控制器局域网设备的制作方法

1.本公开涉及一种用于控制器局域网(can)中的采样设备。具体来说，本公开涉及一种can控制器和can节点的采样设备，包括can收发器和所述can控制器。本公开还涉及一种can网络和操作所述采样设备的方法。


背景技术：

2.can网络通过总线来实现节点之间的通信。连接到总线的节点可以将数据传输到连接到总线的其它节点并从这些节点接收数据。can节点通常包括用于耦合到can总线的can控制器和can收发器。can收发器基于来自can控制器的数字传输数据而将差分信令提供到总线，并且从总线接收差分信令并将包括接收数据的位流提供到can控制器。can网络实施定义节点之间的通信的规则的can协议。


技术实现要素：

3.根据本公开的第一方面，提供一种用于控制器局域网can控制器的can位流采样设备，所述设备被配置成从can收发器接收位流，所述设备被配置成：
4.检测所述位流中的上升沿；
5.分开地检测所述位流中的下降沿；以及
6.至少基于所述检测到的下降沿和所述检测到的上升沿而产生恢复的不归零编码的位流。
7.在一个或多个例子中，第一块被配置成提供对所述位流中的所述上升沿的所述检测；第二块被配置成提供对所述位流中的所述下降沿的所述检测；并且选择器块被配置成基于由所述第一块和所述第二块对所述位流中的所述上升沿和下降沿的所述检测而产生所述恢复的不归零编码的位流；
8.其中所述第一块检测到上升沿使得在所述恢复的不归零编码的位流中产生第一逻辑状态位，并且所述第二块检测到下降沿使得在所述恢复的不归零编码的位流中产生第二逻辑状态位。
9.应了解，所述第一逻辑状态位可以包括逻辑高位，并且所述第二逻辑状态位可以包括逻辑低位。然而，沿跃迁与逻辑状态之间的指派是取决于协议而任意指派的。
10.在一个或多个例子中，所述第一块被配置成在所述上升沿的所述检测之后且在后一沿的检测之前产生所述第一逻辑位之后，基于经过预定位时间而在所述恢复的不归零编码的位流中产生另一第一逻辑状态位；并且
11.所述第二块被配置成在所述下降沿的所述检测之后且在后一沿的检测之前产生所述第二逻辑状态位之后，基于所述经过所述预定位时间而在所述恢复的不归零编码的位流中产生另一第二逻辑位。
12.在一个或多个例子中，所述第一块被配置成在检测到上升沿后将沿检测信号提供到所述选择器块以指示所述选择器块在所述恢复的不归零编码的位流中产生所述第一逻
辑状态位，并且所述第一块被配置成在随后的每一预定位时间之后提供位经过信号以使所述选择器块能够在所述恢复的不归零编码的位流中产生一个或多个后续第一逻辑状态位；并且
13.其中所述第二块被配置成在检测到下降沿后将沿检测信号提供到所述选择器块以指示所述选择器块在所述恢复的不归零编码的位流中产生所述第二逻辑状态位，并且所述第二块被配置成在随后的每一预定位时间之后提供位经过信号以使所述选择器块能够在所述恢复的不归零编码的位流中产生一个或多个后续第二逻辑状态位。
14.在一个或多个例子中，所述第一块和所述第二块被配置成确定所述位流的标称位时间，所述标称位时间包括由传输所述位流的传输节点传输位的时间，其中所述第一块被配置成基于所述位流的上升沿之间的确定的第一块时间而确定所述标称位时间，并且所述第二块被配置成基于所述位流的下降沿之间的确定的第二块时间而确定所述标称位时间，其中所述第一块时间和所述第二块时间指示所述位流的所述标称位时间的整数倍数；并且
15.所述第一块和/或所述第二块被配置成基于所述确定的标称位时间而修改所述预定位时间。
16.在一个或多个例子中，所述第一块时间包括连续上升沿之间的时间。
17.在一个或多个例子中，所述第二块时间包括连续下降沿之间的时间。
18.在一个或多个例子中，所述第一块和所述第二块被配置成从振荡器接收时钟信号，并且其中所述预定位时间由所述振荡器的循环数限定。可修改限定所述预定位时间的循环数，使得预定位时间符合所述确定的标称位时间。
19.在一个或多个例子中，所述设备被配置成通过以下操作来抑制所述位流中的噪声：对所述位流进行过采样，并且基于两个样本之间的逻辑状态变成第一逻辑状态并且至少在与所述第一样本和所述第二样本相连的第三样本中维持所述第一逻辑状态而检测上升沿，并且
20.基于两个样本之间的逻辑状态变成第二逻辑并且至少在与所述第一样本和所述第二样本相连的第三样本中维持所述第二逻辑状态而检测下降沿。
21.在一个或多个例子中，所述设备被配置成对所述位流使用过采样以抑制噪声，所述过采样包括使用至少两个连续样本对所述位流进行采样，其中基于由所述第一样本确定的上升沿或下降沿和由所述第二样本确定的上升沿或下降沿中的另一个，所述位流中的确定的沿作为噪声被抑制，其中所述样本是以小于预定位时间的时间间隔取得的。
22.在一个或多个例子中，所述阈值是小于所述位时间的时间间隔。
23.在一个或多个例子中，所述第一块被配置成在检测到上升沿后将同步信号提供到所述第二块以限定据以确定所述经过预定时间段的时间点；并且其中所述第二块被配置成在检测到下降沿后将同步信号提供到所述第一块以限定据以确定所述经过所述预定时间段的时间点。
24.根据本公开的第二方面，提供一种can控制器，包括第一方面的can位流采样设备。所述can控制器可以被配置成耦合到can收发器以接收位流并且提供传输数据以供在can总线中传输。所述can控制器可包括实施can协议的can协议控制器。
25.根据本公开的第三方面，提供一种包括多个节点的can网络，其中所述节点中的至少一个包括第二方面的can控制器。
26.根据本公开的第四方面，提供一种对can控制器中的位流进行采样的方法，所述方法包括：从can收发器接收位流；
27.检测所述位流中的上升沿；
28.分开地检测所述位流中的下降沿；以及
29.至少基于所述检测到的下降沿和所述检测到的上升沿而产生恢复的不归零编码的位流。
30.在一个或多个例子中，所述检测上升沿在所述产生所述恢复的不归零编码的位流时提供第一逻辑状态；并且所述检测下降沿在所述产生所述恢复的不归零编码的位流时提供第二逻辑状态，并且其中所述方法包括确定标称位时间，所述标称位时间包括由传输所述位流的传输节点传输位的时间，其中所述标称位时间用作所述恢复的不归零编码的位流的位长度，所述标称位时间的所述确定是基于所述位流的连续上升沿之间的确定的时间和/或基于所述位流的连续下降沿之间的确定的时间。
31.在另一方面，提供一种rxd路径上的can采样机构，具体来说，提供一种can xl采样机构，所述can采样机构分开地检测下降沿和上升沿并使用沿信息来恢复can控制器，特别是can xl控制器内部的nrz编码的位流。
32.在另一方面或在一个或多个例子中，提供一种rxd路径上的can采样机构，具体来说，提供一种can xl采样机构，所述can采样机构任选地使用某一过采样(如一行或更多行中的2个样本)来抑制一行中的极快速沿的噪声，所述can采样机构至少使用单个样本来检测沿跃迁。多个沿的量可编程以限定抑制噪声脉冲的滤波器特性。
33.在另一方面或在一个或多个例子中，提供rxd上的can采样机构，具体来说，提供一种can xl采样机构，所述can采样机构基于在单个沿监测器上检测到沿而使两个沿监测器同步。实际上，如果检测到下降沿，那么两个沿检测器以相同的时间移位量校正其位时序以补偿发送节点与接收节点之间的振荡器容差。
34.在另一方面或在一个或多个例子中，提供一种在快速数据阶段期间利用rxd线上的同一采样机构的can控制器，具体来说，提供一种can fd控制器。
35.虽然本公开容许各种修改和替代形式，但其细节已经借助于例子在附图中示出且将详细地描述。然而，应理解，也可能存在除所描述的特定实施例以外的其它实施例。也涵盖属于所附权利要求书的精神和范围内的所有修改、等效物和替代实施例。
36.以上论述并不意图表示在当前或将来权利要求集的范围内的每一示例实施例或每一实施方案。以下附图和具体实施方式还举例说明了各种示例实施例。结合附图考虑以下具体实施方式可更全面地理解各种示例实施例。
附图说明
37.现将仅借助于例子参看附图描述一个或多个实施例，在附图中：
38.图1示出了与can收发器耦合的can控制器的示例实施例；
39.图2示出了示例can网络；
40.图3示出了nrz编码的can位流的不对称性例子；
41.图4示出了如在现有技术水平中，在经典can和can fd中的不对称信号的示例采样；
42.图5示出了如在现有技术水平中，在经典can和can fd中的不对称信号的另一示例采样；
43.图6示出了用于确定经典can和can fd中的位流中的位值的现有技术水平实施方案；
44.图7示出了提供用于检测沿并重建位流次序的两个独立机构的设备的示例实施例；
45.图8示出了用于在can网络的can节点的can控制器中实施的基于沿的位模式恢复机构的示例实施例；
46.图9示出了用于在can网络的can节点的can控制器中实施的基于沿的位模式恢复机构的第二示例实施例；并且
47.图10示出了由设备执行的示例方法。
具体实施方式
48.控制器局域网can通常包括各自连接到双导线can总线的多个节点。节点可以通过将信令发送到can总线和从can总线接收信令来彼此通信。
49.图1示出了示例节点100。图2示出了包括多个节点的示例控制器局域网200，所述多个节点包括节点100和其它节点201、202、203。网络200可为汽车或其它设备的一部分，并且can网络可提供汽车或其它设备的系统之间的通信。网络包括双导线can总线202，节点100、201、202、203耦合到所述双线can总线202。应了解，网络200可包括任何数量的节点，并且还可包括在总线202的每一端处的终端节点以提供总线导线之间的预定电阻。
50.返回到图1，示出了示例节点100。所述节点包括can控制器101，例如微控制器。can控制器101可嵌入有例如在嵌入协议控制器模块中的can协议。can控制器101使用can收发器103提供和接收来自can总线202的信令。因此，can收发器103通常基于从can控制器101接收到的传输数据而将信令提供到can总线，并且基于所述can收发器103从can总线102接收到的信令而将接收数据提供到can控制器101。can收发器103可以被配置成基于传输数据利用适用于逻辑高和逻辑低的电压电平并且根据can协议利用适用于双导线can总线的差分信令将信令提供到can总线102。can收发器103可以被配置成通过将总线的差分信令转换成用于can控制器的单个接收线或rxd上的位流来产生用于can控制器的接收数据。
51.本文中对can收发器或can控制器的提及可理解为至少部分地实施全部或部分can协议或者全部或部分can fd协议的控制器和收发器。本文中针对can收发器或can控制器描述的功能性可包括超出目前在can或can fd协议规范中，例如在所提出的can xl协议规范中所定义的功能性的增加的功能性。
52.can控制器101被配置成在传输输出104处提供传输数据以供在can收发器103的传输输入105处接收。传输输出104和传输输入105(也称为“txd”)可以包括集成电路引脚。因此，传输输入引脚105被配置成从can控制器101接收传输数据。can收发器103被配置成从can总线102接收信令并基于信令将接收到的数据提供到接收输出106以供在can控制器101处的接收输入107处接收。接收输出106和接收输入107可以包括集成电路引脚。接收输出106和接收输入107在本领域中也称为“rxd”。
53.can收发器103包括被配置成基于所述传输数据而在can总线102上传输信令的发
射器布置108。can收发器103还包括被配置成从can总线102接收信令并基于所述信令而提供接收到的数据的接收器布置111。
54.发射器布置108包括至少一个发射器，并且在此例子中包括两个发射器109、110。至少一个发射器被配置成在第一传输模式或第二传输模式中操作，其中在第一传输模式中，发射器布置被配置成利用第一性质传输所述信令，并且其中在第二传输模式中，发射器布置被配置成利用第二性质传输所述信令。第一性质和第二性质可包括一个或多个性质类型，例如波特率(例如，最大波特率、最小波特率或平均波特率)、电压电平方案、编码方案或其它。然而，为了便于在本文中解释，第一性质和第二性质可包括波特率，使得第一性质包括第一波特率，并且第二性质包括第二波特率，其中第二波特率高于第一波特率。使用更高的波特速率可提高数据可在can总线上传输的速率。然而，应了解，可替换的是，或另外，第一性质和第二性质可(在本文中的任何示例实施例中)为用于表示can总线102上的逻辑0和逻辑1的电压电平方案。举例来说，第一性质可包括使用所述第一波特率以及第一电压电平方案，并且第二性质可包括使用所述第二波特率以及不同的第二电压电平方案。
55.因此，进一步地，并且仅作为例子，第一传输模式可包括正常传输模式，并且第二传输模式可包括相比于正常传输模式具有更高的波特率的快速传输模式。在一个或多个例子中，第一发射器109可提供所述第一传输方式或正常传输方式，并且第二发射器110可提供所述第二传输方式或快速传输方式。
56.在一个或多个例子中，第二发射器110，或更一般来说，发射器布置108，可包括第一发射器元件和第二发射器元件，所述第一发射器元件被配置成朝向第一差分电压状态增大总线的至少两个导线之间的电位差，所述第二发射器元件被配置成朝向第二差分电压状态减小总线的至少两个导线之间的电位差。因此，发射器元件被配置成在第一差分电压状态与第二差分电压状态之间以有源方式驱动总线，且反之亦然。在常规can实施方案中，可使用终端电阻从总线汲取能量以采用差分电压状态中的一个，但在此示例配置中，总线202可由发射器元件驱动为第一差分电压状态和第二差分电压状态两者，所述发射器元件可体现为放大器。
57.应了解，在一个或多个例子中，发射器布置108可包括一个发射器，并且可使用施加到所述发射器的电压的变化、偏置电压以及切入和切出额外电路系统中的一个或多个来实现由单个发射器提供第一传输模式和第二传输模式。在其它例子中，可使用多于两个发射器来提供第一传输模式和第二传输模式。
58.接收器布置111包括至少一个接收器，并且在此例子中包括两个接收器112、113。至少一个接收器可以被配置成在第一接收模式或第二接收模式中操作，其中在第一接收模式中，接收器布置111被配置成利用第一性质从总线102接收信令，并且在第二接收模式中，接收器布置111被配置成利用第二性质从总线102接收信令。如上文所描述，性质可以是波特率、电压电平方案、编码方案或其它中的任何一个或多个。
59.因此，进一步地，并且仅作为例子，第一接收模式可包括正常接收模式，并且第二接收模式可包括快速接收模式，其中具有更高波特率的信令被配置成从总线被接收。
60.如上文所提及并且如此例子所示，接收器布置111包括被配置成在所述正常波特率下接收信令的第一接收器112和被配置成在更高的波特率下接收信令的第二接收器113。在一个或多个例子中，第一接收器112被配置成利用第一电压电平方案从can总线102接收
所述信令以确定信令的逻辑高和逻辑低，并且第二接收器113被配置成利用不同于第一电压电平方案的第二电压电平方案从can总线102接收所述信令以确定来自信令的逻辑高和逻辑低。因此，第一接收器112和第二接收器113在其能够在区分can总线102上的符号方面接收的波特率和用于在can总线上发信号通知(以实现利用第一性质和第二性质接收信令)的电压电平方案中的一个或多个方面可有所不同。接收器112、113中的每一个具有用于从双导线can总线102接收信令的两个输入，以及用于实现接收到的数据到can控制器101或其间的任何其它组件的向前传输的单个输出。
61.应了解，在一个或多个例子中，接收器布置111可包括一个接收器，并且可使用施加到所述接收器的电压的变化、偏置电压以及切入和切出额外电路系统中的一个或多个来实现由单个接收器提供快速接收模式和慢速接收模式。在其它例子中，可使用多于两个接收器来提供第一接收模式和第二接收器模式。
62.可以通过can控制器101确定节点100是否需要在第一传输模式而不是第二传输模式中操作。
63.现在转向can控制器101的示例配置，can控制器101可以包括控制器模块123，所述控制器模块123可以包括can协议控制器，并且被配置成输出传输数据。可以将传输数据提供到can收发器的传输输出104。传输数据可以包括can控制器101的至少一个操作模式中的nrz编码的传输数据(不归零nrz编码)。由接收器布置111接收的信令还可以是nrz编码的信令。由can控制器101在接收输入或rxd 107处接收到的接收数据还可以包括nrz编码的信令。
64.根据can协议，can总线102上的信令可包括逻辑0，即，根据总线的导线之间的(通常)2v提供的can协议的显性，或包括逻辑1，即，根据总线的导线之间的0v提供的can协议的隐性。can协议限定应提供每一总线电平的预定位时间。在理想情形中，可在预定位时间内提供显性和隐性电平(和/或可在can总线导线之间提供的其它差分电压电平)。
65.参考示例图3，示出了表示can协议消息的信令，所述can协议消息由差分总线信令提供，并且利用nrz信号方案在总线导线上编码。这意味着任何位都由专用总线电平表示。自被本领域的技术人员称为常规/经典can的can协议开始以来，以及在can fd(控制器局域网灵活数据速率)中，已经使用nrz位编码方案，并且计划将所述nrz位编码方案待用于下一can类型，也被称作“can xl”。
66.nrz编码的信号的一般问题为这些信号遭受信号失真，尤其在位长度变化方面。取决于所有种类的物理效应，表示总线102上的位的总线信令可分别在一个电平(例如显性电平或隐性电平中的一个电平)上变长而在另一电平(例如显性电平或隐性电平中的另一个电平)上变短，或在一个电平上变短而在另一电平上变长。因此，显性或逻辑0的时间长度可相对于由can协议限定的预定位时间增大，并且隐性或逻辑1的时间长度可相对于由can协议限定的预定位时间减小。在一个或多个例子中，位流的“占空比”或“不对称性”可能在总线202中从例如201、202、203的发送节点朝向例如接收节点100传送之后降级。所述路径上的每一元件，即总线202上的发送节点与接收节点之间的节点201、202、203，可添加到此“不对称性”。
67.图3示出了示出nrz编码的can位流的不对称性例子的时序图300。迹线301示出了由节点100或任何其它节点201、202、203接收的理想总线信号。逻辑低位的标称位长度304
与后续逻辑高位的标称位长度305相同。在迹线302中，示出了逻辑低位时间较短并且逻辑高位时间较长的第一“极限”。因此，位时间在逻辑高状态占主导的情况下不对称。在迹线303中，示出了逻辑高位时间较短并且逻辑低位时间较长的第二“极限”。因此，位时间在逻辑低状态占主导的情况下不对称。
68.由于can的总线系统中的节点100、201、202、203不具有共同时钟参考，并且不存在可能来自nrz编码的位流的简单时钟恢复，这是因为所有can系统利用基于沿的再同步。如果检测到沿，那么这被视为由发送节点驱动的位变化，并且接收节点可将所述位变化视为参考时间点以在基于本地振荡器并通过系统配置知道所用波特率之后对位进行重建。由于本地时钟源从未100％相同，因此接收节点将随时间漂移离开发送节点并且会丢失正确的位流。因此，这些检测到的沿可用于再同步。
69.在常规can和can fd中，此再同步在单个下降沿(隐性到显性位跃迁，差分总线电压0v到通常2v)上完成，并且仅使用所述下降沿来进行再同步。基于作为参考时间点的此下降沿对所有后续位进行检测，即，采样。
70.在常规can和can fd中，实际位电平采样被配置成用于系统并且允许对干扰进行滤波等等。为了容许两个方向上的不对称性，样本点(在对总线的电压进行采样以确定存在逻辑高状态还是逻辑低状态的位时间期间的时间)必须被配置成相对于最后检测到的同步沿处于位时间的中间。基于这一点，可在两个方向上容许至多位时间的50％的不对称性，但无法容许超过位时间的50％的不对称性。如果不对称性变得大于位时间的50％，那么采样不会产生正确位值，且通信停止，即，受不利影响或无效。
71.顺带提一下：由于在例如在一行中传输许多零或许多一的情况下，nrz编码的信号不具有保证的位沿，因此存在在已知位置处插入位流中的所谓“填充位”。对于常规can和can fd，这是在相同电平下每五个连续位进行的。由此，最晚在10位时间之后，在此类nrz编码的方案中存在同步沿。
72.由于在真实系统中并且尤其为了进一步开发can，例如所提出的can xl规范(以及can fd和经典can)，结构不对称性可变得高于位时间的可容许50％，并且提出将传入位流(即，在接收输入107处接收的位流)的采样机构改成rxd上的can控制器101。
73.在一个或多个例子中，还可以在没有仲裁的阶段内将想法传送到can fd。
74.图4示出了如在现有技术水平中，例如在经典can和can fd中执行的不对称信号的采样。采样可由被称为位时序逻辑块或btl块的实体执行。
75.迹线401示出了不对称位流(rxd)。不对称位流可以包括“最差情况单端rxd”。这可意味着这是经典can和can fd中可容许的最不对称的位流。区段402示出了常规“下降沿同步的位时序逻辑块”的操作，所述位时序逻辑块被配置成确定位流中存在逻辑高和逻辑低。
76.区段402示出了与最后一个同步下降沿同步的预期位长度，其中每一位时间分成区段tseg1和tseg2(和synchseg，如本领域的技术人员将知道，但为简单起见未示出)。下降沿在403处示出，并且因此，标称位长度从此点延伸。下降沿403属于未示出的synchseg区段。区段402示出了常规“下降沿同步的位时序逻辑块”的时序，其中位样本点404设置为从位的预期开始的标称位时间的大约50％，其中位的预期开始是基于最后一个下降沿403同步。如可见，样本点404在tseg1区段与tseg2区段之间，并且采样时间就在不对称位时间406内。
77.如果位样本点404处于从位的预期开始的标称位时间的70％，那么如405处所示，常规采样机构可能完全错过不对称逻辑低位406。
78.图5示出了如在现有技术水平中，例如在经典can和can fd中执行的不对称信号的采样。
79.迹线501示出了不对称位流。不对称位流可以包括“最差情况单端rxd”。这可意味着这是经典can和can fd中可容许的最不对称的位流。区段502示出了常规“下降沿同步的位时序逻辑块”的操作，所述位时序逻辑块被配置成确定位流中存在逻辑高和逻辑低。
80.区段402示出了与最后一个同步位同步的预期位长度，其在每一位时间分成区段tseg1和tseg2。下降沿在503处示出，并且因此，标称位长度应从此点延伸。区段502示出了常规“下降沿同步的位时序逻辑块”的时序，其中位样本点504设置为从位的预期开始的标称位时间的50％，其中位的预期开始是基于最后一个下降沿同步。如可见，样本点在tseg1区段与tseg2区段之间，并且采样时间在不对称位时间506内。
81.在504处的位样本点的情况下，位时序逻辑块能够正确地确定位506的状态，这是因为位506由于不对称性而较长。然而，下一位507较短，并且常规采样机构可将下一位采样点508放在例如509处的点处，所述点可能完全错过不对称的较短的逻辑高位507。
82.因此，通过基于固定位样本点404、504、508针对每一位电平使用常规can/can fd采样机构，可容许位时间的至多50％的不对称性。如图4和5所示，基于下降沿，使btl同步，并且在位时间的50％之后确定实际位电平。
83.在不对称性变得大于约50％的情况下，位样本点不再正确并且接收到的位流受到损害。
84.图6示出了可以如何实施这种经典can和can fd方法的例子。存在从接收输入107(也称为rxd)接收位流的单位时序逻辑块(btl)601。因此，btl 601包括can控制器101的一部分，并且位流是从can收发器103接收的。在单个沿上触发btl 601，并且所述btl 601基于配置的位样本点而提供位流的位电平。因此，如图4和5所示，在对位流的位进行采样之前，下降沿中的一个启动计时器，在上述例子中，所述计时器使用振荡器602来测量包括每一后续位的位时间的50％的时间。在“导出位电平”输出603处提供基于此采样得到的位电平。另外，btl 601在“下一位触发”输出604处提供关于是否提供下一位的信息。
85.我们现在将描述示例实施例。
86.代替仅使用隐性到显性沿来进行再同步，提出在can xl数据阶段中使用两个沿，这是因为在can xl数据阶段中，物理层确保两个位跃迁具有相等性能(推挽式驱动器，参见上文对发射器元件的描述)。相比之下，经典can不具有此类性质。在can fd收发器具有信号改善能力(sic)的例子中，can fd变得非常接近所述性质。应了解，sic在来自cia(自动化中的can)的可公开获得标准中通过cia601
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4规范限定，并且can fd是iso标准：iso11898
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1(协议)和iso 11898
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2(收发器)。推挽式驱动器和信号改善能力可至少提供发射器布置108，其中所述发射器布置被配置成在第一差分电压状态与第二差分电压状态之间以有源方式驱动总线，且反之亦然。如上文所提及，发射器布置108可包括被配置成将总线驱动为第一差分状态和第二差分状态的相应发射器元件。
87.此外，提出使用一种观察到的rxd位模式的后处理以不同方式对rxd总线信号采样。实际上，总线上的位变化的信息可通过观察rxd线上(即，接收输入107处)的电平已从一
个电平变为另一电平来获得。如果存在合理时间的信号变化(例如，持续合理的阈值时间以滤出噪声尖峰)，那么总线线路上存在位电平变化。在接收输入引脚107切换回到另一电平的情况下，这同样已经是总线上存在另一位的信息。对于恰当的消息接收，在哪一绝对时刻发现位电平变化不具有相关性，而是关于待重建的正确位次序。因此，位下降沿可在相对于上升沿的任何时间发生，并且由此，位的对称性不再相关。
88.因此，通过在固定时刻(例如，在从位的预期开始的位时间的50％的时间点处)读取沿信息而不是某一电平，nrz编码的位模式可通过根据“沿对沿”判断而重建。在一个标称位时间内不存在另外的沿的情况下，这表示具有相同电平的另一位。
89.因此，公开了一种控制器局域网can控制器，所述can控制器被配置成在接收输入rxd处接收位流，所述接收输入包括从耦合到can总线的can收发器到所述can控制器的接收路径的一部分，所述can控制器包括can采样机构，所述can采样机构可在所提出的can xl标准中具有应用，其中所述can采样机构或“设备”被配置成：
90.检测所述位流中的下降沿
91.分开地检测所述位流中的上升沿；以及
92.基于所述检测到的下降沿和所述检测到的上升沿而恢复不归零编码的位流。
93.在接收输入107处接收到的位流可能受制于上文所论述的不对称性。因此，在一个或多个例子中，所公开的是基于确定下降沿和上升沿两者的can采样机构被配置成通过基于检测到用于确定逻辑高的上升沿和用于确定逻辑低的下降沿准确地确定存在逻辑高状态或逻辑低状态来恢复位流。此技术可克服与在经典can中对位流进行采样的传统方式相关联的问题，在所述经典can中，下降沿限定同步点，并且标称位时间的预定分数用于确定捕获位的电平的采样时间点。在经典can中，在采样时间点处，位流中的电平确定位被确定为逻辑高还是逻辑低。
94.具体来说，can控制器可以被配置成在以克服不对称性效应的方式对位流进行采样的意义上恢复位流，并且其中可提供恢复的位流以供can控制器101的控制器模块123进一步处理，例如供can协议控制器进一步处理。
95.在一个或多个例子中，当使用上升沿和下降沿来确定逻辑高状态/逻辑低状态时，由噪声引起的信号尖峰有可能会错误地确定逻辑高位/逻辑低位，这是因为所述尖峰可表现为上升沿之后为下降沿，或下降沿之后为上升沿。
96.因此，在一个或多个例子中，可替换的是或另外，can采样机构可使用过采样(例如，一行或更多行中的两个样本)来抑制一行中的极快速沿的噪声，所述can采样机构至少使用单个样本来检测沿跃迁。多个沿的量可编程以限定抑制噪声脉冲的滤波器特性。因此，can采样机构可以被配置成以标称位时间的两倍或更多倍的速率对接收输入107处的位流进行采样。在其它例子中，can采样机构可以被配置成在检测到沿之后另外一次或多次地对位流进行采样以抑制噪声。因此，如果检测到上升沿，那么采样机构可以被配置成稍后在标称位时间内以预定次数对位流进行采样，并且如果检测到逻辑低，那么可确定上升沿为噪声。可替换的是，如果检测到上升沿，并且接着由所述一个或多个另外的样本确定逻辑高，那么可确定上升沿为有效总线状态。类似地，如果检测到下降沿，那么采样机构可以被配置成稍后在标称位时间内以预定次数对位流进行采样，并且如果检测到逻辑高，那么可确定下降沿为噪声。可替换的是，如果检测到下降沿，并且接着由所述一个或多个另外的样本确
定逻辑低，那么可确定下降沿为有效总线状态。作为例子，设备(下图中的btl 703和704)被配置成通过比位时间304、305更快地采集单独电平样本来进行“过采样”。典型过采样率可以包括每一位十个样本，但每一位5到15个样本或任何其它范围是可能的。这可以是用户可配置的。因此，可通过以下例子解释在一行中使用两个样本：设备可在(例如每一位时间10个样本中的)第一个为高并且下一个为低的情况下检测沿。在此情形中，噪声脉冲将立即被视为表示位的沿，所述沿在有噪声的总线上可能过于尖锐/过快。因此，设备可以被配置成在沿被视为表示位之前在一行中使用“n”个样本。作为例子，在单个样本沿检测的情况下，样本流111101111将为逻辑电平101位模式，这是因为是对单个样本作出判断。如果设备在例如一行中使用2个样本来指示真信号沿，那么同一样本模式不会引起位变化。因此，设备可通过后续经过过采样的样本来确认沿实际上为沿而不是噪声。举例来说，如果决定需要一行中具有相同逻辑状态的两个样本来确认沿不是噪声，那么此样本模式会引起位检测1111001111，但单个零现在将被视为“噪声”并被忽略。
97.因此，总的来说，为了具有一定的噪声滤波，恰当的沿的决定可基于仅接受一行中的两个或更多个相同样本的机构。至少任何不同的采样值被视为沿信息(或任选地，一行中的多个相同样本)。用于沿检测的一行中的样本的数量可以是可配置的。取得的样本越多，检测位所需要维持的电平变化就越长，并且由此，可容许不对称性的范围变小。这是噪声抑制与不对称性容差之间的平衡点。
98.在一个或多个例子中，can采样机构可以包括被配置成提供对下降沿的所述检测的第一沿监测器或“btl”和被配置成提供对上升沿的检测的第二沿监测器或“btl”。
99.在一个或多个例子中，can采样机构从本地振荡器接收时序信号。应了解，来自一个节点的时序信号可不同于或漂移离开网络中的另一节点100、201、202、203的时序信号。
100.因此，can采样机构可以被配置成基于在第一沿监测器和第二沿线监测器中的一个上检测到相应的上升沿或下降沿而使所述第一沿监测器和第二沿线监测器两者同步。实际上，如果检测到下降沿，那么两个沿检测器以相同的时间移位量校正其位时序以补偿发送节点与接收节点之间的振荡器容差。
101.因此，如果第一沿监测器检测到在参考本地振荡器确定的并非位时间的整数倍数的时间发生的下降沿，那么第一沿监测器确定本地振荡器与网络的传输节点不同步。然后，第一沿监测器可通过配置控制器以使得所述下降沿之间的时间为位时间的整数倍数来使第一沿监测器和第二沿监测器两者同步。这可以不同的方式实现。举例来说，第一沿监测器和第二沿监测器可被配置成使得本地振荡器的包括位时间的振荡数可以调整。可替换的是，可调整本地振荡器的频率。本领域的技术人员将了解提供所述同步的方式。
102.应了解，can控制器可以包括can fd控制器，所述can fd控制器包括实施can fd协议的can控制器。can fd控制器包括在本领域中称为“快速数据阶段”的阶段。所述can fd控制器可在所述快速数据阶段期间在接收输入处(即，在rxd线上)的位流上实施本文所描述的相同采样机构。
103.因此，为了实施，与目前在经典can和can fd中执行的采样相比，提出对传入的rxd位流进行过采样。所提出的采样机构的差异在于，所发现的信号跃迁已经被视为位电平变化。因此，can控制器使用位跃迁自身来确定位的值而不是将位跃迁用作计时器的开始点，这接着引起在预定位样本点处对位流的采样(这可基于标称位时间的50％)。
104.还参考图7和8描述了示例实施例。呈现可以在can控制器101中实施的示例can采样机构或设备700。
105.设备700包括输入节点701以从rxd接脚(即，接收输入107)接收位流，所述rxd接脚从can收发器103接收位流。应了解，can收发器103被配置成从can总线202接收差分信号并且将单个数字信号提供到接收输入107。can收发器103未被配置成解译差分信令，并且可以被视为充当基于差分信令的电平移位器。因此，来自总线202的信令的任何不对称性将存在于在107处接收并因此在输入节点701处接收的位流中。
106.设备700包括第一位时序逻辑模块(“btl”)703和第二位时序逻辑模块704。第一btl 703被配置成检测来自输入701的位流中的上升沿。第二btl 704被配置成检测来自输入701的位流中的下降沿。第一btl和第二btl还包括时钟输入705和706以从本地振荡器702接收时序信号。
107.在第一btl 703与第二btl 704之间提供双向连接707，以基于确定需要通过两个btl中的一个进行同步而在第一btl 703与第二btl 704之间提供同步信息以使所述两个btl同步。
108.设备700还包括被配置成从第一btl 703接收沿检测信号711并从第二btl 704接收沿检测信号712的btl选择器708。沿检测信号711、712可用于确定位流的逻辑高电平或逻辑低电平。选择器708还被配置成从第一btl 703接收位经过信号713并从第二btl 704接收位经过信号714。位经过信号可以被配置成发信号通知自最后一个上升沿或下降沿以来经过的位时间或其整数倍数。
109.所述第一块703和所述第二块704被配置成从振荡器702接收时钟信号，并且其中用于确定何时提供位经过信号的所述预定位时间由所述振荡器的循环数限定。
110.因此，在此例子和其它例子中，由包括独立硬件块的btl 703、704监测位流中的信号跃迁。btl与检测到的沿同步。一个btl与下降沿同步，另一个btl与上升沿同步。每当btl 703、704发现例如两个下降沿或两个上升沿(应理解，不管位流中的不对称性如何，每一类似沿可仅在标称位时间或所述标称位时间的整数倍数之后发生)之间的时间偏差时，这被视为振荡器容差问题并且btl被再同步。由此，所述设备的准确性加倍，并且预算可用于协议中的较高时钟容差或较少填充位。
111.在通过一个btl 703、704检测到沿(并且通过具有相同电平的任选的多个样本证实为有效沿)的情况下，此跃迁被确定为接收到的位并且被视为有效协议位。从现在起，另一btl 703、704接管并查找回到另一位电平的跃迁。在合理时间(实际上以标称预期位长度测量)内不存在回到另一电平的跃迁的情况下，发现在一行中具有相同电平的第二位，并且设备将这视为另一有效位电平。此过程继续，直到发现下一沿为止。
112.通过所述机构，可将占空比中的任何不对称性解码回到原始nrz位流，只要仍然能检测到沿即可。这改善了从传输节点到接收节点的路径上的可允许的信号降级，从而整体上针对系统中的容差实现高得多的稳健性。
113.因此，可在输入701处接收不对称位流。在位流中的下一沿处，第一btl 703将检测上升沿或第二btl 704将检测下降沿。在经历任何额外采样以移除噪声的情况下，第一btl 703对上升沿的检测将向btl选择器708提供指示接收到逻辑高的沿检测信令711。同样地，并且在经历任何额外采样以移除噪声的情况下，由第二btl 704对下降沿的检测将向btl选
择器708提供指示接收到逻辑低的沿检测信令712。每当经过标称位时间的整数倍数时，btl 703、704中的一个或两个还将基于来自振荡器702的时序信号和由btl存储的同步信息而将位经过信令713、714提供到选择器708，以用于将振荡器的振荡数转换成位时间。
114.另外，第一btl 703和第二btl 704中的每一个确定相对于第一btl 703的连续上升沿与相对于第二btl 704的连续下降沿之间的时间差。应了解，假设网络中的任何不对称性的起因将可能以相同方式影响连续上升沿或连续下降沿，那么时间差应为由协议限定的位时间的倍数。如果第一btl 703和第二btl 704确定连续上升沿之间的时间差或连续下降沿之间的时间差不是位时间的整数倍数，那么确定本地振荡器702已经漂移，或至少以与网络的传输节点100、201、202、203的本地振荡器不同的时序操作。因此，第一btl 703和/或第二btl 704可确定待应用的同步或校正，使得使用本地振荡器702确定的位时间与传入位流的位时间匹配。举例来说，btl可以被配置成基于振荡器的预定振荡数而确定位时间。如果确定位时间比发送节点慢，那么可减少预定振荡数。可替换的是，如果确定由btl确定的位时间比发送节点快，那么可增加预定振荡数。以此方式，选择器708基于由相应的第一btl 703和第二btl 704检测到的沿以及指示位时间的所述位经过信令而接收指示位流中存在逻辑高或逻辑低的信令，所述选择器708使用上升沿之间的时间差和下降沿之间的时间差而维持与发送节点同步。
115.因此，选择器708可被配置成重建不具有所述不对称性的nrz位流。因此，选择器708可被配置成在输出709处提供包括逻辑高或逻辑低的得到的电平，并在输出710处提供下一位触发信号，所述下一位触发信号提供关于位时间的经过的信息。因此，对于在一行中存在具有相同电平的多个位的情况，输出709处的信号不会变化，并且现在接收到具有相同电平的另一位的信息由710处的信号提供。因此，输出710可以被配置成每当btl 703、704已确定经过完成的位时间时输出例如脉冲；即第一btl 703(如果btl是活动的)或第二btl 704(如果btl以活动方式搜索沿。)因此，在一个或多个例子中，一旦一个btl检测到沿，另一个btl就可以变得活动以寻找下一沿。可通过在707处交换信令来提供btl的“活动”状态。因此，710处的信号用例如脉冲“触发”已发现位，而输出709处的信号提供关于所发现的位是逻辑1还是逻辑0的信息。
116.应了解，可以提供其它示例实施例。举例来说，第一btl和第二btl可以是信号处理元件的逻辑块而不是单独的硬件块。
117.为了概述，在所提出的can xl规范中，公开了将btl(参见图6：601)分成两个独立的引擎(参见图7：703、704)，所述引擎各自基于其检测到的沿而提供下一位电平。提议使用被配置成搜索位跃迁的两个btl块703、704。由此，可甚至在比50％更高的不对称性下重建位流。
118.此外，设备700可根据所述引擎的检测到的沿提供已经过全标称位时间的信息。在检测到沿之后，后处理从两个btl块703、704取得信息并在输出709、710处产生相应的位模式。应了解，输出709以及输出710处的触发信号与由第一btl和第二btl确定的上升沿和下降沿两者时间对准。此选择器708可以包括多路复用器，所述多路复用器基于检测到的沿而选择相应blt的输出，并且基于经过的位时间而触发下一位，所述经过的位时间是基于来自每一相应的第一btl 703和第二btl 704的位经过信号。
119.应注意，接收到的位流不提供标称位长度，并且不需要这样做。设备700能够实现
正确位次序的重建。
120.取决于由第一btl块703和第二btl块704确定的两个类似沿之间的时间，可发现一行中是否存在具有相同位电平的多个位，这是因为类似沿只能在全位周期之后发生。如果存在不具有电平变化的更多全位周期，那么可以使用简单计数器来限定发现的具有类似电平的位的数量。btl 703与btl 704之间的位经过信号和选择器708可提供此信息。
121.通过此方法，可容许不对称性的程度可与在过采样速率下检测到其余电平变化的程度一样。
122.图8示出了第一不对称位流801，其可被称为“最差情况单端rxd”。在时间802，第二块704检测下降沿并且因此在803处提供所述下降沿的沿检测信号。基于所述“第一”下降沿与805处所示的连续“第二”下降沿之间的时间而确定标称位长度时间或“长度”804。
123.在时间806，第一块703检测上升沿并且因此在807处提供所述上升沿的沿检测信号。在所述“第一”上升沿806与图8中不可见的连续“第二”上升沿之间确定标称位长度808。
124.如上文所提及，标称位长度包括802与805之间的时间差的整数倍数(即，2
×
标称位长度)。计算出的标称位时间或长度可接着用于校准设备700，使得根据振荡器信号702确定的预定位时间对应于计算出的标称位长度。
125.迹线812可被称为“下降沿同步btl传递“电平1位
””
，其示出了btl 703、704中的一个的动作。迹线813可被称为“上升沿同步btl传递“电平0位
””
，其示出了btl 703、704中的另一个的动作。迹线814可被称为“正确接收到的位流”。
126.位经过信号713在迹线810中示出，并且位经过信号714在迹线811中示出。
127.图9示出了第二不对称位流901。在时间902，第二块704检测下降沿并且因此在903处提供所述下降沿的沿检测信号。在所述“第一”下降沿902与905处所示的连续“第二”下降沿之间确定标称位时间或“长度”904。
128.在时间906，第一块703检测上升沿并且因此在907处提供所述上升沿的沿检测信号。在所述“第一”上升沿906与图9中不可见的紧邻“第二”上升沿之间确定标称位时间或长度908。
129.位经过信号713在迹线910中示出，并且位经过信号714在迹线911中示出。
130.如上文所提及，标称位长度包括902与905之间的时间差的整数倍数(即，2
×
标称位长度)。计算出的标称位长度可接着用于校准设备700，使得根据振荡器信号702确定的预定位时间对应于计算出的标称位时间或长度。
131.迹线912可被称为“下降沿同步btl传递“电平1位
””
，其示出了btl 703、704中的一个的动作。迹线913可被称为“上升沿同步btl传递“电平0位
””
，其示出了btl 703、704中的另一个的动作。迹线914可被称为“正确接收到的位流”。
132.图10示出了在can控制器中从接收到的例如不对称位流产生位流的示例方法。所述方法包括基于检测到下降沿1001而确定所述位流的逻辑低状态。所述方法包括基于检测到上升沿1002而确定逻辑高状态。所述方法包括确定1003连续上升沿之间的时间并确定连续下降沿之间的时间以确定接收到的位流1003的标称位长度，确定的标称位长度用于更新由设备700例如存储在每一btl中的预定位时间。预定位时间可用于确定位流中何时存在连续逻辑高或位流中何时存在连续逻辑低。预定位时间可用于在传输模式中向位提供时序。
133.除非明确陈述特定次序，否则可以任何次序执行上图中的指令和/或流程图步骤。
而且，本领域的技术人员将认识到，虽然已论述了一个示例指令集/方法，但是在本说明书中的材料可以多种方式组合从而还产生其它例子，并且应在此详细描述提供的上下文内来进行理解。
134.应了解，术语逻辑高和逻辑低通常用于指代由位流的上升沿和下降沿表示的不同逻辑状态，然而，可任意指派由沿表示的逻辑状态。因此，更一般来说，可使用术语第一逻辑状态和第二逻辑状态。
135.在一些示例实施例中，上文描述的指令集/方法步骤实施为体现为可执行指令集的功能和软件指令，所述可执行指令集在以所述可执行指令编程并控制的计算机或机器上实现。此类指令经过加载以在处理器(例如，一个或多个cpu)上执行。术语处理器包括微处理器、微控制器、处理器模块或子系统(包括一个或多个微处理器或微控制器)，或其它控制或计算装置。处理器可指代单个组件或多个组件。
136.在其它例子中，本文中示出的指令集/方法以及与其相关联的数据和指令存储于相应存储装置中，所述存储装置被实施为一个或多个非瞬态机器或计算机可读或计算机可用存储介质。这类计算机可读或计算机可用存储介质被视为物品(或制品)的一部分。物品或制品可以指任何所制造出的单个组件或多个组件。如本文所限定的非瞬态机器或计算机可用介质不包括信号，但此类介质能够接收并处理来自信号和/或其它瞬态介质的信息。
137.本说明书中论述的材料的示例实施例可整体或部分地经由网络、计算机或基于数据的装置和/或服务加以实施。这些可包括云、因特网、内联网、移动装置、台式电脑、处理器、查找表、微控制器、消费者设备、基础架构，或其它致能装置和服务。如本文和权利要求书中可使用，提供以下非排他性定义。
138.在一个例子中，本文论述的一个或多个指令或步骤是自动化的。术语自动化或自动地(和其类似变型)意指使用计算机和/或机械/电气装置来控制设备、系统和/或过程的操作，而不需要人类干预、观测、努力和/或决策。
139.应了解，据称将耦合的任何组件可直接地或间接地耦合或连接。在间接耦合的状况下，可在称为耦合的两个组件之间安置另外的组件。
140.在本说明书中，已经按选定的细节集合来呈现示例实施例。然而，所属领域的技术人员将理解，可以实践包括这些细节的不同选定集合的许多其它示例实施例。希望所附权利要求书涵盖所有可能的示例实施例。