[发明专利]串行总线系统的用户站和在串行总线系统中发送消息的方法

说明书

提供了用于串行总线系统的用户站和用于在串行总线系统中发送消息的方法。用户站包括通信控制装置，用于向所述总线系统的总线发送消息和/或用于从所述总线系统的总线接收消息，格式切换检查单元，用于检查所述总线系统的通信控制装置是否已将所述消息的格式从第一通信阶段的第一格式切换到用于第二通信阶段的第二格式，以及发送/接收装置，所述发送/接收装置被设计成为了以第一格式发送为所述消息的第一数字数据状态产生第一总线状态，以及以第二总线状态能够覆盖所述第一总线状态的方式为所述消息的第二数字数据状态产生所述第二总线状态，并且其中所述发送/接收装置被设计成为了以第二格式发送而产生不同的总线状态，使得针对所述消息的不同数字数据状态的总线状态不能相互覆盖。

技术领域

本发明涉及串行总线系统的用户站和用于在串行总线系统中发送消息的方法，利用所述用户站和所述方法可以在总线系统中选择性地根据第一通信协议或第二通信协议进行通信，其中根据所述第二通信协议的通信用不同于使用所述第一通信协议的物理层以及比使用所述第一通信协议更高的比特率和更大的数据字段进行。

背景技术

目前，为了在传感器和控制设备（例如在车辆中）之间进行通信，越来越多地使用总线系统，在所述总线系统中数据作为ISO11898-1：2015标准中的消息进行传输，所述标准是使用CAN FD的CAN协议规范。这些消息在总线系统的总线用户之间传输，所述总线用户例如是传感器、控制设备、发送器等。在此，CAN FD目前在引入阶段的第一步骤中大多采用2Mbit/s（兆比特/秒）的数据比特率在车辆中传输数据字段的比特，并且采用500kbit/s（千比特/秒）的仲裁比特率在车辆中传输仲裁字段的比特。

同一个物理层既用于仲裁字段的传输又用于数据字段的传输。在此要区分两种总线状态，即“显性”（对应于逻辑或数字0）和“隐性”（对应于逻辑或数字1）。由于隐性总线状态不是被主动驱动的，因此隐性总线状态可以被显性总线状态覆盖，由此实现仲裁。然而，隐性总线状态只能通过总线系统的终端电阻相对缓慢地设置。一方面，这阻止了更快的数据传输。然而，另一方面，根据上述标准ISO11898-1:2015的仲裁保证在数据字段的传输期间只有一个用户站独占地和无冲突地发送其数据。由此可以在仲裁后更安全地经由总线传输数据而无需重复。总的来说，这有助于加速数据传输。

因此，如果应当保留仲裁的优点但还要比迄今为止更进一步地提高传输速率，则必须找到一种解决方案以根据上述标准ISO11898-1：2015减少仲裁时传输速率慢的缺点。

发明内容

因此，本发明的任务是提供解决上述问题的用于串行总线系统的用户站和用于在串行总线系统中发送消息的方法。特别地，应当提供用于串行总线系统的用户站和用于在串行总线系统中发送消息的方法，其中可以在具有更大错误鲁棒性的同时实现高数据率或比特率并且增加每帧的有用数据量。

该任务通过具有本发明特征的用于串行总线系统的用户站来解决。所述用户站具有通信控制装置，用于向所述总线系统的总线发送消息和/或用于从所述总线系统的总线接收消息，以及格式切换检查单元，用于检查所述总线系统的通信控制装置是否已将所述消息的格式从第一通信阶段中的第一格式切换到用于第二通信阶段的第二格式，以及发送/接收装置，所述发送/接收装置被设计成为了以第一格式发送而为所述消息的第一数字数据状态产生第一总线状态，以及以第二总线状态可以覆盖所述第一总线状态的方式为所述消息的第二数字数据状态产生所述第二总线状态，并且其中所述发送/接收装置被设计成为了以第二格式发送产生不同的总线状态，使得针对所述消息的不同数字数据状态的总线状态不能相互覆盖。

利用所述用户站，特别是即使在仲裁阶段和数据阶段使用不同物理层时也可以在仲裁阶段通过错误帧（Error-Flags，错误标志）来传达错误。

由此可以在第一通信阶段执行从CAN已知的仲裁，并且在第二通信阶段与CAN FD相比仍然可以显著提高传输速率。