JPH0470234A

JPH0470234A - データ伝送方式

Info

Publication number: JPH0470234A
Application number: JP2183798A
Authority: JP
Inventors: Atsuhiko Suzuki; 敦彦鈴木; Kei Inoue; 圭井上; Kyosuke Hashimoto; 恭介橋本
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 1990-07-11
Filing date: 1990-07-11
Publication date: 1992-03-05

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、少なくとも２つの信号伝送線に接続されたノ
ード間で、データの伝送を行うデータ伝送方式に関する
。

（従来の技術）従来、この種のデータ伝送方式には、Ｃ３ＭＡ／ＣＤ（
Ｃａｒｒｉｅｒ　５ｅｎｃｅ　ＭｕｊｔｉｐＩｅ　Ａｃ
ｃｅｓｓ　／　Ｃｏ１１ｉｓｉｏｎＤｅｔｅｃｔｉｏｎ
）　　と、ＡＭＰ　（Ａｒｂｉｔｒａｔｉｏｎ　ｏｎ　
ＭｅｓｓａｇｅＰｒｉｏｒｉｔｙ）とを用いたＬＡＮ（
Ｌｏｃａｌ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）の伝送方式が
ある。例えばその代表的なものに自動車内のデータ伝送
に用いられるＣＡＮ（ＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒＡｒｅａ　
Ｎｅｔｗｏｒｋ）等がある。

第８図は、その従来例の構成ブロック図であり、２つの
伝送線Ａ、Ｈの両端に終端抵抗ＲＥ　、　Ｒｔを接続す
ると共に、上記伝送線Ａ、Ｂに並列にノード１１〜１３
が接続されている。ノード１１〜１３は、それぞれ同一
の構成なので、説明の都合上、ノード１１について説明
する。

ノード１１は、通信制御装置２１と、通信制御装置２１
より送信信号を受は取り、伝送線Ａ、　Ｂに送信する送
信回路と、伝送線Ａ、Ｂより信号を受信し、通信制御装
置２１に送出する受信回路とからなっている。

受信回路は、抵抗Ｒ２〜Ｒｅからなり、伝送線Ａ、Ｂよ
り受信した信号を通信制御装置２１のコンパレータ２１
ａに出力し、上記コンパレータ２１ａに適当なスレッシ
ュホルド電圧を与えることにより、伝送信号の振幅を許
容できるまで小さくして、受信回路のコモンモード入力
電圧範囲を広げ、ノイズによる影響を受けづらくしてい
る。

送信回路は、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）２２．２
３と、ダイオードＤ＋、Ｄｚと抵抗Ｒ１、Ｒ２からなる
回路で構成されており、ＦＥＴ２２はダイオードＤ１と
抵抗Ｒ１を介して伝送線Ａに接続し、ＦＥＴ２３はダイ
オードＤ２と抵抗Ｒ２を介して伝送線Ｂに接続している
。

従って、ノード１１かパッシブ時、すなわちＣ３ＭＡ／
ＣＤ＋ＡＭＰの伝送方式において、劣性ビットを出力す
る時は、ＦＥＴ２２．２３は共にオフで、伝送線Ａと伝
送線Ｂの間には、電位差が生ぜずハイインピータンス状
態になる。また、ノード１１がドミナント時、すなわち
優性ビットを出力する時は、ＦＥＴ２２．２３は共にオ
ンであり、伝送線Ａに電流を供給し、伝送線Ｂからの電
流を取り込む。このため、ドミナント時には伝送線Ａ、
Ｂの間には電位が生じ、伝送線Ａ、Ｈに接続されている
受信回路は電位差を検知し、コンパレータ２１ａを反転
させ、ドミナントを検知するものがあった。

（発明が解決しようとする課題）ところが、上記伝送方式では、例えば伝送線の一方が断
線又は短絡する等の故障が発生した場合、各伝送線間の
電位が変化してしまい、伝送線の全てのノード間のデー
タ伝送ができなくなるという問題点があった。

本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであって、伝
送線上の故障が生じても各ノード間でデータ伝送を効率
的に行うことができる多重伝送方式を提供することを目
的とする。

（課題を解決するための手段）上記目的を達成するために、本発明では、両端が特性イ
ンピーダンスで終端されている少なくとも２つの信号伝
送線と接続する少なくとも２つのノードを有するデータ
伝送方式において、前記少なくとも１つのノードは該信
号伝送線を所定電位に設定する電位設定手段を有し、前
記信号伝送線の故障を検知した際には、当該信号伝送線
の電位を設定された所定電位に変化させて前記各ノード
間のデータ伝送を行うデータ伝送方式が提供される。

（作用）ノードのうち、少なくとも１つのノードは、信号伝送線
の故障を検知すると、信号伝送線の電圧を変化させるこ
とによって各信号伝送線の状態をデータ伝送可能な状態
に変化させる。

従って、各ノードは、信号伝送線の断線や短絡による故
障が生じても、信号伝送線の間には所定の電位が生じ、
各ノード間のデータ伝送が可能になる。

（実施例）以下、本発明の実施例を第１図乃至第７図の図面に基づ
き詳細に説明する。

第１図は、本発明に係るデータ伝送方式に用いられるノ
ードの構成を示す構成ブロック図である。

なお、第８図と同様の構成部分については説明の都合上
、同一符号として説明を省略する。

図において、各ノードのＦＥＴからなるドライバ２２．
２３は、それぞれ論理ゲート回路Ｇ１、Ｇ２を介してコ
ントローラ集積回路である通信制御装置２１と接続され
ている。論理ゲート回路Ｇ１、Ｇ２の一方の入力端子に
は、ＣＰＵ２４の出力端子ＣＮＩ　、　ＣＮ２からのコ
ントロール信号が入力しており、上記各コントロール信
号は、通常ロー（ＬＯＷ）論理の状態であり、ハイ（Ｈ
ＩＧＨ）論理にすると、通信制御装置２１の論理状態に
かかわらず、ドライバ２２．２３をオン状態にするよう
になっている。なお、実施例では、論理ゲート回路Ｇ１
は、例えばアンド（ＡＮＤ）回路、論理ゲート回路Ｇ２
は、例えばオア（ＯＲ）回路から構成されている。

ドライバ２２．２３のドライブ方法は、第８図の従来例
と同様で、ドミナント時にはドライバ２２゜２３をオン
状態にし、レセッシブ時にはオフ状態にするようにドラ
イブする。

第２図は、本発明に係るノードの他の実施例の構成を示
す構成ブロック図である。この実施例ではパルストラン
スＰを使用し、従来の送信回路を直流的に絶縁した構成
になっており、ドミナント時にはドライバ２２．２３を
１ビツトごと交互にオン状態にするように設定されてい
る。この結果、パルストランスＰの一次コイル側でつく
られたＡＭ　Ｔ　　（ａｌｔｅｒｎａｔｅ−ｍａｒｋ−
ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ）符号を二次コイル側の全波整流回
路を構成するダイオードＤ２、Ｄ４によってＮ　ＲＺ　
（ｎｏｎ−ｒｅｔｕｒｎ−ｔｏ−ｚｅｒｏ）符号に変換
している。また、信号伝送線Ａ、Ｂに接続される端子は
、ダイオードＤＥ、抵抗Ｒ１゜、スイッチ素子Ｓ１を介
して電源電圧ＶＣＣに接続されており、信号伝送線Ｂに
接続される端子は、ダイオードＤ６、抵抗Ｒ１＋、スイ
ッチ素子Ｓ２を介して接地されている。スイッチ素子Ｓ
＋　、Ｓ２は、ＣＰＵの出力端子ＣＮＩ　、ＣＮ２から
のコントロール信号によってオン／オフ制御されている
。この場合においても、出力端子ＣＮＩ　、ＣＮ２から
のコントロール信号をハイ論理にし、スイッチ素子Ｓｔ
　、Ｓ！をオンにすると、通信制御装置２１の論理状態
にかかわらず、ドライバ２２．２３をオン状態にするよ
うになっている。

次に、第３図に示すようなデータ伝送システムにおいて
、信号伝送線が断線した場合のデータ伝送について述べ
る。

この場合、各ノードＮ１〜Ｎ、は、第１図又は第２図に
示す構成になっており、例えば信号伝送線Ｂが断線した
ことにより分断された両端のノードＮＩ、Ｎ２において
、信号伝送線Ｂを伝送可能な電圧に固定することにより
データ伝送を可能にすることができる。すなわち、信号
伝送線が断線したとき、その断線した信号伝送線を介し
てデータ伝送するためには、断線した両側で少なくとも
−のノードが故障した信号伝送線側に接続されたドライ
バを常にオンにすることによって、データ伝送を可能に
することができる。

なお、この場合、データ伝送の正常時は平衡型伝送方式
であるが、故障時には不平衡型伝送方式に変わるため、
比較的高速のデータ伝送を行う場合を考え、シールド線
を用いて、そのシールド線内に信号伝送線を設置し、シ
ールド部分は各ノードでグランドに接続することが望ま
しい。

次に、信号伝送線の断線検出と伝送可能状態への移行方
法を第４図のフローチャートに基つき説明する。

信号伝送線の幹線が断線した場合、断線検出と伝送可能
状態への移行動作の制御は、それぞれ終端抵抗Ｒ６を含
む最遠端のノードＮｌ、Ｎ！が行うが、上記ノードＮｌ
、Ｎ２は、ネットワーク上に存在するオプションノード
でなく、かつ全ての電源状態で動作するものであること
が望ましい。

第４図において、ノードＮ１．Ｎ２は、ぞれぞれＴ／２
のタイマ割り込みを持っており、タイマ割り込みが起こ
る度に、ノードＮ１はノードＮ２に、ノードＮｔはノー
ドＮ１にお互いを確認できるフレームを送出する。また
、Ｔ区間ごと、すなわち割り込み２回に対し、１回ごと
Ｔ区間内に送信相手のノードとのフレームの交信が不可
だったかどうか判断する（ステップ１０１）。なお、Ｔ
は、正の時間を示す。

ここで、相手ノードと交信ができた場合には、その状態
を保持する（ステップ１０２）。また、上記Ｔ区間内に
相手のノードとの交信ができなかった場合には、出力端
子ＣＮＩのコントロール信号をハイ論理にし、出力端子
ＣＮ２のコントロール信号をロー論理にし、直ちにフレ
ーム送信を行う（ステップ１０３）。そして、送信エラ
ーが発生したかどうか判断する（ステップ１０４）。

ここで、送信エラーが発生した場合には、信号伝送線の
断線以外の故障であるとして、ＣＮＩ　、　ＣＮ２のコ
ントロール信号を共にロー状態として（ステップｌ　ｌ
　７）　、その他の故障処理に動作を移す。

また、送信エラーが発生しない場合には、そのままでＴ
区間だけ待ち（ステップ１０５）、次のＴ区間で相手の
ノードと交信できたかどうか判断する（ステップ１０６
）。

ここで、相手ノードと交信ができた場合には、その状態
を保持する（ステップ］０７）。また、交信ができなか
った場合には、ＣＮＩのコントロール信号をロー論理に
し、ＣＮ２のコントロール信号をハイ論理にし、直ちに
フレーム送信を行い（ステップ１０８）、送信エラーが
発生したかどうか判断する（ステップ１０９）。

ここで、送信エラーか発生した場合には、Ｔ区間ＣＮＩ
　、　ＣＮ２のコントロール信号を共にロー論理にして
（ステップ１１０）、Ｔ区間だけ待った後（ステップ１
１１）、ＣＮＩのコントロール信号をロー論理にし、Ｃ
Ｎ２のコントロール信号をハイ論理にし、直ちにフレー
ム送信を行う（ステップ１１２）。

そして、送信エラーか発生したかどうか判断する（ステ
ップ１１３）。

また、ステップ１０９又はステップ１１３で送信エラー
が発生しなかった場合には、Ｔ区間だけ待った後（ステ
ップ１．１４）、次のＴ区間で相手のノードと交信でき
たかどうか判断する（ステップ１１５）。

ここで、相手ノードと交信ができた場合には、その状態
を保持する（ステップ１１６）。また、交信ができなか
った場合には、他の通信故障と判断し、ＣＮＩ　、ＣＮ
２のコントロール信号を共にロー論理にして（ステップ
１１７）、その他の故障処理ルーチンに動作を移す。な
お、本実施例では、故障が回復する場合も考えられるの
で、一定時間後に数回、上記処理ルーチンを繰り返すこ
とも可能である。

第５図は、第４図のフローチャートを用いた場合のタイ
ミングチャートで、（ａ）は信号伝送線Ａか断線した場
合、（ｂ）は信号伝送線Ｂか断線した場合、（Ｃ）はそ
の他の理由で伝送不能になった場合を示しており、ここ
では一実施例として、信号伝送線Ｂが断線した場合（第
５図（ｂ））について説明する。図において、ノードＮ
１は、第４図のステップ１０１でＴ区間内に送信相手の
ノート’　Ｎ　ｔとのフレームの交信が不可だった場合
、ＣＮＩをハイ論理に、ＣＮ２をロー論理にして（ステ
ップ１０３）、送信を行う。この場合、相手のノードＮ
２もＣＮＩをハイ論理にしているので、送信エラーは発
生しないが、交信は不可なので（ステップ１０６）、Ｃ
ＮＩをロー論理に、ＣＮ２をハイ論理にして（ステップ
１０８Ｌ送信を行う。しかし、この場合、相手のノード
Ｎ２はまだＣＮＩがハイ論理に、ＣＮ２がロー論理にな
っているので、送信エラーが発生する（ステップ１０９
）。そこで、ノードＮ、は、いったんＣＮＩ　、ＣＮ２
を初期状態のロー論理に戻して（ステップ１１０）、Ｔ
区間待った後（ステップｌ　１１）　、再びＣＮＩをロ
ー論理に、ＣＮ２をハイ論理にして（ステップ１１２Ｌ
送信を行う。この場合には、相手のノードＮ２はすでに
、ＣＮＩをロー論理に、ＣＮ２をハイ論理にしているの
で、送信エラーは発生せずノードＮ２との交信が可能に
なる（ステップ１１３〜１１５）。上記交信が可能にな
ると、ノードＮｌ、Ｎ２は、その状態、すなわちＣＮＩ
がロー論理、ＣＮ２がハイ論理の状態を保持して（ステ
ップ１１６）、データ伝送を行う。

なお、第５図（ａ）の信号伝送線Ａが断線した場合、第
５図（ｃ）のその他の理由で伝送不能になった場合も、
第４図のフローチャートに基づいて説明することができ
ることは、熱論である。また、第５図（ａ）〜（Ｃ）の
タイミングチャートの図中には、説明を容易にするため
、第４図の該当するステップを記載した。

これにより、本実施例では、ノードＮ＋、Ｎｔは、信号
伝送線に断線等の故障が発生した場合には、故障が生し
た信号伝送線に接続されているトライバを強制的にオン
状態にして、信号伝送線をデータ伝送か可能な所定電位
にするので、データ伝送システム内の各ノードは信号伝
送線の故障時にもデータ伝送を行うことができる。

なお、第６図及び第７図は、ノードにおける信号伝送線
の支線の一方に断線故障が発生した場合の断線検出と伝
送可能状態への移行方法を示すフローチャートである。

上記フローチャートは、基本的には、第４図と同し考え
方に基つくか、支線の断線故障の場合には、幹線の故障
を優先し、また、支線故障のノードにも優先順位を設定
し、場合によっては優先順位の低いノードの時は、伝送
可能としないでデータ伝送を行う。

すなわち、第６図では、まず故障が生じると、幹線のオ
ーブン故障及びバス支線で通信不可のものがあるかどう
か判断する（ステップ２０１　、２０２）。

ここで、支線のオープン故障で、かつ通信不可のものが
ある場合には、ＣＮＩをハイ論理にし、ＣＮ２をロー論
理にして直ちにフレーム送信を行い（ステップ２０３Ｌ
送信エラーを検出する（ステップ２０４）。

ここで、送信エラーが発生した場合には、支線の断線以
外の故障であるとして、ＣＮＩ　、ＣＮ２を共にロー状
態として（ステップ２１７）、その他の故障処理に動作
を移す。また、送信エラーが発生しない場合には、その
ままでＴ区間だけ待ち（ステップ２０５）、次のＴ区間
で送信不可のノードで最も優先順位の高いものがデータ
伝送可能か判断しくステップ２０６）、伝送可能であれ
ば、その状態を保持しくステップ２０７）、また伝送不
可であれば、ＣＮＩをロー論理にし、ＣＮ２をノ）イ論
理にして直ちにフレーム送信を行い（ステップ２０８）
、送信エラーが発生したかどうか判断する（ステ・ンプ
２０９）。

ここで、送信エラーが発生した場合には、Ｔ区間ＣＮＩ
、ＣＮ２を共にロー論理にして（ステップ２１０）、Ｔ
区間だけ待った後（ステップ２１１）、ＣＮＩをロー論
理にし、ＣＮ２をハイ論理にして直ちにフレーム送信を
行い（ステップ２１２）　、送信エラーが発生したかど
うか判断する（ステップ２１３）。

また、ステップ２０９又はステップ２１３で送信エラー
が発生しなかった場合には、Ｔ区間だけ待った後（ステ
ップ２１４）、次のＴ区間で送信不可のノードで最も優
先順位の高いものがデータ伝送可能か判断しくステップ
２１５）　、伝送可能の場合には、その状態を保持しく
ステップ２１６）、また伝送不可の場合には、他の通信
故障と判断し、ＣＮＩ　、ＣＮ２を共にロー論理にして
（ステップ２１７）、その他の故障処理ルーチンに動作
を移す。

また、第７図では、まず故障が生じると、例えば第３図
に示すノードＮ１とＮ２との交信不可かどうか判断しく
ステップ３０１）、交信可能の場合には、その状態を保
持しくステップ３０２）、また交信不可の場合には、Ｃ
ＮＩをハイ論理にし、ＣＮ２をロー論理にして直ちにフ
レーム送信を行い（ステップ３０３）、送信エラーを検
出する（ステップ３０４）。

ここで、送信エラーが発生した場合には、支線の断線以
外の故障であるとして、ＣＮＩ　、ＣＮ２を共にロー状
態として（ステップ３１７Ｌその他の故障処理に動作を
移す。また、送信エラーか発生しない場合には、そのま
までＴ区間だけ待ち（ステップ３０５）、次のＴ区間で
ノードＮ１とＮ２との交信不可かどうか判断しくステッ
プ３０６）、交信可能であれば、その状態を保持しくス
テップ３０７）、また交信不可であれば、ＣＮＩをロー
論理にし、ＣＮ２をハイ論理にして直ちにフレーム送信
を行い（ステップ３０８Ｌ送信エラーが発生したかどう
か判断する（ステップ３０９）。

ここで、送信エラーが発生した場合には、■区間ＣＮＩ
、ＣＮ２を共にロー論理にして（ステップ３１０）、Ｔ
区間だけ待った後（ステップ３１１）、ＣＮＩをロー論
理にし、ＣＮ２をハイ論理にして直ちにフレーム送信を
行い（ステップ３１２）　、送信エラーが発生したかど
うか判断する（ステップ３１３）。

また、ステップ３０９又はステップ３１３で送信エラー
が発生しなかった場合には、Ｔ区間だけ待った後（ステ
ップ３１４）　、次のＴ区間でノードＮ１とＮ２との交
信不可かどうか判断しくステップ３１５Ｌ交信可能の場
合には、その状態を保持しくステップ３＋６）、また交
信不可の場合には、他の通信故障と判断し、ＣＮ１、Ｃ
Ｎ２を共にロー論理にして（ステップ３１７）、その他
の故障処理ルーチンに動作を移す。

これにより、上記第６図と第７図の他の実施例では、バ
ス支線に断線故障が発生した場合、幹線故障を優先し、
また支線故障のノードにも優先順位を設け、実施例では
優先順位の高いノードをＮ１、Ｎ２とし、支線故障が優
先順位の低いノードＮ２、Ｎ４に発生した時は、その状
態のままでわざわざ伝送可能としないようにすることに
より、ネットワークをその故障状態で最も伝送信頼性の
ある状態にすることができる。

従って、本実施例では、各ノードは、伝送線に故障が生
じても伝送線の間には所定の電位が生じ、各ノード間の
データ伝送が可能になり、本発明を用いるシステム全体
のデータ伝送の信頼性を高めることができる。

（発明の効果）以上説明したように、本発明では、両端が特性インピー
ダンスで終端されている少なくとも２つの信号伝送線と
接続する少なくとも２つのノードを有するデータ伝送方
式において、前記少なくとも１つのノードは該信号伝送
線を所定電位に設定する電位設定手段を有し、前記信号
伝送線の故障を検知した際には、当該信号伝送線の電位
を設定された所定電位に変化させて前記各ノード間のデ
ータ伝送を行うので、信号伝送線上に故障が生じても各
ノード間でデータ伝送を効率的に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るデータ伝送方式に用いるノードの
一実施例を示す回路図、第２図は同じく他の実施例を示
す回路図、第３図は本発明に係るデータ伝送方式の構成
を示す構成ブロック図、第４図は信号伝送線の断線検出
と伝送可能状態への移行方法を説明するためのフローチ
ャート、第５図は信号伝送線の各故障における伝送可能
状態移行時のノードＮ＋、Ｎｔのタイミングチャート、
第６図、第７図はバス支線の断線故障時の断線検出と伝
送可能状態への移行方法を説明するための他の実施例の
フローチャート、第８図は従来のデータ伝送方式の構成
を示す構成ブロック図である。２１・・・通信制御装置、２２．２３・・・ドライバ（
ＦＥＴ）、２４・・・ＣＰＵ、Ａ、Ｂ・・・信号伝送線
、Ｇ１．Ｇ２・・・論理ゲート回路、Ｎ１〜Ｎ、・・・
ノード。

Claims

【特許請求の範囲】

両端が特性インピーダンスで終端されている少なくとも
２つの信号伝送線と接続する少なくとも２つのノードを
有するデータ伝送方式において、前記少なくとも１つの
ノードは該信号伝送線を所定電位に設定する電位設定手
段を有し、前記信号伝送線の故障を検知した際には、当
該信号伝送線の電位を設定された所定電位に変化させて
前記各ノード間のデータ伝送を行うことを特徴とするデ
ータ伝送方式。