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STAND DER TECHNIK
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Kommunikationsbusse sind zahlreich und vielfältig, wie beispielhaft von Computer-Backplanes, Busplatinen, Bussen innerhalb von Leiterplatten, Busstandards, Local Area Networks, Wide Area Networks und Ad Hoc- und proprietären Bussen, die Vorrichtungen verbinden, gezeigt. Ein weitgehend verwendeter Bus ist der CAN(Controller Area Network)-Bus, der ursprünglich für Fahrzeuge entwickelt wurde. Der CAN-Bus ist ein serieller Multi-Master-Broadcastbus, der unter Verwenden symmetrischer Paarsignale in paarweise verdrillten Kabeln, optional in geschirmten Kabeln, umgesetzt werden kann. Andere Busse können differenzielle Leitungstreiber und Differenzialempfänger verwenden. Viele Busse unterstützen zwei Zustände, „1” und „0”, oder drei Zustände, „1”, „0” und „Z” oder hohe Impedanz. Bauteile für viele dieser Busse können jedoch teurer sein als gewünscht, komplexe Protokolle haben oder in schwierigen Umgebungen, wie zum Beispiel in der Betriebsumgebung für Kraftfahrzeuge, nicht gut funktionieren.
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US 2007/0103205 A1 beschreibt eine Technik, mittels der eine erste und eine zweite Vorrichtung simultan und bidirektional über ein einziges Paar von LVDS(”Low Voltage Differential Signaling”)-Signalpfaden miteinander kommunizieren können. Bei jeder Vorrichtung sind eine Eingangsschaltung und ein differentieller Ausgangstreiber mit dem einzigen Paar von LVDS-Signalpfaden verbunden. Ein Eingang der Eingangsschaltung ist außerdem mit dem Eingang des Treibers verbunden. Die Eingangsschaltung verwendet Komparatoren, Gates und einen Multiplexer um den logischen Zustand zu bestimmen, der über das Paar von LVDS-Signalpfaden von der anderen Vorrichtung übermittelt wird.
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US 7,359,433 B1 beschreibt ein Datenübertragungssystem zur seriellen asynchronen Datenübertragung zwischen zwei Vorrichtungen. Zwei Schaltungsteile sind mittels einer Zweidrahtleitung verbunden. Jedes Schaltungsteil umfasst ein Empfänger-Schaltungselement und ein Sender-Schaltungselement. Eine Stromquelle führt der Datenübertragungsleitung einen Strom derart zu, dass Signalzustände in Abhängigkeit von Eingangssignalen der Schaltungsteile modifiziert werden können, wobei gleichzeitig Teile der Schaltungen mit Strom versorgt werden.
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US 2012/0275527 A1 beschreibt eine serielle Kommunikationsschnittstelle. Diese umfasst einen differentiellen Ein-/Ausgang mit einem ersten und einem zweiten Knoten. Verschiedene Ein-/Ausgangsknoten sind für den Empfang serieller Schnittstellensignale vorgesehen. Die Schnittstelle umfasst einen Sender mit einem Treiber für ein am differentiellen Ein-/Ausgang angeschlossenes Twisted-Pair-Kabel. Ein Empfänger ist ebenfalls mit dem Ein-/Ausgang verbunden und umfasst einen Fensterkomparator. Eine Steuereinheit für einen seriellen Port übergibt dem Sender serielle Daten und nimmt serielle Daten vom Empfänger entgegen. Die serielle Kommunikationsschnittstelle kann serielle Daten zu einer zweiten Kommunikationsschnittstelle senden und von dieser empfangen und benötigt dazu keinen Referenztakt. Auch sind die beiden Schnittstellen galvanisch voneinander isoliert.
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Die Ausführungsformen ergeben sich innerhalb dieses Kontextes.
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KURZDARSTELLUNG
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Ein bidirektionales Bussystem und ein dazu gehörendes Verfahren werden offenbart.
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Bei einer Ausführungsform wird ein bidirektionales Bussystem bereitgestellt. Der bidirektionale Bus weist einen Busmaster auf, der einen ersten Sender hat, der konfiguriert ist, um mit einem bidirektionalen Bus zu koppeln. Der erste Sender kann betrieben werden, um ein Signal in einem ersten Spannungsbereich auf den bidirektionalen Bus zu übertragen, wobei der Busmaster einen ersten Empfänger hat, der konfiguriert ist, um mit dem bidirektionalen Bus zu koppeln. Ein Bus-Slave, der einen zweiten Sender hat, der konfiguriert ist, um mit dem bidirektionalen Bus zu koppeln, ist enthalten. Der zweite Sender kann betrieben werden, um ein Signal in einem zweiten Spannungsbereich auf den bidirektionalen Bus zu übertragen, wobei der Bus-Slave einen zweiten Empfänger hat, der konfiguriert ist, um mit dem bidirektionalen Bus zu koppeln. Der erste Empfänger ist konfiguriert, um das Signal in dem ersten Spannungsbereich als einen Ruhezustand angebend auszulegen, während der zweite Empfänger das Signal in dem ersten Spannungsbereich als Daten kommunizierend auslegt. Der zweite Empfänger ist konfiguriert, um das Signal in dem zweiten Spannungsbereich als einen Ruhezustand angebend auszulegen, während der erste Empfänger das Signal in dem zweiten Spannungsbereich als Daten kommunizierend auslegt. Der erste Spannungsbereich weist einen ersten Spannungsunterbereich und einen zweiten Spannungsunterbereich auf. Der zweite Spannungsbereich weist den zweiten Spannungsunterbereich und einen dritten Spannungsunterbereich auf. Der erste Spannungsunterbereich hat eine höhere Spannung als der zweite Spannungsunterbereich. Der zweite Spannungsunterbereich hat eine höhere Spannung als der dritte Spannungsunterbereich. Der erste Spannungsunterbereich ist von dem zweiten Spannungsunterbereich durch ein erstes Schutzband getrennt. Der zweite Spannungsunterbereich ist von dem dritten Spannungsunterbereich durch ein zweites Schutzband getrennt.
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Bei einer anderen Ausführungsform wird ein bidirektionales Bussystem bereitgestellt. Das bidirektionale Bussystem weist einen Busmaster auf, der eine erste Differenzialausgangsschaltung hat, die konfiguriert ist, um mit einem bidirektionalen Bus zu koppeln und Differenzspannungen in einem ersten Spannungsbereich auf dem bidirektionalen Bus während einer Masterübertragung auszudrücken. Der Busmaster hat einen ersten Differenzialeingangsverstärker, der konfiguriert ist, um mit dem bidirektionalen Bus zu koppeln, wobei der erste Differenzialeingangsverstärker konfiguriert ist, um die Differenzspannungen in dem ersten Spannungsbereich als einen einzigen logischen Wert zeigend zu empfangen. Der erste Differenzialeingangsverstärker ist konfiguriert, um Differenzspannungen in einem zweiten Spannungsbereich als eine aktive Kommunikation, die zwei logische Werte enthält, zeigend zu empfangen. Ein Bus-Slave, der eine zweite Differenzialausgangsschaltung hat, um mit dem bidirektionalen Bus zu koppeln und die Differenzspannungen in dem zweiten Spannungsbereich auf dem bidirektionalen Bus während einer Slave-Übertragung auszudrücken, ist enthalten. Der Bus-Slave hat einen zweiten Differenzialeingangsverstärker, der konfiguriert ist, um mit dem bidirektionalen Bus zu koppeln. Der zweite Differenzialeingangsverstärker ist konfiguriert, um Differenzspannungen in dem ersten Spannungsbereich als eine weitere aktive Kommunikation, die die zwei logischen Werte enthält, zeigend zu empfangen. Der zweite Differenzialverstärker ist konfiguriert, um die Differenzspannungen in dem zweiten Spannungsbereich als den einzigen logischen Wert zeigend zu empfangen.
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Bei einer anderen Ausführungsform wird ein Verfahren zum Betreiben eines bidirektionalen Busses bereitgestellt. Das Verfahren weist das Übertragen auf einem bidirektionalen Bus einer ersten Sequenz von Spannungen auf, die eine Spannung in einem ersten Spannungsbereich und eine Spannung in einem zweiten Spannungsbereich aufweisen, sowie Auslegen der ersten Sequenz von Spannungen an einer ersten Stelle als einen einzigen logischen Wert, der mit einem Ruhezustand assoziiert ist. Das Verfahren weist das Auslegen der ersten Sequenz von Spannungen an einer zweiten Stelle als eine erste Kommunikation auf, die Anwendung von zwei logischen Werten hat, und Übertragen auf den bidirektionalen Bus einer zweiten Sequenz von Spannungen, die eine weitere Spannung in dem zweiten Spannungsbereich und eine Spannung in einem dritten Spannungsbereich aufweist. Das Verfahren weist ferner das Auslegen der zweiten Sequenz von Spannungen an der ersten Stelle als eine zweite aktive Kommunikation auf, die Anwendung der zweilogischen Werte hat, und Auslegen der zweiten Sequenz von Spannungen an der zweiten Stelle als den zweiten logischen Wert assoziiert mit dem Ruhezustand.
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Andere Aspekte und Vorteile der Ausführungsformen ergeben sich aus der folgenden ausführlichen Beschreibung gemeinsam mit den begleitenden Zeichnungen, die beispielhaft die Grundsätze der beschriebenen Ausführungsformen veranschaulichen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die beschriebenen Ausführungsformen und ihre Vorteile versteht man am besten unter Bezugnahme auf die folgende Beschreibung gemeinsam mit den begleitenden Zeichnungen. Diese Zeichnungen schränken in keiner Weise irgendwelche Änderungen der Form und des Details ein, die an den beschriebenen Ausführungsformen von einem Fachmann vorgenommen werden, ohne vom Sinn und Geltungsbereich der beschriebenen Ausführungsformen abzuweichen.
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1 ist eine schematische Skizze eines Kommunikationsbusses, der Sensoren auf Akkumulatormodulen in einem Kraftfahrzeug gemäß einigen Ausführungsformen verbindet.
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2 ist eine schematische Skizze eines Busmasters und von Bus-Slaves, die durch einen Kommunikationsbus gemäß einigen Ausführungsformen verbunden sind.
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3 ist eine schematische Skizze eines Busmasters und von Bus-Slaves, die durch einen Kommunikationsbus mit Schaltern gemäß einigen Ausführungsformen verbunden sind.
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4 ist eine schematische Skizze von Elektronikschaltungen in dem Busmaster und Bus-Slaves gemäß einigen Ausführungsformen.
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5 ist ein Spannungsdiagramm von Differenzspannungsniveaus, wie es für den Kommunikationsbus gemäß einigen Ausführungsformen gilt.
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6 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben eines Kommunikationsbusses in Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Wie in den 1 bis 6 gezeigt, haben Ausführungsformen des Zweispannungs-Kommunikationsbusses einen Zweileiterbus, der bidirektional ist, und unterschiedliche Bauteile, die Differenzspannungen auf dem Bus übertragen und empfangen. Verdrillte Zweidrahtleitungen, geschirmte Zweidrahtleitungen, verdrillte geschirmte Zweidrahtleitungen usw. können bei der Verdrahtung des Busses verwendet werden. Der Bus kann verwendet werden, um bei einigen Ausführungsformen einen Master und einen oder mehrere Slaves zu verbinden.
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Ausführliche veranschaulichende Ausführungsformen sind hier offenbart. Spezifische funktionale Einzelheiten, die hier offenbart werden, sind jedoch bloß für den Zweck der Beschreibung von Ausführungsformen repräsentativ. Die Ausführungsformen können jedoch in vielen alternativen Formen umgesetzt werden und sollten nicht als durch die hier dargelegten Ausführungsformen beschränkt ausgelegt werden.
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Es ist klar, dass die Begriffe erstens, zweitens usw. hier verwendet werden können, um unterschiedliche Schritte oder Berechnungen zu beschreiben, dass diese Schritte oder Berechnungen jedoch nicht durch diese Begriffe eingeschränkt sein sollten. Diese Begriffe werden nur zum Unterscheiden eines Schritts oder einer Berechnung von einem/einer anderen verwendet. Eine erste Berechnung könnte zum Beispiel eine zweite Berechnung genannt werden, und ähnlich könnte ein zweiter Schritt ein erster Schritt genannt werden, ohne von dem Geltungsbereich dieser Offenbarung abzuweichen. Wie hier verwendet, enthalten der Begriff „und/oder” und das Symbol „/” irgendwelche und alle Kombinationen eines oder mehrerer der dazugehörenden aufgelisteten Elemente.
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Wie hier verwendet, sollen Singularformen „ein”, „eine” und „die” auch alle Pluralformen enthalten, außer wenn der Kontext es klar anders angibt. Ferner muss man verstehen, dass die Begriffe „umfassen”, „umfassend”, „enthalten” und/oder „enthaltend”, wenn sie hier verwendet werden, die Gegenwart der genannten Merkmale, Ganzzahlen, Schritte, Vorgänge, Elemente und/oder Bauteile spezifizieren, aber die Gegenwart oder Hinzufügung eines oder mehrerer anderer Merkmale, Ganzzahlen, Schritte, Vorgänge, Elemente, Bauteile und/oder Gruppen davon nicht ausschließen. Die hier verwendete Terminologie dient daher dem Zweck der Beschreibung nur bestimmter Ausführungsformen und bezweckt keine Einschränkung.
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Es ist auch klar, dass bei einigen alternativen Umsetzungen die erwähnten Funktionen/Handlungen in einer anderen Reihenfolge als in den Figuren auftreten können. Zwei Figuren, die aufeinanderfolgend gezeigt sind, können zum Beispiel in der Tat im Wesentlichen gleichzeitig ausgeführt werden oder können gelegentlich in umgekehrter Reihenfolge in Abhängigkeit von der involvierten Funktionalität/den involvierten Akten ausgeführt werden.
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1 zeigt das Anwenden eines aufladbaren Akkumulators für ein Kommunikationsbussystem gemäß einigen Ausführungsformen. Ein Kraftfahrzeug 102, das ein Hybrid- oder ein Elektrofahrzeug sein könnte, hat Akkumulatormodule 104. Auf der Oberseite der Akkumulatormodule 104 befinden sich Sensormodule 106, die Akkumulatorzustände, wie zum Beispiel Temperatur und Spannung, überwachen. Ein Kommunikationsbus 108 verbindet die Sensormodule 106. Die Sensormodule 106 können das Aufladen, Entladen, die Lebensdauer, Mängel oder andere Irrtümer oder Umgebungsbedingungen des Akkumulators mitverfolgen und diese untereinander kommunizieren. Kostengünstigkeit und Betrieb unter einer Vielfalt von Bedingungen, wie zum Beispiel Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Schwingung, Beschleunigung, Verlangsamung, Alterung usw. sind wünschenswert. Die Akkumulatormodule 104 können in unterschiedlichen parallelen und seriellen Anordnungen verbunden sein und haben unterschiedliche Betriebsspannungen, zum Beispiel nacheinander gestapelte serielle Module mit Spannungen bis zu 400 Volt oder mehr. Mit der Zeit können Bauteile und Steckverbinder alter, ein Draht kann brechen, Bauteilwerte und Treibstärken können sich ändern, Akkumulatorzellenschaltungen können sich öffnen oder kurzschließen, und andere Fehlerzustände können auftreten. Rauschen kann auf dem Kommunikationsbus 108 durch elektromagnetisches Koppeln des Busses mit der Verdrahtung, die die Akkumulatorzellen und die starken Stoßströme in dieser Verdrahtung mit bis zu Hunderten von Ampere verbindet, auftreten. Andere industrielle, kommerzielle und Verbraucheranwendungen können ähnliche oder zusätzliche Bedenken und Bedingungen haben, welchen ein gut konzipiertes Kommunikationsbussystem begegnen kann. Es ist klar, dass, obwohl das Kraftfahrzeug 102 in diesem Beispiel veranschaulicht ist, das nicht einschränkend sein soll, da irgendein Land-, See- oder Luftfahrzeug das hier beschriebene Busdesign integrieren kann.
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2 zeigt ein Kommunikationsbussystem 200 gemäß einigen Ausführungsformen. Das Kommunikationsbussystem 200 weist einen bidirektionalen Zweileiterbus 202, einen Busmaster 204 und Bus-Slave-Knoten 206, 208, 210 auf. Das Kommunikationsbussystem 200 ist für die Kraftfahrzeug-Akkumulatoranwendung, die in 1 gezeigt ist, unter anderen Typen von Systemen geeignet. Der bidirektionale Zweileiterbus 202 kann wie gezeigt umgesetzt werden, mit Zweidrahtleitungen, geschirmtem Kabel, geschirmten Zweidrahtleitungen, verdrillten Zweidrahtleitungen oder verdrillten Zweidrahtleitungen in geschirmtem Kabel und anderen Variationen, wie ohne Weiteres erdenklich. Der bidirektionale Zweileiterbus 202 unterstützt Differenzialspannungen, wie ausführlicher beschrieben wird. Ein entferntes Ende des bidirektionalen Zweileiterbusses 202 ist als erweiterbar gezeigt. Die Gesamtanzahl der Busmaster und Bus-Slaves, die mit dem bidirektionalen Zweileiterbus 202 gekoppelt werden kann, hängt von unterschiedlichen Faktoren ab, wie zum Beispiel von der kapazitiven Last, der Treibstärke der Bauteile, dem Abschluss, der Länge und Impedanz der Verdrahtung und der Signaltaktung Es ist klar, dass der Busmaster 204 eine Steuervorrichtung sein kann, wie zum Beispiel ein Mikroprozessor oder ein programmierbarer Logikbaustein, während Slave-Knoten bei einigen Ausführungsformen Sensoren sein können.
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3 zeigt ein Kommunikationsbussystem 300, das Schalter hat, die gemäß einigen Ausführungsformen galvanische Trennung von Slave-Knoten bereitstellen. Ein bidirektionaler Zweileiterbus 302 verbindet einen Busmaster 304 und Bus-Slave-Knoten 306, 308, 310. An jedem Slave-Knoten kann ein Schalter S1, S2, S3 aktivieren, um zu schließen oder zu öffnen, um den jeweiligen Slave-Knoten entlang eines der Leiter des bidirektionalen Zweileiterbusses zu verbinden oder zu trennen. Das Öffnen des Schalters S1 lässt einen ersten Bus-Slave-Knoten 306 mit dem Busmaster 304 über den bidirektionalen Zweileiterbus 302 gekoppelt, trennt jedoch stromabwärts Slave-Knoten, zum Beispiel einen zweiten Slave-Knoten 308 und einen dritten Slave-Knoten 310 usw., so dass die stromabwärtigen Slave-Knoten 308 und 310 nicht weiter mit dem Busmaster 304 kommunizieren. Auf ähnliche Art lässt das Öffnen des Schalters S2 den zweiten Bus-Slave-Knoten 308 mit dem Busmaster 304 verbunden, falls der erste Schalter S1 geschlossen ist, trennt jedoch stromabwärtige Slaves, zum Beispiel den dritten Slave-Knoten 310 usw., so dass die stromabwärtigen Slave-Knoten nicht weiter mit dem Busmaster 304 kommunizieren. Diese Aktionen und Zustände können für weitere stromabwärtige Slaves wiederholt werden. Der bidirektionale Zweileiterbus 302 unterstützt Differenzspannungen. Die Schalter S1, S2, S3 könnten unter Verwenden von Transistoren unterschiedlicher Typen oder Relais oder anderer Schaltungen umgesetzt werden.
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4 zeigt eine Ausführungsform der Elektronikschaltungen innerhalb des Busmasters 204 und der Bus-Slave-Knoten 206, 208. Eine Widerstandskaskade spannt den bidirektionalen Zweileiterbus auf eine spezifizierte Differenzspannung vor, das heißt, stellt die spezifizierte Differenzspannung auf dem Bus bei Abwesenheit von Treiben durch irgendeinen Sender auf dem Bus her. Bei der gezeigten Ausführungsform stellt die Widerstandskaskade auf dem Bus bei Busruhe etwa 0,9 V her. Die Widerstandskaskade stellt auch einen Abschluss für den bidirektionalen Zweileiterbus bereit, indem eine Abschlussimpedanz des Busses hergestellt wird. Die Widerstandskaskade hat einen ersten Widerstand R1, der zwischen eine Versorgungsspannung und den ersten Leiter 402 des bidirektionalen Busses geschaltet ist, einen zweiten Widerstand R2, der zwischen den ersten Leiter 402 und den zweiten Leiter 404 des bidirektionalen Busses geschaltet ist, und einen dritten Widerstand R3, der zwischen den zweiten Leiter 404 und die elektrische Erdung geschaltet ist, wobei die elektrische Erdung ein lokaler Erdungsanschluss sein kann, der zum Beispiel lokal für den Busmaster 204 ist, oder eine Systemerdung sein kann,. Bei der gezeigten Ausführungsform ist die Widerstandskaskade in dem Busmaster 204 enthalten oder anderswie mit ihm assoziiert. Die Widerstandskaskade könnte jedoch bei Variationen anderswo entlang des bidirektionalen Zweileiterbusses liegen. Der Widerstand für die Widerstände R1–R3 in der Widerstandskaskade kann für einen Bus mit niedriger Impedanz auf relativ niedrige Werte eingestellt werden, oder höher für erhöhte Treiberstärkeerfordernisse, die an den Busmaster 204 und die Bus-Slave-Knoten 206 und 208 gestellt werden. Ein Bus mit niedriger Impedanz, das heißt ein Bus mit niedrigen Widerstandswerten auf der Widerstandskaskade unterstützt im Allgemeinen Kommunikation mit höherer Frequenz und größerer Störfestigkeit. Ein Grund für die größere Störfestigkeit ist, dass eine gegebene Stromspitze an der Kopplung eine niedrigere Spannungsspitze an einem niedrigeren Widerstandswert erzeugt. Ein Bus mit niedriger Impedanz und kleiner kapazitiver Last für jeden Bus-Slave-Knoten, der zu dem Bus hinzugefügt wird, unterstützt im Allgemeinen eine größere Anzahl an Bus-Slave-Knoten, bis sich die Signalanstiegs- und Abfallzeiten verschlechtern. Bei einem Beispiel haben die Widerstände in der Widerstandskaskade jeweils etwa 300 bis 360 Ohm, und der Bus unterstützt serielle Kommunikation mit 100 kbps (Kilobit pro Sekunde) Datenrate.
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Unter weiterer Bezugnahme auf 4 wird ein Differenzialverstärker A1 innerhalb des Busmasters 204 verwendet, um unterschiedliche Spannungen von den zwei Leitern 402, 404 des bidirektionalen Busses zu empfangen. Es ist klar, dass der Begriff „Leiter” mit dem Begriff „Adern” austauschbar ist. Der Differenzialverstärker A1 ist abgestimmt, um einen ersten spezifizierten Differenzspannungsbereich als eine logische Null zu erkennen, und einen zweiten spezifizierten Differenzspannungsbereich als eine logische Eins und diese logischen Werte auf dem Anschluss Rx des Differenzialverstärkers A1 auszugeben. Unterschiedliche Typen bekannter Differenzialverstärker können bei den hier beschriebenen Ausführungsformen verwendet werden. Ein Ausgangsanschluss Rx des Differenzialverstärkers A1 kann mit dem Empfängereingang eines UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter, asynchroner Universalempfänger/Sender) für den Busmaster 204 verbunden sein. Bei der gezeigten Ausführungsform hat die Widerstandskaskade Widerstandswerte, die ausgewählt sind, um eine spezifizierte Differenzspannung auf dem bidirektionalen Zweileiterbus herzustellen, die von dem Differenzialverstärker A1 als eine logische Eins empfangen wird. Die logische Eins wird wiederum zum Empfängereingang des UART weitergegeben, der bei Fehlen getakteter Übergänge zu und von dem logischen Null-Zustand (der Datenübertragung angeben würde) eine logische Eins als einen Leerlauf- oder Markzustand auslegt. Der Empfangspfad des Busmasters 204 empfängt daher Differenzspannungen, wie sie von der Widerstandskaskade hergestellt werden oder von einem der Bus-Slaves übertragen werden, und wandelt diese Differenzspannung in logische Nullen oder Einsen über den Differenzialverstärker A1 um und drückt die logischen Nullen und logischen Einsen auf dem Rx-Anschluss aus.
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Unter Fortsetzung mit 4 nimmt innerhalb des Busmasters 204 der Übertragungspfad logische Nullen und logische Einsen von einem Tx-Anschluss, die von dem Senderausgang des oben besprochenen UART kommen können, und drückt sie als Differenzspannungen auf den zwei Leitern 402, 404 des bidirektionalen Busses aus. Der Tx-Anschluss ist konfiguriert, um die logischen Nullen und logischen Einsen durch einen Pufferspeicher 406 zwischenzuspeichern, der, wie gezeigt, ein Wechselrichter sein kann, und zwei Schalter Sa, Sb betätigt. Der erste Schalter Sa ist zwischen die Versorgungsspannung und den ersten Leiter 402 des bidirektionalen Busses geschaltet, und der zweite Schalter Sb ist inzwischen den zweiten Leiter 404 des bidirektionalen Busses und den Erdungsanschluss, der eine lokale Erdung sein kann, geschaltet. Bei der gezeigten Version öffnet eine logische Eins, die auf dem Tx-Eingang des Übertragungspfads des Busmasters 204 ankommt, die Schalter Sa, Sb, so dass der Vorspannwert der Widerstandskaskade R1, R2, R3 als ein Differenzspannungswert auf den zwei Leitern 402, 404 des bidirektionalen Busses ausgedrückt wird. Eine logische Null, die auf dem Tx-Eingang des Übertragungspfads des Busmasters 204 ankommt, schließt die Schalter Sa, Sb, so dass die volle Spannungsstreuung von der Erdung zu der Versorgungsspannung als ein Differenzspannungswert auf den zwei Leitern 402, 404 des bidirektionalen Busses ausgedrückt wird. Die Schalter Sa, Sb können unter Verwenden von Transistoren unterschiedlicher Typen oder Relais oder anderer Schaltungen umgesetzt werden. Steuerschaltungen, die für die Polung des Pufferspeichers 406 und die Spezifikationen der Schalter Sa, Sb geeignet sind, können bei einigen Ausführungsformen hinzugefügt werden. Bei Variationen könnten andere Differenzspannungswert für logische Nullen oder logische Einsen ausgedrückt werden, andere Treibertypen könnten verwendet werden, oder die Schalter könnten durch Dreizustandspuffer ersetzt werden, und die Schaltungen könnten für diese Änderungen ausgelegt oder angepasst werden.
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Unter Fortsetzung mit 4 verwendet der Übertragungspfad des Bus-Slave 206 einen Schalter 408, der an die zwei Leiter 402, 404 des bidirektionalen Busses gekoppelt ist. Wenn bei dieser Ausführungsform der Schalter 408 offen ist, bleibt die Differenzspannung auf dem Bus auf dem Vorspannwert, der durch die Widerstandskaskade hergestellt wurde. Wenn der Schalter 408 geschlossen ist, werden die zwei Leiter 402, 404 des Busses im Wesentlichen durch den Schalter 408 miteinander kurzgeschaltet, und der Differenzspannungswert auf dem Bus ist nahe 0 V (null Volt). Bei der gezeigten Version ist der Schalter 408 Teil eines Optoisolators U1 und wird unter Verwenden eines Phototransistors umgesetzt. Ein Optoisolator, auch als ein optischer Isolator bekannt, weist im Allgemeinen eine LED (Licht emittierende Diode) auf, die optisch mit einem Phototransistor gekoppelt ist. Eine logische Null, die auf dem Tx-Anschluss des Bus-Slave 206 erscheint, wird von einem Inverter 412 umgewandelt, was eine Spannung an dem Widerstand R5 und einen Strom durch den Widerstand R5 und die LED 410 bereitstellt. Photonen von der LED 410 veranlassen den Phototransistor, sich einzuschalten, der arbeitet, um den Schalter 408 zu schließen. Eine logische Null in dem Übertragungspfad des Bus-Slave 206 wird daher als eine Differenzspannung von etwa 0 V auf dem bidirektionalen Bus ausgedrückt. Ein Typ Phototransistor hat zum Beispiel, wenn er eingeschaltet wird, eine Nennsenkefähigkeit von 5 mA, und die Widerstandskaskade kann Widerstandswerte haben, die derart angepasst sind, dass der Phototransistor die Leiter 402 und 404 des bidirektionalen Zweileiterbusses ausreichend zusammenziehen kann. Eine logische Eins in dem Übertragungspfad des Bus-Slave-Knoten 206 wird als offen oder hohe Impedanz von dem Schalter 408 ausgedrückt, so dass der Vorspann-Differenzspannungswert von der Widerstandskaskade vorherrscht (außer wenn ein anderer Sender sendet). Bei Variationen könnten unterschiedliche Differenzspannungswerte für logische Nullen oder logische Einsen ausgedrückt werden, und andere Treibertypen oder Schaltertypen könnten verwendet werden, wie zum Beispiel die in Zusammenhang mit dem Busmaster besprochenen.
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Unter weiterer Bezugnahme auf 4 hat der Empfangspfad des Bus-Slave 206 einen Differenzverstärker U2, der an dem ersten Leiter 402 und dem zweiten Leiter 404 des bidirektionalen Busses angeschlossen ist. Bei der gezeigten Version ist der Differenzverstärker U2 unter Verwenden eines Optoisolators, der eine LED 414 und einen Phototransistor 416 hat, umgesetzt. Die LED 414 kann Photonen in dem Infrarotbereich, in einem sichtbaren Bereich oder in einem Ultraviolettbereich usw. erzeugen, und der Phototransistor sollte ausgewählt oder angepasst werden, um auf die Photonen in dem jeweiligen Bereich zu reagieren. Der Optoisolator wirkt als ein Differenzverstärker in dem Sinne, dass der Ausgang des Optoisolators auf unterschiedliche Differenzspannungen, wie sie auf dem bidirektionalen Bus getroffen werden, reagiert. Eine Diode D1 ist zwischen dem ersten Leiter 402 des bidirektionalen Busses und dem Anoden(positiv)-Anschluss der LED 414 angeschlossen, was den Einschaltschwellenwert der Schaltung effektiv auf zwei Diodenabfälle erhöht. Ein Widerstand R4, der zwischen dem Kathoden(negativ)-Anschluss der LED 414 und dem zweiten Leiter 404 des bidirektionalen Busses angeschlossen ist, wirkt als strombeschränkender Widerstand für die zwei Dioden D1, 414 in Serie. Eine Differenzspannung von weniger als zwei Diodenabfällen auf dem bidirektionalen Bus resultiert darin, dass die LED 414 Aus ist, dass von der LED 414 keine Photonen erzeugt werden, und dass der Phototransistor 416 in einem Aus-Zustand ist. Ein Widerstand R6, der mit einer lokalen Versorgungsspannungsquelle verbunden und in Serie mit dem Phototransistor 416 geschaltet ist, hat einen Empfängerausgangsanschluss Rx an der Verbindung zwischen dem Widerstand R6 und dem Phototransistor 416. Wenn der Phototransistor 416 Aus ist, zeigt der Empfängeranschluss Rx des Bus-Slave 206 eine logische Eins, das heißt nahe der lokalen Versorgungsspannung. Eine Differenzspannung von mehr als zwei Diodenabfällen auf dem bidirektionalen Bus resultiert darin, dass sich die LED 414 einschaltet und Photonen von der LED 414 erzeugt werden, was den Phototransistor 416 auf einen Ein-Zustand schaltet. Mit ausreichend Strom, der durch den Phototransistor 416 läuft, und in Abhängigkeit von dem Wert, der für den Widerstand R6 ausgewählt wurde, zeigt der Empfängeranschluss Rx des Bus-Slave 206 eine logische Null. Andere Typen von Differenzverstärkern oder andere Typen von Eingangsschaltungen können bei Variationen des Bus-Slave 206 verwendet werden, ebenso unterschiedliche Abstimmungen für unterschiedliche Differenzspannungen und logische Werte. Es könnte zum Beispiel ein Differenzverstärker mit Hysterese verwendet werden, wie auch MOSFETs, Bipolartransistoren, Relais, gemeinsame Netzversorgungs- und Erdungsanschlüsse, andere Typen oder Niveaus von Vorspannungen oder Polarität usw. Die Verwendung von Optoisolatoren U1, U2 erlaubt es dem Bus-Slave 206, lokale Erdung und lokale Stromversorgung unabhängig von der Erdung und Stromversorgung in dem Busmaster 204 zu haben. Das ist nützlich, wenn der Slave-Knoten 206 an das Überwachen von Schaltungen für Akkumulatorzellen, die in Serie geschaltet sind, angewandt wird, wobei sich DC(Gleichstrom)-Spannungen entwickeln können, die leicht oder stark über die Stromversorgungsspannungen des Masters 204 oder anderer Slave-Knoten hinausgehen. Der zweite Slave-Knoten 208 und die anderen Slave-Knoten können identische Schaltungen oder Variationen der Schaltungen verwenden. Andere Typen von Isolationsvorrichtungen, wie zum Beispiel Transformatoren oder Pegelversetzungsschaltungen können bei Variationen des Slave-Knotens 206 verwendet werden.
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5 ist eine Skizze, die Differenzspannungspegel zeigt, wie man sie auf dem bidirektionalen Zweileiterbus der 1 bis 4 antrifft. Wie allgemein anerkannt, gilt eine Differenzspannung als null, wenn die Spannung auf dem ersten Leiter 402 (die auch D+ genannt werden kann) in etwa gleich der Spannung auf dem zweiten Leiter 404 (die auch D– genannt werden kann) ist. Die Differenzspannung gilt als größer als null, wenn die Spannung auf dem ersten Leiter 402 größer ist als die Spannung auf dem zweiten Leiter 404. Absolutspannung auf dem ersten Leiter 402 oder dem zweiten Leiter 404 kann mit einer Bezugsspannung verglichen werden, wie zum Beispiel mit einer Erdungsspannung, die lokal oder global sein kann. Die gezeigten Differenzspannungswerte werden für eine spezifizierte Ausführungsform ausgewählt und können für weitere Ausführungsformen angepasst oder als Relativ- oder Absolutspannungswerte verwendet werden.
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Spannungen in einem ersten Spannungsbereich 512 werden von einem Busmaster zu einem oder mehreren Bus-Slaves übertragen. Der erste Spannungsbereich 512 weist einen ersten Spannungsunterbereich 502 und einen zweiten Spannungsunterbereich 506 auf. Spannungen in einem zweiten Spannungsbereich 514 werden von einem Bus-Slave zu dem Busmaster übertragen. Der zweite Spannungsbereich 514 weist einen zweiten Spannungsunterbereich 506 und einen dritten Spannungsunterbereich 510 auf. Der erste Spannungsbereich 512 und der zweite Spannungsbereich 514 überlagern sich daher. Die Überlagerung des ersten Spannungsbereich 512 und des zweiten Spannungsbereich 514 weist den zweiten Spannungsunterbereich 506 auf. Sowohl der erste Spannungsunterbereich 502 als auch der dritte Spannungsunterbereich 510 sind außerhalb dieser Überlagerung angeordnet.
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Der erste Spannungsunterbereich 502 ist für einen Differenzspannungswert zwischen inklusive 3,3 V und 2,0 V. Der erste Spannungsunterbereich 502 wird als eine Differenzspannung auf dem bidirektionalen Bus ausgedrückt, wenn der Busmaster eine logische Null überträgt. Der erste Spannungsunterbereich 502 wird von einem Busmasterempfänger als eine logische Eins empfangen und von einem Bus-Slave-Empfänger als eine logische Null empfangen. Der zweite Spannungsunterbereich 506 ist für einen Differenzspannungswert zwischen inklusive 1,4 V und 0,7 V. Der zweite Spannungsunterbereich 506 wird auf dem Bus als eine Differenzspannung ausgedrückt, wenn der Master eine logische Eins sendet, wenn ein Slave eine logische Eins sendet oder wenn weder der Master noch ein Slave übertragen, das heißt bei Busruhe. Der zweite Spannungsunterbereich 506 wird von einem Busmasterempfänger als eine logische Eins empfangen und von einem Bus-Slave-Empfänger als eine logische Eins empfangen. Der dritte Spannungsunterbereich 510 ist für einen Differenzspannungswert zwischen inklusive 0,5 V und 0 V. Der dritte Spannungsunterbereich 510 wird als eine Differenzspannung auf dem bidirektionalen Bus ausgedrückt, wenn ein Slave eine logische Null überträgt. Der dritte Spannungsunterbereich 510 wird von einem Busmasterempfänger als eine logische Null empfangen und von einem Bus-Slave-Empfänger als eine logische Eins empfangen. Bei weiteren Ausführungsformen könnten die Spannungspegel, die in 5 gezeigt sind, absolute Spannungen oder relative Spannungen sein, die an einen bidirektionalen Zweileiterbus angewandt werden, wobei einer der Leiter Erdung oder andere Referenzspannung und der andere Leiter ein Signalleiter ist. Spannungspolaritäten könnten für einen der Spannungsbereiche umgekehrt werden oder äquivalent könnte die Differenzspannung eine negative Spannung für einen der Spannungsbereiche sein.
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Obwohl andere Differenzspannungswertzuweisen und Zuweisungen logischer Werte erfolgen und erfolgreich auf dem bidirektionalen Zweileiterbus verwendet werden können, haben die hier gezeigten Zuweisungen von Differenzspannungswerten und logischen Werten mächtige Eigenschaften bei der Kommunikation des hier beschriebenen Bussystems. Serielle Kommunikation kann zum Beispiel in dem Bussystem leicht verwendet werden, wobei der Busmaster einen UART und jeder der Slave-Knoten einen jeweiligen UART hat. Wenn keiner der UART Daten überträgt, senden alle der UART einen Ruhe- oder Markzustand aus, der eine logische Eins ist. Das wird als eine Spannung in dem zweiten Spannungsunterbereich 506 ausgedrückt, die von dem Masterempfänger als eine logische Eins und von dem Slave-Empfänger als eine logische Eins empfangen wird. Alle UARTs suchen während dieses Ruhezustands nach einem Logische-Null-Startbit. Wenn der Busmaster das Übertragen startet, sendet der Busmaster das Startbit als eine logische Null, ausgedrückt als eine Spannung in dem ersten Spannungsunterbereich 502 auf den Bus, die von dem Busmasterempfänger als eine logische Eins empfangen wird und von den Empfängern der jeweiligen Slave-Knoten als eine logische Null empfangen wird. Der Busmasterempfänger wird daher durch die Busmasterübertragung nicht gestört, da der Busmaster seine eigenen Übertragungen nicht sieht, und der Busmaster überwacht bei einigen Ausführungsformen den Bus nicht auf Bus-Slave-Verkehr, während der Busmaster überträgt. Man sollte sich klar machen, dass bei einigen Ausführungsformen die Übertragung vom Busmaster jede beliebige Übertragung eines Bus-Slaves übersteuert. Alle Bus-Slave-Knoten (außer wenn sie vom Bus getrennt sind) empfangen oder sehen den ersten Spannungsunterbereich 502 als eine logische Null oder ein Startbit und beginnen das Empfangen serieller Daten von dem Busmaster. Der Busmaster wird befähigt, zu allen Slaves zu übertragen, aber sich nicht um das Empfangen der eigenen Übertragung des Busmasters zu kümmern. Logische Nullen und logische Einsen, die von dem Busmaster gesendet werden, werden von dem Busmasterempfänger alle als logische Einsen empfunden, was den Busmasterempfänger in dem Ruhezustand belässt.
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In die umgekehrte Richtung, wenn ein Bus-Slave-Knoten das Übertragen startet, sendet der Bus-Slave-Knoten das Startbit als eine logische Null, ausgedrückt als eine Spannung in dem dritten Spannungsunterbereich 510 auf den Bus, die von den Empfängern jeweiliger Bus-Slave-Knoten als eine logische Eins empfangen wird und von dem Busmasterempfänger als eine logische Null empfangen wird. Die Empfänger der Bus-Slave-Knoten werden daher durch eine Bus-Slave-Knoten-Übertragung nicht gestört und können weiterhin nach Daten, die von dem Busmaster gesendet werden, suchen. Der Busmaster (außer wenn er von einem Bus-Slave, der überträgt, getrennt ist) empfängt oder sieht den dritten Spannungsunterbereich 510 als eine logische Null oder ein Startbit und beginnt, serielle Daten von dem Bus-Slave-Knoten zu empfangen. Der Bus-Slave-Knoten kann daher zu dem Busmaster übertragen, aber sich nicht darum kümmern, die eigene Übertragung des Bus-Slave zu empfangen. Andere Bus-Slave-Knoten kümmern sich ebenfalls nicht um das Empfangen der Übertragung von dem Bus-Slave-Knoten. Logische Nullen und logische Einsen, die von dem Bus-Slave-Knoten gesendet werden, werden von den Bus-Slave-Empfängern alle als logische Einsen empfunden, was die Bus-Slave-Empfänger in dem Ruhezustand belässt. Mit dieser Einrichtung von Buswerten, kann der Busmaster zu allen Bus-Slave-Knoten broadcasten, das heißt im Broadcastmodus arbeiten, und ein einzelner Slave-Knoten kann zu dem Busmaster als Reaktion zurück kommunizieren. Die Kommunikationsverarbeitung ist minimiert, da der Busmasterempfänger Übertragungen von dem Busmasterempfänger nicht zu betrachten braucht, und die Bus-Slave-Empfängerübertragungen durch andere Bus-Slaves nicht zu betrachten brauchen. Es ist klar, dass das insgesamt den Verarbeitungsaufwand verringert.
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Die Auswahl des ersten, zweiten und dritten Spannungsunterbereichs 502, 506, 510 kann den Kommunikationen, wie oben besprochen, eine Direktionalität verleihen. Wenn der erste Spannungsunterbereich 502 auf dem bidirektionalen Zweileiterbus beobachtet wird, verläuft die Kommunikation von dem Busmaster zu den Bus-Slave-Knoten. Wenn der dritte Spannungsunterbereich 510 auf dem bidirektionalen Zweileiterbus beobachtet wird, verläuft die Kommunikation von einem Bus-Slave-Knoten zu dem Busmaster. Bei einer Ausführungsform werden unterschiedliche Komponentenwerte eingestellt (das heißt ausgewählte Komponenten), so dass der Master den Bus „gewinnen” kann, wenn ein defekter Slave-Knoten kommuniziert, wenn er nicht kommunizieren sollte. Unter Bezugnahme auf 4 können zum Beispiel die Impedanzen mit geschlossenem Schalter der Schalter Sa, Sb des Busmasters 204 mit einem niedrigeren Wert ausgewählt werden als die Impedanz mit geschlossenem Schalter 408 des Bus-Slave 206, so dass der Busmaster 204 eine Differenzspannung innerhalb des ersten Spannungsunterbereichs 502 auf dem Bus ausdrücken kann, auch wenn ein Bus-Slave 206 versucht, eine Differenzspannung innerhalb des dritten Spannungsunterbereichs 510 auf dem Bus auszudrücken.
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Das hier beschriebene Kommunikationsbussystem erzielt einen kostengünstigen, bidirektionalen Halbduplex-Betrieb über eine Zweileiterschnittstelle mit Vorteilen, die durch die unterschiedlichen Ausführungsformen geboten werden. Der Busmaster und jeder der Bus-Slave-Knoten wirkt als ein Transceiver für einen geläufig verfügbaren UART, wie man ihn bei vielen Mikrocontrollern findet. Optoisolatoren in dem Bus-Slave stellen galvanische Trennung bereit. Der Bus-Slave kann zum Beispiel mit einer unterschiedlichen lokalen Stromversorgung betrieben werden, wie zum Beispiel durch Anschließen an lokale Akkumulatorzellen, auch wenn die Akkumulatorzellen in Serie gestapelt sind. Falls an einem der Bus-Slaves ferner eine lokale Stromversorgungspanne auftritt, wie zum Beispiel wenn eine Akkumulatorzelle ausfällt, unterbricht das die Kommunikation zwischen dem Busmaster und den restlichen Bus-Slaves nicht. Differenzielle Signalisierung ergibt hohe Störfestigkeit gegen Gleichtaktstörungen. Zusätzlich werden das Schutzband (”guard band”) 1 508 und das Schutzband 2 504 bereitgestellt, um für irgendein Rauschen in dem System einen Puffer zu bieten. Es ist klar, dass die Bereiche für die Schutzbänder 504 und 508 sowie die anderen Spannungsbereiche der 5 veranschaulichend sind und keine Einschränkung bezwecken, da irgendwelche geeignete Bereiche ausgebildet werden können, um die hier beschriebene Funktionalität zu erzielen. Die Optoisolatoren stellen auch hohe Störfestigkeit gegen Gleichtaktstörungen bereit. Meldespannungen, die positiv gehalten werden, das heißt keine negativen Differenzspannungen, bewirken keine Sperr-Vorspannung der Senderbasis-Verbindung des Phototransistors in dem Optoisolator U1 des Bus-Slave-Knoten. Das vermeidet Hot-Carrier-Injection, die dafür bekannt ist, dass sie die Verstärkung eines Phototransistors verschlechtert. Die hier gezeigten Schaltungen arbeiten als ein Transceiver für gewöhnlich erhältliche UARTs. Die Schaltungen sind gegenüber Buslast relativ unempfindlich, erlauben beständige Leistung, wenn zusätzliche Bus-Slaves zu dem Bus hinzugefügt werden.
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6 zeigt ein Verfahren zum Betreiben eines bidirektionalen Zweileiterbusses. Dieses Verfahren kann unter Verwendung des Kommunikationsbussystems, das hier beschrieben ist, mit Differenzspannungswerten wie in 5 gezeigt umgesetzt werden. Das Verfahren, wie es bei dieser Ausführungsform präsentiert ist, ist mit dem Gebrauch eines UART in dem Busmaster 204 und eines anderen UART in jedem der Bus-Slave-Knoten 206, 208 der 4 kompatibel. Variationen des Verfahrens können mit weniger oder zusätzlichen Schritten oder den neu geordneten Schritten oder mit unterschiedlichen Differenzspannungswerten oder Absolut- oder Relativspannungswerten und mit unterschiedlichen Anzahlen von Bus-Slaves umgesetzt werden. Das Verfahren beginnt mit Vorgang 602, bei dem ein erstes Schutzband zwischen dem zweiten und dem dritten Differenzspannungsunterbereich angeordnet wird. Die Differenzspannungspegel und Bereiche, die in 5 gezeigt sind, sind geeignete Kandidaten für diese Aktion. Schaltungsreaktion auf Spannungen in dem zweiten und dritten Spannungsunterbereich und Einschließen des ersten Schutzbands können bei bestimmten Ausführungsformen eingerichtet werden durch Einstellen der Reaktion des Differenzverstärker A1 in dem Busmaster 204 und/oder Einstellen der Widerstände R1, R2, R3 in der Vorspannschaltung, die mit dem bidirektionalen Zweileiterbus der 4 gekoppelt ist. Ein zweites Schutzband ist zwischen dem ersten und dem zweiten Spannungsunterbereich bei Vorgang 604 angeordnet. Schaltungsreaktion auf Spannungen in dem ersten und zweiten Spannungsunterbereich und Einschließen des zweiten Schutzbands können durch Einstellen der Widerstände R6, R4 und/oder durch Hinzufügen einer Diode D1 in dem Empfängerabschnitt des Bus-Slave 206 der 4 eingestellt werden.
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Unter Fortsetzung mit 6, wird ein Bus-Slave mit dem bidirektionalen Bus bei Vorgang 606 gekoppelt. Es ist klar, dass irgendeine Anzahl von Bus-Slaves bei den hier beschriebenen Ausführungsformen verwendet werden kann. Eine Senderverbindung eines Bus-Slave wird bei einer Aktion 608 von dem Bus isoliert. Das kann durch Verwenden eines Optoisolators, wie in 4 gezeigt, oder durch eine andere Isolationsvorrichtung erzielt werden. Eine Empfängerverbindung des Bus-Slave wird bei Vorgang 610 von dem Bus isoliert. Ähnlich kann das unter Verwenden eines Optoisolators oder einer anderen Isolationsvorrichtung erzielt werden. Bei Vorgang 612 wird eine Sequenz von Spannungen auf den Bus übertragen. Die erste Sequenz von Spannungen weist eine Spannung in dem ersten Spannungsunterbereich und eine Spannung in dem zweiten Spannungsunterbereich auf. Die erste Sequenz könnte zum Beispiel eine Übertragung von einem Busmaster einer seriellen Kommunikation binärer Bits von einem UART, der mit dem Busmaster gekoppelt ist, sein, wobei die Spannung in dem ersten Spannungsunterbereich eine logische Null und die Spannung in dem zweiten Spannungsunterbereich eine logische Eins, wie in 5 veranschaulicht, darstellt.
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Die erste Sequenz von Spannungen wird an einer ersten Stelle entlang des Busses als ein einziger logischer Wert, der mit einem Ruhezustand assoziiert ist, bei Aktion 614 ausgelegt. Die erste Stelle könnte zum Beispiel da sein, wo der Busmaster mit dem Bus gekoppelt ist. Der Empfänger des Busmasters legt die Spannung in dem ersten Spannungsunterbereich als eine logische Eins aus. Der Empfänger des Busmasters legt die Spannung in dem zweiten Spannungsunterbereich als eine logische Eins aus. Der Empfänger sieht daher diesen einzigen logischen Wert, und der UART, der mit dem Empfänger des Busmasters gekoppelt ist, bleibt in dem Ruhezustand. Bei Vorgang 616 wird die erste Sequenz an einer zweiten Stelle als eine aktive Kommunikation, die eine Anwendung von zwei logischen Werten hat, ausgelegt. Die zweite Stelle entlang des Busses könnte zum Beispiel da sein, wo ein Bus-Slave mit dem Bus gekoppelt ist. Der Empfänger des Bus-Slaves legt die Spannung in dem ersten Spannungsunterbereich als eine logische Null aus. Der Empfänger des Bus-Slaves legt außerdem die Spannung in dem zweiten Spannungsunterbereich als eine logische Eins aus. Der Empfänger sieht daher diese zwei logischen Werte als Teil einer Sequenz von Einsen und Nullen, die eine aktive Kommunikation von Daten angibt, wie zum Beispiel eine Mitteilung, die von dem UART, der mit dem Empfänger des Bus-Slave gekoppelt ist, zu empfangen ist.
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Bei einer Aktion 618 wird eine zweite Sequenz von Spannungen auf den Bus übertragen. Die zweite Sequenz von Spannungen weist eine Spannung in dem zweiten Spannungsunterbereich und eine Spannung in dem dritten Spannungsunterbereich, wie in 5 veranschaulicht, auf. Die zweite Sequenz könnte zum Beispiel eine zweite Übertragung von einem Bus-Slave einer seriellen Kommunikation binärer Bits von einem UART, der mit dem Bus-Slave gekoppelt ist, sein, wobei die Spannung in dem zweiten Spannungsunterbereich eine logische Eins und die Spannung in dem dritten Spannungsunterbereich eine logische Null darstellt. Bei Vorgang 620 wird die zweite Sequenz an der ersten Stelle als eine aktive Kommunikation, die eine Anwendung von zwei logischen Werten hat, ausgelegt. Die erste Stelle könnte zum Beispiel da sein, wo der Busmaster mit dem Bus gekoppelt ist. Der Empfänger des Busmasters legt die Spannung in dem zweiten Spannungsunterbereich als eine logische Eins aus. Der Empfänger des Busmasters legt außerdem die Spannung in dem dritten Spannungsunterbereich als eine logische Null aus. Der Empfänger sieht daher diese zwei logischen Werte als Teil einer Sequenz von Einsen und Nullen, die eine aktive Kommunikation von Daten angibt, wie zum Beispiel eine Mitteilung, die von dem UART, der mit dem Empfänger des Busmasters gekoppelt ist, zu empfangen ist.
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Die zweite Sequenz von Spannungen wird an der zweiten Stelle als ein einziger logischer Wert, der mit einem Ruhezustand assoziiert ist, bei einer Aktion 622 ausgelegt. Die zweite Stelle könnte zum Beispiel da sein, wo der Bus-Slave mit dem Bus gekoppelt ist. Der Empfänger des Bus-Slave legt die Spannung in dem zweiten Spannungsunterbereich als eine logische Eins aus. Der Empfänger des Bus-Slave legt die Spannung in dem dritten Spannungsunterbereich als eine logische Eins aus. Der Empfänger des Bus-Slave sieht daher diesen einzigen logischen Wert, und der UART, der mit dem Empfänger des Bus-Slave gekoppelt ist, bleibt in dem Ruhezustand. Obwohl die Verfahrensvorgänge in einer spezifischen Reihenfolge beschrieben wurden, ist klar, dass andere Vorgänge zwischen beschriebenen Vorgängen ausgeführt werden, beschriebene Vorgänge angepasst werden können, so dass sie zu leicht unterschiedlichen Zeiten auftreten, oder die beschriebenen Vorgänge können in einem System verteilt sein, das das Auftreten der Verarbeitungsvorgänge an unterschiedlichen Intervallen assoziiert mit der Verarbeitung erlaubt.
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Die oben stehende Beschreibung wurde zum Zweck der Erklärung unter Bezugnahme auf spezifische Ausführungsformen beschrieben. Die oben stehenden veranschaulichenden Besprechungen erheben jedoch keinen Anspruch auf Vollständigkeit und schränken die Erfindung nicht auf die präzisen offenbarten Formen ein. Viele Änderungen und Variationen sind angesichts der oben stehenden Lehren möglich. Die Ausführungsformen wurden hier ausgewählt und beschrieben, um die Grundsätze der Ausführungsformen und ihre praktischen Anwendungen bestens zu erklären, um es anderen Fachmännern zu erlauben, die Ausführungsformen und verschiedene Änderungen, die für den besonderen in Betracht gezogenen Gebrauch geeignet sind, zu verwenden. Die vorliegenden Ausführungsformen sollten daher als veranschaulichend und nicht einschränkend betrachtet werden, und die Erfindung ist nicht auf die hier gegebenen Einzelheiten beschränkt, sondern kann innerhalb des Geltungsbereichs und der Äquivalente der anliegenden Ansprüche geändert werden.
