[發(fā)明專利]具有可切換的轉(zhuǎn)換速率的現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011375441.1
• 申請(qǐng)日: 2020-11-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112859663A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: J·雷珀
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 英飛凌科技股份有限公司
• 主分類號(hào): G05B19/042
• 分類號(hào): G05B19/042
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所 11256
• 代理人: 閆昊

在此公開(kāi)一種具有可切換的轉(zhuǎn)換速率的現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)。下面描述一種用于總線驅(qū)動(dòng)器的電路以及一種對(duì)應(yīng)的方法。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，電路包括具有轉(zhuǎn)換速率控制器的驅(qū)動(dòng)電路、輸出級(jí)和監(jiān)視電路。輸出級(jí)與第一總線線路和第二總線線路連接，并且驅(qū)動(dòng)電路被構(gòu)造成取決于第一邏輯信號(hào)控制輸出級(jí)，使得產(chǎn)生第一總線線路和第二總線線路之間的對(duì)應(yīng)總線電壓。轉(zhuǎn)換速率控制器與驅(qū)動(dòng)電路耦聯(lián)并且被構(gòu)造成取決于輸入信號(hào)來(lái)設(shè)定驅(qū)動(dòng)電路的轉(zhuǎn)換速率。監(jiān)視電路被構(gòu)造成產(chǎn)生用于轉(zhuǎn)換速率控制器的輸入信號(hào)，其中在包括在第一邏輯信號(hào)中的數(shù)據(jù)幀的仲裁階段期間，輸入信號(hào)指示比在所述數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)傳輸階段期間高的轉(zhuǎn)換速率。

技術(shù)領(lǐng)域

本說(shuō)明書涉及諸如控制器局域網(wǎng)(CAN)之類的現(xiàn)場(chǎng)總線的領(lǐng)域。

背景技術(shù)

控制器局域網(wǎng)(CAN)是汽車應(yīng)用中最常用的現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)之一。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渫ǔＪ切切蔚模⑶医柚罘中盘?hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)總線通信，其中顯性狀態(tài)由相對(duì)高的總線電壓(例如大于0.9V)表示，并且隱性狀態(tài)由相對(duì)低的電壓(例如小于0.5V)表示。在其它現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)中，這些狀態(tài)也被稱為“活動(dòng)”和“空閑”。在具有星形總線拓?fù)涞膶?shí)際應(yīng)用中，通常僅一些總線節(jié)點(diǎn)按照規(guī)定被端接。

尤其是在較高的數(shù)據(jù)速率下，總線信號(hào)的完整性可能受到未按照規(guī)定端接的總線節(jié)點(diǎn)上的反射或低電阻星點(diǎn)上的反射的損害。隨著總線信號(hào)的上升和下降時(shí)間變得較短，信號(hào)完整性可能變得越來(lái)越差，這表明顯性狀態(tài)與隱性狀態(tài)之間(并且反之亦然)的緩慢過(guò)渡(即小的轉(zhuǎn)換速率)。另一方面，低轉(zhuǎn)換速率引起相對(duì)高的環(huán)路延遲。尤其是在總線通信的仲裁階段可能重要的是：信號(hào)以很小的延遲(相對(duì)于彼此)到達(dá)所有總線節(jié)點(diǎn)，因此環(huán)路延遲應(yīng)當(dāng)足夠小以允許按照規(guī)定的仲裁。相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)詳細(xì)說(shuō)明了最大的環(huán)路延遲并且因此間接地詳細(xì)說(shuō)明了轉(zhuǎn)換速率的下界限。

保證足夠的信號(hào)完整性的簡(jiǎn)單可能性在于限制用于確定的傳輸速率的線路長(zhǎng)度(例如用于2Mbit/s的較大的線路長(zhǎng)度和用于5Mbit/s的較短的線路長(zhǎng)度)。其它方案使用具有臨時(shí)端接的收發(fā)器電路，例如緊接在檢測(cè)到總線端子處的信號(hào)改變之后。然而，這種收發(fā)器電路應(yīng)該僅用在沒(méi)有按照規(guī)定的電端接的總線節(jié)點(diǎn)中。如果它們?cè)谝呀?jīng)端接的總線節(jié)點(diǎn)中使用，則信號(hào)完整性變差，即收發(fā)器使用的臨時(shí)端接是不利的。這種具有所謂的振鈴抑制(ringing supression)的收發(fā)器在一些情況下也能夠重寫總線節(jié)點(diǎn)的錯(cuò)誤幀，所述錯(cuò)誤幀對(duì)于CAN協(xié)議是重要的。

重要的是要理解，所描述的問(wèn)題不限于CAN系統(tǒng)并且也可能夠在其它現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)中出現(xiàn)。本發(fā)明的任務(wù)尤其可以在于，提供一種用于現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)(并且尤其是用于具有靈活的數(shù)據(jù)速率的CAN系統(tǒng))的收發(fā)器電路，該收發(fā)器電路可以在端接的和未端接的總線節(jié)點(diǎn)中使用。

發(fā)明內(nèi)容

上述任務(wù)通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的電路和方法來(lái)解決。各種實(shí)施例和進(jìn)一步改進(jìn)是以下內(nèi)容。下面描述一種用于總線驅(qū)動(dòng)器的電路。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，電路包括具有轉(zhuǎn)換速率控制器的驅(qū)動(dòng)電路、輸出級(jí)和監(jiān)視電路。輸出級(jí)與第一總線線路和第二總線線路連接，并且驅(qū)動(dòng)電路被構(gòu)造成取決于第一邏輯信號(hào)控制輸出級(jí)，使得產(chǎn)生第一總線線路和第二總線線路之間的對(duì)應(yīng)總線電壓。轉(zhuǎn)換速率控制器與驅(qū)動(dòng)電路耦聯(lián)，并且被構(gòu)造成取決于輸入信號(hào)來(lái)設(shè)定驅(qū)動(dòng)電路的轉(zhuǎn)換速率。監(jiān)視電路被構(gòu)造成產(chǎn)生用于轉(zhuǎn)換速率控制器的輸入信號(hào)，其中在包括在所述第一邏輯信號(hào)中的數(shù)據(jù)幀的仲裁階段期間，輸入信號(hào)指示比在數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)傳輸階段期間高的轉(zhuǎn)換速率。

此外，還描述了一種用于控制數(shù)據(jù)總線的總線線路的方法。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，該方法包括取決于邏輯信號(hào)在第一總線線路和第二總線線路之間產(chǎn)生總線電壓，其中總線電壓的改變以可設(shè)定的轉(zhuǎn)換速率進(jìn)行。該方法還包括設(shè)定轉(zhuǎn)換速率，其中在包括在邏輯信號(hào)中的數(shù)據(jù)幀的仲裁階段期間，設(shè)定比在數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)傳輸階段期間高的轉(zhuǎn)換速率。

附圖說(shuō)明

下面借助附圖更詳細(xì)地闡述實(shí)施例。附圖不一定按比例繪制，并且實(shí)施例不只是限于所示的方面。更確切地說(shuō)，重點(diǎn)在于示出實(shí)施例所基于的原理。在附圖中：

圖1示出具有多個(gè)總線節(jié)點(diǎn)的CAN總線系統(tǒng)的示例。