JP7219342B2 - シリアルバスシステム用の加入局およびシリアルバスシステムでの通信方法 - Google Patents
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Description
例示的実施形態の説明
a)CANおよびCAN FDのロバスト性と使いやすさに寄与する実証済みの特性の採用および場合によっては適応、特に識別子を用いたフレーム構造、およびCSMA/CR法による調停。
b)特に毎秒約10メガビットへの正味データ伝送レートの増加。
c)特に約4キロバイトへの、フレーム当たりの使用データのサイズの増加。
FXFビットの後、フレーム450でresFXビットが続き、resFXビットは、将来の使用のためのドミナントビットである。resFXは、フレーム450に関しては、0、すなわちドミナントとして送信されなければならない。しかし、加入局10がresFXビットを1、すなわちレセシブとして受信した場合、受信側加入局10は、CANFDメッセージ46でres=1に関して行われるのと同様に、例えばプロトコル例外状態に入る。resFXビットを真逆に定義することもでき、すなわち、1、すなわちレセシブとして送信されることになり、したがって受信側加入局は、ドミナントresFXビットでプロトコル例外状態になる。
図4での信号CAN-FX_H、CAN-FX_Lに関する状態401、402のシーケンス、およびそこから得られる図5の電圧VDI FFのプロファイルは、加入局10の機能を説明する目的のものにすぎない。バス状態401、402に関するデータ状態のシーケンスは、必要に応じて選択可能である。
- 動的スタッフビットによって6個以上のドミナントまたは6個以上のレセシブビットを連続してもはや送信することができないこと、および
- フレーム450の特定のビットが、前述したように固定値を有し、したがって可変ではないこと。
優先順位IDは、メッセージまたはフレーム450、450_1、または4500の調停フィールド453におけるすでに上述した識別子IDの代わりとなる、またはそのような識別子IDに対応する。優先順位IDは、調停の過程で、バスアクセスの優先順位に関して優先的に使用される。
データフィールド455で伝送することができるメッセージ識別情報MSGIDは、メッセージまたはフレームの内容を識別する。メッセージ識別情報MSG IDは任意選択である。
データフィールド455で伝送することができる送信元識別情報TX IDは、メッセージまたはフレームの送信元を識別する。送信元識別情報TX IDは任意選択である。
データフィールド455で伝送することができる仮想ネットワーク識別情報VLANIDは、メッセージまたはフレームに関する転送情報を含む。仮想ネットワーク識別情報VLANIDは任意選択である。
提示したいくつかの識別情報の導入は、CAN FDでの従来の識別子に比べて以下の利点を有する。
・このIDは、CAN FDでのフレームIDに対応する。
・これは、主にバスアクセス優先順位を示すので、CAN FX優先順位IDと呼ばれる。優先順位が高いほど、フレームは、バスでの調停に勝ちやすい。
・図8に示される例では、CAN FXフレームは、CAN FDフレームと互換性がある。これにより、優先順位IDの長さが11ビットまたは29ビットに制限される。CANFDと互換性のないCAN FXフレームでは、優先順位IDは、任意の長さ、例えば5ビットを有することができ、特に低いオーバーヘッドを生成する。これはすでに、図2および図7からの例示的実施形態に関連して説明した。
・これは、データフィールド(図2、図6、および図7のデータフィールド455に対応する)内のバイトの数を示すデータ長コードDLCである。
・ここで、DLCを使用するための以下の2つの代替形態がある。
・MSG ID
・メッセージIDは、メッセージまたはフレームの内容を識別する。このIDにより、受信ノードは、このフレームにどの情報があるかを認識することができる。例えば、MSGID=0x10は、車速を表す。
・このIDは任意選択であり、すなわち長さ0を有することもできる。
・IDの長さは、理想的には、通信制御デバイスでビット毎に設定可能である。例えば、長さに関して取り得る値は、16ビット続く。
・TX IDは、メッセージまたはフレームの送信元を識別する。すなわち、各送信ノードは、1つ(または複数)の排他的に割り当てられたIDを使用し、送信時にこれをフレームに挿入する。
・このIDは任意選択であり、すなわち長さ0を有することもできる。
・IDの長さは、理想的には、通信制御デバイスでビット毎に設定可能である。例えば、長さに関して取り得る値は、8ビット続く。
・VLAN IDは、このメッセージまたはこのフレームが見えているべきであるサブネットワーク、またはこのメッセージまたはこのフレームが転送されるべきであるサブネットワークを識別する。例えば、ゲートウェイは、このVLANIDを評価し、そこから、このメッセージまたはこのフレームの転送先となる他のネットワークを導出することができる。
・このIDは任意選択であり、すなわち長さ0を有することもできる。
・IDの長さは、理想的には、通信制御デバイスでビット毎に設定可能である。例えば、長さに関して取り得る値は、4ビット続く。
・各バス加入者(以下、ノードとも呼ぶ)には、少なくとも1つの専用優先順位IDが排他的に割り当てられる。
・理想的には、各ノードには最大K個の優先順位IDが排他的に割り当てられる。最大K個の優先順位IDは、最大K個の異なる優先順位(優先順位クラス)を定義することを可能にする。ノードが送信する各メッセージ/各フレームは、メッセージ/フレームの優先順位に対応する優先順位IDを取得する。
・4ノード、およびノード当たり最大K=3個の優先順位IDを有するバスシステムに関する例は次のとおりである。
・バスシステムを介して伝送すべき各情報には、1つまたは複数のMSGIDが割り当てられる。
・MSG IDは、ノード毎に排他的である必要はない。しかし、特定のMSGIDを異なる情報に使用してはならない。
・MSG IDが1つのノードに関して排他的に与えられている場合、MSGIDが暗黙的に送信元も識別するため、原則として、アプリケーションはTX IDの伝送を省くことができる。
・各ノードは、そのノードに対して一意の少なくとも1つのTX IDを割り当てられる。2つの異なるノードが同じTX IDを得てはならない。
・ノードに割り当てられたTX IDが、メッセージに挿入される。
・送信ノードは、VLAN IDによって、接続されている他のどのネットワークにそれぞれのメッセージが転送されるべきかを決定する。さらに、例えば、特定のVLANID、例えば値0のVLAN IDは、ブロードキャスト、すなわち接続されているすべてのネットワークへの転送を意味することもある。
Claims (12)
- シリアルバスシステム(1)用の加入局(10;30)であって、
バスシステム(1)の加入局(10;30)と少なくとも1つの他の加入局(10;20;30)との間の通信を制御するための通信制御デバイス(11;31)と、
前記通信制御デバイス(11;31)によって生成された送信信号(TXD)を前記バスシステム(1)のバス(40)上に送信して、前記バスシステム(1)の加入局(10、20、30)間で交換されるメッセージ(45)に関して、前記バス(40)に第1の通信フェーズ(451)で送信される信号のビット時間(t_bt)が、第2の通信フェーズ(452)で送信される信号のビット時間(t_bt)とは異なるようにするための送信/受信デバイス(12;32)とを備え、
前記通信制御デバイス(11;31)が、フレーム(450;450_1;4500)に従って前記送信信号(TXD)を生成するように構成され、前記フレーム(450;450_1;4500)内に、ヘッダチェックサム(H_CRC)に関するフィールドとフレームチェックサムに関するフィールド(F_CRC)とが与えられ、
前記通信制御デバイス(11;31)が、前記バス(40)上で前記交換されるメッセージ(45)を送信するための優先順位を示す識別子を前記フレーム(450;450_1;4500)に与えるように構成され、
前記通信制御デバイス(11;31)が、前記フレーム(450;450_1;4500)に、少なくとも1つのさらなる識別子を与えるように構成され、
前記少なくとも1つのさらなる識別子が、メッセージ識別情報(MSGID)として、前記交換されるメッセージ(45)のデータフィールド内のデータの内容を示し、または送信元識別情報(TXID)として、前記交換されるメッセージ(45)に関する送信側加入局を示し、または仮想ネットワーク識別情報(VLANID)として、前記交換されるメッセージ(45)に関する転送情報を示すものである、
加入局(10;30)。 - 前記少なくとも1つのさらなる識別子が、前記データフィールドの一部であり、データ長コード(DLC)が、前記少なくとも1つのさらなる識別子の長さを考慮に入れて前記データフィールドの長さを示すものである、請求項1に記載の加入局(10;30)。
- 前記少なくとも1つのさらなる識別子が、前記データフィールドの一部ではなく、データ長コード(DLC)が、前記少なくとも1つのさらなる識別子の長さを考慮に入れずに前記データフィールドの長さを示すものである、請求項1に記載の加入局(10;30)。
- 前記メッセージ識別情報(MSG ID)の長さ、前記送信元識別情報(TX ID)の長さ、または仮想ネットワーク識別情報(VLAN)の長さが、前記通信制御デバイス(11;31)においてビット毎に設定可能である、請求項1から3のいずれか一項に記載の加入局(10;30)。
- 前記メッセージ(45)用に形成された前記フレーム(450;450_1)が、CANFDと互換性があるように構成される、請求項1から4のいずれか一項に記載の加入局(10;30)。
- 前記第1の通信フェーズ(451)において、前記バスシステム(1)の前記加入局(10、20、30)のうちのいずれかが、後続の第2の通信フェーズ(452)で、前記バス(40)への少なくとも一時的に排他的で衝突のないアクセスを取得するかが交渉される、請求項1から5のいずれか一項に記載の加入局(10;30)。
- シリアルバスシステム(1)での通信方法であり、通信制御デバイス(11;31)と送信/受信デバイス(12;32)とを備えた前記バスシステム(1)の加入局(10;30)で行われる方法であって、
前記通信制御デバイス(11;31)によって、前記バスシステム(1)の前記加入局(10;30)と少なくとも1つの他の加入局(10;20;30)との間の通信を制御するステップと、
前記送信/受信デバイス(12;32)によって、前記前記通信制御デバイス(11;31)によって生成された送信信号(TXD)を前記バスシステム(1)のバス(40)上に送信して、前記バスシステム(1)の加入局(10、20、30)間で交換されるメッセージ(45)に関して、前記バス(40)に第1の通信フェーズ(451)で送信される信号のビット時間(t_bt)が、第2の通信フェーズ(452)で送信される信号のビット時間(t_bt)とは異なるようにするステップとを含み、
前記通信制御デバイス(11;31)が、フレーム(450;450_1;4500)に従って前記送信信号(TXD)を生成し、前記フレーム(450;450_1;4500)内に、ヘッダチェックサム(H_CRC)に関するフィールドとフレームチェックサムに関するフィールド(F_CRC)とが与えられ、
前記通信制御デバイス(11;31)が、前記バス(40)上で前記交換されるメッセージ(45)を送信するための優先順位を示す識別子を前記フレーム(450;450_1;4500)に与えるように構成され、
前記通信制御デバイス(11;31)が、前記フレーム(450;450_1;4500)に、少なくとも1つのさらなる識別子を与えるように構成され、
前記少なくとも1つのさらなる識別子が、メッセージ識別情報(MSGID)として、前記交換されるメッセージ(45)の前記データフィールド内のデータの内容を示し、または送信元識別情報(TXID)として、前記交換されるメッセージ(45)に関する送信側加入局を示し、または仮想ネットワーク識別情報(VLANID)として、前記交換されるメッセージ(45)に関する転送情報を示すものである、
方法。 - 前記少なくとも1つのさらなる識別子が、前記データフィールドの一部であり、データ長コード(DLC)が、前記少なくとも1つのさらなる識別子の長さを考慮に入れて前記データフィールドの長さを示すものである、請求項7に記載の方法。
- 前記少なくとも1つのさらなる識別子が、前記データフィールドの一部ではなく、データ長コード(DLC)が、前記少なくとも1つのさらなる識別子の長さを考慮に入れずに前記データフィールドの長さを示すものである、請求項7に記載の方法。
- 前記メッセージ識別情報(MSG ID)の長さ、前記送信元識別情報(TX ID)の長さ、または仮想ネットワーク識別情報(VLAN)の長さが、前記通信制御デバイス(11;31)においてビット毎に設定可能である、請求項7から9のいずれか一項に記載の方法。
- 前記メッセージ(45)用に形成された前記フレーム(450;450_1)が、CANFDと互換性があるように構成される、請求項7から10のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第1の通信フェーズ(451)において、前記バスシステム(1)の前記加入局(10、20、30)のうちのいずれかが、後続の第2の通信フェーズ(452)で、前記バス(40)への少なくとも一時的に排他的で衝突のないアクセスを取得するかが交渉される、請求項7から11のいずれか一項に記載の方法。
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