WO2011032977A1 - Verfahren und vorrichtung zum aufwecken von teilnehmern eines bussystems und entsprechender teilnehmer - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum aufwecken von teilnehmern eines bussystems und entsprechender teilnehmer Download PDF

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WO2011032977A1
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Florian Hartwich
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Robert Bosch Gmbh
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    • H04L2012/40267—Bus for use in transportation systems
    • H04L2012/40273—Bus for use in transportation systems the transportation system being a vehicle

Definitions

  • Control units in the motor vehicle are increasingly permanently supplied with voltage (also termed terminal 30 capability) in order to be able to carry out certain monitoring and control functions even when the ignition is switched off.
  • voltage also termed terminal 30 capability
  • the controllers are placed in a so-called sleep mode or sleep mode. This is done either by switching off the voltage regulator or by entering a corresponding operating mode of the microcontroller.
  • control unit must be woken up. This is done either via a dedicated line to a wake-up input of the microcontroller of the subscriber or to a wake-up input of the voltage regulator. In today's networked systems, this can also be done by an activity on the bus lines.
  • CAN transceivers can be operated essentially in two modes, in the active mode for communication and in the sleep mode for the power-saving idle state.
  • the application program can set the desired operating mode, the transceiver also changes, in particular automatically from sleep mode to active mode as soon as it detects a signal or a signal property, for example a dominant bit, on the CAN bus. While the transceiver is in sleep mode, the remainder of the CAN node may be turned off and then turned back on when the CAN transceiver enters active mode.
  • DE 103 58 584 A1 describes a method of how a CAN transceiver is extended by a circuit which decodes 8-bit long patterns from an 8-byte data field of a CAN message. This allows the CAN transceiver to operate in four modes. In addition to the previously described modes, there is another save mode and an intermediate mode. From sleep mode, the transceiver automatically switches to save mode as soon as it detects a dominant bit on the CAN bus. In the save mode, it detects a signal property and switches to the intermediate mode if it detects a number of signal properties, such as flanks, within a predetermined period of time.
  • the individual nodes can be selectively woken up from the save mode. This is also called selective wakeup.
  • the object of the invention is to specify an optimized method in which both individual nodes and groups of nodes can be woken up simultaneously in a CAN network.
  • the invention relates to a method and a device for waking participants in a CAN bus system, wherein a detection means is provided which detects at least one predetermined signal property of the signals transmitted on the bus system and from the further wake-up process is initiated, characterized in that at least two gradients, patterns or sequences of one of the at least one signal property, in particular patterns are defined, one is used to wake up a group and a second for individual awakening.
  • an edge or an edge change of the signal is provided as a predetermined signal property.
  • a signal level or a specific combination of several signal levels can expediently be provided as the predetermined signal property.
  • Signal property is determined a period of time and resulting from the time thus determined after the first occurrence of the signal properties, based on the time duration, a binary information that allows selective waking participants of the bus system.
  • the information to be woken up can be read from the information obtained, this being able to be done by analyzing the message or message which has led to leaving the sleep mode, or also by sending another wake-up message or message again.
  • controllers connected to the bus can their
  • the decoding can take place independently of the used transmission rate of the bus system, wherein the evaluation also additionally causes errors in the block construction with respect to the
  • Wake-up process is sent again and it is determined from which participants are now selectively woken up completely. As a result, erroneous interpretations of messages as wake-up messages can be effectively avoided. However, both steps of the wake-up process can be run through in the course of the evaluation of a single message.
  • the configuration options for the wake-up procedure via the CAN transceiver with selective wakeup function are extended by the method according to the invention, because not only one pattern is configured, but at least two.
  • the advantage of this method is that the application program with a single CAN message can wake several CAN nodes simultaneously from the save mode. This saves time and bandwidth on the CAN bus. The ability to wake up individual CAN nodes is retained.
  • 1 shows a bus system with several, at least two participants.
  • FIG. 2 shows a method sequence according to the invention in the form of a flow chart.
  • a message is encoded with the one encoded in the data field
  • FIG. 4 shows the construction according to the invention of a block in the data field for determining the signal property with encoded information.
  • FIG. 5 shows by way of example the division of the encoded alarm information into group alarm information as well as individual alarm information
  • FIG. 1 shows a bus system 100 with bus users 101, 102 and 103. These each contain a transceiver or a media connection unit 107, 108 or 109 as well as a time acquisition or counter module with integrated clock 104, 105 or 106 Transceivers or the
  • the controllers connected to the bus or subscribers in the idle state can completely switch off their microcontrollers or bring them into a state with the clock off. Also the time recording or
  • Counter module with clock 105 or 106 is in a sleep mode brought in which the integrated clock is turned off. Only the CAN transceiver connected to the bus or the media connection unit of the least
  • Power consumption is provided in the participants in the idle state, for example 102 and 103, with a stand-by power supply.
  • a subscriber for example 101, sends a signal characteristic for waking up subscribers 102 and / or 103 on the bus, the
  • Selection mechanism activated.
  • subscribers 102 and 103 switch to save mode and count flanks of the transmitted bus signal.
  • the Zeiter writtens concerned. Counting block with clock 105 or 106 is activated.
  • the change to the intermediate mode takes place.
  • the content of the data field is decoded with the aid of the clock generator 105 or 106 and compared with a stored alarm address. If the result is positive, the participant changes to the active mode and z. B. the microcontroller and / or other voltage regulator of the participants 102 and 103, respectively.
  • the invention can be run as a one-step wake-up concept in which both steps of the method are run based on the evaluation of a single received message. However, it can also be carried out as a two-stage wake-up concept, in which the two steps of the method are run on the basis of the evaluation of two successively received messages in order to obtain the
  • the logic By constructing the logic, it is possible to extract the information regardless of the transmission rate used on the message, as will be explained later.
  • the number of changes between high and low or 0 and 1, ie the binary information, is largely constant.
  • the arousing message is a message constructed according to the CAN bus ISO standard, which does not violate this standard and thus causes no problems in existing systems.
  • a CAN controller, as used in other solutions, is then not necessary here.
  • FIG. 2 the basic flowchart is shown as an example.
  • the transmitter of the wake-up request sends a message A according to FIG. 3, in which the receiver to be aroused or the receiver group is coded with a number, onto the bus, as here in the example a CAN bus. At rest, the bus is recessive. When the first message arrives, which can be seen in the change to dominant and in block 1 of
  • Weck compiler with the combination of blocks 2 and 3, as described above, shown. It is also possible to use only one of the two stages as a wake-up criterion.
  • the message A is used in a preferred form as a CAN bus ISO standard message.
  • a Start of Frame, SOF an Abitration- Field, which usually contains the identifier, and a control field in front of the data field.
  • a check digit is contained as a cyclic redundancy check CRC and an acknowledgment field relating to the message transmission, an acknowledgment ACK.
  • the message A contains the number of the device or the device group in the data field.
  • the wake-up ID that is according to the CAN specification 2.0rrr rrrd rrr, where r is recessive and d dominant, can be used.
  • the frame or frame corresponds to the CAN bus specification, and the communication of other devices via the CAN bus is not disturbed.
  • the entire data field in the frame, in particular in the CAN frame, consists of 64 bits, subdivided into 8 blocks, ie block 0 to block 7.
  • each block at least IBit of the device number is encoded. If exactly IBit of the device number is encoded in each block, the circuit can derive 8 bits for further processing from a CAN frame, as shown. By interleaving these 8 bits, errors in the transmission can be detected.
  • FIG. 3 The particular structure of the individual blocks 0 to 7 from FIG. 3 is shown in FIG. Due to this special structure of the 8 blocks, the coding can take place independently of the used transfer rate of the bus. In addition, errors can still be detected in the block structure.
  • One block corresponds to 8 bits from the CAN data field.
  • the structure of a block is shown by way of example in FIG.
  • the bits 2 and 3 are high in order to measure or determine a time t.
  • the wake-up logic or the processing unit waits once for a predetermined time t and stores the state which occurs then again waits for the time t and again stores the then occurring renewed state.
  • the time t and 2t are selected so that full high or low signal can be detected in the context of signal levels.
  • detection of the signal edges for example from bit 4 to bit 5 and bit 6 to bit 7, is conceivable by appropriate selection of the respective time segments.
  • bits 5 and 6 are coding options for O-information, here in bits 5 and 6 and a 1 -Information, here on bits 7 and 8.
  • bit 1 is always 0, bit 2 and bit 3 are always 1, for measuring time t, bit 4 is again always 0 for the separation between the calibration time and the actual binary information.
  • Bits 5 and 6 are chosen here so that they are high, which then means a logical 0 for the block.
  • Bits 7 and 8 are then selected, which would mean a logical 1 for the block. Ie. if bits 5 and 6 are 1, the block contains a logic 0, and if bits 7 and 8 are 1, then the block contains a logical 1.
  • the bits are set here so that either bits 5 and 6 are at 1 or bits 7 and 8.
  • D. h. the method mentioned here shows a wire-independent transmission, in particular by counting edges or edge changes respectively the corresponding signal level in accordance with the respective predetermined signal property; on the one hand as the first wake-up stage and in the evaluation of the encoded binary information in the same or a retransmitted message as the second, selective wake-up stage in a multi-stage concept.
  • the predetermined signal property can be the signal level, ie 0 or 1 as in the example of FIG. 4, but also, as already explained, the evaluation of the signal edges or the signal edge change. This results in a simple way to wake ECUs selectively, without having to incur additional overhead and without always bring all not required participants of the bus system in the power consumption.
  • the configuration options for the CAN transceiver with selective wakeup function are extended by the present invention in that not only one pattern is configured, but at least two.
  • a pattern is used to individually wake up an individual participant, or the other patterns, to awaken groups of participants. By suitable selection of the configured patterns it can be accomplished that not all alarm patterns have to be stored or configured separately.
  • the advantage of this method is that the application program with a single CAN message can wake several CAN nodes simultaneously from the save mode. This saves time and bandwidth on the CAN bus. The ability to wake up individual CAN nodes is maintained by the second pattern.
  • Nonvolatile memory programmed at tape end EPROM, EEPROM,
  • Bit zapping individual bits are permanently set at the end of the tape using the Fuse / Antifuse technique Version 1 is suitable for very large quantities for each individual encoding.
  • Version 2 requires its own programming interface.
  • Version 3 causes higher costs (additional process steps) in the production. Version 4 can be used for a few bits. If several CAN nodes are configured with the same wake-up pattern, these CAN nodes can be woken up at the same time, but not individually. Therefore, it makes sense to enable an alternative wake-up pattern. Then each CAN node can have a separate wake-up pattern; Groups of CAN nodes use the same alternative wake-up pattern, which can wake them up at the same time. An example is given below and shown in FIG.
  • the alternative wakeup patterns are specially coded, eg n bits of the wakeup pattern are selected by (2 n -1) separate wake-up patterns and a group wake-up pattern define. The remaining (8-n) bits of the wake-up pattern are for nodes of this wake-up
  • a wake-up group is to consist of, for example, seven CAN nodes
  • the last three bits of the wake-up pattern are used to wake up individual nodes separately.
  • Three bits result in 8 combinations.
  • the combinations 1-7 the members of the wakeup group are woken up separately, with the combination 0 all are woken up at the same time.
  • the described selection of the wake-up patterns selected in the example illustrated in FIG. 5 makes it possible to limit the setting of the individual, selective wake-up pattern in the configuration, for example by bit zapping.
  • the participant receives his individual wake-up pattern, in the example 11010101, or it receives the first five bits with three consecutive logical zeros, so 11010000, so it is awakened.
  • the Wakeup pattern valid for the group is implicitly stored in this way.
  • Other encodings and other sizes of wakeup groups are of course also possible.
  • the CAN transceivers described here can be used for CAN and / or for TTCAN networks.

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Abstract

Es wird eine Vorrichtung zum Aufwecken von Teilnehmern eines CAN-Bussystems beansprucht, wobei ein Erfassungsmittel vorgesehen ist, das wenigstens eine vorgegebene Signaleigenschaft der auf dem Bussystem übermittelten Signale erfasst und abhängig vom Verhalten der wenigstens einen erfassten Signaleigenschaft der weitere Aufweckvorgang eingeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Verläufe, Muster oder Abfolgen von einer der wenigstens einen Signaleigenschaft definiert werden, wobei ein Verlauf oder Muster oder eine Abfolge zum Aufwecken einer Gruppe von Teilnehmern und ein zweiter Verlauf oder ein zweites Muster oder eine zweite Abfolge zum individuellen Aufwecken eines Teilnehmers verwendet wird.

Description

15.09.10 Sy
ROBERT BOSCH GMBH, 70442 Stuttgart
Verfahren und Vorrichtung zum Aufwecken von Teilnehmern eines Bussystems und entsprechender Teilnehmer
Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einem Verfahren und einer Vorrichtung zum Aufwecken von
Teilnehmern eines Bussystems sowie einem entsprechenden Teilnehmer gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche.
Steuergeräte im Kraftfahrzeug werden in zunehmendem Maße dauerhaft mit Spannung versorgt (auch Klemme 30-Fähigkeit genannt), um auch bei ausgeschalteter Zündung gewisse Überwachungs- und Steuerfunktionen ausführen zu können. Dies kann z. B. eine Zugangs- und Fahrberechtigung oder der Diagnosefall sein. Zur Reduzierung des Stromverbrauchs werden die Steuergeräte in einen sogenannten Schlafmodus oder Sleepmode gebracht. Dies geschieht entweder durch Abschalten des Spannungsreglers oder durch Eintritt in einen entsprechenden Betriebsmodus des MikroControllers.
Bei Bedarf muss das Steuergerät aufgeweckt werden. Dies geschieht entweder über eine dafür vorgesehene Leitung zu einem Weckeingang des Mikrocontrollers des Teilnehmers oder zu einem Weckeingang des Spannungsreglers. Bei den heute üblicherweise vernetzten Systemen kann dies auch durch eine Aktivität auf den Busleitungen erfolgen.
Nachteilig daran ist, dass entweder zu allen benötigten Steuergeräten eine separate Weckleitung verlegt werden muss oder bei Wecken über den Bus alle, auch die nicht benötigten Steuergeräte durch eine gewollte oder ungewollte Busaktivität, entweder durch Kommunikation auf dem Bus oder Störung auf dem Bus geweckt werden. Heutige CAN-Transceiver können im wesentlichen in zwei Modi betrieben werden, in dem aktiven Modus für die Kommunikation und in dem Sleep-Modus für den stromsparenden Ruhezustand. Das Applikations-Programm kann den gewünschten Betriebmodus einstellen, der Transceiver wechselt auch, insbesondere automatisch vom Sleep-Modus in den aktiven Modus, sobald er auf dem CAN-Bus ein Signal oder eine Signaleigenschaft z.B. ein dominantes Bit erkennt. Während der Transceiver im Sleep- Modus ist, kann der Rest des CAN-Knotens abgeschaltet sein und wird dann wieder eingeschaltet, wenn der CAN-Transceiver in den aktiven Modus wechselt.
Die DE 103 58 584 AI beschreibt ein Verfahren, wie ein CAN-Transceiver durch eine Schaltung erweitert wird, die 8 bit lange Muster aus einem 8 byte langen Data-Field einer CAN-Botschaft dekodiert. Dadurch kann der CAN-Transceiver in vier Modi betrieben werden. Zusätzlich zu den vorher beschriebenen Modi kommen noch ein weiterer Spar- Modus und ein Zwischen-Modus. Aus dem Sleep-Modus wechselt der Transceiver automatisch in den Spar-Modus, sobald er auf dem CAN-Bus ein dominantes Bit erkennt. Im Spar-Modus erfasst er eine Signaleigenschaft und wechselt in den Zwischen-Modus, wenn er innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne eine Anzahl von Signaleigenschaften, beispielsweise Flanken, erkennt. Aus dem Zwischen-Modus wechselt er erst dann in den aktiven Modus, sobald er in dem 8 byte langen Datenfeld der erneut versendeten CAN- Botschaft, das er hierzu nach einem spezifischen Verfahren dekodiert, ein bestimmtes Muster erkennt. Dieses Weck-Muster wird für jeden CAN-Transceiver getrennt konfiguriert. Der CAN-Identifier dieser Botschaft wird für dieses Verfahren fest vorgegeben. Wenn er das Weck-Muster in dieser Botschaft nicht erkennt, geht er in den Spar-Modus zurück. Im Zwischen-Modus ist der Stromverbrauch nur geringfügig höher als im Spar-Modus, der Rest des CAN-Knotens kann abgeschaltet bleiben. Dadurch werden CAN-Netzwerke möglich, in denen einzelne Knoten kontrolliert im
stromsparenden Spar-Modus verbleiben, während die anderen Knoten über den CAN-Bus kommunizieren. Die einzelnen Knoten können selektiv aus dem Spar-Modus aufgeweckt werden. Dies wird auch selektiver Wakeup genannt.
Somit ist es möglich über den in Kraftfahrzeugen verwendeten Bus, insbesondere einen CAN-Bus nur die Steuergeräte selektiv zu wecken, die zur Erfüllung der benötigten Funktionen gebraucht werden. Aufgabe der Erfindung ist es ein optimiertes Verfahren anzugeben, wie in einem CAN- Netzwerk sowohl einzelne Knoten als auch Gruppen von Knoten gleichzeitig geweckt werden können.
Vorteile der Erfindung
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren und einer Vorrichtung zum Aufwecken von Teilnehmern eines CAN-Bussystems, wobei ein Erfassungsmittel vorgesehen ist, das wenigstens eine vorgegebene Signaleigenschaft der auf dem Bussystem übermittelten Signale erfasst und daraus der weitere Aufweckvorgang eingeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Verläufe, Muster oder Abfolgen von einer der wenigstens einen Signaleigenschaft, insbesondere Muster definiert werden, wobei einer zum Aufwecken einer Gruppe und ein zweiter zum individuellen Aufwecken verwendet wird.
Vorteilhafter Weise wird als vorgegebene Signaleigenschaft eine Flanke oder ein Flankenwechsel des Signals vorgesehen.
Ebenso kann zweckmäßiger Weise als vorgegebene Signaleigenschaft ein Signalpegel oder eine bestimmte Kombination mehrerer Signalpegel vorgesehen sein.
Insbesondere vorteilhaft ist, dass beim Auftreten einer der wenigstens einen
Signaleigenschaft eine Zeitdauer bestimmt wird und sich aus der so bestimmten Zeitdauer nach dem ersten Auftreten aus den Signaleigenschaften, bezogen auf die Zeitdauer, eine binäre Information ergibt, die ein selektives Aufwecken von Teilnehmern des Bussystems ermöglicht.
Dabei kann aus der gewonnenen Information der aufzuweckende Teilnehmer abgelesen werden, wobei dies durch Analyse der Nachricht oder Botschaft, die zum Verlassen des Sleep-Modus geführt hat, oder auch einer erneut gesendeten weiteren Wecknachricht oder Botschaft erfolgen kann.
Vorteilhafter Weise können die am Bus angeschlossenen Steuergeräte ihre
MikroController ganz abschalten oder in einen Sleep-Modus mit ebenfalls abgeschaltetem Taktgeber bringen, wobei lediglich der am Bus angeschlossene Transceiver, insbesondere CAN-Transceiver geringster Leistungsaufnahme mit einer Stand-By-Stromversorgung versehen werden muss. Durch die erfindungsgemäße Verwendung der Zeitdauer, die beim Auftreten der Signaleigenschaft bestimmt wird, kann die Decodierung unabhängig von der verwendeten Übertragungsrate des Bussystems erfolgen, wobei sich durch die Auswertung auch zusätzlich noch Fehler im Blockaufbau bezogen auf die
Kommunikationsblöcke im Bussystem erkennen lassen.
Besonders vorteilhaft ist, dass die Botschaft nach Einleitung des weiteren
Aufweckvorgangs erneut gesendet wird und daraus ermittelt wird, welche Teilnehmer nun selektiv vollständig aufgeweckt werden sollen. Hierdurch können fehlerhafte Interpretationen von Botschaften als Weck-Botschaften wirksam vermieden werden. Es können aber auch beide Schritte des Weckvorganges im Zuge der Auswertung einer einzigen Botschaft durchlaufen werden.
Die Konfigurationsmöglichkeiten für das Weckverfahren über den CAN-Transceiver mit selektiver Wakeup -Funktion werden durch das erfindungsgemäße Verfahren erweitert, denn es wird nicht nur ein Muster konfiguriert, sondern mindestens zwei.
Der Vorteil dieses Verfahrens liegt darin, dass das Applikations-Programm mit einer einzigen CAN-Botschaft mehrere CAN-Knoten gleichzeitig aus dem Spar-Modus aufwecken kann. Das spart Zeit und Bandbreite auf dem CAN-Bus. Die Möglichkeit, einzelne CAN-Knoten aufzuwecken, bleibt erhalten.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus der Beschreibung sowie den Merkmalen der Ansprüche.
Zeichnung
Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren näher erläutert. Dabei zeigt
Figur 1 ein Bussystem mit mehreren, wenigstens zwei Teilnehmern.
Figur 2 zeigt einen erfindungsgemäßen Verfahrensablauf in Form eines Flussdiagramms. In Figur 3 ist beispielhaft eine Nachricht mit der im Datenfeld eincodierten
Weckinformation dargestellt.
Figur 4 schließlich zeigt den erfindungsgemäßen Aufbau eines Blocks im Datenfeld zur Ermittlung der Signaleigenschaft mit eincodierter Information.
Figur 5 zeigt beispielhaft die Aufteilung der eincodierten Weckinformation in Gruppen- Weckinformation sowie Einzel- Weckinformation
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Figur 1 zeigt ein Bussystem 100 mit Busteilnehmern 101, 102 und 103. Diese enthalten jeweils einen Transceiver oder eine Medienanschlusseinheit 107, 108 bzw. 109 sowie einen Zeiterfassungs- bzw. Zählbaustein mit integriertem Taktgeber 104, 105 oder 106. Dieser kann jeweils außerhalb des entsprechenden Transceivers oder der
Medienanschlusseinheit liegen, aber auch als Bestandteil desselben ausgeprägt sein. Wie bereits erwähnt, sollen über den in Kraftfahrzeugen häufig verwendeten CAN-Bus in diesem Ausführungsbeispiel nur die Steuergeräte selektiv geweckt werden, die zur Erfüllung der benötigten Funktionen gebraucht werden. Dabei lassen sich auch Geräte zu Gruppen zusammenfassen, die auf die gleiche Weckinformation reagieren.
Eine Möglichkeit wäre, bestimmte Teile einer Botschaft/eines CAN-Frames (z. B.
Identifier) zur Selektion zu verwenden. Dies setzt aber voraus, dass die Weckeinrichtung ständig mit einem in Betrieb befindlichen Taktgeber verbunden ist, der aber einen wesentlichen Teil zum Stromverbrauch beiträgt. Diese Art des Weckens bedingt, dass die Übertragungsrate des Busses bekannt ist und dass der Taktgeber nur sehr geringe Schwankungen durch äußere Einflüsse wie z. B. Versorgungsspannung oder Temperatur usw. haben darf. Die genaue Aufgabe besteht nun darin, ein Selektionsverfahren anzuwenden bzw. zu entwickeln, das mehrstufig arbeitet und in der ersten Stufe ohne in Betrieb befindlichen Taktgeber auskommt.
Die am Bus angeschlossenen Steuergeräte oder Teilnehmer im Ruhezustand, beispielsweise 102 und 103 können ihre MikroController ganz abschalten oder in einen Zustand mit abgeschaltetem Taktgeber bringen. Auch der Zeiterfassungs- bzw.
Zählbaustein mit Taktgeber 105 beziehungsweise 106 wird in einen Sleep-Modus gebracht, in welchem der integrierte Taktgeber abgeschaltet ist. Lediglich der am Bus angeschlossene CAN-Transceiver bzw. die Medienanschlusseinheit geringster
Leistungsaufnahme wird in den Teilnehmern im Ruhezustand, beispielsweise 102 und 103, mit einer Stand-By-Stromversorgung versehen.
Versendet ein Teilnehmer, beispielsweise 101, ein für das Aufwecken der Teilnehmer 102 und / oder 103 charakteristisches Signal auf dem Bus, wird der
Selektionsmechanismus aktiviert. Im ersten Schritt wechseln die Teilnehmer 102 und 103 in den Spar-Modus und zählen Flanken des gesendeten Bussignals. Der Zeiterfassungsbzw. Zählbaustein mit Taktgeber 105 bzw. 106 wird aktiviert. Abhängig vom Ergebnis der Flankenzählung erfolgt der Wechsel in den Zwischen-Modus. Im Zwischen-Modus wird unter Zuhilfenahme des Taktgebers 105 bzw. 106 der Inhalt des Datenfeldes dekodiert und mit einer abgelegten Weckadresse verglichen. Bei positivem Ergebnis wechselt der Teilnehmer in den aktiven Modus und es werden z. B. die Mikrocontroller und/oder weitere Spannungsregler der Teilnehmer 102 respektive 103 aktiviert.
Die Erfindung kann als einstufiges Weckkonzept, bei welchem beide Schritte des Verfahrens basierend auf der Auswertung einer einzigen empfangenen Botschaft durchlaufen werden. Es kann aber auch als zweistufiges Weckkonzept, bei welchem die beiden Schritte des Verfahrens basierend auf der Auswertung zweier nacheinander empfangener Botschaften durchlaufen werden, ausgeführt werden, um die
Wecksicherheit weiter zu erhöhen.
Reagieren mehrere Geräte auf die gleichen Weckmechanismen oder auf die gleichen charakteristischen Signale, so lassen sich auch ganze Gerätegruppen wecken respektive die Geräte zu Gruppen zusammenfassen. Durch das erfindungsgemäße Vorgehen behält man gleichzeitig die Möglichkeit, auch spezielle Geräte für spezielle Anwendungen zu wecken.
Durch den Aufbau der Logik ist es möglich, die Informationen unabhängig von der verwendeten Übertragungsrate auf der Botschaft zu entnehmen, wie später noch näher erläutert wird. Dabei ist die Anzahl der Wechsel zwischen High und Low oder 0 und 1 , also der binären Information, weitgehend konstant. Besonders bevorzugt ist, dass die weckende Botschaft eine nach der CAN-Bus-ISO- Norm aufgebaute Nachricht ist, die diese Norm nicht verletzt und somit in vorhandenen Systemen keine Probleme hervorruft. Ein CAN-Controller, wie er bei anderen Lösungen verwendet wird, ist hier dann nicht nötig.
In Figur 2 ist der prinzipielle Ablaufplan als ein Beispiel dargestellt. Der Sender der Weckanforderung schickt eine Botschaft A entsprechend Figur 3, in der der zu weckende Empfänger oder die Empfängergruppe mit einer Nummer eincodiert ist, auf den Bus, wie hier im Beispiel einem CAN-Bus. Im Ruhezustand ist der Bus rezessiv. Wenn die erste Nachricht kommt, was sich am Wechsel auf dominant erkennen lässt und in Block 1 von
Figur 2 geschieht, wird ein Zähler aktiviert. Parallel wird der Taktgeber des
Zeiterfassungs- bzw. Zählbausteins 105 bzw. 106 gestartet. Über eine bestimmte Zeit, die durch mehrere Faktoren beeinflusst wird, werden dann die Anzahl der Flanken oder auch der Signalpegel der Nachricht in Block 2 der Figur 2 gezählt. Liegt diese Anzahl innerhalb der zulässigen Grenzen, wird der zweite Teil der Schaltung aktiviert. Dadurch wird eine erste Trennung von Kommunikation bzw. Störung auf dem Bus und einer Weckanforderung erreicht. Fällt dieser Vergleich positiv aus, handelt es sich also um eine Weckanforderung, wird die zweite Stufe der Logik mit Strom versorgt. Der Sender schickt nun ein zweites Mal die Botschaft A entsprechend Figur 3. Aus dieser liest die Wake-Up-Logik, also insbesondere die verarbeitende Einheit unter Nutzung des
Zeiterfassungs- bzw. Zählbausteins 105 bzw. 106 aus dem Data-Field gemäß dem weiter unten geschilderten Verfahren die Nummer des Gerätes oder der Gerätegruppe aus, die geweckt werden soll. Dies erfolgt in Block 3 der Figur 2. Stimmt die ausgelesene Nummer mit einer gespeicherten überein, so wird das Gerät über Aktivieren der Spannungsregler oder Wecken des MikroControllers in Block 4 von Figur 2 aktiviert und der entsprechende Teilnehmer nimmt am Busverkehr teil. Nach dem erfindungsgemäße Verfahren kann dies nur für einen einzelnen Teilnehmer, aber auch für eine Gruppe von Teilnehmern der Fall sein, so dass in letzterem Fall mit einer Weckbotschaft mehrere Teilnehmer aufgeweckt werden. In diesem Flussdiagramm ist das zweistufige
Weckverfahren mit der Kombination der Blöcke 2 und 3, wie oben beschrieben, dargestellt. Ebenso ist es möglich, auch nur eine der beiden Stufen als Weckkriterium zu benutzen.
Entsprechend Figur 3 ist die Botschaft A in einer bevorzugten Form als CAN-Bus-ISO- Norm aufgebaute Botschaft eingesetzt. Dabei ist ein Start of Frame, SOF, ein Abitration- Feld, das in der Regel den Identifier enthält, und ein Kontrollfeld vor dem Datenfeld vorgesehen. Im Anschluss an das Datenfeld ist eine Prüfziffer als Cyclic-Redundancy- Check CRC und ein Bestätigungsfeld bezüglich der Nachrichtenübertragung, ein Acknowledgement ACK enthalten. Die Botschaft A enthält die Nummer des Gerätes oder der Gerätegruppe im Datenfeld. Als CAN-Identifier kann die Wake-Up-ID, also entsprechend der CAN- Spezifikation 2.0rrr rrrd rrrr, wobei r rezessiv und d dominant bedeutet, verwendet werden. Es kann aber auch eine andere Botschaftsadresse für die Weckbotschaft festgelegt werden. Damit entspricht der Rahmen oder das Frame der CAN-Bus-Spezifikation, und die Kommunikation anderer Geräte über den CAN-Bus wird nicht gestört.
Das gesamte Datenfeld, wie in Figur 3 dargestellt, im Rahmen insbesondere im CAN- Frame besteht hier aus 64Bit, unterteilt in 8 Blöcke, also Block 0 bis Block 7. In jedem Block ist dabei wenigstens IBit der Gerätenummer eincodiert. Ist in jedem Block dabei genau IBit der Gerätenummer eincodiert, kann die Schaltung aus einem CAN-Frame, wie dargestellt, 8Bits für die weitere Verarbeitung gewinnen. Durch die Verschachtelung dieser 8Bits können Fehler in der Übertragung erkannt werden.
Der besondere Aufbau der einzelnen Blöcke 0 bis 7 aus Figur 3 ist in Figur 4 dargestellt. Durch diesen besonderen Aufbau der 8 Blöcke kann die Codierung unabhängig von der verwendeten Übertragungsrate des Busses erfolgen. Zusätzlich lassen sich noch Fehler im Blockaufbau erkennen. Dabei entspricht ein Block 8Bits aus dem CAN-Datenfeld.
Der Aufbau eines Blocks ist beispielhaft in Figur 4 dargestellt. Dabei sind die Bits 2 und 3 auf High, um eine Zeit t zu messen bzw. zu bestimmen. Nach dem Ende von Bit 3 wartet die Wake-Up-Logik oder die Verarbeitungseinheit, die vorab bestimmte Zeit t einmal ab und speichert den Zustand, der dann auftritt, wartet noch einmal die Zeit t ab und speichert wieder den dann auftretenden erneuten Zustand. Dabei kann die Zeit t und 2t, wie in Figur 4 dargestellt, so gewählt werden, dass voll High- oder Low-Signal im Rahmen der Signalpegel erkannt werden können. Gleichermaßen ist eine Erkennung der Signalflanken, beispielsweise von Bit 4 auf Bit 5 und Bit 6 auf Bit 7 durch entsprechende Wahl der jeweiligen Zeitabschnitte denkbar. Damit ergibt sich unabhängig von der verwendeten Übertragungsrate eine Codierungsmöglichkeit für eine O-Information, hier in Bit 5 und 6 sowie eine 1 -Information, hier über Bit 7 und 8. D. h. in der beispielhaften Codierung in Figur 4 ist Bit 1 immer 0, Bit 2 und Bit 3 sind immer 1 , zum Einmessen der Zeit t, Bit 4 ist wiederum immer 0 zur Trennung zwischen der Einmesszeit und der eigentlichen binären Information. Bit 5 und 6 sind hier so gewählt, dass diese auf High sind, was dann für den Block eine logische 0 bedeutet. Bit 7 und 8 sind dann so gewählt, was für den Block eine logische 1 bedeuten würde. D. h. sind Bit 5 und 6 auf 1 , enthält der Block eine logische 0, und sind Bit 7 und 8 auf 1 , so enthält der Block eine logische 1. D. h. die Bits werden hier so gesetzt, dass entweder die Bits 5 und 6 auf 1 sind oder die Bits 7 und 8. D. h. das hier genannte Verfahren zeigt eine baudrahtenunabhängige Übertragung, insbesondere durch Zählen von Flanken oder Flankenwechseln respektive der entsprechende Signalpegel gemäß der jeweils vorgegebenen Signaleigenschaft; zum Einen als erste Weckstufe und bei der Auswertung der eincodierten binären Information in derselben oder einer erneut gesendeten Botschaft als zweite, selektive Weckstufe in einem mehrstufigen Konzept. Die vorgegebene Signaleigenschaft kann dabei, wie bereits erwähnt, zum Einen der Signalpegel, also 0 oder 1 wie im Beispiel der Figur 4 sein, aber auch, wie bereits dargelegt, die Auswertung der Signalflanken oder des Signalflankenwechsels. Damit ergibt sich eine einfache Möglichkeit, Steuergeräte selektiv zu wecken, ohne zusätzlichen Leitungsaufwand zu haben und ohne immer alle auch nicht benötigte Teilnehmer des Bussystems in die Stromaufnahme zu bringen.
Die Konfigurationsmöglichkeiten für den CAN-Transceiver mit selektiver Wakeup- Funktion werden durch die vorliegende Erfindung dahingehend erweitert, dass nicht nur ein Muster konfiguriert wird, sondern mindestens zwei. Ein Muster dient zum individuellen Wecken eines einzelnen Teilnehmers, das oder die weiteren Muster zum Wecken von Gruppen von Teilnehmern. Durch geeignete Auswahl der konfigurierten Muster kann es bewerkstelligt werden, dass nicht alle Weckmuster separat abgelegt bzw. konfiguriert werden müssen.
Der Vorteil dieses Verfahrens liegt darin, dass das Applikations-Programm mit einer einzigen CAN-Botschaft mehrere CAN-Knoten gleichzeitig aus dem Spar-Modus aufwecken kann. Das spart Zeit und Bandbreite auf dem CAN-Bus. Die Möglichkeit, einzelne CAN-Knoten aufzuwecken, bleibt durch das zweite Muster erhalten.
Es gibt im Wesentlichen vier Möglichkeiten, ICs wie beispielsweise CAN-Transceiver entsprechend einer Wakeup-Funktionalität zu konfigurieren: 1. Feste Codierung im IC (ROM)
2. Flüchtiger Speicher, der nach jedem Einschalten von außen neu gesetzt werden muss (z.B. per SPI)
3. Nicht flüchtiger Speicher, der bei Band-Ende programmiert wird (EPROM, EEPROM,
Flash)
4. Bit-Zapping, einzelne Bits werden per Fuse/Antifuse Technik bei Band-Ende dauerhaft gesetzt Version 1 eignet sich bei sehr hohen Stückzahlen für jede einzelne Codierung.
Version 2 erfordert ein eigenes Programmier-Interface.
Version 3 verursacht höhere Kosten (zusätzliche Prozess-Schritte) in der Produktion. Version 4 kann für wenige Bits angewendet werden. Wenn mehrere CAN-Knoten mit dem gleichen Weck- Muster konfiguriert werden, können diese CAN-Knoten gleichzeitig aufgeweckt werden, aber nicht einzeln. Daher ist es sinnvoll, ein alternatives Weck-Muster zu ermöglichen. Dann kann jeder CAN-Knoten ein separates Weck-Muster haben; Gruppen von CAN-Knoten verwenden dasselbe alternative Weck-Muster, mit diesem können sie zeitgleich geweckt werden. Ein Beispiel ist im folgenden ausgeführt und in Figur 5 dargestellt.
Um Konfigurations-Bits einzusparen (insbesondere für die Zapping-Konfiguration) werden die alternativen Weck-Muster besonders kodiert, z.B. werden n Bits des Weck- Musters ausgewählt um (2n -1) separate Weck-Muster und ein Gruppen- Weck-Muster zu definieren. Die restlichen (8-n) Bits des Weck-Musters sind für Knoten dieser Weck-
Gruppe gleich. Wenn also eine Weck-Gruppe aus z.B. sieben CAN-Knoten bestehen soll, werden z.B. die drei letzten Bits des Weck-Musters verwendet, um einzelne Knoten separat aufzuwecken. Mit drei bit ergeben sich 8 Kombinationen. Beispielsweise werden mit den Kombinationen 1 -7 die Mitglieder der Weck-Gruppe separat aufgeweckt, mit der Kombination 0 werden alle gleichzeitig aufgeweckt. Damit existiert für jeden Knoten sowohl ein separates als auch ein alternatives Weck-Muster, ohne dass zusätzlich Konfigurations-Bits notwendig werden. Die geschilderte, in dem in Figur 5 dargestellten Beispiel gewählte Wahl der Weck-Muster ermöglicht es, sich auf die Einstellung des individuellen, selektiven Wakeup-Musters bei der Konfiguration, beispielsweise per Bit- Zapping, zu beschränken. Empfängt der Teilnehmer sein individuelles Weckmuster, im dargestellten Beispiel 11010101, oder empfängt er dessen erste fünf Bits mit drei nachfolgenden logischen Nullen, also 11010000, so wird er aufgeweckt. Das für die Gruppe gültige Wakeup -Muster ist auf diese Weise implizit mit abgelegt. Andere Kodierungen und andere Größen von Weck-Gruppen sich natürlich ebenfalls möglich.
Die hier beschriebenen CAN-Transceiver können für CAN und/oder für TTCAN Netzwerke verwendet werden.

Claims

Ansprüche
1. Vorrichtung zum Aufwecken von Teilnehmern eines CAN- Bussystems, wobei ein Erfassungsmittel vorgesehen ist, das wenigstens eine vorgegebene Signaleigenschaft der auf dem Bussystem übermittelten Signale erfasst und abhängig vom Verhalten der wenigstens einen erfassten Signaleigenschaft der weitere Aufweckvorgang eingeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Verläufe, Muster oder Abfolgen von einer der wenigstens einen Signaleigenschaft definiert werden, wobei ein Verlauf oder Muster oder eine Abfolge zum Aufwecken einer Gruppe von Teilnehmern und ein zweiter Verlauf oder ein zweites Muster oder eine zweite Abfolge zum individuellen Aufwecken eines Teilnehmers verwendet wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als eine vorgegebene Signaleigenschaft eine Flanke oder ein Flankenwechsel des Signals erfasst wird.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als eine vorgegebene Signaleigenschaft ein Signalpegel oder eine bestimmte Kombination mehrerer Signalpegel erfasst wird.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zähler zumindest zum Zählen des Auftretens einer der wenigstens einen
Signaleigenschaft vorgesehen ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass
Zähler oder Timer zumindest zum Erfassen der Zeitdauer zwischen
Auftretenszeitpunkten von erfassten Signaleigenschaften vorgesehen ist. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die für den weiteren Aufweckvorgang verwendeten Verläufe, Muster oder Abfolgen der wenigstens einen Signaleigenschaft in einem hierfür vorgesehenen Speicher abgelegt werden.
Verfahren zum Aufwecken von Teilnehmern eines CAN-Bussystems, wobei ein Erfassungsmittel vorgesehen ist, das wenigstens eine vorgegebene Signaleigenschaft der auf dem Bussystem übermittelten Signale erfasst und abhängig vom Verhalten der wenigstens einen erfassten Signaleigenschaft der weitere Aufweckvorgang eingeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Verläufe, Muster oder Abfolgen von einer der wenigstens einen Signaleigenschaft definiert werden, wobei ein Verlauf oder Muster oder eine Abfolge zum Aufwecken einer Gruppe von Teilnehmern und ein zweiter Verlauf oder ein zweites Muster oder eine zweite Abfolge zum individuellen Aufwecken eines Teilnehmers verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine beliebige Botschaft gesendet wird und diese als Aufweckbotschaft ausgewertet wird, indem aus der Botschaft eine oder mehrere der wenigstens einen Signaleigenschaft erfasst und ausgewertet werden.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine der wenigstens einen Signaleigenschaft durch einen Zähler gezählt und mit mindestens einem Schwellwert oder Grenzwert verglichen wird und abhängig vom Ergebnis des Vergleiches der Weckvorgang eingeleitet beziehungsweise durchgeführt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass beim Auftreten einer der wenigstens einen Signaleigenschaft eine Zeitdauer bestimmt wird. 11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem Wert einer der mindestens einen Signaleigenschaft nach wenigstens einmaligem erneutem Ablauf der zuvor ermittelten Zeitdauer eine binäre Information ermittelt wird, dass aus mehreren der auf diese Weise ermittelten binären Informationen ein Verlauf oder eine Abfolge oder ein Muster einer Signaleigenschaft erstellt wird und mit mindestens einem abgelegten Verlauf oder einer abgelegten Abfolge oder einem abgelegten Muster verglichen wird, und dass abhängig vom Ergebnis des Vergleichs der Weckvorgang eingeleitet beziehungsweise durchgeführt wird oder nicht.
12. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Schritt eine der wenigstens einen Signaleigenschaft durch einen Zähler gezählt und mit mindestens einem Schwellwert oder Grenzwert verglichen wird und abhängig vom Ergebnis des ersten Vergleiches der zweite Schritt des Weckvorgangs eingeleitet wird, und dass in einem zweiten Schritt aus dem Wert einer der mindestens einen Signaleigenschaft eine Zeitdauer ermittelt wird, und nach wenigstens einmaligem erneutem Ablauf der ermittelten Zeitdauer eine binäre Information ermittelt wird , dass aus mehreren der auf diese Weise ermittelten binären Informationen ein Verlauf oder eine Abfolge oder ein Muster einer Signaleigenschaft erstellt wird und mit mindestens einem abgelegten Verlauf oder einer abgelegten Abfolge oder einem abgelegten Muster verglichen wird, und dass abhängig vom Ergebnis des zweiten Vergleichs der Weckvorgang durchgeführt wird oder nicht.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass
Aufweckbotschaften mehrfach versendet werden und dass eine im Ruhezustand empfangene Botschaft als Aufweckbotschaft ausgewertet wird und nach Einleitung des weiteren Aufweckvorganges auf einen erneuten Empfang der Aufweckbotschaft gewartet wird und nach erneutem Empfang der zweite, für einzelne Teilnehmer oder Gruppen von Teilnehmern selektive Schritt des Aufweckverfahrens durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine im Ruhezustand empfangene Botschaft als Aufweckbotschaft ausgewertet wird, wobei der erste Schritt des Aufweckverfahrens und der zweite, für einzelne Teilnehmer oder Gruppen von Teilnehmern selektive Schritt des Aufweckverfahrens durch
Auswertung derselben, einmalig empfangenen Botschaft durchgeführt werden.
Teilnehmer eines Bussystems mit einer Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6.
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