JP6648298B2 - 双方向通信のための方法および装置 - Google Patents

Description

本発明は、指令ユニットとそれに接続された複数のＬＥＤ制御ユニットとの間の双方向通信のための方法に関するものである。本発明によれば、複数の直列接続したＬＥＤ制御ユニットに制御指令を高速で供給すること、または、それらの制御ユニットから指令ユニットに実行結果を返すこと、が可能である。このように、本発明は、複数の直列接続した制御ユニット間の通信のための高効率ひいては高性能の方法を提供する。本発明は、さらに、双方向通信のための対応する装置、および本方法を実施するための制御指令を含むコンピュータプログラムプロダクトに関する。

特許文献１は、周知のデイジーチェイン方式で直列接続されて、この場合はステータス情報を交換する、発光ダイオードによる照明構成を提示している。
特許文献２は、シリアルバスを用いて発光ダイオードを制御するシステムを提示している。この場合は、アドレスフィールドを受信すること、およびアドレスフィールドを修正すること、を提案している。

特許文献３は、対応する制御と共に、発光ダイオードによる照明構成を備えた車両を提示している。
特許文献４は、既知のデイジーチェーン手法を使用して直列に配置されて状態情報を交換する複数の発光ダイオードの配列を示す。

特許文献５は、複数の緊急ルートに従った分散配置の複数の装置を備えた複数の装置のシステムを示す。
周知の方法によれば、直列接続した制御ユニットのアドレッシングのための様々な可能性が知られている。この場合、特定の応用シナリオには不都合であり得る汎用アプローチがある一方、もはや汎用的に適用できるものではない極めて特異的なアプローチもある。一例として、ワイヤリングハーネスに関連して開発された、特に制御ユニットのクロスリンクを実現するための、いわゆるＣＡＮ（ＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒＡｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）バスが知られている。ＣＡＮバスは、多数のコンポーネントを提供するとともに、伝送エラーが発生しないことを保証する様々な安全保護機構を必要とする。さらに、データの完全性を確保するために、様々なデータ伝送が必要である。このため、いくつかの対策が取られ、これにより、計算資源および帯域幅が要求される。

さらに、いわゆるＬＩＮバス、すなわちローカル相互接続ネットワークバスが知られており、これもシリアル通信システムのために、特にセンサおよび制御ユニットのネットワーク化のために、開発されたものである。ＬＩＮバスは、ブロードバンド応用シナリオには通常適用されない汎用アプローチを実現するものである。さらに、ＬＩＮバスによれば、包括的なエラー処理も実施されなければならない。例えば、チェックサムを計算し、誤りがあると特定された信号は破棄する。この場合、エラー通知はプロトコルの一部ではなく、必要に応じて別のアプリケーション層で定義されなければならない。

さらに、通信ネットワークにおけるデータ伝送を取り決める、いくつかの通信プロトコルが知られている。この場合、通常、データトラフィックを制御する中央ユニットが構成される。しかしながら、この従来技術では、直列接続した制御ユニットが、通信管理を実施することなく、単に受けた指令を実行するような、複数のさらなる制御ユニットの直列接続は得られない。直列接続した制御ユニットの利点は、ネットワーク通信を協調制御する必要がないということであり、それぞれが、ある制御ユニットから同じ制御指令を受けることができ、必要なのは、それらの制御指令を自身で実行することのみであり、そして、それらの制御指令を順送りにすることができる。

このように、従来技術は、シリアルデータ通信を可能にするが、ただし、それを好ましくないシグナリングデータ対ペイロード比率で実現する方法を教示するにすぎず、このため、不要なオーバヘッドが発生する。これらの方法は、ある応用シナリオで特異的に実施されるものであるために転用可能とするのが難しいものであるか、または例えばＬＥＤ制御ユニットでの応用には不都合であるような汎用的なものであるか、いずれかである。さらに、周知の方法は、場合によっては制御指令を複数のネットワークノードにおいて冗長的に実行しなければならないため、大きな技術的負担を伴うという欠点を有する。従って、通信の協調制御のための複数の指令ユニットを提供することが、欠点となる。

米国特許出願公開第２０１４／０３３３２０７号明細書 米国特許第８４９２９８３号明細書 米国特許出願公開第２００９／００２１９５５号明細書 国際公開第２０１３／０９５１３３号パンフレット 独国特許出願公開第２０，２０１３，１０３，１４６号明細書

そこで、本発明の目的は、わずかな技術的負担で、ＬＥＤ制御ユニットとの高速通信を可能とする方法または装置を提供することである。個々の制御ユニットが可能な限り少ないハードウェア資源を備えるべきであることと、ネットワークセグメントを介して伝送されるデータを最小限に維持することが可能であることと、その両方において無駄な技術的負担を最小限にすべきである。本発明のさらなる目的は、提案する方法を指令命令によって実行するための方法ステップを格納した、対応するコンピュータプログラムプロダクトを提供することである。

本目的は、主請求項の特徴による双方向通信のための方法によって達成される。さらなる効果的な構成は、従属請求項で規定している。
よって、指令ユニットとそれに電気的に直列接続された複数のＬＥＤ制御ユニットとの間の双方向通信のための方法について提案する。本方法は、指令ユニットから、接続されているＬＥＤ制御ユニットに対して制御指令を送信すること、送信された制御指令を、そのＬＥＤ制御ユニットにおいて実行すること、その制御指令を送信したのではない次に接続されているＬＥＤ制御ユニットに対して、その制御指令を渡すこと、を反復的に含み、これにより、その制御指令を、各々のＬＥＤ制御ユニットで実行する。さらに、本発明によれば、直列接続された最後のＬＥＤ制御ユニットから開始して、複数のＬＥＤ制御ユニットの各々が、それぞれ受信した実行結果に自身の実行結果を添付して、各々が制御指令の実行結果をそれぞれの前のユニットに返すことを反復的に実行し、これにより、指令ユニットは、各々のＬＥＤ制御ユニットの実行結果を受信する。

双方向通信のための本方法は、特に、通信方向が論理的に双方向であるように、双方向通信を提供する。これは、各時点において、データセグメントでの送信と受信が同時に可能である必要はないことを意味する。特に、双方向により、通信セグメントすなわちデータラインで時間遅延させた送信と受信を提供する。よって、本発明の一態様では、さらに、通信セグメントを、単位時間で、少なくとも一通信方向において遮断することができる。この場合、指令ユニットは、指令ユニットとそれに電気的に直列接続された複数のＬＥＤ制御ユニットとの間の通信を能動的に発生させる中央コンポーネントとして存在する。従って、本発明の一態様による指令ユニットでは、通信プロセスを開始させるとともに、それを、接続された第１のＬＥＤ制御ユニットへの対応するメッセージの送信によって最初に初期化するロジックを実装する。この場合、指令ユニットは、例えば、通信プロトコルを保持するメモリ、または接続された第１のＬＥＤ制御ユニットに送信される個々の制御指令を少なくとも保持するメモリに、アクセスすることができる。例えば、指令ユニットは、マイクロコントローラとして実現することができる。

双方向通信は、電気的に直列接続された複数のＬＥＤ制御ユニットの先頭に指令ユニットが配置されるトポロジによって、実行される。これによれば、ただ１つのＬＥＤ制御ユニットが、指令ユニットに直接接続される。この場合、接続は、通常、指令ユニットへの第１のＬＥＤ制御ユニットの通信結合によって実現される。電気的接続は、特に、本発明の一態様によれば、指令ユニットが、例えば、データラインの通信セグメントによって、電気信号を第１のＬＥＤ制御ユニットに送信するように構成されることを意味する。従って、複数のＬＥＤ制御ユニットが指令ユニットに直列接続されることは、複数のＬＥＤ制御ユニットのうちの１つのＬＥＤ制御ユニットが指令ユニットに接続され、そして次に、このＬＥＤ制御ユニットに、ただ１つのさらなるＬＥＤ制御ユニットが接続されることである。これにより、結果的に、指令ユニットは、第１のＬＥＤ制御ユニットに向けた、ただ１つの出力または１つの入力を有する。従って、ＬＥＤ制御ユニットの各々は、最後のＬＥＤ制御ユニットでなければ、隣接する２つの通信相手を有する。そのようなトポロジの一例は、特に図１および２から見て取ることができる。

これにより、指令ユニットから、接続されているＬＥＤ制御ユニットへの制御指令の送信を実施することができる。接続されているＬＥＤ制御ユニットは、まさにその、一連のうちの第１の制御ユニットをなす制御ユニットである。それらのＬＥＤ制御ユニットは、指令ユニットと連鎖接続すなわち直列接続されているので、この接続されている１つのＬＥＤ制御ユニットが指令ユニットに直接接続される一方、他のすべてのＬＥＤ制御ユニットは間接的に指令ユニットに結合されている。本発明の一態様によれば、制御指令の送信は、指令ユニットが電気インパルスを発生させるように実施され、その電気インパルスは、データラインによって、またはデータラインセグメントによって、ＬＥＤ制御ユニットに電気的に伝送される。

この場合、制御指令は、少なくとも１つの命令ならびにさらなるパラメータを含むことができる。例えば、制御指令は、すべてのＬＥＤ制御ユニットに対する命令の形式のものとすることができる。この場合、制御指令は、ＬＥＤ制御ユニットによって直接実行される必要はなく、その制御指令の実行をＬＥＤ制御ユニットが単に実行するようなものとすることも可能である。従って、例えばセンサユニットのような、さらなるユニットをＬＥＤ制御ユニットに接続することができ、厳密にはそれらが、この送信される制御指令の宛先とされる。この場合、当業者であれば、制御指令を実施するためのさらなる可能性を認識している。また、制御指令の送信は、例えば準備ステップのような、さらなるステップを含むことができる。従って、例えば、制御指令は最初に指令ユニットで生成されなければならないものとすることが可能である。これは、例えば、制御指令をメモリから読み出すことによって実行することにより、または別の接続されたコンポーネントから制御指令を指令ユニットが受信することにより、可能である。また、送信される制御指令は、本発明による方法の既に受信された実行結果に依存するものとすることができる。従って、いくつかの制御指令が存在する可能性があり、この場合は、特定の実行結果に割り当てられた制御指令を再び送信する。これにより、反復的に、制御指令を送信し、実行結果を受信し、そして受信した実行結果に応じたさらなる制御指令を生成する。

制御指令が送信された後に、その制御指令を、ＬＥＤ制御ユニットにおいて実行する。このとき、制御指令を受信し、最小限の中間ステップを伴って実行する。例えば、制御指令を即時実行することができる。この場合、制御指令の即時実行とは、制御指令のさらなる解釈の必要がない実行を言う。また、本発明によれば、さらなる中間ステップである例えば制御指令のバッファリングを、省略することも可能である。これにより、制御指令の実行および引き渡しの後に直ちに、制御指令を消去することも可能である。

例えば、送信された制御指令の実行は、そのＬＥＤ制御ユニットが、少なくとも１つのＬＥＤすなわち発光ダイオードを直接制御するように、実施することができる。この場合、ＬＥＤ制御ユニットは、ＬＥＤが実行する機能を開始させることが可能である。特に、この場合、ＬＥＤの輝度の調整および／または色値の調整が可能である。さらに、１つのＬＥＤ制御ユニットで、ただ１つの発光ダイオードを制御することが可能であり、あるいは、１つのＬＥＤ制御ユニットで、複数の発光ダイオードユニットを制御することが可能である。特に、ＬＥＤ制御ユニットは、複数の発光ダイオードユニットの相互作用によって特定の色値を提供するためのものとすることができる。さらに、一方で、ある発光ダイオードの単一の値のみを調整することも可能であり、この場合、別のＬＥＤ制御ユニットによって、それぞれの別の発光ダイオードのさらなる値を調整することで、個々の発光ダイオードユニットの混合比により、結果的に特定の色値の発光を得る。このように、１つ以上のＬＥＤ制御ユニットによって、特定の色値および／または特定の輝度を得ることができる。

制御指令の引き渡しは、例えば、制御指令を受信したＬＥＤ制御ユニットが、その制御指令を、次に接続されているＬＥＤ制御ユニットに直ちに引き渡すように、実施することができる。この場合、引き渡しは、その制御指令に関連して実行される処理ステップが可能な限り少なくされることを意味する。従って、電気的に直列接続されたＬＥＤ制御ユニットは、制御指令を受信し、実行し、直接引き渡すように構成される。特に、制御指令の新たな変更は実施されない。これにより、制御指令が無変更または少なくとも略無変更のまま、個々のユニットから隣接ユニットの１つに渡されるような、高効率の通信が可能となる。従って、本発明によれば、典型的には、アドレス情報に関して制御指令を変更する必要はない。例えば、制御指令の実行前、または制御指令の実行中であっても、制御指令を渡すことが可能である。従って、本発明によれば、ＬＥＤ制御ユニットにおいて制御指令の処理の終わりを待って待機する必要がない。むしろ、制御指令は、その受信後に直ちに引き渡すことができ、この場合、その制御指令は、ＬＥＤ制御ユニットでは、その実行が可能であるように存在していればよい。これにより、さらに、制御指令は、その実行後に直ちに破棄することが可能となる。

次に接続されているＬＥＤ制御ユニットとは、それぞれに直接隣接したＬＥＤ制御ユニットであって、制御指令がそのＬＥＤ制御ユニットから送信されたのではない、ＬＥＤ制御ユニットである。直列または連鎖で提供されるＬＥＤ制御ユニットの構成によって、各々のＬＥＤ制御ユニットは、最後のものを除いて、ちょうど２つの隣接通信相手を有する。直列接続された第１のＬＥＤ制御ユニットは、第１の隣接ユニットすなわち指令ユニットと、第２の隣接ユニットすなわち別のＬＥＤ制御ユニットと、を有する。それに接続されたＬＥＤ制御ユニットは、それぞれに隣接するユニットとして、ちょうど２つのＬＥＤ制御ユニットを有する。ただし、この一連のうちの最後のＬＥＤ制御ユニットは、１つのみの隣接ユニットを有する。これにより、この一連のものにおいて、個々のＬＥＤ制御ユニットによって制御指令の送信が行われる、指令ユニットから最後のＬＥＤ制御ユニットまでの特定の順序が規定される。従って、これらのユニットのうちに、常に１つの送信ユニットと１つの受信ユニットが存在する。これは、さらに、それらのユニットを接続するラインセグメントの通信方向をも示している。

ＬＥＤ制御ユニットの各々は、制御指令を実行するとともに、転送するように構成される。実際の実行は、ＬＥＤ制御ユニットの各々において行われ、最後のＬＥＤ制御ユニットは、制御指令を実行するが、転送はしない。概して、すべてのＬＥＤ制御ユニットは、構造的に同一に構成されており、最後のＬＥＤ制御ユニットからの制御指令の引き渡しは、これには受信する隣接通信相手がもうないので、行われない。このように、それらのユニットの各々を介した制御指令の引き渡しが行われ、これは、ＬＥＤ制御ユニットの各々に制御指令が存在するような頻度で反復的に繰り返される。このように、送信された制御指令の実行ならびに引き渡しを反復的に行う。制御指令が実行されるたびに、実行結果が生成される。実行結果は、例えば、計算結果であるパラメータの形式のものとすることができ、あるいは、制御指令が実行されたということを単に伝えるステータス情報とすることができる。

ＬＥＤ制御ユニットの各々で制御指令が実行された後に、実行結果が返される。これは、すべてのＬＥＤ制御ユニットで制御指令が実行された後に行われる。これは、直列接続された最後のＬＥＤ制御ユニットで開始されるためである。例えて言うと、制御指令の引き渡しは、一例として左から右に行われ、制御指令が右に到達すると、それぞれの実行結果が右から左に返される。この場合、実行結果は、それぞれの前のＬＥＤ制御ユニットに渡される。唯一の例外は、すべての実行結果を指令ユニットで受信することであり、この場合、直列接続された第１のＬＥＤ制御ユニットが、指令ユニットに実行結果を引き渡す。このように、それぞれの前のユニットである通常はＬＥＤ制御ユニットに対して返されるが、ただし一度は指令ユニットに返される。

直列接続された最後のＬＥＤ制御ユニットが、制御指令の実行結果を返すことを開始するので、自身による実行結果を添付することができる実行結果は、未だ存在していない。従って、直列接続された最後のＬＥＤ制御ユニットは、実行結果の戻り値を初期化して、その実行結果を最後から２番目のＬＥＤ制御ユニットに送信する。最後のＬＥＤ制御ユニットでは実行結果の受信がないので、この場合、実行結果を添付することは、戻り値を初期化することに相当する。ＬＥＤ制御ユニットの各々で、前の実行結果を受信し、それに自身の実行結果を通信可能に添付する。これにより、個々の実行結果の加算または連結を実行し、それらを通信相手に渡す。これを反復的に実行することで、すべての実行結果を１つにまとめた形で得て、最後の方法ステップで指令ユニットに返すことができる。従って、本発明によれば、返される実行結果は、最初は、ＬＥＤ制御ユニットに返される最終結果と比較して少ないことが可能である。このことは、一連のユニットが少数である場合に、この場合は返される実行結果が一般的な方法と比較して少ないため、特に効果的である。この場合、個々のユニットは、実行結果を受信し、加算し、引き渡すことで、やはり実行結果を保存する必要がないように効率的に構成される。これは、ひいては、通信相手同士の高性能通信を意味する。

本発明によれば、制御指令の実行が予め並列化されることが可能であることで、特に効果的である。従って、第１のＬＥＤ制御ユニットおよび第２のＬＥＤ制御ユニットで算術演算を実行することができる一方、制御指令は他のすべてのＬＥＤ制御ユニットに引き渡される。これは、引き渡しまで、制御指令の実行を待機する必要がないからである。従って、本発明によれば、制御指令を受信後に直ちに渡す場合に、すべてのＬＥＤ制御ユニットで並行して制御指令を実行することが可能である。従って、提案する方法は、周知の方法よりもかなり効率的である。

本発明の一態様によれば、実行結果は、複数の戻り値のうちの少なくとも１つの戻り値を含み、その群は、測定結果、計算結果、およびステータス情報を含む。これは、様々に異なる算術演算によって実行結果を生成することができ、かつ、様々に異なる応用シナリオによる制御指令に応じた実行結果を生成できるという利点がある。さらに、本発明によれば、ほんのわずかな実行結果のみ返すことを可能とすることができる。例えば、１つのステータス情報は、単一ビットまたは単一の通信信号とすることができる。

本発明のさらなる態様によれば、制御指令は、複数の命令を含む。これは、各々のＬＥＤ制御ユニットにおいて様々な算術演算を実行させる複合制御指令が可能となり、または、接続された次のコンポーネントに一部の命令を渡すことも可能であるという利点がある。さらに、アドレス情報を命令と共に送信することができるように、制御指令をヘッダデータとペイロードデータに分割可能とすることができる。

本発明のさらなる態様によれば、それらのＬＥＤ制御ユニットは、ペアで、データラインのデータラインセグメントのそれぞれ１つによって、直列接続される。これは、それぞれ２つのＬＥＤ制御ユニットの間または指令ユニットと１つのＬＥＤ制御ユニットの間を通信接続するように、データラインが分割されるという利点がある。この場合、データラインは、２つの個々のユニット間の論理的な通信結合を提供する。データラインは、個々のデータラインセグメントとして物理的に実現することができ、この場合、すべてのユニットはペアで接続される。また、データラインセグメントは、通信を確保するバスシステムすなわち完全なデータラインのセグメントを構成することもできる。それらのユニットの直列接続は、各々の外側ユニットだけは１つの通信相手を有し、各々の内側ユニットは２つの通信相手を有するように、行われる。また、ユニットの直列接続は、ユニットの連鎖接続と表現することもできる。

本発明のさらなる態様によれば、データラインセグメントは、一方向のものであって、その通信方向に関して調整可能である。これは、データラインセグメントが常に一方向にのみ送信または受信するので、高帯域幅が実現されるという利点がある。従って、本発明によれば、データラインまたはデータラインセグメントの方向の調整を実行させることが可能である。これは、そのデータラインセグメントに接続された２つのユニットを送信／受信または受信／送信のどちらかに切り替えるように、実行することができる。これにより、それらの接続されたユニットは、１つのデータラインセグメントで受信するか、または１つのデータラインセグメントで送信するか、どちらかに構成設定される。このようにして、通信に関するデータラインセグメントの方向を規定することができる。物理データラインは、典型的には双方向に送信および受信が可能であるが、本発明によれば、１つのデータラインセグメントで送信のみまたは受信のみのどちらかが可能であることが、効率が向上することから、効果的である。これを、本説明では一方向と表現する。従って、本発明によれば、通信方向を調整することも可能である。これは、受信ラインでのエラーの発生を最小限に抑えることができるという利点がある。従って、本明細書で提案する方法は、エラーが発生しにくく、その結果、技術的負担が最小限となる。これにより、一般的な方法と比較して、必要となる誤り訂正対策が少なくなる。特に、情報の再送信は回避され、さらに、通信主体が誤りの検出および除去に関して払うべき負担が軽減する。

本発明のさらなる態様によれば、通信方向の調整は、受信した制御指令に応じて行われる。これは、ＬＥＤ制御ユニットが、制御指令を受信した後に、隣接するデータラインセグメントに関する通信方向を自ら調整できるという利点がある。従って、本発明によれば、すべてのＬＥＤ制御ユニットがただ１つの制御指令を受信し、この制御指令を受信したデータラインセグメントで、それ以上情報を受ける必要がないように、設定することが可能である。この場合、このデータラインセグメントの方向は、反転させることができ、なぜなら、このデータラインセグメントで制御指令を受信した後に、必ず実行結果が返されるからである。このように、本発明によれば、通信方向を効率的に制御することができる。

本発明のさらなる態様によれば、通信方向は、そのデータラインセグメントで、ペアのＬＥＤ制御ユニットの一方がリード動作を行うのかライト動作を行うのかを表す。これは、通信が発生していないことに関して、データラインまたはデータラインセグメントを遮断することができるという利点がある。このように、典型的には、リード動作すなわち制御指令の受信の後に、ライト動作すなわち実行結果のリターンが実行される。

本発明のさらなる態様によれば、ＬＥＤ制御ユニットの各々は、送信された制御指令を受信した後に、その対応するデータラインセグメントの通信方向を自ら反転させる。これは、さらなる制御ロジックを提供する必要がなく、ＬＥＤ制御ユニットが、さらなる制御なしで、隣接するデータラインセグメントを制御できるという利点がある。また、指令ユニットは、制御指令の送信後、すなわち隣接するデータラインセグメントへの書き出し後に、このデータラインセグメントを単に監視するだけとすることが可能である。これにより、実行結果のリターンを待って待機する。

本発明のさらなる態様によれば、ＬＥＤ制御ユニットの各々は、実行結果を返した後に、その対応するデータラインセグメントの通信方向を自ら反転させる。これは、実行結果を返した場合に、さらなる制御指令を再び予想することができるので、対応するデータラインセグメントを監視することができるという利点がある。

本発明のさらなる態様によれば、制御指令の引き渡しは、ＬＥＤ制御ユニット内での制御指令の実行後に略直ちに行われる。これは、提案する方法の効率を損なうことになる追加の計算ステップが回避されるという利点がある。さらに、制御指令の引き渡しが不要に遅延することがない。

本発明のさらなる態様によれば、制御指令の引き渡しは、ＬＥＤ制御ユニット内での制御指令の実行と略同時に行われる。これは、制御指令の実行を待って待機する必要がなく、制御指令は、その実行中に既に、次のＬＥＤ制御ユニットに渡されるようにして、制御指令の引き渡しと実行が略同時に行われるという利点がある。このように、ＬＥＤ制御ユニットの各々において並列化が可能である。

本発明の目的は、さらに、指令ユニットとそれに電気的に直列接続された複数のＬＥＤ制御ユニットとの間の双方向通信のための装置によって達成される。この目的のため、本装置は、接続されたＬＥＤ制御ユニットに制御指令を送信するように構成された指令ユニットを備える。さらに、複数のＬＥＤ制御ユニットが設けられて、これらの各々は、反復的に、送信された制御指令を個々のＬＥＤ制御ユニットで実行するとともに、その制御指令を、その制御指令を送信したのではない次に接続されているＬＥＤ制御ユニットに渡すように構成されており、これにより、その制御指令を各々のＬＥＤ制御ユニットで実行し、この場合、直列接続された最後のＬＥＤ制御ユニットから開始して、複数のＬＥＤ制御ユニットの各々が、それぞれ受信した実行結果に自身の実行結果を添付して、複数のＬＥＤ制御ユニットはそれぞれ、その制御指令の実行結果をそれぞれの前のユニットに返すことを反復的に実行するように構成されており、これにより、指令ユニットは、各々のＬＥＤ制御ユニットの実行結果を受信する。

この場合、提案する方法を、提案する装置によって実施できることが特に効果的である。従って、提案する装置は、それぞれ、対応する方法ステップの実行を可能とする構造的特徴を備える。よって、本発明による装置は、本発明による方法の略すべての特徴を構造形態で備える。

本目的は、さらに、上記の態様の１つによる方法を実施するための制御指令を含むメモリモジュールによって達成される。この場合、メモリモジュールは、ハードウェアコンポーネントとすることができ、あるいは、対応するメモリ媒体上のコンピュータプログラムプロダクトとすることもできる。

これにより、コンポーネント間の通信のための特に効率的かつ高性能な方法を提案する。
さらなる効果的な実施形態について、添付の図面を参照して以下で説明する。

本発明の一態様による、双方向通信のための方法、または双方向通信のための装置の信号系列の論理的順序、を示す概略ブロック図である。 構造レベルで、双方向通信のための装置の一態様を示す概略ブロック図である。 本発明の一態様によるＬＥＤ制御ユニットの概略図である。 本発明による双方向通信のための方法の一態様による概略状態図またはフローチャートである。

図１は、本発明による装置を示しており、この装置を、通信装置または通信システムと表現することもできる。本態様では、指令ユニットＢＥならびに３つの制御ユニットＳＥ１、ＳＥ２、ＳＥ３を備えた、本発明による装置を示している。図１の左側に、複数のＬＥＤ制御ユニットに通信接続された指令ユニットＢＥを示している。広くは、本発明は、いずれかの数のＬＥＤ制御ユニットに限定されるものではなく、むしろ、任意の数のＬＥＤ制御ユニットに関するものである。さらに、本発明によれば、ＬＥＤ制御ユニットだけではなく、一般的に制御ユニットを制御するのに、特に効果的である。従って、本発明によれば、任意の制御ユニットを対象とすることが可能であり、さらには、ＬＥＤ制御ユニットと他の制御ユニットを混合して含む複数の制御ユニットを対象とすることも可能である。

本例は、論理機能の説明に関わるものであるため、データラインセグメントを伴うデータラインは、それぞれ、一方向に第１群のデータラインセグメントＳ１Ａ、Ｓ２Ａ、Ｓ３Ａを示し、第２の方向に第２群のデータラインセグメントＳ４Ｂ、Ｓ５Ｂ、Ｓ６Ｂを示すように描かれている。一方で、この場合、物理的には、それぞれ１つのデータラインセグメントが関わることが可能である。よって、例えば、データラインセグメントＳ２ＡとＳ５Ｂは、１つの物理データラインセグメントとすることができる。また、データラインは、一体である必要はなく、個々のデータラインセグメントは、協働で全体としてデータラインを提供する別々のデータラインセグメントとすることができる。

本態様によれば、指令ユニットＢＥは、ただ１つの制御ユニットＳＥ１に接続されており、よって、制御ユニットＳＥ１は指令ユニットＢＥに接続されている。指令ユニットＢＥを始点として、制御ユニットＳＥ１は、次の通信相手に相当する。個々の制御ユニットＳＥ１、ＳＥ２、ＳＥ３は、指令ユニットＢＥに直列接続されているので、指令ユニットＢＥは、ただ１つの通信相手すなわち制御ユニットＳＥ１を有する。このとき、指令ユニットＢＥは、論理通信ラインＳ１Ａを介して第１の制御ユニットＳＥ１に制御指令を送信する。第１の制御ユニットＳＥ１は、その制御指令を受信して、それを実行する。制御ユニットＳＥ１は、その制御指令の実行後に、または制御指令を既に受信していれば、それを、制御ユニットＳＥ２へのデータラインセグメントＳ２Ａを介して、次の制御ユニットＳＥ２に転送する。このように、第１の制御ユニットＳＥ１に関して、制御ユニットＳＥ２は、次の制御ユニットである。これは、制御ユニットＳＥ２が制御指令を受信した元のその制御ユニットが、制御ユニットＳＥ１であるからである。このように、制御ユニットＳＥ１は、制御指令を、その制御指令を送信したのではない次に接続されている制御ユニットＳＥ２に転送する。

この場合の制御指令は、指令ユニットから第１の制御ユニットＳＥ１に送信されたので、この方法ステップでは、制御ユニットＳＥ２は、その制御指令を送信したのではない当該の通信相手に相当する。これは、各々の制御ユニットが順次、その制御指令を受信するように、反復的に行われる。従って、制御ユニットＳＥ２は、その制御指令を制御ユニットＳＥ３にさらに送信する。本例では、制御ユニットＳＥ３は、通信相手を１つしか有していないので、最後の制御ユニットに相当する。これにより、制御ユニットの各々で制御指令が実行され、この場合、制御指令の引き渡しは、制御ユニットＳＥ１およびＳＥ２においてのみ行われる。

制御指令が右側の制御ユニットＳＥ３に到達して、すべての制御ユニットで制御指令を実行したら、このとき、それぞれの実行結果が返される。この場合、制御ユニットＳＥ３から開始して、自身の実行結果である例えばパラメータを、制御ユニットＳＥ２に送信する。制御ユニットＳＥ２は、この値すなわち制御ユニットＳＥ３の実行結果を受信して、その受信した実行結果に自身の実行結果を添付する。この実行結果を、制御ユニットＳＥ１に送信し、制御ユニットＳＥ１は、次に自身の実行結果を添付して、この合成実行結果を指令ユニットＢＥに送信する。こうして、指令ユニットＢＥは、接続された制御ユニットのすべての実行結果を受信する。このように、それぞれで受信および引き渡された実行結果は、合成実行結果と表現することができ、合成実行結果は、前の制御ユニットのすべての実行結果を含んでいる。

本例では、データラインは、複数のデータラインセグメントの形態をしている。これらのセグメントは、一方向の通信のみが可能であるように、その方向に関して調整することができる。これにより、どちらの方向でも、全帯域幅を利用することができる。データラインは、１つの一体の物理データラインとすることができるが、個々のデータラインセグメントに分割することも可能であり、それらのデータラインセグメントは協働でデータラインを提供する。本例では、指令ユニットＢＥと第１の制御ユニットＳＥ１との間のデータラインは、第１の方向にデータラインセグメントＳ１Ａが提供され、第２の方向に第２のデータラインセグメントＳ６Ｂが提供されるように構成される。これにより、１つの物理データラインをそれぞれの方向に関してデータラインセグメントに論理的に分割可能であることが明確にされなければならない。

さらに、個々の制御ユニットまたは指令ユニットＢＥは、データラインまたはデータラインセグメントの通信方向を調整するように構成されることが特に効果的である。例えば、制御ユニットＳＥ２は、データラインまたはデータラインセグメントＳ２Ａを介して制御指令を受信して、このデータラインの伝送方向を直ちに反転させる。これにより、データラインセグメントＳ２Ａはオフにされ、データラインセグメントＳ５Ｂはオンにされる。これは、あるデータラインセグメントで制御指令を受信した後には、さらなるデータの受信はないと予想され、むしろ、パラメータまたは実行結果が返される予定があるからである。それは、データラインセグメントＳ５Ｂによる論理方向で実行される。通信方向の切り替えは、例えば、監視されているデータラインセグメントにおいて、このデータラインセグメントでの制御指令の受信完了後には、反対方向の送信のみ可能であるように行うことができる。従って、それぞれのデータラインセグメントの伝送方向の反転後に直ちに、制御指令が実行および引き渡しされる。

例えば、制御ユニットＳＥ３は、データラインセグメントＳ３Ａを介して制御指令を受信して、その制御指令を転送することなく実行し、そして実行結果を、データラインセグメントＳ４Ｂを介して送信する。制御ユニットＳＥ２が実行結果を受信した後に、ＳＥ２とＳＥ３との間のデータラインの伝送方向を再び反転させることができ、これにより、今度は通信方向Ｓ３Ａを優先させる。制御ユニットＳＥ２は、実行結果を受信して、受信した実行結果に自身の実行結果を添付することで、合成実行結果を得る。この実行結果は、データラインセグメントＳ５Ｂを介して制御ユニットＳＥ１に転送される。

このように、データラインは、セグメントごとに、その方向を調整することができる。例えば、制御指令が制御ユニットＳＥ１で実行される場合には、データラインセグメントＳ６Ｂを有効にするとともに、もう一方の方向でデータラインセグメントＳ２Ａを有効にすることができる。このように、制御指令の処理および転送のそれぞれのステータスに応じて、通信方向を調整する。

図２は、提案するシステムまたは通信装置の可能な構成を示している。従って、この場合は、左側に指令ユニットＢＥをマイクロコントローラμＣとして示しており、このマイクロコントローラμＣは、この場合は３つの制御ユニットに接続されている。３つの制御ユニットは直列接続されているので、指令ユニットは、１つの制御ユニットに直接接続されており、その他の２つの制御ユニットには間接的に接続されている。これらの３つの制御ユニットは、いわゆるマルチＬＥＤコントローラとすることができる。このマルチＬＥＤコントローラを、図２では、ＭＬＥＤ ＣＴＲＬとして示している。統一された参照符号は、特に、それらの制御ユニットが典型的には同一に構成されることを明確にするためのものである。この場合、明らかなように、それらの発光ダイオードは、ＲＧＢ（すなわち、赤色（Ｒｅｄ）、緑色（Ｇｒｅｅｎ）、青色（Ｂｌｕｅ））の発光ダイオードである。この場合、これら発光ダイオードは、個々の発光ダイオードユニットの混合比によって、特定の色値に調整するように構成されている。さらに、同図で明らかなように、必要に応じて、さらなるコンポーネントが設けられる。例えば、電源を設けることが必要である可能性がある。ただし、この場合、これらのコンポーネントである例えば電源を外部に設けて、これに単に接続することも可能である。

この場合は、データラインを、両方向矢印ＳＩＯ１、ＳＩＯ２で示す複数のデータラインセグメントとして提供している。
図３は、本発明の一態様による制御ユニットＳＥを示している。この場合の図３で明らかなように、この制御ユニットＳＥは、さらなるコンポーネントを有することもできる。特に、この場合、この制御ユニットＳＥは、制御ユニットＭＬＥＤ ＣＴＲＬと同様に構成された制御ユニットとすることができる。従って、図３の右側に、個々の発光ダイオードユニットが設けられており、それら発光ダイオードユニットを、概略的に１つの個別の発光ダイオードＬＥＤとして提示している。これら発光ダイオードユニットは、それぞれ、赤色、緑色、または青色のいずれかで発光し、これらの色を特定の混合比に設定することで、このＬＥＤで全体として任意の色を発生させることができる。色値の調整は、例えば、パルス幅変調ＰＷＭによって実現することができる。この目的で、オン／オフ変調器のような、さらなるコンポーネントが設けられる。この場合、当業者であれば、例えばＬＥＤドライバのような、設けられるべきさらなるコンポーネントを認識している。特に、図３にも示すように、周知のコンポーネントを用いることができる。従って、それらの説明は省略する。この場合、本発明による方法は、典型的には、周知のコンポーネントで実行させることが可能であることが特に効果的であり、その場合、それらを、個々の方法ステップを実行するように単に適合させる。特に、ここでは、本発明による方法を少なくとも部分的に実行することができる「通信制御」コンポーネントを引用している。

図４は、本発明によるシステムまたは装置が経る可能性のある個々の状態に関する技術的実装を示している。例えば、属性「ｓｉｏ」は、対応するデータラインセグメントを指すものとして、図２および３を参照する。従って、パラメータｓｉｏ１＿ｄｉｒは、例えば「ｉｎ」または「ｏｕｔ」に調整することができる通信方向を表している。例えば、図１または２では、左から右への伝送を「ダウンストリーム」方向に調整することができ、右から左への情報伝送を「アップストリーム」方向に調整することができる。図４のパラメータがどのように調整されるのかは、当業者は、上記の特徴を参照すれば分かる。例えば、典型的には、ある特定の事象がある場合に「１」を使用し、ある特定の事象がない場合に「０」を使用する。方向を調整するときには、以下のように進めることができる。

第１の状態ＷＡＩＴ４ＩＮＩＴでは、例えば、初期化信号または初期化を待って待機することができる。制御指令すなわち命令ｉｎｓｔｒがＩＮＩＴコマンドであって、その初期化が完了した場合、制御ユニットはＩＮＩＴ状態に移行する。これにより、通信方向は、「ダウンストリーム」ＤＷＮ１に切り替えられる。こうして、この状態で待機することができ、そして制御指令の受信に応じて、ＤＷＮ２状態に切り替えることができる。このとき、通信方向は、依然として「ｉｎ」に切り替えられている。現在の受信フレームの受信を終えて、これにより、受信のための通信方向がもはや必要なくなれば、いわゆる「アップストリーム」方向ＵＰ１に切り替えることができる。このように通信方向が「アップストリーム」に切り替えられると、例えば、スタンバイ状態ＵＰ２、すなわち結果のリターンを終えるまでの待機モードが発生する可能性があり、または「ダウン」方向ＤＷＮ１に直ちに切り替えられる可能性がある。この場合、特に、個々の制御ユニットが、制御指令の実行状態に応じて、その方向を自ら調整することが明確にされなければならない。このために、制御ユニットの各々は、それぞれの状態に関して自由に利用できる情報を自身で有するので、さらなる通信は必要ない。

このように、本発明によれば、直列接続されたユニット間の効率的かつ高性能な通信を可能とする方法および装置が構成される。

Claims (11)

1. 指令ユニット（ＢＥ）と、電気的に直列接続された複数のＬＥＤ制御ユニット（ＳＥ１，ＳＥ２，ＳＥ３）との間の双方向通信のための方法であって、
   前記指令ユニット（ＢＥ）から、直列に接続されている第１のＬＥＤ制御ユニット（ＳＥ１）に、前記複数のＬＥＤ制御ユニット（ＳＥ１，ＳＥ２，ＳＥ３）の全てに対する命令として制御指令を送信するステップと、
   送信された制御指令を、前記制御指令を受信したＬＥＤ制御ユニット（ＳＥ１，ＳＥ２，ＳＥ３）において実行すること、かつ前記制御指令を送信したのではない次に接続されているＬＥＤ制御ユニット（ＳＥ１，ＳＥ２，ＳＥ３）に対して、変更されていない制御指令を直ちに渡すことを反復的に実行することで、同じ制御指令を、各ＬＥＤ制御ユニット（ＳＥ１，ＳＥ２，ＳＥ３）で受信しかつ実行し、前記制御指令を渡すことは、前記制御指令の受信後でありかつ前記ＬＥＤ制御ユニット（ＳＥ１，ＳＥ２，ＳＥ３）における制御指令の実行前にまたはその実行と同時に直ちに行われるステップと、
   直列接続された最後のＬＥＤ制御ユニット（ＳＥ３）から開始して、各々が、前記制御指令の実行結果を、対応する前のユニット（ＢＥ，ＳＥ１，ＳＥ２）に返すことを反復的に実行することで、前記指令ユニット（ＢＥ）は、各ＬＥＤ制御ユニット（ＳＥ１，ＳＥ２，ＳＥ３）の実行結果を受信するステップであって、前記複数のＬＥＤ制御ユニット（ＳＥ１，ＳＥ２）の各々が、受信した実行結果に自身の実行結果を添付する、前記受信するステップと、を備える方法。
2. 前記実行結果は、複数の戻り値のうちの少なくとも１つの戻り値を含み、
   前記複数の戻り値は、測定結果、計算結果、およびステータス情報を含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記制御指令は、複数の命令を含む、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記複数のＬＥＤ制御ユニット（ＳＥ１，ＳＥ２，ＳＥ３）のうちの一対のＬＥＤ制御ユニットは、データラインのうちの対応するデータラインセグメント（Ｓ１Ａ，Ｓ２Ａ，Ｓ３Ａ；Ｓ４Ｂ，Ｓ５Ｂ，Ｓ６Ｂ）によって直列接続されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
5. 複数のデータラインセグメント（Ｓ１Ａ，Ｓ２Ａ，Ｓ３Ａ；Ｓ４Ｂ，Ｓ５Ｂ，Ｓ６Ｂ）は、一方向のものであって、その通信方向に関して調整可能である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
6. 前記通信方向の調整は、受信した制御指令に応じて行われる、請求項５に記載の方法。
7. 前記複数のＬＥＤ制御ユニット（ＳＥ１，ＳＥ２，ＳＥ３）のうちの一対のＬＥＤ制御ユニットは、データラインのうちの対応するデータラインセグメント（Ｓ１Ａ，Ｓ２Ａ，Ｓ３Ａ；Ｓ４Ｂ，Ｓ５Ｂ，Ｓ６Ｂ）によって直列接続され、
   複数のデータラインセグメント（Ｓ１Ａ，Ｓ２Ａ，Ｓ３Ａ；Ｓ４Ｂ，Ｓ５Ｂ，Ｓ６Ｂ）は、一方向のものであって、その通信方向に関して調整可能であり、
   前記通信方向の調整は、受信した制御指令に応じて行われ、
   前記通信方向は、前記データラインセグメント（Ｓ１Ａ，Ｓ２Ａ，Ｓ３Ａ；Ｓ４Ｂ，Ｓ５Ｂ，Ｓ６Ｂ）で、前記一対のＬＥＤ制御ユニット（ＳＥ１，ＳＥ２，ＳＥ３）の一方がリード動作を行うのかまたはライト動作を行うのかを表す、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
8. 前記複数のＬＥＤ制御ユニット（ＳＥ１，ＳＥ２，ＳＥ３）の各々は、送信された制御指令を受信した後に、対応するデータラインセグメント（Ｓ１Ａ，Ｓ２Ａ，Ｓ３Ａ；Ｓ４Ｂ，Ｓ５Ｂ，Ｓ６Ｂ）の通信方向を自ら反転させる、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
9. 前記複数のＬＥＤ制御ユニット（ＳＥ１，ＳＥ２，ＳＥ３）の各々は、前記実行結果を返した後に、対応するデータラインセグメント（Ｓ１Ａ，Ｓ２Ａ，Ｓ３Ａ；Ｓ４Ｂ，Ｓ５Ｂ，Ｓ６Ｂ）の通信方向を自ら反転させる、請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
10. 指令ユニット（ＢＥ）と、電気的に直列接続された複数のＬＥＤ制御ユニット（ＳＥ１，ＳＥ２，ＳＥ３）との間の双方向通信のための装置であって、
    接続されたＬＥＤ制御ユニット（ＳＥ１）に、前記複数のＬＥＤ制御ユニット（ＳＥ１，ＳＥ２，ＳＥ３）の全てに対する命令として制御指令を送信するように構成された前記指令ユニット（ＢＥ）と、
    前記複数のＬＥＤ制御ユニット（ＳＥ１，ＳＥ２，ＳＥ３）であって、反復的に、送信された制御指令を、前記制御指令を受信した各ＬＥＤ制御ユニット（ＳＥ１，ＳＥ２，ＳＥ３）で実行するとともに、各ＬＥＤ制御ユニット（ＳＥ１，ＳＥ２，ＳＥ３）は、変更されていない制御指令を、前記制御指令を送信したのではない次に接続されているＬＥＤ制御ユニット（ＳＥ１，ＳＥ２，ＳＥ３）に直ちに渡すように構成されており、これにより、同じ制御指令を各ＬＥＤ制御ユニット（ＳＥ１，ＳＥ２，ＳＥ３）で受信しかつ実行し、前記制御指令を渡すことは、前記制御指令の受信後でありかつ前記ＬＥＤ制御ユニット（ＳＥ１，ＳＥ２，ＳＥ３）における制御指令の実行前にまたはその実行と同時に直ちに行われる、前記複数のＬＥＤ制御ユニットと、を備え、
    直列接続された最後のＬＥＤ制御ユニット（ＳＥ３）から開始して、前記複数のＬＥＤ制御ユニット（ＳＥ１，ＳＥ２）の各々が、受信した実行結果に自身の実行結果を添付して、前記複数のＬＥＤ制御ユニット（ＳＥ１，ＳＥ２，ＳＥ３）はそれぞれ、前記制御指令の実行結果を、対応する前のユニットに返すことを反復的に実行するように構成されており、これにより、前記指令ユニット（ＢＥ）は、各ＬＥＤ制御ユニット（ＳＥ１，ＳＥ２，ＳＥ３）の実行結果を受信する、装置。
11. 請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法を実施するための制御指令を含むメモリモジュールであって、当該メモリモジュールからの前記制御指令を制御装置で実行することで、前記方法を実施する、メモリモジュール。