[发明专利]用于在经由总线系统接收数据时选择性地消隐总线振荡的装置和方法

说明书

提供了用于在经由总线系统（1；2）接收数据时选择性地消隐总线振荡的装置（144）和方法。该装置包括监控元件（1441），用于监控在总线系统（1；2）的总线线路（60）上的总线信号（CAN_H,CAN_L）的差，以及掩蔽元件（1442），用于如果监控元件（1441）的监控结果得出：在总线信号（CAN_H,CAN_L）由显性状态过渡到隐性状态（96,95）之后，总线信号（CAN_H,CAN_L）的振荡超过至少一个预确定的阈值（RTH1，RTH2，RTH3），则将总线信号（CAN_H,CAN_L）的振荡掩蔽预确定的掩蔽时间（tmask）。

技术领域

本发明涉及用于在经由总线系统接收数据时选择性地消隐总线振荡以补偿从专业人员角度看在交通工具应用中越来越低劣地实施的终止和总线线路拓扑的一种装置和一种方法。

现有技术

CAN总线系统被应用于传感器和控制设备之间（例如在汽车内）的通信。在CAN总线系统的情况下借助CAN协议传输消息，如在ISO11898的CAN规范中描述的。

在CAN总线系统的情况下，在所有协议部分中的比特率是相同的。最大比特率为1Mbit/s（兆比特/秒），也即比特时间tbit是1μs。在CAN协议的进一步开发情况下，也即在CAN FD（带有灵活数据率的CAN）的情况下，相比经典CAN协议，在仲裁阶段结束时用于随后的数据阶段的数据率或比特率被提高到例如2Mbit/s或者5Mbit/s。由此，相应地随之而来的是缩短的比特时间tbit，例如在数据率或比特率为5Mbit/s时tbit=200ns。这更确切地作为带有CAN FD的CAN协议规范被描述于当前ISO标准11898-1（在开发中）或者规范“CANwith Flexible Data-Rate,Specification Version 1.0（2012年4月17日出版）”中。

根据CAN物理层标准，CAN总线系统被构建为：将至少两个用户站或者节点（如传感器或控制设备等）分别用分支线路与总线线路连接。总线线路理想情况下分别利用在两个总线线路端部处的终端电阻结束或终止。该拓扑理想情况下在总线状态从显性向隐性或者反过来变换时不显示出振荡过程。根据CAN物理层标准，只应使用这种拓扑。

当前注意到：在实际中相反总是更频繁地使用带有仅仅一个终端电阻的所谓的星形拓扑。这尤其是在制造交通工具的情况下是有利的，因为这使得制造过程和中间控制变得容易。但是，这种拓扑和终止有不好的特性，尤其是在总线信号由显性向隐性过渡时，即如果收发器末级关断，则振荡形式的强烈动力留在总线线路上。在最坏情况下，这些振荡在信号比特的整个比特时间tbit上都不衰减，然后由于下面描述的事实而不期望地在用于接收用户站的接收信号RX的端子上被识别为振荡。

标称比特时间N被划分为四个阶段，Sync_Seg(N)阶段、Prop_Seg(N)阶段、阶段-Seg1(N)阶段和阶段-Seg2(N)阶段。这里，Sync_Seg(N)阶段包括标称比特时间N的1/N，Sync_Seg(N)阶段包括标称比特时间N的5/N，以及阶段-Seg1(N)阶段和阶段-Seg2(N)阶段分别包括标称比特时间N的4/N。

在接收用户站处，在标称比特时间N内的可设定的时间点处对比特（Bit）进行扫描。该可设定的时间点也称为扫描点或者采样点。扫描点通常在阶段_Seg1和阶段_Seg2之间予以编程。只有当在该扫描点的时间处在接收节点上有相应的新总线状态时，该新总线状态才也被识别出。

因此，总线电压的由于总线系统的不专业的终止和拓扑而引起的长期持续振荡是在前面描述的当前真实条件下难以或阻止在接收用户站处进行无误数据接收的因素。在CAN FD的情况下，难以或阻止在接收用户站处进行无误数据接收的另一因素是比特时间tbit由于比特率上升而变短。

发明内容