DE19523031A1 - System for transmitting data over a differential bus - Google Patents

System for transmitting data over a differential bus

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DE19523031A1
DE19523031A1 DE19523031A DE19523031A DE19523031A1 DE 19523031 A1 DE19523031 A1 DE 19523031A1 DE 19523031 A DE19523031 A DE 19523031A DE 19523031 A DE19523031 A DE 19523031A DE 19523031 A1 DE19523031 A1 DE 19523031A1
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Harald Eisele
Robert Dr Mores
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00Baseband systems
    • H04L25/02Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/08Modifications for reducing interference; Modifications for reducing effects due to line faults ; Receiver end arrangements for detecting or overcoming line faults

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Abstract

The invention concerns a system for transmitting data via a differential bus by means of duplex signals. This system is not only interference-free but also has the advantage that when various simple errors occur, i.e. errors which affect only one of the two lines or with which both differential bus lines short circuit, data can still be transmitted, although with reduced reliability. To this end, both lines lead to a plurality of comparators having various threshold values, whereby the type of error which has occurred can be established and it can then be determined according thereto from which comparator output the recovered data signal has to be derived.

Description

Die Erfindung betrifft ein System zum Übertragen von binären Daten zwischen einer Anzahl Stationen, die über eine gemeinsame erste und eine gemeinsame zweite Leitung miteinander verbunden sind, wobei beim einen logischen Wert der binären Daten die erste Leitung einen niedrigen Pegel und die zweite Leitung einen hohen Pegel und beim anderen logischen Wert der binären Daten die erste Leitung einen hohen Pegel und die zweite Leitung einen niedrigen Pegel hat und der logische Wert der binären Daten zum Abgeben an einem Datenausgang von dem Pegel wenigstens einer Leitung abgeleitet ist.The invention relates to a system for transmitting binary data between one Number of stations that have a common first and a common second Line are interconnected, with a logical value of the binary The first line is low and the second line is high Level and at the other logical value of the binary data the first line high level and the second line has a low level and the logic value of the binary data for output at a data output of the level at least a line is derived.

Die in derartigen Systemen verwendeten Leitungen zur Übertragung von Daten werden häufig als differentieller Bus bezeichnet, da der logische Wert der übertragenen binären Daten durch die Differenz zwischen den Pegeln auf den beiden Leitungen unter Berücksichtigung des Vorzeichens der Differenz dargestellt wird. Ein solcher differenzieller Bus hat den Vorteil, daß von außerhalb eingestreute elektromagnetische Störungen die Pegel auf beiden Leitungen im wesentlichen in gleicher Weise beeinflussen, so daß die Differenz der Pegel nahezu unverändert bleibt. Dadurch ergibt sich eine sehr störsichere Datenübertragung. Hinzu kommt, daß sich die von den beiden Leitungen bei Pegelwechseln ausgesandten elektromagnetischen Störungen im wesentlichen kompensieren.The lines used in such systems to transmit data are often referred to as differential bus because the logical value of the transmitted binary data by the difference between the levels on the two Lines is shown taking into account the sign of the difference. Such a differential bus has the advantage of being interspersed from outside electromagnetic interference levels in essentially on both lines influence in the same way so that the difference in levels is almost unchanged remains. This results in a very interference-free data transmission. Come in addition, that those emitted by the two lines when level changes Essentially compensate for electromagnetic interference.

Systeme mit mehreren Stationen, die über einen differenziellen Bus verbunden sind, werden häufig in einer Umgebung verwendet, in der die beiden Leitungen insbesondere auch mechanischen Belastungen ausgesetzt sind, so daß es zu Beschädigungen dieser Leitungen kommen kann. Ein Beispiel hierfür ist der Einsatz eines derartigen Systems in Kraftfahrzeugen. Hinzu kommt, daß die beiden Leitungen auch zumindest teilweise in großer Nähe von metallischen Teilen verlaufen, die geerdet sind.Multi-station systems connected by a differential bus, are often used in an environment where the two lines in particular also exposed to mechanical loads, so that it too Damage to these lines can occur. An example of this is use of such a system in motor vehicles. Add to that the two  Pipes also at least partially in close proximity to metallic parts that are grounded.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein System der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem auch bei bestimmten Beschädigungen wenigstens eines der beiden Leiter eine Datenübertragung noch weiterhin möglich ist, wenn auch mit verringerter Störsicherheit.The object of the invention is therefore to provide a system of the type mentioned to specify, in which at least one of the data transmission is still possible for both heads, albeit with reduced interference immunity.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in jeder Station wenigstens ein ersLr Komparator vorgesehen ist, der mit beiden Leitungen gekoppelt ist, um den Pegel auf der ersten Leitung vom Pegel auf der zweiten Leitung zu subtrahieren und ein Ausgangssignal mit einem ersten Wert an einem ersten Komparatorausgang abzugeben, wenn die durch die Subtraktion gebildete Differenz einen ersten Schwellenwert übersteigt, wobei dieser erste Schwellenwert so gewählt ist, daß das Ausgangssignal am ersten Komparator auch dann seinen Wert ändert, wenn nur auf einer der beiden Leitungen ein Pegelwechsel auftritt und die andere Leitung einen Pegel entsprechend dem einen logischen Wert der binären Daten hat.This object is achieved in that in each station at least one first comparator is provided, which has two lines is coupled to the level on the first line from the level on the second Subtract line and an output signal with a first value at one to deliver the first comparator output if the one formed by the subtraction Difference exceeds a first threshold, said first threshold is selected so that the output signal at the first comparator is also its Value changes if a level change occurs on only one of the two lines and the other line has a level corresponding to the one logic value of the binary Has data.

Durch die Verwendung eines Komparators, der nicht nur die Differenz der Pegel auf beiden Leitungen bildet, sondern diese Differenz auch mit einem bestimmten ersten Schwellwert vergleicht, wird am Ausgang dieses Komparators das übertragene Datensignal auch dann wiedergegeben, wenn eine der beiden Leitungen unterbrochen ist. Da jede Leitung wie bekannt über einen Widerstand derart mit einem niedrigen bzw. hohen Pegel verbunden ist, daß die Pegel auf der Leitung dem einen logischen Wert der binären Daten entsprechen, wenn von keiner Station ein Signal auf die Leitungen eingespeist wird, und diese Widerstände vorzugsweise bei jeder Station angeordnet sind, hat eine unterbrochene Leitung einen weitgehend definierten Pegel, so daß die nicht unterbrochene Leitung weiterhin für die Übertragung von Daten verwendbar ist. Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen führt also eine Unterbrechung nur einer Leitung noch nicht zu einer Störung der Datenübertragung. Auch eine Verbindung zwischen der ersten Leitung und einem geerdeten Metallteil, d. h. Masseschluß der ersten Leitung, führt nicht zu einer Störung der Datenübertragung.By using a comparator that not only shows the difference in level forms two lines, but this difference also with a certain first If the threshold value is compared, the one transmitted at the output of this comparator Data signal reproduced even if one of the two lines is interrupted is. Since each line is known to have such a low resistance via a resistor or high level is connected, that the level on the line is logical Correspond to the value of the binary data if there is no signal from any station on the Lines are fed, and these resistors preferably at each station are arranged, an interrupted line has a largely defined level, so the uninterrupted line continues for the transmission of data is usable. The measures according to the invention therefore result in a  Interruption of only one line does not yet result in a data transmission disturbance. Also a connection between the first line and an earthed metal part, d. H. Ground short of the first line, does not lead to a fault in the Data transmission.

Die beschriebenen Fehler, insbesondere eine Unterbrechung einer der beiden Leitungen, können als die wahrscheinlichsten Fehler angesehen werden. Es sind jedoch weitere Fehler möglich, insbesondere kann auch die zweite Leitung mit einem geerdeten Metallteil Kontakt bekommen oder beide Leitungen können einen Kurzschluß untereinander haben. Um auch in solch einem Fehlerfalle noch eine Datenübertragung grundsätzlich zu ermöglichen, ist eine Ausgestaltung der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Komparator vorgesehen ist, der mit der ersten Leitung gekoppelt ist, um ein Ausgangssignal mit dem ersten Wert an einem zweiten Komparatorausgang zu erzeugen, wenn der Pegel auf der ersten Leitung oberhalb eines zweiten Schwellenwerts liegt, und daß ein erster Speicher vorgesehen ist, der über ein erstes Verzögerungsglied mit einer ersten Verzögerungszeit mit dem ersten Komparatorausgang gekoppelt ist und von dem ein Ausgang mit einem Umschalter gekoppelt ist, um den Datenausgang vom ersten Komparatorausgang auf den zweiten Komparatorausgang zu schalten, wenn während einer Zeitdauer entsprechend der ersten Verzögerungszeit das Ausgangssignal am ersten Komparatorausgang ständig den ersten Wert hat.The errors described, in particular an interruption of one of the two Lines, can be considered the most likely errors. There are however, further errors are possible, in particular the second line can also get in contact with a grounded metal part or both lines can be one To have a short circuit between them. In order to get one even in such an error case To enable data transmission in principle is a configuration of the Invention characterized in that a second comparator is provided which is coupled to the first line to provide an output signal having the first value generate a second comparator output when the level is at the first Line is above a second threshold, and that a first memory is provided, which has a first delay element with a first Delay time is coupled to the first comparator output and from which one Output is coupled with a switch to the data output from the first Comparator output to switch to the second comparator output if during the output signal on a time period corresponding to the first delay time first comparator output always has the first value.

Bei diesen Fehlern ist es jedoch nicht möglich, eine Datenübertragung auch im Augenblick des Auftretens des Fehlers ungestört durchzuführen, sondern es ist eine gewisse Zeitspanne notwendig, um die erforderliche Umschaltung durchzuführen. Eine Übertragung von Datensignalen ohne eine gleichzeitige Übertragung eines Taktsignals muß nämlich in der Weise erfolgen, daß das Taktsignal aus dem Datensignal entnommen werden kann oder bei allen Stationen gegeben ist. Hierfür sind eine Anzahl verschiedener Kodierungen bekannt (z. B. NRZ-Modulation), wo der Ausfall eines normalen Datensignals bereits nach wenigen Takten erkannt werden kann. In diesem Falle kann die erste Verzögerungszeit kurz gewählt werden, so daß eine Umschaltung schnell erfolgen kann. Bei anderen Kodierungen wird dagegen der logische Wert der Datensignale durch ein Dauersignal gebildet, so daß aufeinanderfolgende Daten mit gleichem logischen Wert ein konstantes Signal ohne Signalübergänge bilden, während die Signalübergänge nur zum Synchronisieren eines Taktgenerators auf der Empfängerseite verwendet werden. Durch besondere Kodierungsmaßnahmen wird dafür gesorgt, daß die Anzahl aufeinanderfolgender Daten mit gleichem logischen Wert eine maximale Anzahl nicht überschreitet. In diesem Falle muß die erste Verzögerungszeit größer gewählt werden als die Dauer der maximalen Anzahl aufeinanderfolgender gleicher Daten bei niedrigster Übertragungsfrequenz. Wenn einer der letztgenannten beiden Fehler unmittelbar nach einem Signalübergang bzw. einem Pegelübergang auf den beiden Leitungen erfolgt, sind die danach folgenden übertragenen Daten während der Dauer der ersten Verzögerungszeit praktisch verloren. Dies läßt sich jedoch in den meisten Fällen dadurch ausgleichen, daß ein Datenblock, bei dessen Übertragung die Störung aufgetreten ist, wiederholt übertragen wird, beispielsweise weil der Empfänger den einwandfreien Empfang des Datenblocks nicht bestätigt hat.With these errors, however, it is not possible to transfer data even in the To perform the moment of the occurrence of the error undisturbed, but it is a a certain amount of time is necessary to carry out the required switchover. A transmission of data signals without a simultaneous transmission of a Clock signal must namely be done in such a way that the clock signal from the Data signal can be taken or is given at all stations. Therefor a number of different encodings are known (e.g. NRZ modulation) where the failure of a normal data signal is recognized after just a few cycles  can be. In this case, the first delay time can be chosen short, so that switching can be done quickly. With other encodings in contrast, the logical value of the data signals is formed by a continuous signal, so that consecutive data with the same logical value a constant signal without Form signal transitions while the signal transitions are only for synchronization a clock generator can be used on the receiver side. Through special Coding measures are taken to ensure that the number is consecutive Data with the same logical value does not exceed a maximum number. In In this case, the first delay time must be chosen longer than the duration the maximum number of consecutive identical data with the lowest Transmission frequency. If one of the latter two errors occurs immediately after a signal transition or a level transition on the two lines done, the subsequent transmitted data is for the duration of the first Delay time practically lost. However, this can be done in most cases compensate for the fact that a data block, when it is transmitted, causes the interference occurred, is transmitted repeatedly, for example because the recipient of the correct receipt of the data block has not been confirmed.

Es ist erwünscht, daß die Behebung eines Fehlers während einer Datenübertragung nach Möglichkeit nicht zu einer Störung führt. Ein Verschwinden des Fehlers kann beispielsweise dadurch auftreten, daß eine Verbindung innerhalb einer der Leitungen einen schlechten Kontakt hat oder daß ein Masseschluß bzw. eine Verbindung zwischen beiden Leitungen durch mechanische Erschütterungen wieder verschwindet. Bei den drei erstgenannten Fehlern ist ein Verschwinden des Fehlers ebenso wie dessen Auftreten praktisch ohne Einfluß auf die Datenübertragung selbst, lediglich die Störsicherheit wird nach dem Verschwinden des Fehlers wieder günstiger. Bei den letztgenannten beiden Fehlern führt das Verschwinden des Fehlers dazu, daß der Speicher wieder zurückgeschaltet wird. Um jedoch zu verhindern, daß durch kurze Störsignale auf den Leitungen der Speicher fälschlich zurückschaltet, ist es zweckmäßig, daß der erste Speicher ferner über ein zweites Verzögerungsglied mit einer zweiten Verzögerungszeit mit dem ersten Komparatorausgang derart gekoppelt ist, daß der erste Speicher den Umschalter derart umschaltet, daß der Datenausgang vom zweiten Komparatorausgang auf den ersten Komparatorausgang zurückgeschaltet wird, wenn während einer Zeitdauer entsprechend der zweiten Verzögerungszeit das Ausgangssignal am ersten Komparatorausgang nicht den ersten Wert hat.It is desirable that a bug be fixed during a data transfer if possible does not lead to a malfunction. The error can disappear occur, for example, in that a connection within one of the lines has poor contact or that there is a short to ground or connection between both lines due to mechanical shocks disappears. With the first three errors mentioned, the error disappears as well as its occurrence practically without influence on the data transmission itself, only the interference immunity is restored after the error has disappeared cheaper. With the latter two errors, the disappearance of the Error that the memory is switched back again. However, to prevent the memory from being erroneously caused by short interference signals on the lines switches back, it is expedient that the first memory further via a second  Delay element with a second delay time with the first Comparator output is coupled such that the first memory is the changeover switch switches so that the data output from the second comparator output to the first comparator output is switched back if during a period of time corresponding to the second delay time, the output signal on the first Comparator output does not have the first value.

Auf diese Weise wird zuverlässig verhindert, daß der erste Speicher fälschlich durch die Störsignale bereits wieder in den Normalzustand zurückgeschaltet wird.In this way, the first memory is reliably prevented from being erroneously transmitted the interference signals are already switched back to normal.

In vielen Fällen sind bei dem eingangs genannten System nicht alle Stationen oder gar keine der Stationen mit einer eigenen Stromversorgung ausgerüstet, sondern es wird parallel zu den beiden Leitungen für die Datenübertragung wenigstens eine weitere Leitung geführt, die eine Versorgungsspannung führt, von der in jeder Station eine niedrigere Betriebsspannung zum Betrieb einer elektrischen Schaltung in der Station zum Ansteuern der ersten und zweiten Leitung abgeleitet ist. In diesem Falle ist es möglich, daß durch einen Fehler die erste oder die zweite Leitung mit der dritten Leitung in Kontakt kommt und der Pegel auf der entsprechenden Leitung gleich der Versorgungsspannung wird. Um auch in solchen Fällen eine Datenübertragung über die noch ungestörte Leitung durchführen zu können, ist eine weitere Ausgestaltung der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß ein dritter, ein vierter und ein fünfter Komparator vorgesehen sind, von denen der dritte Komparator mit der zweiten Leitung gekoppelt ist, um ein Ausgangssignal mit dem ersten Wert an einem dritten Komparatorausgang zu erzeugen, wenn der Pegel auf der zweiten Leitung oberhalb eines dritten Schwellenwerts liegt, der vierte Komparator mit der ersten Leitung und der fünfte Komparator mit der zweiten Leitung gekoppelt ist und jeder dieser beiden Komparatoren ein Ausgangssignal mit einem ersten Wert an einem vierten bzw. fünften Komparatorausgang erzeugt, wenn der Pegel auf der mit dem betreffenden Komparator gekoppelten Leitung einen vierten Schwellenwert übersteigt, der zwischen der Betriebsspannung und der Versorgungsspannung liegt, daß ein zweiter und ein dritter Speicher vorgesehen sind, von denen jeder einen ersten und einen zweiten Eingang und einen Ausgang aufweist, wobei der erste Eingang des zweiten Speichers mit dem ersten Komparatorausgang, der zweite Eingang des zweiten Speichers mit dem vierten Komparatorausgang, der erste Eingang des dritten Speichers mit dem fünften Komparatorausgang und der zweite Eingang des dritten Speichers über ein drittes Verzögerungsglied mit einer dritten Verzögerungszeit mit dem fünften Komparatorausgang gekoppelt sind und daß der Ausgang des zweiten Speichers mit dem Umschalter gekoppelt ist, um den dritten Komparatorausgang mit dem Datenausgaiig zu koppeln, und der Ausgang des dritten Speichers mit dem Umschalter gekoppelt ist, um den zweiten Komparatorausgang mit dem Datenausgang zu koppeln.In many cases, not all stations or are in the system mentioned at the beginning none of the stations equipped with its own power supply, but it is parallel to the two lines for data transmission at least one led further line that carries a supply voltage, of which in each Station a lower operating voltage for operating an electrical circuit in the station for driving the first and second lines is derived. In this If it is possible, the first or the second line may be connected due to an error the third line comes into contact and the level on the corresponding line becomes equal to the supply voltage. To even in such cases To be able to carry out data transmission over the still undisturbed line is one Another embodiment of the invention, characterized in that a third, a fourth and fifth comparators are provided, of which the third Comparator coupled to the second line to provide an output signal to the generate first value at a third comparator output when the level is up the second line is above a third threshold, the fourth Comparator with the first line and the fifth comparator with the second Line is coupled and each of these two comparators with an output signal generates a first value at a fourth or fifth comparator output if the level on the line coupled to the comparator in question fourth threshold exceeds that between the operating voltage and the  Supply voltage is that a second and a third memory is provided are, each of which has a first and a second input and an output has, wherein the first input of the second memory with the first Comparator output, the second input of the second memory with the fourth Comparator output, the first input of the third memory with the fifth Comparator output and the second input of the third memory via a third Delay element with a third delay time with the fifth Comparator output are coupled and that the output of the second memory with the switch is coupled to the third comparator output with the Data output to couple, and the output of the third memory with the Switch is coupled to the second comparator output with the To couple data output.

Durch den vierten bzw. fünften Komparator kann unmittelbar festgestellt werden, wenn eine der beiden Leitungen einen Kurzschluß mit der höheren Betriebsspannung hat. Bei der ersten Leitung wirkt ein solcher Kurzschluß so, als ob diese Leitung ständig mindestens einen Pegel entsprechend dem zweiten logischen Wert eines binären Datensignals hätte, so daß der erste Komparator ständig ein Ausgangssignal mit dem ersten Wert liefert. Deshalb wird der Datenausgang in diesem Falle mit dem dritten Komparatorausgang gekoppelt, der das Signal auf der zweiten Leitung auswertet, die als fünktionsfahig angenommen wird. Wenn dagegen die zweite Leitung mit der Versorgungsspannung kurzgeschlossen ist, ist dagegen die Differenz zwischen diesem Pegel und dem Pegel auf der unbeschädigten ersten Leitung derart negativ, daß der Schwellwert des ersten Komparators niemals überschritten wird und das Signal am ersten Komparatorausgang niemals den ersten Wert annimmt. Daher wird in diesem Falle der Datenausgang mit dem zweiten Komparatorausgang gekoppelt, der den Pegel auf der als nicht beschädigt angenommenen ersten Leitung auswertet. Auch hier ist es zweckmäßig, die Eingänge der Speicher über Verzögerungsglieder mit den entsprechenden Komparatorausgängen zu koppeln, um Fehlfunktionen durch kurze Störsignale zu verhindern. The fourth or fifth comparator can immediately determine if one of the two lines short-circuits with the higher operating voltage Has. With the first line, such a short circuit acts as if this line constantly at least one level corresponding to the second logical value of a binary data signal would have, so that the first comparator constantly an output signal with the first value. In this case, therefore, the data output is included coupled to the third comparator output, which carries the signal on the second line evaluates which is assumed to be functional. If, on the other hand, the second Line is short-circuited with the supply voltage, however, is the difference between this level and the level on the undamaged first line like this negative that the threshold value of the first comparator is never exceeded and the signal at the first comparator output never takes the first value. Therefore in this case the data output with the second comparator output coupled, the level on the first line assumed not to be damaged evaluates. Here, too, it is advisable to use the inputs of the memory To couple delay elements to the corresponding comparator outputs Prevent malfunctions with short interference signals.  

Es ist allgemein nicht ausreichend, wenn trotz eines Fehlers auf einer der beiden Leitungen des differentiellen Busses weiterhin eine Datenübertragung möglich ist, sondern ein solcher Fehler sollte auch nach außerhalb über einen Fehleranzeigeausgang gemeldet werden, damit der Fehler behoben werden kann. Außer bei den ersten drei Fehlern werden bei den übrigen Fehlern Speicher ungeschaltet, deren Ausgangssignale für eine Fehleranzeige verwendet werden können. Für die ersten drei Fehler ist jedoch eine zusätzliche Fehlererkennung notwendig. Hierfür ist eine weitere Ausgestaltung der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß ein erster und ein zweiter Zähler vorgesehen sind, von denen jeder einen Zähleingang, einen Rücksetzeingang und einen Zählerausgang aufweist, wobei der Zähleingang beider Zähler mit dem ersten Komparatorausgang, der Rücksetzeingang des ersten Zählers mit dem zweiten Komparatorausgang, der Rücksetzeingang des zweiten Zählers mit dem dritten Komparatorausgang und der Zählerausgang beider Zähler sowie der Ausgang der Speicherglieder mit dem Fehleranzeigerausgang gekoppelt sind. Die Zähler zählen also jeder eine Anzahl Signalübergänge des ersten Komparatorausgangs, und im fehlerfreien Fall gehört zu jedem solchen Signalübergang auch ein entsprechender Signalübergang am zweiten und am dritten Komparatorausgang, so daß die Zähler nicht über ihre Anfangsstellung hinauszählen können. Wenn jedoch eine der beiden Leitungen gestört ist, fehlen am entsprechenden zweiten oder dritten Komparatorausgang die Signalübergänge, und damit kann der betreffende Zähler einen Fehlerstand erreichen, bei dem ein Fehlersignal erzeugt wird.It is generally not sufficient if, despite a mistake on either one Lines of the differential bus, data transmission is still possible, but such a mistake should also go beyond one Error display output are reported so that the error can be remedied. Except for the first three errors, the remaining errors become memory unswitched, whose output signals are used for an error display can. For the first three errors, however, there is an additional error detection necessary. This is a further embodiment of the invention characterized in that a first and a second counter are provided, of which each has a counter input, a reset input and a counter output, where the count input of both counters with the first comparator output, the Reset input of the first counter with the second comparator output, the Reset input of the second counter with the third comparator output and the Counter output of both counters and the output of the memory elements with the Fault indicator output are coupled. So the counters each count a number Signal transitions of the first comparator output, and in the case of errors belongs to each such signal transition also a corresponding signal transition on the second and at the third comparator output, so that the counters do not have their Can count out the starting position. However, if one of the two lines is disturbed, the corresponding second or third comparator output is missing Signal transitions, and thus the counter concerned may have a fault status achieve, in which an error signal is generated.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:Embodiments of the invention are explained in more detail with reference to the drawing. Show it:

Fig. 1 schematisch ein System mit mehreren Stationen und deren Leitungsverbindugen, Fig. 1 shows schematically a system with multiple stations and their Leitungsverbindugen,

Fig. 2 ein Blockschaltbild der wichtigsten Teile einer Station, Fig. 2 is a block diagram of the important parts of a station,

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer der beiden Fehlererkennungsschaltungen, Fig. 3 is a block diagram of one of two error detection circuits,

Fig. 4 ein Blockschaltbild der weiteren Fehlererkennungsschaltung, Fig. 4 is a block diagram of another error detection circuit,

Fig. 5 die Steuerung des Datenausgangs und der Abschlußwiderstände, Fig. 5, the control of the data output and the terminating resistors,

Fig. 6 die Schaltung einer Station für einen Bereitschaftszustand, Fig. 6 shows the circuit of a station for a standby state,

Fig. 7 eine weitere Fehlererkennungsschaltung für den Bereitschaftszustand. Fig. 7 shows a further error detection circuit for the standby state.

In Fig. 1 sind drei Stationen 1, 2 und 3 schematisch dargestellt, die über drei Leitungen 10, 11 und 12 miteinander verbunden sind. Die Leitung 10 ist mit einer höheren Versorgungsspannung verbunden, von denen die einzelnen Stationen die Betriebsspannung für die darin enthaltene elektronische Schaltung ableiten. Die Leitungen 11 und 12 bilden den differentiellen Bus, über den die Daten übertragen werden.In Fig. 1, three stations 1 , 2 and 3 are shown schematically, which are connected to one another via three lines 10 , 11 and 12 . The line 10 is connected to a higher supply voltage, from which the individual stations derive the operating voltage for the electronic circuit contained therein. Lines 11 and 12 form the differential bus over which the data are transmitted.

Bei der Station 2 sind weitere Einzelheiten dargestellt, die der Übersichtlichkeit halber bei den Stationen 1 und 3 weggelassen sind. Die Leitung 11 ist über einen Widerstand 14 und über einen Schalter mit Masse verbunden. Entsprechend ist die Leitung 12 über einen Widerstand 15 und einen weiteren Schalter mit der Betriebsspannung Vc verbunden, die in der Station von der Versorgungsspannung auf der Leitung 13 abgeleitet ist. Die Funktion der beiden Schalter wird später erläutert. Ferner ist in der Station 2 eine Steueranordnung 5 vorgesehen, die zwei Schalter 6 und 7 gemeinsam ansteuert, wobei der Schalter 6 die Leitung 11 mit der Betriebsspannung Vc und der Schalter 7 die Leitung 12 mit Masse verbindet. Wenn die Schalter 6 und 7 offen sind, liegt die Leitung 11 über den Widerstand 14 auf einem niedrigen Pegel und die Leitung 12 über den Widerstand 15 auf der Betriebsspannung Vc. Dies entspricht gleichzeitig dem einen logischen Wert der zu übertragenden binären Datensignale. Wenn der andere logische Wert übertragen werden soll, werden von der Steuereinheit 5 beide Schalter 6 und 7 geschlossen, so daß die Leitung 11 nun einen hohen Pegel und die Leitung 12 einen niedrigen Pegel hat. Auf diese Weise können von jeder der Stationen 1 bis 3 Daten über die Leitungen 11 und 12 übertragen werden. Der Zustand bzw. der Pegel auf den eitungen 11 und 12 bei offenen Schaltern 6 und 7 wird im folgenden daher als rezessiv und der Zustand bei geschlossenen Schaltern 6 und 7 wird als dominant bezeichnet.At station 2 further details are shown, which are omitted for the sake of clarity at stations 1 and 3 . The line 11 is connected to ground via a resistor 14 and a switch. Correspondingly, line 12 is connected via a resistor 15 and a further switch to the operating voltage Vc, which is derived in the station from the supply voltage on line 13 . The function of the two switches will be explained later. Furthermore, a control arrangement 5 is provided in station 2 , which controls two switches 6 and 7 together, switch 6 connecting line 11 to the operating voltage Vc and switch 7 connecting line 12 to ground. When switches 6 and 7 are open, line 11 is at a low level via resistor 14 and line 12 is at operating voltage Vc via resistor 15 . This corresponds to the one logical value of the binary data signals to be transmitted. If the other logic value is to be transmitted, both switches 6 and 7 are closed by control unit 5 , so that line 11 is now at a high level and line 12 is at a low level. In this way, data can be transmitted via lines 11 and 12 from each of stations 1 to 3 . The state or level on the lines 11 and 12 with open switches 6 and 7 is therefore referred to below as recessive and the state with closed switches 6 and 7 is referred to as dominant.

Die Schaltung zur Auswertung der über die Leitungen 11 und 12 übertragenen Daten in einer Station ist in Fig. 2 dargestellt. Die beiden Leitungen 11 und 12 führen auf einen ersten Komparator 21, der die Differenz zwischen den Pegeln auf den Leitungen 11 und 12 bildet, genauer gesagt, den Pegel auf der Leitung 12 von der Leitung 11 subtrahiert, und der die vorzeichenrichtige Differenz mit einem ersten Schwellwert vergleicht. Dieser Schwellwert ist derart gewählt, daß nur bei dem rezessiven Zustand beider Leitungen 11 und 12 ein niedriges Ausgangssignal auf der Leitung 31 erzeugt wird. Die Leitung 31 ist mit einem Multiplexer 29 verbunden, der die Leitung 31 im fehlerfreien Fall und bei bestimmten Fehlern zum Datenausgang 40 durchschaltet. Ferner führt die Leitung 31 auf zwei Fehlererkennungsschaltungen 26 und 27, die später erläutert werden.The circuit for evaluating the data transmitted via lines 11 and 12 in a station is shown in FIG. 2. The two lines 11 and 12 lead to a first comparator 21 , which forms the difference between the levels on lines 11 and 12 , more precisely, subtracts the level on line 12 from line 11 , and which compares the correct sign with a first Compares threshold. This threshold value is chosen such that a low output signal is generated on line 31 only in the recessive state of both lines 11 and 12 . The line 31 is connected to a multiplexer 29 which connects the line 31 to the data output 40 in the event of an error and in the event of certain errors. Furthermore, the line 31 leads to two error detection circuits 26 and 27 , which will be explained later.

Die Leitung 11 führt außerdem auf einen Komparator 22, der den Pegel auf dieser Leitung mit einem Schwellenwert vergleicht, der zwischen dem dominaten und dem rezessiven Pegel auf der Leitung 11 unter Berücksichtigung von Toleranzen liegt. Der Komparator 22 erzeugt auf der Leitung 32 ein hohes Signal, wenn der Pegel auf der Leitung 11 über dem Schwellenwert liegt. Diese Leitung 32 führt auf die Fehlererkennungsschaltung 26 sowie auf die Schaltung 29, die diese Leitung bei bestimmten Fehlern mit dem Datenausgang 40 verbindet.The line 11 also leads to a comparator 22 which compares the level on this line with a threshold value which lies between the dominant and the recessive level on the line 11 , taking tolerances into account. Comparator 22 produces a high signal on line 32 when the level on line 11 is above the threshold. This line 32 leads to the error detection circuit 26 and to the circuit 29 which connects this line to the data output 40 in the event of certain errors.

Ferner führt die Leitung 11 auf einen weiteren Komparator 24, der den Pegel auf dieser Leitung mit einer Spannung zwischen der Betriebsspannung der Schaltung und der höheren Versorgungsspannung auf der Leitung 13 in Fig. 1 vergleicht und ein Signal auf der Leitung 34 erzeugte wenn der Pegel auf der Leitung 11 höher ist als die Betriebsspannung. Diese Leitung 34 führt auf die untere Fehlererkennungsschaltung 27. Line 11 also leads to a further comparator 24 , which compares the level on this line with a voltage between the operating voltage of the circuit and the higher supply voltage on line 13 in FIG. 1 and generates a signal on line 34 when the level is up the line 11 is higher than the operating voltage. This line 34 leads to the lower error detection circuit 27 .

Entsprechend führt die Leitung 12 auch auf einen Komparator 23, der den Pegel auf dieser Leitung mit einem Schwellenwert vergleicht, der ebenfalls zwischen dem dominanten und rezessiven Pegel liegt. Der Komparator 23 erzeugt ein hohes Signal auf der Leitung 33, wenn der Pegel auf der Leitung 12 unter dem Schwellwert liegt. Die Leitung 33 ist und der oberen Fehlererkennungsschaltung 26 und mit der Schaltung 29 verbunden, die diese Leitung bei einem bestimmten Fehler, wie später erläutert wird, mit dem Datenausgang verbindet.Correspondingly, line 12 also leads to a comparator 23 , which compares the level on this line with a threshold value, which is also between the dominant and recessive level. Comparator 23 produces a high signal on line 33 when the level on line 12 is below the threshold. The line 33 is connected to the upper error detection circuit 26 and to the circuit 29 which, in the event of a specific error, as explained later, connects this line to the data output.

Ferner führt die Leitung 12 auf einen Komparator 25, der den Pegel auf dieser Leitung mit einem Schwellenwert zwischen der Betriebsspannung und der höheren Versorgungsspannung vergleicht, und zwar in gleicher Weise, wie dies beim Komparator 24 mit dem Pegel auf der Leitung 11 erfolgt. Die Ausgangsleitung des Komparators 25 ist ebenfalls mit der unteren Fehlererkennungsschaltung 27 verbunden.Furthermore, line 12 leads to a comparator 25 , which compares the level on this line with a threshold value between the operating voltage and the higher supply voltage, in the same way as is done with comparator 24 with the level on line 11 . The output line of the comparator 25 is also connected to the lower error detection circuit 27 .

Die obere Fehlererkennungsschaltung 26 erzeugt ein Fehlersignal auf einer Ausgangsleitung 36a, wenn die Leitung 11 unterbrochen ist oder einen Kurzschluß nach Masse hat. Auf der Leitung 36b wird ein Fehlersignal erzeugt, wenn die Leitung 12 unterbrochen ist.The upper error detection circuit 26 generates an error signal on an output line 36 a when the line 11 is interrupted or has a short circuit to ground. B on line 36, an error signal is generated when the line is interrupted 12th

Die untere Fehlererkennungsschaltung 27 erzeugt auf einer Ausgangsleitung 37 ein Signal, wenn die beiden Leitungen 11 und 12 miteinander Kurzschluß haben oder wenn die Leitung 12 einen Kurzschluß gegen Masse hat. Auf der Leitung 38 wird ein Fehlersignal erzeugt, wenn die Leitung 11 einen Kurzschluß mit der Versorgungsspannung hat, und auf der Leitung 39 wird ein Fehlersignal erzeugt, wenn die Leitung 12 einen Kurzschluß mit der Versorgungsspannung hat.The lower fault detection circuit 27 generates a signal on an output line 37 if the two lines 11 and 12 have a short circuit with one another or if the line 12 has a short circuit to ground. An error signal is generated on line 38 when line 11 is shorted to the supply voltage and an error signal is generated on line 39 when line 12 is shorted to the supply voltage.

Alle Fehlersignale auf den Leitungen 36a, 36b und 37 bis 39 werden über ein Verknüpfungsglied 30 zusammengefaßt und an einem Fehleranzeigeausgang 41 ausgegeben. All error signals on lines 36 a, 36 b and 37 to 39 are combined via a logic element 30 and output at an error display output 41 .

Die Leitungen 37 bis 39 führen außerdem auf eine Prioritätschaltung 28, da bei bestimmten Fehlern mehr als eine Leitung ein hohes Signal führt, jedoch eindeutige Ansteuersignale für die Schaltung 29 benötigt werden. Dabei hat die Leitung 38 die höchste Priorität, die Leitung 39 die zweithöchste und die Leitung 37 die niedrigste Priorität. Der Aufbau einer solchen Prioritätsschaltung 28 ist allgemein bekannt. Die Signale auf den Leitungen 37 bis 39 werden entsprechend ihrer Priorität auf den Leitungen 37a bis 39a angegeben.The lines 37 to 39 also lead to a priority circuit 28 , since in the event of certain faults more than one line carries a high signal, but clear control signals are required for the circuit 29 . Line 38 has the highest priority, line 39 the second highest and line 37 the lowest priority. The structure of such a priority circuit 28 is generally known. The signals on lines 37 to 39 are specified according to their priority on lines 37 a to 39 a.

In der Schaltung 29 sind ferner Schalter vorhanden, wie in Fig. 1 in der Station 2 angedeutet, die den mit der Leitung 11 verbundenen Widerstand 14 mit Masse und den mit der Leitung 12 verbundenen Widerstand 15 mit der Betriebsspannung Vc verbinden.In circuit 29 there are also switches, as indicated in FIG. 1 in station 2 , which connect the resistor 14 connected to line 11 to ground and the resistor 15 connected to line 12 to the operating voltage Vc.

In Fig. 3 ist der Aufbau der Fehlererkennungsschaltung 26 in Fig. 2 etwas ausführlicher dargestellt. Darin sind zwei Zähler 51 und 54, zwei Differenzierschaltungen 52 und 55 sowie zwei Zählspeicher 53 und 56 vorhanden. Die Zähleingänge der Zähler 51 und 54 sind gemeinsam mit der Leitung 31 verbunden. Der Eingang des Differenzierers 52 ist mit der Leitung 32 verbunden, und der Differenzierer 52 gibt ein kurzes Ausgangssignal ab, wenn auf der Leitung 32 eine Signalflanke durch den Übergang des Signals auf der Leitung 11 auftritt, und das Signal des Differenzierers 52 setzt den Zähler 51 auf eine Anfangsstellung zurück und setzt außerdem den Zählspeicher 53 in seine Ruhelage. Die Differenzierschaltung 55 empfängt das Signal aus der Leitung 33 und erzeugt ebenfalls aus dem Signalübergang auf der Leitung 33 beim Übergang der Leitung 12 ein kurzes Ausgangssignal, daß den Zähler 54 in eine Anfangsstellung und den Zählspeicher 56 in die Ruhestellung setzt.In Fig. 3, the structure of the error detection circuit 26 in Fig. 2 is shown in more detail. There are two counters 51 and 54 , two differentiating circuits 52 and 55 and two counter memories 53 and 56 . The counter inputs of counters 51 and 54 are connected together to line 31 . The input of differentiator 52 is connected to line 32 , and differentiator 52 outputs a short output signal when there is a signal edge on line 32 due to the transition of the signal on line 11 , and the signal of differentiator 52 sets counter 51 to an initial position and also sets the counter memory 53 to its rest position. The differentiating circuit 55 receives the signal from line 33 and also generates a short output signal from the signal transition on line 33 at the transition of line 12 , which sets the counter 54 to an initial position and the counter memory 56 to the rest position.

Wenn die Leitung 11 oder 12 unterbrochen ist, treten auf der Leitung 31 noch Signalübergänge auf, die von beiden Zählern 51 und 54 gezählt werden, jedoch abhängig von der unterbrochenen Leitung tritt auf der Leitung 32 oder 33 kein entsprechender Signalübergang auf, so daß der zugehörige Zähler 51 oder 54 nicht zurückgesetzt wird, sondern eine Zählstellung erreicht, bei der der Zählerspeicher 53 bzw. 56 gesetzt wird. Damit wird auf der entsprechenden Leitung 36a bzw. 36b ein Fehlersignal erzeugt. Statt der Verwendung der Zählerspeicher 53 und 56 kann auch das Weiterzählen der Zähler blockiert werden, wenn sie die entsprechende Zählerstellung erreicht haben. Wenn der Fehler verschwindet oder beseitigt ist, wird automatisch ein gesetzter Zählerspeicher bzw. ein blockierter Zähler zurückgesetzt, weil dann wieder Signalflanken auf beiden Leitungen 32 und 33 auftreten.If line 11 or 12 is interrupted, signal transitions occur on line 31 , which are counted by both counters 51 and 54 , but depending on the interrupted line, no corresponding signal transition occurs on line 32 or 33 , so that the associated one Counter 51 or 54 is not reset, but reaches a counting position in which the counter memory 53 or 56 is set. An error signal is thus generated on the corresponding line 36 a or 36 b. Instead of using the counter memories 53 and 56 , the further counting of the counters can also be blocked when they have reached the corresponding counter position. If the error disappears or is eliminated, a set counter memory or a blocked counter is automatically reset because signal edges then occur again on both lines 32 and 33 .

Der Aufbau der Fehlererkennungsschaltung 27 in Fig. 2 ist in Fig. 4 näher dargestellt. Diese enthält drei Speicher 61, 62 und 63, von denen jeder aus zwei kreuzgekoppelten NOR-Gattern aufgebaut ist, wobei die weiteren Eingänge der NOR-Gatter die Eingänge des Speichers bilden. Der Übersichtlichkeit ist dieser Aufbau nur bei dem Speicher 61 dargestellt. Es können auch andere sogenannte R- S-Flipflops verwendet werden.The structure of the error detection circuit 27 in FIG. 2 is shown in more detail in FIG. 4. This contains three memories 61 , 62 and 63 , each of which is constructed from two cross-coupled NOR gates, the further inputs of the NOR gates forming the inputs of the memory. For clarity, this structure is only shown for the memory 61 . Other so-called R-S flip-flops can also be used.

Von dem Speicher 61 ist der obere Eingang über ein erstes Verzögerungsglied 64 und einen Inverter 65 mit der Leitung 31 verbunden. Sobald die Leitung 31 ein hohes Signal während eines durchgehenden Zeitraums führt, der größer ist als die Verzögerungszeit des ersten Verzögerungsgliedes, wird der Ausgang des Verzögerungsgliedes 64 hoch, und auf der Ausgangsleitung 37 wird ein hohes Signal erzeugt. Dieses dauernde hohe Signal auf der Leitung 31 tritt auf, wenn durch einen Fehler eine der beiden Leitungen dauernd einen dominanten Zustand hat. Die Verzögerungszeit des Verzögerungsgliedes 64 muß also größer sein als die Zeitdauer, die eine maximale Anzahl von übertragenen Daten mit gleichem Wert haben kann.The upper input of the memory 61 is connected to the line 31 via a first delay element 64 and an inverter 65 . As soon as line 31 carries a high signal for a continuous period of time which is greater than the delay time of the first delay element, the output of delay element 64 goes high and a high signal is generated on output line 37 . This continuous high signal on line 31 occurs when one of the two lines has a dominant state due to an error. The delay time of the delay element 64 must therefore be greater than the period of time that a maximum number of transmitted data with the same value can have.

Wenn ein derartiger Fehler behoben ist und das Signal auf der Leitung 31 bei einem rezessiven Zustand auf beiden Leitungen 11 und 12 auftritt, wird über einen Inverter 65 und ein weiteres Verzögerungsglied 66, das mit dem unteren Eingang des Speichers 61 verbunden ist, dieser wieder zurückgesetzt und das Signal auf der Leitung 37 auf einen niedrigen Wert gebracht. Das Verzögerungsglied 66 soll verhindern, daß durch kurzzeitige Störsignale im Fehlerfall der Speicher 61 fälschlich zurückgesetzt wird.If such an error is eliminated and the signal on line 31 occurs in a recessive state on both lines 11 and 12 , an inverter 65 and a further delay element 66 , which is connected to the lower input of the memory 61 , reset it and brought the signal on line 37 low. The delay element 66 is intended to prevent the memory 61 from being erroneously reset by short-term interference signals in the event of an error.

Von dem Speicher 62 ist der eine Eingang über ein Verzögerungsglied 67 mit der Leitung 34 und der andere Eingang mit dem Verzögerungsglied 66 verbunden. Beide Verzögerungsglieder haben vorzugsweise etwa gleiche Verzögerungszeit. Sobald die Leitung 11 einen Kurzschluß gegen die Versorgungsspannung hat, erscheint auf der Leitung 34 ein hohes Signal, und wenn dieses Signal länger als die Verzögerungszeit des Verzögerungsgliedes 67 ansteht, wird der Speicher 62 gesetzt und ein hohes Signal auf der Leitung 38 erzeugt. Dieser Zustand ist im übrigen der dominante Zustand für die Leitung 11, und während dieser besteht, werden auf der Leitung 31 auch keine Signalübergänge erzeugt, so daß der Speicher 62 gesetzt bleibt. Erst wenn der Fehler behoben ist und wieder Signale auf der Leitung 31 erscheinen, wird der Speicher 62 zurückgesetzt, so daß dann das Signal auf der Leitung 38 wieder niedrig wird. Stattdessen kann das Rücksetzen des Speichers 62 auch über einen nicht dargestellten Inverter von dem Signal auf der Leitung 34 erfolgen.One input of the memory 62 is connected to the line 34 via a delay element 67 and the other input is connected to the delay element 66 . Both delay elements preferably have approximately the same delay time. As soon as line 11 has a short circuit to the supply voltage, a high signal appears on line 34 , and if this signal is present longer than the delay time of delay element 67 , memory 62 is set and a high signal is generated on line 38 . This state is, moreover, the dominant state for line 11 , and while this exists, no signal transitions are generated on line 31 , so that memory 62 remains set. Only when the error has been eliminated and signals appear again on line 31 is the memory 62 reset, so that the signal on line 38 then becomes low again. Instead, the memory 62 can also be reset from the signal on line 34 via an inverter (not shown).

Der eine Eingang des Speichers 63 ist über ein Verzögerungsglied 68 mit der Leitung 35 verbunden, die ein hohes Signal führt, wenn die Leitung 12 einen Kurzschluß mit der Versorgungsspannung hat. Wenn dieser Kurzschluß länger als die Verzögerungszeit des Verzögerungsglieds 68 dauert, die im übrigen zweckmäßig etwa gleich der Verzögerungszeit der Verzögerungsglieder 67 und 66 gewählt ist, wird der Speicher 3 gesetzt, und auf der Leitung 39 erscheint ein hohes Signal.One input of the memory 63 is connected via a delay element 68 to the line 35 , which carries a high signal when the line 12 has a short circuit with the supply voltage. If this short circuit lasts longer than the delay time of the delay element 68 , which is expediently chosen to be approximately equal to the delay time of the delay elements 67 and 66 , the memory 3 is set and a high signal appears on line 39 .

Der andere Eingang des Speichers 63 ist über ein weiteres Verzögerungsglied 69 und einen Inverter 60 mit der Leitung 35 verbunden. Die Verzögerungszeit des Verzögerungsglieds 69 ist wesentlich größer und hängt von Bedingungen während eines Bereitschaftszustands des gesamten Systems ab, der später erläutert wird. In diesem Bereitschaftszustand tritt im übrigen auch ohne Fehlerfall ein Pegel oberhalb der Betriebsspannung auf der Leitung 12 auf, so daß der Speicher 63 im Bereitschaftszustand stets gesetzt wird. In diesem Zustand findet jedoch keine Datenübertragung statt, und ein Fehlersignal wird auch nicht ausgewertet.The other input of the memory 63 is connected to the line 35 via a further delay element 69 and an inverter 60 . The delay time of delay element 69 is considerably longer and depends on conditions during a standby state of the entire system, which will be explained later. In this standby state, a level above the operating voltage on line 12 also occurs without a fault, so that the memory 63 is always set in the standby state. In this state, however, no data transmission takes place and an error signal is not evaluated either.

Der Aufbau der Schaltung 29 in Fig. 2 ist in Fig. 5 näher dargestellt. Die Leitung 37a, die ein Signal führt, wenn die Leitung 12 einen Kurzschluß mit Masse oder mit der Leitung 11 hat, wie früher beschrieben wurde, führt auf einen Eingang eines ODER-Gatters 71 und eines ODER-Gatters 72. Das Ausgangssignal des ODER- Gatters 72 auf der Leitung 79 öffnet den Schalter 73 und unterbricht damit die Verbindung von der Leitung 31 zum Datenausgang 40, so daß das Signal am Datenausgang 40 nun nicht mehr von dem Komparator 21 in Fig. 2 abgeleitet wird. Das ODER-Gatter 71 erzeugt auf der Leitung 78 ein Signal, das den Schalter 74 schließt, so daß nun die Leitung 32 mit dem Datenausgang 40 verbunden ist und das Signal am Datenausgang somit vom Komparator 22 in Fig. 2 abgeleitet wird. Außerdem öffnet das Signal auf der Leitung 78 einen Schalter 77, der die Leitung 12 über den Widerstand 15 mit der Betriebsspannung Vc verbindet. Dadurch wird verhindert, daß, wenn die Leitung 12 einen Kurzschluß gegen Masse aufweist, ständig ein Strom von der Betriebsspannung über den Widerstand 15 abfließt, oder wenn die Leitung 12 Kurzschluß mit der Leitung 11 hat, daß der rezessive Pegel auf beiden Leitungen zu sehr angehoben wird. Es bleibt lediglich eine Verbindung von der Leitung 12 über den Widerstand 15 und einen sehr hochohmigen Widerstand 17 zur Betriebsspannung Vc bestehen, um zu erreichen, daß nach Beendigung des Fehlers die Leitung 12 keinen undefinierten Pegel annimmt.The structure of the circuit 29 in FIG. 2 is shown in more detail in FIG. 5. The line 37 a, which carries a signal when the line 12 has a short circuit to ground or to the line 11 , as described earlier, leads to an input of an OR gate 71 and an OR gate 72 . The output signal of the OR gate 72 on line 79 opens switch 73 and thus interrupts the connection from line 31 to data output 40 , so that the signal at data output 40 is no longer derived from comparator 21 in FIG. 2. The OR gate 71 generates a signal on the line 78 which closes the switch 74 , so that the line 32 is now connected to the data output 40 and the signal at the data output is thus derived from the comparator 22 in FIG. 2. In addition, the signal on line 78 opens a switch 77 , which connects line 12 via resistor 15 to the operating voltage Vc. This prevents that if the line 12 has a short circuit to ground, a current from the operating voltage flows continuously through the resistor 15 , or if the line 12 has a short circuit with the line 11 , the recessive level on both lines is raised too much becomes. All that remains is a connection from line 12 via resistor 15 and a very high-resistance resistor 17 to operating voltage Vc, in order to ensure that line 12 does not assume an undefined level after the error has ended.

Die Leitung 38a, die ein Signal führt, wenn die Leitung 11 einen Kurzschluß mit der höheren Versorgungsspannung hat, führt ebenfalls auf einen Eingang des ODER- Gatters 72, so daß auch in diesem Falle die Verbindung zwischen der Leitung 31 und dem Datenausgang 40 unterbrochen wird. Außerdem steuert das Signal auf der Leitung 38a einen Schalter 75 an, der nun die Leitung 33 mit dem Datenausgang 40 verbindet, und ferner wird ein Schalter 76 geöffnet, so daß die Leitung 11 über den Widerstand 14 nicht mehr mit Masse verbunden ist und somit ein unnötiger Strom durch den Widerstand 14 vermieden wird. Die Leitung 11 ist nur noch über die Reihenschaltung des Widerstands 14 und eines sehr hochohmigen Widerstandes 16 mit Masse verbunden, aus den gleichen Gründen, wie für die Leitung 12 und die Reihenschaltung der Widerstände 15 und 17 beschrieben wurde.The line 38 a, which carries a signal when the line 11 has a short circuit with the higher supply voltage, also leads to an input of the OR gate 72 , so that the connection between the line 31 and the data output 40 is also interrupted in this case becomes. In addition, the signal on line 38 a controls a switch 75 , which now connects line 33 to data output 40 , and furthermore a switch 76 is opened so that line 11 is no longer connected to ground via resistor 14 and thus an unnecessary current through the resistor 14 is avoided. Line 11 is only connected to ground via the series connection of resistor 14 and a very high-resistance resistor 16 , for the same reasons as described for line 12 and the series connection of resistors 15 and 17 .

Die Leitung 39a, die ein Signal führt, wenn die Leitung 12 einen Kurzschluß mit der höheren Versorgungsspannung hat, ist mit einem Eingang der ODER-Gatter 71 und 72 verbunden, also in gleicher Weise wie die Leitung 37a, d. h. die Schalter 73 und 77 werden geöffnet und der Schalter 74 wird geschlossen und damit die Leitung 32 mit dem Datenausgang 40 verbunden.The line 39 a, which carries a signal when the line 12 has a short circuit with the higher supply voltage, is connected to an input of the OR gates 71 and 72 , in the same way as the line 37 a, ie the switches 73 and 77 are opened and the switch 74 is closed and thus the line 32 is connected to the data output 40 .

Es sei darauf hingewiesen, daß die Zustände auf den Leitungen 11 und 12 nicht nur von den Widerständen 14 und 15 dieser Station, sondern von den entsprechenden Widerständen der anderen Stationen bestimmt werden.It should be noted that the states on lines 11 and 12 are determined not only by the resistors 14 and 15 of this station, but by the corresponding resistances of the other stations.

Manchmal wird ein System der beschriebenen Art in einer Umgebung eingesetzt, bei der die Quelle, die die höhere Versorgungsspannung liefert, nur eine begrenzte Energie enthält. Dies ist besonders der Fall, wenn das beschriebene System in einem Kraftfahrzeug eingesetzt wird. Daher wird für ein derartiges System neben dem normalen Übertragungsmodus auch ein Bereitschaftszustand vorgesehen, in dem ein korrekter Empfang von Daten und das Senden von Daten zwar nicht möglich ist, aber die von anderen Stationen übertragenen Daten bei Erfüllung gewisser Kriterien als Anforderung zum Wechsel in den normalen Übertragungsmodus verstanden werden können. Dieser Wechsel wird auch als Wecken bezeichnet. Eine Station kann also, beispielsweise wenn während einer vorgegebenen Zeitspanne keine Daten übertragen worden sind, in einen Betriebszustand mit sehr geringem Stromverbrauch, nämlich den Bereitschaftszustand versetzt werden, jedoch über die Übertragungsleitungen gesteuert jederzeit wieder in den normalen Übertragungszustand zurückversetzt werden. Die Stromaufnahme im Bereitschaftszustand soll möglichst gering sein, da der gesamte Energieverbrauch mit der Anzahl der Stationen in einem System proportional ansteigt.Sometimes a system of the type described is used in an environment where the source that supplies the higher supply voltage is only a limited one Contains energy. This is particularly the case if the system described is in one Motor vehicle is used. Therefore, in addition to the normal transmission mode also a standby state is provided in which a correct receipt of data and sending of data is not possible, but the data transmitted by other stations if certain criteria are met understood as a request to switch to normal transmission mode can be. This change is also known as waking up. A station can, for example, if no data during a predetermined period of time have been transferred to an operating state with very low Power consumption, namely the standby state, but over the  Transmission lines controlled back to normal at any time Transmission status can be reset. The current consumption in The state of readiness should be as low as possible since the total energy consumption increases proportionally with the number of stations in a system.

Der Anforderung nach möglichst geringer Stromaufnahme im Bereitschaftszustand steht allerdings entgegen, daß in jeder Station aus der höheren Versorgungsspannung, im Falle eines Kraftfahrzeugs aus der Batterie, die Betriebsspannung für die elektronische Schaltung abgeleitet wird, denn eine dafür notwendige Spannungsstabilisierungsschaltung benötigt ebenso wie die weitere Schaltung in jeder Station einen Mindeststrom, der größer ist als der gewünschte Strom im Bereitschaftszustand. Daher wird im Bereitschaftszustand die Spannungsstabilisierungsschaltung ganz abgeschaltet, so daß auch keine Betriebsspannung mehr vorhanden ist. Damit wird die Leitung 12 im Bereitschaftszustand nicht mehr über den Widerstand 15 in jeder Station auf den rezessiven hohen Pegel gebracht. Dies würde zwar in den übrigen abgeschalteten Stationen nicht zu Störungen führen, jedoch wäre es dann nicht mehr möglich, daß eine Station, die beispielsweise durch eine lokale Bedingung wie ein Schalter in den normalen Übertragungszustand gebracht worden ist, durch eine Ansteuerung beider Leitungen des Busses alle anderen Stationen weckt. Die Bedingung, daß zum Wecken der anderen Stationen beide Leitungen angesteuert werden müssen, beruht darauf, daß bei einem Fehler in einer Leitung alle anderen Stationen dennoch geweckt werden sollen.However, the requirement for the lowest possible current consumption in the standby state conflicts with the fact that in each station the operating voltage for the electronic circuit is derived from the higher supply voltage, in the case of a motor vehicle, from the battery, because a voltage stabilization circuit required for this and the further circuit in FIG Each station has a minimum current that is greater than the desired current in the standby state. Therefore, in the standby state, the voltage stabilization circuit is switched off completely, so that there is no longer any operating voltage. Thus, the line 12 is no longer brought to the recessive high level via the resistor 15 in each station in the standby state. Although this would not lead to disturbances in the other switched-off stations, it would then no longer be possible for a station which has been brought into the normal transmission state, for example by a local condition, such as a switch, to control all lines of the bus by all other stations. The condition that both lines have to be activated to wake up the other stations is based on the fact that in the event of a fault in one line, all other stations should still be woken up.

Eine Schaltung, die auch unter diesen Bedingungen eine einwandfreie Funktion ermöglicht, ist in Fig. 6 dargestellt. Diese zeigt eine Station, die über die Leitung 13 eine Versorgungsspannung erhält. In der Station ist eine Steuereinheit 81 vorgesehen, die nicht nur das Senden und das Empfangen von Daten über die Leitungen 11 und 12 durchführt, sondern außerdem auch die Einstellung in den Bereitschaftszustand bzw. den Übertragungszustand. Die Leitung 13 führt auf eine Spannungsregelschaltung 82, die daraus eine stabilisierte Betriebsspannung Vc ableitet, die der Steuereinheit 81 zugeführt wird. Die Spannungsregelschaltung 82 ist außerdem über die Leitung 85 abschaltbar, um die Station in den Bereitschaftszustand zu versetzen, wobei dann die Betriebsspannung Vc praktisch verschwindet. Da im Bereitschaftszustand die Verarbeitung einer Datenübertragung über die Leitungen 11 und 12 wirksam sein muß, wird für diesen Teil der Schaltung, der nur sehr wenig Strom benötigt, die Leitung 13 auch direkt der Steuereinheit 81 zugeführt.A circuit which enables proper functioning even under these conditions is shown in FIG. 6. This shows a station that receives a supply voltage via line 13 . A control unit 81 is provided in the station, which not only carries out the transmission and reception of data via lines 11 and 12 , but also the setting to the ready state or the transmission state. The line 13 leads to a voltage regulating circuit 82 , which derives from it a stabilized operating voltage Vc, which is fed to the control unit 81 . The voltage regulating circuit 82 can also be switched off via the line 85 in order to put the station into the ready state, in which case the operating voltage Vc practically disappears. Since the processing of a data transmission via lines 11 and 12 must be effective in the standby state, line 13 is also fed directly to control unit 81 for this part of the circuit which requires very little current.

Damit im Bereitschaftszustand aller Stationen der Beginn einer Datenübertragung für eine aufgeweckte Station beginnen kann, muß dafür gesorgt sein, daß auch im Bereitschaftszustand auf der Leitung 12 ein rezessiver hoher Pegel vorhanden ist. Dies ist nicht mehr ohne weiteres über den Widerstand 15 möglich, da im Bereitschaftszustand die Spannung Vc fehlt. Die Leitung 13 mit der höheren Versorgungsspannung wird dafür über einen Widerstand 84 auf einen Schalter 83 geführt, der von der Steuereinheit 81 im Bereitschaftszustand die beiden Widerstände 84 und 15 in Reihe schaltet und damit auf der Leitung 12 einen Pegel mit etwa der Versorgungsspannung auf der Leitung 13 erzeugt. Diese Spannung ist zwar höher als im normalen Übertragungszustand, jedoch ist im Bereitschaftszustand eine Datenübertragung nicht vorgesehen. Der Speicher 3 in Fig. 4 wird im Bereitschaftszustand nicht gesetzt, da die Betriebsspannung fehlt.So that the start of data transmission for a woken-up station can begin in the ready state of all stations, care must be taken to ensure that a recessive high level is present on line 12 even in the ready state. This is no longer possible via the resistor 15 , since the voltage Vc is absent in the standby state. For this purpose, the line 13 with the higher supply voltage is led via a resistor 84 to a switch 83 , which switches the two resistors 84 and 15 in series from the control unit 81 in the ready state and thus on line 12 a level with approximately the supply voltage on the line 13 generated. Although this voltage is higher than in the normal transmission state, data transmission is not provided in the standby state. The memory 3 in FIG. 4 is not set in the standby state because the operating voltage is missing.

Eine Station, die durch eine lokale Bedingung geweckt wird und nun eine Übertragung beginnt, schaltet zunächst den Schalter 83 wieder um, so daß die Leitung 12 in dieser Station über den Widerstand 15 mit der dann ebenfalls eingeschalteten Betriebsspannng Vc verbunden ist. Da jedoch in den übrigen Stationen die Leitung 12 noch über dem Widerstand 84 mit der höheren Versorgungsspannung verbunden sind, stellt sich auf der Leitung 12 zunächst ein höherer Pegel als in dem normalen Übertragungszustand ein, wodurch in den zunächst aufgeweckten Stationen der Speicher 3 in Fig. 4 gesetzt wird. Sobald jedoch schließlich die Leitung 1 genügend lange auf dem dem normalen Übertragungszustand entsprechenden Pegel liegt, wobei diese Zeit der Verzögerungszeit der Verzögerungsglieder 69 in den einzelnen Stationen entspricht, werden alle Speicher 3 schließlich wieder zurückgeschaltet. Da auch bei gesetztem Speicher 3 eine normale Datenübertragung möglich ist, entstehen dadurch keine Störungen.A station, which is woken up by a local condition and now starts a transmission, first switches the switch 83 over again, so that the line 12 in this station is connected via the resistor 15 to the operating voltage Vc which is then also switched on. However, since in the other stations the line 12 is still connected to the higher supply voltage via the resistor 84 , a higher level is initially set on the line 12 than in the normal transmission state, as a result of which the memory 3 in FIG. 4 is set. However, as soon as line 1 has been at the level corresponding to the normal transmission state for a sufficient length of time, this time corresponding to the delay time of delay elements 69 in the individual stations, all memories 3 are finally switched back again. Since normal data transmission is possible even when the memory 3 is set, there are no disturbances.

Nun können aber auch während des Bereitschaftszustandes aller Stationen Fehler auf den Leitungen 11 und 12 auftreten bzw. vorhanden sein, die jedoch nicht zu einer erhöhten Stromaufnahme führen dürfen. Um dies zu verhindern, wird eine während des Bereitschaftszustandes wirksame Fehlererkennungsschaltung vorgesehen, die in Fig. 7 dargestellt ist. Darin führt die Leitung 11 auf zwei Komparatoren 91 und 92, die den Pegel auf der Leitung 11 mit verschiedenen Schwellenwerten vergleichen. Der Komparator 91 prüft, ob der Pegel auf der Leitung 11 über einen Wert steigt, der etwas unterhalb der Versorgungsspannung auf der Leitung 13 liegt. Dies ist der Fall, wenn die Leitung 11 einen Kurzschluß mit der Versorgungsspanung hat. Das in diesem Falle auf der Leitung 101 erzeugte Signal wird über ein Verzögerungsglied 95 einem Eingang eines UND-Gatters 96 zugeführt. Dessen Ausgang führt auf den Schalter 76 in Fig. 5 und trennt den Widerstand 14 von Masse, so daß in diesem Fehlerfall kein Strom von der Versorgungsspannung über den Widerstand 14 bzw. die Widerstände 14 in allen Stationen fließen kann, da alle Stationen den gleichen Fehler feststellen und den Widerstand 14 von Masse trennen.However, errors can occur or are present on lines 11 and 12 during the standby state of all stations, but these must not lead to increased current consumption. To prevent this, an error detection circuit that is effective during the standby state is provided, which is shown in FIG. 7. In this line 11 leads to two comparators 91 and 92 which compare the level on line 11 with different threshold values. The comparator 91 checks whether the level on line 11 rises above a value which is slightly below the supply voltage on line 13 . This is the case if the line 11 has a short circuit with the supply voltage. The signal generated in this case on line 101 is fed via a delay element 95 to an input of an AND gate 96 . Its output leads to the switch 76 in FIG. 5 and separates the resistor 14 from ground, so that in this fault case no current can flow from the supply voltage via the resistor 14 or the resistors 14 in all stations, since all stations have the same fault determine and separate the resistor 14 from ground.

Im rezessiven Zustand hat die Leitung 12 hohes Potential, wie vorher beschrieben wurde. Wenn diese Leitung jedoch einen Kurzschluß nach Masse aufweist, würde in jeder Station über den Widerstand 15 ein Strom von der Versorgungsspannung über den Widerstand 15 gegen Masse fließen. Der Komparator 93 vergleicht nun den Pegel auf der Leitung 12 mit einem Schwellwert zwischen dem dominanten und dem rezessiven Pegel und gibt ein Signal ab, wenn dieser Pegel unterschritten wird. Dieses Signal führt über das ODER-Gatter 97 und ein Verzögerungsglied 98 auf den Schalter 77 in Fig. 5, so daß der Widerstand 15 nicht mehr mit dem Widerstand 84 in Fig. 6 verbunden ist und somit auch kein Strom von der Versorgungsspannung gegen Masse fließen kann.In the recessive state, line 12 has high potential, as previously described. However, if this line has a short to ground, a current from the supply voltage would flow through resistor 15 to ground in each station via resistor 15 . The comparator 93 now compares the level on the line 12 with a threshold value between the dominant and the recessive level and emits a signal if the level falls below this level. This signal leads via the OR gate 97 and a delay element 98 to the switch 77 in FIG. 5, so that the resistor 15 is no longer connected to the resistor 84 in FIG. 6 and therefore no current flows from the supply voltage to ground can.

Wenn die beiden Leitungen 11 und 12 einen Kurzschluß untereinander aufweisen, haben sie einen gemeinsamen Pegel, der insbesondere abhängig davon, wieviele Stationen bereits auf diesen Fehler reagiert haben, zwischen Masse und einer Spannung unterhalb der Versorgungsspannung liegen kann. Um dies festzustellen, ist der Komparator 92 vorgesehen, der den Pegel auf der Leitung 11 mit einem Schwellenwert vergleicht, der ebenfalls zwischen dem dominanten und dem rezessiven Pegel liegt, jedoch kleiner ist als der Schwellenwert des Komparators 93. Dadurch wird erreicht, daß bei einem Kurzschluß zwischen den beiden Leitungen 11 und 12 wenigstens einer der beiden Komparatoren 92 oder 93 ein Signal abgibt. Das Signal des Komparators 92 wird einem UND-Gatter 94 zugeführt, von dem ein Sperreingang mit dem Ausgang des Komparators 91 verbunden ist, da der Komparator 92 auch ein Ausgangssignal liefert, wenn die Leitung 11 einen Kurzschluß mit der Versorgungsspannung hat, wobei dann das Ausgangssignal des Komparators 92 nicht wirksam sein soll. Wenn also lediglich die Leitungen 11 und 12 untereinander Kurzschluß aufweisen, ist das UND-Gatter 94 freigegeben, und die Ausgangssignale beider Komparatoren 92 und 93 werden im ODER-Gatter zusammengefaßt und führen über das Verzögerungsglied 98 zum Schalter 77 in Fig. 5. Außerdem führt das Ausgangssignal des Verzögerungsglieds 98 auch auf einen Sperreingang des UND-Gatters 96, um zu verhindern, daß beide Widerstände 14 und 15 abgeschaltet werden. Dieser Fall kann jedoch lediglich bei einem mehrfachen Fehler auftreten, so daß diese Verbindung zum UND-Gatter 96 und dieses selbst auch weggelassen werden können.If the two lines 11 and 12 have a short circuit with one another, they have a common level which, depending on how many stations have already reacted to this error, can lie between ground and a voltage below the supply voltage. To determine this, the comparator 92 is provided, which compares the level on the line 11 with a threshold value which is also between the dominant and the recessive level, but is smaller than the threshold value of the comparator 93 . It is thereby achieved that in the event of a short circuit between the two lines 11 and 12, at least one of the two comparators 92 or 93 emits a signal. The signal from comparator 92 is supplied to an AND gate 94 , from which a lock input is connected to the output of comparator 91 , since comparator 92 also provides an output signal when line 11 is shorted to the supply voltage, then the output signal of the comparator 92 should not be effective. If only the lines 11 and 12 are shorted to one another, the AND gate 94 is enabled and the output signals of both comparators 92 and 93 are combined in the OR gate and lead via the delay element 98 to the switch 77 in FIG the output of delay 98 also to a lock input of AND gate 96 to prevent both resistors 14 and 15 from being turned off. However, this case can only occur in the case of a multiple error, so that this connection to the AND gate 96 and this itself can also be omitted.

Die Funktion der bisher beschriebenen Schaltungen wird nachfolgend erläutert. Darin bedeutenThe function of the circuits described so far is explained below. Mean in it

CAN-H: Leitung 11
CAN-L: Leitung 12
Komparator D: Komparator 21
Komparator H: Komparator 22
Komparator L: Komparator 23
Komparator BH: Komparator 24
Komparator BL: Komparator 25
Komparator WS: Komparator 91
Komparator WH: Komparator 92
0 Komparator WL: Komparator 93
RxD: Datenausgang 40
Vcc: Geregelte Betriebsspannung Vc
Vbat; Versorgungsspannung auf der Leitung 13.
CAN-H: line 11
CAN-L: line 12
Comparator D: Comparator 21
Comparator H: Comparator 22
Comparator L: Comparator 23
Comparator BH: Comparator 24
Comparator BL: Comparator 25
Comparator WS: Comparator 91
Comparator WH: Comparator 92
0 Comparator WL: Comparator 93
RxD: data output 40
Vcc: regulated operating voltage Vc
Vbat; Supply voltage on line 13 .

AnforderungRequirement

In einem CAN Kommunikationssystem mit den differentiellen Übertragungsleitungen CAN_L und CAN_H sollen die Fehlerzustände
1 unterbrochene CAN_H Leitung
2 unterbrochene CAN_L Leitung
3 Kurzschluß CAN_H nach Vbat
4 Kurzschluß CAN_L nach Masse
5 Kurzschluß CAN_H nach Masse
6 Kurzschluß CAN_L nach Vbat und
7 Kurzschluß CAN_H nach CAN_L
erkannt und toleriert bzw. erkannt und umgangen werden. Fehler 1 und 2 dürfen bei deren Ein­ treffen oder Aufhebung zu keinem Fehler im empfangenen Datenstrom führen (Tolerierung). Bei Fehlern 3 bis 7 sind Datenfehler während Eintreffen des Leitungsfehlers erlaubt. Erhöhte Ströme und damit verbunden erhöhte Temperaturen sollen vermieden werden.
In a CAN communication system with the differential transmission lines CAN_L and CAN_H, the error states
1 interrupted CAN_H line
2 interrupted CAN_L line
3 Short circuit CAN_H after Vbat
4 Short circuit CAN_L to ground
5 Short circuit CAN_H to ground
6 Short circuit CAN_L after Vbat and
7 Short circuit CAN_H after CAN_L
recognized and tolerated or recognized and circumvented. Errors 1 and 2 must not lead to an error in the received data stream when they are received or canceled (tolerance). With errors 3 to 7 , data errors are allowed while the line error is received. Increased currents and the associated higher temperatures should be avoided.

Das System kennt einen Bereitschaftsmodus, in dem die Kommunikation zwar nicht möglich die Stromaufnahmt Übertragungseinheiten aber sehr reduziert ist und die Fehler nicht zu erhöhten Ruheströmen führen dürfen. In diesem Modus liegt die CAN_L Leitung auf Vbat Potential. Es ergeben sich so unter Umständen andere Fehlersituationen. Die Fehler die zu erhöhten Strömen führen können und daher erkannt und umgangen werden müssen sind für diesen Modus die Fehler 3, 4, und 7.The system has a standby mode in which communication is not possible, but the current consumption of transmission units is very reduced and the errors must not lead to increased quiescent currents. In this mode the CAN_L line is at Vbat potential. This may result in other error situations. The errors that can lead to increased currents and must therefore be recognized and avoided are errors 3 , 4 and 7 for this mode.

Physical LayerPhysical layer

Das CAN Physical Layer kennt zwei Zustände:The CAN physical layer knows two states:

Rezessiv, keine Treiberstufe ist aktiviert
→ CAN_L Potential = Vcc - Leakage (4,5 . . . 5,25 V), im normalen Modus
→ CAN_L Potential = Vbat - Leakage (6 . . . 27 V), im Bereitschaftsmodus
→ CAN_H Potential = Masse + Leakage (0 . . . 0,25 V)
Dominant, die Treiberstufe mindestens einer Ubertragungseinheit im System ist aktiviert
→ CAN_L Potential = Masse + Transmitter Drop Spannung (max. 1,4 V; typ. 1 V)
→ CAN_H Potential = Vcc - Transmltter Drop Spannung (min. 3,35 V; typ. 4 V).
Recessive, no driver stage is activated
→ CAN_L potential = Vcc leakage (4.5 ... 5.25 V), in normal mode
→ CAN_L potential = Vbat leakage (6... 27 V), in standby mode
→ CAN_H potential = mass + leakage (0 ... 0.25 V)
Dominant, the driver level of at least one transmission unit in the system is activated
→ CAN_L potential = ground + transmitter drop voltage (max.1.4 V; typ. 1 V)
→ CAN_H potential = Vcc - transmitter drop voltage (min. 3.35 V; typ. 4 V).

Die Übertragungsrate liegt bei maximal 125 kbit/s (minimale Bitdauer = 8 us). Die Terminie­ rung der Busleitungen erfolgt verteilt an allen Übertragungseinheiten im System. Der Ersatz­ widerstand aller Terminierungen ergibt etwa die Leitungsimpedanz. Ein maximaler Masseversatz von 1,5 V soll toleriert werden.The transmission rate is a maximum of 125 kbit / s (minimum bit duration = 8 us). The Terminie The bus lines are distributed across all transmission units in the system. The replacement resistance of all terminations gives approximately the line impedance. A maximum mass offset of 1.5 V should be tolerated.

Probleme bei der FehlererkennungProblems with error detection

Leitungspegel im Fehlerzustand lassen sich mit Pegeln bei der normalen Kommunikation nicht unterscheiden. Z.B. bei Fehler 5 ist CAN-H gleichermaßen auf Masse wie im normalen rezes­ siven Zustand; bei Fehler 4 ist CAN_L gleichermaßen auf Masse gezogen wie im dominanten Zustand. Durch den großen Masseversatz, der zu tolerieren ist, verschärft sich das Problem der fehlenden Unterscheidungsmöglichkeit. Lediglich Fehler 3 und 6 führen zu Leitungspegeln, die von denen während der normalen Kommunikation unterscheidbar sind. Line levels in the fault state cannot be distinguished from levels in normal communication. For example, in the case of error 5 , CAN-H is equally at ground as in the normal recessive state; with error 4 , CAN_L is pulled to ground as well as in the dominant state. The large mass offset that can be tolerated exacerbates the problem of the lack of differentiation. Only errors 3 and 6 lead to line levels that are distinguishable from those during normal communication.

Die Fehler führen in der Regel unmittelbar dazu, daß der Datenstrom am Empüanger verfälscht wird. Dies beeinflußt auch die sendende Station bei ihrem Übertragungsvorgang und bricht diesen ab. Es stehen für eine Analyse der Fehlersituation keine weiteren Pegelwechsel zur Ver­ fügung, erst bei erneutem Senden einer Station ergeben sich wiederum Pegelwechsel, die einer Analyse dienen können. Jeder erneute, mißlungene Sendeversuch führt bei den sendenden Übertragungseinheiten protokollbedingt zu "Strafpunkten", die früher oder später zu passivem Verhaltem der Station führt. Manche Fehler führen bereits ohne weitere Sendeversuche zu einem Sammeln von Strafpunkten. Der statische Fehler der Busleitung muß also möglichst schnell umgangen werden.The errors generally lead to the data stream at the receiver being falsified becomes. This also affects the transmitting station during its transmission process and breaks this one. No further level changes are available for an analysis of the error situation added, only when a station is sent again do level changes occur, the one Analysis can serve. Each new, unsuccessful attempt to send results in the sending Depending on the protocol, transmission units become "penalty points" that sooner or later become passive Behavior of the station. Some errors result in no further attempts to send collecting penalty points. The static error of the bus line must therefore be as possible be circumvented quickly.

Manche Fehler können nicht voneinander unterschieden werden, erforden aber unterschiedli­ che Aktionen bezüglich ihrer Tolerierung. Z.B. wird der Anfang eines Frames bei bestehendem Fehler 1 übertragen, sind beide Leitungen zuächst rezessiv und die CAN_L Leitung dann dominant, es kann dann nur auf der intakten CAN_L Leitung übertragen werden. Tritt anderer­ seits Fehler 4 ein während beide Leitungen rezessiv sind, geht auch hier die CAN_L Leitung in den dominanten Zustand über, allerdings muß die weitere Kommunikation auf CAN_H erfol­ gen. Die beiden Fehler müssen also unterscheidbar sein, sind aber ohne weiteres nicht unter­ scheidbar.Some errors cannot be distinguished from one another, but require different actions with regard to their tolerance. For example, the beginning of a frame is transmitted with existing error 1 , both lines are initially recessive and the CAN_L line is then dominant; it can then only be transmitted on the intact CAN_L line. If, on the other hand, error 4 occurs while both lines are recessive, the CAN_L line also changes to the dominant state here, however, further communication must take place on CAN_H. The two errors must therefore be distinguishable, but are not easily distinguishable.

Die Fehleranalyse soll auf dem Transceiverchip implementiert werden. Es liegen keine Infor­ mation über die Dauer eines Bit vor.The error analysis is to be implemented on the transceiver chip. There is no information mation over the duration of a bit.

Beschreibung der FehleranalyseDescription of the error analysis

Zum Empfang werden drei Komaratoren verwendet. Die differentielle Schwellspannung des Komparators D ist so gelegt (rezessiv < -2,8 V (dominant), daß sowohl der dominante Zustand einer der beiden Leitungen al1ein als auch beider Leitungen zusammen zu einem dominanten Pegel am Ausgang führt. Komparator H wertet den Zustand der CAN_H Leitung aus (absolute Schwellspannung, rezessiv < 1,8 V < dominant), Komparator L den Zustand der CAN_L Leitung (rezessiv < 3,0 V < dominant).Three comparators are used for reception. The differential threshold voltage of the Comparator D is set (recessive <-2.8 V (dominant) so that both the dominant State of one of the two lines alone and both lines together into one dominant level at the output leads. Comparator H evaluates the state of the CAN_H line off (absolute threshold voltage, recessive <1.8 V <dominant), comparator L the state of the CAN_L line (recessive <3.0 V <dominant).

Im fehlerfreien Zustand wird per Komparator D empfangen. Der differentielle Empfang begünstigt die Bedingungen bei Masseversatz und EMV-Stömngen (im Design ist ein großer Gleichtaktbereich berücksichtigt).In the error-free state, comparator D is received. The differential reception favors the conditions of mass offset and EMC currents (the design is a big one Common-mode range taken into account).

Erkennung Fehler 1, 2 und 5 Detection of errors 1 , 2 and 5

Fehler 1, 2, und 5 werden durch die geeignete Wahl der Schwellspannung an Komparator D ohne weitere Maßnahme toleriert. Dies ist wichtig, da selbst bei statischem Fehlervorkommen der Fehler gegebenenfal1s als repetierender Fehler in Erscheinung tritt. Dies ergibt sich durch die unterschiedlichen Position eines Senders im Vergleich zur Fehlerstelle.Errors 1 , 2 , and 5 are tolerated by the appropriate selection of the threshold voltage at comparator D without further measures. This is important because even with static errors, the error may appear as a repetitive error. This results from the different position of a transmitter compared to the fault location.

Um den Fehler per Statusflag melden zu kiönnen, muß er allerdings trotzdem erkannt werden. Dies geschieht durch einen Vergleich der von Komparatoren H und L empfangenen Signale zu den differentiell empfangenen. Hierzu werden Flanken an Komparatoren H und L gezählt, eine Flanke an Komparator D setzt die Zähler immer sofort zurück. Treffen also an H oder L sieben Flanken in Folge und an D in derselben Zeit keine Flanke ein, wird ein Fehler festgestellt. Der Fehler gilt erst als aufgehoben, wenn wieder eine Flanke an D eintrifft. In order to be able to report the error via the status flag, it must nevertheless be recognized. This is done by comparing the signals received by comparators H and L. the differentially received. For this, edges on comparators H and L are counted, one Edge on comparator D always resets the counter immediately. So meet at H or L seven If there are edges in a row and no edge on D in the same time, an error is detected. Of the The error is only deemed to have been eliminated when a flank arrives at D again.  

Erkennung Fehler 3 Detection error 3

Bei Fehler 3 hat die CAN_H Leitung das Potential der Batteriespannung (min. 8 V; typ. 12 . . . 14 V). Dieser Pegel läßt sich von Pegeln bei der normalen Kommunikation eindeutig mittels eines Komparators BH unterscheiden (7,3 V gegen Masse). Der Fehlerzustand wird in einem Speicherglied gehalten. Da die Schwellspannung unter Umständen auch durch die prinzipiell tolerierten EMV-Störungen erreicht werden können, wird eine fälschliche Diagnose auf Fehler durch einen zusätzlichen Filter (T2 = 10 . . . 60 us) vor dem Speicherglied ausgeschlossen.In the event of error 3 , the CAN_H line has the potential of the battery voltage (min. 8 V; typ. 12... 14 V). This level can be clearly distinguished from levels in normal communication by means of a comparator BH (7.3 V to ground). The error state is kept in a memory element. Since the threshold voltage can also be reached under certain circumstances through the basically tolerated EMC interference, incorrect diagnosis of errors by an additional filter (T2 = 10 ... 60 us) in front of the memory element is excluded.

Die Aufhebung des Fehlers wird durch Erreichen des rezessiven Pegels an Komparator D fest­ gestellt. Auch dieses Ereignis muß für ein Rücksetzten des Speichers mindestens T2 andauern. Alternativ kann auch durch Unterschreiten der Schwellspannung an BH die Aufhebung des Fehlers erkannt werden. Allerdings ergibt die implementierte Lösung ein besseres Systemver­ halten bei Fehlern, die zu Spannungen zwischen Vcc und der Schwellspannung führen.The elimination of the error is determined by reaching the recessive level at comparator D. posed. This event must also last at least T2 for a reset of the memory. Alternatively, the suspension of the Errors are recognized. However, the implemented solution results in a better system ver hold for errors that lead to voltages between Vcc and the threshold voltage.

Erkennung Fehler 6 Detection error 6

Bei Fehler 6 hat die CAN_L Leitung das Potential der Batteriespannung. Dies wird durch Komparator BL (7,3 V gegen Masse) erkannt. Bei Überschreiten der Schwelle für mindestens T2 wird ein weiteres Speicherglied gesetzt, bei Unterschreiten der Schwelle für mindestens T3 = 150 . . . 1000 us wieder zurückgesetzt (T3 ist deswegen größer als T2 gewählt, um häufiges Umschalten des Speichergliedes durch Übertragung während einer Umschaltung der CAN_L Leitung von Standby auf normalen Betrieb zu vermeiden).In the event of error 6 , the CAN_L line has the potential of the battery voltage. This is recognized by the comparator BL (7.3 V against ground). If the threshold for at least T2 is exceeded, a further memory element is set, if the threshold is undershot for at least T3 = 150. . . 1000 us reset (T3 is therefore chosen larger than T2 to avoid frequent switching of the memory element by transmission during a switchover of the CAN_L line from standby to normal operation).

Erkennung Fehler 4 und 7 Detection errors 4 and 7

Fehler 4 und 7 führen zu einem permanentem dominantem Zustand an D. Dieser wird durch die Zeitbedingung T1 von dominanten Zuständen während einer normalen Übertragung abge­ grenzt und in einem weitern Speicherglied gespeichert. T1 definiert sich aus der Anzahl von dominanten Bits, die in Folge gesendet beim CAN Protokoll möglich sind und aus den zu erwarteten Bitraten (725 . . . 4000 us).Errors 4 and 7 lead to a permanent dominant state at D. This is delimited by the time condition T1 from dominant states during normal transmission and is stored in a further memory element. T1 is defined from the number of dominant bits that can be sent in succession with the CAN protocol and from the expected bit rates (725 ... 4000 us).

Die Aufhebung wird durch einen mindestens T2 langen rezessiven Pegel an D erkannt und das Speicherglied zurückgesetzt.The cancellation is recognized by a recessive level at D at least T2 long and that Memory element reset.

Beschreibung der FehlerumgehungDescription of the workaround

Im Fehlerfall wird die verbleibende intakte Leitung zur weiteren Kommunikation verwendet, soweit möglich. Dazu werden die Signale D, H und L in entsprechender Weise auf den RxD Ausgang der Schaltung geschaltet. Außerdem sollen zur Vermeidung einer erhöhten Stromauf­ nahme die entsprechenden Bias-Widerstände abgeschaltet werden, solange ein Fehler bestehen bleibt.In the event of a fault, the remaining intact line is used for further communication. as far as possible. To do this, the signals D, H and L are correspondingly applied to the RxD Output of the circuit switched. In addition, to avoid increased current the corresponding bias resistors are switched off as long as there is an error remains.

Die Fehler werden durch die beschriebene Schaltung unabhängig voneinander erkannt. Aller­ dings führen manche Fehler dazu, daß während Eintreffen des Fehlers oder nach Ablauf aller Zeitbedingungen im eingeschwungenen Zustand mehrere Fehler gleichzeitig diagnostiziert werden. Durch eine Prioritätsschaltung werden die entsprechenden richtigen Aktionen son­ diert. Die Prioritätsfolge ist: P3 < P6 < P47. Durch die Prioritätsschaltung wird genau einer der möglichen Fehler oder kein Fehler diagnostiziert. The faults are recognized independently of one another by the circuit described. Everything However, some errors mean that when the error arrives or after all Time conditions in the steady state diagnosed several errors at the same time will. The corresponding correct actions son dated. The priority order is: P3 <P6 <P47. The priority circuit makes exactly one of the possible error or no error diagnosed.  

Umgehung des Fehlers 3 Workaround for error 3

Wird Fehler 3 erkannt, wird der Empfangskanal RxD auf Komparator L geschaltet und der Bias Vorwiderstand von CAN_H nach Masse abgeschaltet. Allerdings bleibt ein hochohmiger Widerstand nach Masse geschaltet. Bei Aufhebung des Fehlers nimmt die Leitung wieder etwa Massepotential an. Komparatorausgang D fällt rezessiv aus und die Aufhebung des Fehlers wird erkannt und der ursprüngliche Zustand wiederhergestellt.If error 3 is detected, the receive channel RxD is switched to comparator L and the bias series resistor of CAN_H is switched off to ground. However, a high-resistance resistor remains connected to ground. If the error is removed, the line returns to ground potential. Comparator output D is recessive and the removal of the error is recognized and the original state is restored.

Umgehung des Fehlers 6 Workaround for error 6

Wird Fehler 6 erkannt, wird RxD auf Komparator H geschaltet und der Bias Vorwiderstand von CAN_L nach Vcc abgeschaltet. Bei Aufhebung des Fehlers floatet die Leitung wird aber durch die Eingangsnetzwerke wieder auf ein Potential unter Vcc gebracht. Die Aufhebung des Fehlers wird erkannt und der ursprüngliche Zustand wiederhergestellt.If error 6 is detected, RxD is switched to comparator H and the bias series resistor from CAN_L to Vcc is switched off. If the error is removed, the line floats but is brought back to a potential below Vcc by the input networks. The removal of the error is recognized and the original state is restored.

Umgehung des Fehlers 7 Workaround for Error 7

Bei Fehler 7 sind die Übertragungsleitungen kurzgeschlossen. Die weitere Kommunikation wird auf CAN_H fortgesetzt. Hierzu wird RxD auf Komparator H geschaltet, der Bias Vorwi­ derstand von CAN_L nach Vcc abgeschaltet und die Sendestufe für die CAN_L Leitung deak­ tiviert. Die CAN_L Leitung bleibt über einen hochohmigen Widerstand nach Vcc verbunden, ist aber über den Kurzschluß mit der CAN_H Leitung auf deren Potential gezwungen. Bei Aufbung des Fehlers nimmt die CAN_L Leitung Vcc Potential an, der rezessive Zustand an Komparator D wird wieder erreicht und die Aufhebung des Fehlers erkannt. Der ursprüngliche Zustand wird wiederhergestellt.If error 7 occurs , the transmission lines are short-circuited. Further communication is continued on CAN_H. For this purpose, RxD is switched to comparator H, the bias resistance from CAN_L to Vcc is switched off and the transmission stage for the CAN_L line is deactivated. The CAN_L line remains connected to Vcc via a high-resistance resistor, but is forced to its potential via the short circuit with the CAN_H line. When the error is raised, the CAN_L line assumes Vcc potential, the recessive state at comparator D is reached again and the removal of the error is recognized. The original state is restored.

Umgehung des Fehlers 4 Workaround for error 4

Fehler 4 wird gleich behandelt wie Fehler 7. Eine Unterscheidung würde weitere Analysemit­ tel voraussetzen.Error 4 is treated the same as error 7 . A distinction would require further analytical means.

Bei Eintreten von Fehler 4 wird RxD auf H geschaltet, der Bias Vorwiderstand von CAN_L nach Vcc abgeschaltet und die Sendestufe für die CAN_L Leitung deaktiviert. Die CAN_L Leitung bleibt über einen hochohmigen Widerstand nach Vcc verbunden. Bei Aufhebung des Fehlers nimmt die CAN_L Leitung wieder den rezessiven Pegel ein über den hochohmigen Widerstand. Die Aufhebung wird durch den rezessiven Pegel an D erkannt und der ursprüngli­ che Zustand wiederhergestellt.When error 4 occurs , RxD is switched to H, the bias series resistor from CAN_L to Vcc is switched off and the transmission stage for the CAN_L line is deactivated. The CAN_L line remains connected via a high resistance to Vcc. If the error is removed, the CAN_L line returns to the recessive level via the high-resistance resistor. The cancellation is recognized by the recessive level at D and the original state is restored.

Beschreibung der Fehleranalyse im BereitschaftszustandDescription of the fault analysis in the standby state

Im Bereitschaftszustand ist keine Kommunikation möglich. Das System befindet sich in einem Zustand geringer Stromaufnahme, in dem allerdings die von anderen Übertragungseinheiten im normalen Modus gesendeten Daten als eine Aufforderung zum Wechsel in den normalen Komunnikationsmodus verstanden werden können.Communication is not possible in standby mode. The system is in one State of low power consumption, but in that of other transmission units Data sent in normal mode as a request to switch to normal Communication mode can be understood.

Fehler 1, 2, 5 und 6 führen in diesem Modus zu keiner erhöhten Stromaufnahme. Fehler 3, 4 und 7 müssen erkannt und eine erhöhte Stromaufnahme vermieden werden. Errors 1 , 2 , 5 and 6 do not result in increased current consumption in this mode. Errors 3 , 4 and 7 must be recognized and increased current consumption avoided.

Bei der Erkennung des Fehlers 7 muß berücksichtigt werden, daß der Bereich der Vbat Span­ nung 8 . . . 27 V betragen kann. Der Bereich des Ersatzwiderstandes aller im System verteilten Abschlußwiderstände reicht je nach Anzahl der Übertragungseinheiten im System von ca. 100 . . . 200 Ohm für CAN_H nach Masse und von 150 . . . 5000 Ohm für CAN_L nach Vbat. Dadurch werden bei Kurzschluß zwischen den Ubertragungsleitungen Spannungen von ca. 0.3 . . . 8 V erreicht werden.When detecting error 7, it must be taken into account that the area of Vbat voltage 8. . . Can be 27 V. The range of the equivalent resistance of all terminating resistors distributed in the system ranges from approx. 100 depending on the number of transmission units in the system. . . 200 ohms for CAN_H to ground and from 150. . . 5000 Ohm for CAN_L according to Vbat. As a result, in the event of a short circuit between the transmission lines, voltages of approx. 0.3. . . 8 V can be reached.

Beschreibung der AnalyseDescription of the analysis

Zur Analyse werden drei weitere Komparatoren verwendet. Komparator WS ist an CAN_H angeschlossen und hat einen Schwellwert von ca. Vbat - 2 V. Komparator WH stellt mit einem Schwellwert von ca. 2 V den dominanten Zustand an CAN_H fest; Komparator WL mit einem Schwellwert von ca. 3 V den dominanten Zustand an CAN_L.Three further comparators are used for the analysis. Comparator WS is on CAN_H connected and has a threshold value of approx. Vbat - 2 V. Comparator WH provides with a Threshold of approx. 2 V the dominant state at CAN_H fixed; Comparator WL with one Threshold of approx. 3 V the dominant state at CAN_L.

Fehler 3 wird direkt durch Überschreiten der Schwelle an WS erkannt. Dieser Sachverhalt wird zusätzlich durch einen Zeitglied qualifiziert. Der Widerstand von CAN_H nach Masse wird abgeschaltet.Error 3 is recognized directly when the threshold at WS is exceeded. This fact is additionally qualified by a timer. The resistance from CAN_H to ground is switched off.

Fehler 4 führt zum Unterschreiten der Schwelle an WL. Auch dieser Sachverhalt wird durch ein Zeitglied qualifiziert und führt zum Abschalten des Widerstandes von CAN_L nach Vbat.Error 4 leads to the WL falling below the threshold. This fact is also qualified by a timer and leads to the switching off of the resistance from CAN_L to Vbat.

Fehler 7 führt auf beiden Leitungen CAN_H und CAN_L zu Spannungen zwischen 0.3 V und 8 V. In jedem Fall wird mindestens einer der Komparatoren WH und WL dominant. Die beiden Komparatorausgänge werden logisch verodert und im Fall eines dominanten Zustandes der Fehler 7 angenommen. Dieser Sachverhalt wird durch ein Zeitglied qualifiziert und der Wider­ stand von CAN_L nach Vbat abgeschaltet. Durch das im System verteilte Abschalten aller Widerstände von CAN_L nach Vbat nehmen die durch Fehler 7 kurzgeschlossenen Leitungen CAN_H und CAN_L zunehmend Massepotentia1 an. Durch die "überlappenden" Schwell­ spannungen an WL und WH ist gewährleistet, daß beim Durchlaufen des Spannungsbereiches mindestens einer der Komparatoren dominant bleibt. Bei statischem Fehler 7 bleibt Kompara­ tor WL dominant.Error 7 leads to voltages between 0.3 V and 8 V on both lines CAN_H and CAN_L. In any case, at least one of the comparators WH and WL becomes dominant. The two comparator outputs are logically ORed and, in the case of a dominant state, error 7 is accepted. This fact is qualified by a timer and the resistance from CAN_L to Vbat is switched off. As a result of the switching off of all resistors from CAN_L to Vbat distributed in the system, the lines CAN_H and CAN_L short-circuited by error 7 increasingly assume mass potential1. The "overlapping" threshold voltages at WL and WH ensure that at least one of the comparators remains dominant when passing through the voltage range. With static error 7 , comparator WL remains dominant.

Bei Aufhebung des Fehlers 7 bleibt die CAN_H Leitung auf Masse, die CAN_L Leitung floatet und wird gegebenenfalls ein Potential über der Schwellspannung an WL erreichen, wodurch der Widerstand nach Vbat wieder zugeschaltet wird. Dadurch liegt CAN_L wieder auf Vbat und die Aufhebung des Fehlers wird auch bei anderen Übertragungseinheiten sicher erkannt.If error 7 is removed, the CAN_H line remains at ground, the CAN_L line floats and, if necessary, will reach a potential above the threshold voltage at WL, whereby the resistor is switched on again after Vbat. As a result, CAN_L is back on Vbat and the removal of the error is also reliably recognized in other transmission units.

Zwei zusätzliche VerriegelungenTwo additional locks

Durch Fehler 7 wird gegebenenfalls nur Komparator WH nicht aber WL dominant. Die gleiche Situation trifft auch für Fehler 3 zu. Um Fehler 3 und 7 voneinander abzugrenzen - sie erfor­ dern ja unterschiedliche Fehlerbehandlungen - wird eine Erkennung des Fehlers 7 anhand Komparator WH mit dem Signal von Komparator WS verriegelt. Es kann optional auch das qualifizierte Signal von Komparator WS verwendet werden.Error 7 may only make comparator WH dominant, but not WL. The same situation applies to error 3 . In order to differentiate errors 3 and 7 from each other - they require different error treatments - a detection of error 7 is locked by means of comparator WH with the signal from comparator WS. Optionally, the qualified signal from comparator WS can also be used.

Um auszuschließen, daß beide Terminierungen gleichzeitig abgeschaltet werden, kann eine Verriegelung des Abschaltsignals für den Widerstand CAN_H nach Masse durch das Abschalt­ signal für den Widerstand CAN_L nach Vbat vorgenommen werden (optional). To rule out that both terminations are switched off at the same time, a Locking of the shutdown signal for the resistor CAN_H to ground by the shutdown signal for the resistor CAN_L according to Vbat (optional).  

HinweisNote

Die Komparatoren WH und WL werden für den Datenempfang im Bereitschaftsmodus (Anforderung zum Ubergang in den normalen Kommunikationsmodus) ohnehin benötigt, sie erkennen den dominanten Zustand gesondert auf den beiden Übertragungsleitungen. Für die Fehlerbehandlung im Bereitschaftsmodus ist nur ein weiterer Komparator nötig.The comparators WH and WL are in standby mode for data reception (Requirement to transition to normal communication mode) needed them anyway recognize the dominant state separately on the two transmission lines. For the Error handling in standby mode only requires another comparator.

Claims (5)

1. System zum Übertragen von binären Daten zwischen einer Anzahl Stationen, die über eine gemeinsame erste und eine gemeinsame zweite Leitung miteinander verbunden sind, wobei beim einen logischen Wert der binären Daten die erste Leitung einen niedrigen Pegel und die zweite Leitung einen hohen Pegel und beim anderen logischen Wert der binären Daten die erste Leitung einen hohen Pegel und die zweite Leitung einen niedrigen Pegel hat und der logische Wert der binären Daten zum Abgeben an einem Datenausgang von dem Pegel wenigstens einer Leitung abgeleitet ist, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Station wenigstens ein erster Komparator vorgesehen ist, der mit beiden Leitungen gekoppelt ist, um den Pegel auf der ersten Leitung vom Pegel auf der zweiten Leitung zu subtrahieren und ein Ausgangssignal mit einem ersten Wert an einem ersten Komparatorausgang abzugeben, wenn die durch die Subtraktion gebildete Differenz einen ersten Schwellenwert übersteigt, wobei dieser erste Schwellenwert so gewählt ist, daß das Ausgangssignal am ersten Komparator auch dann seinen Wert ändert, wenn nur auf einer der beiden Leitungen ein Pegelwechsel auftritt und die andere Leitung einen Pegel entsprechend dem einen logischen Wert der binären Daten hat.1. System for the transmission of binary data between a number of stations which are connected to one another via a common first and a common second line, wherein the logical line of the binary data, the first line a low level and the second line a high level and other logic value of the binary data, the first line is at a high level and the second line is at a low level and the logic value of the binary data for output at a data output is derived from the level of at least one line, characterized in that at least one in each station a first comparator is provided, which is coupled to both lines in order to subtract the level on the first line from the level on the second line and to output an output signal with a first value at a first comparator output if the difference formed by the subtraction has a first threshold value exceeds, this first threshold n value is chosen so that the output signal at the first comparator also changes its value if a level change occurs only on one of the two lines and the other line has a level corresponding to the one logical value of the binary data. 2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Komparator vorgesehen ist, der mit der ersten Leitung gekoppelt ist, um ein Ausgangssignal mit dem ersten Wert an einem Komparatorausgang zu erzeugen, wenn der Pegel auf der ersten Leitung unterhalb eines zweiten Schwellenwerts liegt und daß ein erster Speicher vorgesehen ist, der über ein erstes Verzögerungsglied mit einer ersten Verzögerungszeit mit dem Komparatorausgang gekoppelt ist und von dem ein Ausgang mit einem Umschalter gekoppelt ist, um den Datenausgang vom ersten Komparatorausgang auf den zweiten Komparatorausgang zu schalten, wenn während einer Zeitdauer entsprechend der ersten Verzögerungszeit das Ausgangssignal am ersten Komparatorausgang ständig den ersten Wert hat.2. System according to claim 1, characterized in that a second comparator is provided, which with the is coupled to an output signal having the first value at a first line Generate comparator output when the level on the first line below a second threshold value and that a first memory is provided which via a first delay element with a first delay time with the  Comparator output is coupled and one of which has an output with a changeover switch is coupled to the data output from the first comparator output to the second Switch comparator output if during a period of time corresponding to the first delay time the output signal at the first comparator output constantly has the first value. 3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Speicher ferner über ein zweites Verzögerungsglied mit einer zweiten Verzögerungszeit mit dem ersten Komparatorausgang derart gekoppelt ist, daß der erste Speicher den Umschalter derart umschaltet, daß der Datenausgang vom zweiten Komparatorausgang auf den ersten Komparatorausgang zurückgeschaltet wird, wenn während einer Zeitdauer entsprechend der zweiten Verzögerungszeit das Ausgangssignal am ersten Komparatorausgang nicht den ersten Wert hat.3. System according to claim 2, characterized in that the first memory further via a second Delay element with a second delay time with the first Comparator output is coupled such that the first memory is the changeover switch switches so that the data output from the second comparator output to the first comparator output is switched back if during a period of time corresponding to the second delay time, the output signal on the first Comparator output does not have the first value. 4. System nach Anspruch I, 2 oder 3, mit einer Versorgungsspannung, von der in jeder Station eine niedrigere Betriebsspannung zum Betrieb einer elektrischen Schaltung in der Station zum Ansteuern der ersten und der zweiten Leitung abgeleitet ist, wobei wenigstens ein Teil der Stationen über eine die Versorgungsspannung führende dritte Leitung verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein dritter, ein vierter und ein fünfter Komparator vorgesehen sind, von denen der dritte Komparator mit der zweiten Leitung gekoppelt ist, um ein Ausgangssignal mit dem ersten Wert an einen dritten Komparatorausgang zu erzeugen, wenn der Pegel auf der zweiten Leitung oberhalb eines dritten Schwellenwerts liegt, von denen der vierte Komparator mit der ersten Leitung und der fünfte Komparator mit der zweiten Leitung gekoppelt,ist und jeder dieser beiden Komparatoren ein Ausgangssignal mit einem ersten Wert an einem vierten bzw. fünften Komparatorausgang erzeugt, wenn der Pegel auf der mit dem betreffenden Komparator gekoppelten Leitung einen vierten Schwellenwert übersteigt, der zwischen der Betriebsspannung und der Versorgungsspannung liegt, daß ein zweiter und ein dritter Speicher vorgesehen sind, von denen jeder einen ersten und einen zweiten Eingang und einen Ausgang aufweist, wobei der erste Eingang des zweiten Speichers mit dem ersten Komparatorausgang, der zweite Eingang des zweiten Speichers mit dem vierten Komparatorausgang, der erste Eingang mit dem fünften Komparatorausgang gekoppelt sind und daß der Ausgang des zweiten Speichers mit dem Umschalter gekoppelt ist, um den dritten Komparatorausgang mit dem Datenausgang zu koppeln, und der Ausgang des dritten Speichers mit dem Umschalter gekoppelt ist, um den zweiten Komparatorausgang mit dem Datenausgang zu koppeln.4. System according to claim I, 2 or 3, with a supply voltage, of which a lower one in each station Operating voltage for operating an electrical circuit in the station for Driving the first and the second line is derived, at least one Part of the stations via a third line carrying the supply voltage are connected, characterized in that a third, a fourth and a fifth comparator are provided, of which the third comparator with the second line is coupled to an output signal with the first value at a third Generate comparator output when the level on the second line is above a third threshold, of which the fourth comparator with the first Line and the fifth comparator coupled to the second line, and each an output signal with a first value at one of these two comparators fourth or fifth comparator output generated when the level at the with relevant comparator coupled line a fourth threshold  which lies between the operating voltage and the supply voltage, that a second and a third memory are provided, each one has first and a second input and an output, the first Input of the second memory with the first comparator output, the second Input of the second memory with the fourth comparator output, the first Input are coupled to the fifth comparator output and that the output of the second memory is coupled to the changeover switch to the third Comparator output to couple with the data output, and the output of the third Memory is coupled to the changeover switch to the second comparator output to couple with the data output. 5. System nach einem der Ansprüche 1, 2, 3 oder 4 mit einem Fehleranzeigeausgang, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster und ein zweiter Zähler vorgesehen sind, von denen jeder einen Zähleingang, einen Rücksetzeingang und einen Zählerausgang aufweist, wobei der Zähleingang beider Zähler mit dem ersten Komparatorausgang, der Rücksetzeingang des ersten Zählers mit dem zweiten Komparatorausgang, der Rücksetzeingang des zweiten Zählers mit dem dritten Komparatorausgang und der Zählerausgang beider Zähler sowie der Ausgang der Speicherglieder mit dem Fehleranzeigerausgang gekoppelt sind.5. System according to one of claims 1, 2, 3 or 4 with an error display output, characterized in that a first and a second counter are provided by which each have a counter input, a reset input and a counter output has, the count input of both counters with the first comparator output, the reset input of the first counter with the second comparator output, the Reset input of the second counter with the third comparator output and the Counter output of both counters and the output of the memory elements with the Fault indicator output are coupled.
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