JP7478254B2 - シリアルバスシステムの加入者局用の通信制御デバイスおよび送信/受信デバイス、ならびにシリアルバスシステムで通信するための方法 - Google Patents
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Description
動作モード切替えモジュールは、第2の通信フェーズの第1の動作モードで、第1および第2の端子を出力として切り替え、送信信号から反転デジタル送信信号を生成し、送信信号を第1の端子で出力し、送信信号からの反転デジタル送信信号を第2の端子で出力するように設計されていてもよい。追加または代替として、動作モード切替えモジュールは、第2の通信フェーズの第2の動作モードで、第1および第2の端子を入力として切り替え、第1および第2の端子で受信された差動受信信号から非差動受信信号を生成し、通信制御モジュールに出力するように設計されていてもよい。
動作モード切替えモジュールは、第2の通信フェーズの第1の動作モードで、第1および第2の端子を入力として切り替え、第1の端子および第2の端子で受信された差動デジタル送信信号から非差動送信信号を生成するように設計されていてもよい。追加または代替として、動作モード切替えモジュールが、第2の通信フェーズの第2の動作モードで、第1および第2の端子を出力として切り替え、デジタル受信信号から反転デジタル受信信号を生成し、デジタル受信信号を第2の端子で出力し、デジタル受信信号に対する反転デジタル受信信号を第1の端子で出力するように設計されていてもよい。
動作モード切替えモジュールは、第1および第2の端子の伝送方向を、送信/受信デバイスが切り替えられている動作モードに応じて選択するように設計されていてもよい。
第1の通信フェーズで、バスシステムの加入者局のどれが、後続の第2の通信フェーズでバスへの少なくとも一時的に排他的であり衝突のないアクセスを得るかが交渉されることが考えられる。
本発明のさらなる可能な実装形態は、例示的実施形態に関して上述または後述する特徴または実施形態の、明示的には言及されていない組合せも含む。ここで、当業者は、本発明のそれぞれの基本形態への改良または補完として個別の態様を追加するであろう。
図1は、例としてバスシステム1を示し、バスシステム1は、特に基本的には、以下に述べるように、CANバスシステム、CAN FDバスシステム、CAN FD後継バスシステム、および/またはそれらの変形システムのために設計されている。以下、CAN FD後継バスシステムをCAN XLと呼ぶ。バスシステム1は、特に自動車や航空機などの車両、または病院などで使用することができる。
図2は、メッセージ45に関してCAN XLフレーム450を示し、CAN XLフレーム450は、送信/受信デバイス12または送信/受信デバイス32によって送信される。CAN XLフレーム450は、バス40でのCAN通信のために、様々な通信フェーズ451~455、すなわち通信調停フェーズ451、第1の切替えフェーズ452、データフェーズ453、第2の切替えフェーズ454、およびフレーム終了フェーズ455に分割されている。
a)CANおよびCAN FDのロバスト性および使いやすさに寄与する実証済みの特性、特に識別子を用いたフレーム構造およびCSMA/CR法による通信調停の採用および場合によっては適応。
c)約2キロバイトまたは任意の値への、フレーム当たりの使用データのサイズの増加。
これらの信号に加えて、通信制御モジュール113は、以下の制御信号TX_DM、RX_DMを生成して出力するように設計されている。
制御信号TX_DM_TCは出力信号であり、前述したように、送信/受信デバイス12が動作モードTX-DataPhaseModeで動作する、またはデータフェーズ453でフレーム450の送信元として機能するように切り替えられているか否かを示す。これは、送信/受信モジュール123がデータフェーズ453においてバス40上でビットを送信する、すなわちバス40をドライブする動作モードである。
さらに、送信/受信デバイス12のより高速の動作モードで、加入者局10が、図8~図11に示されるように、受信ノードとして排他的に受信のみを行う。図8~図11は、加入者局10がメッセージの送信元ではなく、したがって送信/受信デバイス12が動作モードRX-DataPhaseModeに切り替えられているときの、通信制御デバイス11での前述した信号の信号曲線に関する例を示す。ここで、図10および図11において、記号「P1」は入力を表し、記号「P2」は出力を表す。その結果、送信/受信デバイス12は、前述したように、動作モードRX-DataPhaseModeでは、TxDおよびRxD端子121、122を介して、シリアル受信信号RxDのビットストリームを差動信号として送信する。通信制御デバイス11は、そのTxDおよびRxD端子111、112でこの差動信号を受信し、この差動信号を復号化して、非差動信号RxD_PRTにする。さらに、データの伝送は、図4から図7に関して前述したように、通信調停フェーズ451およびフレーム終了フェーズ455中に端子111、112、121、122を介して行われる。
加入者局10の形態により、デバイス11、12間のデータ伝送の対称性が保証され得るように、通信制御デバイス11およびそれに関連する送信/受信デバイス12でのそれぞれ1つの追加の端子を介したガルバニック接続は必要ない。すなわち、有利には、デバイス11、12の標準ハウジングでは利用可能でない追加の端子は必要ない。したがって、追加の端子を提供するために、別のより大型で高価なハウジングに変更する必要はない。
第3の例示的実施形態によれば、送信/受信デバイス12および/または送信/受信デバイス32、特に動作モード切替えモジュール15および/または動作モード切替えモジュール16は、受信時に、通信制御デバイス11の動作モードRX-DataPhaseModeで、特に通信制御モジュール113に何らかの信号通知を行うように設計されていてもよい。このために、送信/受信デバイス12、32は、端子111、112に関して第2の例示的実施形態に関して述べたように、データフェーズ453の追加の動作モードで、TxDおよびRxD端子121、122を介して非差動信号を送信する。例えば、送信/受信デバイス12、32は、信号通知Sとして端子121、122に以下のレベルを送信することができる:TxD=RxD=1。
デバイス11、12、31、32、モジュール15、16、35、36、加入者局10、20、30、バスシステム1、およびそこで実施される方法の前述したすべての形態は、個別に、またはすべての可能な組合せで使用することができる。特に、上述した例示的実施形態のすべての特徴および/またはそれらの修正形態は、任意に組み合わせることができる。追加または代替として、特に以下の修正形態が考えられる。
Claims (19)
- シリアルバスシステム(1)の加入者局(10)用の通信制御デバイス(11)であって、
前記加入者局(10)と前記シリアルバスシステム(1)の少なくとも1つの他の加入者局(20;30)との通信を制御するために送信信号(TxD_PRT)を生成するための通信制御モジュール(113)であって、前記シリアルバスシステム(1)が、前記加入者局(10)と前記シリアルバスシステム(1)の少なくとも1つの他の加入者局(20;30)間でメッセージ(45;46)を交換するために、少なくとも第1の通信フェーズ(451,452,454,455)および第2の通信フェーズ(453)が使用される、通信制御モジュール(113)と、
前記第1の通信フェーズ(451,452,454,455)の動作モードで、送信/受信デバイス(12)に前記送信信号(TxD_PRT)を送信するための第1の端子(111)であって、前記シリアルバスシステム(1)のバス(40)上に前記送信信号(TxD)を送信するように設計されている第1の端子(111)と、
前記第1の通信フェーズ(451,452,454,455)の前記動作モードで、前記送信/受信デバイス(12)からデジタル受信信号(RxD)を受信するための第2の端子(112)と、
前記第2の通信フェーズ(453)で、前記第1の端子(111)および前記第2の端子(112)を介した差動信号伝送のために、前記第1の端子(111)および前記第2の端子(112)の伝送方向を同じ方向に切り替えるための動作モード切替えモジュール(15)と、
を備える通信制御デバイス(11)。 - 前記動作モード切替えモジュール(15)が、前記第2の通信フェーズ(453)の第1の動作モードで、前記第1の端子(111)および前記第2の端子(112)を出力として切り替え、前記送信信号(TxD_PRT)から反転デジタル送信信号(TxD2)を生成し、前記送信信号(TxD_PRT)を前記第1の端子(111)で出力し、前記反転デジタル送信信号(TxD2)を前記第2の端子(112)で出力するように設計されており、および/または、
前記動作モード切替えモジュール(15)が、前記第2の通信フェーズ(453)の第2の動作モードで、前記第1の端子(111)および前記第2の端子(112)を入力として切り替え、前記第1の端子(111)および前記第2の端子(112)で受信された信号(RxD1)および信号(RxD2)からなる差動受信信号から非差動受信信号(RxD_PRT)を生成し、前記通信制御モジュール(113)に出力するように設計されている、
請求項1に記載の通信制御デバイス(11)。 - 前記動作モード切替えモジュール(15)が、前記第2の通信フェーズ(453)の前記第1の動作モードで、前記第1の端子(111)および前記第2の端子(112)で、所定の期間(T)にわたって、前記送信信号(TxD_PRT)及び前記反転デジタル送信信号(TxD2)を同じレベルで生成して出力するように設計されており、前記送信/受信デバイス(12)の前記動作モードを前記第2の通信フェーズ(453)の前記第1の動作モードから前記第1の通信フェーズ(451,452,454,455)の前記動作モードに切り替えることができることを前記送信/受信デバイス(12)に信号通知する、請求項2に記載の通信制御デバイス(11)。
- 前記動作モード切替えモジュール(15)が、
前記送信/受信デバイス(12)の前記動作モードに応じて、前記第1の端子(111)および前記第2の端子(112)の前記伝送方向を制御するための方向制御ブロック(151)と、
前記送信信号(TxD_PRT)から反転デジタル送信信号(TxD2)を生成するための符号化ブロック(152)と、
前記第1の端子(111)および前記第2の端子(112)で受信された信号(RxD1)および信号(RxD2)からなる差動受信信号から非差動受信信号(RxD_PRT)を生成するための復号化ブロック(153)と、
前記送信/受信デバイス(12)が前記第2の通信フェーズ(453)の動作モードに切り替えられているときに、前記復号化ブロック(153)によって生成された前記非差動受信信号(RxD_PRT)を出力するためのマルチプレクサ(154)と、
を有する請求項2または3に記載の通信制御デバイス(11)。 - 前記動作モード切替えモジュール(15)が、前記送信/受信デバイス(12)の前記動作モードを前記第1の通信フェーズ(451,452,454,455)の前記動作モードから前記第2の通信フェーズ(453)の所定の動作モードに切り替えなければならないことを、前記第1の端子(111)または前記第2の端子(112)を介して前記送信/受信デバイス(12)に信号通知するように設計されている、請求項1~4のいずれか一項に記載の通信制御デバイス(11)。
- 前記通信制御モジュール(113)が、第1のビット時間(T_B1)を備えるビットを備える前記第1の通信フェーズ(451,452,454,455)での前記送信信号(TxD_PRT)を生成するように設計されており、
前記第1のビット時間(T_B1)が、前記第2の通信フェーズ(453)での前記送信信号(TxD_PRT)で前記通信制御モジュール(113)が生成するビットの第2のビット時間(T_B2)よりも少なくとも10倍大きい、
請求項1~5のいずれか一項に記載の通信制御デバイス(11)。 - 前記動作モード切替えモジュール(15)が、前記第1の端子(111)および前記第2の端子(112)の前記伝送方向を、前記送信/受信デバイス(12)が切り替えられている動作モードに応じて選択するように設計されている、請求項1~6のいずれか一項に記載の通信制御デバイス(11)。
- 前記第1の通信フェーズ(451,452,454,455)で前記バス(40)から受信された信号が、前記第2の通信フェーズ(453)で前記バス(40)から受信された信号とは異なる物理層で生成されている、請求項1~7のいずれか一項に記載の通信制御デバイス(11)。
- 前記第1の通信フェーズ(451)で、前記加入者局(10)と前記シリアルバスシステム(1)の少なくとも1つの他の加入者局(20;30)のどれが、後続の第2の通信フェーズ(453)で前記バス(40)への少なくとも一時的に排他的であり衝突のないアクセスを得るかが交渉される、請求項1~8のいずれか一項に記載の通信制御デバイス(11)。
- シリアルバスシステム(1)の加入者局(10)用の送信/受信デバイス(12)であって、
前記シリアルバスシステム(1)のバス(40)上に送信信号(TxD_TC)を送信するための、および前記バス(40)から受信された信号からデジタル受信信号(RxD_TC)を生成するための送信/受信モジュール(123)であって、前記シリアルバスシステム(1)において、前記加入者局(10)と前記シリアルバスシステム(1)の少なくとも1つの他の加入者局(20;30)間でメッセージ(45;46)を交換するために、少なくとも第1の通信フェーズ(451,452,454,455)および第2の通信フェーズ(453)が使用される送信/受信モジュール(123)と、
前記第1の通信フェーズ(451,452,454,455)の動作モードで、通信制御デバイス(11)から送信信号(TxD)を受信するための第1の端子(121)と、
前記第1の通信フェーズ(451,452,454,455)の動作モードで、前記デジタル受信信号(RxD_TC)を前記通信制御デバイス(11)に送信するための第2の端子(122)と、
前記第2の通信フェーズ(453)で、前記第1の端子(121)および前記第2の端子(122)を介した差動信号伝送のために、前記第1の端子(121)および前記第2の端子(122)の伝送方向を同じ方向に切り替えるための動作モード切替えモジュール(16)と、
を備える送信/受信デバイス(12)。 - 前記動作モード切替えモジュール(16)が、前記第2の通信フェーズ(453)の第1の動作モードで、前記第1の端子(121)および前記第2の端子(122)を入力として切り替え、前記第1の端子(121)および前記第2の端子(122)で受信された信号(TxD1_TC)および信号(TxD2_TC)からなる差動デジタル送信信号から送信信号(TxD_TC)を生成するように設計されており、および/または、
前記動作モード切替えモジュール(16)が、前記第2の通信フェーズ(453)の第2の動作モードで、前記第1の端子(121)および前記第2の端子(122)を出力として切り替え、前記デジタル受信信号(RxD_TC)から反転デジタル受信信号(RxD2_TC)を生成し、前記デジタル受信信号(RxD_TC)を前記第2の端子(122)で出力し、前記反転デジタル受信信号(RxD2_TC)を前記第1の端子(121)で出力するように設計されている、
請求項10に記載の送信/受信デバイス(12)。 - 前記動作モード切替えモジュール(16)が、前記第2の通信フェーズ(453)の前記第2の動作モードで、前記第1の端子(121)および前記第2の端子(122)で、所定の期間(T)にわたって前記デジタル受信信号(RxD_TC)及び前記反転デジタル受信信号(RxD2_TC)を同じレベルで生成して出力するように設計されており、前記通信制御デバイス(12)に追加情報を信号通知し、前記追加情報が、前記シリアルバスシステム(1)において前記メッセージ(45;46)によって前記加入者局(10)と前記シリアルバスシステム(1)の少なくとも1つの他の加入者局(20;30)間で交換される前記信号の情報への追加である、請求項11に記載の送信/受信デバイス(12)。
- 前記動作モード切替えモジュール(16)が、
前記送信/受信デバイス(12)の前記動作モードに応じて、前記第1の端子(121)および前記第2の端子(122)の前記伝送方向を制御するための方向制御ブロック(161)と、
前記デジタル受信信号(RxD_TC)から反転デジタル受信信号(RxD2_TC)を生成するための符号化ブロック(162)と、
前記第1の端子(121)および前記第2の端子(122)で受信された信号(TxD1_TC)および信号(TxD2_TC)からなる差動デジタル送信信号から送信信号(TxD_TC)を生成するための復号化ブロック(163)と、
前記送信/受信デバイス(12)が前記第2の通信フェーズ(453)の動作モードに切り替えられているときに、前記復号化ブロック(163)によって生成された前記送信信号(TxD_TC)を出力するためのマルチプレクサ(164)と、
を有する請求項11または12に記載の送信/受信デバイス(12)。 - 前記送信/受信モジュール(123)が、前記送信信号(TxD_TC)を差動信号(CAN_H、CAN_L)として前記バス(40)に送信するように設計されている、
請求項10~13のいずれか一項に記載の送信/受信デバイス(12)。 - 前記動作モード切替えモジュール(16)が、前記第1の端子(121)および前記第2の端子(122)の前記伝送方向を、前記送信/受信デバイス(12)が切り替えられている動作モードに応じて選択するように設計されている、請求項10~14のいずれか一項に記載の送信/受信デバイス(12)。
- 前記第1の通信フェーズ(451,452,454,455)で前記バス(40)から受信された信号が、前記第2の通信フェーズ(453)で前記バス(40)から受信された信号とは異なる物理層で生成されている、請求項10~15のいずれか一項に記載の送信/受信デバイス(12)。
- 前記第1の通信フェーズ(451)で、前記加入者局(10)と前記シリアルバスシステム(1)の少なくとも1つの他の加入者局(20;30)のどれが、後続の第2の通信フェーズ(453)で前記バス(40)への少なくとも一時的に排他的であり衝突のないアクセスを得るかが交渉される、請求項10~16のいずれか一項に記載の送信/受信デバイス(12)。
- バス(40)と、
少なくとも2つの加入者局(10;20;30)であって、互いにシリアル通信することができるように前記バス(40)を介して互いに接続されており、前記加入者局(10;20;30)のうちの少なくとも1つの加入者局(10;20;30)が、請求項1~9のいずれか一項に記載の通信制御デバイス(11;21;31)と、請求項10~17のいずれか一項に記載の送信/受信デバイス(12;22;32)とを有する、加入者局(10;20;30)と、
を備えるシリアルバスシステム(1)。 - シリアルバスシステム(1)で通信するための方法であって、シリアルバスシステム(1)のために加入者局(10;20;30)で実行され、前記シリアルバスシステム(1)の加入者局(10;20;30)間でメッセージ(45;46)を交換するために、少なくとも1つの第1の通信フェーズ(451,452,454,455)および第2の通信フェーズ(453)が使用され、前記加入者局(10;20;30)が、請求項1~9のいずれか一項に記載の通信制御デバイス(11;21;31)と、請求項10~17のいずれか一項に記載の送信/受信デバイス(12;22;32)とを有し、
前記第2の通信フェーズ(453)で、前記通信制御デバイス(11;21;31)用の動作モード切替えモジュール(15;25;35)によって、前記通信制御デバイス(11;21;31)用の前記第1の端子(111)および前記第2の端子(112)の伝送方向を同じ方向に切り替えるステップと、
前記第2の通信フェーズ(453)で、前記送信/受信デバイス(12;22;32)用の動作モード切替えモジュール(16;26;36)によって、前記送信/受信デバイス(12;22;32)用の前記第1の端子(121)および前記第2の端子(122)の伝送方向を同じ方向に切り替えるステップであって、前記方向が、前記通信制御デバイス(11;21;31)用の前記第1の端子(111)および前記第2の端子(112)が切り替えられている方向とは異なるステップと、
前記通信制御デバイス(11;21;31)用の前記第1の端子(111)および前記第2の端子(112)と前記送信/受信デバイス(12;22;32)用の前記第1の端子(121)および前記第2の端子(122)とを介して、前記通信制御デバイス(11;21;31)と前記送信/受信デバイス(12;22;32)との間で差動信号伝送を実行するステップと、
を含む方法。
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