht anders angegeben, handelt es sich bei den hierin beschriebenen Verbindungen oder Kopplungen um elektrische Verbindungen oder Kopplungen. Derartige Verbindungen oder Kopplungen können beispielsweise durch Einfügen oder Entfernen von Elementen modifiziert werden, solange der allgemeine Zweck der Verbindung oder Kopplung, beispielsweise zum Senden eines bestimmten Signals, im Wesentlichen erhalten bleibt. Beispielsweise kann in einer Drahtleitung, die ein Signal sendet, ein Verstärker hinzugefügt werden, ohne den allgemeinen Zweck der Drahtleitung zu ändern, nämlich das Signal zu senden.
Merkmale aus verschiedenen Ausführungsformen können kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen auszubilden. Variationen und Modifikationen, die für eine der Ausführungsformen beschrieben werden, können auch auf andere Ausführungsformen angewendet werden und werden daher nicht wiederholt beschrieben.
Ausführungsformen hierin verwenden bestimmte Protokolle, um zwischen Vorrichtungen zu kommunizieren, was nachstehend detaillierter erläutert wird. Bevor auf diese Protokolle näher eingegangen wird, werden Systeme und Vorrichtungen, die diese Protokolle gemäß einigen Ausführungsformen verwenden, unter Bezugnahme auf 1 und 2 beschrieben.
1 veranschaulicht ein System 10 gemäß einer Ausführungsform. Das System 10 umfasst eine Master-Vorrichtung 11 und eine oder mehrere Slave-Vorrichtungen 12_1, 12_2, 12_N, die hierin gemeinsam als Slave-Vorrichtungen 12 bezeichnet werden. Eine Master-Vorrichtung bezieht sich im Allgemeinen auf eine Vorrichtung, die Kommunikationen auf dem Bus 13 initiieren kann, während sich eine Slave-Vorrichtung auf eine Vorrichtung bezieht, die auf Kommunikationen von der Master-Vorrichtung reagiert. Obgleich ein Master-Slave-System 10 in 1 gezeigt ist, soll dies nicht als einschränkend ausgelegt werden, und in anderen Implementierungen können alle Vorrichtungen oder mehr als eine Vorrichtung eines Systems eine Kommunikation initiieren. Eine maximale Anzahl von Slave-Vorrichtungen kann von einer bestimmten Protokollimplementierung und/oder von Systemanforderungen abhängen, wie weiter unten erläutert wird.
Die Master-Vorrichtung 11 kommuniziert mit den Slave-Vorrichtungen 12 über einen Bus 13 unter Verwendung eines der Protokolle, die im Detail unter Bezugnahme auf 3-7 unten beschrieben sind. Der Bus 13 kann je nach Implementierung ein Single-Ended-Bus, ein Differentialbus, ein Bus mit einer separaten Taktleitung oder ein Bus ohne separate Taktleitung sein. Darüber hinaus kann das System abhängig von der Implementierung für eine bidirektionale Kommunikation oder für eine unidirektionale Kommunikation konfiguriert sein. Die unidirektionale Kommunikation ist ein Fall, in dem beispielsweise nur die Vorrichtungen 12 Nachrichten an die Vorrichtung 11 senden, aber nicht umgekehrt, wohingegen bei der bidirektionalen Kommunikation Nachrichten in beide Kommunikationsrichtungen gesendet werden können.
In einigen Implementierungen kann das System 10 in einer Automobilumgebung verwendet werden. In einem derartigen Fall kann die Master-Vorrichtung 11 beispielsweise eine elektronische Steuereinheit (ECU, Electronic Control Unit) sein, und die Slave-Vorrichtungen 12 können andere Komponenten in einem Automobil umfassen, beispielsweise Sensoren oder Aktuatoren. Die Verwendung des Systems 10 ist jedoch nicht auf Automobilanwendungen beschränkt.
2 veranschaulicht detaillierter ein Kommunikationssystem, das Teil des Kommunikationssystems 10 aus 1 oder eine andere Ausführungsform eines Kommunikationssystems sein kann. 2 veranschaulicht die Kommunikation von einer Vorrichtung zu einer anderen Vorrichtung, beispielsweise von der Master-Vorrichtung 11 zu einer oder mehreren Slave-Vorrichtungen 12 oder von einer der Slave-Vorrichtungen 12 zur Master-Vorrichtung 11 aus 1 detaillierter. Die Vorrichtung, die zu einem gegebenen Zeitpunkt Daten sendet, wird auch als Sender bezeichnet, und die Vorrichtung, die die Daten empfängt, wird auch als Empfänger bezeichnet. Es versteht sich, dass jede beteiligte Vorrichtung (beispielsweise jede der Vorrichtungen 11, 12 in 1) im Fall einer bidirektionalen Kommunikation sowohl als Sender als auch als Empfänger fungieren und die entsprechenden in 2 gezeigten Komponenten kombinieren kann.
Auf einer Senderseite umfasst eine Vorrichtung eine Sendeschaltung 20, die konfiguriert ist, um zu sendende Signale basierend auf einem der Protokolle zu erzeugen, die nachstehend unter Bezugnahme auf 3-7 beschrieben werden.
Die Sendeschaltung 20 kann als eine beliebige Kombination von Hardware, Software und Firmware implementiert werden, um die zu sendenden Signale zu erzeugen. Beispielsweise kann die Sendeschaltung 20 Elemente wie einen entsprechend programmierten digitalen Signalprozessor (DSP), einen Mehrzweckprozessor, Filterschaltungen, feldprogrammierbare Gate-Arrays (FPGAs), anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASICs, Application-Specific Integrated Circuits) oder dergleichen umfassen.
Diese Sendesignale werden über einen Bus 24 mit Busleitungen den 24A, 24B unter Verwendung einer Schnittstelle 21 gesendet. Die Sendeschaltung 20 und/oder die Schnittstelle 21 können einen Digital-Analog-Wandler umfassen, um in einer digitalen Domäne erzeugte Sendesignale in zu sendende analoge Signale umzuwandeln.
Die Schnittstelle 21 kann eine beliebige Schnittstelle sein, die in der Lage ist, zwei verschiedene Zustände auf dem Bus 24A, 24B zu erzeugen, die eine logische 1 und eine logische 0 repräsentieren. In einigen Implementierungen kann die Schnittstelle 21 Push/Pull-Schaltungen umfassen, um Leitungen des Busses 24A, 24B selektiv mit Potentialen zu koppeln. Beispielsweise können die Busleitungen 24A, 24B in einigen Ausführungsformen ähnlich wie ein CAN-Bus mit einem Widerstand gekoppelt sein, so dass sie, ohne angesteuert zu werden, auf dem gleichen Potential sind. Push/Pull-Schaltungen können verwendet werden, um die Busleitung 24A auf ein hohes Potential und die Busleitung 24B auf ein niedriges Potential zu ziehen, was zu einer Spannungsdifferenz führt. Daher ist einer der beiden Zustände des Busses in einem derartigen Fall ein Zustand, in dem es im Wesentlichen keine Spannungsdifferenz zwischen den Busleitungen 24A, 24B gibt, und der andere der beiden Zustände ist ein Zustand, in dem eine Spannungsdifferenz über einem Schwellenwert ist. In anderen Implementierungen kann ein Single-Ended-Bus mit einer einzelnen Busleitung verwendet werden, der in einem ersten Zustand, beispielsweise über einen Widerstand, passiv auf ein erstes Potential gezogen und aktiv auf ein anderes Potential angesteuert werden kann, beispielsweise unter Verwendung eines Transistorschalters in einem zweiten Zustand ähnlich wie bei herkömmlichen SENT- oder SPC-Schnittstellen. In noch anderen Ausführungsformen kann eine Schnittstelle verwendet werden, die im Wesentlichen einer UART-Schnittstelle (Universal-Asynchronous-Receiver-Transmitter-Schnittstelle) entspricht, wobei die Bits der herkömmlichen UART-Übertragung den Ticks des verwendeten Protokolls entsprechen, wie weiter unten erläutert wird. Andere Implementierungen können auch verwendet werden, beispielsweise basierend auf herkömmlichen seriellen Busimplementierungen, solange zwei verschiedene Zustände auf dem Bus 24 erzeugt werden können.
Die 10A bis 10G veranschaulichen verschiedene weitere Systeme, in denen hierin beschriebene Protokolle verwendet werden können. Es werden nur einige von vielen möglichen Implementierungen von Kommunikationssystemen gezeigt. Obgleich in 10A bis 10G Single-Ended-Verbindungen gezeigt sind, können in anderen Ausführungsformen Differentialverbindungen verwendet werden. In anderen Ausführungsformen können drahtlose Verbindungen verwendet werden. Ferner können anstelle von elektrischen Kommunikationssignalen in anderen Ausführungsformen andere Arten von Kommunikationsmedien verwendet werden. Beispielsweise können andere Ausführungsformen Schall, Druck, Licht oder andere Arten von Kommunikationskanälen verwenden, um Signale, z. B. Symbole, basierend auf Protokollen zu senden, wie hierin erörtert. Derartige Symbole können unter Verwendung von z. B. einer hohen oder niedrigen Spannung, Strom oder einer beliebigen Form von Modulation (beispielsweise einer beliebigen Amplituden-, Frequenz- oder Phasenmodulation) gesendet werden. Somit können River und Sinks für spannungs-, strombasierte Übertragungen als Pegel oder als eine Frequenz implementiert werden.
10A bis 10F zeigen verschiedene Möglichkeiten zum Senden von Signalen über eine Kommunikationsleitung zwischen zwei Kommunikationsschaltungen 100, 101 unter Verwendung von Protokollen, wie sie hierin erörtert sind, die, wie später erläutert wird, als DESERT-Protokoll bezeichnet werden können. Diese gezeigten Systeme können z. B. Transistoren als Treiber zur Bereitstellung von Strom- oder Spannungspegeln für das Senden und Slicer oder andere Entscheidungsschaltungen für den Signalempfang verwenden. Die Impedanzen Z stellen Leitungslasten bereit. Wie erwähnt, zeigen diese Figuren nur einige veranschaulichende Systeme, in denen hierin erörterte Protokolle verwendet werden können.
Aufgrund der Art der Symbole der hierin erörterten Protokolle können diese Protokolle mit herkömmlichen Protokollen wie UART kombiniert werden und vorhandene Hardware verwenden, die diese herkömmlichen Protokolle unterstützt. 10G zeigt ein Beispiel auf einer Seite mit getrennten Sendern und Empfängern für ein Protokoll wie hierin erörtert (Kommunikationsschaltung 100) und UART (Kommunikationsschaltung 103), unter Verwendung einer gemeinsamen physikalischen Schnittstelle 104, die selektiv mit den Kommunikationsschaltungen 100, 103 über Switches gekoppelt werden kann, und einer Seite, auf der eine gemeinsame Hardwareeinheit (Kommunikationsschaltung 102) integriert ist, die die Symbolerzeugung sowohl eines Protokolls wie hierin erörtert als auch eines UART-Protokolls unterstützt. Die Kommunikationsschaltung 102 ist mit einer physikalischen Schnittstelle 105 gekoppelt. In anderen Ausführungsformen können separate Kommunikationsschaltungen wie die Kommunikationsschaltungen 100, 103 auf beiden Seiten verwendet werden, oder eine gemeinsame Hardwareeinheit wie die Kommunikationsschaltung 102 kann auf beiden Seiten verwendet werden. Die physikalischen Schnittstellen 104, 105 können auf eine beliebige herkömmliche Weise implementiert werden, beispielsweise wie unter Bezugnahme auf 10A bis 10F erörtert.
Wiederum auf 2 Bezug nehmend wird auf einer Empfängerseite eine mit der Schnittstelle 21 übereinstimmende Schnittstelle 22 bereitgestellt, um die über den Bus 24 gesendeten Signale zu empfangen. Die Schnittstelle 22 kann eine andere UART-basierte Schnittstelle sein und/oder eine Erfassungs- und Vergleichseinheit umfassen, die beispielsweise eine Abtastschaltung und einen Komparator verwendet, um Signalpegel auf den Busleitungen 24A, 24B mit vordefinierten Schwellenwerten zu vergleichen, um die zwei möglichen Zustände des Busses 24 zu identifizieren. In einer Empfangsschaltung 23 werden die Signale dann gemäß einem der nachfolgend erläuterten Protokolle verarbeitet.
In einigen Ausführungsformen können, falls die Schnittstellen 21, 22 UART-basierte Schnittstellen sind, Sender und Empfänger unter Verwendung herkömmlicher Mikrocontroller implementiert werden. Viele herkömmliche Mikrocontroller umfassen bereits UART-Schnittstellen, die durch entsprechende Programmierung der Mikrocontroller verwendet werden können, um eines oder mehrere der nachfolgend detailliert beschriebenen Protokolle zu implementieren.
In einigen Ausführungsformen können die Schnittstellen 21, 22 symmetrische elektrische Schnittstellen sein, beispielsweise Schnittstellen, bei denen für einen ersten Zustand die erste Busleitung 24A auf einem ersten elektrischen Potential und die Busleitung 24B auf einem zweiten elektrischen Potential ist und für den zweiten Zustand die Busleitung 24A auf dem zweiten elektrischen Potential und die Busleitung 24B auf dem ersten elektrischen Potential ist.
Als Nächstes werden verschiedene Protokolle, die von Ausführungsformen verwendet werden, beispielsweise die Systeme aus 1 und 2, unter Bezugnahme auf 3-7 erläutert.
Hierin beschriebene Protokolle senden Daten unter Verwendung einer Sequenz von Symbolen. Symbole sind Einheiten, die eine bestimmte Information codieren. In den hierin beschriebenen Ausführungsformen basiert jedes Symbol auf der gleichen Anzahl von Zeiteinheiten, die hierin auch als „Ticks“ bezeichnet werden. Ein derartiges Symbol ist in 3 veranschaulicht.
Die in 3 gezeigten Symbole umfassen 10 Ticks 37, die in 3 von 1 bis 10 nummeriert sind. In jedem Tick ist ein Signalpegel auf einem Bus entweder auf einem ersten Pegel, der z. B. High oder logisch 1 (repräsentiert als ein hoher Pegel in 3) oder Low oder logisch 0 (repräsentiert durch einen niedrigen Pegel in 3) repräsentiert. Es sei zu beachten, dass der in 3 gezeigte hohe Pegel mit einem niedrigeren elektrischen Potential oder Signalpegel als der niedrige Pegel assoziiert sein kann, so dass die Wellenformen bei Betrachtung der Signalpegel auf dem Bus in einigen Ausführungsformen im Vergleich zu den in 3 gezeigten invertiert sind.
Es sei zu beachten, dass die Anzahl von 10 Ticks pro Symbol nur als Beispiel dient und in anderen Ausführungsformen eine andere Anzahl von Ticks verwendet werden kann. In einigen Ausführungsformen, in denen UART-basierte Schnittstellen wie oben erläutert verwendet werden, kann das Auswählen einer Anzahl von 10 Ticks eine einfachere Implementierung ermöglichen, da jedes Tick einem der in einem herkömmlichen UART-Symbol verwendeten Bits entsprechen kann (beispielsweise 8 Datenbits, ungerades Paritätsbit und Stoppbit, die in herkömmlichen UART-Übertragungen verwendet werden).
Die Dauer jedes Ticks ist nicht besonders begrenzt und kann von Implementierung zu Implementierung variieren. Beispielsweise kann eine Tick-Dauer zwischen 0,1 und 10 µs liegen, beispielsweise etwa 1 ps, kann jedoch abhängig von der speziellen Implementierung und der Geschwindigkeit der verfügbaren Hardware variieren.
3 zeigt verschiedene Wellenformen 30-35 über die Zeit für verschiedene Werte des gezeigten Symbols. Im Fall von Spannungsschnittstellen (beispielsweise Spannungsschnittstellen 21, 22) können diese Spannungswellenformen repräsentieren. Im Fall von Stromschnittstellen können die Wellenformen Stromwellenformen repräsentieren. Wie bereits erwähnt, können die Wellenformen je nach Implementierung auch invertiert sein. Die verschiedenen Wellenformen repräsentieren verschiedene Symbole aus einem Satz von Symbolen. In einigen Ausführungsformen werden zur Kommunikation verwendete Symbole aus diesem Satz ausgewählt.
In Ausführungsformen ist im letzten Tick, d. h. Tick Nr. 10, immer ein hoher Pegel (oder niedriger Pegel in invertierten Wellenformen; die Erklärung für invertierte Wellenformen wird im Folgenden weggelassen). Im Fall der Wellenform 35 ist der Pegel über alle Ticks 1-10 hoch. Dies repräsentiert ein Pausensymbol, d. h. ein Symbol, ohne dass Informationen gesendet werden. In Ausführungsformen, in denen ein Pegel auf einem Bus passiv angepasst wird (beispielsweise Pull-Up/Pull-Down-Widerstände oder ein Widerstand zwischen Busleitungen wie in CAN), kann der passive Pegel mit dem hohen Pegel aus 3 assoziiert sein, so dass im Fall eines Pausensymbols kein aktives Ansteuern erforderlich ist.
Für alle anderen Signalwellenformen 30-34 wird im ersten Tick jedes Symbols der Signalpegel auf niedrig gezogen, so dass mit Ausnahme des Pausensymbols gemäß Wellenform 35 jedes Symbol mit einem niedrigen Pegel in Tick 1 startet und mit einem hohen Pegel in Tick 10 endet. Ferner umfasst jedes Symbol außer einem Pausensymbol genau einen Übergang von einem niedrigen zu einem hohen Pegel zwischen zwei benachbarten Ticks. Die Position dieses Übergangs von niedrig nach hoch repräsentiert den Wert des Symbols oder mit anderen Worten die im Symbol codierten Informationen.
In der Ausführungsform aus 3 kann das Symbol eine 2-Bit-Information (Werte von 0 bis 3) oder ein Triggersymbol codieren. Im gezeigten Beispiel codiert die Wellenform 30 eine 0 (00 in 2-Bit-Repräsentation) mit dem Übergang vom niedrigen zum hohen Pegel von Tick 2 zu Tick 3. Die Wellenform 31 codiert eine 1 (01 in 2-Bit-Repräsentation) mit einem Übergang vom niedrigen zum hohen Pegel von Tick 4 zu Tick 5. Die Wellenform 32 codiert eine 2 (10 in 2-Bit-Repräsentation) mit dem Übergang vom niedrigen zum hohen Pegel von Tick 6 zu Tick 7. Die Wellenform 33 codiert eine 3 (11 in 2-Bit-Repräsentation) mit dem Übergang vom niedrigen zum hohen Pegel von Tick 8 zu Tick 9. Symbole, die einen Wert (in diesem Fall einen 2-Bit-Wert) codieren, können z. B. als Datensymbole, Identifikationssymbole oder Befehlssymbole dienen. Die Wellenform 34 codiert ein Triggersymbol mit einem Übergang von einem niedrigen zu einem hohen Pegel von Tick 5 zu Tick 6. Daher gibt es in jedem Fall höchstens einen (null für das Pausensymbol, einen für das andere Symbol) Übergang zwischen dem ersten und dem letzten Tick in jedem Symbol.
Ein derartiges Triggersymbol kann in einigen Ausführungsformen verwendet werden, um die Kommunikation von einem Master zu einem Slave zu initiieren, und kann Synchronisationszwecken dienen, wie nachstehend erläutert.
Die gestrichelten Linien 36 repräsentieren eine Toleranz zum Detektieren des Übergangs von niedrig nach hoch, innerhalb derer die verschiedenen Werte auf einer Empfängerseite immer noch korrekt decodiert werden können.
Wie in 3 gezeigt ist das Triggersymbol bei der hier beanspruchten Erfindung gemäß der Wellenform 34 über die Länge des Symbols symmetrisch, d. h. eine Anzahl von Ticks, bei denen die Wellenform niedrig ist (Ticks 1-5), entspricht einer Anzahl von Ticks, bei denen die Wellenform hoch ist (Ticks 6-10). Dies kann in einigen Ausführungsformen eine Robustheit der Synchronisation und/oder Erkennung des Triggers erhöhen, da sowohl die Zeitdauer der niedrigen Ticks als auch die Zeitdauer der hohen Ticks synchron als Zeitbasis dienen können, beide mit den gleichen Ergebnissen.
Zwei solcher Symbole, die einen 2-Bit-Wert oder einen Trigger senden, können in einigen Implementierungen verwendet werden, um die gleichen Informationen wie ein sogenanntes Nibble in SENT- und SPC-Protokollen zu senden. In SENT/SPC variiert die Zeitdauer pro Nibbels beispielsweise zwischen 12 und 27 Ticks. Mit dem hierin beschriebenen Protokoll ist die Zeitdauer für zwei Symbole auf 20 Ticks festgelegt. In praktischen Fällen führt dies zu einer Reduzierung der zur Übertragung erforderlichen Zeit um etwa 25 %.
Die unter Bezugnahme auf 3 erläuterten Symbole sind in 4 wiederum in Tabellenform repräsentiert, wobei eine „1“ einem hohen Pegel in 3 entspricht und eine „0“ einem niedrigen Pegel in 3 entspricht. Ein Wert „X“ für das Tick Nr. 1 der folgenden Symbole bedeutet, dass der Wert davon abhängt, ob es sich um ein Pausensymbol (in diesem Fall ist der Wert 1) oder ein anderes Symbol (in diesem Fall ist der Wert 0) handelt.
In den Ausführungsformen aus 3 und 4 kann ein 2-Bit-Wert oder ein Triggerimpuls in jedem Symbol codiert sein. In anderen Ausführungsformen können 3-Bit-Werte codiert sein. Ein entsprechendes Beispiel ist in 5 gezeigt, die ein weiteres Beispiel für einen Satz von Symbolen zeigt.
Die Tabellenrepräsentation aus 5 entspricht derjenigen aus 4, wobei ein Wert für jedes Tick entweder als „0“ (zum Beispiel niedriger Wert) oder „1“ (zum Beispiel hoher Wert) repräsentiert wird. Wie in 3 und 4 umfasst jedes Symbol 10 Ticks.
Wiederum umfasst jedes Symbol in 5 10 Ticks, was nicht als einschränkend auszulegen ist. Wie in 3 und 4 haben alle Ticks in einem Pausensymbol einen Wert 1. Unabhängig von den codierten Informationn hat das letzte Tick Nr. 10 ferner für alle Symbole einen Wert 1.
In der Ausführungsform aus 5 wird der Triggerimpuls auf die gleiche Weise wie in 3 und 4 auf symmetrische Weise codiert, d. h. die ersten fünf Ticks sind 0, gefolgt von den nächsten fünf Ticks, die 1 sind. Ferner sind 3-Bit-Werte 0 (=000 in 3-Bit-Repräsentation) bis 7 (=111 in 3-Bit-Repräsentation) codiert. Jeder der Werte 0-7 weist eine andere Position auf, an der die Signalwellenform von 0 zu 1 übergeht, und wieder gibt es höchstens einen Übergang von 0 zu 1 in jedem Symbol zwischen Tick Nr. 1 und Tick Nr. 10.
Bei gleicher Tick-Länge wird die Datenrate gegenüber 3 und 4 erhöht, da anstelle von 2 Bits pro Symbol nun 3 Bits pro Symbol gesendet werden können. Andererseits kann die Fehlertoleranz verringert werden, da der durch die gestrichelten Linien 36 aus 3 angezeigte Toleranzbereich halbiert wird (der Übergang von 0 zu 1 für zwei benachbarte Bitwerte unterscheidet sich in 3 und 4 um 1 Tick anstelle von 2 Ticks). Nichtsdestotrotz kann die Fehlertoleranz der Ausführungsform aus 5 beispielsweise für kurze Busleitungen oder Umgebungen mit geringem Rauschen ausreichend sein, so dass unter derartigen Umständen die Ausführungsform aus 5 verwendet werden kann, um die Datenrate zu erhöhen.
In den herkömmlichen SENT-Protokollen können auch 3-Bit-Frames verwendet werden. In SENT erfordert ein derartiger 3-Bit-Frame 12-19 Ticks. Bei dem in 5 gezeigten Stromprotokoll werden 10 Ticks verwendet, was in einigen Implementierungen in praktischen Fällen fast zu einer Verdoppelung der Übertragungsgeschwindigkeit führt.
Es sei zu beachten, dass mehr als 10 Ticks pro Symbol in anderen Ausführungsformen verwendet werden können, was das Codieren von mehr unterschiedlichen Werten ermöglicht. In noch anderen Ausführungsformen können weniger als 10 Ticks verwendet werden.
Das Protokoll unter Verwendung von Symbolen, wie in 3-5 gezeigt, wird hierin auch als DESERT-Protokoll (Double-Edge-Synchronous-Equalized-Repetitive-Transmission-Protokoll) bezeichnet.
„Double Edge“ bedeutet, dass die Informationen zwischen abfallenden und ansteigenden Flanken (abfallende Flanke zwischen Symbolen und ansteigende Flanke innerhalb der Symbole im Fall aus 3, abgesehen vom Pausensymbol) codiert sind und umgekehrt zwischen ansteigender Flanke und abfallender Flanke zu finden sind, was zu Redundanz führt. Mit anderen Worten, da nur eine einzelne ansteigende Flanke zwischen den Ticks 1 und 10 vorhanden ist, codieren sowohl die Anzahl der Ticks auf dem Pegel 0 als auch die Anzahl der Ticks auf dem Pegel 1 die Informationen. Dies kann Redundanz bereitstellen, die aus Gründen der funktionalen Sicherheit in einigen Automobilanwendungen erwünscht sein kann.
„Synchronous“ bedeutet, dass der Empfänger mit dem Sender synchronisiert oder umgekehrt, was weiter unten erläutert wird. „Equalize“ bedeutet, dass die Symbollänge und damit auch die Frame-Länge, wie unten erörtert, immer gleich sind, so dass die Länge der Übertragung im Gegensatz zu herkömmlichen SENT-Übertragungen nicht vom Inhalt der Übertragung abhängt. Dies kann in einigen Implementierungen das Systemdesign vereinfachen, da beispielsweise Timing-Margen und dergleichen leichter geplant werden können.
„Repetitive“ bedeutet, dass ein unidirektionaler Datenstrom in einigen Ausführungsformen, wie nachstehend beschrieben,gesendet werden kann, der mit einer Erfassungs- und Vergleichszeitgebereinheit decodiert werden kann, wie bei der herkömmlichen SENT-Übertragung, die in einigen Implementierungen Rückwärtskompatibilität zu SENT bietet.
Durch Integrieren des Triggerimpulses und des Pausenimpulses in den gleichen allgemeinen Erstellungsverfahren für Symbole unter Verwendung von 10 Ticks können in einigen Ausführungsformen Implementierungen ermöglicht werden.
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 6-8 ein auf den oben beschriebenen Symbolen basierendes Frame-Format erläutert. In der Ausführungsform aus 6-8 können als ein Beispiel die Symbole aus 3 und 4 verwendet werden, die 2 Bits (Werte von 0-3) codieren. In anderen Ausführungsformen können die Symbole aus 5 verwendet werden.
6 veranschaulicht ein Frame-Format für eine unidirektionale Übertragung, beispielsweise von einem Sensor zu einem Mikrocontroller in einer Punkt-zu-Punkt-Verbindung. Beispielsweise kann der Sensor der Sender sein, wie unter Bezugnahme auf 2 erläutert, und der Mikrocontroller kann der Empfänger sein. Die Kommunikation, wie in 6 gezeigt, ist jedoch nicht auf Sensoren und Mikrocontroller beschränkt.
Bei der herkömmlichen SENT- oder SPC-Kommunikation wird im unidirektionalen Fall zuerst ein Timing-Synchronisationsimpuls gesendet, gefolgt von einer Anzahl von Nibbles, die die tatsächlichen Daten senden. Im Fall von SENT wird der Frame durch ein Leerzeichen vervollständigt. In Ausführungsformen des hierin beschriebenen DESERT-Protokolls wird ein Triggersymbol gesendet, gefolgt von einem oder mehreren, im Beispiel aus 6 vier Pausensymbolen. Danach wird eine Anzahl von Symbolen gesendet, die zu sendende Daten enthalten, wobei jedes Symbol einen darin codierten 2-Bit-Wert (0-3) aufweist. Der Frame wird dann durch einen weiteren Triggerimpuls vervollständigt.
Für die Übertragung von 8 Nibbles wie bei synchronen standardmäßigen SENT-Frames beträgt die Gesamtdauer eines Frames etwa 284 Ticks (56 Ticks für den Synchronisationsimpuls, 8 mal 27 Ticks für die Daten und 12 Ticks für ein sogenanntes Endsymbol, das den Frame vervollständigt).
Im Fall der Implementierung des in 6 gezeigten DESERT-Protokolls werden 5 mal 10 Ticks für die Synchronisation, 16 mal 10 Ticks für die Daten und 10 Ticks für den letzten Triggerimpuls benötigt, was zu 220 Ticks führt. Daher steigt die Übertragungsgeschwindigkeit bei dieser speziellen Implementierung um etwa 22 %.
Es sei zu beachten, dass der letzte Triggerimpuls, der eine definierte Struktur aufweist, auch als eine Timing-Überprüfung verwendet werden kann, d. h. als Überprüfung, ob das durch die Synchronisation zu Beginn des Frames erhaltene Timing noch korrekt ist.
7 veranschaulicht eine Ausführungsform für eine bidirektionale Master-Slave-Kommunikation, beispielsweise in der Ausführungsform aus 1. Im herkömmlichen SPC-Fall sendet die Master-Vorrichtung, beispielsweise eine CPU oder ein Mikrocontroller, nach einer Time-out-Phase nach einer letzten Übertragung ein Timing-Synchronisationssignal, gefolgt von einer Identifikation eines Slaves, an den der nachfolgende Befehl (CMD, Command) gerichtet ist. Der durch die ID identifizierte Sensor antwortet dann mit einer Mehrzahl von Nibbles. Die Antwort endet mit einem Leerzeichen, das das Ende der Übertragung signalisiert.
In einer Ausführungsform des DESERT-Protokolls folgt nach einer vorherigen Kommunikation eine Pausenphase, in der Pausensymbole gesendet werden. Der Master initiiert dann eine neue Übertragung, indem er ein oder mehrere Triggersymbole sendet. Im Beispiel aus 7 werden drei Triggersymbole gesendet. Während in anderen Ausführungsformen ein Triggersymbol ausreichend sein kann, ermöglichen drei Triggersymbole Redundanz und eine robustere Synchronisation. Insbesondere synchronisiert sich die Slave-Vorrichtung, beispielsweise ein Sensor, basierend auf den Triggersymbolen mit dem Timing der Master-Vorrichtung. Jedes Triggersymbol kann in Bezug auf sein Timing gemessen werden (Zeitpunkt, an dem das Symbol niedrig ist, und Zeitpunkt, an dem das Symbol hoch ist). In einigen Ausführungsformen kann ein aus den 3 Triggersymbolen erhaltener Mittelwert verwendet werden. In anderen Ausführungsformen kann ein Mittelwert von 2 der Triggersymbole verwendet werden, und das dritte Triggersymbol kann verwendet werden, um das Timing zu überprüfen.
Nach dem einen oder den mehreren Triggersymbolen sendet der Master zwei Symbole, die jeweils einen 2-Bit-Wert codieren. Das erste Symbol kann dazu dienen, einen Sensor zu identifizieren (Identifikationssymbol), und das zweite kann einen Befehl codieren (Befehlssymbol). Beispielsweise kann in einem Fall mit vier Slaves jeder Wert (0, 1, 2 und 3) einen der Slaves identifizieren. In einem Fall mit drei Slaves können die Werte 1-3 die drei Slaves einzeln identifizieren, wohingegen 0 eine Rundsendeadresse sein kann, die alle Slaves adressiert. Es sei zu beachten, dass in Systemen mit mehr Slaves beispielsweise das Symbolformat aus 5 verwendet werden kann, wobei 3-Bit-Werte codiert werden können oder mehr als 1 Symbol zur Adressierung verwendet werden kann.
Das zweite Symbol kann dann verwendet werden, um einen Befehl an den jeweiligen Slave zu senden, beispielsweise um die Datenerfassung in einem Sensor ohne Antwort auszulösen, um die Datenerfassung mit anschließender Übertragung eines erfassten Werts auszulösen, um den Status des Sensors abzufragen usw. Die genaue Bedeutung der verschiedenen Bits hängt von der Implementierung und der Verwendung des Systems ab. Beispielsweise sind die obigen Befehle für Sensoren verwendbar. Im Fall, in dem Slave-Vorrichtungen Aktuatoren sind, können sich die Befehle auf verschiedene Arten der Betätigung beziehen.
Anschließend antwortet die Slave-Vorrichtung, beispielsweise der Sensor, mit einer Anzahl von Symbolen, die jeweils 2 Bits codieren, um beispielsweise einen abgetasteten Sensorwert zu senden. Die Anzahl der Symbole hängt von der Implementierung ab, beispielsweise von der Menge der zu sendenden Daten. Der Frame wird mit einem Triggersymbol terminiert, das vom Slave an den Master gesendet wird, und ermöglicht eine Timing-Überprüfung beim Master. Der Master kann diese Timing-Überprüfung für jeden Frame oder nur für einen letzten Frame durchführen.
Danach folgen in einigen Implementierungen wieder einige Pausensymbole. Die Pausensymbole in einigen Ausführungsformen können sicherstellen, dass sich alle Teilnehmer (Master und ein oder mehrere Slaves) dann auf eine neue Kommunikation synchronisieren können. In Ausführungsformen ist die Gesamtlänge der Pause länger als 1 Symbol zuzüglich einer Takttoleranz des Systems. Beispielsweise erlauben 2 Pausensymbole, wie in 7 gezeigt, eine Toleranz von 50 %. In Ausführungsformen, in denen es eine Wartezeit zwischen Trigger und Antwort gibt (in 7 nicht gezeigt), kann die Pausenzeit länger als diese Wartezeit sein.
Auch ist in einem derartigen Fall einer bidirektionalen Kommunikation die Geschwindigkeit der Datenübertragung in einigen Implementierungen im Vergleich zu einer herkömmlichen SPC-Übertragung erhöht. Durch Synchronisieren des Slaves mit dem Master unter Verwendung des einen oder der mehreren Triggersymbole sind ferner bei einigen Implementierungen geringere Timing-Margen möglich, da Master-Vorrichtungen wie Mikrocontroller in der Regel eine höhere Taktgenauigkeit (beispielsweise unter Verwendung von quarzbasierten Oszillatoren) als Sensoren aufweisen. In Ausführungsformen wie der in 7 gezeigten wird die Timing-Synchronisation mit jedem Übertragungs-Frame erneut erhalten (Triggern durch die CPU und Antwort vom Sensor), so dass die Taktgenauigkeit nur für eine Übertragung gewährleistet sein muss. Bei einer 2-Bit-Übertragung pro Symbol ist eine Takttoleranz von 10 % akzeptabel. Im Fall einer 3-Bit-Übertragung, wie unter Bezugnahme auf 5 erläutert, ist eine Toleranz von etwa 5 % möglich.
Dies ermöglicht auch eine schnelle Antwort nach dem Trigger, d. h. ein schnelles „Handover“ zwischen dem vom Master gesendeten Trigger und der Antwort. Wie erwähnt, kann für diese Datenübertragung eine UART-basierte Schnittstelle verwendet werden, die in vielen Mikrocontrollerimplementierungen vorhanden ist.
Zusätzlich zu den Identifikations- und Befehlssymbolen, wie unter Bezugnahme auf 7 erläutert, können auch zusätzliche Daten vom Master zum Slave gesendet werden. Ein Beispiel wird in 8 gezeigt. Das beispielhafte Protokoll aus 8 basiert auf dem Protokoll aus 7. Zusätzlich zu den in 7 gezeigten Teilen sendet der Master zusätzlich ein oder mehrere Datensymbole. Diese können beispielsweise zur Sensorkonfiguration verwendet werden. Der Typ der verwendeten Übertragung (6 oder 7) kann in einigen Implementierungen vom gesendeten Befehl abhängen. Falls sich der Befehl beispielsweise auf das Triggern einer Datenerfassung und/oder Datenübertragung in Sensoren bezieht, kann das Frame-Format aus 7 verwendet werden. In anderen Ausführungsformen kann der Befehl eine Sensorrekonfiguration anzeigen, und in diesem Fall können wie in 8 weitere Datensymbole durch den Master gesendet werden, die Konfigurationsdaten umfassen, die die Slave-Vorrichtung dann verarbeitet. In diesem Fall kann die Antwort des Sensors kürzer sein, beispielsweise lediglich eine Bestätigung umfassen, die wie in 7 durch ein Triggersymbol terminiert wird. Das Beispiel aus 8 zeigt, dass das hierin erörterte Protokoll für verschiedene Zwecke verwendet werden kann, abhängig von der Implementierung.
Es sei zu beachten, dass die unter Bezugnahme auf 6-8 erörterten Frame-Formate lediglich Beispiele sind und andere Frame-Formate abhängig von den Systemanforderungen und den zu sendenden Daten auch möglich sind.
Die oben beschriebenen Protokolle können, wie bereits erwähnt, in Hardware, Firmware, Software oder beliebigen Kombinationen davon implementiert werden. Beispielsweise können die Protokolle implementiert werden, indem Vorrichtungen wie Mikrocontrollern oder Sensoren entsprechende Firmware oder Software bereitgestellt werden, die, wenn die Software oder Firmware ausgeführt wird, entsprechende Signale über eine geeignete Schnittstelle wie die Schnittstellen 21, 22 aus 2, die in der jeweiligen Vorrichtung wie einem Mikrocontroller oder einem Sensor bereitgestellt sind, senden und empfangen. Eine derartige Software kann auf einem greifbaren Speichermedium bereitgestellt werden.
9 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht. Um Wiederholungen zu vermeiden, wird das Verfahren unter Bezugnahme auf die Erläuterungen beschrieben, die oben unter Bezugnahme auf 1-8 gegeben werden. Das Verfahren aus 9 kann beispielsweise in den Systemen aus 1 oder 2 implementiert werden, ist aber nicht darauf beschränkt.
Auf einer Senderseite umfasst das Verfahren bei 90 das Erzeugen eines Signals basierend auf dem DESERT-Protokoll gemäß einer beliebigen der unter Bezugnahme auf 3-8 erörterten Ausführungsformen. Bei 91 umfasst das Verfahren das Senden des Signals.
Auf einer Empfängerseite umfasst das Verfahren bei 92 das Empfangen des Signals, und bei 93 umfasst das Verfahren das Verarbeiten des Signals basierend auf dem DESERT-Protokoll. Eine Verarbeitung basierend auf dem DESERT-Protokoll bedeutet beispielsweise, dass die empfangenen Wellenformen decodiert werden, um Triggersymbole oder 2- oder 3-Bit-Daten zu identifizieren, die in den Symbolen codiert sind. Basierend auf der Verarbeitung können dann die Rollen von Empfänger und Sender vertauscht werden, so dass der vorherige Empfänger nun eine Antwort basierend auf dem DESERT-Protokoll sendet, wie unter Bezugnahme auf 7 und 8 erläutert.
Wenngleich spezielle Ausführungsformen hierin veranschaulicht und beschrieben wurden, werden Durchschnittsfachleute auf dem Gebiet verstehen, dass eine Vielzahl von alternativen und/oder äquivalenten Implementierungen für die gezeigten und beschriebenen speziellen Ausführungsformen substituiert werden können, ohne vom Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Diese Anmeldung soll alle Adaptationen oder Variationen der hierin erörterten speziellen Ausführungsformen abdecken. Deshalb soll die vorliegende Erfindung nur durch die Ansprüche und die Entsprechungen davon beschränkt sein.

Claims

Kommunikationsvorrichtung (11, 12), umfassend: eine Sendeschaltung, die zum Erzeugen eines Sendesignals als eine Sequenz von Symbolen konfiguriert ist, wobei jedes Symbol eine gleiche vordefinierte Anzahl von Zeiteinheiten (37) umfasst, wobei das Sendesignal in jeder Zeiteinheit (37) entweder einen ersten Signalpegel oder einen zweiten Signalpegel aufweist, und wobei es zwischen einer ersten Zeiteinheit der Mehrzahl von Zeiteinheiten (37) und einer letzten Zeiteinheit der Mehrzahl von Zeiteinheiten (37) höchstens einen Übergang vom ersten Signalpegel zum zweiten Signalpegel gibt, wobei jedes Symbol aus einem vordefinierten Satz von Symbolen (0, 1, 2, 3, TRIG, PAUSE) ausgewählt ist, wobei der Satz von Symbolen (0, 1, 2, 3, TRIG, PAUSE) ein Triggersymbol (TRIG) umfasst, wobei der Übergang im Triggersymbol (TRIG) nach der Hälfte der Zeiteinheiten des Triggersymbols (TRIG) erfolgt und eine Schnittstelle (21, 22), die zum Senden des Signals über einen Bus (13, 24) konfiguriert ist.
Kommunikationsvorrichtung (11, 12) nach Anspruch 1, wobei die Schnittstelle (21, 22) ferner konfiguriert ist, um ein Empfangssignal über den Bus (13; 24, 25) zu empfangen, und wobei die Kommunikationsvorrichtung (11, 12) ferner umfasst: eine Empfangsschaltung (23), die zum Verarbeiten des Empfangssignals als eine Sequenz von Symbolen konfiguriert ist, wobei jedes Symbol die gleiche vordefinierte Anzahl von Zeiteinheiten (37) umfasst, wobei das Signal in jeder Zeiteinheit (37) entweder einen ersten Wert oder einen zweiten Wert aufweist, und wobei es zwischen einer ersten Zeiteinheit der Mehrzahl von Zeiteinheiten (37) und einer letzten Zeiteinheit der Mehrzahl von Zeiteinheiten (37) höchstens einen Übergang vom ersten Wert zum zweiten Wert zwischen zwei benachbarten Zeiteinheiten (37) gibt.
Kommunikationsvorrichtung (11, 12) nach Anspruch 2, wobei die Sendeschaltung konfiguriert ist, um das Sendesignal so zu erzeugen, dass es wenigstens ein Symbol als das Triggersymbol (TRIG) umfasst, wobei die Kommunikationsvorrichtung konfiguriert ist, um das Empfangssignal in Reaktion auf das Triggersymbol (TRIG) zu empfangen.
Kommunikationsvorrichtung (11, 12) nach Anspruch 3, wobei die Sendeschaltung konfiguriert ist, um das Sendesignal umfassend eine Mehrzahl von Triggersymbolen (TRIG) in einer Sequenz zu erzeugen.
Kommunikationsvorrichtung (11, 12) nach Anspruch 4, wobei die Sendeschaltung ferner konfiguriert ist, um das Sendesignal zu erzeugen, das ein oder mehrere weitere Symbole umfasst, die auf das wenigstens eine Triggersymbol (TRIG) folgen, wobei das eine oder die mehreren weiteren Symbole eines oder mehrere umfassen von - einem Identifikationssymbol (ID), das eine oder mehrere Slave-Vorrichtungen identifiziert, - einem Befehlssymbol (CMD), das einen Befehl an eine Slave-Vorrichtung repräsentiert, oder - einem Datensymbol (DATA).
Kommunikationsvorrichtung (11, 12) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei die Empfangsschaltung konfiguriert ist, um wenigstens ein Triggersymbol (TRIG) in der Sequenz von Symbolen des Empfangssignals zu detektieren, und wobei die Sendeschaltung konfiguriert ist, um das Sendesignal in Reaktion auf das wenigstens eine Triggersymbol (TRIG) zu erzeugen.
Kommunikationsvorrichtung (11, 12) nach Anspruch 6, wobei die Empfangsschaltung ferner konfiguriert ist, um ein Identifikationssymbol (ID) in der Sequenz von Symbolen des Empfangssignals zu identifizieren, und wobei die Sendeschaltung konfiguriert ist, um das Sendesignal nur zu erzeugen, falls das Identifikationssymbol (ID) mit einer Identifikation der Kommunikationsvorrichtung (11, 12) übereinstimmt.
Kommunikationsvorrichtung (11, 12), umfassend: eine Schnittstelle (22), die zum Empfangen eines Empfangssignals konfiguriert ist, und eine Empfangsschaltung (23), die zum Verarbeiten des Empfangssignals als eine Sequenz von Symbolen konfiguriert ist, wobei jedes Symbol eine gleiche vordefinierte Anzahl von Zeiteinheiten (37) umfasst, wobei das Signal in jeder Zeiteinheit (37) entweder einen ersten Wert oder einen zweiten Wert aufweist, und wobei es zwischen einer ersten Zeiteinheit (37) der Mehrzahl von Zeiteinheiten (37) und einer letzten Zeiteinheit (37) der Mehrzahl von Zeiteinheiten (37) höchstens einen Übergang vom ersten Wert zum zweiten Wert gibt, wobei jedes Symbol aus einem vordefinierten Satz von Symbolen (0, 1, 2, 3, TRIG, PAUSE) ausgewählt ist, wobei der Satz von Symbolen (0, 1, 2, 3, TRIG, PAUSE) ein Triggersymbol (TRIG) umfasst, wobei der Übergang im Triggersymbol (TRIG) nach der Hälfte der Zeiteinheiten des Triggersymbols (TRIG) erfolgt.
Kommunikationsvorrichtung (11, 12) nach Anspruch 8, wobei der Satz von Symbolen (0, 1, 2, 3, TRIG, PAUSE) ein Pausensymbol (PAUSE) umfasst, wobei sich das Signal in allen Zeiteinheiten auf dem zweiten Signalpegel befindet.
Kommunikationsvorrichtung (11, 12) nach Anspruch 9, wobei der zweite Signalpegel einem Signalpegel entspricht, wenn der Bus (13; 24) nicht aktiv angesteuert wird.
Kommunikationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei der Satz von Symbolen eine Mehrzahl von Symbolen umfasst, die einen Wert codieren, wobei eine Position des Übergangs vom ersten Signalpegel zum zweiten Signalpegel innerhalb des Symbols den Wert anzeigt.
Kommunikationsvorrichtung (11, 12) nach Anspruch 11, wobei die Positionen des Übergangs für Symbole, die verschiedene Werte codieren, um wenigstens zwei Zeiteinheiten voneinander beabstandet sind.
Kommunikationsvorrichtung (11, 12) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die vordefinierte Anzahl von Zeiteinheiten 10 ist.
Kommunikationsvorrichtung (11, 12) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Schnittstelle (21, 22) eine UART-basierte Schnittstelle ist, und/oder wobei die Kommunikationsvorrichtung zusätzlich eine UART-Protokollbasierte Kommunikation unterstützt.
Verfahren, umfassend: Erzeugen eines Sendesignals als eine Sequenz von Symbolen, wobei jedes Symbol eine gleiche vordefinierte Anzahl von Zeiteinheiten (37) umfasst, wobei das Sendesignal in jeder Zeiteinheit (37) entweder einen ersten Signalpegel oder einen zweiten Signalpegel aufweist, und wobei es zwischen einer ersten Zeiteinheit der Mehrzahl von Zeiteinheiten (37) und einer letzten Zeiteinheit der Mehrzahl von Zeiteinheiten (37) höchstens einen Übergang vom ersten Signalpegel zum zweiten Signalpegel gibt, wobei jedes Symbol aus einem vordefinierten Satz von Symbolen (0, 1, 2, 3, TRIG, PAUSE) ausgewählt ist, wobei der Satz von Symbolen (0, 1, 2, 3, TRIG, PAUSE) ein Triggersymbol (TRIG) umfasst, wobei der Übergang im Triggersymbol (TRIG) nach der Hälfte der Zeiteinheiten des Triggersymbols (TRIG) erfolgt und Senden des Signals über einen Bus (24, 25).
Verfahren nach Anspruch 15, ferner umfassend: Empfangen eines Empfangssignals über den Bus (13; 24, 25), und Verarbeiten des Empfangssignals als eine Sequenz von Symbolen, wobei jedes Symbol eine gleiche vordefinierte Anzahl von Zeiteinheiten (37) umfasst, wobei das Signal in jeder Zeiteinheit (37) entweder einen ersten Wert oder einen zweiten Wert aufweist, und wobei es zwischen einer ersten Zeiteinheit der Mehrzahl von Zeiteinheiten (37) und einer letzten Zeiteinheit der Mehrzahl von Zeiteinheiten (37) höchstens einen Übergang vom ersten Wert zum zweiten Wert gibt.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Erzeugen des Sendesignals umfasst, das Sendesignal so zu erzeugen, dass es wenigstens ein Symbol als das Triggersymbol (TRIG) umfasst, wobei das Empfangen des Empfangssignals in Reaktion auf das Triggersymbol (TRIG) ist.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei das Erzeugen des Sendesignals das Erzeugen des Sendesignals umfassend eine Mehrzahl von Triggersymbolen (TRIG) in einer Sequenz umfasst.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei das Erzeugen des Sendesignals ferner umfasst, das Sendesignal so zu erzeugen, dass es ein oder mehrere weitere Symbole umfasst, die auf das wenigstens eine Triggersymbol (TRIG) folgen, wobei das eine oder die mehreren weiteren Symbole eines oder mehrere umfassen von - einem Identifikationssymbol (ID), das eine oder mehrere Slave-Vorrichtungen identifiziert, - einem Befehlssymbol (CMD), das einen Befehl an eine Slave-Vorrichtung repräsentiert, oder - einem Datensymbol (DATA).
Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 19, wobei das Verarbeiten des Empfangssignals das Detektieren von wenigstens einem Triggersymbol (TRIG) in der Sequenz von Symbolen des Empfangssignals umfasst, und wobei das Erzeugen des Sendesignals in Reaktion auf das wenigstens eine Triggersymbol (TRIG) ist.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei das Verarbeiten des Empfangssignals ferner das Identifizieren eines Identifikationssymbols (ID) in der Sequenz von Symbolen des Empfangssignals umfasst, und wobei das Sendesignal nur erzeugt wird, falls das Identifikationssymbol (ID) mit einer Identifikation einer Kommunikationsvorrichtung übereinstimmt, die das Sendesignal erzeugt.
Verfahren, umfassend: Empfangen eines Empfangssignals, und Verarbeiten des Empfangssignals als eine Sequenz von Symbolen, wobei jedes Symbol eine gleiche vordefinierte Anzahl von Zeiteinheiten (37) umfasst, wobei das Signal in jeder Zeiteinheit (37) entweder einen ersten Wert oder einen zweiten Wert aufweist, und wobei es zwischen einer ersten Zeiteinheit der Mehrzahl von Zeiteinheiten (37) und einer letzten Zeiteinheit der Mehrzahl von Zeiteinheiten (37) höchstens einen Übergang vom ersten Wert zum zweiten Wert gibt, wobei jedes Symbol aus einem vordefinierten Satz von Symbolen (0, 1, 2, 3, TRIG, PAUSE) ausgewählt ist, wobei der Satz von Symbolen (0, 1, 2, 3, TRIG, PAUSE) ein Triggersymbol (TRIG) umfasst, wobei der Übergang im Triggersymbol (TRIG) nach der Hälfte der Zeiteinheiten des Triggersymbols (TRIG) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 22, wobei der Satz von Symbolen (0, 1, 2, 3, TRIG, PAUSE) ein Pausensymbol (PAUSE) umfasst, wobei sich das Signal in allen Zeiteinheiten auf dem zweiten Signalpegel befindet.
Verfahren nach Anspruch 23, wobei der zweite Signalpegel einem Signalpegel entspricht, wenn ein Bus (13; 24), der das Sendesignal und/oder das Empfangssignal umfasst, nicht aktiv angesteuert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 22-24, wobei der Satz von Symbolen eine Mehrzahl von Symbolen umfasst, die einen Wert codieren, wobei eine Position des Übergangs vom ersten Signalpegel zum zweiten Signalpegel innerhalb des Symbols den Wert anzeigt.
Verfahren nach Anspruch 25, wobei die Positionen des Übergangs für Symbole, die verschiedene Werte codieren, um wenigstens zwei Zeiteinheiten voneinander beabstandet sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 26, wobei die vordefinierte Anzahl von Zeiteinheiten 10 ist.
Computerprogramm, umfassend einen Programmcode, der, wenn er auf einem oder mehreren Prozessoren ausgeführt wird, das Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 27 ausführt.
Greifbares Speichermedium, das das Computerprogramm nach Anspruch 28 einschließt.