用于总线系统的用户站以及用于改进总线系统的用户站的错误鲁棒性的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于总线系统的用户站以及用于改进总线系统的用户站的错误鲁棒性(Feh 1 errobusthe i t)的方法，在所述用户站以及所述方法的情况下在总线系统上的信息传输中在如例如由于总线系统中的分支、错误终止、失配、被挤压的电缆导管而存在的不利的条件下也改进错误鲁棒性。
【背景技术】
[0002]针对传感器和控制设备之间的通信，CAN总线系统已获得广泛的流行。在CAN总线系统的情况下，消息借助于CAN协议来传输，如在IS011898中的CAN规范中所描述的那样。最近为此此外提出了技术、诸如CAN-FD等，在所述CAN-FD中消息根据规范“CAN withFlexible Data-Rate, Specificat1n Vers1n 1.0，，(来源:http://www.semiconductors,bosch.de)来传输。在这样的技术中通过在数据字段的范围中使用更高的定时将最大可能的数据速率提升超过IMBit/s的值。只要基于实际存在的总线拓扑，这一般可以例如以更高的误比特率形式由传输质量负担。
[0003]实际存在的总线拓扑通常如下偏离理论:在总线线路上在如下位置处产生反射，在所述位置处总线线路具有偏离理论的波阻。这样的位置例如是在实际实施中经常在例如联络线、无源星型点等的情况下可以遇见的分支、错误终止、失配、被挤压的电缆导管。由此产生的反射导致总线线路上的状态的时间上的串扰，使得所发送的符号或者比特串扰到时间上跟随的符号并且可能使所述符号的检测掺假。
[0004]根据IS011898中的CAN规范，总线线路应当在两侧以线路阻抗来终止，使得起振过程针对所规定的最大电缆长度在所发送的符号之内衰减并且在符号间隔结束时得出明确的状态。然而在现实中经常不能避免两个或者多个CAN符号之间的串扰。
[0005]CAN总线系统的用户站由大多被集成在微控制器中的通信处理器以及也被称为收发器并且大多被实施为具有到总线线路的直接连接的单独的芯片的发送器/接收器构成。在这种收发器中，接收路径大多仅包括具有用于总线电平的也被称为偏置匹配的偏压匹配的所前接的分压器的比较器。该比较器直接分析显性和隐性的比特状态的总线电平并且在输出端处形成判定。
[0006]发送路径由用于CAN总线系统的两个总线芯线的各一个上拉和下拉晶体管构成，所述上拉和下拉晶体管也被称为CAN高(C_H)和CAN低(C_L)并且被用于在发送状态中显性电平的耦合输入。在两个晶体管没有被接通时出现隐性电平，使得接收路径的输入电阻将总线线路的两个总线芯线的电平拉到平均水平上。基于在显性以及隐性状态中的不同内阻，能够执行对总线系统的多个用户站的仲裁。
[0007]发送电平通过先前所描述的切换过程来调整。在这种情况下通过总线系统的总线线路的优先容性的特性而发生重新加载过程，由此在一定时间之后才出现所期望的总线电平。在这种情况下以不同的速度或者时间常数发生从显性电平到隐性电平以及从隐性电平到显性电平的过渡。
[0008]由这些不同的时间得出由于从显性到隐性总线电平的更慢的过渡而造成的接收装置中的更高的错误概率，所述接收装置也可以被称为接收器。因为在CAN-FD的情况下数据速率的提高尤其通过缩短在所进行的仲裁之后所发送的数据部分中的符号持续时间来实现，该特性可能限制总线系统的使用场景。
[0009]在这种情况下非常强烈地减小接收信号到判定器阈值的间隔，使得所叠加的噪声干扰可能以高很多的概率导致CAN发送/接收装置中的错误探测。
【发明内容】
[0010]因此，本发明的任务是提供用于总线系统的用户站以及方法，所述用户站以及所述方法解决先前所提到的问题。尤其应当提供用于总线系统的用户站以及方法，在所述用户站以及所述方法中在真实的总线线路的所提到的不利的条件下也改进尤其是CAN总线系统的总线系统上的信息传输的发送质量。
[0011]所述任务通过具有权利要求1的特征的用于总线系统的总线站来解决。该用户站包括用于将信号通过总线系统发送给另一用户站以及用于通过总线系统接收信号的发送/接收装置，在所述系统中至少暂时地保证用户站对总线系统的总线线路的排他的、无冲突的访问，以及包括用于修改发送/接收装置的发送路径的发送特性和/或发送/接收装置的接收路径的接收特性的修改装置。
[0012]在用户站中通过发送/接收装置中的附加措施来实现对总线线路上的信号的改进。
[0013]用户站提供针对从显性到隐性状态的过渡的大的优点，这也在CAN的情况下以及必要时也在FlexRay的情况下适用。用户站特别适合于在CAN-FD的数据部分中在较高的切换速度的情况下的问题。
[0014]因此，用户站也适合于在更高地被定时的系统、诸如CAN-FD等中应用。用户站关于要发送的信号和/或所接收的信号的功能也可以在一种实施方式中特别是作为发送/接收装置或者收发器或者CAN收发器或者收发器芯片组或者CAN收发器芯片组中的预处理来实现。特别是可以将所观察的功能要么嵌入在作为单独的电子模块(芯片)的收发器中要么嵌入在集成的总体解决方案中，在所述收发器中仅存在一个电子模块(芯片)。
[0015]用户站适合于在实际的或者真实的总线拓扑的所提到的不利的条件下也改进在CAN总线系统上的信息传输的情况下的发送质量。用户站也适合于在比标准CAN总线系统更高地被定时的系统中使用并且能够在收发器、特别是CAN收发器芯片组的发送路径和/或接收路径中的实现方案中实现。用户站与当前可用的解决方案相比为此具有附加的处理级。
[0016]修改装置可以包括发送器输出级，用于使要由发送/接收装置发送的信号预失真，以便在要发送的信号的时钟之内实现发送信道上的总线电平的起振，和/或修改装置可以是用于在眼图中向右改变探测时间点以及在眼图中向上改变判定器阈值的接收器修改装置。
[0017]发送器输出级可以被设计用于使要由发送/接收装置发送的信号预失真，使得发送器输出级根据总线系统的帧的区段来匹配用户站的发送器特性。在这种情况下，发送器输出级可以被设计用于使要由发送/接收装置发送的信号的数据区段预失真。
[0018]发送器输出级可能被设计用于使要由发送/接收装置发送的信号预失真，使得发送器输出级修改要发送的信号的电压电平或者发送/接收装置的输出电阻。在这种情况下，发送器输出级可以被设计，使得发送器输出级依赖于时间在发送信号的状态转变之后不仅匹配电压电平而且匹配输出电阻。此外，在这种情况下，发送信号的状态转变特别可以是发送信号的从显性到隐性状态的转变。
[0019]优选地，发送器输出级包括能够由第一操控信号操控的第一晶体管、能够由第二操控信号操控的第二晶体管、能够由第三操控信号操控的第三晶体管、以及能够由第四操控信号操控的第四晶体，其中第一和第二晶体管与用于第一总线芯线的连接端子连接，并且其中第三和第四晶体管与用于第二总线芯线的连接端子连接。在这种情况下发送器输出级可以被设计，使得发送器输出级分别线性地操控第一至第四晶体管，以便针对第一和第二总线芯线利用所定义的内阻来调整电平。替代地或附加地，发送器输出级可以被设计，使得该发送器输出级在每个比特状态之内将第一至第四操控信号的预先确定的时间变化用于使发送/接收装置的发送路径的阻抗和要发送的信号预失真。
[0020]先前所描述的用户站可以是总线系统的一部分，该总线系统具有总线线路、和至少两个用