JP3668697B2 - データ送信方法及びデータ送信装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、シリアル伝送インターフェースを使用してデータ通信を行う場合の特殊データを送受信する方法に関するものであり、特に、将来の自動車のインビーグルネットワーク技術の要素技術となる車両用デジタル通信における特殊データの送受信方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
インビーグルネットワーク（ＩＮ−ＶＥＨＩＣＬＥ ＮＥＴＷＯＲＫ）は、車両用電装品が相互の情報を共有するために、又は車両内の省配線化のために、ネットワーク接続する技術である。そして、その中の情報の交換は自動車用に規格化されたデジタル通信方式によって実施される。ここで、自動車用のデータ通信であるため、信頼性と情報交換の効率性向上を目的として、汎用デジタル通信とは味付けの違ったデジタル通信が適用される場合が多く、特殊な信号と送受手段を必要とすることが多々ある。
【０００３】
車両用デジタル通信規格の一つとして、ＬＩＮ（Local Interconnect Network）がある。
図１０はＬＩＮのネットワーク構成と伝送概念を示す図である。図において、データはマスターコントロールユニット内のスレーブタスクによりマスターコントロールユニットからスレーブコントロールユニットに伝送され、スレーブコントロールユニット間のデータの伝送はメッセージＩＤによって行われる。また、メッセージフレームは、同期フィールド（synch field）、確認フィールド（identifier field）、２、４、又は８ビットのデータフィールド（data field）、チェックフィールド（check field）から構成される。なお、ＬＩＮの詳細な仕様は、ＬＩＮ Protocol Specificatoin Rivision 1.2に記載されている。
【０００４】
次に、シリアル伝送インターフェースを使用したデータ通信について説明する。図１１はインビーグルネットワークのデータ通信を行うノードの一つを示す構成図である。
図において、車両用電装品（ONE OF ELECTRICAL COMPONENTS FOR CAR）１には電子制御ユニット（ＥＣＵ）２が搭載されており、この電子制御ユニット２はシリアル伝送インターフェース（ＳＣＩ）１０、マイクロコンピュータユニット（ＭＣＵ）２０を備えている。
この電子制御ユニット２はインビーグルネットワークの一つのノードを構成し、他のノードとは伝送線３０を介してシリアル通信、すなわち伝送線３０の電位をＨｉｇｈ／Ｌｏｗにして情報を送受信している。
【０００５】
図１１に基づいてシリアル伝送インターフェース１０によるデータの送受信を説明する。
（１）相手側ノードが伝送線電位を通信情報に基づいて操作する場合（自分側ノードが受信する場合）。
伝送線Ｈｉｇｈの時、トランジスタＴ１はオンし、トランジスタＴ２がオンする。つまり、ＭＣＵ２０のレシーブポートＲｘはＨｉｇｈとなる。
伝送線Ｌｏｗの時、トランジスタＴ１はオフし、トランジスタＴ２がオフする。つまり、ＭＣＵ２０のレシーブポートＲｘはＬｏｗとなる。
このように、レシーブポートＲｘは相手側ノードからの伝送線電位のＨｉｇｈ／Ｌｏｗレベルを確認する。
（２）自分側ノードが伝送線電位を通信情報に基づいて操作する場合（自分側ノードが送信する場合）。
伝送線Ｈｉｇｈにする時、トランスミションポートＴｘをＨｉｇｈとする。つまりトランジスタＴ４はオフ、トランジスタＴ３がオフとなり。伝送線３０はＨｉｇｈとなる。
伝送線Ｌｏｗにする時、トランスミションポートＴｘをＬｏｗとする。つまりトランジスタＴ４はオン、トランジスタＴ３がオンとなり、伝送線はＬｏｗとなる。
【０００６】
ここで、ＭＣＵ２０のレシーブポートＲｘは、伝送線の連続Ｈｉｇｈ／Ｌｏｗのデータを、あらかじめ準備している格納庫（レジスタ）に自動的に０／１データとして格納する。図１２に示すように、調歩同期式通信の場合、スタートビットｂ１と、ストップビットｂ２と、スタートビットｂ１とスタートビットｂ２で挟まれたデータビットｂ３から構成される一つのキャラクタＳ２を、通信データの一単位として認識し、その内のデータビットｂ３を受信情報として格納することが一般的である。
【０００７】
一方、ＭＣＵ２０のトランスミションポートＴｘは、伝送線の連続Ｈｉｇｈ／Ｌｏｗのデータを、あらかじめ準備している格納庫内データに基づいて、自動的に０／１データとして伝送線３０の電位操作をする。そして、調歩同期式通信では、上記と同様、一つのキャラクタＳ２を通信データの一単位として操作することが一般的である。
【０００８】
従来方法１．
ところで、シリアル伝送インターフェースを使用して決められた伝送速度に基づいて調歩同期式通信を行う場合、一つのキャラクタ（通信データの１単位）中に設定された送受信のビット数で構成し得るビット数ｎ分の伝送線連続優性レベルより多いビット数Ｎの伝送線連続優性レベルからなる特殊データを送信する場合がある。ここで、伝送線に電源を入れた状態で何も操作しない初期状態の伝送線レベルを伝送線劣性レベルとし、操作した状態の伝送線レベルを伝送線優性レベルとする。
例えば、図１２に示す一つのキャラクタとして、スタートビットｂ１が１ビット、ストップビットｂ２が１ビット、データビットｂ３が８ビットに設定されており、図１０に示すＬＩＮのＳＹＮＣＨ ＢＲＡＫＥ信号（メッセージフレームの開始を知らせる信号）のような連続１３ビットからなるＬｏｗデータを送出する場合である。
このような場合、下記に示すハードウエアとソフトウエアを備える必要がある。
【０００９】
すなわち、ハードウエアとして、図１３に示すように、ＭＣＵ２０にＩ／Ｏ端子４０を追加設定すると共に、Ｉ／Ｏ端子４０と伝送線３０の間に遮断回路５０を追加する。
【００１０】
また、ソフトウエアとして、ＭＣＵ２０に上記追加設定したＩ／Ｏ端子４０の制御プログラムを追加する。図１４は、例えば４つのキャラクタを送信する場合で、第１キャラクタだけが所定より長い伝送線連続優性レベルからなる特殊データを含むべきキャラクタの場合の全キャラクタ送信フローである。
【００１１】
図１５の信号線図に基づいて従来方法１によるデータ通信を説明する。
まず、Ａ時点において、ＭＣＵ２０に特別に用意したＩ／Ｏポート４０と、本来ＳＣＩ回路１０にはない特別な遮断回路５０を使って伝送線３０の電位をＬｏｗにする。
次に、Ｂ時間において、「通信フレーム開始信号Ｓ１」となりうる時間の間、伝送線３０のＬｏｗ制御を継続、つまりＭＣＵ２０内のタイマで時間を計測する。ここで、「通信フレーム開始信号Ｓ１」は、例えばＬＩＮのＳＹＮＣＨ ＢＲＡＫＥ信号のような連続１３ビットからなるＬｏｗデータのような信号である。
次に、Ｃ時点において、「通信フレーム開始信号Ｓ１」となりえる時間が終了すれば、伝送線３０のＬｏｗ制御を解除する。
【００１２】
従来方法２．
また、シリアル伝送インターフェースを使用して決められた伝送速度に基づいて調歩同期式通信を行う場合、受信側が性能的にキャラクタとキャラクタの間にインターキャラクタ時間を特殊に要求する場合、またはメッセージ規格がキャラクタとキャラクタの間にインターキャラクタ時間を規格づけている場合がある。
例えば、メッセージ規格により決められている場合として、図１０に示すＬＩＮのＲＥＳＰＯＮＳＥ ＳＰＡＣＥ信号がある。
このような場合、図１６に示すような、キャラクタ送出とキャラクタ送出の間にインターキャラクタ時間を設定するプログラムをＭＣＵ２０に追加する必要があった。
【００１３】
図１５の信号線図に基づいて従来方法２によるデータ通信を説明する。
まず、Ｃ時点において、「通信フレーム開始信号Ｓ１」となりえる時間が終了すれば、伝送線３０のＬｏｗ制御を解除すると共に、インターキャラクタ時間Ｓ３の計測を開始する。
次に、Ｄ時間において、調歩同期式通信によるキャラクタ送信をすぐに行わないで、インターキャラクタ時間Ｓ３（図１５の場合、１ビットに相当する時間）をＭＣＵ２０のタイマ機能により計測する。
次に、Ｅ時点において、インターキャラクタ時間Ｓ３を経過した後、調歩同期式バイトコーディングによるキャラクタデータＳ２を送出する。この例では、ＭＣＵ２０に、伝送速度標準、スタートビット１ビット、データビット８ビット、ストップビット１ビットの設定で送出する。
次に、Ｆ時点において、キャラクタ送出完了後、すぐに次のキャラクタを送出せずに、インターキャラクタ時間Ｓ３の計測を開始する。この時、次に送信するキャラクタデータは待機している。
次に、Ｇ時間において、インターキャラクタ時間Ｓ３（１ビットに相当する時間）をＭＣＵ２０のタイマ機能により計測する。
次に、Ｈ時点において、インターキャラクタ時間Ｓ３の計測完了を確認した後、調歩同期式バイトコーディングによるキャラクタデータＳ２を送出する。
次に、Ｉ時点において、最終キャラクタデータの送出を完了後、すぐに次の通信フレームの通信開始合図を出さずに、インターキャラクタ時間Ｓ３の計測を開始する。
次に、Ｊ時間において、インターキャラクタ時間Ｓ３（１ビットに相当する時間）をＭＣＵ２０のタイマ機能により計測する。
そして、Ｋ時点において、インターキャラクタ時間Ｓ３の計測完了確認後、次の通信フレームをいつ送出してもいい状態にて完了する。
【００１４】
従来方法３．
次に、パルス幅変調信号（ＰＷＭ信号）を使用した特殊ビットコーディングによるデータ通信を、上記シリアル伝送インターフェースを使用して行う場合について説明する。
【００１５】
図１７はＰＷＭビットコーディングを説明するための図である。
ＰＷＭコーディングは、例えば、ＰＷＭパルスの１周期Ｔの中のＬｏｗ時間の長さＬｉ、Ｌ０、Ｌ１により“ＩＤＬＥ”、論理“０”、論理“１”を表現するビットコーディングである。
【００１６】
図１８はＰＷＭビットコーディングによるデータ通信をシリアル伝送インターフェースを使用して行う場合の従来のハードウエア構成を示す図である。
図において、ＳＵＢＭＣＵ６０はＰＷＭビットコーディングによるデータ通信を行うための通信用補助マイクロコンピュータユニットである。ＳＵＢＭＣＵ６０にはＰＷＭビットコーディングによるデータ通信を行うためのプログラムが搭載されている。また、ＳＵＢＭＣＵ６０のＩ／Ｏ（１）ポートは伝送線中の電位Ｌｏｗを時間監視または計測入力するためのポートである。ＳＵＢＭＣＵ６０のＩ／Ｏ（２）ポートは伝送線電位をＬｏｗにするために時間監視・計測、出力するためのポートである。ＳＵＢＭＣＵ６０のＲｘ、ＴｘポートはＭＡＩＮＭＣＵ２０のＲｘ、Ｔｘポートに接続され、ＭＡＩＮＭＣＵ２０との間でデータをシリアル通信する。更に、ＳＵＢＭＣＵ６０には、ＳＵＢＭＣＵ駆動用の発振器６１と、ＳＵＢＭＣＵ電力用の供給配線６２が接続されている。
【００１７】
次に、図１８のハードウエアを使用して、ＰＷＭ信号を使用した特殊ビットコーディングによるデータ通信を行う方法を説明する。
【００１８】
まず、図１８のハードウエアを送信側ノードとして使用する場合について説明する。
【００１９】
（１）ＩＤＬＥパルスの送出
まず、伝送線電位をローにする回路を作動させるスイッチとなるＩ／Ｏ（２）ポートを出力状態（スイッチオン）にする。
それと同時に、パルス一周期時間の時間計測を開始する。
ＩＤＬＥパルスを意味するためのパルス一周期中のロー時間率時間が経過後、該Ｉ／Ｏポートを非出力状態にする。
パルス一周期時間経過後、１つのＩＤＬＥパルスの送出完了として次のパルス生成制御フローへ移行する。
【００２０】
（２）ロジック”０”を意味するパルスの送出
伝送線電位をローにする回路を作動させるスイッチとなるＩ／Ｏ（２）ポートを出力状態（スイッチオン）にする。
それと同時に、パルス一周期時間の時間計測を開始する。
ロジック”０”を意味するためのパルス一周期中のＬｏｗ時間率時間が経過後、該Ｉ／Ｏポートを非出力状態にする。
パルス一周期時間経過後、１つのビットパルスの送出完了として次のパルス生成制御フローへ移行する。
【００２１】
（３）ロジック”１”を意味するパルスの送出
伝送線電位をローにする回路を作動させるスイッチとなるＩ／Ｏ（２）ポートを出力状態（スイッチオン）にする。
それと同時に、パルス一周期時間の時間計測を開始する。
ロジック”１”を意味するためのパルス一周期中のＬｏｗ時間率時間が経過後、該Ｉ／Ｏポートを非出力状態にする。
パルス一周期時間経過後、１つのビットパルスの送出完了として次のパルス生成制御フローへ移行する。
【００２２】
次に、図１８のハードウエアを受信側ノードとして使用する場合について説明する。
（１）伝送線電位がＨｉｇｈからＬｏｗに転移したことを検出すると同時に、時間計測を開始する。
（２）伝送線電位がＬｏｗからＨｉｇｈに転移したことを検出すると同時に、時間計測値を確認する。そして、１パルス中のＬｏｗ時間としてメモリ格納しておく。
（３）伝送線電位がＨｉｇｈからＬｏｗに転移したことを検出すると同時に、時間計測値を確認し、時間計測をリセットする。そして、１パルス周期時間としてメモリ格納する。またそれと同時に（１）行程も実施する。
（４）１パルス周期時間中のＬｏｗ時間率を格納データから算出する。その結果に基づいて計測パルスが「ＩＤＬＥ」「０」「１」のいずれの意味をもつのか分類し、データとして格納庫に順列格納する。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】
従来方法１によれば、ＳＣＩ回路１０とは別に特別の遮断回路５０を追加する必要があり、その結果、遮断回路の部品追加コスト、部品搭載コスト、ユニット基板上での追加回路分の面積占有、場合によってはユニットの大型化を招いていた。
また、ＭＣＵ２０にＩ／Ｏ端子４０を必要とし、ＭＣＵ２０にＩ／Ｏ端子が余っていなければ、ＭＣＵのＩ／Ｏ端子数のグレードアップが必要となっていた。このグレードアップはつまりコストの上昇であり、場合によってはＭＣＵの機種変更が伴ってソフトウエア・ハードウエアの根本的変更をも要したり、サイズが大きくなる場合があった。
更に、ＭＣＵ２０のタイマ監視によるＩ／Ｏ端子制御プログラムを追加することにより、ＭＣＵ２０のプログラム記憶容量が残っていなければ、ＭＣＵのグレードアップが必要になっていた。また、追加プログラムのために総合プログラムの回転率が１００％を超える（オーバーフローする）ようであれば、ＭＣＵの動作クロック、又はＭＣＵ自体のグレードアップが必要になっていた。
すなわち、従来方法１が抱える上記課題は、いずれも製品魅力であるコスト・サイズにとってマイナスの問題点であった。
【００２４】
従来方法２によれば、インターキャラクタ時間を時間計測し、次に送出するキャラクタデータを待機させる複雑なプログラムをＭＣＵ２０に導入する必要があった。そして、ＭＣＵにプログラム記憶領域が残っていなければＭＣＵのグレードアップが必要であった。
また、その追加プログラムのために総合プログラムの回転率が１００％を超える（オーバーフローする）ようであれば、ＭＣＵの動作クロック、又はＭＣＵ自体のグレードアップが必要になっていた。これらのグレードアップは製品のコストアップを招いていた。
【００２５】
従来方法３によれば、通信専用のＳＵＢＭＣＵや通信専用のスペシャルＩＣを追加しなければならず、またそれらの電力供給配線や駆動用発振器を追加しなければならなかった。そして、ＳＵＢＭＣＵであれば新規プログラムの追加が必要であり、ＭＡＩＮＭＣＵはＳＵＢＭＣＵとの通信のための新規プログラムが必要であった。いずれにしても、製品の大幅なコストアップ、サイズアップを余儀なくされていた。
【００２６】
この発明は、上記のような従来方法１の問題点を解消するためになされたものであり、通信データの１単位であるキャラクタ中に設定された送受信のビット数より多いビット数の連続同一レベルからなる特殊データを送信する場合、伝送信号の遮断回路の追加や、ＭＣＵのＩ／Ｏ端子の追加、またタイマ監視によるＩ／Ｏ端子制御プログラムの追加をなくして、上記特殊データを容易かつ安価に送信する。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、所定の伝送速度に基づいて調歩同期式通信によりデータを送信する方法において、
通信データの１単位であるキャラクタ中に設定された送受信のビット数で構成し得るビット数ｎより多いビット数Ｎの特殊データを送信する場合、
上記特殊データの送信の時だけ、所定の伝送速度をｎ／Ｎ倍にして上記ビット数Ｎの特殊データを送信することを特徴とする。
【００２８】
請求項２の発明は、請求項１の発明の特殊データは、通信データの１単位であるキャラクタ中に設定された送受信のビット数で構成し得るビット数ｎ分の伝送線連続優性レベルより多いビット数Ｎの伝送線連続優性レベルから構成される。
なお、この明細書で、伝送線に電源を入れた状態で何も操作しない状態の伝送線レベルを伝送線劣性レベルとし、伝送線を操作（優性レベル化）した状態の伝送線レベルを伝送線優性レベルとする。
【００２９】
請求項３の発明は、所定の伝送速度に基づいて調歩同期式通信によりデータを送信するデータ制御部（ＭＣＵ）、データ制御部（ＭＣＵ）からのデータを伝送線に送出するシリアル伝送インターフェース（ＳＣＩ）を備えたデータ送信装置（ＥＣＵ）において、
通信データの１単位であるキャラクタ中に設定された送受信のビット数で構成し得るビット数ｎより多いビット数Ｎの特殊データを送信する場合、上記特殊データの送信の時だけ、所定の伝送速度をｎ／Ｎ倍にして上記ビット数Ｎの特殊データを送信することを特徴とする。
【００３０】
請求項４の発明は、請求項３の発明の特殊データは、通信データの１単位であるキャラクタ中に設定された送受信のビット数で構成し得るビット数ｎ分の伝送線連続優性レベルより多いビット数Ｎの伝送線連続優性レベルから構成される。
【００３１】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
実施の形態１は、従来方法１の課題を解決するための実施の形態である。
すなわち、シリアル伝送インターフェースを使用して決められた伝送速度に基づいて調歩同期式通信を行う場合において、通信データの１単位であるキャラクタ中に設定された送受信のビット数で構成し得るビット数ｎ分の伝送線連続優性レベルより多いビット数Ｎの伝送線連続優性レベルからなる特殊データを送信する際、送信側がその特殊データの送信の時だけ、伝送速度を換算的に落として送信するようにする。
【００３２】
図１は実施の形態１によるデータ通信を行うノードの一つを示す構成図である。図において、車両用電装品１には電子制御ユニット（ＥＣＵ）２が搭載されており、この電子制御ユニット２はシリアル伝送インターフェース（ＳＣＩ）１０、マイクロコンピュータユニット（ＭＣＵ）２０を備えている。
この電子制御ユニット２はインビーグルネットワークの一つのノードを構成し、他のノードとは伝送線３０を介してシリアル通信を行っており、すなわち伝送線３０の電位をＨｉｇｈ／Ｌｏｗにして情報を送受信している。
ＭＣＵ２０は、通信情報を受信するレシーブポートＲｘ、通信情報を送信するトランスミッションポートＴｘを備えている。
シリアル伝送インターフェース１０は、相手側ノードからの通信情報を受信する場合に、伝送線３０のＨｉｇｈ／Ｌｏｗに応じて、オン／オフするトランジスタＴ１及びトランジスタＴ２を備えている。そして、自分側ノードから通信情報を送信する場合に、トランスミションポートＴｘのＨｉｇｈ／Ｌｏｗに応じて、オフ／オンするトランジスタＴ４及びトランジスタＴ３を備えている。
以上のように、ハードウエア構成は図１１の構成と同様である。すなわち、実施の形態１では、図１３に示すように、ＭＣＵ２０にＩ／Ｏ端子４０を追加設定し、Ｉ／Ｏ端子４０と伝送線３０の間に遮断回路５０を追加する必要がなく、ハードウエアとして何も追加がないことを特徴とする。
【００３３】
次に、実施の形態１によるキャラクタ送信方法を図２のフローチャートに基づいて説明する。
ここで、ＭＣＵ２０のシリアル通信の標準装備により表現できる伝送線連続優性レベルデータの限界をｎビット長とし、特殊データである上記標準性能では表現できない長い伝送線連続優性レベルデータをＮビット長とする。
そして、ステップ２１において、伝送速度を標準速度の（ｎ／Ｎ）倍に変更する。
次に、ステップ２２において、ＭＣＵ２０のシリアル通信の標準性能では表現できない長い伝送線連続優性レベルデータである特殊データを第１キャラクタとして設定し、この第１キャラクタを上記変更した伝送速度（標準速度のｎ／Ｎ倍）により相手側ノードに送出する。
次に、ステップ２３において、第１キャラクタを送出した後、伝送速度を元の標準速度に戻す。
その後、ステップ２４以降、第２キャラクタ、第３キャラクタを標準速度で順々に送出する。
【００３４】
以上のように実施の形態１によれば、通信データの１単位であるキャラクタ中に設定された送受信のビット数で構成し得るビット数ｎ分の伝送線連続優性レベルより多いビット数Ｎの伝送線連続優性レベルからなる特殊データを送信する場合、送信側がその特殊データの送信の時だけ、伝送速度を換算的に落として送信するようにしたので、従来方法１で説明した伝送信号の遮断回路５０の追加、ＭＣＵ２０のＩ／Ｏ端子４０の追加、タイマ監視によるＩ／Ｏ端子制御プログラムの追加の必要がなくなる。
【００３５】
すなわち、実施の形態１によれば、
（１）遮断回路の部品追加コスト、部品搭載コスト、ユニット基板上での追加回路分の面積占有、場合によってはユニットの大型化、
（２）ＭＣＵにＩ／Ｏ端子が余っていなければ、ＭＣＵのＩ／Ｏ端子数のグレードアップ、グレードアップに伴うコストの上昇、場合によってはＭＣＵの機種変更が伴うソフトウエア・ハードウエアの根本的変更、及びＭＣＵサイズが大きくなること、
（３）追加プログラムのために総合プログラムの回転率が１００％を超える（オーバーフローする）ようであれば、ＭＣＵの動作クロック、又はＭＣＵ自体のグレードアップ、
の各種問題点が解決される。
【００３６】
参考実施の形態１．
参考実施の形態１は、従来方法２の課題を解決するための実施の形態である。
すなわち、シリアル伝送インターフェースを使用して決められた伝送速度に基づいて調歩同期式通信を行う場合において、受信側が性能的にキャラクタ間にインターキャラクタ時間を要求する場合、またはメッセージ規格がキャラクタ間にインターキャラクタ時間を規格づけている場合、送信側が、ストップビットの数として、送受信側で定義付けられたストップビット数にインターキャラクタ時間を満たす数のビット数を加えたストップビット数設定に切り換えて送信するようにする。
【００３７】
図３は参考実施の形態１によるキャラクタ構成を示す図である。参考実施の形態１においては、送信側が設定するキャラクタ構成は、本来送受信側で定義付けられたキャラクタ構成である、スタートビットｂ１とデータビットｂ３とストップビットｂ２に対し、インターキャラクタ時間を満たすストップビットＳ３を加えた構成となる。
【００３８】
図４は参考実施の形態１によるキャラクタ送信を示すフローチャート図である。
まず、ステップ４１において、送信側は、本来送受信側で定義付けられたキャラクタ構成の中のストップビットに、インターキャラクタ時間分のストップビットを加えるように追加設定する。
次に、ステップ４２以降において、上記ストップビットを追加設定された第１キャラクタ、第２キャラクタを順々に送信する。
【００３９】
以上のように参考実施の形態１によれば、送信側が、ストップビットの数として、送受信側で定義付けられたストップビット数にインターキャラクタ時間を満たす数のビット数を加えたストップビット数設定に切り換えて送信するようにしたので、従来方法２で説明したキャラクタ送出とキャラクタ送出の間にインターキャラクタ時間を設けるためにＭＣＵのプログラムで時間計測し、次のキャラクタの送出を時間抑制する必要がなくなる。
【００４０】
すなわち、参考実施の形態１によれば、ＭＣＵにプログラム記憶領域が残っていなければＭＣＵのグレードアップの必要性、追加プログラムのために総合プログラムの回転率が１００％を超える（オーバーフローする）ようであれば、ＭＣＵの動作クロック、又はＭＣＵ自体のグレードアップの必要性をなくすことができる。
【００４１】
次に、実施の形態１及び参考実施の形態１によるデータ伝送方法の具体例を図５の信号線図に基づいて説明する。
図において、通信フレームＳは複数のキャラクタ（通信データの１単位）から構成される。Ｓ１は通信フレーム開始信号を意味し、この場合ＭＣＵのシリアル通信の標準性能では表現できない長い伝送線連続優性レベルから構成される。ここでは、Ｓ１はＬＩＮのＳＹＮＣＨ ＢＲＡＫＥ信号のような連続１３ビット長からなるＬｏｗデータとする。また、キャラクタＳ２の構成として、スタートビットｂ１が１ビット（Ｌｏｗ）、ストップビットｂ２が１ビット（Ｈｉｇｈ）、データビットｂ３が８ビットとする。この場合、キャラクタにより表現できる伝送線連続優性レベルの限界は９ビット長となる。インターキャラクタ時間Ｓ３はキャラクタ送信とキャラクタ送信の間に設けられる時間であり、１ビット長の時間分とする。
【００４２】
次に、図５の信号線図に沿って実施の形態１及び参考実施の形態１の方法を説明する。
まず、Ｌ時点において、連続１３ビット長からなるＬｏｗデータである通信開始信号Ｓ１を、第１キャラクタとして、調歩同期式バイトコーディングによりバイトデータ「ＦＦｈ」送出する。この場合、伝送速度は標準速度の９／１３として送出する。キャラクタ構成は、スタートビットが１ビット（Ｌｏｗ）、データビットが８ビット（Ｌｏｗ）、ストップビットがインターキャラクタ時間分を追加した２ビット（Ｈｉｇｈ）とする。
次に、Ｍ時点において、第１キャラクタ送出後、第２キャラクタを調歩同期式バイトコーディングによりバイトデータ送出する。この場合、伝送速度を標準速度に戻す。キャラクタ構成は、スタートビットが１ビット（Ｌｏｗ）、データビットが８ビット、ストップビットがインターキャラクタ時間分を追加した２ビット（Ｈｉｇｈ）とする。
次に、Ｎ時点において、第２キャラクタ送出後、第３キャラクタを調歩同期式バイトコーディングによりバイトデータ送出する。この場合、伝送速度は標準速度であり、キャラクタ構成は、スタートビットが１ビット（Ｌｏｗ）、データビットが８ビット、ストップビットがインターキャラクタ時間分を追加した２ビット（Ｈｉｇｈ）とする。
次に、Ｏ時点において、最終キャラクタ送出後、次の通信フレームをいつ出しても良い状態にして完了する。
【００４３】
参考実施の形態２．
参考実施の形態２は、従来方法３の課題を解決するための実施の形態である。
すなわち、シリアル伝送インターフェースを使用してパルス幅変調信号（ＰＷＭ信号）を使用した特殊ビットコーディングによるデータ通信を送信する場合、ＰＷＭ信号に対応した調歩同期式バイトコーディングで送信する。詳しくは、調歩同期式コードデータの１キャラクタをＰＷＭコードデータの１周期とし、１キャラクタ中のＬｏｗ、Ｈｉｇｈレベルの比率により、ＰＷＭコードデータの１周期中のＬｏｗ、Ｈｉｇｈを表わして“ＩＤＬＥ”、“０”、“１”信号を送出するようにする。
【００４４】
また、シリアル伝送インターフェースを使用してＰＷＭ信号を使用した特殊ビットコーディングによるデータ通信を受信する場合、ＮＲＺ（Non Return to Zero）ビットコーディングで受信し、受信したＮＲＺ信号を対応するＰＷＭ信号に変換する。詳しくは、ＰＷＭコードデータの１周期中のＬｏｗ、Ｈｉｇｈを複数ビットのＮＲＺコードデータ１単位で受信し、当該ＮＲＺコードデータ１単位をそれぞれ対応するＰＷＭコードデータに置き換える。
【００４５】
図６は、参考実施の形態２によるＰＷＭビットコーディングによるデータの送信又は受信を行うためのハードウエア構成例を示す図である。
図６のハードウエア構成は、シリアル伝送インターフェース（ＳＣＩ）を使用したものであり、図１と同様の構成である。
【００４６】
次に、図６のハードウエア構成を使用して、図７のＰＷＭビットコーディングによるデータを送信する動作について説明する。
図８は調歩同期式バイトコーディングのデータを送出して、ＰＷＭビットコーディングによるデータとして伝送線に送信することを示す信号線図である。
ここで、送信する調歩同期式バイトコーディングのキャラクタ構成として、スタートビット１ビット、データビット８ビット、ストップビット１ビットとする。
ＰＷＭビットコーディングのＩＤＬＥ信号を送出するには、ＳＣＩ１０を使用して、調歩同期式バイトコーディングの”０００００００１ｂ”を送出する。
ＰＷＭビットコーディングの論理”０”信号を送出するには、ＳＣＩ１０を使用して、調歩同期式バイトコーディングの”００００１１１１ｂ”を送出する。
ＰＷＭビットコーディングの論理”１”信号を送出するには、ＳＣＩ１０を使用して、調歩同期式バイトコーディングで”００１１１１１１ｂ”を送出する。
【００４７】
次に、図６のハードウエア構成を使用して、図７のＰＷＭビットコーディングによるデータを受信する動作について説明する。
図９はＰＷＭビットコーディングによるデータを受信して、ＮＲＺビットコーディングのデータとして取り込むことを示す信号線図である。
ここで、ＳＣＩ１０を使用して、ＮＲＺバイトコーディング（調歩同期式バイトコーディング）で”０００００００１ｂ”を受信したとき、ＭＣＵ２０はＩＤＬＥパルスと認識し、データとして格納庫に順列格納する。
また、ＮＲＺバイトコーディング（調歩同期式バイトコーディング）で”００００１１１１ｂ”を受信したとき、ＭＣＵ２０は論理”０”と認識し、データとして格納庫に順列格納する。
また、ＮＲＺバイトコーディング（調歩同期式バイトコーディング）で”００１１１１１１ｂ”か”０１１１１１１１ｂ”を受信したとき、ＭＣＵ２０は論理”１”と認識し、データとして格納庫に順列格納する。
【００４８】
以上のように参考実施の形態２によれば、シリアル伝送インターフェースを使用してＰＷＭ信号を使用した特殊ビットコーディングによるデータ通信を容易に送信又は受信するようにしたので、従来方法３で説明した、通信専用のＳＵＢＭＣＵや通信専用のスペシャルＩＣを追加する必要がなくなる。更に、それらの電力供給配線や駆動用発振器を追加する必要もなくなる。更に、ＳＵＢＭＣＵのためのプログラムの設計、ＭＡＩＮＭＣＵとＳＵＢＭＣＵとの通信のためのプログラムも必要なくなる。
【００４９】
【発明の効果】
この発明によれば、通信データの１単位であるキャラクタ中に設定された送受信のビット数で構成し得るビット数ｎ分（伝送線連続優性レベル）より多いビット数Ｎ（伝送線連続優性レベル）からなる特殊データを送信する場合、この特殊データの送信の時だけ、所定の伝送速度をｎ／Ｎ倍にしてビット数Ｎの特殊データを送信するようにしたので、従来方法１で説明した伝送信号の遮断回路、ＭＣＵのＩ／Ｏ端子の追加、タイマ監視によるＩ／Ｏ端子制御プログラムの追加の必要がなくなり、上記の特殊データを容易かつ安価に送信することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１によるデータ通信を行うノードの一つを示す構成図である。
【図２】 実施の形態１によるキャラクタ送信を示すフローチャート図である。
【図３】 参考実施の形態１によるキャラクタ構成を示す図である。
【図４】 参考実施の形態１によるキャラクタ送信を示すフローチャート図である。
【図５】 実施の形態１及び参考実施の形態１によるデータ伝送を示す信号線図である。
【図６】 参考実施の形態２によるデータ通信を行うためのハードウエア構成例を示す図である。
【図７】 ＰＷＭコーディングによる伝送線電位波形を示す図である。
【図８】 参考実施の形態２によるデータの送信方法を説明するための信号線図である。
【図９】 参考実施の形態２によるデータの受信方法を説明するための信号線図である。
【図１０】 ＬＩＮのネットワーク構成と伝送概念を示す図である。
【図１１】 インビーグルネットワークを構成するノードの一つを示す構成図である。
【図１２】 調歩同期式通信による通信データの１単位であるキャラクタの構成を示す図である。
【図１３】 従来方法１によるシリアル通信インターフェース及び遮断回路を備えたノードを示す構成図である。
【図１４】 従来方法１によるキャラクタ送信を示すフローチャートである。
【図１５】 従来方法１によるシリアルデータ通信を示す信号線図である。
【図１６】 従来方法２によるキャラクタ送信を示すフローチャートである。
【図１７】 ＰＷＭビットコーディングを説明するための図である。
【図１８】 ＰＷＭビットコーディングのデータ通信をシリアル伝送インターフェースを使用して行う場合のハードウエア構成を示す図である。
【符号の説明】
１ 車両用電装品、２ 電子制御ユニット（ＥＣＵ）、
１０ シリアル伝送インターフェース（ＳＣＩ）、
２０ マイクロコンピュータユニット（ＥＣＵ）、３０ 伝送線。
【発明の属する技術分野】
この発明は、シリアル伝送インターフェースを使用してデータ通信を行う場合の特殊データを送受信する方法に関するものであり、特に、将来の自動車のインビーグルネットワーク技術の要素技術となる車両用デジタル通信における特殊データの送受信方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
インビーグルネットワーク（ＩＮ−ＶＥＨＩＣＬＥ ＮＥＴＷＯＲＫ）は、車両用電装品が相互の情報を共有するために、又は車両内の省配線化のために、ネットワーク接続する技術である。そして、その中の情報の交換は自動車用に規格化されたデジタル通信方式によって実施される。ここで、自動車用のデータ通信であるため、信頼性と情報交換の効率性向上を目的として、汎用デジタル通信とは味付けの違ったデジタル通信が適用される場合が多く、特殊な信号と送受手段を必要とすることが多々ある。
【０００３】
車両用デジタル通信規格の一つとして、ＬＩＮ（Local Interconnect Network）がある。
図１０はＬＩＮのネットワーク構成と伝送概念を示す図である。図において、データはマスターコントロールユニット内のスレーブタスクによりマスターコントロールユニットからスレーブコントロールユニットに伝送され、スレーブコントロールユニット間のデータの伝送はメッセージＩＤによって行われる。また、メッセージフレームは、同期フィールド（synch field）、確認フィールド（identifier field）、２、４、又は８ビットのデータフィールド（data field）、チェックフィールド（check field）から構成される。なお、ＬＩＮの詳細な仕様は、ＬＩＮ Protocol Specificatoin Rivision 1.2に記載されている。
【０００４】
次に、シリアル伝送インターフェースを使用したデータ通信について説明する。図１１はインビーグルネットワークのデータ通信を行うノードの一つを示す構成図である。
図において、車両用電装品（ONE OF ELECTRICAL COMPONENTS FOR CAR）１には電子制御ユニット（ＥＣＵ）２が搭載されており、この電子制御ユニット２はシリアル伝送インターフェース（ＳＣＩ）１０、マイクロコンピュータユニット（ＭＣＵ）２０を備えている。
この電子制御ユニット２はインビーグルネットワークの一つのノードを構成し、他のノードとは伝送線３０を介してシリアル通信、すなわち伝送線３０の電位をＨｉｇｈ／Ｌｏｗにして情報を送受信している。
【０００５】
図１１に基づいてシリアル伝送インターフェース１０によるデータの送受信を説明する。
（１）相手側ノードが伝送線電位を通信情報に基づいて操作する場合（自分側ノードが受信する場合）。
伝送線Ｈｉｇｈの時、トランジスタＴ１はオンし、トランジスタＴ２がオンする。つまり、ＭＣＵ２０のレシーブポートＲｘはＨｉｇｈとなる。
伝送線Ｌｏｗの時、トランジスタＴ１はオフし、トランジスタＴ２がオフする。つまり、ＭＣＵ２０のレシーブポートＲｘはＬｏｗとなる。
このように、レシーブポートＲｘは相手側ノードからの伝送線電位のＨｉｇｈ／Ｌｏｗレベルを確認する。
（２）自分側ノードが伝送線電位を通信情報に基づいて操作する場合（自分側ノードが送信する場合）。
伝送線Ｈｉｇｈにする時、トランスミションポートＴｘをＨｉｇｈとする。つまりトランジスタＴ４はオフ、トランジスタＴ３がオフとなり。伝送線３０はＨｉｇｈとなる。
伝送線Ｌｏｗにする時、トランスミションポートＴｘをＬｏｗとする。つまりトランジスタＴ４はオン、トランジスタＴ３がオンとなり、伝送線はＬｏｗとなる。
【０００６】
ここで、ＭＣＵ２０のレシーブポートＲｘは、伝送線の連続Ｈｉｇｈ／Ｌｏｗのデータを、あらかじめ準備している格納庫（レジスタ）に自動的に０／１データとして格納する。図１２に示すように、調歩同期式通信の場合、スタートビットｂ１と、ストップビットｂ２と、スタートビットｂ１とスタートビットｂ２で挟まれたデータビットｂ３から構成される一つのキャラクタＳ２を、通信データの一単位として認識し、その内のデータビットｂ３を受信情報として格納することが一般的である。
【０００７】
一方、ＭＣＵ２０のトランスミションポートＴｘは、伝送線の連続Ｈｉｇｈ／Ｌｏｗのデータを、あらかじめ準備している格納庫内データに基づいて、自動的に０／１データとして伝送線３０の電位操作をする。そして、調歩同期式通信では、上記と同様、一つのキャラクタＳ２を通信データの一単位として操作することが一般的である。
【０００８】
従来方法１．
ところで、シリアル伝送インターフェースを使用して決められた伝送速度に基づいて調歩同期式通信を行う場合、一つのキャラクタ（通信データの１単位）中に設定された送受信のビット数で構成し得るビット数ｎ分の伝送線連続優性レベルより多いビット数Ｎの伝送線連続優性レベルからなる特殊データを送信する場合がある。ここで、伝送線に電源を入れた状態で何も操作しない初期状態の伝送線レベルを伝送線劣性レベルとし、操作した状態の伝送線レベルを伝送線優性レベルとする。
例えば、図１２に示す一つのキャラクタとして、スタートビットｂ１が１ビット、ストップビットｂ２が１ビット、データビットｂ３が８ビットに設定されており、図１０に示すＬＩＮのＳＹＮＣＨ ＢＲＡＫＥ信号（メッセージフレームの開始を知らせる信号）のような連続１３ビットからなるＬｏｗデータを送出する場合である。
このような場合、下記に示すハードウエアとソフトウエアを備える必要がある。
【０００９】
すなわち、ハードウエアとして、図１３に示すように、ＭＣＵ２０にＩ／Ｏ端子４０を追加設定すると共に、Ｉ／Ｏ端子４０と伝送線３０の間に遮断回路５０を追加する。
【００１０】
また、ソフトウエアとして、ＭＣＵ２０に上記追加設定したＩ／Ｏ端子４０の制御プログラムを追加する。図１４は、例えば４つのキャラクタを送信する場合で、第１キャラクタだけが所定より長い伝送線連続優性レベルからなる特殊データを含むべきキャラクタの場合の全キャラクタ送信フローである。
【００１１】
図１５の信号線図に基づいて従来方法１によるデータ通信を説明する。
まず、Ａ時点において、ＭＣＵ２０に特別に用意したＩ／Ｏポート４０と、本来ＳＣＩ回路１０にはない特別な遮断回路５０を使って伝送線３０の電位をＬｏｗにする。
次に、Ｂ時間において、「通信フレーム開始信号Ｓ１」となりうる時間の間、伝送線３０のＬｏｗ制御を継続、つまりＭＣＵ２０内のタイマで時間を計測する。ここで、「通信フレーム開始信号Ｓ１」は、例えばＬＩＮのＳＹＮＣＨ ＢＲＡＫＥ信号のような連続１３ビットからなるＬｏｗデータのような信号である。
次に、Ｃ時点において、「通信フレーム開始信号Ｓ１」となりえる時間が終了すれば、伝送線３０のＬｏｗ制御を解除する。
【００１２】
従来方法２．
また、シリアル伝送インターフェースを使用して決められた伝送速度に基づいて調歩同期式通信を行う場合、受信側が性能的にキャラクタとキャラクタの間にインターキャラクタ時間を特殊に要求する場合、またはメッセージ規格がキャラクタとキャラクタの間にインターキャラクタ時間を規格づけている場合がある。
例えば、メッセージ規格により決められている場合として、図１０に示すＬＩＮのＲＥＳＰＯＮＳＥ ＳＰＡＣＥ信号がある。
このような場合、図１６に示すような、キャラクタ送出とキャラクタ送出の間にインターキャラクタ時間を設定するプログラムをＭＣＵ２０に追加する必要があった。
【００１３】
図１５の信号線図に基づいて従来方法２によるデータ通信を説明する。
まず、Ｃ時点において、「通信フレーム開始信号Ｓ１」となりえる時間が終了すれば、伝送線３０のＬｏｗ制御を解除すると共に、インターキャラクタ時間Ｓ３の計測を開始する。
次に、Ｄ時間において、調歩同期式通信によるキャラクタ送信をすぐに行わないで、インターキャラクタ時間Ｓ３（図１５の場合、１ビットに相当する時間）をＭＣＵ２０のタイマ機能により計測する。
次に、Ｅ時点において、インターキャラクタ時間Ｓ３を経過した後、調歩同期式バイトコーディングによるキャラクタデータＳ２を送出する。この例では、ＭＣＵ２０に、伝送速度標準、スタートビット１ビット、データビット８ビット、ストップビット１ビットの設定で送出する。
次に、Ｆ時点において、キャラクタ送出完了後、すぐに次のキャラクタを送出せずに、インターキャラクタ時間Ｓ３の計測を開始する。この時、次に送信するキャラクタデータは待機している。
次に、Ｇ時間において、インターキャラクタ時間Ｓ３（１ビットに相当する時間）をＭＣＵ２０のタイマ機能により計測する。
次に、Ｈ時点において、インターキャラクタ時間Ｓ３の計測完了を確認した後、調歩同期式バイトコーディングによるキャラクタデータＳ２を送出する。
次に、Ｉ時点において、最終キャラクタデータの送出を完了後、すぐに次の通信フレームの通信開始合図を出さずに、インターキャラクタ時間Ｓ３の計測を開始する。
次に、Ｊ時間において、インターキャラクタ時間Ｓ３（１ビットに相当する時間）をＭＣＵ２０のタイマ機能により計測する。
そして、Ｋ時点において、インターキャラクタ時間Ｓ３の計測完了確認後、次の通信フレームをいつ送出してもいい状態にて完了する。
【００１４】
従来方法３．
次に、パルス幅変調信号（ＰＷＭ信号）を使用した特殊ビットコーディングによるデータ通信を、上記シリアル伝送インターフェースを使用して行う場合について説明する。
【００１５】
図１７はＰＷＭビットコーディングを説明するための図である。
ＰＷＭコーディングは、例えば、ＰＷＭパルスの１周期Ｔの中のＬｏｗ時間の長さＬｉ、Ｌ０、Ｌ１により“ＩＤＬＥ”、論理“０”、論理“１”を表現するビットコーディングである。
【００１６】
図１８はＰＷＭビットコーディングによるデータ通信をシリアル伝送インターフェースを使用して行う場合の従来のハードウエア構成を示す図である。
図において、ＳＵＢＭＣＵ６０はＰＷＭビットコーディングによるデータ通信を行うための通信用補助マイクロコンピュータユニットである。ＳＵＢＭＣＵ６０にはＰＷＭビットコーディングによるデータ通信を行うためのプログラムが搭載されている。また、ＳＵＢＭＣＵ６０のＩ／Ｏ（１）ポートは伝送線中の電位Ｌｏｗを時間監視または計測入力するためのポートである。ＳＵＢＭＣＵ６０のＩ／Ｏ（２）ポートは伝送線電位をＬｏｗにするために時間監視・計測、出力するためのポートである。ＳＵＢＭＣＵ６０のＲｘ、ＴｘポートはＭＡＩＮＭＣＵ２０のＲｘ、Ｔｘポートに接続され、ＭＡＩＮＭＣＵ２０との間でデータをシリアル通信する。更に、ＳＵＢＭＣＵ６０には、ＳＵＢＭＣＵ駆動用の発振器６１と、ＳＵＢＭＣＵ電力用の供給配線６２が接続されている。
【００１７】
次に、図１８のハードウエアを使用して、ＰＷＭ信号を使用した特殊ビットコーディングによるデータ通信を行う方法を説明する。
【００１８】
まず、図１８のハードウエアを送信側ノードとして使用する場合について説明する。
【００１９】
（１）ＩＤＬＥパルスの送出
まず、伝送線電位をローにする回路を作動させるスイッチとなるＩ／Ｏ（２）ポートを出力状態（スイッチオン）にする。
それと同時に、パルス一周期時間の時間計測を開始する。
ＩＤＬＥパルスを意味するためのパルス一周期中のロー時間率時間が経過後、該Ｉ／Ｏポートを非出力状態にする。
パルス一周期時間経過後、１つのＩＤＬＥパルスの送出完了として次のパルス生成制御フローへ移行する。
【００２０】
（２）ロジック”０”を意味するパルスの送出
伝送線電位をローにする回路を作動させるスイッチとなるＩ／Ｏ（２）ポートを出力状態（スイッチオン）にする。
それと同時に、パルス一周期時間の時間計測を開始する。
ロジック”０”を意味するためのパルス一周期中のＬｏｗ時間率時間が経過後、該Ｉ／Ｏポートを非出力状態にする。
パルス一周期時間経過後、１つのビットパルスの送出完了として次のパルス生成制御フローへ移行する。
【００２１】
（３）ロジック”１”を意味するパルスの送出
伝送線電位をローにする回路を作動させるスイッチとなるＩ／Ｏ（２）ポートを出力状態（スイッチオン）にする。
それと同時に、パルス一周期時間の時間計測を開始する。
ロジック”１”を意味するためのパルス一周期中のＬｏｗ時間率時間が経過後、該Ｉ／Ｏポートを非出力状態にする。
パルス一周期時間経過後、１つのビットパルスの送出完了として次のパルス生成制御フローへ移行する。
【００２２】
次に、図１８のハードウエアを受信側ノードとして使用する場合について説明する。
（１）伝送線電位がＨｉｇｈからＬｏｗに転移したことを検出すると同時に、時間計測を開始する。
（２）伝送線電位がＬｏｗからＨｉｇｈに転移したことを検出すると同時に、時間計測値を確認する。そして、１パルス中のＬｏｗ時間としてメモリ格納しておく。
（３）伝送線電位がＨｉｇｈからＬｏｗに転移したことを検出すると同時に、時間計測値を確認し、時間計測をリセットする。そして、１パルス周期時間としてメモリ格納する。またそれと同時に（１）行程も実施する。
（４）１パルス周期時間中のＬｏｗ時間率を格納データから算出する。その結果に基づいて計測パルスが「ＩＤＬＥ」「０」「１」のいずれの意味をもつのか分類し、データとして格納庫に順列格納する。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】
従来方法１によれば、ＳＣＩ回路１０とは別に特別の遮断回路５０を追加する必要があり、その結果、遮断回路の部品追加コスト、部品搭載コスト、ユニット基板上での追加回路分の面積占有、場合によってはユニットの大型化を招いていた。
また、ＭＣＵ２０にＩ／Ｏ端子４０を必要とし、ＭＣＵ２０にＩ／Ｏ端子が余っていなければ、ＭＣＵのＩ／Ｏ端子数のグレードアップが必要となっていた。このグレードアップはつまりコストの上昇であり、場合によってはＭＣＵの機種変更が伴ってソフトウエア・ハードウエアの根本的変更をも要したり、サイズが大きくなる場合があった。
更に、ＭＣＵ２０のタイマ監視によるＩ／Ｏ端子制御プログラムを追加することにより、ＭＣＵ２０のプログラム記憶容量が残っていなければ、ＭＣＵのグレードアップが必要になっていた。また、追加プログラムのために総合プログラムの回転率が１００％を超える（オーバーフローする）ようであれば、ＭＣＵの動作クロック、又はＭＣＵ自体のグレードアップが必要になっていた。
すなわち、従来方法１が抱える上記課題は、いずれも製品魅力であるコスト・サイズにとってマイナスの問題点であった。
【００２４】
従来方法２によれば、インターキャラクタ時間を時間計測し、次に送出するキャラクタデータを待機させる複雑なプログラムをＭＣＵ２０に導入する必要があった。そして、ＭＣＵにプログラム記憶領域が残っていなければＭＣＵのグレードアップが必要であった。
また、その追加プログラムのために総合プログラムの回転率が１００％を超える（オーバーフローする）ようであれば、ＭＣＵの動作クロック、又はＭＣＵ自体のグレードアップが必要になっていた。これらのグレードアップは製品のコストアップを招いていた。
【００２５】
従来方法３によれば、通信専用のＳＵＢＭＣＵや通信専用のスペシャルＩＣを追加しなければならず、またそれらの電力供給配線や駆動用発振器を追加しなければならなかった。そして、ＳＵＢＭＣＵであれば新規プログラムの追加が必要であり、ＭＡＩＮＭＣＵはＳＵＢＭＣＵとの通信のための新規プログラムが必要であった。いずれにしても、製品の大幅なコストアップ、サイズアップを余儀なくされていた。
【００２６】
この発明は、上記のような従来方法１の問題点を解消するためになされたものであり、通信データの１単位であるキャラクタ中に設定された送受信のビット数より多いビット数の連続同一レベルからなる特殊データを送信する場合、伝送信号の遮断回路の追加や、ＭＣＵのＩ／Ｏ端子の追加、またタイマ監視によるＩ／Ｏ端子制御プログラムの追加をなくして、上記特殊データを容易かつ安価に送信する。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、所定の伝送速度に基づいて調歩同期式通信によりデータを送信する方法において、
通信データの１単位であるキャラクタ中に設定された送受信のビット数で構成し得るビット数ｎより多いビット数Ｎの特殊データを送信する場合、
上記特殊データの送信の時だけ、所定の伝送速度をｎ／Ｎ倍にして上記ビット数Ｎの特殊データを送信することを特徴とする。
【００２８】
請求項２の発明は、請求項１の発明の特殊データは、通信データの１単位であるキャラクタ中に設定された送受信のビット数で構成し得るビット数ｎ分の伝送線連続優性レベルより多いビット数Ｎの伝送線連続優性レベルから構成される。
なお、この明細書で、伝送線に電源を入れた状態で何も操作しない状態の伝送線レベルを伝送線劣性レベルとし、伝送線を操作（優性レベル化）した状態の伝送線レベルを伝送線優性レベルとする。
【００２９】
請求項３の発明は、所定の伝送速度に基づいて調歩同期式通信によりデータを送信するデータ制御部（ＭＣＵ）、データ制御部（ＭＣＵ）からのデータを伝送線に送出するシリアル伝送インターフェース（ＳＣＩ）を備えたデータ送信装置（ＥＣＵ）において、
通信データの１単位であるキャラクタ中に設定された送受信のビット数で構成し得るビット数ｎより多いビット数Ｎの特殊データを送信する場合、上記特殊データの送信の時だけ、所定の伝送速度をｎ／Ｎ倍にして上記ビット数Ｎの特殊データを送信することを特徴とする。
【００３０】
請求項４の発明は、請求項３の発明の特殊データは、通信データの１単位であるキャラクタ中に設定された送受信のビット数で構成し得るビット数ｎ分の伝送線連続優性レベルより多いビット数Ｎの伝送線連続優性レベルから構成される。
【００３１】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
実施の形態１は、従来方法１の課題を解決するための実施の形態である。
すなわち、シリアル伝送インターフェースを使用して決められた伝送速度に基づいて調歩同期式通信を行う場合において、通信データの１単位であるキャラクタ中に設定された送受信のビット数で構成し得るビット数ｎ分の伝送線連続優性レベルより多いビット数Ｎの伝送線連続優性レベルからなる特殊データを送信する際、送信側がその特殊データの送信の時だけ、伝送速度を換算的に落として送信するようにする。
【００３２】
図１は実施の形態１によるデータ通信を行うノードの一つを示す構成図である。図において、車両用電装品１には電子制御ユニット（ＥＣＵ）２が搭載されており、この電子制御ユニット２はシリアル伝送インターフェース（ＳＣＩ）１０、マイクロコンピュータユニット（ＭＣＵ）２０を備えている。
この電子制御ユニット２はインビーグルネットワークの一つのノードを構成し、他のノードとは伝送線３０を介してシリアル通信を行っており、すなわち伝送線３０の電位をＨｉｇｈ／Ｌｏｗにして情報を送受信している。
ＭＣＵ２０は、通信情報を受信するレシーブポートＲｘ、通信情報を送信するトランスミッションポートＴｘを備えている。
シリアル伝送インターフェース１０は、相手側ノードからの通信情報を受信する場合に、伝送線３０のＨｉｇｈ／Ｌｏｗに応じて、オン／オフするトランジスタＴ１及びトランジスタＴ２を備えている。そして、自分側ノードから通信情報を送信する場合に、トランスミションポートＴｘのＨｉｇｈ／Ｌｏｗに応じて、オフ／オンするトランジスタＴ４及びトランジスタＴ３を備えている。
以上のように、ハードウエア構成は図１１の構成と同様である。すなわち、実施の形態１では、図１３に示すように、ＭＣＵ２０にＩ／Ｏ端子４０を追加設定し、Ｉ／Ｏ端子４０と伝送線３０の間に遮断回路５０を追加する必要がなく、ハードウエアとして何も追加がないことを特徴とする。
【００３３】
次に、実施の形態１によるキャラクタ送信方法を図２のフローチャートに基づいて説明する。
ここで、ＭＣＵ２０のシリアル通信の標準装備により表現できる伝送線連続優性レベルデータの限界をｎビット長とし、特殊データである上記標準性能では表現できない長い伝送線連続優性レベルデータをＮビット長とする。
そして、ステップ２１において、伝送速度を標準速度の（ｎ／Ｎ）倍に変更する。
次に、ステップ２２において、ＭＣＵ２０のシリアル通信の標準性能では表現できない長い伝送線連続優性レベルデータである特殊データを第１キャラクタとして設定し、この第１キャラクタを上記変更した伝送速度（標準速度のｎ／Ｎ倍）により相手側ノードに送出する。
次に、ステップ２３において、第１キャラクタを送出した後、伝送速度を元の標準速度に戻す。
その後、ステップ２４以降、第２キャラクタ、第３キャラクタを標準速度で順々に送出する。
【００３４】
以上のように実施の形態１によれば、通信データの１単位であるキャラクタ中に設定された送受信のビット数で構成し得るビット数ｎ分の伝送線連続優性レベルより多いビット数Ｎの伝送線連続優性レベルからなる特殊データを送信する場合、送信側がその特殊データの送信の時だけ、伝送速度を換算的に落として送信するようにしたので、従来方法１で説明した伝送信号の遮断回路５０の追加、ＭＣＵ２０のＩ／Ｏ端子４０の追加、タイマ監視によるＩ／Ｏ端子制御プログラムの追加の必要がなくなる。
【００３５】
すなわち、実施の形態１によれば、
（１）遮断回路の部品追加コスト、部品搭載コスト、ユニット基板上での追加回路分の面積占有、場合によってはユニットの大型化、
（２）ＭＣＵにＩ／Ｏ端子が余っていなければ、ＭＣＵのＩ／Ｏ端子数のグレードアップ、グレードアップに伴うコストの上昇、場合によってはＭＣＵの機種変更が伴うソフトウエア・ハードウエアの根本的変更、及びＭＣＵサイズが大きくなること、
（３）追加プログラムのために総合プログラムの回転率が１００％を超える（オーバーフローする）ようであれば、ＭＣＵの動作クロック、又はＭＣＵ自体のグレードアップ、
の各種問題点が解決される。
【００３６】
参考実施の形態１．
参考実施の形態１は、従来方法２の課題を解決するための実施の形態である。
すなわち、シリアル伝送インターフェースを使用して決められた伝送速度に基づいて調歩同期式通信を行う場合において、受信側が性能的にキャラクタ間にインターキャラクタ時間を要求する場合、またはメッセージ規格がキャラクタ間にインターキャラクタ時間を規格づけている場合、送信側が、ストップビットの数として、送受信側で定義付けられたストップビット数にインターキャラクタ時間を満たす数のビット数を加えたストップビット数設定に切り換えて送信するようにする。
【００３７】
図３は参考実施の形態１によるキャラクタ構成を示す図である。参考実施の形態１においては、送信側が設定するキャラクタ構成は、本来送受信側で定義付けられたキャラクタ構成である、スタートビットｂ１とデータビットｂ３とストップビットｂ２に対し、インターキャラクタ時間を満たすストップビットＳ３を加えた構成となる。
【００３８】
図４は参考実施の形態１によるキャラクタ送信を示すフローチャート図である。
まず、ステップ４１において、送信側は、本来送受信側で定義付けられたキャラクタ構成の中のストップビットに、インターキャラクタ時間分のストップビットを加えるように追加設定する。
次に、ステップ４２以降において、上記ストップビットを追加設定された第１キャラクタ、第２キャラクタを順々に送信する。
【００３９】
以上のように参考実施の形態１によれば、送信側が、ストップビットの数として、送受信側で定義付けられたストップビット数にインターキャラクタ時間を満たす数のビット数を加えたストップビット数設定に切り換えて送信するようにしたので、従来方法２で説明したキャラクタ送出とキャラクタ送出の間にインターキャラクタ時間を設けるためにＭＣＵのプログラムで時間計測し、次のキャラクタの送出を時間抑制する必要がなくなる。
【００４０】
すなわち、参考実施の形態１によれば、ＭＣＵにプログラム記憶領域が残っていなければＭＣＵのグレードアップの必要性、追加プログラムのために総合プログラムの回転率が１００％を超える（オーバーフローする）ようであれば、ＭＣＵの動作クロック、又はＭＣＵ自体のグレードアップの必要性をなくすことができる。
【００４１】
次に、実施の形態１及び参考実施の形態１によるデータ伝送方法の具体例を図５の信号線図に基づいて説明する。
図において、通信フレームＳは複数のキャラクタ（通信データの１単位）から構成される。Ｓ１は通信フレーム開始信号を意味し、この場合ＭＣＵのシリアル通信の標準性能では表現できない長い伝送線連続優性レベルから構成される。ここでは、Ｓ１はＬＩＮのＳＹＮＣＨ ＢＲＡＫＥ信号のような連続１３ビット長からなるＬｏｗデータとする。また、キャラクタＳ２の構成として、スタートビットｂ１が１ビット（Ｌｏｗ）、ストップビットｂ２が１ビット（Ｈｉｇｈ）、データビットｂ３が８ビットとする。この場合、キャラクタにより表現できる伝送線連続優性レベルの限界は９ビット長となる。インターキャラクタ時間Ｓ３はキャラクタ送信とキャラクタ送信の間に設けられる時間であり、１ビット長の時間分とする。
【００４２】
次に、図５の信号線図に沿って実施の形態１及び参考実施の形態１の方法を説明する。
まず、Ｌ時点において、連続１３ビット長からなるＬｏｗデータである通信開始信号Ｓ１を、第１キャラクタとして、調歩同期式バイトコーディングによりバイトデータ「ＦＦｈ」送出する。この場合、伝送速度は標準速度の９／１３として送出する。キャラクタ構成は、スタートビットが１ビット（Ｌｏｗ）、データビットが８ビット（Ｌｏｗ）、ストップビットがインターキャラクタ時間分を追加した２ビット（Ｈｉｇｈ）とする。
次に、Ｍ時点において、第１キャラクタ送出後、第２キャラクタを調歩同期式バイトコーディングによりバイトデータ送出する。この場合、伝送速度を標準速度に戻す。キャラクタ構成は、スタートビットが１ビット（Ｌｏｗ）、データビットが８ビット、ストップビットがインターキャラクタ時間分を追加した２ビット（Ｈｉｇｈ）とする。
次に、Ｎ時点において、第２キャラクタ送出後、第３キャラクタを調歩同期式バイトコーディングによりバイトデータ送出する。この場合、伝送速度は標準速度であり、キャラクタ構成は、スタートビットが１ビット（Ｌｏｗ）、データビットが８ビット、ストップビットがインターキャラクタ時間分を追加した２ビット（Ｈｉｇｈ）とする。
次に、Ｏ時点において、最終キャラクタ送出後、次の通信フレームをいつ出しても良い状態にして完了する。
【００４３】
参考実施の形態２．
参考実施の形態２は、従来方法３の課題を解決するための実施の形態である。
すなわち、シリアル伝送インターフェースを使用してパルス幅変調信号（ＰＷＭ信号）を使用した特殊ビットコーディングによるデータ通信を送信する場合、ＰＷＭ信号に対応した調歩同期式バイトコーディングで送信する。詳しくは、調歩同期式コードデータの１キャラクタをＰＷＭコードデータの１周期とし、１キャラクタ中のＬｏｗ、Ｈｉｇｈレベルの比率により、ＰＷＭコードデータの１周期中のＬｏｗ、Ｈｉｇｈを表わして“ＩＤＬＥ”、“０”、“１”信号を送出するようにする。
【００４４】
また、シリアル伝送インターフェースを使用してＰＷＭ信号を使用した特殊ビットコーディングによるデータ通信を受信する場合、ＮＲＺ（Non Return to Zero）ビットコーディングで受信し、受信したＮＲＺ信号を対応するＰＷＭ信号に変換する。詳しくは、ＰＷＭコードデータの１周期中のＬｏｗ、Ｈｉｇｈを複数ビットのＮＲＺコードデータ１単位で受信し、当該ＮＲＺコードデータ１単位をそれぞれ対応するＰＷＭコードデータに置き換える。
【００４５】
図６は、参考実施の形態２によるＰＷＭビットコーディングによるデータの送信又は受信を行うためのハードウエア構成例を示す図である。
図６のハードウエア構成は、シリアル伝送インターフェース（ＳＣＩ）を使用したものであり、図１と同様の構成である。
【００４６】
次に、図６のハードウエア構成を使用して、図７のＰＷＭビットコーディングによるデータを送信する動作について説明する。
図８は調歩同期式バイトコーディングのデータを送出して、ＰＷＭビットコーディングによるデータとして伝送線に送信することを示す信号線図である。
ここで、送信する調歩同期式バイトコーディングのキャラクタ構成として、スタートビット１ビット、データビット８ビット、ストップビット１ビットとする。
ＰＷＭビットコーディングのＩＤＬＥ信号を送出するには、ＳＣＩ１０を使用して、調歩同期式バイトコーディングの”０００００００１ｂ”を送出する。
ＰＷＭビットコーディングの論理”０”信号を送出するには、ＳＣＩ１０を使用して、調歩同期式バイトコーディングの”００００１１１１ｂ”を送出する。
ＰＷＭビットコーディングの論理”１”信号を送出するには、ＳＣＩ１０を使用して、調歩同期式バイトコーディングで”００１１１１１１ｂ”を送出する。
【００４７】
次に、図６のハードウエア構成を使用して、図７のＰＷＭビットコーディングによるデータを受信する動作について説明する。
図９はＰＷＭビットコーディングによるデータを受信して、ＮＲＺビットコーディングのデータとして取り込むことを示す信号線図である。
ここで、ＳＣＩ１０を使用して、ＮＲＺバイトコーディング（調歩同期式バイトコーディング）で”０００００００１ｂ”を受信したとき、ＭＣＵ２０はＩＤＬＥパルスと認識し、データとして格納庫に順列格納する。
また、ＮＲＺバイトコーディング（調歩同期式バイトコーディング）で”００００１１１１ｂ”を受信したとき、ＭＣＵ２０は論理”０”と認識し、データとして格納庫に順列格納する。
また、ＮＲＺバイトコーディング（調歩同期式バイトコーディング）で”００１１１１１１ｂ”か”０１１１１１１１ｂ”を受信したとき、ＭＣＵ２０は論理”１”と認識し、データとして格納庫に順列格納する。
【００４８】
以上のように参考実施の形態２によれば、シリアル伝送インターフェースを使用してＰＷＭ信号を使用した特殊ビットコーディングによるデータ通信を容易に送信又は受信するようにしたので、従来方法３で説明した、通信専用のＳＵＢＭＣＵや通信専用のスペシャルＩＣを追加する必要がなくなる。更に、それらの電力供給配線や駆動用発振器を追加する必要もなくなる。更に、ＳＵＢＭＣＵのためのプログラムの設計、ＭＡＩＮＭＣＵとＳＵＢＭＣＵとの通信のためのプログラムも必要なくなる。
【００４９】
【発明の効果】
この発明によれば、通信データの１単位であるキャラクタ中に設定された送受信のビット数で構成し得るビット数ｎ分（伝送線連続優性レベル）より多いビット数Ｎ（伝送線連続優性レベル）からなる特殊データを送信する場合、この特殊データの送信の時だけ、所定の伝送速度をｎ／Ｎ倍にしてビット数Ｎの特殊データを送信するようにしたので、従来方法１で説明した伝送信号の遮断回路、ＭＣＵのＩ／Ｏ端子の追加、タイマ監視によるＩ／Ｏ端子制御プログラムの追加の必要がなくなり、上記の特殊データを容易かつ安価に送信することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１によるデータ通信を行うノードの一つを示す構成図である。
【図２】 実施の形態１によるキャラクタ送信を示すフローチャート図である。
【図３】 参考実施の形態１によるキャラクタ構成を示す図である。
【図４】 参考実施の形態１によるキャラクタ送信を示すフローチャート図である。
【図５】 実施の形態１及び参考実施の形態１によるデータ伝送を示す信号線図である。
【図６】 参考実施の形態２によるデータ通信を行うためのハードウエア構成例を示す図である。
【図７】 ＰＷＭコーディングによる伝送線電位波形を示す図である。
【図８】 参考実施の形態２によるデータの送信方法を説明するための信号線図である。
【図９】 参考実施の形態２によるデータの受信方法を説明するための信号線図である。
【図１０】 ＬＩＮのネットワーク構成と伝送概念を示す図である。
【図１１】 インビーグルネットワークを構成するノードの一つを示す構成図である。
【図１２】 調歩同期式通信による通信データの１単位であるキャラクタの構成を示す図である。
【図１３】 従来方法１によるシリアル通信インターフェース及び遮断回路を備えたノードを示す構成図である。
【図１４】 従来方法１によるキャラクタ送信を示すフローチャートである。
【図１５】 従来方法１によるシリアルデータ通信を示す信号線図である。
【図１６】 従来方法２によるキャラクタ送信を示すフローチャートである。
【図１７】 ＰＷＭビットコーディングを説明するための図である。
【図１８】 ＰＷＭビットコーディングのデータ通信をシリアル伝送インターフェースを使用して行う場合のハードウエア構成を示す図である。
【符号の説明】
１ 車両用電装品、２ 電子制御ユニット（ＥＣＵ）、
１０ シリアル伝送インターフェース（ＳＣＩ）、
２０ マイクロコンピュータユニット（ＥＣＵ）、３０ 伝送線。
Claims (4)
- 所定の伝送速度に基づいて調歩同期式通信によりデータを送信する方法において、
通信データの１単位であるキャラクタ中に設定された送受信のビット数で構成し得るビット数ｎより多いビット数Ｎの特殊データを送信する場合、
上記特殊データの送信の時だけ、所定の伝送速度をｎ／Ｎ倍にして上記ビット数Ｎの特殊データを送信することを特徴とするデータ送信方法。 - 上記特殊データは、通信データの１単位であるキャラクタ中に設定された送受信のビット数で構成し得るビット数ｎ分の伝送線連続優性レベルより多いビット数Ｎの伝送線連続優性レベルから構成されることを特徴とする請求項１に記載のデータ送信方法。
- 所定の伝送速度に基づいて調歩同期式通信によりデータを送信するデータ制御部、データ制御部からのデータを伝送線に送出するシリアル伝送インターフェースを備えたデータ送信装置において、
通信データの１単位であるキャラクタ中に設定された送受信のビット数で構成し得るビット数ｎより多いビット数Ｎの特殊データを送信する場合、上記特殊データの送信の時だけ、所定の伝送速度をｎ／Ｎ倍にして上記ビット数Ｎの特殊データを送信することを特徴とするデータ送信装置。 - 上記特殊データは、通信データの１単位であるキャラクタ中に設定された送受信のビット数で構成し得るビット数ｎ分の伝送線連続優性レベルより多いビット数Ｎの伝送線連続優性レベルから構成されることを特徴とする請求項３に記載のデータ送信装置。
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