用于串行总线系统的用户站的发送/接收装置和通信控制装置以及用于在串行总线系统中进行通信的方法制造方法及图纸

提供用于串行总线系统（1）的用户站（10；30）的发送/接收装置（12；32）、用于用户站（10；30）的通信控制装置（11；31）和用于在串行总线系统（1）中进行通信的方法。发送/接收装置（12；32）具有：用于从通信控制装置（11；31）接收发送信号（TxD）的第一端子；用于将所述发送信号（TxD）发送到所述总线系统（1）的总线（40）上的发送模块（121），在所述总线系统（1）的情况下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）；用于从所述总线（40）接收信号（S_SW）的接收模块（122），其中所述接收模块（122）被设计用于由从所述总线（40）接收的信号产生数字接收信号（RxD；RxD_T；RxD_R）；用于将所述数字接收信号（RxD；RxD_T；RxD_R）发送给所述通信控制装置（11；31）并且用于从所述通信控制装置（11；31）接收运行方式转换信号（RxD_TC）的第二端子；以及用于输出关于由于所述运行方式转换信号（RxD_TC）而引起的运行方式（Z_SL；Z_F_RX；Z_F_TX）的成功转换的反馈（R_S）的转换反馈块（15；35），其中所述转换反馈块（15；35）与所述第一端子连接，用于经由所述第一端子将所述反馈（R_S）输出给所述通信控制装置（11；31）。31）。31）。

【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的发送/接收装置和通信控制装置以及用于在串行总线系统中进行通信的方法


[0001]本专利技术涉及用于串行总线系统的用户站的发送/接收装置和通信控制装置以及用于在串行总线系统中进行通信的方法，所述串行总线系统以高的数据速率和大的差错稳健性工作。

技术介绍

[0002]经常使用总线系统用于例如在交通工具中在传感器和控制设备之间进行通信，在所述总线系统中数据在作为具有CAN FD的CAN协议规范的标准ISO11898
‑
1:2015中作为消息被传输。消息在总线系统的总线用户、例如传感器、控制设备、探测元件等之间作为模拟信号被传输。
[0003]总线系统的每个总线用户都利用发送/接收装置连接到总线上。在发送/接收装置中设置至少一个接收比较器，所述接收比较器从总线接收模拟信号并且将模拟信号转化为数字信号。可以由通信控制装置借助于其协议控制器来解释数字信号的内容。此外，通信控制装置可以创建用于在总线上传输的信号并且利用发送/接收装置发送到总线上。通过这种方式，可以在总线用户之间交换信息。
[0004]为了能够经由总线以比在CAN情况下更高的位速率传输数据，已经以CAN FD消息格式以及以CAN XL消息格式创造了用于在消息内转换到更高位速率的选项。在这样的技术情况下，与CAN相比，通过在数据字段的区域中使用更高的时钟脉冲来升高最大可能的数据速率。在此，在CAN FD帧或CAN FD消息的情况下，最大可能的数据速率被升高到超过1 MBit/s（兆位/秒）的值。此外，有效数据长度从8字节扩展到高达64字节。类似内容适用于CAN XL，其中在例如10 BaseT1
‑
S以太网的范围内，数据传输的快速性应该被升高，并且迄今利用CAN FD实现的高达64字节的有效数据长度应该更大。由此，可以有利地保持基于CAN或CAN FD的通信网络的稳健性。
[0005]为了以较高位速率传输，可以将发送/接收装置的以前运行方式从用于以较低的位速率传输的运行方式（运行方式Z_SL）转换到另一运行方式。在此应该考虑的是，在以较高的位速率传输时，仅总线系统的用户站中的一个用户站是消息的发送器，而所有其他用户站仅是消息的接收器。因此，在用信号通知针对更高位速率的运行方式（Z_F）时区分用户站是仅是接收器（运行方式Z_F_RX）还是也是发送器（运行方式Z_F_TX），以便相应地切换其发送/接收装置的运行方式。
[0006]可设想的是，通信控制装置向发送/接收装置用信号通知应该将发送/接收装置切换到哪种运行方式的信息。然而由此对于通信控制装置未知的是：发送/接收装置究竟是否领会运行方式转换的信令以及发送/接收装置是否正确地解释或实施运行方式转换的信令。

技术实现思路

[0007]因此，本专利技术的任务是提供解决前述问题的用于串行总线系统的用户站的发送/接收装置和通信控制装置以及用于在串行总线系统中进行通信的方法。尤其是应该提供一种用于串行总线系统的用户站的发送/接收装置和通信控制装置以及一种用于在串行总线系统中进行通信的方法，其中发送/接收装置的运行方式的转换既可以以高稳健性被执行又可以在时间和成本方面无耗费地检验执行。
[0008]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发送/接收装置来解决。发送/接收装置具有：用于从通信控制装置接收发送信号的第一端子；用于将发送信号发送到所述总线系统的总线上的发送模块，在所述总线系统的情况下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；用于从所述总线接收信号的接收模块，其中所述接收模块被设计用于由从所述总线接收的信号产生数字接收信号；用于将所述数字接收信号发送给所述通信控制装置并且用于从所述通信控制装置接收运行方式转换信号的第二端子；以及用于输出关于由于所述运行方式转换信号而引起的运行方式的成功转换的反馈的转换反馈块，其中所述转换反馈块与所述第一端子连接，用于经由所述第一端子将所述反馈输出给所述通信控制装置。
[0009]发送/接收装置可以经由已经存在的第一端子在发送信号中向通信控制装置给出反馈：发送/接收装置是否已经一起获得运行方式的转换的信令以及该信令是如何被解释的。根据此，通信控制装置可以检验：发送/接收装置针对当前运行状态或当前通信阶段是否正确地被切换。由此变得可以检验发送/接收装置的运行方式的转换，这升高总线系统的稳健性。对此的原因在于，因为通信控制装置知道问题，所以所述通信控制装置可以在差错的情况下有针对性地作出反应。
[0010]反馈的高度稳健性还通过以下给出，即通信控制装置在接收信号中不经由第一端子而是经由第二端子向发送/接收装置用信号通知：应该进行运行方式的转换。由此，经由两个不同的信道或传输路径进行运行方式的转换的信令和关于是否已经执行了运行方式的转换的反馈的信令。
[0011]因此，在发送/接收装置处不需要附加端子或协议控制器。所有这些明显节省硅片面积并且从而节省资源、空间和成本。
[0012]将运行方式的转换反馈给通信控制装置此外能够实现：通信控制装置能够在差错情况下相应地作出反应。例如，通信控制装置可以发送差错帧，以便中止帧的传输。由此可以尽可能快速地中止利用有差错地设定的总线组件的传输。这升高在总线系统中可传输的净数据速率。由此，总线系统中的通信变得更加稳健。
[0013]由于通信控制装置知道发送/接收装置是否能够变换状态，因此向通信控制装置反馈运行方式的转换在差错搜寻时有效。通信控制装置此外可以通过软件指明：所连接的通信控制装置已经不能执行转换K次，其中K是包含0在内的自然数。K的值可以被评价为发送/接收装置可能多快发生故障的指示。为了预防故障，于是可以在故障之前及时在车间中更换发送/接收装置。这提高使用总线系统的系统的安全性。
[0014]此外，可以在通信阶段之一中利用发送/接收装置保持从CAN已知的仲裁，并且与CAN或CAN FD相比，传输速率仍然可以再次显著地被升高。这可以通过以下方式实现：即使用具有不同位速率的两个通信阶段，并且对于发送/接收装置使得可靠地可识别并且检验
第二通信阶段的开始，其中有效数据以比仲裁中更高的位速率被传输。由此，可以实现位速率以及从而从发射器到接收器的传输速度的显著升高。然而，在此情况下同时保证大的差错稳健性。
[0015]如果在总线系统中也存在至少一个CAN用户站和/或至少一个CAN FD用户站，所述至少一个CAN用户站和/或至少一个CAN FD用户站根据CAN协议和/或CAN FD协议发送消息，则也可以使用由发送/接收装置执行的方法。
[0016]发送/接收装置的有利的其他设计方案在从属权利要求中得以说明。
[0017]转换反馈块可以具有用于从发送模块和接收模块的输出信号中检测所述发送模块和所述接收模块切换到哪种运行方式的运行方式检测模块，以及用于评估由所述运行方式检测模块输出的运行方式状态信号的运行方式反馈模块，其中所述运行方式反馈模块可以被设计用于利用所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一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/接收装置具有用于从通信控制装置（11；31）接收发送信号（TxD）的第一端子，用于将所述发送信号（TxD）发送到所述总线系统（1）的总线（40）上的发送模块（121），在所述总线系统（1）的情况下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），用于从所述总线（40）接收信号（S_SW）的接收模块（122），其中所述接收模块（122）被设计用于由从所述总线（40）接收的信号（S_SW）产生数字接收信号（RxD；RxD_T；RxD_R），用于将所述数字接收信号（RxD；RxD_T；RxD_R）发送给所述通信控制装置（11；31）并且用于从所述通信控制装置（11；31）接收运行方式转换信号（RxD_TC）的第二端子，以及用于输出关于由于所述运行方式转换信号（RxD_TC）而引起的运行方式（Z_SL；Z_F_RX；Z_F_TX）的成功转换的反馈（R_S）的转换反馈块（15；35），其中所述转换反馈块（15；35）与所述第一端子连接，用于经由所述第一端子将所述反馈（R_S）输出给所述通信控制装置（11；31）。2.根据权利要求1所述的发送/接收装置（12；32），其中所述转换反馈块（15；35）具有用于从发送模块（121）和接收模块（122）的输出信号中检测所述发送模块（121）和所述接收模块（122）切换到哪种运行方式（Z_SL；Z_F_RX；Z_F_ZX）的运行方式检测模块（151），以及用于评估由所述运行方式检测模块（151）输出的运行方式状态信号（S_E）的运行方式反馈模块（152），其中所述运行方式反馈模块（152）被设计用于利用所述评估的结果来决定：所述运行方式反馈模块（152）是否必须通过所述数字接收信号（RxD；RxD_T；RxD_R）向通信控制装置（11）给出反馈（R_S）并且何时必须发送所述反馈（R_S）。3.根据前述权利要求中任一项所述的发送/接收装置（12；32），其中所述运行方式反馈模块（152）被设计用于在转换所述运行方式（Z_SL；Z_F_RX；Z_F_ZX）之后将所述反馈（R_S）插入到数字发送信号（TxD）中，所述运行方式的转换已经利用所述运行方式转换信号（RxD_TC）被用信号通知，或者其中所述运行方式反馈模块（152）被设计用于在所述运行方式转换信号（RxD_TC）之后、然而在转换所述运行方式（Z_SL；Z_F_RX；Z_F_ZX）之前将所述反馈（R_S）插入到所述数字发送信号（TxD）中，所述运行方式的转换已经利用运行方式转换信号（RxD_TC）被用信号通知。4.根据权利要求3所述的发送/接收装置（12；32），其中所述运行方式反馈模块（152）被设计用于在起始处比在反馈（R_S）的结束处更强烈地驱动所述反馈（R_S）。5.根据权利要求3或4所述的发送/接收装置（12；32），其中所述运行方式反馈模块（152）被设计用于将所述反馈（R_S）作为具有与所述数字发送信号（TxD）的值反向的值的至少一个脉冲（AH_1）添加到所述数字发送信号（TxD）中。6.根据权利要求5所述的发送/接收装置（12；32），其中所述至少一个脉冲（AH_1）持续直至所述总线（40）处的后续边沿变换，所述后续边沿变换在所述数字发送信号（TxD）中跟随。
7.根据前述权利要求中任一项所述的发送/接收装置（12；32），此外具有运行方式转换块（126），所述运行方式转换块与所述第二端子连接，以便评估在所述第二端子处从所述通信控制装置（11；31）接收的运行方式转换信号（RxD_TC）用于转换所述运行方式（Z_SL；Z_F_RX；Z_F_TX），其中所述运行方式转换块（126）被设计用于根据所述评估的结果将所述发送模块（121）和/或所述接收模块（122）切换到至少三种不同的运行方式（Z_SL；Z_F_RX；Z_F_TX）之一。8.根据前述权利要求中任一项所述的发送/接收装置（12；32），其中在所述第二端子处从所述通信控制装置（11；31）接收的运行方式转换信号（RxD_TC）是具有与所述数字接收信号（RxD；RxD_T；RxD_R）的值反向的值的至少一个脉冲（AH_1）,其中所述运行方式转换块（126）被设计用于当所述转换信号（RxD_TC）具有一个脉冲（AH_1）时，将所述接收模块（122）从第一运行方式（Z_SL）切换到第二运行方式（Z_F_RX），其中所述运行方式转换块（126）被设计用于当所述转换信号（RxD_TC）具有两个脉冲（AH_1）时，将所述发送模块（121）和所述接收模块（122）从所述第一运行方式（Z_SL）切换到第三运行方式（Z_F_TX），其中所述发送/接收装置（12；32）在所述第二运行方式（Z_F_RX）中不是所述消息（45）在所述第二通信阶段（453）中的发送器，并且其中所述发送/接收装置（12；32）在所述第三运行方式（Z_F_TX）中是所述消息（45）在所述第二通信阶段（453）中的发送器。9.根据前述权利要求中任一项所述的发送/接收装置（12；32），其中所述发送/接收装置（12；32）被设计用于经由所述第一端子发送至少一个脉冲作为反馈（R_S），该脉冲与在第二端子处的所述运行方式转换信号（RxD_TC...

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