EP3556058A1 - Teilnehmerstation für ein bussystem und verfahren zur datenübertragung in einem bussystem - Google Patents

Teilnehmerstation für ein bussystem und verfahren zur datenübertragung in einem bussystem

Info

Publication number
EP3556058A1
EP3556058A1 EP17811285.0A EP17811285A EP3556058A1 EP 3556058 A1 EP3556058 A1 EP 3556058A1 EP 17811285 A EP17811285 A EP 17811285A EP 3556058 A1 EP3556058 A1 EP 3556058A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
subscriber station
data transmission
bus
bus system
predetermined
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP17811285.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Simon Weissenmayer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP3556058A1 publication Critical patent/EP3556058A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/40—Bus networks
    • H04L12/4013—Management of data rate on the bus
    • H04L12/40136—Nodes adapting their rate to the physical link properties

Definitions

  • Subscriber station for a bus system and method for data transmission in a bus system
  • the present invention relates to a subscriber station for a bus system and a method for data transmission in a bus system, in which a protocol for CAN or CAN FD is performed with lower voltage than usual.
  • CAN networks are provided in which
  • Messages can be transmitted using the CAN and / or CAN FD protocol, as described in the current ISO-CD-11898-1 CAN protocol specification with CAN FD.
  • CAN the data rate can not be further increased in many cases, because otherwise the voltage edges would have to be chosen so steeply that more electromagnetic emissions would be generated than permitted.
  • ECUs in the vehicle has interconnected.
  • CAN buses due to the large number of participants.
  • the short cable lengths ensure a better signal-to-noise ratio.
  • LVDS Low Voltage Digital System
  • Data transmission can be provided in a bus system, in which the data transfer rate on the bus compared to previous solutions can be increased even further, so as to accelerate error-free communication over the bus.
  • the object is achieved by a subscriber station for a bus system with the features of claim 1.
  • the subscriber station includes a
  • Transceiver for sending a message to and / or
  • the transceiver is configured to lower a differential voltage from a first predetermined voltage value for a data transmission in a first time period to a second predetermined voltage value for a data transmission in a second time period or again from the second predetermined Raise voltage value to the first predetermined voltage value and decrease the decision threshold for receiving bits of the message in the second time period from a first predetermined threshold for a data transmission in the first period to a second predetermined threshold for a data transmission in the second period or again from the second predetermined threshold to raise the first predetermined threshold, and wherein the transceiver is configured to lower a differential voltage from a first predetermined voltage value for a data transmission in a first time period to a second predetermined voltage value for a data transmission in a second time period or again from the second predetermined threshold to raise the first predetermined threshold, and wherein the transceiver is configured to lower a differential voltage from a first predetermined voltage value for a data transmission in a first time period to a second predetermined voltage value for a data transmission in a
  • Subscriber station is configured to send the messages in the second period of time with a higher data transmission rate than in the first
  • the data transmission rate can be increased many times compared to conventional CAN or CAN FD.
  • Voltage (high voltage) of 5V or 3.3V does not bother a standard CAN or standard CAN FD communication on the bus.
  • the LVCAN subscriber station generates smaller differential voltages during data transmission than
  • differential voltages are so small that they can not be perceived by standard CAN subscriber stations because the
  • Differential voltages below the decision threshold of 1 V e.g. at 0.5 V or even negative.
  • the subscriber station is designed so that standard CAN subscribers are tolerant of the LV differential voltage changes made by the described subscriber station and none
  • the transceiver has a port and is configured depending on a signal on the port
  • the transceiver can be configured to evaluate a content of the message and, depending on the content of the message, to lower the differential voltage and the decision threshold or to increase the differential voltage and the decision threshold.
  • the transceiver has a first terminal and is configured, depending on a signal at the first terminal, the differential voltage with a first predetermined one
  • the subscriber station also has a
  • a communication controller configured to send the messages in the second time period with stuff bits at the locations where the stuff bits are expected upon synchronization of the subscriber stations of the bus system, and / or the communication controller or the transceiver is configured, the stuff bits with the Differential voltage level and the data transfer rate to create, as in the first period.
  • Communication control device or the transmitting / receiving device to be configured to create a recessive stuffing bit directly in sequence in addition to a dominant Stuff bit.
  • the first time period is preferably a time period in which it is determined which subscriber station at least temporarily receives exclusive, collision-free access to the bus or a common channel of the bus.
  • the second period of time is preferably a period of time in which the subscriber station has exclusive, collision-free access to the bus or a common channel of the bus.
  • the levels of the differential voltage have on average values that lie in a range of -1 V and 3 V. Additionally or alternatively, the differential voltage may have a value that is in a range of 0.2V ⁇ UD ⁇ 1V.
  • the transceiver can be configured to modulate an LV transmission in parallel to a transmission with the first predetermined current value.
  • the subscriber station may include an error counter configured to count how many times a transmission attempt is aborted, and wherein the transceiver is configured to switch to a transmission mode in which the differential voltage is switched to the first predetermined voltage mode, to send the messages only at the original level and original data rate when a count of the error counter exceeds a predetermined value.
  • the bus system is a CAN bus system or a CAN FD bus system. Additionally or alternatively, it is possible that at least one reflection reduction unit is arranged at the transmitting / receiving device, which is connected between two bus wires of the bus in order to reduce reflections in the bus system.
  • the subscriber station described above may be part of a bus system, which also includes a bus, via which at least two subscriber stations are connected to each other so that they can communicate with each other.
  • the bus system can also have a switch which is connected between at least two of the subscriber stations in order to divide the bus into approximately equal parts.
  • Receiving means for transmitting a message to and / or receiving a message from another / n subscriber station of the bus system used over a bus, wherein the transceiver means a
  • Threshold raises and wherein the subscriber station is configured, the messages in the second period with a higher
  • Subscriber station are called.
  • FIG. 1 is a simplified block diagram of a bus system according to a first embodiment
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a structure of a message transmitted from a subscriber station of the bus system according to the first embodiment
  • Embodiment is sent;
  • FIG. 3 shows a simplified structure of a transmitting / receiving device of a first and third subscriber station according to the first embodiment
  • FIG. 4 shows a schematic profile of a differential voltage of CAN_H-CAN_L over time during a useful data transmission in a second subscriber station according to the first exemplary embodiment
  • FIG. 5 shows a schematic course of a differential voltage of CAN_H-CAN_L over time during a useful data transmission at the first or third subscriber station according to the first exemplary embodiment
  • FIG. 6 shows a schematic profile of a differential voltage of CAN_H-CAN_L over time during a useful data transmission at the first or third subscriber station according to a second exemplary embodiment
  • FIG. 7 shows a schematic curve of a differential voltage of CAN_H-CAN_L over time during a user data transmission at the first or third subscriber station according to a third exemplary embodiment
  • FIG. 8 shows a schematic profile of a differential voltage of CAN_H-CAN_L over time during a useful data transmission in the first and third subscriber stations according to a fourth exemplary embodiment
  • 9 shows a simplified structure of a transmitting / receiving device of a first and third subscriber station according to a fifth embodiment
  • FIG. 10 is a simplified block diagram of a bus system according to a sixth embodiment.
  • bus system 1 shows a bus system 1, which may be, for example, a CAN bus system, a CAN FD bus system, etc.
  • the bus system 1 can be used in a vehicle, in particular a motor vehicle, an aircraft, etc., or in the hospital, etc.
  • the bus system 1 is not limited to a CAN bus system.
  • the bus system 1 has a plurality of subscriber stations 10, 20, 30 which are each connected to a bus 40 having a first bus core 41 and a second bus wire 42.
  • the bus wires 41, 42 can also be called CAN_H and CAN_L and serve to couple in the dominant state in the transmission state.
  • Via the bus 40 messages 45, 46, 47 can be transmitted in the form of signals between the individual subscriber stations 10, 20, 30.
  • Level configured as 5V or 3.3V which is the usual voltage level in digital systems.
  • Messages or lower level signals than 5V or 3.3V are also referred to below as LV messages whose bits are also referred to as LV bits.
  • the voltage of the signal to ground has a value of about 1.2 V or has the differential voltage a value that is in a range of 0.2V ⁇ UD ⁇ 1V.
  • Differential voltage signal level usually has a value which is in a range of 0.2 V ⁇ U D ⁇ 1V.
  • the subscriber stations 10, 20, 30 may, for example, control devices or
  • Display devices or sensors of a motor vehicle Display devices or sensors of a motor vehicle.
  • the subscriber stations 10, 30 each have one
  • the subscriber station 20 has a communication control device 11 and a transmitting / receiving device 13.
  • Subscriber stations 10, 30 and the transmitting / receiving device 13 of the subscriber station 20 are each connected directly to the bus 40, although this is not shown in Fig. 1.
  • the communication control device 11 is for controlling a
  • the communication control device 11 may be designed like a conventional CAN controller or CAN FD controller.
  • the transmitting / receiving device 12 is used to transmit the messages 45, 47 and will be described in more detail below.
  • the transmitting / receiving device 13 may be designed like a conventional CAN transceiver or CAN FD transceiver.
  • Reflection reduction unit 16 may be configured, for example, as a Zener diode which at as many points as possible the differential voltage UD on the bus 40th to at least 0 V and a maximum of 2V limit.
  • the voltage is limited to a maximum of 0.5 V or even 0.2 V during the transmission of LV bits, if appropriate in addition.
  • the 0.5 V limit is canceled, so that the limitation acts on 2 V.
  • a hard limit of 0.5 or 0.2 V would mean that no standard 2 V bit can be transmitted. Therefore, the procedure is that only if one can be expected with an LV transmission, then as many as possible
  • Subscriber stations 10, 20, 30 limit the voltage to a maximum of 0.5 or 0.2 V, but only so long as the short-circuit current caused by the limitation, namely the current through the Zener diode, does not exceed a certain value. If the short circuit current is e.g. greater than 0.3mA, the limit is switched from 0.5 or 0.2V to 2V, allowing a standard 2V bit to be sent.
  • CAN communication on the bus 40 are basically divided into two different time periods, namely the Arbitr istsphasen 451, 453 shown only schematically and a data area 452, which is also called data phase in CAN-FD.
  • the bitrate for the following data phase is reduced to z. B. 2, 4, 8Mbps increased.
  • the bit rate in the arbitration phases 451, 453 is less than the bit rate in the data area 452.
  • the data area 452 is significantly shorter than the data area 452 of the CAN frame.
  • the arbitration phase 451, 453 it is determined which of the currently transmitting subscriber station (s) 10, 20, 30 of the bus system 1 at least temporarily receives an exclusive, collision-free access to the bus 40 of the bus system 1.
  • the payload of the message 46 is transmitted by the subscriber station, which has won the arbitration.
  • Fig. 3 shows the terminals of a transmitting / receiving device 12 and the error counter 15 with a value of 7 for the counter 151 more accurate. Consequently the transmitting / receiving device 12 has, in addition to a first connection for the transmission signal Tx and a second connection for the reception signal Rx connections for the bus signals CAN_H and CAN_L, a connection LV which is in particular an input connection. In addition, the transmitting / receiving device 12 has a current source 121.
  • the transceiver 12 switches to LV operation.
  • the transceiver 12 lowers the current source 121 from the standard 33 mA to 8.3 mA to send an LV message 45, 47 with LV bits.
  • the transmitting / receiving device 12 lowers the transmitting / receiving device 12
  • Fig. 4 shows the signal levels for a differential voltage UD during the
  • Fig. 4 is a phase of the user data transmission of a standard CAN message
  • the stuff bits 60 are inserted into the standard CAN message 46 by the communication controller 11 at predetermined intervals to produce a
  • Fig. 5 shows the signal levels for a differential voltage UD during the payload transmission of an LV-CAN message 45, 47.
  • LV bits 65 transmitted with a bit duration T3.
  • the bit duration T3 is only half as long as the bit duration T1 of a stuff bit 60.
  • an LV bit may take 1/8 or 1/32 of the time required for a standard arbitration bit to transmit .
  • the LV recessive bit 1 has a differential voltage below 0.25V while the subdominant LV bit 0 has a differential voltage greater than 0.25V.
  • a subdominant LV bit 0 can always be overdriven by a dominant standard bit 0.
  • An LV message 45, 47 can have the same content as a standard CAN or CN FD message, with LV messages with more than 64 bytes being permitted, the LV bit times in the data part being shorter than the one
  • Arbitr istsbit lender may be in the header and the transmission of LV bits can be announced by one or more standard bits in the header.
  • stuff bits 60 can be inserted into the messages 45, 47 at the standard level and standard length intervals usually expected.
  • the communication controller 11 or the transceiver 12 may be configured to create a recessive stuff bit directly in sequence in addition to a dominant stuff bit.
  • a stuff bit 60 whose duration or bit duration T 1 is equal to the standard length of the stuff bit 60 is initially expected or transmitted at the transceiver 12. Thereafter, after lapse of a predetermined time T2 equal to half the time Tl, a decision threshold 121 for receiving bits is set to 0.25V.
  • signal levels are detected as bits when the signal level for the differential voltage UD during payload transmission standard CAN message or standard CAN FD message 46 rises above 0.25V.
  • Decision threshold 125 occurs after expiration of the time period T2 after the beginning of recognition of the second dominant stuff bit 60 in FIG. 5.
  • the payload transmission of an LV message 45, 47 may be fully compatible with a transmission according to the CAN protocol or the CAN FD protocol.
  • the subscriber stations 10, 30 thus additionally send standard-level stuff bits 60 during the
  • the subscriber stations 10, 30 as LV receivers change the decision threshold between 0.25 V and 1 V according to whether an original level bit or an LV bit 65 is expected.
  • CAN-L has a certain threshold of e.g. Exceeds 1V.
  • the LVCAN subscriber station 10 During communication in the bus system 1, for example, the LVCAN subscriber station 10 first tries to transmit its (LV message) 45 with LV level. If this is not possible, because it is from another LV message 47,
  • the subscriber station 10 tries to send the message 45 according to the standard protocol.
  • the transmission attempt of the LV message 45 starts at the same time as a standard message 46, ie after the end of the three interframe space bits. If an LV message 45 at the same time how a standard message 46 is to be sent, then recognizes that the solver, in this example, the subscriber station 10, at the latest after the attempt to send the first recessive stuffing bit 60 after 6 LV bits, because the differential voltage is not less than 0.1 V. falls or because the voltage rises above 1V.
  • the subscriber station 10 as LV transmitter recognizes that the solver, in this example, the subscriber station 10, at the latest after the attempt to send the first recessive stuffing bit 60 after 6 LV bits, because the differential voltage is not less than 0.1 V. falls or because the voltage rises above 1V.
  • the subscriber station 10 as LV transmitter recognizes that the
  • Subscriber station 20 wants to send a standard message 46. Since the subscriber station 20 as a (standard) transmitter is still busy sending the first (Start Of Frame) standard bit after 6 LV bits, the subscriber station 10 as the LV transmitter can, without delay, try to change its LV Send message 45 as standard message 46 or message with standard header but with LV content.
  • the LV data transmission may be briefly disturbed, so that the transmission is interrupted by an error frame. Every time an LV transmission is aborted by an error frame, the transmission is repeated again at the original level and original data rate according to the CAN protocol or the CAN FD protocol.
  • the transceiver 12 has an error counter 15 as previously described with reference to FIG.
  • the error counter 15 counts the number of error frames. If so many messages are erroneously transmitted in sequence that the count 151 of the error counter 15 exceeds a threshold, then the messages are sent only at the original level and original data rate instead of LV level and LV data rate. A certain number of messages sent / received error-free reduces the count 151 of the error counter 15. If the count 151 of the error counter 15 has dropped far enough, the transmission of LV messages is resumed. Due to the intermediate transmission with standard levels, the bus load can increase so much that low-priority messages can no longer be sent.
  • Fig. 6 shows the signal levels for a differential voltage UD during the
  • the transceiver 12 is constructed in the same manner as in the previous embodiment. However, in the present embodiment, no synchronization is the
  • the transceiver 12 may continuously assert the decision threshold 121 during the payload transmission of an LV-CAN message 45, 47, as shown in FIG.
  • the signal level of Fig. 6 corresponds to a pure LV-CAN in which the transmission of the stuffed-bit 60 with original level is dispensed with and the decision threshold remains permanently at 0.25V.
  • Fig. 7 shows the signal levels for a differential voltage UD during the
  • Embodiment a similar data transmission as described with reference to FIG. 5.
  • an LV level difference of + -0.5V instead of +0.5V is used as illustrated in FIG. This results in a larger voltage swing than in the case of FIG. 5, namely 1 V instead of 0.5 V, as in the example of FIG. 5.
  • the influence of interference radiation is reduced by the larger voltage swing of 1 V instead of 0.5 V.
  • the data transmission rate should be reduced to 1.6 or 2.4 times.
  • Fig. 8 shows the signal levels for a differential voltage UD during the
  • Embodiment Here, a similar data transmission as described with reference to FIG. 6. However, in the present embodiment, an LV level difference of + -0.5V instead of +0.5V is used, as previously described with reference to FIG. This results in a larger voltage swing of 1 V instead of 0.5 V, as in the example of FIG. 6.
  • the transceiver 120 has two connections, namely an input LVR and an output LVT.
  • the LVT output indicates when a standard bit on the bus 40 has been detected instead of an expected LV bit. Only if the LV operation is activated by the input LVR, then the limitation of the
  • the transmitting / receiving device 120 is constructed in the same way as the transmitting / receiving device 12 according to the preceding
  • the transceiver 120 may include a LVRx terminal for the LV receive signal and a LVTx terminal for comprise the LV transmit signal, which may also be referred to as the third and fourth terminals of the transceiver 120.
  • the LV transmission signal or LV reception signal can also already be created by the communication control device 11 or passed on to it.
  • connection LVTx for the LV transmit signal can not only in the transmission pauses in later development steps but also during a standard CAN transmission.
  • Transmission be modulated in parallel. The modulation may be similar to modulating data onto a power line.
  • FIG. 10 shows a bus system 2 according to a fifth embodiment.
  • the bus system 2 is largely implemented in the same way as described in the bus system 1 according to the first embodiment. in the
  • the bus system 2 additionally has a CAN switch 50.
  • the CAN switch 50 is preferably installed in the middle of the bus 40, whereby two separate buses 40 are generated.
  • the CAN switch 50 has the advantage that only the messages 45, 46, 47 which are of interest for the respective other part of the bus system 2 are forwarded. As a result, the bus load decreases in addition, which, because of fewer interrupted data transmission attempts, the speed of the
  • the CAN switch 50 has the advantage that it can be taken into account that the LV signals are very weak and therefore prone to
  • LV messages are in Bus systems 2 with distant subscriber stations 10, 20, 30 in unfavorable environment or operating conditions often destroyed.
  • the bus length can be reduced by using the CAN switch 50.
  • the bus systems 1, 2 of the embodiments described above can make a contribution to the fact that ever higher data rates are needed, which is driven by flashing ever-increasing program levels in the shortest possible time. Flashing can be done with standard CAN, e.g. for cameras take 2.5 hours and more. Ideally, many electrical consumers are switched off during flashing and thus turned off electromagnetic Einstrahl provoken. In part, the
  • Control units or subscriber stations of the bus system 1, 2 also outside the vehicle at special stations flashed. Shorter and shielded cables can be used here, which reduces the radiation to a minimum.
  • Subscriber stations 10, 20, 30 and the method may be used individually or in all possible combinations.
  • all the features of the previously described embodiments and / or their modifications can be arbitrarily combined or omitted.
  • the following modifications are conceivable, in particular.
  • bus system 1, 2 described above according to the exemplary embodiments is described with reference to a bus system based on the CAN protocol or CAN FD protocol.
  • bus system 1, 2 according to the various embodiments may also be another type of
  • the LV transmitter can detect overshoot of the subdominant LV bit by a dominant standard bit by exceeding a differential voltage threshold between 0.1 V or 0.25 V and 1 V earlier.
  • arbitration can also be carried out in such a way that it is only switched to large differential voltages if the arbitration according to the new method was unsuccessful and was reset to standard arbitration.
  • the limit of 0.2 V or 0.5 V can be increased to 2 V when through
  • Preceded collisions / errors sending a message with standard level can be expected.
  • the bus system 1, 2 is in particular a CAN network or a CAN FD network or a Flex Ray network or an SPI network.
  • one of the two bus wires 41, 42 connected to ground and thus is a Masseader and the other of the two bus wires 41, 42 is a signal wire on which the bus signal for the messages 45, 46, 47 is transmitted ,
  • Bus system 1, 2 is arbitrary. In particular, only subscriber stations 10 or subscriber stations 30 can be present in the bus systems 1, 2 of the exemplary embodiments.
  • the functionality of the embodiments described above can be implemented not only in a transceiver 12. Additionally or alternatively, the functionality can be integrated into existing products. In particular, it is possible that the functionality under consideration either in a transmitting / receiving device 12 as a separate electronic component (Chip) is realized or embedded in an integrated overall solution in which only one electronic component (chip) is present.
  • Chip separate electronic component

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Signal Processing (AREA)
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  • Dc Digital Transmission (AREA)

Abstract

Es sind eine Teilnehmerstation (10) für ein Bussystem (1; 2) und ein Verfahren zur Datenübertragung in einem Bussystem (1; 2) bereitgestellt. Die Teilnehmerstation (10) umfasst eine Sende-/Empfangseinrichtung (12) zum Senden einer Nachricht (45; 46; 47) an und/oder Empfangen einer Nachricht (45; 46; 47) von eine/r weitere/n Teilnehmerstation (20; 30) des Bussystems (1; 2) über einen Bus (40), wobei die Sende-/Empfangseinrichtung (12) ausgestaltet ist, eine Differenzspannung von einem ersten vorbestimmten Spannungswert für eine Datenübertragung in einem ersten Zeitabschnitt auf einen zweiten vorbestimmten Spannungswert für eine Datenübertragung in einem zweiten Zeitabschnitt abzusenken oder wieder von dem zweiten vorbestimmten Spannungswert auf den ersten vorbestimmten Spannungswert anzuheben und die Entscheidungsschwelle (125, 126) für den Empfang von Bits der Nachricht (45; 46; 47) in dem zweiten Zeitabschnitt von einem ersten vorbestimmten Schwellenwert für eine Datenübertragung in dem ersten Zeitabschnitt auf einen zweiten vorbestimmten Schwellenwert für eine Datenübertragung in dem zweiten Zeitabschnitt abzusenken oder wieder von dem zweiten vorbestimmten Schwellenwert auf den ersten vorbestimmten Schwellenwert anzuheben, und wobei die Teilnehmerstation (10) ausgestaltet ist, die Nachrichten (45; 47) in dem zweiten Zeitabschnitt mit einer höheren Datenübertragungsrate zu senden oder zu empfangen als in dem ersten Zeitabschnitt.

Description

Beschreibung Titel
Teilnehmerstation für ein Bussystem und Verfahren zur Datenübertragung in einem Bussystem
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Teilnehmerstation für ein Bussystem und ein Verfahren zur Datenübertragung in einem Bussystem, bei welchem ein Protokoll für CAN oder CAN FD mit niedrigerer Spannung als üblich ausgeführt wird.
Stand der Technik Beispielsweise in Fahrzeugen sind CAN-Netzwerke vorgesehen, in welchen
Nachrichten mittels des CAN- und/oder CAN FD Protokolls übertragen werden, wie es in der derzeitigen ISO-CD-11898-1 als CAN Protokoll-Spezifikation mit CAN FD beschrieben ist. Bei CAN kann in vielen Fällen die Datenrate nicht weiter erhöht werden, weil ansonsten die Spannungsflanken so steil gewählt werden müssten, dass mehr elektromagnetische Emissionen erzeugt werden würden als zugelassen. In früheren Zeiten gab es nur einen einzigen langen CAN-Bus, der alle
Steuergeräte im Fahrzeug miteinander verbunden hat. Heutzutage gibt es aufgrund der großen Anzahl an Teilnehmern viele kürzere CAN-Busse. Die kurzen Kabellängen sorgen für einen besseren Signal- Rausch- Abstand.
Zunehmende Kommunikation auf dem CAN-Bus erfordert eine Erhöhung der Datenrate auch über CAN FD hinaus. Bei der Anmelderin wurde daher überlegt, anstelle des bisherigen CAN- Bussystems ein Bussystem zu verwenden, bei welchem eine niedrigere
Spannung (low voltage) als die sonst bei digitalen Systemen übliche hohe Spannung (high voltage) von 5V oder 3,3 V verwendet wird. Derartige Systeme mit der niedrigeren Spannung sind als LVDS (Low Voltage Digital System) bekannt.
Problematisch ist jedoch, dass bereits vorhandene Bussysteme nicht kompatibel mit einer LVDS-Teilnehmerstation sind, die auf dem LVDS-System basiert. Die LV- Nachrichten der LVDS-Teilnehmerstationen werden von den
Teilnehmerstationen der herkömmlichen Teilnehmerstationen zerstört. Daher müssen in einem bestehenden Standard-CAN-System alle vorhandenen
Teilnehmerstationen auf ein LVDS-System umgerüstet werden. Dies ist sehr aufwändig und kostenintensiv.
Offenbarung der Erfindung
Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Teilnehmerstation für ein Bussystem und ein Verfahren zur Datenübertragung in einem Bussystem bereitzustellen, welche die zuvor genannten Probleme lösen. Insbesondere sollen eine Steuereinrichtung für ein Bussystem und ein Verfahren zur
Datenübertragung in einem Bussystem bereitgestellt werden, bei welchen die Datenübertragungsrate auf dem Bus gegenüber bisherigen Lösungen noch weiter erhöht werden kann, um so eine fehlerfreie Kommunikation über den Bus zu beschleunigen.
Die Aufgabe wird durch eine Teilnehmerstation für ein Bussystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die Teilnehmerstation umfasst eine
Sende-/Empfangseinrichtung zum Senden einer Nachricht an und/oder
Empfangen einer Nachricht von eine/r weitere/n Teilnehmerstation des
Bussystems über einen Bus, wobei die Sende-/Empfangseinrichtung ausgestaltet ist, eine Differenzspannung von einem ersten vorbestimmten Spannungswert für eine Datenübertragung in einem ersten Zeitabschnitt auf einen zweiten vorbestimmten Spannungswert für eine Datenübertragung in einem zweiten Zeitabschnitt abzusenken oder wieder von dem zweiten vorbestimmten Spannungswert auf den ersten vorbestimmten Spannungswert anzuheben und die Entscheidungsschwelle für den Empfang von Bits der Nachricht in dem zweiten Zeitabschnitt von einem ersten vorbestimmten Schwellenwert für eine Datenübertragung in dem ersten Zeitabschnitt auf einen zweiten vorbestimmten Schwellenwert für eine Datenübertragung in dem zweiten Zeitabschnitt abzusenken oder wieder von dem zweiten vorbestimmten Schwellenwert auf den ersten vorbestimmten Schwellenwert anzuheben, und wobei die
Teilnehmerstation ausgestaltet ist, die Nachrichten in dem zweiten Zeitabschnitt mit einer höheren Datenübertragungsrate zu senden als in dem ersten
Zeitabschnitt.
Mit der Teilnehmerstation kann die Datenübertragungsrate im Vergleich zu konventionellem CAN oder CAN FD um ein Vielfaches erhöht werden.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die von der Teilnehmerstation
durchgeführte LV- Kommunikation, die mit einer niedrigeren Spannung (low voltage) abläuft als mit der sonst bei digitalen Systemen üblichen hohen
Spannung (high voltage) von 5V oder 3,3 V eine Standard-CAN oder Standard- CAN FD Kommunikation auf dem Bus nicht stört. Die LVCAN-Teilnehmerstation erzeugt bei der Datenübertragung kleinere Differenzspannungen als
üblich. Die Differenzspannungen sind so klein, dass sie von Standard-CAN Teilnehmerstationen nicht wahrgenommen werden können, weil die
Differenzspannungen unter der Entscheidungsschwelle von 1 V liegen, nämlich z.B. bei 0,5 V oder sogar negativ sind.
Vorteilhaft ist die Teilnehmerstation so konzipiert, dass Standard-CAN- Teilnehmer den von der beschriebenen Teilnehmerstation durchgeführten LV- Differenzspannungsänderungen gegenüber tolerant sind und keine
Fehlernachrichten verschicken. Dadurch können mehrere LV-CAN- Teilnehmerstationen ungestört kommunizieren. Jedoch ist die zuvor
beschriebene Teilnehmerstation derart konzipiert, dass sie bei Bedarf auf das Standard- Protokoll wechseln kann und dann ebenfalls mit Standard-CAN- Teilnehmerstationen Informationen austauschen kann. Das von der beschriebenen Teilnehmerstation ausgeführte Verfahren ist also voll kompatibel zu bisherigen CAN-Bus-Systemen. Standard-CAN- oder Standard- CAN FD-Teilnehmerstationen können daher nach und nach im Bus durch LV- CAN-Teilnehmer ersetzt werden.
Vorteilhafte weitere Ausgestaltungen der Teilnehmerstation sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Sende-/Empfangseinrichtung einen Anschluss auf und ist ausgestaltet, abhängig von einem Signal an dem
Anschluss die Differenzspannung und die Entscheidungsschwelle abzusenken oder die Differenzspannung und die Entscheidungsschwelle anzuheben.
Zusätzlich oder alternativ kann die Sende-/Empfangseinrichtung ausgestaltet sein, einen Inhalt der Nachricht auszuwerten und abhängig von dem Inhalt der Nachricht die Differenzspannung und die Entscheidungsschwelle abzusenken oder die Differenzspannung und die Entscheidungsschwelle anzuheben.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Sende-/Empfangseinrichtung einen ersten Anschluss auf und ist ausgestaltet, abhängig von einem Signal an dem ersten Anschluss die Differenzspannung mit einem ersten vorbestimmten
Spannungswert für eine Datenübertragung zu erzeugen, einen zweiten
Anschluss für einen Empfang der Bits mit der Entscheidungsschwelle auf, die den ersten vorbestimmten Schwellenwert hat, und einen dritten Anschluss auf und ist ausgestaltet, abhängig von einem Signal an dem dritten Anschluss die Differenzspannung mit einem zweiten vorbestimmten Spannungswert für eine
Datenübertragung zu erzeugen, und einen vierten Anschluss für den Empfang der Bits mit der Entscheidungsschwelle auf, die den zweiten vorbestimmten Schwellenwert hat. Gemäß einem Ausführungsbeispiel hat die Teilnehmerstation zudem eine
Kommunikationssteuereinrichtung, die ausgestaltet ist, die Nachrichten in dem zweiten Zeitabschnitt mit Stuff-Bits an den Stellen zu senden, an welchen die Stuff-Bits bei einer Synchronisation der Teilnehmerstationen des Bussystems erwartet werden, und/oder wobei die Kommunikationssteuereinrichtung oder die Sende-/Empfangseinrichtung ausgestaltet ist, die Stuff-Bits mit dem Differenzspannungspegel und der Datenübertragungsrate zu erstellen, wie in dem ersten Zeitabschnitt. Zusätzlich oder alternativ kann die
Kommunikationssteuereinrichtung oder die Sende-/Empfangseinrichtung ausgestaltet sein, zusätzlich zu einem dominanten Stuff-Bit ein rezessives Stuff- Bit direkt in Folge zu erstellen.
Der erste Zeitabschnitt ist vorzugsweise ein Zeitabschnitt, in welchem bestimmt wird, welche Teilnehmerstation zumindest zeitweise einen exklusiven, kollisionsfreien Zugriff auf den Bus oder einen gemeinsamen Kanal des Busses bekommt. Der zweite Zeitabschnitt ist vorzugswiese ein Zeitabschnitt, in welchem die Teilnehmerstation den exklusiven, kollisionsfreien Zugriff auf den Bus oder einen gemeinsamen Kanal des Busses hat.
Denkbar ist, dass die Pegel der Differenzspannung im Mittel Werte haben, die in einem Bereich von -1 V und 3 V liegen. Zusätzlich oder alternativ kann die Differenzspannung einen Wert haben, der in einem Bereich von 0,2 V < UD ^ 1 V liegt.
Gemäß einer Ausgestaltung kann die Sende-/Empfangseinrichtung ausgestaltet sein, auf eine Übertragung mit dem ersten vorbestimmten Stromwert eine LV- Übertragung parallel aufzumodulieren. Zusätzlich oder alternativ kann die Teilnehmerstation einen Fehlerzähler aufweisen, der zum Zählen ausgestaltet ist, wie oft ein Sendeversuch abgebrochen wird, und wobei die Sende- /Empfangseinrichtung ausgestaltet ist, in einen Sendebetrieb umzuschalten, bei welchem die Differenzspannung auf den ersten vorbestimmten Spannungsart geschaltet ist, um die Nachrichten nur mit dem Originalpegel und Original- Datenrate zu versenden, wenn ein Zählerstand des Fehlerzählers einen vorbestimmten Wert überschreitet.
Möglicherweise ist das Bussystem ein CAN-Bussystem oder ein CAN FD- Bussystem ist. Zusätzlich oder alternativ ist es möglich, dass bei der Sende- /Empfangseinrichtung mindestens eine Reflexionenreduktionseinheit angeordnet ist, die zwischen zwei Busadern des Busses angeschlossen ist, um Reflexionen im Bussystem zu reduzieren. Die zuvor beschriebene Teilnehmerstation kann Teil eines Bussystems sein, das zudem einen Bus umfasst, über welchen mindestens zwei Teilnehmerstationen derart miteinander verbunden sind, dass sie miteinander kommunizieren können. Hierbei kann das Bussystem zudem einen Switch aufweisen, der zwischen mindestens zwei der Teilnehmerstationen geschaltet ist, um den Bus in annähernd gleichgroße Teile aufzuteilen.
Die zuvor genannte Aufgabe wird zudem durch ein Verfahren zur
Datenübertragung nach Anspruch 10 in einem zuvor beschriebenen Bussystem gelöst. Bei dem Verfahren wird in dem Bussystem eine Sende-
/Empfangseinrichtung zum Senden einer Nachricht an und/oder Empfangen einer Nachricht von eine/r weitere/n Teilnehmerstation des Bussystems über einen Bus verwendet, wobei die Sende-/Empfangseinrichtung eine
Differenzspannung von einem ersten vorbestimmten Spannungswert für eine Datenübertragung in einem ersten Zeitabschnitt auf einen zweiten vorbestimmten
Spannungswert für eine Datenübertragung in einem zweiten Zeitabschnitt absenkt oder wieder von dem zweiten vorbestimmten Spannungswert auf den ersten vorbestimmten Spannungswert anhebt und die Entscheidungsschwelle für den Empfang von Bits der Nachricht in dem zweiten Zeitabschnitt von einem ersten vorbestimmten Schwellenwert für eine Datenübertragung in dem ersten
Zeitabschnitt auf einen zweiten vorbestimmten Schwellenwert für eine
Datenübertragung in dem zweiten Zeitabschnitt absenkt oder wieder von dem zweiten vorbestimmten Schwellenwert auf den ersten vorbestimmten
Schwellenwert anhebt, und wobei die Teilnehmerstation ausgestaltet ist, die Nachrichten in dem zweiten Zeitabschnitt mit einer höheren
Datenübertragungsrate zu senden als in dem ersten Zeitabschnitt.
Das Verfahren bietet dieselben Vorteile, wie sie zuvor in Bezug auf die
Teilnehmerstation genannt sind.
Weitere mögliche Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der
Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale oder Ausführungsformen. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der Erfindung hinzufügen. Zeichnungen
Nachfolgend ist die Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung und anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 ein vereinfachtes Blockschaltbild eines Bussystems gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
Fig. 2 ein Schaubild zur Veranschaulichung eines Aufbaus einer Nachricht, die von einer Teilnehmerstation des Bussystems gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel gesendet wird;
Fig. 3 einen vereinfachten Aufbau einer Sende-/Empfangseinrichtung einer ersten und dritten Teilnehmerstation gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
Fig. 4 einen schematischen Verlauf einer Differenzspannung von CAN_H - CAN_L über der Zeit während einer Nutzdatenübertragung bei einer zweiten Teilnehmerstation gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
Fig. 5 einen schematischen Verlauf einer Differenzspannung von CAN_H - CAN_L über der Zeit während einer Nutzdatenübertragung bei der ersten oder dritten Teilnehmerstation gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
Fig. 6 einen schematischen Verlauf einer Differenzspannung von CAN_H - CAN_L über der Zeit während einer Nutzdatenübertragung bei der ersten oder dritten Teilnehmerstation gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;
Fig. 7 einen schematischen Verlauf einer Differenzspannung von CAN_H - CAN_L über der Zeit während einer Nutzdatenübertragung bei der ersten oder dritten Teilnehmerstation gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel;
Fig. 8 einen schematischen Verlauf einer Differenzspannung von CAN_H - CAN_L über der Zeit während einer Nutzdatenübertragung bei der ersten und dritten Teilnehmerstation gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel; Fig. 9 einen vereinfachten Aufbau einer Sende-/Empfangseinrichtung einer ersten und dritten Teilnehmerstation gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel; und
Fig. 10 ein vereinfachtes Blockschaltbild eines Bussystems gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel.
In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente, sofern nichts anderes angegeben ist, mit denselben Bezugszeichen versehen.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Fig. 1 zeigt ein Bussystem 1, das beispielsweise ein CAN- Bussystem, ein CAN FD-Bussystem, usw., sein kann. Das Bussystem 1 kann in einem Fahrzeug, insbesondere einem Kraftfahrzeug, einem Flugzeug, usw., oder im Krankenhaus usw. Verwendung finden. Das Bussystem 1 ist jedoch nicht auf ein CAN- Bussystem beschränkt. In Fig. 1 hat das Bussystem 1 eine Vielzahl von Teilnehmerstationen 10, 20, 30, die jeweils an einen Bus 40 mit einer ersten Busader 41 und einer zweiten Busader 42 angeschlossen sind. Die Busadern 41, 42 können auch CAN_H und CAN_L genannt werden und dienen zur Einkopplung der dominanten Pegel im Sendezustand. Über den Bus 40 können Nachrichten 45, 46, 47 in der Form von Signalen zwischen den einzelnen Teilnehmerstationen 10, 20, 30 übertragen werden.
Zusätzlich sind mindestens zwei der Teilnehmerstationen 10, 20, 30, bei diesem Ausführungsbeispiel die Teilnehmerstationen 10, 30, zum Senden oder
Empfangen von Daten in Form von Nachrichten oder Signalen mit niedrigerem
Pegel als 5V oder 3,3V ausgestaltet, was der sonst bei digitalen Systemen übliche Spannungspegel ist. Nachrichten oder Signale mit niedrigerem Pegel als 5V oder 3,3V sind nachfolgend auch als LV- Nachrichten, deren Bits auch als LV- Bits bezeichnet. Bei den Teilnehmerstationen 10, 30 hat die Spannung des Signals gegen Masse einen Wert von ca. 1,2 V oder hat die Differenzspannung einen Wert, der in einem Bereich von 0,2 V < UD ^ 1 V liegt. Der
Differenzspannungssignalpegel hat üblicherweise einen Wert, der in einem Bereich von 0,2 V < UD < 1 V liegt. Die Teilnehmerstationen 10, 20, 30 können beispielsweise Steuergeräte oder
Anzeigevorrichtungen oder Sensoren eines Kraftfahrzeugs sein.
Wie in Fig. 1 gezeigt, haben die Teilnehmerstationen 10, 30 jeweils eine
Kommunikationssteuereinrichtung 11 eine Sende-/Empfangseinrichtung 12, einen Fehlerzähler 15 und eine Reflexionsreduktionseinheit 16. Der Fehlerzähler
15 kann bei zumindest einer der Teilnehmerstationen 10, 30 auch Teil der Kommunikationssteuereinrichtung 11 sein. Die Arbeitsweise des Fehlerzählers 15 ist in Bezug auf Fig. 5 genauer beschrieben. Die Teilnehmerstation 20 hat dagegen gemäß Fig. 1 eine Kommunikationssteuereinrichtung 11 und eine Sende-/Empfangseinrichtung 13. Die Sende-/Empfangseinrichtungen 12 der
Teilnehmerstationen 10, 30 und die Sende-/Empfangseinrichtung 13 der Teilnehmerstation 20 sind jeweils direkt an den Bus 40 angeschlossen, auch wenn dies in Fig. 1 nicht dargestellt ist. Die Kommunikationssteuereinrichtung 11 dient zur Steuerung einer
Kommunikation der jeweiligen Teilnehmerstation 10, 20, 30 über den Bus 40 mit einer anderen Teilnehmerstation der an den Bus 40 angeschlossenen
Teilnehmerstationen 10, 20, 30. Die Kommunikationssteuereinrichtung 11 kann wie ein herkömmlicher CAN-Controller oder CAN FD-Controller ausgeführt sein. Die Sende-/Empfangseinrichtung 12 dient zum Senden der Nachrichten 45, 47 und ist im Folgenden noch ausführlicher beschrieben. Die Sende- /Empfangseinrichtung 13 kann wie ein herkömmlicher CAN-Transceiver oder CAN FD-Transceiver ausgeführt sein. Mit der Reflexionsreduktionseinheit 16 können Reflexionen unterdrückt werden, die durch offene Busaderenden, Steckverbinder oder Abzweigungen im Bus 40 entstehen. Die Reflexionenreduktionseinheit 16 ist vorzugsweise zwischen die zwei Busadern 41, 42 des Busses 40 angeschlossen. Die
Reflexionsreduktionseinheit 16 kann beispielsweise als Zenerdiode ausgestaltet sein, die an möglichst vielen Stellen die Differenzspannung UD auf dem Bus 40 auf mindestens 0 V und maximal 2V begrenzen. Um Reflexionen ebenso für LV- Bits unterdrücken zu können, wird die Spannung während der Übertragung von LV-Bits, gegebenenfalls zusätzlich, auf maximal 0,5 V oder sogar 0,2 V begrenzt. Rechtzeitig bevor Bits mit Originalpegel übertragen werden, wird die 0,5 V- Begrenzung aufgehoben, so dass die Begrenzung auf 2 V wirkt. Eine harte Begrenzung auf 0,5 oder 0,2 V würde jedoch dazu führen, dass kein Standard Bit mit 2 V übertragen werden kann. Darum wird so vorgegangen, dass nur wenn mit einer LV- Übertragung gerechnet werden kann, dann möglichst viele der
Teilnehmerstationen 10, 20, 30 die Spannung auf maximal 0,5 oder 0,2 V begrenzen aber auch nur solange, wie der Kurzschlussstrom, der durch die Begrenzung hervorgerufen wird, nämlich der Strom durch die Zenerdiode, einen bestimmten Wert nicht überschreitet. Wird der Kurzschlussstrom z.B. größer als 0,3 mA, dann wird die Begrenzung von 0,5 oder 0,2 V auf 2 V umgeschaltet und damit zugelassen, dass ein Standard-Bit mit 2 V gesendet werden kann.
Wie in Fig. 2 anhand der Nachricht 46 für einen CAN-Rahmen oben in Fig. 2 und einen CAN-FD-Rahmen unten in Fig. 2 jeweils als Spannung U über der Zeit t gezeigt, kann die CAN- Kommunikation auf dem Bus 40 grundlegend in zwei unterschiedliche Zeitabschnitte unterteilt werden, nämlich die nur schematisch dargestellten Arbitrierungsphasen 451, 453 und einen Datenbereich 452, der bei CAN- FD auch Datenphase genannt wird. Bei CAN- FD wird im Vergleich zum klassischen CAN am Ende der Arbitrierungsphase die Bitrate für die folgende Datenphase auf z. B. 2, 4, 8Mbps erhöht. Damit gilt, dass bei CAN- FD die Bitrate in den Arbitrierungsphasen 451, 453 kleiner als die Bitrate im Datenbereich 452 ist. Bei CAN- FD ist der Datenbereich 452 gegenüber dem Datenbereich 452 des CAN-Rahmens deutlich verkürzt.
In der Arbitrierungsphase 451, 453 wird bestimmt, welche der derzeit sendenden Teilnehmerstation(en) 10, 20, 30 des Bussystems 1 zumindest zeitweise einen exklusiven, kollisionsfreien Zugriff auf den Bus 40 des Bussystems 1 bekommt. In dem Datenbereich 452 findet eine Übertragung der Nutzdaten der Nachricht 46 durch die Teilnehmerstation statt, welche die Arbitrierung gewonnen hat.
Fig. 3 zeigt die Anschlüsse einer Sende-/Empfangseinrichtung 12 und den Fehlerzähler 15 mit einem Wert von 7 für den Zählerstand 151 genauer. Somit hat die Sende-/Empfangseinrichtung 12 zusätzlich zu einem ersten Anschluss für das Sendesignal Tx und einem zweiten Anschluss für das Empfangssignal Rx Anschlüsse für die Bussignale CAN_H und CAN_L einen Anschluss LV, der insbesondere ein Eingangsanschluss ist. Zudem weist die Sende- /Empfangseinrichtung 12 eine Stromquelle 121 auf.
Abhängig von einem Signal an dem Anschluss LV schaltet die Sende- /Empfangseinrichtung 12 auf LV-Betrieb um. Im LV-Betrieb senkt die Sende- /Empfangseinrichtung 12 die Stromquelle 121 von den üblichen 33 mA auf 8,3 mA ab, um eine LV-Nachricht 45, 47 mit LV-Bits zu senden. Außerdem, insbesondere gleichzeitig, senkt die Sende-/Empfangseinrichtung 12 die
Entscheidungsschwelle für den Empfang von LV-Bits von 1 V auf die Hälfte der Spannungsbegrenzung, also beispielsweise 0,25 V oder 0,1 V, ab. Ebenso, insbesondere gleichzeitig, senkt die Sende-/Empfangseinrichtung 12 die
Spannungsbegrenzung von 2 V auf vorzugsweise 0,5 V oder 0,2 ab. Die Abläufe hierfür sind in Fig. 4 bis Fig. 6 veranschaulicht.
Fig. 4 zeigt die Signalpegel für eine Differenzspannung UD während der
Nutzdatenübertragung einer Standard CAN-Nachricht 46. Hier ist bei der Sende- /Empfangseinrichtung 12 eine Entscheidungsschwelle 125 für den Empfang von
Bits auf 1 V gesetzt. Somit werden Bits erkannt, wenn der Signalpegel für eine Differenzspannung UD während der Nutzdatenübertragung einer Standard CAN- Nachricht 46 über 1 V ansteigt. In Fig. 4 ist eine Phase der Nutzdatenübertragung einer Standard CAN-Nachricht
46 zwischen zwei Stuff-Bits 60 mit einer Bitdauer Tl gezeigt. Die Stuff-Bits 60 werden von der Kommunikationssteuereinrichtung 11 nach vorbestimmten Zeitabständen in die Standard CAN-Nachricht 46 eingefügt, um eine
Synchronisation der Teilnehmerstationen 10, 20, 30 des Bussystems 1 zu ermöglichen.
Beim Standard-CAN oder Standard-CAN FD bleibt somit die
Entscheidungsschwelle 125 ständig auf 1 V. In Unterschied dazu zeigt Fig. 5 die Signalpegel für eine Differenzspannung UD während der Nutzdatenübertragung einer LV-CAN-Nachricht 45, 47. Hier werden, um die bestmögliche Kompatibilität mit bestehenden zuvor
beschriebenen Standards zu erreichen, auch bei den LV- Nachrichten 45, 47 zunächst die Bits mit normalem Pegel übertragen, wie bei einer Standard CAN- Nachricht oder Standard CAN FD-Nachricht 46. Erst nach erfolgreicher
Arbitrierung werden die Pegel reduziert und damit LV-Bits 65 mit einer Bitdauer T3 übertragen. In Fig. 5 ist die Bitdauer T3 nur halb so lang wie die Bitdauer Tl eines Stuff-Bits 60. Ein LV-Bit kann insbesondere 1/8 oder 1/32 der Zeit dauern, die ein Standard-Arbitrierungs-Bit für die Übertragung benötigt. Das rezessive LV-Bit 1 hat eine Differenzspannung unter 0,25 V, während das Subdominante LV-Bit 0 eine Differenzspannung größer als 0,25 V hat. Ein subdominantes LV- Bit 0 kann immer durch ein dominantes Standard- Bit 0 überdrückt werden. Eine LV-Nachricht 45, 47 kann inhaltlich genauso aufgebaut sein wie eine Standard- CAN oder CN FD Nachricht, wobei LV- Nachrichten mit mehr als 64 Byte zugelassen sind, die LV-Bitzeiten im Daten-Teil kürzer als die
Arbitrierungsbitzeiten im Header sein dürfen und das Versenden von LV-Bits durch ein oder mehrere Standardbits im Header angekündigt werden können.
Damit bereits im Markt befindliche Teilnehmerstationen, wie die
Teilnehmerstation 20, keine Fehler erkennen, können Stuff-Bits 60 in den gewöhnlich erwarteten Zeitabständen mit Standard- Pegel und Standardlänge in die Nachrichten 45, 47 eingefügt werden.
Optional kann die Kommunikationssteuereinrichtung 11 oder die Sende- /Empfangseinrichtung 12 ausgestaltet sein, zusätzlich zu einem dominanten Stuff-Bit ein rezessives Stuff-Bit direkt in Folge zu erstellen.
Gemäß Fig. 5 wird bei der Sende-/Empfangseinrichtung 12 nach der Arbitrierung in den Nutzdaten zunächst ein Stuff-Bit 60 erwartet oder gesendet, dessen Zeitdauer oder Bitdauer Tl beträgt, was gleich der Standardlänge des Stuff-Bits 60 ist. Danach wird nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit T2, die gleich der Hälfte der Zeitdauer Tl ist, eine Entscheidungsschwelle 121 für den Empfang von Bits auf 0,25 V gesetzt. Somit werden Signalpegel als Bits erkannt, wenn der Signalpegel für die Differenzspannung UD während der Nutzdatenübertragung einer Standard CAN-Nachricht oder Standard CAN FD-Nachricht 46 über 0,25 V ansteigt. Nach Empfang des dominanten Stuff-Bits 60 mit der Zeitdauer Tl und dem Empfang eines rezessiven Stuff-Bits 60A mit der weiteren Zeitdauer Tl folgen Nutzdaten- Bits 65 mit einer Bitdauer T3. Wird wieder ein Stuff-Bit 60 empfangen, hebt die Sende-/Empfangseinrichtung 12 die Entscheidungsschwelle
121 für den Empfang von Bits wieder von 0,25 V auf 1 V an, wie in Fig. 5 dargestellt. Die Umschaltung der Entscheidungsschwelle 121 auf die
Entscheidungsschwelle 125 erfolgt nach Ablauf der Zeitdauer T2 nach Beginn einer Erkennung des zweiten dominanten Stuff-Bits 60 in Fig. 5.
Die Nutzdatenübertragung einer LV-Nachricht 45, 47 kann voll kompatibel zu einer Übertragung gemäß dem CAN-Protokoll oder dem CAN FD Protokoll sein.
Beim voll kompatiblen LV-CAN gemäß Fig. 5 senden die Teilnehmerstationen 10, 30 somit zusätzlich Stuff-Bits 60 mit Standard- Pegel während der
Nutzdatenübertragung an den von der Standard-CAN-Teilnehmerstation 20 erwarteten Stellen. Die Teilnehmerstationen 10, 30 als LV-Empfänger wechseln die Entscheidungsschwelle zwischen 0,25 V und 1 V je nachdem ob ein Bit mit Originalpegel oder ein LV-Bit 65 erwartet wird.
Bei einer Kommunikation im Bussystem 1 bewegen sich die beiden Pegel von CAN-H und CAN-L, solange keine Standard CAN (FD) Nachrichten versendet werden, bei um die 2,5 V. Die Differenzspannung beträgt also 0 V. Gewöhnliche CAN-Teilnehmer, wie die Teilnehmerstation 20, erkennen den Start einer Datenübertragung erst, wenn die Differenzspannung zwischen CAN-H und
CAN-L eine gewisse Schwelle von z.B. 1 V überschreitet.
Bei der Kommunikation im Bussystem 1 versucht beispielsweise die LVCAN- Teilnehmerstation 10 zunächst ihre (LV-Nachricht) 45 mit LV- Pegel zu senden. Ist das nicht möglich, weil sie von einer anderen LV-Nachricht 47,
elektromagnetischer Einstrahlung oder einer Standard- Nachricht 46
zerstört dominiert wurde, versucht die Teilnehmerstation 10 die Nachricht 45 nach dem Standard- Protokoll zu versenden. Der Sendeversuch der LV-Nachricht 45 startet zur gleichen Zeit wie eine Standard- Nachricht 46, also nach dem Ende der drei Inter- Frame-Space Bits. Wenn eine LV-Nachricht 45 zur gleichen Zeit wie eine Standard- Nachricht 46 versendet werden soll, dann erkennt das der Lösender, in diesem Beispiel die Teilnehmerstation 10, spätestens nach dem Sendeversuch des ersten rezessiven Stuff-Bits 60 also nach 6 LV-Bits, weil die Differenzspannung nicht unter 0,1 V fällt, oder daran, dass die Spannung über 1 V ansteigt. Die Teilnehmerstation 10 als LV-Sender erkennt, dass die
Teilnehmerstation 20 eine Standardnachricht 46 versenden möchte. Da die Teilnehmerstation 20 als (Standard-) Sender nach 6 LV-Bits immer noch damit beschäftigt ist, das erste (Start Of Frame) Standard-Bit zu senden, kann die Teilnehmerstation 10 als der LV-Sender ohne Verzögerung versuchen, ihre LV- Nachricht 45 als Standard- Nachricht 46 bzw. als Nachricht mit Standard- Header aber mit LV-lnhalt zu versenden.
Unter besonderen Bedingungen, wie beispielsweise extremen Temperaturen, extremer Luftfeuchtigkeit, Kurzschlüsse mit Funkenschlag, usw., kann die LV- Datenübertragung kurzzeitig gestört sein, so dass die Übertragung durch ein Errorframe abgebrochen wird. Immer wenn eine LV-Übertragung durch ein Errorframe abgebrochen wurde, wird die Übertragung erneut mit Original-Pegel und Original- Datenrate gemäß dem CAN-Protokoll oder dem CAN FD Protokoll wiederholt.
Daher weist die Sende-/Empfangseinrichtung 12 einen Fehlerzähler 15 auf, wie zuvor in Bezug auf Fig. 3 beschrieben. Der Fehlerzähler 15 zählt die Anzahl der Errorframes. Wenn so viele Nachrichten fehlerhaft in Folge übertragen werden, dass der Zählerstand 151 des Fehlerzählers 15 eine Schwelle überschreitet, dann werden die Nachrichten nur noch mit Originalpegel und Original- Datenrate anstatt LV- Pegel und LV- Datenrate versendet. Eine bestimmte Anzahl fehlerfrei gesendeter/empfangener Nachrichten reduziert den Zählerstand 151 des Fehlerzählers 15. Wenn der Zählerstand 151 des Fehlerzählers 15 weit genug abgesunken ist, wird der Versand von LV- Nachrichten wieder aufgenommen. Durch die zwischenzeitliche Übertragung mit Standardpegeln kann zwar die Buslast soweit ansteigen, dass niederpriore Nachrichten nicht mehr versendet werden können. Allerdings ist dadurch, dass die hochprioren Nachrichten noch gesendet werden können, ein sicherer Notbetrieb des Fahrzeugs möglich. Sobald alle normalen CAN-Teilnehmer durch LV-Teilnehmer ersetzt wurden, können auch die Arbitrierungsdaten mit LV-Pegeln gesendet werden. Wenn das Hin- und Herschalten zwischen den Pegeln entfällt, können die Sende- /Empfangseinrichtungen 12 günstiger gebaut werden, da auf den LV-Anschluss verzichtet werden kann. Allerdings ist dann ein sicherer Notbetrieb nur noch durch eine Reduzierung der Datenrate ohne Pegelerhöhung möglich.
Fig. 6 zeigt die Signalpegel für eine Differenzspannung UD während der
Nutzdatenübertragung einer LV-CAN-Nachricht 45, 47 bei einem zweiten
Ausführungsbeispiel. Hier ist die Sende-/Empfangseinrichtung 12 auf die gleiche Weise aufgebaut, wie bei dem vorangehenden Ausführungsbeispiel. Jedoch ist bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel keine Synchronisation der
Teilnehmerstationen 10, 20, 30 des Bussystems 1 erforderlich. Daher werden keine Stuff-Bits 60 mit Originalpegel übertragen. Infolge dessen kann die Sende- /Empfangseinrichtung 12 während der Nutzdatenübertragung einer LV-CAN- Nachricht 45, 47 durchgehend die Entscheidungsschwelle 121 einschalten, wie in Fig. 6 gezeigt. Der Signalpegel von Fig. 6 entspricht einem reinen LV-CAN, bei welchem auf das Senden der Stuff-Bits 60 mit Originalpegel verzichtet wird und die Entscheidungsschwelle dauerhaft bei 0,25V bleibt.
Somit kann bei CAN-Teilnehmerstationen die über die Dauer der
Nutzdatenübertragung keine Synchronisation benötigen oder LV-Pegel erfassen können, auf die Stuff-Bits 60 mit Originalpegel innerhalb der Nutzdaten zugunsten einer höheren Datenübertragungsrate verzichtet werden.
Fig. 7 zeigt die Signalpegel für eine Differenzspannung UD während der
Nutzdatenübertragung einer LV-CAN-Nachricht 45, 47 bei einem dritten
Ausführungsbeispiel. Hier erfolgt eine ähnliche Datenübertragung wie in Bezug auf Fig. 5 beschrieben. Jedoch wird bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel mit einer LV- Pegeldifferenz von +-0,5 V anstatt +0,5 V gearbeitet, wie in Fig. 7 veranschaulicht. Daraus resultiert ein größerer Spannungshub als bei dem Fall von Fig. 5, nämlich von 1 V anstatt 0,5 V, wie bei dem Beispiel von Fig. 5. Gegenüber Pegeldifferenzen von +0,5 V wird durch den größeren Spannungshub von 1 V anstatt 0,5 V der Einfluss von Störeinstrahlung reduziert. Jedoch ist gleichzeitig auch die Datenübertragungsrate auf 1,6 bzw. 2,4-fach zu reduzieren.
In einer Modifikation ist es ebenso denkbar, mit einer LV- Pegeldifferenz von +1 V zu arbeiten. Allerdings ist diese Änderung dann nicht mehr
vollkompatibel zum bisherigen CAN-Protokoll oder CAN FD-Protokoll.
Fig. 8 zeigt die Signalpegel für eine Differenzspannung UD während der
Nutzdatenübertragung einer LV-CAN-Nachricht 45, 47 bei einem vierten
Ausführungsbeispiel. Hier erfolgt eine ähnliche Datenübertragung wie in Bezug auf Fig. 6 beschrieben. Jedoch wird bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel mit einer LV- Pegeldifferenz von +-0,5 V anstatt +0,5 V gearbeitet, wie zuvor in Bezug auf Fig. 7 beschrieben. Daraus resultiert ein größerer Spannungshub von 1 V anstatt 0,5 V, wie bei dem Beispiel von Fig. 6.
Auch hier ist es in einer Modifikation ebenso denkbar, mit einer LV- Pegeldifferenz von +1 V zu arbeiten, wenn die daraus resultierende fehlende Kompatibilität zum CAN-Protokoll oder CAN FD-Protokoll im Bussystem 1 unproblematisch ist.
Fig. 9 zeigt eine Sende-/Empfangseinrichtung 120 für ein Bussystem 1 gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel. Im Unterschied zu den vorangehenden Ausführungsbeispielen hat die Sende-/Empfangseinrichtung 120 anstelle eines Anschlusses LV zwei Anschlüsse, nämlich einen Eingang LVR und einen Ausgang LVT. Der Ausgang LVT zeigt an, wenn anstatt eines erwarteten LV-Bits ein Standard-Bit am Bus 40 erkannt wurde. Nur wenn durch den Eingang LVR der LV-Betrieb aktiv geschaltet wird, dann wird die Begrenzung der
Differenzspannung auf maximal 0,5 V oder 0,2 V aktiv geschaltet. Ansonsten ist die Sende-/Empfangseinrichtung 120 auf die gleiche Weise aufgebaut, wie die Sende-/Empfangseinrichtung 12 gemäß den vorangehenden
Ausführungsbeispielen.
In noch einer weiteren Ausgestaltung kann die Sende-/Empfangseinrichtung 120 einen Anschluss LVRx für das LV-Empfangssignal und einen Anschluss LVTx für das LV-Sendesignal aufweisen, die auch als dritter und vierter Anschluss der Sende-/Empfangseinrichtung 120 bezeichnet werden können. Auf diese Weise kann das LV-Sendesignal oder LV-Empfangssignal auch bereits von der Kommunikationssteuereinrichtung 11 erstellt werden oder an sie weitergegeben werden.
Mit dem zusätzlichen RX-Eingang für das Versenden von LV-Bits, dem
Anschluss LVTx für das LV-Sendesignal, sowie dem zusätzlichen RX-Eingang für empfangene LV-Bits, dem Anschluss LVRx für das LV-Empfangssignal kann in späteren Entwicklungsschritten nicht nur in den Sendepausen sondern gegebenenfalls auch während einer Standard-CAN-Übertragung eine LV- Übertragung parallel aufmoduliert werden. Die Aufmodulation kann ähnlich wie beim Aufmodulieren von Daten auf eine Stromversorgungsleitung erfolgen.
Dadurch wäre eine Übertragung von LV- Nachrichten 45, 47 parallel zu Standard CAN oder CAN FD Nachrichten möglich.
Fig. 10 zeigt ein Bussystem 2 gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel. Das Bussystem 2 ist in weiten Teilen auf die gleiche Weise ausgeführt, wie bei dem Bussystem 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben. Im
Unterschied zum Bussystem 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel hat das Bussystem 2 jedoch zusätzlich einen CAN-Switch 50. Der CAN-Switch 50 ist vorzugsweise in der Mitte des Busses 40 eingebaut, wodurch zwei getrennte Busse 40 erzeugt werden.
Der CAN-Switch 50 hat zum einen den Vorteil, dass nur die Nachrichten 45, 46, 47 weitergeleitet werden, die für den jeweils anderen Teil des Bussystems 2 von Interesse sind. Dadurch sinkt die Buslast zusätzlich, was wegen weniger abgebrochenen Datenübertragungsversuchen die Schnelligkeit der
Datenübertragung im Bussystem 2 gegenüber dem Bussystem 1 des ersten Ausführungsbeispiels weiter erhöht.
Zum anderen hat der CAN-Switch 50 den Vorteil, dass berücksichtigt werden kann, dass die LV-Signale sehr schwach und damit anfällig für
elektromagnetische Einstrahlung sind. Daher werden LV- Nachrichten in Bussystemen 2 mit weit entfernten Teilnehmerstationen 10, 20, 30 in ungünstiger Umgebung bzw. Betriebszuständen häufig zerstört. Um die Einstrahlung zu begrenzen, kann die Buslänge durch den Einsatz des CAN-Switches 50 reduziert werden.
Die Bussysteme 1, 2 der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele können einen Beitrag in Bezug darauf leisten, dass immer höhere Datenraten benötigt werden, was durch ein Flashen immer größer werdender Programmstände in möglichst kurzer Zeit angetrieben wird. Das Flashen kann mit Standard-CAN z.B. für Kameras 2,5 Stunden und länger dauern. Idealerweise sind zahlreiche elektrische Verbraucher während des Flashens abgeschaltet und damit elektromagnetische Einstrahlquellen ausgeschaltet. Zum Teil werden die
Steuergeräte bzw. Teilnehmerstationen des Bussystems 1, 2 auch außerhalb des Fahrzeugs an speziellen Stationen geflasht. Hier sind kürzere und geschirmte Kabel einsetzbar, wodurch die Einstrahlungen auf ein Minimum reduziert werden können.
Alle zuvor beschriebenen Ausgestaltungen der Bussysteme 1, 2 der
Teilnehmerstationen 10, 20, 30 und des Verfahrens können einzeln oder in allen möglichen Kombinationen Verwendung finden. Insbesondere können alle Merkmale der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele und/oder deren Modifikationen beliebig kombiniert oder weggelassen werden. Zusätzlich sind insbesondere folgende Modifikationen denkbar.
Das zuvor beschriebene Bussystem 1, 2 gemäß den Ausführungsbeispielen ist anhand eines auf dem CAN-Protokoll oder CAN FD-Protokoll basierenden Bussystems beschrieben. Das Bussystem 1, 2 gemäß den verschiedenen Ausführungsbeispielen kann jedoch auch eine andere Art von
Kommunikationsnetz sein. Es ist vorteilhaft, jedoch nicht zwangsläufige
Voraussetzung, dass bei dem Bussystem 1, 2 zumindest für bestimmte
Zeitspannen ein exklusiver, kollisionsfreier Zugriff einer Teilnehmerstation 10, 20, 30 auf den Bus 40 oder einen gemeinsamen Kanal des Busses 40 gewährleistet ist. Alternativ zu den vorangehenden Ausführungsbeispielen kann der LV-Sender das Überdrücken des Subdominanten LV-Bits durch ein dominantes Standard-Bit durch das Überschreiten einer Differenzspannungschwelle zwischen 0,1 V oder 0,25 V und 1 V schon früher erkennen.
Alternativ zu den vorangehenden Ausführungsbeispielen kann eine Arbitrierung auch derart durchgeführt werden, dass erst dann auf große Differenzspannungen umgestellt wird, wenn die Arbitrierung nach dem neuen Verfahren erfolglos war und auf die Standard-Arbitrierung zurückgestellt wurde.
Alternativ zu den vorangehenden Ausführungsbeispielen kann die Begrenzung von 0,2 V oder 0,5 V auf 2 V angehoben werden, wenn durch die
vorangegangen Kollisionen/Fehler der Versand einer Nachricht mit Standard- Pegel erwartet werden kann.
Das Bussystem 1, 2 gemäß den Ausführungsbeispielen ist insbesondere ein CAN-Netzwerk oder ein CAN FD-Netzwerk oder ein Flex Ray- Netzwerk oder ein SPI-Netzwerk.
Es ist jedoch auch denkbar, dass eine der zwei Busadern 41, 42 mit Masse verbunden ist und somit eine Masseader ist und die andere der zwei Busadern 41, 42 eine Signalader ist, auf welcher das Bussignal für die Nachrichten 45, 46, 47 übertragen wird.
Die Anzahl und Anordnung der Teilnehmerstationen 10, 20, 30 in dem
Bussystem 1, 2 gemäß den Ausführungsbeispielen ist beliebig. Insbesondere können auch nur Teilnehmerstationen 10 oder Teilnehmerstationen 30 in den Bussystemen 1, 2 der Ausführungsbeispiele vorhanden sein.
Die Funktionalität der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele lässt sich nicht nur bei einer Sende-/Empfangseinrichtung 12 umsetzen. Zusätzlich oder alternativ kann die Funktionalität in existierende Produkte integriert werden. Insbesondere ist es möglich, dass die betrachtete Funktionalität entweder in einer Sende-/Empfangseinrichtung 12 als separater elektronischer Baustein (Chip) realisiert wird oder in einer integrierten Gesamtlösung eingebettet ist, bei welchem nur ein elektronischer Baustein (Chip) vorhanden ist.

Claims

Ansprüche
1) Teilnehmerstation (10) für ein Bussystem (1; 2), mit
einer Sende-/Empfangseinrichtung (12; 120) zum Senden einer Nachricht (45; 46; 47) an und/oder Empfangen einer Nachricht (45; 46; 47) von eine/r weitere/n Teilnehmerstation (20; 30) des Bussystems (1; 2) über einen Bus (40),
wobei die Sende-/Empfangseinrichtung (12; 120) ausgestaltet ist, eine Differenzspannung von einem ersten vorbestimmten
Spannungswert für eine Datenübertragung in einem ersten Zeitabschnitt auf einen zweiten vorbestimmten Spannungswert für eine
Datenübertragung in einem zweiten Zeitabschnitt abzusenken oder wieder von dem zweiten vorbestimmten Spannungswert auf den ersten vorbestimmten Spannungswert anzuheben und eine
Entscheidungsschwelle (125, 126) für den Empfang von Bits der Nachricht (45; 46; 47) in dem zweiten Zeitabschnitt von einem ersten vorbestimmten Schwellenwert für eine Datenübertragung in dem ersten Zeitabschnitt auf einen zweiten vorbestimmten Schwellenwert für eine Datenübertragung in dem zweiten Zeitabschnitt abzusenken oder wieder von dem zweiten vorbestimmten Schwellenwert auf den ersten vorbestimmten Schwellenwert anzuheben, und,
wobei die Teilnehmerstation (10) ausgestaltet ist, die Nachrichten (45; 47) in dem zweiten Zeitabschnitt mit einer höheren
Datenübertragungsrate zu senden oder zu empfangen als in dem ersten Zeitabschnitt.
2) Teilnehmerstation (10) nach Anspruch 1,
wobei die Sende-/Empfangseinrichtung (12; 120) einen
Anschluss (LV) aufweist, und wobei die Sende/Empfangseinrichtung (12; 120) ausgestaltet ist, abhängig von einem Signal an dem Anschluss (LV) die Differenzspannung und die Entscheidungsschwelle abzusenken oder die Differenzspannung und die Entscheidungsschwelle anzuheben, und/oder
wobei die Sende-/Empfangseinrichtung (12; 120) ausgestaltet ist, einen Inhalt der Nachricht (45) auszuwerten und abhängig von dem Inhalt der Nachricht (45) die Differenzspannung und die
Entscheidungsschwelle abzusenken oder die Differenzspannung und die Entscheidungsschwelle (125, 126) anzuheben.
Teilnehmerstation (10) nach Anspruch 1 oder 2,
wobei die Sende-/Empfangseinrichtung (12; 120)
- einen ersten Anschluss (Tx) aufweist und ausgestaltet ist, abhängig von einem Signal an dem ersten Anschluss (Tx) die
Differenzspannung mit einem ersten vorbestimmten Spannungswert für eine Datenübertragung zu erzeugen,
- einen zweiten Anschluss (Rx) für einen Empfang der Bits mit der Entscheidungsschwelle (125, 126) aufweist, die den ersten
vorbestimmten Schwellenwert hat, und
- einen dritten Anschluss (LVTx) aufweist und ausgestaltet ist, abhängig von einem Signal an dem dritten Anschluss die
Differenzspannung mit einem zweiten vorbestimmten Spannungswert für eine Datenübertragung zu erzeugen, und
- einen vierten Anschluss (LVRx) für den Empfang der Bits mit der Entscheidungsschwelle (125, 126) aufweist, die den zweiten
vorbestimmten Schwellenwert hat.
Teilnehmerstation (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, zudem mit einer Kommunikationssteuereinrichtung (11), die ausgestaltet ist, die Nachrichten (45; 47) in dem zweiten Zeitabschnitt mit Stuff-Bits (60) an den Stellen zu senden, an welchen die Stuff-Bits (60) bei einer Synchronisation der Teilnehmerstationen (10, 20, 30) des Bussystems (1; 2) erwartet werden, und/oder
wobei die Kommunikationssteuereinrichtung (11) ausgestaltet ist, die Stuff-Bits (60) mit dem Differenzspannungspegel und der
Datenübertragungsrate zu erstellen, wie in dem ersten Zeitabschnitt, und/oder wobei die Kommunikationssteuereinrichtung (11) oder die Sende-/Empfangseinrichtung (12; 120) ausgestaltet ist, zusätzlich zu einem dominanten Stuff-Bit ein rezessives Stuff-Bit direkt in Folge zu erstellen.
Teilnehmerstation (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der erste Zeitabschnitt ein Zeitabschnitt ist, in welchem bestimmt wird, welche Teilnehmerstation (10, 20, 30) zumindest zeitweise einen exklusiven, kollisionsfreien Zugriff auf den Bus (40) oder einen gemeinsamen Kanal des Busses (40) bekommt, und
wobei der zweite Zeitabschnitt ein Zeitabschnitt ist, in welchem die Teilnehmerstation (10) den exklusiven, kollisionsfreien Zugriff auf den Bus (40) oder einen gemeinsamen Kanal des Busses (40) hat.
Teilnehmerstation (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei Pegel der Differenzspannung im Mittel Werte haben, die in einem Bereich von 1 V und 3 V liegen, und/oder
wobei die Differenzspannung einen Wert hat, der in einem
Bereich von 0,2 V < UD ^ 1 V liegt.
Teilnehmerstation (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Sende-/Empfangseinrichtung (12; 120) ausgestaltet ist, auf eine Übertragung mit dem ersten vorbestimmten Stromwert eine LV- Übertragung parallel aufzumodulieren, und/oder
wobei die Teilnehmerstation (10) einen Fehlerzähler (15) aufweist, der zum Zählen ausgestaltet ist, wie oft ein Sendeversuch abgebrochen wird, und wobei die Sende-/Empfangseinrichtung (12; 120) ausgestaltet ist, in einen Sendebetrieb umzuschalten, bei welchem die Differenzspannung auf den ersten vorbestimmten Spannungswert geschaltet ist, um die Nachrichten (46) nur mit dem Originalpegel und Original- Datenrate zu versenden, wenn ein Zählerstand (151) des Fehlerzählers (15) einen vorbestimmten Wert überschreitet.
Teilnehmerstation (10) für ein Bussystem (1), wobei das Bussystem (1) ein CAN-Bussystem oder ein CAN FD- Bussystem ist, und/oder
wobei bei der Sende-/Empfangseinrichtung (12; 120) mindestens eine Reflexionenreduktionseinheit (16) angeordnet ist, die zwischen zwei Busadern (41, 42) des Busses (40) angeschlossen ist, um
Reflexionen im Bussystem (1) zu reduzieren.
Bussystem (1), mit
einem Bus (40), und
mindestens zwei Teilnehmerstationen (10, 20, 30) nach einem der vorangehenden Ansprüche, welche über den Bus (40) derart miteinander verbunden sind, dass sie miteinander kommunizieren können.
Verfahren zur Datenübertragung in einem Bussystem (1) in welchem eine Sende-/Empfangseinrichtung (12; 120) zum Senden einer
Nachricht (45; 46; 47) an und/oder Empfangen einer Nachricht (45; 46; 47) von eine/r weitere/n Teilnehmerstation (20; 30) des Bussystems (1; 2) über einen Bus (40) verwendet wird, wobei die Sende- /Empfangseinrichtung (12; 120) eine Differenzspannung von einem ersten vorbestimmten Spannungswert für eine Datenübertragung in einem ersten Zeitabschnitt auf einen zweiten vorbestimmten
Spannungswert für eine Datenübertragung in einem zweiten
Zeitabschnitt absenkt oder wieder von dem zweiten vorbestimmten Spannungswert auf den ersten vorbestimmten Spannungswert anhebt und eine Entscheidungsschwelle (125, 126) für den Empfang von Bits der Nachricht (45; 46; 47) in dem zweiten Zeitabschnitt von einem ersten vorbestimmten Schwellenwert für eine Datenübertragung in dem ersten Zeitabschnitt auf einen zweiten vorbestimmten Schwellenwert für eine Datenübertragung in dem zweiten Zeitabschnitt absenkt oder wieder von dem zweiten vorbestimmten Schwellenwert auf den ersten
vorbestimmten Schwellenwert anhebt, und wobei die Teilnehmerstation (10) ausgestaltet ist, die Nachrichten (45; 47) in dem zweiten
Zeitabschnitt mit einer höheren Datenübertragungsrate zu senden oder zu empfangen als in dem ersten Zeitabschnitt.
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