CN111149326B - 用于总线系统的发送/接收装置和用于减小在不同的位状态之间过渡时的振荡趋势的方法 - Google Patents

Abstract

提供了一种用于总线系统（1）的发送/接收装置（12；120；1200）和一种用于减小在不同的位状态之间过渡时的振荡趋势的方法。发送/接收装置（12；120；1200）具有：第一驱动器（1211），用于驱动总线系统（1）的总线（40）的第一总线芯线（41）的信号，在所述总线系统（1）中，至少有时确保了用户站（10、20、30，100）对所述总线系统（1）的总线（40）的独占的、无冲突的访问；第二驱动器（1212），用于驱动总线（40）的第二总线芯线（42）的信号；第一驱动器副本（1213），用于驱动第一总线芯线（41）的信号以便针对第一总线芯线（41）降低由第一驱动器（1211）提供的电流；和/或第二驱动器副本（1214），用于驱动第二总线芯线（42）的信号以便除了第二驱动器（1212）之外针对第二总线芯线（42）提供电流；接收器（122），用于接收由总线系统（1）的总线（40）所传输的信号；和减振单元（15；150），其被设计成，如果检测到所接收的信号从显性总线状态（402）到隐性总线状态（401）的状态变换，则控制用于驱动第一和/或第二总线芯线（41、42）的信号的驱动器副本（1213、1214）中的至少一个。

Description

用于总线系统的发送/接收装置和用于减小在不同的位状态 之间过渡时的振荡趋势的方法

技术领域

本发明涉及一种用于总线系统的发送/接收装置和一种用于减小在不同的位状态之间过渡时的振荡趋势的方法，所述发送/接收装置和所述方法例如可以在用于CAN总线系统的用户站中投入使用。对振荡趋势的减小通过总线系统的总线的总线芯线上的附加的驱动器来实现。

背景技术

在总线系统中进行消息或数据传输时，通过不同的位状态或电压状态来呈现包含在消息或数据的字节或位中的信息。在经由总线系统的总线来传输消息时，这些不同的位状态导致不同的总线状态。视总线系统而定，对于消息或数据传输来说存在不同的传输协议。

例如，在CAN总线系统中，借助于CAN和/或CAN FD协议来传输消息，如在作为CAN协议规范的ISO-11898-1:2015标准中以CAN FD描述的那样。如今，对于传感器与控制设备之间的通信来说，CAN总线系统广泛流行。CAN总线系统在车辆或自动化设施等等中常常被用于在各个总线用户之间的通信。

尤其是在CAN/CAN-FD通信的情况下，也被称作收发器的发送/接收装置必须能够可以低欧姆地驱动总线，以便建立显性总线状态或位状态作为两个不同的总线状态或位状态中的一个。而在作为这两个不同的总线状态中的另一个总线状态的隐性状态下，发送/接收装置是相对高欧姆的。

从显性向隐性过渡视总线拓扑、短截线或短截线路的长度、终端电阻的位置和数目而定具有振荡趋势。这在系统设计方面非常不利，因为由于此,位时间必须长得直至振荡充分衰减。如果位时间不足够长，则发送/接收装置可能在隐性状态下错误地识别出显性。因而，遵循发送/接收装置的所容许的最大错误率造成了更长的位时间，这导致在总线系统中消息的传输率或传输速度的不符合期望的降低。

发明内容

因而，本发明的任务是提供一种用于总线系统的发送/接收装置和一种用于减小在不同的位状态之间过渡时的振荡趋势的方法，所述发送/接收装置和所述方法解决之前提到的问题。尤其应该提供一种用于总线系统的发送/接收装置和一种用于减小在总线系统中在不同的位状态或电压状态之间过渡时的振荡趋势、尤其是在从显性状态过渡到隐性状态时的振荡趋势的方法。

该任务通过具有权利要求1的特征的用于总线系统的发送/接收装置来解决。该发送/接收装置包括：第一驱动器，用于驱动总线系统的总线的第一总线芯线的信号，在该总线系统中，至少有时确保了用户站对该总线系统的总线的独占的、无冲突的访问；第二驱动器，用于驱动总线的第二总线芯线的信号；第一驱动器副本，用于驱动第一总线芯线的信号以便针对第一总线芯线降低由第一驱动器提供的电流；和/或第二驱动器副本，用于驱动第二总线芯线的信号以便除了第二驱动器之外针对第二总线芯线提供电流；接收器，用于接收由总线系统的总线所传输的信号；和减振单元，其被设计成，如果检测到所接收的信号从显性总线状态到隐性总线状态的状态变换时，控制用于驱动第一和/或第二总线芯线的信号的驱动器副本中的至少一个。

利用所描述的发送/接收装置，在从显性向隐性过渡时对振荡时长的减小或者所谓的振铃抑制（Ringing Suppression）是可能的，由此实现了比特传输率的提高、尤其是在消息的数据区中的比特传输率的提高。结果是，在总线系统中消息的传输率或传输速度升高。

在不同的位状态或电压状态之间过渡、尤其是在CAN总线系统中从显性向隐性过渡时对振荡时长的减小还允许在设计总线系统的总线拓扑和/或终端和/或短截线和/或节点或用户站的数目方面的更多的自由度。

还有，通过发送/接收装置的所描述的设计方案来实现在有线发射时频谱的有利的变化。即发射的辐射可以在关键的频率范围内减小，该关键的频率范围例如在大约1与大约3MHz之间，这对应于共模扼流圈和寄生电容的谐振频率。作为替代，通过所描述的发送/接收装置，在不关键的频率范围内出现发射的辐射，该不关键的频率范围在所提到的示例中为大于大约10MHz的频率，而且其中扼流圈起作用。

此外，通过所添加的驱动器实现总线的两个总线芯线的十分对称的阻抗。在所描述的发送/接收装置中，现在在每个总线芯线上连接相同的元件。由此提高发送/接收装置和与发送/接收装置连接的组件的抗干扰性和发射。

该发送/接收装置适合于所有通信系统，其中总线状态活跃地被驱动，如尤其是在CAN总线系统、CAN-HS总线系统、CAN-FD总线系统等等的情况下活跃地被驱动。在CAN-HS总线系统（HS = 高速 = Highspeed）中，直至500kBit每秒（500kbps）的数据传输率都是可能的。在CAN FD总线系统的情况下，大于1MBit每秒（1Mbps）的数据传输率是可能的。

该发送/接收装置的其它有利的设计方案在从属权利要求中描述。

根据一种设计方案，第一驱动器副本具有驱动器、晶体管和二极管，该二极管的阴极与晶体管的漏极连接端连接，并且该二极管的阳极与第一总线芯线连接，其中驱动器被接线用于控制晶体管，并且其中晶体管的源极连接端与地连接。

根据一种设计方案，第二驱动器副本具有驱动器、晶体管和二极管，该二极管的阴极与晶体管的源极连接端连接，并且该二极管的阳极与第一和第二总线芯线的电压供应连接，其中驱动器被接线用于控制晶体管，并且其中晶体管的漏极连接端与第二总线芯线连接。

可能地，减振单元还具有：检测块，该检测块被设计用于检测所接收的信号从显性总线状态到隐性总线状态的状态变换，并且该检测块的输入端与发送/接收装置的接收比较器的输入端并联；和RS时间控制块，其被设计用于根据检测块的检测结果来控制至少一个总线芯线上的信号。在这种情况下，减振单元还可以具有用于检测总线的总线芯线上的信号彼此间的时间位置的相位检测块和/或用于检测总线上的通信的不同阶段的通信阶段检测块，其中RS时间控制块还被设计用于根据相位检测块的检测结果来控制至少一个总线芯线上的信号，以便调节总线芯线上的信号的相位，和/或根据所检测的在总线上的通信阶段来控制至少一个总线芯线上的信号。在此，通信阶段检测块可以被设计用于检测至少一个表明消息结束的结束位，以便检测总线上的通信的不同阶段。

可设想的是，将RS时间控制块设计成在通信的仲裁阶段结束后控制至少一个总线芯线上的信号。

根据又一设计方案可能的是，发送/接收装置具有发送器，该发送器包括第一和第二驱动器并且包括第一驱动器副本和/或第二驱动器副本并且被设计用于将消息发送到总线上，其中减振单元被设计成，使得只有当发送器将消息发送到总线上时才激活减振单元。

之前描述的发送/接收装置可以是具有总线和至少两个用户站的总线系统的一部分，所述至少两个用户站通过总线相互连接，使得它们可以彼此进行通信。在此，所述至少两个用户站中的至少一个具有之前描述的发送/接收装置。

所述至少两个用户站中的至少一个用户站可以具有通信控制装置，该通信控制装置被设计用于向发送/接收装置发送信号（发送/接收装置将该信号用作总线芯线的信号的基础），并且将该信号与由发送/接收装置从总线接收的信号进行比较以产生控制信号，并且其中通信控制装置被设计用于将用于控制减振单元的控制信号输出到发送/接收装置。

之前提到的任务还通过具有权利要求11的特征的用于减小在不同的位状态之间过渡时的振荡趋势的方法来解决。该方法利用用于总线系统的发送/接收装置来实施，在该总线系统中至少有时确保了用户站对总线系统的总线的独占的、无冲突的访问，其中该发送/接收装置具有用于驱动总线系统的总线的第一总线芯线的信号的第一驱动器和用于驱动总线的第二总线芯线的信号的第二驱动器，该方法包括如下步骤：接收由总线传输的信号；检测所接收的信号从显性总线状态到隐性总线状态的状态变换；以及如果在检测步骤中检测到状态变换，则利用第一驱动器副本来驱动第一总线芯线的信号以便针对第一总线芯线降低由第一驱动器提供的电流；和/或如果在检测步骤中检测到状态变换，则利用第二驱动器副本来驱动第二总线芯线的信号以便除了第二驱动器之外针对第二总线芯线提供电流。

该方法提供了与其之前关于该发送/接收装置所提到的相同的优点。

本发明的其它可能的实现方案也包括之前或下文关于实施例描述的特征或实施方式的未明确提及的组合。在此，本领域技术人员也将单个方面作为改进或补充添加至本发明的相应基本形式。

附图说明

随后，本发明参考附图并且依据实施例进一步予以描述。其中：

图1示出了按照第一实施例的总线系统的简化框图；

图2示出了按照第一实施例的总线系统的发送/接收装置的电路图；

图3A示出了在按照第一实施例的发送/接收装置的情况下发送信号TxD的随时间的变化过程以及图3B示出了在常规的发送/接收装置的情况下发送信号TxD的随时间的变化过程；

图4A示出了在按照第一实施例的发送/接收装置的情况下总线信号CAN_H和CAN_L的随时间的变化过程以及图4B示出了在常规的发送/接收装置的情况下总线信号CAN_H和CAN_L的随时间的变化过程；

图5A示出了在按照第一实施例的发送/接收装置的情况下总线信号CAN_H和CAN_L的差分电压VDIFF的随时间的变化过程以及图5B示出了在常规的发送/接收装置的情况下总线信号CAN_H和CAN_L的差分电压VDIFF的随时间的变化过程；

图6A示出了在按照第一实施例的发送/接收装置的情况下接收器输出的随时间的变化过程以及图6B示出了在常规的发送/接收装置的情况下接收器输出的随时间的变化过程；

图7A示出了在按照第一实施例的发送/接收装置的情况下接收信号RxD的随时间的变化过程以及图7B示出了在常规的发送/接收装置的情况下接收信号RxD的随时间的变化过程；

图8示出了按照第一实施例的一种修改方案的总线系统的发送/接收装置的电路图；

图9示出了用于阐明由按照第一实施例的总线系统的用户站发送的消息的结构的简图；

图10示出了按照第二实施例的总线系统的发送/接收装置的电路图；并且

图11示出了按照第三实施例的总线系统的发送/接收装置的电路图。

在所述附图中，只要不另作说明，相同或者功能相同的要素就配备有相同的附图标记。

具体实施方式

图1示出了总线系统1，该总线系统例如可以至少部分地是CAN总线系统、CAN-FD总线系统，等等。总线系统1可以在车辆、尤其是机动车、飞机等等中或者在医院等等中得以应用。

在图1中，总线系统1具有多个用户站10、20、30，所述用户站分别连接到具有第一总线芯线41和第二总线芯线42的总线40上。总线芯线41、42也可以被称作CAN_H和CAN_L，而且用于在为发送状态下的信号耦合输入显性电平或产生隐性电平之后的电信号传输。通过总线40，消息45、46、47可以以信号形式在各个用户站10、20、30之间传输。用户站10、20、30例如可以是机动车的控制设备或显示装置。

如在图1中示出的那样，用户站10、30分别具有通信控制装置11和发送/接收装置12。发送/接收装置12分别包括减振单元15。而用户站20具有通信控制装置11和发送/接收装置13。用户站10、30的发送/接收装置12和用户站20的发送/接收装置13分别直接连接到总线40上，即使这在图1中未示出。

通信控制装置11用于控制相应的用户站10、20、30经由总线40与连接到总线40上的用户站10、20、30中的其它用户站的通信。发送/接收装置12用于发送信号形式的消息45、47并且在这种情况下使用减振单元15，如稍后还更详细地描述的那样。通信控制装置11尤其可以像常规的CAN-FD控制器或CAN控制器那样来实施。发送/接收装置13尤其可以像常规的CAN收发器和/或CAN-FD收发器那样来实施。发送/接收装置13尤其可以像常规的CAN收发器那样来实施。

图2示出了具有减振单元15的发送/接收装置12的基本结构。发送/接收装置12连接到总线40上，更准确地说连接到该总线的用于CAN_H的第一总线芯线41和该总线的用于CAN_L的第二总线芯线42上。通过连接端43来实现针对第一和第二总线芯线41、42的电压供应、尤其是CAN-Supply（供应）。通过连接端44来实现对地或CAN_GND的连接。第一和第二总线芯线41、42以终端电阻49来结束。

在发送/接收装置12中，第一和第二总线芯线41、42与也被称作Transmitter的发送器121连接并且与也被称作Receiver的接收器122连接。用于将信号通过连接端111、112驱动到通信控制装置11的连接单元125不仅与发送器121连接而且与接收器122连接。

为了驱动连接端111、112的信号，连接单元125具有用于发送信号TxD的发送信号驱动器1251，该发送信号也被称作TxD信号并且在连接端111上由通信控制装置11接收。连接单元125还具有用于接收信号RxD的接收信号驱动器1252，该接收信号也被称作RxD信号，其从总线芯线41、42借助于接收器122来接收并且通过连接端112被转交给通信控制装置11。驱动器1251、1252通过数字部件1253与发送器121和接收器122连接。数字部件1253可以执行对信号TxD、RxD的监控。

按照图2，减振单元15的一些组件构建到发送器121中。减振单元15的其它组件构建到接收器122中。在这种情况下，发送器121除了用于第一总线芯线41的具有驱动器电路和由晶体管和二极管构成的第一输出级的驱动器1211和用于第二总线芯线42的具有驱动器电路和由晶体管和二极管构成的第二输出级的驱动器1212之外还具有用于第一总线芯线41的驱动器副本1213和用于第二总线芯线42的驱动器副本1214。在当前实施例中，驱动器1211也可以称为常规发送器的CAN_H驱动器1211。在当前实施例中，同样利用在驱动器1211中示出的驱动器电路来控制的驱动器1212也可以称为常规发送器的CAN_L驱动器1212。因此，在当前实施例中，驱动器副本1213被设置用于CAN_H。因此，在当前实施例中，驱动器副本1214被设置用于CAN_L。驱动器副本1213、1214也是减振单元15的组件。驱动器副本1213、1214也是减振单元15的组件。

接收器122具有：接收比较器1221，该接收比较器的输入端接在电阻性的、尤其是对称的分压器1222、更准确地说该分压器的中间抽头中；和总线偏压单元1223。总线偏压单元1223在电阻性的分压器1222的一端以预先确定的总线偏压或预先确定的总线偏压电位来给该电阻性的分压器1222馈电。电阻性的分压器1222在其另一端上连接到第一和第二总线芯线41、42上。接收比较器1221的输入端与减振单元15连接，如随后实施那样。

减振单元15包括状态变换检测块151和通信阶段检测块152，块151、152的输入端分别与接收比较器1221的输入端并联。块151、152的输出端连接到RS时间控制块153上或者与RS时间控制块153连接。块153用于控制第一总线芯线41或CAN_H上的信号和/或第二总线芯线42或CAN_L上的信号，如随后还要更详细地描述那样。块151、152、153是减振单元15和接收器122的组件。

关于驱动器副本1213、1214，减振单元15包括第一RS驱动器155和第二RS驱动器156以及晶体管157、159和二极管158、160。第一RS驱动器155与晶体管157和二极管158一起构成用于信号CAN_H的驱动器副本1213。第二RS驱动器156与晶体管159和二极管160一起构成用于信号CAN_L的驱动器副本1214。晶体管157、159可以实施为高压开关。替代地，晶体管157、159可以分别实施为低压开关晶体管和高压共源共栅结构的串联电路。共源共栅结构总是具有固定的栅极电位并且不开关，它只是屏蔽高压。晶体管157例如包括高压NMOS共源共栅结构。晶体管159例如包括高压PMOS共源共栅结构。

按照图2，RS时间控制块153分别以其输出端连接到CAN_H_RS驱动器155和CAN_L_RS驱动器156上或者与它们连接。第一RS驱动器155以其输出端与晶体管157的栅极连接端连接。晶体管157的源极连接端经由连接端144连接到地或CAN_GND。晶体管157的漏极连接端与二极管158的阴极连接。二极管158的阳极与第一总线芯线41、即CAN_H连接。

此外，第二RS驱动器156以其输出端与晶体管159的栅极连接端连接。晶体管159的漏极连接端与第二总线芯线42、即CAN_L连接。晶体管159的源极连接端与二极管160的阴极连接。二极管160的阳极经由连接端43连接到电压供应或CAN_SUPPLY。

根据图2的发送/接收装置12的运行随后也根据图3A至图7B的信号变化过程进一步予以阐释。

图3A至图7A分别示出了在按照当前实施例的发送/接收装置12的情况下信号的随时间的变化过程。在这种情况下，作为在图3A中示出的发送信号TxD的结果，出现按照图4A至图7A的信号。

在图3A的发送信号TxD的情况下，随着时间t的推移，在三个连续的位中进行从第一总线状态401到第二总线状态402并且接着又回到第一总线状态401的状态变换。第一总线状态401也可以被称作隐性状态或高电平。第二总线状态402也可以被称作显性状态或低电平。作为图3A的发送信号TxD的结果，出现：按照图4A的信号CAN_H和CAN_L的电压V；按照图5A的差分电压VDIFF = CAN_H - CAN_L；按照图6A的接收器122的输出信号R_1；和按照图7A的接收信号RxD。在第一总线状态401或隐性状态下，按照图4A的信号CAN_H和CAN_L的电压V对应于总线偏压单元1223的总线偏压电位的一半。

相比于此，在图3B至图7B中，分别阐明了在按照常规的发送/接收装置的发送/接收装置、诸如用户站20的发送/接收装置13的情况下信号的随时间的变化过程。

根据图4A和图4B的信号的比较，非常明显地得到：按照当前实施例的发送/接收装置12在相同的发送信号TxD的情况下引起信号CAN_H和CAN_L在从状态401到状态402或从显性向隐性的状态变换之后的快得多的振荡。如果接收器122的阈值电压被调节到常见的为0.7V的值，如在图5A和图5B中阐明的那样，则即使在从状态401到状态402或从显性向隐性的状态变换的情况下，接收器122也不再识别表面上的从状态402到状态401或从隐性向显性的状态变换，如也在图6A中示出的那样。因此，在目前常见的采样点AP对接收信号RxD的采样可以可靠地导致所希望的结果，如在图7A中示出的那样。这即使在状态401或显性位的位时间tdom的长度相对于常规的发送/接收装置或用户站20的发送/接收装置13稍微延长时也适用，如从图7A和图7B的比较中可见的那样。

因此，按照当前实施例的发送/接收装置12具有比常规的发送/接收装置或发送/接收装置13更小的振荡趋势。

在图2的发送/接收装置12运行时，如果在TxD信号中至少在一个位的时间开始隐性总线状态或总线状态401，则通过状态变换检测块151识别出总线状态401向402或从显性向隐性的变换，如在图3A中阐明的那样。如果根据通信阶段检测块152的输出而存在相应的通信阶段，则图2的RS时间控制块153控制CAN_H_RS驱动器155和/或CAN_L_RS驱动器156。通信阶段检测块152的工作原理参考图8还要更详细地描述。

作为对CAN_H_RS驱动器155和/或CAN_L_RS驱动器156控制的结果，晶体管157和/或159进行切换。对CAN_H_RS驱动器155的控制在从总线状态402向总线状态401或从显性向隐性过渡时引起第一总线芯线41或CAN_H线路上的电流的下降。对CAN_L_RS驱动器156的控制在从总线状态402向总线状态401或从显性向隐性过渡时引起第二总线芯线42或CAN_L线路上的电流的提高或电流的提供。因此，用于CAN_H的驱动器副本1213用作源。不同于此，用于CAN_L的驱动器副本1214用作宿。

在CAN总线系统或CAN-FD总线系统的示例中，在从总线状态402向总线状态401或从显性向隐性过渡后，信号CAN_L被拉至电压VDIFF-Vd或5V-0.65V的电压值，其中5V是电压差VDIFF=CAN_H-CAN_L的值并且对于Vd，作为二极管158、160的二极管正向电压采取0.65V的电压值。在该示例中并且在总线状态从显性向隐性过渡时，信号CAN_H被拉至0.65V。在此有利的是，只是一直控制CAN_H_RS驱动器155和/或CAN_L_RS驱动器156，使得总线芯线41、42上的信号CAN_H、CAN_L大约还处于VDIFF/2的额定电压、即处于2.5V。然而，如果差分总线电压VDIFF应该具有其它值，诸如电压VDIFF在隐性状态下允许具有例如-4V的电压值，则对驱动器155、156的控制是非时间关键的。

通过对驱动器副本1213的控制而能够实现：在从总线状态402向总线状态401或从显性向隐性过渡时，在CAN_H总线芯线41上也可以降低电流。通过对驱动器副本1214的控制而能够实现：在从总线状态402向总线状态401或从显性向隐性过渡时，在CAN_L总线芯线42上也可以提供电流。

通过RS时间控制块153、154的所描述的控制，减小在振荡回路中存在的能量。RS时间控制块153、154被设计成，使得可以在位时间的一小部分内、优选无级地调节对宿和/或源的控制的时间。因此，也可以在位时间的一小部分内、优选无级地调节对驱动器155、156或开关晶体管157、159的控制的时间。该调节可以基于检测装置的检测在发送/接收装置12运行时进行或者固定地进行或者尤其由用户可配置地进行规定。

该控制根据总线40上的通信阶段来进行，如之前说明那样。

图8示出根据第一实施例的一种修改方案的发送/接收装置12A。不同于图2的电路，图8的发送/接收装置12A附加地具有两个电压源161、162。电压源161接到晶体管157的源极连接端与连接端44之间的路径中。电压源162接到二极管160的阳极与连接端43之间的路径中。

电压源161、162分别具有以下值的电压，该值由连接端43上的电压减去二极管正向电压得出。在CAN总线系统或CAN-FD总线系统的示例中，因此适用：V_CAN_SUPPLY/2-Vd。根据当前标准，如果二极管158、160具有二极管正向电压Vd的电压值为0.65V，则该值为2.5V-0.65V。因此，总线芯线41、42被拉至2.5V并且可以使晶体管157、159更长时间地接通。换言之，驱动器155、156可以比之前参考图2针对当前标准所描述的更长时间地控制晶体管157、159。因此，在所述示例中，针对当前标准对驱动器155、156的控制比迄今为止的控制没那么时间关键。

图9示出总线40上的通信的不同阶段，可以由通信阶段检测块152检测并且识别出或区分总线40上的通信的不同阶段。图9在其上部借助消息45示出如由发送/接收装置12或发送/接收装置13所发送的CAN帧，并且在其下部示出如可以由发送/接收装置12所发送的CAN-FD帧。CAN帧和CAN-FD帧针对总线40上的CAN通信基本被分成两个不同的通信阶段、即仲裁阶段451、453和数据区452，该数据区在CAN-HS中也被称为数据字段或在CAN-FD中也被称作数据阶段。数据区452在其结尾以至少一个结束位454来结束，该结束位也称为EOF，其中EOF表示帧的结束或消息的结束。在CAN或CAN-FD中，EOF是由11个隐性位、即具有第二总线状态402的位构成的位序列。

相比于传统的CAN，在CAN-FD中，在仲裁阶段451结束时，将随后的数据阶段的比特传输率提高到例如2、4、8Mbps。借此适用：在CAN-FD中，在仲裁阶段451、453中的比特传输率小于在数据区452中的比特传输率。在CAN-FD的情况下，数据区452相对于CAN帧的数据区452明显缩短。

仲裁阶段451、453是CAN帧和CAN-FD帧或图1中所示的消息45、46、47的重要组成部分。在此判断：总线系统1的哪个节点或哪个用户站10、20、30载有最重要的消息45、46、47。具有最重要的消息45、46、47的用户站10、20、30赢得仲裁并且因此允许在仲裁阶段结束后发生消息。于是，在传输该最重要消息时，所有其它用户站是旁听者。在这种情况下，发送/接收装置12、13低欧姆地驱动总线40，以便建立作为两个不同总线状态401、402或位状态之一的显性总线状态402（图3A至图7A）或位状态。而在作为两个不同总线状态401、402中另一种的隐性状态下，发送/接收装置12、13是相对高欧姆的。

通信阶段检测块152可以识别仲裁阶段451、453、数据区452以及数据区453的结束、即结束位（EOF）54。由此，减振单元150的功能性可以根据希望而适用于消息45的所有通信阶段451至453或阶段/区或者只在仲裁阶段结束时、即适用于数据区452。后者在以下情况下是合理的，即否则过多的用户站10、20、30可以在仲裁时同时激活发送/接收装置120的功能并且因此强烈降低有效总线电阻。

因此，利用发送/接收装置12来执行用于减小在不同的位状态之间过渡时的振荡趋势的方法。

在所描述的实施例中，只有用户站10、30具有发送/接收装置12的功能性。优选地，用户站10、30是振荡趋势高的用户站或节点。用户站10、30的高振荡趋势尤其可能由于它们在总线系统1中的位置、终端电阻49的位置、到用户站10、30的短截线长度或短截线路长度等等而得到。

按照第一实施例的一个修改方案，根据一种简化方案也可能的是，操作用于信号CAN_H或CAN_L的两个驱动器副本1213、1214中的仅仅一个，以便缩短从显性到隐性的状态变换之后的振荡时间。这相对于常规发送/接收装置或用户站20的发送/接收装置13同样带来改进。在这种情况下，在图2的电路中，只能够存在用于应该被操作的所属的信号CAN_H或CAN_L的驱动器副本1213、1214。

按照第一实施例的另一修改方案，只有当发送/接收装置12自己进行发送或充当发送器时，发送/接收装置12的之前描述的功能性才活跃。

按照第一实施例的又一修改方案，用户站20也具有发送/接收装置12，而不是发送/接收装置13。在这种情况下，发送/接收装置12的之前描述的功能性针对总线系统的所有用户站10、20、30有效，尤其是根据需要而定。在这种情况下，对发送信号TxD的分析是有利的，使得发送信号TxD从连接端111输送给RS时间控制块153。

图10示出具有减振单元150的发送/接收装置120的基本结构。除了随后描述的区别之外，总线系统1和发送/接收装置120以与之前根据总线系统1和发送/接收装置120的前述实施例或其修改方案所描述的相同的方式构造。

减振单元150附加地具有相位检测块165。图10的相位检测块165检测并且评估两个总线芯线41、42上的信号彼此间的时间位置。根据结果，相位检测块165经由RS时间控制块153控制驱动器155、156或开关晶体管157、159。相位检测块165的输入端同样可以与接收比较器1221的输入端并联。相位检测块165的输出端作为另外的输入端输送给RS时间控制块153。

因此，十分普遍地，利用RS时间控制块153可以分开或彼此独立地针对总线芯线41、42、尤其是信号CAN_H和CAN_L执行控制。因此，利用RS时间控制块153可以在时间上分开地针对总线芯线41、42、尤其是信号CAN_H、CAN_L执行控制。由此可以改变两个总线芯线41、42上信号的相位。如果还要一并考虑相位检测块165的检测结果，则可以完全有针对性地改变两个总线芯线41、42上信号的相位。因此，还进一步加速在状态变换后振荡的衰减。

图11示出了按照第三实施例的具有通信控制装置110和发送/接收装置1200的用户站100的基本结构。除了随后描述的区别之外，总线系统1和用户站100以与之前按照总线系统1和用户站10的第一实施例或其修改方案所描述的相同的方式来构造。

除了随后描述的区别之外，通信控制装置110像第一实施例的通信控制装置11那样来构造。除了随后描述的区别之外，发送/接收装置1200像第一实施例的发送/接收装置12那样来构造。

除了用于信号TxD、RxD的连接端111、112之外，通信控制装置110还具有用于控制信号RS_Control_Out的附加的连接端115。

发送/接收装置1200具有连接端1221A，用于从通信控制装置110的连接端111接收发送信号TxD，如之前已经参考第一实施例更一般性地描述的那样。发送/接收装置1200还具有连接端1221B，用于将接收信号RxD发送给通信控制装置110的连接端112，如之前已经参考第一实施例更一般性地描述的那样。除此之外，发送/接收装置1200还具有连接端1225，在该连接端上接收控制信号RS_Control_Out，作为控制信号RS_Control_In。

为了产生针对连接端115的控制信号RS_Control_Out，通信控制装置110具有控制块116。控制块116监控在总线芯线41、42上的总线流量，其方式是控制块116将存储为第一信息1161的发送信号TxD与在连接端112上接收到的并且在需要时暂存的接收信号RxD彼此进行比较。如果在隐性总线状态、即第一总线状态401下在两个信号TxD、RxD之间出现偏差、诸如在接收信号RxD中的状态变换，所述状态变换没有包含在发送信号TxD中，则可以据此得出关于网络或总线40和信号完整性的推断。

此外，在通信控制装置110的控制块116中存在第二信息1162，如比特传输率，两个切换过程、即从第一总线状态401到第二总线状态402的状态变换的传播延迟（Propagation-Delay）。替选地，信息1162可以维持在未示出的其它块、尤其是存储器中。

在此，替代数字信号，在连接端1221B上的RxD输出端可以是模拟-数字转换器的输出信号，其呈现接收信号RxD的差分电压。

在考虑这些信息1161、1162的情况下，控制块116产生控制信号RS_Control_Out，该控制信号由连接端115输出，在发送/接收装置1200的连接端1225上被接收并且被转交给减振单元1500。与此相应地，在减振单元1500中，可以省去前述实施例的减振单元15、150的块151、152、153。

以这种方式，对减小振荡趋势（Ringing Suppression（振铃抑制））的控制这里不是由发送/接收装置1200来控制，而是由通信控制装置110来控制。在这种情况下，通信控制装置110、更准确地说该通信控制装置的控制块116可以使减振单元15与用户站100和网络或总线40的特殊的特性适配。换言之，通信控制装置110、更准确地说该通信控制装置的控制块116可以以对节点和网络敏感的方式来调节减振单元15。借此，控制块116提供了针对用户站100的学习功能。

借此，同样可以实现在从第二总线状态402到第一总线状态401的状态变换时振荡趋势的明显减小。此外，由此可以实现作为总系统的总线系统1的明显获益。

按照这些实施例及其修改方案的总线系统1的用户站10、20、30、100的发送/接收装置12、120、1200的减振单元15、150、1500以及在其中实施的方法的所有之前描述的设计方案都可以单独地或者以所有可能的组合来得以应用。附加地，尤其是可设想如下修改方案。

之前描述的按照这些实施例和/或其修改方案的总线系统1依据基于CAN协议的总线系统来描述。然而，按照这些实施例和/或其修改方案的总线系统1也可以是其它类型的通信网络。有利的、然而并非强制性的前提是，在总线系统1中至少在确定的时间区间内确保用户站10、20、30、100对总线线路40或总线线路40的共同的信道的独占的、无冲突的访问。

按照这些实施例和/或其修改方案的总线系统1尤其是CAN网络或CAN-HS网络或CAN FD网络或FlexRay网络。然而，总线系统1也可以是其它串行通信网络。

减振单元15、150尤其可以被用在LVDS（Low Voltage Differential Signaling（低压差分信号））中，该LVDS是针对高速数据传输的接口标准，其中发送器和接收器通过数据传输链路来彼此连接。LDVS根据ANSI/TIA/EIA-644-1995来标准化。

在按照这些实施例及其修改方案的总线系统1中的用户站10、20、30、100的数目和布局是任意的。尤其是，在这些实施例和/或其修改方案的总线系统1中也可以只存在用户站10或用户站30或用户站100。

之前描述的实施例和/或其修改方案的功能性可以分别在收发器或发送/接收装置12或收发器或CAN收发器或收发器芯片组或CAN收发器芯片组等等中实现。附加地或替选地，其可以被集成到现有的产品中。尤其可能的是：所考虑的功能或者在作为单独的电子模块（芯片）的收发器中实现或者嵌入在集成的总体解决方案中，在该集成的总体解决方案的情况下只有一个电子模块（芯片）。

Claims (11)

1.一种用于总线系统（1）的发送/接收装置（12；120；1200），所述发送/接收装置具有：

第一驱动器（1211），用于驱动所述总线系统（1）的总线（40）的第一总线芯线（41）的信号，在所述总线系统（1）中，至少有时确保了用户站（10、20、30、100）对所述总线系统（1）的总线（40）的独占的、无冲突的访问；

第二驱动器（1212），用于驱动所述总线（40）的第二总线芯线（42）的信号；

第一驱动器副本（1213），用于驱动第一总线芯线（41）的信号以便针对第一总线芯线（41）降低由第一驱动器（1211）提供的电流；和/或

第二驱动器副本（1214），用于驱动第二总线芯线（42）的信号以便除了第二驱动器（1212）之外针对第二总线芯线（42）提供电流；

接收器（122），用于接收由所述总线系统（1）的总线（40）所传输的信号；和

减振单元（15；150），其被设计成，如果检测到所接收的信号从显性总线状态（402）到隐性总线状态（401）的状态变换，则控制用于驱动第一和/或第二总线芯线（41、42）的信号的驱动器副本（1213、1214）中的至少一个。

2.根据权利要求1所述的发送/接收装置（12；120；1200），其中第一驱动器副本（1213）具有驱动器（155）、晶体管（157）和二极管（158），所述二极管的阴极与所述晶体管（157）的漏极连接端连接并且所述二极管的阳极与第一总线芯线（41）连接，

其中所述驱动器（155）被接线用于控制所述晶体管（157），并且

其中所述晶体管（157）的源极连接端与地连接。

3.根据权利要求1或2所述的发送/接收装置（12；120），其中第二驱动器副本（1214）具有驱动器（156）、晶体管（159）和二极管（160），所述二极管的阴极与所述晶体管（157）的源极连接端连接并且所述二极管的阳极与用于第一和第二总线芯线（41、42）的电压供应连接，

其中所述驱动器（156）被接线用于控制所述晶体管（159），并且

其中所述晶体管（157）的漏极连接端与第二总线芯线（42）连接。

4.根据权利要求1或2所述的发送/接收装置（12；120），其中所述减振单元（15；150）还具有：

检测块（151），其被设计用于检测所接收的信号从显性总线状态（402）到隐性总线状态（401）的状态变换，并且所述检测块的输入端与所述发送/接收装置（12；120）的接收比较器的输入端并联，和

RS时间控制块（153），其被设计用于根据所述检测块（165）的检测结果来控制至少一个总线芯线（41；42）上的信号。

5.根据权利要求4所述的发送/接收装置（12；120），其中所述减振单元（15；150）还具有：

相位检测块（165），用于检测所述总线（40）的总线芯线（41、42）上的信号彼此间的时间位置，和/或

通信阶段检测块（152），用于检测所述总线（40）上的通信的不同阶段，

其中所述RS时间控制块（153）还被设计用于根据所述相位检测块（165）的检测结果来控制至少一个总线芯线（41；42）上的信号，以便调节所述总线芯线（41；42）上的信号的相位，和/或被设计用于根据所检测的在所述总线（40）上的通信阶段来控制至少一个总线芯线（41；42）上的信号。

6.根据权利要求5所述的发送/接收装置（12；120），其中所述通信阶段检测块（152）被设计用于检测至少一个表明消息（45；47）结束的结束位（454），以便检测所述总线（40）上的通信的不同阶段。

7.根据权利要求5或6所述的发送/接收装置（12；120），其中所述RS时间控制块（153）被设计用于在通信的仲裁阶段（451；453）结束后控制至少一个总线芯线（41；42）上的信号。

8.根据权利要求1或2所述的发送/接收装置（12；120），还具有发送器（121），其包括第一和第二驱动器（1211、1212）并且包括第一驱动器副本（1213）和/或第二驱动器副本（1214）并且被设计用于将消息（45；47）发送到所述总线（40）上，

其中所述减振单元（15；150）被设计成，只有当所述发送器（121）将消息（45；47）发送到所述总线（40）上时才激活所述减振单元（15；150）。

9.一种总线系统（1），其具有：

总线（40），和

至少两个用户站（10；20；30；100），所述用户站通过所述总线（40）相互连接，使得它们能够彼此进行通信，

其中所述至少两个用户站中的至少一个用户站（10；20；30）具有根据上述权利要求之一所述的发送/接收装置（12；120；1200）。

10.根据权利要求9所述的总线系统（1），

其中所述至少两个用户站之一（100）具有通信控制装置（110），所述通信控制装置（110）被设计成：将信号（TxD）发送到所述发送/接收装置（1200），所述发送/接收装置（1200）将所述信号（TxD）用作所述总线芯线（41、42）的信号（CAN_H、CAN_L）的基础；并且将所述信号（TxD）与由所述发送/接收装置（1200）从所述总线（40）接收的信号（RxD）进行比较以产生控制信号；并且其中所述通信控制装置（110）被设计用于将用于控制所述减振单元（1500）的控制信号输出到所述发送/接收装置（1200）。

11.一种用于减小在不同的位状态之间过渡时的振荡趋势的方法，其中所述方法利用用于总线系统（1）的发送/接收装置（12；120；1200）来实施，在所述总线系统（1）中至少有时确保了用户站（10、20、30、100）对所述总线系统（1）的总线（40）的独占的、无冲突的访问，其中所述发送/接收装置（12；120；1200）具有用于驱动所述总线系统（1）的总线（40）的第一总线芯线（41）的信号的第一驱动器（1211）和用于驱动所述总线（40）的第二总线芯线（42）的信号的第二驱动器（1212），并且其中所述方法具有如下步骤：

接收由所述总线（40）所传输的信号，

检测所接收的信号从显性总线状态（402）到隐性总线状态（401）的状态变换，和

如果在检测步骤中检测到状态变换，则利用第一驱动器副本（1213）来驱动第一总线芯线（41）的信号以便针对第一总线芯线（41）降低由第一驱动器（1211）提供的电流；和/或

如果在检测步骤中检测到状态变换，则利用第二驱动器副本（1214）来驱动第二总线芯线（42）的信号以便除了第二驱动器（1212）之外针对第二总线芯线（42）提供电流。

Images