双向总线系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本公开大体上涉及一种通信总线，并更尤其涉及对需要在休眠时零功率的远程站的设计和配置。
【背景技术】
[0002]通信总线可包括计算机背板、板级总线、集成电路内的片上总线、局域网或LAN、广域网或WAN或者其它类型的总线，通信总线可使数据(例如，控制、定时和/或数据信号)在包括该系统的各种组件和/或装置之间转发。在汽车工业中尤其感兴趣的是控制器局域网络或CAN总线。该CAN总线为多主机广播串行总线，其可在双绞线中，可选地在屏蔽电缆中，使用平衡的信号对来实现。
[0003]典型地，电气隔离通信总线，必须在信号能跨过隔离屏障之前，将供电施加至总线主机以及从节点(slave node)。该方法导致连续的耗电，其在功率敏感的应用中，例如电动车中，这是相当不利的，因为这会影响车辆的行驶范围和性能。现已开发出的一种用于减少耗电的技术是在从节点处于睡眠模式下时关断从节点中所有不需要的电路，而仅在从节点从总线主机接收到唤醒信号时激活这些电路。在另一种方法中，进一步减少耗电是通过循环地接通或断开从节点的接收器电路来实现的。但是，由于唤醒信号必须在接收器电路上电后发出，所以这种方法导致唤醒等待时间增加。
[0004]据此，需要一种通信总线，能够使从节点完全断电，且然后通过系统主机远程激活。本公开提供了这样的通信总线设计。
【实用新型内容】
[0005]本公开提供了一种双向总线系统，其包括两线双向总线、耦接至该两线双向总线的总线主机，以及被耦接至该两线双向总线的至少一个从节点，其中，从节点包括(i)第一电流隔离器(例如，第一光隔离器)，其被耦接至从节点微控制器，其中第一电流隔离器将从从节点微控制器接收到的微控制器生成的数字数据发送至两线双向总线；(ii)第二电流隔离器(例如，第二光隔离器)，其被耦接至从节点微控制器，其中第二电流隔离器从两线双向总线接收总线主机数字数据并将总线主机数字数据发送至从节点微控制器；(iii)从节点电源，其被耦接至从节点微控制器以及第二电流隔离器，其中从节点电源与两线双向总线汇流条电流隔离；以及(iv)电源开关，其被耦接至从节点电源，其中该电源开关包括(a)第一晶体管，其能够处于第一状态和第二状态，使得在第一晶体管处于第一状态时，从节点电源被耦接至从节点微控制器和第二电流隔离器，并且当第一晶体管处于第二状态时，从节点电源与从节点微控制器和第二电流隔离器断开耦接，以及(b)电容器，其被连接至第一晶体管，使得当电容器充电时，电容器使第一晶体管保持在第二状态，并且在电容器放电时，允许第一晶体管转变至第一状态。优选地，将稳压器插在从节点电源和从节点微控制器之间，并且插在从节点电源和第二电流隔离器之间；更优选地，将稳压器插在第一晶体管和从节点微控制器之间，并且插在第一晶体管和第二电流隔离器之间。第二晶体管优选地包括P型MOSFET，其中第一状态对应于P型MOSFET偏置成接通，其中第二状态对应于P型MOSFET断开，其中当电容器放电时电容器使P型MOSFET的栅极电压降低并且在电容器充电时使P型MOSFET的栅极电压升高。优选地，当从节点电源与从节点微控制器并且与第二电流隔离器断开耦接时，通过第二电流隔离器接收总线主机数字数据导致电容器放电，其中电容器放电使得第一晶体管从其第二状态转变至其第一状态，从而将从节点电源耦接至从节点微控制器并耦接至第二电流隔离器。
[0006]另一方面，本系统进一步包括第二晶体管，其被连接至第二电流隔离器并且其能够处于第一状态和第二状态，使得当第二晶体管处于第一状态时总线主机数字数据被送至从节点微控制器，并且当第二晶体管处于第二状态时，其阻止第二电流隔离器的集电极节点漏电或电负载。此外，当第一晶体管从其第二状态转变至其第一状态时，从节点微控制器优选地被配置成确定是否需要从节点继续操作，以及如果从节点微控制器确定需要从节点继续操作，则从节点微控制器被配置成激活电源保持命令，此时激活电源保持命令将第二晶体管置于其第一状态。优选地，从节点微控制器进一步被配置成根据停止将总线主机数字数据传送至从节点微控制器来解除维持电源保持命令，其中解除维持电源保持命令使第二晶体管从其第一状态转变至其第二状态。
[0007]另一方面，本系统进一步包括η型M0SFET，其被连接至第二电流隔离器，并且其能够有对应于η型MOSFET偏置成接通的第一状态，和对应于η型MOSFET断开的第二状态，使得当η型MOSFET偏置成接通时总线主机数字数据被传送至从节点微控制器，并且当η型MOSFET断开时其阻止第二电流隔离器的集电极节点的漏电或电负载。而且，当第一晶体管从其第二状态转变至其第一状态时，从节点微控制器优选地被配置成确定是否需要从节点继续操作，并且如果从节点微控制器确定需要从节点的继续操作时，则从节点微控制器被配置成激活电源保持命令，其中激活电源保持命令将η型MOSFET偏置成接通。优选地，从节点微控制器进一步被配置成在停止将总线主机数字数据传输至从节点微控制器时解除电源保持命令，其中解除电源保持命令断开η型M0SFET。
[0008]另一方面，该系统进一步包括(i)插在第二电流隔离器和电容器之间的二极管，以及(ii)能够具有第一状态和第二状态的第二晶体管。当第二晶体管处于其第一状态时，电容器保持放电并且二极管反向偏置，从而在第二电流隔离器的集电极节点将电容器与高速数字数据隔离并使得第一晶体管处于其第一状态。当第二晶体管处于其第二状态时，使电容器充电并使第一晶体管转变至其第二状态。而且，当第一晶体管从其第二状态转变至其第一状态时，从节点微控制器优选地被配置成确定是否需要从节点继续操作，并且如果从节点微控制器确定需要从节点继续操作，则从节点微控制器被配置成激活电源保持命令，此时激活电源保持命令使得第二晶体管置于其第一状态。优选地，从节点微控制器进一步被配置成，在总线主机数字数据停止传输至从节点微控制器时，解除电源保持命令，此时解除电源保持命令使第二晶体管从其第一状态转变至其第二状态。
[0009]另一方面，该系统进一步包括(i)被插在第二电流隔离器和电容器之间的二极管，以及(ii) η型M0SFET，其能够有对应于该η型MOSFET被偏置成接通的第一状态，以及对应于该η型MOSFET被断开的第二状态。当该η型MOSFET被偏置成接通时，使电容器保持放电并且二极管反向偏置，从而在第二电流隔离器的集电极节点使电容器与高速数字数据隔离开，并使得第一晶体管处于其第一状态。当该η型MOSFET被断开时，使电容器充电并且使第一晶体管转变至其第二状态。而且，当第一晶体管从其第二状态转变至其第一状态时，从节点微控制器优选地被配置成确定是否需要从节点继续操作，并且如果从节点微控制器确定需要从节点继续操作，则该从节点微控制器被配置成激活电源保持命令，此时激活电源保持命令将η型MOSFET偏置成接通。优选地，从节点微控制器进一步被配置成，在总线主机数字数据停止传输到从节点微控制器时，解除电源保持命令，此时解除电源保持命令使η型MOSFET断开。
[0010]另一方面，第一晶体管优选地包括P型M0SFET，其中第一状态对应于P型MOSFET被偏置成接通，其中第二状态对应于P型MOSFET被断开，并且其中双向总线系统进一步包括(i)第一 η型M0SFET，其被连接至第二电流隔离器，其中当第一 η型MOSFET晶体管被偏置成接通时，第一 η型MOSFET将总线主机数字数据传送至从节点微控制器，并且在第一 η型MOSFET晶体管断开时，阻止第二电流隔离器的集电极节点漏电或电负载；(ii)被插在第二电流隔离器和电容器之间的二极管；(iii)第二 η型M0SFET，其中当第二 η型MOFSET偏置成接通时，使电容器保持放电并且二极管反向偏置，从而在第二电流隔离器的集电极节点处将电容器与高速数字数据隔离并使P型MOSFET处于其第一状态，并且其中当第二 η型MOSFET断开时使电容器放电并且使P型MOFSET断开；并且(iv)其中从节点微控制器被配置成，当P型MOSFET初始地偏置成接通时，确定是否需要从节点继续操作，其中如果从节点微控制器确定需要从节点继续操作时，则从节点微控制器被配置成激活电源保持命令，其中当电源保持命令激活时，第一和第二 η型MOFSET被偏置成接通。此外，从节点微控制器可被配置成，当总线主机数字数据停止传输至从节点微控制器时，解除电源保持命令，其中当从节点微控制器解除电源保持命令时，使第一和第二 η型MOSFET断开。
[0011]要进一步理解本公开的性质和优点可通过参考本说明书的剩余部分和附图来实现。
【附图说明】
[0012]应该理解的是，附图仅意味着示出而非限定本公开的范围，并且不认为是按比例描绘的。
[0013]图1是可利用本公开的用于汽车的通信总线的示意图；
[0014]图2是通过通信总线连接的总线主机和总线从设备的示意图。
[0015]图3是通过通信总线与开关连接的总线主机和总线从设备的