WO2020120555A1 - Teilnehmerstation für ein serielles bussystem und verfahren zur kommunikation in einem seriellen bussystem - Google Patents

Teilnehmerstation für ein serielles bussystem und verfahren zur kommunikation in einem seriellen bussystem Download PDF

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WO2020120555A1
WO2020120555A1 PCT/EP2019/084608 EP2019084608W WO2020120555A1 WO 2020120555 A1 WO2020120555 A1 WO 2020120555A1 EP 2019084608 W EP2019084608 W EP 2019084608W WO 2020120555 A1 WO2020120555 A1 WO 2020120555A1
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bus
subscriber station
bus system
signal
communication
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PCT/EP2019/084608
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Steffen Walker
Arthur Mutter
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Robert Bosch Gmbh
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    • H04L2012/40208—Bus networks characterized by the use of a particular bus standard
    • H04L2012/40215—Controller Area Network CAN

Definitions

  • Subscriber station for a serial bus system and method for communication in a serial bus system
  • the present invention relates to a subscriber station for a serial bus system and a method for communication in a serial bus system which operates with a high data rate and a high level of error robustness.
  • a bus system is frequently used for communication between sensors and control units, for example in vehicles, in which data is transmitted as messages in the ISO11898-l: 2015 standard as a CAN protocol specification with CAN FD.
  • the messages are between the
  • Transfer bus participants of the bus system such as sensor, control unit, encoder, etc.
  • CAN FD In order to be able to transmit data with a higher bit rate than with CAN, an option for switching to a higher bit rate within a message was created in the CAN FD message format. In such techniques, the maximum possible data rate is increased by using a higher clock rate in the area of the data fields beyond a value of 1 MBil / s. Such news are also referred to below as CAN FD frames or CAN FD messages. With CAN FD, the useful data length is extended from 8 to up to 64 bytes and the data transfer rates are significantly higher than with CAN.
  • a subscriber station for a serial bus system and a method for communication in a serial bus system are to be provided, in which a high data rate and an increase in the amount of user data per frame can be realized with great robustness for errors.
  • the object is achieved by a subscriber station for a serial bus system with the features of claim 1.
  • the subscriber station has one
  • Receiver for receiving a signal from a bus of the bus system, in which bus system for exchanging messages between
  • Subscriber stations of the bus system at least one first
  • Communication phase and a second communication phase are used, and a device for evaluating the received signal output by the receiver, the receiver being configured to generate a digital received signal from the signal received by the bus and to output it to the device at a connection, the device is designed to evaluate the digital received signal with regard to a predetermined communication protocol, which determines when a
  • predetermined communication phase begins and ends, which indicates a subsequent transmission of user data in a message, and wherein the device is configured, the data flow of the digital at the connection
  • the size of the user data can be up to 4096 bytes per frame.
  • the method carried out by the subscriber station can also be used if at least one CAN subscriber station and / or at least one CAN FD subscriber station is also present in the bus system
  • the subscriber station also has a transceiver which has the receiver and a transmitter for sending messages on the bus, and one
  • Communication control device for controlling communication of the subscriber station with at least one other subscriber station of the Bus system, wherein the communication control device has the device.
  • the subscriber station may also have a transceiver, which has the receiver and a transmitter for sending messages to a bus of the bus system, and a communication control device for controlling communication between the subscriber station and at least one other subscriber station
  • the device can be designed
  • Communication phase in which the device reverses the data flow of the digital received signal, to send an identifier with a predetermined value to the receiver for the digital received signal.
  • the identifier is a bit with a predetermined value or the identifier is a predetermined bit pattern.
  • the communication control device can be configured to send a transmission signal to the transmission / reception device, which uses the transmission / reception device as the basis for the signals for the bus wires, and the device is designed to receive the received signal with the transmission signal generated by the communication control device compare to determine whether to send the identifier.
  • bus states of the signal received by the bus in the first communication phase are generated with a different physical layer than bus states of the signal received in the second communication phase.
  • bits of the signals may have a bit time that is at least 10 times greater than a bit time of bits that are driven in the second communication phase. It is conceivable that in the first communication phase it is negotiated which of the subscriber stations of the bus system in the subsequent second
  • Communication phase gets at least temporarily exclusive, collision-free access to the bus.
  • the subscriber station described above can be part of a bus system which also comprises a bus and at least two subscriber stations which are connected to one another via the bus in such a way that they can communicate with one another in series.
  • a bus system which also comprises a bus and at least two subscriber stations which are connected to one another via the bus in such a way that they can communicate with one another in series.
  • at least one of the at least two subscriber stations is a previously described subscriber station.
  • the aforementioned object is also achieved by a method for communication in a serial bus system according to claim 11.
  • the method is carried out with a subscriber station for a bus system, in which the
  • Communication phase wherein the subscriber station has a receiver and a device, and wherein the method comprises the steps of receiving, with the receiver, generating a signal from the bus of the bus system, with the receiver from which of the bus
  • Communication phase begins and ends, which indicates a subsequent transmission of user data in a message
  • Invert with the device, to the connection of the data flow of the digital received signal to the receiver for the period of at least one bit, if the evaluation of the device shows that data is currently being received by the bus in the predetermined communication phase.
  • Participant station are called. Further possible implementations of the invention also include combinations of previously or hereinafter not explicitly mentioned with respect to the
  • FIG. 1 shows a simplified block diagram of a bus system according to a first exemplary embodiment
  • Fig. 2 is a diagram illustrating the structure of messages from subscriber stations of the bus system according to the first
  • Embodiment can be sent;
  • Fig. 3 is a simplified schematic block diagram of a subscriber station of the bus system according to the first embodiment in a first
  • FIG. 4 shows a block diagram of a subscriber station of the bus system according to the first exemplary embodiment in a second operating mode
  • 5A shows a time course of a transmission signal TxD at
  • FIG. 5B shows a time course of a transmission signal TxD in a conventional one
  • FIG. 6A shows a time profile of bus signals CAN_H and CAN_L at the subscriber station according to the first exemplary embodiment
  • FIG. 6B shows a time profile of the bus signals CAN_H and CAN_L at the conventional subscriber station
  • 7A shows a time profile of a differential voltage VDIFF of the bus signals CAN_H and CAN_L at the subscriber station according to the first
  • Embodiment and Fig. 7B a time course of the
  • FIG. 8B a time profile of a received signal RxD in a conventional one
  • bus system 1 shows an example of a bus system 1, which is configured in particular fundamentally for a CAN bus system, a CAN FD bus system, a CAN EL bus system, and / or modifications thereof, as described below.
  • the bus system 1 can be used in a vehicle, in particular a motor vehicle, an aircraft, etc., or in a hospital, etc.
  • the bus system 1 has a multiplicity of subscriber stations 10, 20, 30, which are each connected to a bus 40 with a first bus core 41 and a second bus core 42.
  • the bus wires 41, 42 can also be called CAN_H and CAN_L and are used for electrical signal transmission after coupling in of the dominant levels or generation of recessive levels for a signal in the transmission state.
  • Messages 45, 46 in the form of signals can be transmitted serially between the individual subscriber stations 10, 20, 30 via the bus 40.
  • the subscriber stations 10, 20, 30 are, for example, control devices, sensors, display devices, etc. of a motor vehicle.
  • subscriber station 10 has one
  • the Subscriber station 20 has a communication control device 21 and a transceiver 22.
  • the subscriber station 30 has one
  • Communication control device 31 a transmitting / receiving device 32 and a device 35 for deflecting a received signal RxD.
  • the transceivers 12, 22, 32 of the subscriber stations 10, 20, 30 are each connected directly to the bus 40, even if this is not illustrated in FIG. 1.
  • the communication control devices 11, 21, 31 each serve to control communication of the respective subscriber station 10, 20, 30 via the bus 40 with at least one other subscriber station of the subscriber stations 10, 20, 30, which are connected to the bus 40.
  • the communication control device 11 creates and reads first messages 45, which are, for example, modified CAN messages 45.
  • first messages 45 are, for example, modified CAN messages 45.
  • the modified CAN messages 45 are constructed on the basis of a CAN EL format, which is described in more detail with reference to FIG. 2.
  • the communication control device 21 can be designed like a conventional CAN controller.
  • the communication control device 21 creates and reads second messages 46, for example Classical CAN messages 46.
  • the Classical CAN messages 46 are constructed in accordance with the Classical basic format, in which a number of up to 8 data bytes can be included in the message 46.
  • the Classical CAN message 46 is constructed as a CAN FD message, in which a number of up to 64 data bytes can be included, which are also transmitted at a significantly faster data rate than the Classical CAN message 46. In the latter case it is
  • Communication control device 21 designed as a conventional CAN FD controller.
  • the communication control device 31 can be designed to provide a CAN EL message 45 or a Classical CAN message 46 for the transmitting / receiving device 32 as required or to receive it.
  • the communication control device 31 thus creates and reads a first one
  • Message 45 or second message 46 being the first and second message 44, 46 differentiate by their data transmission standard, namely in this case CAN EL or CAN.
  • the Classical CAN message 46 is constructed as a CAN FD message.
  • the communication control device 31 is designed like a conventional CAN FD controller.
  • the transmitting / receiving device 12 can be designed as a CAN EL transceiver.
  • the transceiver 22 can be designed like a conventional CAN transceiver or CAN FD transceiver.
  • the transceiver 32 can be designed to provide messages 45 in accordance with the CAN EL format or messages 46 in accordance with the current CAN basic format for the communication control device 31 or to receive them as required.
  • the transmitting / receiving devices 12, 32 can additionally or alternatively be implemented like a conventional CAN FD transceiver.
  • the CAN EL frame 450 is divided into different communication phases 451 to 454 for CAN communication on the bus 40, namely an arbitration phase 451, a SoD phase 452, a data phase 453 and a frame end phase 454.
  • a bit is sent at the beginning, which is also called an SOF bit and indicates the start of the frame or start of frame.
  • an identifier with, for example, 32 bits is also sent to identify the sender of the message 45.
  • the identifier is used to negotiate bit by bit between the subscriber stations 10, 20, 30 which subscriber station 10, 20, 30 wants to send the message 45, 46 with the highest priority and therefore for the next time to send in the SoD phase 452 and the subsequent Data phase 453 gets exclusive access to the bus 40 of the bus system 1.
  • protocol format information contained in a bit is sent, which is suitable for distinguishing CAN EL frames from CAN frames or CAN FD frames.
  • This protocol format information is also referred to below as identifier 457.
  • a 13-bit data length code (data length code), for example, can be sent, which can then assume values from 1 to 4096 with a step size of 1, for example, or alternatively can assume values from 0 to 4095.
  • the data length code can also comprise fewer or more bits and the value range and the step size can assume different values.
  • the useful data of the CAN-EL frame or the message 45 are sent.
  • the user data can have, for example, up to 4096 bytes or a larger value in accordance with the value range of the data length code.
  • a checksum can be contained in a checksum field about the data of the data phase 453 including the stuff bits, which are sent by the sender of the message 45 after one
  • Frame end phase 454 at least one acknowledge bit may be included.
  • Acknowledge bit can be communicated whether or not a receiver has discovered an error in the received CAN EL frame 450 or message 45.
  • a physical layer as in CAN and CAN-FD is used.
  • a physical layer such as CAN and CAN-FD can be used in SoD phase 452, at least in part, ie at the beginning.
  • the physical layer corresponds to the Physical layer or layer 1 of the well-known OSI model (Open Systems Interconnection Model).
  • Bus wiring results in longer time constants. This leads to a limitation of the maximum bit rate of today's CAN FD physical layer to currently around 2 megabits per second in real vehicle use.
  • the bit rate in the arbitration phase 451, the frame end phase 454 and at least partially in the SoD phase 352 is chosen slower than in the data phase 453 of the frame 450.
  • the bit rate selected in phases 451, 452, 454 as 500 kbit / s, which results in a bit time of approx. 2ps
  • the bit rate in data phase 453 is selected as 5 to 8 Mbit / s, resulting in a bit time of approx. 0.2ps and follows shorter.
  • the bit time of the signal in the other communication phases 451, 452, 454 is thus at least a factor 10 greater than the bit time of the signal in FIG
  • a sender of the message 45 does not start sending bits of the SoD phase 452 and the subsequent data phase 453 on the bus 40 until the Subscriber station 10 when the transmitter has won the arbitration and the
  • Subscriber station 10 as a transmitter thus has exclusive access to the bus 40 of the bus system 1 for transmission.
  • the transmitter can either switch to the faster bit rate and / or the other physical after part of the SoD phase 452
  • Fig. 3 shows the basic structure of the subscriber station 10 with the
  • the subscriber station 30 is constructed in a similar manner to that shown in FIG. 3, except that the device 35 is not included in FIG.
  • Communication control device 31 is integrated, but separately from the
  • Communication control device 31 and the transmitting / receiving device 32 is provided.
  • the subscriber station 30 and the device 35 are therefore not described separately.
  • Means 15 are identical in the device 35. According to FIG. 3, in addition to the communication control device 11, the transmitting / receiving device 12 and the device 15, the subscriber station 10 also has a microcontroller 13, which the
  • ASIC application-specific integrated circuit
  • SBC system base chip
  • an energy supply device 17 is installed in the system ASIC 16, which supplies the transceiver 12 with electrical energy.
  • Power supply device 17 usually supplies a voltage
  • the energy supply device 17 can supply a different voltage with a different value and / or be designed as a current source.
  • the transceiver 12 also has a transmitter 121, a receiver 122 and an evaluation unit 125.
  • the evaluation unit 125 can be designed as a switching block, which in particular has at least one transistor. This is described in more detail below.
  • the transmitter 121 and the receiver 122 can be constructed as in a conventional transceiver 22.
  • the transmitter 121 can in particular have at least one operational amplifier and / or a transistor.
  • the receiver 122 can in particular have at least one operational amplifier and / or a transistor.
  • the transceiver 12 is connected to the bus 40, more precisely its first bus wire 41 for CAN_H and its second bus wire 42 for CAN_L.
  • the voltage supply for the energy supply device 17 for supplying the first and second bus wires 41, 42 with electrical energy, in particular with the voltage CAN supply, takes place via at least one connection 43.
  • the connection to ground or CAN_GND is via a connection 44 realized.
  • the first and second bus wires 41, 42 are terminated with a terminating resistor 49.
  • the first and second bus wires 41, 42 are connected in the transceiver 12 to the transmitter 121, which is also referred to as a transmitter, and to the receiver 122, which is also referred to as a receiver, even if the connection in FIG. 3 is not shown for simplicity.
  • the transmitter 121 converts a transmission signal TxD from the communication control device 11 into corresponding signals CAN_H and CAN_L for the bus wires 41, 42 and sends these signals CAN_H and CAN_L onto the bus 40.
  • the signals CAN_H and CAN_L are called, they are to be understood in relation to the message 45 as signals CAN-EL_H and CAN-EL_L, which differ in the data phase 453 from the conventional signals CAN_H and CAN_L in at least one characteristic, in particular in relation on the formation of the bus states for the different data states of the signal TxD and / or in relation to the voltage or the physical layer and / or the bit rate.
  • a difference signal VDIFF CAN_H - CAN_L is formed on bus 40.
  • the receiver 122 forms a received signal RxD from signals CAN_H and CAN_L received from bus 40 and transmits this to the
  • the transceiver 12 with the receiver 122 With the exception of an idle or standby state, the transceiver 12 with the receiver 122 always listens to a transmission of data or messages 45, 46 on the bus 40 in normal operation, regardless of whether the transmission - / receiving device 12 is the sender of the message 45 or not.
  • the device 15 is designed to recognize the SoD phase 452 in a received message 45 from the bus 40. For this purpose, device 15 can at least partially interpret the communication protocol for messages 45 used in bus system 1, more precisely for frame 450 of FIG. 2. If the device 15 recognizes the SoD phase 452, the device 15 reverses the data flow at the connection for the received signal RxD, as illustrated in FIG. 4. The reversal of the data flow at the connection for the signal RxD can be carried out in particular with a switch or switching block with at least one transistor.
  • Communication control device 11 uses the device 15 to the transmitter / receiver device 12, in particular its evaluation unit 125, at the connection of the received signal RxD an identifier 457.
  • the identifier 457 is a bit which the transmitter / receiver device 12 begins the data phase 453 signals. Either the logical or the logical '0' can be used for the bit of the identifier 457.
  • the device 15 ends the reversal of the data flow at the connection for the received signal RxD, so that the operating mode from FIG. 3 is again present.
  • the device 15 does not change the data flow at the connection for the
  • the device 15 can optionally additionally use the evaluation that has already been performed by the SoD phase 452
  • Communication control device 11 is performed.
  • the evaluation result of the device 15 can be checked for plausibility. If necessary, one of the evaluations can be rated higher than the other, so that the evaluation can implement different security levels for the detection of SoD phase 452. In this way, the device 15 makes the switch from
  • Arbitration phase 451 and SoD phase 452 are recognizable in data phase 453 with a higher bit rate.
  • the transceiver 12 thus has the information about this point in time in order to be able to switch over to the fast data phase 453.
  • Communication control device 11 transmit the time of the bit rate changeover to the transceiver 12. This means that the device 15 advantageously does not require any additional connection to one
  • the device 15 does not require a change to another larger and more expensive housing in order to provide an additional connection.
  • the device 15 enables no integration of a protocol controller functionality in the transceiver 12 to be required.
  • a protocol controller could, among other things, recognize the SoD part of message 45 and, depending on this, initiate data phase 453.
  • the device 15 since such an additional protocol controller would require considerable space in the transceiver 12 or the ASIC 16, the device 15, which additionally or alternatively, effects the already existing one
  • Functionality of the communication control device 11 can use, a significant reduction in resource requirements.
  • the device 15 and the evaluation unit 125 offer a very uncomplicated and inexpensive solution in order to make the transceiver 12 aware of the switchover from the arbitration phase 451 and the SoD phase 452 to the data phase 453 with a higher bit rate.
  • 5A to 8A each show a time course of signals in the transceiver 12 according to the present exemplary embodiment over the time t. This results in a sequence shown in FIG. 5A
  • Transmitted signal TxD the curves of signals according to FIGS. 6A to 8A over time t.
  • the same signals according to FIGS. 5A to 8A appear over time t in the transceiver 32, which send and receive messages 45.
  • the first bus state 401 can also be referred to as a recessive state or high level and corresponds to the logical 0 'of the transmission signal TxD.
  • the second bus state 402 can also be referred to as the dominant state or low level and corresponds to the logic 1 ′ of the transmission signal TxD.
  • Differential voltage VDIFF CAN_H - CAN_L according to FIG. 7A, and a receive signal RxD according to FIG. 8A on.
  • the voltage V for the signals CAN_H and CAN_L corresponds in the first bus state 401 or recessive state to half of a bus bias potential.
  • FIGS. 5B to 8B each illustrate the temporal profiles of signals in a transceiver according to a conventional transceiver, such as the transceiver 22 of the subscriber station 20.
  • the same signals according to 5B to 8B appear at the transceivers which send and receive messages 46.
  • the threshold voltage of a receiver of the transceiver 12 is set to the usual value of 0.7 V, as illustrated in FIGS. 7A and 7B, a receiver of the transceiver 142 also recognizes a change of state from state 401 to State 402 or from dominant to recessive no alleged change of state from state 402 to state 401 or from recessive to dominant.
  • sampling the received signal RxD at the currently usual sampling point AP can surely lead to the desired result, as shown in FIG. 8A.
  • the transceiver 12 is in accordance with the present
  • the transceiver (s) 12, 32 Due to the described design of the transceiver (s) 12, 32, much higher data rates than with CAN or CAN-FD can be achieved in the data phase.
  • the data length in the data field 454 can be increased up to 4096 bytes. This allows the advantages of CAN in terms of arbitration to be retained and yet a larger amount of data to be transmitted effectively in a shorter time than before, that is to say without the data having to be repeated because of an error, such as
  • the device 15 causes the data flow at the connection for the received signal RxD to be reversed in the SoD phase.
  • the communication control device 11 then sends, as identifier 457, a bit pattern which signals the start / end of the data phase 453 to the transmitting / receiving device 12.
  • This bit pattern of the identifier 457 has a predetermined sequence of bits, for example '10 or' 010 'or' 0 or '10' or '100, etc.
  • the switching unit 125 can be logic, for example
  • bus system 1 in the second exemplary embodiment is constructed in the same way as described above with reference to the first exemplary embodiment.
  • Communication methods are used, in which two different communication phases are used, in which the bus states differ, which are generated for the different communication phases.
  • the invention can be used in the development of other serial communication networks, such as Ethernet and / or 100 Base-Tl Ethernet, fieldbus systems, etc.
  • the previously described bus system 1 according to the exemplary embodiments is described using a bus system based on the CAN protocol.
  • the bus system 1 according to the exemplary embodiments can also be a different type of communication network, in which data can be transmitted serially at two different bit rates. It is advantageous, but not inevitable, that the bus system 1 has exclusive, collision-free access at least for certain periods of time
  • Subscriber station 10, 20, 30 is guaranteed on a common channel.
  • Bus system 1 of the exemplary embodiments is arbitrary.
  • the subscriber station 20 in the bus system 1 can be omitted. It is possible for one or more of the subscriber stations 10 or 30 to be present in the bus system 1. It is conceivable that all subscriber stations in bus system 1 are configured identically, ie only subscriber station 10 or only
  • Subscriber station 30 or only subscriber stations 100 are present.

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Abstract

Es ist eine Teilnehmerstation (10; 30) für ein serielles Bussystem (1) und ein Verfahren zur Kommunikation in einem seriellen Bussystem bereitgestellt. Die Teilnehmerstation (10; 30) hat einen Empfänger (122) zum Empfang eines Signals von einem Bus (40) des Bussystems (1), bei welchem Bussystem (1) zum Austausch von Nachrichten (45; 46) zwischen Teilnehmerstationen (10, 20, 30; 100) des Bussystems (1) mindestens eine erste Kommunikationsphase (451, 452, 454) und eine zweite Kommunikationsphase (453) verwendet werden, und eine Einrichtung (15; 35) zur Auswertung des von dem Empfänger (122) ausgegebenen Empfangssignals (RX), wobei der Empfänger (122) ausgestaltet ist, aus dem vom Bus (40) empfangenen Signal ein digitales Empfangssignal (RxD) zu erzeugen und an die Einrichtung (15; 35) an einem Anschluss auszugeben, wobei die Einrichtung (15; 35) ausgestaltet ist, das digitale Empfangssignal (RxD) in Hinblick auf ein vorbestimmtes Kommunikationsprotokoll auszuwerten, welches festlegt, wann eine vorbestimmte Kommunikationsphase (452) beginnt und endet, die eine anschließende Übertragung von Nutzdaten in einer Nachricht (45) anzeigt, und wobei die Einrichtung (15; 35) ausgestaltet ist, an dem Anschluss den Datenfluss des digitalen Empfangssignals (RxD) für die Zeitdauer von mindestens einem Bit zu dem Empfänger (122) umzukehren, wenn die Auswertung der Einrichtung (15; 35) ergibt, dass derzeit vom Bus (40) Daten in der vorbestimmten Kommunikationsphase (452) empfangen werden.

Description

Beschreibung
Teilnehmerstation für ein serielles Bussystem und Verfahren zur Kommunikation in einem seriellen Bussystem
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Teilnehmerstation für ein serielles Bussystem und ein Verfahren zur Kommunikation in einem seriellen Bussystem, das mit hoher Datenrate und großer Fehlerrobustheit arbeitet.
Stand der Technik
Für die Kommunikation zwischen Sensoren und Steuergeräten, beispielsweise in Fahrzeugen, wird häufig ein Bussystem eingesetzt, in welchem Daten als Nachrichten im Standard ISO11898-l:2015 als CAN Protokoll-Spezifikation mit CAN FD übertragen werden. Die Nachrichten werden zwischen den
Busteilnehmern des Bussystems, wie Sensor, Steuergerät, Geber, usw., übertragen.
Mit steigender Anzahl an Funktionen einer technischen Anlage bzw. eines Fahrzeugs, nimmt auch der Datenverkehr im Bussystem zu. Noch dazu ist es oft gefordert, dass die Daten schneller vom Sender zum Empfänger zu übertragen sind als bisher. Folge davon ist, dass die geforderte Bandbreite des Bussystems weiter steigen wird.
Um Daten mit höherer Bitrate übertragen zu können als bei CAN, wurde im CAN FD Nachrichten- Format eine Option zur Umschaltung auf eine höhere Bitrate innerhalb einer Nachricht geschaffen. Bei solchen Techniken wird die maximal mögliche Datenrate durch Einsatz einer höheren Taktung im Bereich der Datenfelder über einen Wert von 1 MBil/s hinaus gesteigert. Solche Nachrichten werden nachfolgend auch als CAN FD-Rahmen oder CAN FD-Nachrichten bezeichnet. Bei CAN FD ist die Nutzdatenlänge von 8 auf bis zu 64 Bytes erweitert und sind die Datenübertragungsraten deutlich höher als bei CAN.
Auch wenn ein CAN oder CAN FD basiertes Kommunikationsnetzwerk im Hinblick auf beispielsweise seine Robustheit sehr viele Vorteile bietet, hat es doch eine deutlich geringere Schnelligkeit im Vergleich zu einer
Datenübertragung bei zum Beispiel 100 Base-Tl Ethernet. Außerdem ist die bisher mit CAN FD erreichte Nutzdatenlänge von bis zu 64 Bytes für einige Anwendungen zu gering.
Offenbarung der Erfindung
Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Teilnehmerstation für ein serielles Bussystem und ein Verfahren zur Kommunikation in einem seriellen Bussystem bereitzustellen, welche die zuvor genannten Probleme lösen.
Insbesondere sollen eine Teilnehmerstation für ein serielles Bussystem und ein Verfahren zur Kommunikation in einem seriellen Bussystem bereitgestellt werden, bei welchen bei großer Fehlerrobustheit eine hohe Datenrate und eine Steigerung der Menge der Nutzdaten pro Rahmen realisiert werden kann.
Die Aufgabe wird durch eine Teilnehmerstation für ein serielles Bussystem mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Die Teilnehmerstation hat einen
Empfänger zum Empfang eines Signals von einem Bus des Bussystems, bei welchem Bussystem zum Austausch von Nachrichten zwischen
Teilnehmerstationen des Bussystems mindestens eine erste
Kommunikationsphase und eine zweite Kommunikationsphase verwendet werden, und eine Einrichtung zur Auswertung des von dem Empfänger ausgegebenen Empfangssignals, wobei der Empfänger ausgestaltet ist, aus dem von dem Bus empfangenen Signal ein digitales Empfangssignal zu erzeugen und an die Einrichtung an einem Anschluss auszugeben, wobei die Einrichtung ausgestaltet ist, das digitale Empfangssignal in Hinblick auf ein vorbestimmtes Kommunikationsprotokoll auszuwerten, welches festlegt, wann eine
vorbestimmte Kommunikationsphase beginnt und endet, die eine anschließende Übertragung von Nutzdaten in einer Nachricht anzeigt, und wobei die Einrichtung ausgestaltet ist, an dem Anschluss den Datenfluss des digitalen
Empfangssignals für die Zeitdauer von mindestens einem Bit zu dem Empfänger umzukehren, wenn die Auswertung der Einrichtung ergibt, dass derzeit vom Bus Daten in der vorbestimmten Kommunikationsphase empfangen werden.
Mit der Teilnehmerstation ist es insbesondere möglich, in einer ersten
Kommunikationsphase eine von CAN bekannte Arbitration beizubehalten und dennoch die Übertragungsrate gegenüber CAN oder CAN FD nochmals beträchtlich zu steigern. Dies kann dadurch erreicht werden, dass zwei
Kommunikationsphasen mit unterschiedlicher Bitrate verwendet werden und der Beginn der zweiten Kommunikationsphase, in welcher die Nutzdaten mit höherer Bitrate als in der Arbitration übertragen werden, für die Sende- /Empfangseinrichtung sicher kenntlich gemacht wird. Daher kann die Sende- /Empfangseinrichtung sicher von der ersten Kommunikationsphase in die zweite Kommunikationsphase umschalten. Als Folge davon ist eine deutliche
Steigerung der Bitrate und damit der Übertragungsgeschwindigkeit von Sender zum Empfänger realisierbar. Hierbei ist jedoch gleichzeitig eine große
Fehlerrobustheit gewährleistet. Dies trägt mit dazu bei, eine Nettodatenrate von mindestens 10 Mbps zu realisieren. Noch dazu kann die Größe der Nutzdaten bis zu 4096 Byte pro Rahmen betragen.
Das von der Teilnehmerstation durchgeführte Verfahren kann auch zum Einsatz kommen, wenn in dem Bussystem auch mindestens eine CAN-Teilnehmerstation und/oder mindestens eine CAN FD Teilnehmerstation vorhanden ist, die
Nachrichten nach dem CAN-Protokoll und/oder CAN FD Protokoll senden.
Vorteilhafte weitere Ausgestaltungen der Teilnehmerstation sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Gemäß einer Option hat die Teilnehmerstation zudem eine Sende- /Empfangseinrichtung, welche den Empfänger aufweist und einen Sender zum Senden von Nachrichten auf den Bus aufweist, und eine
Kommunikationssteuereinrichtung zum Steuern einer Kommunikation der Teilnehmerstation mit mindestens einer anderen Teilnehmerstation des Bussystems, wobei die Kommunikationssteuereinrichtung die Einrichtung aufweist.
Möglicherweise hat die Teilnehmerstation zudem eine Sende- /Empfangseinrichtung, welche den Empfänger aufweist und einen Sender zum Senden von Nachrichten auf einen Bus des Bussystems aufweist, und eine Kommunikationssteuereinrichtung zum Steuern einer Kommunikation der Teilnehmerstation mit mindestens einer weiteren Teilnehmerstation des
Bussystems, wobei die Kommunikationssteuereinrichtung die Einrichtung aufweist.
Hierbei kann die Einrichtung ausgestaltet sein, die
Kommunikationssteuereinrichtung zu veranlassen, in der vorbestimmten
Kommunikationsphase, in welcher die Einrichtung den Datenfluss des digitalen Empfangssignals umkehrt, an dem Anschluss für das digitale Empfangssignal eine Kennung mit einem vorbestimmten Wert an den Empfänger zu senden.
Beispielsweise ist die Kennung ein Bit mit einem vorbestimmten Wert oder die Kennung ist ein vorbestimmtes Bitmuster.
Hierbei kann die Kommunikationssteuereinrichtung ausgestaltet sein, ein Sendesignal an die Sende-/Empfangseinrichtung zu senden, welches die Sende- /Empfangseinrichtung als Grundlage für die Signale für die Busadern verwendet, und wobei die Einrichtung ausgestaltet ist, das Empfangssignal mit dem von der Kommunikationssteuereinrichtung erstellten Sendesignal zu vergleichen, um zu bestimmen, ob die Kennung zu senden ist.
Gemäß einer Option sind Buszustände des in der ersten Kommunikationsphase von dem Bus empfangenen Signals mit einem anderen Physical Layer erzeugt als Buszustände des in der zweiten Kommunikationsphase empfangenen Signals.
Möglicherweise haben in der ersten Kommunikationsphase Bits der Signale eine Bitzeit haben, die um mindestens den Faktor 10 größer als eine Bitzeit von Bits ist, die in der zweiten Kommunikationsphase getrieben werden. Denkbar ist, dass in der ersten Kommunikationsphase ausgehandelt wird, welche der Teilnehmerstationen des Bussystems in der nachfolgenden zweiten
Kommunikationsphase einen zumindest zeitweise exklusiven, kollisionsfreien Zugriff auf den Bus bekommt.
Die zuvor beschriebene Teilnehmerstation kann Teil eines Bussystems sein, das zudem einen Bus und mindestens zwei Teilnehmerstationen umfasst, welche über den Bus derart miteinander verbunden sind, dass sie seriell miteinander kommunizieren können. Hierbei ist mindestens eine der mindestens zwei Teilnehmerstationen eine zuvor beschriebene Teilnehmerstation.
Die zuvor genannte Aufgabe wird zudem durch ein Verfahren zur Kommunikation in einem seriellen Bussystem nach Anspruch 11 gelöst. Das Verfahren wird mit einer Teilnehmerstation für ein Bussystem ausgeführt, bei welchem zum
Austausch von Nachrichten zwischen Teilnehmerstationen des Bussystems mindestens eine erste Kommunikationsphase und eine zweite
Kommunikationsphase verwendet werden, wobei die Teilnehmerstation einen Empfänger und eine Einrichtung aufweist, und wobei das Verfahren die Schritte aufweist, Empfangen, mit dem Empfänger, eines Signals von dem Bus des Bussystems, Erzeugen, mit dem Empfänger, aus dem von dem Bus
empfangenen Signal eines digitalen Empfangssignals und Ausgeben des digitalen Empfangssignals an einem Anschluss, Auswerten, mit der Einrichtung, des digitalen Empfangssignals in Hinblick auf ein vorbestimmtes
Kommunikationsprotokoll, welches festlegt, wann eine vorbestimmte
Kommunikationsphase beginnt und endet, die eine anschließende Übertragung von Nutzdaten in einer Nachricht anzeigt, und
Umkehren, mit der Einrichtung, an dem Anschluss des Datenflusses des digitalen Empfangssignals für die Zeitdauer von mindestens einem Bit zu dem Empfänger, wenn die Auswertung der Einrichtung ergibt, dass derzeit vom Bus Daten in der vorbestimmten Kommunikationsphase empfangen werden.
Das Verfahren bietet dieselben Vorteile, wie sie zuvor in Bezug auf die
Teilnehmerstation genannt sind. Weitere mögliche Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der
Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale oder Ausführungsformen. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der Erfindung hinzufügen.
Zeichnungen
Nachfolgend ist die Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung und anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 ein vereinfachtes Blockschaltbild eines Bussystems gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
Fig. 2 ein Schaubild zur Veranschaulichung des Aufbaus von Nachrichten, die von Teilnehmerstationen des Bussystems gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel gesendet werden können;
Fig. 3 ein vereinfachtes schematisches Blockschaltbild einer Teilnehmerstation des Bussystems gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel in einer ersten
Betriebsart;
Fig. 4 ein Blockschaltbild einer Teilnehmerstation des Bussystems gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel in einer zweiten Betriebsart;
Fig. 5A einen zeitlichen Verlauf eines Sendesignals TxD bei der
Teilnehmerstation gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel sowie Fig. 5B einen zeitlichen Verlauf eines Sendesignals TxD bei einer herkömmlichen
Teilnehmerstation;
Fig. 6A einen zeitlichen Verlauf von Bussignalen CAN_H und CAN_L bei der Teilnehmerstation gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel sowie Fig. 6B einen zeitlichen Verlauf der Bussignale CAN_H und CAN_L bei der herkömmlichen Teilnehmerstation; Fig. 7A einen zeitlichen Verlauf einer Differenzspannung VDIFF der Bussignale CAN_H und CAN_L bei der Teilnehmerstation gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel sowie Fig. 7B einen zeitlichen Verlauf der
Differenzspannung VDIFF der Bussignale CAN_H und CAN_L bei der herkömmlichen Teilnehmerstation; und
Fig. 8A einen zeitlichen Verlauf eines Empfangssignals RxD bei der
Teilnehmerstation gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel sowie Fig. 8B einen zeitlichen Verlauf eines Empfangssignals RxD bei einer herkömmlichen
Teilnehmerstation.
In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente, sofern nichts Anderes angegeben ist, mit denselben Bezugszeichen versehen.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Fig. 1 zeigt als Beispiel ein Bussystem 1, das insbesondere grundlegend für ein CAN-Bussystem, ein CAN FD-Bussystem, ein CAN EL-Bussystem, und/oder Abwandlungen davon, ausgestaltet ist, wie nachfolgend beschrieben. Das Bussystem 1 kann in einem Fahrzeug, insbesondere einem Kraftfahrzeug, einem Flugzeug, usw., oder im Krankenhaus usw. Verwendung finden.
In Fig. 1 hat das Bussystem 1 eine Vielzahl von Teilnehmerstationen 10, 20, 30, die jeweils an einen Bus 40 mit einer ersten Busader 41 und einer zweiten Busader 42 angeschlossen sind. Die Busadern 41, 42 können auch CAN_H und CAN_L genannt werden und dienen zur elektrischen Signalübertragung nach Einkopplung der dominanten Pegel bzw. Erzeugung von rezessiven Pegeln für ein Signal im Sendezustand. Über den Bus 40 sind Nachrichten 45, 46 in der Form von Signalen zwischen den einzelnen Teilnehmerstationen 10, 20, 30 seriell übertragbar. Die Teilnehmerstationen 10, 20, 30 sind beispielsweise Steuergeräte, Sensoren, Anzeigevorrichtungen, usw. eines Kraftfahrzeugs.
Wie in Fig. 1 gezeigt, hat die Teilnehmerstation 10 eine
Kommunikationssteuereinrichtung 11, eine Sende-/Empfangseinrichtung 12 und eine Einrichtung 15 zur Umlenkung eines Empfangssignals RxD. Die Teilnehmerstation 20 hat dagegen eine Kommunikationssteuereinrichtung 21 und eine Sende-/Empfangseinrichtung 22. Die Teilnehmerstation 30 hat eine
Kommunikationssteuereinrichtung 31, eine Sende-/Empfangseinrichtung 32 und eine Einrichtung 35 zur Umlenkung eines Empfangssignals RxD. Die Sende- /Empfangseinrichtungen 12, 22, 32 der Teilnehmerstationen 10, 20, 30 sind jeweils direkt an den Bus 40 angeschlossen, auch wenn dies in Fig. 1 nicht veranschaulicht ist.
Die Kommunikationssteuereinrichtungen 11, 21, 31 dienen jeweils zur Steuerung einer Kommunikation der jeweiligen Teilnehmerstation 10, 20, 30 über den Bus 40 mit mindestens einer anderen Teilnehmerstation der Teilnehmerstationen 10, 20, 30, die an den Bus 40 angeschlossen sind.
Die Kommunikationssteuereinrichtung 11 erstellt und liest erste Nachrichten 45, die beispielsweise modifizierte CAN Nachrichten 45 sind. Hierbei sind die modifizierten CAN Nachrichten 45 auf der Grundlage eines CAN EL-Formats aufgebaut, das in Bezug auf Fig. 2 detaillierter beschrieben ist.
Die Kommunikationssteuereinrichtung 21 kann wie ein herkömmlicher CAN- Controller ausgeführt sein. Die Kommunikationssteuereinrichtung 21 erstellt und liest zweite Nachrichten 46, beispielsweise Classical CAN-Nachrichten 46. Die Classical CAN-Nachrichten 46 sind gemäß dem Classical Basisformat aufgebaut, bei welchem in der Nachricht 46 eine Anzahl von bis zu 8 Datenbytes umfasst sein können. Alternativ ist die Classical CAN-Nachricht 46 als CAN FD Nachricht aufgebaut, bei welcher eine Anzahl von bis zu 64 Datenbytes umfasst sein können, die noch dazu mit einer deutlich schnelleren Datenrate als bei der Classical CAN-Nachricht 46 übertragen werden. Im letzteren Fall ist die
Kommunikationssteuereinrichtung 21 wie ein herkömmlicher CAN FD-Controller ausgeführt.
Die Kommunikationssteuereinrichtung 31 kann ausgeführt sein, um je nach Bedarf eine CAN EL-Nachricht 45 oder eine Classical CAN-Nachricht 46 für die Sende-/Empfangseinrichtung 32 bereitzustellen oder von dieser zu empfangen. Die Kommunikationssteuereinrichtung 31 erstellt und liest also eine erste
Nachricht 45 oder zweite Nachricht 46, wobei sich die erste und zweite Nachricht 44, 46 durch ihren Datenübertragungsstandard unterscheiden, nämlich in diesem Fall CAN EL oder CAN. Alternativ ist die Classical CAN-Nachricht 46 als CAN FD Nachricht aufgebaut. Im letzteren Fall ist die Kommunikationssteuereinrichtung 31 wie ein herkömmlicher CAN FD-Controller ausgeführt.
Die Sende-/Empfangseinrichtung 12 kann bis auf die nachfolgend noch genauer beschriebenen Unterschiede als CAN EL-Transceiver ausgeführt sein. Die Sende-/Empfangseinrichtung 22 kann wie ein herkömmlicher CAN Transceiver oder CAN FD Transceiver ausgeführt sein. Die Sende-/Empfangseinrichtung 32 kann ausgeführt sein, um je nach Bedarf Nachrichten 45 gemäß dem CAN EL- Format oder Nachrichten 46 gemäß dem derzeitigen CAN-Basisformat für die Kommunikationssteuereinrichtung 31 bereitzustellen oder von dieser zu empfangen. Die Sende-/Empfangseinrichtungen 12, 32 sind zusätzlich oder alternativ wie ein herkömmlicher CAN FD Transceiver ausführbar.
Mit den beiden Teilnehmerstationen 10, 30 ist eine Bildung und dann
Übertragung von Nachrichten 45 mit dem CAN EL Format sowie der Empfang solcher Nachrichten 45 realisierbar.
Fig. 2 zeigt für die Nachricht 45 einen CAN EL Rahmen 450, wie er von der Sende-/Empfangseinrichtung 12 oder der Sende-/Empfangseinrichtung 32 gesendet wird. Der CAN EL-Rahmen 450 ist für die CAN-Kommunikation auf dem Bus 40 in unterschiedliche Kommunikationsphasen 451 bis 454 unterteilt, nämlich eine Arbitrationsphase 451, eine SoD-Phase 452, eine Datenphase 453 und eine Rahmenendphase 454.
In der Arbitrationsphase 451 wird beispielsweise am Anfang ein Bit gesendet, das auch SOF-Bit genannt wird und den Beginn des Rahmens bzw. Start of Frame anzeigt. In der Arbitrationsphase 451 wird außerdem ein Identifizierer mit beispielsweise 32 Bit zur Identifikation des Senders der Nachricht 45 gesendet. Bei der Arbitration wird mit Hilfe des Identifizierers bitweise zwischen den Teilnehmerstationen 10, 20, 30 ausgehandelt, welche Teilnehmerstation 10, 20, 30 die Nachricht 45, 46 mit der höchsten Priorität senden möchte und daher für die nächste Zeit zum Senden in der SoD-Phase 452 und der anschließenden Datenphase 453 einen exklusiven Zugriff auf den Bus 40 des Bussystems 1 bekommt.
In der SoD-Phase 452 wird bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine in einem Bit enthaltene Protokollformatinformation gesendet, welche geeignet ist, CAN EL-Rahmen gegenüber CAN-Rahmen oder CAN FD-Rahmen zu unterscheiden diese Protokollformatinformation wird nachfolgend auch als Kennung 457 bezeichnet. Zusätzlich kann ein beispielsweise 13 Bit langer Datenlängecode (Data-Length-Code) gesendet werden, der dann zum Beispiel Werte von 1 bis zu 4096 mit der Schrittweite von 1 annehmen kann, oder alternativ Werte von 0 bis 4095 annehmen kann. Der Datenlängecode kann auch weniger oder mehr Bit umfassen und der Wertebereich und die Schrittweite können andere Werte annehmen.
In der Datenphase 453 werden die Nutzdaten des CAN-EL-Rahmens bzw. der Nachricht 45 gesendet. Die Nutzdaten können entsprechend dem Wertebereich des Datenlängecodes beispielsweise bis zu 4096 Bytes oder einen größeren Wert aufweisen.
In der Rahmenendphase 454 kann beispielsweise in einem Prüfsummenfeld eine Prüfsumme über die Daten der Datenphase 453 einschließlich der Stuffbits enthalten sein, die vom Sender der Nachricht 45 nach jeweils einer
vorbestimmten Anzahl von gleichen Bits, insbesondere 10 gleichen Bits, als inverses Bit eingefügt werden. Zudem kann in einem Endefeld in der der
Rahmenendphase 454 mindestens ein Acknowledge-Bit enthalten sein.
Außerdem kann eine Folge von 11 gleichen Bits vorhanden sein, welche das Ende des CAN EL Rahmens 450 anzeigen. Mit dem mindestens einen
Acknowledge-Bit kann mitgeteilt werden, ob ein Empfänger in dem empfangenen CAN EL Rahmen 450 bzw. der Nachricht 45 einen Fehler entdeckt hat oder nicht.
Mindestens in der Arbitrationsphase 451 und der Rahmenendphase 454 wird ein Physical Layer wie bei CAN und CAN-FD verwendet. Zusätzlich kann in der SoD- Phase 452 zumindest teilweise, also am Anfang, ein Physical Layer wie bei CAN und CAN-FD verwendet werden. Der Physical Layer entspricht der Bitübertragungsschicht oder Schicht 1 des bekannten OSI-Modells (Open Systems Interconnection Modell).
Ein wichtiger Punkt während dieser Phasen 451, 454 ist, dass das bekannte CSMA/CR-Verfahren Verwendung findet, welches gleichzeitigen Zugriff der Teilnehmerstationen 10, 20, 30 auf den Bus 40 erlaubt, ohne dass die höher priorisierte Nachricht 45, 46 zerstört wird. Dadurch können dem Bussystem 1 relativ einfach weitere Bus-Teilnehmerstationen 10, 20, 30 hinzugefügt werden, was sehr vorteilhaft ist.
Das CSMA/CR-Verfahren hat zur Folge, dass es sogenannte rezessive Zustände auf dem Bus 40 geben muss, welche von anderen Teilnehmerstationen 10, 20,
30 mit dominanten Zuständen auf dem Bus 40 überschrieben werden können. Im rezessiven Zustand herrschen an der einzelnen Teilnehmerstation 10, 20, 30 hochohmige Verhältnisse, was in Kombination mit den Parasiten der
Busbeschaltung längere Zeitkonstanten zur Folge hat. Dies führt zu einer Begrenzung der maximalen Bitrate des heutigen CAN-FD-Physical-Layer auf derzeit etwa 2Megabit pro Sekunde im realen Fahrzeug- Einsatz.
Die Arbitration am Anfang eines Rahmens 450 bzw. der Nachricht 45, 46 und das Acknowledgement in der Rahmenendphase 454 des Rahmens 450 bzw. der Nachricht 45, 46 ist nur dann möglich, wenn die Bitzeit deutlich mehr als doppelt so lang ist wie die Signal-Laufzeit zwischen zwei beliebigen Teilnehmerstationen 10, 20, 30 des Bussystems 1. Daher wird die Bitrate in der Arbitrationsphase 451, der Rahmenendphase 454 und zumindest teilweise in der SoD-Phase 352 langsamer gewählt als in der Datenphase 453 des Rahmens 450. Insbesondere wird die Bitrate in den Phasen 451, 452, 454 als 500 kbit/s gewählt, woraus eine Bitzeit von ca. 2ps folgt, wohingegen die Bitrate in der Datenphase 453 als 5 bis 8 Mbit/s gewählt wird, woraus eine Bitzeit von ca. 0,2ps und kürzer folgt. Somit ist die Bitzeit des Signals in den anderen Kommunikationsphasen 451, 452, 454 um mindestens den Faktor 10 größer als die Bitzeit des Signals in der
Datenphase 453.
Ein Sender der Nachricht 45 beginnt ein Senden von Bits der SoD-Phase 452 und der anschließenden Datenphase 453 auf den Bus 40 erst, wenn die Teilnehmerstation 10 als der Sender die Arbitration gewonnen hat und die
Teilnehmerstation 10 als Sender damit zum Senden einen exklusiven Zugriff auf den Bus 40 des Bussystems 1 hat. Der Sender kann entweder nach einem Teil der SoD-Phase 452 auf die schnellere Bitrate und/oder den anderen Physical
Layer wechseln oder erst mit dem ersten Bit, also mit dem Beginn, der
anschließenden Datenphase 453 auf die schnellere Bitrate und/oder den
anderen Physical Layer wechseln.
Ganz allgemein können in dem Bussystem mit CAN EL im Vergleich zu CAN oder CAN FD folgende abweichenden Eigenschaften realisiert werden:
a) Übernahme und ggf. Anpassung bewährter Eigenschaften, die für die Robustheit und Anwenderfreundlichkeit von CAN und CAN FD verantwortlich sind, insbesondere Rahmenstruktur mit Identifier und Arbitrierung nach dem CSMA/CR- Verfahren,
b) Steigerung der Netto-Datenübertragungsrate auf etwa 10 Megabit pro Sekunde, c) Anheben der Größe der Nutzdaten pro Rahmen auf etwa 4kbyte,
d) Optional: Vollständiger oder teilweiser Verzicht auf das Versenden von
Fehlerrahmen (Error Frames) bei Erkennen von Fehlern. Jedoch ist es mit den Sende-/Empfangseinrichtungen 12, 32 möglich, dass Fehlerrahmen (Error Frames) weiter verwendet werden können, da die Buszustands-Übergänge in der Datenphase zeitlich nur sehr kurz beeinflusst werden. Dadurch sind Fehlerrahmen (Error Frames) in der Lage, über den aktuellen Busverkehr zu dominieren (6x dominant in Folge), wie erforderlich. Das ist aus Anwendersicht ein Vorteil.
Fig. 3 zeigt den grundlegenden Aufbau der Teilnehmerstation 10 mit der
Kommunikationssteuereinrichtung 11, der Sende-/Empfangseinrichtung 12 und der Einrichtung 15. Die Teilnehmerstation 30 ist in ähnlicher Weise aufgebaut, wie in Fig. 3 gezeigt, außer dass die Einrichtung 35 nicht in die
Kommunikationssteuereinrichtung 31 integriert ist, sondern separat von der
Kommunikationssteuereinrichtung 31 und der Sende-/Empfangseinrichtung 32 vorgesehen ist. Daher werden die Teilnehmerstation 30 und die Einrichtung 35 nicht separat beschrieben. Die nachfolgend beschriebenen Funktionen der
Einrichtung 15 sind bei der Einrichtung 35 identisch vorhanden. Gemäß Fig. 3 hat die Teilnehmerstation 10 zusätzlich zu der Kommunikationssteuereinrichtung 11, der Sende-/Empfangseinrichtung 12 und der Einrichtung 15 zudem einen Mikrocontroller 13, welchem die
Kommunikationssteuereinrichtung 11 zugeordnet ist, und eine System-ASIC 16 (ASIC = Anwendungsspezifische Integrierte Schaltung), die alternativ ein System Basis-Chip (SBC) sein kann, auf dem mehrere für eine Elektronik-Baugruppe der Teilnehmerstation 10 notwendige Funktionen zusammengefasst sind. In dem System-ASIC 16 ist zusätzlich zu der Sende-/Empfangseinrichtung 12 eine Energieversorgungseinrichtung 17 eingebaut, welche die Sende- /Empfangseinrichtung 12 mit elektrischer Energie versorgt. Die
Energieversorgungseinrichtung 17 liefert üblicherweise eine Spannung
CAN_Supply von 5 V. Je nach Bedarf kann die Energieversorgungseinrichtung 17 jedoch eine andere Spannung mit einem anderen Wert liefern und/oder als Stromquelle ausgestaltet sein.
Die Sende-/Empfangseinrichtung 12 hat zudem einen Sender 121, einen Empfänger 122 und eine Auswerteeinheit 125. Die Auswerteeinheit 125 kann als Schaltblock ausgestaltet sein, der insbesondere mindestens einen Transistor aufweist. Dies ist nachfolgend noch genauer beschrieben.
Auch wenn nachfolgend immer von der Sende-/Empfangseinrichtung 12 gesprochen wird, ist es alternativ möglich, den Empfänger 122 in einer separaten Einrichtung extern von dem Sender 121 vorzusehen. Der Sender 121 und der Empfänger 122 können wie bei einer herkömmlichen Sende- /Empfangseinrichtung 22 aufgebaut sein. Der Sender 121 kann insbesondere mindestens einen Operationsverstärker und/oder einen Transistor aufweisen.
Der Empfänger 122 kann insbesondere mindestens einen Operationsverstärker und/oder einen Transistor aufweisen.
Die Sende-/Empfangseinrichtung 12 ist an den Bus 40 angeschlossen, genauer gesagt dessen erste Busader 41 für CAN_H und dessen zweite Busader 42 für CAN_L. Über mindestens einen Anschluss 43 erfolgt die Spannungsversorgung für die Energieversorgungseinrichtung 17 zum Versorgen der ersten und zweiten Busader 41, 42 mit elektrischer Energie, insbesondere mit der Spannung CAN- Supply. Die Verbindung mit Masse bzw. CAN_GND ist über einen Anschluss 44 realisiert. Die erste und zweite Busader 41, 42 sind mit einem Abschlusswiderstand 49 terminiert.
Die erste und zweite Busader 41, 42 sind in der Sende-/Empfangseinrichtung 12 mit dem Sender 121, der auch als Transmitter bezeichnet wird, und mit dem Empfänger 122 verbunden, der auch als Receiver bezeichnet wird, auch wenn die Verbindung in Fig. 3 zur Vereinfachung nicht gezeigt ist.
Im Betrieb des Bussystems 1 setzt der Sender 121 ein Sendesignal TxD der Kommunikationssteuereinrichtung 11 in entsprechende Signale CAN_H und CAN_L für die Busadern 41, 42 um und sendet diese Signale CAN_H und CAN_L auf den Bus 40. Auch wenn hier für die Sende-/Empfangseinrichtung 12 die Signale CAN_H und CAN_L genannt sind, so sind diese in Bezug auf die Nachricht 45 als Signale CAN-EL_H und CAN-EL_L zu verstehen, die in der Datenphase 453 von den herkömmlichen Signalen CAN_H und CAN_L in mindestens einem Merkmal abweichen, insbesondere in Bezug auf die Bildung der Buszustände für die verschiedenen Datenzustände des Signals TxD und/oder in Bezug auf die Spannung bzw. den Physical Layer und/oder die Bitrate.
Auf dem Bus 40 bildet sich ein Differenzsignal VDIFF = CAN_H - CAN_L aus. Der Empfänger 122 bildet aus von Bus 40 empfangenen Signalen CAN_H und CAN_L ein Empfangssignal RxD und gibt dieses an die
Kommunikationssteuereinrichtung 11 weiter, wie in Fig. 3 gezeigt. Mit Ausnahme eines Leerlauf- oder Bereitschaftszustands (Idle oder Standby), hört die Sende- /Empfangseinrichtung 12 mit dem Empfänger 122 im Normalbetrieb immer auf eine Übertragung von Daten bzw. Nachrichten 45, 46 auf dem Bus 40 und zwar unabhängig davon, ob die Sende-/Empfangseinrichtung 12 Sender der Nachricht 45 ist oder nicht.
Die Einrichtung 15 ist ausgestaltet, in einer empfangenen Nachricht 45 vom Bus 40 die SoD-Phase 452 zu erkennen. Hierfür kann die Einrichtung 15 das in dem Bussystem 1 verwendete Kommunikationsprotokoll für Nachrichten 45, genauer gesagt für Rahmen 450 von Fig. 2 zumindest teilweise interpretieren. Erkennt die Einrichtung 15 die SoD-Phase 452, kehrt die Einrichtung 15 den Datenfluss am Anschluss für das Empfangssignal RxD um, wie in Fig. 4 veranschaulicht. Die Umkehrung des Datenflusses am Anschluss für das Signal RxD ist insbesondere mit einem Schalter oder Schaltblock mit mindestens einem Transistor ausführbar.
In der in Fig. 4 veranschaulichten Betriebsart sendet die
Kommunikationssteuereinrichtung 11 mit Hilfe der Einrichtung 15 dann an die Sende-/Empfangseinrichtung 12, insbesondere deren Auswerteeinheit 125, am Anschluss des Empfangssignals RxD eine Kennung 457. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Kennung 457 ein Bit, welches der Sende- /Empfangseinrichtung 12 den Beginn der Datenphase 453 signalisiert. Für das Bit der Kennung 457 kann entweder die logische oder die logische‘0‘ verwendet werden.
Ergibt die Auswertung, dass derzeit nicht die SoD-Phase 452 empfangen wird, beendet die Einrichtung 15 die Umkehrung des Datenflusses am Anschluss für das Empfangssignal RxD, so dass wieder die Betriebsart von Fig. 3 vorliegt.
Somit nimmt die Einrichtung 15 in allen anderen Kommunikationsphasen 451, 452, 454 keine Änderung des Datenflusses am Anschluss für das
Empfangssignal RxD vor. Daher werden dann wie gewöhnlich am Anschluss für das Empfangssignal RxD die Daten von der Sende-/Empfangseinrichtung 12, genauer gesagt deren Empfänger 122, zu der Kommunikationssteuereinrichtung 11 geleitet.
Um die SoD-Phase 452 zu erkennen, kann die Einrichtung 15 optional zusätzlich die Auswertung verwenden, die bereits von der
Kommunikationssteuereinrichtung 11 durchgeführt wird. Dadurch kann das Auswerteergebnis der Einrichtung 15 plausibilisiert werden. Gegebenenfalls kann hier eine der Auswertungen höher bewertet werden als die andere, so dass die Auswertung verschiedene Sicherheitsstufen für die Erkennung der SoD-Phase 452 realisieren kann. Auf diese Weise macht die Einrichtung 15 die Umschaltung von der
Arbitrationsphase 451 und der SoD-Phase 452 in die Datenphase 453 mit höherer Bitrate kenntlich. Damit liegt der Sende-/Empfangseinrichtung 12 die Information über diesen Zeitpunkt vor, um in die schnelle Datenphase 453 umschalten zu können.
Als Folge davon ist keine galvanische Verbindung durch jeweils einen zusätzlichen Anschluss an der Kommunikationssteuereinrichtung 11 und damit verbundenen Sende-/Empfangseinrichtung 12 erforderlich, damit die
Kommunikationssteuereinrichtung 11 den Zeitpunkt der Bitraten-Umschaltung an die Sende-/Empfangseinrichtung 12 übertragen. Das heißt, die Einrichtung 15 benötigt vorteilhaft keinen zusätzlichen Anschluss, der an einem
Standardgehäuse nicht verfügbar ist. Somit ist durch die Einrichtung 15 kein Wechsel auf ein anderes größeres und kostenintensives Gehäuse notwendig, um einen zusätzlichen Anschluss bereitzustellen.
Außerdem ermöglicht die Einrichtung 15, dass keine Integration einer Protokoll- Controller- Funktionalität in der Sende-/Empfangseinrichtung 12 erforderlich ist. Ein solcher Protocol-Controller, könnte unter anderem den SoD-Teil der Nachricht 45 erkennen und abhängig davon die Datenphase 453 einleiten. Da ein solcher zusätzlicher Protokoll-Controller jedoch beachtlich Fläche in der Sende-/Empfangseinrichtung 12 oder dem ASIC 16 benötigen würde, bewirkt die Einrichtung 15, welche zusätzlich oder alternativ die bereits vorhandene
Funktionalität der Kommunikationssteuereinrichtung 11 verwenden kann, eine deutliche Senkung des Ressourcenbedarfs.
Dadurch bieten die Einrichtung 15 und die Auswerteeinheit 125 eine sehr unaufwändige und kostengünstige Lösung, um der Sende-/Empfangseinrichtung 12 die Umschaltung von der Arbitrationsphase 451 und der SoD-Phase 452 in die Datenphase 453 mit höherer Bitrate kenntlich zu machen.
Die Signale an der Sende-/Empfangseinrichtung 12 gemäß Fig. 3 und Fig. 4 in Betrieb des Bussystems 1 sind nachfolgend anhand der Signalverläufe von Fig. 5A bis Fig. 8B näher erläutert. Fig. 5A bis Fig. 8A zeigen jeweils einen zeitlichen Verlauf von Signalen bei der Sende-/Empfangseinrichtung 12 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel über der Zeit t. Hierbei stellen sich in Folge eines in Fig. 5A gezeigten
Sendesignals TxD die Verläufe von Signalen gemäß Fig. 6A bis Fig. 8A über der Zeit t ein. Die gleichen Signale gemäß Fig. 5A bis Fig. 8A stellen sich über der Zeit t bei der Sende-/Empfangseinrichtung 32 ein, welche Nachrichten 45 senden und empfangen.
Bei dem Sendesignal TxD von Fig. 5A findet im Laufe der Zeit t bei drei aufeinanderfolgenden Bits ein Zustandswechsel von einem ersten Buszustand 401 zu einem zweiten Buszustand 402 und dann wieder zurück zu dem ersten Buszustand 401 statt. Der erste Buszustand 401 kann auch als Rezessivzustand oder hoher Pegel bezeichnet werden und entspricht der logischen ,0‘ des Sendesignals TxD. Der zweite Buszustand 402 kann auch als Dominantzustand oder niedriger Pegel bezeichnet werden und entspricht der logischen ,1‘ des Sendesignals TxD. In Folge des Sendesignals TxD von Fig. 5A stellt sich die Spannung V für die Signale CAN_H und CAN_L gemäß Fig. 6A ein, die
Differenzspannung VDIFF = CAN_H - CAN_L gemäß Fig. 7A ein, und ein Empfangssignal RxD gemäß Fig. 8A ein. Die Spannung V für die Signale CAN_H und CAN_L entspricht im ersten Buszustand 401 oder rezessiven Zustand der Hälfte eines Busvorspannungspotenzials.
Im Vergleich dazu sind in den Fig. 5B bis Fig. 8B jeweils die zeitlichen Verläufe von Signalen bei einer Sende-/Empfangseinrichtung gemäß einer herkömmlichen Sende-/Empfangseinrichtung veranschaulicht, wie beispielsweise der Sende- /Empfangseinrichtung 22 der Teilnehmerstation 20. Die gleichen Signale gemäß Fig. 5B bis Fig. 8B stellen sich bei den Sende-/Empfangseinrichtungen ein, welche Nachrichten 46 senden und empfangen.
Aus dem Vergleich der Signale von Fig. 6A und Fig. 6B ergibt sich sehr deutlich, dass die Sende-/Empfangseinrichtung 12 gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel für eine Nachricht 45 bei demselben Sendesignal TxD für eine Nachricht 46 ein deutlich schnelleres Einschwingen der Signale CAN-H und CAN_L bzw. der daraus berechneten Differenzspannung VDIFF nach dem Zustandswechsel von dem Zustand 401 auf den Zustand 402 bzw. von Dominant nach Rezessiv bewirkt. Ist die Schwellwertspannung eines Empfängers der Sende-Empfangseinrichtung 12 auf den üblichen Wert von 0,7 V eingestellt, wie in Fig. 7A und Fig. 7B veranschaulicht, erkennt ein Empfänger der Sende- Empfangseinrichtung 142 auch bei einem Zustandswechsel von dem Zustand 401 auf den Zustand 402 bzw. von Dominant nach Rezessiv keine angeblichen Zustandswechsel von dem Zustand 402 auf den Zustand 401 bzw. von Rezessiv nach Dominant. Somit kann eine Abtastung des Empfangssignals RxD bei dem derzeit üblichen Abtastpunkt AP sicher zu dem gewünschten Ergebnis führen, wie in Fig. 8A dargestellt. Dies gilt, auch wenn sich die Länge der Bitzeit tdom des Zustands 401 bzw. eines dominanten Bits gegenüber einer herkömmlichen Sende-/Empfangseinrichtung oder der Sende-/Empfangseinrichtung 12 der Teilnehmerstation 20 etwas verlängert, wie aus dem Vergleich von Fig. 8A und Fig. 8B ersichtlich.
Somit ist die Sende-/Empfangseinrichtung 12 gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel derart ausgestaltet, dass die Sende-/Empfangseinrichtung 12 eine geringere Schwingneigung als eine herkömmliche Sende- /Empfangseinrichtung bzw. beispielsweise die Sende-/Empfangseinrichtung 22 hat.
Durch die beschriebene Ausgestaltung der Sende-/Empfangseinrichtung(en) 12, 32 können in der Datenphase weit höhere Datenraten als mit CAN oder CAN-FD erreicht werden. Zudem kann die Datenlänge in dem Datenfeld 454 auf bis zu 4096 Byte erhöht werden. Dadurch können die Vorteile von CAN in Bezug auf die Arbitrierung beibehalten und dennoch eine größere Anzahl von Daten in kürzerer Zeit als bisher effektiv übertragen werden, das heißt, ohne dass eine Wiederholung der Daten aufgrund eines Fehlers notwendig wäre, wie
nachfolgend erläutert.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass Fehlerrahmen in dem Bussystem 1 bei der Übertragung von Nachrichten 45 nicht benötigt werden, jedoch optional verwendet werden können. Werden keine Fehlerrahmen verwendet, werden Nachrichten 45 nicht mehr zerstört, was eine Ursache für die Notwendigkeit einer Doppelübertragung von Nachrichten beseitigt. Dadurch steigt die Nettodatenrate. Gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel bewirkt die Vorrichtung 15 für eine längere Phase als bei dem ersten Ausführungsbeispiel, dass in der SoD-Phase der Datenfluss am Anschluss für das Empfangssignal RxD umgekehrt wird. In diesem Fall sendet dann die Kommunikationssteuereinrichtung 11 als Kennung 457 ein Bitmuster, welches der Sende-/Empfangseinrichtung 12 den Beginn der Datenphase 453 signalisiert. Dieses Bitmuster der Kennung 457 hat eine vorbestimmte Abfolge von Bits, beispielsweise‘10 oder‘010‘ oder‘0 oder‘10‘ oder‘100 usw.
In diesem Fall kann die Umschalteinheit 125 beispielsweise als Logik
ausgestaltet sein, insbesondere als Flipflop.
In allen anderen Kommunikationsphasen 451, 452, 454 werden am Anschluss für das Empfangssignal RxD wie gewöhnlich die Daten von der Sende- /Empfangseinrichtung 12 zu der Kommunikationssteuereinrichtung 11 geleitet.
Ansonsten ist das Bussystem 1 bei dem zweiten Ausführungsbeispiel auf die gleiche Weise aufgebaut, wie zuvor in Bezug auf das erste Ausführungsbeispiel beschrieben.
Alle zuvor beschriebenen Ausgestaltungen der Vorrichtungen 15, 35, der Teilnehmerstationen 10, 20, 30, des Bussystems 1 und des darin ausgeführten Verfahrens können einzeln oder in allen möglichen Kombinationen Verwendung finden. Insbesondere können alle Merkmale der zuvor beschriebenen
Ausführungsbeispiele und/oder deren Modifikationen beliebig kombiniert werden. Zusätzlich oder alternativ sind insbesondere folgende Modifikationen denkbar.
Auch wenn die Erfindung zuvor am Beispiel des CAN-Bussystems beschrieben ist, kann die Erfindung bei jedem Kommunikationsnetzwerk und/oder
Kommunikationsverfahren eingesetzt werden, bei welchem zwei verschiedene Kommunikationsphasen verwendet werden, in denen sich die Buszustände unterscheiden, die für die unterschiedlichen Kommunikationsphasen erzeugt werden. Insbesondere ist die Erfindung bei Entwicklungen von sonstigen seriellen Kommunikationsnetzwerken, wie Ethernet und/oder 100 Base-Tl Ethernet, Feldbussystemen, usw. einsetzbar. Das zuvor beschriebene Bussystem 1 gemäß den Ausführungsbeispielen ist anhand eines auf dem CAN-Protokoll basierenden Bussystems beschrieben. Das Bussystem 1 gemäß den Ausführungsbeispielen kann jedoch auch eine andere Art von Kommunikationsnetz sein, bei welchem Daten seriell mit zwei verschiedenen Bitraten übertragbar sind. Es ist vorteilhaft, jedoch nicht zwangsläufige Voraussetzung, dass bei dem Bussystem 1 zumindest für bestimmte Zeitspannen ein exklusiver, kollisionsfreier Zugriff einer
Teilnehmerstation 10, 20, 30 auf einen gemeinsamen Kanal gewährleistet ist.
Die Anzahl und Anordnung der Teilnehmerstationen 10, 20, 30 in dem
Bussystem 1 der Ausführungsbeispiele ist beliebig. Insbesondere kann die Teilnehmerstation 20 in dem Bussystem 1 entfallen. Es ist möglich, dass eine oder mehrere der Teilnehmerstationen 10 oder 30 in dem Bussystem 1 vorhanden sind. Denkbar ist, dass alle Teilnehmerstationen in dem Bussystem 1 gleich ausgestaltet sind, also nur Teilnehmerstation 10 oder nur
Teilnehmerstation 30 oder nur Teilnehmerstationen 100 vorhanden sind.

Claims

Ansprüche
1) Teilnehmerstation (10; 30) für ein serielles Bussystem (1), mit
einem Empfänger (122) zum Empfang eines Signals von einem Bus (40) des Bussystems (1), bei welchem Bussystem (1) zum
Austausch von Nachrichten (45; 46) zwischen Teilnehmerstationen (10, 20, 30; 100) des Bussystems (1) mindestens eine erste
Kommunikationsphase (451, 452, 454) und eine zweite
Kommunikationsphase (453) verwendet werden, und
einer Einrichtung (15; 35) zur Auswertung des von dem
Empfänger (122) ausgegebenen Empfangssignals (RX),
wobei der Empfänger (122) ausgestaltet ist, aus dem von dem Bus (40) empfangenen Signal ein digitales Empfangssignal (RxD) zu erzeugen und an die Einrichtung (15; 35) an einem Anschluss auszugeben,
wobei die Einrichtung (15; 35) ausgestaltet ist, das digitale Empfangssignal (RxD) in Hinblick auf ein vorbestimmtes
Kommunikationsprotokoll auszuwerten, welches festlegt, wann eine vorbestimmte Kommunikationsphase (452) beginnt und endet, die eine anschließende Übertragung von Nutzdaten in einer Nachricht (45) anzeigt, und
wobei die Einrichtung (15; 35) ausgestaltet ist, an dem Anschluss den Datenfluss des digitalen Empfangssignals (RxD) für die Zeitdauer von mindestens einem Bit zu dem Empfänger (122) umzukehren, wenn die Auswertung der Einrichtung (15; 35) ergibt, dass derzeit vom Bus (40) Daten in der vorbestimmten Kommunikationsphase (452) empfangen werden.
2) Teilnehmerstation (10; 30) nach Anspruch 1, zudem mit einer Sende-/Empfangseinrichtung (12; 32), welche den
Empfänger (122) aufweist und einen Sender (121) zum Senden von Nachrichten (45) auf den Bus (40) aufweist, und
einer Kommunikationssteuereinrichtung (11; 31) zum Steuern einer Kommunikation der Teilnehmerstation (10; 30) mit mindestens einer anderen Teilnehmerstation (10; 20; 30) des Bussystems (1),
wobei die Kommunikationssteuereinrichtung (11; 31) die
Einrichtung (15; 35) aufweist.
3) Teilnehmerstation (10; 30) nach Anspruch 2, wobei die Einrichtung (15;
35) ausgestaltet ist, die Kommunikationssteuereinrichtung (11; 31) zu veranlassen, in der vorbestimmten Kommunikationsphase (452), in welcher die Einrichtung (15; 35) den Datenfluss des digitalen
Empfangssignals (RxD) umkehrt, an dem Anschluss für das digitale Empfangssignal (RxD) eine Kennung (457) mit einem vorbestimmten Wert an den Empfänger (122) zu senden.
4) Teilnehmerstation (10; 30) nach Anspruch 3, wobei die Kennung (457) ein Bit mit einem vorbestimmten Wert ist.
5) Teilnehmerstation (10; 30) nach Anspruch 3, wobei die Kennung (457) ein vorbestimmtes Bitmuster ist.
6) Teilnehmerstation (100) nach einem der Ansprüche 3 bis 5,
wobei die Kommunikationssteuereinrichtung (11; 31) ausgestaltet ist, ein Sendesignal (TxD) an die Sende-/Empfangseinrichtung (12; 35) zu senden, welches die Sende-/Empfangseinrichtung (12; 32) als Grundlage für die Signale (CAN_H, CAN_L) für die Busadern (41, 42) verwendet, und
wobei die Einrichtung (15; 35) ausgestaltet ist, das Empfangssignal (RxD) mit dem von der
Kommunikationssteuereinrichtung (11; 31) erstellten Sendesignal (TxD) zu vergleichen, um zu bestimmen, ob die Kennung (457) zu senden ist.
7) Teilnehmerstation (10; 30) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei Buszustände (401, 402) des in der ersten Kommunikationsphase (451, 452, 454) von dem Bus (40) empfangenen Signals mit einem anderen Physical Layer erzeugt sind als Buszustände des in der zweiten Kommunikationsphase (453) empfangenen Signals.
8) Teilnehmerstation (10; 30) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei in der ersten Kommunikationsphase (451) Bits der Signale eine Bitzeit haben, die um mindestens den Faktor 10 größer als eine Bitzeit von Bits ist, die in der zweiten Kommunikationsphase (453) getrieben werden.
9) Teilnehmerstation (10; 30) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei in der ersten Kommunikationsphase (451, 452, 454) ausgehandelt wird, welche der Teilnehmerstationen (10, 20, 30) des Bussystems (1) in der nachfolgenden zweiten Kommunikationsphase (453) einen zumindest zeitweise exklusiven, kollisionsfreien Zugriff auf den Bus (40) bekommt.
10) Bussystem (1), mit
einem Bus (40), und
mindestens zwei Teilnehmerstationen (10; 20; 30), welche über den Bus (40) derart miteinander verbunden sind, dass sie seriell miteinander kommunizieren können und von denen mindestens eine Teilnehmerstation (10; 30) eine Teilnehmerstation (10; 30) nach einem der vorangehenden Ansprüche ist.
11) Verfahren zur Kommunikation in einem seriellen Bussystem (1), wobei das Verfahren mit einer Teilnehmerstation (10; 30) für ein Bussystem (1) ausgeführt wird, bei welchem zum Austausch von Nachrichten (45; 46) zwischen Teilnehmerstationen (10, 20, 30) des Bussystems (1) mindestens eine erste Kommunikationsphase (451, 452, 454) und eine zweite Kommunikationsphase (453) verwendet werden, wobei die Teilnehmerstation (10; 30) einen Empfänger (122) und eine Einrichtung (15; 35) aufweist, und wobei das Verfahren die Schritte aufweist,
Empfangen, mit dem Empfänger (122), eines Signals von dem Bus (40) des Bussystems (1), Erzeugen, mit dem Empfänger (122), aus dem von dem Bus (40) empfangenen Signal eines digitalen Empfangssignals (RxD) und Ausgeben des digitalen Empfangssignals (RxD) an einem Anschluss, Auswerten, mit der Einrichtung (15; 35), des digitalen
Empfangssignals (RxD) in Hinblick auf ein vorbestimmtes
Kommunikationsprotokoll, welches festlegt, wann eine vorbestimmte Kommunikationsphase (452) beginnt und endet, die eine anschließende Übertragung von Nutzdaten in einer Nachricht (45) anzeigt, und
Umkehren, mit der Einrichtung (15; 35), an dem Anschluss des Datenflusses des digitalen Empfangssignals (RxD) für die Zeitdauer von mindestens einem Bit zu dem Empfänger (122), wenn die Auswertung der Einrichtung (15; 35) ergibt, dass derzeit vom Bus (40) Daten in der vorbestimmten Kommunikationsphase (452) empfangen werden.
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