Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
TRANSCEIVER FOR A BUS SYSTEM, AND METHOD FOR REDUCING AN OSCILLATION INCLINATION UPON TRANSITIONING BETWEEN DIFFERENT BIT STATES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/030080
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a transceiver (12; 120; 1200) for a bus system (1) and to a method for reducing an oscillation inclination upon transitioning between different bit states. The transceiver (12; 20; 1200) has a first driver (1211) for driving a signal for a first bus wire (41) of a bus (40) of the bus system (1), wherein an exclusive collision-free access of a participant station (10, 20, 30, 100) to the bus (40) of the bus system (1) is at least temporarily ensured in the bus system (1), a second driver (1212) for driving a signal for the second bus wire (42) of the bus (40), a first driver simulation (1213) for driving a signal for the first bus wire (41) in order to reduce currents supplied for the first bus wire (41) by the first driver (1211) and/or a second driver simulation (1214) for driving a signal for the second bus wire (42) in order to supply currents for the second bus wire (41) together with the second driver (1212), a receiver (122) for receiving a signal which is transmitted from a bus (40) of the bus system (1), and an oscillation reduction unit (15; 150) which is designed to actuate at least one of the driver simulations (1213, 1214) in order to drive a signal for the first and/or second bus wire (41, 42) if a state change of the received signal from a dominant bus state (402) to a recessive bus state (401) is detected.

Inventors:
WALKER STEFFEN (DE)
PANNWITZ AXEL (DE)
BRANDO CYRILLE (DE)
Application Number:
PCT/EP2018/070909
Publication Date:
February 14, 2019
Filing Date:
August 01, 2018
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
BOSCH GMBH ROBERT (DE)
International Classes:
H03K5/1534; H04L12/40; H04B3/20; H04L25/02; H04L25/03
Domestic Patent References:
WO2015014550A12015-02-05
Foreign References:
DE102010043484A12012-05-10
US20140156893A12014-06-05
EP2660974A22013-11-06
Other References:
None
Download PDF:
Claims:
Ansprüche

1) Sende-/Empfangseinrichtung (12; 120; 1200) für ein Bussystem (1), mit einem ersten Treiber (1211) zum Treiben eines Signals für eine erste Busader (41) eines Busses (40) des Bussystems (1), bei welchem Bussystem (1) zumindest zeitweise ein exklusiver, kollisionsfreier Zugriff einer Teilnehmerstation (10, 20, 30, 100) auf den Bus (40) des

Bussystems (1) gewährleistet ist,

einem zweiten Treiber (1212) zum Treiben eines Signals für die zweite Busader (42) des Busses (40),

einer ersten Treibernachbildung (1213) zum Treiben eines

Signals für die erste Busader (41), um für die erste Busader (41) von dem ersten Treiber (1211) gelieferte Ströme zu senken, und/oder

einer zweiten Treibernachbildung (1214) zum Treiben eines Signals für die zweite Busader (42), um zusätzlich zu dem zweiten Treiber (1212) für die zweite Busader (41) Ströme zu liefern,

einen Empfänger (122) zum Empfang eines Signals, das von einem Bus (40) des Bussystems (1) übertragen wird, und

einer Schwingungsreduktionseinheit (15; 150), die ausgestaltet ist, mindestens eine der Treibernachbildungen (1213, 1214) zum

Treiben eines Signals für die erste und/oder zweite Busader (41, 42) anzusteuern, falls ein Zustandswechsel des empfangenen Signals von einem dominanten Buszustand (402) zu einem rezessiven Buszustand (401) erfasst wird. 2) Sende-/Empfangseinrichtung (12; 120; 1200) nach Anspruch 1,

wobei die erste Treibernachbildung (1213) einen Treiber (155), einen Transistor (157) und eine Diode (158) aufweist, deren Kathode mit einem Drain-Anschluss des Transistors (157) verbunden ist, und deren Anode mit der ersten Busader (41) verbunden ist, wobei der Treiber (155) zum Ansteuern des Transistors (157) verschaltet ist, und

wobei ein Source-Anschluss des Transistors (157) mit Masse verbunden ist.

Sende-/Empfangseinrichtung (12; 120; 1200) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die zweite Treibernachbildung (1214) einen Treiber (156), einen Transistor (159) und eine Diode (160) aufweist, deren Kathode mit einem Source-Anschluss des Transistors (157) verbunden ist, und deren

Anode mit einer Spannungsversorgung für die erste und zweite Busader

(41, 42) verbunden ist,

wobei der Treiber (156) zum Ansteuern des Transistors (159) verschaltet ist, und

wobei ein Drain-Anschluss des Transistors (157) mit der zweiten

Busader (42) verbunden ist.

Sende-/Empfangseinrichtung (12; 120) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Schwingungsreduktionseinheit (15; 150) zudem aufweist

einen Erfassungsblock (151), welcher ausgestaltet ist, einen Zustandswechsel des empfangenen Signals von dem dominanten Buszustand (402) zu dem rezessiven Buszustand (401) zu erfassen, und dessen Eingang parallel zu einem Eingang eines

Empfangskomparators der Sende-/Empfangseinrichtung (12; 120) geschaltet ist, und

einen RS-Zeitsteuerungsblock (153), der zum Steuern des Signals auf mindestens einer Busader (41; 42) in Abhängigkeit von dem Erfassungsergebnis des Erfassungsblocks (165) ausgestaltet ist.

Sende-/Empfangseinrichtung (12; 120) nach Anspruch 4, wobei die Schwingungsreduktionseinheit (15; 150) zudem aufweist

einen Phasenlage- Erfassungsblock (165) zum Erfassen der zeitlichen Lage der Signale auf den Busadern (41, 42) des Busses (40) zueinander, und/oder einen Kommunikationsphasen- Erfassungsblock (152) zum Erfassen von unterschiedlichen Phasen einer Kommunikation auf dem Bus (40),

wobei der RS-Zeitsteuerungsblock (153) zudem zum Steuern des Signals auf mindestens einer Busader (41; 42) in Abhängigkeit von dem Erfassungsergebnis des Phasenlage- Erfassungsblocks (165) ausgestaltet ist, um die Phasenlage des Signals auf der Busader (41; 42) einzustellen, und/oder zum Steuern des Signals auf mindestens einer Busader (41; 42) in Abhängigkeit von der erfassten Phase der Kommunikation auf dem Bus (40) zu steuern.

Sende-/Empfangseinrichtung (12; 120) nach Anspruch 5, wobei der Kommunikationsphasen- Erfassungsblock (152) ausgestaltet ist, mindestens ein Endebit (454) zu erfassen, welches das Ende einer Nachricht (45; 47) anzeigt, um die unterschiedlichen Phasen einer Kommunikation auf dem Bus (40) zu erfassen.

Sende-/Empfangseinrichtung (12; 120) nach Anspruch 5 oder 6, wobei der RS-Zeitsteuerungsblock (153) ausgestaltet ist, das Signal auf mindestens einer Busader (41; 42) nach Abschluss einer

Arbitrationsphase (451; 453) der Kommunikation zu steuern.

Sende-/Empfangseinrichtung (12; 120) nach einem der vorangehenden Ansprüche,

zudem mit einem Sender (121), der den ersten und zweiten Treiber (1211, 1212) umfasst und die erste Treibernachbildung (1213) und/oder die zweite Treibernachbildung (1214) umfasst und zum Senden von Nachrichten (45; 47) auf den Bus (40) ausgestaltet ist, wobei die Schwingungsreduktionseinheit (15; 150) derart ausgestaltet ist, dass die Schwingungsreduktionseinheit (15; 150) nur aktiviert ist, wenn der Sender (121) eine Nachricht (45; 47) auf den Bus (40) sendet.

Bussystem (1), mit

einem Bus (40), und mindestens zwei Teilnehmerstationen (10; 20; 30; 100), welche über den Bus (40) derart miteinander verbunden sind, dass sie miteinander kommunizieren können,

wobei mindestens eine der mindestens zwei Teilnehmerstationen (10; 20; 30) eine Sende-/Empfangseinrichtung (12; 120; 1200) nach einem der vorangehenden Ansprüche aufweist.

Bussystem (1) nach Anspruch 9, wobei eine der mindestens zwei Teilnehmerstationen (100) eine Kommunikationssteuereinrichtung (110) aufweist, welche ausgestaltet ist, ein Signal (TxD) an die Sende- /Empfangseinrichtung (1200) zu senden, welches die Sende- /Empfangseinrichtung (1200) als Grundlage für die Signale (CAN_H, CAN_L) für die Busadern (41, 42) verwendet, und das Signal (TxD) mit einem von der Sende-/Empfangseinrichtung (1200) vom Bus (40) empfangenen Signal (RxD) zur Erzeugung eines Steuersignals zu vergleichen, und wobei die Kommunikationssteuereinrichtung (110) ausgestaltet ist, das Steuersignal zur Steuerung der

Schwingungsreduktionseinheit (1500) an die Sende- /Empfangseinrichtung (1200) auszugeben.

Verfahren zur Reduzierung einer Schwingneigung beim Übergang zwischen unterschiedlichen Bitzuständen, wobei das Verfahren mit einer Sende-/Empfangseinrichtung (12; 120; 1200) für ein Bussystem (1) ausgeführt wird, bei welchem zumindest zeitweise ein exklusiver, kollisionsfreier Zugriff einer Teilnehmerstation (10, 20, 30, 100) auf einen Bus (40) des Bussystems (1) gewährleistet ist, wobei die Sende- /Empfangseinrichtung (12; 120; 1200) einen ersten Treiber (1211) zum Treiben eines Signals für eine erste Busader (41) eines Busses (40) des Bussystems (1) und einen zweiten Treiber (1212) zum Treiben eines Signals für die zweite Busader (42) des Busses (40) aufweist, wobei das Verfahren die Schritte aufweist,

Empfangen eines Signals, das von dem Bus (40) übertragen wird, Erfassen eines Zustandswechsels des empfangenen Signals von einem dominanten Buszustand (402) zu einem rezessiven Buszustand (401), und

Treiben, mit einer ersten Treibernachbildung (1213), eines Signals für die erste Busader (41), um von dem ersten Treiber (1211) gelieferte Ströme für die erste Busader (41) zu senken, falls bei dem Erfassungsschritt ein Zustandswechsel erfasst wurde, und/oder

Treiben, mit einer zweiten Treibernachbildung (1214), eines Signals für die zweite Busader (42), um zusätzlich zu dem zweiten Treiber (1212) Ströme für die zweite Busader (41) zu liefern, falls bei dem Erfassungsschritt ein Zustandswechsel erfasst wurde.

Description:
Beschreibung Titel

SendeyEmpfangseinrichtung für ein Bussystem und Verfahren zur Reduzierung einer Schwingneigung beim Übergang zwischen unterschiedlichen Bitzuständen

Die vorliegende Erfindung betrifft eine SendeyEmpfangseinrichtung für ein Bussystem und ein Verfahren zur Reduzierung einer Schwingneigung beim Übergang zwischen unterschiedlichen Bitzuständen, welche beispielsweise bei einer Teilnehmerstation für ein CAN-Bussystem zum Einsatz kommen können.

Die Reduzierung der Schwingneigung wird durch zusätzliche Treiber an

Busadern eines Busses des Bussystems erzielt.

Stand der Technik

Bei einer Nachrichten- oder Datenübertragung in einem Bussystem werden Informationen, die in Bytes bzw. Bits der Nachrichten oder Daten enthalten sind, durch unterschiedliche Bitzustände oder Spannungszustände dargestellt. Die unterschiedlichen Bitzustände haben beim Übertragen der Nachricht über einen Bus des Bussystems unterschiedliche Buszustände zur Folge. Je nach

Bussystem existieren für Nachrichten- oder Datenübertragung verschiedene Übertragungsprotokolle.

Beispielsweise werden beim CAN-Bussystem Nachrichten mittels des CAN- und/oder CAN FD Protokolls übertragen, wie es im Standard ISO-11898-1:2015 als CAN Protokoll-Spezifikation mit CAN FD beschrieben ist. Das CAN- Bussystem ist heute für die Kommunikation zwischen Sensoren und

Steuergeräten weit verbreitet. Oft wird das CAN-Bussystem in Fahrzeugen oder Automatisierungsanlagen, usw. für eine Kommunikation zwischen den einzelnen Busteilnehmern eingesetzt. Insbesondere bei der CAN/CAN- FD- Kommunikation müssen die Sende- /Empfangseinrichtungen, die auch Transceiver genannt werden, in der Lage sein, den Bus niederohmig treiben zu können, um einen dominanten Buszustand oder Bitzustand als einen der beiden verschiedenen Buszustände oder Bitzustände herzustellen. Im Rezessivzustand als dem anderen der beiden verschiedenen Buszustände dagegen sind die Sende-/Empfangseinrichtungen verhältnismäßig hochohmig.

Der Übergang von Dominant nach Rezessiv ist je nach Bustopologie, Länge der Stubs bzw. Stichleitungen, Position und Anzahl der Terminationswiderstände mit einer Schwingneigung behaftet. Dies ist sehr unvorteilhaft bei der

Systemauslegung, weil infolgedessen die Bitzeit so lang sein muss, bis die Schwingung ausreichend bedämpft ist. Ist die Bitzeit nicht lang genug, kann die Sende-/Empfangseinrichtung im Rezessivzustand fälschlicherweise ein

Dominant erkennen. Daher bedingt eine Einhaltung der maximal zulässigen Fehlerquote der Sende-/Empfangseinrichtung eine längere Bitzeit, was eine unerwünschte Reduzierung der Übertragungsrate oder

Übertragungsgeschwindigkeit der Nachrichten im Bussystem zur Folge hat.

Offenbarung der Erfindung

Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Sende- /Empfangseinrichtung für ein Bussystem und ein Verfahren zur Reduzierung einer Schwingneigung beim Übergang zwischen unterschiedlichen Bitzuständen bereitzustellen, welche die zuvor genannten Probleme lösen. Insbesondere sollen eine Sende-/Empfangseinrichtung für ein Bussystem und ein Verfahren zur Reduzierung einer Schwingneigung beim Übergang zwischen

unterschiedlichen Bitzuständen oder Spannungszuständen, insbesondere einer Schwingneigung beim Übergang vom dominanten zum rezessiven Zustand, in einem Bussystem bereitgestellt werden.

Die Aufgabe wird durch eine Sende-/Empfangseinrichtung für ein Bussystem mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Die Sende-/Empfangseinrichtung umfasst einen ersten Treiber zum Treiben eines Signals für eine erste Busader eines Busses des Bussystems, bei welchem Bussystem zumindest zeitweise ein exklusiver, kollisionsfreier Zugriff einer Teilnehmerstation auf den Bus des Bussystems gewährleistet ist, einen zweiten Treiber zum Treiben eines Signals für die zweite Busader des Busses, eine erste Treibernachbildung zum Treiben eines Signals für die erste Busader, um für die erste Busader von dem ersten Treiber gelieferte Ströme zu senken, und/oder eine zweite Treibernachbildung zum Treiben eines Signals für die zweite Busader, um zusätzlich zu dem zweiten Treiber für die zweite Busader Ströme zu liefern, einen Empfänger zum Empfang eines Signals, das von einem Bus des Bussystems übertragen wird, und eine Schwingungsreduktionseinheit, die ausgestaltet ist, mindestens eine der Treibernachbildungen zum Treiben eines Signals für die erste und/oder zweite Busader anzusteuern, falls ein Zustandswechsel des empfangenen Signals von einem dominanten Buszustand zu einem rezessiven Buszustand erfasst wird.

Mit der beschriebenen Sende-/Empfangseinrichtung ist eine Reduzierung der Schwingdauer oder ein sogenanntes Ringing Suppression beim Übergang von Dominant nach Rezessiv möglich, woraus eine Erhöhung der Bitraten folgt, insbesondere im Datenbereich einer Nachricht. Als Folge davon steigt die Übertragungsrate oder Übertragungsgeschwindigkeit der Nachrichten im

Bussystem.

Zudem erlaubt eine Reduzierung der Schwingdauer beim Übergang zwischen unterschiedlichen Bitzuständen oder Spannungszuständen, insbesondere beim CAN-Bussystem von Dominant nach Rezessiv, mehr Freiheit bei der

Auslegung von Bustopologien und/oder von Abschlüssen und/oder von Stubs und/oder von der Anzahl der Knoten bzw. Teilnehmerstationen des Bussystems.

Noch dazu wird durch die beschriebene Ausgestaltung der Sende- /Empfangseinrichtung eine vorteilhafte Veränderung des Spektrums bei leitungsgebundener Emission erzielt. Die Abstrahlung von Emissionen kann nämlich im kritischen Frequenzbereich verringert werden, der beispielsweise zwischen ca. ein und ca. drei MHz liegt, was der Resonanzfrequenz aus

Gleichtaktdrossel und parasitären Kapazitäten entspricht. Stattdessen tritt durch die beschriebene Sende-/Empfangseinrichtung die Abstrahlung von Emissionen in dem unkritischen Frequenzbereich auf, der bei dem genannten Beispiel bei Frequenzen größer ca. 10 MHz liegt, und bei dem die Drossel wirkt.

Darüber hinaus wird eine sehr symmetrische Impedanz der beiden Busadern des Busses durch die hinzugefügten Treiber geschaffen. Bei der beschriebenen Sende-/Empfangseinrichtung sind an jeder Busader nun die gleichen Elemente angeschlossen. Dadurch wird die Störfestigkeit und Emission der Sende- /Empfangseinrichtung und der Komponenten erhöht, die mit der Sende- /Empfangseinrichtung verbunden sind.

Die Sende-/Empfangseinrichtung ist für alle Kommunikationssysteme geeignet, bei welchen ein Buszustand aktiv getrieben wird, wie insbesondere bei einem CAN- Bussystem, einem CAN-HS-Bussystem, einem CAN-FD-Bussystem, usw. Bei einem CAN-HS-Bussystem (HS = Hochgeschwindigkeit = Highspeed) ist eine Datenübertragungsrate von bis zu 500 kBit pro Sekunde (500 kbps) möglich. Bei einem CAN FD-Bussystem ist eine Datenübertragungsrate von größer 1 MBit pro Sekunde (1 Mbps) möglich.

Vorteilhafte weitere Ausgestaltungen der Sende-/Empfangseinrichtung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.

Gemäß einer Ausgestaltung weist die erste Treibernachbildung einen Treiber, einen Transistor und eine Diode auf, deren Kathode mit einem Drain-Anschluss des Transistors verbunden ist, und deren Anode mit der ersten Busader verbunden ist, wobei der Treiber zum Ansteuern des Transistors verschaltet ist, und wobei ein Source-Anschluss des Transistors mit Masse verbunden ist.

Gemäß einer Ausgestaltung weist die zweite Treibernachbildung einen Treiber, einen Transistor und eine Diode auf, deren Kathode mit einem Source-Anschluss des Transistors verbunden ist, und deren Anode mit einer Spannungsversorgung für die erste und zweite Busader verbunden ist, wobei der Treiber zum Ansteuern des Transistors verschaltet ist, und wobei ein Drain-Anschluss des Transistors mit der zweiten Busader verbunden ist. Möglicherweise hat die Schwingungsreduktionseinheit zudem einen

Erfassungsblock, welcher ausgestaltet ist, einen Zustandswechsel des empfangenen Signals von dem dominanten Buszustand zu dem rezessiven Buszustand zu erfassen, und dessen Eingang parallel zu einem Eingang eines Empfangskomparators der Sende-/Empfangseinrichtung geschaltet ist, und einen RS-Zeitsteuerungsblock, der zum Steuern des Signals auf mindestens einer Busader in Abhängigkeit von dem Erfassungsergebnis des Erfassungsblocks ausgestaltet ist. Hierbei kann die Schwingungsreduktionseinheit zudem einen Phasenlage- Erfassungsblock zum Erfassen der zeitlichen Lage der Signale auf den Busadern des Busses zueinander und/oder einen Kommunikationsphasen- Erfassungsblock zum Erfassen von unterschiedlichen Phasen einer

Kommunikation auf dem Bus aufweisen, wobei der RS-Zeitsteuerungsblock zudem zum Steuern des Signals auf mindestens einer Busader in Abhängigkeit von dem Erfassungsergebnis des Phasenlage- Erfassungsblocks ausgestaltet ist, um die Phasenlage des Signals auf der Busader einzustellen, und/oder zum Steuern des Signals auf mindestens einer Busader in Abhängigkeit von der erfassten Phase der Kommunikation auf dem Bus zu steuern. Hierbei kann der Kommunikationsphasen-Erfassungsblock ausgestaltet sein, mindestens ein Endebit zu erfassen, welches das Ende einer Nachricht anzeigt, um die unterschiedlichen Phasen einer Kommunikation auf dem Bus zu erfassen.

Denkbar ist, den RS-Zeitsteuerungsblock auszugestalten, das Signal auf mindestens einer Busader nach Abschluss einer Arbitrationsphase der

Kommunikation zu steuern.

Gemäß noch einer Ausgestaltung ist es möglich, dass die Sende- /Empfangseinrichtung einen Sender aufweist, der den ersten und zweiten Treiber umfasst und die erste Treibernachbildung und/oder die zweite

Treibernachbildung umfasst und zum Senden von Nachrichten auf den Bus ausgestaltet ist, wobei die Schwingungsreduktionseinheit derart ausgestaltet ist, dass die Schwingungsreduktionseinheit nur aktiviert ist, wenn der Sender eine Nachricht auf den Bus sendet.

Die zuvor beschriebene Sende-/Empfangseinrichtung kann Teil eines

Bussystems sein, das einen Bus, und mindestens zwei Teilnehmerstationen aufweist, welche über den Bus derart miteinander verbunden sind, dass sie miteinander kommunizieren können. Hierbei weist mindestens eine der mindestens zwei Teilnehmerstationen eine zuvor beschriebene Sende- /Empfangseinrichtung auf.

Von den mindestens zwei Teilnehmerstationen kann mindestens eine

Teilnehmerstation eine Kommunikationssteuereinrichtung aufweisen, welche ausgestaltet ist, ein Signal an die Sende-/Empfangseinrichtung zu senden, welches die Sende-/Empfangseinrichtung als Grundlage für die Signale für die Busadern verwendet, und das Signal mit einem von der Sende- /Empfangseinrichtung vom Bus empfangenen Signal zur Erzeugung eines Steuersignals zu vergleichen, und wobei die Kommunikationssteuereinrichtung ausgestaltet ist, das Steuersignal zur Steuerung der

Schwingungsreduktionseinheit an die Sende-/Empfangseinrichtung auszugeben.

Die zuvor genannte Aufgabe wird zudem durch ein Verfahren zur Reduzierung einer Schwingneigung beim Übergang zwischen unterschiedlichen Bitzuständen mit den Merkmalen von Anspruch 11 gelöst. Das Verfahren wird mit einer Sende- /Empfangseinrichtung für ein Bussystem ausgeführt, bei welchem zumindest zeitweise ein exklusiver, kollisionsfreier Zugriff einer Teilnehmerstation auf einen Bus des Bussystems gewährleistet ist, wobei die Sende-/Empfangseinrichtung einen ersten Treiber zum Treiben eines Signals für eine erste Busader eines Busses des Bussystems und einen zweiten Treiber zum Treiben eines Signals für die zweite Busader des Busses aufweist, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: Empfangen eines Signals, das von dem Bus übertragen wird, Erfassen eines Zustandswechsels des empfangenen Signals von einem dominanten Buszustand zu einem rezessiven Buszustand, und Treiben, mit einer ersten Treibernachbildung, eines Signals für die erste Busader, um von dem ersten Treiber gelieferte Ströme für die erste Busader zu senken, falls bei dem

Erfassungsschritt ein Zustandswechsel erfasst wurde, und/oder

Treiben, mit einer zweiten Treibernachbildung, eines Signals für die zweite Busader, um zusätzlich zu dem zweiten Treiber Ströme für die zweite Busader zu liefern, falls bei dem Erfassungsschritt ein Zustandswechsel erfasst wurde. Das Verfahren bietet dieselben Vorteile, wie sie zuvor in Bezug auf die Sende- /Empfangseinrichtung genannt sind.

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

Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale 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 elektrisches Schaltbild einer Sende-/Empfangseinrichtung des

Bussystems gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;

Fig. 3A einen zeitlichen Verlauf eines Sendesignals TxD bei der Sende- /Empfangseinrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel sowie Fig. 3B einen zeitlichen Verlauf eines Sendesignals TxD bei einer herkömmlichen Sende-/Empfangseinrichtung;

Fig. 4A einen zeitlichen Verlauf der Bussignale CAN_H und CAN_L bei der Sende-/Empfangseinrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel sowie Fig. 4B einen zeitlichen Verlauf der Bussignale CAN_H und CAN_L bei der herkömmlichen Sende-/Empfangseinrichtung;

Fig. 5A einen zeitlichen Verlauf einer Differenzspannung VDI FF der Bussignale CAN_H und CAN_L bei der Sende-/Empfangseinrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel sowie Fig. 5B einen zeitlichen Verlauf der

Differenzspannung VDI FF der Bussignale CAN_H und CAN_L bei der herkömmlichen Sende-/Empfangseinrichtung; Fig. 6A einen zeitlichen Verlauf einer Empfängerausgabe bei der Sende- /Empfangseinrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel sowie Fig. 6B einen zeitlichen Verlauf einer Empfängerausgabe bei der herkömmlichen Sende- /Empfangseinrichtung;

Fig. 7A einen zeitlichen Verlauf eines Empfangssignals RxD bei der Sende- /Empfangseinrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel sowie Fig. 7B einen zeitlichen Verlauf eines Empfangssignals RxD bei einer herkömmlichen Sende-/Empfangseinrichtung;

Fig. 8 ein elektrisches Schaltbild einer Sende-/Empfangseinrichtung des

Bussystems gemäß einer Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels;

Fig. 9 ein Schaubild zur Veranschaulichung des Aufbaus einer Nachricht, die von einer Teilnehmerstation des Bussystems gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel gesendet wird;

Fig. 10 ein elektrisches Schaltbild einer Sende-/Empfangseinrichtung eines Bussystems gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel; und

Fig. 11 ein elektrisches Schaltbild einer Sende-/Empfangseinrichtung eines Bussystems gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel.

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

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Fig. 1 zeigt ein Bussystem 1, das beispielsweise zumindest abschnittsweise ein CAN- Bussystem, ein CAN-FD-Bussystem, usw., sein kann. Das Bussystem 1 kann in einem Fahrzeug, insbesondere einem Kraftfahrzeug, einem Flugzeug, usw., oder im Krankenhaus usw. Verwendung finden. In Fig. 1 hat das Bussystem 1 eine Vielzahl von Teilnehmerstationen 10, 20, 30, die jeweils an einen Bus 40 mit einer ersten Busader 41 und einer zweiten Busader 42 angeschlossen sind. Die Busadern 41, 42 können auch CAN_H und CAN_L genannt werden und dienen zur elektrischen Signalübertragung nach Einkopplung der dominanten Pegel bzw. Erzeugung von rezessiven Pegeln für ein Signal im Sendezustand. Über den Bus 40 können Nachrichten 45, 46, 47 in der Form von Signalen zwischen den einzelnen Teilnehmerstationen 10, 20, 30 übertragen werden. Die Teilnehmerstationen 10, 20, 30 können beispielsweise Steuergeräte oder Anzeigevorrichtungen eines Kraftfahrzeugs sein.

Wie in Fig. 1 gezeigt, haben die Teilnehmerstationen 10, 30 jeweils eine

Kommunikationssteuereinrichtung 11 und eine Sende-/Empfangseinrichtung 12. Die Sende-/Empfangseinrichtungen 12 umfassen jeweils eine

Schwingungsreduktionseinheit 15. Die Teilnehmerstation 20 hat dagegen eine Kommunikationssteuereinrichtung 11 und eine Sende-/Empfangseinrichtung 13. Die Sende-/Empfangseinrichtungen 12 der Teilnehmerstationen 10, 30 und die Sende-/Empfangseinrichtung 13 der Teilnehmerstation 20 sind jeweils direkt an den Bus 40 angeschlossen, auch wenn dies in Fig. 1 nicht dargestellt ist.

Die Kommunikationssteuereinrichtung 11 dient zur Steuerung einer

Kommunikation der jeweiligen Teilnehmerstation 10, 20, 30 über den Bus 40 mit einer anderen Teilnehmerstation der an den Bus 40 angeschlossenen

Teilnehmerstationen 10, 20, 30. Die Sende-/Empfangseinrichtung 12 dient zum Senden der Nachrichten 45, 47 in Form von Signalen und nutzt hierbei die Schwingungsreduktionseinheit 15, wie später noch ausführlicher beschrieben. Die Kommunikationssteuereinrichtung 11 kann insbesondere wie ein

herkömmlicher CAN-FD-Controller und/oder CAN-Controller ausgeführt sein. Die Sende-/Empfangseinrichtung 13 kann insbesondere wie ein herkömmlicher CAN- Transceiver und/oder CAN-FD-Transceiver ausgeführt sein. Die Sende- /Empfangseinrichtung 13 kann insbesondere wie ein herkömmlicher CAN- Transceiver ausgeführt sein.

Fig. 2 zeigt den grundlegenden Aufbau der Sende-/Empfangseinrichtung 12 mit der Schwingungsreduktionseinheit 15. Die Sende-/Empfangseinrichtung 12 ist an den Bus 40, genauer gesagt dessen erste Busader 41 für CAN_H und dessen zweite Busader 42 für CAN_L angeschlossen. Die Spannungsversorgung, insbesondere CAN-Supply, für die erste und zweite Busader 41, 42 erfolgt über einen Anschluss 43. Der Anschluss an Masse bzw. CAN_GND ist über einen Anschluss 44 realisiert. Die erste und zweite Busader 41, 42 sind mit einem Abschlusswiderstand 49 terminiert.

Die erste und zweite Busader 41, 42 sind in der Sende-/Empfangseinrichtung 12 mit einem Sender 121, der auch als Transmitter bezeichnet wird, und mit einem Empfänger 122 verbunden, der auch als Receiver bezeichnet wird. Sowohl mit dem Sender 121 als auch dem Empfänger 122 ist eine Anschalteinheit 125 zum

Treiben von Signalen über die Anschlüsse 111, 112 an die

Kommunikationssteuereinrichtung 11 verbunden.

Zum Treiben der Signale der Anschlüsse 111, 112 hat die Anschalteinheit 125 einen Sendesignaltreiber 1251 für ein Sendesignal TxD, das auch als TxD-Signal bezeichnet wird und an dem Anschluss 111 von der

Kommunikationssteuereinrichtung 11 empfangen wird. Zudem hat die

Anschalteinheit 125 einen Empfangssignaltreiber 1252 für ein Empfangssignal RxD, das auch als RxD-Signal bezeichnet wird, von den Busadern 41, 42 mittels des Empfängers 122 empfangen wurde und über den Anschluss 112 an die

Kommunikationssteuereinrichtung 11 weitergegeben wird. Die Treiber 1251, 1252 sind über ein Digitalteil 1253 mit dem Sender 121 und dem Empfänger 122 verbunden. Das Digitalteil 1253 kann eine Überwachung der Signale TxD, RxD durchführen.

Gemäß Fig. 2 sind Komponenten der Schwingungsreduktionseinheit 15 in den Sender 121 eingebaut. Weitere Komponenten der Schwingungsreduktionseinheit 15 sind in den Empfänger 122 eingebaut. Hierbei hat der Sender 121 zusätzlich zu einem Treiber 1211 mit Treiberschaltung und einer ersten Endstufe aus Transistor und Diode für die erste Busader 41 und einem Treiber 1212 mit der

Treiberschaltung und einer zweiten Endstufe aus Transistor und Diode für die zweite Busader 42 eine Treibernachbildung 1213 für die erste Busader 41 und eine Treibernachbildung 1214 für die zweite Busader 42. Der Treiber 1211 kann bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel auch als CAN_H-Treiber 1211 eines herkömmlichen Senders bezeichnet werden. Der Treiber 1212, der ebenfalls mit der bei dem Treiber 1211 dargestellten Treiberschaltung angesteuert wird, kann bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel auch als CAN_L-Treiber 1212 eines herkömmlichen Senders bezeichnet werden. Die Treibernachbildung 1213 ist somit bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel für CAN_H vorgesehen. Die Treibernachbildung 1214 ist somit bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel für

CAN_L vorgesehen. Die Treibernachbildungen 1213, 1214 sind auch

Komponenten der Schwingungsreduktionseinheit 15. Die Treibernachbildungen 1213, 1214 sind auch Komponenten der Schwingungsreduktionseinheit 15. Der Empfänger 122 hat einen Empfangskomparator 1221, dessen Eingang in einem resistiven, insbesondere symmetrischen, Spannungsteiler 1222, genauer gesagt dessen Mittelabgriff, verschaltet ist, und eine Busvorspannungseinheit 1223. Die Busvorspannungseinheit 1223 speist den resistiven Spannungsteiler 1222 an seinem einen Ende mit einer vorbestimmten Busvorspannung oder einem vorbestimmten Busvorspannungspotenzial. Der resistive Spannungsteiler

1222 ist an seinem anderen Ende an die erste und zweite Busader 41, 42 angeschlossen. Der Eingang des Empfangskomparators 1221 ist mit der Schwingungsreduktionseinheit 15 verschaltet, wie nachfolgend ausgeführt. Die Schwingungsreduktionseinheit 15 umfasst einen Zustandswechsel-

Erfassungsblock 151 und einen Kommunikationsphasen- Erfassungsblock 152. Die Eingänge der Blöcke 151, 152 sind jeweils parallel zu dem Eingang des Empfangskomparators 1221 geschaltet. Die Ausgänge der Blöcke 151, 152 sind an einen RS-Zeitsteuerungsblock 153 angeschlossen bzw. mit dem RS- Zeitsteuerungsblock 153 verbunden. Der Block 153 dient zur Steuerung des

Signals auf der ersten Busader 41 bzw. CAN_H und/oder des Signals auf der zweiten Busader 42 bzw. CAN_L, wie nachfolgend noch genauer beschrieben. Die Blöcke 151, 152, 153 sind Komponenten Schwingungsreduktionseinheit 15 und des Empfängers 122.

In Bezug auf die Treibernachbildungen 1213, 1214 umfasst die

Schwingungsreduktionseinheit 15 einen ersten RS-Treiber 155 und einen zweiten RS-Treiber 156, sowie Transistoren 157, 159 und Dioden 158, 160. Der erste RS-Treiber 155 bildet zusammen mit dem Transistor 157 und der Diode 158 die Treibernachbildung 1213 für das Signal CAN_H. Der zweite RS-Treiber 156 bildet zusammen mit dem Transistor 159 und der Diode 160 die

Treibernachbildung 1214 für CAN_L. Die Transistoren 157, 159 können als Hochvolt-Schalter ausgeführt sein. Alternativ können die Transistoren 157, 159 jeweils als eine Serienschaltung von Niedervolt-Schalttransistor und Hochvolt- Kaskode ausgeführt sein. Kaskoden haben immer ein festes Gatepotential und schalten nicht, sie schirmen nur die Hochspannung ab. Der Transistor 157 umfasst beispielsweise eine Hochvolt-NMOS-Kaskode. Der Transistor 159 umfasst beispielsweise eine Hochvolt-PMOS-Kaskode. Gemäß Fig. 2 ist der RS-Zeitsteuerungsblock 153 jeweils an seinem Ausgang an die CAN_H_RS-Treiber 155 und CAN_L_RS-Treiber 156 angeschlossen bzw. mit diesen verbunden. Der erste RSTreiber 155 ist an seinem Ausgang mit dem Gate-Anschluss des Transistors 157 verbunden. Der Source-Anschluss des Transistors 157 ist über den Anschluss 44 an Masse bzw. CAN_GND

angeschlossen. Der Drain-Anschluss des Transistors 157 ist mit der Kathode der

Diode 158 verbunden. Die Anode der Diode 158 ist mit der ersten Busader 41, also CAN_H, verbunden.

Außerdem ist der zweite RS-Treiber 156 an seinem Ausgang mit dem Gate- Anschluss des Transistors 159 verbunden. Der Drain-Anschluss des Transistors

159 ist mit der zweiten Busader 42, also CAN_L verbunden. Der Source- Anschluss des Transistors 159 ist mit der Kathode der Diode 160 verbunden. Die Anode der Diode 160 ist über den Anschluss 43 an die Spannungsversorgung bzw. CAN_SUPPLY angeschlossen.

Der Betrieb der Sende-/Empfangseinrichtung 12 gemäß Fig. 2 ist nachfolgend auch anhand der Signalverläufe von Fig. 3A bis Fig. 7B näher erläutert.

Fig. 3A bis Fig. 7A zeigen jeweils einen zeitlichen Verlauf von Signalen bei der Sende-/Empfangseinrichtung 12 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel.

Hierbei stellen sich in Folge eines in Fig. 3A gezeigten Sendesignals TxD die Signale gemäß Fig. 4A bis Fig. 7A ein.

Bei dem Sendesignal TxD von Fig. 3A findet im Laufe der Zeit t bei drei aufeinanderfolgenden Bits ein Zustandswechsel von einem ersten Buszustand 401 zu einem zweiten Buszustand 402 und dann wieder zurück zu dem ersten Buszustand 401 statt. Der erste Buszustand 401 kann auch als Rezessivzustand oder hoher Pegel bezeichnet werden. Der zweite Buszustand 402 kann auch als Dominantzustand oder niedriger Pegel bezeichnet werden. In Folge des

Sendesignals TxD von Fig. 3A stellt sich die Spannung V für die Signale CAN_H und CAN_L gemäß Fig. 4A ein, die Differenzspannung VDI FF = CAN_H - CAN_L gemäß Fig. 5A ein, ein Ausgangssignal R_l des Empfängers 122 gemäß Fig. 6A ein, und ein Empfangssignal RxD gemäß Fig. 7A ein. Die Spannung V für die Signale CAN_H und CAN_L gemäß Fig. 4A entspricht im ersten Buszustand 401 oder rezessiven Zustand der Hälfte des Busvorspannungspotenzials der

Busvorspannungseinheit 1223.

Im Vergleich dazu sind in den Fig. 3B bis Fig. 7B jeweils die zeitlichen Verläufe von Signalen bei einer Sende-/Empfangseinrichtung gemäß einer herkömmlichen Sende-/Empfangseinrichtung veranschaulicht, wie beispielsweise der Sende- /Empfangseinrichtung 13 der Teilnehmerstation 20.

Aus dem Vergleich der Signale von Fig. 4A und Fig. 4B ergibt sich sehr deutlich, dass die Sende-/Empfangseinrichtung 12 gemäß dem vorliegenden

Ausführungsbeispiel bei demselben Sendesignal TxD ein deutlich schnelleres Einschwingen der Signale CAN-H und CAN_L nach dem Zustandswechsel von dem Zustand 401 auf den Zustand 402 bzw. von Dominant nach Rezessiv bewirkt. Ist die Schwellwertspannung des Empfängers 122 auf den üblichen Wert von 0,7 V eingestellt, wie in Fig. 5A und Fig. 5B veranschaulicht, erkennt der Empfänger 122 auch bei einem Zustandswechsel von dem Zustand 401 auf den Zustand 402 bzw. von Dominant nach Rezessiv keine angeblichen

Zustandswechsel mehr von dem Zustand 402 auf den Zustand 401 bzw. von Rezessiv nach Dominant, wie auch in Fig. 6A dargestellt. Somit kann eine Abtastung des Empfangssignals RxD bei dem derzeit üblichen Abtastpunkt AP sicher zu dem gewünschten Ergebnis führen, wie in Fig. 7A dargestellt. Dies gilt, auch wenn sich die Länge der Bitzeit tdom des Zustands 401 bzw. eines dominanten Bits gegenüber einer herkömmlichen Sende-/Empfangseinrichtung oder der Sende-/Empfangseinrichtung 13 der Teilnehmerstation 20 etwas verlängert, wie aus dem Vergleich von Fig. 7A und Fig. 7B ersichtlich. Somit hat die Sende-/Empfangseinrichtung 12 gemäß dem vorliegenden

Ausführungsbeispiel eine geringere Schwingneigung als eine herkömmliche Sende-/Empfangseinrichtung bzw. die Sende-/Empfangseinrichtung 13. Im Betrieb der Sende-/Empfangseinrichtung 12 von Fig. 2 wird ein Wechsel des

Buszustands 401 nach 402 bzw. von Dominant nach Rezessiv durch den

Zustandswechsel- Erfassungsblock 151 erkannt, wenn bei dem TxD-Signal ein Rezessiv- Buszustand bzw. der Buszustand 401 mindestens für die Zeit eines Bits beginnt, wie in Fig. 3A veranschaulicht. Liegt gemäß der Ausgabe des Kommunikationsphasen- Erfassungsblocks 152 eine entsprechende

Kommunikationsphase vor, steuert der RS-Zeitsteuerungsblock 153 von Fig. 2 den CAN_H_RS-Treiber 155 und/oder den CAN_L_RS-Treiber 156 an. Die Funktionsweise des Kommunikationsphasen- Erfassungsblocks 152 ist in Bezug auf Fig. 8 noch genauer beschrieben.

Als Folge der Ansteuerung des CAN_H_RS-Treibers 155 und/oder des

CAN_L_RS-Treibers 156 schalten die Transistoren 157 und/oder 159. Die Ansteuerung des CAN_H_RS-Treibers 155 bewirkt beim Übergang des

Buszustands 402 zum Buszustand 401 bzw. von Dominant nach Rezessiv eine Senkung der Ströme an der ersten Busader 41 bzw. der CAN_H-Leitung. Die

Ansteuerung des CAN_L_RS-Treibers 156 bewirkt beim Übergang des

Buszustands 402 zum Buszustand 401 bzw. von Dominant nach Rezessiv eine Erhöhung der Ströme bzw. ein Liefern von Strömen an der zweiten Busader 42 bzw. der CAN_L-Leitung. Somit wirkt die Treibernachbildung 1213 für CAN_H als Quelle. Im Unterschied dazu wirkt die Treibernachbildung 1214 für CAN_L als

Senke.

Bei dem Beispiel eines CAN- Bussystems oder eines CAN-FD-Bussystems, würde nach dem Übergang des Buszustands 402 zum Buszustand 401 bzw. von Dominant nach Rezessiv das Signal CAN_L auf eine Spannung VDI FF - Vd bzw.

Spannungswerte von 5 V - 0,65 V gezogen werden, wobei 5V der Wert der Differenzspannung VDI FF = CAN_H - CAN_L ist und für Vd als der

Diodenflussspannung der Dioden 158, 160 ein Spannungswert von 0,65 V angenommen wurde. Das Signal CAN_H würde bei diesem Beispiel und einem Übergang des Buszustands von Dominant nach Rezessiv auf 0,65 V gezogen werden. Vorteilhaft ist hier, wenn der CAN_H_RS-Treiber 155 und/oder der CAN_L_RS-Treiber 156 nur solange angesteuert werden, dass die Signale CAN_H, CAN_L auf den Busadern 41, 42 noch in etwa bei der Sollspannung von VDIFF/2 liegen, also bei 2,5 V liegen. Sollte die differenziellen Busspannung VDI FF jedoch einen anderen Wert haben, wie beispielsweise, dass die

Spannung VDI FF im rezessiven Zustand einen Spannungswert von

beispielsweise -4 V haben darf, dann ist die Ansteuerung der Treiber 155, 156 zeitunkritisch. Durch die Ansteuerung der Treibernachbildung 1213 wird ermöglicht, dass beim

Übergang des Buszustands 402 zum Buszustand 401 bzw. von Dominant nach Rezessiv an der CAN_H Busader 41 auch Ströme gesenkt werden können. Durch die Ansteuerung der Treibernachbildung 1214 wird ermöglicht, dass beim Übergang des Buszustands 402 zum Buszustand 401 bzw. von Dominant nach Rezessiv an der CAN_L Busader 42 auch Ströme geliefert werden können.

Durch die beschriebene Ansteuerung der RS-Zeitsteuerungsblöcke 153, 154 wird eine im Schwingkreis vorhandene Energie abgebaut. Die RS- Zeitsteuerungsblöcke 153, 154 sind derart ausgestaltet, dass die Zeit der Ansteuerung der Senke und/oder Quelle in Bruchteilen der Bitzeit, vorzugsweise stufenlos, einstellbar ist. Somit ist auch die Zeit der Ansteuerung der der Treiber 155, 156 bzw. der Schalttransistoren 157, 159 in Bruchteilen der Bitzeit, vorzugsweise stufenlos, einstellbar. Die Einstellung kann entweder aufgrund einer Erfassung einer Erfassungseinrichtung im Betrieb der Sende- /Empfangseinrichtung 12 vorgenommen werden oder fest oder, insbesondere von einem Benutzer, konfigurierbar vorgegeben sein.

Die Ansteuerung wird abhängig von der Kommunikationsphase auf dem Bus 40 vorgenommen, wie zuvor angegeben.

Fig. 8 zeigt eine Sende-/Empfangseinrichtung 12A gemäß einer Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels. Im Unterschied zu der Schaltung von Fig. 2 hat die Sende-/Empfangseinrichtung 12A von Fig. 8 zusätzlich zwei Spannungsquellen 161, 162. Die Spannungsquelle 161 ist in den Pfad zwischen dem Source- Anschluss des Transistors 157 und dem Anschluss 44 geschaltet. Die Spannungsquelle 162 ist in den Pfad zwischen der Anode der Diode 160 und dem Anschluss 43 geschaltet.

Die Spannungsquellen 161, 162 haben jeweils eine Spannung mit einem Wert, der sich aus einer Spannung am Anschluss 43 abzüglich einer

Diodenflussspannung Vd ergibt. Bei dem Beispiel eines CAN- Bussystems oder eines CAN-FD-Bussystems würde also gelten V_CAN_SUPPLY/2 - Vd. Gemäß dem derzeitigen Standard würde der Wert 2,5 V - 0,65 V betragen, wenn die Dioden 158, 160 einen Spannungswert von 0.65V für die Diodenflussspannung Vd haben. Somit werden die Busadern 41, 42 auf 2.5V gezogen und man kann die Transistoren 157, 159 länger eingeschaltet lassen. In anderen Worten, die Treiber 155, 156 können die Transistoren 157, 159 länger ansteuern als zuvor in Bezug auf Fig. 2 für den derzeitigen Standard beschrieben. Somit ist die

Ansteuerung der Treiber 155, 156 für den derzeitigen Standard bei dem genannten Beispiel weniger zeitkritisch als bisher.

Fig. 9 stellt die unterschiedlichen Phasen einer Kommunikation auf dem Bus 40 dar, welche von dem Kommunikationsphasen- Erfassungsblock 152 erfasst und erkannt und unterschieden werden können. Fig. 9 zeigt in ihrem oberen Teil anhand der Nachricht 45 einen CAN-Rahmen, wie er von der Sende- /Empfangseinrichtung 12 oder der Sende-/Empfangseinrichtung 13 gesendet wird, und in ihrem unteren Teil einen CAN-FD-Rahmen, wie er von der Sende- /Empfangseinrichtung 12 gesendet werden kann. Der CAN-Rahmen und der CAN-FD-Rahmen sind für die CAN-Kommunikation auf dem Bus 40 grundlegend in zwei unterschiedliche Phasen unterteilt, nämlich die Arbitrationsphasen 451, 453 und einen Datenbereich 452, der bei CAN-HS auch Datenfeld bzw. bei CAN- FD auch Datenphase genannt wird. Der Datenbereich 452 ist an seinem Ende mit mindestens einem Endebit 454 abgeschlossen, das auch EOF genannt wird, wobei EOF für End of Frame bzw. Ende der Nachricht steht. Bei CAN oder CAN FD ist das EOF eine Bitabfolge aus 11 rezessiven Bits, also Bits mit dem zweiten Buszustand 402.

Bei CAN- FD wird im Vergleich zum klassischen CAN am Ende der

Arbitrationsphase 451 die Bitrate für die folgende Datenphase auf z. B. 2, 4, 8Mbps erhöht. Damit gilt, dass bei CAN- FD die Bitrate in den Arbitrationsphasen 451, 453 kleiner als die Bitrate im Datenbereich 452 ist. Bei CAN-FD ist der Datenbereich 452 gegenüber dem Datenbereich 452 des CAN-Rahmens deutlich verkürzt.

Die Arbitrationsphasen 451, 453 sind ein wichtiger Bestandteil eines CAN- Rahmens und eines CAN-FD-Rahmens bzw. der Nachrichten 45, 46, 47, die in Fig. 1 gezeigt sind. Dabei wird entschieden, welcher Knoten bzw. welche Teilnehmerstation 10, 20, 30 des Bussystems 1 die wichtigste Nachricht 45, 46, 47 trägt. Die Teilnehmerstation 10, 20, 30 mit der wichtigsten Nachricht 45, 46, 47 gewinnt die Arbitration und darf daher die Nachricht nach Abschluss der Arbitrationsphase senden. Alle anderen Teilnehmerstationen sind dann beim Übertragen dieser wichtigsten Nachricht Zuhörer. Hierbei treiben die Sende- /Empfangseinrichtungen 12, 13 den Bus 40 niederohmig, um einen dominanten Buszustand 402 (Fig. 3A bis Fig. 7A) oder Bitzustand als einen der beiden verschiedenen Buszustände 401, 402 oder Bitzustände herzustellen. Im

Rezessivzustand als dem anderen der beiden verschiedenen Buszustände 401, 402 dagegen sind die Sende-/Empfangseinrichtungen 12, 13 verhältnismäßig hochohmig.

Der Kommunikationsphasen- Erfassungsblock 152 kann die Arbitrationsphasen 451, 453, den Datenbereich 452 sowie das Ende des Datenbereichs 453, also das Endebit (EOF) 54 erkennen. Dadurch kann die Funktionalität der

Schwingungsreduktionseinheit 150 je nach Wunsch entweder für alle

Kommunikationsphasen 451 bis 453 oder Phasen/Bereiche einer Nachricht 45 gelten oder nur bei abgeschlossener Arbitration, also für den Datenbereich 452. Letzteres ist sinnvoll, wenn ansonsten zu viele Teilnehmerstationen 10, 20, 30 gleichzeitig beim Arbitrieren die Funktion der Sende-/Empfangseinrichtung 120 aktivieren können und damit den effektiven Buswiderstand zu stark reduzieren.

Somit wird mit der Sende-/Empfangseinrichtung 12 ein Verfahren zur

Reduzierung einer Schwingneigung beim Übergang zwischen unterschiedlichen Bitzuständen durchgeführt.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel haben nur die Teilnehmerstationen 10, 30 die Funktionalität der Sende-/Empfangseinrichtung 12. Die Teilnehmerstationen 10, 30 sind vorzugsweise Teilnehmerstationen oder Knoten mit hoher Schwingneigung. Die hohe Schwingneigung der Teilnehmerstationen 10, 30 kann sich insbesondere durch deren Position im Bussystem 1, die Position der Terminationswiderstände 49, die Stub-Länge bzw.

Stichleitungslänge zu den Teilnehmerstationen 10, 30, usw. ergeben.

Gemäß einer Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels ist es gemäß einem vereinfachten Ansatz auch möglich, nur eine der beiden Treibernachbildungen 1213, 1214 für die Signale CAN_H oder CAN_L zu bedienen, um die

Schwingungszeit nach dem Zustandswechsel von Dominant nach Rezessiv zu verkürzen. Dies bringt ebenfalls eine Verbesserung gegenüber einer

herkömmlichen Sende-/Empfangseinrichtung oder der Sende- /Empfangseinrichtung 13 der Teilnehmerstation 20. In diesem Fall kann bei der Schaltung von Fig. 2 nur die Treibernachbildung 1213, 1214 für das zugehörige Signal CAN_H oder CAN_L vorhanden sein, das bedient werden soll.

Gemäß einer weiteren Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels ist die zuvor beschriebene Funktionalität der Sende-/Empfangseinrichtung 12 nur aktiv, wenn die Sende-/Empfangseinrichtung 12 selbst sendet bzw. als Sender agiert.

Gemäß noch einer weiteren Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels hat auch die Teilnehmerstation 20 anstelle einer Sende-/Empfangseinrichtung 13 eine Sende-/Empfangseinrichtung 12. In diesem Fall ist die zuvor beschriebene Funktionalität der Sende-/Empfangseinrichtung 12 für alle Teilnehmerstationen 10, 20, 30 des Bussystems aktiv, insbesondere je nach Bedarf. In diesem Fall wäre die Auswertung des Sendesignals TxD von Vorteil, so dass das

Sendesignal TxD vom Anschluss 111 dem RS-Zeitsteuerungsblock 153 zugeführt wird.

Fig. 10 zeigt den grundlegenden Aufbau einer Sende-/Empfangseinrichtung 120, die eine Schwingungsreduktionseinheit 150 aufweist. Das Bussystem 1 und die Sende-/Empfangseinrichtung 120 sind bis auf die nachfolgend beschriebenen Unterschiede auf die gleiche Weise aufgebaut, wie zuvor gemäß dem vorangehenden Ausführungsbeispiel oder seinen Modifikationen für das

Bussystem 1 und die Sende-/Empfangseinrichtung 12 beschrieben.

Die Schwingungsreduktionseinheit 150 hat zusätzlich einen Phasenlage- Erfassungsblock 165. Der Phasenlage- Erfassungsblock 165 von Fig. 10 erfasst und bewertet die zeitliche Lage der Signale auf den beiden Busadern 41, 42 zueinander. Je nach Ergebnis steuert der Phasenlage- Erfassungsblock 165 die Treiber 155, 156 bzw. die Schalttransistoren 157, 159 über den RS- Zeitsteuerungsblock 153 an. Der Eingang des Phasenlage- Erfassungsblocks 165 kann ebenfalls parallel zu den Eingängen des Empfangskomparators 1221 geschaltet sein. Der Ausgang des Phasenlage- Erfassungsblocks 165 wird dem RS-Zeitsteuerungsblock 153 als weiterer Eingang zugeführt.

Somit kann ganz allgemein mit dem RS-Zeitsteuerungsblock 153 die

Ansteuerung separat bzw. unabhängig voneinander für die Busadern 41, 42, insbesondere die Signale CAN_H und CAN_L, durchgeführt werden. Somit kann mit dem RS-Zeitsteuerungsblock 153 die Ansteuerung zeitlich getrennt für die Busadern 41, 42, insbesondere für die Signale CAN_H, CAN_L, durchgeführt werden. Dadurch kann sich die Phasenlage der Signale auf den beiden

Busadern 41, 42 ändern. Wird auch noch das Erfassungsergebnis des

Phasenlage- Erfassungsblocks 165 mit herangezogen, kann die Phasenlage der Signale auf den beiden Busadern 41, 42 ganz gezielt verändert werden.

Infolgedessen wird die Dämpfung der Schwingung nach dem Zustandswechsel noch weiter beschleunigt.

Fig. 11 zeigt den grundlegenden Aufbau einer Teilnehmerstation 100 mit einer Kommunikationssteuereinrichtung 110 und einer Sende-/Empfangseinrichtung 1200 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel. Das Bussystem 1 und die Teilnehmerstation 100 sind bis auf die nachfolgend beschriebenen Unterschiede auf die gleiche Weise aufgebaut, wie zuvor gemäß dem ersten

Ausführungsbeispiel oder seinen Modifikationen für das Bussystem 1 und die Teilnehmerstation 10 beschrieben.

Die Kommunikationssteuereinrichtung 110 ist bis auf die nachfolgend

beschriebenen Unterschiede aufgebaut wie die Kommunikationssteuereinrichtung 11 des ersten Ausführungsbeispiels. Die SendevEmpfangseinrichtung 1200 ist bis auf die nachfolgend beschriebenen Unterschiede aufgebaut wie die SendevEmpfangseinrichtung 12 des ersten Ausführungsbeispiels.

Die Kommunikationssteuereinrichtung 110 hat neben den Anschlüssen 111, 112 für die Signale TxD, RxD einen zusätzlichen Anschluss 115 für ein Steuersignal RS_Control_Out. Die Sende-/Empfangseinrichtung 1200 hat einen Anschluss 1221A zum Empfang des Sendesignals TxD von dem Anschluss 111 der

Kommunikationssteuereinrichtung 110, wie bereits zuvor in Bezug auf das erste Ausführungsbeispiel allgemeiner beschrieben. Außerdem hat die Sende- /Empfangseinrichtung 1200 einen Anschluss 1221B zum Senden des

Empfangssignals RxD an den Anschluss 112 der

Kommunikationssteuereinrichtung 110, wie bereits zuvor in Bezug auf das erste Ausführungsbeispiel allgemeiner beschrieben. Zusätzlich dazu weist die Sende- /Empfangseinrichtung 1200 einen Anschluss 1225 auf, an welchem das

Steuersignal RS_Control_Out als Steuersignal RS_Control_ln empfangen wird.

Zur Erzeugung des Steuersignals RS_Control_Out für den Anschluss 115 hat die Kommunikationssteuereinrichtung 110 einen Steuerblock 116. Der Steuerblock 116 überwacht den Busverkehr auf den Busadern 41, 42, indem der Steuerblock 116 das als erste Informationen 1161 gespeicherte Sendesignal TxD und das am Anschluss 112 empfangene, und bei Bedarf zwischengespeicherte,

Empfangssignal RxD miteinander vergleicht. Treten im rezessiven Buszustand, also dem ersten Buszustand 401, Abweichungen zwischen den beiden Signalen TxD, RxD auf, wie beispielsweise Zustandswechsel im Empfangssignal RxD, die nicht in dem Sendesignal TxD enthalten waren, so können daraus Rückschlüsse über das Netzwerk bzw. den Bus 40 und die Signalintegrität gezogen werden.

Des Weiteren liegen in dem Steuerblock 116 der

Kommunikationssteuereinrichtung 110 zweite Informationen 1162 vor, wie Bitrate, Ausbreitungsverzögerung (Propagation-Delay) für beide Schaltvorgänge, also einem Zustandswechsel von dem ersten Buszustand 401 zu dem zweiten Buszustand 402. Die Informationen 1162 können alternativ in einem nicht dargestellten weiteren Block, insbesondere Speicher, vorgehalten werden.

Dabei kann der RxD-Ausgang am Anschluss 1221B anstelle eines Digitalsignals das Ausgangssignal eines Analog-Digital-Wandlers sein, welcher die

Differenzspannung des Empfangssignals RxD darstellt.

Unter Berücksichtigung dieser Informationen 1161, 1162 erzeugt der Steuerblock 116 das Steuersignal RS_Control_Out, welches von dem Anschluss 115 ausgegeben wird, an dem Anschluss 1225 der Sende-/Empfangseinrichtung 1200 empfangen wird und an die Schwingungsreduktionseinheit 1500 weitergegeben wird. Dementsprechend können bei der

Schwingungsreduktionseinheit 1500 die Blöcke 151, 152, 153 der

Schwingungsreduktionseinheiten 15, 150 der vorangehenden

Ausführungsbeispiele entfallen.

Auf diese Weise wird die Steuerung der Reduktion der Schwingneigung (Ringing Suppression) hier nicht von der Sende-/Empfangseinrichtung 1200 gesteuert, sondern von der Kommunikationssteuereinrichtung 110. Hierbei kann die Kommunikationssteuereinrichtung 110, genauer gesagt ihr Steuerblock 116, die Schwingungsreduktionseinheit 1500 an die speziellen Eigenschaften der Teilnehmerstation 100 und des Netzwerks bzw. des Busses 40 anpassen. In anderen Worten, die Kommunikationssteuereinrichtung 110, genauer gesagt ihr Steuerblock 116, kann die Schwingungsreduktionseinheit 1500 Knoten- und Netzwerk-Sensitiv einstellen. Der Steuerblock 116 bietet damit eine Lernfunktion für die Teilnehmerstation 100.

Damit kann ebenso eine deutliche Reduktion der Schwingneigung bei dem Zustandswechsel vom zweiten Buszustand 402 zum ersten Buszustand 401 realisiert werden. Zudem kann dadurch ein deutlicher Gewinn für das Bussystem 1 als Gesamtsystem erreicht werden.

Alle zuvor beschriebenen Ausgestaltungen der Schwingungsreduktionseinheiten 15, 150, 1500 der Sende-/Empfangseinrichtungen 12, 120, 1200 der

Teilnehmerstationen 10, 20, 30, 100, des Bussystems 1 und des darin ausgeführten Verfahrens gemäß den Ausführungsbeispielen und deren

Modifikationen können einzeln oder in allen möglichen Kombinationen

Verwendung finden. Zusätzlich sind insbesondere folgende Modifikationen denkbar.

Das zuvor beschriebene Bussystem 1 gemäß den Ausführungsbeispielen und/oder deren Modifikationen ist anhand eines auf dem CAN-Protokoll basierenden Bussystems beschrieben. Das Bussystem 1 gemäß den

Ausführungsbeispielen und/oder deren Modifikationen kann jedoch auch eine andere Art von 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, 30,100 auf die Busleitung 40 oder einen gemeinsamen Kanal der Busleitung 40 gewährleistet ist.

Das Bussystem 1 gemäß den Ausführungsbeispielen und/oder deren

Modifikationen ist insbesondere ein CAN-Netzwerk oder ein CAN-HS-Netzwerk oder ein CAN FD-Netzwerk oder ein Flex Ray- Netzwerk. Das Bussystem 1 kann jedoch auch ein anderes serielles Kommunikationssetzwerk sein.

Insbesondere kann die Schwingungsreduktionseinheit 15, 150 bei LVDS (Low Voltage Differential Signaling) eingesetzt werden, der ein Schnittstellen-Standard für eine Hochgeschwindigkeits-Datenübertragung ist, bei welcher ein Sender und ein Empfänger über eine Datenübertragungsstrecke miteinander verbunden sind. LVDS ist standardisiert nach ANSI/TIA/EIA-644-1995.

Die Anzahl und Anordnung der Teilnehmerstationen 10, 20, 30, 100 in dem Bussystem 1 gemäß den Ausführungsbeispielen und/oder deren Modifikationen ist beliebig. Insbesondere können auch nur Teilnehmerstationen 10 oder Teilnehmerstationen 30 oder Teilnehmerstationen 100 in den Bussystemen 1 der Ausführungsbeispiele und/oder deren Modifikationen vorhanden sein.

Die Funktionalität der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele und/oder deren Modifikationen lässt sich jeweils in einem Transceiver bzw. einer Sende- /Empfangseinrichtung 12 bzw. Transceiver oder einem CAN-Transceiver oder einem Transceiver-Chipsatz oder einem CAN-Transceiver-Chipsatz, usw. umsetzen. Zusätzlich oder alternativ kann es in existierende Produkte integriert werden. Insbesondere ist es möglich, dass die betrachtete Funktionalität entweder im Transceiver als separater elektronischer Baustein (Chip) realisiert oder in einer integrierten Gesamtlösung, bei welchem nur ein elektronischer

Baustein (Chip) vorhanden ist, eingebettet ist.