JP6094609B2 - 通信システム - Google Patents

Description

本発明は、スリープ／ウェイクアップ機能を有したノードに適用されるトランシーバに関する。

従来、車両に搭載される通信システムとして、ＣＡＮ（Controller Area Network ）やＬＩＮ等、バス通信路を利用するものが知られている（例えば、非特許文献１参照）。
この種の通信システムにおいて効率の良い通信を行うには、バス通信路を介して信号を送受信するために各ノードに設けられるトランシーバの動作を、互いに同期させることが望ましい。

この場合、いずれか一つのノードが、クロック成分を含む伝送路符号によって符号化された信号をバス通信路に送信し、他のノードは、バス通信路上の信号からクロック成分を抽出して、自トランシーバで発生させた自走クロックを加工（分周等）することによって、その抽出したクロック成分に同期したバスクロックを生成し、そのバスクロックに従ってトランシーバを動作させるものが考えられている。

また、通信システムを構成する各ノードの消費電力を低減するために、予め設定されたスリープ条件が成立すると、ノードの持つ機能の一部を停止させる動作モードであるスリープモードに遷移し、スリープモードにあるノードは、自ノードでウェイクアップ条件が成立するか、或いは、通信路に所定の起動用信号が送出されたことを検出すると、ノードの持つ機能を全て動作させる動作モードであるウェイクアップモードに遷移する機能を持たせることも考えられている。

佐藤道夫著「車載ネットワークシステム徹底解説」ＣＱ出版株式会社、２００５年１２月１日発行

ところで、スリープモードにあるノードを、起動用信号を用いて起動する場合、起動用信号をいつでも受信できるように、動作モードに拘わらずトランシーバを常時動作させておく必要がある。

しかし、トランシーバを動作させると、当該トランシーバの動作に必要なバスクロックやバスクロックに同期した各種タイミング信号が生成されるため、スリープモードであるにも拘わらず、無視できない電力が消費されてしまうという問題があった。

本発明は、上記問題点を解決するために、スリープモードにあるノードの消費電力を増大させることなく、起動用信号を送受信できるようにすることを目的とする。

上記目的を達成するためになされた本発明の通信システムは、バス状の通信路を介して相互に接続された複数のノードを備え、該ノードの一つがポーリングによる通信を制御するマスタ、該マスタ以外のノードがスレーブとして動作する。

ノードを構成するトランシーバは、ＮＲＺ符号で表された送信データを入力するための入力端子、ＮＲＺ符号で表された受信データを出力するための出力端子、通信路を介して伝送される通信データを入出力するための通信端子、ＮＲＺ符号から予め設定された伝送路符号への符号化および前記伝送路符号からＮＲＺ符号への復号化を行う動作モードである通常モード、符号化および復号化する機能を停止させ低消費電力状態にする動作モードであるスリープモードのいずれかを指定するモード設定信号を入力するためのモード設定端子を備えている。

また、トランシーバは、符号化回路と、復号化回路と、送信切替回路と、受信切替回路とを備える。そして、送信切替回路が、モード設定信号で示された動作モードが通常モードである場合には、入力端子から入力される送信データを符号化回路に供給することによって、符号化回路にてＮＲＺ符号から伝送路符号に符号化された送信データを、通信データとして通信端子から出力させ、モード設定信号で示された動作モードがスリープモードである場合には、入力端子から入力される送信データをそのまま通信データとして通信端子から出力させる。

これと共に、受信切替回路が、モード設定信号で示された動作モードが通常モードである場合には、通信端子から入力される通信データを復号化回路に供給することによって、復号化回路にて伝送路符号からＮＲＺ符号に復号化された通信データを、受信データとして出力端子から出力させ、モード設定信号により示された動作モードがスリープモードである場合には、通信端子から入力される通信データをそのまま受信データとして通信端子から出力させる。

このように構成された本発明の通信システムでは、各ノードは、通常モードの場合、伝送路符号に符号化された通信データを、通信路を介して送受信することができ、スリープモードの場合、ＮＲＺ符号で表されたデータを、通信路を介して送受信することができる。

つまり、本発明の通信システムによれば、スリープモードの時には、符号化回路や復号化回路を動作させることなくＮＲＺ符号で表された起動用信号の送受信が可能なため、スリープモードでの消費電力を削減することができる。

ところで、本発明の通信システムにおいて、各ノードを構成するトランシーバは、クロック信号を発生させるクロック発生部を有し、該クロック発生部が発生させたクロック信号に基づき、符号化回路および復号化回路の動作を制御するための各種タイミング信号を生成するタイミング生成回路を備えていてもよい。

この場合、タイミング生成回路は、モード設定信号で示された動作モードがスリープモードである場合、クロック発生部の動作を停止することによって、符号化回路および復号化回路の動作を停止させてもよい。

これにより、スリープモードでは、クロック信号や各種タイミング信号の生成も停止されることになるため、消費電力を更に削減することができる。

車載通信システムの概略構成を示すブロック図。 （ａ）はバス通信路で使用する伝送路符号の構成、（ｂ）はバス通信路を介して送受信されるフレームの構成、（ｃ）はＵＡＲＴが送受信するブロックデータの構成を示す説明図。 マスタノード、スレーブノードの構成を示すブロック図。 タイミング生成部が生成する各種タイミング信号を示す説明図。 符号化復号化部の構成を示すブロック図。 各動作モードでの動作を示すタイミング図。 信号処理部が実行するウェイクアップ処理の内容を示すフローチャート。 信号処理部が実行するスリープ処理の内容を示すフローチャート。

以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
＜全体構成＞
図１は、車両に搭載され、ボデー系のアプリケーションを実現する電子制御装置（ボデー系ＥＣＵ）や、車両の状態を検出したり車両の状態を制御したりするために設けられた関連機器（ライト，センサ等）からなるノード３を、バス状の通信路（以下「バス通信路」という）５を介して相互に接続した通信システム１の概略構成を示すブロック図である。

図１に示すように、通信システム１を構成するノード３のうち、ボデー系ＥＣＵとしては、ボデー・ワイパＥＣＵ，シートＥＣＵ，スライドドアＥＣＵ，ミラーＥＣＵ，バックドアＥＣＵ，ライトＥＣＵ，チルテレ（電動ステアリング位置調整装置）ＥＣＵ等があり、一方、関連機器としては、ライトＳＷ，ワイパＳＷ，ライトセンサ，レインセンサ等がある。

＜バス通信路＞
バス通信路５は、異なるノード３からハイレベルの信号とロウレベルの信号とが同時に出力されると、バス通信路５上の信号レベルがロウレベルとなるように構成されており、この機能を利用してバス調停を実現する。

ここで図２（ａ）は、バス通信路５で使用する伝送路符号を示す説明図である。
図２（ａ）に示すように、バス通信路５では、伝送路符号として、ビットの途中で信号レベルがロウレベルからハイレベルに変化するＰＷＭ符号が用いられ、レセッシブ（本実施形態では１に対応）およびドミナント（本実施形態では０に対応）からなる二値の信号を２種類のデューティ比で表現する。

具体的には、ドミナントの方がレセッシブよりロウレベルの比率が長くなるよう（本実施形態では、レセッシブが１ビットの１／３の期間、ドミナントが１ビットの２／３の期間）に設定され、バス通信路５上でレセッシブとドミナントとが衝突すると、ドミナントが調停勝ちするようにされている。

そして、通信システム１では、調停負けしたノード３は送信を直ちに停止し、調停勝ちしたノード３のみが送信を継続する、いわゆるＣＳＭＡ／ＣＡ方式のアクセス制御方式が用いられている。

また、図２（ｂ）は、ノード３間の通信に使用するフレームの構成を示す説明図である。
図２（ｂ）に示すように、フレームは、送信を許可するデータを指定するためのヘッダと、ヘッダによって指定されたデータを送信するための可変長のレスポンスからなる。

このうち、ヘッダは、送信を許可するデータの識別子（ＩＤ）からなり、ＩＤの値が小さいほど、バス調停で勝ち残るように設定されている。一方、レスポンスは、データ以外に、データ（レスポンス）のサイズを示すサイズ情報、エラーの有無をチェックするためのＣＲＣ符号が少なくとも含まれている。

＜ノード共通＞
各ノード３は、予め割り当てられた全ての機能を実行可能な動作モードであるウェイクアップモード、一部の機能（ここでは符号化，復号化）を停止して低消費電力状態を実現する動作モードであるスリープモードで動作する。

また、ノード３の一つ（ここではボデー・ワイパＥＣＵ）をマスタ３ａ、他のノードをスレーブ３ｂとして、マスタ３ａがヘッダを送信することによって、送信を許可するデータ（ひいてはデータの送信元となるスレーブ３ｂ）を順次指定し、ヘッダによって指定されたデータの送信元となるスレーブ３ｂがレスポンス（データ）を送信するポーリングと、マスタ３ａからの指示によらずスレーブ３ｂが自律的に通信を制御するイベント通信とを実行する。

以下、マスタ３ａおよびスレーブ３ｂの構成を、図３に示すブロック図を参照して説明する。
＜マスタ＞
マスタ３ａは、バス通信路５を介した他ノード３との通信によって得られた情報等に基づき、自ノード３に割り当てられた各種処理を実行する信号処理部１０と、信号処理部１０から供給されるＮＲＺ符号の送信データＴＸＤを、入力端子ＰＩを介して取り込み、取り込んだ送信データＴＸＤをＰＷＭ符号に符号化したもの、或いは符号化していないそのままのものを送信データＴＸとして通信端子ＰＴを介してバス通信路５に出力すると共に、バス通信路５から通信端子ＰＴを介して取り込んだ受信データＲＸをＰＷＭ符号からＮＲＺ符号に復号化したもの、或いは復号化していないそのままのものを受信データＲＸＤとして出力端子ＰＯを介して信号処理部１０に供給するトランシーバ２０とを備えている。

また、トランシーバ２０は、入力端子ＰＩ，出力端子ＰＯ，通信端子ＰＴの他に、信号処理部１０から供給される内部クロックＣＫを取り込むためのクロック端子ＰＣ、同じく信号処理部１０から供給されるモード設定信号ＮＳＬＰを取り込むためのモード設定端子ＰＭを備えている。

<<信号処理部>>
信号処理部１０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，ＩＯポート等からなる周知のマイクロコンピュータを中心に構成され、更に、調歩同期（非同期）方式のシリアル通信を実現するＵＡＲＴ（汎用非同期受信・送信機：Universal Asynchronous Receiver Transmitter ）、１１、当該信号処理部１０を動作させるための動作クロックや、ＵＡＲＴ１１の通信速度と同じ速度（本実施形態では２０Ｋｂｐｓ）に設定されトランシーバ２０に供給する内部クロックＣＫを発生させる発振回路１２を備えている。

但し、発振回路１２は、水晶発振子を用いて構成され、安定した周波数で発振する高精度のものが用いられている。また、信号処理部１０は、自ノードの動作モードがウェイクアップモードの時には非アクティブレベルとなり、動作モードがスリープモードの時にはアクティブレベルとなるモード設定信号ＮＳＬＰをトランシーバ２０に供給するように構成されている。

ここで図２（ｃ）は、ＵＡＲＴ１１が送受信するデータＴＸＤ，ＲＸＤの構成を示す説明図である。図示されているように、ＵＡＲＴ１１は、データの開始を示す１ビット長のスタートビット（ロウレベル）と、データの終了を示すストップビット（ハイレベル）と、これらスタートビット，ストップビットに挟まれた８ビットのデータとで構成された合計１０ビットのブロックデータを単位として送受信する。但し、主要部となる８ビットのデータは、ＬＳＢ（最下位ビット）が先頭、ＭＳＢ（最上位ビット）が末尾となるように設定されている。

なお、前述のフレーム（図２（ｂ）参照）を構成するヘッダは、単一のブロックデータで構成され、スタートビット，ストップビットを除く８ビットのデータのうち、７ビットはＩＤとして用いられ、１ビットはパリティビットとして用いられる。また、レスポンス
は、１ないし複数個のブロックデータで構成され、最初のブロックに、サイズ情報が設定される。

<<トランシーバ>>
図３に戻り、トランシーバ２０は、信号処理部１０からクロック端子ＰＣを介して供給される内部クロックＣＫに同期した各種タイミング信号を生成するタイミング生成部２１と、タイミング生成部２１にて生成されたタイミング信号に従って、送信データＴＸＤの符号化、受信データＲＸの復号化を行う符号化復号化部２２と、符号化復号化部２２にて符号化された送信データＴＸを通信端子ＰＴから出力する送信バッファ２３と、通信端子ＰＴを介して取り込んだ信号を２値化し受信データＲＸとして符号化復号化部２２に供給する受信バッファ２４とを備えている。

なお、送信バッファ２３は、上述したバス通信路５上でのバス調停が可能となるように、例えば、周知のオープンコレクタ回路を用いて構成されている。また、受信バッファ２４は、バス通信路５の信号レベルが、予め設定された閾値より大きければハイレベル、閾値より低ければロウレベルを出力する周知のコンパレータによって構成されている。

タイミング生成部２１は、複数のインバータをリング状に接続することで構成されたリングオシレータ等からなる簡易な発振回路を備え、この発振回路が発生させたカウント用クロックＣＣＫを分周することによって、各種タイミング信号を生成する。

<<タイミング生成部>>
ここで図４は、タイミング生成部２１が生成する各種タイミング信号を示す説明図である。なお、発振回路が発生させるカウント用クロックＣＣＫは、内部クロックＣＫに対して十分に高い周波数（数十〜数百倍程度）を有するように設定されている。

タイミング生成部２１は、内部クロックＣＫの立ち下がりエッジの間隔、即ち１周期の長さを、カウント用クロックＣＣＫによってカウントするカウンタや、カウンタによって得られた周期カウント値Ｃｉ（ｉ＝１，２，…）に基づいて、カウント用クロックＣＣＫを分周することによって内部クロックＣＫに同期した各種タイミング信号を発生させる分周回路等によって構成されている。

そして、具体的には、各種タイミング信号として、以下に示すクロックを生成する。
図４に示すように、タイミング生成部２１は、周期カウント値Ｃｉに相当する周期を有し、立ち下がりエッジから立ち上がりエッジまでの間隔が周期カウント値Ｃｉの１／２に相当する長さに設定されたデューティ５０％のバスクロックＢＣＫと、バスクロックＢＣＫの立ち下がりエッジで立ち下がり、その立ち下がりエッジから周期カウント値の１／３に相当する期間だけ経過したタイミングが立ち上がりエッジとなるレセッシブ生成用クロックＲＣＫと、バスクロックＢＣＫの立ち下がりエッジで立ち下がり、その立ち下がりエッジから周期カウント値の２／３に相当する期間だけ経過したタイミングが立ち上がりエッジとなるドミナント生成用クロックＤＣＫとを生成する。

なお、タイミング生成部２１では、モード設定信号ＮＳＬＰが示す動作モードに従い、動作モードがウェイクアップモード（ＮＳＬＰ＝１：非アクティブレベル）の時には、発振回路を動作させることによってタイミング信号の生成を行い、動作モードがスリープモード（ＮＳＬＰ＝０：アクティブレベル）の時には、発振回路を停止することによってタイミング信号の生成を停止するように構成されている。

<<符号化復号化部>>
次に、図５は、符号化復号化部２２の構成を示すブロック図である。
図５に示すように、符号化復号化部２２は、入力端子を介して入力された送信データＴＸＤ（ＮＲＺ符号）を伝送路符号（ＰＷＭ符号）に符号化する符号化回路２７と、モード設定信号ＮＳＬＰが示す動作モードに従い、符号化回路２７の出力（符号化された送信データＴＸＤ）または符号化回路２７をバイパスした符号化されていない送信データＴＸＤのいずれかを、送信データＴＸとして送信バッファ２３に供給する送信側セレクタ２８とを備えている。

また、符号化復号化部２２は、受信バッファ２４が取り込んだ受信データＲＸをＮＲＺ符号に復号化する復号化回路２９と、モード設定信号ＮＳＬＰが示す動作モードに従い、復号化回路２９の出力（復号化された受信データＲＸ）または復号化回路２９をバイパスした復号化されていない受信データＲＸのいずれかを、受信データＲＸＤとして信号処理部１０に供給する受信側セレクタ３０と、送信データＴＸと受信データＲＸをビット単位（符号単位）で比較し、信号レベル（レセッシブ／ドミナント）が不一致である場合にアクティブレベルとなる衝突検出信号ＣＤを符号化回路２７に出力するビット調停回路３１とを備えている。

このうち、符号化回路２７は、送信データＴＸＤがロウレベル（０）の時に、ドミナント生成用クロックＤＣＫを用いて、１ビット中の前２／３期間がロウレベル、後１／３期間がハイレベルとなるＰＷＭ符号（ドミナント）を生成し、送信データＴＸＤがハイレベル（１）の時に、レセッシブ生成用クロックＲＣＫを用いて、１ビット中の前１／３期間がロウレベル、後２／３期間がハイレベルとなるＰＷＭ符号（レセッシブ）を生成する。

但し、信号処理部１０から送信データＴＸＤの供給がない場合（図示せず）、符号化回路２７の入力はハイレベルとなり、バス通信路５上には、レセッシブが出力され続けるように構成されている。以下では、バス通信路５において、レセッシブが予め設定された許容ビット（本実施形態では１１ビット）以上継続している期間をＩＦＳ（Inter Frame Space ）と呼び、ＩＦＳが検出されている状態をアイドル状態という。

また、符号化回路２７は、衝突検出信号ＣＤがアクティブになると（即ち、自ノード３が調停負けすると）、処理中の送信データＴＸＤが属するブロックデータについての処理が終了するまでの間（即ち、スタートビットの立ち下がりエッジが検出されてからストップビットとなる１０ビット目の末尾のタイミングまでの間）、送信データＴＸＤの信号レベルに拘わらず強制的にレセッシブを出力するように構成されている。

一方、復号化回路２９は、バスクロックＢＣＫの立ち上がりエッジで受信データＲＸをサンプリングし、そのサンプリングした結果を、復号化した受信データＲＸＤとして出力するように構成されている。

次に、送信側セレクタ２８および受信側セレクタ３０は、モード設定信号ＮＳＬＰが示す動作モードが通常モードの時には、符号化された送信データ（符号化回路２７の出力）および復号化された受信データ（復号化回路２９の出力）をそれぞれ選択し、動作モードがスリープモードの時には、符号化されていない送信データ（送信データＴＸＤ）および復号化されていない受信データ（受信データＲＸ）をそれぞれ選択するように構成されている。

また、ビット調停回路３１は、送信データＴＸおよび受信データＲＸの信号レベルをバスクロックＢＣＫの立ち上がりエッジ（符号の真ん中付近）のタイミングでサンプリングし、そのサンプリングした信号レベルを排他的論理和回路（ＸＯＲゲート）で比較するように構成され、ＸＯＲゲートの出力を衝突検出信号ＣＤとして出力する。

<<トランシーバの動作>>
ここで図６は、各動作モードでのトランシーバ２０の動作を示すタイミング図である。
図６に示すように、トランシーバ２０は、動作モードが通常モード（ＮＳＬＰ：非アクティブ）である期間（Ｔ１〜Ｔ３，Ｔ６〜Ｔ７参照）では、送信データＴＸＤをＰＷＭ符号に符号化したものを送信データＴＸとして出力すると共に、受信データＴＸを復号化したものを受信データＲＸＤとして出力する。また、トランシーバ２０は、信号処理部１０から送信データＴＸＤの供給がない場合（図示せず）でもバス通信路５にレセッシブを出力し続けることによって、マスタ３ａ以外のノード３に、バスクロックＢＣＫの再生に必要なクロック成分を供給するクロックマスタとして動作する。

一方、動作モードがスリープモード（ＮＳＬＰ：アクティブレベル）である期間（Ｔ４，Ｔ５参照）では、送信データＴＸＤをそのまま送信データＴＸとして出力すると共に、受信データＲＸをそのまま受信データＲＸＤとして出力する。この時、タイミング生成部２１，符号化回路２７，復号化回路２９は動作を停止した状態となる。

＜スレーブ＞
図３に戻り、スレーブ３ｂは、マスタ３ａと同様に、バス通信路５を介した他ノード３との通信によって得られた情報等に基づき、自ノード３に割り当てられた各種処理を実行する信号処理部４０と、信号処理部４０から供給されるＮＲＺ符号の送信データＴＸＤを、入力端子ＰＩを介して取り込み、取り込んだ送信データＴＸＤをＰＷＭ符号に符号化したもの、或いは符号化していないそのままのものを送信データＴＸとして通信端子ＰＴを介してバス通信路５に出力すると共に、バス通信路５から通信端子ＰＴを介して取り込んだ受信データＲＸをＰＷＭ符号からＮＲＺ符号に復号化したもの、或いは復号化していないそのままのものを受信データＲＸＤとして出力端子ＰＯを介して信号処理部４０に供給するトランシーバ５０とを備えている。

また、トランシーバ５０は、入力端子ＰＩ，出力端子ＰＯ，通信端子ＰＴの他に、信号処理部１０から供給されるモード設定信号ＮＳＬＰを取り込むためのモード設定端子ＰＭを備えている。

<<信号処理部>>
信号処理部４０は、トランシーバ５０に対して内部クロックＣＫを供給する機能が省略され、代わりに、ＵＡＲＴ１１を介することなく受信データＲＸＤを取り込んでクロック（ＰＷＭ符号送出）の有無を判定するクロック判定機能を有する点以外は、信号処理部１０と同様に構成されている。

このクロック判定機能は、動作モードがスリープモードの時に使用され、トランシーバ５０が出力端子ＰＯから出力する受信データＲＸＤ、即ち、バス通信路５上の信号を復号化することなく通過させた信号を入力し、所定期間（例えば１ｍｓ）以内に所定回（例えば１０回）以上、立ち下がりエッジを検出した場合に、バス通信路５を介してクロックが供給されているもの判定する。なお、クロックの有無の判定には、マイクロコンピュータが有する周知のインプットキャプチャ機能を利用し、所定のＰＷＭ波形（レセッシブ，ドミナント）を検出した場合に、クロック有りと判定するように構成してもよい。

但し、スレーブ３ｂの信号処理部４０は、必ずしもマイコンによって構成する必要はなく、ＵＡＲＴ１１に相当する機能を少なくとも備えたシーケンサと、そのシーケンサを動作させる動作クロックを生成する発振回路とによって構成してもよい。

<<トランシーバ>>
トランシーバ５０は、トランシーバ２０と同様に、タイミング生成部５１，符号化復号
化部５２，送信バッファ２３，受信バッファ２４を備えており、タイミング生成部５１および符号化復号化部５２の構成の一部が、トランシーバ２０のタイミング生成部２１および符号化復号化部２２とは異なっている。

具体的には、タイミング生成部５１は、各種タイミング信号を生成する際に、同期の対象となる信号が、内部クロックＣＫではなく、受信バッファ２４を介してバス通信路５から取得した受信データＲＸである点、および、タイミング信号の一つであるレセッシブ生成用クロックＲＣＫの生成が省略され、バスクロックＢＣＫとドミナント生成用クロックＤＣＫを生成する点がタイミング生成部２１とは異なっている。

また、符号化復号化部５２は、符号化回路２７の動作が一部異なる以外は、符号化復号化部２２と同様に構成されている。以下では、符号化復号化部５２の符号化回路を、符号化復号化部２２の符号化回路２７と区別するために「符号化回路５７」と記す。

符号化回路５７は、送信データＴＸＤがロウレベル（０）の時には、バスクロックＢＣＫおよびドミナント生成用クロックＤＣＫを用いて、バスクロックＢＣＫの立ち下がりエッジより少し遅れたタイミングでロウレベルに変化し、ドミナント生成用クロックＤＣＫのタイミングでハイレベルに変化する第１符号を生成し、送信データＴＸＤがハイレベル（１）の時には、１ビットの全期間に渡ってハイベルとなる第２符号を生成する。

これら第１符号および第２符号は、送信バッファ２３を介してバス通信路５に出力されると、他ノード３がデータの送信を行っていない時（マスタ３ａからクロックマスタの機能によってレセッシブが出力されている時）または他ノード３がレセッシブを送信している時には、バス通信路５上で、第１符号はドミナント、第２符号はレセッシブに変換されて他ノード３に伝送される。

また、他ノード３がドミナントを送信している時には、バス通信路５上で、第１符号および第２符号のいずれもドミナントに変換されるため、第１符号を送信した場合は調停勝ち、第２符号を送信した場合は調停負けしたと判定されることになる。

このように、スレーブ３ｂのトランシーバ５０は、クロックマスタとしての機能が省略されている以外は、トランシーバ２０と同様の機能、即ち、動作モードに応じて、送信データおよび受信データの符号化，復号化を有効／無効にする機能を有している。

＜信号処理部での処理＞
ここで、信号処理部１０，４０が実行するウェイクアップ処理およびスリープ処理について説明する。

図７はウェイクアップ処理、図８はスリープ処理の内容を示すフローチャートである。
<<ウェイクアップ処理>>
ウェイクアップ処理は、動作モードがスリープモードである時に、予め設定されたウェイクアップ要因が存在する場合に起動する。ウェイクアップ要因としては、例えば、ライトＳＷ入力など、車両の乗員による各種スイッチ操作がある。但し、マスタ３ａ（クロックマスタ）に限り、ウェイクアップ要因の一つにウェイクアップパルスの受信が含まれている。

本処理が起動すると、図７に示すように、まず、Ｓ１１０では、自ノードがマスタ３ａであるか否かを判断する。
自ノードがマスタ３ａであれば、Ｓ１４０に進み、モード設定信号ＮＳＬＰを１（非アクティブ）に変化させると共に、トランシーバ２０に対して内部クロックＣＫの出力を開
始する。

これにより、トランシーバ２０では、内部クロックＣＫに基づく各種タイミング信号の生成が開始される。その結果、バス通信路５へのクロック（ＰＷＭ符号）の送出が開始されると共に、送信データの符号化、受信データの復号化が可能な状態となる。

続くＳ１５０では、信号処理部１０で実行される各アプリケーションに対し、バス通信路５を介した他のノードとの通信を許可して、本処理を終了する。
一方、先のＳ１１０にて、自ノードがマスタ３ａではなくスレーブ３ｂであると判断した場合、Ｓ１２０に進み、ウェイクアップパルス（ロウレベルのパルス）を送信する。ウェイクアップパルスは、例えば、ＵＡＲＴ１１を介して、任意のブロックデータを送信すればよい。即ち、ブロックデータにはスタートビットが含まれるため、このスタートビットがウェイクアップパルスとなる。また、ＵＡＲＴ１１とは別に設けられた出力ポートを操作することで、ＵＡＲＴ１１を用いることなくウェイクアップパルスを送信するように構成されていてもよい。

このようにしてスレーブ３ｂの信号処理部４０から出力されたウェイクアップパルスは、トランシーバ５０にて符号化されることなく、バス通信路５に送出され、更に、バス通信路５からノード３に取り込まれたウェイクアップパルスは、トランシーバ２０，５０で復号化されることなく信号処理部１０，４０に供給される。

但し、スレーブ３ｂの信号処理部４０では、ウェイクアップパルスの受信は無視され、一方、マスタ３ａの信号処理部１０では、ウェイクアップパルスの受信によってウェイクアップ処理が起動され、先に説明したＳ１１０にて肯定判断された場合の通りに動作し、バス通信路５へのクロックの送出が開始される。

続くＳ１３０では、クロック判定機能を用いて、バス通信路５上にクロックが送出されていることが確認されるまで待機し、クロックの送出が確認されると、先に説明したＳ１４０，Ｓ１５０の処理を実行する。

但し、本ステップでの処理について、スレーブ３ｂの信号処理部４０では、マスタ３ａの信号処理部１０とは異なり、トランシーバ５０に対する内部クロックＣＫの出力は省略される。

これにより、スレーブ３ｂのトランシーバ５０は、バス通信路５上の信号から抽出したクロック成分に基づく各種タイミング信号の生成、そのタイミング信号に従った送信データの符号化、受信データの復号化が可能な状態となる。

<<スリープ処理>>
次に、スリープ処理は、動作モードが通常モードである時に、予め設定されたスリープ禁止要因が存在しない場合に起動する。スリープ禁止要因としては、例えば、ライトＳＷ入力などがある。但し、マスタ３ａでは、スリープコマンドを受信した場合にも本処理が起動するように構成されている。

本処理が起動すると、図８に示すように、まず、Ｓ２１０では、自ノードがマスタ３ａであるか否かを判断する。
自ノードがマスタ３ａであれば、Ｓ２４０に進み、モード設定信号ＮＳＬＰを０（アクティブ）に変化させると共に、トランシーバ２０に対する内部クロックＣＫの供給を停止する。

これにより、トランシーバ２０では、内部クロックＣＫに基づく各種タイミング信号の生成が停止する。その結果、バス通信路５へのクロックの送出も停止され、送信データや受信データを符号化，復号化することなく通過させる状態となる。

Ｓ２５０では、信号処理部１０で実行される各アプリケーションに対し、バス通信路５を介した他のノードとの通信を禁止して、本処理を終了する。
一方、先のＳ２１０にて、自ノードがマスタ３ａではないと判断した場合、Ｓ２２０に進み、スリープコマンドを送信する。

このスレーブ３ｂの信号処理部４０から出力されたスリープコマンドは、トランシーバ５０にてＰＷＭ符号に符号化後、バス通信路５に送出され、更に、バス通信路５からノード３に取り込まれたスリープコマンドは、トランシーバ２０，５０で復号化後、信号処理部１０，４０に供給される。

但し、スレーブ３ｂの信号処理部４０では、スリープコマンドの受信は無視され、一方、クロックマスタの信号処理部１０では、スリープコマンドの受信によってスリープ処理が起動され、先に説明したＳ２１０にて肯定判断された場合の通りに動作し、バス通信路５へのクロック（レセッシブ符号）の送出を停止する。

続くＳ２３０では、バス通信路５上へのクロックの送出が停止されたことが確認されるまで待機し、クロックの停止が確認されると、先に説明したＳ２４０，Ｓ２５０の処理を実行する。

但し、クロックスレーブの信号処理部４０では、クロックマスタの信号処理部１０での処理とは異なり、トランシーバ５０に対する内部クロックＣＫの供給停止は省略される。
これにより、トランシーバ５０は、バス通信路５上の信号から抽出したクロック成分に基づく各種タイミング信号の生成が停止し、そのタイミング信号に従った送信データの符号化、受信データの復号化も不能な状態となる。

＜効果＞
以上説明したように、トランシーバ２０，５０は、タイミング生成部２１，５１が作動状態となる通常モードの時には、信号処理部１０，４０から供給される送信データＴＸＤをＰＷＭ符号に符号化したものを送信データＴＸとしてバス通信路５に出力すると共に、バス通信路５から取り込んだ受信データＲＸ、ＮＲＺ符号に復号化したものを受信データＲＸＤとして信号処理部１０，４０に供給し、タイミング生成部２１，５１が停止状態となるスリープモードの時には、信号処理部１０，４０から供給される送信データＴＸＤをそのまま送信データＴＸとしてバス通信路５に出力すると共に、バス通信路５から取り込んだ受信データＲＸをそのまま受信データＲＸＤとして信号処理部１０，４０に供給するように構成されている。

従って、トランシーバ２０，５０を用いて構成されたノード３によれば、スリープモードにあるノードの消費電力を増大させることなく、スリープモードから通常モードへの遷移をスレーブ３ｂからマスタ３ａに要求する際に使用されるウェイクアップパルス（起動用信号）を送受信することができる。

なお、上記実施形態において、符号化回路２７，５７が本発明における符号化回路、復号化回路２９が本発明における復号化回路、送信側セレクタ２８が本発明における送信切替回路、受信側セレクタ３０が本発明における受信切替回路、タイミング生成部２１，５１が本発明におけるタイミング生成回路に相当する。また、カウント用クロックＣＣＫが本発明におけるクロック信号、タイミング生成部２１，５１にてカウント用クロックＣＣ
Ｋを発生させる発振回路が本発明におけるクロック発生部、送信データＴＸ，受信データＲＸが本発明における通信データに相当する。

＜他の実施形態＞
以上、本発明のいくつかの実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において様々な態様にて実施することが可能である。

例えば、上記実施形態では、マスタ３ａがクロックマスタを兼ねるように構成したが、スレーブ３ｂのいずれかがクロックマスタとなるように構成してもよい。この場合、クロックマスタとなるスレーブを、上述のマスタ３ａと同様に構成すればよい。

上記実施形態では、ＰＷＭ符号におけるロウレベルの期間が、１ビットの１／３または２／３となるように設定されているが、これに限るものではなく、例えば１ビットの１／４または３／４となるように設定されていてもよい。

上記実施形態では、フレームのヘッダに設定するＩＤによって送信を許可するデータを指定しているが、送信を許可するノードを指定するようにしてもよい。
上記実施形態では、ビット調停回路３１を、送信データＴＸと受信データＲＸとを比較するように構成したが、送信データＴＸＤと受信データＲＸＤとを比較するように構成してもよい。

１…通信システム ３…ノード ３ａ…マスタ ３ｂ…スレーブ ５…バス通信路 １０，４０…信号処理部 １２…発振回路 ２０，５０…トランシーバ ２１，５１…タイミング生成部 ２２，５２…符号化復号化部 ２３…送信バッファ ２４…受信バッファ
２７，５７…符号化回路 ２８…送信側セレクタ ２９…復号化回路 ３０…受信側セレクタ ３１…ビット調停回路

Claims (5)

1. バス状の通信路を介して相互に接続された複数のノードを備え、該ノードの一つがポーリングによる通信を制御するマスタ、該マスタ以外のノードがスレーブとして動作する通信システムであって、
   前記ノードは、ＮＲＺ符号で表された送信データを入力するための入力端子、ＮＲＺ符号で表された受信データを出力するための出力端子、前記通信路を介して伝送される通信データを入出力するための通信端子、ＮＲＺ符号から予め設定された伝送路符号への符号化および前記伝送路符号からＮＲＺ符号への復号化を行う動作モードである通常モード、符号化および復号化する機能を停止させ低消費電力状態にする動作モードであるスリープモードのいずれかを指定するモード設定信号を入力するためのモード設定端子を備えたトランシーバを用いて構成され、
   前記トランシーバは、
   ＮＲＺ符号から前記伝送路符号に符号化する符号化回路と、
   前記伝送路符号からＮＲＺ符号に復号化する復号化回路と、
   前記モード設定信号で示された動作モードが通常モードである場合、前記入力端子から入力される送信データを前記符号化回路に供給することによって、該符号化回路にて符号化された送信データを前記通信データとして前記通信端子から出力させ、前記モード設定信号で示された動作モードがスリープモードである場合、前記入力端子から入力されるウェイクアップパルスを含む送信データを、前記符号化回路をバイパスさせることによって、符号化されていない送信データを前記通信データとして前記通信端子から出力させる送信切替回路と、
   前記モード設定信号で示された動作モードが通常モードである場合、前記通信端子から入力される通信データを前記復号化回路に供給することによって、該復号化回路にて復号化された通信データを前記受信データとして前記出力端子から出力させ、前記モード設定信号により示された動作モードがスリープモードである場合、前記通信端子から入力される通信データを、前記復号化回路をパイパスさせることによって、復号化されていない通信データを、前記ウェイクアップパルスを含む受信データとして前記出力端子から出力させる受信切替回路と、
   を備えることを特徴とする通信システム。
2. 前記通信路は、該通信路上でレセッシブとドミナントが衝突すると、ドミナントが調停勝ちする、バス調停を行うように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
3. 前記ノードは、前記トランシーバの前記入力端子および出力端子を介して前記送信データおよび前記受信データを入出力する信号処理部を備え、
   前記動作モードがスリープモードである場合、前記信号処理部が出力する送信データを前記通信データとして前記符号化回路を介することなく前記通信路に出力すると共に、前記通信路上の前記通信データを前記受信データとして前記復号化回路を介することなく前記信号処理部に入力することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の通信システム。
4. 前記動作モードを前記スリープモードから前記通常モードに遷移させるウェイクアップ要因の一つに、前記通信路を介したウェイクアップパルスの受信が含まれることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の通信システム。
5. 前記トランシーバは、
   クロック信号を発生させるクロック発生部を有し、該クロック発生部が発生させたクロック信号に基づき、前記符号化回路および前記復号化回路の動作を制御するための各種タイミング信号を生成するタイミング生成回路を備え、
   前記タイミング生成回路は、前記モード設定信号で示された動作モードがスリープモードである場合、前記クロック発生部の動作を停止することによって、前記符号化回路および復号化回路の動作を停止させることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の通信システム。

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