用於恢復can總線的時鐘頻率的方法、can總線驅動器和can總線系統的製作方法

2023-05-23 22:12:36

專利名稱：用於恢復can總線的時鐘頻率的方法、can總線驅動器和can總線系統的製作方法
(B)之間的相位差來提供該相位檢測器(7)的輸出電壓(UA)，其 中該壓控振蕩器(6)的輸入電壓(UE)至少與該相位檢測器(7)的輸 出電壓(UA)相關或者與其相當，並且該壓控振蕩器(6)能夠運行於 一個預先確定的頻率範圍中，該預先確定的頻率範圍具有CAN總線(1) 的時鐘頻率(T)。
10. 根據權利要求8或9所述的CAN總線驅動器， 其特徵在於，
該鎖相迴路(5)至少被驅動直至一個被調節的狀態，在該狀態中 該壓控振蕩器(6)的輸出頻率(FA)至少基本相當於該CAN總線(1) 的時鐘頻率(T)。
11. 根據權利要求8、 9或IO所述的CAN總線驅動器， 其特徵在於，
所述預先確定的位模式(B)是同步碼字。
12. CAN總線系統，其具有
a) CAN總線(1 )，該CAN總線將主裝置(2 )與至少一個從裝置 (4)相耦合；
b) 主裝置(2),該主裝置具有
bl)時鐘發生器(3 ),該時鐘發生器(3 )提供該CAN總線(1) 的時鐘頻率(T);
b2)發送裝置(U ),該發送裝置(11 )通過該CAN總線(1)以 該時鐘頻率(T )發送幀(R)，這些幀分別包含有預先確定的位模式(B ); 以及
c) 至少一個從裝置(4),該從裝置具有根據權利要求8或根據權 利要求9至U之一所述的至少一個CAN總線驅動器(8)。
13. 根據權利要求12所述的CAN總線系統， 其特徵在於，
該時鐘發生器(3)被構造為具有振蕩晶體的振蕩器。
14. 根據權利要求12或13所述的CAN總線系統， 其特徵在於，
該發送裝置(11)至少在一些預先確定的發送時間點通過該CAN 總線(1 )分別發送幀(R)。
15. 根據權利要求12、 13或14所述的CAN總線系統，其特徵在於，
如果該主裝置(2)在相應的發送時間點具有要發送的數據幀，那 麼該發送裝置(11 )在相應的發送時間點發送具有報頭部分和數據部分 的數據幀，該報頭部分具有所述預先確定的位^^莫式(B),並且如果該 主裝置(2)在相應的發送時間點不具有要發送的數據幀，那麼該主裝 置(2)就發送偽幀，所述偽幀具有至少一個報頭部分，該報頭部分具 有所述預先確定的位模式(B)。用於恢復CAN總線的時鐘頻率的方法、CAN總線驅動器和
CAN總線系統
現有技術
本發明涉及用於利用一個主裝置和至少一個從裝置來恢復CAN總 線的時鐘頻率的一種方法、一種CAN總線驅動器和一種CAN總線系統， 其中該主裝置具有時鐘發生器。
藉助CAN總線被耦合的從裝置比如智能傳感器或調節器的缺點是 承受了分析處理電子裝置的高價格。CAN運行所需的振蕩晶體或晶體佔 其中的大部分。價格合理的陶瓷諧振器不足以滿足CAN總線以及CAN 接口的精確度要求，並且出於價格原因同樣應該被排除。
本發明的優點
根據本發明的具有權利要求1特徵的用於恢復CAN總線的時鐘頻 率的方法、具有權利要求8特徵的CAN總線驅動器以及具有權利要求 12特徵的CAN總線系統相應具有的優點是，價格合理地並且尤其簡單 地給與CAN總線耦合的從裝置提供CAN總線的時鐘頻率。
另夕卜，根據本發明，還給與CAN總線耦合的從裝置提供CAN總線 的時鐘頻率，而不在該從裝置中採用陶乾諧振器或振蕩晶體。
根據本發明，推薦了用於利用 一個主裝置和至少一個從裝置來恢復 CAN總線的時鐘頻率的方法，其中該主裝置具有時鐘發生器，該方法具 有以下的步驟
a) 通過該時鐘發生器來提供時鐘頻率；
b) 由該主裝置通過該CAN總線來發送具有所提供的時鐘頻率的至 少一個幀，其中所迷幀包含至少一個預先確定的位才莫式(Bit-Muster);
c) 由該從裝置來接收所發送的幀；
d) 從所接收的幀中提取所迷預先確定的位模式；
e) 用一個鎖相迴路(Phasenregelschleife )來配備該從裝置；以及
f) 利用所提取的、預先確定的位模式作為參考信號來驅動該鎖相 迴路，以便在該從裝置中恢復CAN總線的時鐘頻率。
另外還推薦了用於恢復CAN總線的時鐘頻率的一種CAN總線驅動器，其中該CAN總線把具有時鐘發生器的一個主裝置與至少一個從裝 置相耦合，該時鐘發生器提供該CAN總線的時鐘頻率，其中該CAN總 線驅動器具有
a) 接收裝置，該接收裝置接收由該主裝置通過該CAN總線所發送 的幀，這些幀相應包含有至少一個預先確定的位模式；
b) 提取裝置，該提取裝置從各個接收的幀中提取所述預先確定的 位模式；以及
c) 鎖相迴路，該鎖相迴路把所提取的、預先確定的位模式用作參 考信號，以在該從裝置中恢復該CAN總線的時鐘頻率。
另外還推薦了 一種CAN總線系統，該CAN總線系統具有
a) CAN總線，該CAN總線把主裝置與至少一個從裝置相耦合；
b) 主裝置，該主裝置具有時鐘發生器和發送裝置，該時鐘發生器 為CAN總線提供時鐘頻率，該發送裝置通過該CAN總線發送具有時鐘 頻率的幀，這些幀分別包含有預先確定的位模式；以及
c) 至少一個從裝置，該從裝置具有至少一個如前所述的CAN總線 驅動器。
本發明的一個優點是，在該從裝置中通過本發明的鎖相迴路能夠簡 單並且尤其還價格合理地在該從裝置中恢復CAN總線的時鐘頻率。從 而在CAN總線系統或CAN連接中所需的晶體或振蕩晶體的數量減少了 N-l,其中N是在該CAN連接中節點的數量。在該CAN連接中該主裝 置尤其可以確定數椐傳輸速率，其中能夠隨時在標準幀中進行改變或靈 活的匹配。這種改變從而根據本發明僅僅還必須在該主裝置中進行。根 據本發明還可以以簡單的方式和方法來自動地降^f氐波特率以降^氐電能 消耗或者處於待機運行中。
在從屬權利要求中是權利要求1所述方法的、權利要求8所述的 CAN總線驅動器的以及權利要求12所述CAN總線系統的有利改進和擴 展方案。
根據本發明的一個優選擴展方案，配備鎖相迴路，該鎖相迴路至少 具有其輸出頻率受其輸入電壓控制的自振蕩(freilaufenden )壓控振蕩 器，並具有相位檢測器，其中根據在該壓控振蕩器的輸出頻率與被提取 的、預先確定位模式之間的相位差來提供該相位檢測器的輸出電壓。該 壓控振蕩器的輸入電壓至少與該相位檢測器的輸出電壓相關或者與其相當。該壓控振蕩器尤其可運行於該CAN總線的時鐘頻率所具有的一 個或多個預先確定的頻率範圍中。
根據另一優選的擴展方案，該鎖相迴路至少被驅動直至一個^t調節 的狀態，在該狀態中該壓控振蕩器的輸出頻率至少基本相當於該CAN 總線的時鐘頻率或者與其相當。
根據另一優選的擴展方案，該主裝置至少在一些預先確定的發送時 間點通過該CAN總線分別發送一個幀。
根椐本發明的一個優選的改進方案，如果該主裝置在相應的發送時 間點具有要發送的數據幀，那麼該主裝置就在相應的發送時間點發送具 有報頭部分和數據部分的數據幀，該報頭部分具有預先確定的位^=莫式。 如果該主裝置在相應的發送時間點不具有要發送的數椐幀，那麼該主裝 置就發送偽幀(Dummy-Rahmen)。所述偽幀具有至少一個報頭部分， 該報頭部分具有預先確定的位模式。
根據另一優選的擴展方案，所述預先確定的位模式是編解碼器的一 種同步碼字(Synchronisation-Pattern)。
根據另一優選的擴展方案，該時鐘發生器被構造為具有振蕩晶體的 振蕩器。為了總是給該從裝置提供位模式或同步模式(Muster),該主 裝置可以總是通過該CAN總線來發送一個非常低優先權的消息。為了 使該同步模式是該從裝置事先所已知的，該同步模式比如可以使用接收 消息的ID。如果該從裝置需要附加的同步模式，該從裝置可以強制產生 錯誤幀，從而當前的消息被重複。尤其如果該從裝置丟失同步，然而不 允許錯過消息或幀，那麼該從裝置將如此來進行。對於專業人員所已知 的是，當該鎖相迴路被鎖定時，那麼該從裝置才進行發送。
附圖
在附圖中示出了本發明的實施例，並在下文中進行詳細解釋。其中

圖1示出了本發明方法的一個實施例的示意性流程圖； 圖2示出了根椐本發明的一種CAN總線系統的一個實施例的示意 性電路框圖；以及
圖3示出了根據本發明的鎖相迴路的一個實施例的示意性電路框圖。實施例的說明
在附圖中相同的參考符號表示相同的或功能相同的部件。
在圖1中示出了根據本發明的、用於利用主裝置2和至少一個從裝 置4來恢復CAN總線1的時鐘頻率T的方法的一個實施例的示意性流 程圖，其中該主裝置具有時鐘發生器3。
下面藉助圖1中的框圖並參照圖2和3的電路框圖來闡述本發明的 方法。本發明的方法的實施例按照圖1具有以下的方法步驟Sl至S6:
方法步驟S1:
通過該主裝置2的時鐘發生器3來提供該CAN總線1的時鐘頻率 T。該時鐘發生器3尤其被構造為具有振蕩晶體的振蕩器。 方法步驟S2:
由該主裝置2通過該CAN總線1以所提供的時鐘頻率T來發送至 少一個幀R、尤其是預先確定數量的幀R。幀R包含有至少一個預先確 定的位模式B。尤其是，該主裝置2至少在一些預先確定的發送時間點 通過該CAN總線1分別發送幀R。
在此，如果該主裝置2在相應的發送時間點具有要發送的數據幀， 那麼該主裝置2在相應的發送時間點發送具有報頭部分和數據部分的數 據幀，該報頭部分具有所述預先確定的位模式B。但是如果該主裝置2 在相應的發送時間點不具有要發送的數據幀，那麼該主裝置2就發送偽 幀。該偽幀具有至少一個報頭部分，該報頭部分具有所迷預先確定的位 模式B。所述預先確定的位模式B尤其是編解碼器的同步碼字。
方法步驟S3:
各個被發送的幀R由該從裝置4接收。為此該從裝置4尤其具有一 個接收裝置9。 方法歩驟S4:
所迷預先確定的位模式B從所接收的幀R中被提取。為此該從裝置 4尤其具有一個提取裝置10。 方法步驟S5:
該從裝置4配備有一個鎖相迴路5 ( phase locked loop,鎖相環路)。 該鎖相迴路5具有至少一個自振蕩壓控振蕩器6和一個相位檢測器7。 該壓控振蕩器6 (voltage controlled oscillator;VCO,壓控振蕩器)如此來 構造，使得其輸出頻率FA由其輸入電壓UE來控制(見圖3)。該相位
權利要求
1.用於利用主裝置(2)和至少一個從裝置(4)來恢復CAN總線(1)的時鐘頻率(T)的方法，其中該主裝置具有時鐘發生器(3)，該方法具有以下的步驟a)由該時鐘發生器(3)來提供該時鐘頻率(T)；b)由該主裝置(2)通過該CAN總線(1)以所提供的時鐘頻率(T)來發送至少一個幀(R)，所述至少一個幀包含有至少一個預先確定的位模式(B)；c)由該從裝置(4)來接收所發送的幀(R)；d)從所接收的幀(R)中提取所述預先確定的位模式(B)；e)用鎖相迴路(5)來配備該從裝置(4)；以及f)利用所提取的、預先確定的位模式(B)作為參考信號來驅動該鎖相迴路(5)，以在該從裝置(4)中恢復CAN總線(1)的時鐘頻率(T)。
2. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，使該鎖相迴路(5)至少配備其輸出頻率(FA)受其輸入電壓(UE)控制的自振蕩的壓控振蕩器(6),並且該鎖相迴路(5)配備相位檢測器(7),其中根據在該壓控振蕩器(6)的輸出頻率(FA)與所提取的預先確定的位模式(B)之間的相位差來提供該相位檢測器(7)的輸出電壓(UA)，其中該壓控振蕩器(6)的輸入電壓(UE)至少與該相位檢測器(7)的輸出電壓(UA)相關或者與其相當，並且該壓控振蕩器(6)能夠運行於一個預先確定的頻率範圍中，該預先確定的頻率範圍具有該CAN總線(1)的時鐘頻率(T)。
3. 根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，該鎖相迴路(5)至少被驅動直至一個被調節的狀態，在該被調節的狀態中該壓控振蕩器的輸出頻率(FA)至少基本相當於該CAN總線(1 )的時鐘頻率(T)。
4. 根據權利要求l、 2或3所述的方法，其特徵在於，該主裝置(2)至少在一些預先確定的發送時間點通過該CAN總線(1 )分別發送幀(R)。
5. 根據權利要求4所述的方法， 其特徵在於，如果該主裝置(2)在相應的發送時間點具有要發送的數據幀，那 麼該主裝置(2)在相應的發送時間點發送具有報頭部分和數據部分的 數據幀，該報頭部分具有所述預先確定的位模式(B)，並且如果該主 裝置(2)在相應的發送時間點不具有要發送的數據幀，那麼該主裝置 (2)就發送偽幀，所述偽幀具有至少一個報頭部分，該報頭部分具有 該預先確定的位模式(B)。
6. 根據權利要求1或權利要求2至5之一所述的方法， 其特徵在於，所述預先確定的位模式(B)是同步碼字。
7. 根據權利要求1或權利要求2至6之一所述的方法， 其特徵在於，將該時鐘發生器(3)構造為具有振蕩晶體的振蕩器。
8. 用於恢復CAN總線(1 )的時鐘頻率(T )的CAN總線驅動器 (8),其中該CAN總線將具有時鐘發生器(3)的主裝置(2)與至少一個從裝置(4)相耦合，其中該時鐘發生器提供該CAN總線(1 )的 時鐘頻率(T)，該CAN總線驅動器具有a) 接收裝置(9)，該接收裝置接收由該主裝置(2)通過該CAN 總線(1)所發送的幀(R),這些幀分別包含有至少一個預先確定的位 模式；b) 提取裝置(10),該提取裝置從相應的接收的幀(R)中提取所 述預先確定的位模式(B);以及c) 鎖相迴路(5),該鎖相迴路把所提取的、預先確定的位模式(B) 用作參考信號，以在該從裝置(4)中恢復該CAN總線(1)的時鐘頻 率(T)。
9. 根據權利要求8所述的CAN總線驅動器， 其特徵在於，該鎖相迴路(5)至少具有其輸出頻率(FA)受其輸入電壓控制(UE) 控制的自振蕩的壓控振蕩器(6),並具有相位檢測器(7),其中根據 在該壓控振蕩器(6)的輸出頻率(FA)與所提取的預先確定的位模式
全文摘要
本發明提供了用於恢復CAN總線的時鐘頻率的一種方法、一種CAN總線驅動器和一種CAN總線系統，其中該CAN總線把一個主裝置與至少一個從裝置相耦合，該主裝置具有用於提供時鐘頻率的一種時鐘發生器。在此在該從裝置中採用了一種鎖相迴路，該鎖相迴路把一個預先確定的位模式用作參考信號，該位模式從由該主裝置通過該總線系統發送的一個幀中提取。
文檔編號H03L7/08GK101647200SQ200880007521
公開日2010年2月10日 申請日期2008年2月5日 優先權日2007年3月9日
發明者J·尼瓦爾德 申請人:羅伯特.博世有限公司