雙電壓通信總線的制作方法
【專利說明】
【背景技術(shù)】
[0001]通信總線有許多并且各種各樣，如計(jì)算機(jī)背板、板級總線、集成電路內(nèi)總線、總線標(biāo)準(zhǔn)、局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)以及專門和專有的總線連接裝置。一種廣泛使用的總線是初始開發(fā)用于車輛的CAN(控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò))總線。CAN總線是多主控制設(shè)備(mult1-master)廣播串行總線，其可以是使用雙絞線中(可選地在屏蔽電纜中)的平衡信號對而實(shí)施。其他總線可以采用差分線路驅(qū)動(dòng)器和差分接收器。許多總線支持兩種狀態(tài)“I”和“O”或三種狀態(tài)“1”、“O”和“Z”或高阻。然而，這些總線中的許多總線的組件比預(yù)期的更昂貴、具有復(fù)雜的協(xié)議或可能在惡劣環(huán)境諸如汽車工作環(huán)境中不能很好起作用。
[0002]正是在這種背景下，出現(xiàn)了所述實(shí)施例。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]公開一種雙向總線系統(tǒng)和相關(guān)的方法。
[0004]在一個(gè)實(shí)施例中，提供一種雙向總線系統(tǒng)。雙向總線包括總線主控設(shè)備，其具有經(jīng)配置耦接雙向總線的第一發(fā)送器。第一發(fā)送器可操作將第一電壓范圍中的信號傳輸至雙向總線上，其中，總線主控設(shè)備(bus master)具有經(jīng)配置耦接雙向總線的第一接收器。包括具有經(jīng)配置耦接雙向總線的第二發(fā)送器的總線從控設(shè)備(bus master)。第二發(fā)送器可操作將第二電壓范圍中的信號傳輸至雙向總線上，其中，總線從控設(shè)備具有經(jīng)配置耦接雙向總線的第二接收器。第一接收器經(jīng)配置將第一電壓范圍中的信號解譯為指示空閑狀態(tài)，而第二接收器將第一電壓范圍中的信號解譯為通信數(shù)據(jù)。第二接收器經(jīng)配置將第二電壓范圍中的信號解譯為指示空閑狀態(tài)，而第一接收器將第二電壓范圍中的信號解譯為通信數(shù)據(jù)。
[0005]在另一實(shí)施例中，提供一種雙向總線系統(tǒng)。雙向總線系統(tǒng)包括總線主控設(shè)備，其具有經(jīng)配置耦接至雙向總線并在主控設(shè)備傳輸期間表示雙向總線上的在第一電壓范圍中的差分電壓的第一差分輸出電路。總線主控設(shè)備具有經(jīng)配置耦接至雙向總線的第一差分輸入放大器，其中，第一差分輸入放大器經(jīng)配置接收在示為單個(gè)邏輯值的第一電壓范圍中的差分電壓。第一差分輸入放大器經(jīng)配置接收在示為包括兩個(gè)邏輯值的有效通信的第二電壓范圍中的差分電壓。包括總線從控設(shè)備，其具有經(jīng)配置耦接雙向總線并在從控設(shè)備傳輸期間表示雙向總線上的在第二電壓范圍中的差分電壓的第二差分輸出電路?？偩€從控設(shè)備具有經(jīng)配置耦接至雙向總線的第二差分輸入放大器。第二差分輸入放大器經(jīng)配置接收在示為包括兩個(gè)邏輯值的進(jìn)一步有效通信的第一電壓范圍中的差分電壓。第二差分放大器經(jīng)配置接收在示為單個(gè)邏輯值的第二電壓范圍中的差分電壓。
[0006]在另一實(shí)施例中，提供一種操作雙向總線的方法。該方法包括將第一電壓序列傳輸至雙向總線上，第一電壓序列包括在第一電壓范圍中的電壓和在第二電壓范圍中的電壓，并且在第一位置處將第一電壓序列解譯為與空閑狀態(tài)相關(guān)聯(lián)的單個(gè)邏輯值。該方法包括在第二位置處將第一電壓序列解譯為具有兩個(gè)邏輯值的應(yīng)用的第一有效通信，并將第二電壓序列傳輸至雙向總線上，第二電壓序列包括在第二電壓范圍中的另一電壓和在第三電壓范圍中的電壓。該方法還包括在第一位置處將第二電壓序列解譯為具有兩個(gè)邏輯值的應(yīng)用的第二有效通信，并且在第二位置處將第二電壓序列解譯為與空閑狀態(tài)相關(guān)聯(lián)的單個(gè)邏輯值。
[0007]所述實(shí)施例的其他方面和優(yōu)點(diǎn)將根據(jù)如下【具體實(shí)施方式】結(jié)合通過示例圖示說明所述實(shí)施例的原理的附圖變得顯而易見。
【附圖說明】
[0008]所述實(shí)施例及其優(yōu)點(diǎn)通過參考結(jié)合附圖的【具體實(shí)施方式】可以更好理解。在不脫離所述實(shí)施例的精神和范圍的情況下，這些附圖不以任何方式限制本領(lǐng)域的技術(shù)人員對所述實(shí)施例進(jìn)行的形式和細(xì)節(jié)的任何改變。
[0009]圖1是根據(jù)某些實(shí)施例連接汽車的電池模塊上的傳感器的通信總線的示意圖。
[0010]圖2是根據(jù)某些實(shí)施例通過通信總線連接的總線主控設(shè)備和總線從控設(shè)備的示意圖。
[0011]圖3是根據(jù)某些實(shí)施例通過具有開關(guān)的通信總線連接的總線主控設(shè)備和總線從控設(shè)備的示意圖。
[0012]圖4是根據(jù)某些實(shí)施例在總線主控設(shè)備和總線從控設(shè)備中的電子電路的示意圖。
[0013]圖5是根據(jù)某些實(shí)施例可應(yīng)用于通信總線的差分電壓電平的電壓示意圖。
[0014]圖6是根據(jù)某些實(shí)施例操作通信總線的方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]如圖1-6所示，雙電壓通信總線的實(shí)施例具有是雙向的兩線總線，以及在總線上傳送和接收差分電壓的各種組件。雙絞線對、屏蔽對、屏蔽雙絞線對等能夠用在總線的布線中。在某些實(shí)施例中，總線能夠用于連接主控設(shè)備和一個(gè)或更多個(gè)從控設(shè)備
[0016]本文公開詳細(xì)說明的實(shí)施例。不過，本文公開的特定功能細(xì)節(jié)僅僅代表描述實(shí)施例的目的。不過，實(shí)施例可以以許多替代形式實(shí)施，并且不應(yīng)解讀為僅限于本文闡述的實(shí)施例。
[0017]應(yīng)當(dāng)理解，雖然術(shù)語第一、第二等可在本文用于描述不同的步驟或計(jì)算，但是這些步驟或計(jì)算不應(yīng)被這些術(shù)語限制。這些術(shù)語僅用于將一個(gè)步驟或計(jì)算與另一個(gè)步驟或計(jì)算區(qū)分開。例如，在沒有偏離本公開的范圍的情況下，第一計(jì)算可以稱為第二計(jì)算，以及同樣，第二步驟可以稱為第一步驟。如本文所使用的，術(shù)語“和/或”和“/”符號包括一個(gè)或更多個(gè)關(guān)聯(lián)列出項(xiàng)目中的任意一個(gè)和全部組合。
[0018]如本文所使用的，單數(shù)形式“一種”、“一個(gè)”、“該”旨在也包括復(fù)數(shù)形式，除非該內(nèi)容以其他形式明確指出。還應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)用于本文時(shí)，術(shù)語“包括”和/或“包含”指定陳述特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或組件的存在，但不排除一個(gè)或更多個(gè)其他特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、組件和/或其組的存在或添加。因此，本文所使用術(shù)語僅用于描述特定實(shí)施例的目的，并不旨在限制本發(fā)明。
[0019]還應(yīng)當(dāng)指出，在某些替代實(shí)施中，所指出的功能/動(dòng)作不一定以圖中指出的順序出現(xiàn)。例如，根據(jù)涉及的功能/動(dòng)作，連續(xù)示出的兩個(gè)圖實(shí)際上可以基本同時(shí)執(zhí)行，或者有時(shí)候可以以相反順序執(zhí)行。
[0020]圖1示出根據(jù)某些實(shí)施例的用于通信總線系統(tǒng)的可再充電電池應(yīng)用。汽車102具有電池模塊104，汽車102可以是混合動(dòng)力汽車或電車。在電池模塊104的頂部，具有傳感器模塊106，該傳感器模塊監(jiān)測電池狀況諸如溫度和電壓。通信總線108連接傳感器模塊106。傳感器模塊106能夠跟蹤電池充電、放電、使用壽命、故障或其他錯(cuò)誤或環(huán)境狀況，并在它們自身之間傳遞這些信息。低成本和在各種狀況(諸如溫度、濕度、振動(dòng)、加速、減速、老化等)下的操作是期望的。電池模塊104可以以各種并聯(lián)和串聯(lián)布局連接，并且可以具有不同的工作電壓，例如，依次堆積的串聯(lián)模塊具有高達(dá)400伏或更大的電壓。隨著時(shí)間推移，組件和連接器會(huì)老化，導(dǎo)線會(huì)斷線，組件值和驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度可以改變，電池單元會(huì)開路或短路，并且會(huì)出現(xiàn)其他故障狀況。由于將總線電磁耦接至連接電池單元的布線以及這種布線中的高達(dá)數(shù)百安培的大沖擊/浪涌電流會(huì)在通信總線108上產(chǎn)生信號噪聲。其他工業(yè)、商業(yè)和消費(fèi)應(yīng)用可以具有相關(guān)或另外的問題和狀況，這些問題和狀況可以通過良好設(shè)計(jì)的通信總線系統(tǒng)來解決。應(yīng)當(dāng)明白，雖然在該示例中示出汽車102，但是這并不意味著被限制為可以集成本文所述的總線設(shè)計(jì)的任何基于陸地、海上或空中類的車輛。
[0021]圖2示出根據(jù)某些實(shí)施例的通信總線系統(tǒng)200。通信總線系統(tǒng)200包括兩線雙向總線202、總線主控設(shè)備204和總線從控設(shè)備節(jié)點(diǎn)206、208、210。通信總線系統(tǒng)200適合圖1所示的汽車電池應(yīng)用以及其他類型的系統(tǒng)。兩線雙向總線202能夠利用如圖所示用成對線、屏蔽電纜、屏蔽對、雙絞線對或屏蔽電纜中的雙絞線對以及容易設(shè)計(jì)的其他變體來實(shí)現(xiàn)。兩線雙向總線202支持差分電壓，如將進(jìn)一步描述的。兩線雙向總線202的遠(yuǎn)端被示為可擴(kuò)展的。能夠耦接到兩線雙向總線202的總線主控設(shè)備和總線從控設(shè)備的總數(shù)取決于各種因素，諸