[发明专利]用于总线系统的用户站和用于在总线系统中以不同比特率发送消息的方法

说明书

提供一种用于总线系统（1）的用户站（20；30）和用于在总线系统（1）中以不同的比特率发送消息的方法。用户站（20；30）包括通信控制装置（21；31），用于为所述总线系统（1）的至少一个另外的用户站（20；30）创建消息（4；5），在所述总线系统中至少暂时地保证用户站（10，20，30）对所述总线系统（1）的总线线路（3）的排他的无冲突的访问，其中所述通信控制装置（21；31）被设计为在所述消息（4；5）中设置应以第一比特率发送的第一阶段（451；452），并且设置应以快于或慢于所述第一比特率的第二比特率发送的第二阶段（452；453），其中所述通信控制装置（21；31）被设计为在所述消息（4；5）中在所述第一和第二阶段（451，452；452，453）之间设置用于在所述第一和第二比特率之间的比特率切换的预先确定的位模式（46，47；46，47，48；46，47，480），以及其中所述预先确定的位模式（46，47；46，47，48；46，47，480）不仅在所述比特率切换之前而且在所述比特率切换之后具有用于同步的边沿（49），作为接收器的所述至少一个另外的用户站（20；30）能够借助所述边沿同步到作为发送器的用户站（20；30）。

技术领域

本发明涉及用于总线系统的用户站和用于在总线系统中以不同比特率发送消息的方法。

背景技术

例如在车辆中，为了在传感器与控制设备之间的通信，经常使用总线系统，在所述总线系统中数据作为消息以作为具有CAN FD的CAN协议规范的标准ISO11898-l:2015传输。消息在总线系统的总线用户、如传感器、控制设备、传送器（Geber）等等之间传输。

在典型CAN消息格式中，比特率通过如下方式受限制：在帧或消息开始时的位仲裁和在帧或消息结束时的应答只有在位时间明显多于在两个任意总线用户之间的信号传输时间的两倍长时才是可能的。在仲裁中确定：总线用户中的哪个总线用户作为下一个在预先确定的时间中具有对总线系统的总线的排他访问。通过应答通知：接收器在所接收的帧或消息中是否已发现错误。

为了还是能够以较高比特率传输数据，在CAN FD消息格式中创建了用于在消息之内切换到更高比特率的选项。在这种技术中，最大可能的数据率通过在数据字段的范围中使用较高的时序（Taktung）被提高超过1MBit/s的值。这种消息随后也被称为CAN FD帧或CAN FD消息。在CAN FD中，有效数据长度从8字节被扩展到高达64字节并且数据传输率明显比在CAN中高。

在FD帧格式或FD消息格式的消息之内切换到更高比特率并且切换回来在仲裁结束与在应答之前之间进行，如在所提到的CAN协议（ISO11898-1:2015）中所定义的那样。在该范围中，位时间的下限不再由信号传输时间确定，但是位时间还必须为在模拟信号传输中可能的不对称性以及为由时钟公差引起的在总线用户之间的相位偏移提供足够的储备。

所述相位偏移在CAN帧中通过在从隐性到显性总线电平的边沿处的定期同步来补偿。在此情况下，在硬同步与再同步之间进行区分。

在典型CAN帧中，硬同步仅在帧或消息开始时进行一次。在此情况下，除了最大一个时间量子的剩余之外，可能的相位误差被补偿。该时间量子是CAN协议的时间单位。在再同步的情况下，在相位误差大于了所配置的同步跳跃距离SJW时，剩余误差保持剩余。同步跳跃距离因此必须至少与在两个同步之间累加的相位误差一样大。在为df的时钟公差的情况下，发送器和接收器之间的最大时钟差为2*df。这意味着，在两个总线用户之间的相位误差可以在10个位时间（在两个再同步之间的最大距离）中在例如df=1%的情况下累加到位时间的20%。

在CAN FD消息中从慢的比特率到更快的比特率的切换分两级进行。在仲裁期间其他同步规则适用，使得在标识符或Identifier的最后一位中才失去仲裁的总线用户可能未充分同步到保持剩余的发送器。