JP2009505464A - 信号を復号するための方法と装置 - Google Patents
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Abstract
Description
近年、例えばバスシステムの形の通信システムおよび通信コネクションを用いる制御機器、センサ系およびアクチュエータのネットワーク化は現代の自動車の組み立てまたは機械製作、殊に工作機械の分野においても、さらにはオートメーションにおいても劇的に増加した。そのようなネットワーク化では複数の制御機器に機能を分散することにより相乗効果を達成することができる。ここでは分散型システムについて説明する。
従来技術との決定的な相違点は、もはや所定のサンプリング点、つまり固定的に設定されているサンプリング点においても可変のサンプリング点においてもサンプリングは行われないということである。むしろ、n倍のオーバーサンプリングに基づき存在する複数のサンプリング値ないしこれらのサンプリング値の一部が目下のビットの値を求めるために使用される。現在のビット値を求めるために複数のサンプリング値が使用され、このビット値に関する一義的で信頼性の高い情報を提供することができる。このようにしてデータ伝送システムにおいて使用される非対称的な遅延のために設けられている時間予算を顕著に拡大、例えば2倍にすることができる。
Majority-Votingマシンのフィルタリング作用が考慮されなければならない。非対称的な遅延時間に対して最大限に許容される時間予算を決定する際には、サンプリングの時間離散化エラーが考慮されなければならない。殊に、「考慮しない(don't cares)」=「X」の隣に0ないし1しか有さないエッジ許容ベクトルは、本方法のロバスト性を高めるために使用される。
本発明のさらなる利点および有利な実施形態は以下の実施例に基づいた説明および付属の図面より明らかになる。ここで、
図1は、本発明によるデータ伝送システムにおいて受信されるビットの遷移図を示す。
図2は、予期される上昇エッジおよび下降エッジに関する感度領域を示す。
図3aは、上昇エッジに関するエッジ許容ベクトルの構成に関する第1の例を示す。
図3bは、上昇エッジに関するエッジ許容ベクトルの構成に関する第2の例を示す。
図4aは、図3aのエッジ許容ベクトルのサブセットを示す。
図4bは、図3bのエッジ許容ベクトルのサブセットを示す。
図5aは、下降エッジに関するエッジ許容ベクトルの構成に関する第1の例を示す。
図5bは、下降エッジに関するエッジ許容ベクトルの構成に関する第2の例を示す。
図6は、第1の例示的なビット列に関して本発明による方法を実現するための第1の例を示す。
図7は、第2の例示的なビット列に関して本発明による方法を実現するための第2の例を示す。
図8は、第3の例示的なビット列に関して本発明による方法を実現するための第3の例を示す。
図9は、第4の例示的なビット列に関して本発明による方法を実現するための第4の例を示す。
図10は、第5の例示的なビット列に関して本発明による方法を実現するための第5の例を示す。
図11は、上昇エッジおよび下降エッジの遅延を測定するための本発明による方法を実現するための第1の例を示す。
図12は、上昇エッジおよび下降エッジの遅延を測定するための本発明による方法を実現するための第2の例を示す。
図13は、有利な実施形態による本発明による方法のフローチャートを示す。
図14aは、データ伝送システムにおける下降エッジないし上昇エッジの信号経過を示す。
図14bは、送信側の加入者によって送信された信号の経過および受信側の加入者によって受信された信号の経過を示す。
図15は、5番目のサンプリング点で信号を復号するための従来技術から公知のように機能する方法を示す。
図16は、復号エラーが生じる、5番目のサンプリング点で信号を復号するための従来技術から公知の方法を示す。
図17は、EMC成分を有さない、結果として生じた非対称的な遅延に関する相応の例示的な値を有するデータ伝送システムの信号チェーンに関する例を示す。
近年、例えばバスシステムの形の通信システムおよび通信コネクションを用いる制御機器、センサ系およびアクチュエータのネットワーク化は現代の自動車の組み立てまたは機械製作、殊に工作機械の分野においても、さらにはオートメーションにおいても劇的に増加した。そのようなネットワーク化では複数の制御機器に機能を分散することにより相乗効果を達成することができる。ここでは分散型システムについて説明する。
要約すればフレックスレイプロトコルにより、少なくとも複雑なネットワークトポロジでは物理層を維持できないというハンディキャップを負うことになる。本発明はこれを回避することができる。
・下降エッジと上昇エッジを区別するために+/−7のサンプリングクロック(すなわち12.5nsのサンプリング周期持続時間において最大で87.5ns)
・下降エッジと下降エッジを区別するために+/−3のサンプリングクロック(すなわち37.5ns)。
Claims (39)
- データ伝送システムの少なくとも1つのコネクション線路(24;34)を介して伝送される信号(10)を、該信号(10)を受信する前記データ伝送システムの加入者(36)において復号する方法であって、
前記信号(10)において符号化されているデータをデータフレームにおいて伝送し、前記データをビット毎に連続的に伝送し、受信側の前記加入者(36)において各ビットを複数のクロックによってサンプリングし、1つのデータフレームにおいて同期点(BSS)を受信した各ビットのサンプリングに関して設定する、復号方法において、
受信側の前記加入者(36)に到来した前記信号(10)の非対称的な遅延を考慮せずに、潜在的なエッジ変化に関する位置(KFP)を求め、
到来した前記信号(10)を、潜在的なエッジ変化に関する前記位置(KFP)の少なくとも1サンプリングクロック前および/または潜在的なエッジ変化に関する前記位置(KFP)の少なくとも1サンプリングクロック後にサンプリングし、
到来した前記信号(10)のサンプリングされた値を事前に求められて記憶されている相応の値と比較し、
前記比較の結果に依存して、2つの潜在的なエッジ変化(KFP)の間において受信したビットの値を検出することを特徴とする、復号方法。 - 到来した前記信号の前記サンプリングされた値を、少なくとも1つのビットを含む任意の大きさのセグメントにおいて、事前に求められて記憶されている値を比較する、請求項1記載の復号方法。
- 事前に求められたサンプリング値を整理された順序で少なくとも1つのメモリに記憶する、請求項1または2記載の復号方法。
- 到来した前記信号(10)のn倍のオーバーサンプリングにおいてエッジ許容ベクトル(FAV)は最大で2nのサンプリング値を含む、請求項1から3までのいずれか1項記載の復号方法。
- 上昇エッジに関するエッジ許容ベクトルにおいて少なくとも1つのビット値は1である、請求項3または4記載の復号方法。
- 下降エッジに関するエッジ許容ベクトルにおいて少なくとも1つのビット値は0である、請求項3または4記載の復号方法。
- 到来した前記信号(10)をn倍のオーバーサンプリングで感度領域(50,52,54)においてサンプリングし、該感度領域(50,52,54)は潜在的なエッジ変化に関する位置の前において最大でn個のサンプリングクロックおよび潜在的なエッジ変化に関する位置の後において最大でn個のサンプリングクロックを含む、請求項1から6までのいずれか1項記載の復号方法。
- 目下のビット値(i)を基準にして、後続のビット値(i+1)に移行する場合の前記エッジ変化の考えられる方向を求め、上昇エッジが予期されるか下降エッジが予期されるかに応じて、サンプリング領域の中からサンプリングされた値を種々のエッジ許容ベクトル(FAV)と比較する、請求項6または7記載の復号方法。
- 前記データ伝送システムにおいて使用される伝送プロトコルにおいて必ず予定されている、および/または、ランダムに生じる、上昇エッジから下降エッジへの少なくとも1つの変化の遅延を測定し、該測定から非対称的な遅延の傾向を求める、請求項1から8までのいずれか1項記載の復号方法。
- 前記データ伝送システムにおいて使用される伝送プロトコルにおいて必ず予定されている、および/または、ランダムに生じる、下降エッジから上昇エッジへの少なくとも1つの変化の遅延を測定し、該測定から非対称的な遅延の傾向を求める、請求項1から8までのいずれか1項記載の復号方法。
- 1つ以上の同期点(BSSエッジ)に関する測定を少なくとも一度実施する、請求項9または10記載の復号方法。
- サンプリングされたクロックと到来した信号(10)との間の同一の位相関係を使用して測定および復号を実施する、請求項11記載の復号方法。
- ビット値を評価するために全てのエッジ許容ベクトル(FAV)のただ1つのサブセットを使用し、前記サブセットは、該サブセット内に存在するエッジ許容ベクトル(FAV)に基づき、求められた傾向位置周囲のエッジ変化の検出が可能であるように選択されている、請求項9から12までのいずれか1項記載の復号方法。
- 記憶されているサンプリング値を事前に求められて記憶されている値と比較し、該比較の結果に依存してサンプリングされた値の妥当性を評価する、請求項2から13までのいずれか1項記載の復号方法。
- データ伝送システムの少なくとも1つのコネクション線路(24;34)を介して伝送される信号(10)を、該信号(10)を受信する前記データ伝送システムの加入者(36)において復号する方法であって、
前記信号(10)において符号化されているデータをデータフレームにおいて伝送し、前記データをビット毎に連続的に伝送し、受信側の前記加入者(36)において各ビットを複数のクロックによってサンプリングし、1つのデータフレームにおいて同期点(BSS)を受信した各ビットのサンプリングに関して設定する、復号方法において、
到来した前記信号(10)のサンプリングされた値を事前に求められて記憶されている相応の値と比較し、該比較からエッジ変化を検出することを特徴とする、復号方法。 - 到来した前記信号の前記サンプリングされた値を、少なくとも1つのビットを含む任意の大きさのセグメントにおいて、事前に求められて記憶されている値を比較する、請求項15記載の復号方法。
- 事前に求められたサンプリング値を整理された順序で少なくとも1つのメモリに記憶する、請求項16記載の復号方法。
- 識別されたエッジ変化を、少なくとも1つの同期点(BSS)を参照するカウンタの状態に関連させ、エッジ変化の位置の評価に依存して、2つの潜在的なエッジ変化(KFP)の間において受信したビットの値を検出する、請求項17記載の復号方法。
- 目下のビット値(i)を基準にして、識別されたエッジ変化がどのビット値(i+1)において生じたかを求める、請求項18記載の復号方法。
- 前記データ伝送システムにおいて使用される伝送プロトコルにおいて必ず予定されている、上昇エッジから下降エッジへの少なくとも1つの変化の遅延を測定し、該測定から非対称的な遅延の傾向を求める、請求項15から19までのいずれか1項記載の復号方法。
- 前記データ伝送システムにおいて使用される伝送プロトコルにおいて必ず予定されている、下降エッジから上昇エッジへの少なくとも1つの変化の遅延を測定し、該測定から非対称的な遅延の傾向を求める、請求項15から19までのいずれか1項記載の復号方法。
- 各同期点(BSSエッジ)に関する測定を少なくとも一度実施する、請求項20または21記載の復号方法。
- サンプリングされたクロックと到来した信号(10)との間の同一の位相関係を使用して測定および復号を実施する、請求項22記載の復号方法。
- ビット値を検出するために、少なくとも1つの同期点(BSS)を参照するカウンタの状態の値領域のただ1つのサブ領域を使用し、前記サブ領域は、該サブ領域においてカバーされている時間領域に基づき、求められた傾向位置周囲のエッジ変化の検出が可能であるように選択されている、請求項21から23までのいずれか1項記載の復号方法。
- 記憶されているサンプリング値を事前に求められて記憶されている値と比較し、該比較の結果に依存してサンプリングされた値の妥当性を評価する、請求項16から24までのいずれか1項記載の復号方法。
- データ伝送システムであって、
コネクション線路(24;34)を用いて相互に接続されている複数の加入者(14,36)を有し、該加入者(14,36)はデータフレームにおいてデータを伝送し、且つ前記データをビット毎に連続的に伝送する手段(16,18)を有し、前記データを受信する加入者(36)内には複数のクロックにより各ビットをサンプリングする手段(38)が設けられており、データフレームには受信した各ビットのサンプリングに関する同期点(BSS)が設定されている、データ伝送システムにおいて、
復号手段(38)を有し、該復号手段(38)は前記加入者(36)に接続されている少なくとも1つのコネクション線路(34)を介して伝送される信号(10)の非対称的な遅延を考慮せずに、潜在的なエッジ変化に関する位置(KFP)を求め、前記信号(10)を、潜在的なエッジ変化に関する前記位置(KFP)の少なくとも1サンプリングクロック前および/または潜在的なエッジ変化に関する前記位置(KFP)の少なくとも1サンプリングクロック後にサンプリングし、前記信号(10)のサンプリングされた値を事前に求められて記憶されている相応の値と比較し、前記比較の結果に依存して、2つの潜在的なエッジ変化(KFP)の間において受信したビットの値を検出することを特徴とする、データ伝送システム。 - 請求項2から14または16から25までのいずれか1項記載の方法を実施する手段を有する、請求項26記載のデータ伝送システム。
- データ伝送システムの加入者(36)であって、
データフレームにおいてデータを伝送し、且つ前記データをビット毎に連続的に伝送する手段(16,18)を有し、複数のクロックにより各ビットをサンプリングする手段(38)が設けられており、データフレームには受信した各ビットのサンプリングに関する同期点(BSS)が設定されている、加入者(36)において、
復号手段(38)を有し、該復号手段(38)は加入者(36)に接続されている少なくとも1つのコネクション線路(34)を介して伝送される信号(10)の非対称的な遅延を考慮せずに、潜在的なエッジ変化に関する位置(KFP)を求め、前記信号(10)を、潜在的なエッジ変化に関する前記位置(KFP)の少なくとも1サンプリングクロック前および/または潜在的なエッジ変化に関する前記位置(KFP)の少なくとも1サンプリングクロック後にサンプリングし、前記信号(10)のサンプリングされた値を事前に求められて記憶されている相応の値と比較し、前記比較の結果に依存して、2つの潜在的なエッジ変化(KFP)の間において受信したビットの値を検出することを特徴とする、加入者(36)。 - 請求項2から14または16から25までのいずれか1項記載の方法を実施する手段を有する、請求項28記載の加入者(36)。
- 感度領域(50,52,54)のサンプリングされた値および/またはエッジ許容ベクトル(FAV)の事前に求められた値を記憶するメモリおよび/または記憶領域および/またはレジスタを有する、請求項28または29記載の加入者(36)。
- 感度領域(50,52,54)のサンプリングされた値をエッジ許容ベクトル(FAV)の事前に求められた値と比較するロジックを有する、請求項28から30までのいずれか1項記載の加入者(36)。
- 例えば状態マシンである制御部を有し、該制御部は、到来した前記信号(10)の潜在的なエッジ変化に関する前記位置(KFP)の検出、到来した前記信号(10)のサンプリング、感度領域(50,52,54)のサンプリングされた値とエッジ許容ベクトル(FAV)の事前に求められて記憶されている値との比較、受信したビットの検出を制御する、請求項28から31までのいずれか1項記載の加入者(36)。
- 少なくとも1つの同期点を時間と関連付けるカウンタを有する、請求項28から32までのいずれか1項記載の加入者(36)。
- サンプリングされた値の評価を妥当性に基づき制御する、例えば状態マシンおよびロジックである制御部を有する、請求項28から33までのいずれか1項記載の加入者(36)。
- カウンタを同期点に同期させる、例えば状態マシンおよびロジックである制御部を有する、請求項28から34までのいずれか1項記載の加入者(36)。
- 前記妥当性の検査の結果を記憶する少なくとも1つのレジスタまたはメモリを有する、請求項28から35までのいずれか1項記載の加入者(36)。
- 伝送された前記信号(10)のサンプリングされた値からエッジ変化を識別するロジックを有する、請求項28から36までのいずれか1項記載の加入者(36)。
- データ伝送システムの加入者(36)の通信コントローラ(38)であって、
データフレームにおいてデータを伝送し、且つ前記データをビット毎に連続的に伝送する手段(16,18)を有し、複数のクロックにより各ビットをサンプリングする手段が設けられており、データフレームには受信した各ビットのサンプリングに関する同期点(BSS)が設定されている、通信コントローラ(38)において、
復号手段を有し、該復号手段は前記加入者(36)に接続されている少なくとも1つのコネクション線路(34)を介して伝送される信号(10)の非対称的な遅延を考慮せずに、潜在的なエッジ変化に関する位置(KFP)を求め、前記信号(10)を、潜在的なエッジ変化に関する前記位置(KFP)の少なくとも1サンプリングクロック前および/または潜在的なエッジ変化に関する前記位置(KFP)の少なくとも1サンプリングクロック後にサンプリングし、前記信号(10)のサンプリングされた値を事前に求められて記憶されている相応の値と比較し、前記比較の結果に依存して、2つの潜在的なエッジ変化(KFP)の間において受信したビットの値を検出することを特徴とする、通信コントローラ(38)。 - 請求項2から14または16から25までのいずれか1項記載の方法を実施する手段を有する、請求項38記載の通信コントローラ(38)。
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