用于串行总线系统的用户站和用于串行总线系统中的通信的方法技术方案

提出了一种用于串行总线系统（1）的用户站（10；30）和一种用于串行总线系统中的通信的方法。该用户站（10；30）具有：接收器（122），用于从总线系统（1）的总线（40）接收信号，在该总线系统（1）中，为了在总线系统（1）的用户站（10、20、30；100）之间交换消息（45；46）而使用至少一个第一通信阶段（451、452、454）和第二通信阶段（453）；和用于分析由接收器（122）输出的接收信号（RX）的装置（15；35），其中该接收器（122）被设计为：根据从总线（40）接收到的信号来产生数字接收信号（RxD）并且将该数字接收信号在连接端处输出给所述装置（15；35），其中所述装置（15；35）被设计为：关于预先确定的通信协议方面来对数字接收信号（RxD）进行分析，该预先确定的通信协议规定了预先确定的通信阶段（452）何时开始以及何时结束，该预先确定的通信阶段表明了随后在消息（45）中对有效数据的传输，而且其中所述装置（15；35）被设计为：如果所述装置（15；35）的分析得出目前在该预先确定的通信阶段（452）从总线（40）接收数据，则在该连接端处使数字接收信号（RxD）的数据流在至少一位的时长内反转到该接收器（122）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于串行总线系统的用户站和用于串行总线系统中的通信的方法
本专利技术涉及一种用于串行总线系统的用户站和一种用于串行总线系统中的通信的方法，该串行总线系统以高数据率和高容错能力来进行工作。
技术介绍
为了在传感器与控制设备之间、例如在车辆中的传感器与控制设备之间的通信，常常使用总线系统，在该总线系统中，数据在作为具有CANFD的CAN协议规范的ISO11898-1:2015标准下作为消息来被传输。这些消息在总线系统的用户站、如传感器、控制设备、发生器等等之间被传输。随着技术设备或车辆的功能的数目增加，在总线系统中的数据传输也增加。为此，还常常需要能比到目前为止将数据更快地从发送方传输到接收方。结果，总线系统的所需要的带宽将进一步增加。为了能够以比在CAN的情况下更高的比特率来传输数据，以CANFD消息格式提供了一种用于在消息之内切换到更高的比特率的选项。在这种技术的情况下，通过在数据字段的范围内使用更高的时控来将可能的最大数据率提高得超过为1MBit/s的值。这种消息随后也被称作CANFD帧或CANFD消息。在CANFD的情况下，将有效数据长度从8字节扩展到多达64个字节，而且数据传输率远高于在CAN的情况下。尽管基于CAN或CANFD的通信网络关于例如其鲁棒性方面提供了很多优点，但是与在例如100Base-T1以太网（Ethernet）中的数据传输相比速度低得多。此外，到目前为止在CANFD的情况下达到的多达64个字节的有效数据长度对于一些应用来说太少。
技术实现思路
r>因而，本专利技术的任务是提供一种用于串行总线系统的用户站和一种用于串行总线系统中的通信的方法，该用户站和该方法解决了之前提到的问题。尤其应该提供一种用于串行总线系统的用户站和一种用于串行总线系统中的通信的方法，其中在高容错能力的情况下可以实现高数据率和对每个帧的有效数据量的提高。该任务通过具有权利要求1的特征的用于串行总线系统的用户站来被解决。该用户站具有：接收器，用于从总线系统的总线接收信号，在该总线系统中，为了在该总线系统的用户站之间交换消息而使用至少一个第一通信阶段和第二通信阶段；和用于分析由接收器输出的接收信号的装置，其中该接收器被设计为：根据从总线接收到的信号来产生数字接收信号并且将该数字接收信号在连接端处输出给所述装置，其中所述装置被设计为：关于预先确定的通信协议方面来对该数字接收信号进行分析，该预先确定的通信协议规定了预先确定的通信阶段何时开始以及何时结束，该预先确定的通信阶段表明了随后在消息中对有效数据的传输，而且其中所述装置被设计为：如果所述装置的分析得出目前在该预先确定的通信阶段从总线接收数据，则在该连接端处使该数字接收信号的数据流在至少一位的时长内反转到该接收器。利用该用户站，尤其能够在第一通信阶段维持CAN已知的仲裁并且仍然相对于CAN或CANFD而言再次显著提高传输率。这可以通过如下方式来被实现：使用具有不同比特率的两个通信阶段，而且使发送/接收装置能可靠地辨别其中有效数据以比仲裁中更高的比特率来被传输的第二通信阶段的开始。因而，发送/接收装置可以可靠地从第一通信阶段切换到第二通信阶段。结果是，能实现比特率以及借此从发送方到接收方的传输速度的显著提高。在这种情况下，然而同时确保了高容错能力。这一并有助于实现至少10Mbps的净数据率。为此，有效数据的大小还可以为每个帧有多达4096个字节。如果在总线系统中也存在根据CAN协议和/或CANFD协议来发送消息的至少一个CAN用户站和/或至少一个CANFD用户站，则也可以使用由该用户站来执行的方法。该用户站的其它有利的设计方案在从属权利要求中说明。按照一个选项，该用户站还具有：发送/接收装置，该发送/接收装置具有该接收器和用于将消息发送到总线上的发送器；和通信控制装置，用于控制该用户站与总线系统的至少一个其它用户站的通信，其中该通信控制装置具有所述装置。该用户站可能还具有：发送/接收装置，该发送/接收装置具有该接收器和用于将消息发送到总线系统的总线上的发送器；和通信控制装置，用于控制该用户站与总线系统的至少一个其它用户站的通信，其中该通信控制装置具有所述装置。在这种情况下，所述装置可以被设计为：促使该通信控制装置在其中所述装置使数字接收信号的数据流反转的预先确定的通信阶段在针对该数字接收信号的连接端处将具有预先确定的值的标志符发送给该接收器。例如，该标志符是具有预先确定的值的位，或者该标志符是预先确定的位模式。在这种情况下，该通信控制装置可以被设计为：将发送信号发送给该发送/接收装置，该发送/接收装置将该发送信号用作针对总线芯线的信号的基础，而且其中所述装置被设计为将接收信号与由该通信控制装置创建的发送信号进行比较，以便确定是否要发送该标志符。按照一个选项，在第一通信阶段中从总线接收到的信号的总线状态利用与在第二通信阶段中接收到的信号的总线状态不同的物理层（PhysicalLayer）来被产生。在第一通信阶段中，信号的位可能具有如下比特时间，该比特时间是在第二通信阶段中被驱动的位的比特时间的至少10倍。可设想的是，在第一通信阶段协商：总线系统的用户站中的哪个用户站在随后的第二通信阶段获得对总线的至少暂时独占的、无冲突的访问。之前描述的用户站可以是总线系统的一部分，该总线系统还包括总线和至少两个用户站，所述至少两个用户站通过该总线彼此连接，使得它们可以彼此进行串行通信。在这种情况下，所述至少两个用户站中的至少一个用户站是之前描述的用户站。上述任务还通过根据权利要求11所述的用于串行总线系统中的通信的方法来被解决。利用用于总线系统的用户站来实施该方法，在该总线系统中，为了在该总线系统的用户站之间交换消息而使用至少一个第一通信阶段和第二通信阶段，其中该用户站具有接收器和装置，而且其中该方法具有如下步骤：利用该接收器来从总线系统的总线接收信号；利用该接收器，根据从总线接收到的信号来产生数字接收信号并且在连接端处输出该数字接收信号；利用所述装置，关于预先确定的通信协议方面来对该数字接收信号进行分析，该预先确定的通信协议规定了预先确定的通信阶段何时开始以及何时结束，该预先确定的通信阶段表明了随后在消息中对有效数据的传输；而且如果所述装置的分析得出目前在该预先确定的通信阶段从总线接收数据，则利用所述装置在该数字接收信号的数据流的连接端处在至少一位的时长内反转到该接收器。该方法提供了与之前关于该用户站所提到的优点相同的优点。本专利技术的其它可能的实现方案也包括之前或者在下文关于实施例所描述的特征或者实施方式的没有明确提到的组合。在此，本领域技术人员也将把单个方面作为改善方案或补充方案添加到本专利技术的相应的基本形式。附图说明随后，本专利技术参考随附的附图并且依据实施例更详细地予以描述。其中：图1示出了按照第一实施例的总线系统的简化框图；图2示出了用于阐明可由按照第一实施例的总线系统的用户站发送的消息的构本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于串行总线系统（1）的用户站（10；30），所述用户站具有：/n接收器（122），用于从所述总线系统（1）的总线（40）接收信号，在所述总线系统（1）中，为了在所述总线系统（1）的用户站（10、20、30；100）之间交换消息（45；46）而使用至少一个第一通信阶段（451、452、454）和第二通信阶段（453）；和/n用于分析由所述接收器（122）输出的接收信号（RX）的装置（15；35），/n其中所述接收器（122）被设计为：根据从所述总线（40）接收到的信号来产生数字接收信号（RxD）并且将所述数字接收信号在连接端处输出给所述装置（15；35），/n其中所述装置（15；35）被设计为：关于预先确定的通信协议方面来对所述数字接收信号（RxD）进行分析，所述预先确定的通信协议规定了预先确定的通信阶段（452）何时开始以及何时结束，所述预先确定的通信阶段表明了随后在消息（45）中对有效数据的传输，而且/n其中所述装置（15；35）被设计为：如果所述装置（15；35）的分析得出目前在所述预先确定的通信阶段（452）从所述总线（40）接收数据，则在所述连接端处使所述数字接收信号（RxD）的数据流在至少一位的时长内反转到所述接收器（122）。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181213 DE 102018221681.91.一种用于串行总线系统（1）的用户站（10；30），所述用户站具有：
接收器（122），用于从所述总线系统（1）的总线（40）接收信号，在所述总线系统（1）中，为了在所述总线系统（1）的用户站（10、20、30；100）之间交换消息（45；46）而使用至少一个第一通信阶段（451、452、454）和第二通信阶段（453）；和
用于分析由所述接收器（122）输出的接收信号（RX）的装置（15；35），
其中所述接收器（122）被设计为：根据从所述总线（40）接收到的信号来产生数字接收信号（RxD）并且将所述数字接收信号在连接端处输出给所述装置（15；35），
其中所述装置（15；35）被设计为：关于预先确定的通信协议方面来对所述数字接收信号（RxD）进行分析，所述预先确定的通信协议规定了预先确定的通信阶段（452）何时开始以及何时结束，所述预先确定的通信阶段表明了随后在消息（45）中对有效数据的传输，而且
其中所述装置（15；35）被设计为：如果所述装置（15；35）的分析得出目前在所述预先确定的通信阶段（452）从所述总线（40）接收数据，则在所述连接端处使所述数字接收信号（RxD）的数据流在至少一位的时长内反转到所述接收器（122）。


2.根据权利要求1所述的用户站（10；30），所述用户站还具有：
发送/接收装置（12；32），所述发送/接收装置具有所述接收器（122）和用于将消息（45）发送到所述总线（40）上的发送器（121）；和
通信控制装置（11；31），用于控制所述用户站（10；30）与所述总线系统（1）的至少一个其它用户站（10；20；30）的通信，
其中所述通信控制装置（11；31）具有所述装置（15；35）。


3.根据权利要求2所述的用户站（10；30），其中所述装置（15；35）被设计为：促使所述通信控制装置（11；31）在其中所述装置（15；35）使所述数字接收信号（RxD）的数据流反转的预先确定的通信阶段（452）在针对所述数字接收信号（RxD）的连接端处将具有预先确定的值的标志符（457）发送给所述接收器（122）。


4.根据权利要求3所述的用户站（10；30），其中所述标志符（457）是具有预先确定的值的位。


5.根据权利要求3所述的用户站（10；30），其中所述标志符（457）是预先确定的位模式。


6.根据权利要求3至5中任一项所述的用户站（100），
其中所述通信控制装置（11；31）被设计为：将发送信号（TxD）发送给所述发送/接收装置（12；35），所述发送/接收装置（12；32）将所述发送信号用作针对总线...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·沃克尔，A·穆特尔，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE