Teilnehmerstation für ein serielles Bussystem und Verfahren zur Übertragung von Daten in einem seriellen Bussystem

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Teilnehmerstation für ein serielles

Bussystem und ein Verfahren zur Übertragung von Daten in einem seriellen Bussystem.

Stand der Technik

Bei seriellen Bussystemen werden Daten, die zwischen Teilnehmerstationen zu übertragen sind, in zeitlich aufeinanderfolgenden Bits codiert und in Nachrichten gemäß einem vorbestimmten Kommunikationsprotokoll nacheinander auf den Bus gesendet und damit über den Bus übertragen. Das Kommunikationsprotokoll legt fest, an welcher Stelle der Nachricht welche Daten bzw. Bits codiert sind. Als Übertragungsmedium zur Übertragung der Daten zwischen den

Teilnehmerstationen wird bei drahtgebundenen Bussystemen mindestens eine Leitung verwendet.

Beispielsweise sind serielle Kommunikations-Protokolle mit Bit-Arbitration bekannt, wie Classical CAN und CAN FD, welche als zwei unterschiedliche Bitpegel einen rezessiven und dominanten Buspegel verwenden. Hierbei sind die Buspegel unter Berücksichtigung des Übertragungsmediums derart gewählt, dass der dominante Pegel den rezessiven Pegel überschreiben kann. Damit kann beispielsweise ein Sender, der während der Arbitration ein rezessives Bit ( ) sendet und stattdessen ein dominantes Bit (Ό') auf dem Bus sieht, das Senden einstellen und für den Rest der laufenden Nachricht nur noch als

Empfänger agieren. Die Arbitration wird von dem Sender gewonnen, dessen Nachricht die meisten führenden Ό'-Bits enthält. Der Gewinner der Arbitration bemerkt keinen Zugriffskonflikt für den Bus. Somit kommt es nicht zu einer Kollision und damit Zerstörung von gesendeten Nachrichten, weshalb die Arbitration und die nachfolgende Kommunikation zerstörungsfrei erfolgt.

Zudem erlaubt die Überschreibbarkeit eines rezessiven Pegels mit einem dominanten Pegel, dass ein Busteilnehmer, der in einer Nachricht einen Fehler feststellt, z.B. Verstoß gegen die Bit- Stuffing- Regel oder Prüfsummenfehler, diese Nachricht mit einer Fehlerkennung (Error- Flag) überschreibt.

Als Übertragungsmedium wird üblicherweise, gemäß beispielsweise der ISO 11898-2, eine verdrillte Zweidrahtleitung verwendet, deren beide Leitungsdrähte durch Abschlusswiderstände miteinander verbunden sind. Somit wird gemäß der ISO 11898-2 der dominante Buspegel aktiv getrieben, so dass ein Strom durch die Abschlusswiderstände fließt. Dagegen wird der rezessive Buspegel nicht getrieben, so dass kein Strom durch die Abschlusswiderstände fließt. Die Differenzspannung VDiff zwischen den Leitungsdrähten ist im nicht getriebenen, rezessiven Zustand daher nahe 0V.

Problematisch ist, dass die Bits auf einem solchen Bus mit unterschiedlich stark getriebenen Buspegeln asymmetrisch verformt werden. Die dadurch

stattfindende Flankenverschiebung der Bits lässt die rezessiven Bits kürzer als die benachbarten dominanten Bits erscheinen. Bei höheren Bitraten werden rezessive Bits derart stark verkürzt, dass die rezessiven Bits nicht mehr sicher erkannt werden können. Diese Asymmetrie limitiert die Bitrate für die serielle Übertragung.

Ein weiteres Problem besteht darin, dass insbesondere die Flanken von dominant zu rezessiv aufgrund von Signalreflektionen zum Überschwingen neigen. Dies schränkt den nutzbaren Teil der Bitzeit, insbesondere für die Abtastung, und damit die maximal verwendbare Bitrate weiter ein.

Offenbarung der Erfindung Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Teilnehmerstation für ein serielles Bussystem und ein Verfahren zur Übertragung von Daten in einem seriellen Bussystem bereitzustellen, welche die zuvor genannten Probleme lösen. Insbesondere sollen eine Teilnehmerstation für ein serielles Bussystem und ein Verfahren zur Übertragung von Daten in einem seriellen Bussystem bereitgestellt werden, bei welchen sowohl eine Steigerung der Bitrate für die Übertragung von Nachrichten, als auch eine sichere Fehlererkennung möglich sind.

Die Aufgabe wird durch eine Teilnehmerstation für ein serielles Bussystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die Teilnehmerstation umfasst eine Sende-/Empfangseinrichtung zum seriellen Senden einer Nachricht auf eine Busleitung an mindestens eine weitere Teilnehmerstation des Bussystems oder zum seriellen Empfangen einer Nachricht von der Busleitung, wobei die Sende- /Empfangseinrichtung ausgestaltet ist, für einen Fall, in dem die Sende- /Empfangseinrichtung nicht als Sender der empfangenen Nachricht agiert, bei Bedarf einen ersten oder einen zweiten Buspegel auf der Busleitung zu erzeugen, und wobei die Sende-/Empfangseinrichtung ausgestaltet ist, für einen Fall, in dem die Sende-/Empfangseinrichtung als Sender der empfangenen Nachricht agiert, den ersten oder zweiten Buspegel stattdessen mit einem dritten Buspegel zu erzeugen, der geringer als der durch den dritten Buspegel ersetzte Buspegel ist jedoch wieder einer von zwei im Bussystem unterscheidbaren Buspegeln auf der Busleitung ist.

Die Teilnehmerstation ermöglicht, dass Bits auf der Busleitung symmetrischer getrieben werden und dass ein Überschwingen, insbesondere nach

Signalflanken von dominant zu rezessiv, reduziert wird. Dies ermöglicht höhere Bitraten und verringert die Abstrahlung.

Das von der Teilnehmerstation durchgeführte Verfahren kann nachträglich in ein serielles Kommunikationsprotokoll eingefügt werden, insbesondere in die CAN Protokoll-Spezifikation mit CAN FD gemäß dem zuvor genannten Standard. Beispielsweise ist das Einfügen auch als Option möglich, die wahlweise eingebaut wird. Vorteilhafte weitere Ausgestaltungen der Teilnehmerstation sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Denkbar ist, dass die Sende-/Empfangseinrichtung ausgestaltet ist, als Buspegel je nach logischem Zustand der zu sendenden Nachricht einen dominanten Buspegel oder einen rezessiven Buspegel zu erzeugen, wobei die Sende- /Empfangseinrichtung zudem ausgestaltet ist, den dominanten Buspegel durch aktives Treiben eines differentiellen Spannungszustands auf die Busleitung zu senden, und für den rezessiven Buspegel den differenziellen Spannungszustand auf der Busleitung nicht oder schwächer zu treiben als den dominanten

Buspegel.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Sende-/Empfangseinrichtung ausgestaltet, für den Fall, in dem die Sende-/Empfangseinrichtung als Sender der empfangenen Nachricht agiert, den differentiellen Spannungszustand auf der Busleitung für den rezessiven Buspegel als negativen Spannungszustand zu erzeugen.

In einer speziellen Ausgestaltung kann die Sende-/Empfangseinrichtung ausgestaltet sein, in der Nachricht eine Datenphase, in welcher Nutzdaten der Nachricht gesendet werden, von einer Arbitrationsphase zu unterscheiden, in welcher ausgehandelt wird, welche der Teilnehmerstationen in der nächsten Datenphase als Sender agiert. Hierbei ist es möglich, dass die Sende- /Empfangseinrichtung ausgestaltet ist, zu Beginn der Datenphase in eine Betriebsart zu wechseln, in welcher für eine zu sendende Nachricht der dritte Buspegel erzeugt wird.

Alternativ ist es möglich, dass die Sende-/Empfangseinrichtung ausgestaltet ist, in der Datenphase einer zu sendenden Nachricht sowohl einen ersten rezessiven Buspegel durch einen zweiten rezessiven Buspegel zu ersetzen als auch einen ersten dominanten Buspegel durch einen zweiten dominanten Buspegel zu ersetzen.

Optional ist die Sende-/Empfangseinrichtung ausgestaltet, zu Beginn der Datenphase eine erste Bitzeit, mit welcher Bits in der Arbitrationsphase erzeugt werden, auf eine zweite Bitzeit zu verkürzen, mit welcher Bits in der Datenphase erzeugt werden.

Möglicherweise ist die Teilnehmerstation für ein Bussystem ausgestaltet, bei welchem zumindest zeitweise ein exklusiver, kollisionsfreier Zugriff einer Teilnehmerstation auf eine Busleitung des Bussystems gewährleistet ist. Hierbei kann die Sende-/Empfangseinrichtung ausgestaltet sein, den dritten Buspegel nur zu erzeugen, wenn die Sende-/Empfangseinrichtung den exklusiven, kollisionsfreien Zugriff auf die Busleitung hat.

Die von der Teilnehmerstation erstellte oder empfangene Nachricht kann eine CAN-Nachricht oder eine CAN FD-Nachricht sein.

Die zuvor beschriebene Teilnehmerstation kann Teil eines Bussystems sein, das zudem eine Busleitung und mindestens zwei Teilnehmerstationen umfasst, welche über die Busleitung derart miteinander verbunden sind, dass sie miteinander kommunizieren können. Hierbei ist mindestens eine der mindestens zwei Teilnehmerstationen eine zuvor beschriebene Teilnehmerstation.

Die zuvor genannte Aufgabe wird zudem durch ein Verfahren zur Übertragung von Daten in einem seriellen Bussystem nach Anspruch 12 gelöst. Das

Verfahren wird mit einer Sende-/Empfangseinrichtung einer Teilnehmerstation des Bussystems ausgeführt, die zum seriellen Senden einer Nachricht auf eine Busleitung an mindestens eine weitere Teilnehmerstation des Bussystems und zum seriellen Empfangen einer Nachricht von der Busleitung ausgestaltet ist, wobei das Verfahren den Schritt aufweist: serielles Senden, mit der Sende- /Empfangseinrichtung, auf die Busleitung derart, dass die Sende- /Empfangseinrichtung für einen Fall, in dem die Sende-/Empfangseinrichtung nicht als Sender einer empfangenen Nachricht agiert, bei Bedarf einen ersten oder einen zweiten Buspegel auf der Busleitung erzeugt, und dass die Sende- /Empfangseinrichtung für einen Fall, in dem die Sende-/Empfangseinrichtung als Sender der empfangenen Nachricht agiert, den ersten oder zweiten Buspegel stattdessen mit einem dritten Buspegel erzeugt, der geringer als der durch den dritten Buspegel ersetzte Buspegel ist jedoch wieder einer von zwei im

Bussystem unterscheidbaren Buspegeln auf der Busleitung ist. Das zuvor beschriebene Verfahren bietet dieselben Vorteile, wie sie zuvor in Bezug auf die Teilnehmerstation genannt sind.

Weitere mögliche Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der

Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmalen oder Ausführungsformen.

Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der Erfindung hinzufügen.

Zeichnungen

Nachfolgend ist die Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung und anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein vereinfachtes Blockschaltbild eines Bussystems gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;

Fig. 2 ein Schaubild zur Veranschaulichung des Aufbaus von Nachrichten, die von Teilnehmerstationen des Bussystems gemäß dem ersten

Ausführungsbeispiel gesendet werden können;

Fig. 3 eine Darstellung eines Beispiels für einen zeitlichen Verlauf einer

Differenzspannung VDIFF der Bussignale CAN_H und CAN_L für einen Teil einer Nachricht bei einer Sende-/Empfangseinrichtung des Bussystems gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel; und

Fig. 4 eine Darstellung eines Beispiels für einen zeitlichen Verlauf einer

Differenzspannung VDIFF der Bussignale CAN_H und CAN_L für einen Teil einer Nachricht bei einer Sende-/Empfangseinrichtung eines Bussystems gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.

In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente, sofern nichts anderes angegeben ist, mit denselben Bezugszeichen versehen. Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Fig. 1 zeigt als Beispiel ein serielles Bussystem 1, das als ein beliebiges serielles Bussystem ausgestaltet sein kann. Insbesondere ist das Bussystem 1 ein CAN- Bussystem, CAN FD-Bussystem, FlexRay- Bussystem, Bussystem für Ethernet, Gigabit- Ethernet, usw.. Das Bussystem 1 ist in einem Fahrzeug, insbesondere einem Kraftfahrzeug, einem Flugzeug, usw., oder im Krankenhaus usw.

verwendbar.

In Fig. 1 hat das Bussystem 1 eine, insbesondere als eine Zweidrahtleitung ausgeführte, Busleitung 3, an die eine Vielzahl von Teilnehmerstationen 10, 20, 30 angeschlossen sind. Über die Busleitung 3 sind Nachrichten 4, 5 in der Form von Signalen zwischen den einzelnen Teilnehmerstationen 10, 20, 30 seriell übertragbar. Die Teilnehmerstationen 10, 20, 30 sind beliebige Geräte, die miteinander Daten seriell austauschen sollen, wie beispielsweise Steuergeräte, Sensoren, Anzeigevorrichtungen, usw. eines Kraftfahrzeugs. Alternativ sind die Teilnehmerstationen 10, 20, 30 beispielsweise Computer eines

Computernetzwerks oder Komponenten eines Automatisierungsnetzwerks, insbesondere für eine industrielle Anlage. Die Teilnehmerstationen 10, 20, 30 sind jedoch nicht auf die genannten speziellen Beispiele beschränkt.

Nachfolgend ist die Erfindung als Beispiel anhand des CAN- und CAN-FD- Bussystems beschrieben. Jedoch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt, sondern die Erfindung kann auf ein beliebiges serielles Bussystem angewendet werden.

Wie in Fig. 1 gezeigt, hat die Teilnehmerstation 10 eine

Kommunikationssteuereinrichtung 11 und eine Sende-/Empfangseinrichtung 12. Die Teilnehmerstation 20 hat dagegen eine Kommunikationssteuereinrichtung 21 und eine Sende-/Empfangseinrichtung 22. Die Teilnehmerstation 30 hat eine Kommunikationssteuereinrichtung 31 und eine Sende-/Empfangseinrichtung 32. Die Sende-/Empfangseinrichtungen 12, 22, 32 der Teilnehmerstationen 10, 20, 30 sind jeweils direkt an die Busleitung 3 angeschlossen, auch wenn dies in Fig. 1 nicht veranschaulicht ist. Die Kommunikationssteuereinrichtungen 11, 21, 31 dienen jeweils zur Steuerung einer Kommunikation der jeweiligen Teilnehmerstation 10, 20, 30 über die Busleitung 3 mit einer anderen Teilnehmerstation der Teilnehmerstationen 10,

20, 30, die an die Busleitung 3 angeschlossen sind.

Die Kommunikationssteuereinrichtung 11 kann für das Beispiel des CAN- Bussystems bis auf die nachfolgend noch genauer beschriebenen Unterschiede wie ein herkömmlicher CAN-Controller ausgeführt sein. In diesem Fall erstellt und liest die Kommunikationssteuereinrichtung 11 erste Nachrichten 4, beispielsweise modifizierte Classic CAN-Nachrichten 4. Die Classic CAN- Nachrichten 4 sind bis auf die nachfolgend beschriebenen Modifikationen gemäß dem Classic Basisformat aufgebaut, bei welcher in der Nachricht 4 eine Anzahl von bis zu 8 Datenbytes umfasst sein können, wie im oberen Teil von Fig. 2 gezeigt.

Die Kommunikationssteuereinrichtung 21 in Fig. 1 kann für das Beispiel des CAN- Bussystems bis auf die nachfolgend noch genauer beschriebenen

Unterschiede wie ein herkömmlicher CAN FD-Controller ausgeführt sein. In diesem Fall erstellt und liest die Kommunikationssteuereinrichtung 21 zweite Nachrichten 5, die beispielsweise modifizierte CAN FD-Nachrichten 5 sind. Hierbei sind die modifizierten CAN FD-Nachrichten 5 bis auf die nachfolgend beschriebenen Modifikationen auf der Grundlage eines CAN FD- Formats aufgebaut, bei welcher in der Nachricht 5 eine Anzahl von bis zu beispielsweise 64 Datenbytes umfasst sein können, wie im unteren Teil von Fig. 2 gezeigt. Je nach Bedarf sind aber optional mehr als 64 Datenbytes in der Nachricht 5 übertragbar.

Die Kommunikationssteuereinrichtung 31 kann für das Beispiel des CAN- Bussystems ausgeführt sein, um je nach Bedarf eine modifizierte Classic CAN- Nachricht 4 oder eine modifizierte CAN FD-Nachricht 5 für die Sende- /Empfangseinrichtung 32 bereitzustellen oder von dieser zu empfangen. Die Kommunikationssteuereinrichtung 21 erstellt und liest also eine erste Nachricht 4 oder zweite Nachricht 5, wobei sich die erste und zweite Nachricht 4, 5 durch ihren Datenübertragungsstandard unterscheiden, nämlich in diesem Fall modifiziertes CAN oder modifiziertes CAN FD. Die Sende-/Empfangseinrichtung 12 kann somit bis auf die nachfolgend noch genauer beschriebenen Unterschiede wie ein herkömmlicher CAN Transceiver ausgeführt sein. Die Sende-/Empfangseinrichtung 22 kann bis auf die nachfolgend noch genauer beschriebenen Unterschiede wie ein herkömmlicher CAN FD-Transceiver ausgeführt sein. Die Sende-/Empfangseinrichtung 32 kann ausgeführt sein, um je nach Bedarf Nachrichten 4 gemäß dem modifizierten CAN- Basisformat oder Nachrichten 5 gemäß dem modifizierten CAN FD-Format für die Kommunikationssteuereinrichtung 31 bereitzustellen oder von dieser zu empfangen.

Mit den beiden Teilnehmerstationen 20, 30 ist eine Bildung und dann

Übertragung von Nachrichten 5 mit dem modifizierten CAN FD oder auch mit höheren Datenraten als CAN FD realisierbar.

Fig. 2 zeigt in ihrem oberen Teil für die Nachricht 4 einen CAN-Rahmen 45, wie er von der Sende-/Empfangseinrichtung 12 oder der Sende- /Empfangseinrichtung 13 gesendet wird, und in ihrem unteren Teil für die Nachricht 5 einen CAN-FD-Rahmen 450, wie er von der Sende- /Empfangseinrichtung 22 oder 32 gesendet werden kann. Der CAN-Rahmen 45 und der CAN-FD-Rahmen 450 sind für die CAN-Kommunikation auf der

Busleitung 3 grundlegend in zwei unterschiedliche Phasen oder Bereiche unterteilt, nämlich die Arbitrationsphasen 451, 453 und einen Datenbereich 452, der bei Classical oder klassischem CAN auch Datenfeld bzw. bei CAN- FD auch Datenphase 452 genannt wird. In der Datenphase 452 sind die Nutzdaten des CAN-FD-Rahmens bzw. der Nachricht 5 enthalten.

In der Arbitrationsphase 451 wird zwischen zwei oder mehr Sendern, die gleichzeitig Nachrichten 4, 5 gestartet haben, ausgehandelt, welcher der Sender nachfolgend zumindest zeitweise einen exklusiven, kollisionsfreien Zugriff auf die Busleitung 3 hat. Derjenige Sender, der während der Arbitration ein rezessives Bit (logischer Zustand ) sendet und stattdessen ein dominantes Bit (logischer Zustand Ό') auf dem Bus bzw. der Busleitung 3 sieht, verliert die Arbitration und wird zum Empfänger der laufenden Nachricht 4 oder der Nachricht 5. Die Arbitration wird von dem Sender gewonnen, dessen Nachricht 4, 5 die meisten führenden Ό'-Bits enthält. Der Gewinner der Arbitration bemerkt keinen

Zugriffskonflikt für die Busleitung 3. Somit kommt es nicht zu einer Kollision und damit Zerstörung von gesendeten Nachrichten 4, 5, weshalb die Arbitration und die nachfolgende Kommunikation zerstörungsfrei erfolgt.

Gemäß Fig. 2 wird bei CAN-FD im Vergleich zum klassischen CAN am Ende der Arbitrationsphase 451 die Bitrate für die folgende Datenphase 452 auf beispielsweise 2, 4, 8Mbps erhöht. Damit gilt, dass bei CAN-FD die Bitrate in den Arbitrationsphasen 451, 453 kleiner als die Bitrate in der Datenphase 452 ist. Bei CAN-FD ist die Datenphase 452 des CAN FD Rahmens 450 gegenüber der Datenphase 452 des CAN-Rahmens 45 zeitlich deutlich verkürzt.

Bei einem seriellen Bussystem ohne Arbitration 451, 453, wie beispielsweise Ethernet, FlexRay, usw., folgen zwei Datenphasen 452 direkt nacheinander.

Erkennt eine der Teilnehmerstationen 10, 20, 30 von Fig. 1 in einer Nachricht 4,

5 einen Fehler, beispielsweise einen Verstoß gegen die Bit- Stuffing- Regel oder einen Fehler in der Prüfsumme, insbesondere CRC-Fehler (CRC= Cyclic Redundancy Check), überschreibt diese Teilnehmerstation 10, 20, 30 die als fehlerhaft erkannte Nachricht 4, 5 mit einer Fehlerkennung bzw. Error- Flag. Das Error-Flag besteht aus sechs dominanten Bits. Alle anderen Teilnehmerstationen 10, 20, 30 erkennen diese sechs aufeinanderfolgenden dominanten Bits als einen Format- Fehler oder als Verstoß gegen die Bit- Stuffing- Regel, gemäß welcher in einer Nachricht 4, 5 nach fünf gleichen Bits ein dazu inverses Bit einzufügen ist.

Eine fehlerfreie Nachricht 4, 5 wird von den Empfängern durch ein Acknowledge- Bit bestätigt. Hierfür treiben die Empfänger in einem vom Sender rezessiv gesendeten Acknowledge-Slot ein dominantes Bit. Bis auf den Acknowledge-Slot erwartet der Sender einer Nachricht 4, 5, dass er auf dem Bus bzw. der

Busleitung 3 immer den Pegel sieht, den der Sender selbst sendet. Andernfalls erkennt er einen Bitfehler. Im Falle eines Bitfehlers (abgesehen vom Verlust der Arbitration) betrachtet der Sender die gesendete Nachricht 4, 5 als ungültig. Ungültige und damit nicht erfolgreiche Nachrichten 4, 5 werden von dem Sender wiederholt. Die Sende-/Empfangseinrichtungen 12, 22, 32 setzen als Empfänger die zuvor beschriebenen differentiellen Buspegel in logische Bitpegel, also 0 und 1, um. Als Sender setzen die Sende-/Empfangseinrichtungen 12, 22, 32 die logischen Bitpegel in die differentiellen Buspegel um, die in Fig. 3 gezeigt sind.

Fig. 3 veranschaulicht den Übergang zwischen der Arbitrationsphase 451 und der Datenphase 452 als Beispiel für verschiedene Kommunikationsphasen einer Nachricht 5 anhand einer Differenzspannung VDIFF über der Zeit t. Für eine Nachricht 4 sind die nachfolgenden Ausführungen optional gleichermaßen einsetzbar.

Die Nachricht 5 wird in der Arbitrationsphase 451 mit den zuvor beschriebenen differentiellen Buspegeln 471, 481 über die Zweidraht-Busleitung als die

Busleitung 3 erzeugt. Mit anderen Worten, die Differenzspannung VDIFF bildet differenzielle Spannungszustände für die Signale CAN_H und CAN_L, die separat von den Sende-/Empfangseinrichtungen 12, 22, 32 auf den beiden Adern der Busleitung 3 erzeugt werden.

Der rezessive Buspegel 471, der in Fig. 3 als logische bezeichnet ist, jedoch als ein erster spezieller Spannungswert messbar ist, wird nicht von den Bus- Teilnehmerstationen 10, 20, 30 getrieben, sondern wird durch einen Abschluss- Widerstand der Busleitung 3 bestimmt. Dagegen wird der dominante Buspegel 481 aktiv getrieben. Der dominante Buspegel 481 ist in Fig. 3 als logische‘0‘ dargestellt, jedoch ebenfalls als ein zweiter spezieller Spannungswert messbar. Die Buspegel 471, 481 sind als zwei verschiedene Buspegel oder

Spannungswerte voneinander unterscheidbar für die logische und logische‘0‘.

Mit anderen Worten, in der zuvor beschriebenen ersten Betriebsart einer der Sende-/Empfangseinrichtungen 12, 22, 32 wird die logische Ό' als dominanter Buspegel 481 getrieben. Jedoch wird in der ersten Betriebsart für die logische , also den rezessiven Buszustand 471, der Bus bzw. der Spannungszustand auf der Busleitung 3 nicht getrieben. Die Abschlusswiderstände bewirken, dass sich der rezessive Buspegel 471 einstellt. Gemäß Fig. 3 werden die Bits der Nachricht 5 in der Arbitrationsphase 451 mit den differenziellen Buspegel 471, 481 und mit einer Bitzeit TI über die

Busleitung 3 übertragen. Im Unterschied dazu werden die Bits der Nachricht 5 in der Datenphase 452 mit den differenziellen Buspegel 471, 482 und mit einer Bitzeit T2 über die Busleitung 3 übertragen. Die Bitzeit TI ist länger als die Bitzeit T2. Somit werden die Bits in der Datenphase 452 mit einer höheren oder schnelleren Bitrate übertragen als in der Arbitrationsphase 451.

Hierfür wird am Anfang der Datenphase 452 der Nachricht 5 der Pegel für den rezessiven Buspegel am BRS-Bit umgeschaltet, das auf ein FDF-Bit und ein Res-Bit am Ende der Arbitrationsphase 451 folgt. Am BRS-Bit wird auch die Bitrate umgeschaltet. Das beschriebene Verfahren ist jedoch nicht an ein bestimmtes Nachrichten- Format für die serielle Übertragung gebunden.

In der Datenphase 452 wird dann die schwächer getriebene negative

Differenzspannung VDIFF entsprechend dem Buspegel 472 anstelle des vorherigen rezessiven Buspegels 471 verwendet. Jedoch sind auch die Buspegel 472, 481 als zwei verschiedene Buspegel oder Spannungswerte voneinander unterscheidbar für die logische und logische‘0‘.

Somit treibt die sendende Teilnehmerstation 10, 20, 30 beim Senden der Nachricht 5 in der in der zuvor beschriebenen zweiten Betriebsart einer der Sende-/Empfangseinrichtungen 12, 22, 32 auch den rezessiven Buspegel 472, wenn auch schwächer als den dominanten Buspegel 482. Diese negative Differenz-Spannung VDIFF, ein dritter spezieller Spannungswert, wird auch von existierenden Sende-/Empfangseinrichtungen, wie beispielsweise der Sende- /Empfangseinrichtung 12 der Teilnehmerstation 10 als rezessiver Buspegel, logisch , erkannt.

Nur der Sender einer Nachricht 5 schaltet seine Sende-/Empfangseinrichtung 12, 22, 32 in der Datenphase 452 von dem bisherigen Buspegel 471 für die logische , also den rezessiven Buspegel in der Arbitrationsphase 451, auf den neuen Buspegel 472 für die logische bzw. von der ersten in die zweite Betriebsart um. Dagegen brauchen die Empfänger der Nachricht 5 ihren Buspegel 471 nicht umzuschalten. Am Beispiel des CAN FD-Protokolls wäre der geeignete Zeitpunkt für die

Umschaltung des rezessiven Buspegels 471, 472 des Senders der Beginn und das Ende der Datenphase 452. In der Arbitrations- Phase 451 der Nachricht 5 werden dagegen die üblichen rezessiven und dominanten Buspegel 471, 481 verwendet, wie in Fig. 3 veranschaulicht und zuvor beschrieben.

Erkennt ein Empfänger der Nachricht 5 einen Fehler, kann die nicht

umgeschaltete Sende-/Empfangseinrichtung 12, 22, 32 dieses Empfängers den schwach getriebenen logischen Pegel, also den Buspegel 472 des Senders mit einer dominanten Fehlerkennung (Error- Flag) überschreiben. Somit ist die Fehler-Behandlung von beispielsweise des CAN-Protokolls weiterhin möglich.

Der Zahlenwert für den neuen bzw. zweiten rezessiven Buspegel 472 wird abhängig von den spezifizierten Grenzen für die Länge der Busleitung 3, der Zahl der Teilnehmerstationen 10,20, 30 des Bussystems 1 und der für den jeweiligen Anwendungsfall gewünschten Bitrate(n), jeweils im Hinblick auf die Zahlenwerte für die Buspegel 471, 481 in der Arbitrationsphase 451, festgelegt. Bei CAN können gemäß der ISO 11898-2 die rezessiven Buspegel 471, 472 als VDIFF im Bereich von -1,0V bis 0,5V gewählt werden, die dominanten Buspegel 481, 482 als VDIFF im Bereich von 0,9V bis 5V.

Somit kann mindestens eine der Sende-/Empfangseinrichtungen 12, 22, 32 für einen Fall, in dem die Sende-/Empfangseinrichtung 12, 22, 32 nicht als Sender der empfangenen Nachricht 5 agiert, bei Bedarf den ersten oder den zweiten Buspegel 471, 481 auf der Busleitung 3 erzeugen. Für den Fall, in dem die Sende-/Empfangseinrichtung 12, 22, 32 jedoch als Sender der empfangenen Nachricht 5 agiert, erzeugt die Sende-/Empfangseinrichtung 12, 22, 32 anstelle des Buspegels 471 einen dritten Buspegel, nämlich den geringeren Buspegel 472. Hierbei ist der dritte Buspegel 472 wiederum derart ausgestaltet, dass der Buspegel 472 und der Buspegel 482 wieder zwei im Bussystem 1

unterscheidbare Buspegel sind.

Somit wird von mindestens einer der Teilnehmerstationen 10, 20, 30, genauer gesagt von einer der Sende-/Empfangseinrichtungen 12, 22, 32, ein Verfahren durchgeführt, bei welchem die Sende-/Empfangseinrichtung 12, 22, 32 während einer Nachricht 5 umgeschaltet werden, so dass sie in der Datenphase 452 andere Buspegel 472, 481 verwenden, die weniger asymmetrisch sind, als die Buspegel 471, 481 in der Arbitrationsphase 451.

Auf diese Weise sind schnellere bzw. höhere Bitraten im Bussystem 1 mit Kompatibilität zu bisherigen Teilnehmerstationen 10, 20 möglich. Dies ist auch mit Blick auf eine sukzessive Erweiterung und/oder Erneuerung eines bereits bestehenden Bussystems 1 vorteilhaft.

Fig. 4 zeigt in Bezug auf ein zweites Ausführungsbeispiel den Bereich am Ende der Arbitrationsphase 451 und am Anfang einer Datenphase 452 für eine

Nachricht 50. Auch hier ist wieder die Differenzspannung VDIFF über der Zeit t mit differentiellen symmetrischen Buspegeln 471, 472, 481 über eine Zweidraht- Busleitung als die Busleitung 3 gezeigt, wie bereits in Bezug auf Fig. 3 zuvor beschrieben.

Im Unterschied zu Fig. 3 kommt bei dem zweiten Ausführungsbeispiel zusätzlich ein zweiter dominanter Buspegel 482 zum Einsatz. Hierbei sind auch die

Buspegel 472, 482 als zwei verschiedene Buspegel oder Spannungswerte voneinander unterscheidbar für die logische und logische‘0‘.

Hierfür treibt der Sender einer Nachricht 50 in der Datenphase 452 optional den Sendepegel für dominante Bits (mit positiver Differenz-Spannung VDIFF), also einen zweiten dominanten Buspegel 482, weniger stark als in der

Aribrationsphase 451 für den ersten dominanten Buspegel 481. Der zweite dominante Buspegel 482 wird aber immer noch stark genug getrieben, dass die Sende-/Empfangseinrichtungen 12, 22, 32 der Empfänger der Nachricht 50 den Buspegel 482 sicher als dominant, logisch Ό', erkennen. Der reduzierte Buspegel 482 für die logische Ό' reduziert auch die Abstrahlungen.

Ansonsten gilt das Gleiche, wie zuvor im Zusammenhang mit Fig. 3 beschrieben.

Gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel wird von den Sendern einer Nachricht 50 nur der dominante Buspegel 481 in der Datenphase 452 im Vergleich zu der Arbitrationsphase 451 auf den dominanten Buspegel 482 abgesenkt, jedoch nicht der rezessive Buspegel 471. In diesem Fall werden also in der Arbitrationsphase 451 die Buspegel 471, 481 verwendet, jedoch in der Datenphase 452 die

Buspegel 471, 482.

Ansonsten gilt das Gleiche, wie zuvor im Zusammenhang mit Fig. 3 und Fig. 4 beschrieben.

Alle zuvor beschriebenen Ausgestaltungen des Bussystems 1, der

Teilnehmerstationen 10, 20, 30 und des von den Teilnehmerstationen 10, 20, 30 ausgeführten Verfahrens können einzeln oder in allen möglichen Kombinationen Verwendung finden. Insbesondere können alle Merkmale der zuvor

beschriebenen Ausführungsbeispiele und/oder deren Ausführungsvarianten und/oder deren Modifikationen beliebig kombiniert werden. Zusätzlich oder alternativ sind insbesondere folgende Modifikationen denkbar.

Das zuvor beschriebene Bussystem 1 gemäß den Ausführungsbeispielen ist anhand eines auf dem CAN-Protokoll basierenden Bussystems beschrieben. Das Bussystem 1 gemäß den Ausführungsbeispielen kann jedoch auch eine andere Art von seriellem Kommunikationsnetz sein. Es ist vorteilhaft, jedoch nicht zwangsläufige Voraussetzung, dass bei dem Bussystem 1 zumindest für bestimmte Zeitspannen ein exklusiver, kollisionsfreier Zugriff einer

Teilnehmerstation 10, 20, 30 auf einen gemeinsamen Kanal gewährleistet ist.

Die Anzahl und Anordnung der Teilnehmerstationen 10, 20, 30 in dem

Bussystem 1 der Ausführungsbeispiele ist beliebig. Insbesondere kann die Teilnehmerstation 10 in dem Bussystem 1 entfallen. Es ist möglich, dass eine oder mehrere der Teilnehmerstationen 10 oder 20 oder 30 in dem Bussystem 1 vorhanden sind.