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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft eine Sende-/Empfangseinrichtung für ein Bussystem, wobei die Sende-/Empfangseinrichtung einen ersten Busanschluss zur Verbindung mit einer ersten Signalleitung des Bussystems, einen zweiten Busanschluss zur Verbindung mit einer zweiten Signalleitung des Bussystems und eine Sendeeinheit zum Ausgeben eines Bussendesignals an den ersten und zweiten Busanschluss aufweist.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betreiben einer derartigen Sende-/Em pfangseinrichtung.
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Aus der
DE 102015222334A1 sind eine Einrichtung und ein Verfahren zum selektiven Ausblenden von Busschwingungen bei dem Datenempfang über ein Bussystem bekannt. Die bekannte Einrichtung sieht ein Maskierungselement zum Maskieren von Schwingungen des Bussignals vor. Das Maskierungselement ist vergleichsweise aufwendig.
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Offenbarung der Erfindung
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Sende-/Empfangseinrichtung der eingangs genannten Art und ein Betriebsverfahren hierfür dahingehend zu bessern, dass die vorstehend genannten Nachteile des Stands der Technik vermindert oder vermieden werden.
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Vorgeschlagen ist eine Sende-/Empfangseinrichtung für ein Bussystem, wobei die Sende-/Empfangseinrichtung einen ersten Busanschluss zur Verbindung mit einer ersten Signalleitung des Bussystems, einen zweiten Busanschluss zur Verbindung mit einer zweiten Signalleitung des Bussystems und eine Sendeeinheit zum Ausgeben eines Bussendesignals an den ersten und zweiten Busanschluss aufweist, wobei die Sende-/Empfangseinrichtung einen Eingangsanschluss zum Empfangen eines zur Steuerung eines Betriebszustands der Sendeeinheit verwendbaren Sendeeingangssignals aufweist, wobei die Sende-/Empfangseinrichtung eine Erkennungseinrichtung aufweist, die dazu ausgebildet ist, das Vorliegen einer ersten vorgebbaren Bedingung zu erkennen und bei Vorliegen der ersten vorgebbaren Bedingung den ersten und zweiten Busanschluss für eine vorgebbare erste Zeitdauer über einen vorgebbaren elektrischen Widerstand bzw. mit einer Impedanz miteinander zu verbinden, wobei die vorgebbare erste Bedingung wenigstens eines der folgenden Elemente umfasst: a) eine steigende Flanke des Sendeeingangssignals und/oder eines daraus abgeleiteten Signals, b) ein Zustandsübergang der Sendeeinheit von einem den ersten und zweiten Busanschluss treibenden Betriebszustand in einen den ersten und zweiten Busanschluss nicht treibenden Betriebszustand.
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Dies ermöglicht vorteilhaft eine Verminderung von unerwünschten Busschwingungen ohne das Erfordernis einer vergleichsweise komplexen Maskiereinheit, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt ist. Anhand der steigenden Flanke des Sendeeingangssignals kann vorteilhaft erkannt werden, dass ein Betriebszustand eintritt, bei dem unerwünschte Busschwingungen auftreten können. Durch die Verbindung der Busanschlüsse mittels des vorgebbaren elektrischen Widerstandes für die vorgebbare erste Zeitdauer können gegebenenfalls auftretende Busschwingungen vorteilhaft vermindert werden, weil sich in der ersten Zeitdauer eine größere Dämpfung durch den zugeschalteten Widerstand ergibt.
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Alternativ oder ergänzend zu der Auswertung der steigenden Flanke des Sendeeingangssignals kann auch ein Zustandsübergang der Sendeeinheit von einem den ersten und zweiten Busanschluss treibenden Betriebszustand in einen die Busanschluss nicht treibenden Betriebszustand ausgewertet werden, um zu erkennen, dass ein Betriebszustand eintritt, bei dem unerwünschte Busschwingungen auftreten können. Ein treibender Betriebszustand der Sendeeinheit ist beispielsweise dadurch charakterisiert, dass die Sendeeinheit ein oder mehrere Busanschlüsse mit einem jeweiligen vorgebbaren elektrischen Bezugspotential beaufschlagt. Dies kann beispielsweise durch Anschalten des ersten und/oder zweiten Busanschlusses an einen das entsprechende Bezugspotential aufweisenden Schaltungsknotenpunkt erfolgen. Demgegenüber ist ein nicht treibender Betriebszustand der Sendeeinheit beispielsweise dadurch charakterisiert, dass die Sendeeinheit die Busanschlüsse nicht mit einem vorgebbaren elektrischen Bezugspotenzial beaufschlagt, sondern beispielsweise einen vergleichsweise hochohmigen Zustand einnimmt.
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Bei bevorzugten Ausführungsformen wird das Sendeeingangssignal im Sinne der ersten vorgebbaren Bedingung ausgewertet, weil dessen steigende Flanke üblicherweise zeitlich vor dem Betriebszustandswechsel von dem treibenden Zustand in den nicht treibenden Zustand auftritt, sodass die Dämpfung gemäß den Ausführungsformen mittels des vorgebbaren Widerstands entsprechend frühzeitig aktiviert werden kann.
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Bei weiteren Ausführungsformen ist die Erkennungseinrichtung dazu ausgebildet, das Vorliegen einer zweiten vorgebbaren Bedingung zu erkennen, wobei die zweite vorgebbare Bedingung beschreibt, dass eine Datenphase eines mittels der Sendeeinheit auszusendenden Datenrahmens vorliegt, wobei die Sende-/Empfangseinrichtung dazu ausgebildet ist, den ersten und zweiten Busanschluss für die vorgebbare erste Zeitdauer über den vorgebbaren elektrischen Widerstand miteinander zu verbinden, wenn die erste vorgebbare Bedingung und die zweite vorgebbare Bedingung vorliegt. Dadurch wird ermöglicht, die Zuschaltung des vorgebbaren Widerstands und damit die Dämpfung von unerwünschten Busschwingungen während der Datenphase des Datenrahmens auszuführen. Dies ist beispielsweise dann besonders vorteilhaft, wenn Übertragungen auf dem Bussystem während der Datenphase eine vergleichsweise hohe Übertragungsrate, beispielsweise Bitrate, aufweisen.
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Bei manchen Ausführungsformen kann nämlich außerhalb der Datenphase darauf verzichtet werden, den vorgebbaren Widerstand zwischen die Busanschlüsse zu schalten, selbst wenn die erste vorgebbare Bedingung vorliegt. Dies ist beispielsweise bei solchen Ausführungsformen der Fall, bei denen eine außerhalb der Datenphase, insbesondere vor der Datenphase, erfolgende Arbitrierungsphase, die insbesondere einen Buszugriff regelt, eine vergleichsweise geringe Übertragungsrate vorsieht. Bei der vergleichsweise geringen Übertragungsrate der Arbitrierungsphase wirken sich die an sich immer unerwünschten Busschwingungen nicht so störend auf die Datenübertragung aus, wie dies der Fall während einer Datenphase mit vergleichsweise hoher Übertragungsrate ist. Mit anderen Worten kann bei manchen Ausführungsformen die Zuschaltung des vorgebbaren Widerstands gezielt in solchen Betriebsphasen (beispielsweise Datenphase) erfolgen, bei denen die Zuschaltung besonders nützlich für die Signalübertragung ist. Außerhalb dieser Betriebsphasen kann weiteren Ausführungsformen zufolge dementsprechend keine Zuschaltung des vorgebbaren Widerstands erfolgen, sodass außerhalb dieser Betriebsphasen eine Impedanz der Anschlüsse bezüglich der Busleitungen unverändert bleibt.
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Bei weiteren Ausführungsformen ist eine Empfangseinheit zum Empfangen eines Busempfangssignals von dem ersten und zweiten Busanschluss und zum Ausgeben eines Empfangsausgangssignals in Abhängigkeit des Busempfangssignals vorgesehen. Auf diese Weise können über das Bussystem empfangene Signale, die Busempfangssignale, durch die Sende-/Empfangseinrichtung empfangen werden.
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Bei weiteren Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die Erkennungseinrichtung dazu ausgebildet ist, das Vorliegen einer dritten vorgebbaren Bedingung zu erkennen, wobei die dritte vorgebbare Bedingung wenigstens eines der folgenden Elemente umfasst: a) eine Zustandsänderung des Busempfangssignals von einem getriebenen in einen nicht getriebenen Zustand, b) eine fallende Flanke eines mittels der Empfangseinheit aus dem Busempfangssignal abgeleiteten Differenzsignals, c) eine steigende Flanke des Empfangsausgangssignals, wobei die Sende-/Empfangseinrichtung dazu ausgebildet ist, den ersten und zweiten Busanschluss für die vorgebbare erste Zeitdauer über den vorgebbaren elektrischen Widerstand miteinander zu verbinden, wenn wenigstens die erste vorgebbare Bedingung und die dritte vorgebbare Bedingung vorliegt. Dadurch ist eine besonders zuverlässige Aktivierung des vorgebbaren Widerstands in solchen Phasen ermöglicht, in denen die Schwingungen auftreten können. Beispielsweise kann aus einer Zustandsänderung des Busempfangssignals von dem getriebenen in den nicht getriebenen Zustand und dem gleichzeitigen Vorliegen der ersten vorgebbaren Bedingung (beispielsweise steigende Flanke des Sendeeingangssignals) geschlossen werden, dass ein Flankenwechsel des Sendeeingangssignals seitens der Sende-/Empfangseinrichtung erwünscht war und der Flankenwechsel tatsächlich auch durch die Sendeeinheit auf den Busanschlüssen umgesetzt worden ist. Damit ergibt sich eine hohe Robustheit gegenüber in realen Systemen vorliegenden Störpulsen und Glitches.
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Vergleichbare Informationen können bei weiteren Ausführungsformen aus der fallenden Flanke des mittels der Empfangseinheit aus dem Busempfangssignal abgeleiteten Differenzsignals ermittelt werden und/oder aus einer steigenden Flanke des Empfangsausgangssignals.
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Bei weiteren Ausführungsformen ist auch denkbar, dass die Sende-/Empfangseinrichtung dazu ausgebildet ist, den ersten und zweiten Busanschluss für die vorgebbare erste Zeitdauer über den vorgebbaren elektrischen Widerstand miteinander zu verbinden, wenn die erste vorgebbare Bedingung und die zweite vorgebbare Bedingung und die dritte vorgebbare Bedingung vorliegt, mithin alle drei vorgebbaren Bedingungen vorliegen.
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Bei weiteren Ausführungsformen weist der vorgebbare elektrische Widerstand einen Wert zwischen etwa 40 Ohm und etwa 200 Ohm auf, bevorzugt zwischen etwa 80 Ohm und etwa 160 Ohm, weiter bevorzugt zwischen 100 Ohm und etwa 140 Ohm, ganz besonders bevorzugt etwa 120 Ohm. Dadurch ergibt sich eine besonders effiziente Dämpfung von unerwünschten Busschwingungen durch die Zuschaltung des vorgebbaren elektrischen Widerstands bei gleichzeitig vergleichsweise geringer Beeinflussung eines gegebenenfalls an die Busanschlüsse der Sende-/Empfangseinrichtung angeschlossenen Bussystems bzw. anderer Busteilnehmer.
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Bei weiteren Ausführungsformen weist die Erkennungseinrichtung wenigstens ein UND-Glied zur Verknüpfung von wenigstens jeweils eine vorgebbare Bedingung charakterisierenden Signalen auf.
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Weitere Aspekte der Ausführungsformen sind angegeben durch eine Teilnehmerstation für ein Bussystem mit wenigstens einer Sende-/Empfangseinrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6. Weitere Aspekte der Ausführungsformen sind angegeben durch ein Bussystem mit einer Busleitung, die wenigstens eine erste Signalleitung und wenigstens eine zweite Signalleitung aufweist, und mit mindestens zwei Teilnehmerstationen, wobei wenigstens eine der mindestens zwei Teilnehmerstationen wenigstens eine Sende-/Empfangseinrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6 aufweist.
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Weitere Aspekte der Ausführungsformen sind angegeben durch ein Verfahren zum Betreiben einer Sende-/Empfangseinrichtung für ein Bussystem nach Anspruch 9. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren dargestellt sind. Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Schutzansprüchen oder deren Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw. in der Zeichnung.
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In der Zeichnung zeigt:
- 1 schematisch ein vereinfachtes Blockschaltbild eines Bussystems gemäß einer Ausführungsform,
- 2 schematisch ein vereinfachtes Blockschaltbild eines Bussystems gemäß einer weiteren Ausführungsform,
- 3 schematisch ein Blockdiagramm einer Sende-/Empfangseinrichtung gemäß einer Ausführungsform,
- 4 schematisch ein Blockdiagramm einer Sende-/Empfangseinrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform,
- 5A ein vereinfachtes Flussdiagram eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform,
- 5B, 5C jeweils ein vereinfachtes Flussdiagram eines Verfahrens gemäß einer weiteren Ausführungsform,
- 6A bis 6E schematisch jeweils einen zeitlichen Verlauf von Betriebsgrößen gemäß einer Ausführungsform,
- 7A bis 7E schematisch jeweils einen zeitlichen Verlauf von Betriebsgrößen gemäß einer weiteren Ausführungsform, und
- 8 schematisch ein Blockdiagramm einer Widerstandseinrichtung gemäß einer Ausführungsform.
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1 zeigt schematisch ein vereinfachtes Blockschaltbild eines Bussystems 1 gemäß einer Ausführungsform, das in einem Fahrzeug, insbesondere einem Kraftfahrzeug, einem Flugzeug, usw., oder in einem Industrieroboter usw. Verwendung finden kann. In 1 hat das Bussystem 1 eine erste Teilnehmerstation 110, eine zweite Teilnehmerstation 120, eine dritte Teilnehmerstation 130, eine vierte Teilnehmerstation 140, eine fünfte Teilnehmerstation 150, eine Busleitung 160 und einen Abschlusswiderstand 170, wobei die Teilnehmerstationen 110 bis 150 in einer sternförmigen Topologie angeordnet sind. Das Bussystem 1 kann beispielsweise ein CAN-Bussystem oder ein CAN-FD-Bussystem usw., sein. Ganz allgemein ist das Bussystem 1 bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel für eine Kommunikation ausgestaltet, bei welcher zumindest zeitweise ein exklusiver, kollisionsfreier Zugriff einer der Teilnehmerstationen 110 bis 150 auf die Busleitung 160 gewährleistet ist. Die erste Teilnehmerstation 110 kann beispielsweise ein Steuergerät eines Kraftfahrzeugs sein. Die zweite, vierte und fünfte Teilnehmerstation 120, 140, 150 kann beispielsweise jeweils ein Sensor des Kraftfahrzeugs sein. Die dritte Teilnehmerstation 130 kann beispielsweise eine Anzeigeeinrichtung eines Kraftfahrzeugs sein.
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2 zeigt ein Bussystem 2 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel. Im Unterschied zum Bussystem 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel weist das Bussystem 2 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel jedoch eine lineare Bustopologie mit zwei Abschlusswiderständen 170a, 170b an jeweiligen Enden der Busleitung 160 auf. Die Teilnehmerstationen 110 bis 150 können bei dem Bussystem 2 gemäß 2 auf die gleiche Weise aufgebaut sein, wie bei 1.
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3 zeigt ein schematisches Blockdiagramm einer Sende-/Empfangseinrichtung 10 für ein Bussystem gemäß einer Ausführungsform. Beispielsweise kann die nachstehend unter Bezugnahme auf 3 beschriebene Sende-/Empfangseinrichtung 10 in wenigstens einer Teilnehmerstation 110, .., 150 der vorstehend unter Bezugnahme auf die 1, 2 beschriebenen Bussysteme 1, 2 verwendet werden.
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Die Sende-/Empfangseinrichtung 10 weist einen ersten Busanschluss 12a zur Verbindung mit einer ersten Signalleitung 1a des in 3 schematisch angedeuteten Bussystems 1 auf, und einen zweiten Busanschluss 12b zur Verbindung mit einer zweiten Signalleitung 1b des Bussystems 1. Beispielsweise weist die Busleitung 160 (1) also die beiden Signalleitungen 1a, 1b auf.
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Die Sende-/Empfangseinrichtung 10 weist ferner eine Sendeeinheit 14 zum Ausgeben eines Bussendesignals BS an den ersten und zweiten Busanschluss 12a, 12b auf, beispielsweise zum Senden von Informationen über die Busleitung 160 an andere Teilnehmerstationen bzw. deren jeweilige Sende-/Empfangseinrichtungen (nicht gezeigt), und einen Eingangsanschluss 13a zum Empfangen eines zur Steuerung eines Betriebszustands der Sendeeinheit 14 verwendbaren Sendeeingangssignals TxD. Bevorzugt ist die Sendeeinheit 14 über ihre Klemmen bzw. Anschlüsse 14a, 14b mit den Busanschlüssen 12a, 12b verbunden.
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Weiter weist die Sende-/Empfangseinrichtung 10 eine Erkennungseinrichtung 16 auf, die dazu ausgebildet ist, das Vorliegen einer ersten vorgebbaren Bedingung zu erkennen und bei Vorliegen der ersten vorgebbaren Bedingung den ersten und zweiten Busanschluss 12a, 12b für eine vorgebbare erste Zeitdauer über einen vorgebbaren elektrischen Widerstand miteinander zu verbinden, wodurch unerwünschte Busschwingungen gezielt gedämpft werden können.
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Bei bevorzugten Ausführungsformen umfasst die vorgebbare erste Bedingung das Vorliegen einer steigenden Flanke des Sendeeingangssignals TxD. Zur Überprüfung, ob die genannte steigende Flanke des Sendeeingangssignals TxD vorliegt, kann bei bevorzugten Ausführungsformen das Sendeeingangssignal TxD und/oder ein hieraus abgeleitetes Signal der Erkennungseinrichtung 16 zugeführt werden. Vorliegend ist dies in 3 durch den auf die Erkennungseinrichtung 16 weisenden Pfeil TxD angedeutet. Sobald die Erkennungseinrichtung 16 demnach das Vorliegen der ersten vorgebbaren Bedingung in Abhängigkeit der steigenden Flanke des Sendeeingangssignals TxD erkennt, kann beispielsweise die in 3 abgebildete Widerstandseinrichtung 17 mittels eines von der Erkennungseinrichtung 16 ausgehenden Steuersignals 16a derart angesteuert werden, dass der genannte vorgebbare Widerstand zwischen die Busanschlüsse 12a, 12b geschaltet wird.
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Bei bevorzugten Ausführungsformen kann die Widerstandseinrichtung 17 hierzu mit ihren Klemmen bzw. Anschlüssen 17a, 17b beispielsweise fest mit den Busanschlüssen 12a, 12b verbunden sein. Die Widerstandseinrichtung 17 kann, wie beispielhaft schematisch in 8 gezeigt, einen elektrischen Widerstand R aufweisen mit einem Wert zwischen etwa 40 Ohm und etwa 200 Ohm, bevorzugt zwischen etwa 80 Ohm und etwa 160 Ohm, weiter bevorzugt zwischen 100 Ohm und etwa 140 Ohm, ganz besonders bevorzugt mit etwa 120 Ohm, sowie einen hierzu in Serie angeordneten Schalter 17c, der durch ein Steuersignal, vorliegend beispielsweise das mittels der Erkennungseinrichtung 16 bereitgestellte Steuersignal 16a, steuerbar ist. Bei anderen Ausführungsformen kann die Widerstandseinrichtung 17 beispielsweise auch ein Halbleiterbauelement, insbesondere einen Feldeffekttransistor oder dergleichen, aufweisen, dessen Drain-Source-Strecke unter Einwirkung des Steuersignals 16a beispielsweise zwischen einem hochohmigen Zustand („kein Dämpfungswiderstand zugeschaltet“) und einem Betriebszustand mit einem Widerstand der Drain-Source-Strecke in dem vorstehend genannten Bereich, beispielsweise von etwa 120 Ohm, steuerbar ist.
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Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen umfasst die vorgebbare erste Bedingung das Vorliegen einer steigenden Flanke eines aus dem Sendeeingangssignal TxD abgeleiteten Signals. Bei noch weiteren bevorzugten Ausführungsformen umfasst die vorgebbare erste Bedingung einen Zustandsübergang der Sendeeinheit 14 von einem den ersten und zweiten Busanschluss 12a, 12b treibenden Betriebszustand in einen den ersten und zweiten Busanschluss 12a, 12b nicht treibenden Betriebszustand. Dies kann beispielsweise in Abhängigkeit einer Betriebsgröße der Sendeeinheit 14 und/oder von einem zwischen den Busanschlüssen 12a, 12b anliegenden Signal ermittelt werden, beispielsweise mittels einer optionalen Empfangseinheit 18, die über Anschlüsse 18a, 18b mit den Busanschlüssen 12a, 12b verbindbar bzw. verbunden ist.
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5A zeigt hierzu ein vereinfachtes Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens. In Schritt 200 wird mittels der Erkennungseinrichtung 16 (3) das Vorliegen der ersten vorgebbaren Bedingung erkannt. In dem nachfolgenden Schritt 210 (5A) wird der vorgebbare elektrische Widerstand R zwischen die Busanschlüsse 12a, 12b geschaltet, beispielsweise unter Ansteuerung der Widerstandseinrichtung 17 mittels des Steuersignals 16a (3).
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Bei weiteren Ausführungsformen ist die Erkennungseinrichtung 16 dazu ausgebildet, das Vorliegen einer zweiten vorgebbaren Bedingung zu erkennen, wobei die zweite vorgebbare Bedingung beschreibt, dass eine Datenphase eines mittels der Sendeeinheit 14 auszusendenden Datenrahmens vorliegt, wobei die Sende-/Empfangseinrichtung 10 dazu ausgebildet ist, den ersten und zweiten Busanschluss 12a, 12b für die vorgebbare erste Zeitdauer über den vorgebbaren elektrischen Widerstand R (8) miteinander zu verbinden, wenn die erste vorgebbare Bedingung und die zweite vorgebbare Bedingung vorliegt.
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Dadurch wird ermöglicht, die Zuschaltung des vorgebbaren Widerstands R und damit die Dämpfung von unerwünschten Busschwingungen während der Datenphase des Datenrahmens auszuführen. Dies ist beispielsweise dann besonders vorteilhaft, wenn Übertragungen auf dem Bussystem 1 (3) während der Datenphase eine vergleichsweise hohe Übertragungsrate, beispielsweise Bitrate, aufweisen. Bei manchen Ausführungsformen kann nämlich außerhalb der Datenphase darauf verzichtet werden, den vorgebbaren Widerstand R zwischen die Busanschlüsse 12a, 12b zu schalten, selbst wenn die erste vorgebbare Bedingung vorliegt. Dies ist beispielsweise bei solchen Ausführungsformen der Fall, bei denen eine außerhalb der Datenphase, insbesondere vor der Datenphase, erfolgende Arbitrierungsphase, die insbesondere einen Buszugriff regelt, eine vergleichsweise geringe Übertragungsrate vorsieht. Bei der vergleichsweise geringen Übertragungsrate der Arbitrierungsphase wirken sich die an sich immer unerwünschten Busschwingungen nicht so störend auf die Datenübertragung aus, wie dies der Fall während einer Datenphase mit vergleichsweise hoher Übertragungsrate ist. Mit anderen Worten kann bei manchen Ausführungsformen die Zuschaltung des vorgebbaren Widerstands R gezielt in solchen Betriebsphasen (beispielsweise Datenphase) erfolgen, bei denen die Zuschaltung besonders nützlich für die Signalübertragung ist. Außerhalb dieser Betriebsphasen kann weiteren Ausführungsformen zufolge dementsprechend keine Zuschaltung des vorgebbaren Widerstands R erfolgen, sodass außerhalb dieser Betriebsphasen eine Impedanz der Busanschlüsse 12a, 12b unverändert bleibt.
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Bei manchen Ausführungsformen kann eine Information über das Vorliegen oder Nichtvorliegen einer Datenphase durch einen nicht abgebildeten CAN-Controller bereitgestellt werden.
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5B zeigt ein vereinfachtes Flussdiagramm einer weiteren Ausführungsform. In Schritt 200 wird mittels der Erkennungseinrichtung 16 (3) das Vorliegen der ersten vorgebbaren Bedingung erkannt. In dem nachfolgenden Schritt 202 wird mittels der Erkennungseinrichtung 16 (3) das Vorliegen der zweiten vorgebbaren Bedingung erkannt, und in Schritt 210a (5B) wird der vorgebbare elektrische Widerstand R zwischen die Busanschlüsse 12a, 12b geschaltet, beispielsweise unter Ansteuerung der Widerstandseinrichtung 17 mittels des Steuersignals 16a (3).
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Bei weiteren Ausführungsformen ist eine Empfangseinheit 18, vgl. 3, zum Empfangen eines Busempfangssignals BE von den Busanschlüssen 12a, 12b und zum Ausgeben eines Empfangsausgangssignals RxD (oder einer Vorstufe hiervon, z.B. ein Differenzsignal) in Abhängigkeit des Busempfangssignals BE vorgesehen. Auf diese Weise können über das Bussystem 1 empfangene Signale, die Busempfangssignale BE, durch die Sende-/Empfangseinrichtung 10 empfangen werden.
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Bei weiteren Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die Erkennungseinrichtung 16 dazu ausgebildet ist, das Vorliegen einer dritten vorgebbaren Bedingung zu erkennen, wobei die dritte vorgebbare Bedingung wenigstens eines der folgenden Elemente umfasst: a) eine Zustandsänderung des Busempfangssignals BE von einem getriebenen in einen nicht getriebenen Zustand, b) eine fallende Flanke eines mittels der Empfangseinheit aus dem Busempfangssignal abgeleiteten Differenzsignals, c) eine steigende Flanke des Empfangsausgangssignals RxD, wobei die Sende-/Empfangseinrichtung 10 dazu ausgebildet ist, den ersten und zweiten Busanschluss 12a, 12b für die vorgebbare erste Zeitdauer über den vorgebbaren elektrischen Widerstand R (8) miteinander zu verbinden, wenn wenigstens die erste vorgebbare Bedingung und die dritte vorgebbare Bedingung vorliegt. Dadurch ist eine besonders zuverlässige Aktivierung des vorgebbaren Widerstands R in solchen Phasen ermöglicht, in denen die unerwünschten Busschwingungen auftreten können. Beispielsweise kann aus einer Zustandsänderung des Busempfangssignals BE von dem getriebenen in den nicht getriebenen Zustand und dem gleichzeitigen Vorliegen der ersten vorgebbaren Bedingung (beispielsweise steigende Flanke des Sendeeingangssignals TxD) geschlossen werden, dass ein Flankenwechsel des Sendeeingangssignals TxD bezüglich der Sende-/Empfangseinrichtung erwünscht war und der Flankenwechsel tatsächlich auch durch die Sendeeinheit 14 auf den Busanschlüssen 12a, 12b umgesetzt worden ist. Damit ergibt sich eine hohe Robustheit gegenüber in realen Systemen vorliegenden Störpulsen und Glitches.
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Vergleichbare Informationen können bei weiteren Ausführungsformen aus der fallenden Flanke eines mittels der Empfangseinheit 18 aus dem Busempfangssignal BE abgeleiteten Differenzsignals (beispielsweise charakterisierend eine Potenzialdifferenz zwischen den Busanschlüssen 12a, 12b) ermittelt werden und/oder aus einer steigenden Flanke des Em pfangsausgangssig nals.
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Bei weiteren Ausführungsformen ist auch denkbar, dass die Sende-/Empfangseinrichtung 10 dazu ausgebildet ist, den ersten und zweiten Busanschluss 12a, 12b für die vorgebbare erste Zeitdauer über den vorgebbaren elektrischen Widerstand R miteinander zu verbinden, wenn die erste vorgebbare Bedingung und die zweite vorgebbare Bedingung und die dritte vorgebbare Bedingung vorliegt, mithin alle drei vorgebbaren Bedingungen vorliegen.
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5C zeigt ein vereinfachtes Flussdiagramm einer weiteren Ausführungsform. In Schritt 200 wird mittels der Erkennungseinrichtung 16 (3) das Vorliegen der ersten vorgebbaren Bedingung erkannt. In dem nachfolgenden optionalen Schritt 202 wird mittels der Erkennungseinrichtung 16 (3) das Vorliegen der zweiten vorgebbaren Bedingung erkannt, in dem nachfolgenden Schritt 204 wird mittels der Erkennungseinrichtung 16 (3) das Vorliegen der dritten vorgebbaren Bedingung erkannt, und in Schritt 210b (5C) wird der vorgebbare elektrische Widerstand R zwischen die Busanschlüsse 12a, 12b geschaltet, beispielsweise unter Ansteuerung der Widerstandseinrichtung 17 mittels des Steuersignals 16a (3).
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Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen weist die Erkennungseinrichtung 16 wenigstens ein UND-Glied 16b zur Verknüpfung von mehreren wenigstens jeweils eine vorgebbare Bedingung charakterisierenden Signalen auf, beispielsweise zur Verknüpfung des Sendeeingangssignals TxD und eines der Übersichtlichkeit halber in 3 nicht abgebildeten Steuersignals, das das Vorliegen einer Datenphase signalisiert (beispielsweise im Sinne einer zweiten vorgebbaren Bedingung).
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4 zeigt schematisch ein Blockdiagramm einer Sende-/Empfangseinrichtung 10a gemäß einer weiteren Ausführungsform, die vorliegend beispielsweise für den Betrieb an einem als CAN-FD-Bussystem ausgebildeten Bussystem 1 ausgebildet ist. Nachstehend werden i.w. nur die Unterschiede zu der Konfiguration 10 gemäß 3 beschrieben. Über einen Anschluss 11a ist die Sende-/Empfangseinrichtung 10a mit einem ersten Bezugspotential CAN_GND verbunden, bei dem es sich beispielsweise um eine Massepotential handelt. Über einen Anschluss 11b ist die Sende-/Empfangseinrichtung 10a mit einem zweiten Bezugspotential CAN_SUPPLY verbunden, bei dem es sich beispielsweise um ein einer Betriebsspannung entsprechendes Bezugspotential von z.B. +5 Volt handelt.
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Die Sendeeinheit 14 weist einen Sendesignaltreiber 141 auf, der in Abhängigkeit des ihm zugeführten Sendeeingangssignals TxD ein Ausgangssignal zur Ansteuerung der beiden Halbleiterschalter 142a, 142b erzeugt. Wie aus 4 ersichtlich ist, kann bei entsprechender Ansteuerung des ersten Halbleiterschalters 142a durch das Sendeeingangssignal TxD der erste Anschluss 14a der Sendeeinheit 14, über den die Sendeeinheit 14 mit dem ersten Busanschluss 12a verbunden ist, auf ein von dem zweiten Bezugspotential CAN_SUPPLY abhängendes elektrisches Potenzial gelegt werden. Analog hierzu kann bei entsprechender Ansteuerung des ersten Halbleiterschalters 142b durch das Sendeeingangssignal TxD der zweite Anschluss 14b der Sendeeinheit 14, über den die Sendeeinheit 14 mit dem zweiten Busanschluss 12b verbunden ist, auf ein von dem ersten Bezugspotential CAN_GND abhängendes elektrisches Potenzial gelegt werden. Dieser Betriebszustand der Sendeeinheit 14 wird daher auch als treibender Betriebszustand der Sendeeinheit 14 bezeichnet. Ein nicht treibender Betriebszustand der Sendeeinheit 14 ergibt sich dementsprechend dann, wenn die betreffenden Anschlüsse 14a, 14b bzw. 12a, 12b nicht durch die Halbleiterschalter 142a, 142b auf die vorstehend genannten Potenziale gelegt werden. Dieser Zustand kann auch als hochohmiger Zustand der Sendeeinheit 14 bezeichnet werden.
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Auch bei der in 4 beispielhaft beschriebenen Konfiguration kann beispielsweise das Verfahren gemäß 5A (oder 5B oder 5C) ausgeführt werden. Bei dieser Ausführungsform erkennt die Erkennungseinrichtung 16 demnach beispielsweise eine steigende Flanke des Sendeeingangssignals TxD oder eines daraus abgeleiteten Signals TxD', wie es beispielsweise am Ausgang des Sendesignaltreibers 141 in Abhängigkeit des Sendeeingangssignals TxD erhalten wird, als das Vorliegen der ersten vorgebbaren Bedingung. Sodann kann die Sende-/Empfangseinrichtung 10a bzw. die Erkennungseinrichtung 16 die Widerstandseinrichtung 17 im Sinne einer Anschaltung des Widerstands R (8) zwischen die Busanschlüsse 12a, 12b ansteuern, wiederum für eine vorgebbare erste Zeitdauer.
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Bei bevorzugten Ausführungsformen beträgt die vorgebbare erste Zeitdauer zwischen etwa 40 ns (Nanosekunden) und etwa 150 ns.
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Die Empfangseinheit 18 weist einen ersten Anschluss 18a und einen zweiten Anschluss 18b auf. Über diese Anschlüsse 18a, 18b ist die Empfangseinheit 18 mit den Busanschlüssen 12a, 12b verbunden. Ein Empfangskomparator 181 transformiert das an den Anschlüssen 18a, 18b vorliegende differenzielle Bussignal in an sich bekannter Weise zu einer Differenzspannung bzw. dem Differenzsignal VDIFF. Bei manchen Ausführungsformen ist das Differenzsignal VDIFF der Erkennungseinrichtung 16 zuführbar, damit diese unter anderem in Abhängigkeit hiervon wie vorstehend bereits beschrieben das Vorliegen einer entsprechenden vorgebbaren Bedingung überprüfen kann. Das Differenzsignal VDIFF kann auch als analoge Differenzspannung zwischen den CAN-Busleitungen CAN_H und CAN_L angesehen werden. Hierbei gilt VDIFF = CAN_H - CAN_L. Die Differenzspannung VDIFF beträgt für ein rezessives Bit z.B. 0V und für ein dominantes Bit typischerweise 2V.
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Nachstehend sind unter Bezugnahme auf 6A bis 6E verschiedene Betriebsgrößen der Sende-/Empfangseinrichtung 10, 10a gemäß den Ausführungsformen beschrieben. Bei den in 6A bis 6E abgebildeten Betriebsfällen erfolgt zu Anschauungszwecken keine Anschaltung des vorgebbaren Widerstands R (8) zwischen die Busanschlüsse 12a, 12b, mithin keine Dämpfung von an sich unerwünschten Busschwingungen gemäß den Ausführungsformen.
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Das in 6A abgebildete erste Signal s1 repräsentiert einen zeitlichen Verlauf des Sendeeingangssignals TxD (3, 4), wie es der Sendeeinheit 14 zur Steuerung ihres Betriebszustands zuführbar ist. In einem ersten Zeitbereich B1 (6A) und einem dritten Zeitbereich B3 weist das Sendeeingangssignal s1, bei dem es sich in der Regel um ein Logiksignal handelt, einen HIGH-Zustand auf. Demgegenüber weist das Sendeeingangssignal s1 in einem zweiten Zeitbereich B2, der zwischen dem ersten Zeitbereich B1 und dem dritten Zeitbereich B3 liegt, einen LOW-Zustand auf. In dem zweiten Zeitbereich B2 befindet sich die Sendeeinheit 14 somit in einem treibenden Zustand, und in den Zeitbereichen B1, B3 befindet sich die Sendeeinheit 14 jeweils in einem nicht treibenden Zustand. Die Bereiche B1, B3 kennzeichnen auch einen sogenannten rezessiven Buszustand, und der Bereich B2 einen sogenannten dominanten Buszustand.
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6B zeigt die an den Busanschlüssen 12a, 12b anliegenden Bussignale s2. Es ist deutlich zu erkennen, dass in dem Übergang von dem dominanten Buszustand, Bereich B2, zu dem rezessiven Buszustand, Bereich B3, unerwünschte Busschwingungen auftreten, die eine Auswertung der Bussignale erschweren.
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6C zeigt ein drittes Signal s3, das den zeitlichen Verlauf des Differenzsignals VDIFF an dem Ausgang des Empfangskomparators 181 charakterisiert, und eine Empfangsschwelle thr1 von z.B. etwa 0,7 V. Ersichtlich führen die in 6B abgebildeten Busschwingungen in dem dritten Bereich B3 zu vergleichbaren Schwingungen des Differenzsignals VDIFF bzw. s3 in 6C.
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6D zeigt ein in Abhängigkeit des Differenzsignals VDIFF und der Empfangsschwelle thr1 ermitteltes Digitalsignal s4, welches in dem dritten zeitlichen Bereich B3 entsprechende Signalschwankungen zwischen einem HIGH-Zustand und einem LOW-Zustand aufweist.
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6E zeigt ein Signal s5, das optional aus dem Digitalsignal s4 gemäß 6D ermittelbar ist, beispielsweise unter Verwendung eines nicht gezeigten Empfangssignaltreibers (angeordnet z.B. in 4 rechts von dem Ausgang des Empfangskomparators 181), der optional auch eine Pegelanpassung vornehmen kann. Das Signal s5 kann bei manchen Ausführungsformen auch als CAN-„RxD“-Signal bzw. Empfangsausgangssignal an einem Anschluss 13b (4) für der Sende-/Empfangseinrichtung 10a nachgeordnete Einheiten (z.B. CAN-Controller, nicht gezeigt) bereitgestellt werden. Der CAN-Controller kann beispielsweise auch das Sendeeingangssignal TxD an dem Anschluss 13a bereitstellen. Der Pfeil a1 in 6E deutet einen Abtastzeitpunkt an. Es ist ersichtlich, dass die unerwünschten Busschwingungen eine Signalauswertung zu dem Abtastzeitpunkt a1 stören.
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Nachstehend ist unter Bezugnahme auf die 7A bis 7E ein vergleichbarer Zustandswechsel des Sendeeingangssignals s1 in den Bereichen B1, B2, B3, beschrieben, wobei im Unterschied zu 6A bis 6E vorliegend jedoch vorteilhaft das Prinzip gemäß den Ausführungsformen eingesetzt wird. Wie aus 7B ersichtlich ist, weisen die Bussignale s2 somit in dem Bereich B3 nur noch eine vergleichsweise kurze „Schwingungsperiode“ auf, in der eine eindeutige Auswertung erschwert ist. Vergleichbares gilt für die Signale s3, s4, s5 der 7C, 7D, 7E. Es ist aus 7E ersichtlich, dass keine unerwünschten Busschwingungen eine Signalauswertung zu dem Abtastzeitpunkt a1 stören.
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In 7A ist die steigende Flanke des Sendeeingangssignals TxD bzw. s1 mit dem Bezugszeichen sF1 bezeichnet, die als vorgebbare erste Bedingung im Sinne der Ausführungsformen für die Aktivierung des Dämpfungswiderstands R (8) nutzbar ist. In 7C ist die fallende Flanke fF1 des Differenzsignals s3 gezeigt, die als vorgebbare dritte Bedingung im Sinne der Ausführungsformen für die Aktivierung des Dämpfungswiderstands R (8) nutzbar ist. In 7E ist die steigende Flanke sF2 des Empfangsausgangssignals RxD bzw. s5 gezeigt, die als vorgebbare dritte Bedingung im Sinne der Ausführungsformen für die Aktivierung des Dämpfungswiderstands R (8) nutzbar ist.
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Das Prinzip gemäß den Ausführungsformen ist nicht auf die Anwendung bei CAN- bzw. CAN-FD-Bussystemen beschränkt, sondern z.B. auch bei LVDS-Bussystemen verwendbar oder generell allen Bussystemen mit dominanten und rezessiven Buszuständen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102015222334 A1 [0003]