雙向總線系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本公開大體上涉及一種通信總線，并更尤其涉及對需要在休眠時零功率的遠程站的設計和配置。
【背景技術】
[0002]通信總線可包括計算機背板、板級總線、集成電路內的片上總線、局域網或LAN、廣域網或WAN或者其它類型的總線，通信總線可使數據(例如，控制、定時和/或數據信號)在包括該系統的各種組件和/或裝置之間轉發(fā)。在汽車工業(yè)中尤其感興趣的是控制器局域網絡或CAN總線。該CAN總線為多主機廣播串行總線，其可在雙絞線中，可選地在屏蔽電纜中，使用平衡的信號對來實現。
[0003]典型地，電氣隔離通信總線，必須在信號能跨過隔離屏障之前，將供電施加至總線主機以及從節(jié)點(slave node)。該方法導致連續(xù)的耗電，其在功率敏感的應用中，例如電動車中，這是相當不利的，因為這會影響車輛的行駛范圍和性能。現已開發(fā)出的一種用于減少耗電的技術是在從節(jié)點處于睡眠模式下時關斷從節(jié)點中所有不需要的電路，而僅在從節(jié)點從總線主機接收到喚醒信號時激活這些電路。在另一種方法中，進一步減少耗電是通過循環(huán)地接通或斷開從節(jié)點的接收器電路來實現的。但是，由于喚醒信號必須在接收器電路上電后發(fā)出，所以這種方法導致喚醒等待時間增加。
[0004]據此，需要一種通信總線，能夠使從節(jié)點完全斷電，且然后通過系統主機遠程激活。本公開提供了這樣的通信總線設計。
【實用新型內容】
[0005]本公開提供了一種雙向總線系統，其包括兩線雙向總線、耦接至該兩線雙向總線的總線主機，以及被耦接至該兩線雙向總線的至少一個從節(jié)點，其中，從節(jié)點包括(i)第一電流隔離器(例如，第一光隔離器)，其被耦接至從節(jié)點微控制器，其中第一電流隔離器將從從節(jié)點微控制器接收到的微控制器生成的數字數據發(fā)送至兩線雙向總線；(ii)第二電流隔離器(例如，第二光隔離器)，其被耦接至從節(jié)點微控制器，其中第二電流隔離器從兩線雙向總線接收總線主機數字數據并將總線主機數字數據發(fā)送至從節(jié)點微控制器；(iii)從節(jié)點電源，其被耦接至從節(jié)點微控制器以及第二電流隔離器，其中從節(jié)點電源與兩線雙向總線匯流條電流隔離；以及(iv)電源開關，其被耦接至從節(jié)點電源，其中該電源開關包括(a)第一晶體管，其能夠處于第一狀態(tài)和第二狀態(tài)，使得在第一晶體管處于第一狀態(tài)時，從節(jié)點電源被耦接至從節(jié)點微控制器和第二電流隔離器，并且當第一晶體管處于第二狀態(tài)時，從節(jié)點電源與從節(jié)點微控制器和第二電流隔離器斷開耦接，以及(b)電容器，其被連接至第一晶體管，使得當電容器充電時，電容器使第一晶體管保持在第二狀態(tài)，并且在電容器放電時，允許第一晶體管轉變至第一狀態(tài)。優(yōu)選地，將穩(wěn)壓器插在從節(jié)點電源和從節(jié)點微控制器之間，并且插在從節(jié)點電源和第二電流隔離器之間；更優(yōu)選地，將穩(wěn)壓器插在第一晶體管和從節(jié)點微控制器之間，并且插在第一晶體管和第二電流隔離器之間。第二晶體管優(yōu)選地包括P型MOSFET，其中第一狀態(tài)對應于P型MOSFET偏置成接通，其中第二狀態(tài)對應于P型MOSFET斷開，其中當電容器放電時電容器使P型MOSFET的柵極電壓降低并且在電容器充電時使P型MOSFET的柵極電壓升高。優(yōu)選地，當從節(jié)點電源與從節(jié)點微控制器并且與第二電流隔離器斷開耦接時，通過第二電流隔離器接收總線主機數字數據導致電容器放電，其中電容器放電使得第一晶體管從其第二狀態(tài)轉變至其第一狀態(tài)，從而將從節(jié)點電源耦接至從節(jié)點微控制器并耦接至第二電流隔離器。
[0006]另一方面，本系統進一步包括第二晶體管，其被連接至第二電流隔離器并且其能夠處于第一狀態(tài)和第二狀態(tài)，使得當第二晶體管處于第一狀態(tài)時總線主機數字數據被送至從節(jié)點微控制器，并且當第二晶體管處于第二狀態(tài)時，其阻止第二電流隔離器的集電極節(jié)點漏電或電負載。此外，當第一晶體管從其第二狀態(tài)轉變至其第一狀態(tài)時，從節(jié)點微控制器優(yōu)選地被配置成確定是否需要從節(jié)點繼續(xù)操作，以及如果從節(jié)點微控制器確定需要從節(jié)點繼續(xù)操作，則從節(jié)點微控制器被配置成激活電源保持命令，此時激活電源保持命令將第二晶體管置于其第一狀態(tài)。優(yōu)選地，從節(jié)點微控制器進一步被配置成根據停止將總線主機數字數據傳送至從節(jié)點微控制器來解除維持電源保持命令，其中解除維持電源保持命令使第二晶體管從其第一狀態(tài)轉變至其第二狀態(tài)。
[0007]另一方面，本系統進一步包括η型M0SFET，其被連接至第二電流隔離器，并且其能夠有對應于η型MOSFET偏置成接通的第一狀態(tài)，和對應于η型MOSFET斷開的第二狀態(tài)，使得當η型MOSFET偏置成接通時總線主機數字數據被傳送至從節(jié)點微控制器，并且當η型MOSFET斷開時其阻止第二電流隔離器的集電極節(jié)點的漏電或電負載。而且，當第一晶體管從其第二狀態(tài)轉變至其第一狀態(tài)時，從節(jié)點微控制器優(yōu)選地被配置成確定是否需要從節(jié)點繼續(xù)操作，并且如果從節(jié)點微控制器確定需要從節(jié)點的繼續(xù)操作時，則從節(jié)點微控制器被配置成激活電源保持命令，其中激活電源保持命令將η型MOSFET偏置成接通。優(yōu)選地，從節(jié)點微控制器進一步被配置成在停止將總線主機數字數據傳輸至從節(jié)點微控制器時解除電源保持命令，其中解除電源保持命令斷開η型M0SFET。
[0008]另一方面，該系統進一步包括(i)插在第二電流隔離器和電容器之間的二極管，以及(ii)能夠具有第一狀態(tài)和第二狀態(tài)的第二晶體管。當第二晶體管處于其第一狀態(tài)時，電容器保持放電并且二極管反向偏置，從而在第二電流隔離器的集電極節(jié)點將電容器與高速數字數據隔離并使得第一晶體管處于其第一狀態(tài)。當第二晶體管處于其第二狀態(tài)時，使電容器充電并使第一晶體管轉變至其第二狀態(tài)。而且，當第一晶體管從其第二狀態(tài)轉變至其第一狀態(tài)時，從節(jié)點微控制器優(yōu)選地被配置成確定是否需要從節(jié)點繼續(xù)操作，并且如果從節(jié)點微控制器確定需要從節(jié)點繼續(xù)操作，則從節(jié)點微控制器被配置成激活電源保持命令，此時激活電源保持命令使得第二晶體管置于其第一狀態(tài)。優(yōu)選地，從節(jié)點微控制器進一步被配置成，在總線主機數字數據停止傳輸至從節(jié)點微控制器時，解除電源保持命令，此時解除電源保持命令使第二晶體管從其第一狀態(tài)轉變至其第二狀態(tài)。
[0009]另一方面，該系統進一步包括(i)被插在第二電流隔離器和電容器之間的二極管，以及(ii) η型M0SFET，其能夠有對應于該η型MOSFET被偏置成接通的第一狀態(tài)，以及對應于該η型MOSFET被斷開的第二狀態(tài)。當該η型MOSFET被偏置成接通時，使電容器保持放電并且二極管反向偏置，從而在第二電流隔離器的集電極節(jié)點使電容器與高速數字數據隔離開，并使得第一晶體管處于其第一狀態(tài)。當該η型MOSFET被斷開時，使電容器充電并且使第一晶體管轉變至其第二狀態(tài)。而且，當第一晶體管從其第二狀態(tài)轉變至其第一狀態(tài)時，從節(jié)點微控制器優(yōu)選地被配置成確定是否需要從節(jié)點繼續(xù)操作，并且如果從節(jié)點微控制器確定需要從節(jié)點繼續(xù)操作，則該從節(jié)點微控制器被配置成激活電源保持命令，此時激活電源保持命令將η型MOSFET偏置成接通。優(yōu)選地，從節(jié)點微控制器進一步被配置成，在總線主機數字數據停止傳輸到從節(jié)點微控制器時，解除電源保持命令，此時解除電源保持命令使η型MOSFET斷開。
[0010]另一方面，第一晶體管優(yōu)選地包括P型M0SFET，其中第一狀態(tài)對應于P型MOSFET被偏置成接通，其中第二狀態(tài)對應于P型MOSFET被斷開，并且其中雙向總線系統進一步包括(i)第一 η型M0SFET，其被連接至第二電流隔離器，其中當第一 η型MOSFET晶體管被偏置成接通時，第一 η型MOSFET將總線主機數字數據傳送至從節(jié)點微控制器，并且在第一 η型MOSFET晶體管斷開時，阻止第二電流隔離器的集電極節(jié)點漏電或電負載；(ii)被插在第二電流隔離器和電容器之間的二極管；(iii)第二 η型M0SFET，其中當第二 η型MOFSET偏置成接通時，使電容器保持放電并且二極管反向偏置，從而在第二電流隔離器的集電極節(jié)點處將電容器與高速數字數據隔離并使P型MOSFET處于其第一狀態(tài)，并且其中當第二 η型MOSFET斷開時使電容器放電并且使P型MOFSET斷開；并且(iv)其中從節(jié)點微控制器被配置成，當P型MOSFET初始地偏置成接通時，確定是否需要從節(jié)點繼續(xù)操作，其中如果從節(jié)點微控制器確定需要從節(jié)點繼續(xù)操作時，則從節(jié)點微控制器被配置成激活電源保持命令，其中當電源保持命令激活時，第一和第二 η型MOFSET被偏置成接通。此外，從節(jié)點微控制器可被配置成，當總線主機數字數據停止傳輸至從節(jié)點微控制器時，解除電源保持命令，其中當從節(jié)點微控制器解除電源保持命令時，使第一和第二 η型MOSFET斷開。
[0011]要進一步理解本公開的性質和優(yōu)點可通過參考本說明書的剩余部分和附圖來實現。
【附圖說明】
[0012]應該理解的是，附圖僅意味著示出而非限定本公開的范圍，并且不認為是按比例描繪的。
[0013]圖1是可利用本公開的用于汽車的通信總線的示意圖；
[0014]圖2是通過通信總線連接的總線主機和總線從設備的示意圖。
[0015]圖3是通過通信總線與開關連接的總線主機和總線從設備的