接收器架構的制作方法
【專利摘要】根據(jù)實施例，一種接收器包括被配置成耦合到總線的第一狀態(tài)機。該第一狀態(tài)機被配置成：如果第一接收總線信號從第一總線狀態(tài)轉變到第二總線狀態(tài)并且在第二總線狀態(tài)中停留少于第一預定時間段，則確定第一輸出信號為第一符號，并且如果第一接收總線信號從第一總線狀態(tài)轉變到第二總線狀態(tài)并且在第二總線狀態(tài)中停留至少第一預定時間段，則確定第一輸出信號為第二符號。
【專利說明】接收器架構
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明總地涉及電路領域，特別地涉及接收器。
【背景技術】
[0002]將交通工具中的電子組件進行互連的通信網絡可以在一種或更多種協(xié)議(諸如控制器區(qū)域網絡(CAN)、局域互連網(LIN)和FlexRay協(xié)議)下操作。具體而言，在汽車系統(tǒng)中，這些汽車網絡的操作通常需要安全性和可靠性要求以確保汽車及其乘客的安全性。例如，抗吸收輻射的魯棒性以及對輻射生成的抑制可以是符合性測試的一部分。
[0003]FlexRay協(xié)議利用高達IOM比特/秒的高數(shù)據(jù)速率來連接汽車電子控制單元(ECU)，諸如電子控制模塊(ECM)、傳輸控制模塊(TCM)、制動控制模塊(BCM)、中央控制模塊(CCM)、中央定時模塊(CTM)、通用電子模塊(GEM)、體控制模塊(BCM)、懸掛控制模塊(SCM)、控制單元或控制模塊。將雙向導線用作通信媒介，并且通過在FlexRay協(xié)議中確立(assert)這樣的兩條導線之間的差分電壓來完成總線上的信號傳送。總線可以具有三種狀態(tài):兩種數(shù)據(jù)狀態(tài)和一種空閑狀態(tài)。而且，F(xiàn)lexRay協(xié)議限制傳播延遲、抖動、EMC要求、網絡拓撲以及通信網絡的功能收發(fā)器操作模式。例如，網絡拓撲可以包括經由線性無源總線和無源星型直到有源星型拓撲的點對點連接。通信網絡的一個組件是接收器，該接收器用于接收和變換信號例如總線信號。例如，接收器例如通過將模擬信號轉換成數(shù)字信號，來將信號承載的信息轉換成可用形式。

【發(fā)明內容】

[0004]根據(jù)一個實施例，接收器包括第一狀態(tài)機，該第一狀態(tài)機配置成稱合到總線。第一狀態(tài)機被配置成:如果第一接收總線信號從第一總線狀態(tài)轉變到第二總線狀態(tài)并且在第二總線狀態(tài)中停留少于第一預定時間段，則確定第一輸出信號為第一符號，并且如果第一接收總線信號從第一總線轉變到第二總線狀態(tài)并且在第二總線狀態(tài)中停留至少第一預定時間段，則確定第一輸出信號為第二符號。
[0005]在下面的附圖和描述中闡述本發(fā)明的一個或更多個實施例的細節(jié)。本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)勢將從該描述和附圖以及權利要求中顯而易見。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]為了更完整地理解本發(fā)明及其優(yōu)勢，現(xiàn)在參照下面結合附圖作出的描述，在附圖中:
[0007]圖1圖示了 FlexRay總線中的信號；
[0008]圖2圖示了一個實施例的接收器；
[0009]圖3圖示了另一實施例的接收器；
[0010]圖4圖示了另一實施例的接收器；
[0011]圖5圖示了一個實施例的接收器中的信號；[0012]圖6a至圖6b圖示了一個實施例的接收器中使用的狀態(tài)機；
[0013]圖7a至圖7d圖示了在一個實施例的接收器中使用的組合單元；以及
[0014]圖8圖示了用于接收信號的一個實施例的方法的流程圖。
[0015]除非另外指出，否則不同圖中的對應標號和符號通常指代對應的部分。附圖繪制用于清晰地圖示優(yōu)選實施例的相關方面，但不一定按照比例繪制。為了更清晰地圖示特定實施例，字母指示可以遵循附圖的相同結構、材料或工藝步驟的變型。
【具體實施方式】
[0016]下面詳細論述當前優(yōu)選的實施例的制作和使用。然而，應認識到，本發(fā)明提供可以在各種各樣廣泛的具體上下文中實施的許多可應用的發(fā)明概念。具體實施例論述僅圖示了制作和使用本發(fā)明的具體方式，并不限制本發(fā)明的范圍。
[0017]將在具體上下文中，即接收器架構中，結合優(yōu)選實施例描述本發(fā)明。然而，也可以將本發(fā)明應用于其它類型的電路、系統(tǒng)和方法，諸如這樣的系統(tǒng):其中基于一組規(guī)則，將兩個半速率數(shù)據(jù)路徑信號與在全速率下相互作用的特定控制信號組合。
[0018]圖1圖示了 FlexRay總線中的信號。FlexRay協(xié)議涉及跨FlexRay總線傳輸信號，可以使用該FlexRay協(xié)議來連接汽車電子控制單元。為設計用于具有高達lOMbit/s的數(shù)據(jù)速率的時間觸發(fā)網絡，媒介FlexRay使用雙向導線，其中通過兩條導線之間的差分電壓來代表信號。FlexRay總線具有三種狀態(tài):Data_0總線狀態(tài)、Data_l總線狀態(tài)和空閑總線狀態(tài)。如圖所示，F(xiàn)lexRay總線接線由BP122和BMl24標示。因而，總線接線(即總線98)之間的電壓差等于BP122和BM124的電壓差。在空閑狀態(tài)中，BP122和BW124偏置在大約相同的電壓電平處，所以總線98約為零。然而，在Data_l狀態(tài)中，總線98為正，并且在Data_0狀態(tài)中，總線98為負。
[0019]圖2圖示了一個實施例的接收器100，其被配置成將總線信號轉換成輸出信號。在示例中，接收器100將具有BP122和BM124的FlexRay總線信號轉換成具有RxD信號128和RxEN信號250的兩比特數(shù)字信號。當FlexRay總線處于空閑狀態(tài)時，RxD和RxEN都為高。相反，當FlexRay總線處于Data_0狀態(tài)時，RxD和RxEN都為低。然而，當FlexRay總線處于Data_l狀態(tài)時，RxD為高，且RxEN為低。接收器100可以耦合到總線(未示出)，該總線將總線輸入信號102提供給接收器100。在一些實施例中，總線輸入信號102可以為模擬差分輸入信號或單端信號，這些信號由雙絞線對、單個導線、光纖電纜或電力線通信傳輸。例如，總線輸入信號102可以為可具有第一總線狀態(tài)和第二總線狀態(tài)的模擬差分信號。在另一示例中，總線輸入信號102也可以具有與空閑狀態(tài)對應的第三總線狀態(tài)。在實施例中，第一總線狀態(tài)對應于Data_0總線狀態(tài)，第二總線狀態(tài)對應于Data_l總線狀態(tài)，并且第三總線狀態(tài)對應于空閑總線狀態(tài)。盡管FlexRay標準定義了三種總線狀態(tài)，但不同的系統(tǒng)可以具有其它定義的狀態(tài)或遵循不同轉變規(guī)則的多種狀態(tài)。
[0020]初始地，模擬處理單元104處理包含BP122和BM124的總線輸入信號102，以產生模擬輸入信號105。模擬處理單元104可以包含低通濾波器和/或共模扼流圈，以阻擋總線輸入信號102的高頻分量。而且，模擬處理單元104可以包括電阻差分輸入分頻器，其中將對稱點箝位到經調節(jié)的共模參考電壓，以將可能從約-40V到約40V的總線電壓電平轉換成更低的電壓電平，從而支持更低電壓器件的使用。備選地，模擬處理單元104可以直接通過總線輸入信號102。接下來，接收單元106將模擬輸入信號105轉換成接收總線信號107。例如，接收單元106可以將諸如FlexRay總線信號之類的三態(tài)模擬差分信號轉換成兩比特數(shù)字信號。在一個實施例中，接收總線信號107為包含兩個并行比特的數(shù)字信號。在其它示例中，接收總線信號107包含兩個串行比特或一個數(shù)字比特。
[0021]最后，狀態(tài)機108施加到接收總線信號107以產生輸出信號111。在實施例中，輸出信號111為兩比特數(shù)字信號，例如包含RxD信號248和RxEN信號250的信號。在一個示例中，狀態(tài)機108可以確定接收總線信號107的總線狀態(tài)的持續(xù)少于預定時間段的改變不會使得輸出信號111改變其值。然而，當接收總線信號107改變總線狀態(tài)并在傳送總線狀態(tài)中保持多于預定時間段時，狀態(tài)機108使得輸出信號111改變其值。因而，模擬電路將總線電平轉換成二進制信號，并且數(shù)字電路基于一組規(guī)則解讀二進制信號流并且生成控制信號，諸如RxD信號248和RxEN信號250。
[0022]圖3圖示了實施例的接收器112，該接收器被配置成:將總線輸入信號轉換成兩個數(shù)字信號，向這兩個數(shù)字信號中的每一個應用單獨的狀態(tài)機，并且將兩個狀態(tài)機的輸出組合以產生輸出信號。接收器112包含模擬處理單元103，該模擬處理單元103類似于接收器100中的模擬處理單兀104那樣處理總線輸入信號102,以產生模擬輸入信號105。然而,模擬處理單元103也可以輸出總線電平無效標識184，該標識指示總線被損壞。因而，電壓和電流水平由獨立測量單元分析并且經受特定的真實性檢查。
[0023]而且，時鐘生成單元228輸出兩個時鐘信號Clk200信號216和Clk200n信號218。在一個實施例中，Clk200n信號218具有與(:11^200信號216相反的極性。在一個示例中，Clk200信號216和Clk200n信號218具有250MHz的時鐘率。通過使用均具有250MHz的時鐘率的兩個相位時鐘信號，可以在不具有必需輸出500MHz時鐘的時鐘生成單元228的情況下實現(xiàn)500MHz的有效采樣速率。備選地，可以使用其它時鐘率。因而，接收器112的時鐘率是總線上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的時鐘率的一半。
[0024]接下來，接收單元114使用Clk200信號216和Clk200n信號218將模擬輸入信號105轉換成第一接收總線信號113和第二接收總線信號115。如果模擬輸入信號105是三態(tài)差分信號，則接收單元114可以將差分信號轉換成兩比特數(shù)字信號，其中兩比特數(shù)字信號編碼用于差分信號可能處于的三種不同的總線狀態(tài)。例如，模擬輸入可以為FlexRay總線信號，并且數(shù)字輸出可以為包含RxD和RxEN的兩比特數(shù)字信號。備選地，接收單元114可以將兩態(tài)差分信號轉換成一比特數(shù)字信號。附加地，接收單元114將模擬輸入信號105轉換成第一接收總線信號113和第二接收總線信號115，第一接收總線信號113和第二接收總線信號115均可以具有兩比特數(shù)字信號。在一個示例中，在Clk200信號216的上升沿上對模擬輸入信號105采樣，以產生第一接收總線信號113。類似地，在Clk200n信號218的上升沿上對模擬輸入信號105進行采樣，以產生第二接收總線信號115，該Clk200n信號218的上升沿對應于Clk200信號216的下降沿。接收單元114可以包含鎖存器，以鎖存第一接收總線信號113和第二接收總線信號115。此外，例如可以使用移位寄存器平均值對第一接收總線信號113和第二接收總線信號115進行過濾。
[0025] 在接收單元114之后，將第一接收總線信號113施加到狀態(tài)機108以產生第一輸出信號117，同時將第二接收總線信號115施加到狀態(tài)機116以產生第二輸出信號119。在一個實施例中，狀態(tài)機116與狀態(tài)機108相同。備選地，狀態(tài)機116可以與狀態(tài)機108不同。例如，一個狀態(tài)機可以處于主導地位。例如由于干擾，可能存在轉變情形，其中一個狀態(tài)機處于領先地位。這兩個狀態(tài)機的狀態(tài)都考慮，但對于特定分歧狀態(tài)或轉變，一個狀態(tài)機占主導地位。例如，在這樣的方法中可以涵蓋鎖定機制。
[0026]最后，組合單兀118合并第一輸出信號117和第二輸出信號119以產生總線狀態(tài)輸出信號111，該總線狀態(tài)輸出信號111可以包含RxD信號248和RxEN信號250。除了合并第一輸出信號117和第二輸出信號119之外，組合單元118可以鎖定總線狀態(tài)輸出信號111。
[0027]圖4圖示了實施例的接收器200，該接收器被配置成:將FlexRay總線信號轉換成兩個數(shù)字信號，向這兩個數(shù)字信號中的每一個應用單獨的狀態(tài)機，并且組合這兩個狀態(tài)機的輸出以產生輸出信號，該輸出信號可以包含RxD信號和RxEN信號。對于接收器200而言，總線輸入信號102包含BP122和BM124，BP122和BM124為FlexRay總線輸入信號。接收單元114包含模擬總線信號采樣單元202和鎖存器204、206、208和210。初始地，模擬總線信號采樣單元202對BP122和BM124進行采樣，以產生具有第一比特201和第二比特203的兩比特信號。當BP122和BM124之間的電位差為高，例如大于300mV時，總線處于Data_l狀態(tài)，并且第一比特201為低且第二比特203為高。然而，當BP122和BM124之間的電位差為低，例如小于_300mV時，總線處于Data_0狀態(tài)，并且第一比特201和第二比特203都為低。相反，當BP122和BM124之間的電位差大致為零例如在_30mV和30mV之間時，總線處于空閑狀態(tài)，并且第一比特201和第二比特203都為低。
[0028]如上面討論的那樣，時鐘生成單元228輸出Clk200信號216和Clk200n信號218，Clk200信號216和Clk200n信號218是具有相同頻率和相反極性的時鐘信號。然后，鎖存器204鎖存在Clk200信號216的上升沿上的第一比特201以產生Comphl信號220，同時鎖存器206鎖存在Clk200n信號218的上升沿上的第二比特203以產生Compll信號222，該Clk200n信號218的上升沿對應于Clk200信號216的下降沿。類似地，鎖存器208鎖存在Clk200信號216的上升沿上的第一比特201以產生Comph2信號224，同時鎖存器210鎖存在Clk200n信號218的上升沿上的第二比特203以產生Compl2信號226，該Clk200n信號218的上升沿對應于Clk200信號216的下降沿。Comphl信號220和Compll信號222是狀態(tài)機108的輸入，而Comph2信號224和Compl2信號226是狀態(tài)機116的輸入?？臻e鎖定信號230是一個或多個雙向控制信號,其防止在干擾情況下兩個狀態(tài)機的分歧狀態(tài)?？臻e鎖定信號230可以保護免受其中狀態(tài)機狀態(tài)分歧的干擾。這保護免受兩個狀態(tài)機的分歧，所以它們并不同步，并且兩個狀態(tài)機將另外需要重置到共同起始點。狀態(tài)機108的輸出是RxEN偶信號132和RxD偶信號134，而狀態(tài)機116的輸出是RxEN奇信號136和RxD奇信號138。
[0029]接下來，組合單元118基于狀態(tài)機108和狀態(tài)機116的輸出確定輸出的狀態(tài)。而且，包含多路復用器244和多路復用器246的組合單元118合并RxD偶信號134和RxD奇信號138以產生RxD信號248，并且合并RxEN偶信號132和RxEN奇信號136以產生RxEN信號250。多路復用器244通過當Clk200信號216為高時將RxD信號248指定為RxD偶信號134以及當Clk200信號216為低時將將RxD信號248指定為RxD奇信號138，來合并RxD偶信號134和RxD奇信號138。類似地，多路復用器246通過當Clk200信號216為高時將RxEN信號250指定為RxEN偶信號132以及當Clk200信號216為低時將將RxEN信號250指定為RxEN奇信號136，來合并RxEN偶信號132和RxEN奇信號136。最后，將RxD信號248輸出到RxD焊盤252，同時將RxEN信號250輸出到RxEN焊盤254。
[0030]圖5圖示了一個實施例的接收單元中的信號波形。在一個示例中，Clk200信號216和Clk200n信號218 二者具有250MHz的頻率和相反的極性。Clk200信號216和Clk200n信號218將BP信號212和BM信號214轉換成Comphl信號220、Compll信號222、Comph2信號224和Compl2信號226。當BP122和BM124之間的電壓差為高時，總線處于Data_l狀態(tài)。然而，當BP122和BM124之間的電壓差為低時，總線處于Data_0狀態(tài)。附加地，當BP122和BMl24之間的電壓差具有中間值時，總線處于空閑狀態(tài)。備選地，其它總線電平可以對應于不同的狀態(tài)。
[0031]當總線狀態(tài)為Data_l時，Comphl信號220和Comph2信號224為高，而Compll信號222和Comp12信號226為低。當總線狀態(tài)為Data_0時，Comphl信號220和Comph2信號224為低，而Compll信號222和Compl2信號226都為高。然而，當總線狀態(tài)為空閑時，Comphl 信號 220、Comph2 信號 224,Comp11 信號 222 和 Comp12 信號 226 都為低。在 Clk200信號216的上升沿上更新Comphl信號220和Comph2信號224，同時在Clk200n信號218的上升沿上更新Compll信號222和Compl2信號226，Clk200n信號218的上升沿對應于Clk200信號216的下降沿。
[0032]圖6a至圖6b圖示了實施例的狀態(tài)機，其僅當輸入信號轉變狀態(tài)并且在轉變的狀態(tài)中保持至少預定時間段例如IOns時轉變輸出值。在一個示例中，輸入信號為總線信號，例如FlexRay總線信號。圖6a至圖6b所示的狀態(tài)機可以是狀態(tài)機108和/或狀態(tài)機116的示例。
[0033]圖6a圖示了狀態(tài)機139，其耦合到具有兩個狀態(tài)的輸入信號。狀態(tài)機139具有四個狀態(tài):D0狀態(tài)142、DO到Dl狀態(tài)144、Dl狀態(tài)148和Dl到DO狀態(tài)150。DO到Dl狀態(tài)144和Dl到DO狀態(tài)150是評估狀態(tài)，在該評估狀態(tài)期間系統(tǒng)確定輸入總線狀態(tài)之間是存在真實的轉變還是只是由于噪聲引起的短時間干擾。在一個示例中，狀態(tài)機139的輸入為Data_l總線狀態(tài)或Data_0總線狀態(tài)，而狀態(tài)機139的輸出可以為兩個數(shù)字比特，例如RxD和RxEN。備選地,輸出可以為一個比特數(shù)字信號。如果狀態(tài)機139的輸入信號處于Data_l總線狀態(tài)中超過的時間段，則狀態(tài)機139處于Dl狀態(tài)148。類似地，如果狀態(tài)機139的輸入信號處于Data_0總線狀態(tài)持續(xù)超過的時間段，則狀態(tài)機139處于DO狀態(tài)142。然后，如果狀態(tài)機139處于DO狀態(tài)142，并且輸入信號轉變到Data_l總線狀態(tài)，則狀態(tài)機139轉變到DO到Dl狀態(tài)144。接下來，如果狀態(tài)機139在DO到Dl狀態(tài)144中保持至少第一預定時間段，例如10ns，則狀態(tài)機139轉變到Dl狀態(tài)148。然而，如果狀態(tài)機139處于DO到Dl狀態(tài)并且輸入轉變到Data_0總線狀態(tài)，則狀態(tài)機139轉變到DO狀態(tài)142。
[0034]如果狀態(tài)機139處于Dl狀態(tài)148，并且總線輸入轉變到Data_0總線狀態(tài)，則狀態(tài)機139轉變到Dl到DO狀態(tài)150。接下來，如果狀態(tài)機139處于Dl到DO狀態(tài)150，并且輸入信號轉變到Data_l總線狀態(tài)，則狀態(tài)機139轉變到Dl狀態(tài)148。然而，如果狀態(tài)機139處于Dl到DO狀態(tài)150至少第二預定時間段，則狀態(tài)機139轉變到DO狀態(tài)142。在一個示例中，第二預定時間段與第一預定時間段相同，例如10ns。在另一示例中，第二預定時間段大于第一預定時間段，例如100ns。備選地，可以使用其它時間段。
[0035]如果狀態(tài)機139處于DO狀態(tài)142或DO到Dl狀態(tài)144，則狀態(tài)機139將RxD和RxEN 二者指定為低值。然而，如果狀態(tài)機139處于Dl狀態(tài)148或Dl到DO狀態(tài)150，則狀態(tài)機139將RxD指定為高值并且將RxEN指定為低值。
[0036]圖6b圖示了狀態(tài)機140，其被配置成耦合到三態(tài)總線，諸如FlexRay總線。狀態(tài)機140具有九種狀態(tài):D0狀態(tài)142、DO到Dl狀態(tài)144、DO到空閑狀態(tài)146、Dl狀態(tài)148、Dl到DO狀態(tài)150、Dl到空閑狀態(tài)152、空閑狀態(tài)154、空閑到DO狀態(tài)156以及空閑到Dl狀態(tài)158。然而應認識到，在備選實施例中，可以存在更多或更少的狀態(tài)。狀態(tài)機140被配置成基于具有三種總線狀態(tài)的輸入總線信號確定具有三態(tài)的兩比特數(shù)字輸出信號。輸入總線狀態(tài)為Data_0總線狀態(tài)、Data_l總線狀態(tài)和空閑總線狀態(tài)。輸出信號為:對應于Data_0總線狀態(tài)的RxD=O和RxEN=O,對應于Data_l總線狀態(tài)的RxD=I和RxEN=O,對應于空閑總線狀態(tài)的RxD=I和RxEN=I。狀態(tài)機140中的DO狀態(tài)142、DO到Dl狀態(tài)144、Dl狀態(tài)148和Dl到DO狀態(tài)150之間的轉變類似于上述的狀態(tài)機139中那樣。附加地，如果輸入信號處于空閑總線狀態(tài)持續(xù)超過的時間段，則狀態(tài)機140將處于空閑狀態(tài)154。
[0037]而且，如果狀態(tài)機140處于DO狀態(tài)142或DO到Dl狀態(tài)144，并且輸入信號轉變到空閑總線狀態(tài)，則狀態(tài)機140轉變到DO到空閑狀態(tài)146。然后，如果狀態(tài)機140在DO到空閑狀態(tài)146中保持至少第三預定時間段，例如100ns，則狀態(tài)機140轉變到空閑狀態(tài)154。然而，如果狀態(tài)機140處于DO到空閑狀態(tài)146，并且輸入信號轉變到Data_0總線狀態(tài)，則狀態(tài)機轉變到DO狀態(tài)142。類似地，如果狀態(tài)機140處于DO到空閑狀態(tài)146，并且輸入信號轉變到Data_l總線狀態(tài)，則狀態(tài)機轉變到DO到Dl狀態(tài)144。
[0038]如果狀態(tài)機140處于Dl狀態(tài)148或Dl到DO狀態(tài)150，并且輸入信號轉變到空閑總線狀態(tài)，則狀態(tài)機140轉變到Dl到空閑狀態(tài)152。然而，如果狀態(tài)機140處于Dl到空閑狀態(tài)152，并且輸入信號在空閑總線狀態(tài)中保持至少第四預定時間段，例如100ns，則狀態(tài)機140轉變到空閑狀態(tài)154。而且，如果狀態(tài)機140處于Dl到空閑狀態(tài)152，并且輸入信號轉變到Data_0總線狀態(tài)，則狀態(tài)機140轉變到Dl到DO狀態(tài)150。然而，如果狀態(tài)機140處于Dl到DO狀態(tài)150或Dl到空閑狀態(tài)152，并且輸入信號轉變到Data_l總線狀態(tài)，則狀態(tài)機轉變到Dl狀態(tài)148。
[0039]類似地，如果狀態(tài)機140處于空閑狀態(tài)154或空閑到Dl狀態(tài)158，并且輸入信號轉變到Data_0總線狀態(tài)，則狀態(tài)機140轉變到空閑到DO狀態(tài)156。而且，如果狀態(tài)機140處于空閑到DO狀態(tài)156，并且輸入信號在Data_0總線狀態(tài)中保持至少第五預定時間段，例如100ns，則狀態(tài)機140轉變到DO狀態(tài)142。然而，如果狀態(tài)機140處于空閑狀態(tài)154或空閑到DO狀態(tài)156，并且輸入信號轉變到Data_l總線狀態(tài)，則狀態(tài)機140轉變到空閑到Dl狀態(tài)158。然后，如果狀態(tài)機140處于空閑到Dl狀態(tài)158至少第六預定時間段，例如100ns，則狀態(tài)機140轉變到Dl狀態(tài)148。然而，如果狀態(tài)機140處于空閑到DO狀態(tài)156或空閑到Dl狀態(tài)158，并且輸入信號轉變到空閑總線狀態(tài)，則狀態(tài)機140轉變到空閑狀態(tài)154。
[0040]當狀態(tài)機140處于DO狀態(tài)142、DO到Dl狀態(tài)144或DO到空閑狀態(tài)146時，狀態(tài)機140將輸出信號指定為RxEN=RxD=0。然而，當狀態(tài)機140處于Dl狀態(tài)148、Dl到DO狀態(tài)150或Dl到空閑狀態(tài)152時，狀態(tài)機140將輸出信號指定為RxD=I和RxEN=0。然后，當狀態(tài)機140處于空閑狀態(tài)154、空閑到DO狀態(tài)156或空閑到Dl狀態(tài)158時，狀態(tài)機140將輸出信號指定為RxD=RxEN=I。
[0041]在一個示例中，第一預定時間段等于第二預定時間段，并且第三預定時間段、第四預定時間段、第五預定時間段和第六預定時間段都相等。然而，第一和第二預定時間段短于第三、第四、第五和第六預定時間段。例如，第一和第二預定時間段可以為10ns，而第三、第四、第五和第六預定時間段為100ns。在另一示例中，所有六個預定時間段相同。備選地，所有預定時間段可以都不同。
[0042]在附加實施例中，狀態(tài)機可以使用施加到包含更多數(shù)目總線狀態(tài)的輸入信號的更多數(shù)目狀態(tài)來實施。例如，如果輸入數(shù)據(jù)具有四個總線狀態(tài)，則可以使用16狀態(tài)的狀態(tài)機來將四態(tài)輸入信號映射成兩比特四態(tài)數(shù)字輸出信號。在另一示例中，可能存在附加的中間狀態(tài)，諸如DO到Dl到空閑狀態(tài)、DO到空閑到Dl狀態(tài)、Dl到DO到空閑狀態(tài)、Dl到空閑到DO狀態(tài)以及空閑到Dl到DO狀態(tài)。
[0043]狀態(tài)機140可以使用基于功率DMOS和/或CMOS晶體管的低功率130nm工藝來實施，這可能是使用數(shù)字驗證方法諸如靜態(tài)定時分析來設計的。在一個示例中，開發(fā)了來自硬件描述語言(HDL)的全同步合成邏輯，硬件描述語言(HDL)諸如超高速集成電路(VHSIC)硬件描述語言(VHDL)或Verilog。
[0044]圖7a至圖7d圖示了組合單元，該組合單元可以用于鎖定和合并兩個狀態(tài)機的輸出以生成總線狀態(tài)輸出信號。圖7a圖示了組合單元165，其中多路復用器160在Clk200信號216為高時選擇第一輸出信號117,并且在Clk200信號216為低時選擇第二輸出信號119。因而,多路復用器160合并第一輸出信號117和第二輸出信號119,以產生組合輸出信號168。接下來,邏輯單兀170基于組合輸出信號168和先前的總線狀態(tài)輸出信號172來確定總線狀態(tài)輸出信號111。如果先前的總線狀態(tài)輸出信號172不等于組合輸出信號168，則邏輯單元170將總線狀態(tài)輸出信號111指定為先前的總線狀態(tài)輸出信號172而不是組合輸出信號168的值。接下來，寄存器174保存總線狀態(tài)輸出信號111的值。將寄存器值與后續(xù)信號組合地進行比較，如果不滿足比較規(guī)則，則執(zhí)行總線狀態(tài)輸出信號111的鎖定改變。
[0045]圖7b圖示了組合單元173。初始地，第一輸出信號117和第二輸出信號119為AND門175的輸入，AND門175的輸出I禹合到鎖存器181的重置輸入。而且，第一輸出信號117和第二輸出信號119為NOR門177的輸入，NOR門177的輸出耦合到鎖存器181的設置輸入。最后，鎖存器181的Q輸出將總線級輸出信號111輸出。
[0046]圖7c圖示了組合單元179，其包含上述的多路復用器160、數(shù)據(jù)比較器176和邏輯單元180。數(shù)據(jù)比較器176將第一輸出信號117和第二輸出信號119比較兩個或三個半周期。如果第一輸出信號117和第二輸出信號119在兩個或三個半周期期間不相同，則數(shù)據(jù)比較器176在損壞數(shù)據(jù)標識178中如此指示。如果表明損壞數(shù)據(jù)標識178，則邏輯單元180將總線狀態(tài)輸出信號111設置為兩個高值，指示錯誤。在另一示例中，系統(tǒng)可以鎖定到前任值或進入特定電平，諸如兩個高比特，以指示錯誤。
[0047]圖7d圖示了組合單元183，其包含上述多路復用器160和邏輯單元182。組合單元183具有總線電平無效標識184的輸入，總線電平無效標識184指示總線輸入信號102被損壞。如果沒有表明總線電平無效標識184，則邏輯單元182將總線狀態(tài)輸出信號111指定為組合輸出信號168,并且如果表明總線電平無效標識184,則輸出組合輸出信號168的先前值。模擬鎖定信號將總線狀態(tài)輸出信號111鎖定到前任值，或者將總線狀態(tài)輸出信號111強制到特定電平，諸如兩個高比特，以指示錯誤。
[0048]圖8圖示了實施例的接收器的方法185的流程圖，該接收器被配置成將總線信號轉變成輸出信號。初始地，在步驟186中，接收器接收來自總線的模擬信號。接收信號可以為具有Data_0狀態(tài)、Data_l狀態(tài)和空閑狀態(tài)這三種總線狀態(tài)的FlexRay總線輸入信號，但其可以為單端信號。接下來，在步驟188中，對接收的模擬信號施加模擬處理。步驟188可以包括:向接收的模擬信號施加模擬低通濾波器，確定總線信號是否被損壞，或其它模擬處理。備選地，可以不對接收信號執(zhí)行模擬處理。
[0049]然后在步驟192中，將接收的模擬信號轉換成兩個數(shù)字信號，這兩個數(shù)字信號均可以為兩比特數(shù)字信號。通過在時鐘信號的上升沿上對接收的模擬信號進行采樣以得到第一信號，以及在同一時鐘信號的下降沿上對接收的模擬信號進行采樣以得到第二信號，可以執(zhí)行時鐘恢復，這可以使用具有相反極性的兩個時鐘并且利用鎖存器來實現(xiàn)。例如，如果模擬信號為具有Data_0狀態(tài)、Data_l狀態(tài)和空閑狀態(tài)三態(tài)的FlexRay總線信號，則步驟192可以將差分信號轉換成兩比特數(shù)字信號。
[0050]接下來，在步驟194中將第一狀態(tài)機施加給第一數(shù)字信號，并且在步驟196中將第二狀態(tài)機施加給第二數(shù)字信號。在一個示例中，步驟194和步驟196使用單獨的數(shù)字邏輯同時執(zhí)行。在一個實施例中，兩個狀態(tài)機可以是相同的。備選地，兩個狀態(tài)機可以不同。狀態(tài)機可以被配置成僅當輸入信號轉變總線狀態(tài)并且在轉變到的狀態(tài)中保持至少預定時間段時轉變輸出狀態(tài)。預定時間段可以是轉變自的狀態(tài)和轉變到的狀態(tài)的函數(shù)。狀態(tài)機概念構成確定轉變是由于干擾還是屬于真實轉變的一組規(guī)則。
[0051]最后，在步驟198中，將兩個狀態(tài)機的輸出組合以產生輸出信號。附加地，在步驟198中，可以鎖定輸出信號?？梢允褂闷渲羞x擇器為時鐘信號的多路復用器來執(zhí)行組合?？梢允褂眉拇嫫?、鎖存器、來自總線的標識、來自兩個或三個半時鐘比較器的標識或者通過其它方法來執(zhí)行鎖定。
[0052]實施例的優(yōu)勢包括能夠通過向總線信號施加狀態(tài)機來降低高頻噪聲。而且，實施例可以使用多路復用器來合并兩個數(shù)據(jù)流以避免毛刺。附加的優(yōu)勢包括能夠使用具有為接收數(shù)據(jù)頻率一半的頻率的時鐘來接收高頻數(shù)據(jù)，降低功率并實現(xiàn)低速組件的使用。此外,從模擬域到數(shù)字域的移位功能性增加了由半定制方法帶來的功能魯棒性，并且模塊化的數(shù)字架構允許代替構建模塊。附加地，鎖定輸出信號減少了毛刺。此外，實施例可以遵循FlexRay協(xié)議。
[0053]盡管已經參照圖示實施例描述了本發(fā)明，但該描述并不旨在于被解釋成限制的含義。參照該描述，本領域技術人員將明白本發(fā)明的圖示實施例以及其它實施例的各種修改和組合。因此，所附權利要求旨在于涵蓋任意這樣的修改或實施例。
【權利要求】
1.一種接收器，包括配置成耦合到總線的第一狀態(tài)機，其中所述狀態(tài)機被配置成: 如果第一接收總線信號從第一總線狀態(tài)轉變到第二總線狀態(tài)并且在所述第二總線狀態(tài)中停留少于第一預定時間段，則確定第一輸出信號為第一符號；以及 如果所述第一接收總線信號從所述第一總線狀態(tài)轉變到所述第二總線狀態(tài)并且在所述第二總線狀態(tài)中停留至少所述第一預定時間段，則確定第一輸出信號為第二符號。
2.根據(jù)權利要求1所述的接收器，其中所述第一狀態(tài)機被進一步配置成: 如果所述第一接收總線信號從所述第二總線狀態(tài)轉變到所述第一總線狀態(tài)并且在所述第一總線狀態(tài)中停留少于第二預定時間段，則確定所述第一輸出信號為所述第二符號；以及 如果所述第一接收總線信號從所述第二總線狀態(tài)轉變到所述第一總線狀態(tài)并且在所述第一總線狀態(tài)中停留至少所述第二預定時間段，則確定所述第一輸出信號為所述第一符號。
3.根據(jù)權利要求2所述的接收器，其中所述第一預定時間段與所述第二預定時間段相同。
4.根據(jù)權利要求2所述的接收器，其中所述第一狀態(tài)機被進一步配置成，如果所述第一接收總線信號從所述第一 總線狀態(tài)或所述第二總線狀態(tài)轉變到第三總線狀態(tài)，并且在所述第三總線狀態(tài)中停留至少所述第三預定時間段，則確定所述第一輸出信號為第三符號。
5.根據(jù)權利要求4所述的接收器，其中所述第一預定時間段少于所述第三預定時間段。
6.根據(jù)權利要求4所述的接收器，其中: 所述第一總線狀態(tài)對應于第一數(shù)據(jù)值； 所述第二總線狀態(tài)對應于第二數(shù)據(jù)值；以及 所述第三總線狀態(tài)對應于空閑狀態(tài)。
7.根據(jù)權利要求1所述的接收器，進一步包括第二狀態(tài)機，所述第二狀態(tài)機被配置成: 如果第二接收總線信號從所述第一總線狀態(tài)轉變到所述第二總線狀態(tài)并且在所述第二總線狀態(tài)中停留少于所述第一預定時間段，則確定第二輸出信號為所述第一符號；以及如果所述第二接收總線信號從所述第一總線狀態(tài)轉變到所述第二總線狀態(tài)并且在所述第二總線狀態(tài)中停留至少所述第一預定時間段，則確定第二輸出信號為所述第二符號。
8.根據(jù)權利要求7所述的接收器，進一步包括組合單元，所述組合單元被配置成基于所述第一輸出信號和所述第二輸出信號來確定總線狀態(tài)輸出信號。
9.一種方法，包括: 接收第一總線信號；以及 確定第一輸出信號，包括: 如果所述第一接收總線信號從第一總線狀態(tài)轉變到第二總線狀態(tài)并且在所述第二總線狀態(tài)中停留少于第一預定時間段，則確定所述第一輸出信號為第一符號；以及 如果所述第一接收總線信號從所述第一總線狀態(tài)轉變到所述第二總線狀態(tài)并且在所述第二總線狀態(tài)中停留至少所述第一預定時間段，則確定所述第一輸出信號為第二符號。
10.根據(jù)權利要求9所述的方法,其中確定第一輸出信號進一步包括: 如果所述第一接收總線信號從所述第二總線狀態(tài)轉變到所述第一總線狀態(tài)并且在所述第一總線狀態(tài)中停留少于第二預定時間段，則確定所述第一輸出信號為所述第二符號；以及如果所述第一接收總線信號從所述第二總線狀態(tài)轉變到所述第一總線狀態(tài)并且在所述第一總線狀態(tài)中停留至少所述第二預定時間段，則確定所述第一輸出信號為所述第一符號。
11.根據(jù)權利要求10所述的方法，其中所述第一預定時間段與所述第二預定時間段相同。
12.根據(jù)權利要求10所述的方法,其中確定第一輸出信號進一步包括:如果所述第一接收總線信號從所述第一總線狀態(tài)轉變到第三總線狀態(tài)并且在所述第三總線狀態(tài)中停留少于第三預定時間段，則確定所述第一輸出信號為所述第一符號；以及如果所述第一接收總線信號從所述第一總線狀態(tài)轉變到所述第三總線狀態(tài)并且在所述第三總線狀態(tài)中停留至少所述第三預定時間段，則確定所述第一輸出信號為第三符號。
13.根據(jù)權利要求12所述的方法，其中所述第一預定時間段少于所述第三預定時間段。
14.根據(jù)權利要求12所述的方法，其中: 所述第一總線狀態(tài)對應于第一數(shù)據(jù)值； 所述第二總線狀態(tài)對應于第二數(shù)據(jù)值；以及 所述第三總線狀態(tài)對應于空閑狀態(tài)。
15.根據(jù)權利要求12所述的方法,其中確定第一輸出信號進一步包括: 如果所述第一接收總線信號從所述第三總線狀態(tài)轉變到所述第一總線狀態(tài)并且在所述第一總線狀態(tài)中停留至少第四預定時間段，則確定所述第一輸出信號為所述第一符號；如果所述第一接收總線信號從所述第二總線狀態(tài)轉變到所述第三總線狀態(tài)并且在所述第三總線狀態(tài)中停留至少第五預定時間段，則確定所述第一輸出信號為所述第三符號；以及如果所述第一接收總線信號從所述第三總線狀態(tài)轉變到所述第二總線狀態(tài)并且在所述第二總線狀態(tài)中停留至少第六預定時間段，則確定所述第一輸出信號為所述第二符號。
16.根據(jù)權利要求15所述的方法，其中: 所述第三預定時間段等于所述第四預定時間段、所述第五預定時間段和所述第六預定時間段； 所述第一預定時間段等于所述第二預定時間段；以及 所述第三預定時間段大于所述第一預定時間段。
17.根據(jù)權利要求15所述的方法，其中確定輸出信號進一步包括: 如果所述第一接收總線信號從所述第一總線狀態(tài)轉變到所述第二總線狀態(tài)，則從狀態(tài)機的第一狀態(tài)轉變到所述狀態(tài)機的第二狀態(tài)； 如果所述第一接收總線信號從所述第一總線狀態(tài)轉變到所述第三總線狀態(tài)，則從所述狀態(tài)機的所述第一狀態(tài)轉變到所述狀態(tài)機的第三狀態(tài)； 如果所述第一接收總線信號在所述第二總線狀態(tài)中停留多于所述第一預定時間段，則從所述狀態(tài)機的所述第二狀態(tài)轉變到所述狀態(tài)機的第四狀態(tài)； 如果所述第一接收總線信號在所述第三總線狀態(tài)中停留多于所述第三預定時間段，則從所述狀態(tài)機的所述第三狀態(tài)轉變到所述狀態(tài)機的第五狀態(tài)； 如果所述第一接收總線信號從所述第二總線狀態(tài)轉變到所述第一總線狀態(tài)，則從所述狀態(tài)機的所述第四狀態(tài)轉變到所述狀態(tài)機的第六狀態(tài)； 如果所述第一接收總線信號從所述第二總線狀態(tài)轉變到所述第三總線狀態(tài)，則從所述狀態(tài)機的所述第四狀態(tài)轉變到所述狀態(tài)機的第七狀態(tài)； 如果所述第一接收總線信號從所述第三總線狀態(tài)轉變到所述第一總線狀態(tài)，則從所述狀態(tài)機的所述第五狀態(tài)轉變到所述狀態(tài)機的第八狀態(tài)； 如果所述第一接收總線信號從所述第三總線狀態(tài)轉變到所述第二總線狀態(tài)，則從所述狀態(tài)機的所述第五狀態(tài)轉變到所述狀態(tài)機的第九狀態(tài)； 如果所述第一接收總線信號在所述第一總線狀態(tài)中停留多于所述第二預定時間段，則從所述狀態(tài)機的所述第六狀態(tài)轉變到所述狀態(tài)機的所述第一狀態(tài)； 如果所述第一接收總線信號在所述第三總線狀態(tài)中停留多于所述第五預定時間段，則從所述狀態(tài)機的所述第七狀態(tài)轉變到所述狀態(tài)機的所述第五狀態(tài)； 如果所述第一接收總線信號在所述第一總線狀態(tài)中停留多于所述第四預定時間段，則從所述狀態(tài)機的所述第八狀態(tài)轉變到所述狀態(tài)機的所述第一狀態(tài)；以及 如果所述第一接收總線信號在所述第二總線狀態(tài)中停留多于所述第六預定時間段，則從所述狀態(tài)機的所述第 九狀態(tài)轉變到所述狀態(tài)機的所述第四狀態(tài)。
18.根據(jù)權利要求17所述的方法，其中確定輸出信號進一步包括: 如果所述狀態(tài)機處于所述第一狀態(tài)、所述第二狀態(tài)或所述第三狀態(tài)，則確定所述第一輸出信號為所述第一符號； 如果所述狀態(tài)機處于所述第四狀態(tài)、所述第六狀態(tài)或所述第七狀態(tài)，則確定所述第一輸出信號為所述第二符號；以及 如果所述狀態(tài)機處于所述第五狀態(tài)、所述第八狀態(tài)或所述第九狀態(tài)，則確定所述第一輸出信號為所述第三符號。
19.根據(jù)權利要求9所述的方法，進一步包括: 接收第二總線信號；以及 確定第二輸出信號，包括: 如果所述第二接收總線信號從所述第一總線狀態(tài)轉變到所述第二總線狀態(tài)并且在所述第二總線狀態(tài)中停留少于所述第一預定時間段，則確定所述第二輸出信號為所述第一符號，并且 如果所述第二接收總線信號從所述第一總線狀態(tài)轉變到所述第二總線狀態(tài)并且在所述第二總線狀態(tài)中停留至少所述第一預定時間段，則確定所述第二輸出信號為所述第二符號。
20.根據(jù)權利要求19所述的方法，進一步包括:基于所述第一輸出信號和所述第二輸出信號來確定總線狀態(tài)輸出信號。
21.一種接收器，包括: 接收單元，被配置成基于總線輸入信號確定第一接收總線信號和第二接收總線信號； 第一狀態(tài)機，被配置成: 如果所述第一接收總線信號從第一總線狀態(tài)轉變到第二總線狀態(tài)并且在所述第二總線狀態(tài)中停留少于第一預定時間段，則確定第一輸出信號為第一符號，并且 如果所述第一接收總線信號從所述第一總線狀態(tài)轉變到所述第二總線狀態(tài)并且在所述第二總線狀態(tài)中停留至少所述第一預定時間段，則確定第一輸出信號為第二符號；以及第二狀態(tài)機，被配置成:如果所述第二接收總線信號從所述第一總線狀態(tài)轉變到所述第二總線狀態(tài)并且在所述第二總線狀態(tài)中停留少于第二預定時間段，則確定第二輸出信號為所述第一符號，并且如果所述第二接收總線信號從所述第一總線狀態(tài)轉變到所述第二總線狀態(tài)并且在所述第二總線狀態(tài)中停留至少所述第二預定時間段，則確定第二輸出信號為所述第二符號。
22.根據(jù)權利要求21所述的接收器，其中所述第一預定時間段與所述第二預定時間段相同。
23.根據(jù)權利要求21所述的接收器，其中所述接收單元包括: 第一采樣單元，被配置成通過利用具有頻率和相位的第一時鐘對所述總線輸入信號進行采樣來確定所述第一接收總線信號；以及 第二采樣單元，被配置成通過利用具有頻率和相位的第二時鐘對所述總線輸入信號進行采樣來確定所述第二接收總線信號，其中所述第一時鐘的頻率等于所述第二時鐘的頻率，并且其中所述第一時鐘的相位不同于所述第二時鐘的相位。
24.根據(jù)權利要求23所述的接收器，其中所述第一時鐘基于第三時鐘的上升沿，并且所述第二時鐘基于 所述第三時鐘的下降沿。
25.根據(jù)權利要求21所述的接收器，進一步包括:組合單元，被配置成通過組合所述第一輸出信號和所述第二輸出信號來確定組合輸出信號。
26.根據(jù)權利要求25所述的接收器，其中所述組合單元被進一步配置成: 記錄所述組合輸出信號；以及 通過將所述組合輸出信號與先前記錄的組合輸出信號進行比較來確定總線輸出信號，其中如果所述先前記錄的組合輸出信號不同于所述組合輸出信號，則將所述總線輸出信號指定為所述先前記錄的組合輸出信號。
27.根據(jù)權利要求25所述的接收器，其中所述組合單元被進一步配置成: 通過將所述第一輸出信號與所述第二輸出信號進行比較來確定比較輸出信號；以及 鎖定所述比較輸出信號。
28.根據(jù)權利要求25所述的接收器，其中所述組合單元被進一步配置成: 比較所述第一輸出信號和所述第二輸出信號；以及 如果所述第一輸出信號不同于所述第二輸出信號，則將所述組合輸出信號指定為空閑狀態(tài)。
29.根據(jù)權利要求25所述的接收器，其中所述組合單元包括復用器。
【文檔編號】H04L12/02GK103973457SQ201410043019
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年1月29日 優(yōu)先權日:2013年2月1日
【發(fā)明者】D·梅茨納, M·施特賴布爾, P·瓦爾納 申請人:英飛凌科技股份有限公司