DE19946776A1

DE19946776A1 - Method and device for bidirectional communication of at least two communication participants

Info

Publication number: DE19946776A1
Application number: DE1999146776
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Drobny; Rainer Moritz; Bernhard Straub
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1999-09-29
Filing date: 1999-09-29
Publication date: 2001-04-12
Also published as: JP2003527781A; AU6685400A; EP1221220A2; WO2001024441A3; WO2001024441A2

Abstract

The invention relates to a method and device for bi-directional data transfer between at least two communication participants whereby data transfer is attained in one communication direction by altering a current and in another communication direction by altering a voltage. Data transfer in both communication directions to a communication path can be simultaneously in such a way that energy supply for both communications directions is maintained by means of a constant lower voltage and/or current limit or a separate energy supply for each communication participant.

Description

State of the art

Die Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtung zur bidirektionalen Datenübertragung zwischen wenigstens zwei Kommunikationsteilnehmern gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche. Insbesondere erfolgt die Datenübertragung zwischen einem Peripheriegerät und einem Steuergerät in einem Airbagsystem.The invention relates to methods and apparatus for bidirectional data transmission between at least two Communication participants according to the generic terms of independent claims. In particular, the Data transfer between a peripheral and a Control unit in an airbag system.

Dazu zeigt die DE 196 09 290 A1 ein Airbagsystem zum Schutz von Fahrzeuginsassen. Darin ist eine Mehrzahl von Sensormodulen vorgesehen, die über Leitungspaare mit einem entfernt angeordneten Steuergerät verbunden sind. Das Steuergerät steuert ein Rückhaltemittel für Fahrzeuginsassen, wie insbesondere einen Gassack an. Die Ausgangssignale der Sensormodule werden in Gestalt von aneinandergereiten Änderungen des Stromflusses auf beiden Leitungen, also in Form analoger Gegentaktsignale oder in Form einer Impulsfolge zu dem Steuergerät übertragen. In der Gegenrichtung, vom Steuergerät zu den Sensormodulen, werden die Daten durch aneinandergereite Änderungen der Spannung realisiert. Dabei erfolgt die Kommunikation zeitversetzt, d. h. aufgrund eines Anforderungssignals in Form von aneinandergereiten Änderungen der Spannung signalisiert das Steuergerät den Sensormodulen den Übertragungsbeginn und im Anschluß daran werden in der Gegenrichtung, also von den Sensormodulen zum Steuergerät die Daten in Form von aneinandergereiten Änderungen des Stromflusses auf dem Leitungspaar übertragen.DE 196 09 290 A1 shows an airbag system for protection of vehicle occupants. There is a plurality of Sensor modules are provided which are connected to a pair of cables remotely located control unit are connected. The Control unit controls a restraint for Vehicle occupants, such as in particular an airbag. The Output signals from the sensor modules are in the form of contiguous changes in current flow on both Lines, i.e. in the form of analog push-pull signals or in Form a pulse train transmitted to the control unit. In the Opposite direction, from the control unit to the sensor modules the data by mutually changing voltage realized. Communication is delayed, d. H. based on a request signal in the form of this is signaled by changes in voltage which are in conflict Control unit the sensor modules the start of transmission and in Connections are made in the opposite direction, i.e. from the Sensor modules to the control unit the data in the form of contiguous changes in current flow on the Transfer line pair.

Zur Stromschnittstelle, also in der Regel die Übertragungsrichtung von den Sensormodulen zum Steuergerät, zeigt die nicht vorveröffentlichte deutsche Anmeldung 198 13 965.9 ein Verfahren zum Übertragen von digitalen Daten mit einem in seiner Taktfrequenz steuerbaren Taktübernahmegenerator. Dabei ist die Datenübertragung von einem Peripheriegerät zu einem Steuergerät mittels Signalflanken des Stromflusses in spezieller Form beschrieben. Die Codierung der binären Zustände wird somit durch eine ansteigende bzw. abfallende Signalflanke definiert, die in einem bestimmten Zeitfenster detektiert werden muß. Durch zusätzliche Verwendung einer Manchester- Codierung kann der Datenübernahmetaktgeneratorfrequenz synchronisiert werden. Die dabei auftretende zeitliche Verschiebung zwischen den Datenimpulsen und den Synchronisationszeitpunkten der Flankenwechsel wird durch eine zeitlich versetzte Abtastung der Logikpegel der Datenimpulse berücksichtigt. Würde die Übertragung nach diesem Verfahren bidirektional eingesetzt, müßte auch hier eine zeitversetzte Datenübertragung Verwendung finden.To the current interface, usually the Direction of transmission from the sensor modules to the control unit, shows the unpublished German application 198 13 965.9 a method for transmitting digital Data with a controllable in its clock frequency Clock takeover generator. The data transfer is from a peripheral device to a control device Signal edges of the current flow in a special form described. The coding of the binary states is thus by a rising or falling signal edge defined, which is detected in a certain time window must become. By additionally using a Manchester Encoding can be the data transfer clock generator frequency be synchronized. The occurring temporal Shift between the data pulses and the Synchronization times of the edge change is through a staggered sampling of the logic levels of the Data pulses considered. Would post the transfer this method used bidirectionally, should also here a time-shifted data transmission are used.

Neben der eben genannten Manchester- oder Manchester-II- Codierung sind weitere Codierverfahren insbesondere zyklische Codierverfahren, in der Datenübertragungstechnik, wie z. B. der Hamming-Code oder der Abramson-Code u. s. w. bekannt. In addition to the Manchester or Manchester II Coding is another coding method in particular cyclic coding, in data transmission technology, such as B. the Hamming code or the Abramson code u. s. w. known.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, auf der Basis der Beschreibung der nicht vorveröffentlichten deutschen Anmeldung 198 13 965.9 eine Weiterentwicklung dahingehend durchzuführen, daß zusätzlich, zur darin dargestellten Stromschnittstelle eine bidirektionale, zeitgleiche Datenübertragung in beide Richtungen ermöglicht wird.The invention is based on the object the description of the unpublished German Registration 198 13 965.9 a further development in this regard perform that in addition to that shown in it Power interface a bidirectional, simultaneous Data transmission in both directions is made possible.

Advantages of the invention

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren und einer Vorrichtung zur bidirektionalen Datenübertragung zwischen wenigstens zwei Kommunikationsteilnehmern, wobei die Datenübertragung in einer Kommunikationsrichtung durch Änderungen eines Stromflusses und in der anderen Kommunikationsrichtung durch Änderungen einer Spannung realisiert ist, wobei die Datenübertragung in beiden Kommunikationsrichtungen auf einem Kommunikationspfad zeitgleich ausführbar ist. Dabei bildet die Erfindung insbesondere den Inhalt der nicht vorveröffentlichten deutschen Anmeldung 198 13 965.9 dahingehend weiter, daß eine bidirektionale und zeitgleiche Datenübertragung in beide Kommunikationsrichtungen möglich ist. Der Inhalt der deutschen Anmeldung 198 13 965.9 ist somit auch Inhalt der dargestellten Erfindung.The invention is based on a method and one Device for bidirectional data transmission between at least two communication participants, the Data transmission in one direction of communication Changes in one current flow and in the other Communication direction by changing a voltage is realized, the data transmission in both Communication directions on a communication path is executable at the same time. The invention forms especially the content of the unpublished German application 198 13 965.9 to the extent that a bidirectional and simultaneous data transmission in both communication directions is possible. The content of the German application 198 13 965.9 is therefore also the content of the illustrated invention.

Dadurch, daß die Kommunikation vom ersten Kommunikationsteilnehmer, insbesondere einem Peripheriegerät zum zweiten Kommunikationsteilnehmer insbesondere einem Steuergerät durch Signalflanken des Stromflusses realisiert wird, während die Änderung der Spannungspegel die Kommunikation vom Steuergerät zur Peripherie darstellt, wobei die Übertragung vom Kommunikationsteilnehmer 1 zum Kommunikationsteilnehmer 2, also von der Peripherie zum Steuergerät gemäß obiger nicht vorveröffentlichter deutscher Anmeldung realisiert wird, wird eine schnelle digitale Datenübertragung von der Peripherie zu einem Steuergerät mit deren charakteristischen Vorteilen erreicht und zusätzlich - die Fähigkeit zur Bidirektionalität der Schnittstelle durch Abtastung der Änderung des Potentials auf der Verbindungsleitung erzielt.Characterized in that the communication from the first communication subscriber, in particular a peripheral device to the second communication subscriber, in particular a control device, is realized by signal edges of the current flow, while the change in the voltage level represents the communication from the control device to the periphery, the transmission from the communication subscriber 1 to the communication subscriber 2 , i.e. from the periphery to the control device is realized in accordance with the German application, which has not been published previously, rapid digital data transmission from the periphery to a control device is achieved with its characteristic advantages and, in addition, the ability for bidirectionality of the interface is achieved by sensing the change in the potential on the connecting line.

Zweckmäßigerweise kann in beiden Kommunikationsrichtungen zur Codierung der digitalen Information der Manchester-Code, insbesondere der Manchester-II-Code übernommen werden. Dadurch kann eine Erhöhung der Datenraten durch selbstsynchronisierende Codierung der digitalen Daten für die Kommunikation in beiden Richtungen erzielt werden.Appropriately, in both communication directions to encode the digital information the Manchester code, in particular the Manchester II code. This can result in an increase in data rates self-synchronizing coding of digital data for communication can be achieved in both directions.

Von Vorteil ist, daß die Datenübertragung vom Kommunikationsteilnehmer 2 also dem Steuergerät zum Kommunikationsteilnehmer 1 also der Peripherie durch beliebige Codierungen realisierbar ist, also beispielsweise neben dem Manchester- bzw. Manchester-II-Code ebenfalls zum Beispiel durch den Hamming-Code oder den Abramson-Code, etc.It is advantageous that the data transmission from communication participant 2, ie the control device to communication participant 1, ie the periphery, can be implemented by any coding, for example in addition to the Manchester or Manchester II code, for example also by the Hamming code or the Abramson code. Code, etc.

Vorteilhafterweise kann die erfindungsgemäße Schnittstelle durch einfache Variation der verwendeten Bauteile (Bestückvariante) den Betrieb der Schnittstelle nach der Norm ISO 9141 ermöglichen.Advantageously, the interface according to the invention can make it possible to operate the interface according to the ISO 9141 standard by simply varying the components used (fitting variant).

Bei Verwendung der Manchester-Codierung erfolgt die Synchronisation in der Mitte eines Impulses, insbesondere eines Datenimpulses, und ist dadurch vorteilhafterweise aufgrund des dort jeweils auftretenden Flankenwechsels immer und genau möglich. Zweckmäßigerweise wird bei der Manchester-Codierung als der die Taktfrequenz repräsentierende Zeitbereich die Zeitdauer zwischen zwei Synchronisationszeitpunkten in der Impulsmitte verwendet. Dadurch, daß die Taktfrequenz mittels des an sich bekannten Abzählens der Oszillatortakte erfaßt wird und der Datenübernahmegenerator jeweils in der Impulsmitte die jeweils aktuelle Taktfrequenz übernimmt, erfaßt der Datenübernahmegenerator jedoch zeitlich versetzt dazu die Impulspegel, wodurch er sich diesen vorteilhafterweise anpaßt. Um einen weiteren Vorteil der Manchester-Codierung, die 1-Bit-Fehlererkennung ausnutzen zu können, werden zweckmäßigerweise beide Impulshälften vor und nach dem Synchronistationszeitpunkt in der Impulsmitte wenigstens einmal abgetastet. Die Abtastung erfolgt vorteilhafterweise mittels Mehrfachabtastung innerhalb eines Abtastfensters. Somit bleiben die Vorteile bezüglich der Kommunikationsrichtung von Peripherie zu Steuergerät vollständig erhalten und können gleichzeitig in der Gegenrichtung genutzt werden.When using Manchester encoding, the Synchronization in the middle of a pulse, in particular of a data pulse, and is therefore advantageous always due to the flank change occurring there and exactly possible. Expediently at Manchester coding as the the clock frequency representing time range the time between two Synchronization times used in the middle of the pulse. The fact that the clock frequency by means of the known Counting the oscillator clocks is detected and the Data transfer generator in the middle of the pulse takes over the current clock frequency, the Data transfer generator, however, offset the time Pulse level, which makes it this advantageous adjusts. For another benefit of Manchester coding, to be able to use the 1-bit error detection expediently both pulse halves before and after Synchronization time in the middle of the pulse at least once scanned. The scanning is advantageously carried out by means of multiple scanning within a scanning window. Thus, the advantages regarding the Communication direction from periphery to control unit fully preserved and can be used simultaneously in the Opposite direction can be used.

Somit ist also generell vorteilhafterweise eine gleichzeitige bidirektionale Datenübertragung beider Kommunikationsteilnehmer, zweckmäßigerweise asynchron möglich.Thus, in general, one is advantageously simultaneous bidirectional data transmission from both Communication participants, expediently asynchronous possible.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus der Beschreibung und den Ansprüchen.Further advantageous configurations result from the Description and claims.

drawing

In Fig. 1 ist ein möglicher grundsätzlicher Aufbau einer Vorrichtung zur erfindungsgemäßen Datenübertragung beschrieben.A possible basic structure of a device for data transmission according to the invention is described in FIG. 1.

Fig. 2 zeigt prinzipiell die Datenübertragung vom Kommunikationsteilnehmer 2, also dem Steuergerät zum Kommunikationsteilnehmer 1, also dem Peripheriegerät. Die Übertragung ist dabei einerseits mit Zwischenpegel und andererseits mit echtem Low-Pegel durch ein- und ausschalten gezeigt. Fig. 2 shows in principle the data transmission from the communication device 2 , that is, the control device to the communication device 1 , that is, the peripheral device. The transmission is shown on the one hand with an intermediate level and on the other hand with a real low level by switching on and off.

Die Übertragung der Daten vom Kommunikationsteilnehmer 1 zu Kommunikationsteilnehmer 2 ist wie schon genannt in der nicht vorveröffentlichten deutschen Anmeldung 198 13 965.9 beschrieben und wird inhaltlich zugrunde gelegt.As already mentioned, the transmission of the data from communication subscriber 1 to communication subscriber 2 is described in the not previously published German application 198 13 965.9 and is based on the content.

Description of the embodiments

Fig. 1 zeigt einen grundsätzlichen Aufbau der Schnittstelle. Dabei ist mit 101 eine Schaltlogik bzw. Halbleiterintelligenz, insbesondere in Form eines Mikrocontrollers, u. s. w. dargestellt. An der Schaltlogik 101 ist wenigstens ein Peripheriegerät 100 angeschlossen. Die Schaltlogik 101 mit dem wenigstens einem Peripheriegerät 100 stellen beispielsweise den Kommunikationsteilnehmer K1 dar. Als Kommunikationsteilnehmer 1 kann somit ebenso ein Steuergerät vorgesehen sein. Leitung 114 ist die Ausgangsleitung aus der Schaltlogik 101. Leitung 115 ist die Eingangsleitung, die in die Schaltlogik 101 führt. Die Schaltlogik 101 ist über Leitung 114 mit einem Verbraucher 102 verbunden, welcher wiederum mit einem Schaltmittel 105, insbesondere einem Transistor in Verbindung steht. Das Schaltmittel 105 ist einerseits mit Masse andererseits mit einem weiteren Verbraucher 104 verbunden. Verbraucher 104 ist mit einem weiteren Verbraucher 106 verbunden, welcher wiederum mit Masse verbunden ist. Mit Verbraucher 104 und Verbraucher 106 ist ein weiterer Verbraucher 109 verbunden. Dieser ist auf der Gegenseite mit einem Potential auf Pin 108, insbesondere der Versorgungsspannung UBAT verbunden. An den gemeinsamen Potentialpunkt der drei Verbraucher 104, 106 und 109 ist ein Energiespeicher, insbesondere eine Kapazität 110 angeschlossen, welche ebenfalls mit Masse verbunden ist. Der gemeinsame Potentialpunkt bzw. das gemeinsame Leitungsstück der Verbraucher 104, 106 und 109 sowie des Energiespeichers 110 führt in einen Komperator 103. Ebenfalls in den Komperator 103 ist ein Pin 107 geführt, an welchem ein Potential VC anliegt. Der Komperator 103 ist ausgangsseitig mit Leitung 115 mit der Schaltlogik 101 verbunden. Die eben beschriebenen Bauteile und Verbindungsleitungen sind erfindungsgemäß Teile der Peripherie P. Diese Peripherie P ist über die Übertragungsleitung T mit dem Steuergerätebereich S verbunden. Die Übertragungsleitung T beginnt dabei im Peripherieport Pp welcher über das oben beschriebenen gemeinsame Leitungsstück mit Komperator 103 verbunden ist. Der Anschluß des Steuergerätebereichs S also die Verbindung zur Übertragungsleitung T, also der Steuergeräteport ist mit Ps bezeichnet. Die Übertragungsleitung T ist über Port Ps über Leitung 118 mit dem Kommunikationsteilnehmer K2 und gleichzeitig mit einem Verbraucher 111 verbunden. Verbraucher 111 ist über eine Leitung 117 ebenfalls mit Kommunikationsteilnehmer K2 verbunden. Gleichfalls an Leitung 117 ist ein Energiespeicher, insbesondere eine Kapazität, 112 angeschlossen, welche gleichzeitig mit Masse in Verbindung steht. Kommunikationsteilnehmer K2 enthält eine Auswerteschaltung bzw. Auswertelogik 113 bzw. entsprechende Halbleiterintelligenz in Form beispielsweise eines Mikrocontrollers und mit 116 einen eigentlichen Mikrocontroller eines Steuergeräts. Es ist aber auch denkbar, daß die Auswerteschaltung 113 und der Mikrocontroller 116 in einem integrierten Baustein untergebracht sind. 116 kann somit lediglich ein Mikrocontroller sein, aber ebenso ein vollständiges Steuergerät, wobei dann die Logik 113 auslagerbar ist. Fig. 1 shows a basic structure of the interface. 101 shows a switching logic or semiconductor intelligence, in particular in the form of a microcontroller, etc. At least one peripheral device 100 is connected to the switching logic 101 . The switching logic 101 with the at least one peripheral device 100 represents, for example, the communication subscriber K1. A control device can thus also be provided as the communication subscriber 1 . Line 114 is the output line from switching logic 101 . Line 115 is the input line leading into switching logic 101 . The switching logic 101 is connected via line 114 to a consumer 102 , which in turn is connected to a switching means 105 , in particular a transistor. The switching means 105 is connected on the one hand to ground and on the other hand to another consumer 104 . Consumer 104 is connected to a further consumer 106 , which in turn is connected to ground. Another consumer 109 is connected to consumer 104 and consumer 106 . On the opposite side, this is connected to a potential on pin 108 , in particular the supply voltage UBAT. An energy store, in particular a capacitor 110 , which is also connected to ground, is connected to the common potential point of the three consumers 104 , 106 and 109 . The common potential point or the common line section of the consumers 104 , 106 and 109 and of the energy store 110 leads into a comparator 103 . A pin 107 , to which a potential VC is present, is also guided into the comparator 103 . The comparator 103 is connected on the output side to the switching logic 101 via line 115 . According to the invention, the components and connecting lines just described are parts of the periphery P. This periphery P is connected to the control unit area S via the transmission line T. The transmission line T begins in the peripheral port Pp which is connected to the comparator 103 via the common line section described above. The connection of the control unit area S thus the connection to the transmission line T, that is to say the control unit port, is denoted by Ps. The transmission line T is connected via port Ps via line 118 to the communication subscriber K2 and at the same time to a consumer 111 . Consumer 111 is also connected to communication subscriber K2 via a line 117 . Likewise connected to line 117 is an energy store, in particular a capacitance 112, which is simultaneously connected to ground. Communication subscriber K2 contains an evaluation circuit or evaluation logic 113 or corresponding semiconductor intelligence in the form of, for example, a microcontroller and, with 116, an actual microcontroller of a control device. However, it is also conceivable that the evaluation circuit 113 and the microcontroller 116 are accommodated in an integrated module. 116 can thus only be a microcontroller, but also a complete control unit, in which case logic 113 can then be swapped out.

Die erfindungsgemäße Schnittstelle verlangt mindestens eine elektrische Verbindung T zwischen Peripherie P und Steuergerätebereich S, die die Dateninformation in beide Richtungen überträgt. Das Referenzpotential, insbesondere Masse, kann durch eine weitere elektrische Verbindung (hier nicht dargestellt) das Referenzpotential des Steuergerätes sein oder an anderer peripherienaher Stelle das Referenzpotential beziehen. Die Schaltlogik 101 übernimmt sowohl für Ausgangsleitung 114 seriell die Flankensteuerung nach Manchester-II-Codierung als auch für Eingangsleitung 115 die Auswertung und Weiterverarbeitung der seriell anliegenden Spannungspegel, beispielsweise in Manchester-II- Codierung. Ausgangsleitung 114 stellt somit den Signalpfad aller Datenübertragung zum Steuergerät dar, während Eingangsleitung 115 die Kommunikation zur Peripherie P mit der Schaltlogik 101 verbindet.The interface according to the invention requires at least one electrical connection T between the periphery P and the control unit area S, which transmits the data information in both directions. The reference potential, in particular ground, can be the reference potential of the control device through a further electrical connection (not shown here) or refer to the reference potential at another location close to the periphery. The switching logic 101 takes over the edge control according to Manchester II coding for output line 114 as well as the evaluation and further processing of the serial voltage levels, for example in Manchester II coding, for input line 115 . Output line 114 thus represents the signal path of all data transmission to the control device, while input line 115 connects the communication to the periphery P with the switching logic 101 .

Im Weiteren wird Schaltmittel 105 als Bipolartransistor beschrieben. Das Schaltmittel 105 kann aber auch eine andere Ausgestaltung, beispielsweise ein Unipolartransistor oder eine weitere Schaltlogik besitzen. Die Basis des Transistors 105 ist über den Verbraucher 102 als Spannungsteiler angesteuert. Schaltet Transistor 105 so wird über Übertragungsleitung T ein erhöhter Stromfluß ermöglicht, wobei das Potential der Übertragungsleitung T wegen Verbraucher 104 gehalten wird. Über Verbraucher 106 kann daneben auch im geschlossenen Zustand des Transistors 105 ein Reststrom über Übertragungsleitung T gewährleistet werden.Switching means 105 is described below as a bipolar transistor. However, the switching means 105 can also have a different configuration, for example a unipolar transistor or a further switching logic. The base of transistor 105 is controlled via load 102 as a voltage divider. If transistor 105 switches, an increased current flow is made possible via transmission line T, the potential of transmission line T being maintained due to load 104 . A residual current can also be ensured via transmission line T via consumers 106 , even when transistor 105 is closed.

Energiespeicher 110 kann als eine oder mehrere Schutzkapazitäten realisiert werden und trägt zur Glättung der Flanken des Datenübertragungssignals und Reduzierung der Abstrahlung der Übertragungsleitung T bei. Mit 103 ist eine Komperatorschaltung dargestellt, die dem Vergleich des Potentials der Übertragungsleitung T mit dem Potential VC auf Pin 107 dient und so die codierte digitale Botschaft des Steuergerätebereichs S über Leitung 115 an die Schaltlogik 101 übergibt. Über Verbraucher 109 wird eine Versorgungsspannung, insbesondere UBAT, bzw. das zugehörige Potential von Pin 108 eingekoppelt. Energy store 110 can be implemented as one or more protective capacitances and contributes to smoothing the edges of the data transmission signal and reducing the radiation of the transmission line T. 103 shows a comparator circuit which serves to compare the potential of the transmission line T with the potential VC on pin 107 and thus transmits the coded digital message from the control unit area S to the switching logic 101 via line 115 . A supply voltage, in particular UBAT, or the associated potential of pin 108 is coupled in via consumer 109 .

Auf Steuergeräteseite S kann die Logik 113 beispielsweise durch einen ASIC realisiert werden. Das typische Potential auf Übertragungsleitung T wird durch Logikelement 113 geregelt.On the control unit side S, the logic 113 can be implemented, for example, by an ASIC. The typical potential on transmission line T is regulated by logic element 113 .

Ist Transistor 105 geschaltet, so fällt über Verbraucher 111 eine Spannung ab, die zwischen den Leitungen 117 und 118 bzw. deren Eingänge in Logikelement 113 ausgewertet wird. So kann Logikelement 113 die codierte, insbesondere nach Manchester-II-Codierung verarbeitete, digitale Botschaft der Peripherie P an das Steuergerät S empfangen, weiterverarbeiten und gegebenenfalls an Mikrocontroller 116 weiterleiten. Der Energiespeicher 112 ist eine Schutzkapazität zum Schutz vor Spannungs- bzw. Störeinkopplungen in das Logikelement 113.If transistor 105 is switched, a voltage drops across consumer 111, which voltage is evaluated between lines 117 and 118 or their inputs in logic element 113 . In this way, logic element 113 can receive the coded digital message from the periphery P, in particular processed according to Manchester II coding, to the control unit S, process it and, if necessary, forward it to the microcontroller 116 . The energy store 112 is a protective capacitance for protection against voltage or interference coupling into the logic element 113 .

Logikelement 113 besitzt dabei die Fähigkeit durch eine entsprechende Ansteuerung durch den Mikrocontroller 116 das Potential der Übertragungsleitung T auf ein Restpotential (z. B. < 100 mv) VTl oder ein Zwischenpotential VTlz zu senken und wieder auf das typische Potential auf Übertragungsleitung T anzuheben. Diese Potentialänderung auf Übertragungsleitung T kann peripherieseitig durch die Komparatorschaltung 103 und den Vergleich des Potentials der Übertragungsleitung T mit dem Potential über Pin 107, VC über Leitung 115 an Schaltlogik 101 angelegt werden. Der Ausgang der Komperatorschaltung 103 übergibt so an Schaltlogik 101 die codierte, insbesondere nach Manchester- II-codierte, digitale Botschaft des Kommunikationsteilnehmers, insbesondere eines Steuergerätes, K2, die die Schaltlogik 101 anschließend weiterverarbeiten kann. Logic element 113 has the ability to lower the potential of the transmission line T to a residual potential (z. B. <100 mv) VTl or an intermediate potential VTlz and raise it again to the typical potential on transmission line T by appropriate control by the microcontroller 116 . This potential change on transmission line T can be applied to the switching logic 101 on the peripheral side by means of the comparator circuit 103 and by comparing the potential of the transmission line T with the potential via pin 107 , VC via line 115 . The output of the comparator circuit 103 thus transmits to the switching logic 101 the coded, in particular Manchester II-coded, digital message of the communication subscriber, in particular a control unit, K2, which the switching logic 101 can subsequently process.

Die Steuergeräteseite S kann dabei einerseits komplett im Steuergerät untergebracht sein, ebenso kann das Steuergerät lediglich die Logikbaugruppe 113 und den Mikrocontroller 116 neben weiteren bekannten Bauelementen umfassen. Dann wäre die Schaltung aus Elementen 111, 112, 117 und 118 zwar steuergeräteseitig, aber dem eigentlichen Steuergerät vorgelagert. Genauso könnte Logikelement 113, insbesondere als ASIC dem Steuergerät als Kommunikationspartner K2 vorgelagert sein. Durch diese mögliche Auslagerung die ebenso auf Peripherieseite P möglich ist, kann eine von Peripheriegerät 100 und Steuergerät bzw. Mikrocontroller 116 unabhängige, an diese anbindbare Übertragungsstrecke in einer Vorrichtung realisiert werden.The control device side S can on the one hand be accommodated completely in the control device, and the control device can also comprise only the logic module 113 and the microcontroller 116 in addition to other known components. Then the circuit of elements 111 , 112 , 117 and 118 would be on the control unit side, but upstream of the actual control unit. Likewise, logic element 113 , in particular as ASIC, could be upstream of the control unit as communication partner K2. As a result of this possible outsourcing, which is also possible on the peripheral side P, a transmission link that is independent of the peripheral device 100 and control device or microcontroller 116 and can be connected to it can be implemented in one device.

Die in Fig. 1 dargestellte Realisierung der Schnittstelle entspricht der angesprochenen Bestückvariante nach der ISO- Norm 9141. Durch den Anschluß 108 und den dessen Potential einkoppelnden Verbraucher 109 wird ein Zwischenpotential erreicht. Dieses Potential liegt also zwischen dem Restpotential bei Abschalten durch Schaltmittel 105 und dem Potential bei Einschalten des Schaltmittels 105. Durch diese Bestückvariante wird eine Schnittstelle nach ISO-Norm 9141 erzielt, also eben der Betrieb nach ISO 9141 der dargestellten Schnittstelle ermöglicht.The implementation of the interface shown in FIG. 1 corresponds to the placement variant mentioned according to ISO standard 9141 . An intermediate potential is reached through the connection 108 and the load 109 coupling in its potential. So this potential lies between the residual potential at shutdown by switching means 105 and the potential for turning on the switch means 105th This configuration variant achieves an interface according to ISO standard 9141 , which means that operation according to ISO 9141 of the interface shown is possible.

Die andere Variante entsteht durch weglassen des Zweiges mit Anschluß 108 und Verbraucher 109. Die Verbraucher 104 und 106 werden entsprechend anders dimensioniert. Dabei muß aber zur zeitgleichen Übertragung auf beiden Seiten eine Ladungspumpe, also eine Enrgieversorgung zur Verfügung stehen.The other variant is created by omitting the branch with connection 108 and consumer 109 . The consumers 104 and 106 are dimensioned differently accordingly. However, a charge pump, ie an energy supply, must be available on both sides for simultaneous transmission.

Das Timing der Schnittstelle wird in Fig. 2 dargestellt. Da die Kommunikationsrichtung von der Peripherie P zur Steuergeräteseite S der nicht vorveröffentlichten deutschen Anmeldung 198 13 965.9 hinreichend genau beschrieben ist und deren Inhalt ebenfalls Inhalt dieser Anmeldung ist, werden in Fig. 2 Realisierungsmöglichkeiten für die Kommunikationsrichtung der Steuergeräteseite S zur Peripherie P dargestellt. Zur Realisierung gleichzeitiger Übertragung in beide Kommunikationsrichtungen werden dabei zwei Möglichkeiten vorgestellt.The timing of the interface is shown in Fig. 2. Since the direction of communication from the periphery P to the control device side S of the unpublished German application 198 13 965.9 is described in sufficient detail and the content thereof is also the content of this application, FIG . Two options are presented for realizing simultaneous transmission in both communication directions.

Die erste ist eine Realisierung mit Zwischenpotential VTlz, dargestellt in Signalfluß SP1 mit einseitiger Energieversorgung also auf Peripherieseite P oder Steuergeräteseite S der Übertragungsstrecke, insbesondere durch den vorher beschriebenen Ast mit Anschluß 108 und Verbraucher 109.The first is an implementation with intermediate potential VTlz, shown in signal flow SP1 with a one-sided power supply, that is to say on the peripheral side P or control device side S of the transmission link, in particular through the previously described branch with connection 108 and consumer 109 .

Die zweite Möglichkeit ist die zur Verfügungsstellung eigener Energieversorgungen für die Peripherieseite P und - die Steuergeräteseite S, wenn diese ihre Energie nicht über die elektrische Verbindung T der Schnittstelle beziehen. Dann muß lediglich gewährleistet werden, daß die Schnittstelle wiederholt an- und abschaltbar ist.The second option is to make it available own power supplies for peripheral side P and - the control unit side S if it does not have its energy refer to the electrical connection T of the interface. Then it is only necessary to ensure that the Interface can be switched on and off repeatedly.

In Fig. 2 ist das Potential VT auf der Übertragungsleitung T über der Zeit dargestellt. VTh zeigt dabei ein High- Potential und VT1 das bereits genannte Restpotential oder Low-Potential. Bei Möglichkeit 1 ist noch ein Zwischenpegel VTlz, sozusagen ein Zwischen-Low-Pegel dargestellt.In FIG. 2, the potential VT is represented on the transmission line T over time. VTh shows a high potential and VT1 the already mentioned residual potential or low potential. Option 1 also shows an intermediate level VTlz, an intermediate low level, so to speak.

Der Einschaltvorgang legt bei t1 ein Potential VTh an. Die eigentliche Übertragung der Daten wird dann zum Zeitpunkt t2 durch wenigstens ein Startbit von t2 bis t3 dargestellt. In der Darstellung ist hier ebenfalls die Manchester-II- Codierung gewählt, wonach eine Synchronisierung in der Pulsmitte erfolgt, was es erlaubt die Vorteile der Manchester-II-Codierung für beide Kommunikationsrichtungen zu nutzen. Zum Zeitpunkt t3 folgt dann optional ein weiters Startbit oder bereits das erste Datenbit. Im Anschluß werden zum Zeitpunkt t4 und t5 weitere Datenbits übertragen. Dabei werden beispielsweise insgesamt 8 Datenbits, sprich 1 Byte, pro Übertragungsrahmen übertragen. Im Anschluß an die Daten zum Zeitpunkt t6 wird dann ein Paritätsbit zur Datenüberprüfung und schließlich zum Zeitpunkt t7 ein Stoppbit zur Rahmenbegrenzung übertragen.The switch-on process creates a potential VTh at t1. The the actual transmission of the data is then at time t2 represented by at least one start bit from t2 to t3. In the representation here is also the Manchester II Coding chosen, after which a synchronization in the The pulse is centered, which allows it to take advantage of Manchester II coding for both communication directions to use. At time t3 there is then optionally another one Start bit or the first data bit. Following will be further data bits are transmitted at times t4 and t5. there For example, a total of 8 data bits, i.e. 1 byte, transmitted per transmission frame. Following the data at time t6, a parity bit then becomes Data check and finally at time t7 Transfer stop bit for frame limitation.

Die Codierung der digitalen Botschaften kann wie dargestellt entsprechend der Manchester-II-Codierung erfolgen oder entsprechend weiterer, insbesondere zyklischer Codes wie Hamming oder Abramson.The coding of the digital messages can be as shown according to the Manchester II coding or according to further, in particular cyclical codes such as Hamming or Abramson.

Der Low-Pegel für SP 1 entspricht hier einem Zwischenpegel der unterhalb des High-Pegels VTh liegt. Dieser Pegel VTlz garantiert gleichzeitig einen ausreichenden Stromfluß für die nicht dargestellte Gegenrichtung vom Kommunikationsteilnehmer 1 zu Kommunikationsteilnehmer 2. Damit ist eine Energieversorgung auf einer Seite der Übertragungsstrecke ausreichend.The low level for SP 1 corresponds here to an intermediate level which is below the high level VTh. This level VTlz simultaneously guarantees a sufficient current flow for the opposite direction, not shown, from communication subscriber 1 to communication subscriber 2 . An energy supply on one side of the transmission link is therefore sufficient.

Im zweiten Fall, von Stromversorgungen auf beiden Seiten der Übertragungsstrecke wird beim Einschaltvorgang bei t1l das Signal vom Low-Pegel VTl auf den High-Pegel VTh geändert. Auch hier wird zum Zeitpunkt t21 bei Signal SP2 wie in SP1 mit wenigstens einem Startbit die Übertragung begonnen. Zum Zeitpunkt t31 kann ein weiteres Startbit oder das erste Datenbit übertragen werden. Ein weiteres Datenbit wird zum Zeitpunkt t41 übertragen. Der weitere Ablauf entspricht dem von SP1 mit dem Unterschied das der Wechsel zwischen dem Low-Potential VTl und dem High-Potential VTh durchgeführt wird. In the second case, from power supplies on both sides of the The transmission path becomes that when switching on at t1l Signal changed from low level VTl to high level VTh. Here, too, at time t21 for signal SP2, as in SP1 the transmission started with at least one start bit. To the Time t31 can be another start bit or the first Data bits are transmitted. Another data bit becomes Transfer time t41. The rest of the procedure corresponds to that of SP1 with the difference that the change between the Low-potential VTl and the high-potential VTh performed becomes.

Da der mit dem Low-Potential VTl zusammenhängende Stromfluß in der Gegenrichtung von K1 zu K2 nicht zur Datenübertragung ausreicht, ist für eine gleichzeitige Übertragung die Verwendung eigener Energie- bzw. Stromversorgungen auf Peripherieseite P und Steuergeräteseite S nötig. Ansonsten, also bei SP2 ohne beidseitige Energieversorgung, wäre bei Pegel-Low VTl die Schnittstelle ausgeschaltet und es wäre keine Kommunikation von Peripherie zu Steuergerät also von K1 zu K2 über Stromflussänderungen möglich. Damit müßten dann die Kommunikationsrichtungen zeitversetzt beschickt werden, die Kommunikation also wie im Stand der Technik zeitversetzt erfolgen.Since the current flow associated with the low potential VTl in the opposite direction from K1 to K2 not for data transmission is sufficient for simultaneous transmission Use of own energy or power supplies Periphery side P and control unit side S required. Otherwise, So with SP2 without bilateral energy supply, would be with Level-Low VTl the interface turned off and it would no communication from the periphery to the control unit K1 to K2 possible via current flow changes. That would have to be then the communication directions are loaded with a time delay communication, as in the state of the art take place with a time delay.

In beiden Fällen SP1 und SP2 wird nach Beendigung der Kommunikation mit dem Stoppbit bei t7 bzw. analog mit einem nicht dargestellten Stoppbit bei SP2 der Pegel der Übertragungsleitung T wieder auf High-Potential VTh zurückgeführt.In both cases SP1 and SP2 will end after the Communication with the stop bit at t7 or analogue with a Stop bit not shown at SP2 the level of Transmission line T back to high potential VTh returned.

Durch die dargestellten Verfahren und Vorrichtungen können die hohen Anforderungen insbesondere im Automobilbereich an Datensicherheit, Datenrate und Kosten der Systemlösung Rechnung getragen werden. Weiterhin ist dadurch die Möglichkeit gegeben, Datenausfälle während der Datenübertragung zu detektieren und zu kompensieren wobei gleichzeitig eine höhere Robustheit gegen EMV-Einflüsse erzielt wird.Through the methods and devices shown the high demands particularly in the automotive sector Data security, data rate and costs of the system solution Be taken into account. Furthermore, this is the Possibility of data loss during the Detect and compensate for data transmission at the same time greater robustness against EMC influences is achieved.

Die Verfahren und die Vorrichtungen sind wie schon erwähnt unabhängig von einer speziellen Anwendung einsetzbar und zwar überall dort wo eine Datenübertragung zwischen wenigstens zwei Kommunikationsteilnehmern erwünscht ist. Außer dem genannten Airbagsystem bieten siech hier die Antriebssteuerung, Fahrwerk- und Bremsenregelung sowie Getriebesteuervorgänge u. s. w. an. Ebenso ist eine Kommunikation weiterer Elektronik, wie z. B. Türschlösser oder Fensterheber mit einem Steuergerät angedacht.The methods and the devices are as already mentioned can be used regardless of a special application and wherever there is a data transfer between at least two communication participants is desired. In addition to the airbag system mentioned, they also offer them here Drive control, chassis and brake control as well Transmission control processes u. s. w. on. Likewise is one Communication of other electronics, such as B. Door locks or windows with a control unit.

Claims

1. A method for bidirectional data transmission between at least two communication participants, the data transmission in one communication direction being realized by changes in a current flow and in the other communication direction by changing a voltage, characterized in that the data transmission in both communication directions can be carried out simultaneously on one communication path, that an energy supply for both communication directions is maintained by a constant minimum level of the voltage and / or the current flow or a separate energy supply of each communication participant.

2. The method according to claim 1, characterized in that data transmission by changing the voltage in such a way that occurs in addition to a high level and a low level the voltage an intermediate level of the voltage is set and to represent the data between the high level and the intermediate level is changed.

3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that that the minimum level corresponds to the intermediate level.

4. The method according to claim 1, characterized in that data transmission by changing the voltage in such a way occurs that in addition to a high level, a low level of Voltage is set, and to display the data is switched between the high level and the low level.

5. The method according to claim 1, characterized in that at least in the direction of communication Data transmission by changing the current flow Data implementing data pulses with an inverted and non-inverted pulse half are generated and this with a lying between the pulse halves Flank changes can be coded in manchester.

6. The method according to claim 1, characterized in that the direction of communication of data transmission through Change in voltage realizing the data Data pulses with an inverted and non-inverted Pulse half are generated and this with a between the flank changes with a cyclic code, especially the Manchester, Hamming, or Abramson code.

7. Device for bidirectional data transmission between at least two communication participants with the first Means that the data transmission in one Communication direction by changing a Execute current flow and second means that the Data transmission in the other direction of communication by changing a voltage, thereby characterized that there is a communication path, on which the data transfer in both Communication directions carried out at the same time is that a first and / or second means Energy supply for both communication directions through a constant minimum level of voltage and / or of current flow or a separate power supply every communication participant is maintained.

8. The device according to claim 7, characterized in that third means are included which are the data transmission by changing the voltage so that in addition to a high level, a low level of voltage is set, and to display the data between the high level and the low level is changed for each communication direction has its own energy supply is included.

9. The device according to claim 7, characterized in that third means are included which are the data transmission by changing the voltage so that in addition to a high and a low level of voltage an intermediate level of the voltage is set and for Representation of the data between the high level and the Intermediate level is changed.

10. The device according to claim 7, characterized in that that fourth means are included, at least in the Communication direction of data transmission through Change in current flow realizing the data Data pulses with an inverted and non-inverted Generate pulse half and this with a between the Edge changes lying on the pulse halves manchester coding.

11. The device according to claim 7, characterized in that that fifth means are included, which in the Communication direction of data transmission through Change in voltage realizing the data Data pulses with an inverted and non-inverted Generate pulse half and this with a between the Pulse halves with a flank change cyclic code, especially the Manchester, Hamming, or Abramson code.