[发明专利]用于串行总线系统的用户站的装置和用于在串行总线系统中进行通信的方法

说明书

提供一种用于串行总线系统（1）的装置（12；16；32）和一种用于在串行总线系统（1）中进行通信的方法。所述装置（12；16；32）具有：用于从所述总线系统（1）的总线（40）处接收信号（VDIFF）的接收块（122），其中所述信号（VDIFF）基于发送信号（TxD），用所述发送信号在所述总线系统（1）的用户站（10、20、30）之间交换消息（45），并且其中所述接收块（122）被设计用于在第一通信阶段（451；453、451）中用第一接收阈值（T_a）来接收所述信号（VDIFF）并且在第二通信阶段（452）中用第二接收阈值（T_d）来接收所述信号（VDIFF），其中在所述第一通信阶段（451；453、451）中在所述信号（VDIFF）中隐性的总线状态（401）能够被显性的总线状态（402）覆盖写入并且在所述第二通信阶段（452）中在所述信号（VDIFF）中存在与所述隐性的和显性的总线状态（401、402）不同的总线状态；测评块（151），所述测评块用于用与所述第一接收阈值（T_a）和第二接收阈值（T_d）不同的转换‑接收阈值（T_c）来对来自所述总线系统（1）的总线（40）的信号（VDIFF）进行测评；以及接收阈值切换块（152），所述接收阈值切换块用于：如果所述测评块（151）用所述转换‑接收阈值（T_c）在所述信号（VDIFF）中识别出用于所述发送信号（TxD）的Data_1的总线电平（VDIFF_1），则在时间上有限期地将所述接收块（122）的接收阈值从第一接收阈值（T_a）转换到第二接收阈值（T_d）上。

技术领域

本发明涉及一种用于串行总线系统的用户站的装置和一种用于在串行总线系统中进行通信的方法，所述串行总线系统以高的数据速率和大的抗错稳健性来工作。

背景技术

对于例如车辆中的传感器与控制设备之间的通信来说，经常使用总线系统，在该总线系统中数据作为消息以标准ISO11898-1：2015作为CAN协议规范用CAN FD来传输。这些消息在总线系统的总线用户、比如传感器、控制设备、发送器等之间传输。

为了能够以比在CAN的情况下要高的位率来传输数据，在CAN FD消息格式中设置了用于在消息之内转换到更高的位率的选项。在这样的技术中，通过在数据字段的范围内使用较高的时钟脉冲这种方式，最大可能的数据速率被提高到超过1 MBit/s的数值。这样的消息接下来也被称为CAN FD帧或CAN FD消息。

用于用CAN FD来通信的装置目前在车辆中处于引入阶段。在此，由大多数制造商在第一步骤中在车辆中以2Mbit/s数据位率和500kbit/s仲裁位率来使用CAN FD。此外，对CAN FD来说，有效数据长度从8个扩展到直至64个字节并且数据传输速率明显比在CAN的情况下高。

对于消息中的还更大的数据位率和有效数据长度来说，目前开发了用于CAN FD的后续总线系统，该后续总线系统在下文中被称为CAN XL。CAN XL除了通过CAN总线进行的纯数据传输之外还应该支持其它功能、例如功能安全性（Safety）、数据安全性（Security）和服务质量（QoS = Quality of Service）。这些是在自主驾驶车辆中所需要的基本特性。

CAN XL也应该提供基于CAN或CAN FD的通信网络系统的仲裁的优点，根据该通信网络系统在数据阶段中仅仅一个用户站具有对总线系统的总线的专用的、无冲突的访问权。这在例如通信的抗错稳健性方面提供了非常多的优点。在仲裁中，在所述总线上存在隐性的和显性的总线电平，其中所述显性的总线电平能够覆盖隐性的总线电平。由于隐性的和显性的总线电平不同强度地被驱动，所述总线上的总线电平不对称地变形。其结果是，所述隐性的和显性的总线电平对于稳健的数据传输来说只能在不超过数据传输的一定的速度的情况下使用。也就是说，如果对于CAN XL来说数据位率应该比在CAN FD的情况下大或者高、也就是快，则在CAN XL中在数据阶段中不再存在隐性的和显性的总线电平。取而代之，在数据阶段中使用其它总线电平，这些电平以下被称为Data_0和Data_1。由此，对于发送/接收装置（收发器）来说，在CAN XL中用于在仲裁阶段产生总线电平的运行模式和用于在数据阶段中产生总线电平的运行模式也是不同的。