专利名称：总线收发器的配置的制作方法
技术领域：
本公开涉及收发器领域，用于将微控制器或者设备连接到网络，并且具体地而不是排他地用于汽车中的网络。更具体地，本发明涉及总线收发器的配置。
背景技术：
汽车工业正在积极地寻找通过这些车辆中存在的电子器件的功率减小来减少汽车C02排放的措施。可以减少能量消耗的一个可能的地方是车辆总线通信，其中所有已连接的电子控制模块都保持激活(active)，只是因为存在总线通信。期望通过使那些在车辆操作某些阶段不需要的控制单元去激活来减少功率消耗。这要求一种用于总线收发器的新操作模式，称作“部分联网”(Partial Networking)。一种已知的方法包括交换合适的总线消息，利用这种方法总线节点(诸如部分网络一部分的站点)可以互相请求在不同的操作状态或者模式之间变化，具体地是节能的休眠模式和比休眠模式消耗更多能量的正常模式。例如，即使当车辆停放时，必须按照规格的间隔唤醒单独的站点以执行各种功能。不但在休眠模式和正常模式之间变化是可能的，而且还期望能够选择性地做出这种变化，即能够独立地驱动各个站点。典型地，在汽车中采用的基于总线消息的协议是例如CAN(控制器区域网络)协议或者LIN (本地互连网络)协议或者FlexRay协议。所述CAN协议是专门为汽车应用设计的，也可被用于其他领域，诸如其他类型的车辆、工业自动化和医疗设备。所述CAN协议被标准化为ISO 11898-1(2003)。因此，所述控制器区域网络(CAN)或者所述CAN总线允许微控制器在车辆中互相通信。由所述CAN总线连接的所述(总线)协议控制器典型地交换传感器数据、致动器指令、服务数据等等，但是所述网络也可以包括其他部件。汽车总线收发器通常为网络中的微控制器的模式控制提供简单的接口。典型的标准收发器使用两个专用模式控制引脚，并且这意味着通常存在不超过四种不同的操作状态。已知更复杂的接口(诸如内部集成电路(I2C)的接口或者串并接口(SPI))可以增加设备的控制模式数量。此外，已知可以增加除了典型的两个控制引脚以外的附加专用模式控制引脚。然而，除了这些示例可以提供更昂贵的设备以外，所述设备还可能与早期的设备不兼容。这意味着不能将这种新收发器作为已知收发器的插入式替代。W02006/003540 Al描述了一种用于检测CAN系统中唤醒总线消息的解决方案，其中所述总线系统上的数字总线消息包括以非比特率依赖方式编码至少一部分，在以非比特率依赖方式编码的那部分总线消息中，比特的数值由所述总线上的比特流信号的连续显性和隐形阶段的长度表示。因此，收发器能够独立地接收和分析在总线上发送的数据，并且更具体地，甚至是在相关时间点处于待机的那部分总线节点不具有精确的定时器并且也不知道所述数据在总线上发送的比特率时，也能够利用给定的唤醒总线消息单独地唤醒总线节点。
发明内容
首先应当注意，在本说明书中关于附加背景的以下讨论不一定被视为确认所引用的文件或者背景是现有技术的一部分或者是公知常识。在收发器中，包括发送引脚，设置成从微控制器接收信号；接收引脚，设置成向所述微控制器发送信号；一个或者多个总线引脚，设置成向网络发送信令/从网络接收信令；唤醒检测器；以及一个或者多个开关，操作用于将所述收发器置于第一操作模式，其中所述发送引脚与唤醒检测器相连，所述检测器设置成根据在所述发送引脚处接收到的信号激活配置信息或者设置成配置信息，例如唤醒代码。这样，可以根据在所述收发器设备一侧上的发送引脚处接收到的信号设置所述收发器，更具体地是所述收发器的唤醒检测器。另外，通过根据在所述收发器设备一侧而不是所述收发器网络一侧接收到的信号设置所述收发器，能够出于配置的目的利用低噪声信号 (less noisy signal)的优势。这可以导致更结实的收发器，提高了所述收发器的配置精度。此外，这个功能对于选择性唤醒操作是特别有利的，并且能够使能由收发器实现的不同操作模式，所述收发器与现有收发器具有相同弓I脚布局。在所述第一操作模式中，所述发送引脚可以不与所述总线引脚相连。这样可以保证不会将由所述设备提供给所述收发器的任何配置信号也提供给所述网络。换言之，不会将在所述发送引脚处的信号转发(forward)给所述总线引脚。在所述第一操作模式中，所述发送引脚可以与所述接收引脚相连。这可以是有利的，并且在某些实施例中使得设备内部的总线协议控制器能够正确操作，从而使得能够复述由所述设备发出的比特。所述一个或者多个开关还操作用于将所述收发器置于第二操作模式。在所述第二操作模式中，所述唤醒检测器可以与所述总线引脚相连结，并且设置成监测在所述总线引脚处接收到的信令，以便识别所述已激活的唤醒代码。可以将所述第二操作模式看作扫描操作模式或者监测操作模式，其中针对已经在第一操作模式中激活的唤醒代码来监测所述网络上的信号。在所述第二操作模式中，所述发送引脚可以不与所述唤醒检测器相连接。在某些实施例中，所述收发器可设置成在已经激活唤醒代码以后从所述第一操作模式变化到所述第二操作模式。在其他示例中，所述收发器可设置成在预先确定的时间段之后从所述第一操作模式变化到所述第二操作模式。所述唤醒检测器可设置成当识别已激活的唤醒代码时使所述收发器进入第三操作模式，其中在所述第三操作模式中，所述发送引脚和接收引脚都与所述总线引脚相连接。可以将所述第三操作模式看作“正常”操作模式，其中所述设备可以经由所述收发器与所述网络通信。所述转变到第三操作模式可以是直接的或者间接的转变。在一个实施例中，在所述收发器接收已激活唤醒代码之后，它可以将所述接收引脚(RXD)设置成低(LOW)电平，以执行“标准唤醒”。在所述收发器包括抑制引脚(INH)的示例中，如果适用的话，可以接通这个抑制引脚以便可选地激活与所述设备相连接的微控制器的电源。所述收发器可设置成当接收到“休眠”信号或者“待机”信号时从所述第三操作模式变化到所述第一或者第二操作模式。可以从所述收发器的标准控制引脚接收所述“休眠”或者“待机”信号。所述收发器可以返回到所述第一操作模式，以便重新设置所述唤醒检测器并且提供结实的收发器，尽管在其他实施例中这被视为不必要的。所述唤醒检测器可以设置成通过识别在存储器中的唤醒代码来激活唤醒代码，所述唤醒代码与由在所述发送引脚处接收到的信号所表示的唤醒代码相对应。所述存储器可以包括多个潜在的唤醒代码，并且可以选择所述多个唤醒代码，使得它们互相容易区分和/或在不同比特率下容易区分。上述收发器在不失兼容性的情况下提供了复杂的接口。在上述总线收发器中，应用程序还不知道所述总线收发器已执行的配置是否是成 功的，即特定唤醒代码的激活或者选择是否是成功的。例如，未设置的或者甚至是错误设置的总线收发器可能导致系统死锁或者永久错误以及所述收发器不期望的唤醒。因此，本发明的一个目标是提供一种总线收发器和总线收发器的相应操作方法，它支持提高的系统可靠性，更具体地是利用它可以检查所述总线收发器已执行的配置是否是成功的。本发明的另一个目标是提供一种总线收发器和总线收发器的相应操作方法，使应用程序能够检查，更具体地是在软件的控制下所述总线收发器的配置是否仍然有效。根据所附权利要求I所述的收发器可以实现前述目标中的至少一个。因此，在本发明的第一方面中，提供了一种收发器，更具体地是一种作为网络接口的总线收发器，包括发送引脚，设置成从微控制器接收信号；接收引脚，设置成向所述微控制器发送信号；至少一个总线引脚，设置成向网络发送信令/从网络接收信令；唤醒检测器；确认和/或唤醒发生器；以及一个或者多个开关，操作用于将所述收发器置于第一操作模式，其中在所述第一操作模式中，所述发送引脚与所述唤醒检测器相连接，并且所述检测器设置成根据在所述发送引脚处接收到的配置信息来激活唤醒代码，以及所述接收引脚与所述确认和/或唤醒发生器相连接，所述确认和/或唤醒发生器设置成基于存储在所述收发器中的实际配置信息与从所述发送引脚接收到的配置信息的比较，向所述接收引脚提供确认信号。因此，在收发器的上述第一操作模式中，如果所述唤醒检测器从所述发送引脚接收信号，它可以设置成存储接收到的信息并且将该信息提供给外部；所述信息可以包括多个比特并且依赖于所用的检测器协议经由合适的n-比特接口提供。所述确认和/唤醒发生器可以同时地或者并行地将所述信号从所述发送引脚转发给所述接收引脚，以便根据所用的总线协议将所述信号作为反馈提供给所述总线协议控制器。一旦从所述发送引脚接收到完整的配置数据，可以提供适用于并行n_比特比较的比较器，所述比较器设置成将接收到的信息(例如由所述检测器发现的比特)与可能存储在所述收发器的合适的存储器中的信息进行比较。如果两个信息是相同的，即已接收信息和已存储信息的所有比特都匹配，所述确认和/或唤醒模块可以设置成向所述接收引脚产生预先确定的确认信号，所述确认信号可以是附加的脉冲。所述确认信号可以用作协议确认信息。
在某个实施例中，所述确认信号是附加的信号脉冲。所述附加脉冲的脉冲长度可以由所用的协议限定和/或从接收到的信息中得出，例如事先在所述发送引脚上发现的或者检测到的配置信息比特流。因此，不需要所用波特率的特殊配置。因此，利用所讨论的确认信号作为反馈，可以向与所述收发器相连接的(总线)协议控制器提供对所述配置成功的反馈。在进一步的发展中，替代地，所述接收到的信息(例如配置比特)可以复制到所述收发器合适的存储器中，以便阐释为新的配置设定，即识别为新的唤醒代码。替代地，可以根据所述接收到的信息(即所述配置比特)从多个预先存储的唤醒代码中选择特定的预先存储的唤醒代码。 如果两个信息不相同的，即所述接收到的信息和已存储信息的比特至少有一个比特是不相同的，则不匹配。那么，将不会产生确认脉冲。当没有产生确认脉冲时，所述(总线)协议控制器(可以是与所述收发器的发送引脚相连接的微控制器单元(MCU)的一部分)可以重复所述配置总线消息，以便尝试再次配置所述收发器。例如，在采用CAN协议的系统中，总线消息重复是正常的协议行为。如果所述第二配置尝试导致所述唤醒检测器内与存储在所述存储器中相同的配置，所述确认和/或唤醒发生器可以设置成产生所述确认脉冲，从而利用以确认脉冲的形式提供的反馈来表示所述唤醒检测器成功的重新配置。在上述的第二操作模式中，所述唤醒检测器从所述总线接收总线信号。然后所述收发器不再进一步阐释所述发送引脚输入。替代地，它通过上述接收引脚监测所述总线的合适的模式(pattern)。因此，只要所述唤醒检测器已经找到或者检测到已知的配置信息，例如已激活的唤醒代码，即所述检测到的唤醒代码的比特模式与存储在所述收发器中相应的比特模式匹配，所述确认和/或唤醒发生器可以设置成产生预先确定的信号作为在所述接收线上的唤醒信号，例如永久信号，该信号可以与所述确认信号区分开。利用在所述接收线上的所述永久信号，所述微控制器可以区分确认脉冲与总线唤醒事件。在某些实施例中，所述收发器可以包括两个总线引脚或者任何其他数量的总线引脚。所述发送引脚、接收引脚和总线引脚可以是标准引脚。这意味着所述收发器可以替代网络中现有的收发器，而无需重新配置任何外部连接或者板布局(board layout)。应当理解，总线引脚的数量可能依赖于所用网络的类型。例如，CAN和FlexRay网络是双线总线系统，而LIN或者单线CAN具有单个总线。FlexRay是一种比CAN更快并且更可靠的标准化汽车网络通信协议。可以提供一种集成电路，包括在此公开的任何收发器。还可以提供一种网络，包括一个或者多个设备；各个收发器，与所述一个或者多个设备的每一个相连接；以及数据总线，与所述一个或者多个收发器相连接；其中所述收发器是根据本发明所述的收发器并且所述收发器的所述发送和接收引脚连接与所述设备之一相连，而所述总线引脚与所述数据总线相连。所述网络例如可以是CAN网络、LIN网络或者FlexRay网络。可以提供一种汽车，包括在此公开的任何收发器或者网络。根据本发明的另一个方面，提供了一种操作收发器的方法，所述收发器包括发送引脚，设置成从微控制器接收信号；接收引脚，设置成向所述微控制器发送信号；总线引脚，设置成向网络发送信令/从网络接收信令；唤醒检测器；确认和/或唤醒发生器；以及一个或者多个开关，操作用于将所述收发器置于第一操作模式，所述方法包括将所述发送引脚和所述唤醒检测器相连接；并且根据在所述发送引脚处接收到的信号激活唤醒代码，以及将所述接收引脚与确认和/或唤醒发生器相连接，并且基于存储在所述收发器中的实际配置信息与从所述发送引脚接收到的配置信息的比较，向所述接收引脚提供确认信号。所述方法还可以包括一个或者多个以下步骤当从所述发送引脚接收信号时，所述接收到的信息可以存储并且提供给外部。例如，所述接收到的信息可以(更具体地是同时地)从所述发送引脚转发到所述接收引脚，以便将所述总线协议反馈给所述总线协议控制器。一旦从所述发送引脚接收到完整的已接收信息(所述信息可以是配置数据)，将在所述接收到的信息中找到的比特与已存储信息(例如存储在所述收发器合适的存储器中的比特)进行比较。如果接收到的信息与已存储信息匹配，可以向所述接收引脚产生确认信号，诸如附加脉冲。所述确认信号可以用作协议确认信息。所述附加脉冲的脉冲长度可由所用的协议调节和/或从接收到的信息中得出，例如事先在所述发送引脚上找到的配置比特流。因此，利用上述方法，可以向所述总线协议引擎或者总线控制器提供确认信号作为对所述配置成功的反馈。如果不匹配，所述方法可以简单地包括不产生任何确认信号。然而，接收到的信息可以阐释为新的配置设定并且因此被复制到所述收发器的存储器中。替代地，可以根据接收到的信息(例如所述配置比特)选择预先存储在所述收发器中的特定的唤醒代码。此外，当没有确认信号产生时，将重复配置总线消息以便再次配置所述收发器。如上所述，在采用CAN协议的系统中，总线消息重复是正常的协议行为。如果所述第二配置尝试导致相同的配置比特，可以产生所述确认信号来表示所述唤醒检测器成功地配置。当从所述总线接收总线信号时，不再监测所述接收引脚输入。替代地，通过如上所述的总线引脚监测所述总线的合适模式。只要找到已知的或者固定的模式并且所述模式的数量与在所述存储器中相应的比特匹配，可以在所述接收线处产生永久的唤醒信号。利用在所述接收引脚上的永久信号，所述微控制器可以区分确认脉冲与总线唤醒事件。所述方法还可以包括一个或者多个以下步骤将所述总线引脚与所述唤醒检测器相连接；并且在所述接收引脚处信令传输接收到的唤醒，以便识别已激活的唤醒代码。所述方法可以包括将所述接收引脚与所述总线引脚相连接，并且可能不将所述发送引脚与所述总线引脚相连接。在这种情况下，所述收发器可以处在低功率模式，即所述微控制器或者设备可以是去激活的，因此在所述发送引脚处所述收发器接收不到信号。然后所述收发器能够监测总线通信并且当接收到由所述配置激活的唤醒总线消息之一时唤醒所述微控制器。所述方法还可以包括当识别所述已激活的唤醒代码时，将所述发送引脚和接收引脚都与所述总线引脚连接。这可被视为唤醒所述微控制器或者设备并且采取了低功率模式。所建议的解决方案的基本理念是在所述收发器中实现确认发生器。所述确认发生器可以设置成将所述总线收发器的实际配置(可以存储在所述收发器的存储器或者寄存器中)与通过所述发送引脚接收到的配置信息进行比较。如果两个信息在所有比特位置都匹配，可以利用适用的信号激励所述收发器的接收引脚；例如，在CAN总线接收器的情况下中符合所述CAN协议的主导输出脉冲支配。因此，新收发器设置成产生确认消息或者信号。在目前已知的系统中，这种确认消息或者信号由在所述收发器或者所述MCU外部的各种(总线)协议控制器产生。利用在新收发器中的新确认发生器，所述总线控制器从所述收发器可选地获得所述配置正确与否(OK)的反馈。如果没有确认，所述配置是不正确的并且可被重复。如果有确认，所述设置是正确的(OK)以及所述MCU可以进入期望的低功率模式并且关闭，而没有具有未设置的收发器的风险。另外，通过提供反馈，可以避免所述总线收发器处于未设置的或者甚至是错误设置的情况，所述情况可以造成系统死锁或者永久错误以及所述收发器不期望的唤醒。此外，可以在任何时候检查所述收发器的配置，而不进一步影响所述系统。因此，即使是循环唤醒MCU也能够通过再次发送所述配置不时地检查所述配置是否仍然有效。这对安全关键的应用程序可能是非常重要的。本发明的优选实施例和进一步发展被限定在所述独立权利要求的从属权利要求中。应当理解，本发明的所述设备和方法具有类似的和/或相同的优选实施例和优势。
参考以下所述的实施例，将理解并阐述本发明的这些和其他方面。在附图中，图形都是示意性地绘制并非真正地按比例，并且在不同附图中的等同的参考数字，如果有，可以指的是相应的元件。本领域普通技术人员应当明白，在不背离本发明真正构思的情况下，本发明的替代但是等同的实施例是可能的，并且本发明的范围只受限于权利要求。图I示出了主要的应用设置，其中可以使用根据本发明所述的收发器；图2示意地示出了收发器，其中可以实现本发明；以及图3示出了具有模式检测器的总线收发器，所述检测器具有根据本发明所述的确认单元。
具体实施例方式图I示出了主要的应用设置，其中可以使用根据本发明所述的收发器。下面将以示例的形式描述改进的收发器在控制器区域网络(CAN)中的应用。再次说明，本发明不限于这种网络。因此，微控制器单元(MCU) 10，通常是一种电子控制单元(E⑶)，经由CAN总线20连接以便与同样与CAN总线20相连的另外的MCU通信，例如在汽车中。所述MCU与所述CAN总线20之间的接口是由各种总线收发器30建立的。在MCU10与所述收发器30之间的所述通信接口使得在MCU 10中嵌入适用的已设置的(总线)协议控制器15，所述协议控制器处理在MCU 10与CAN总线20之间经由所述收发器30的通f目。由CAN总线连接的E⑶典型地可以是传感器、致动器、控制设备等等。利用另外的示例，在汽车中，这种ECU可以是车门控制单元、仪表板控制器等。在此所述的一个或者多个实施例涉及收发器，用于将电子设备或者微控制器单元(MCU)连接到网络，诸如汽车中的CAN总线网络。所述收发器可以具有第一操作模式，用于设置所述收发器，使得与所述收发器相连接的设备可被选择性地唤醒。 应当理解，“选择性唤醒”意味着能够独立于网络中的其他设备唤醒所述设备。如上所述，可以通过通信接口，即经由所述总线，设置所述总线收发器。一个或者多个实施例可以利用所述收发器的标准串行通信引脚(TXD和RXD)来设置所述收发器，诸如用于设置选择性唤醒代码。关于这一点，采用所述标准串行通信引脚意味着所述收发器与现有设备和/或网络是兼容的。此外，在此所述的收发器可以利用在其设备一侧接口处接收到的配置数据来设置选择性唤醒检测器。图2示意地示出了收发器30。所述收发器30通过所述收发器30网络一侧上的数据总线20与网络相连接，并且与所述收发器30设备一侧上的微控制器单元(MCU) 10相连接。所述收发器30通过发送引脚TXD和接收引脚RXD与所述MCU 10相连接。在所述收发器30中，所述数据总线20分为两个支路提供给发送部件TX的第一支路21，进而所述部件与所述发送引脚TXD相连；以及提供给接收部件RX的第二支路22，进而所述部件与所述接收引脚RXD相连。在“正常的操作模式”中，开关SI是闭合接通的，因此将信号从所述发射引脚TXD转发到所述发射部件TX。开关S2是闭合接通的，因此只是将所述总线信号从所述接收部件RX转发到所述接收引脚RXD。开关S3是打开关断的。所述收发器30包括与所述接收部件RX的输出相连接的唤醒检测器部件40。应当注意，从所述唤醒检测器部件40到所述接收引脚RXD的信号是单向的并且信令传输所述唤醒信号。所述唤醒检测器40设置成监测在所述数据总线上从所述网络接收到的信号，并且当在所述数据总线20上检测到任何唤醒信号时所述MCU 10唤醒。所述收发器30还包括控制接口 CTRL，所述控制接口可以包括两个已知的控制引脚STBN( “STand-By-Not”，待机)和EN( “ENable”，使能)(两个都没有明确地示出)。利用所述控制引脚，可以控制所述收发器的操作模式。应当理解，经由STBN和EN的控制用作示例，像串并接口(SPI)那样的其他接口可用于具有较高集成水平的设备，例如在所谓的系统基础芯片(System Basis Chip)中。控制引脚STBN和EN都是数字控制引脚，可以直接与所述微控制器10的两个通用引脚相连。例如，如果STBN和EN都被设置成高电平，那么所述收发器30可以设置成所谓的“正常操作模式”。在所述“正常操作模式”中，在所述发送引脚TXD处从所述MCU 10接收到的信号被直接地转发给所述总线20。进而，在所述总线20处接收到的信号被转发给所述接收引脚RXD，使得所述MCU 10与所述总线20之间的正常通信是可能的。此外，如果控制引脚STBN和EN都被设置成低电平，所述收发器30进入所谓的“待机操作模式”。在所述“待机操作模式”中，禁用所述收发器，使得在所述发送引脚TXD处从所述MCU 10接收到的信号不能被转发给所述总线20。同样，在所述总线20处接收到的信号不能被直接地转发给所述接收引脚RXD，而是被发送给所述唤醒检测器40。在这种配置中，所述MCU 10处在低功率模式下，从而减少了所述模块的电流消耗。只要所述唤醒检测器40识别出唤醒信号，就向所述接收引脚TXD提供低电平信号，从而唤醒所述MCU 10。然后通过将所述STBN和EN控制引脚设置成高电平，所述MCU 10可以激活所述“正常操作模式”，从而开始所述MCU 10和所述网络总线20之间的通信。如果所述控制弓丨脚STBN是低电平而所述控制引脚EN是高电平，那么所述收发器进入所谓的“休眠操作模式”。所述“休眠操作模式”不同于所述“待机操作模式”，因为在所述“休眠操作模式”中所述收发器30还禁用了所述MCU 10的电源，例如经由所谓的抑制引脚INH(未示出)。然而，所述唤醒机制与所述“待机操作模式”的唤醒机制是相同的。最后，如果所述控制引脚STBN是高电平而所述控制引脚EN是低电平， 则进入“特殊操作模式”，可以允许读取来自所述收发器的某个标志(flag)。目前，只提供“正常操作模式”和“待机操作模式”的收发器是可用的，并且这意味着只需要配置一个引脚。现在，如上所述，可以经由各种开关将所述收发器30设置成不同的操作模式。从下面的描述中应当理解，讨论了与一个或者多个开关有关的不同的操作模式，根据在控制引脚诸如所述的控制引脚STBN和EN(未示出)接收到的信号，所述开关处于不同的位置，从而可操作地将所述收发器30的某些部件或者引脚与所述收发器30的其他部件/引脚连接和断开。应当理解，在附图中示出的开关SI、S2、S3和方框应当被理解为信号路由图，而非实际的电路图。以开关SI、S2、S3和方框的方式操作的硬件或者软件配置应当被预见为在本发明的范围内。因此，所述发送引脚TXD经由第一开关SI与所述发送部件TX是可连接的，并且所述发送部件TX进而与所述发送支路21相连。所述接收支路22与所述接收部件RX相连，所述接收部件进而通过第二开关S2与所述接收引脚RXD是可连接的。所述接收部件RX的输出还与选择性唤醒检测器40相连。此外，所述发送引脚TXD通过第三开关S3与所述选择性唤醒检测器40是可连接的。下面将参考图2描述所述开关S1、S2、S3的操作以及通过所述收发器30的相应数据流，分别涉及所述收发器30的第一、第二和第三操作模式。应当理解，在其他的实施例中，所述开关可以位于不同的位置和/或可以提供不同数量的开关来提供所需功能，所述功能根据所述收发器30的操作模式可操作地连接和断开所述收发器30内的部件和引脚。所述第一操作模式可被称作“配置操作模式”。在所述第一操作模式中，所述选择性唤醒检测器40设置用于随后能够从相关的设备(例如所述MCU 10)接收配置信息。如图2所示，该图示出了处在所述第一操作模式下的所述收发器30，第一开关SI是打开关断的，第二开关S2是打开关断的，而第三开关S3是闭合接通的。因此，来自所述发送引脚TXD的信号可以通过所述开关S3到达所述唤醒检测器40，在本实施例中所述唤醒检测器设置成将其传递到所述接收引脚RXD。例如，可以将所述控制引脚STBN(未示出)设置成高电平，而将所述控制引脚EN(未示出)设置成低电平。应当理解，分配给所述STBN和EN控制引脚的具体数值不是限定的，并且对于不同的实施例可以是不同的。在一些实施例中，可以认为所述控制引脚STBN和EN所需的信号与已知收发器所需的信号相同是有利的，因此根据本发明实施例所述的收发器可以方便地用于替换现有的收发器，无需重新连线与所述收发器相关的部件。在所述第一操作模式期间，在所述发送引脚TXD处从相关MCU 10接收信号并且经由所述第三开关S3将所述信号提供给所述选择性唤醒检测器40。作为示例，所述MCU 10可以发送代表多个唤醒代码之一的配置信号，所述唤醒代码存储在与所述选择性唤醒检测器40相关的存储器中，使得所述选择性唤醒检测器40能够激活特定的唤醒代码。在这个实施例中，所述选择性唤醒检测器40可以将在所述发送引脚TXD处接收到的信号与存储在 存储器中固定的模式或者代码进行比较，以便识别预期的唤醒代码。识别所述唤醒代码可以包括激活所述唤醒代码，随后用在所述收发器的第二和第三操作模式中。如果预先确定的唤醒代码列表与所述选择性唤醒检测器40香相关，那么可以减小所述唤醒代码被错误识别的可能性，并且可以选择所述唤醒代码，使得它们可以易于互相区分和/或易于检测，而不考虑已接收信号的比特率。在另一个示例中，所述选择性唤醒检测器40可以利用在发送引脚TXD处由所述收发器30接收到的配置信号直接地激活由所述配置信号代表的唤醒代码。也就是说，所述配置信号不必代表与所述唤醒检测器40相关的预先确定的一组代码之一，并且可以代表包括任何唤醒代码的信息比特或者数据的任何序列。所述收发器30提供的优势是，与采用在所述收发器30的网络一侧总线20处接收到的配置信号相反，在所述发送引脚TXD处接收到的配置信号用于激活唤醒代码。本发明的实施例可以利用以下认知与在所述收发器网络一侧接收到的信号相比，在所述收发器30的设备一侧接收到的信号噪声更小，因而更精确。因此，提供所述第三开关S3用于建立从所述发送弓I脚TXD通过所述唤醒检测器40经由所述收发器30内的确认引脚ACK到所述接收引脚RXD之间的链接。这样，在所述发送引脚TXD处接收到的信号可以提供回所述接收引脚RXD，以便使能所述微控制器内部的(总线)协议唤醒检测器40控制器的正确操作，从而使得能够复述由所述MCU 10发出的比特。因此，在此所述的收发器30可被视为一种具有更智能的唤醒检测器的“部分连网”收发器。尽管所述收发器30可能不能“理解”在所述总线20处接收到的通信，但是它能够区分某一组(固定)唤醒总线消息与正常的通信。因此，所述唤醒检测器可被视为一种“选择性唤醒检测器”或者“智能唤醒检测器”，而不是“标准唤醒检测器”。在图2的实施例中，所述第一开关SI在所示的“配置操作模式”中是打开关断的，使得在所述发送引脚TXD处接收到的信号不被传递至所述总线20进而被传递到所述网络上，因而减小了在所述发送引脚TXD处提供的新型配置信号可能干扰网络上总线流通(bustraffic)的机会，也就是说在所述收发器的外部。在其他实施例中，所述MCU 10可以通过所述发送引脚TXD向所述收发器30发送任何新的配置功能或者信号，或者可以直接地向所述选择性唤醒检测器40发送特殊的唤醒总线消息或者任何其他配置数据。然后所述选择性唤醒检测器40可以用于在所述收发器30的内存储器(未示出)中存储与所述总线消息相对应的信息，或者至少从接收到的并且已解码的总线消息中得出专用配置比特。在一些实施例中，所述选择性唤醒检测器40既可以从所述发送弓I脚TXD也可以从所述总线20接收信号。一方面，所述选择性唤醒检测器40能够从所述发送引脚TXD或者所述总线20收听/监测信号，但是不能同时。另一方面，在所述第一操作模式的配置期间，所述收发器30不能无视在所述总线20上接收到的信号。因此，在所述第一操作模式中的配置模式期间，在所述总线20和所述唤醒检测器40之间具有所示的连接是有利的。在所述第二操作模式中，也可以被称作“待机操作模式”或者“扫描操作模式”，所述收发器30扫描在所述总线20处接收到的信号并且等待代表唤醒相关MCU 10指令的唤醒信号。以与如上讨论“待机操作模式”类似的方式，当所述收发器30打算进入所述第二操作模式时，可以利用MCU 10将所述控制引脚STBN和EN设置成低电平。与图2所示的操作模式相反，在所述第二操作模式中，所述第一开关SI仍然是打开关断的，所述第二开关S2是打开关断的，并且所述第三开关S3是打开关断的。这样，所述发送引脚TXD与所述选择性唤醒检测器40断开，而所述接收部件RX的输出与所述选择 性唤醒检测器40相连，使得将在所述总线20处接收到的信号提供给所述选择性唤醒检测器40。所述第二开关S2是打开关断的，使得所述MCU 10不能从所述网络接收数据，因为所述接收支路22是不完整的。应当理解，这表示所述设备处于休眠模式。在所述第二操作模式期间，所述选择性唤醒检测器40监测在所述总线20处从所述网络接收到的数据，以便识别代表在所述第一操作模式期间激活的唤醒代码的信号。当所述选择性唤醒检测器40识别已激活的唤醒代码时，所述选择性唤醒检测器40设置成使所述收发器进入所述第三操作模式。通过初始地将所述接收引脚RXD处的信号设置成低电平并且，如果需要可选地使能所述MCU 10的电源，可以使所述收发器30进入所述第三操作模式。这给所述MCU 10提供了指示，即它应当被唤醒。按照与上述讨论类似的方式，所述收发器30可以使所述MCU10将所述控制引脚STBN和EN(未示出)设置成高电平，使得将所述收发器30置于所谓的正常操作模式。至于所述第三操作模式，与图2相反，所述第一开关SI是闭合接通的，所述第二开关S2是闭合接通的，而所述第三开关S3是打开关断的。所述第三操作模式可被称作“正常操作模式”，因为所述MCU 10以“正常”方式与所述网络通信。所述第三开关S3是打开关断的，使得所述发送引脚TXD不与所述选择性唤醒检测器40连接。所述第一开关是闭合接通的，使得所述发送引脚TXD以正常方式与所述总线20相连。此外，所述第二开关S2是闭合接通的，使得所述接收引脚RXD也以正常方式与所述总线20相连。在所述第三操作模式期间，禁用所述选择性唤醒检测器40。当向所述MCU 10提供代表MCU 10应当休眠指示的信号时，所述MCU将所述控制引脚STBN和EN(未示出)设置成合适的数值，使得所述收发器30进入所述第一操作模式或者第二操作模式。在所述收发器30接收到“休眠”指令进入所述第一操作模式的示例中，用于所讨论设备的特定唤醒代码可以由所述设备重新确认，因为它向所述收发器30的发送引脚TXD发送另外一个配置信号。这可以减小所述收发器30设备一侧和所述收发器30网络一侧上期望的唤醒代码变得不一致的可能性。在其他的示例中，可能认为在所述第三操作模式之后没有必要重新进入所述第一操作模式，并且所述收发器30可以简单地重新进入所述第二或者扫描操作模式来监测随后的唤醒信号。这样，可能不频繁地进入所述第一操作模式，例如只有在启动期间或者周期性地在从所述收发器30最后一次处于第一操作模式开始的某段时间到期之后。利用本发明，所述收发器还适用于提供指示，通过所述指示应用程序确实知道所述发生器的已执行配置是否是成功的，例如特定唤醒代码的激活或者选择。因而可以保证正确地配置了所述总线收发器。因而可以避免系统死锁或者永久错误以及所述收发器不期望的唤醒。参考图3，提供了一种总线收发器和所述总线收发器的各种操作方法，支持提高的系统可靠性，更具体地通过使能应用程序来检查所述总线收发器的已执行配置是否是成功的。 再次利用控制引脚CTRL，可以区分两种主要的操作模式A和B。将参考图3讨论所述“正常操作模式”(表示为行为(A))，其与结合图2讨论的所述第二操作模式行对应，而所述“配置操作模式”(表示为行为(B))与结合图2讨论的所述第一操作模式相对应。在所述正常行为(A)中，在所述发送引脚TXD处的信号通过所述发送部件TX转发给所述总线20，而在所述总线20上的信号被所述接收部件RX检测并且转发给为所述接收引脚RXD提供的输出。这是所述收发器30的标准操作。在配置行为(B)中，解复用器MUXl和复用器MUX2将在所述接收引脚RXD和发送引脚TXD处的各个信号从所述总线20的线路断开。值得注意的是，在图3中，在各个行为(A)或⑶中被激活的所述输入引脚或者输出引脚分别用字母“A”或“B”表示。在行为(B)中，即在所述“配置操作模式”，其与结合图2讨论的所述第一操作模式相对应，在发送引脚TXD处的输入信号路由至所述唤醒检测器和配置器方框40的模式检测器41。在所述接收引脚RXD处的信号经由所述模式检测器41路由至确认和唤醒发生器方框44。假如所述唤醒检测器和配置器方框40从所述发送引脚TXD接收信号，它还被设置成将接收到的信息存储在存储器42中并且利用多个比特将这个信息提供给外部，所述比特依赖于所用的检测器协议。并行的，所述确认和唤醒发生器方框44将在所述发送引脚TXD处的信号转发给所述接收引脚RXD，从而将所述信息反馈回给嵌入在所述MCU 10中的所述总线协议引擎或者总线协议控制器。一旦从所述发送弓I脚TXD接收到完整的配置数据，n-比特比较器46将由所述模式检测器41发现的比特与在存储器42中存储为存储器内容的模式进行比较。如果全部n个比特都匹配，所述确认和唤醒发生器方框44设置成产生附加脉冲给所述接收引脚RXD。所述脉冲可以用作协议确认信息。此外，如果所述脉冲长度由所用的协议限定并且从之前在发送引脚TXD上发现的所述配置比特流中得出，那么不需要所用波特率的特殊配置。利用所述确认脉冲，所述MCU10的总线协议引擎接收到与成功配置有关的积极反馈。如果不匹配，可以所述确认和唤醒发生器方框44配置成使得不产生脉冲。替代地，所述接收到的配置比特被复制到所述存储器42中，以便阐释为新的配置设定。此外，由于没有产生确认脉冲，与所述发送引脚TXD相连接的所述MCU 10的总线协议引擎可以重复所述配置总线消息，从而尝试再次重新配置所述收发器30。这种总线消息重复是一种正常的CAN协议行为。如果这个第二配置尝试导致所述模式检测器方框41内与在所述存储器42内存储的相同配置比特，所述确认和唤醒发生器方框44产生所述确认脉冲。因此，成功完成所述配置。假如所述模式检测器方框41从所述总线引脚接收总线信号，它可以设置成不再进一步阐释在所述发送引脚TXD上的信号。替代地，所述模式检测器方框41可以设置成通 过接收比较器RX监测所述总线20上的信号的合适模式，即在上述第二操作模式中。如果所述唤醒检测器和配置器方框40已经发现已知的和固定的模式并且所述模式的数量与在所述存储器42中相应的比特匹配，所述确认和唤醒发生器方框44可以设置成在所述接收引脚RXD处产生永久唤醒信号。利用这种在所述接收引脚RXD上的永久信号，所述MCU 10可以区分确认脉冲与总线唤醒事件。最后，方框48提供了一种内部时钟源，用于支持所述模式检测器41对所述RX总线输入以及所述TXD配置输入进行采样。总结，公开了一种收发器，包括发送引脚，设置成从微控制器接收信号；接收引脚，设置成向所述微控制器发送信号；至少一个总线引脚，设置成向/从网络发送和接收信令；唤醒检测器；确认和/或唤醒发生器；以及至少一个开关，操作用于将所述收发器置于第一操作模式。在所述第一操作模式中，所述发送引脚与唤醒检测器相连，并且所述唤醒检测器设置成根据在所述发送引脚处接收到的配置信息来激活唤醒代码，以及所述接收引脚与所述确认和/或唤醒发生器相连，所述发生器设置成基于存储在所述收发器中的实际配置信息与从所述发送引脚接收到的配置信息的比较，向所述接收引脚提供确认和/或唤醒信号。尽管在附图和前述说明中已经详细地阐释和描述了本发明，这种阐释和说明应当被视为阐释性的或者示例性的而非限制性的。本发明不限于所公开的实施例。本领域普通技术人员通过学习附图、说明书和所附权利要求可以在实践所声称的发明中理解和影响所公开实施例的各种变化。在所述权利要求中，词语“包括”不排除其他元件或者步骤，以及不定冠词“一个”不排除多个。单个手段或者其他单元可以实现在权利要求中列举的若干项目的功能。在互不相同的从属权利要求中列举某些措施的事实不表明不采用这些措施的组合是有利的。在所述权利要求中的任何参考符号不应当被解释为限制范围。
权利要求
1.一种收发器，具体地一种作为网络接ロ的总线收发器，所述收发器包括 发送引脚，设置成从微控制器接收信号； 接收引脚，设置成向所述微控制器发送信号； 至少ー个总线引脚，设置成向网络发送信令/从网络接收信令； 唤醒检测器； 确认和/或唤醒发生器；以及 至少ー个开关，操作用于将所述收发器置于第一操作模式，其中在所述第一操作模式中， 所述发送引脚与所述唤醒检测器相连接，并且所述唤醒检测器设置成根据在所述发送引脚处接收到的配置信息来激活唤醒代码，以及 所述接收引脚与所述确认和/或唤醒发生器相连接，所述确认和/或唤醒发生器设置成基于存储在所述收发器中的实际配置信息与从所述发送引脚接收到的配置信息的比较，向所述接收引脚提供确认和/或唤醒信号。
2.根据权利要求I所述的收发器，其中所述确认和/或唤醒信号包括脉冲信号，所述脉冲的长度与所述接收到的配置信息相对应。
3.根据权利要求I或2所述的收发器，其中基于脉冲信号的长度，所述确认和唤醒信号是可区分的。
4.根据前述权利要求中任一项所述的收发器，其中所述确认和/或唤醒发生器设置成如果存储在所述收发器中的实际配置信息等于所述接收到的配置信息，例如已激活的唤醒代码，则在接收线处产生确认脉冲信号。
5.根据前述权利要求中任一项所述的收发器，其中所述确认和/或唤醒发生器设置成将所述接收到的配置信号从所述发送引脚转发给所述接收引脚，以便根据使用的总线协议将所述接收到的配置信息作为反馈提供给所述总线协议控制器。
6.根据前述权利要求中任一项所述的收发器，其中所述确认和/或唤醒发生器设置成如果存储在所述收发器中的实际配置信息不同于所述接收到的配置信息，则不产生确认或者唤醒信号。
7.根据前述权利要求中任一项所述的收发器，其中所述发送引脚、接收引脚和至少ー个总线引脚是标准引脚。
8.ー种集成电路，包括根据前述权利要求中任一项所述的收发器。
9.一种网络,包括 一个或者多个设备； 一个或者多个收发器，分别与所述ー个或者多个设备相连接；以及 数据总线，与所述ー个或者多个收发器相连接； 其中所述收发器是根据权利要求I至7中任一项所述的收发器，以及每一个收发器的发送和接收引脚与所述设备之一相连接并且所述至少ー个总线引脚与所述数据总线相连接。
10.ー种操作收发器的方法，所述收发器包括 发送引脚，设置成从微控制器接收信号； 接收引脚，被设置成向所述微控制器发送信号；至少ー个总线引脚，设置成向网络发送信令/从网络接收信令； 唤醒检测器； 确认和/或唤醒发生器；以及 至少ー个开关，操作用于将所述收发器置于第一操作模式，其中在所述第一操作模式中， 所述方法包括 将所述发送引脚和所述唤醒检测器相连接；并且根据在所述发送引脚处接收到的信号激活唤醒代码，以及 将所述接收引脚与确认和/或唤醒发生器相连接，所述确认和/或唤醒发生器设置成基于存储在所述收发器中的实际配置信息与从所述发送引脚接收到的配置信息的比较，向所述接收引脚提供确认和/唤醒信号。
11.根据权利要求I至7中任一项所述的收发器、根据权利要求8所述的集成电路、根据权利要求9所述的网络或者执行根据权利要求10所述的方法在CAN总线系统中的用途。
全文摘要
一种收发器，包括发送引脚，设置成从微控制器接收信号；接收引脚，设置成给所述微控制器发送信号；至少一个总线引脚，设置成向/从网络发送和接收信号；唤醒检测器；确认和/或唤醒发生器；以及至少一个开关，操作用于将所述收发器置于第一操作模式。在所述第一操作模式中，所述发送引脚与唤醒检测器相连，并且所述唤醒检测器设置成根据在所述发送引脚处接收到的配置信息来激活唤醒代码，以及所述接收引脚与所述确认和/或唤醒发生器相连，所述确认和/或唤醒发生器设置成基于存储在所述收发器中的实际配置信息与从所述发送引脚接收到的配置信息的比较，向所述接收引脚提供确认和/或唤醒信号。
文档编号H04L12/40GK102687461SQ201080059465
公开日2012年9月19日 申请日期2010年12月21日 优先权日2009年12月28日
发明者马蒂亚斯·穆思 申请人:Nxp股份有限公司