DE102018112623A1

DE102018112623A1 - Schaltungsanordnung, Hardware-Multiplexer und elektronisches System für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102018112623A1
Application number: DE102018112623.9A
Authority: DE
Inventors: Christopher Müller
Original assignee: Peiker Acustic GmbH
Current assignee: Valeo Telematik und Akustik GmbH
Priority date: 2018-05-25
Filing date: 2018-05-25
Publication date: 2019-11-28

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung (1), die einen Sendeempfänger (3), der mit einem Fahrzeugbussystem (101) verbindbar ist, einen ersten Systemstecker (4), der mit einer ersten elektronischen Einrichtung (201) verbindbar ist, und einen zweiten Systemstecker (5), der mit einer zweiten elektronischen Einrichtung (202) verbindbar ist, umfasst. Hierbei umfasst die Schaltungsanordnung (1) einen Hochgeschwindigkeits-Multiplexer (8) und sind der erste Systemstecker (4) und der zweite Systemstecker (5) über den Hochgeschwindigkeits-Multiplexer (8) mit dem Sendeempfänger (3) verbunden, wobei ein Eingang (9) des Hochgeschwindigkeits-Multiplexers (8) durch ein erstes Differenzsignalpaar (10) mit dem ersten Systemstecker (4) verbunden ist und durch ein zweites Differenzsignalpaar (11) mit dem zweiten Systemstecker (5) verbunden ist, und wobei ein Ausgang (12) des Hochgeschwindigkeits-Multiplexers (8) durch ein drittes Differenzsignalpaar (13) mit dem Sendeempfänger (3) verbunden ist.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung, einen Hardware-Multiplexer und ein elektronisches System für ein Fahrzeug.
Stand der Technik
Um zwischen einem 100BASE-T1-Signal und einem 1000BASE-T1-Signal zu schalten, kann eine aktive Schalt-IC, z. B. „NXP SJA1105“, verwendet werden, wobei diese aktive Schalt-IC viele externe Komponenten benötigt und Software und Treiberimplementierung für den Betrieb erfordert. In der Tat ist dies eine kostenintensive Lösung für die Umsetzung der bloßen Funktionalität eines Schalters oder Multiplexers.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Das Ziel der Erfindung liegt darin, eine vereinfachte Konstruktion einer Schaltungsanordnung oder eines Hardware-Multiplexers oder eines elektronischen Systems für ein Fahrzeug bereitzustellen, die mit einem minimierten Aufwand ermöglicht, zwischen einem 100BASE-T1-Signal und einem 1000BASE-T1-Signal zu schalten.
Die erfinderische Schaltungsanordnung umfasst einen Sendeempfänger, der mit einem Fahrzeugbussystem verbindbar ist, einen ersten Systemstecker, der mit einer ersten elektronischen Einrichtung verbindbar ist, einen zweiten Systemstecker, der mit einer zweiten elektronischen Einrichtung verbindbar ist, wobei die Schaltungsanordnung einen Hochgeschwindigkeits-Multiplexer umfasst und der erste Systemstecker und der zweite Systemstecker über den Hochgeschwindigkeits-Multiplexer mit dem Sendeempfänger verbunden sind, wobei ein Eingang des Hochgeschwindigkeits-Multiplexers durch ein erstes Differenzsignalpaar mit dem ersten Systemstecker verbunden ist und durch ein zweites Differenzsignalpaar mit dem zweiten Systemstecker verbunden ist und wobei ein Ausgang des Hochgeschwindigkeits-Multiplexers durch ein drittes Differenzsignalpaar mit dem Sendeempfänger verbunden ist. Bezüglich der Kosten der Komponenten und bezüglich der Anzahl der Komponenten ist eine derartige Schaltungsanordnung kosteneffektiv und braucht nur eine vergleichsweise kleine Fläche auf einer Leiterplatte. Diese Schaltungsanordnung ermöglicht eine flexible Konfiguration der Software. Auf diese Weise ist es möglich, die Richtung von Signalen zu einer beliebigen Zeit während des Betriebs der Schaltungsanordnung zu definieren. Als ein Hochgeschwindigkeits-Multiplexer wird z. B. „TI IC HD3SS3411-Q1“ verwendet. Dieser Hochgeschwindigkeits-Multiplexer ist schon zur Verwendung im Kraftfahrzeuggebiet geeignet.
Es werden Vorbereitungen getroffen, dass die Schaltungsanordnung einen Mikrocontrollern umfasst, wobei der Hochgeschwindigkeits-Multiplexer und der Sendeempfänger durch den Mikrocontrollern konfiguriert werden und wobei der Sendeempfänger durch den Mikrocontrollern bezüglich der Aktivität einer ersten Schnittstelle, die durch den ersten Systemstecker gebildet wird, und einer zweiten Schnittstelle, die durch den zweiten Systemstecker gebildet wird, gesteuert wird. Dies ermöglicht über RGMII zu definieren, welche der beiden Schnittstellen aktiv ist.
Es werden ferner Vorbereitungen getroffen, dass die Schaltungsanordnung eine Gleichtaktdrossel umfasst, wobei die Gleichtaktdrossel zwischen dem Hochgeschwindigkeits-Multiplexer und dem Sendeempfänger angeordnet ist. Gemäß dieser Anordnung ist es möglich, dass nur eine einzige Gleichtaktdrossel für beide Schnittstellen benötigt wird.
Der erfinderische Hardware-Multiplexer für ein Fahrzeugbussystem umfasst eine Schaltungsanordnung gemäß Anspruch 1 oder 2 oder 3. Bezüglich der Kosten der Komponenten und bezüglich der Anzahl der Komponenten ist eine derartige Schaltungsanordnung kosteneffektiv und braucht nur eine vergleichsweise kleine Fläche auf einer Leiterplatte. Diese Schaltungsanordnung ermöglicht ferner eine flexible Konfiguration der Software. Somit wird ermöglicht, die Richtung von Signalen zu einer beliebigen Zeit während des Betriebs der Schaltungsanordnung zu definieren.
Das erfinderische elektronische System eines Fahrzeugs umfasst einen Hardware-Multiplexer nach Anspruch 4 und eine Steuereinrichtung, insbesondere eine Haupteinheit.
Figurenliste

1: stellt eine schematische Ansicht einer erfinderischen Schaltungsanordnung eines erfinderischen Hardware-Multiplexers dar.

1 stellt eine schematische Ansicht einer Schaltungsanordnung 1 dar, wobei die elektronischen Komponenten auf einer Leiterplatte 2 angeordnet sind. Die Schaltungsanordnung 1 umfasst einen Sendeempfänger 3, der mit einem Fahrzeugbussystem 101 verbindbar ist, einen ersten Systemstecker 4, der mit einer ersten elektronischen Einrichtung 201 verbindbar ist, und einen zweiten Systemstecker 5, der mit einer zweiten elektronischen Einrichtung 202 verbindbar ist. Der erste Systemstecker 4 bildet eine erste Schnittstelle 6 und der zweite Systemstecker 5 bildet eine zweite Schnittstelle 7. Die Schaltungsanordnung 1 umfasst einen Hochgeschwindigkeits-Multiplexer 8, wobei der erste Systemstecker 4 und der zweite Systemstecker 5 über den Hochgeschwindigkeits-Multiplexer 8 mit dem Sendeempfänger 3 verbunden sind. Ein Eingang 9 des Hochgeschwindigkeits-Multiplexers 8 ist durch ein erstes Differenzsignalpaar 10 mit dem ersten Systemstecker 4 verbunden und ist durch ein zweites Differenzsignalpaar 11 mit dem zweiten Systemstecker 5 verbunden. Ein Ausgang 12 des Hochgeschwindigkeits-Multiplexers 8 ist durch ein drittes Differenzsignalpaar 13 mit dem Sendeempfänger 3 verbunden.
Zusätzlich dazu umfasst die Schaltungsanordnung 1 einen Mikrocontroller 14 und eine Gleichtaktdrossel 15. Die Gleichtaktdrossel 15 ist im dritten Differenzsignalpaar 13 zwischen dem Hochgeschwindigkeits-Multiplexer 8 und dem Sendeempfänger 3 angeordnet. Das erste Differenzsignalpaar 10 und das zweite Differenzsignalpaar 11 sind jeweils mit einer ESD-Komponente 16, 17 ausgestattet, um den Hochgeschwindigkeits-Multiplexer 8 vor Spitzenspannungen zu schützen, und sind jeweils mit einer CMT-Komponente 18, 19 ausgestattet, um Rauschen zu vermeiden.
Der Mikrocontroller 14 konfiguriert den Hochgeschwindigkeits-Multiplexer 8 und den Sendeempfänger 3 und steuert die Aktivität einer ersten Schnittstelle 6, die durch den ersten Systemstecker 4 gebildet wird, und einer zweiten Schnittstelle 7, die durch den zweiten Systemstecker 5 gebildet wird. Der vorgelagerte Mikrocontroller 14 steuert über RGMII, welche der Schnittstellen 6, 7 aktiv ist.
Die erste elektronische Einrichtung 201, die mit dem ersten Systemstecker 4 verbunden ist, ist als eine Haupteinheit 203 eines Fahrzeugs konfiguriert. Die zweite elektronische Einrichtung 202, die mit dem zweiten Systemstecker 5 verbindbar ist, ist als eine andere Steuereinrichtung 204 des Fahrzeugs konfiguriert.
Der Sendeempfänger 3 wird zum Beispiel als ein „Marvell 88Q2110“ Einzelpaar-Ethernet-Bitübertragungsschicht-Sendeempfänger umgesetzt. Der Mikrocontroller 14, der zum Beispiel als eine „Atmel SAMV71“-Einrichtung umgesetzt wird, definiert über RGMII, welche der beiden Schnittstellen 6, 7 aktiv ist. Gemäß einem Typ der Schnittstelle wird ein „TE NanoMQS“ für 100BASE-T1 verwendet und wird ein „TE MATEnet“ für 1000BASE-T1 verwendet. Der Hochgeschwindigkeits-Multiplexer 8 ist zum Beispiel ein „TI HD3SS3411-Q1“. Der Hochgeschwindigkeits-Multiplexer 8 wird durch den Mikrocontroller 14 über GPIO gesteuert und definiert, welches der Signale zu dem ausgewählten Stecker 4, 5 geschaltet wird.
Bezugszeichenliste

1: Schaltungsanordnung
2: Leiterplatte
3: Sendeempfänger
4: erster Systemstecker
5: zweiter Systemstecker
6: erste Schnittstelle
7: zweite Schnittstelle
8: Hochgeschwindigkeits-Multiplexer
9: Eingang des Hochgeschwindigkeits-Multiplexers 8
10: erstes Differenzsignalpaar
11: zweites Differenzsignalpaar
12: Ausgang des Hochgeschwindigkeits-Multiplexers 8
13: drittes Differenzsignalpaar
14: Mikrocontroller
15: Gleichtaktdrossel
16, 17: ESD-Komponente
18, 19: CMT-Komponente
101: Fahrzeugbussystem
201: erste elektronische Einrichtung
202: zweite elektronische Einrichtung
203: Haupteinheit
204: andere Steuereinrichtung

Claims

Schaltungsanordnung (1), umfassend: - einen Sendeempfänger (3), der mit einem Fahrzeugbussystem (101) verbindbar ist, - einen ersten Systemstecker (4), der mit einer ersten elektronischen Einrichtung (201) verbindbar ist, - einen zweiten Systemstecker (5), der mit einer zweiten elektronischen Einrichtung (202) verbindbar ist, - dadurch gekennzeichnet, dass - die Schaltungsanordnung (1) einen Hochgeschwindigkeits-Multiplexer (8) umfasst und - der erste Systemstecker (4) und der zweite Systemstecker (5) über den Hochgeschwindigkeits-Multiplexer (8) mit dem Sendeempfänger (3) verbunden sind, - wobei ein Eingang (9) des Hochgeschwindigkeits-Multiplexers (8) durch ein erstes Differenzsignalpaar (10) mit dem ersten Systemstecker (4) verbunden ist und durch ein zweites Differenzsignalpaar (11) mit dem zweiten Systemstecker (5) verbunden ist, und - wobei ein Ausgang (12) des Hochgeschwindigkeits-Multiplexers (8) durch ein drittes Differenzsignalpaar (13) mit dem Sendeempfänger (3) verbunden ist.
Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass - die Schaltungsanordnung (1) einen Mikrocontroller (14) umfasst, - wobei der Hochgeschwindigkeits-Multiplexer (8) und der Sendeempfänger (3) durch den Mikrocontroller (14) konfiguriert werden, und - wobei der Sendeempfänger (3) durch den Mikrocontroller (14) bezüglich der Aktivität einer ersten Schnittstelle (6), die durch den ersten Systemstecker (4) gebildet wird, und einer zweiten Schnittstelle (7), die durch den zweiten Systemstecker (5) gebildet wird, gesteuert wird.
Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass - die Schaltungsanordnung (1) eine Gleichtaktdrossel (15) umfasst, - wobei die Gleichtaktdrossel (15) zwischen dem Hochgeschwindigkeits-Multiplexer (8) und dem Sendeempfänger (3) angeordnet ist.
Hardware-Multiplexer für ein Fahrzeugbussystem, dadurch gekennzeichnet, dass der Hardware-Multiplexer eine Schaltungsanordnung (1) nach Anspruch 1 oder 2 oder 3 umfasst.
Elektronisches System eines Fahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass das elektronische System einen Hardware-Multiplexer nach Anspruch 4 und eine Steuereinrichtung (201), insbesondere eine Haupteinheit (203), umfasst.