開始接收來自總線從控設(shè)備節(jié)點的串行數(shù)據(jù)。因此，總線從控設(shè)備節(jié)點能夠向總線主控設(shè)備傳輸，但是不干擾接收總線從控設(shè)備自身的傳輸。其他總線從控設(shè)備節(jié)點也不干擾接收來自總線從控設(shè)備節(jié)點的傳輸。由總線從控設(shè)備節(jié)點發(fā)送的邏輯O和邏輯I被總線從控設(shè)備接收器認(rèn)識為全部是邏輯1，從而使總線從控設(shè)備接收器保持在空閑狀態(tài)。通過這種總線值的布置，總線主控設(shè)備能夠廣播到所有的總線從控設(shè)備節(jié)點，即以廣播模式操作，并且單個從控設(shè)備節(jié)點能夠向總線主控設(shè)備回傳以作為響應(yīng)。通信處理被最小化，因為總線主控設(shè)備接收器不必查看總線主控設(shè)備發(fā)送器的傳輸并且總線從控設(shè)備接收器不必查看其他總線從控設(shè)備的傳輸。應(yīng)當(dāng)明白，這減少總體的處理開銷。
[0034]第一、第二和第三電壓子范圍502、506、510的選擇能夠為通信提供方向性，如上面所討論的。當(dāng)在兩線雙向總線上觀察到第一電壓子范圍502時，通信從總線主控設(shè)備到總線從控設(shè)備節(jié)點。當(dāng)在兩線雙向總線上觀察到第三電壓子范圍510時，通信從總線從控設(shè)備節(jié)點到總線主控設(shè)備。在一個實施例中，如果缺乏控制的(rogue)從控設(shè)備節(jié)點在它不應(yīng)該通信時在通信，則調(diào)節(jié)各個組件值(即，選定的組件)，以便主控設(shè)備能夠“贏取”總線。例如，參考圖4，總線主控設(shè)備204的開關(guān)Sa、Sb的閉合開關(guān)阻抗能夠選擇在低于總線從控設(shè)備206的開關(guān)408的閉合開關(guān)阻抗的值，以便總線主控設(shè)備204能夠表示總線上第一電壓子范圍502內(nèi)的差分電壓，即使總線從控設(shè)備206在試圖表不總線上第三電壓子范圍510內(nèi)的差分電壓。
[0035]本文所述的通信總線系統(tǒng)實現(xiàn)兩線接口上的低成本、雙向、半雙工操作，其具有由各個實施例提供的優(yōu)點?？偩€主控設(shè)備以及每個總線從控設(shè)備節(jié)點充當(dāng)常用UART的收發(fā)器，可以發(fā)現(xiàn)該UART具有許多微控制器?？偩€從控設(shè)備中的光隔離器提供電隔離。例如，每個總線從控設(shè)備能夠用不同的本地電源操作，諸如通過連接到本地電池單元，甚至當(dāng)電池單元串聯(lián)堆疊時。此外，如果總線從控設(shè)備中的一個總線從控設(shè)備遇到本地電源故障，諸如電池單元壞死，這不干擾總線主控設(shè)備和剩余總線從控設(shè)備之間的通信。差分信號提供對共模噪聲的高免疫力。另外，提供防護(hù)頻帶1508和防護(hù)頻帶2504以提供系統(tǒng)中任何噪聲的緩沖器。應(yīng)當(dāng)理解，防護(hù)頻帶504和508的范圍以及圖5的其他電壓范圍是說明性的，并不意味著限制可以經(jīng)選擇以實現(xiàn)本文所述功能的任何合適范圍。光隔離器也提供對共模噪聲的高免疫力。保持正的即無負(fù)差分電壓的信號電壓不反向偏置總線從控設(shè)備節(jié)點的光隔離器Ul的光電晶體管的發(fā)射極-基極結(jié)。這避免熱載流子注入，這對于降低光電晶體管的增益是已知的。本文所示電路作為用于常用UART的收發(fā)器操作。電路對總線負(fù)載是相對不敏感的，允許在另外的總線從控設(shè)備添加到總線時有穩(wěn)定的性能。
[0036]圖6示出在通信總線系統(tǒng)的實施例中來自圖2的總線主控設(shè)備204和來自圖3的總線從控設(shè)備306、308內(nèi)的電子電路。開關(guān)SI添加到總線從控設(shè)備306。在某些實施例中，每個從控設(shè)備具有類似的開關(guān)。開關(guān)允許從控設(shè)備可控地耦接和去耦接兩線雙向總線的下游區(qū)段620和兩線雙向總線的上游區(qū)段618。在這個版本中，開關(guān)SI通過將兩線雙向總線的導(dǎo)線602的上游區(qū)段618耦接至導(dǎo)線602的下游區(qū)段620的PM0SFET來實現(xiàn)。具體地，開關(guān)SI的源極端子連接到上游部以及開關(guān)SI的漏極端子連接到導(dǎo)線602的下游部。此處，上游和下游是相對于總線從控設(shè)備306，并且相對于特別是總線從控設(shè)備306中的開關(guān)SI。第二總線從控設(shè)備308具有類似的開關(guān)S2，該開關(guān)能夠耦接兩線雙向總線的上游區(qū)段620和下游區(qū)段622。應(yīng)當(dāng)明白，雙向總線的區(qū)段620是上游總線從控設(shè)備306的下游和下游總線從控設(shè)備308的上游。能夠?qū)﹄p向總線的其他區(qū)段相對于其他總線從控設(shè)備進(jìn)行類似的陳述。一般而言，上游意味著更接近總線主控設(shè)備204，而下游意味著進(jìn)一步遠(yuǎn)離總線主控設(shè)備204。如圖6所示，總線的區(qū)段622能夠連接到另外的總線從控設(shè)備，其中，總線的這個區(qū)段622可以是這些總線從控設(shè)備的上游區(qū)段。
[0037]開關(guān)控件包含在總線從控設(shè)備306中。在這個實施例中，開關(guān)控件包括光隔離器U3和電阻器614。開關(guān)控件的動力由電荷栗612提供，電荷栗612耦接至兩線雙向總線。其他類型的開關(guān)諸如各種類型的雙級晶體管、各種類型的MOSFET、*電器等等能夠用在變體中。其他類型的開關(guān)控件容易設(shè)計。電荷栗包括耦接至兩線雙向總線的一條導(dǎo)線604的電容器Cl。電容器串聯(lián)耦接至兩個二極管，第二個二極管連接到兩線雙向總線的導(dǎo)線604。在電容器Cl和第一二極管的接合點處，電荷栗連接到電阻器614的一端，電阻器614的一端連接到開關(guān)SI的柵極端子。在電荷栗的兩個二極管之間的接合點處，電容器具有一個連接的端子。電容器的另一端子連接到兩線雙向總線的導(dǎo)線602。在兩線雙向總線的兩條導(dǎo)線602、604顯示活動性，各種大小的差分電壓通過來自總線主控設(shè)備204的發(fā)送器或總線從控設(shè)備306、308的其中一個發(fā)送器的串行數(shù)據(jù)表示時，電荷栗操作以相對于開關(guān)SI的源極端子向下栗送電阻器614的該端和開關(guān)SI的柵極端子至負(fù)電壓。通過這種方式，電荷栗提供電力到開關(guān)控件。在開關(guān)SI是PMOSFET的實施例中，這個動作接通開關(guān)SI，只要在光隔離器U3的開關(guān)，即開關(guān)控件中的另一個開關(guān)不彼此電氣短路開關(guān)SI的柵極端子和源極端子。在開關(guān)SI閉合時，雙向總線的上游和下游區(qū)段通過開關(guān)SI耦接在一起。當(dāng)開關(guān)控件將開關(guān)SI的柵極端子和源極端子短路在一起時，柵極到源極電壓變成接近OV并且開關(guān)SI關(guān)斷，這將斷開開關(guān)SI并去耦接雙向總線的上游和下游區(qū)段。應(yīng)當(dāng)明白，開關(guān)SI的操作經(jīng)描述為將開關(guān)SI實現(xiàn)為PM0SFET，這為了說明性目的但不意味著限制。
[0038]開關(guān)控件響應(yīng)于閉鎖信號616，該信號也可以稱為配置信號。當(dāng)閉鎖信號616有效時，在光隔離器U3中的LED接通。來自光隔離器U3中的LED的光子隨后接通光隔離器U3中的光電晶體管，這電氣短路開關(guān)SI中的柵極端子和源極端子，從而當(dāng)開關(guān)SI實現(xiàn)為PMOSFET時被關(guān)斷。這個動作通過接通的光電晶體管禁用電荷栗并使電荷栗放電。相反，當(dāng)閉鎖信號616無效即關(guān)斷、低或邏輯O時，光隔離器U3中的LED和光電晶體管關(guān)斷，并且開關(guān)SI的柵極端子和源極端子沒有被電氣短路在一起。這允許在開關(guān)SI的柵極端子上形成電荷，如由電荷栗612所提供一樣。在這個版本中，電荷是負(fù)的，這表示在開關(guān)SI的柵極端子上的負(fù)電壓，從而當(dāng)開關(guān)SI實施為PMOSFET時，接通開關(guān)SI。
[0039]其他類型的電荷栗和電荷栗到開關(guān)控件的耦接能夠用在變體中。例如，在需要各種類型的開關(guān)時，能夠設(shè)計和采用電壓倍增器、電壓三倍器、正電壓栗、負(fù)電壓栗等等。這些對于克服在較高工作環(huán)境的泄漏是有用的。有效的電荷栗可以斷開開關(guān)或閉合開關(guān)。由開關(guān)控件禁用的電荷栗可以閉合開關(guān)或斷開開關(guān)。在激活閉鎖信號616之前，為了驅(qū)動總線從控設(shè)備的電荷栗，軟件可以從總線上的總線主控設(shè)備發(fā)送出一系列I和0，以形成它們相應(yīng)的負(fù)電壓。做到這點的一種方法是，從耦接至總線主控設(shè)備的UART發(fā)送“55”或“AA” (十六進(jìn)制)字符。
[0040]一旦閉鎖信號616被激活，雙向總線的區(qū)段彼此去耦接。總線主控設(shè)備然后能夠參與將識別符發(fā)送至總線從控設(shè)備的迭代過程，該總線從控設(shè)備接受識別符并將雙向總線的下一個下游區(qū)段耦接至先前耦接的區(qū)段。發(fā)送、接受和耦接被迭代重復(fù)，其中，每次迭代具有唯一的識別符，直到所有的開關(guān)閉合。以這種方式操作雙向總線以向雙向總線的相應(yīng)區(qū)段分配唯一的識別符。在一個實施例中，每個識別符與耦接至雙向總線的相應(yīng)區(qū)段的總線從控設(shè)備相關(guān)聯(lián)并被分配給該總線從控設(shè)備。當(dāng)總線從控設(shè)備接受識別符時，該總線從控設(shè)備隨后將雙向總線的下一區(qū)段耦接至雙向總線的當(dāng)前區(qū)段，即耦接至總線從控設(shè)備目前耦接的雙向總線的相應(yīng)區(qū)段。通過這種方式，通過迭代識別符分配和總線區(qū)段耦接，總線從控設(shè)備逐一被切入(switch in)，每個總線從控設(shè)備接收唯一的識別符并切入下一總線從控設(shè)備，直到所有的總線從控設(shè)備具有識別符并與總線主控設(shè)備通信。
[0041]如圖3和圖6所示的雙向總線系統(tǒng)(也參見圖7，如下面所述)提供了一種機(jī)制，該機(jī)制允許主控設(shè)備在廣播總線上通信以將廣播通信量引導(dǎo)到單個從控設(shè)備并向該從控設(shè)備分配識別符。這排除了下列需求:在制造期間用預(yù)分配的識別符預(yù)編程從控設(shè)備；用預(yù)分配的識別符維持預(yù)編程從控設(shè)備的清單或在電路板上設(shè)計和機(jī)械設(shè)定開關(guān)以便向總線從控設(shè)備分配識別符。總線開關(guān)能夠斷開以阻塞到下游總線從控設(shè)備的通信，并且在迭代過程中允許最近的開關(guān)切入的總線從控設(shè)備抓取下一識別符并連接下一總線從控設(shè)備。在一個實施例中，在主控設(shè)備和第一總線從控設(shè)備之間沒有任何開關(guān)干擾的情況下，第一總線從控設(shè)備耦接至總線主控設(shè)備。通過這種方式，當(dāng)開關(guān)斷開時，第一總線從控設(shè)備能夠接收第一識別符，隨后閉合第一開關(guān)并耦接至第二總線從控設(shè)備中。當(dāng)總線主控設(shè)備廣播第二識別符時，第一總線從控設(shè)備拒絕新的識別符但是第二總線從控設(shè)備接受該識別符，隨后閉合第二開關(guān)并耦接至第三總線從控設(shè)備中等等。診斷軟件可以與本文所述的實施例整合。例如，總線主控設(shè)備或控制器可以維持識別符的軟件映射和總線從控設(shè)備在非易失性存儲器中的物理順序和/或位置。診斷軟件隨后可以確定識別符是否在從控設(shè)備中丟失或改變。
[0042]在圖7中，示出根據(jù)某些實施例兩線雙向總線的變體以及總線主控設(shè)備和總線從控設(shè)備的更改。圖7的兩線雙向總線708具有耦接至總線主控設(shè)備702的第一或主端口722的第一端714和耦接至總線主控設(shè)備702的冗余端口 724的第二端720?？偩€主控設(shè)備702能夠經(jīng)由耦接至主端口 722和冗余端口 724的開關(guān)SOa和SOb選擇性耦接至兩線雙向總線708的第二端720。開關(guān)SOa和SOb可以在總線主控設(shè)備702內(nèi)部或該總線主控設(shè)備的外部。在某些實施例中，可以利用耦接至RD線的單個開關(guān)。如圖所示，兩線雙向總線708的第一端714耦接至總線主控設(shè)備702的接收器和發(fā)送器(S卩，收發(fā)器)。開關(guān)SOa和SOb耦接至總線主控設(shè)備702的接收器和發(fā)送器并耦接至雙向總線708的冗余端口 724。因此，斷開開關(guān)SOa和SOb將雙向總線708的第二端720從總線主控設(shè)備702去耦接，以及閉合開關(guān)SOa和SOb將雙向總線708的