用于控制控制器局域网络(can)通信量的can设备和方法_4

文档序号:9306603阅读:来源:国知局
制器110处的CAN协议控制器114 的CANFD通信量。因此,微控制器110处的CAN协议控制器114能够正确破译该数据帧, 而不进入错误状态。
[0067] 在一些情况下,需要的是确保微控制器110不会过早地开始发射帧,例如,当接收 到的CANFD帧仍运行在CAN总线上时。在实施例中,CAN收发机220的CAN协议控制器252 配置为产生"CAN过载帧"并通过RXD接口 240接口向微控制器110输出该帧。在ISOl1898-1 标准中将这些过载帧限定为量度,以便阻挡节点进行发射而不引起错误条件。因此,微控制 器可能"暂停",直到总线再次可用于总线发射。
[0068] 图6是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。在块602, 对在CAN收发机的CAN总线接口上接收到的通信量进行解码。在块604,监测解码的通信 量,以便确定是否存在CANFD通信量。在块606,如果在CAN总线接口上检测到存在CANFD 通信量,则改变CAN收发机的操作状态。
[0069] 在实施例中,可以单独或组合地实现上述操作状态。例如,在一个实施例中,只将 TXD接口与CAN总线断开;而在另一实施例中,将TXD和RXD接口都与CAN总线接口断开; 在另一实施例中,将TXD和RXD接口都与CAN总线接口断开,并且通过CAN协议控制器产生 虚设帧。此外,尽管描述了操作状态的一些改变,然而可以存在响应于检测到CANFD模式 帧的操作状态的其它改变。
[0070] 在实施例中,改变通信量控制系统250的操作状态涉及:将RXD接口与CAN总线断 开并强制RXD成为显性,以及将TXD接口与CAN总线断开并强制TXD成为隐性。下文参考 图7A、7B和8描述了对这种技术的描述。
[0071 ] 图7A描述了包括CAN收发机320和通信量控制系统350的CAN系统300。CAN收 发机320可以例如是结合图1、2和4所示的CAN收发机,通信量控制系统350可以是与结 合图5A-?所述的通信量控制系统250相似的通信量控制系统。通信量控制系统350包括 CAN协议控制器352 (这里称作"遮蔽协议控制器")、振荡器354和开关系统370。在实施 例中,通信量控制系统350被配置为当在CAN总线上存在CAN典型模式帧时操作在"正常模 式"下,并当在CAN总线上存在CANFD模式帧时操作在"遮蔽模式"下。图7A示出了当通 信量控制系统操作在正常模式下时开关系统370的状态,图7B示出了当通信量控制系统操 作在遮蔽模式下时开关系统的状态。
[0072] 参考图7A,当操作在正常模式下时,将来自CAN收发机320的RXD与RXD接口 340 相连,使得将CAN总线304上的信号直接传送到E⑶102处的CAN协议控制器114 ;将来自 TXD接口 342的TXD与CAN收发机320相连,使得将来自E⑶102处的CAN协议控制器114 的TXD直接传送到CAN收发机320,最终传送到CAN总线304。例如,在正常模式下,开关系 统370的接收路径复用器356设置为状态"0",开关系统370的发射路径复用器358设置为 状态"0"。
[0073] 在实施例中,当隐蔽协议控制器352在CAN总线304上检测到CANFD帧时,通信 量控制系统350切换到隐蔽模式。参考图7B,当操作在遮蔽模式下时,断开来自CAN收发机 320的RXD和RXD接口 340,使得不将CAN总线304上的信号传送到E⑶102处的CAN协议 控制器114 ;断开来自TXD接口 342的TXD与CAN收发机320,使得不将TXD传送到CAN总 线304。例如,在遮蔽模式中,开关系统370的接收路径复用器356设置为状态" 1",开关系 统370的发射路径复用器358设置为状态"1"。此外,当接收路径复用器356处于状态"1" 时,强制RXD是显性的(例如,低);当接收路径复用器处于状态"1"时,将隐性的(例如, 高)TXD输出到CAN收发机320,最终输出到CAN总线304。
[0074] 图8是用于操作通信量控制系统(诸如上述通信量控制系统250和350)的技术 的处理流程图。该处理开始于起点802,继续到块804,其中该通信量控制系统操作在正常 模式下。例如,在正常模式下,通信量控制系统如以上结合图7A所述地进行操作。在决定 点806,确定是否检测到CANFD模式帧。在实施例中,通过读取FDF比特的状态来检测CAN FD模式帧。表格1提供了被用于检测CANFD模式帧的解码逻辑的示例。
[0075] 表格 1
[0076]
[0077] 如果没有检测到CANFD模式帧,则处理返回块804,通信量控制系统继续操作在 正常模式下。然而,如果检测到CANFD模式帧,则在块808,通信量控制系统切换到遮蔽模 式;在块810,通信量控制系统操作在遮蔽模式下。例如,在遮蔽模式下,通信量控制系统如 上结合图7B所示地进行操作。当通过如图7B所示的通信量控制系统将RXD钳位为显性的 (例如,逻辑低)时,在六个连续显性比特之后,强制ECU处的典型CAN协议控制器发射错误 标志。此外,ISO11898-1规定出"在发射错误[或过载]标志之后,每个节点应该…监测 总线直到它检测到隐性比特为止"。因此,将通信量控制系统切换到遮蔽模式引起在ECU处 的典型CAN协议控制器等待直到CANFD帧结束,有效地在在CAN网络中进行CANFD帧发 射期间"暂停"典型CAN协议控制器。
[0078] 在决定点812,确定是否检测到CANFD模式帧的末端。在实施例中,当检测到应 答比特(预期是显性的,出现在CRC分隔符之后)时,检测到CANFD模式帧的末端。如果 没有检测到CANFD模式帧的末端,则该处理返回到块810,通信量控制系统继续在遮蔽模 式下进行操作。然而,如果检测到CANFD模式帧的末端,则在块814通信量控制系统切换 到正常模式,该处理返回到块805,通信量控制系统操作在正常模式下。如参考图7A所示, 将通信量控制系统切换回到正常模式令RXD释放回到实际CAN总线信号。由于RXD反应 实际CAN总线信号,CAN网络中的典型CAN协议控制器和CANFD控制器同时到达"间歇位 置"(参照ISO11898-1,与"Specificationofinter-framespace" 有关的部分),因此 允许CAN协议控制器彼此仲裁,以进行下一帧发射。
[0079] 尽管当检测到CANFD模式帧的末端时通信量控制系统通常从遮蔽模式切换到正 常模式,然而存在模式之间的切换考虑其它因素的情况。在实施例中,如果当检测到CANFD 帧的末端时TXD接口 342处的TXD是显性的,则不将通信量控制系统350切换回到正常模 式,直到TXD是隐性的,以便防止令CANFD帧无效,这是由于典型CAN协议控制器发射影响 帧域末端的错误标志而引起的。
[0080] 在另一实施例中,如果在CAN总线304上检测到错误标志,则通信量控制系统350 离开遮蔽模式。在这种情况下,如果ECU处的典型CAN协议控制器还不是错误消极的,则该 现象不会成为问题。这样可以引起典型CAN协议控制器作用于总线错误场景,可以将该场 景延长几比特时间。在错误标志之后,CAN网络的所有节点再次处于同步。
[0081] 在另一实施例中,当在CAN总线上检测到空闲并且来自CAN协议控制器的TXD是 隐性的(例如,高)时,通信量控制系统离开遮蔽模式。这种方法引起系统返回到正常操作, 当例如CANFD帧的发射器件突然停止在帧发射的中间(例如,在帧发射期间"故障")时。
[0082] 图9描述了与图5A的CAN收发机220相似的CAN收发机420的另一实施例。CAN 收发机包括:RXD接口 440;TXD接口 442;CAN总线接口 444 (具有CANH总线接口 446和CANL 总线接口 448);接收机436 ;发射机438 ;以及通信量控制系统450,包括它自己的CAN协议 控制器452 (能够对CANFD帧进行解码)和允许TXD接口和RXD接口单独与CAN总线接口 断开的开关系统,从而将E⑶102处的CAN协议控制器114与CAN总线404断开。在图9 的实施例中,通信量控制系统包括CAN协议控制器452、振荡器454、接收路径复用器456和 发射路径复用器458。CAN协议控制器452连接用于向接收路径复用器和/或发射路径复 用器输出复用器控制信号。接收路径复用器连接用于直接从接收机接收串行数字数据,并 基于复用器控制信号的状态向RXD接口输出串行数字数据。在图9的实施例中,接收路径 复用器456配置为根据复用器的状态,输出来自接收机436的RXD(状态"0")或钳位显性 的RXD(状态" 1")。发射路径复用器458连接用于根据复用器控制信号的状态,从TXD接 口 424接收串行数字数据,向发射机428输出串行数字数据。在图9的实施例中,发射路径 复用器458配置为根据复用器的状态,输出来自TXD接口 424的TXD(状态"0")或钳位隐 性的TXD(状态"1")。
[0083] 在实施例中,CAN协议控制器252、352、452(也称作遮蔽协议控制器)符合ISO 11898-1WD(包括CANFD的版本)。在实施例中,CAN协议控制器能够接收符合ISO11898-1 WD的数据,但
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