用于控制控制器局域网络(can)通信量的can设备和方法
【专利说明】用于控制控制器局域网络（CAN)通信量的CAN设备和方法
[0001] 本申请是 2013 年 10 月 2 日提交的题为"ControllerAreaNetwork(CAN) transceiverandmethodforoperatingaCANtransceiver" 的美国实用新型申请序列 号No. 14/044,432的部分接续申请，该申请通过全文引用被合并于此。
【背景技术】
[0002] 控制器局域网络（CAN)总线是基于消息的通信总线协议，该协议通常用于汽 车。CAN总线协议用于实现在多种电子控制单元（E⑶）之间进行通信，例如引擎控制模块 (ECM)、动力控制模块（PCM)、气囊、防抱死制动、巡航控制、电动助力转向系统（electric powersteering)、音频系统、窗、门、镜调整、针对混合/电力汽车的电池和充电系统等。CAN 协议的数据链路层标准化为国际标准组织（ISO) 11898-1。标准化的CAN数据链路层协议正 在进行扩展以便提供更高的数据速率。扩展协议（称作灵活数据速率的CAN或"CANFD"） 以对现有的ISO11898-1标准进行更新的形式，正向标准化发展。在于2012年4月17日 发布的文档（"CANwithFlexibleData_Rate，SpecificationVersion1.0"）中描述了 新兴的IS011898-1标准的工作草案（WD)，将其称作ISO11898-1WD。
[0003] 为了在诸如车辆的系统中实现CANFD，网络内的所有节点应该是与CANFD可兼 容的。然而，具有多个ECU的复杂系统（诸如汽车），难以自动地将所有ECU改变为CANFD 兼容的。已提出并实施了多种技术来支持过渡到CANFD。
[0004] -种技术涉及CANFD"被动的"部分联网收发机。被动的部分联网收发机将节点 置于睡眠或待机模式，这样将来自旧的CAN引擎的CANFD通信量"隐藏"在微控制器中。例 如，可以将这种技术用于"闪烁（Flash-ing)"在网络（例如，汽车）中支持CANFD的节点 的子集，其中在该网络中同样存在"旧的"CAN节点，但是无法在正常通信期间同时使用CAN FD和旧的节点。这种技术便于实现并具有早期可用性。然而，该技术不支持在汽车的运行 期间进行CANFD通信，对于在专业服务期间或结束线编程期间进行软件闪烁，这是一种孤 立的解决方案。
[0005] 另一技术涉及使用适用于连接任何微控制器的CANFD"主动"单独控制器。该技 术涉及与CANFD桥连接的接口（例如，SPI)，并且允许通过改变协议控制器来用CANFD对 许多ECU进行更新。尽管该技术允许CANFD遍布汽车，然而它需要在每个ECU中进行硬件 和软件更新。
[0006] 另一技术涉及用新的CANFD组块更新微控制器。具体地，旧的CAN引擎被修改为 CANFD"沉默"。对于该技术，CANIP不需要发射或接收新的CAN帧格式，而是"忽略"新的 CAN帧格式却不会强制总线错误。这种技术需要更新所有微处理器，但是只对集成CANIP 具有极小影响。尽管所有微处理器必须经历硬件和软件更新，该网络仍然无法实现宽网络 的CANFD。
[0007] 另一技术涉及研发备选标准。例如，提出了一种备选标准（被称作"CANFD Compatible"或"CANFDC"），涉及使用在总线上两个不同总线电平（buslevel)方案，针对 标准CAN通信量的传统总线电平方案以及针对新型快速总线通信量的逆电平方案。通过第 二CAN收发机使用相反极性来简单地应用逆电平方案，而这对于正常连接的CAN收发机是 不可视的。根据这个备选标准，可能后台存在被隐藏的快速通信量，而正常CAN节点根据已 知的CAN规则只看到虚设帧（du_yframe)。第二收发机与以较高速度运行的新型CAN引 擎相连。尽管该技术是向后兼容的，但是由于旧的CAN节点无法识别快速通信量，支持CAN FDC的所有节点需要新的CAN协议引擎以及第二CAN收发机。
[0008] 尽管提出和/或执行了多种技术来支持过渡到CANFD，然而仍需要向后兼容的解 决方案，允许在汽车运行期间同时使用CANFD和"旧的"CAN。
【发明内容】
[0009] 公开了一种设备和方法的实施例。在实施例中，公开了一种CAN设备。CAN设备包 括：TXD输入接口；TXD输出接口；RXD输入接口；RXD输出接口；以及通信量控制系统，连接 在TXD输入和输出接口之间并且连接在RXD输入和输出接口之间。通信量控制系统配置为 检测在RXD输入接口上是否存在CAN灵活数据速率（FD)通信量，如果所述通信量控制系统 检测到在RXD输入接口上存在CANFD通信量，则将RXD输入接口与RXD输出接口断开，并 且将TXD输入接口与TXD输出接口断开。
[0010] 在另一实施例中，公开了一种用于控制CAN通信量的方法。所述方法涉及：对在 RXD输入接口上接收到的通信量进行解码；监测解码后的通信量以确定是否存在CANFD通 信量；以及如果在RXD输入接口上检测到存在CANFD通信量，则将RXD输入接口与RXD输 出接口断开，并且将TXD输入接口与TXD输出接口断开。
【附图说明】
[0011] 根据作为本发明原理而说明的结合附图的以下详细描述本发明的其他方面将变 得清楚明白。
[0012] 图1描述了包括多个电子控制单元（ECU)的CAN网络，每个E⑶与CAN总线相连。
[0013] 图2描述了图1中的一个E⑶的放大视图。
[0014] 图3A描述了在CAN正常模式下使用的ISO11898-1的格式。
[0015] 图3B描述了在CANFD模式下使用的ISO11898-1WD帧的格式。
[0016] 图4描述了传统CAN收发机的实施例，传统CAN收发机包括：接收机、发射机、接收 数据（RXD)接口、发射数据（TXD)接口以及CAN总线接口。
[0017] 图5A描述了CAN收发机的实施例，该CAN收发机配置为检测是否存在CANFD模 式通信量，并且如果检测到CANFD模式通信量，则执行改变CAN收发机的操作状态。
[0018] 图5B示出了图5A的CAN收发机的操作情况，其中在CAN总线处接收CAN正常模 式通信量。
[0019] 图5C示出了图5A的CAN收发机的操作情况，其中在CAN总线处接收CANFD模式 通信量，并且只将TXD接口与CAN总线断开。
[0020] 图示出了图5A的CAN收发机的操作情况，其中在CAN总线处接收CANFD模式 通信量，并且将TXD接口和RXD接口都与CAN总线断开。
[0021] 图6示出了根据本发明实施例的用于操作CAN收发机的方法的处理流程图。
[0022] 图7A描述了包括CAN收发机和在正常模式下操作的通信量控制系统的CAN系统。
[0023] 图7B描述了在遮蔽模式（shieldmode)下操作的图7A的CAN系统。
[0024] 图8是用于操作通信量控制系统的技术的处理流程图。
[0025] 图9描述了CAN收发机的另一实施例。
[0026] 图10描述了CAN收发机和CANFD遮蔽设备的实施例，其中将CANFD遮蔽设备形 成在与该CAN收发机分尚的IC设备上。
[0027] 贯穿说明书，可以使用相似的附图标记来表示相似的元素。
【具体实施方式】
[0028] 应该容易理解的是这里通常所述的和附图中所示的实施例的组件可以布置并设 计为许多种不同配置。因此，在附图中呈现的对多种实施例的以下详细描述不是意在限制 本公开的范围，而只代表多种实施例。尽管在附图中呈现了实施例的多个方面，然而除非明 确指示，否则附图并不是必须按比例绘制的。
[0029] 在不脱离本发明精神或实质特性的前提下，本发明可以表现为其它具体形式。应 将所述实施例理解为说明性的，而绝不应理解为限制性的。因此，由所附权利要求而不是通 过具体描述来指示本发明的范围。在权利要求等同物的含义和范围内的所有改变都包括在 本发明的范围内。
[0030] 贯穿本说明书，对特征、优点的引用或类似语言不意味着本发明可以实现的所有 特征和优点应该在或确实在本发明的任何单个实施例中。相反，应将引用特征和优点的语 言理解为意味着本发明的至少一个实施例包括连同实施例描述的具体特征、优点或特性。 因此，贯穿本说明书，对特征和优点的讨论和类似语言非必须性地指相同实施例。
[0031] 此外，在一个或多个实施例中可以以任何适合方式组合本发明描述的特征、优点 和特性。相关领域技术人员应认识到，根据本文的描述，可以在没有特定实施例的一个或多 个具体特征或优点的前提下实践本发明。其它示例中，可以在特定实施例中识别可能没有 展现在本发明所有实施例中的其它特征和优点。
[0032] 贯穿本说明书，对"一个实施例"、"实施例"的应用或类似语言意味着本发明的至 少一个实施例包括连同所示实施例描述的具体特征、结构或特性。因此，贯穿本说明书的词 组"一个实施例中"、"实施例中"和类似语言可以非必须性地表示同