针对共享总线的增强驱动器模式的设备和方法技术

一种设备包括：传输电路，配置和布置为根据信号总线协议来传输数据，所述信号总线协议在没有有源驱动的信号值的情况下使用无源偏置将信号总线设置为隐性值。所述传输电路包括：第一驱动器电路，配置和布置为将信号总线有源驱动到与隐性值不同的显性值。所述传输电路还包括：第二驱动器电路，配置和布置为将信号总线有源驱动到隐性值。控制电路配置和布置为响应于设备在第一数据传输模式下操作来禁用第二驱动器电路，以及响应于设备进入第二传输模式来启用第二驱动器电路。

【技术实现步骤摘要】
针对共享总线的增强驱动器模式的设备和方法
本专利技术涉及针对共享总线的增强驱动器模式的设备和方法。
技术介绍
通常关于想到的特定应用集合来设计数据总线标准／协议。对于协议的一般考虑是可用数据带宽的大小。通常在增大的数据带宽与其他因素(例如，成本、实现的容易程度以及系统设计的灵活性)之间存在权衡。因此，可以设计协议来达到可用数据带宽的大小与其他考虑因素之间的平衡。然而技术总在改变并且各种考虑因素的平衡可以随时间而改变。因此，可以修改协议来满足新的需求。可能需要新的协议版本来支持(1everageoff)先前的硬件和／或保持与先前版本的后向兼容。例如，新版本可以使用相同的物理层，包括传输介质的电学、机械和程序性(procedural)接口。特定协议是CAN-bus(控制器区域网-总线)标准／协议。该协议最初设计用于交通工具，但可以应用在许多其他领域，包括但不限于航天和医疗设备。CAN标准设计用于允许微控制器和设备使用消息协议彼此通信，所述消息协议不依赖于主设备／主计算机。对于日益增长的大量不同应用使用CAN-bus协议导致对带宽的需求增大。设计了一种新的CAN协议(具有灵活数据速率的CAN(CANFD))来提供1MBit／s或更高的数据带宽以及比每帧8字节更长的有效载荷。CANFD设计为与以前的CAN协议使用相同的物理层(例如，BOSCHCAN规范2.0)。
技术实现思路
本公开的方面基于以下认识：(例如，CAN-bus)协议的不同版本之间公共的物理层可能导致难以针对新的协议版本(例如，CANFD)实现增大的数据带宽。这些和其他问题针对多种应用向数据总线通信协议提出了挑战。多个示例实施例涉及针对共享总线的增强驱动器模式、相关电路及其实现方式。根据示例实施例，一种设备包括：传输电路，配置和布置为根据信号总线协议来传输数据，所述信号总线协议在没有有源驱动的信号值的情况下使用无源偏置将信号总线设置为隐性值。所述传输电路包括：第一驱动器电路，配置和布置为将信号总线有源驱动到与隐性值不同的显性值。所述传输电路还包括：第二驱动器电路，配置和布置为将信号总线有源驱动到隐性值。控制电路配置和布置为响应于设备在第一数据传输模式下操作来禁用第二驱动器电路，以及响应于设备进入第二传输模式来启用第二驱动器电路。以上论述／概要不旨在描述本公开的每一个实施例。下面的附图和详细描述也举例说明了多个实施例。附图说明结合附图，根据以下详细描述，可以更全面地连接各个示例实施例。图1示出了根据本公开实施例的系统的框图，所述系统包括配置为以无源偏置来有源驱动总线的设备；图2示出了根据本公开实施例的传输电路的电路图；图3示出了根据本公开实施例的结合CANFD协议使用的信号的信号时序图；图4示出了根据本公开实施例的用于在增强数据模式下进行传输的同时检测错误状况的系统；图5示出了根据本公开实施例的结合设备使用的信号的信号时序图，所述设备配置为以相反的方向同时驱动信号总线；图6示出了根据本公开实施例的系统，其中控制器电路提供实现增强数据传输模式的指示；图7示出了根据本公开实施例的系统，其中发射机电路基于接收到的数据来检测增强数据传输模式；以及图8示出了根据本公开实施例的针对发射机电路在差分信号总线上观察到的有效阻抗。具体实施方式尽管本文论述的各个实施例可以具有修改和备选形式，然而图中以示例的方式示出了各个实施例的方面，并且将对其进行详细描述。然而应理解，本专利技术不旨在限于所描述的具体实施例。相反，本专利技术旨在覆盖落入公开范围之内的所有修改、等同和替换，包括权利要求中限定的内容。此外，贯穿本申请使用的术语“示例”仅是说明性的而不是限制性的。相信本公开的方面可以应用于多种不同类型的设备、系统和方法，包括在增强模式期间驱动总线的上下文中有用的设备和方法。通过使用这种上下文来论述示例，可以认识到各个方面，但不必局限于此。多个示例实施例涉及总线协议，所述总线协议使用两个补充逻辑值之一来传输数据：显性或隐性。可以利用电阻使用无源偏置(例如，电阻性端接)来提供隐性电平。可以由电路(如，使用晶体管，所述晶体管被激活以将总线驱动到显性电平)来有源驱动显性电平。因此，如果总线上的任何设备驱动到显性电平，则得到的总线值将是显性。例如，在总线的有线AND实现的情况下，显性电平由逻辑“0”来表示，隐性电平由逻辑“1”来表示。本公开的实施例涉及一种方法或设备，将总线有源驱动到与显性电平和隐性电平二者一致的信号电平，同时保持与配置为使用无源偏置来通信的设备的兼容性。例如，其他设备可以配置为使用根据总线协议来通信，所述总线协议不考虑将总线有源驱动到隐性电平的其他设备。在特定实施例中，将总线有源驱动到隐性电平的过程响应于设备进入增强数据传输模式而发生，这提供了增大的数据带宽。本公开的多个方面涉及第一设备，所述第一设备配置为在第一设备将总线驱动到隐性电平的同时检测另一设备何时朝向显性电平驱动总线。例如，第一设备可以配置为检测总线的阈值电平，所述阈值电平与沿着不同方向进行有源驱动的两个驱动器电路一致。更具体的实施例涉及用于与CANFD-bus协议一起使用的系统、设备或方法。CANFD-bus可以与先前CAN总线协议使用相同的物理层。然而更高的层可以不同。例如，帧格式是不同的。CANFD帧格式包括两个新的控制位。第一控制位利用CAN帧的(第一)保留位来指示通信是否在使用新的帧格式。另一控制位指示通信是否正在使用具有更快比特速率的增强模式。CANFD帧格式配置为使得CAN帧格式的消息和CANFD帧格式的消息可以在同一网络内共存。理想CAN网络的物理层使用在CAN总线的每一端具有两个端接电阻器(2x120欧姆)的总线拓扑，但是在实践中情况是不同的，由于长的短截线(stub)连接到总线，因此选择较为不理想的拓扑(无源星型网络(passivestar))。由于非理想的端接，这种非理想的拓扑可以限制仲裁(arbitration)期间的最大速度，从而导致总线上的反射。这些非理想情况限制了总线的理论带宽，并且是造成实际总线速度保持在1Mb／s(在客车中是～500kB／s，在卡车中是～500kB／s)以下的至少一部分原因。由于仲裁速度是先前的限制因素，所以CANFD协议允许使仲裁速度与数据阶段速度去耦合，以增加总带宽。更具体地，理想的CAN网络可以起到具有两个端接电阻器的理想传输线的作用，其中在线缆的每一端有一个端接电阻器，并且在整个相关频率范围上具有120Ω的理想特征阻抗。然而，在实践中，经由短截线将多个节点连接到主线缆，主线缆过长并且会导致偏离理想阻抗。此外，当总线上有源驱动的显性比特转变成未驱动的隐性比特时，端接电阻器与收发机输入电容和线缆电容一起可以产生RC时间恒定放电。本公开的方面涉及以下认识：与CAN帧格式的后向兼容产生了与新CANFD协议的使用相关的问题。例如，数据阶段期间的较高速度可以导致更多的放射(EME)和对RF干扰(EMI)的抗干扰性降低。还可能存在非理想端接的CAN拓扑的困难。因此，本公开的方面涉及专用CANFD收发机，所述专用CANFD收发机在数据段传输期间改变操作模式，从而改善EMC和数据带宽(尤其是在非理想CAN网络拓扑上)。根据本公开的多个实施例，认识到CAN收发机的输出级本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种设备，包括：传输电路，配置和布置为根据信号总线协议来传输数据，所述信号总线协议在没有有源驱动的信号值的情况下使用无源偏置将信号总线设置为隐性值，所述传输电路包括：第一驱动器电路，配置和布置为将信号总线有源驱动到与隐性值不同的显性值，和第二驱动器电路，配置和布置为将信号总线有源驱动到隐性值；以及控制电路，配置和布置为响应于设备在第一数据传输模式下操作来禁用第二驱动器电路，以及响应于设备进入第二传输模式来启用第二驱动器电路。

【技术特征摘要】
2013.05.03 US 13/886,8551.一种设备，包括：传输电路，配置和布置为根据信号总线协议来传输数据，所述信号总线协议在没有有源驱动的信号值的情况下使用无源偏置将信号总线设置为隐性值，所述传输电路包括：第一驱动器电路，配置和布置为将信号总线有源驱动到与隐性值不同的显性值，和第二驱动器电路，配置和布置为将信号总线有源驱动到隐性值；以及控制电路，配置和布置为响应于设备在第一数据传输模式下操作来禁用第二驱动器电路，以及响应于设备进入第二传输模式来启用第二驱动器电路；其中，第一数据传输模式对应于针对控制器区域网CAN协议的仲裁模式；并且所述设备配置和布置为通过监测信号总线以检测另一设备驱动了信号总线上的显性值，来执行总线仲裁；其中，第二传输模式对应于针对控制器区域网CAN协议的高速模式；并且所述设备配置和布置为将信号总线有源驱动到隐性值和显性值二者。2.根据权利要求1所述的设备，其中，第一驱动器电路和第二驱动器电路配置和布置为驱动在多个设备之间共享的差分信号路径的第一信号线路；并且传输电路还包括用于驱动差分信号路径的第二信号线路的第三驱动器电路和第四驱动器电路。3.根据权利要求1所述的设备，其中，控制电路还配置和布置为：在第二驱动器电路将信号总线有源驱动到隐性值的同时，检测另一设备何时朝着显性值有源驱动信号总线。4.根据权利要求1所述的设备，其中，控制电路包括：阈值电压检测电路，配置和布置为在第二驱动器电路将信号总线有源驱动到隐性值的同时，检测另一设备何时朝着显性值有源驱动信号总线。5.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：克莱门斯·G·J·德哈斯，
申请(专利权)人：NXP股份有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL