專利名稱：具有用于總線系統(tǒng)的收發(fā)器電路的電路裝置和用于總線系統(tǒng)的節(jié)點的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有權(quán)利要求1的前序部分的特征的電路裝置以及一種具有權(quán)利要求6的前序部分的特征的節(jié)點。
背景技術(shù)：
尤其是汽車或者載貨汽車的控制設(shè)備、傳感器技術(shù)和執(zhí)行器常常借助通信系統(tǒng) (如以名稱“FlexRay”公知的總線系統(tǒng))彼此連接。在總線系統(tǒng)上的通信量、訪問和接收機制以及故障處理通過協(xié)議來調(diào)節(jié)。FlexRay是一種快速的、確定性的(deterministisch)且容錯的總線系統(tǒng)，尤其是在汽車中采用。FlexRay協(xié)議根據(jù)時分多址(TDMA，Time Division Multiple Access)的原理來工作，其中給參與者或要傳輸?shù)南⒎峙涔潭ǖ臅r隙，參與者或要傳輸?shù)南⒃谶@些固定的時隙中排他地訪問通信連接。時隙在此以固定的循環(huán)重復(fù)， 使得消息通過總線傳輸?shù)臅r刻可以精確地被預(yù)報并且確定性地進行總線訪問。為了最優(yōu)地利用用于在總線系統(tǒng)上傳輸消息的帶寬，F(xiàn)lexRay將循環(huán)劃分成靜態(tài)部分和動態(tài)部分。固定的時隙在此位于在總線循環(huán)開始的靜態(tài)部分中。在動態(tài)部分中，時隙動態(tài)地被預(yù)給定。在其中，排他的總線訪問現(xiàn)在分別只在短時間內(nèi)(在至少一個所謂的微時隙的持續(xù)時間內(nèi))能夠?qū)崿F(xiàn)。只有當(dāng)在微時隙內(nèi)進行總線訪問時，該時隙才被延長所需的時間。由此，亦即只有當(dāng)實際也需要帶寬時才消耗該帶寬。在此，F(xiàn)lexRay通過一個或者兩個在物理上分離的線路以分別最大為lOMbit/sec的數(shù)據(jù)率來進行通信。FlexRay也可以以較低的數(shù)據(jù)率來工作。借助這些線路所實現(xiàn)的通道在此對應(yīng)于比特傳輸層、尤其是所謂的OSI (開放式體系架構(gòu)(Open System Architecture))層模型的比特傳輸層。兩個通道的使用主要用于冗余并且由此容錯地傳輸消息，然而也可以傳輸不同的消息，由此接著使數(shù)據(jù)率翻倍。通常，消息借助差分信號來傳輸，也就是說通過連接線路傳輸?shù)男盘栍赏ㄟ^兩個線路傳輸?shù)膯蝹€信號之差來得到。在層模型中在比特傳輸層之上的層被構(gòu)造為使得該信號或者這些信號可能通過(多個)線路進行電傳輸或者光學(xué)傳輸或者以其它方式進行傳輸。尤其是在將這種總線系統(tǒng)應(yīng)用于車輛中時，必須注意的是，在恰好不需要總線系統(tǒng)的節(jié)點時，總線系統(tǒng)的這些節(jié)點消耗少量能量；當(dāng)要由節(jié)點實施的功能不是活動的時或者當(dāng)車輛并未工作時，這例如可以是這種情況。因此，節(jié)點具有備用狀態(tài)(Ruhezustand)，其中節(jié)點的一些部分被關(guān)斷。在從備用狀態(tài)變化到工作狀態(tài)時，微控制器必須完全被重新起動，為此需要比較多的時間。這導(dǎo)致在離開備用狀態(tài)時的極大的延遲。總線系統(tǒng)的處于備用狀態(tài)的節(jié)點因此只能以比較長的反應(yīng)時間對一定的事件作出反應(yīng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)是給出一種帶有用于總線系統(tǒng)的收發(fā)器電路的節(jié)點的電路裝置，其中可能以盡可能短的時間從備用狀態(tài)變化到工作狀態(tài)。為了解決該任務(wù)建議一種具有權(quán)利要求1的特征的電路裝置以及一種具有權(quán)利要求6的特征的節(jié)點。本發(fā)明的其它有利的改進方案由從屬權(quán)利要求得到。根據(jù)本發(fā)明實現(xiàn)了，控制電路或微控制器在備用狀態(tài)下由于電壓調(diào)節(jié)器的停用而不必完全被關(guān)斷，而是以通過收發(fā)器電路的電壓供給裝置來供電的方式可以保持在具有低功率消耗的狀態(tài)下。在從備用狀態(tài)變化回到工作狀態(tài)時，因此不必完全地、耗時地重新起動控制裝置。由此，實現(xiàn)了在從備用狀態(tài)變化到工作狀態(tài)時特別小的延遲。如果實現(xiàn)具有在權(quán)利要求4中所建議的開關(guān)元件的電路裝置，則該電路的功率消耗接著可以進一步減小。因為通過開關(guān)元件至少在很大程度上避免了從電壓供給裝置到被停用的電壓調(diào)節(jié)器的電流回流。具有集成的電壓供給裝置(低功率調(diào)節(jié)器(Low-Power-Regler))和在管腳VBUF和管腳VCC之間的開關(guān)的新解決方案使得能夠更快速地喚醒(從備用狀態(tài)變化到工作狀態(tài))系統(tǒng)并且避免了電流流入外部電壓調(diào)節(jié)器的管腳Vout中。電壓供給裝置可以被構(gòu)造為集成到收發(fā)器電路中的低功率調(diào)節(jié)器，該低功率調(diào)節(jié)器可以針對低的電流消耗(緩慢地、不精確地)被優(yōu)化。在有效工作時，可以利用外部調(diào)節(jié)器的更好的(更快的、更精確的)調(diào)節(jié)特性。系統(tǒng)在有效工作時的散熱分布到兩個IC (外部電壓調(diào)節(jié)器和Flexray收發(fā)器) 上。由此，可能在比在將功率調(diào)節(jié)器集成到Flexray收發(fā)器中的情況下更高的環(huán)境溫度下工作。


本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點由以下描述得到，其中參照附圖進一步闡述了示例性的實施形式。在此，
圖1示出了根據(jù)優(yōu)選實施形式的具有多個節(jié)點的總線系統(tǒng)；以及圖2示出了圖1中的節(jié)點的電路裝置。
具體實施例方式圖1示出了總線系統(tǒng)11，多個節(jié)點13被連接到該總線系統(tǒng)11上?？偩€系統(tǒng)11可以是FlexRay通信系統(tǒng)，并且因此該總線系統(tǒng)11可以根據(jù)FlexRay協(xié)會的規(guī)范來構(gòu)造。各個節(jié)點13通過總線線路15直接地或者間接地經(jīng)由星形耦合器17彼此連接。每個總線線路15都被構(gòu)造為具有至少一個芯線對的線纜，所述至少一個芯線對包括分別形成電導(dǎo)體的兩個芯線19。總線系統(tǒng)11因此具有用于傳輸數(shù)據(jù)的通道，所述用于傳輸數(shù)據(jù)的通道通過芯線對的芯線19來形成。在未示出的實施形式中，總線系統(tǒng)11可以具有多個通道、優(yōu)選地兩個通道，所述通道通過兩個彼此分離的芯線對來實施(未示出)。通過使用兩個通道可以通過在這兩個通道上傳輸不同的數(shù)據(jù)來提高節(jié)點13之間的數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠杏脭?shù)據(jù)率。由于總線系統(tǒng)在兩個芯線對之一有故障時可以繼續(xù)工作，所以得到了總線系統(tǒng)11的更高的故障安全性。每個節(jié)點13都具有收發(fā)器電路21，該收發(fā)器電路21優(yōu)選地被構(gòu)造為集成電路。 收發(fā)器電路21的第一總線端子BP和第二總線端子BM分別與總線線路15之一的芯線19 之一相連接。收發(fā)器電路21具有用于通過總線線路15接收數(shù)據(jù)的接收器電路23以及用于通
4過節(jié)點13連接到的那個總線線路15發(fā)送數(shù)據(jù)的發(fā)送器電路25。不僅接收器電路23而且發(fā)送器電路25都在收發(fā)器電路21之內(nèi)與兩個總線端子BP和BM相連接。不僅接收器電路 23而且發(fā)送器電路25都被設(shè)立用于通過連接到相對應(yīng)的收發(fā)器電路21上的總線線路15 的芯線對來傳輸差分?jǐn)?shù)字信號。收發(fā)器電路21此外還具有邏輯單元27，該邏輯單元27與接收器電路23并且與發(fā)送器電路25相耦合。邏輯單元27具有用于將收發(fā)器電路21連接到例如由微控制器31或者微型計算機形成的控制電路上的端子。這些端子或連接到其上的線路形成了在收發(fā)器電路21和控制電路或微控制器31之間的接口四。微控制器31具有用于控制在節(jié)點13之間通過總線線路15進行的通信過程的通信控制器33。通信控制器33被設(shè)立用于根據(jù)總線系統(tǒng)11的協(xié)議控制通信過程，尤其是用于實施總線系統(tǒng)11的介質(zhì)訪問方法。通信控制器33此外還可以被設(shè)立用于例如根據(jù)CRC 方法來計算要通過總線線路15傳輸?shù)臄?shù)據(jù)幀的校驗和，和/或被設(shè)立用于檢驗接收到的數(shù)據(jù)幀的校驗和。作為接口線路尤其是設(shè)置有線路RxD，用于將收發(fā)器電路21通過總線線路15已接收到的數(shù)據(jù)從收發(fā)器電路21傳輸?shù)酵ㄐ趴刂破?3 ；以及線路TxD，用于將收發(fā)器電路21 應(yīng)通過總線線路15發(fā)送的數(shù)據(jù)從通信控制器33傳輸?shù)绞瞻l(fā)器電路21。接口四除了包括兩個線路RxD和TxD之外還包括以下另外的線路34 這些另外的線路34例如用于在通信控制器33與收發(fā)器電路21之間交換控制信息。微控制器31具有計算核35、存儲器37 (工作存儲器和/或只讀存儲器)以及輸入和輸出裝置39。微控制器31可以被設(shè)立用于實施另外的協(xié)議軟件和/或應(yīng)用程序。在所示的實施形式中，通信控制器33被集成到微控制器31中。與此不同地，在未示出的實施形式中，通信控制器33被構(gòu)造為與微控制器31分離的電路，優(yōu)選地被構(gòu)造為集成電路。圖2示出了包括來自收發(fā)器電路21的片段在內(nèi)的電路裝置59的詳細(xì)視圖，該電路裝置59形成節(jié)點13之一的部分?？梢庾R到的是，節(jié)點13具有關(guān)于收發(fā)器電路21在外部的電壓調(diào)節(jié)器61，用于產(chǎn)生供電電壓VCC。電壓調(diào)節(jié)器61的輸入端Vin與節(jié)點13的電池電壓端子VBAT相連。收發(fā)器電路21具有電壓供給裝置63，該電壓供給裝置63具有同樣被連接到電池電壓端子VBAT上的輸入端。電壓供給裝置63的輸出端與供電線路65相連。收發(fā)器電路 21的至少若干部分(尤其是收發(fā)器電路21的接收裝置67)以及微控制器31的供電電壓端子VDD被連接到該供電線路65上。接收裝置67形成用于針對信號、狀態(tài)或者狀態(tài)序列監(jiān)控總線線路15的喚醒接收器(Weckempfaenger)67，所述信號、狀態(tài)或狀態(tài)序列需要節(jié)點13 從備用狀態(tài)變化到工作狀態(tài)。此外，在供電線路65與地之間布置有緩沖電容器C2。在電壓調(diào)節(jié)器61的輸出端Vout與電壓供給裝置63之間布置有例如可以被構(gòu)造為晶體管的半導(dǎo)體開關(guān)元件69。半導(dǎo)體開關(guān)元件69的控制輸入端與被構(gòu)造為比較器compl 的激勵元件71的輸出端連接。此外，電壓調(diào)節(jié)器61的輸出端Vout被連接到電容器Cl，該電容器Cl此外還與地連接。電壓調(diào)節(jié)器61被構(gòu)造為可控的電壓調(diào)節(jié)器61。該電壓調(diào)節(jié)器61具有控制輸入端 “使能”，該控制輸入端“使能”與邏輯單元27的控制輸出端INH連接，使得邏輯單元27可以使電壓調(diào)節(jié)器61激活和停用。在下文參照圖2更為詳細(xì)地闡述了在那示出的電路裝置59的工作方式。電路裝置59利用電壓供給裝置63，該電壓供給裝置63被實現(xiàn)為集成到收發(fā)器電路21中的低功率調(diào)節(jié)器63，該低功率調(diào)節(jié)器63被設(shè)計用于給喚醒接收器67供給數(shù)微安并且對緩沖電容器C2進行充電。緩沖電容器Cl可以短時地(數(shù)毫秒)給接收電路23和微控制器31供電。在喚醒之前，即在備用狀態(tài)下，僅僅低功率調(diào)節(jié)器63和喚醒接收器67是活動的。 電路裝置59在備用狀態(tài)中僅僅通過電壓供給裝置63 (低功率調(diào)節(jié)器63)供電。電容器C2 通過低功率調(diào)節(jié)63來充電。通過比較器compl控制的開關(guān)69打開，以便避免電流從低功率調(diào)節(jié)器63流入外部電壓調(diào)節(jié)器61的調(diào)節(jié)反饋中。Cl放電。微控制器31在喚醒之前處于稱作停止模式(STOP-Mode)的具有小的功率消耗的工作狀態(tài)下。針對從備用狀態(tài)到工作狀態(tài)的變化得到如下喚醒順序
權(quán)利要求
1.一種用于總線系統(tǒng)(11)的節(jié)點(13)的電路裝置(59)，其具有收發(fā)器電路(21)和與收發(fā)器電路(21)相連的控制電路(31)，其中收發(fā)器電路(21)具有備用狀態(tài)，在備用狀態(tài)的情況下，收發(fā)器電路(21)具有與至少一個工作狀態(tài)相比被降低的功率消耗并且通過集成到收發(fā)器電路(21)中的電壓供給裝置(63 )被供給能量，其特征在于，控制電路(31)被連接到電壓供給裝置(63 )，用于在備用狀態(tài)下給控制電路(31)供給能量；并且電路裝置(59 )具有可控的電壓調(diào)節(jié)器(61)，所述可控的電壓調(diào)節(jié)器(61)與收發(fā)器電路(21)耦合來使得所述可控的電壓調(diào)節(jié)器(61)在備用狀態(tài)下被停用以降低電路裝置(59)的功率消耗并且在工作狀態(tài)下被激活以給收發(fā)器電路(21)和控制電路(31)供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路裝置(59)，其特征在于，控制電路(31)與收發(fā)器電路 (21)耦合來使得當(dāng)收發(fā)器電路(21)處于備用狀態(tài)時，控制電路(31)的功率消耗降低。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電路裝置(59)，其特征在于，收發(fā)器電路(21)被構(gòu)造用于連接到FlexRay系統(tǒng)，和/或控制電路是微控制器(31)。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的電路裝置(59)，其特征在于，電路裝置(59)具有可控的開關(guān)元件(69)，所述可控的開關(guān)元件(69)被布置在電壓調(diào)節(jié)器(61)的輸出端(Vout) 與電壓供給裝置(63)的輸出端之間，并且所述可控的開關(guān)元件(69)與用于激勵開關(guān)元件 (69)的激勵元件(71)耦合來使得當(dāng)電壓調(diào)節(jié)器(61)被停用時，這兩個輸出端借助開關(guān)元件(69)彼此電分離。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的電路裝置(59)，其特征在于，收發(fā)器電路(21)具有與總線系統(tǒng)(11)的總線線路(15)耦合的接收裝置(67)，所述接收裝置(67)被設(shè)立用于識別總線線路(15)的一定的狀態(tài)、狀態(tài)變化和/或狀態(tài)的一定的時間次序以及用于在識別了狀態(tài)、狀態(tài)變化或狀態(tài)的次序之后將收發(fā)器電路的工作方式從備用狀態(tài)改變到工作狀態(tài)。
6.一種總線系統(tǒng)(11)的節(jié)點(13)，其具有帶有收發(fā)器電路(21)和與收發(fā)器電路(21) 相連的控制電路(31)的電路裝置(59)，其中收發(fā)器電路(21)具有備用狀態(tài)，在備用狀態(tài)的情況下，收發(fā)器電路(21)具有與至少一個工作狀態(tài)相比被降低的功率消耗并且通過集成到收發(fā)器電路(21)中的電壓供給裝置(63 )被供給能量，其特征在于，電路裝置(59 )被構(gòu)造為根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的電路裝置(59 )。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于總線系統(tǒng)(11)的節(jié)點(13)的電路裝置(59)，其具有收發(fā)器電路(21)和與收發(fā)器電路(21)相連的控制電路(31)，其中收發(fā)器電路(21)具有備用狀態(tài)，在備用狀態(tài)的情況下，收發(fā)器電路(21)具有與至少一個工作狀態(tài)相比被降低的功率消耗并且通過集成到收發(fā)器電路(21)中的電壓供給裝置(63)而被供給能量。為了給出一種具有用于總線系統(tǒng)(11)的收發(fā)器電路(21)的電路裝置(59)，其中可能以盡可能少的時間從備用狀態(tài)變化到工作狀態(tài)，建議控制電路(31)被連接到電壓供給裝置(63)，用于在備用狀態(tài)下給控制電路(31)供給能量，并且建議電路裝置(59)具有可控的電壓調(diào)節(jié)器(61)，該可控的電壓調(diào)節(jié)器(61)與收發(fā)器電路(21)耦合來使得該可控的電壓調(diào)節(jié)器(61)在備用狀態(tài)下被停用，以降低電路裝置(63)的功率消耗，并且在工作狀態(tài)下被激活，以給收發(fā)器電路(21)和控制電路(31)供電。
文檔編號H04L12/40GK102210124SQ200980144423
公開日2011年10月5日 申請日期2009年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月10日
發(fā)明者溫茨勒 A., 雷格 C., 諾伊舍勒 M., 埃克特 R. 申請人:羅伯特·博世有限公司