CN114073042A - 用于串行总线***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***中通信的方法 - Google Patents

Abstract

提供一种发送/接收装置（12；32）和用于串行总线***（1）的用户站（10；30）的通信控制装置（11；31）以及用于在串行总线***（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）的第一接头；用于将发送信号（TxD）发送到总线***（1）的总线（40）上的发送器（121），在总线***（1）中为了在总线***（1）的用户站（10、20、30）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）；用于从总线（40）接收信号的接收器（122），其中接收器（122）被设计用于从由总线（40）所接收的信号中产生数字接收信号（RxD）；用于将数字接收信号（RxD）发送给通信控制装置（11；31）并且从通信控制装置（11；31）接收附加信号（RxD_TC）的第二接头；以及运行模式转换框（15；35），其用于分析由接收器（122）输出的接收信号（S_SW）和在第二接头处从通信控制装置（11；31）所接收的信号（RxD_TC），其中，运行模式转换框（15；35）被设计用于：根据分析的结果将发送器（121）和/或接收器（122）切换到至少两种不同的运行模式之一中并且在持续时间（T0）到期之后将运行模式中的至少一种预先确定的运行模式换到运行模式中的另一种运行模式中，该持续时间能够在运行模式转换框（15；35）中为了在通信控制装置（11；31）与发送/接收装置（12；32）之间经由第二接头进行额外地内部通信而预先设定。

Description

用于串行总线***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***中通信的方法

技术领域

本发明涉及一种用于串行总线***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***中进行通信的方法，所述方法以高数据速率和大的抗错稳健性工作。

背景技术

对于例如车辆中的传感器与控制器之间的通信来说，通常使用总线***，在该总线***中数据作为消息在标准ISO 11898-1：2015中作为CAN协议规范用CAN FD来传输。所述消息在总线***的总线用户、如传感器、控制器、发送器等之间传输。

随着技术设备或者车辆的功能的数量增加，在所述总线***中的数据通信量也增加。对此还经常要求，数据应该比迄今更快地从发送总线用户向接收总线用户传输。其结果是，所述总线***的所要求的带宽将进一步提高。

为了能够以比在CAN的情况下更高的位速率来传输数据，在CAN FD消息格式中提供了用于在消息内转换到更高的位速率的可选方案。在这样的技术中，通过在数据段的范围内使用较高的时钟脉冲的方式来将最大可能的数据速率提高到超过1 MBit/s的数值。这样的消息接下来也被称为CAN FD帧或CAN FD消息。对于CAN FD来说，有效的数据长度从8被扩展到直至64字节并且数据传输速率明显比在CAN的情况下要高。

即使基于CAN或CAN FD的通信网络***在例如其稳健性方面提供了非常多的优点，但是其与在例如100 Base-T1以太网中进行的数据传输相比具有明显更低的速度。此外，迄今用CAN FD实现的直至64字节的有效数据长度对于一些应用来说太小。CAN FD后续总线***应当至少满足这样的要求。

发明内容

因此，本发明的任务是，提供一种用于串行总线***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***中进行通信的方法，它们解决了前面所提到的问题。尤其应该提供一种用于串行总线***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***中进行通信的方法，其中能够在大的抗错稳健性的情况下实现高数据速率和每帧的有效数据量的提高。

该任务通过一种具有权利要求1的特征的用于串行总线***的用户站的发送/接收装置来解决。所述发送/接收装置具有：用于从通信控制装置接收发送信号的第一接头；用于将所述发送信号发送到总线***的总线上的发送器，在所述总线***中为了在所述总线***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；用于从所述总线接收信号的接收器，其中，所述接收器被设计用于从由总线所接收的信号中产生数字接收信号；第二接头，所述第二接头用于将所述数字接收信号发送给通信控制装置并且用于从所述通信控制装置接收附加信号；以及运行模式转换框，该运行模式转换框用于分析由所述接收器输出的接收信号和在所述第二接头处从所述通信控制装置所接收的信号，其中，所述运行模式转换框被设计用于：根据所述分析的结果将发送器和/或接收器切换到至少两种不同的运行模式中的一种运行模式中，并且在持续时间到期之后将所述运行模式中的至少一种预先确定的运行模式转换到所述运行模式中的另一种运行模式中，所述持续时间能够在所述运行模式转换框中为了在所述通信控制装置与发送/接收装置之间经由第二接头进行额外地内部通信而预先设定。

利用所述发送/接收装置尤其可行的是，尤其在第一通信阶段与第二通信阶段之间转换时能够在所述通信控制装置与所述发送/接收装置之间进行通信，而在所述通信控制装置与所述发送/接收装置之间不需要附加的昂贵的接头。在此，根据需要只能沿一个方向进行通信。然而作为替代方案，首先例如能够进行从所述通信控制装置到所述发送/接收装置的通信并且接着能够进行从所述发送/接收装置到所述通信控制装置的通信。

此外，用发送/接收装置能够在通信阶段中的一个通信阶段中保持由CAN已知的仲裁并且尽管如此相对于CAN或CAN FD的传输速率再次能够显著地得到提高。这能够通过以下方式实现，即：使用具有不同位速率的两个通信阶段并且使所述第二通信阶段的开始对所述发送/接收装置来说得到可靠地识别，在所述第二通信阶段中有效数据以比在仲裁中要高的位速率来传输。因此，所述发送/接收装置能够可靠地从第一通信阶段转换到第二通信阶段中。作为其结果，能够实现位速率的明显提高并且由此能够实现从发送器到接收器的传输速度的明显提高。然而，在此同时保证了大的抗错稳健性。这有助于实现至少10Mbps的净数据速率。此外，有效数据的大小能够大于64字节、尤其每帧多达4096字节，或者根据需要能够具有任意长度。

如果在所述总线***中也存在至少一个CAN用户站和/或至少一个CAN FD用户站，那也能够使用由所述发送/接收装置所执行的方法，所述CAN用户站和/或CAN FD用户站按照CAN协议和/或CAN FD协议来发送消息。

所述发送/接收装置的其他有利的设计方案在从属权利要求中得到说明。

所述运行模式转换框可选地被设计用于：根据所述分析的结果将所述发送器和/或接收器切换到至少三种不同的运行模式中的一种运行模式中，并且在所述运行模式转换框中预先设定的持续时间到期之后将所述三种运行模式中的至少一种预先确定的运行模式转换到所述至少三种运行模式中的另一种运行模式中。在此，所述至少一种预先确定的运行模式实现在通信控制装置与发送/接收装置之间经由第二接头的内部通信。

所述运行模式转换框能够被设计用于在至少一种预先确定的运行模式中关断所述发送器。

所述发送器能够被设计用于：在第一通信阶段中以第一位时间将信号的位驱动到总线上，所述第一位时间比所述发送器在第二通信阶段中驱动到总线上的位的第二位时间大了至少10倍。在此，经由所述第一和第二接头的信号能够在预先确定的运行模式中具有带有第三位时间的位，所述第三位时间小于所述第二位时间。

此外，前面提到的任务通过一种具有权利要求6的特征的用于串行总线***的用户站的通信控制装置来解决。所述通信控制装置具有：用于产生发送信号的通信控制模块，以用于控制用户站与总线***的至少一个其他用户站的通信，在所述总线***中为了在所述总线***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；用于将所述发送信号发送给发送/接收装置的第一接头，所述发送/接收装置被设计用于将所述发送信号发送到总线***的总线上；用于从所述发送/接收装置接收数字接收信号的第二接头，其中，所述通信控制装置被设计用于产生附加信号，所述附加信号向所述发送/接收装置表明，应当将当前的运行模式切换到至少两种不同的运行模式的另一种运行模式中，并且所述附加信号额外地针对在通信控制模块和发送/接收装置的运行模式转换框中能预先设定的持续时间实现在通信控制模块与发送/接收装置之间的内部通信，并且其中，所述通信控制模块被设计用于将所述附加信号经由第二接头发送给所述发送/接收装置。

所述通信控制装置提供与前面关于发送/接收装置所提到的优点相同的优点。

所述预先设定的持续时间能够被划分为第一持续时间和第二持续时间，在所述第一持续时间中所述运行模式转换框如此运行第二接头，使得所述通信控制装置能够通过第二接头来发送数据，在所述第二持续时间中所述通信控制装置通过第二接头来接收数据，其中，在所述预先设定的持续时间中所发送的数据是以下数据，所述数据是关于在所述总线***中为了在总线***的用户站之间交换消息而产生的信号的附加信息。

能够考虑的是，所述至少一种预先确定的运行模式具有以下运行模式：在所述运行模式中所述通信控制装置被设计用于通过第一接头来发送时钟信号并且在时钟信号的时钟脉冲中通过所述第二接头至少暂时地发送数据并且至少暂时地接收数据；并且/或者具有以下运行模式，在所述运行模式中所述通信控制装置被设计用于为了与发送/接收装置进行数据交换而数据使用曼彻斯特编码；并且/或者具有以下运行模式，在所述运行模式中所述发送/接收装置不将发送信号驱动到总线上。

所述通信控制装置能够被设计用于，在用于发送信号的接头处发送协议信息时在用于数字接收信号的接头处将具有预先确定的数值的识别标志发送给接收器，所述协议信息用信号表示从至少一个第一通信阶段转换到第二通信阶段中。

所述识别标志例如是具有预先确定的数值或脉冲模式的位，或者所述识别标志是预先确定的位模式。

根据一种可行方案，在所述第一通信阶段中从总线所接收的信号利用与在所述第二通信阶段中从总线（40）所接收的信号不同的物理层来产生。

能够考虑到，在所述第一通信阶段中商定，所述总线***的用户站中的哪个用户站在随后的第二通信阶段中获得对所述总线的至少暂时专用的、无冲突的访问权。

之前所描述的发送/接收装置和之前描述的通信控制装置能够是总线***的用户站的一部分，所述总线***此外包括总线和至少两个用户站，所述用户站通过总线如此彼此连接，使得所述用户站能够彼此串行通信。在此，所述至少两个用户站中的至少一个用户站具有之前描述的发送/接收装置和之前描述的通信控制装置。

此外，前面所提到的任务通过一种根据权利要求15所述的用于在串行总线***中进行通信的方法来解决。所述方法利用用于总线***的用户站来执行，在所述总线***中为了在总线***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，所述用户站具有发送器、接收器、运行模式转换框、第一接头和第二接头，并且其中，所述方法具有以下步骤：利用所述接收器从总线***的总线接收信号；利用所述接收器从由所述总线所接收的信号中产生数字接收信号；并且在所述第二接头处输出所述数字接收信号；利用所述运行模式转换框分析由所述接收器输出的接收信号和在所述第二接头处从通信控制装置所接收的信号；并且利用所述运行模式转换框根据分析的结果将所述发送器和/或接收器切换到至少两种不同的运行模式中的一种运行模式中，并且在持续时间到期之后将所述运行模式中至少一种预先确定的运行模式转换到所述运行模式中的另一种运行模式中，所述持续时间能够在所述运行模式转换框中为了在通信控制模块与发送/接收装置之间经由第二接头进行额外地内部通信而预先设定。

所述方法提供了与前面关于发送/接收装置和/或通信控制装置所提到的优点的相同的优点。

本发明的其他的可行的实现方案也包括前面或接下来关于实施例所描述的特征或实施方式的未明确提到的组合。在此，本领域的技术人员也会将单个方面作为改进方案或补充方案添加到本发明的相应的基本形式上。

附图说明

下面参照附图并且根据实施例来更详细地描述本发明。其中：

图1示出了按照第一种实施例的总线***的简化的方框图；

图2示出了用于图解说明消息的结构的图表，所述消息能够由按照第一种实施例的总线***的用户站来发送；

图3示出了按照第一种实施例的总线***的用户站的简化的示意性的方框图；

图4示出了用于转换图3的用户站的发送/接收装置的运行模式的运行模式转换框的电路图；

图5示出了按照第一种实施例由图3的用户站所发送的发送信号TxD的一部分的时间上的变化曲线，其中从作为发送/接收装置的第一种运行模式的仲裁阶段转换到作为发送/接收装置的第二种运行模式的数据阶段；

图6示出了接收信号RxD的时间上的变化曲线，所述接收信号在图3的用户站中从图5的发送信号TxD中产生；

图7示出了按照第一种实施例由图3的用户站所发送的发送信号TxD的一部分的时间上的变化曲线，其中从作为发送/接收装置的第一种运行模式的仲裁阶段转换到发送/接收装置的第三种运行模式中；

图8示出了接收信号RxD的时间上的变化曲线，所述接收信号在图3的用户站中从图7的发送信号TxD中产生；

图9示出了按照第二种实施例由总线***的用户站所发送的发送信号TxD的一部分的时间上的变化曲线，其中从作为发送/接收装置的第一种运行模式的仲裁阶段转换到发送/接收装置的第三种运行模式中；

图10示出了接收信号RxD的时间上的变化曲线，所述接收信号在总线***的用户站中从图9的发送信号TxD中产生；并且

图11至图13分别示出了用于图解说明以下消息的结构的图表，所述消息能够在总线***中的特殊的通信序列中按照第三种到第五种实施例在所述总线***的发送/接收装置与通信控制装置之间进行交换。

在附图中，只要没有另作说明，相同的或功能相同的元件设有相同的附图标记。

具体实施方式

图1作为实例示出了总线***1，该总线***尤其基本上被设计用于CAN总线***、CAN FD总线***、CAN FD后续总线***和/或它们的改动方案，如下面所描述的一样。所述总线***1能够在运输工具、尤其机动车辆、飞机等中或者在医院等中使用。

在图1中，所述总线***1具有多个用户站10、20、30，它们分别与具有第一总线芯线41和第二总线芯线42的总线40连接。所述总线芯线41、42也能够被称为CAN_H和CAN_L并且用于在耦合输入显性电平之后进行电信号传输或者在发送状态中产生用于信号的隐性电平。通过所述总线40能够在各个用户站10、20、30之间串行地传输呈信号的形式的消息45、46。所述用户站10、20、30例如是机动车辆的控制器、传感器、显示装置等。

如在图1中所示，所述用户站10具有通信控制装置11、发送/接收装置12和转换框15。而所述用户站20则具有通信控制装置21和发送/接收装置22。所述用户站30具有通信控制装置31、发送/接收装置32和转换框35。所述用户站10、20、30的发送/接收装置12、22、32分别直接与总线40连接，即使这一点在图1中未被图解说明。

在每个用户站10、20、30中，消息45、46以帧的形式在被编码的情况下经由TXD线路和RXD线路逐位地在相应的通信控制装置11、21、31与所属的发送/接收装置12、22、32之间交换。这将在下面更详细地进行描述。

所述通信控制装置11、21、31分别用于控制相应的用户站10、20、30经由总线40与用户站10、20、30中的至少一个其他用户站的通信，所述其他用户站与总线40连接。

所述通信控制装置11、31创建且读取第一消息45，所述第一消息例如是经过修改的CAN消息45，其接下来也被称为CAN XL消息45。在此，所述经过修改的CAN消息45或者CANXL消息45构建在CAN FD后续格式的基础上，所述CAN FD后续格式参照图2来更详细地得到描述。此外，所述通信控制装置11、31能够被制作用于：根据需要为发送/接收装置12、32提供或者从其处接收CAN XL消息45或CAN FD消息46。所述通信控制装置11、31因此创建且读取第一消息45或第二消息46，其中，所述第一和第二消息45、46通过其数据传输标准进行区分，即在这种情况下通过CAN XL或CAN FD来区分。

所述通信控制装置21能够如按照ISO 11898-1：2015的传统的CAN控制器那样来制作、尤其如兼容CAN FD的传统的CAN控制器或CAN FD控制器那样来制作。所述通信控制装置21创建且读取第二消息46、例如传统的CAN消息或CAN FD消息46。在所述CAN FD消息46中能够包括一定数量的0至64数据字节，所述数据字节为此仍以比在传统的CAN消息中明显更快的数据速率来传输。在后一种情况中，所述通信控制装置21能够如传统的CAN FD控制器一样来制作。

所述发送/接收装置12、32除了以下还要更详细地描述的区别之外能够被制作为CAN XL收发器。作为补充方案或替代方案，所述发送/接收装置12、32能够如传统的CAN FD收发器那样来制作。所述发送/接收装置22能够如传统的CAN收发器或CAN FD收发器那样来制作。

利用所述两个用户站10、30能够实现消息45以CAN XL格式的形成和而后的传输并且接收这样的消息45。

图2为所述消息45示出了如由所述发送/接收装置12或发送/接收装置32发送的一样的CAN XL帧450。所述CAN XL帧450对于在总线40上的CAN通信来说被分成不同的通信阶段451至454、即仲裁阶段451、处于仲裁阶段结束时的转换阶段452、数据阶段453和帧结束阶段454。

在所述仲裁阶段451中，例如在开始时发送一个位，该位也被称为SOF位并且表示帧的开始或者帧的起始。此外，在所述仲裁阶段451中发送具有例如11位的识别符，以用于识别消息45的发送器。在仲裁时，借助于识别符逐位地在用户站10、20、30之间商定：哪个用户站10、20、30想要发送具有最高优先权的消息45、46，并且因此对于用于发送的下一时间来说在转换阶段452和随后的数据阶段453中获得对总线***1的总线40的专用的访问权。

在本实施例中，在所述转换阶段452中准备从仲裁阶段451到数据阶段453的转换，其中，发送包含在至少一个位中的协议格式信息，该协议格式信息适合用于将CAN XL帧相对于CAN帧或CAN FD帧区分开来。此外，能够发送例如12位长的数据长度码（Data-Length-Code），所述数据长度码而后例如能够具有1至4096、尤其2048以下或者步距为1的其他数值，或者作为替代方案能够具有0至4095或者更高的数值。所述数据长度码也能够包括更少或更多的位，并且所述数值范围和步距能够具有其他的数值。

在所述数据阶段453中发送所述CAN XL帧450或者消息45的有效数据，这也能够被称为消息45的数据段。所述有效数据能够根据所述数据长度码的数值范围而具有例如4096字节以下或者更大的数值或者其他任意的数值。

在所述帧结束阶段454中，例如能够在校验和字段中包含关于包括填充位的数据阶段453的数据的校验和，所述填充位由消息45的发送器分别在预先确定的数量的相同位、尤其10个相同位之后作为逆位被***。此外，在所述帧结束阶段454中的末尾字段中能够包括至少一个确认位。此外，能够存在表示CAN XL帧450的结束的11个相等位的序列。用至少一个确认位能够通知，在所接收的CAN XL帧450或者消息45中的接收器是否已经发现了错误。

至少在所述仲裁阶段451和帧结束阶段454中，如在CAN和CANFD中那样使用物理层。能够额外地在所述转换阶段452中至少部分地、即在开始时如在CAN和CAN-FD中那样使用物理层。所述物理层相应于已知的OSI模型（开放***互连模型）的位传输层或层1。

在这些阶段451、452、454期间的一个重要点是，使用已知的CSMA/CR方法，该CSMA/CR方法允许用户站10、20、30同时访问总线40，而不破坏具有更高优先权的消息45、46。由此能够相对容易地给所述总线***1添加其他总线用户站10、20、30，这是非常有利的。

所述CSMA/CR方法引起的结果是，在所述总线40上必须存在所谓的隐性状态，所述隐性状态能够由所述总线40上的具有显性状态的其他用户站10、20、30覆盖写入。

只有当所述位时间明显长于在所述总线***1的两个任意的用户站10、20、30之间的信号运行时间的两倍时，才能够在所述帧450或者消息45、46的开始时进行仲裁并且在所述帧450或者消息45、46的帧结束阶段454中进行确认。因此，在所述仲裁阶段451、帧结束阶段454中以及至少部分地在所述转换阶段452中的位速率被选择得比在所述帧450的数据阶段453中要慢。尤其在所述阶段451、452、454中的位速率被选择为500 kbit/s，由此产生大约2μs的位时间，而在所述数据阶段453中的位速率则被选择为5到10 Mbit/s或更大，由此产生大约0.1μs和更短的位时间。因此，在其他通信阶段451、452、454中的信号的位时间比在所述数据阶段453中的信号的位时间大了至少10倍。

当所述用户站10作为发送器已经赢得仲裁并且所述用户站10作为发送器由此为了发送而具有对总线***1的总线40的专用的访问权时，所述消息45的发送器、例如用户站10才开始将转换阶段452及随后的数据阶段453的位发送到总线40上。所述发送器能够要么在转换阶段452的一部分之后转换到更快的位速率和/或另外的物理层上要么只有随着随后的数据阶段453的第一位、即开始才转换到更快的位速率和/或另外的物理层上。

完全一般而言，在具有CAN XL的总线***中与CAN或CAN FD相比尤其能够实现以下不同的特性：

a）根据CSMA/CR方法来接收且必要时适配对CAN和CAN FD的稳健性和用户友好性负责的被验证的特性、尤其具有识别符和仲裁的帧结构，

b）提高净数据传输率提高到大约每秒10兆比特，

c）提高每帧用户数据的大小到大约4k字节或任意值。

图3示出了所述具有通信控制装置11、发送/接收装置12和转换框15的用户站10的基本结构。所述用户站30以与在图3中所示出的方式相类似的方式来构建，除了所述方框35未被集成到通信控制装置31中，而是与所述通信控制装置31和发送/接收装置32分开地设置。因此，所述用户站30和方框35将不被单独描述。所述转换框15的以下所描述的功能在转换框35中相同地存在。

根据图3，除了所述通信控制装置11（该通信控制装置被构造为微控制器或具有微控制器）、发送/接收装置12和转换框15之外，所述用户站10还具有通信控制装置11、通信控制模块111、发送信号输出驱动器112和RxD连接配置模块113，它们被分配给所述通信控制装置11。所述通信控制装置11处理任意应用的信号、例如用于马达的控制器的、用于机器或车辆的安全***的或其他应用的信号。然而未示出的是***ASIC（ASIC＝专用集成电路），其作为替代方案能够是***基础芯片（SBC），在该***基础芯片上合并了多个对用户站10的电子组件来说必要的功能。在所述***ASIC中尤其能够安装发送/接收装置12和未示出的能量供给装置，所述能量供给装置给发送/接收装置12供给电能。所述能量供给装置通常提供5 V的电压CAN_Supply。然而，根据需要，所述能量供给装置能够提供具有其他数值的其他电压并且/或者被设计为电流源。

所述发送/接收装置12此外具有发送器121、接收器122、用于发送信号的驱动器123、接收信号输出驱动器124和将信号RxD_TC输出给转换框15的驱动器125。所述转换框15由信号RxD_TC和信号S_SW（该信号S_SW是接收器122的输出信号）形成用于切换发送器121和/或接收器122的运行状态切换信号S_OP。所述切换信号S_OP例如能够被包含在用于发送器121和接收器122的切换信号的位中。作为替代方案，所述切换信号S_OP能够是两位宽的信号，以便分开地操控发送器121和接收器122，例如其方法是：所述第一位被设置用于切换发送器121并且所述第二位被设置用于切换接收器122。当然能够考虑所述切换信号S_OP的设计方案的任意的作为替代方案的可行方案。所述发送器121也被称为传送器。所述接收器122也被称为接受器。

所述转换框15能够被设计为切换框，所述切换框尤其具有至少一个触发器。这在下面参照图4至图8还更详细地进行描述。

尽管下面总是谈及发送/接收装置12，但作为替代方案也能够将接收器122设置在发送器121外部的单独的装置中。所述发送器121和接收器122能够如传统的发送/接收装置22一样来构造。所述发送器121尤其能够具有至少一个运算放大器和/或晶体管。所述接收器122尤其能够具有至少一个运算放大器和/或晶体管。

所述发送/接收装置12与总线40连接，更准确地说与所述总线的用于CAN_H的第一总线芯线41和所述总线的用于CAN_L的第二总线芯线42连接。所述第一和第二总线芯线41、42在发送/接收装置12中与发送器121并且与接收器122相连接。用于为第一和第二总线芯线41、42供给电能的能量供给装置的电压供给如常见的那样来进行。此外，与地线或者CAN_GND的连接如常见的那样来实现。类似的情况适用于具有终端电阻的第一和第二总线芯线41、42的结束。

在所述总线***1的运行中，所述发送器121将通信控制装置11的发送信号TxD转换为用于总线芯线41、42的相应的信号CAN_H和CAN_L并且将这些信号CAN_H和CAN_L发送到总线40上。即使在这里为所述发送/接收装置12提到信号CAN_H和CAN_L，但是这些信号关于消息45应该被理解为信号CAN-XL_H和CAN-XL_L，它们在数据阶段453中在至少一个特征中不同于常规的信号CAN_H和CAN_L，尤其在用于信号TxD的不同数据状态的总线状态的形成方面和/或在电压或者物理层方面和/或在位速率方面不同。

在所述总线40上构成差信号VDIFF＝CAN_H－CAN_L。除了空载状态或者准备状态（空闲或者待机）之外，具有接收器122的所述发送/接收装置12在正常运行中总是侦听在总线40上的数据或者消息45、46的传输，并且更确切地说这不取决于所述用户站10是不是所述消息45的发送器。所述接收器122从由总线40所接收的信号CAN_H和CAN_L中形成接收信号RxD并且将所述接收信号经由接收信号输出驱动器124传送给通信控制装置11，如在图3中所示。

所述转换框15被设计用于在从总线40所接收的消息45中识别出转换阶段452的开始并且然后转换发送/接收装置12的特性。在所述数据阶段453与所述帧结束阶段454之间也设置了转换阶段，即使这一点在图中未示出。此外，所述转换框15能够实现的是，经由用于RxD信号的接头能够在发送/接收装置12与通信控制装置11或者微控制器之间在第三运行模式中例如交换数据D_1、D_2，这一点参照图7和图8还更详细地进行描述。所述数据交换尤其能够用于实现以下特征：

- 将所述发送/接收装置12反馈给所述通信控制装置11或者通信控制模块111，以用于CAN总线通信的信号质量，

- 交换关于帧450的安全相关的数据（Safety-relevante Data），在所述帧中产生RxD信号，

- 标准组件、如例如SO8-CAN收发器或者SO8-CAN-发送/接收装置12的配置可行方案，

- 将所述发送/接收装置12反馈给所述通信控制装置11或者通信控制模块111，使得所述通信阶段451、453的转换已经正常运转，这也被称为握手（Handsshake）。

所述RxD接头配置模块113根据所必需的通信方向在使用在其输入端处的信号S1、S2的情况下配置所述接头RxD，如下文所描述的一样。所述信号S1能够被称为RxD_out_ena，其能够通过RxD接头来实现驱动附加信号RxD_TC。所述信号S2能够被称为RxD_out_val。根据信号S2的数值，所述通信控制装置11一方面在两个不同的通信阶段之间的转换时刻、即一方面在仲裁阶段451与数据阶段453之间并且另一方面在数据阶段453与帧结束阶段454之间驱动接头RxD，以便向发送/接收装置12发信号。另一方面，所述通信控制装置11根据信号S2的数值在之前所描述的第三种运行模式中驱动接头RxD，所述第三种运行模式也能够被称为“交谈模式（Talk-Mode）”。此外，所述接头RxD——如尤其在CAN中常见的那样——对通信控制装置11来说是输入端（Input）、即不是输出端（如之前所描述的那样），使得所述通信控制装置11不驱动接头RxD。因此，所述接头RxD能够借助于RxD接头配置模块113和信号S1、S2来双向运行。换句话说，所述接头RxD是双向接头。

为此，所述通信控制装置11和输出驱动器124如此设计而成，使得所述通信控制装置11在为了发信号的目的而驱动时比所述输出驱动器124更强地驱动接头RxD。由此避免的是，如果不仅所述通信控制装置11而且所述输出驱动器124都驱动接头RxD并且在所述接头RxD处出现两个信号源的叠加，则所述RxD导线的数值可能是不确定的。因此，在所述两个信号源在接头RxD处的这样的叠加的情况下，总是所述通信控制装置11得到认同。由此，总是确定所述RxD导线的数值。

因此，所述转换框15能够提供以下可行方案，即：经由所述RxD接头在所述发送/接收装置12中设定两种或更多种运行模式，这形成所述发送/接收装置12的不同的运行状态。为此，在所述发送/接收装置12处并且由此在所述通信控制装置11处也不需要附加的接头。

为此，按照图3的转换框15设有两个输入端，通过所述两个输入端将信号RxD-TC和信号S_SW馈入到所述转换框15中。所述信号RxD_TC基于由所述通信控制装置11经由用于RxD信号的接头发送给发送/接收装置12的信号。所述通信控制装置11用信号RxD_TC一方面通知所述发送/接收装置12：所述发送/接收装置12现在必须进行转换到用于数据阶段453的运行模式中。在所述数据阶段453结束时，所述通信控制装置11能够用信号RxD_TC将发送/接收装置12从数据阶段453的运行模式转换到用于仲裁阶段451的运行模式中。此外，如前面所提到的那样，能够利用所述信号RxD_TC将任意的其他的信息从通信控制装置11发送给发送/接收装置12。

根据图3，所述发送/接收装置12将信号RxD_TC从接头RxD经由驱动器125导引至用于信号RxD_TC的转换框15的接头。而所述信号S_SW则由所述从总线40所接收的信号生成。所述信号RxD_TC在用于RxD信号的接头与接收信号驱动器124的输出端之间被传送至转换框15。所述信号S_SW从接收器122的输出端并且在接收信号驱动器124的输入端之前被传导至转换框15。

根据在图4中所示出的特殊的实例，所述转换框15具有两个D触发器151、152，所述信号RxD_TC作为时钟信号被输入到所述两个D触发器中。所述两个D触发器151、152对时钟信号的、即信号RxD_TC的下降的时钟沿作出反应。此外，在所述D触发器151的输入端处利用所述信号S_H加载高状态或第一二进制的信号状态。此外，倒转的信号S_SW作为复位被输入到所述D触发器151、152中。所述信号S_SW在输入到D触发器151、152中之前传导经由反相器155。所述D触发器151、152与逻辑门156、157、即“与”门156和“或”门157连接。所述“或”门157的输出端作为时钟信号被输送给D触发器158，超时信号S_TO作为复位也被馈送到所述D触发器中，所述超时信号S_TO表示预先确定的持续时间T0的到期。如果在预先确定的持续时间、例如11位时间里在所述总线40上没有检测到边沿，则所述信号S_TO变为激活。所述D触发器158对上升的时钟沿作出反应。此外，反相器159被连接在D触发器158与“与”门156的输入端之间。在图4的特殊实例中，当所述信号S_SW为高时，所述第三D触发器158通过RxD_TC信号的两个下降沿从0切换至1。当所述触发器158处于1上时，其在所述信号S_SW为高时通过RxD_TC信号的下降沿从1切换至0。当所述信号S_SW为低时，所述两个D触发器151、152被复位并且不会对信号RxD_TC的下降沿作出反应。

当然，前面所描述的转换条件能够不同地加以规定，例如在所述信号S_SW为低时规定所述信号RxD_TC上的上升沿。此外，利用所述转换框15中的其他切换能够实现其他的电平和/或其他数目的边沿。

在图4的特殊实例中，所述D触发器158驱动二进制的运行状态切换信号S_OP。如果所述切换信号S_OP应该为两位宽或者如果应该显示出两种以上的运行状态，则需要具有与前述不同的转换条件的附加的D触发器。

如果所述转换框15识别出转换阶段452，则用由所述转换框15所输出的信号S_OP来切换所述发送器121和/或接收器122的运行状态并且由此切换所述发送/接收装置12的运行模式。这一点要参照图5和图6来更详细地解释。

根据图5，所述通信控制装置11在转换阶段452中在发送信号TxD中彼此相继发送分别具有高状态（第一二进制的信号状态）的FDF位和XLF位。此后，跟随的是以低状态（第二二进制的信号状态）发送的且被AH位跟随的resXL位，所述AH位以高状态（第一二进制的信号状态）被发送。然后，在所述仲裁阶段451结束时，从所述仲裁阶段451的具有位时间T_B1的位切换到所述数据阶段453的具有位时间T_B2的较短的位，如在图5中所示。

然而根据图6，所述发送/接收装置12看到接收信号RxD，该接收信号在AH位中与图5的TxD信号的先前所描述的变化曲线不同具有两个低脉冲AH_2。换句话说，所述通信控制装置11通过RxD接头发送信号RxD_TC，在该信号中在所述AH位中发送具有第二二进制的信号状态的、呈两个脉冲AH_2的形式的识别标志。由此用信号通知所述发送/接收装置12：应该从其第一种运行模式转换到其第二种运行模式中，以便从发送信号TxD的随后的位中产生所述总线信号CAN_H、CAN_L。

因此，能够如此进行信号通知，使得两个低脉冲AH_2的序列表示从仲裁阶段451（第一种运行模式）到数据阶段452（第二种运行模式）的转变，如在图6中所示。此后，能够执行对帧450的数据段的数据的传输。相反，单个脉冲能够引起从数据阶段452到仲裁阶段451中的转变、也就是说从发送/接收装置12的第二种运行模式到其第一种运行模式中的转变。所述单个脉冲能够在信号RxD_TC中在位AH中的任意的位置处被发送。尤其作为单个脉冲能够仅仅发送图6的脉冲AH_2中的一个脉冲。作为替代方案，尤其在所述位AH的中部发出单个脉冲或单个的脉冲。

在从所述发送/接收装置12的运行模式转变为仲裁阶段451的运行模式（第一种运行模式）时，发送器121和接收器122立即切换。在所述发送/接收装置12的运行模式转变为数据阶段453的运行模式（第二种运行模式）时，所述接收器122立即切换，并且当所述发送信号TxD切换到低（第二信号状态）时，所述发送器121切换。当然，也能够设想其他切换条件。

图7和图8示出了发送信号TxD和接收信号RxD，它们在切换到第三种运行模式中时在所述发送/接收装置12处出现。所述第三种运行模式也能够被称为“交谈模式”。在所述第三种运行模式中，能够在所述发送/接收装置12与微控制器或者通信控制装置11之间交换数据D_1、D_2，从而在所述装置11、12之间进行内部通信。“内部通信”在这里意味着，所述数据D_1、D_2未被发送到总线40上。因此，所述微控制器或者通信控制装置11在第三种运行模式中具有将其RxD接头作为输出端来驱动的可行方案。所述数据D_1能够包含来自通信控制装置11用于发送/接收装置12的其他信息，如前面已经提到的那样。所述数据D_2能够包含来自通信控制装置11用于发送/接收装置12的其他信息，如前面已经提到的那样。

为了转换到第三种运行模式中，所述通信控制装置11在信号RxD_TC中例如将第三低脉冲AH_3发送给发送/接收装置12。由此，所述通信控制装置11借助于模块111将发送/接收装置12在预先确定的持续时间T0里切换到其第三种运行模式中。在所述第三种运行模式中，在所述发送/接收装置12中所述输出驱动器或者发送器121被关断，以便在所述通信控制装置11与所述发送/接收装置12之间的通信不干扰总线40。在所述预先确定的持续时间T0到期之后（这通过所规定的数量的时钟信号沿来预先给定），将所述发送/接收装置12从其第三种运行模式切换到其之前描述的第二种运行模式中，如在图7和图8中图解说明的那样。因此开始对所述数据段的数据的传输（数据阶段453）。

根据图7和图8的实例，所述通信控制装置11在发送/接收装置12的第三种运行模式中借助于TxD接头将具有位时间T_B3的时钟信号CLK发送给发送/接收装置12。所述位时间T_B3小于或短于位时间T_B2。所述位时间T_B3小于或短于位时间T_B1。如果所述数据阶段453的位速率T_B2未被配置到发送/接收装置12的最大值，则这是可能的。对此的原因例如可能是，所述总线40的电缆束不允许高的位速率，所述高的位速率导致了位时间T_B3。然而，如果所述接头RxD和TxD以及信号路径针对所述数据阶段453的最大位速率T_B2而设计，则所述位在第三种运行模式中能够不更短。在所述时钟信号CLK的、在持续时间T01期间所发送的前x个的时钟期间，沿一个方向来运行所述发送/接收装置12的RxD导线或者接头RxD。对于在持续时间T02期间所发送的剩余的y个时钟脉冲来说，则沿另一个方向来运行所述发送/接收装置12的RxD导线或者RxD接头。因此，如在图8中图解说明的一样，所述通信控制装置11能够例如首先将数据D_1发送给发送/接收装置12，并且而后所述发送/接收装置12能够将数据D_2发送给通信控制装置11。

所述预先确定的持续时间T0由时钟信号CLK的x个时钟脉冲和y个时钟脉冲的总和所构成。由此，适用T0 = T01 + T02。用于x或者T01和y或者T02的数值能够相同或不同。所述用于x和y的数值能够特定于应用地来调节。作为替代方案，用于持续时间T01、T02的数值能够特定于应用地来调节。作为替代方案，能够不同地选择通信方向的顺序。因此，作为替代方案，能够在所述持续时间T01中首先发送数据D_2并且而后发送数据D_1。

所描述的数据交换以时钟速率来运行，所述时钟速率与稍后的数据阶段453的位时间要求相适配，尤其与用于大约10 Mbit/s的数据速率的位时间T_B2相适配。由此在所提到的实例中，在所述装置11、12的接头TxD和接头RxD处的时钟速率以及由此所述时钟信号CLK的时钟速率为10 MHz。然而，原则上所述时钟速率能够特定于应用地来调节。

如已经提到的那样，所述时钟信号CLK通过通信控制装置11在TxD导线上发送。所述通信控制装置11拥有足够精确的时钟参考。在所述持续时间T01期间，所述发送/接收装置12在接头RxD处与时钟信号CLK同步地接收数据D_1。在所述持续时间T02期间，所述发送/接收装置12在接头RxD处与时钟信号CLK同步地发送数据D_2。作为替代方案，所述RxD接头能够传输时钟信号CLK并且所述TxD接头能够传输数据D_1。

作为结果，不需要分别通过在所述通信控制装置11和与其连接的发送/接收装置12处的附加的接头进行电连接，以便所述通信控制装置11能够将位速率转换的时刻或其他数据D_1、D_2传输给发送/接收装置12。也就是说，所述方框15有利地不需要在发送/接收装置12的标准壳体处不可用的附加的接头。由此，通过所述方框15不需要更换到其他较大的且成本高昂的壳体上，以用于提供附加的接头。

此外，所述运行模式转换框15能够实现不需要将协议控制器功能集成在所述发送/接收装置12中。这样的协议控制器尤其能够识别出消息45的转换阶段452并且据此开始数据阶段453。然而，由于这样的附加的协议控制器在所述发送/接收装置12或ASIC中需要相当大的面积，所以所述运行模式转换框15引起了资源需求的显著降低。

由此，所述运行模式转换框15与常见的发送/接收装置的连接提供了非常不耗费的且成本低廉的解决方案，以便使所述发送/接收装置12能够认识到：应该在其不同的运行模式之间进行转换和哪种转换、即尤其从第一种运行模式转换到第二种运行模式中或从第一种运行模式转换到第三种运行模式中或从第二种运行模式转换到第一种运行模式中或者进行运行模式的其他转换。

通过所述一个或多个发送/接收装置12、32的所描述的设计方案，在所述数据阶段452中能够实现比用CAN或CAN-FD高得多的数据速率。此外，如前所述，在所述数据阶段453的数据段中能够任意地选择数据长度。由此能够保留CAN关于仲裁的优点并且尽管如此在比迄今为止更短的时间里非常安全地且由此有效地传输更大数量的数据，也就是说，不需要如下面所解释的那样由于故障而重复数据。

另一优点在于，在所述总线***1中在传输消息45时不需要错误帧，然而能够可选地使用错误帧。如果不使用错误帧，则消息45不再被破坏，这消除了消息的双重传输的必要性的原因。由此提高了净数据速率。

如果所述总线***不是CAN总线***，则所述运行模式转换框15、35能够被设计用于对其他转换信号作出反应。在这种情况下，所述运行模式转换框15、35能够根据其分析结果将发送器121和/或接收器122切换到至少两种不同的运行模式中的一个运行模式中，并且在所述运行模式转换框15、35中预先设定的持续时间T0到期之后将所述运行模式中的至少一种运行模式转换到所述运行模式中的另一种运行模式中。

图9和图10示出了TxD信号和RxD信号在第二种实施例中在仲裁阶段451与数据阶段453之间转变时的信号变化曲线。

根据图9和图10的实例，不仅在TxD导线上而且也在RxD导线上使用曼彻斯特编码。在此，能够在所述接头TxD处将数据D_1传输给发送/接收装置12。相反，在所述接头RxD处将数据D_2传输给微控制器或者通信控制装置11。作为替代方案，所述两个数据方向能够颠倒。

为了对在所述发送/接收装置12的接头TxD处的数据D_1进行解码，所述发送/接收装置12使用时钟信号恢复（Taktrückgewinnung）的原理。以这种方式获得的时钟信号CLK同时被用作用于在接头RxD处发送的数据D_2的发送时钟信号。

此外，所述总线***1在第二种实施例中以与前面关于第一种实施例所描述的方式相同的方式来构建。

图11为消息45简化地示出了与由按照第三种实施例的发送/接收装置12或发送/接收装置32从所属的通信控制装置11、31所接收的一样的发送信号TxD1。为了在所述总线40上进行CAN通信，所述发送信号TxD1被划分为不同的通信阶段451至456、即仲裁阶段451、处于仲裁阶段451结束时的转换阶段452、数据阶段453和帧结束阶段454以及第一内部的通信阶段455和第二内部的通信阶段456。所产生的接收信号在所述接头RxD处被相应地构建。

所述第一内部的通信阶段455布置在转换阶段452与数据阶段453之间。所述第二内部通信阶段456布置在数据阶段453和帧结束阶段454之间。所述第一内部的通信阶段455能够用于传输用来通过所属的通信控制装置11、31对发送/接收装置12或发送/接收装置32进行控制的数据D_1。所述第二内部的通信阶段456能够用于传输数据D_2，所述数据用于将发送/接收装置12或发送/接收装置32反馈（Feedback）给所属的通信控制装置11、31。

此外，通信能够在用户站10、30中且在总线***1中进行，如参考第一种或第二种实施例所描述的那样。

图12为消息45简化地示出了与由按照第四种实施例的发送/接收装置12或发送/接收装置32从所属的通信控制装置11、31所接收的一样的发送信号TxD1。所述发送信号TxD1如前面关于图11所描述的那样来构建。另外，在所述发送信号TxD1之前的是配置阶段458，该配置阶段在时间上能够长于阶段455、456合计的时间长度。

当所述发送/接收装置12或发送/接收装置32处于配置阶段458或配置运行模式中时，不能够传输CAN（XL）消息45。因此，只有当能够放弃经由所述总线40的通信时，才将所述发送/接收装置12或发送/接收装置32切换到配置运行模式中。这样的时间在开始所述总线40上的通信之前例如存在于接通总线***1之后的初始化阶段中。

所述配置阶段458以及由此所述配置运行模式允许持续任意长的时间并且传输任意多的数据D_1、D_2。例如，作为补充方案或替代方案，作为数据D_1、D_2能够传输对按照ISO 11898-6的选择性唤醒功能（Wakeup-功能）来说必要的设置。作为补充方案或者替代方案，能够从相应的发送/接收装置12、32中读出状态信息和故障代码。

到配置阶段458中的转换以及由此配置运行模式以与其他转换相类似的方式进行，例如通过由通信控制装置11或者其模块111驱动的两个0’脉冲或低脉冲来进行，而所述收发器则输出1’电平或高电平，如先前关于图5至图10更详细地描述的那样。

由此，在用户站10、30中的至少一个用户站中能够延长用于内部数据交换或者内部通信的时间，而不降低所述CAN XL通信的有效数据速率。这与前面的实施例相比是有利的，在所述前面的实施例中在阶段455、456中在用户站10、30中的内部通信中仅仅传输少量的位。

此外，所述通信能够在用户站10、30中且在总线***1中进行，如关于第一种或第二种实施例所描述的那样。

图13为消息45简化地示出了如由按照第五种实施例的发送/接收装置12或发送/接收装置32从所属的通信控制装置11、31所接收的那样的发送信号TxD1。所述发送信号TxD1如前面关于图11描述的那样来构建。与图12的实例不同，在所述总线***1的运行中，在所述发送信号TxD1的后面跟随着空闲阶段459，该空闲阶段在时间上能够长于所述阶段455、456合计的时间长度。

在所述空闲阶段459中，所述总线40处于空载状态（Idle-State）中，在该空载状态中不通过所述总线40来传输CAN（XL）消息45。因此，也能够在空闲阶段459中、尤其在阶段458或阶段459中接通所述配置运行模式。在这种情况下，所述通信控制装置11或者其通信控制模块111必须在配置运行模式结束之后又重新集成到总线40上的通信中或者等待总线40的下一个空闲阶段459。

由此，如在图12的实例中一样，所述配置运行模式在这里也能够持续任意长的时间，从而能够传输任意多的数据D_1、D_2。可选的是，用于所述配置运行模式的最大持续时间能够在总线40的空闲阶段459期间在所述装置11、12或者31、32处进行调节。

此外适用于与前面关于前一种实施例针对用户站10、30中和总线***1中的通信所作描述相同的描述。

根据第六种实施例，所述运行模式转换框15被构建用于将三个以上的脉冲或预先确定的脉冲模式用作识别标志。这样的脉冲模式例如能够是两个低脉冲、具有低脉冲的持续时间的两个高状态和一个随后的低脉冲的序列。当然也能够使用其他的脉冲模式。在所提到的设计方案中，用于发送/接收装置12的转换框15能够分别设定三种以上的运行模式，它们在至少一个特征方面与彼此进行区分。

根据用于三种以上的运行模式的设计方案的第一种实例，能够在第三种运行模式中进行数据D_1、D_2的传输，如关于第一种实施例所描述的那样。在第四种运行模式中能够进行数据D_1、D_2的传输，如关于第二种实施例所描述的那样。

根据用于三种以上的运行模式的设计方案的第二种实例，在第三种运行模式中只能够进行数据D_1的传输，如关于第一种或第二种实施例所描述的那样。然后，能够转换到前面所描述的第二种运行模式上。在预先确定的持续时间之后或者在出现特定的事件时，能够通过转换到第四种运行模式中来中断数据段的传输，以便如关于第一种或第二种实施例所描述的那样来进行数据D1和/或D_2的传输。

当然，能够考虑到用于三种以上的运行模式的设计方案的其他的实例。

在所有变型方案中，所描述的选项当然能够特定于应用地来定义且配置为任意多种运行模式。

此外，在第六种实施例中所述总线***1以与前面关于前述实施例中的一种实施例所描述的方式相同的方式来构建。

所述方框15、35、用户站10、20、30、总线***1和在其中所实施的方法的所有之前所描述的设计方案能够单独地或以所有可行的组合来使用。尤其能够将前面所描述的实施例和/或其修改方案的所有特征任意地组合起来。作为补充方案或者替代方案，尤其能够考虑以下修改方案。

尽管前面以CAN总线***为例描述了本发明，但是本发明也能够在每种通信网络***和/或通信方法中使用，其中使用两个不同的通信阶段，在所述通信阶段中针对不同的通信阶段所产生的总线状态进行区分。本发明尤其能够在其他的串行通信网络***、如以太网和/或100 Base-T1以太网、现场总线***等的开发中使用。

按照所述实施例的之前所描述的总线***1借助于基于CAN协议的总线***来描述。然而，按照所述实施例的总线***1也能够是其他类型的通信网络，其中数据能够串行地以两种不同的位速率来传输。有利的、然而并非强制的前提是，在所述总线***1中至少为特定的时间间隔保证用户站10、20、30对共同的信道的专用的、无冲突的访问权。

在所述实施例的总线***1中，所述用户站10、20、30的数量和布置是任意的。在总线***1中尤其能够取消所述用户站20。可行的是，在所述总线***1中存在所述用户站10或30中的一个或多个用户站。能够考虑的是，所述总线***1中的所有用户站都相同地来设计，也就是仅仅存在用户站10或仅仅存在用户站30。

Claims (15)

1.一种用于串行总线***（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：

第一接头，所述第一接头用于从通信控制装置（11；31）接收发送信号（TxD），

发送器（121），所述发送器用于将所述发送信号（TxD）发送到所述总线***（1）的总线（40）上，在所述总线***（1）中为了在所述总线***（1）的用户站（10、20、30）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），

接收器（122），所述接收器用于从所述总线（40）接收信号，其中，所述接收器（122）被设计用于从由所述总线（40）所接收的信号中产生数字接收信号（RxD），

第二接头，所述第二接头用于将所述数字接收信号（RxD）发送给所述通信控制装置（11；31）并且从所述通信控制装置（11；31）接收附加信号（RxD_TC），和

运行模式转换框（15；35），所述运行模式转换框用于对由所述接收器（122）所输出的接收信号（S_SW）和在所述第二接头处从所述通信控制装置（11；31）所接收的信号（RxD_TC）进行分析，

其中，所述运行模式转换框（15；35）被设计用于：根据所述分析的结果将所述发送器（121）和/或接收器（122）切换到至少两种不同的运行模式中的一种运行模式中，并且在持续时间（T0）到期之后将所述运行模式中的至少一种预先确定的运行模式转换到所述运行模式中的另一种运行模式中，所述持续时间能够在所述运行模式转换框（15；35）中为了在所述通信控制装置（11；31）与发送/接收装置（12；32）之间经由第二接头进行额外地内部通信而预先设定。

2.根据权利要求1所述的发送/接收装置（12；32），

其中，所述运行模式转换框（15；35）被设计用于：根据所述分析的结果将所述发送器（121）和/或接收器（122）切换到至少三种不同的运行模式中的一种运行模式中，并且在所述运行模式转换框（15；35）中预先设定的持续时间（T0）到期之后将所述三种运行模式中的至少一种预先确定的运行模式转换到所述至少三种运行模式中的另一种运行模式中，并且

其中，所述至少一种预先确定的运行模式实现在所述通信控制装置（11；31）与所述发送/接收装置（12；32）之间经由第二接头的内部通信。

3.根据权利要求1或2所述的发送/接收装置（12；32），其中，所述运行模式转换框（15；35）被设计用于：在所述至少一种预先确定的运行模式中关断所述发送器（121）。

4.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，所述发送器（121）被设计用于：在所述第一通信阶段（451）中以第一位时间（T_B1）将所述信号的位驱动到所述总线（40）上，所述第一位时间比所述发送器（121）在所述第二通信阶段（453）中驱动到所述总线（40）上的位的第二位时间（T_B2）大了至少10倍。

5.根据权利要求4所述的发送/接收装置（12；32），其中，经由所述第一接头和第二接头的信号在所述预先确定的运行模式中具有带有第三位时间（T_B3）的位，所述第三位时间小于所述第二位时间（T_B2）。

6.一种用于串行总线***（1）的用户站（10；30）的通信控制装置（11；31），所述通信控制装置具有：

通信控制模块（111），所述通信控制模块用于产生发送信号（TxD），以用于控制所述用户站（10；30）与所述总线***（1）的至少一个其他用户站（10；20；30）的通信，在所述总线***（1）中为了在所述总线***（1）的用户站（10、20、30）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），

第一接头，所述第一接头用于将所述发送信号（TxD）发送给发送/接收装置（12；32），所述发送/接收装置被设计用于将所述发送信号（TxD）发送到所述总线***（1）的总线（40）上，

第二接头，所述第二接头用于从所述发送/接收装置（12；32）接收数字接收信号（RxD），

其中，所述通信控制装置（11；31）被设计用于产生附加信号（RxD_TC），该附加信号向所述发送/接收装置（12；32）表明，应该从当前的运行模式切换到至少两种不同的运行模式中的另一种运行模式中，并且所述附加信号额外地针对在所述通信控制模块（111）和所述发送/接收装置（12；32）的运行模式转换框（15；35）中能预先设定的持续时间（T0）实现在所述通信控制模块（111）与所述发送/接收装置（12；32）之间的内部通信，并且

其中，所述通信控制模块（111）被设计用于：通过所述第二接头将所述附加信号（RxD_TC）发送给所述发送/接收装置（12；32）。

7.根据前述权利要求中任一项所述的装置（11；12；31；32），

其中，所述预先设定的持续时间（T0）被划分成第一持续时间（T01）和第二持续时间（T02），在所述第一持续时间里所述运行模式转换框（15；35）如此运行所述第二接头，使得所述通信控制装置（11；31）能够通过所述第二接头来发送数据（D_1），在所述第二持续时间里所述通信控制装置（11；31）通过所述第二接头来接收数据（D_2），并且

其中，在预先设定的持续时间（T0）里所发送的数据（D_1、D_2）是以下数据，所述数据是关于在所述总线***（1）中为了在所述总线***（1）的用户站（10；30）之间交换消息（45）而产生的信号的附加信息。

8.根据前述权利要求中任一项所述的装置（11；12；31；32），其中，所述至少一种预先确定的运行模式具有：

一种运行模式，在所述运行模式中所述通信控制装置（11；31）被设计用于：通过所述第一接头来发送时钟信号（CLK）并且在所述时钟信号（CLK）的时钟中通过所述第二接头至少暂时地发送数据（D_1）并且至少暂时地接收数据（D_2），和/或

一种运行模式，在所述运行模式中所述通信控制装置（11；31）被设计用于：为了与所述发送/接收装置（12；32）进行数据交换而为所述数据（D_1、D_2）使用曼彻斯特编码，和/或

一种运行模式，在所述运行模式中所述发送/接收装置（12；32）不将发送信号（TxD）驱动到所述总线（40）上。

9.根据权利要求8所述的装置（11；12；31；32），其中，所述通信控制装置（11；31）被设计用于：在用于发送信号（TxD）的所述第一接头处发送协议信息时在用于数字接收信号（RxD）的所述接头处将具有预先确定的数值的识别标志（AH_2；AH_3）发送给所述接收器（122），所述协议信息用信号表示从至少一个第一通信阶段（451、452、454）转换到所述第二通信阶段（453）。

10.根据权利要求9所述的装置（11；12；31；32），其中，所述识别标志（AH_2；AH_3）是具有预先确定的数值或脉冲模式的位。

11.根据权利要求9所述的装置（11；12；31；32），其中，所述识别标志（AH_2；AH_3）是预先确定的位模式。

12.根据前述权利要求中任一项所述的装置（11；12；31；32），其中，在第一通信阶段（451、452、454）中从所述总线（40）所接收的信号利用与在所述第二通信阶段（453）中从所述总线（40）所接收的信号不同的物理层产生。

13.根据前述权利要求中任一项所述的装置（11；12；31；32），其中，在所述第一通信阶段（451、452、454）中商定，所述总线***（1）的用户站（10、20、30）中的哪个用户站在随后的第二通信阶段（453）中获得对所述总线（40）的至少暂时专用的、无冲突的访问权。

14.一种总线***（1），具有

总线（40），和

至少两个用户站（10；20；30），所述用户站通过所述总线（40）如此相互连接，使得它们能够相互串行地通信，并且在所述用户站中至少一个用户站（10；30）具有根据权利要求1至5中任一项所述的发送/接收装置（12；32）和根据权利要求6所述的通信控制装置（11；31）。

15.一种用于在串行总线***（1）中进行通信的方法，其中，所述方法利用用于总线***（1）的用户站（10；30）来执行，在所述总线***中为了在所述总线***（1）的用户站（10、20、30）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），其中，所述用户站（10；30）具有发送器（121）、接收器（122）、运行模式转换框（15；35）、第一接头和第二接头，并且其中，所述方法具有以下步骤：

利用所述接收器（122）从所述总线***（1）的总线（40）接收信号，

利用所述接收器（122）从由所述总线（40）所接收的信号中产生数字接收信号（RxD）并且在所述第二接头处输出所述数字接收信号（RxD），

利用所述运行模式转换框（15；35）对由接收器（122）输出的接收信号（S_SW）和在所述第二接头处从所述通信控制装置（11；31）所接收的信号（RxD_TC）进行分析，并且

根据所述分析的结果利用所述运行模式转换框（15；35）将所述发送器（121）和/或接收器（122）切换到至少两种不同的运行模式中的一种运行模式中，并且在持续时间（T0）到期之后将所述运行模式中的至少一种预先确定的运行模式转换到所述运行模式中的另一种运行模式中，所述持续时间能够在所述运行模式转换框（15；35）中为了在所述通信控制模块（111）与所述发送/接收装置（12；32）之间经由第二接头进行额外地内部通信而预先设定。

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