[发明专利]用于串行总线系统的用户站的冲突检测器和用于串行总线系统中通信的方法

说明书

提供了用于串行总线系统（1）的冲突检测器（15；15A；15B；15C；25；35）和用于识别串行总线系统（1）中的总线冲突的方法。冲突检测器（15；15A；15B；15C；25；35）具有：至少一个计数器（150；152），用于对数字接收信号（RxD；RxDl）的脉冲特性的出现进行计数，所述数字接收信号由所述用户站（10；20；30）根据从所述总线系统（1）的总线（40）串行接收的信号（VDIFF）产生，其中根据发送信号（TxD；TxD1；TxD2）形成从所述总线（40）接收的信号（VDIFF），所述发送信号是由所述用户站（10；20；30）的通信控制装置（11）为帧（450）串行发送到所述总线（40）的，以及其中所述用户站（10；20；30）在第一通信阶段（451；453、451）中为具有第一运行方式的帧（450）产生总线状态（401；402）并且在第二通信阶段中为具有与所述第一运行方式不同的第二运行方式的帧（450）产生总线状态（401；402；U_D0；U_D1；以及比较块（153；153A；153B；153C），其被设计为将根据所述至少一个计数器（150；152）的计数值（Zasym；Zrx）确定的测量结果与至少一个阈值（Ts）进行比较，并且如果所述比较块（153；153A；153B；153C）在所述比较时确定所述用户站（10；20；30）在所述第二通信阶段（452）中没有排他、无冲突地访问所述总线（40）则使用冲突指示信号（S_K）指示给所述通信控制装置（11）。

技术领域

本发明涉及一种用于串行总线系统的用户站的冲突检测器以及一种用于识别串行总线系统中的总线冲突的方法，所述串行总线系统以高数据速率和高抗错误性工作。

背景技术

为了在传感器和控制设备（例如在车辆中）之间进行通信，通常使用总线系统，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，所述标准作为使用CANFD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。

为了能够实现总线系统中越来越多的数据业务和/或实现比经典CAN情况下更高的数据传输速度，在CAN FD消息格式中创建了用于在消息内切换到更高比特率的选项。在这样的技术中，通过在数据字段区域中使用更高的时钟速率将最大可能的数据速率提高到超过1兆比特/秒（MBit/s）的值。这样的消息在下面也称为CAN FD帧或CAN FD消息。在CANFD的情况下，最大有用数据长度从经典CAN情况下的8个字节扩展到多达64个字节，并且数据传输速率明显高于经典CAN的情况。

汽车领域中常见的总线系统使用区分两个逻辑比特电平的差分双线总线线路。对于经典CAN（ISO 11898-2）或CAN FD和LIN（ISO_17987-4），分别仅驱动两个逻辑总线电平中的一个，另一个通过总线线路的终端电阻设置。由此被驱动的显性总线电平可以覆盖非驱动的隐性总线电平。这用于借助于仲裁来保证发送器在预定持续时间内无冲突地访问总线线路。根据另一种用途，可以在错误情况下将错误帧（Error-Flag，错误标志）发送到总线上。在时间控制的FlexRay（ISO 17458-4）的情况下，驱动两个逻辑总线电平。这些对称的总线电平允许更高的比特率，但不会像经典CAN/CAN FD情况下那样允许仲裁和错误帧。

即使基于经典CAN或CAN FD的通信网络在例如其鲁棒性方面提供非常多的优点，但是与例如100Base-Tl以太网中的数据传输相比仍具有明显更低的比特率。此外，迄今为止使用CAN FD实现的高达64字节的有用数据长度对于某些应用来说太小了。

为了解决这些问题，目前开发CAN FD后继系统，以下将CAN FD后继系统称为CANXL。为了实现更高的数据速率，应当在CAN-XL帧的数据阶段中驱动两个总线状态（0,1）。

如果现在在CAN-XL的情况下在数据阶段主动驱动两个总线状态，则错误帧（Error-Flag，错误标志）的发送导致被驱动信号的叠加，由此在总线上产生“模拟”电平。因此不能再精确预测结果得到的RxD信号，并且因此不能在错误帧方面使用经典CAN/CAN FD的方法。

发明内容