DE19611945C1 - Einrichtung für den busvernetzten Betrieb eines elektronischen Gerätes mit Microcontroller sowie deren Verwendung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung für den busvernetzten Betrieb eines elektronischen Gerätes mit Microcontroller nach der Gattung des Anspruchs 1 und deren Verwendung gemäß Anspruch 29.

Die wachsende Zahl busvernetzter elektronischer Geräte beispielsweise in Industrieanlagen und Verkehrsmitteln, beispielsweise in Kraftfahrzeugen, folgert zwangsläufig Probleme hinsichtlich einer ausreichend sicheren bzw. ausreichend langen Betriebsfähigkeit dann, wenn für den Betrieb nur eine vorbestimmte elektrische Energiemenge zur Verfügung steht, so z. B. aus der Betriebsbatterie eines Verkehrsmittels oder der Stützbatterie einer Pro­ duktionsanlage für Noterhalt von Bearbeitungszustands­ daten etc. Um den Stromverbrauch zu beschränken, ist es bekannt, Geräte, die innerhalb einer bestimmten Be­ triebsphase nicht benötigt werden, abzuschalten.

So ist es z. B. von von der Anmelderin vermarkteten Fahrzeugen bekannt, in Kraftfahrzeugen Steuergerä­ te, deren Stromverbrauch bei Stillstand des Fahrzeugs stört, von der Klemme 15 des Zünd-/Startschalters aus mit Strom zu versorgen. Bei abgezogenem Zünd/Start-Schlüssel sind sie so von der Bordstromversorgung aus­ genommen. Geräte, deren Betriebsfähigkeit auch bei Nichtbetrieb des Fahrzeugmotors unverzichtbar ist, werden von der dauerstromversorgten Klemme 30 mit Strom versorgt.

Geht man jedoch davon aus, daß allein der Spannungsreg­ ler eines jeden solchen dauerstromversorgten Gerätes ca. 500 µA, der Ruhestrombedarf des Transceivers (Empfangs­ diskriminator und Endstufe) zwischen Bus und Elektronik ca. 150 µA und der Ruhestrombedarf der jeweiligen Gerä­ teperipherie (z. B. Spannungsteiler, Sensorstromquellen etc.) jeweils ca. 500 µA beträgt, resultiert für jedes Gerät ein Gesamtruhestrombedarf von mehr als 1 mA.

Sind beim Beispiel eines Kraftfahrzeugs mit busver­ netzten Steuergeräten z. B. 30 solcher Geräte vorhan­ den, würde dies einen Gesamtruhestrombedarf von min­ destens 30 mA bedeuten. Bei einem Kraftfahrzeug kann dies zur Folge haben, daß das außer Betrieb genommene Kraftfahrzeug infolge beständiger Entladung seiner Bat­ terie nach ca. 3-4 Wochen nicht mehr startbar ist. Dies hat wiederum zur Folge, daß in entsprechenden Kraftfahrzeugen, die z. B. in einen anderen Kontinent verschifft werden sollen, zwecks Sicherstellung ihrer Startbarkeit am Empfangsort vor der Verschiffung eine Abtrennung der Batterie vom Bordnetz erforderlich ist.

Ähnliche Probleme treten auch bei Nutzfahrzeugen für technische Hilfseinsätze auf, die nur selten im Ein­ satz sind und deren technische Zweckausrüstung bus­ vernetzt ist.

Der Beitrag "CAN-Anschluß für C166-Architektur" in der FZ Design & Elektronik 14/15-1994, S. 36-39 offenbart einen Bus-Transceiver als Bindeglied zwischen einem zwei­ drähtigen Bus-Medium und einem CAN-Controller, wobei die­ ser beim behandelten Beispiel eines Controllers C167Cx zusammen mit einem XBUS-Interface als CAN-Modul auf dem Chip des C167Cx mitintegriert ist.

Der Beitrag "Multiplexsystem im Kfz" in der FZ Elektro­ nik Informationen Nr. 3-1988, S. 54-55, zeigt die Block­ schaltung eines Multiplex-Transceivers, dessen Empfänger ein über den Bus empfangenes Wecksignal auszugeben vermag.

Im Beitrag "Mikrocomputer in Kfz-Anwendungen" in der FZ Elektronik 4-1989, S. 48-56, wird ein Konzept eines elek­ tronischen Steuergerätes für automobile Anwendungen vor­ gestellt, in welchem ein spezieller Spannungsregler zur Stromversorgung ausschließlich einer Leistungsperipherie vorgesehen ist. Dieser Spannungsregler ist vom Mikro­ computer aus an- und abschaltbar.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Einrichtung für den busvernetzten Betrieb eines elektronischen Gerätes mit Microcontroller vorzuschlagen, welche es erlaubt, das Gerät aus einem begrenzten Energievorrat längstmög­ lich in Betriebszuständen mit reduzierter Aktivität zu halten.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrich­ tung mit den kennzeichnenden Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst.

Die erfindungsgemäße Einrichtung erlaubt einem bus­ vernetzten elektronischen Gerät aus einem begrenzten Energievorrat längstmöglich in Betriebsruhe bzw. -zu­ ständen mit reduzierter Aktivität zu verharren, aus denen heraus es auf kontrollierte Weise normale Akti­ vität sehr schnell entwickeln kann.

Sie macht die Verfügbarkeit sowohl der Busprotokoll-Funktion als auch des Microcontrollers zum Zwecke der Aufrechterhaltung sowohl der Weckfähigkeit des Gerä­ tes als auch der Wahrnehmungsfähigkeit bezüglich auf­ tretender Busfehler überflüssig.

Erfindungsgemäß umfaßt die Einrichtung hierfür eine aus einem übergeordneten Potential versorgbare, im Signal­ flußpfad zwischen den beiden Busadern und dem Buspro­ tokoll-Modul angeordnete und wenigstens der zwei Be­ triebsarten "Senden und Empfang" (NORMAL) und "Schla­ fen" (SLEEP)) fähige Halbleiterschaltung, die ihrerseits umfaßt: An die beiden Busadern angeschlossene Empfangs­ mittel, deren Ausgang mit dem Empfangseingang der Bus­ protokollfunktion kommuniziert und Sendemittel, deren Eingang mit dem Sendeausgang der Busprotokollfunktion kommuniziert; einen Weckeingang aufweisende und mit dem Bus verbundene Weckerkennungsmittel und Schaltmit­ tel zur Bereitstellung an einem Steuerausgang eines Einschaltsignals (ENA/NINH) nach Erkennung eines Weck­ signales von besagtem Eingang oder vom Bus und zur Ab­ gabe eines Abschaltsignals (NENA/INH) in der Betriebs­ art "Schlafen" (SLEEP); einen aus dem übergeordneten Po­ tential versorgbaren Spannungsregler zur Bereitstellung einer geregelten Ausgangsspannung, mit welcher der Micro­ controller und das Busprotokoll-Modul mit Betriebsenergie versorgbar sind, wobei der Spannungsregler einen mit dem Steuerausgang der Halbleiterschaltung kommunizierenden Steuereingang aufweist und so beschaffen ist, daß er bei Anliegen des Einschaltsignales (ENA/NINH) einschaltet und bei Anliegen des Abschaltsignals (NENA/INH) abgeschaltet ist.

Gemäß der Fortbildung nach Anspruch 2 verfügt der Regler über autonome Mittel zum definierten Starten des Microcontrollers sobald für diesen die Betriebs­ spannung bereitgestellt ist.

Gemäß der Fortbildung nach Anspruch 3 ist die Halblei­ terschaltung so beschaffen, daß sie beim Auftreten eines die normale Kommunikationsweise über beide Bus­ adern beeinträchtigenden Busfehlers sich sowohl bezüg­ lich der Empfangsmittel als auch bezüglich der Sende­ mittel ohne Unterstützung durch den Microcontroller für die beste noch bestehende Möglichkeit einer Not­ kommunikation über den Bus einzustellen und/oder um­ zukonfigurieren und/oder zu adaptieren vermag.

Die gemäß Anspruch 4 fortgebildete Einrichtung umfaßt zwei in Abhängigkeit von der Busteilnehmerzahl fest­ legbare Abschlußelemente und ihre Halbleiterschaltung Busfehler-Erkennungsmittel und kooperative Busabschluß-Umschaltmittel sowie Busfehler- und Weck-Auswertungs­ mittel zur Aufbereitung wenigstens eines an den Micro­ controller abgebbaren Fehler- bzw. Unterbrechungssignals (ERR/INT) im Weck- oder Busfehlerfall.

Diese Fortbildung verhilft der Einrichtung zu einer besonders schnellen Reaktion auf Wecksignale und Bus-Fehler, da eine Softwarestütze diesbezüglich nicht mehr erforderlich ist.

Weitere Vorteile ergeben sich bei Fortbildungen gemäß Ansprüchen 5 bis 28.

So ermöglicht die Fortbildung gemäß Anspruch 5 vermöge einer vom Spannungsregler aus gesteuerten Rücksetzung nach Aufbau der Versorgungsspannung für den Microcon­ troller die Abgabe wenigstens eines Signals zur Ein­ stellung der Betriebsart der Halbleiterschaltung nach genau definierter Zeit. Dies kann zu Prüfzwecken der Initialisierungsstrecke Regler-Microcontroller auf Fehlerfreiheit ausgenutzt werden.

Die Fortbildung gemäß Anspruch 6 hat den Vorzug, daß auch bei Vorliegen bzw. Auftreten von Busfehlern im SLEEP-Mode eine Weckfähigkeit über den Bus noch wei­ testgehend erhalten bleibt.

Die Fortbildung gemäß Anspruch 7 leistet eine Einfluß­ nahme auf den Busabschluß bei unterschiedlichen Betriebs­ arten auch im Fehlerfall auf sehr einfache Weise so, daß alle wesentlichen Elemente integrierbar sind.

Die Fortbildung gemäß Anspruch 8 erübrigt externe Hilfs- und Schutzbeschaltungen.

Die Fortbildung gemäß Anspruch 9 vermeidet bei Vorlie­ gen einer Eigenstörung bzw. eines Eigenfehlers des Ge­ rätes die Beeinträchtigung der Funktion der übrigen Teilnehmer am Bus.

Die Fortbildung gemäß Anspruch 10 verhindert ein Latch- up des Busnetzes durch Fehler im Bereich der Sendeend­ stufe, ihres Eingangssignalpfades und ggfs. ihrer Zu­ standssteuerung.

Die Fortbildung gemäß Anspruch 11 kann den Stromver­ brauch in der zweiten Betriebsart auch im Fehlerfalle reduzieren.

Die Fortbildung gemäß Anspruch 12 bewirkt eine hohe Störsicherheit im Betriebszustand "Schlafen" (SLEEP).

Die Fortbildungen gemäß Ansprüchen 13 bis 15 kommen der weitgehenden Integrierbarkeit aller Ersatzabschlüsse entgegen.

Die Fortbildung gemäß Anspruch 16 erweitert die Funk­ tion der Einrichtung u. a. auch im Hinblick auf eine schnelle Erkennbarkeit von Busfehlern und eine schnellstmögliche Aktivierbarkeit eines mit der Ein­ richtung ausgestatteten elektronischen Gerätes.

Die Fortbildung gemäß Anspruch 17 erschließt eine Überwachung des übergeordneten Stromversorgungspo­ tentials.

Die Fortbildung gemäß Anspruch 18 ermöglicht eine detailliertere Analyse und Reaktion auf verschiedene Erscheinungsformen von Versorgungseinbrüchen.

Die Fortbildung gemäß Anspruch 19 kommt einer einfachen Integrierbarkeit und Minimierung der Anschlußzahl einer entsprechenden Halbleiterschaltung entgegen.

Die Fortbildung gemäß Anspruch 20 ermöglicht die Realisierung der Detektion eines Abklemmens des elektronischen Geräts von seiner Stromversorgung.

Die Fortbildungen gemäß den Ansprüchen 21 und 22 stellen sicher, daß bei Ausfall der Betriebsspannung oder bewußter Abschaltung eines Gerätes der Bus nicht unkontrolliert belastet wird. Dies dient der Aufrecht­ erhaltung einer ungestörten Buskommunikation bei Ver­ sorgungsdefekt oder Abschaltung eines Gerätes.

Die Fortbildung gemäß Anspruch 23 sichert ein schnellstmögliches autonomes Reagieren eines jeden mit der Einrichtung ausgestatteten Gerätes auf einen Busfehler, ohne Erfordernis einer Bus-Kommunikation.

Gemäß Anspruch 24 kann eine hierfür vorgesehene Um­ konfiguration so erfolgen, daß Botschaftsverluste gänzlich ausgeschlossen werden.

Eine Fortbildung gemäß Anspruch 25 verhilft der Ein­ richtung zu einer hohen elektromagnetischen Verträg­ lichkeit und hohen Störungsunterdrückung insbeson­ dere im Fehlerfall.

Bei Ausbildung gemäß Anspruch 26 ist die von der Einrichtung umfaßte Halbleiterschaltung durch Design­ kompilation zusammen mit anderen Halbleiterschalt­ kreisfunktionen auf einem Halbleiterchip beliebig erstellt.

Die Fortbildungen gemäß den Ansprüchen 27 und 28 erschließen Vorteile sowohl hinsichtlich der Herstel­ lungskosten eines entsprechenden Gerätes als auch hin­ sichtlich seiner Baugröße und seines Gewichts.

Der Anspruch 29 betrifft die Verwendung der Einrich­ tung in einem Verkehrsmittel.

Insgesamt erlaubt die Einrichtung also alle zum Empfang vom Bus benötigten Signaldiskriminatoren und die zum Senden benötigten Busadertreiber (d. h. die Sendeendstufe) und alle Mittel zur Echtzeit-Busfehler­ erkennung und -behandlung in einer einzigen Halbleiter­ schaltung zu konzentrieren, welche somit das Physical Layer zwischen dem Busprotokoll-Chip bzw. der Busproto­ kollfunktion des betreffenden Gerätes und dessen Micro­ controller und den zwei Adern eines beispielhaft nach CAN-Standard gestalteten Busses repräsentiert. Sie erübrigt den Betrieb des Microcontrollers zur Erken­ nung möglicher Busfehler ebenso wie zur fehlerfall­ weisen Umkonfigurierung der Empfangs- und Sendemittel zwecks Übergang von der differentiellen Zweidraht-Betriebsweise auf eine nur eindrähtige z. B. über Masse.

Durch die Funktionsautonomie der Einrichtung kann auf softwaregestützte und deshalb verhältnismäßig langsame und vor allem die Busprotokollfunktion bean­ spruchende Tests am Bus verzichtet werden. Dies kommt der Reaktionsschnelle eines entsprechenden Netzwerkes im Falle des Auftretens von Busfehlern zugute (Vermei­ dung von Botschaftsverlusten).

Der Busprotokoll-Chip braucht bezüglich einer Fehler­ überwachung des Busses dann, wenn das betreffende elek­ tronische Gerät zwecks Stromersparnis abgeschaltet werden soll, keinerlei Funktion mehr zu erfüllen. Dies ist die Voraussetzung dafür, daß der übliche Busprotokoll-Chip bzw. die entsprechende Protokoll-Funktion dann, wenn das betreffende Gerät unter Strom­ spargesichtspunkten außer Betrieb genommen werden soll, mitabgeschaltet werden kann. Die Abschaltbar­ keit der Busprotokoll-Funktion hat zur Folge, daß aus der dadurch erschlossenen Abschaltbarkeit des Spannungsreglers des betreffenden Gerätes eine be­ trächtliche Stromersparnis resultiert. Es muß nur der Ruhestrom der erfindungsgemäßen Einrichtung gedeckt werden.

Die Einrichtung bezieht diesen Ruhestrom am Span­ nungsregler des betreffenden elektronischen Gerätes vorbei unmittelbar aus der übergeordneten Strom­ versorgungsschiene - also z. B. aus der zentralen Bordnetzklemme eines Kraftfahrzeugs. Dank ihrer Verbindung mit jenem Potential kann die Einrichtung des weiteren eine Bewertung eben dieses Versorgungs­ potentials bzw. eine Kontrolle der ordnungsgemäßen Funktion des Spannungsreglers vornehmen dahingehend, daß im Fehlerfalle der Bus freigeschaltet wird/bleibt.

Ein Ausführungsbeispiel der Einrichtung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Be­ schreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 Ein Blockschaltbild der Einrichtung bei Implementation in einem CAN-Busnetz;

Fig. 2 eine schematische Veranschaulichung verschiedener, zu Funktionsblöcken zu­ sammengefaßter Funktionen der integrier­ ten Halbleiterschaltung 100 in Fig. 1;

Fig. 3a ein schematisches Wirkschaltbild der durch den Funktionsblock 131 bewirkten Abschlußbeschaltung der Bus-Adern;

Fig. 3b ein Wirkschaltbild analog zu Fig. 3a bei resistivem Ersatz eingeprägter Strom­ quellen und mit einer weiteren Schalt­ funktion;

Fig. 4 ein schematisches Wirkschaltbild der Einrichtung im CAN-Netzverbund mit an­ deren derartigen Einrichtungen in der Betriebsart "NORMAL";

Fig. 5 ein schematisches Wirkschaltbild der Einrichtung im CAN-Netzverbund mit an­ deren derartigen Einrichtungen in der Betriebsart "SLEEP" oder "STANDBY" ohne Busfehler;

Fig. 6 ein schematisches Wirkschaltbild zur Erläuterung der Nichtweckbarkeit aus dem SLEEP-Mode eines symmetrisch ter­ minierten CANs über CAN_L bei Unter­ brechung von CAN_H;

Fig. 7 ein schematisches Wirkschaltbild zur Erläuterung der Weckbarkeit aus dem SLEEP-Mode eines asymmetrisch termi­ nierten CANs über CAN_L bei Unter­ brechung von CAN_H;

Fig. 8 ein Schema des Spannungsverlaufs auf der asymmetrisch abgeschlossenen Bus-Ader CAN_L bei einem Weckvorgang gemäß Fig. 7;

Fig. 9 ein schematisches Wirkschaltbild der Einrichtung im CAN-Netzverbund mit an­ deren derartigen Einrichtungen in der Betriebsart "SLEEP" oder "STANDBY" mit Masseschluß an CAN_L;

Fig. 10 ein schematisches Wirkschaltbild der Einrichtung im CAN-Netzverbund mit an­ deren derartigen Einrichtungen in der Betriebsart "SLEEP" oder "STANDBY" mit Versorgungsschluß an CAN_H;

Fig. 11 eine schematische Illustration der von der Einrichtung unmittelbar erkenn- und behandelbaren Busfehler;

Fig. 12a ein vereinfachtes Diagramm zur Veran­ schaulichung verschiedener Spannungsver­ läufe nach dem Anschalten an eine Be­ triebsstromquelle;

Fig. 12b ein Blockschaltbild zur Veranschauli­ chung der betriebszustandsabhängig unterschiedlichen Auswertung eines Fehler- bzw. Unterbrechungssignals der Einrichtung;

Fig. 13 ein Gesamtblockschaltbild zur groben Veranschaulichung der einfachen Struktur eines mit der Einrichtung ausgestatteten, busvernetzt betreibbaren Geräts.

Gemäß Fig. 1 umfaßt die Einrichtung eine integrierte Halbleiterschaltung 100, realisiert in beliebiger Technologie und Gestalt sowie einen elektronisch ein- und ausschaltbaren Spannungsregler 20, der an die Stelle des üblicherweise in entsprechenden elektronischen Geräten enthaltenen Spannungsreg­ lers tritt.

Die Halbleiterschaltung 100 ist hier figürlich als integriertes Bauelement in herkömmlichem Sinne ver­ sinnbildlicht. So kann sie auch praktisch ausgeführt sein. Gleichwohl kann es sich dabei aber auch um eine Anlage auf einem monolithischen Halbleiter-Chip han­ deln, die dort z. B. als Bestandteil einer umfängli­ cheren Halbleiterschaltung z. B. in der Art einer Standardzelle deponiert ist. Der Rahmen der Erfin­ dung umfaßt jedenfalls ohne Beschränkung auch alle dazwischenliegenden Verkörperungsformen.

Die Halbleiterschaltung 100 ist zwischen die Bus-Adern CAN_H und CAN_L und das dem Microcontroller 21 des betrachteten elektronischen Gerätes zugeord­ nete Busprotokoll-Modul 22 geschaltet, entkoppelt letzteres also vom Bus CAN_H/CAN_L (Im folgenden bezeichnet CAN_H bzw. CAN_L die jeweilige Bus-Ader, CAN_H/CAN_L hingegen beide Adern, d. h. den Bus als physikalische Zweidrahtleitung).

Zu diesem Zweck sind CAN_H und CAN_L an entsprechen­ de Anschlüsse 11 bzw. 12 der Halbleiterschaltung 100 geführt. Die Halbleiterschaltung 100 ihrerseits ist über je einen Verbindungspfad 2 und 3 für zu sendende Daten TxD und zu empfangende Daten RxD mit dem Tx/Rx- Kommunikationsport des Busprotokoll-Moduls 22 verbun­ den. Die Halbleiterschaltung 100 steht ferner durch weitere Anschlüsse 8 und 9 über zwei Abschlußwider­ stände 16 und 17 mit der entsprechenden Busader CAN_H bzw. CAN_L in Verbindung.

Des weiteren hat die Halbleiterschaltung 100 einen Ein­ gang 7, der über einen Widerstand 18 mit logischem H-Potential, beispielsweise mit Versorgungspotential oder einem Potential, das nahe bei letzterem liegt, verbun­ den ist. Der Widerstand 18 ist andererseits über einen abgesetzten Schalter 25 mit Masse GND verbindbar.

Die Halbleiterschaltung 100 weist des weiteren wenig­ stens einen zur Abgabe eines Fehler- und Unterbrechungs­ signals (ERROR bzw. INTERRUPT) an einem Ausgang 4 auf, der mit einem entsprechend belegten Eingang des I/O-Ports 23 und/oder einem entsprechenden Interrupt-Ein­ gang 24 des Microcontrollers 21 verbunden ist, sowie zwei vice versa in entsprechender Weise aus dem I/O-Port 23 des Microcontrollers 21 angesteuerte Eingänge 5 und 6 für ein STANDBY-Signal (STB am Eingang 5) und ein TRANSMIT-ENABLE-Signal (EN am Eingang 6).

Für ihre Stromversorgung weist die Halbleiterschaltung 100 einen Anschluß 13 gegen Masse GND auf, des weiteren einen Anschluß 14, an welchem das Speisepotential VBATT - vorzugsweise bezogen über eine Verpolungsschutzein­ richtung 19 aus einem übergeordneten Versorgungspoten­ tial UBATT - anliegt.

Die Halbleiterschaltung 100 weist des weiteren einen Steuerausgang 1 und einen Eingang 10 auf, die beide mit einem von der Einrichtung mitumfaßten elektronischen Spannungsregler 20 verbunden sind, an dessen Eingang 20.1 ebenfalls das Speisepotential VBATT geführt ist.

Der Ausgang 20.2 des Reglers 20 ist einerseits mit dem vorgenannten Eingang 10 der Halbleiterschaltung 100 verbunden und versorgt im übrigen den Microcon­ troller 21 und das Busprotokoll-Modul 22 sowie die übrige, in Fig. 13 figürlich angedeutete Elektronik des die Einrichtung beinhaltenden elektronischen Ge­ räts mit Betriebsstrom bei einer gegenüber VBATT um den Reglerabfall reduzierten Spannung VCC.

Der Regler 20 weist des weiteren einen Eingang 20.3 für ein (VOLTAGE REGULATOR) ENABLE- bzw. -NOTINHIBIT- oder NOTENABLE- bzw. INHIBIT-Signal - im folgenden ENA/NINH bzw. NENA/INH abgekürzt - auf, der mit dem Steuerausgang 1 der Halbleiterschaltung 100 kommuni­ ziert. Des weiteren weist der Regler 20 noch einen POWER ON RESET-Ausgang 20.4 - im folgenden PWROR abgekürzt - auf, der über eine Leitung 29 mit einem Reset-Eingang 28 des Microcontrollers 21 kommuniziert.

Zum nachfolgend besseren Verständnis der Funktion der bis hierher beschriebenen Einrichtung wird nun zuerst auf die innere Funktionsstruktur der Halbleiterschal­ tung 100 anhand Fig. 2 bis Fig. 8 näher eingegangen.

Gemäß Fig. 2 ist die Halbleiterschaltung 100 hier bei­ spielhaft in vier Blöcke 110, 120, 130 und 140 aufge­ teilt; die für die interne Stromversorgung erforder­ lichen Speisepfade dieser Blöcke sind in Fig. 2 aus Übersichtsgründen weggelassen. Die im folgenden be­ schriebene Verteilung von Detailfunktionen auf diese Blöcke ist nicht absolut zwingend und stellt keine Beschränkung der Erfindung dar. Vielmehr hat sich diese Verteilung für eine erste Realisierung der Halb­ leiterschaltung 100 als zweckmäßig erwiesen und wird in Abhängigkeit von unterschiedlichen Realisierungs­ technologien innerhalb gewisser Grenzen variabel sein.

Eine wesentliche physikalische Funktion der Halblei­ terschaltung 100 besteht in der elektrischen Isolation des Busprotokoll-Moduls 22 gegenüber CAN_H und CAN_L, auf welchen Surge- & Load Dump-Transienten auftreten können, welche das - je nach Fabrikationstechnologie mehr oder weniger empfindliche - Busprotokoll-Modul 22 (u. U. auch den gesamten Microcontroller 21) zer­ stören könnten. Zu diesem Zweck kann die Halbleiter­ schaltung 100 spezialisierte, hier nicht näher be­ schriebene Halbleitermittel umfassen, die vorzugs­ weise im Block 110 enthalten sein können, insbeson­ dere Mittel zum Überspannungsschutz gegenüber der Speisepotentialschiene VBATT. Die Realisierung sol­ cher Mittel sind dem Fachmanne geläufig.

Der Block 110 umfaßt ferner die für die interne Strom­ versorgung sämtlicher Teilfunktionen aus dem am Anschluß 14 der Halbleiterschaltung 100 anliegenden Speisepoten­ tial VBATT erforderlichen Mittel. Ein durch den Block 140 geschleiftes Steuer- bzw. Schaltpotential (zur Ge­ neration des ENA/NINH-Signals für den Spannungsregler 20) wird dem Block 140 über einen Pfad 151 zur Verfü­ gung gestellt.

Des weiteren umfaßt der Block 110 Detektormittel, welche einen Einbruch des am Anschluß 14 anliegen­ den Speisepotentials VBATT bis zur Unterschreitung eines ersten Grenzwertes VL1 (z. B. 3,5 Volt bei einem Kraftfahrzeug) und vorzugsweise auch einen Einbruch des am Anschluß 10 anliegenden Reglerausgangspoten­ tials VCC bis zur Unterschreitung eines zweiten Grenzwertes VL2 (z. B. 1 Volt bei einem Kraftfahrzeug) erfassen, des weiteren optional die Gleichzeitigkeit bzw. zeitliche Abfolge des Eintretens solcher Unter­ schreitungen. Die Signale besagter Diskriminatoren werden durch logische Mittel zu einem Powerfail- Signal verknüpft, das über einen Pfad 102 an den Block 140 übermittelbar ist und dessen Bedeutung weiter unten noch näher ausgeführt wird.

Des weiteren umfaßt hier beispielhaft der Block 110 noch eine Weck-Erkennungs-Logik (WAKEUP Logic) 111. An diese Logik sind zum einen der oben beschriebene Anschluß 7 und zum anderen die an den Anschlüssen 11 und 12 liegenden Busadern CAN_H und CAN_L geführt. Diese Weck-Logik ist so beschaffen, daß sie sowohl ein analoges Wecksignal bzw. eine Wecksignalflanke vom Anschluß 7 als auch eine Weckbotschaft vom Bus wie auch immer in ein standardisiertes WAKEUP-Signal umsetzen kann, das über den Pfad 103 an den Block 140 (zur Auswertung im Funktionsblock 145) ausgege­ ben wird.

Der Block 120 umfaßt vorzugsweise alle für das Aus­ lesen des Busses erforderlichen Lesemittel 121, d. h. solche zur differentiellen und eindrähtigen Signaler­ fassung, einschließlich sämtlicher Fehlerbehandlungs- und Logikmittel 122, die zum busfehlerabhängigen Wech­ sel der verschiedenen Lesearten (z. B. Zweidraht-, Ein­ draht gegen GND oder VCC, u. U. auch Eindraht gegen "Dead Wire" etc.) forderlich sind. Diese können vor­ zugsweise u. a. Bezugspegelvergleicher, Aderpegelver­ gleicher und/oder Vorzeichendiskriminatoren mit um­ fassen.

Der Block 120 kann so beschaffen sein, daß er zu einer fehlerresponsiven Einstellung und/oder Umkon­ figuration und/oder Adaption seiner Empfangsmittel - unabhängig von den Sendemitteln und deren entspre­ chender fehlerresponsiven Einstellung und/oder Um­ konfiguration und/oder Adaption - selbsttätig und/ oder selbständig in der Lage ist, d. h. absolute Betriebs- und Funktionsautonomie aufweist (Full- supported Receiver).

Das gewonnene digitale Botschaftssignal RxD geben nachgeschaltete Logikmittel 122 sowohl an den Anschluß 3 der Halbleiterschaltung 100 als auch über einen in­ ternen Pfad 104 an das Fehlersignalisierungs-Modul 143 im Block 140 ab.

Der Block 130 beinhaltet alle mit dem Signalfluß­ pfad zusammenhängenden Mittel, die bei einer Reali­ sierung zweckmäßigerweise nicht dem Empfangsblock 120 zugeordnet werden und insoweit in weitestem Sinne den Sendemitteln im Signalflußpfad zugeord­ net sind.

Dies hängt damit zusammen, daß sowohl die Empfangs- als auch die Sendemittel bevorzugt so ausgebildet und dimensioniert sind, daß sie - ohne externer Schutzmit­ tel zu bedürfen - jeweils für sich autonom fehlerto­ lerant gegenüber allen busweit applikationsspezifisch möglichen Fehlerzuständen d. h. durch solche nicht beschädigbar sind. Insoweit sind die außer der Weck- Erkennungs-Logik 111 und den Empfangsmitteln 120 am Bus noch liegenden Funktionsblöcke 131 und 132 bzw. deren Mittel hier beispielhaft dem Sendeblock 130 zu­ geordnet, der nur insoweit Sendemittel in allerwei­ testem Sinne enthält; in engem Sinne sind Sendemit­ tel von 133 umfaßt (Die in Abhängigkeit von der je­ weils gewählten Realiserungstechnologie der Halblei­ terschaltung 100 vorzusehenden Designdetails für schadlose Fehlertoleranz sind an sich bekannt).

Der Block 130 umfaßt den Funktionsblock "Abschlußum­ schaltmittel" 131 zur Um- und Hochohmigschaltung des Busabschlusses wie durch die Abschlußwiderstände 16 und 17 vorgegeben, einen Funktionsblock 132 "Busfeh­ ler-Erkennungsmittel" zur Diskrimination von Fehler­ zuständen auf CAN_H/CAN_L, und zwar insbesondere auch Kurzschlüsse jeweils einer Busader nach Masse GND bzw. UBATT im Schlaf- bzw. Bereitschaftszustand (SLEEP/STANDBY), sowie Sendemittel in Form einer in obigem Sinne fehlertoleranten Endstufe 133, wel­ che intern CAN_H- und CAN_L-Einzeltreiber enthält, die ausgangsseitig an die Anschlüsse 11 und 12 ge­ führt sind.

Als wesentliche Elemente kann eine derartige End­ stufe High- und Lowside-Schalter umfassen, deren Schaltausgänge über Koppeldioden an den Busadern liegen. Die Endstufe ist jedenfalls so ausgeführt, daß sie in Abhängigkeit von der Art eines auftreten­ den Busfehlers auf die jeweils noch bestmögliche Notkommunikationsweise eingestellt und/oder umkon­ figuriert und/oder adaptiert werden kann (z. B. Wechsel auf Einaderbetrieb). Der Block 130 umfaßt auch erforderlichenfalls hierfür benötigte Mittel.

Optional kann die Endstufe ferner so ausgeführt sein, daß sie bei Auftreten eines Defekts bzw. Eigenfehlers der Halbleiterschaltung 100 vom Bus CAN_H/CAN-L auto­ matisch freigeschaltet wird bzw. bleibt, etwa durch Sperrung ihres EN-Einganges. Eine solche Freischaltung kann von zwangsläufiger Art sein. Optional kann ferner insbesondere im Eigenfehlerfalle auch die Stromversor­ gung der Endstufe automatisch abschaltbar ausgeführt sein, wodurch insbesondere bei Fehlern im Bereich der Endstufe, ihres Eingangssignalpfades oder ihrer Zustandssteuerung ein Latchup des Bus-Netzes durch Fehlbestromung der Busadern vermieden wird. Die oben erwähnten Kopplungsdioden können in diesem Zusammen­ hang dann als Entkopplungsventile wirken.

Der Funktionsblock 132 steht mit dem Funktionsblock 131 in Verbindung, des weiteren mit dem Steuerungs­ block 140. Er kommuniziert auch mit der Sendeendstufe 133. Letztere weist einen An-/Abschalteingang (TRANSMIT-ENABLE) EN auf, der mit dem Anschluß 6 der Halb­ leiterschaltung 100 kommuniziert.

Die vorgenannte Möglichkeit einer Zwangsfreischal­ tung der Endstufe 133 vom Bus CAN_H/CAN_L kann z. B. so realisiert sein, daß der Eingang EN der Endstufe 133 im Falle eines Defekts verriegelbar ist, so daß sich das Sendesignal TxD auf den Bus nicht mehr aus­ wirken kann. Eine solche Zwangsfreischaltung kann auch für den Fall vorgesehen sein, daß das Potential VBATT und/oder VCC unter einen vorbestimmten Schwell­ wert abfällt, wodurch eine unerwünschte inaktive Bürdelast am Bus vermieden wird.

Der Steuerungsblock 140 erfüllt ebenfalls mehrere Funktionen. Hierzu umfaßt er - als Mittel zur Initia­ lisierung des Microcontrollers 21 - einen gesteuerten Schalter oder ein Gatter 141 zur Abgabe am Anschluß 1 von 100 eines Abschalt- bzw. Einschalt-Signals ENA/NINH für den Spannungsregler 20, einen Funktionsblock 142 zur Erkennung und Einstellung der vom Microcontroller auferlegten Betriebsarten "Schlafen", "Bereitschaft", "Nur-Empfang" und "Normal" (entsprechend "Senden und Empfang" (SLEEP, STANDBY, RECEIVE ONLY, NORMAL)) der Einrichtung, und ein Fehlersignalisierungs-Modul 143.

Letzteres besteht vorzugsweise aus einem Funktions­ block 144 zur Auswertung von Busfehlern in ein (BUS-) ERROR-INTERRUPT-Signal und einem Funktionsblock 145 zur Erzeugung eines WAKEUP-INTERRUPT-Signals in Ab­ hängigkeit von einem Wecksignal und/oder eines POWERFAIL-INTERRUPT-Signals als Folge eines Versorgungs­ mangelzustandes wie weiter unten näher erläutert. Wie ebenfalls weiter unten i.V. mit Fig. 12b erläu­ tert enthält der Block 143 zwecks Generation dieser verschiedenen Signale beispielsweise wenigstens drei Flag-Flipflops für ein WAKEUP-, ein POWERFAIL und ein BUS ERROR Flag; diese Flags werden betriebsart­ abhängig als INTERRUPT ausgelesen.

Zur Erkennung der verschiedenen Betriebsarten weist der Funktionsblock 142 hier beispielhaft einen zwei Bit breiten Port auf, bestehend aus Eingang 5 für STB (STANDBY) und Eingang 6 für EN (TRANSMIT-ENABLE), wobei letzterer erwähntermaßen mit dem gleich ge­ kennzeichneten An-/Abschalteingang der Endstufe 133 verbunden ist. Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die hier beispielhaft vier durch zwei lo­ gische Pegel binär selektierbare Betriebsarten der Halbleiterschaltung 100 beschränkt.

Der Funktionsblock 142 ist ferner mit dem Fehlersig­ nalisierungs-Modul 143 verbunden, letztwelches hier beispielhaft einen einzigen, an den Anschluß 4 von 100 geführten Ausgang ERROR/INTERRUPT - im folgenden auch abgekürzt ERR/INT - für ein Fehleranzeige- bzw. Unter­ brechungssignal sowie einen internen Eingang aufweist, dem über den bereits erwähnten Pfad 104 das vom Block 120 ausgegebene Botschaftssignal zuführbar ist. Durch eine Zuordnung zu verschiedenen Betriebszuständen der Halbleiterschaltung 100 können einem ERR/INT-Signal an Anschluß 4 unterschiedliche Bedeutungen zugewie­ sen werden.

Ohne Beschränkung der Allgemeinheit können auch wenig­ stens zwei designierte Ausgänge ERROR und INTERRUPT vorgesehen sein, deren ERROR- bzw. INTERRUPT-Signale dann nicht betriebsartabhängig interpretiert zu werden brauchen, sofern eine entsprechend größere Anzahl von Anschlüssen für die Halbleiterschaltung 100 tolerier­ bar ist. Im vorliegenden Beispiel ist ein nur 14-poli­ ges DIL-Pinout für Logikschaltungen etwa im SO-14 Ge­ häuse zugrundegelegt. Die aufgrund dieser Begrenzung der Anschlußzahl auf insgesamt vierzehn somit erforder­ liche Uminterpretation des am Ausgang 4 abnehmbaren Signals wird weiter unten i.V. mit Fig. 12a und 12b noch erläutert.

Die Funktion der so weit beschriebenen Einrichtung ist folgende.

Vermöge vom Spannungsregler 20 mitumfaßter Mittel erzeugt dieser an seinem Ausgang 20.4 nach jedem Ein­ schalten ein PWROR-Signal und gibt dies über die Ver­ bindung 29 an einen Rücksetzeingang 28 des Microcon­ trollers 21 ab, um dessen ordnungsgemäße Initialisie­ rung nach Aufbau seiner Speisespannung VCC sicherzu­ stellen.

Da die Einschaltung des Spannungsreglers über ENA/NINH vonseiten der Halbleiterschaltung 100 ausgelöst wird, kann so durch Überwachung in der Halbleiterschaltung 100 der Zeitspanne zwischen der den Regler 20 aktivie­ renden ENA/NINH-Flanke und eines der EN- und STB-Bits für die Einstellung der Initialbetriebsart der Halb­ leiterschaltung 100 (also entsprechend t₈-t₄ in Fig. 12a) eine Prüfung der Initialisierungsstrecke Regler-Microcontroller auf Fehlerfreiheit erfolgen.

Die an den Anschlüssen 5 (STANDBY/STB) und 6 (TRANSMIT ENABLE/EN) anliegenden Selektions-Bits selektie­ ren eine der hier beispielhaft vier Betriebsarten SLEEP, STANDBY, RECEIVE ONLY, und NORMAL der Halblei­ terschaltung 100. Diese Betriebsarten werden im Rah­ men einer übergeordneten Bus-Management-Software zum Betrieb des Busnetzes verwaltet und explizit von der Applikations-Software des betreffenden elektronischen Gerätes, in welchem die Einrichtung sich befindet, initiiert.

In der Betriebsart SLEEP ist der Schalter bzw. das Gate 141 so aktiviert, daß das vom Steuerausgang 1 an den Steuereingang 20.3 des Spannungsreglers ausge­ gebene logische Signal ENA/NINH zur Abschaltung des Reglers 20 führt. Aus Stromersparnisgründen ist das logische Potential am Steuerausgang 1 in dieser Be­ triebsart beispielsweise "L". Infolge der Abschal­ tung des Reglers 20 sind der Microcontroller 21 und das Busprotokoll-Modul 22 ohne Speisespannung VCC und deshalb stromlos. Als unmittelbare Folge kann an/in den/die beiden Eingänge/n 5 (STB) und 6 (EN) sta­ tionär nur das Potential Null anstehen bzw. kein Strom fließen, entsprechend also dem Selektionswort "LL" am I/O-Port 23 des Microcontrollers 21 für die beiden Signale STB und EN in der Betriebsart SLEEP.

An der Halbleiterschaltung 100 liegt hierbei also nur die Speisespannung VBATT an, während die Spannung VCC am Anschluß 10 Null ist. Ein - minimaler - Stromver­ brauch geschieht also nur durch die Halbleiterschal­ tung 100 von der Schiene VBATT aus; da VCC = Null, ist die gesamte VCC-versorgte Elektronik des betrachteten Gerätes stromlos.

In der Betriebsart SLEEP muß die Einrichtung nur eine definierte Minimalaktivität auf CAN_H/CAN_L und/oder am Anschluß 7 quasi-statische Weck-Anforde­ rungen z. B. von einem Schalter 25 erkennen, der aus Stromersparnisgründen bevorzugt als Arbeitskontakt nach Masse GND ausgebildet ist, sowie bei Bedarf das ENA/NINH-Signal generieren, kommt also mit 30 . . . 500 µA Versorgungsstrom aus.

Diese Betriebsart kommt somit für Geräte in Frage, bei denen eine gewisse Zeit duldbar ist, die zwischen dem Aufbau des Potentials VCC und dem Anfachen der internen Clock-Frequenz und der Initialisierung des Watchdogs des Microcontrollers 21 verstreicht (Größenordnung 25 ms).

Im Falle eines Weckens durch Aktivität auf CAN_H/CAN_L wird eine solche Aktivität von der Weck-Erken­ nungs-Logik 111 in 110 sensiert, was im Steuerungs­ block 140 zur Ansteuerung des Schalters oder Gatters 141, damit zur Aktivierung des Spannungsreglers 20, damit zu Einschaltung von VCC, damit zur Aktivierung des Bus-Protokoll-Chips 21, des Clock-Oszillators des Microcontrollers 21 und seines hier nicht figürlich ausgeführten Watchdogs und ggfs. - über Anschluß 3 - zur Abgabe von Botschaftsdaten an den Rx-Eingang des Busprotokoll-Moduls 22 führt.

Im Falle eines lokalen Weckens durch den Schalter 25 wird durch dessen Betätigung der Eingang 7 auf "L" gesetzt, was vermittels der Weck-Erkennungs-Logik 111 und des Pfades 103 ebenfalls zur Ansteuerung des Schalters oder Gatters 141 und somit zum gleichen Weck-Ergebnis führt.

Die Betriebsart NORMAL kann aus der Betriebsart SLEEP durch Sensierung einer WAKEUP-Anforderung entweder über den Bus - also vermittels der Weck-Erkennungs­ logik 111 - oder als lokale Anforderung durch den Schalter 25 erfolgen.

Die Betriebsart STANDBY ist dadurch gekennzeichnet, daß das von der Halbleiterschaltung 100 an den Span­ nungsregler 20 abgegebene ENA/NINH-Signal letzteren einschaltet bzw. eingeschaltet hält. Die Speisespan­ nung VCC ist folglich auch in der Betriebsart STANDBY präsent.

Infolgedessen wird in der Betriebsart STANDBY sowohl das Busprotokoll-Modul 22 als auch die übrige Elektro­ nik des betrachteten Geräts in Betrieb gehalten. In­ folgedessen kann vom Microcontroller 21 an den Ein­ gang 5 der Halbleiterschaltung 100 der von "L" ab­ weichende STANDBY-Signalpegel "H" ausgegeben werden.

Die Betriebsart STANDBY kommt somit für Geräte bzw. Fälle infrage, bei denen die gewisse, im Falle der Betriebsart SLEEP duldbare Zeit (Größenordnung 25 ms) nicht verloren werden darf, bis der Bus-Proto­ koll-Chip operationsfähig wird. Praktische Beispiele hierfür wären z. B. die Zylinderneutralfahrt an einer Druckmaschine oder die Infrarot-Fernbedienung der Türverriegelung eines Kraftfahrzeugs, welche zwecks Vermeidung von Ansprechhemmungen und/oder Botschafts­ verlusten eine Empfangsbereitschaft binnen kürzester Zeit verlangen.

Die Aktivierung der Halbleiterschaltung 100 in die Betriebsarten STANDBY, RECEIVE ONLY und NORMAL ist insgesamt auf dreierlei Weisen bewirkbar: Vom Micro­ controller 21 aus über 4, 5 und 6, per Botschaft über CAN_H/CAN_L und durch lokale Weck-Anforderung etwa durch einen Schaltkontakt.

In allen drei Fällen ist wesentlich, daß bezüglich des Aufbaues des Einschaltsignales ENA/NINH beim Wecken die beiden Steuerbits EN und STB den logischen Zustand "L" haben, während für das anschließende Aufrechter­ halten des Einschaltsignales ENA/NINH eines dieser Bits den logischen Pegel "L" verlassen, d. h. "H" sein muß. Die Bereitstellung des Einschaltsignales ENA/NINH ist also in eine Initialisierungsphase unter Kontrolle durch die Halbleiterschaltung 100 (solange der Micro­ controller 21 noch nicht vollständig stromversorgt bzw. fertig initialisiert ist) und eine Haltephase unter Kontrolle durch den Microcontroller unterteilt. Nur der Microcontroller kann auf der Basis seiner Applikationssoftware die Halbleiterschaltung 100 wieder in die Betriebsart SLEEP schicken.

Anhand Fig. 3a bis Fig. 7 wird nunmehr die Wirkungs­ weise des Funktionsblocks 131 im Hinblick auf die an CAN_H und CAN_L angeschalteten Abschlußwiderstände 16 und 17 erläutert. Dabei veranschaulichen Fig. 3a und Fig. 4 die Abschlußbeschaltung CAN_H und CAN_L im normalen, aktiven Betriebszustand (Senden und Empfangen) ohne Vorliegen eines Busfehlers.

Gemäß Fig. 3a enthält der Funktionsblock 131 u. a. einen Schalter S₁, der den Anschlußpunkt 8 mit Masse GND verbinden und dadurch CAN_H über den externen Abschlußwiderstand 16 an Masse schalten kann, einen Schalter S₂, der den Anschlußpunkt 9 mit dem gere­ gelten Speisepotential VCC verbinden und dadurch CAN_L über den externen Abschlußwiderstand 17 an VCC anschalten kann, sowie wenigstens einen weiteren Schalter S₃, der CAN_L über einen internen Wider­ stand 17′ mit dem höheren Speisepotential VBATT verbinden kann. Dabei sind der Schalter S₁ durch eine Stromquelle 26 mit Einprägstrom I_OL und der Schalter S₃ durch eine Stromquelle 27 mit Einpräg­ strom I_OH überbrückt. Die Ströme I_OH und I_OL sind sehr gering und können einheitlich in der Größen­ ordnung von z. B. 1 . . . 20 µA liegen.

Ohne Beschränkung der Allgemeinheit können die Strom­ quellen auch durch hochohmige Widerstände zwischen z. B. 50 . . . 250 kΩ ersetzt sein, wie in Fig. 3b ver­ anschaulicht.

Die Abschlußwiderstände 16 und 17 sind gleich und werden in Abhängigkeit von der vorbekannten Anzahl der Bus-Teilnehmer festgelegt. Normalerweise können sie z. B. 560 Ω ± 5% bei einem größeren Bus-Netz und maximal 15 kΩ ± 5% bei einem kleinen Busnetz aufwei­ sen. Die Niederohmigkeit in größeren Busnetzen folgt einerseits aus der höheren kapazitiven Bürde größerer Netze und andererseits aus der Forderung ausreichen­ der Unterdrückung unerwünschter Einstreuungen stati­ scher und elektromagnetischer Art in einem räumlich weitverzweigten Busnetzwerk. Der vorzugsweise in der Halbleiterschaltung 100 integrierte interne Wider­ stand 17′ weist in einem Busnetz, das für rund 20 Teilnehmer konzipiert ist, einen Wert in der Größen­ ordnung von 12 kΩ auf, basierend auf einem Widerstand 17 in der Größenordnung von 600 Ω für Normalabschluß. Näheres zur Dimensionierung siehe Fig. 6 und Fig. 7 und zugehöriger Beschrieb. In der Praxis kann ein ON-Widerstand der Schalter S₁ bis S₃ bis zu 200 Ω tolerabel sein.

In der Betriebsart NORMAL (Senden und Empfang) sind die Schalter S₁ und S₂ geschlossen, S₃ hingegen offen, d. h. CAN_L liegt über den Widerstand 17 an VCC und CAN_H liegt über den Widerstand 16 an Masse GND. So lange kein Busfehler vorliegt, kann der Einfluß der Ströme I_OH und I_OL vernachlässigt werden.

Insoweit veranschaulicht Fig. 4 nur die wesentlichen Teile eines CANs mit beispielhaft drei busvernetzten Geräten A, B und C, d. h. das durch entsprechende Stel­ lung der Schalter S₁ bis S₃ dabei wirksame Netzschalt­ bild im Betriebszustand NORMAL. Es wirken also jeweils alle externen Abschlußwiderstände 16 und 17 der Bus­ teilnehmer A bis C an CAN_H bzw. CAN_L parallel.

Hinsichtlich Fig. 3a sind in den Betriebsarten SLEEP und STANDBY die Schalter S₁ und S₃ geschlossen, S₂ hingegen offen, d. h. CAN_L liegt nunmehr über den höheren internen Widerstand 17′ am höheren Potential VBATT und CAN_H liegt über den Widerstand 16 an Masse GND. So lange kein Busfehler vorliegt, kann der Ein­ fluß der Ströme I_OH und I_OL auch hier vernachlässigt werden.

In entsprechender Weise veranschaulicht Fig. 5 nur die wesentlichen Teile desselben CANs im Betriebszu­ stand SLEEP oder STANDBY, d. h. das durch entsprechen­ de Stellung der Schalter S₁ bis S₃ dabei wirksame Netzschaltbild. Es wirken also jeweils die externen Abschlußwiderstände 16 und die internen Abschluß­ widerstände 17′ der Busteilnehmer A bis C an CAN_H bzw. CAN_L parallel.

Es liegt also in den Betriebsarten SLEEP und STANDBY in allen am Netz liegenden Geräten ein asymmetrischer Busabschluß vor, indem sich zum einen die Werte der Widerstände 16 und 17′ je nach Anzahl der Busteil­ nehmer etwa um einen dieser Anzahl entsprechenden Faktor unterscheiden und zum anderen die Widerstän­ de 17′ anders als die Widerstände 17 nicht an VCC als Bezugspotential, sondern an der höheren Speise­ spannung VBATT liegen. Durch diese Maßnahme wird die Weckfähigkeit des CANs über CAN_L auch noch dann sichergestellt, wenn eine Unterbrechung von CAN_H vorliegt, wie nachfolgend anhand Fig. 6 bis Fig. 8 erläutert.

In Fig. 6 und 7 versinnbildlicht der im Gerät A symbolisierte Schalter 25′ den elektronischen Schalter, der die Ader CAN_L im Aktivierungsfalle von ihrem hohen rezessiven Pegel auf den nur wenig über Masse GND liegenden aktiven Pegel des CAN_L schaltet. Bezüglich der Pegelverhältnisse wirkt der Schalter 25′ also nicht nur ähnlich wie der bereits erwähnte Schalter 25 nach Masse GND am lokalen Weckeingang 7 der Halbleiterschaltung 100. Letztlich wird er innerhalb der Halbleiter­ schaltung auch wirksam infolge einer Aktivierung eines externen lokalen Weck-Schalters 25.

Gemäß Fig. 6 sind in der Betriebsart SLEEP die Spannungsregler 20 in den Busteilnehmern A bis n abgeschaltet, wodurch VCC als Terminierungspo­ tential ausfällt, weil infolge Fehlens von VCC alle VCC-Schienen geräteintern virtuell an Masse GND liegen. Wäre hierbei CAN_L durch Widerstände 17′ mit einem Wert entsprechend dem der Wider­ stände 17 und 16 gegen VCC - im SLEEP-Zustand also virtuell gegen Masse GND - terminiert, wäre beispielsweise bei unterbrochener Busader CAN_H ein Wecken über die Busader CAN_L nicht möglich.

Ein Widerstand 17 mit dem Wert R - als Weckquell­ widerstand R_Q - könnte vom Potential VCC im wecken­ den Busteilnehmer A aus die Bus-Ader CAN_L gegen den Gesamtlastwiderstand von R_L = R/(n-1) (also z. B. 1/20 R aufgrund 20 parallel wirkender Widerstände 17 des­ selben Wertes R in einem Busnetz mit 21 Teilnehmern) an Masse nur um einen kleinen Bruchteil von VCC auf ein Potentail im Bereich von 100 . . . 200 mV anheben, was nicht ausreichte, um eine solche Weckbotschaft störsicher zu lesen. Diese Problematik wächst mit der Zahl der Netzteilnehmer und parasitären Masse­ offsets (durch Stromschleifen) z. B. längs ausgedehn­ ten Anlagen oder Fahrzeugen.

Die Maßnahme gemäß Fig. 7 schafft hier Abhilfe. Der Widerstand 17′ weist hier einen erheblich größe­ ren Wert auf, der etwa einem Vielfachen entsprechend der erwartbaren Anzahl n von Geräten am Bus entspricht (also z. B. ca. 12 kOhm, wenn der Widerstand 17 ca. 600 Ω in einem Busnetz mit etwa 20 Teilnehmern ent­ spricht). Das weckende Gerät A "sieht" folglich den insgesamt größeren Lastwiderstand R_L′ = R′/(n-1).

Außerdem liegt dieser Widerstand 17′ nicht an dem im Betriebszustand SLEEP verschwindenden Potential VCC (normalerweise ca. 5 Volt), sondern - vermittels S₃ anschaltbar - an dem wesentlich höheren, auch in der Betriebart SLEEP verfügbaren Speisepotential VBATT (beispielsweise ca. 12 Volt).

Durch diese Maßnahme wechselt also die Source-Funk­ tion des in Fig. 6 weckenden Gerätes A über in eine Source-Funktion der Vielschaft aller zu weckenden Geräte B bis n am Bus, während dem weckenden Gerät A diesbezüglich eine Sink-Funktion verbleibt.

Der Spannungsverlauf auf der Ader CAN_L des so im SLEEP-Zustand asymmetrisch abgeschlossenen CANs ab dem Beginn zur Zeit t₁ eines Weckvorganges über diese Ader ist in Fig. 8 veranschaulicht. Initial hat der Spannungshub auf CAN_L einen Wert V_{CAN_Li} zwischen VCC und VBATT. Ausgelöst durch die (bei diesem gro­ ßen Spannungshub störfrei erkennbare) Weckbotschaft über CAN_L erzeugt in jedem der am Bus liegenden Teilnehmer-Geräte A bis n die Halbleiterschaltung 100 das ENA/NINH-Signal, welches einerseits über die bereits erwähnten Funktionsblöcke 111 und 140 samt Schalter bzw. Gatter 141 alle Spannungsregler 20 in diesen Geräten einschaltet und damit VCC in jedem Gerät verfügbar macht.

Andererseits wird bei Verfügbarkeit von VCC mittels des Schalters S₃ die Verbindung zwischen CAN_L und dem Speisepotential VBATT über den hochohmigen Ab­ schlußwiderstand 17′ aufgetrennt und statt dessen CAN_L vermittels S₂ durch den normalen Abschlußwider­ stand 17 mit dem niedrigeren Speisepotential VCC ver­ bunden. Es ist also ersichtlich, daß zu einem Zeit­ punkt t₂ der Abfall des Spannungshubes am Bus über Masse GND auf einen stationären Wert V_{CAN_Lstat} ab­ geschlossen ist, wobei die Zeitspanne (t₂-t₁) im wesentlichen der Über-Alles-Response-Zeit der Halb­ leiterschaltung 100 und des Reglers 20 auf ein Weck­ signal ist.

An dieser Stelle sei angemerkt, daß innerhalb eines Busnetzes einzelne Busteilnehmer durchaus in der Be­ triebsart STANDBY und andere im SLEEP-Zustand verhar­ ren können. Ein Wecken anderer Busteilnehmer könnte hierbei auch durch ein in der Betriebsart STANDBY befindliches Gerät erfolgen, wenn hierfür im Sinne des symbolischen Schalters 25′ der Lowside-Schalter der Endstufe 133 aktivierbar ist.

Ein Beispiel für die Anwendung der Betriebsart STANDBY ist z. B. der (wartende) Materialbahneinzug einer Druckmaschine oder der Infrarotempfangsteil einer Schließanlage eines Fahrzeugs, der ununterbrochen auf das Eintreffen des Materialzulaufs bzw. codierten Entriegelungssignals warten muß. In diesem Zustand ist bei einem solchen Gerät der Regler 20 eingeschal­ tet, VCC folglich präsent, so daß der Zeitverbrauch (t₂-t₁) bis zu einer Response über den Bus größ­ tenteils entfällt.

Ohne Beschränkung der Allgemeinheit kann der Funk­ tionsblock 131 auch ein Wirkschema gemäß Fig. 3b aufweisen; in diesem Falle wirken die Widerstände 17 und 17′ jeweils in Serie. Der Widerstand 17′ wäre insoweit am Anschluß 9 der Halbleiterschaltung 100 wirksam. Grundsätzliches ändert sich dadurch an der Netzbetrachtung gemäß Fig. 4 bis 11 jedoch nicht.

Des weiteren ist in Fig. 3b veranschaulicht, daß der mit der Stromquelle 26 in Fig. 3a korrespon­ dierende Widerstand 26′ gleichwohl mit Masse GND auch über einen besonderen Schalter S_OT freischalt­ bar verbunden sein kann, um beispielsweise i.Z. mit der automatischen Anpassung der Pegelkomparation der Empfangsmittel 120 und/oder der Sendeendstufe 133 im Falle eines Busfehlers oder bei externen Diagnosemessungen am Bus eine Testfunktion zu er­ möglichen. Diese Wirkung könnte bei einer Lösung gemäß Fig. 3a auch durch eine Abschnürsteuerung der Stromquelle 26 realisiert werden.

Auf der Basis des Wirkschaltbildes gemäß Fig. 3a veranschaulicht nun Fig. 9 die Verhältnisse im weiten Netzverbund bei Kurzschluß der Bus-Ader CAN_L nach Masse GND in der Betriebsart "SLEEP" oder "STANDBY".

Bei einem Widerstand 17′ von z. B. 12 kΩ träte in diesem Fall in einem beispielhaft 20 Teilnehmer umfassenden Netz busweit ein resultierender Leck­ widerstand von 600 Ω zwischen dem internen Geräte-Speisepotential VBATT von z. B. 12 Volt und Masse GND auf, d. h. busweit ein Leckstrom von 20 mA, der zu einer raschen Entladung einer Batterie als Ver­ sorgungsquelle führen könnte.

Im Falle eines solchen Kurzschlusses wird dieser deshalb vom oben erwähnten Funktionsblock 132 der Halbleiterschaltung 100 (Fehlererkennungs-Modul) in jedem einzelnen Busteilnehmer erkannt, was im Funktionsblock 131 bewirkt, daß jeweils der Schal­ ter S₂ öffnet und der Schalter S₃ schließt, wodurch die Stromquellen 27 wirksam werden. Deren verhält­ nismäßig geringer Strom von z. B. nur 5 µA ergibt bei 20 Geräten busweit nur 0,1 mA Leckstrom. Dieser Strom ist klein genug, daß er in der natürlichen Selbstentladungsrate beispielsweise einer Notstrom- oder Starterbatterie völlig untergeht.

Entsprechend veranschaulicht Fig. 10 die Verhältnis­ se im Netzverbund bei Kurzschluß der Bus-Ader CAN_H mit einer Bordnetzschiene an UBATT in der Betriebs­ art "SLEEP" oder "STANDBY" (Versorgungsbordschluß).

Bei einem Widerstand 16 von z. B. 600 Ω träte in diesem Fall in einem beispielhaft 20 Teilnehmer umfassenden Netz busweit ein resultierender Leck­ widerstand von 30 Ω zwischen z. B. der Bordnetzklem­ me 30 mit ca. 13 Volt und Masse GND auf. Dies hätte busweit einen Gesamtleckstrom von 430 mA zur Folge, der zu einem noch rascheren Abbau der beispielhaft zum Starten der Brennkraftmaschine benötigten Bat­ terieladung führte.

Tritt ein solcher Kurzschluß auf, wird er von dem oben erwähnten Fehlererkennungs-Modul 132 der Halb­ leiterschaltung 100 in jedem einzelnen Busteilnehmer erkannt. Dies bewirkt im Funktionsblock 131, daß je­ weils der Schalter S₁ geöffnet wird, wodurch die Stromquellen 26 wirksam werden. Deren verhältnis­ mäßig geringer Strom von z. B. nur 5 µA ergibt bei 20 Geräten busweit auch nur vernachlässigbare 0,1 mA Leckstrom.

Beim Vorliegen eines Kurzschlusses von CAN_H nach UBATT oder GND oder CAN_L nach Masse GND oder UBATT besteht bezüglich der Umschaltung des Busabschlus­ ses vermittels der Schalter S₁ bis S₃ kein grund­ sätzlicher Unterschied in Abhängigkeit davon, ob der betreffende Kurzschluß bereits vorliegt, wenn der Microcontroller 21 die SLEEP- oder STANDBY-Zu­ standsinstruktion an die Halbleiterschaltung 100 überträgt, oder ob der Kurzschluß erst auftritt nachdem zuvor der SLEEP- oder STANDBY-Betriebszu­ stand ordnungsgemäß erreicht worden ist.

Die festverdrahtete Logik der Halbleiterschaltung 100 bewirkt, daß der die kurzschlußfehlerhafte Bus-Ader überwachende Pegeldiskriminator oder Kompara­ tor innerhalb des Funktionsblocks 132 verriegelt wird und als unmittelbare Folge dieses Schaltvor­ ganges der (lokale) Abschluß an eben diese Busader auf "Kurzschluß erkannt" umgeschaltet wird, d. h. die Stromquelle 26 oder 27 bzw. der Widerstand 26′ oder 27′ wirksam geschaltet wird.

Sobald der Kurzschluß verschwindet, zieht der entsprechende, sehr geringe Eingangsstrom (in Fig. 3a z. B. an 8 (RTH) oder 12 (CAN_L) im SLEEP- oder STANDBY-Betriebszustand die betreffende Bus-Ader auf ein Potential nahe dem in diesen Betriebsarten normalen Potential. Als Folge wird der Bus-Abschluß auf den im SLEEP- und STANDBY-Betriebszustand nor­ malen umgeschaltet (16 und 17′ wirksam).

Zur Übersicht sind in Fig. 11 alle von der Halb­ leiterschaltung 100 insgesamt erkennbaren Einfach- Fehlerzustände im Busnetz zusammengestellt, wobei die geklammerten Ziffern die einzelnen Busfehler gemäß nachfolgender Liste repäsentieren:

• 1) Unterbrechung von CAN_L
• 2) Unterbrechung von CAN_H
• 3) Versorgungsschluß an CAN_L
• 4) Masseschluß von CAN_H
• 5) Masseschluß von CAN_L
• 6) Versorgungsschluß an CAN_H
• 7) Kurzschluß zwischen CAN_H und CAN_L

Beim Busfehler

• 8) Paarige Unterbrechung von CAN_H und CAN_L

handelt es sich in Strenge um einen Doppelfehler, der deshalb unmittelbar eindeutig nur von der Halbleiter­ schaltung 100 im Gerät n erkannt werden kann (z. B. zwecks Failsafe-Auslösung der von diesem Gerät nor­ malerweise zu steuernden Funktion).

Wesentlich ist, daß die in der Halbleiterschaltung festverdrahtete Bus-Error-Response-Logik in jedem einzelnen Busteilnehmer - mit der busweiten Wirkung einer verteilten Fehlerbehandlungsintelligenz im Netz - die Realisierung von Fehler-Responsezeiten in der Größenordnung von einer (Bus-)Bitzeit und darunter ermöglicht, so daß Botschaftsverluste im Zuge einer busfehlerbedingten Umkonfiguration der Sende- und Empfangskomponenten von 100 weitgehend oder voll­ ständig vermieden werden können. Dies ist ein gro­ ßer Vorzug gegenüber allen auf Softwarebasis zen­ tral ausgerichteten Busmasterlösungen.

In die Halbleiterschaltung 100 implementiert ist ferner die schon erwähnte Versorgungsüberwachung, deren Zweck und Funktion sich wie folgt erklären.

Durch die Abschaltbarkeit des Spannungsreglers 20 im SLEEP-Zustand wird der Microcontroller 21 regelmäßig stromlos. Deshalb muß eine Initialisierung des Mikro­ rechners aus dem stromlosen Zustand vorgesehen wer­ den, sobald der Regler über seinen PWROR-Ausgang 20.4 den Microcontroller 21 zurückgesetzt hat.

Im Falle des Beispiels eines Kraftfahrzeugs muß der Microcontroller in die Lage versetzt werden, bei jeder neuen Inbetriebnahme auf inkrementale Daten, die zu­ mindest während des letzten Betriebs des Kraftfahr­ zeugs Gültigkeit hatten und Einstellzuständen ent­ sprechen, wie sie der Benutzer vor der erneuten In­ betriebnahme vorfindet, zurückzugreifen, also bei­ spielsweise auf Daten, welche die Einstellung von verstellbaren Sitzen, Rückspiegeln, etc. betreffen.

Dies wird typischerweise durch Abspeicherung der Daten in einem EEPROM des Microcontrollers 21 und deren Ladung ins RAM des letzteren beim Beginn einer jeden Inbetriebnahme geleistet. Auf diese Weise wer­ den Anschlagsläufe zur Feststellung der aktuellen Einstellposition in Bezug auf die Endanschläge ver­ stellbarer Elemente und der hierfür unumgängliche und lästige Zeitverbrauch überflüssig.

Im Falle, daß das den Microcontroller 21 enthalten­ de Gerät aus einem Bussystem entfernt wird, um es z. B. zu ersetzen oder in ein anderes Busnetz ein­ zusetzen, tritt in diesem Zusammenhang das Problem auf, daß der Microcontroller allein für sich ge­ nommen eine solche Handhabung des ihn enthaltenden Geräts als (eigentliche) Ursache für eine zuvor eingetretene Stromlosigkeit nicht erfassen kann.

Aus diesem Grund würde er - nach der Einrüstung des betreffenden Gerätes in ein neues Bus-Netz - auch im neuen Bus-Netz die zuvor eingelernten und in seinem EEPROM aufbewahrten Daten weiterhin als gültige be­ trachten und verwenden, was bei der Inbetriebnahme im neuen Bus-Netz zu Fehlsteuerungen der von dem betrachteten Gerät zu steuernden Elemente führte.

Dieser Problematik abzuhelfen ist Aufgabe der in die Halbleiterschaltung 100 mitintegrierten Versorgungs­ überwachung und insbesondere des aus der Diskrimina­ tion der Spannungspegel VBATT und VCC im Funktions­ block 110 abgeleiteten POWERFAIL-Kriteriums, welches über den Pfad 102 in den Steuerungsblock 140 gelangt. Dabei wird ausgenutzt, daß die Halbleiterschaltung 100 ihre elektrische Versorgung aus dem dem Regler 20 vorgelagerten, höheren Potential VBATT bezieht, wel­ ches bei Unterbrechung der Versorgung aus dem über­ geordneten Potential UBATT - bei einem Fahrzeug bei­ spielsweise durch Unterbrechung der Stromzufuhr von Klemme 30 - schneller zusammenbricht als das durch Sieb- und Stützkapazitäten 161 wie aus Fig. 13 er­ sichtlich für gewisse Mindestzeitspannen zu hal­ tende Potential VCC.

Zu diesem Zweck werden im Funktionsblock 110 Span­ nungspegelüberwachungen beispielhaft gemäß nachfol­ gendem Schema vorgenommen und ausgewertet; dabei sind ohne Beschränkung der Allgemeinheit beispiel­ haft wieder die Situation in einem Kraftfahrzeug und dabei beispielhaft auftretende Spannungen zu­ grundegelegt:
Ist z. B. VBATT < 6V und VCC = 5V, darf weder der Microcontroller 21 noch die Halbleiterschaltung 100 einen Powerfail-Zustand erkennen.

Der Funktionsblock 110 diskriminiert jedenfalls VBATT mit normalerweise 12 Volt gegen einen Grenz­ wert VL1 von beispielsweise 3,5 Volt. Für den Fall, daß der Microcontroller 21 bzw. dessen Watchdog keine eigene Powerfail-Erkennung aufweist, diskri­ miniert er des weiteren VCC mit normalerweise 5V gegen einen zweiten Grenzwert VL2 von beispiels­ weise 1 V (Grenzspannung für dynamische Datenhalt­ barkeit im RAM des Microcontrollers 21).

Im Rahmen der Erfindung soll unerheblich sein, ob der Microcontroller über eine eigene Powerfail-Erkennung für VCC verfügt. Denkbar ist auch, daß beispielsweise eine hier nicht näher beschriebene, separate Watchdog-Funktion für den Microcontroller eine entsprechende VCC-Diskriminierung und -Aus­ wertung leistet, soweit die von der Einrichtung vorteilhaft mitumfaßte nicht oder anders genutzt wird.

Im Rahmen der Erfindung kann unabhängig davon, ob der Microcontroller 21 sich noch auf eigene Hilfsschaltungen wie z. B. eine watchdogarmierte Versorgungsspannungsüberwachung stützt, an 4 ein POWERFAIL-INTERRUPT-Signal ausgegeben werden, das entweder nur auf eine Diskrimination von VBATT oder auf eine kombinierte Diskrimination von VBATT und VCC zurückgeht. Wenn nachfolgend also von einem Powerfail-Flag der Halbleiterschaltung 100 die Rede ist, bedeutet dies nicht, daß der Microcon­ troller 21 keine eigene VCC-Überwachung hat oder über keine Hilfsmittel verfügt, die eine solche leisten.

Beispielsweise anläßlich eines Motorstarts wird bei VBATT < VL1 und VCC < VL2 weder für VBATT noch für VCC auf Powerfail erkannt, und folglich an 4 auch kein entsprechendes Signal ausgegeben. Der Microcontroller 21 erkennt folglich bei seinem Neustart nach Reset am Fehlen (Nichtgesetztsein) des Powerfail-Flags im Funk­ tionsblock 145 bzw. 143 bezüglich VCC und/oder VBATT, daß weder ein Neueinlernen noch ein Update von inkre­ mentalen Daten aus dem eigenen EEPROM erforderlich ist, arbeitet also mit den aktuell in seinem RAM be­ findlichen weiter. Das Powerfail-Flag wird hierbei beispielsweise gemäß Fig. 12a im Zeitraum zwischen t₈ und t₉ gelesen und dann, wenn es vor dem Übergang des vom Microcontroller 21 ausgegebenen Signals EN von "L" nach "H" gesetzt ist, in ein INTERRUPT-Signal an 4 ausgewertet, welches vom Microcontroller 21 als wahr erkannt und als POWERFAIL-INTERRUPT interpretiert wird.

Bei einem erschwerten Motorstart im Winter kann die Bordnetzspannung UBATT jedoch von der anfänglichen Nennspannung für kurze Zeit sehr weit, nämlich unter VL1 abfallen, mit der Folge, daß auch VBATT entspre­ chend weit abfällt, während VCC nach initialer Bestro­ mung des Reglers 20 vermöge einer letzterem nachgeord­ neten Stützkapazität 161 noch oberhalb VL2 gehalten wird. Im Block 110 wird deshalb zwar der Versorgungs­ zustand VBATT < VL1 erkannt, zugleich aber der Versor­ gungszustand VCC < VL2, was im Funktionsblock 145 bzw. 143 das Setzen des Powerfail-Flags verhindert (Inhibit).

Aus dem Nichtgesetztsein des Powerfail-Flags folgt die Nichtausgabe eines INTERRUPT-Signals an 4 (aus Powerfail für VBATT). Der Microcontroller 21 erkennt aus dem Fehlen dieses Interrupts, daß weder ein Neu­ einlernen noch ein Update inkrementeller Daten aus dem eigenen EEPROM erforderlich ist und arbeitet mit den in seinem RAM aktuell befindlichen Daten weiter.

Hingegen kann im Falle eines normal abgelaufenen Motorstarts, jedoch (z. B. kurzzeitigen) Zusammen­ bruchs des Speisepotentials VCC aus welchen Grün­ den auch immer die Situation VBATT < VL1, VCC < VL2 auftreten. Diesbezüglich ist eine Auswertung wie folgt möglich. Logische Mittel im Funktionsblock 145 bzw. 143 bewirken, daß in diesem Falle ein Setzen des Powerfail-Flags in 143 und somit die Ausgabe eines INTERRUPTs an 4 unterbleibt.

Verfügt der Microcontroller 21 über eine eigene VCC-Überwachung oder eine solche ihm besorgende Hilfs­ mittel, d. h. über ein eigenes Powerfail-Flag, kann er am Fehlen des externen POWERFAIL-INTERRUPTs an 4 von 100 und dem Gesetztsein seines eigenen VCC-Powerfail-Flags erkennen, daß ein Neueinlernen von inkrementellen Daten nicht erforderlich ist, jedoch die Daten, die aktuell gelten sollen, zuerst aus seinem EEPROM in sein RAM geladen werden müssen.

Der letzte Fall des vollständigen Zusammenbruchs des Bordnetzes beispielsweise anläßlich langanhal­ tender Startversuche - mit der Wirkung, daß auch VCC zusammenbricht - wird gleich behandelt wie der Ausbau der Batterie oder eine Unterbrechung der Stromversorgung von Klemme 30 zum betrachte­ ten Busteilnehmer, d. h. wie die Entfernung eines entsprechenden Gerätes aus seinem Bus-Netz.

In einem solchen Falle wird VBATT < VL1 = 3,5 Volt und VCC < VL2 = 1 Volt. Diese beiden Bedingungen haben ein Setzen des Powerfail-Flags im Funktions­ block 145 bzw. 143 zur Folge und folglich die Aus­ gabe eines POWERFAIL-INTERRUPT-Signals an 4 von 100. Außerdem wird im Microcontroller auch dessen Powerfail-Flag bezüglich VCC gesetzt. Diesen Zu­ stand und das POWERFAIL-INTERRUPT-Signal an 4 wer­ tet der Microcontroller 21 als Erfolgtsein einer Abtrennung und eines Wiederanschlusses an die dauerstromversorgte Klemme 30 aus. Dies bewirkt, daß er beim Neustart Endanschläge und relative Lage(n) des von ihm gesteuerten Elements ein­ lernt und in sein EEPROM abspeichert.

Da speziell im SLEEP-Zustand VCC = 0 Volt und in bzw. aus diesem Zustand immer ein Powerfail bezüg­ lich VCC vom Microcontroller erkannt werden kann, kommt es bezüglich der Auswertung, ob das den Mic­ rocontroller 21 und die erfindungsgemäße Einrich­ tung enthaltende elektronische Gerät im SLEEP-Zu­ stand von seiner Stromversorgung getrennt wurde, im wesentlichen auf die Powerfail-Erkennung bezüg­ lich VBATT im Funktionsblock 145 bzw. 143 an, die in der beschriebenen Weise seitens der Einrichtung geleistet wird.

Durch geeignete Bemessung von Stützkapazitäten für VCC bzw. daraus abgeleitete Versorgungspotentiale digitaler Schaltkreisfunktionen in Verbindung mit dem Microcontroller 21 kann z. B. die Forderung erfüllt werden, daß eine z. B. 1,5 Sekunden dauernde Unter­ brechung des Versorgungspotentials UBATT ohne Daten­ verlust und Powerfail-Erkennung bezüglich VCC mög­ lich ist, daß hingegen nach einer Unterbrechungs­ dauer von beispielsweise wenigstens 30 Sekunden beim Neustart des Microcontrollers ein Neulernzyk­ lus bezüglich der auf Endanschläge inkremental ab­ zuspeichernden Daten ausgelöst wird.

Der Rahmen der Erfindung ist im Hinblick auf die möglichen Funktionen der Blöcke 110 und 143 nicht auf die vorgenannten beispielhaften Versorgungsüber­ wachungen beschränkt. Insoweit können auch andere, die sich von den obigen unterscheiden, je nach An­ wendungsfall zweckmäßig sein. Insbesondere kann die Halbleiterschaltung dann, wenn sie eine größe­ re Zahl von Anschlüssen aufweisen kann (so z. B. auch bei Integration als Standardzelle) noch zu­ sätzliche Eingänge zur Selektion verschiedener fest programmierter Versorgungsüberwachungsarten aufweisen, die gemäß Selektionsbeschaltung bzw. -ansteuerung auswählbar sind.

In Zusammenhang mit einer solchen Versorgungsüber­ wachung kann optional die bereits erwähnte Zwangs­ freischaltung der Sendeendstufe 133 vorgesehen sein mit der Wirkung, daß die Endstufe 133 von CAN_H/CAN_L abgetrennt wird, wenn das Potential VBATT und/oder VCC unter einen vorbestimmten Schwellwert abfällt, wodurch eine die Funktion des Busses beeinträchti­ gende Bürde vermieden wird. Diesen Aspekt versinn­ bildlicht die Verbindung 157 in Fig. 2.

Wie sich die Einrichtung bezüglich wesentlicher Spannungs- und Signalpegel nach der Beaufschlagung mit dem Versorgungs-/Speisepotential UBATT/VBATT und der kooperierende Microcontroller bezüglich des hier beispielhaft zustandsabhängig zu inter­ pretierenden ERR/INT-Signals verhält, ist in Fig. 12a zeitdiagrammatisch und in Fig. 12b auch an­ hand eines Funktionsschaltbildes dargestellt.

Demgemäß erfolgt zur Zeit t₃ die Anschaltung der Einrichtung an UBATT bzw. VBATT. Nach kurzer Verzö­ gerung gibt die Halbleiterschaltung 100 im Zeitpunkt t₄ am Steuerausgang 1 das Signal ENA/NINH an den Steuereingang 20.3 des Reglers 20 ab. Daraufhin baut sich bis zum Zeitpunkt t₅ die Speisespannung VCC des Microcontrollers 21 auf. Im nachfolgenden Zeitpunkt t₆ gibt der Regler 20 das PWROR-Signal zwecks Rückset­ zung des Microcontrollers 21 zur Initialisierung ab.

Um diese Reaktion sicherzustellen, kann die Halbleiter­ schaltung 100 - und insbesondere deren Funktionsblock 110 - noch besondere Mittel umfassen, welche bewirken, daß bei Inbetriebnahmebeaufschlagung des Einganges 14 mit VBATT (Anschalten eines Steuergerätes mit der Ein­ richtung an UBATT) das ENA/NINH-Signal initial zunächst erzeugt wird unabhängig vom logischen Status der EN- und STB-Eingänge, so daß eine Bestromung des Microcon­ trollers 21 zur Einlesung seiner anschließend den Be­ triebszustand der Halbleiterschaltung 100 steuernden EN- und STB-Signale überhaupt möglich ist.

Die anschließende Interpretation eines an 4 ausgegebe­ nen ERR/INT-Signales durch den Microcontroller 21 ge­ schieht in Abhängigkeit vom logischen Pegel der von ihm ausgegebenen STB- und EN-Signale, und, da diese die Betriebsart der Halbleiterschaltung vorgeben, in Abhängigkeit von deren Betriebsarten SLEEP, STANDBY/RECEIVE ONLY und NORMAL, wie folgt.

Bis zur Zeitspanne t₇ hat der Microcontroller 21 seine Initialisierung samt Port-Check sicher abgeschlossen.

Während einer daran anschließenden, zwischen t₇ und t₈ definierten Zeitspanne, der sog. POWER-ON PHASE, haben beide Signale STB und EN seitens des Microcontrollers noch den logischen Pegel "L", ent­ sprechend einer Einstellung der Halbleiterschal­ tung 100 auf den SLEEP-Zustand. Wird in diesem logischen Zustand ein Wake UP-Signal z. B. vom Schalter 25 an 7 erkannt, wird im Funktionsblock 145 bzw. 143 das Wake Up-Flag gesetzt. Dies führt im Zustand, bevor das STB-Signal von "L" auf "H" übergeht, zur Auslösung eines INTERRUPT-Signals an 4, d. h. im ersten Signalfenster für ERR/INT. Ein INTERRUPT an 4 in dieser Zeitspanne wird vom Microcontroller 21 als WAKEUP INTERRUPT interpre­ tiert. Diesem Fall entspricht in Fig. 12b die obere Schalterstellung zum Abfragen des Wake Up-Flipflops im Block 145 bzw. 143.

In wenigstens einem Teil der POWER-ON PHASE kann vorzugsweise die Busfehlererkennung 132 durch Mit­ tel, die beispielsweise durch die Anstiegsflanke VCC am Anschluß 10 der Halbleiterschaltung 100 wirksam sind, noch inaktiv sein.

Während der daran zwischen t₈ und t₉ sich anschlie­ ßenden Zeitspanne, der sog. RECEIVE ONLY PHASE, gibt der Microcontroller STB = "H", EN = "L" aus. Wurde zuvor bzw. wird das Powerfail-Flag in 145 bzw. 143 gesetzt, führt dies jedenfalls in diesem logischen Zustand bevor das EN-Signal von "L" auf "H" über­ geht zur Auslösung eines INTERRUPT-Signals an 4, d. h. im zweiten Signalfenster für ERR/INT. Ein INTERRUPT an 4 in dieser Zeitspanne wird vom Micro­ controller 21 als POWERFAIL INTERRUPT interpretiert. Diesem Fall entspricht in Fig. 12b die mittlere Schalterstellung zum Abfragen des Powerfail-Flip­ flops im Block 145 bzw. 143.

Sobald der Zeitpunkt t₉ erreicht ist, ist volle Kommunikationsfähigkeit hergestellt und der Mic­ rocontroller gibt EN = "H", STB = "H" aus. Wurde zuvor bzw. wird das Bus Error-Flag im Busfehleraus­ wertungsblock 144 bzw. in 143 gesetzt, führt dies in diesem logischen Zustand zur Auslösung eines INTERRUPT-Signals an 4, d. h. im dritten Signalfen­ ster für ERR/INT. Ein INTERRUPT an 4 ab dem Zeit­ punkt t₉ wird vom Microcontroller 21 als BUS ERROR-INTERRUPT interpretiert. Diesem Fall entspricht in Fig. 12b die untere Schalterstellung zum Abfragen des Bus Error-Flipflops im Block 144 bzw. 143.

In Fig. 12b ist auch das Zurücksetzen des Wake Up-Flags und des Powerfail-Flags veranschaulicht. Es geschieht in Abhängigkeit von den Signalen EN und STB dann, wenn sowohl EN = "H" und STB = "H". Damit ist sichergestellt, daß nach einem folgenden Über­ gang in die Betriebsart SLEEP (EN = "L", STB = "L") beim erneuten Wecken das Flag-Register wieder jungfräulich und somit setzbar ist.

Ein elektronisches Gerät, welches die erfindungs­ gemäße Einrichtung umfaßt, kann insoweit grob ein Gesamtblockschaltbild gemäß Fig. 13 aufweisen. Außer bereits bekannten Teilen ist hier noch eine zentrale Stützkapazität 161 für das Poten­ tial VCC am Reglerausgang 20.2, ein die Taktfre­ quenz des Microcontrollers 21 bestimmendes Bau­ teil 162 und als Schnittstelle zwischen Sensoren sowie Aktuatoren und dem Microcontroller 21 mit Busprotokoll-Modul 22 ein Input/Output-Interface 163 angedeutet, das sowohl aus VCC als auch aus VBATT stromversorgt wird. Diese Darstellung macht ersichtlich, daß auch die Halbleiterschaltung 100 sowohl hinsichtlich ihrer oben beschriebenen Funk­ tionen als auch ihrer Anordnung im Kommunikations­ pfad gewissermaßen als Interface zwischen CAN_H/ CAN_L und Microcontroller 21 bzw. dem Busproto­ koll-Modul verstanden werden kann.

Auch im Hinblick auf ein solches Verständnis erweist sich als wichtig, daß die Halbleiterschaltung 100 und insbesondere deren Sendeendstufe 133 inhärent gegen alle möglichen Bus fehl er geschützt ist und im Rahmen des Funktionsblockes 130 vermöge der Funktionsblöcke 131 und 132 die Busbehandlung im Fehlerfalle zur Auf­ rechterhaltung einer Kommunikationsfunktionalität rein hardwaremäßig unter Ausschluß des Microcontrol­ lers geschieht. Dadurch wird der Microcontroller und die ihm zugeordnete Busprotokoll-Funktion vollkommen abschaltbar.

Dieses Merkmal wird noch gestützt durch eine optional mögliche Ausbildung der Sendemittel 130 bzw. wenigstens der davon umfaßten Endstufe 133 dahingehend, daß sie sich bei Vorliegen eines Defekts in der sie umfassen­ den Halbleiterschaltung 100 selbsttätig vom Bus frei­ schaltet/en, wodurch eine Blockierung des Bus-Netzes durch ein insoweit gestörtes Gerät vermieden wird.

Zur Vollständigkeit sei erwähnt, daß die Mittel der Halbleiterschaltung, vermöge derer im Fehlerfalle die Erkennung der besten noch bestehenden Möglichkeit einer Notkommunikation über den Bus und die Einstellung und/ oder Umkonfiguration und/oder Adaption der Sende- und Empfangsmittel geschieht, auf der Basis analoger Ver­ gleiche der Busaderpotentiale mit fixen Toleranzfen­ stern für diese Potentiale wirken können.

Ohne Beschränkung der Allgemeinheit kann die Halb­ leiterschaltung 100 auch in diesem Zusammenhang fi­ gürlich nicht ausgeführte Filterelemente - insbeson­ dere mit Tiefpaßcharakteristik - mitumfassen. Bei­ spielsweise können solche Filterelemente zwischen Anschluß 7 und der Weck-Erkennungs-Logik 111 und zwischen den Anschlüssen 11 und 12 für CAN_H und CAN_L und den jeweiligen Eingängen des (autonomen) Empfangsblockes 120 und dem Fehlererkennungs-Modul 132 und/oder dem Buseingang der Weck-Erkennungs-Logik 111 vorgesehen sein.

Sie erhöhen den Störabstand und verringern die Ansprech­ empfindlichkeit der Schaltung 100 auf hochfrequente Einstreuungen (EMV) sowie auf hochfrequente Störsigna­ le, die sich bei busfehlerbedingtem Eindrahtbetrieb über Masse GND im Pfad des Masserückschlusses zum Nutzsignal hinzuaddieren. Im einfachsten Falle kann es sich hier­ bei um analoge RC-Tiefpässe handeln, deren Elemente in 100 schaltungstopologisch verteilt sein können.

Gleichwohl kann es sich dabei um quasi-digitale Filter handeln, beispielsweise um solche mit vorbestimmter Ansprechzeit in der Größenordnung mehrerer Busbit­ längen.

Ohne Beschränkung der Allgemeinheit kann die Halbleiter-Schaltung 100 in eine Biliothekszelle (Standardzelle) de­ finiert werden, die entweder ursprünglich oder kompilier­ bar auf Halbleiterchips übertragen werden kann, um dort mittels verschiedener Technologien ihre physikalische Erscheinungsform zu erzeugen. In diesem Sinne umspannt der Rahmen der Erfindung weiter, daß die Halbleiterschal­ tung 100 zusammen mit dem Microcontroller 21 und/oder dem Busprotokoll-Modul 22 auf einem einzigen Halbleiter- Chip realisiert und beide insoweit monolithisch ausge­ führt werden, wobei der so erhaltene monolithische Schaltkreis dann wenigstens zwei unterschiedlich ener­ gieversorgte Zonen aufweist.

Durch eine solche Maßnahme kann nicht nur die Anzahl erforderlicher Lötverbindungen in einem entsprechend ausgestatteten elektronischen Gerät minimiert werden. Auch der Platzbedarf reduziert sich dadurch erheblich, so daß sich eine Verwendung der Einrichtung auch in sehr klein zu haltenden Steuergeräten in Verkehrsmit­ teln eignet.

Bei einer solchen Realisierungsweise kann die Ein­ richtung besondere, mitintegrierte Mittel umfassen, welche externe Schutzmittel erübrigen, um die am Bus liegenden Empfangs- und Sendemittel nach außen fehler­ tolerant gegenüber allen in der Praxis busweit mögli­ chen Fehlerzuständen zu machen.

Im Lichte des obigen bietet sich eine Verwendung der Einrichtung insbesondere in Verkehrsmitteln an, weil bei diesen als Träger entsprechender Busnetze zum Betrieb von hier betrachteten Steuergeräten die Situation eines begrenzten Energievorrates dort besonders prägnant gegeben ist.

Claims (31)

1. Einrichtung für den busvernetzten Betrieb eines elektronischen Gerätes, welches einen Microcontroller (21) und ein Busprotokoll-Modul zur Durchführung einer Kommunikation mit anderen Geräten über einen zweiad­ rigen Bus umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung aufweist:

• - eine aus einem übergeordneten Potential (UBATT/VBATT) versorgbare, im Signalflußpfad zwischen den beiden Busadern und dem Busprotokoll-Modul (22) ange­ ordnete und in Abhängigkeit von Statussignalen (6/EN, 5/STB) des Microcontrollers (21) wenigstens der zwei Betriebsarten
• - "Senden und Empfang" (NORMAL),
• - "Schlafen (SLEEP)"

fähige Halbleiterschaltung (100), welche umfaßt:

• - an die beiden Busadern (CAN_H, CAN_L) angeschlos­ sene Empfangsmittel (120), deren Ausgang mit dem Emp­ fangseingang (Rx) des Busprotokoll-Moduls (22) kommu­ niziert (3) und an die beiden Busadern (CAN_H, CAN_L) angeschlossene Sendemittel (130), umfassend eine Sende­ endstufe (133), deren Eingang mit dem Sendeausgang (Tx) des Busprotokoll-Moduls (22) kommuniziert (2),
• - einen Weckeingang (7) aufweisende und mit dem Bus (CAN_H, CAN_L) verbundene Weckerkennungsmittel (111) und Schaltmittel (141) zur Bereitstellung an einem Steuer­ ausgang (1) eines Einschaltsignals (ENA/NINH) nach Erken­ nung eines Wecksignales von besagtem Eingang (7) oder vom Bus (CAN_H, CAN_L) und zur Abgabe eines Abschaltsignals (NENA/INH) in der Betriebsart "Schlafen" (SLEEP);
• - einen aus dem übergeordneten Potential (UBATT/VBATT) versorgbaren Spannungsregler (20) zur Bereit­ stellung einer geregelten Ausgangsspannung (VCC), mit welcher der Microcontroller (21) und das Busprotokoll- Modul (22) mit Betriebsenergie versorgbar sind, wobei der Spannungsregler (20) einen mit dem vorgenannten Steuerausgang (1) der Halbleiterschaltung (100) kommu­ nizierenden Steuereingang (20.3) aufweist und so be­ schaffen ist, daß daß er bei Anliegen des Einschalt­ signales (ENA/NINH) einschaltet und bei Anliegen des Abschaltsignals (NENA/INH) abgeschaltet ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

• - daß der Spannungsregler (20) einen Rücksetzaus­ gang (20.204) und autonome Mittel umfaßt, die nach dem Einschalten des Spannungsreglers zur Bereitstellung eines untergeordneten Potentials (VCC) zur Speisung des Microcontrollers (21) ein Rücksetzsignal (PWROR) erzeugen, das dem Rücksetzeingang (28) des Microcon­ trollers (21) zuführbar ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Halbleiterschaltung (100) Mittel umfaßt, welche beim Auftreten eines die normale Kommunikations­ weise über beide Busadern beeinträchtigenden Busfehlers sowohl die Empfangsmittel als auch die Sendemittel für die beste noch bestehende Möglichkeit einer Notkommu­ nikation über den Bus einstellen und/oder umkonfigu­ rieren und/oder adaptieren, ohne daß sie dazu einer Unterstützung durch den Microcontroller (21) bedürfen.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiter umfaßt:

• - zwei in Abhängigkeit von der Busteilnehmerzahl (n) festgelegte und mit der Halbleiterschaltung ver­ bundene Abschlußelemente (16, 17), und daß die Halbleiterschaltung weiter umfaßt:
• - Busfehler-Erkennungsmittel (132) und
• - kooperative Busabschluß-Umschaltmittel (131) zur Beeinflussung des Bus-Abschlusses, sowie
• - Busfehler- (144) und Weck-Auswertungsmittel (145) zur Aufbereitung und Abgabe-wenigstens eines an den Microcontroller (21) abgebbaren (4; 24) Fehler- bzw. Unterbrechungssignals (ERR/INT).

5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

• - daß der Spannungsregler (20) Mittel zur Erzeugung eines Reset-Signals (PWROR) in Abhängigkeit vom Errei­ chen seines Einschaltzustandes und zu dessen Abgabe einen Ausgang (20.4) aufweist, welcher mit dem Micro­ controller (21) verbunden (29) ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Empfangsmittel (120) Mittel umfassen, welche die Empfangsmittel unabhängig von den Sende­ mitteln (130) selbständig für die beste noch bestehen­ de Möglichkeit einer Notkommunikation über den Bus einstellen und/oder umkonfigurieren und/oder adap­ tieren.

7. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Busfehler-Erkennungs- (132) und Busab­ schluß-Umschaltmittel (131) in der Lage sind, in der ersten Betriebsart (NORMAL) die Abschlußelemente (16, 17) an die beiden Busadern zu schalten (S₁, S₂), in der zweiten Betriebsart (SLEEP) statt wenigstens eines dieser Elemente (17) einen in der Halbleiterschaltung mitinte­ grierten ersten Ersatzabschluß (17′) zu schalten (S₃) und abhängig von der Art eines erkannten Busfehlers anstelle wenigstens eines der vorgenannten Abschluß­ elemente (16, 17, 17′) zweite und dritte in der Halb­ leiterschaltung integrierte Ersatzabschlüsse (26, 27; 26′, 27′) an wenigstens eine der beiden Busadern (CAN_H, CAN_L) zu schalten (S₁, S₂, S₃, S_OH).

8. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Empfangsmittel (120) und Sendemittel (130) Mittel umfassen, welche die Empfangs- und Sendemittel jeweils für sich zerstörungsfrei tolerant gegenüber allen applikationsspezifisch möglichen Fehlerzustän­ den im bzw. am Busleitungsnetz machen.

9. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

• - daß wenigstens die Sendeendstufe (133) im Falle eines Eigenfehlers der Einrichtung vom Bus (CAN_H/CAN_L) freischaltbar (EN) ist.

10. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Sendemittel (130) Mittel umfassen, mittels derer im Falle eines Eigenfehlers der Einrichtung die Stromversorgung der Sendeendstufe (133) abschaltbar ist.

11. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Halbleiterschaltung (100) so beschaffen ist, daß sie in der Betriebsart "Schlafen" (SLEEP) einen impedanzmäßig asymmetrischen Abschluß der beiden Busadern (CAN_H, CAN_L) gegenüber einem Bezugspoten­ tial (GND) bewirkt.

12. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,

• - daß der erste Ersatzabschluß (17′) an dem über­ geordneten Potential (UBATT/VBATT) liegt.

13. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,

• - daß es sich bei dem ersten Ersatzabschluß (17′) um einen Widerstand handelt, welcher einen Wert auf­ weist, der in der Größenordnung eines Vielfachen des Wertes des normalen Abschlußwiderstandes (17) liegt, wobei dieses Vielfache der Anzahl n von Busteilneh­ mern entspricht.

14. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die zweiten und dritten Ersatzabschlüsse (26, 27) durch eingeprägte Stromquellen realisiert sind.

15. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die zweiten und dritten Ersatzabschlüsse (26, 27) durch hochohmige Widerstände (26′, 27′) realisiert sind.

16. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Halbleiterschaltung (100) ferner die Betriebsarten
• - Nur-Empfang (RECEIVE ONLY)
• - Bereitschaft (STANDBY)

aufweist, in welchen entweder die Stromversorgung der Sendeendstufe abschaltbar oder die Sendeendstufe (133) vom Bus (CAN_H/CAN_L) selektiv freischaltbar (EN) ist.

17. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Halbleiterschaltung (100) Mittel (110) zur Überwachung wenigstens des übergeordneten Poten­ tials UBATT/VBATT auf Unterschreitung eines (ersten) Grenzwertes (VL1) umfaßt sowie Auswertungsmittel (145), welche ein erkanntes Abfallen dieses Poten­ tials unter besagten Grenzwert in ein POWERFAIL-Fehler- bzw. Unterbrechungssignal (4/ERR/INT) für den Microcontroller (21) auswerten.

18. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Halbleiterschaltung (100) Mittel (110) zur Überwachung des Speisepotentials (VCC) des Micro­ controllers (21) auf Unterschreitung eines zweiten Grenzwertes (VL2) sowie Auswertungsmittel (145) umfaßt, welche ein erkanntes Abfallen dieses Potentials unter besagten Grenzwert in ein POWERFAIL-Fehler- oder Un­ terbrechungssignal (4/ERR/INT) für den Microcontroller (21) auswerten.

19. Einrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet,

• - daß sie Busfehler-Erkennungs- (132) und Busab­ schluß-Umschaltmittel (131) sowie Busfehler-Auswertungs­ mittel (144) zur Aufbereitung wenigstens eines an den Microcontroller (21) abgebbaren (4; 24) Fehler- bzw. Unterbrechungssignals (ERR/INT) umfaßt und letztere Mittel ausgangsseitig mit den Mitteln (145) zur Aus­ wertung des Unterschreitens des (ersten) Grenzwertes (VL1) verknüpft sind.

20. Einrichtung nach Ansprüchen 17 und 18, dadurch gekennzeichnet,

• - daß sie logische Mittel umfaßt, welche bewirken, daß das Fehler- und Unterbrechungssignal (ERR/INT) erzeugt wird, wenn beide Grenzwerte (VL1, VL2) unter­ schritten werden bzw. worden sind.

21. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Endstufe (133) im Falle des Abfallens des übergeordneten Potentials (UBATT/VBATT) unter einen vorbestimmten Grenzwert sich vom Bus (CAN_H/CAN_L) frei­ schaltet.

22. Einrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Freischaltung durch Blockierung eines Steuereinganges (EN) zur aktiven Anschaltung der Sendemittel an den Bus (CAN_H/CAN_L) geschieht.

23. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Halbleiterschaltung Mittel umfaßt, vermöge derer im Fehlerfalle die Erkennung der besten noch be­ stehenden Möglichkeit einer Notkommunikation über den Bus und die Einstellung und/oder Umkonfiguration und/oder Adaption auf der Basis analoger Vergleiche der Busader­ potentiale mit Toleranzfenstern geschieht.

24. Einrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Einstellung und/oder Umkonfiguration und/ oder Adaption durch besagte Mittel in Relation zur Da­ tenrate auf dem Bus (CAN_H/CAN_L) mit einer Ansprech­ schnelle geschieht, welche Botschaftsverluste aus­ schließt.

25. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Halbleiterschaltung (100) Filterelemente umfaßt, welche wenigstens zwischen jede der beiden Bus­ adern (CAN_H, CAN_L) und dem entsprechendem Eingang der Empfangsmittel (120) sowie zwischen dem Eingang für ein Wecksignal (7) und den Weck-Erkennungsmitteln (111) an­ geordnet sind.

26. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Halbleiterschaltung (100) in der Art einer kompilierbaren Standardzelle auf einem Halbleiterchip monolithisch realisiert ist.

27. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Halbleiterschaltung (100) zusammen mit dem Busprotokoll-Modul (22) monolithisch integriert ist.

28. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Halbleiterschaltung (100) zusammen mit dem Microcontroller (21) monolithisch integriert ist.

29. Verwendung der Einrichtung gemäß Anspruch 1 in einem Verkehrsmittel.