通信控制装置和发送/接收装置及总线系统中的通信方法制造方法及图纸

提供了通信控制装置和发送/接收装置以及用于在总线系统中通信的方法。通信控制装置具有通信控制模块，用于产生控制用户站与至少一个其他用户站通信的发送信号，在总线系统中为了在用户站之间交换消息使用第一通信阶段和第二通信阶段；STB连接端，用于将运行类型信令信号发送到发送/接收装置，发送/接收装置被设计为将发送信号发送到总线系统的总线上；以及运行类型编码块，用于从向发送/接收装置发信号通知发送/接收装置应当切换到准备运行类型的信号中产生运行类型信令信号，其中运行类型信令信号向发送/接收装置发信号通知，发送/接收装置应当根据总线上的通信切换到何种运行类型下或者发送/接收装置是否应当切换到准备运行类型下。运行类型下。运行类型下。

【技术实现步骤摘要】
通信控制装置和发送/接收装置及总线系统中的通信方法


[0001]本专利技术涉及用于串行总线系统的用户站的通信控制装置和发送/接收装置，以及用于在串行总线系统中通信的方法，所述串行总线系统以高数据速率和高抗错性工作。

技术介绍

[0002]为了在传感器和控制设备（例如在车辆中）之间进行通信，通常使用总线系统，在所述总线系统中数据作为ISO11898
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1：2015标准中的消息进行传输，所述标准是使用CAN FD的CAN协议规范。这些消息在总线系统中的总线用户之间传输，所述总线用户例如是传感器、控制设备、发送器等。
[0003]为了能够以比CAN更高的比特率传输数据，在CANFD消息格式中存在用于在消息内切换到更高比特率的选项。在此通过在数据字段区域中使用更高的时钟速率将最大可能的数据速率提高到超过1Mbit/s的值。这样的消息在下文中也称为CAN FD帧或CAN FD消息。在CAN FD的情况下，有用数据长度从8个字节扩展到多达64个字节，并且数据传输速率明显高于CAN的情况。
[0004]为了比在CAN FD的情况下更快地将数据从发送总线用户传输到接收总线用户，目前正在开发CAN FD后继总线系统，将该后继总线系统称为CAN XL。在此，除了在数据阶段比CAN FD的情况下更高的数据速率之外，迄今为止利用CAN FD实现的有用数据长度也应当增加多达64个字节。但是，在CAN FD后继总线系统的情况下也应当保留基于CAN或CAN FD的通信网络的鲁棒性优点。
[0005]可以想到的是，通过附加地切换物理层来进一步提高数据阶段中更高的数据速率。但是在这种情况下，应当切换所述发送/接收装置的运行类型，所述发送/接收装置将信号驱动到总线上并从所述总线接收信号。为了进行鲁棒的数据传输，必须在各个发送运行类型与接收运行类型之间尽可能平滑地切换所述发送/接收装置的运行类型。
[0006]数据在总线上传输得越快，对用户站的协议控制器从总线接收的信号质量的要求就越高。例如，如果所接收信号的比特的边沿陡度太低，则可能导致强烈不对称的比特，并且因此可能无法对所接收信号进行正确的解码。
[0007]如果所接收信号的比特的边沿陡度增加，则得出过高的辐射。这导致其他地方的成本，例如在印刷电路板上和在用于用户站的微控制器中。

技术实现思路

[0008]因此，本专利技术的任务是提供解决上述问题的用于串行总线系统的用户站的通信控制装置和发送/接收装置以及用于在串行总线系统中通信的方法。特别地，应当提供用于串行总线系统的用户站的通信控制装置和发送/接收装置以及用于在串行总线系统中通信的方法，其中可以在高抗错性的同时实现高数据速率和每帧有用数据量的增加。
[0009]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的通信控制装置来解决。所述通信控制装置具有通信控制模块，用于产生控制所述用户站与所述总线系统
的至少一个其他用户站的通信的发送信号，在所述总线系统中为了在所述总线系统的用户站之间交换消息使用至少一个第一通信阶段和第二通信阶段；STB连接端，用于将运行类型信令信号发送到发送/接收装置，所述发送/接收装置被设计为将所述发送信号发送到所述总线系统的总线上；以及运行类型编码块，用于从向所述发送/接收装置发信号通知所述发送/接收装置应当切换到准备运行类型的信号中产生所述运行类型信令信号，其中所述运行类型信令信号向所述发送/接收装置发信号通知，所述发送/接收装置应当根据所述总线上的通信切换到何种运行类型下或者所述发送/接收装置是否应当切换到准备运行类型下。
[0010]利用所述通信控制装置，可以为CAN FD后继总线系统提供所需要的具有非常高的比特对称性的快速数据传输，而无需在所述通信控制装置与所述发送/接收装置之间设置额外的昂贵连接端。
[0011]在此，有利地将所述通信控制装置设计为，在接收信号RxD中保持比特对称性，所述接收信号由所述发送/接收装置根据从总线接收的信号产生并发送给所述通信控制装置。这既适用于发送CAN帧又适用于接收CAN帧，即也适用于发送信号TxD的情况。
[0012]另外，还可以在所述发送/接收装置（收发器）和所述通信控制装置（微控制器）之间差分传输所述接收信号RxD时保留NRZ编码（NRZ=Non
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Return
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To
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Zero，不归零）。结果，现在可以将具有慢边沿的连接端（引脚）用于在所述发送/接收装置（收发器）和所述通信控制装置（微控制器）之间的数据传输。所接收信号和所发送信号的比特的所产生的较小的边沿陡度显著降低了系统的辐射。
[0013]因此，可以选择所接收信号和所发送信号的比特的边沿陡度，使得可以毫无问题地满足对辐射的要求。此外，所述通信控制装置不必使用复杂的线路编码方法（例如PWM编码，曼彻斯特编码）来保持信号的对称性。由此降低了发送信号TxD和接收信号RxD的数据传输和解码的复杂性。
[0014]此外，利用所述通信控制装置可以在通信阶段之一中保留从CAN已知的仲裁，并且传输速率与CAN或CAN FD相比仍然可以显著提高。这可以通过使用具有不同比特率的两个通信阶段并为所述发送/接收装置可靠地识别所述第二通信阶段的开始来实现，在所述第二通信阶段中以比所述仲裁中更高的比特率来传输有用数据。因此，所述发送/接收装置可以可靠地从所述第一通信阶段切换到所述第二通信阶段。
[0015]结果可以实现比特率的显著提高，并由此可以实现从发送方到接收方的传输速度的显著提高。然而，在此同时保证了高水平的抗错性。这有助于实现至少10Mbps的净数据速率。另外，有用数据的大小可以大于64个字节，特别是每帧多达2048个字节，或者根据需要具有任意长度。
[0016]如果在所述总线系统中还存在根据CAN协议和/或CAN FD协议发送消息的至少一个CAN用户站和/或至少一个CAN FD用户站，则也可以使用由所述通信控制装置执行的方法。
[0017]在从属权利要求中说明了所述通信控制装置的有利的其他设计。
[0018]所述运行类型编码块可以被设计为将所述运行类型编码为所述运行类型信令信号中的状态。在此，所述运行类型编码块可选地被设计为利用脉宽调制来对所述运行类型信令信号中的至少一个运行类型进行调制。根据另一选项，所述运行类型编码块被设计为
将所述运行类型信令信号中的至少一个运行类型编码为比特模式（Bitmuster），在所述比特模式中0分量与1分量的比例说明了所述运行类型。
[0019]上述的通信控制装置还可以具有第一连接端，用于在所述第一通信阶段的运行类型下向所述发送/接收装置发送所述发送信号；第二连接端，用于在所述第一通信阶段的运行类型下从所述发送/接收装置接收数字接收信号；以及运行类型切换模块，用于将第一连接端和第二连接端在所述第二通信阶段中的传输方向切换为相同方向以用于经由第一连接端和第二连接端进行差分信号传输。
[0020]所述运行类本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于串行总线系统（1）的用户站（10）的通信控制装置（11），所述通信控制装置具有通信控制模块（113），用于产生控制所述用户站（10）与所述总线系统（1）的至少一个其他用户站（10；20；30）的通信的发送信号（TxD_PRT），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）之间交换消息（45；46）使用至少一个第一通信阶段（451、452、454、455）和第二通信阶段（453），STB连接端（110），用于将运行类型信令信号（TC_MD）发送到发送/接收装置（12；32），所述发送/接收装置被设计为将所述发送信号（TxD）发送到所述总线系统（1）的总线（40）上，以及运行类型编码块（150），用于从向所述发送/接收装置（12；32）发信号通知所述发送/接收装置（12；32）应当切换到准备运行类型（457_B）下的信号（S_STB）中产生所述运行类型信令信号（TC_MD），其中所述运行类型信令信号（TC_MD）向所述发送/接收装置（12；32）发信号通知，所述发送/接收装置（12;32）应当根据所述总线（40）上的通信切换到何种运行类型（451_B；453_TX；453_RX；457_B）下或者所述发送/接收装置（12；32）是否应当切换到准备运行类型（457_B）下。2.根据权利要求1所述的通信控制装置（11），其中，所述运行类型编码块（150）被设计为将所述运行类型（451_B；453_TX；453_RX；457_B）编码为所述运行类型信令信号（TC_MD）中的状态。3.根据权利要求2所述的通信控制装置（11），其中，所述运行类型编码块（150）被设计为利用脉宽调制来对所述运行类型信令信号（TC_MD）中的至少一个运行类型（451_B；453_TX；453_RX；457_B）进行调制。4.根据权利要求2或3所述的通信控制装置（11），其中，所述运行类型编码块（150）被设计为将所述运行类型信令信号（TC_MD）中的至少一个运行类型（451_B；453_TX；453_RX；457_B）编码为比特模式，在所述比特模式中0分量与1分量的比例说明了所述运行类型（451_B；453_TX；453_RX；457_B）。5.根据权利要求1或2所述的通信控制装置（11），还具有第一连接端（111），用于在所述第一通信阶段（451、452、454、455）的运行类型（451_B）下向所述发送/接收装置（12；32）发送所述发送信号（TxD_PRT），第二连接端（122），用于在所述第一通信阶段（451、452、454、455）的运行类型（451_B）下从所述发送/接收装置（12；32）接收数字接收信号（RxD），以及运行类型切换模块（15），用于将第一和第二连接端（111、112）在所述第二通信阶段（453）中的传输方向切换为相同方向以用于经由第一和第二连接端（111、112）进行差分信号传输。6.根据权利要求1所述的通信控制装置（11），其中，所述运行类型切换模块（15）被设计为在所述第二通信阶段（453）的第一运行类型（453_TX）下将第一和第二连接端（111、112）切换为输出端，并且从所述发送信号（TxD_PRT）中产生反数字发送信号（TxD2），并且在所述第一连接端（111）处输出所述发送信号（TxD_PRT），在所述第二连接端（112）处输出与所述发送信号相反的数字发送信号（TxD2），
和/或其中，所述运行类型切换模块（15）被设计为在所述第二通信阶段（453）的第二运行类型（453_RX）下将第一和第二连接端（111、112）切换为输入端，并且从在第一和第二连接端（111、112）处接收的差分接收信号（RxD1，RxD2）中产生非差分接收信号（RxD_PRT）并输出到所述通信控制模块（113）。7.根据前述权利要求中任一项所述的通信控制装置（11），其中，所述通信控制模块（113）被设计为在所述第一通信阶段（451、452、454、455）中产生具有第一比特时间（T_B1）的比特的所述发送信号（TxD_PRT），所述第一比特时间是所述通信控制模块（113）在所述第二通信阶段（453）中在所述发送信号（TxD_PRT）中产生的比特的第二比特时间（T_B2）的至少十倍。8.一种用于串行总线系统（1）的用户站（10；30）的发送/接收装置（12；32），所述发送/接收装置具有发送/接收模块（123），用于将发送信号（TxD_TC）发送到所述总线系统（1）的总线（40）上，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）之间交换消息（45；46）使用至少一个第一通信阶段（451、452、454、455）和第二通信阶段（453），以及用于根据从所述总线（40）接收的信号产生数字接收信号（RxD_TC），STB连接端（120），用于从通信控制装置（11；31）接收运行类型信令信号（TC_MD），所述通信控制装置被设计为产生用于发送到所述总线系统（1）的总线（40）上的发送信号（TxD），以及运行类型解码块（160），用于解码所述运行类型信令信号（TC_MD），其中所述运行类型信令信号（TC_MD）发信号通知所述发送/接收装置（12；32），所述发送/接收装置（12；32）应当根据所述总线（40）上的通信切换到何种运行类型（451_B；453_TX；453_RX；457_B）下或者所述发送/接收装置（12；32）是否应当切换到准备运行类型（457_B）下。9.根据权利要求8所述的发送/接收装置（12；32），其中，所述运行类型解码块（160）被设计为从所述运行类型信令信号（TC_MD）的脉宽调制中解调出所述运行类型（451_B；453_TX；453_RX；457_B），和/或其中，所述运行类型解码块（160）被设计为从比特模式中解码出至少一个运行类型（451_B；453_TX；453_RX；457_B），其方式是所述运行类型解码块（160）评估0分量与1分量的比例。10.根据权利要求8或9所述的发送/接收装...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：罗伯特，
类型：发明
国别省市：