DE4403899A1 - Vorrichtung zur seriellen Übertragung von Daten zwischen mindestens zwei Stationen - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zur seriellen Über­ tragung von Daten zwischen mindestens zwei Stationen nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon eine Vorrichtung zur seriellen Übertragung von Daten zwischen mindestens zwei Stationen bekannt (US 4,782,300). In dieser Druckschrift ist ein Schnittstellenbaustein beschrieben, der für den Anschluß an einen seriellen Zweidraht-Bus vorgesehen ist. In dem Schnitt­ stellenbaustein sind Mittel vorhanden, um Fehlzustände der Busleitungen, wie Kurzschlüsse und Leerlaufzustände zu erkennen. Für die Erkennung von Leerlaufzuständen sind zwei Komparatoren vorgesehen, denen jeweils die Signale einer der beiden Buslei­ tungen sowie eine Referenzspannung zugeführt sind. Tritt ein Freilaufzustand auf einer der Busleitungen ein, so erkennt einer der Komparatoren dies und gibt ein entsprechendes Signal ab. Für die Erkennung von Kurzschlußzuständen auf einer der Busleitungen wird der Schnittstellenbaustein in einen speziellen "diagnostic mode" versetzt. Darin werden die einzelnen Leitungen mit vorher bestimmten Signalen beaufschlagt. Durch Vergleich der gesendeten Daten mit dem über einen Differenzempfänger empfangenen Signal kann dann erkannt werden, welcher Kurzschlußzustand bei den Busleitungen vorliegt. Der Fehler kann dann von dem Service- Personal behoben werden.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merk­ malen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß sie nicht nur einen Fehlerzustand bei den Busleitungen erkennt, son­ dern bei Vorliegen eines Einzelfehlers auf den Busleitungen die Busverbindung aufrecht erhält. Das heißt, daß trotz des aufge­ tretenen Einzelfehlers Daten über die Zweidraht-Busverbindung übertragen werden können. Unter einem Einzelfehler soll hier die Unterbrechung einer Busleitung, ein Kurzschluß einer der Buslei­ tungen mit einem beliebigen Spannungspotential und ein Kurz­ schluß der Busleitungen untereinander verstanden werden. Die er­ findungsgemäße Vorrichtung ist so ausgelegt, daß trotz Vorliegen eines der aufgezählten Fehler eine Datenübertragung über die Zweidraht-Busverbindung stattfinden kann. Damit ist die Vor­ richtung fehlertolerant ausgelegt und kann insbesondere für si­ cherheitskritische Busverbindungen zwischen zwei Stationen innerhalb eines Kraftfahrzeuges eingesetzt werden. Weiterhin vorteilhaft ist, daß die Vorrichtung so ausgelegt ist, daß sie sehr schnell auf einen aufgetretenen Fehler reagiert und wieder für eine Datenübertragung zur Verfügung steht. Wird für die Datenübertragung ein byte-orientiertes Datenübertragungsproto­ koll verwendet, so kann durch einen aufgetretenen Einzelfehler maximal ein übertragenes Byte verfälscht werden. Danach hat die Schaltung in der Vorrichtung reagiert, und die Datenübertragung kann trotz Vorliegen des Einzelfehlers fortgeführt werden, wobei die zu übertragenden Bytes fehlerfrei übertragen werden. Da die Vorrichtung schaltungsmäßig fehlertolerant ausgelegt ist, kann ein einfaches Datenübertragungsprotokoll für die Übertragung von Daten verwendet werden. Es reicht z. B. für die Datenabsicherung eine einfache Checksummenüberprüfung aus.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptan­ spruch angegebenen Vorrichtung möglich. So ist im Anspruch 2 eine besonders günstige Beschaltung der Treiber für die einzelnen Leitungen der Zweidraht-Busverbindung beansprucht. Da­ durch ist sichergestellt, daß auch bei einem Kurzschluß der bei­ den Leitungen der Zweidraht-Busverbindungen gegeneinander noch definierte Signalpegel über die Busverbindung übertragen werden können, die dann von dem Empfangsteil der empfangenden Station ausgewertet werden können.

Weiterhin vorteilhaft ist, daß die Treiberschaltungen für beide Busleitungen über einen gemeinsamen Anschluß ansteuerbar sind. Dadurch wird der Schaltungsaufwand gering gehalten. Insbesondere kann ein angeschlossener Mikrorechner die Treiberschaltungen über einen einzelnen Anschluß ansteuern, so daß nur ein Aus­ gangspin des Mikrorechners dafür erforderlich ist.

In Anspruch 4 ist eine vorteilhafte Wahl der Referenzpotentiale für die beiden Komparatoren der Empfängerschaltung beansprucht. Dadurch, daß ein Referenzpotential in die Mitte der durch bei einem Kurzschluß der Busleitungen untereinander sich ergebenden Spannungspotentiale für die Übertragung der beiden möglichen Bitzustände gelegt ist, kann auch in dem angesprochenen Kurzschlußfall eine optimale Auswertung der noch übertragenen Spannungspegel stattfinden. Die Schaltung ist dann auch so ausgelegt, daß sie größtmöglichen Schutz gegen mögliche Masseversätze zwischen den Stationen der Busverbindung bietet.

Ebenfalls vorteilhaft ist, daß die Auswerteschaltung die Schalt­ signale der Komparatoren logisch UND oder logisch ODER ver­ knüpft. Diese logischen Gatter sind besonders einfach zu inte­ grieren und verursachen keinen größeren Schaltungsaufwand.

Weiterhin vorteilhaft ist, daß die Auswahl der logischen UND und der logischen ODER-Verknüpfung mit Hilfe von logischen Gattern geschieht und daß das Auswahlergebnis in einem bistabilen Kipp­ glied gespeichert wird. Dadurch ist eine fehlertolerante Aus­ werteschaltung gebildet, die die Schaltsignale der Komparatoren auch nach einem aufgetretenen Einzelfehler korrekt auswertet.

Ebenfalls vorteilhaft ist, daß die Auswerteschaltung Mittel ent­ hält, die einen Fehlerzustand erkennen und ein Fehlersignal an den Mikrorechner abgeben. Der Mikrorechner kann dann das Fehler­ signal verarbeiten, ein Fehlerwort speichern oder eine Anzeige z. B. in einem Kraftfahrzeug ansteuern. Dabei ist weiterhin vor­ teilhaft, daß als Mittel zur Erkennung eines Fehlerzustandes ein logisches EXKLUSIV-ODER-Gatter an die Ausgangsleitungen der Kom­ paratoren angeschlossen ist. Weiterhin vorteilhaft ist, daß dem EXKLUSIV-ODER-Gatter ein Tiefpaß-Filter nachgeschaltet ist, um transiente Impulse am Ausgang des EXKLUSIV-ODER-Gatters zu un­ terdrücken.

Für eine Busankoppelschaltung für die Vorrichtung zur Datenüber­ tragung über eine Zweidraht-Busverbindung ist es vorteilhaft, daß sie je nach Station entweder nur den Sendeteil oder nur den Empfangsteil oder Sende- und Empfangsteil enthält. Dient die Busverbindung z. B. für die Verbindung eines "intelligenten" Sensors mit einem Steuergerät, so braucht z. B. in dem "intelligenten" Sensor lediglich eine Busankoppelschaltung vor­ gesehen sein, die den Sendeteil enthält, da nicht unbedingt Daten vom Steuergerät zum Sensor übertragen werden müssen.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dar­ gestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 ein prinzipielles Blockschaltbild für die er­ findungsgemäße Vorrichtung; Fig. 2 ein Schaltbild für eine Busankoppelschaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die so­ wohl Sende- als auch Empfangsteil umfaßt; Fig. 3 ein Schaltbild für eine mögliche Auswerteschaltung des Empfangsteils der Busan­ koppelschaltung; Fig. 4a die Signalpegel auf den Busleitungen im Normalbetrieb der Busleitungen; Fig. 4b die Signalpegel auf den Busleitungen für den Fall, daß die beiden Busleitungen untereinander kurzgeschlossen sind; und Fig. 4c die Signalpegel auf den Busleitungen für den Fall, daß eine Busleitung einen Kurzschluß nach Masse aufweist.

Beschreibung der Erfindung

Die im folgenden beschriebene Vorrichtung zur seriellen Daten­ übertragung ist allgemein für Computernetzwerke verwendbar, ins­ besondere zur Verbindung zweier Stationen, die untereinander Daten austauschen müssen. Die Vorrichtung zur Datenübertragung ist aufgrund ihrer Fehlertoleranz insbesondere für den Einsatz in Kraftfahrzeugen geeignet. Anhand dieses Beispiels soll auch die Beschreibung der Erfindung erfolgen. In der Fig. 1 bezeich­ net die Bezugszahl 10 ein ASR (Antriebsschlupfregelungs)- Steuergerät. Die Bezugszahl 11 hingegen bezeichnet ein Motor­ leistungs-Steuergerät. Beide Steuergeräte sind über die Verbin­ dungsleitungen S+ und S- miteinander gekoppelt. Beide Steuerge­ räte weisen hierzu eine Busankoppelschaltung 13 auf. Von der Busankoppelschaltung 13 aus gehen Anschlüsse TXD und RXD jeweils zu einem Mikrorechner 12 in den Steuergeräten 10 und 11.

Zwischen Motorleistungs-Steuergerät 11 und ASR-Steuergerät 10 werden laufend Daten ausgetauscht. Dies ist z. B. für ein An­ triebsschlupf-Regelungssystem erforderlich. Das ASR-Steuergerät erkennt anhand der Analyse der Signale der Raddrehzahlsensoren, ob die Räder einem Schlupf unterliegen. Wenn dies der Fall ist, muß das Motorleistungs-Steuergerät 11 die Drosselklappeneinstel­ lung verringern, damit das Drehmoment an den Rädern abnimmt und die Räder dann keinen Schlupf mehr aufweisen. Im folgenden kommt es jedoch auf die spezielle Ausführung der einzelnen Steuerge­ räte nicht an, so daß hierauf nicht näher eingegangen wird.

In der Fig. 2 ist die Busankoppelschaltung 13, die in jedem der Steuergeräte 10 und 11 enthalten ist, näher dargestellt. Mit der Bezugszahl 14 ist der Sendeteil dieser Busankoppelschaltung be­ zeichnet und mit der Bezugszahl 15 der Empfangsteil. Zuerst wird der Empfangsteil 14 näher beschrieben. Von dem TXD-Anschluß geht eine Leitung über einen Widerstand R1 zu einem NPN-Transistor T1. Für das Ausführungsbeispiel hat der Widerstand R1 eine Größe von 1 Kiloohm. Der Emitter des Transistors T1 ist gegen Masse geschaltet. An den Kollektor des Transistors T1 sind zwei Widerstände R3 und R2 in Reihe gegen ein Versorgungsspan­ nungspotential V2 geschaltet. Die Widerstände R3 und R2 besitzen im Ausführungsbeispiel eine Größe von ebenfalls jeweils 1 Kiloohm. An den Anschluß des Versorgungspotentials V2 ist weiterhin eine Zener-Diode D1 gegen Masse geschaltet. Von der Verbindungsleitung zwischen den Widerständen R3 und R2 führt eine Leitung zu der Basis eines PNP-Transistors T2. Der Emitter des Transistors T2 ist gegen das Versorgungsspannungspotential V2 geschaltet. Der Kollektor des Transistors T2 führt über eine in Durchlaßrichtung geschaltete Diode D2 und einen Widerstand R5 zum Anschlußpunkt der Busleitung S+. Im Ausführungsbeispiel besitzt der Widerstand R5 einen Widerstand von 200 Ohm. Zwischen Widerstand R5 und Anschlußpunkt für die Busleitung S+ ist ein Widerstand R7 gegen Masse geschaltet. Dieser Widerstand besitzt eine Größe von 2 Kiloohm. Von dem TXD-Eingang der Busankoppelschaltung führt weiterhin eine Leitung über einen Widerstand R13 zu einem NPN- Transistor T3. Der Widerstand R13 besitzt ebenfalls eine Größe von 1 Kiloohm wie der Widerstand R1. Der Emitter des Transistors T3 ist gegen Masse geschaltet. Von dem Kollektor des Transistors T3 ist ein Widerstand R6 gegen den Anschlußpunkt für die Busleitung S- geschaltet. Der Widerstand R6 besitzt im Aus­ führungsbeispiel eine Größe von 100 Ohm. Zwischen Widerstand R6 und Anschlußpunkt für die Busleitung S- ist ein weiterer Wider­ stand R4 gegen das Versorgungsspannungspotential V2 geschaltet. Dieser Widerstand R4 besitzt im Ausführungsbeispiel eine Größe von 1 Kiloohm.

Nachfolgend wird zunächst der Empfangsteil 15 der in Fig. 2 dargestellten Busankoppelschaltung 13 beschrieben. Der Anschluß­ punkt für die Busleitung S+ ist über einen Widerstand R9 mit dem nicht invertierenden Eingang eines ersten Komparators 16 verbun­ den. Der Anschlußpunkt für die Busleitung S- ist über einen Widerstand R11 mit dem invertierenden Eingang eines zweiten Komparators 17 verbunden. Über einen Spannungsteiler, der durch drei in Reihe geschaltete Widerstände R8, R10 und R12 gebildet ist, wird dem invertierenden Eingang des ersten Komparators 16 und dem nicht invertierenden Eingang des zweiten Komparators 17 jeweils ein Referenzpotential zugeführt. Die Widerstände R8 und R10 besitzen eine Größe von jeweils 1 Kiloohm; der Widerstand R12 besitzt eine Größe von 2 Kiloohm. Der Widerstand R12 ist gegen Masse geschaltet, und der Widerstand R8 ist gegen ein Spannungspotential von V1 geschaltet. Dem nicht invertierenden Eingang des ersten Komparators 16 ist das Spannungspotential zwischen den beiden Widerständen R8 und R10 zugeführt. Dem nicht invertierenden Eingang des zweiten Komparators 17 ist das Spannungspotential zwischen den Widerständen R10 und R12 zugeführt. Der nicht invertierende Eingang des ersten Komparators 16 ist über eine in Sperrichtung geschaltete Diode D3 gegen Masse geschaltet und über eine in Durchlaßrichtung geschaltete Diode D4 gegen ein Versorgungspotential V1 geschaltet. Der invertierende Eingang des zweiten Komparators 17 ist über eine in Sperrichtung ge­ schaltete Diode D6 gegen Masse geschaltet und über eine in Durchlaßrichtung geschaltete Diode D5 gegen das Versorgungsspan­ nungspotential V1 geschaltet. Der Ausgang des ersten Kompara­ tors 16 ist an den Anschlußpunkt LOGS+ einer Auswerteschal­ tung 18 geschaltet. Der Ausgang des zweiten Komparators 17 steht mit dem Anschlußpunkt LOGS- der Auswerteschaltung 18 in Verbin­ dung. Die Auswerteschaltung 18 wird noch genauer in der Fig. 3 erläutert. Ausgangsseitig führt ein Anschluß der Auswerteschal­ tung zu einem Anschlußpunkt der Busankoppelschaltung 13. Eine weitere Ausgangsleitung der Auswerteschaltung 18 führt zu dem Anschlußpunkt RXD der Busankoppelschaltung.

Nachfolgend wird die Funktionsweise der Busankoppelschaltung 13 anhand der Fig. 4 näher erläutert. Die Fig. 4a zeigt die Span­ nungspegel auf den Busleitungen S+ und S-, die bei der Übertra­ gung des beispielhaften Binärzahlenwortes 01100001 herrschen. Um die dargestellten Spannungspegel zu erhalten, muß an den Versor­ gungsspannungseingang V2 der Busankoppelschaltung eine Spannung von geringfügig höher als 5 Volt angelegt werden. Die darge­ stellten Spannungspegel werden von dem Sendeteil 14 der Busan­ koppelschaltung 13 erzeugt. Solange am TXD-Eingang der Busankop­ pelschaltung 13 Low-Potential anliegt, ist der Transistor T3 nicht leitend geschaltet, so daß an dem Anschlußpunkt für die Busleitung S- ein Spannungspotential von ca. 5 Volt anliegt. Für diesen Fall ist der Transistor T1 ebenfalls nicht leitend ge­ schaltet. Somit liegt an der Basis des PNP-Transistors T2 eine hohe Spannung an, so daß auch dieser Transistor T2 nicht leitend geschaltet ist. An dem Anschlußpunkt für die Busleitung S+ liegt somit ein sehr niedriges Spannungspotential von ca. 0 Volt an.

Liegt am TXD-Eingang jedoch High-Potential an, so wird sowohl Transistor T3 als auch die Transistoren T1 und T2 leitend ge­ schaltet. Damit wird die Busleitung S- über den kleinen Wider­ stand R6 gegen Masse geschaltet, und es ergibt sich ein Span­ nungspotential von ca. 0 Volt an dem Anschlußpunkt für die Bus­ leitung S-. Umgekehrt wird durch die Einschaltung des Transistors T2 der Anschlußpunkt für die Busleitung S+ auf hohes Spannungspotential, ca. 5 Volt angehoben. Solange also kein Einzelfehler bei den Busleitungen vorliegt, werden bei der Über­ tragung von einzelnen binären Zuständen komplementäre Spannungs­ pegel auf den Busleitungen S+ und S- erzeugt. Dies ist in der Fig. 4a deutlich erkennbar.

Als nächstes wird der Fall betrachtet, daß die Busleitung S+ und S- aufgrund eines Defektes untereinander kurzgeschlossen sind. Somit sind die Spannungspegel auf beiden Busleitungen gleich. Dieser Fall ist in der Fig. 4b näher dargestellt. Es sei wieder angenommen, daß an dem TXD-Eingang ein Low-Potential angelegt ist. Damit sind wieder alle Transistoren T1, T2 und T3 nicht leitend geschaltet. Da zwischen beiden Busleitungen ein Kurz­ schluß vorliegt, stellt sich über die Widerstände R4 und R7 ein Spannungspotential von ca. 3,3 Volt ein. Dieses Potential stellt sich deshalb ein, weil der Widerstand R7 doppelt so groß ist wie der Widerstand R4. Liegt am TXD-Eingang hingegen High-Potential an, so sind wieder die Transistoren T1, T2 und T3 leitend ge­ schaltet, und die Spannungspegel auf den Busleitungen S+ und S- werden durch den Spannungsteiler, der sich aus den Widerstän­ den R5 und R6 zusammensetzt, bestimmt. Da der Widerstand R5 doppelt so groß ist wie der Widerstand R6, wird sich ein Span­ nungspotential von ca. 1,7 Volt einstellen. Anhand der Fig. 4b ist deutlich erkennbar, daß ein signifikanter Wechsel der Span­ nungspotentiale auf den Busleitungen S+ und S- für die beiden zu übertragenden binären Zustände Low/High stattfindet. Dieser Wechsel der Potentialpegel kommt dadurch zustande, daß die Tran­ sistoren T2 und T3 über ein Widerstandsnetzwerk R5, R7; R6, R4 mit den Busleitungen S+, S- verbunden sind, wobei die Widerstände R5, R6 und R7, R4 die gleichen Widerstandsverhält­ nisse aufweisen. Durch die unsymmetrische Bemessung der Wider­ stände R5, R6 und R4, R7 bleibt auch bei einem Kurzschluß der beiden Busleitungen S+ und S- untereinander ein Signal, das durch die spezielle Lage der Komparator-Schwellen ausgewertet werden kann.

Nachfolgend wird noch der Fall betrachtet, daß die Busleitung S+ ein Kurzschluß gegen ein Massepotential aufweist. Für diesen Fall sind in der Fig. 4c die Signalpegel auf den Busleitungen dargestellt. Da die Busleitung S+ gegen Masse kurzgeschaltet ist, bleibt der Spannungspegel auf dieser Leitung bei ca. 0 Volt, wenn über den TXD-Eingang Low- oder High-Potential vor­ gegeben wird. Da die Busleitung S- jedoch keinen Fehlerzustand aufweist, sieht der Signalpegel auf dieser Leitung genauso aus wie der entsprechende Signalfluß in der Fig. 4a.

Nachfolgend wird die Funktionsweise des Empfangsteils 15 der Busankoppelungsschaltung 13 näher erläutert. Dem ersten Komparator 16 ist über seinen invertierenden Eingang 16 ein Referenzpotential von dreiviertel der Versorgungsspannung V1 zu­ geführt. Dieses Spannungspotential beträgt dann im Ausführungs­ beispiel ca. 3,75 Volt. In der Fig. 4 ist dieses Potential ge­ strichelt eingezeichnet. Der Komparator 16 wertet das Über­ schreiten des zugeführten Referenzspannungspotentials für die angeschlossene Busleitung S+ aus. Wenn das Spannungspotential auf der Busleitung S+ den eingestellten Referenzwert von 3/4 V2 überschreitet, führt der Ausgang des Komparators 16 ein High- Potential. Für den Fall, daß der Spannungspegel auf der Buslei­ tung S+ den eingestellten Referenzwert von 3/4 V2 unterschreitet, führt der Ausgang des Komparators 16 ein Low- Potential. Dem zweiten Komparator 17 ist an seinem nicht inver­ tierenden Eingang ein Referenzspannungspotential von 1/2 mal V2 zugeführt. Dieses Referenzspannungspotential entspricht im Aus­ führungsbeispiel ca. 2,5 Volt. Dieses Referenzspannungspotential ist in der Fig. 4 strichpunktiert eingezeichnet. Der Komparator 17 wertet das Unterschreiten der zugeführten Referenzspannung für die angeschlossene Busleitung S- aus. Wenn das Spannungspotential auf der Busleitung S- den Wert von 1/2 V2 unterschreitet, führt der Ausgang des Komparators 17 High- Potential. Liegt an der Busleitung S- ein Spannungspotential an, das größer als das Referenzpotential 1/2 V2 ist, so führt der Ausgang des Komparators 17 Low-Potential. Die Ausgangssignale der Komparatoren 16 und 17 werden den Eingängen LOGS+ bzw. LOGS- zugeführt. Wie in der Fig. 4a erkennbar ist, überschreitet der Spannungspegel auf der Busleitung S- das Referenzpotential von 2,5 Volt (1/2 V2), wenn der Spannungspegel auf der Busleitung S+ das Referenzpotential von 3,75 Volt (3/4 V2) unterschreitet und umgekehrt. Somit ergibt sich, daß bei normalem Betrieb die logischen Pegel LOGS+ und LOGS- entweder beide High-Potential führen oder beide Low- Potential führen. Tritt ein Einzelfehler auf, nimmt ein logi­ scher Pegel entweder LOGS+ oder LOGS- einen konstanten Wert an, entweder 1 oder 0. Wenn also an dem Eingang LOGS+ und LOGS- unterschiedliche Signalpegel anliegen, liegt ein Fehlerzustand vor. Dies wird in der Auswerteschaltung 18 erkannt, woraufhin die Auswerteschaltung 18 den -Ausgang aktiv schaltet. Die Auswertung der Schaltsignale der Komparatoren 16 und 17 wird nachfolgend anhand der Fig. 3 näher beschrieben.

Von dem Eingang LOGS+ führt eine Leitung zu einem ersten Eingang eines ersten UND-Gatters 31. Von dem Eingang LOGS- führt eine zweite Leitung zu dem zweiten Eingang des ersten UND-Gatters 31. Weiterhin führen Leitungen von dem LOGS+-Eingang zu einem ersten Eingang eines EXKLUSIV-ODER-Gatters 30 und zu einem ersten Ein­ gang eines ODER-Gatters 32. Von dem LOGS- -Eingang führen Leitungen zu einem zweiten Eingang des EXKLUSIV-ODER-Gatters 30 und des ODER-Gatters 32. Der Ausgang des UND-Gatters 31 ist mit dem Setz-Eingang eines RS-Flip-Flop 33 verbunden. Der invertie­ rende Ausgang des ODER-Gatters 32 ist mit dem Rücksetz-Eingang des RS-Flip-Flop 33 verbunden. An den Ausgang des UND-Gatters 31 ist weiterhin ein erster Eingang eines zweiten UND-Gatters 34 angeschlossen. Von dem Q-Ausgang des RS-Flip-Flop 33 führt eine Leitung zu dem zweiten Eingang des zweiten UND-Gatters 34. Der Ausgang des NICHT-UND-Gatters 32 ist weiterhin mit einem Inverter 36 verbunden. Der Ausgang des Inverters 36 führt zu dem ersten Eingang eines dritten UND-Gatters 35. Der Q-Ausgang des RS-Flip-Flop 33 ist mit dem zweiten Eingangs des dritten UND- Gatters 35 verbunden. Der Ausgang des zweiten UND-Gatters 34 führt auf einen Eingang eines ODER-Gatters 38. Der Ausgang des dritten UND-Gatters 35 führt auf den zweiten Eingang des ODER- Gatters 38. Der Ausgang des ODER-Gatters 38 ist mit dem RXD-An­ schluß der Auswerteschaltung verbunden. Der Ausgang des EXKLUSIV-ODER-Gatters 30 ist über einen Tiefpaß bestehend aus einem Widerstand R14 und einem Kondensator C1 an einen Inverter 37 geschaltet. Der Ausgang des Inverters 37 führt auf den -Ausgang der Auswerteschaltung 18.

Die Funktionsweise dieser Auswerteschaltung wird nachfolgend im Zusammenhang mit der Tabelle 1 erläutert. In der Tabelle 1 ist sowohl der Normalfall als auch alle möglichen Einzelfehler auf­ gelistet. Es ist erkennbar, daß bei einem Einzelfehler einer der beiden Eingänge LOGS+ oder LOGS- in einem bestimmten Pegelzustand verharrt, auch wenn das Sendeteil einer Station einen Pegelwechsel auf beide Busleitungen ausgegeben hat. Weiterhin ist in der Tabelle klar erkennbar, daß trotz eines Einzelfehlers der RXD-Ausgang einen korrekten Wechsel der Signalpegel abgibt. Gleichzeitig wird aber auch über den - Ausgang ein Fehlersignal ausgegeben.

Im Normalfall wird die Kombination LOGS+ = 1 und LOGS- = 1 wie bei der logischen UND-Verknüpfung ausgewertet, und es erscheint am RXD-Ausgang eine 1. Die Kombination LOGS+ = 0 und LOGS- = 0 wird wie bei einer logischen ODER-Verknüpfung ausgewertet, und es erscheint am RXD-Ausgang eine Null. Die Auswahl der Verknüpfungsart geschieht mit Hilfe des RS-Flip-Flop 33. Dieses wird ständig so umgeschaltet, daß die Signale an den Eingängen LOGS+ und LOGS- entweder wie bei einer logischen UND-Verknüpfung oder wie bei einer logischen ODER-Verknüpfung ausgewertet werden.

Als Beispiel wird der Kurzschlußfall, daß die Leitung S+ gegen die Masse kurzgeschlossen ist, betrachtet. Liegt am Eingang LOGS+ 0-Pegel und am Eingang LOGS- 1-Pegel an, so zeigt der RXD- Ausgang 1-Pegel. Liegt am Eingang LOGS+ 0-Pegel und am Eingang LOGS- 0-Pegel an, so zeigt der RXD-Ausgang 0-Pegel. Die Pegel auf den Eingängen LOGS+ und LOGS- werden also wie bei der ODER- Verknüpfungsart ausgewertet. Anhand der Tabelle ist erkennbar, daß für den Fall, daß einer der Eingänge LOGS+ oder LOGS- ständig ein 1-Pegel anliegen hat, die Schaltung so ausgelegt ist, daß sie die Eingangssignale auf den Eingängen LOGS+ und LOGS- wie bei der UND-Verknüpfung auswertet und daß für den Fall, daß einer der Eingänge ständig 0-Pegel aufweist, die Eingangssignale der Eingänge LOGS+ und LOGS- ständig wie bei der ODER-Verknüpfung ausgewertet werden. Die Verknüpfungsart ist im RS-Flip-Flop gespeichert und ändert sich dann nicht mehr.

Tritt ein Fehler plötzlich bei der Übertragung eines Datenwortes auf, so kann im schlimmsten Fall dieses übertragene Datenwort verfälscht übertragen werden. Alle nachfolgenden Datenwörter würden dann aber wieder richtig übertragen, da dann die Schal­ tung bereits reagiert hat und eine geeignete Verknüpfungsart zur Auswertung der Eingangssignale eingestellt hat. Dies ist dadurch sichergestellt, daß bei einem üblichen seriellen Datentransfer immer eine steigende und eine fallende Flanke bei jedem zu über­ tragenden Datenwort auftritt. Dies ist z. B. dann der Fall, wenn ein Start und ein Stopbit für die Datenübertragung verwendet wird. Um auch eine fehlerhafte Übertragung eines Datenwortes zu verhindern, kann in dem Protokoll für die Datenübertragung eine einfache Checksummenüberprüfung vorgesehen sein, so daß das fehlerhafte Datenwort erkannt wird und durch Sondermaßnahmen verworfen wird. Das fehlerhafte Datenwort kann dann erneut ange­ fordert werden.

Das vorliegende Ausführungsbeispiel ist vielfältig abwandelbar und erweiterbar. So ist es z. B. möglich, die vorliegende Vor­ richtung so auszulegen, daß auch mehrere Stationen Daten unter­ einander austauschen können. Dazu sind aber weitere Hardwarebe­ schaltungen erforderlich. Weiterhin muß die Datenübertragung nicht unbedingt zwischen zwei elektronischen Steuergeräten stattfinden. Es ist auch möglich, daß eine Datenübertragung zwischen einem elektronischen Steuergerät und einer ausgelager­ ten Schaltung, z. B. einem "intelligenten" Sensor stattfindet. Ein derartiger Anwendungsfall ergibt sich z. B. bei der Übertra­ gung von Daten zwischen einem Airbag-Steuergerät und einem aus­ gelagerten Crash-Sensor.

Tabelle 1

Claims (9)

1. Vorrichtung zur seriellen Übertragung von Daten zwischen min­ destens zwei Stationen, die über eine Zweidraht-Leitung mitein­ ander verbunden sind, wobei jede für Sendebetrieb ausgelegte Station eine Busankoppelschaltung mit mindestens einem Sendeteil aufweist und jede für Empfangsbetrieb ausgelegte Station eine Busankoppelschaltung mit mindestens einem Empfangsteil aufweist, wobei in jedem Teilnehmer ein Mikrorechner vorgesehen ist, der die Busankoppelschaltung bedient, wobei das Sendeteil mindestens zwei Treiberschaltungen aufweist, die jeweils mit einer Leitung der Zweidraht-Leitung verbindbar sind und die bei der Datenübertragung komplementäre Signale an die Busleitungen anle­ gen, wobei der Empfangsteil für jede Busleitung einen Komparator aufweist, der an seinem einen Eingang mit einer Leitung der Zweidraht-Leitung verbindbar ist und dem an seinem zweiten Ein­ gang ein bestimmtes Referenzpotential zugeführt ist, wobei die Ausgangssignale der Komparatoren von einer Auswerteschaltung ausgewertet werden, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen jeder Treiberschaltung (T2, T3) und Busleitung (S+, S-) ein Wider­ standsnetzwerk (R5, R7; R6, R4) geschaltet ist, daß die Referenzpotentiale einerseits so gewählt sind und die Wider­ standsnetzwerke (R5, R7; R6, R4) andererseits so ausgeführt sind, daß im fehlerfreien Betriebsfall beide Komparatoren (16, 17) ein Schaltsignal in Abhängigkeit der übertragenen Bit-Zu­ stände abgeben und daß die Referenzpotentiale einerseits so ge­ wählt sind, und die Widerstandsnetzwerke (R5, R7; R6, R4) andererseits so ausgeführt sind, daß bei einem Kurzschluß einer der Leitungen (S+, S-) der Zweidraht-Leitung gegen ein beliebiges Spannungspotential oder bei einem Kurzschluß der Lei­ tungen (S+, S-) der Zweidraht-Leitung untereinander einer der Komparatoren (16, 17) ein Schaltsignal in Abhängigkeit der über­ tragenen Bit-Zustände abgibt und der andere Komparator (16, 17) in einem der beiden Schaltzustände verharrt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Treiberschaltung (T3) über einen ersten Widerstand (R6) mit der ersten Leitung (S-) verbunden ist und daß die Treiberschaltung (T2) über einen zweiten Widerstand (R5) mit der zweiten Leitung (S+) verbunden ist, daß die erste Leitung (S-) über einen dritten Widerstand (R4) gegen ein erstes Versorgungspotential (UST) geschaltet ist, daß die zweite Leitung (S+) über einen vierten Widerstand (R7) gegen ein zweites Versorgungspotential (Masse) geschaltet ist und daß der erste Widerstand (R6) und der zweite Widerstand (R5) das gleiche Widerstandsverhältnis auf­ weist, wie der vierte Widerstand (R7) und der dritte Widerstand (R4), wobei das Widerstandsverhältnis ungleich von 1 ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Treiberschaltungen (T3, T2) über einen gemeinsamen An­ schluß (TXD) ansteuerbar sind.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Referenzpotential in die Mitte zwischen den sich bei einem Kurzschluß der Leitungen (S+, S-) untereinander ergebenden Spannungspotentialen für die Übertra­ gung der beiden möglichen Bitzustände 1 und 0 gelegt ist und daß das zweite Referenzpotential außerhalb des Bereichs dieser Spannungspotentiale gelegt ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung (18) Mittel enthält, die die Schaltsignale der Komparatoren (16, 17) logisch UND oder logisch ODER verknüpfen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswahl der logischen UND und der logischen ODER-Verknüpfung durch das übertragene Signal gesteuert mit Hilfe von logischen Gattern (31, 32, 34, 35, 36, 38) geschieht und daß das jeweilige Auswahlergebnis in einem bistabilen Kippglied (33) gespeichert wird, wobei jeweils ein Zustand des bistabilen Kippgliedes (33) einem bestimmten, der beiden möglichen Auswahlergebnisse ent­ spricht.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung (18) Mittel enthält, die einen Fehlerzustand bei der Zweidraht-Leitung (S+, S-) er­ kennen und ein Fehlersignal an den Mikrorechner (12) abgeben.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Mittel zur Erkennung eines Fehlerzustandes bei der Zweidraht- Leitung ein logisches EXKLUSIV-ODER-Gatter (30) an die Ausgangs­ leitungen der Komparatoren (16, 17) angeschlossen ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß dem EXKLUSIV-ODER-Gatter (30) ein Tiefpaß-Filter nachgeschaltet ist, um transiente Impulse am Ausgang des EXKLUSIV-ODER-Gatters (30) zu unterdrücken.