WO2024149493A1 - Sendesignal-auswertemodul für eine sende-empfangseinrichtung einer teilnehmerstation eines seriellen bussystems und verfahren zum senden einer nachricht mit differentiellen signalen in einem seriellen bussystem - Google Patents

Abstract

Es sind ein Sendesignal-Auswertemodul (125) für eine Sende-Empfangseinrichtung (12) einer Teilnehmerstation (10; 30) eines seriellen Bussystems (1) und ein Verfahren zum Senden einer Nachricht (45) mit differentiellen Signalen (CAN_H, CAN_L) in einem seriellen Bussystem bereitgestellt. Bei dem Bussystems ist ein Sendemodul (121) zum Senden eines digitalen Sendesignals (TxD_INT) als analoges differentielles Signal (CAN_H, CAN_L) auf einen Bus (40) des Bussystems (1) ausgestaltet, um an mindestens eine andere Teilnehmerstation (10; 20; 30) des Bussystems (1) eine Nachricht (45) zu senden, wobei Bits des digitalen Sendesignals (TxD_INT) in einer ersten Kommunikationsphase (451) eine größere Bitdauer (t_bt1) haben als in einer zweiten Kommunikationsphase (452) des Sendesignals (TxD_INT). Das Sendesignal-Auswertemodul (125) hat einen MICI-Block (1251) zum Decodieren eines von einer Kommunikationssteuereinrichtung (11) der Teilnehmerstation (10; 30) erzeugten ersten Sendesignals (TXD; TXD_B) und zur Erzeugung, aus dem ersten Sendesignal (TXD; TXD_B), eines decodierten Sendesignals (TXD_INT) und eines Betriebsartschaltsignals (FAST_INT), mit welchem dem Sendemodul (121) ein Schalten in vorbestimmte Betriebsarten für die Kommunikationsphasen (451, 452) zu signalisieren ist, um das analoge differentielle Signal (CAN_H, CAN_L) für den Bus (40) zu erzeugen, einen Verzögerungsblock (1252) zur Erzeugung eines verzögerten Sendesignals (TXD_DEL) aus dem ersten Sendesignal (TXD; TXD_B), und einen Synchronisationsblock (1254) zur Erzeugung des digitalen Sendesignals (TxD_INT) für das Sendemodul (121) aus dem decodierten Sendesignal (TXD_INT) und dem verzögerten Sendesignal (TXD_DEL).

Description

Beschreibung

-Auswertemodul für eine Sende

einer

Teilnehmerstation eines seriellen

und Verfahren zum Senden einer

Nachricht mit differentiellen Si,

in einem seriellen

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Sendesignal-Auswertemodul für eine Sende-Empfangseinrichtung einer Teilnehmerstation eines seriellen Bussystems und ein Verfahren zum Senden einer Nachricht mit differentiellen Signalen in einem seriellen Bussystem, das insbesondere ein CAN XL-Bussystem ist.

Stand der Technik

Für eine Nachrichten- oder Datenübertragung in technischen Anlagen finden beispielsweise serielle Bussysteme Verwendung. Ein serielles Bussystem, das insbesondere ein CAN-Bussystem ist, kann eine Kommunikation zwischen Sensoren und Steuergeräten in einem Fahrzeug oder einer technischen Produktionsanlage, usw. ermöglichen.

Bei einem CAN-Bussystem werden Nachrichten mittels des CAN- und/oder CAN FD Protokolls übertragen, wie es im Standard ISO-11898-1 :2015 als CAN Protokoll-Spezifikation mit CAN FD beschrieben ist. Bei CAN FD wird bei der Übertragung auf dem Bus zwischen einer langsamen Betriebsart in einer ersten Kommunikationsphase (Arbitrationsphase) und einer schnellen Betriebsart in einer zweiten Kommunikationsphase (Datenphase) hin und her geschaltet. CAN FD wird von den meisten Herstellern beispielsweise mit 500kbi1/s Arbitrationsbitrate und 2 Mbit/s Datenbitrate im Fahrzeug eingesetzt.

Nachfolgebussysteme für CAN FD, wie beispielsweise CAN-SIC und CAN XL, sind kompatibel zu CAN FD und für noch größere Datenraten in der zweiten Kommunikationsphase konzipiert. Bei CAN- SIC gemäß dem Standard CiA601 -4 der Organisation CAN in Automation (CiA) wird in der zweiten Kommunikationsphase eine Datenrate von etwa 5 bis 8 Mbil/s erreicht. Bei CAN XL gemäß dem Standard CiA601 -3 ist eine Datenrate in der zweiten Kommunikationsphase von > 10 Mbil/s gefordert

Somit werden bei den Bussystemen CAN XL, CAN FD und CAN SIC die Daten in der zweiten Kommunikationsphase mit einer höheren Datenrate auf den Bus gesendet als in der ersten Kommunikationsphase. Bei CAN XL hat hierfür ein Bit eines Sendesignals in der zweiten Kommunikationsphase nicht nur eine kürzere Bitdauer oder Bitzeit oder zeitliche Länge als in der ersten Kommunikationsphase, sondern ist meist auch mit einem anderen Physical Layer auf den Bus zu senden und mit einer anderen Empfangsschwelle zu empfangen als in der ersten Kommunikationsphase. Demzufolge können sich bei CAN XL die Buspegel der Bussignale CAN_H, CAN_L für die erste Kommunikationsphase von den Buspegeln der zweiten Kommunikationsphase unterscheiden. Bei CAN XL wird die Art der Kommunikation in der zweiten Kommunikationsphase auch FAST MODE genannt. Der Physical Layer entspricht der Bitübertragungsschicht oder Schicht 1 des bekannten OSI-Modells (Open Systems Interconnection Modell).

Eine möglichst störungsfreie Kommunikation am Bus kann daher nur stattfinden, wenn CAN XL-Teilnehmerstationen des Bussystems eine Sende- /Empfangseinrichtung einsetzen, die in einer auf den Bus zu sendenden bzw. vom Bus zu empfangenden Nachricht möglichst fehlerfrei das Umschalten zwischen den beiden Kommunikationsphasen erkennt und vornimmt und die Pegel eines Sendesignals richtig für den Bus umsetzt. Die Sende- /Empfangseinrichtung kann auch als CAN-Transceiver oder CAN FD Transceiver usw. bezeichnet werden.

Hierfür sendet in einer CAN XL-Teilnehmerstation ein CAN-Controller an eine Sende-/Empfangseinrichtung eine Information über den Wechsel der Kommunikationsphase und damit der für die Sende-/Empfangseinrichtung einzuschaltenden Betriebsart. Gemäß dem CAN XL-Standard ist die Information in einer Art der Datencodierung enthalten, welche der CAN-Controller in einem an die Sende-/Empfangseinrichtung gesendeten Signal verwendet. Hierbei ist festgelegt, dass der CAN-Controller in der ersten Kommunikationsphase (FAST MODE) eine NRZ-Codierung (NRZ = Non-Return to Zero) verwendet und in der zweiten Kommunikationsphase (FAST MODE) eine Codierung mittels Pulsweitenmodulation (PWM-Codierung) verwendet. Der CAN-Controller hat den Wechsel von NRZ-Codierung zu PWM-Codierung durch zwei aufeinander folgende Flanken gleicher Polarität innerhalb eines Zeitraums von 205ns anzuzeigen.

Erkennt die Sende-/Empfangseinrichtung diese Information, schaltet die Sende- /Empfangseinrichtung von der bisherigen langsamen Betriebsart (SLOW Mode) in die Betriebsart für den FAST-MODE um. Sind die zwei aufeinander folgenden Flanken gleicher Polarität zwei steigende Flanken, soll die Sende- /Empfangseinrichtung in eine Betriebsart Fast-TX-Mode geschaltet werden, in welcher die Sende-/Empfangseinrichtung in dem FAST-MODE Signale auf den Bus senden kann. Sind jedoch die zwei aufeinander folgenden Flanken gleicher Polarität zwei fallende Flanken, soll die Sende-/Empfangseinrichtung in eine Betriebsart Fast-RX-Mode geschaltet werden, in welcher die Sende- /Empfangseinrichtung in dem FAST-MODE nur Signale von dem Bus empfangen, aber nicht senden, kann. Sobald die PWM Codierung gemäß CiA610-3 in eine NRZ-Codierung übergeht, also keine zwei aufeinander folgende Flanken gleicher Richtung in einem vorgegebenen Zeitfenster mehr empfangen werden, wird wieder in die langsame Betriebsart (SLOW Mode) geschaltet, so dass das Sendesignal TxD des CAN-Controllers wieder in die rezessive bzw. dominante Busspannung übersetzt wird.

Problematisch ist, dass sich bei dem Übergang von der langsamen Betriebsart (SLOW Mode) zu der schnellen Betriebsart (FAST-MODE) auf dem Bus ein (unvollständiger) Übergang U1 von dominant nach rezessiv nach dominant ausbildet, wie in Fig. 23 gezeigt. Zudem wird für das Erkennen der zwei aufeinander folgenden Flanken gleicher Polarität eine gewisse Anzahl an Taktzyklen benötigt, bis die langsame Betriebsart (SLOW Mode) in die schnelle Betriebsart (FAST-MODE) umschaltbar ist. Dadurch kann sich auf dem Bus ein zweiter (unvollständiger) Übergang U2 von dominant nach rezessiv nach dominant ausbilden, wie in Fig. 23 gezeigt. Die (unvollständigen) Übergänge U1 , U2 von dominant nach rezessiv nach dominant erzeugen unerwünschte Signale am Bus, da diese gegebenenfalls von anderen Teilnehmerstationen des Bussystems als Fehler interpretiert werden können. Dies kann zu einem Abbruch des derzeit übertragenen Rahmens am Bus führen, wodurch die Netto-Datenrate am Bus sinkt

Daher ist eine Sende-/Empfangseinrichtung (Transceiver) für CAN XL erforderlich, die für alle Betriebsphasen der Kommunikation am Bus eine möglichst fehlerfreie Kommunikation sicherstellt.

Offenbarung der Erfindung

Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Sendesignal- Auswertemodul für eine Teilnehmerstation eines seriellen Bussystems und ein Verfahren zum Senden einer Nachricht mit differentiellen Signalen in einem seriellen Bussystem bereitzustellen, welche die zuvor genannten Probleme lösen. Insbesondere sollen ein Sendesignal-Auswertemodul für eine Teilnehmerstation eines seriellen Bussystems und ein Verfahren zum Senden einer Nachricht mit differentiellen Signalen in einem seriellen Bussystem möglichst unaufwändig eine zuverlässige und möglichst fehlerfreie Erstellung/Erzeugung von Bussignalen ermöglichen, auch wenn der Physical Layer zwischen zwei Kommunikationsphasen bei der Kommunikation am Bus umgeschaltet wird.

Die Aufgabe wird durch ein Sendesignal-Auswertemodul für eine für eine Sende- Empfangseinrichtung einer Teilnehmerstation eines seriellen Bussystems mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Bei dem Bussystems ist ein Sendemodul zum Senden eines digitalen Sendesignals als analoges differentielles Signal auf einen Bus des Bussystems ausgestaltet, um an mindestens eine andere Teilnehmerstation des Bussystems eine Nachricht zu senden, wobei Bits des digitalen Sendesignals in einer ersten Kommunikationsphase eine größere Bitdauer haben als in einer zweiten Kommunikationsphase des Sendesignals. Das Sendesignal-Auswertemodul hat einen MICI-Block zum Decodieren eines von einer Kommunikationssteuereinrichtung der Teilnehmerstation erzeugten ersten Sendesignals und zur Erzeugung, aus dem ersten Sendesignal, eines decodierten Sendesignals und eines Betriebsartschaltsignals, mit welchem dem Sendemodul ein Schalten in vorbestimmte Betriebsarten für die Kommunikationsphasen zu signalisieren ist, um das analoge differentielle Signal für den Bus zu erzeugen, einen Verzögerungsblock zur Erzeugung eines verzögerten Sendesignals aus dem ersten Sendesignal, und einen Synchronisationsblock zur Erzeugung des digitalen Sendesignals für das Sendemodul aus dem decodierten Sendesignal und dem verzögerten Sendesignal.

Das beschriebene Sendesignal-Auswertemodul ist derart ausgestaltet, dass eine zuverlässige und unaufwändige Erstellung der Bussignale im Betrieb des Bussystems erfolgt. Alles dies gilt insbesondere auch für eine derartige Kommunikation, bei der der Physical Layer der Sende-/Empfangseinrichtung der Teilnehmerstation zwischen zwei Kommunikationsphasen für die Kommunikation am Bus umzuschalten ist.

Außerdem kann das beschriebene Sendesignal-Auswertemodul sehr zuverlässig aus einem Sendesignal Informationen extrahieren und an das Sendemodul und/oder Empfangsmodul der Sende-/Empfangseinrichtung weitergeben, wie die Betriebsart für das Sendemodul und/oder das Empfangsmodul vorzuwählen oder einzustellen ist. Dadurch kann innerhalb einer Nachricht richtig zwischen zwei Kommunikationsphasen für die Kommunikation am Bus umgeschaltet werden.

Dabei stellt das beschriebene Sendesignal-Auswertemodul eine sehr fehlerarme und daher weitestgehend störungsfreie Kommunikation, insbesondere gemäß dem Standard CIA610-3 von CAN XL, zwischen Teilnehmerstationen des Bussystems sicher. Zusätzliche Vorteile hierbei sind in der Figurenbeschreibung noch genauer erläutert.

Zudem ist das beschriebene Sendesignal-Auswertemodul derart ausgestaltet, Noch dazu ermöglicht das beschriebene Sendesignal-Auswertemodul auch die Funktionalität, für Arbitration und Datenphase unterschiedliche Empfangsschwellen zu verwenden. Dadurch wird nicht nur die Kommunikation im Bussystem zwischen anderen Teilnehmerstationen mit höheren Bitraten realisiert, sondern auch die übertragbare Bitrate nicht durch Fehler in der Kommunikation herabgesetzt

Vorteilhafte weitere Ausgestaltungen des Sendesignal-Auswertemoduls sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.

Der Verzögerungsblock kann eine Verzögerungkette aus Verzögerungszellen aufweisen, welche Replikas von Verzögerungszellen eines Oszillatormoduls bilden, welcher mit dem MICI-Block zum Takten des Decodierens des MICI- Blocks verbunden ist. Hierbei kann das verzögerte Sendesignal um eine vorbestimmte Anzahl von Takten eines Takts des Oszillatormoduls im Vergleich zu dem ersten Sendesignal verzögert sein.

Möglicherweise hat der Synchronisationsblock einen ersten Flankendetektor zur Erfassung von fallenden Flanken des ersten Sendesignals, einen zweiten Flankendetektor zur Erfassung von fallenden Flanken des verzögerten Sendesignals, einen dritten Flankendetektor zur Erfassung von steigenden Flanken des verzögerten Sendesignals, und eine Logikschaltung zur Erzeugung des digitalen Sendesignals für das Sendemodul auf der Grundlage der von den Flankendetektoren ausgegebenen Signale. Hierbei hat der

Synchronisationsblock möglicherweise zudem ein D-Flip-Flop zur Erzeugung des digitalen Sendesignals für das Sendemodul auf der Grundlage der von den Flankendetektoren ausgegebenen Signale.

Denkbar ist, dass der MICI-Block zum Decodieren eines zeitweise NRZ-codierten ersten Sendesignals und zum Decodieren von pulsweiten-modulierten Symbolen des zeitweise pulsweiten-modulierten ersten Sendesignals ausgestaltet ist.

Gemäß einer speziellen Ausgestaltung ist der MICI-Block zum Decodieren der Nachricht in der ersten Kommunikationsphase und zum Decodieren der Nachricht in der zweiten Kommunikationsphase angeordnet.

Gemäß einer speziellen Ausgestaltung ist der MICI-Block ausgestaltet, Signalisierungen für drei verschiedene Betriebsarten des Sendemoduls in dem ersten Sendesignal zu decodieren, wobei der MICI-Block ausgestaltet ist, das Betriebsartschaltsignal auf der Grundlage der Decodierung derart zu erzeugen, dass dem Sendemodul signalisiert wird, eine erste Betriebsart (SLOW; SIC) für die erste Kommunikationsphase zu verwenden, eine zweite Betriebsart zu verwenden, wenn die Teilnehmerstation in der zweiten Kommunikationsphase als Sender agieren soll, und eine dritte Betriebsart zu verwenden, wenn die Teilnehmerstation in der zweiten Kommunikationsphase als Empfänger agieren soll.

Das zuvor beschriebene Sendesignal-Auswertemodul kann Teil einer Sende- /Empfangseinrichtung sein, die zudem ein Sendemodul zum Senden eines digitalen Sendesignals als analoges differentielles Signal auf einen Bus des Bussystems hat, um an mindestens eine andere Teilnehmerstation des Bussystems eine Nachricht zu senden, und zudem ein Empfangsmodul hat zum Empfangen von Signalen von dem Bus und zum Erzeugen eines digitalen Empfangssignals aus dem analogen differentiellen Signal.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der MICI-Block zum Decodieren des ersten Sendesignals in der ersten Kommunikationsphase und zum Decodieren des ersten Sendesignals in der zweiten Kommunikationsphase angeordnet ist.

Das Sendemodul kann ausgestaltet sein, die analogen differentiellen Signale in der ersten Kommunikationsphase der Nachricht mit einem anderen Physical Layer zu erzeugen als in der zweiten Kommunikationsphase.

Die zuvor beschriebene Sende-/Empfangseinrichtung kann Teil einer Teilnehmerstation für ein serielles Bussystem sein. Die Teilnehmerstation kann zudem eine Kommunikationssteuereinrichtung zur Steuerung der Kommunikation in dem Bussystem und zur Erzeugung des ersten Sendesignals.

Optional ist die Teilnehmerstation für die Kommunikation in einem Bussystem ausgestaltet, in dem zumindest zeitweise ein exklusiver, kollisionsfreier Zugriff einer Teilnehmerstation auf den Bus des Bussystems gewährleistet ist.

Die zuvor genannte Aufgabe wird zudem durch ein Verfahren zum Senden einer Nachricht mit differentiellen Signalen in einem seriellen Bussystem mit den Merkmalen von Anspruch 14 gelöst Das Verfahren wird mit einer Sende- /Empfangseinrichtung ausgeführt die ein Sendemodul und ein Sendesignal- Auswertemodul aufweist, das einen MICI-Block, einen Verzögerungsblock und einen Synchronisationsblock aufweist, wobei das Verfahren die Schritte aufweist Decodieren, mit dem MICI-Block, eines von einer Kommunikationssteuereinrichtung der Teilnehmerstation für die Nachricht erzeugten ersten Sendesignals, in dem Bits in einer ersten Kommunikationsphase der Nachricht eine größere Bitdauer haben als in einer zweiten Kommunikationsphase der Nachricht, Erzeugen, mit dem MICI-Block aus dem ersten Sendesignal, eines decodierten Sendesignals und eines Betriebsartschaltsignals, mit welchem dem Sendemodul ein Schalten in vorbestimmte Betriebsarten für zwei verschiedene Kommunikationsphasen signalisiert wird, um das analoge differentielle Signal für den Bus zu erzeugen, Erzeugen, mit dem Verzögerungsblock, eines verzögerten Sendesignals aus dem ersten Sendesignal, Erzeugen, mit dem Synchronisationsblock, eines digitalen Sendesignals für das Sendemodul aus dem decodierten Sendesignal und dem verzögerten Sendesignal, und Senden, mit dem Sendemodul, das in die mit dem Betriebsartschaltsignal signalisierte vorbestimmte Betriebsart geschaltet ist, des digitalen Sendesignals als analoges differentielles Signal auf einen Bus des Bussystems, um die Nachricht an mindestens eine andere Teilnehmerstation des Bussystems zu senden.

Das Verfahren bietet dieselben Vorteile, wie sie zuvor in Bezug auf das Sendesignal-Auswertemodul 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 des Aufbaus einer Nachricht, die von Teilnehmerstationen des Bussystems gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel gesendet werden kann;

Fig. 3 ein Beispiel für den idealen zeitlichen Verlauf von Bussignalen CAN_H, CAN_L, die von Teilnehmerstationen des Bussystems für die Nachricht von Fig.

2 auf einen Bus des Bussystems gesendet werden;

Fig. 4 den zeitlichen Verlauf einer Differenzspannung VDIFF, die sich auf dem Bus des Bussystems infolge der Bussignale von Fig. 3 ausbildet;

Fig. 5 ein Blockschaltbild einer Sende-/Empfangseinrichtung für eine Teilnehmerstation des Bussystems gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;

Fig. 6 ein Blockschaltbild eines Teils der Sende-/Empfangseinrichtung von Fig. 5;

Fig. 7 bis Fig. 16 Signalverläufe über der Zeit für eine Kommunikationsphase im Bussystem, bei welcher die Betriebsart der Sende-Empfangseinrichtung von Fig. 5 von der langsamen Betriebsart in die schnelle Betriebsart umgeschaltet wird;

Fig. 17 den zeitlichen Verlauf der Bussignale CAN_H, CAN_L, die von der Teilnehmerstation des Bussystems infolge der Signale von Fig. 7 bis Fig. 16 auf den Bus des Bussystems gesendet werden;

Fig. 18 bis Fig. 22 Signalverläufe über der Zeit für eine Kommunikationsphase im Bussystem, bei welcher die Betriebsart der Sende-Empfangseinrichtung von der langsamen Betriebsart in die schnelle Betriebsart umgeschaltet wird, jedoch ein Sendesignal-Auswertemodul der Sende-/Empfangseinrichtung von Fig. 5 alleine und nur für eine Datenphase eine CAN CL-Nachricht betrieben wird; und Fig. 23 den zeitlichen Verlauf der Bussignale CAN_H, CAN_L, die von der Teilnehmerstation des Bussystems infolge der Signale von Fig. 18 bis Fig. 22 auf den Bus des Bussystems gesendet werden.

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 zumindest abschnittsweise 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.

In Fig. 1 hat das Bussystem 1 eine Vielzahl von Teilnehmerstationen 10, 20, 30, die jeweils an einen Bus 40 oder Busleitung mit einer ersten Busader 41 und einer zweiten Busader 42 angeschlossen sind. Die Busadern 41 , 42 können auch CAN_H und CAN_L für die Signale auf dem Bus 40 genannt werden. Über den Bus 40 können Nachrichten 45, 46, 47 in der Form von Signalen zwischen den einzelnen Teilnehmerstationen 10, 20, 30 übertragen werden. Die Teilnehmerstationen 10, 20, 30 sind beispielsweise Steuergeräte oder Anzeigevorrichtungen eines Kraftfahrzeugs.

Wie in Fig. 1 gezeigt, haben die Teilnehmerstationen 10, 30 jeweils eine Kommunikationssteuereinrichtung 11 und eine Sende-/Empfangseinrichtung 12. Die Sende-/Empfangseinrichtung 12 hat ein Sendemodul 121 und ein Empfangsmodul 122.

Die Teilnehmerstation 20 hat eine Kommunikationssteuereinrichtung 21 und eine Sende-/Empfangseinrichtung 22. Die Sende-/Empfangseinrichtung 22 hat ein Sendemodul 221 und ein Empfangsmodul 222.

Die Sende-/Empfangseinrichtungen 12 der Teilnehmerstationen 10, 30 und die Sende-/Empfangseinrichtung 22 der Teilnehmerstation 20 sind jeweils direkt an den Bus 40 angeschlossen, auch wenn dies in Fig. 1 nicht dargestellt ist. Die Kommunikationssteuereinrichtungen 11 , 21 dienen jeweils zur Steuerung einer Kommunikation der jeweiligen Teilnehmerstation 10, 20, 30 über den Bus 40 mit mindestens einer anderen Teilnehmerstation der Teilnehmerstationen 10, 20, 30, die an den Bus 40 angeschlossen sind.

Die Kommunikationssteuereinrichtung 11 erstellt und liest erste Nachrichten 45, 47, die beispielsweise modifizierte CAN Nachrichten 45, 47 sind. Hierbei sind die modifizierten CAN Nachrichten 45, 47 beispielsweise auf der Grundlage des CAN XL-Formats aufgebaut. Die Sende-/Empfangseinrichtung 12 dient zum Senden und Empfangen der Nachrichten 45, 47 von dem Bus 40. Das Sendemodul 121 empfängt ein von der Kommunikationssteuereinrichtung 11 für eine der Nachrichten 45, 47 erstelltes digitales Sendesignal TxD und setzt dieses in Signale auf den Bus 40 um. Das digitale Sendesignal TxD kann zumindest zeitweise bzw. abschnittsweise ein pulsweiten-moduliertes Signal sein. Das Empfangsmodul 122 empfängt auf dem Bus 40 gesendete Signale entsprechend den Nachrichten 45 bis 47 und erzeugt daraus ein digitales Empfangssignal RxD. Das Empfangsmodul 122 sendet das Empfangssignal RxD an die Kommunikationssteuereinrichtung 11.

Zusätzlich kann die Kommunikationssteuereinrichtung 11 zum Erstellen und Lesen von zweiten Nachrichten 46 ausgestaltet sein, die beispielsweise CAN SIC Nachrichten 46 sind. Die Sende-/Empfangseinrichtung 12 kann entsprechend ausgestaltet sein.

Die Kommunikationssteuereinrichtung 21 kann wie ein herkömmlicher CAN- Controller nach ISO 11898-1 :2015 ausgeführt sein, d.h. wie ein CAN FD toleranter Classical CAN-Controller oder ein CAN FD Controller oder ein CAN SIC Controller. Die Kommunikationssteuereinrichtung 21 erstellt und liest zweite Nachrichten 46, beispielsweise CAN SIC-Nachrichten. Die Sende- /Empfangseinrichtung 22 dient zum Senden und Empfangen der Nachrichten 46 von dem Bus 40. Das Sendemodul 221 empfängt ein von der Kommunikationssteuereinrichtung 21 erstelltes digitales Sendesignal TxD und setzt dieses in Signale für eine Nachricht 46 auf den Bus 40 um. Das Empfangsmodul 222 empfängt auf dem Bus 40 gesendete Signale entsprechend den Nachrichten 45 bis 47 und erzeugt daraus ein digitales Empfangssignal RxD.

Die Sende-/Empfangseinrichtung 22 ist möglicherweise wie ein herkömmlicher CAN-SIC-Transceiver ausgeführt.

Zum Senden der Nachrichten 45, 46, 47 mit CAN SIC oder CAN XL werden bewährte Eigenschaften übernommen, die für die Robustheit und Anwenderfreundlichkeit von CAN und CAN FD verantwortlich sind, insbesondere Rahmenstruktur mit Identifier und Arbitrierung nach dem bekannten CSMA/CR-Verfahren. Das CSMA/CR-Verfahren hat zur Folge, dass es sogenannte rezessive Zustände auf dem Bus 40 geben muss, welche von anderen Teilnehmerstationen 10, 20, 30 mit dominanten Pegeln oder dominanten Zuständen auf dem Bus 40 überschrieben werden können.

Mit den beiden Teilnehmerstationen 10, 30 ist eine Bildung und dann Übertragung von Nachrichten 45, 47 mit verschiedenen CAN-Formaten, insbesondere dem CAN FD Format oder dem CAN SIC Format oder dem CAN XL Format, sowie der Empfang solcher Nachrichten 45, 47 realisierbar. Dies ist nachfolgend für eine Nachricht 45 genauer beschrieben.

Fig. 2 zeigt für die Nachricht 45 einen Rahmen 450, der insbesondere ein CAN XL Rahmen ist, wie er von der Kommunikationssteuereinrichtung 11 für die Sende-/Empfangseinrichtung 12 zum Senden auf den Bus 40 bereitgestellt wird. Hierbei erstellt die Kommunikationssteuereinrichtung 11 den Rahmen 450 bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel als kompatibel mit CAN FD. Alternativ ist der Rahmen 450 kompatibel zu einem beliebigen Nachfolgestandard für CAN FD.

Gemäß Fig. 2 ist der Rahmen 450 für die CAN-Kommunikation auf dem Bus 40 in unterschiedliche Kommunikationsphasen 451 , 452 unterteilt, nämlich eine Arbitrationsphase 451 (erste Kommunikationsphase) und eine Datenphase 452 (zweite Kommunikationsphase). Der Rahmen 450 hat, nach einem Startbit SOF, ein Arbitrationsfeld 453, ein Steuerfeld 454, ein erstes Umschaltfeld 455, ein Datenfeld 456, ein Prüfsummenfeld 457, ein zweites Umschaltfeld 458 und ein Rahmenabschlussfeld 459. Das Prüfsummenfeld 457, das zweite Umschaltfeld

458 und das Rahmenabschlussfeld 459 bilden eine Rahmenendphase 457, 458,

459 des Rahmens 450. In der Arbitrationsphase 451 wird mit Hilfe eines Identifizierers (ID) in dem Arbitrationsfeld 453 bitweise zwischen den Teilnehmerstationen 10, 20, 30 ausgehandelt, welche Teilnehmerstation 10, 20, 30 die Nachricht 45, 46 mit der höchsten Priorität senden möchte und daher für die nächste Zeit zum Senden in der anschließenden Datenphase 452 einen exklusiven Zugriff auf den Bus 40 des Bussystems 1 bekommt. In der Arbitrationsphase 451 wird ein Physical Layer wie bei CAN und CAN-FD verwendet Der Physical Layer entspricht der Bitübertragungsschicht oder Schicht 1 des bekannten OSI-Modells (Open Systems Interconnection Modell).

Ein wichtiger Punkt während der Phase 451 ist, dass das bekannte CSMA/CR- Verfahren Verwendung findet, welches gleichzeitigen Zugriff der Teilnehmerstationen 10, 20, 30 auf den Bus 40 erlaubt, ohne dass die höher priorisierte Nachricht 45, 46 zerstört wird. Dadurch können dem Bussystem 1 relativ einfach weitere Bus-Teilnehmerstationen 10, 20, 30 hinzugefügt werden, was sehr vorteilhaft ist.

Das CSMA/CR-Verfahren hat zur Folge, dass es sogenannte rezessive Zustände auf dem Bus 40 geben muss, welche von anderen Teilnehmerstationen 10, 20, 30 mit dominanten Pegeln oder dominanten Zuständen auf dem Bus 40 überschrieben werden können. Im rezessiven Zustand herrschen an der einzelnen Teilnehmerstation 10, 20, 30 hochohmige Verhältnisse, was in Kombination mit den Parasiten der Busbeschaltung längere Zeitkonstanten zur Folge hat. Dies führt zu einer Begrenzung der maximalen Bitrate des heutigen CAN-FD-Physical-Layer auf derzeit etwa 2 Megabit pro Sekunde im realen Fahrzeug-Einsatz.

Am Ende der Arbitrationsphase 451 wird, mit Hilfe des ersten Umschaltfelds 455, in die Datenphase 452 umgeschaltet. Dies ist nachfolgend noch genauer beschrieben.

In der Datenphase 452 werden neben einem Teil des ersten Umschaltfelds 455 die Nutzdaten des CAN-XL-Rahmens 450 bzw. der Nachricht 45 aus dem Datenfeld 456 sowie das Prüfsummenfeld 457 und ein Teil des zweiten Umschaltfelds 458 gesendet. In dem Prüfsummenfeld 457 kann eine Prüfsumme über die Daten der Datenphase 452 einschließlich der Stuffbits enthalten sein.

Die Stuffbits werden vom Sender der Nachricht 45 nach jeweils einer vorbestimmten Anzahl von Bits mit dem gleichen Wert (gleichen Bits), insbesondere 10 gleichen Bits, als inverses Bit eingefügt. Am Ende der Datenphase 452 wird, mit Hilfe des zweiten Umschaltfelds 458, wieder in die Arbitrationsphase 451 zurückgeschaltet.

In einem Endefeld des Rahmenabschlussfelds 459 kann mindestens ein Acknowledge-Bit enthalten sein. Außerdem kann eine Folge von 11 gleichen Bits vorhanden sein, welche das Ende des CAN XL-Rahmens 450 anzeigen. Mit dem mindestens einen Acknowledge-Bit kann mitgeteilt werden, ob ein Empfänger in dem empfangenen CAN XL-Rahmen 450 bzw. der Nachricht 45 einen Fehler entdeckt hat oder nicht.

Ein Sender der Nachricht 45 beginnt ein Senden von Bits der Datenphase 452 auf den Bus 40 erst, wenn die Teilnehmerstation 10 als der Sender die Arbitration gewonnen hat und die Teilnehmerstation 10 als Sender damit zum Senden einen exklusiven Zugriff auf den Bus 40 des Bussystems 1 hat.

Somit verwenden die Teilnehmerstationen 10, 30 in der Arbitrationsphase 451 als erster Kommunikationsphase teilweise, insbesondere bis zum FDF-Bit (inklusive), ein von CAN/CAN-FD bekanntes Format gemäß der ISO11898-1 :2015. Jedoch ist im Vergleich zu CAN oder CAN FD in der Datenphase 452 als zweiter Kommunikationsphase eine Steigerung der Netto-Datenübertragungsrate, insbesondere auf über 10 Megabit pro Sekunde möglich. Außerdem ist ein Anheben der Größe der Nutzdaten pro Rahmen, insbesondere auf etwa 2kbyte oder einen beliebigen anderen Wert möglich.

Wie in Fig. 3 gezeigt, verwenden die Sende-/Empfangseinrichtungen 12 in der Arbitrationsphase 451 einen Physical Layer 451 _P, um ein Sendesignal TxD (Fig. 1) über der Zeit t als Signale CAN_H, CAN_L auf den Bus 40 zu senden. Dasselbe gilt für die Sende-/Empfangseinrichtung 22. Im Unterschied dazu kann die Sende- /Empfangseinrichtung 12 in der Datenphase 452 einen Physical Layer 452_P verwenden, der sich von dem Physical Layer 451 _P unterscheidet, um das Sendesignal TxD (Fig. 1) als Signale CAN_H, CAN_L auf den Bus 40 zu senden, wie bereits zuvor beschrieben. Für den Physical Layer 452_P gibt es zwei Betriebsarten, nämlich FAST_TX und FAST RX, wie nachfolgend genauer beschrieben.

Fig. 3 zeigt auf der linken Seite, dass die Teilnehmerstationen 10, 20, 30 in der Arbitrationsphase 451 jeweils Signale CAN_H, CAN_L über der Zeit t auf den Bus 40 senden, die eine erste Bitdauer t_bt1 haben. Die Signale CAN_H, CAN_L sind serielle Signale und haben abwechselnd mindestens einen dominanten Zustand 401 , bei dem für VCAN_H = 3,5 V und für VCAN_L = 1 ,5 V gilt, oder mindestens einen rezessiven Zustand 402, bei dem VCAN_H = VCAN_L = 2,5 gilt. Dominante Zustände 401 werden bei einer NRZ-Codierung des Sendesignals TXD in der Phase 451 getrieben, wenn für TXD = 0 bzw. L (LOW) gilt. Rezessive Zustände 402 werden erzeugt, bzw. stellen sich bei einer N RZ- Codierung des Sendesignals TXD in der Phase 451 ein, wenn TXD = 1 bzw. H (HIGH) gilt. Nach der Arbitration in der Arbitrationsphase 451 steht eine der Teilnehmerstationen 10, 20, 30 als Gewinner fest.

Erkennen die Teilnehmerstationen 10, 20, 30 die Signalisierung in dem ersten Umschaltfeld 455 von Fig. 3 für die Umschaltung von der ersten in die zweiten Kommunikationsphase 451 , 452, schalten die jeweiligen Sende- /Empfangseinrichtung 12 ihren Physical Layer 451 _P am Ende der Arbitrationsphase 451 von einer ersten Betriebsart (SLOW), die auch als SIC- Betriebsart ausgeführt sein kann, in den Physical Layer 452_P der Datenphase 452 um. Hierfür werden die Betriebsarten der Datenphase 452 eingeschaltet, wie folgt.

Angenommen, die erste Teilnehmerstation 10 hat die Arbitration gewonnen. Dann schaltet die Sende-/Empfangseinrichtung 12 der Teilnehmerstation 10, insbesondere aufgrund einer Signalisierung im ersten Umschaltfeld 455 von Fig. 2, ihren Physical Layer 451 _P am Ende der Arbitrationsphase 451 von der ersten Betriebsart (SLOW) in den Physical Layer 452_P der Datenphase 452 für eine zweite Betriebsart (FAST_TX) der Sende-/Empfangseinrichtung 12 um, da die Teilnehmerstation 10 in der Datenphase 452 Sender der Nachricht 45 ist. Wie in Fig. 3 gezeigt, erzeugt das Sendemodul 121 dann in der Datenphase 452 bzw. in der zweiten Betriebsart (FAST_TX) abhängig von einem Sendesignal TxD nacheinander und somit seriell die Zustände LO oder L1 mit dem Physical Layer 452_P für die Signale CAN_H, CAN_L auf dem Bus 40. Der Zustand LO (VCAN_H = 3,0 V, VCAN_L = 2,0 V) wird bei einer Pulsweiten-Modulation (PWM-Codierung) des Sendesignals TXD für ein erstes PWM- Symbol in dem Sendesignal TXD getrieben. Der Zustand L1 (VCAN_H = 2,0 V und VCAN_L = 3,0 V) wird bei der Pulsweiten-Modulation (PWM-Codierung) des Sendesignals TXD für ein zweites PWM-Symbol, das sich von dem ersten PWM- Symbol unterscheidet, in dem Sendesignal TXD getrieben.

Die Frequenz der Signale CAN_H, CAN_L kann in der Datenphase 452 gesteigert sein. Bei dem Beispiel von Fig. 3 ist hierfür die Bitzeit oder Bitdauer t_bt2 in der Datenphase 452 kürzer bzw. geringer als die Bitzeit oder Bitdauer t_bt1 in der Arbitrationsphase 451 . Somit ist die Netto-Datenübertragungsrate in der Datenphase 452 bei dem Beispiel von Fig. 3 im Vergleich zu der Arbitrationsphase 451 gesteigert.

Dagegen schaltet die Sende-/Empfangseinrichtung 12 der Teilnehmerstation 30 ihren Physical Layer 451 _P am Ende der Arbitrationsphase 451 von der ersten Betriebsart (SLOW oder SIC) in den Physical Layer 452_P der Datenphase 452 für eine dritte Betriebsart (FAST_RX) der Sende-/Empfangseinrichtung 12 um, da die Teilnehmerstation 30 in der Datenphase 452 nur Empfänger, also kein Sender, des Rahmens 450 ist.

Der Verlauf der entsprechenden Signale bei der Sende-/Empfangseinrichtung 12 bei der Umschaltung zwischen den Phasen 451 , 452 ist nachfolgend anhand von Fig. 6 bis Fig. 17 genauer erläutert.

Erkennt die Sende-/Empfangseinrichtung 12, insbesondere mit der Signalisierung im zweiten Umschaltfeld 458 von Fig. 2, dass eine Umschaltung von der Datenphase 452 zurück in die Arbitrationsphase 451 vorzunehmen ist, wird die Sende- /Empfangseinrichtung 12 vom Senden (Betriebsart FAST_TX) (und)oder Empfangen (Betriebsart FAST_RX) von Signalen mit dem Physical Layer 452_P umgeschaltet zum Senden und/oder Empfangen von Signalen mit dem Physical Layer 451 _P.

Demzufolge schalten alle Sende-/Empfangseinrichtungen 12 der Teilnehmerstationen 10, 30 nach dem Ende der Datenphase 452 ihre Betriebsart in die erste Betriebsart (SLOW oder SIC) um. Somit können alle Sende-/Empfangseinrichtungen 12 nicht nur zwischen den Bitdauern t_bt1 , t_bt2 schalten, sondern auch ihren Physical Layer umschalten, wie zuvor beschrieben.

Gemäß Fig. 4 bildet sich in der Arbitrationsphase 451 über der Zeit t im idealen Fall auf dem Bus 40 ein Differenzsignal VDIFF = CAN_H - CAN_L mit Werten von VDIFF = 2V für dominante Zustände 401 und VDIFF = 0V für rezessive Zustände 402 aus. Der Verlauf von VDIFF in der Phase 451 ist auf der linken Seite in Fig. 4 gezeigt. Dagegen bildet sich in der Datenphase 452 über der Zeit t auf dem Bus 40 ein Differenzsignal VDIFF = CAN_H - CAN_L entsprechend den Zuständen LO, L1 von Fig. 4 aus, wie auf der rechten Seite in Fig. 4 gezeigt. Der Zustand LO hat einen Wert VDIFF = 1 V. Der Zustand L1 hat einen Wert VDIFF = -1 V.

Das Empfangsmodul 122 kann die Zustände 401 , 402 jeweils mit zwei der Empfangsschwellen T1 , T2, T3 unterscheiden, die in den Bereichen TH_T1 , TH_T2, TH_T3 liegen. Hierfür tastet das Empfangsmodul 122 die Signale von Fig. 3 oder Fig. 4 zu Zeitpunkten t_A ab, wie in Fig. 4 gezeigt. Zum Auswerten des Abtastergebnisses verwendet das Empfangsmodul 122 in der Arbitrationsphase 451 die Empfangsschwelle T1 von beispielsweise 0,7 V und die Empfangsschwelle T2 von beispielsweise -0,35 V. Dagegen verwendet das Empfangsmodul 122 in der Datenphase 452 nur Signale, die mit der Empfangsschwelle T3 ausgewertet wurden. Bei der Umschaltung zwischen der ersten bis dritten Betriebsart (SLOW oder SIC, FAST_TX, FAST_RX), die zuvor in Bezug auf Fig. 3 beschrieben sind, schaltet das Empfangsmodul 122 jeweils die Empfangsschwellen T2, T3 um.

Die Empfangsschwelle T2 dient zum Erkennen, ob der Bus 40 frei ist, wenn die Teilnehmerstation 12 neu in die Kommunikation am Bus 40 hinzugeschaltet wird und versucht, sich in die Kommunikation am Bus 40 zu integrieren. Jede Teilnehmerstation 10, 30 schaltet die Betriebsart der Sende- /Empfangseinrichtung 12 in die Betriebsart der Arbitrationsphase 451 , wenn die Teilnehmerstation 12 (neu) in die Kommunikation am Bus 40 hinzugeschaltet wird oder versucht, sich nach einem Fehler in der Buskommunikation wieder in die Kommunikation am Bus 40 zu integrieren. Erst wenn erkannt wird, dass der Bus 40 frei ist, darf die Teilnehmerstation 10 in den genannten Fällen selbst Daten, insbesondere Nachrichten 45, 47, auf den Bus 40 senden. Bei Empfang der entsprechenden Signale von dem Bus 40 erzeugt jede Sende- /Empfangseinrichtung 12 das zugehörige Empfangssignal RxD, wie in Fig. 1 und in Fig. 5 veranschaulicht. Das Empfangssignal RxD hat idealerweise keinen Zeitversatz zu dem Sendesignal TxD.

Fig. 5 zeigt den grundlegenden Aufbau der Teilnehmerstation 10 mit ihrer Kommunikationssteuereinrichtung 11 und ihrer Sende-/Empfangseinrichtung 12. Die Teilnehmerstation 10 hat zudem einen Mikrocontroller 13 und eine System- ASIC (ASIC = Anwendungsspezifische Integrierte Schaltung) 14. Die System- ASIC kann separat von der Sende-/Empfangseinrichtung 12 sein, so dass die Sende-/Empfangseinrichtung 12 ein separates Gerät ist, was auch als Stand- Alone-Transceiver bezeichnet wird. Die System-ASIC 14 hat Digitalteile 141 , 142, 143, welche Signale von der Sende-/Empfangseinrichtung 12 empfangen und auswerten können, insbesondere für Diagnosezwecke, oder weiterverarbeiten können.

Der Mikrocontroller 13 erzeugt oder verarbeitet Daten, die von der Kommunikationssteuereinrichtung 11 in das entsprechende Rahmenformat zum Senden von Nachrichten 45, 47 über den Bus 40 umzusetzen sind.

Die Kommunikationssteuereinrichtung 11 kann als Protokoll-Controller für das Senden und/oder Empfangen von CAN XL Nachrichten 45, 47 ausgestaltet sein. Optional ist die Kommunikationssteuereinrichtung 11 für das Senden und/oder Empfangen von CAN FD oder CAN SIC Nachrichten 46 ausgestaltet. Zum Senden der Daten auf den Bus 40, erzeugt die Kommunikationssteuereinrichtung 11 ein Sendesignal TXD gemäß dem entsprechenden Standard für CAN FD, CAN SIC oder CAN XL Nachrichten 45, 47. Die Einrichtung 11 gibt an einem Anschluss TxD das Sendesignal TXD an einen Anschluss TxD der Sende- /Empfangseinrichtung 12 aus. Die Einrichtung 12 und die System-ASIC 14 haben jeweils Anschlüsse TxD und RxD.

Die System-ASIC 14 der Teilnehmerstation 10 von Fig. 5 kann alternativ ein System Basis-Chip (SBC) sein, auf dem mehrere für eine Elektronik-Baugruppe der Teilnehmerstation 10 notwendige Funktionen zusammengefasst sind. In der System-ASIC 14 kann zusätzlich zu der Sende-/Empfangseinrichtung 12 eine nicht dargestellte Energieversorgungseinrichtung eingebaut sein, welche die Sende-/Empfangseinrichtung 12 an einem Anschluss 43 mit elektrischer Energie versorgt. Die Energieversorgungseinrichtung liefert üblicherweise eine Spannung CAN_Supply von 5 V. Je nach Bedarf kann die Energieversorgungseinrichtung jedoch eine andere Spannung mit einem anderen Wert liefern. Zusätzlich oder alternativ ist die Energieversorgungseinrichtung als Stromquelle ausgestaltet. Ein Anschluss 44 dient zur Verbindung mit Masse, die auch CAN-GND genannt wird.

Bei dem Beispiel von Fig. 5 hat die Sende-/Empfangseinrichtung 12 zusätzlich zu dem Sendemodul 121 und dem Empfangsmodul 122 außerdem ein Schutzmodul 120, ein Sendesignalpuffermodul 123, ein Oszillatormodul 124, ein Sendesignal- Auswertemodul 125, ein Empfangssignalpuffermodul 126 und ein Aufweckmodul 127. In Fig. 5 sind die Module 121 bis 127 nur vereinfacht dargestellt. Das Sendesignal-Auswertemodul 125 wird nachfolgend auch Auswertemodul 125 genannt.

Das Schutzmodul 120 ist an die Busadern 41 , 42 angeschlossen und dient zum Schutz der Sende-/Empfangseinrichtung 12 vor elektrostatischer Entladung (Electrostatic discharge = ESD).

Ein von der Einrichtung 11 empfangenes Sendesignal TXD wird in dem Sendesignalpuffermodul 123 zwischengespeichert. Das Sendesignal TXD an dem Anschluss TxD der Einrichtung 11 ist bei CAN XL ein zumindest zeitweise oder abschnittsweise pulsweiten-moduliertes Sendesignal, wie zuvor in Bezug auf Fig. 3 erwähnt. Das Sendesignalpuffermodul 123 gibt ein Sendesignal TXD_EXT an das Digitalteil 141 und ein Sendesignal TXD_B an das Auswertemodul 125 aus. Das Auswertemodul 125 empfängt zudem von dem Oszillatormodul 124 ein Oszillatorsignal OSC mit einer vorbestimmten Frequenz f.

Das Auswertemodul 125 ist zur Weitergabe und/oder Verarbeitung des Sendesignals TXD_B unter Verwendung des Oszillatorsignals OSC ausgestaltet. In der ersten Kommunikationsphase 451 einer Nachricht 45, in welcher das Sendesignal TXD nicht pulsweiten-moduliert (PWM) ist, gibt das Auswertemodul 125 das Sendesignal TXD_B unverändert en das Sendemodul 121 weiter. In der zweiten Kommunikationsphase 452 der Nachricht 45, in welcher das Sendesignal TXD pulsweiten-moduliert (PWM) ist, führt das Auswertemodul 125 eine Pulsweiten-Demodulation des Sendesignals TXD_B aus. Somit ist das von dem Auswertemodul 125 an das Sendemodul 121 ausgegebene Sendesignal TXDJNT ein decodiertes oder pulsweiten-demoduliertes Sendesignal. Zudem gibt das Auswertemodul 125 ein Signal F_TM an das Sendemodul 121 und ein Signal F_RC an das Empfangsmodul 122 aus. Die Signale F_TM, F_RC signalisieren bzw. zeigen an, welchen Physical Layer die Module 121 , 122 einschalten sollen, insbesondere ob der Physical Layer 452_P (Fig. 3) für die Datenphase 452 eingeschaltet werden soll oder nicht.

Das Sendemodul 121 ist ausgestaltet, das Sendesignal TXDJNT des Auswertemoduls 125 in die Signale CAN_H, CAN_L für den Bus 40 umzusetzen, wie zuvor in Bezug auf Fig. 3 und Fig. 4 beschrieben. Das Sendemodul 121 ist über Anschlüsse CANH, CANL für die Busadern 41 , 42 direkt an den Bus 40 angeschlossen, um auf dem Sendesignal TXDJNT basierende analoge Signale CAN_H, CAN_L auf den Bus 40 zu senden.

Die Signale und Funktionen zum Senden des Sendesignals TXD auf den Bus 40 sind anhand von Fig. 6 bis Fig. 17 genauer erläutert.

Gemäß Fig. 5 ist auch das Empfangsmodul 122 über die Anschlüsse CANH, CANL für die Busadern 41 , 42 direkt an den Bus 40 angeschlossen. Das Empfangsmodul 122 ist zur Erzeugung des digitalen Empfangssignals RXD aus den Signalen CAN_H, CAN_L ausgestaltet, die von dem Bus 40 an den Anschlüssen CANH, CANL empfangen werden. Das Empfangsmodul 122 sendet oder gibt das Empfangssignal RXD an das Empfangssignalpuffermodul 126 weiter. Außerdem gibt das Empfangsmodul 122 die Signale CAN_H, CAN_L an das Aufweckmodul 127 weiter. Das Aufweckmodul 127 kann auch mithilfe des Digitalteils 143 bestimmen, ob die Kommunikationssteuereinrichtung 11 wieder aufgeweckt werden soll, nachdem sie, beispielsweise um Energie zu sparen, schlafen gelegt wurde. Das Empfangssignalpuffermodul 126 gibt das Empfangssignal RXD über den Anschluss RxD der System-ASIC 14 bzw. der Sende-/Empfangseinrichtung 12 an den Anschluss RxD des Mikrocontrollers 13 bzw. der Kommunikationssteuereinrichtung 11 aus. Zudem gibt das Empfangssignalpuffermodul 126 das Empfangssignal RXD an das Digitalteil 142 weiter.

Fig. 6 zeigt den Aufbau des Auswertemoduls 125 von Fig. 5 genauer, das mit dem Oszillatormodul 124 von Fig. 5 verbunden ist, wie auch in Fig. 6 gezeigt. Das Auswertemodul 125 hat eine Stromsenke 1250, welche einen Strom VCO_TRIM zur Masse, insbesondere CAN_GND, leitet, einen MICI-Block 1251 , einen Verzögerungsblock 1252 und einen Synchronisierungsblock 1254.

Fig. 7 bis Fig. 17 zeigen für einen Bereich vor und bis nach dem Umschaltfeld 455 eines Rahmens 450 von Fig. 2 die nachfolgend genannten Signale, die bei dem Betrieb der Einrichtung 12 und insbesondere der Module 124, 125 von Fig.

5 und Fig. 6 auftreten

Gemäß Fig. 6 hat der MICI-Block 1251 einen Eingang PWM für das Sendesignal TXD (Fig. 7) bzw. TXD_B (Fig. 10) und einen Eingang CLK für das Taktsignal OSC (Fig. 11) des Oszillatormoduls 124. Zudem hat der MICI-Block 1251 einen Ausgang TXD zur Ausgabe eines Signals MICI2INT (Fig. 12) und einen Ausgang FAST zur Ausgabe eines Signals FASTJNT (Fig. 14). Das Signal FASTJNT ergibt sich aus dem Signal MICI2FAST (Fig. 13) und wird zur Erzeugung der Signale F_TM und F_RC von Fig. 5 verwendet.

Der MICI-Block 1251 ist für die Erkennung der Datencodierungsart am Anschluss TxD bzw. im Sendesignal TXD (Fig. 7) ausgestaltet. Hierfür nimmt der MICI- Block 1251 das von dem Sendesignalspeichermodul 123 (Fig. 5) weitergeleitete Signal TXD_B (Fig. 10) auf. Der MICI-Block 1251 erkennt in dem Umschaltfeld 455 (Fig. 2) die PWM-Codierung, wie in Fig. 10 in Zusammenschau mit Fig. 7 gezeigt, wenn zwei aufeinander folgende Flanken gleicher Polarität innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer, die insbesondere 205 ns beträgt, in dem Signal TXD bzw. TXD_B (Fig. 10) auftreten. Ist die PWM-Codierung erkannt bzw. vorhanden, signalisiert der MICI-Block 1251 dem Sendemodul 121 die schnelle Betriebsart (FAST-Mode) mit dem Signal FASTJNT bzw. F_TM (Fig. 5), wie folgt

Erkennt der MICI-Block 1251 in dem Umschaltfeld 454 in dem Signal TXD_B bzw. TXD (Fig. 5) zwei steigende Flanken pro PWM-Symbol, erzeugt der MICI- Block 1251 das Signal FASTJNT derart, dass dem Sendemodul 121 als sendender Knoten ein Schalten in die schnelle Betriebsart (FAST-Mode) signalisiert wird, also in die zweite Betriebsart FAST_TX. Erkennt der MICI-Block 1251 jedoch in dem Signal TXD_B bzw. TXD (Fig. 5) zwei fallende Flanken pro PWM-Symbol in dem Umschaltfeld 455, erzeugt der MICI-Block 1251 das Signal FASTJNT derart, dass dem Sendemodul 121 als empfangender Knoten (Empfangsknoten) ein Schalten in die schnelle Betriebsart (FAST-Mode) signalisiert wird, also in die dritte Betriebsart FAST_RX.

In den schnellen Betriebsarten FAST_TX, FAST_RX werden die beiden TXD- Symbole LevelO (PWM-Duty-Cycle<50%) und Levell (PWM-Duty-Cycle>50%) unterschieden. Das TXD-Symbol LevelO ist in Fig. 7 LEVO und in Fig. 19 bis Fig. 21 LO genannt. Das TXD-Symbol Levell ist in Fig. 7 LEV1 und in Fig. 19 bis Fig. 21 L1 genannt. Sobald die PWM-Codierung gemäß CiA610-3 in eine NRZ- Codierung übergeht, bei der keine zwei aufeinander folgende Flanken gleicher Richtung in dem vorgegebenen Zeitfenster vorhanden sind, signalisiert der MICI- Block 1251 mit dem Signal FASTJNT (Fig. 6) bzw. F_TM (Fig. 5) an das Sendemodul 121 wieder das Schalten in die Betriebsart SLOW. Dadurch übersetzt das Sendemodul 121 (Fig. 5) das Signal TXD_B bzw. TXD wieder in die rezessive bzw. dominante Busspannung, wie zuvor in Bezug auf Fig. 3 und Fig. 4 beschrieben.

Gemäß Fig. 6 wird das Sendesignal TXD bzw. TXD_B direkt an den MICI-Block 1251 und an den Verzögerungsblock 1252 weitergeben zur Ausgabe eines verzögerten Sendesignals TXD_DEL, dessen zeitlicher Verlauf in Fig. 8 gezeigt ist. Der MICI-Block 1251 wird von dem, insbesondere internen, Oszillatorblock 124 basierend auf Verzögerungszellen 1241 getaktet, beispielsweise mit einer Frequenz VCO = 300 MHz. Der Oszillatorblock 124 ist beispielsweise ein Ringoszillator. Die Taktdomäne des Oszillatorblocks 124 und die Taktdomäne des MICI-Blocks 1251 sind nicht synchron zum Datenstrom an dem Anschluss für das Sendesignal TXD bzw. TXD_B, der in Fig. 7 und Fig. 10 gezeigt ist. Daher sind die decodierten Signale am Ausgang des MICI-Blocks 1251 (FASTJNT und MICI2INT) nicht synchron zum Datenstrom an dem Anschluss für das Sendesignal TXD bzw. TXD_B, wie in Fig. 7 bis Fig. 13 gezeigt. Als Folge davon kann die Abtastung des Datenstroms durch den MICI-Block 1251 mit dem internen Takt die Bitlängen der Daten des Sendesignals TXD bzw. TXD_B mit der Länge t_bt1 oder t_bt2 synchron zu dem internen Takt um maximal eine Taktlänge falsch darstellen, also mit interner Bitlänge t_bt +/- 1 CLK. Es ergeben sich also Bitlängenschwankungen (Jitter) von +/- 1 CLK. Die daraus folgende Bitlängenverzerrung würde ohne die Schaltung von Fig. 6 an das Sendemodul 121 weitergegeben und ergäbe eine konzept-immanente Bitlängenverzerrung von maximal +/- 1 CLK.

Somit ergäbe sich ohne die Schaltung von Fig. 6 bei einer Oszillatorfrequenz VCO von beispielsweise 250 MHz eine Bitlängenverzerrung von maximal +/- 4 ns. Bei einer Oszillatorfrequenz VCO von beispielsweise 300 MHz ergäbe sich ohne die Schaltung von Fig. 6 eine Bitlängenverzerrung von maximal +/- 3,33 ns. Bei einer Oszillatorfrequenz VCO von beispielsweise 500 MHz ergäbe sich ohne die Schaltung von Fig. 6 eine Bitlängenverzerrung von maximal +/- 2 ns.

Da die Asymmetrie der Bitlängen mit wenigen Nanosekunden, insbesondere +/- 5ns oder +/- 7,5ns, ein sehr kritischer und bitraten-beschränkender Parameter der CAN-XL Architektur ist, sind die Blöcke 1252 und 1254 vorhanden und ausgestaltet, wie nachfolgend beschrieben. Die Blöcke 1252, 1254 bieten eine deutliche Verringerung bzw. Minimierung der Bitlängenverzerrung und vermeiden einen sonst erforderlichen großen Schaltungsaufwand zum Ausgleich von Prozessschwankungen und/oder Spannungs-und Temperaturvariationen.

Der Verzögerungsblock 1252 hat eine Verzögerungkette aus Verzögerungszellen 1253, welche Replikas der Verzögerungszellen 1241 bilden und somit identisch zu den Verzögerungszellen 1241 aufgebaut sind. Der Verzögerungsblock 1252 erzeugt ein verzögertes Sendesignal TXD_DEL, das ein zum Datenstrom an dem Anschluss für das Sendesignal TXD bzw. TXD_B synchrones Abbild des TXD- Signals ist, jedoch um eine entsprechende Anzahl von Takt- Zyklen verzögert ist. Die entsprechende Anzahl von Takt-Zyklen entspricht einer Verzögerungszeit t_dl, die in Fig. 8 gezeigt ist.

Benötigt der MICI-Block 1251 beispielsweise drei steigende Flanken für die Bewertung in dem Umschaltfeld 455, so sollte die Verzögerungkette aus Verzögerungszellen 1253 > 3CLK bzw. 3 Takte gewählt werden. Dabei muss die Taktdauer der Verzögerungkette aus Verzögerungszellen 1253 ein Mehrfaches der Taktdauer des Oszillatorblocks 124 sein und dazu sehr gut passen (matchen), insbesondere gleich aufgebaut sein. Hat der Oszillatorblock 124 beispielsweise 3 Inverter, wie in Fig. 6 als Beispiel gezeigt, so werden für eine Periode 2 * 3 = 6 Inverterlaufzeiten benötigt. Soll der Verzögerungsblock 1252 eine Verzögerung von 3 Takten erzeugen, werden 3 * 6 = 18 Inverterlaufzeiten bzw. eine Kette aus 18 Invertern als Verzögerungszellen 1253 benötigt. In Fig. 6 sind für dieses Beispiel nur ein Teil der Inverter/ Verzögerungszellen 1253 gezeigt.

Gemäß Fig. 6 wird der Ausgang des MICI-Blocks 1251 , genauer das Signal MICI2INT, und das Signal TXD_DEL des Blocks 1252 in den Synchronisierungsblock 1254 eingegeben.

Der Synchronisierungsblock 1254 hat drei Flankendetektoren 1255, ein NOR- Gatter 1256, ein OR-Gatter 1257, ein OR-Gatter 1258 und ein D-FlipFlop 1259. Die NOR-Gatter 1256, das OR-Gatter 1257, das OR-Gatter 1258 und das D- FlipFlop 1259 bilden eine Logikschaltung 1256 ... 1259.

Einer der Flankendetektoren 1255 ist an den Ausgang FAST des MICI-Blocks 1251 angeschlossen und erfasst fallende Flanken in dem Signal FASTJNT. In zwei Eingänge 1255 wird das von dem Verzögerungsblock 1252 verzögerte Sendesignal TXD_DEL eingegeben, wobei einer der zwei Eingänge 1255 fallende Flanken in dem Signal TXD_DEL erfasst, und wobei der andere der zwei Eingänge 1255 steigende Flanken in dem Signal TXD_DEL erfasst.

Der Ausgang des MICI-Blocks 1251 , genauer das Signal MICI2INT, wird mit dem Synchronisationsblock 1254 synchron zum Datenstrom des Signals TXD_DEL in das D-FlipFlop 1259 eingetaktet Das resultierende Signal TXDJNT wird an das Sendemodul 121 (Fig. 5) weitergegeben.

Der Synchronisationstakt (SYNC) an dem D-FlipFlop 1259 von Fig. 6 wird durch drei Ereignisse gebildet, wie aus Fig. 6 erkennbar.

1. Ereignis: Jede steigende Flanke des Sendesignals TXDJNT (Flankendetektor auf steigende Flanken) taktet das Synchronisations-D-Flipflop 1259 der TXDJNT Signalisierung.

2. Ereignis: Falls der MICI-Block 1251 nicht in die schnelle Betriebsart (FAST- Mode) geschaltet ist, da der Ausgang FAST=0, taktet auch jede fallende Flanke an TXDJNT das D-FlipFlop 1259.

3. Ereignis: Falls die schnelle Betriebsart (FAST-Mode) verlassen wird, triggert die fallende Flanke an FASTJNT ebenfalls eine Synchronisation am D-FlipFlop 1259.

Die Blöcke 1252 und 1254 vermeiden die konzeptbedingte zusätzliche Bitverzerrung (Jitter) von +/- 1 CLK des MICI-Blocks 1251 , indem der Ausgang des MICI-Blocks 1251 wieder auf den Datenstrom des Sendesignals TXD bzw. TXD_B synchronisiert wird. Das ist besonders wichtig, da die Verwendung des MICI-Blocks 1251 ohne die Blöcke 1252 und 1254 für die rezessiv-dominant- Übergänge auch in der Arbitrationsphase 451 eine zusätzliche Verzerrung von +/- 1 CLK bewirken würde. In der Arbitrationsphase 451 ist die maximal erlaubte Asymmetrie mit +/-10ns zwar etwas grösser als im CAN-XL-Fast Betrieb in der Datenphase 452. Aufgrund der asymmetrischen Signalisierung (2V und OV) und der flankensteilheits- und versorgungsspannungsabhängigen Definition der dominant- und rezessiv-Zustände (rezessiv falls VDIFF f< 500mV, dominant falls VDIFF > 900m V) aber ebenfalls sehr schwer zu erreichen. Die Synchronisierung mit den Blöcken 1252 und 1254 erfolgt durch die Verzögerungskette, welche aus Replikas der Verzögerungszellen des (Ring)-Oszillators gefertigt werden und mit der getrimmten Spannung des Oszillators (z.B. Trimmspannung einen spannungsgesteuerten Oszillators, VCO) angesteuert werden. Dadurch ist eine definierte Verzögerung (Delay) entsprechend der Taktfrequenz gegeben, welches synchron zum Datenstrom des Sendesignals TXD bzw. TXD_B ist und den Ausgang des MICI-Blocks 1251 synchron zum Datenstrom an das Sendemodul 121 weitergibt, also ohne Jitter von +/- 1 CLK. Dadurch ist es möglich, dass die Ansteuerung des Sendemoduls 121 immer über das Auswertemodul 125 erfolgt, also sowohl im normalen Betrieb (dominant rezessiv in mindestens der ersten Kommunikationsphase 451) als auch in einer FAST-Betriebsart (LO, L1 in der zweiten Kommunikationsphase 452 von CAN XL). Dadurch wird eine saubere Signalisierung an dem Sendemodul 121 und daher klare Übergänge beim Eintritt und Verlassen der FAST-Betriebsart von CAN XL garantiert

Fig. 17 zeigt die Signale CAN_H, CAN_L, welche in Folge der Schaltung von Fig. 5 und Fig. 6 auf den Bus gesendet werden. Demzufolge enthalten die Signale CAN_H, CAN_L keine unvollständigen Übergänge von dominant nach rezessiv, so dass die Signale CAN_H, CAN_L fehlerfrei sind. Zudem ergibt sich mit dem Auswertemodul 125 von Fig. 6 eine schwankungsfreie bzw. flackerfreie O'itter- free) Signalisierung zur Umschaltung in die Datenphase 452 eines CAN XL_Rahmens 450 von Fig. 2.

Fig. 18 bis Fig. 23 zeigen dagegen über der Zeit t den Anwendungsfall, bei welchem der MICI-Block 125 ohne die Blöcke 1252, 1254 verwendet wird und noch dazu der MICI-Block 125 nur in der zweiten Kommunikationsphase 452 von CAN XL verwendet wird. Dabei zeigt Fig. 18 sowohl die Abfolge der Kommunikationsphasen 451 , 452, 451 , aufgrund welcher die Betriebsarten (SLOW, FAST) des Sendemoduls 121 zu schalten sind, wie zuvor beschrieben, als auch den Bitstrom und die Signalisierung an den Anschluss TxD der Einrichtung 12 sowie die entsprechende Codierung des zugehörigen Sendesignals TXD an die Einrichtung 12. Fig. 19 zeigt das beabsichtigte decodierte Sendesignal TXD für die vom Sendemodul 121 auf den Bus 40 zu treibenden Zustände dorn rec bzw. 401 , 402 oder LO, L1 und das zugehörige Signal TXD_B. Fig. 20 zeigt das vom MICI-Block 125 decodierte und ausgegebene Signal. Fig. 21 zeigt das Signal TXDJNT, das an dem Eingang des Sendemoduls 121 ankommt. Fig. 22 zeigt das Signal FASTJNT für die Signale F_TM und F_RC, wie zuvor beschrieben. Fig. 23 zeigt für die Zustände Z0 (MICI-Block 125 nicht aktiv), Z1 (MICI-Block 125 aktiv) den Verlauf der resultierenden Signale CAN_H, CAN_L. Im Vergleich zu dem Signal von Fig. 17 sind bei Fig. 23 in dem Verlauf der Bussignale CAN_H, CAN_L auf dem Bus 40 in der Umschaltphase (vgl. Umschaltfeld 455 in Fig. 18) die beiden unvollständigen bzw. kurzen Übergänge U1 , U2 von Dominant (401) nach Rezessiv (402) vorhanden.

Um diese unerwünschten Übergänge U1 , U2 von Fig. 23 zu vermeiden, wird daher das Auswertemodul 125 eingesetzt, wie zuvor in Bezug auf Fig. 5 bis Fig. 17 beschrieben.

Das Auswertemodul 125 von Fig. 5, und Fig. 6 kann also den zweiten kurzen dominant-rezessiv Übergang U2 (Fig. 23) beim Erkennen der FAST-Betriebsart von CAN XL gänzlich vermeiden. Zudem kann das Auswertemodul 125 den ersten kurzen dominant-rezessiv-dominant Übergang U1 (Fig. 23) bei dem ersten PWM-Symbol nach der Arbitrationsphase 451 bei entsprechend kurzem PWM- Symbol ebenfalls weitestgehend vermeiden, da die Decodierung jedes TXD- Überganges durch den MICI-Block 1251 eine Verzögerung des internen TXD- Signals (TXDJNT als Eingang zum Sendemodul 121) bewirkt, der zum Beispiel 3-Taktzyklen, also ca. 10ns beträgt. Wenn in diesem Zeitfenster eine fallende Flanke des Sendesignals TXD erscheint, wird keine Flanke an das Sendesignal TXDJNT weitergeleitet, so dass das Auswertemodul 125 auch den ersten Einbruch (Übergang U1 in Fig. 23) in den Signalen CAN_H, CAN_L am Bus 40 vermeidet. Sollte der erste PWM-Puls länger als ca. 10ns dauern, gibt das Auswertemodul 125 aufgrund der zuvor beschriebenen Funktion des Blocks 1254 einen entsprechend verkürzten Puls an seinem Ausgang in dem Signal TXDJNT weiter.

Somit ist der MICI-Block 1251 sowohl für die dominant-rezessiv Übergänge der ersten Kommunikationsphase 451 als auch für die L0-L1 Übergänge der zweiten Kommunikationsphase 452 und auch für den Wechsel zwischen den Betriebsarten SLOW, FAST_TX, FAST_RX zuständig. Dadurch wird eine Signalisierung am Bus 40 gemäß Fig. 17 garantiert, welche wenig Systemauswirkung hat und emissionsarm arbeitet.

Zudem erfolgt das Schalten des Sendemoduls 121 (Transmitter) immer synchron zum Datenstrom des Sendesignals TXD. Dadurch wird eine Asymmetrie, die im Stand der Technik vorhanden ist, beim Betrieb der Teilnehmerstationen 10, 30 für CAN-XL um ca +/-3ns verbessert.

Alle zuvor beschriebenen Ausgestaltungen des Auswertemoduls 125 der Sende- /Empfangseinrichtung 12, der Teilnehmerstationen 10, 20, 30, des Bussystems 1 und des darin ausgeführten Verfahrens gemäß den Ausführungsbeispielen und deren Modifikationen können einzeln oder in allen möglichen Kombinationen Verwendung finden. Zusätzlich sind insbesondere folgende Modifikationen denkbar.

Das zuvor beschriebene Bussystem 1 gemäß mindestens einem der Ausführungsbeispiele ist anhand eines auf dem CAN-Protokoll basierenden Bussystems beschrieben. Das Bussystem 1 gemäß mindestens einem der Ausführungsbeispiele kann jedoch alternativ eine andere Art von Kommunikationsnetz sein, bei dem die Signale als differentielle Signale übertragen werden. Es ist vorteilhaft, jedoch nicht zwangsläufige Voraussetzung, dass bei dem Bussystem 1 zumindest für bestimmte Zeitspannen ein exklusiver, kollisionsfreier Zugriff einer Teilnehmerstation 10, 20, 30 auf den Bus 40 gewährleistet ist.

Das Bussystem 1 gemäß mindestens einem der Ausführungsbeispiele und deren Modifikationen ist insbesondere ein Bussystem bei dem zwischen mindestens zwei der Teilnehmerstationen 10, 20, 30 gemäß zwei verschiedenen CAN- Standards kommuniziert werden kann, wie beispielsweise CAN-HS oder CAN FD oder CAN SIC oder CAN XL. Das Bussystem 1 kann jedoch ein anderes Kommunikationsnetzwerk sein, bei dem die Signale als differentielle Signale und seriell über den Bus 40 übertragen werden. Somit ist die Funktionalität der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele beispielsweise bei Sende- /Empfangseinrichtungen 12, 22 einsetzbar, die in einem derartigen Bussystem zu betreiben sind.

Die Anzahl und Anordnung der Teilnehmerstationen 10, 20, 30 in dem Bussystem 1 gemäß mindestens einem der Ausführungsbeispiele Ausführungsbeispiel und deren Modifikationen ist beliebig wählbar.

Claims (1)

1. Ansprüche

   1) Sendesignal-Auswertemodul (125) für eine Sende-Empfangseinrichtung (12) einer Teilnehmerstation (10; 30) eines seriellen Bussystems (1), bei dem ein Sendemodul (121) zum Senden eines digitalen Sendesignals (TxDJNT) als analoges differentielles Signal (CAN_H, CAN_L) auf einen Bus (40) des Bussystems (1) ausgestaltet ist, um an mindestens eine andere Teilnehmerstation (10; 20; 30) des Bussystems (1) eine Nachricht (45) zu senden, wobei Bits des digitalen Sendesignals (TxDJNT) in einer ersten Kommunikationsphase (451) eine größere Bitdauer (t_bt1) haben als in einer zweiten Kommunikationsphase (452) des Sendesignals (TxDJNT), wobei das Sendesignal-Auswertemodul (125) aufweist einen MICI-Block (1251) zum Decodieren eines von einer Kommunikationssteuereinrichtung (11) der Teilnehmerstation (10; 30) erzeugten ersten Sendesignals (TXD; TXD_B) und zur Erzeugung, aus dem ersten Sendesignal (TXD; TXD_B), eines decodierten Sendesignals (TXDJNT) und eines Betriebsartschaltsignals (FASTJNT), mit welchem dem Sendemodul (121) ein Schalten in vorbestimmte Betriebsarten für die Kommunikationsphasen (451 , 452) zu signalisieren ist, um das analoge differentielle Signal (CAN_H, CAN_L) für den Bus (40) zu erzeugen, einen Verzögerungsblock (1252) zur Erzeugung eines verzögerten Sendesignals (TXD_DEL) aus dem ersten Sendesignal (TXD; TXD_B), und einen Synchronisationsblock (1254) zur Erzeugung des digitalen Sendesignals (TxDJNT) für das Sendemodul (121) aus dem decodierten Sendesignal (TXDJNT) und dem verzögerten Sendesignal (TXD_DEL).

   2) Sendesignal-Auswertemodul (125) nach Anspruch 1 , wobei der

   Verzögerungsblock (1252) eine Verzögerungkette aus

   Verzögerungszellen (1253) aufweist, welche Replikas von Verzögerungszellen (1241) eines Oszillatormoduls (124) bilden, welcher mit dem MICI-Block (1251) zum Takten des Decodierens des MICI-Blocks (1251) verbunden ist.

   3) Sendesignal-Auswertemodul (125) nach Anspruch 2, wobei das verzögerte Sendesignal (TXD_DEL) um eine vorbestimmte Anzahl von Takten eines Takts (VCO) des Oszillatormoduls (124) im Vergleich zu dem ersten Sendesignal (TXD; TXD_B) verzögert ist.

   4) Sendesignal-Auswertemodul (125) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Synchronisationsblock (1254) aufweist einen Flankendetektor (1255) zur Erfassung von fallenden Flanken des ersten Sendesignals (TXD; TXD_B), einen Flankendetektor (1255) zur Erfassung von fallenden Flanken des verzögerten Sendesignals (TXD_DEL), einen Flankendetektor (1255) zur Erfassung von steigenden Flanken des verzögerten Sendesignals (TXD_DEL), und eine Logikschaltung (1256 ... 1259) zur Erzeugung des digitalen Sendesignals (TxDJNT) für das Sendemodul (121) auf der Grundlage der von den Flankendetektoren (1255) ausgegebenen Signale.

   5) Sendesignal-Auswertemodul (125) nach Anspruch 4, wobei der Synchronisationsblock (1254) zudem ein D-Flip-Flop (1259) zur Erzeugung des digitalen Sendesignals (TxDJNT) für das Sendemodul (121) auf der Grundlage der von den Flankendetektoren (1255) ausgegebenen Signale aufweist.

   6) Sendesignal-Auswertemodul (125) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der MICI-Block (1251) zum Decodieren eines zeitweise NRZ-codierten ersten Sendesignals (TXD; TXD_B) und zum Decodieren von pulsweiten-modulierten Symbolen des zeitweise pulsweitenmodulierten ersten Sendesignals (TXD; TXD_B) ausgestaltet ist.

   7) Sendesignal-Auswertemodul (125) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der MICI-Block (1251) zum Decodieren des ersten Sendesignals (TXD; TXD_B) in der ersten Kommunikationsphase (451) und zum Decodieren des ersten Sendesignals (TXD; TXD_B) in der zweiten Kommunikationsphase (452) angeordnet ist.

   8) Sendesignal-Auswertemodul (125) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der MICI-Block (1251) ausgestaltet ist, Signalisierungen für drei verschiedene Betriebsarten des Sendemoduls (121) in dem ersten Sendesignal (TXD; TXD_B) zu decodieren, und wobei der MICI-Block (1251) ausgestaltet ist, das Betriebsartschaltsignal (FASTJNT) auf der Grundlage der Decodierung derart zu erzeugen, dass dem Sendemodul (121) signalisiert wird, eine erste Betriebsart (SLOW; SIC) für die erste Kommunikationsphase (451) zu verwenden, eine zweite Betriebsart (FAST_TX) zu verwenden, wenn die Teilnehmerstation (10; 30) in der zweiten Kommunikationsphase (452) als Sender agieren soll, und eine dritte Betriebsart (FAST_RX) zu verwenden, wenn die Teilnehmerstation (10; 30) in der zweiten Kommunikationsphase (452) als Empfänger agieren soll.

   9) Sende-/Empfangseinrichtung (12), mit einem Sendemodul (121) zum Senden eines digitalen Sendesignals (TxDJNT) als analoges differentielles Signal (CAN_H, CAN_L) auf einen Bus (40) des Bussystems (1), um an mindestens eine andere Teilnehmerstation (10; 20; 30) des Bussystems (1) eine Nachricht (45) zu senden, einem Empfangsmodul (122) zum Empfangen von Signalen (CAN_H, CAN_L) von dem Bus (40) und zum Erzeugen eines digitalen Empfangssignals (RxD) aus dem analogen differentiellen Signal (CAN_H, CAN_L), und einem Sendesignal-Auswertemodul (125) nach einem der vorangehenden Ansprüche.

   10) Sende-/Empfangseinrichtung (12) nach Anspruch 9, wobei der MICI-Block (1251) zum Decodieren der Nachricht (45) in der ersten Kommunikationsphase (451) und zum Decodieren der Nachricht (45) in der zweiten Kommunikationsphase (451) angeordnet ist.

   11 ) Sende-/Empfangseinrichtung (12) nach Anspruch 9 oder 10, wobei das Sendemodul (121) ausgestaltet ist, die analogen differentiellen Signale (CAN_H, CAN_L) in der ersten Kommunikationsphase (451) der Nachricht (45) mit einem anderen Physical Layer (451 _P) zu erzeugen als in der zweiten Kommunikationsphase (452).

   12) Teilnehmerstation (20) für ein serielles Bussystem (1), mit einer Sende-/Empfangseinrichtung (12) nach einem der Ansprüche 9 bis 11 , und einer Kommunikationssteuereinrichtung (11) zum Steuern der Kommunikation in dem Bussystem (1) und zur Erzeugung des ersten Sendesignals (TXD).

   13) Teilnehmerstation (20) nach Anspruch 12, wobei die Teilnehmerstation (20) für die Kommunikation in einem Bussystem (1) ausgestaltet ist, in dem zumindest zeitweise ein exklusiver, kollisionsfreier Zugriff einer Teilnehmerstation (10, 20, 30) auf den Bus (40) des Bussystems (1) gewährleistet ist.

   14) Verfahren zum Senden einer Nachricht (45) mit differentiellen Signalen (CAN_H, CAN_L) in einem seriellen Bussystem (1), wobei das Verfahren mit einer Sende-/Empfangseinrichtung (12) ausgeführt wird, die ein Sendemodul (121) und ein Sendesignal-Auswertemodul (125) aufweist, das einen MICI-Block (1251), einen Verzögerungsblock (1252) und einen Synchronisationsblock (1254) aufweist, und wobei das Verfahren die Schritte aufweist

   Decodieren, mit dem MICI-Block (1251), eines von einer Kommunikationssteuereinrichtung (11) der Teilnehmerstation (10; 30) für die Nachricht (45) erzeugten ersten Sendesignals (TXD; TXD_B), in dem Bits in einer ersten Kommunikationsphase (451) der Nachricht (45) eine größere Bitdauer (t_bt1) haben als in einer zweiten Kommunikationsphase (452) der Nachricht (45), Erzeugen, mit dem MICI-Block (1251) aus dem ersten Sendesignal (TXD; TXD_B), eines decodierten Sendesignals (TXDJNT) und eines Betriebsartschaltsignals (FASTJNT), mit welchem dem Sendemodul (121) ein Schalten in vorbestimmte Betriebsarten für zwei verschiedene Kommunikationsphasen (451 , 452) signalisiert wird, um das analoge differentielle Signal (CAN_H, CAN_L) für den Bus (40) zu erzeugen,

   Erzeugen, mit dem Verzögerungsblock (1252), eines verzögerten Sendesignals (TXD_DEL) aus dem ersten Sendesignal (TXD; TXD_B), und

   Erzeugen, mit dem Synchronisationsblock (1254), eines digitalen Sendesignals (TxDJNT) für das Sendemodul (121) aus dem decodierten Sendesignal (TXDJNT) und dem verzögerten Sendesignal (TXD_DEL), Senden, mit dem Sendemodul (121), das in die mit dem Betriebsartschaltsignal (FASTJNT) signalisierte vorbestimmte Betriebsart geschaltet ist, des digitalen Sendesignals (TxDJNT) als analoges differentielles Signal (CAN_H, CAN_L) auf einen Bus (40) des Bussystems (1), um die Nachricht (45) an mindestens eine andere Teilnehmerstation (10; 20; 30) des Bussystems (1) zu senden.