KR100192073B1 - 디지탈 이선 버스 자료 통신시스템 고장-허용 출력스테이지 - Google Patents

Abstract

1. 디지털 이선 버스 자료 통신 시스템을 위한 고장-허용 출력 스테이지.

2. 본 발명은 전송모듈을 갖는 출력 스테이지 그리고 버스-신호 중간 처리모듈과 하류에 연결되어 자료 처리 유닛을 위한 입력 버스 신호의 조건을 정하는 리셉션 모듈을 포함하는 리셉션 스테이지에 관련된 것이다.

2.2. 버스라인들로 연결된 상태 탐지 모듈이 서로로의 버스 라인들의 단락회로 상태를 탐지하기 위해 제공되며, 이경우에 전송모듈이 상태 탐지 모듈의 제어하에서 차동모드와 단선동작모드 사이에서 절환될 수 있다. 중간 처리모듈을 고장이 없는 버스라인들의 경우 그리고 두 버스라인들중 한 라인의 높거나 낮은 공급전압으로 간섭이나 단락회로가 있는 경우 모두에서 그리고 두 버스라인들 서로에 대하여 단락회로가 있는 경우에 자동으로 또는 상태 탐지모듈의 제어하에서 리셉션 모듈을 위한 버스신호의 조건을 정할 수 있도록 구성된다. 고장-허용 출력 스테이지는 가령 CAN시스템에서 사용될 수 있으며 단일고장이 이선 자료버스에서 발생되는때 자동 절환이 실시간으로 일어나는 것을 허용토록 한다.

2.3. 자동차의 CAN 자료 네트워크에서 사용된다.

Description

디지털 이선 버스 자료 통신시스템 고장-허용 출력 스테이지

제1도는 자동차 CAN 시스템을 위한 고장-허용 출력 스테이지의 개략적 블록도표를 도시한 도면.

제2도는 제1도의 출력 스테이지에서 사용된 전송모듈의 상세한 회로도면.

제3도는 제1도의 출력단에서 사용된 중간 처리모듈을 실현하는 첫 번째 방법의 상세한 회로도.

제4도는 제1도의 출력 스테이지에서 제공된 중간 처리모듈을 실현하는 두 번째 방법의 더욱더 상세한 회로도.

제5도는 제4도의 중간 처리모듈에서 사용된 비교기회로의 더욱더 상세한 회로도.

제6도는 제1도의 출력 스테이지에서 사용된 리셉션 스테이지의 더욱더 상세한 블록회로도.

제7도는 제1도의 출력 스테이지에서 사용된 상태 탐지모듈의 기능 블록회로도를 도시한 도면.

제8도는 제7도에 따른 상태 탐지모듈의 더욱더 상세한 회로도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 송신(또는 전송)모듈 2 : 콘덴서

3 : 중간 처리모듈 4 : 리셉션 모듈

5 : 상대 탐지모듈

6 : 디지털 이선(two-conductor) 버스(자료버스)

7, 8, 9, 10, 11 : 스위칭소자 12 : 입력단 수준 적용 스테이지

13 : 비교기 스테이지 14 : 출력단 수준 적용 스테이지

본 발명은 청구범위 제1항의 서문에 따라 디지털 두-도선 버스자료 통신 시스템을 위한 고장-허용 출력단에 대한 것이다. 이같은 출력단은 가령 모터차량에서 CAN 시스템내에서 사용된다. 이같은 출력단으로 장치되는때, 통신 시스템의 다수의 가입자 단자로 구성된 각 가입자 단자는 시분할 멀티플렉스 방법을 사용해서 두방향 교대 자료 트래픽으로 이선(두-도선) 버스를 통하여 다른 사람들과 통신할 수 있다. 이선(두-도선) 버스는 가령 차량에서의 케이블내 두 도선으로 구성된다. 이같은 이선(두-도선) 자료 버스에서 하나나 또다른 전압크기로의 전선이 단락하거나 케이블이 절단되는 형태로 고장이 일어날 수 있다.

소위 싱글(single) 고장이라 하는 상기 라인고장의 한 경우가 일어나는때 자료통신을 계속 할 수 있기 위하여 상기의 출력단에서 조치를 취하는 것이 이미 알려져 있으며, 이같은 장치는 차동 동작으로부터 단선(단 일도선) 동작으로 변경된다. 한가지 공지의 조치로는 통신고장이 탐지된 후에 복잡한 소프트웨어 알고리즘 도움으로 출력단 상류에 연결된 마이크로제어기에 의해 적절한 조정에 의해 통신이 복구가 되는데, 그러나 이는 대개 수초의 통신 불통의 시간을 필요로 한다.

CAN-das sichere Buskonzept (CAN-신뢰할만한 버스 개념), Elektronik(전자공학)17/1991, 96 페이지에서, J.J. Pehrs and H-C. Reuss 는 CAN 시스템을 설명하며 각 가입자 노드가 버스선 고장을 탐지하며 따라서 적절한 전송모드를 고정시킨다. 이 자료에서, 모든 다른 가입자 모드에 의해 수신될 수 있는 검사 메시지는 고장탐지를 위해 각 가입자 모드로부터 전송된다. 검사 결과가 평가된 뒤에, 각 모드가 최적의 전송모드를 세트시키며 차동의 이선 전송이 공지의 장점 덕택에 우선순위를 받는다.

마이크로 컴퓨터가 검사 메시지의 전송을 모니터하며 그리고 offenlegungssch

rift EP 0 29 175 A1에서 공개되며 이선 리셉션용으로 구성된, 네트워크 접속의 상류에 연결된다면 두 스위칭 요소를 통하여 탐지된 버스 라인 상태 함수로서 이선작업과 단선작업 사이에서 네트워크 접속을 통하여 스위치될 수 있다.

offenlegungsschrift EP 0 529 602 A2는 단일 오류가 일어나는 때에도 지연없이 자료의 전송을 계속할 수 있는 목적을 가지는 디지털 이선 버스 자료 통신 시스템을 위한 고장-허용 리셉션 스테이지를 공개한다. 이같은 목적을 위해 리셉션 스테이지는 입력단에서 특정한 방식으로 비트라인을 통해 들어오는 전압크기를 평가하여 두 도선 자료 버스의 가능한 작업단이 서로 분명하게 구분될 수 있도록 하는 비교기를 가진다. 리셉션 스테이지의 뒤따르는 유닛은 이선(두 도선) 자료 버스가 고장없는 작업을 경험하거나 단일 고장을 가지는 한 상태에 있는 것에 관계없이 자료의 수신이 지연없이 계속되도록 구성된다. 비교기 단은 중간 처리단을 형성시키며 리셉션 스테이지 다음 유닛으로부터의 출력신호가 자료정보를 획득하기 위한 기초로서 사용된다.

본 발명이 기초로 하고 있는 기술적 문제는 시작시에 언급된 타입의 고장-허용(fault-tolerant) 출력단을 제공하는 것이며, 이는 단일고장이 발생했을 때 실시간으로 추가의 소프트웨어 경비없이 실시간으로 이선작업으로부터 단선(단일-도선) 동작으로 자동으로 절환될 수 있다.

이같은 문제는 청구범위 제1항의 특징으로 하는 고장-허용 출력단에 의해 해결된다. 출력단은 전송모듈과 수신 스테이지로 나뉘어지며 수신 스테이지 그 자체는 입력버스 신호의 중간 처리를 위한 모듈, 리셉션 모듈 그리고 상태 탐지 모듈로 이루어진다. 상태 탐지 모듈은 서로로의 두 버스 라인 단락회로의 단일고정을 탐지할 수 있도록 한다. 이같은 특정한 동작상태를 위하여, 중간처리모듈은 차동의 이선식 동작모드로부터 단선 동작모드로 송신모듈을 절환시키며, 이같은 목적을 위하여 관련된 제어입력이 송신모듈을 통해 제공되며 송신모듈이 적절히 구성된다. 모든 다른 버스라인 상태에서, 전송모듈은 고장이 없는 버스라인들을 위해 제공된 동작모드로 남아있을 수 있다. 중간 처리모듈은 자동으로 혹은 상태 탐지 모듈의 제어하에서 고장이 없는 버스라인들의 경우와 높거나 낮은 두 버스라인중 한 라인의 공급전압으로 간섭 또는 단락회로가 있는 경우 또는 자료정보가 지연없이 리셉션 모듈로 보내질 수 있도록 서로에 대하여 두 버스라인들의 간섭 또는 단락회로가 있는 경우 리셉션 모듈을 위한 버스 신호 조건을 제시하도록 구성된다. 다음에 리셉션 모듈이 뒤따르는 자료 처리 유닛을 위한 간헐적으로 처리되는 자료 버스 신호조건을 정한다.

청구범위 제2항에 따른 본 발명은 회로에 대한 지출이 거의 없이 차동모드와 단선(단일 도선) 모드 사이에서 전송모드가 절환되어지도록 하며, L 출력이 단선모드로 프로팅 전압상태로 있게 된다. 제3항에 따른 중간 처리모듈의 바람직한 구성으로, 단선모드는 차동모드의 방법에 따라 구성되며, 시-버스라인을 통하여 이선처리와 단선처리 사이에서 전환시키는 것이 가능하다. 단선모드 동작은 서로로의 두 버스라인의 단락회로가 발생되면 선택된다. 따라서, 절환을 위해서 상태 탐지모듈의 출력신호를 사용하는 것이 바람직하며, 이는 전송모듈의 동작모드에서 이에 따라 절환하여지도록 한다. 이같은 차동 모드 방식으로 구성된 중간 처리모듈은 높은 동적 및 정적 공동-모드 간섭을 신뢰할 수 있도록 제거하며, 이로 인하여 높은 간섭을 받게되는 자료 네트워크에서의 사용을 허용한다.

선택적 개선에 따라, 중간 처리모듈이 어쓰(earth)로 인용되는 동적방법에 따라 제4도에서와 같이 구성된다. 버스신호로부터 유도된 비대칭 차동 형성을 위하여, 상기 중간 처리모듈이 하나의 입력단 수준 적용 스테이지, 동시에 그리고 서로 독립적으로 동적 한계조정을 가지는 두 자료버스 신호를 더욱더 처리하는 비교기 스테이지, 그리고 출력단 수준 스테이지를 갖는 세-스테이지 디자인을 가진다. 이와 같이 하여 구성된 중간 처리모듈은 모든 동작모드에서, 즉 어떠한 단일 고장이 있는 동작중에서 뿐아니라 고장이 없는 동작중에 뒤이은 리셉션 모듈을 위해 버스라인들상에 존재하는 자료신호를 자동으로 그리고 지연없이 조건을 정할 수 있다.

회로의 관점에서 바람직한 본 발명을 실현하는 방법으로, 리셉션 모듈은 제5항에 따라 입력신호에 동적으로 조정되는 한 한계값을 가지는 한 변환 비교기를 포함한다.

제6항에 따른 회로의 상태 탐지모듈을 실현하기 위해 비대칭 시간 필터링 수단을 갖는 차동-윈도우 비교기가 하류에서 연결된다.

하기에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

제1도는 시-분한 멀티플렉스 방법을 사용하여 동작하는 CAN시스템의 가입자 단자를 위한 자동차에서 사용될 수 있는 고장-허용 출력단을 도시한 것이다. 이 출력단은 H 버스라인과 L 버스라인을 가지는 디지털 이선버스(6)를 위해 자료 처리유닛(도시되지 않음)으로부터 오는 직렬 자료신호(E)를 버스신호로 옮기는 전송모듈로 되어있다. 리셉션단에서 출력단은 두 자료 버스라인(H, L)에 연결되며 중간 처리모듈(3), 하류에 연결된 리셉션 모듈(4) 그리고 두 자료 버스라인(H, L)으로의 입력측에서 중간 처리모듈(3)과 병렬로 연결된 상태 탐지모듈(5)을 포함하는 리셉션 스테이지(2)를 포함한다. 중간 처리모듈은 하류에 연결되고 그 자체가 중간에 처리된 신호를 다음 자료 처리유닛(도시되지 않음)을 위한 신호(A)로 조건을 정하는 리셉션모듈(4)을 위해 두 버스라인(H, L)을 통해 들어오는 신호들의 조건을 정한다. 상태 탐지 모듈(5)은 서로에 대한 두 자료 버스라인(6)들의 단락회로를 탐지하도록 하고 단락회로를 나타내는 상응하는 출력신호를 방출시킨다.

이와 같이 하여 만들어진 출력단은 고장-없는 버스라인(H, L)의 경우와 어떠한 단일고장이 자료버스(6)에서 발생하는 때에도 특정한 소프트웨어 알고리즘이 이를 위해 필요로 하지 않고 실시간으로 자료버스(6)를 통해선 자료통신을 자동으로 유지시킬 수 있다. 여기서 7개의 가능한 단일고장들은 높거나 낮은 공급전압 수준으로 H 버스라인 또는 L 버스라인의 단락회로이며 두 버스라인(H, L)중 한 버스라인의 브레이크이거나 서로로의 H 버스라인과 L 버스라인의 단락회로이다. 송신모듈(1)은 매 경우 첫 번째 동작모드에서 첫 번째 언급한 6개의 고장상태로 그리고 고장이 없는 자료 버스 상태로 기능할 수 있도록 구성된다. 반면, 서로에 대한 자료 버스라인들(H, L)의 한 단락회로가 발생되는때, 이같은 단락회로를 탐지하는 상태 탐지 모듈(5)의 제어하에서 두 번째 동작모드로 변경된다. 유사한 방법으로, 8개의 상기 언급한 자료 버스상태 각각에서 리셉션 모듈로 들어오는 자료정보를 올바르게 보낼 수 있으며, 서로에 대한 버스라인(H, L)의 이때 단락회로의 경우에 회로를 실현하는 방법의 함수로서 상태 탐지모듈(5)의 제어하에서 완전히 자동으로 또는 또다른 동작모드로의 절환에 의해 자료전달을 수행한다.

제2도 내지 8도에서 제1도의 고장-허용 출력단 개별 컴포넌트를 실현하는 예시적 방법이 도시되며, 이같은 방법은 각 컴포넌트에 대하여 필요로 하여지는 상기의 기능을 수행한다. 더욱더 세부사항이 하기에서 제공된다. 출력단의 이같은 특정 차원(specific dimensioning)은 10kBd 와 125kBd 사이의 작업범위를 갖는다. 비트시간을 8㎲와 100㎲사이이다. 다른 전송속도는 차원을 적용시키므로써 실현될 수 있다. 버스 전압크기는 다음과 같이 특정된다. 열성단(recessive stage)에서 H 버스라인은 임피던스가 높은 1.75V 에 연결되며 L 버스라인은 임피던스가 높은 3.25V 에 연결된다. 우성단(dominant state)에서, H 버스라인은 임피던스가 높은 5V 에 연결되고 임피던스가 높은 1.75V 에 연결되며 L 버스라인은 임피던스가 낮은 어쓰(earth)에 연결되고 임피던스가 높은 3.25V 에 연결된다. 물론, 특정 차원으로 도면에서 발생되는 오프셋 전압은 공지의 디자인 원리에 적용한다.

제2도는 송신모듈(1)의 회로에 의해 디자인을 도시한다. H 출력은 임피던스가 높은 저항기를 통해 1.75V 전압전원으로 연결되며 임피던스가 낮은 저항기(Rdh)와 첫 번째 유도 가능한 스위칭 소자(7)를 통하여 5V 전압전원에 연결된다. 스위칭소자(7)는 유입되는 신호(E)에 의하여 구동된다. L 출력은 임피던스가 낮은 저항기(Rd1)와 두 번째 구동가능한 스위칭소자(S)를 통하여 어쓰에 연결되며, 임피던스가 높은 저항기 (Rr1)와 세 번째 구동가능한 스위칭소자(9)를 통하여 3.25V 전압전원으로 연결된다. 입력신호(E)는 네 번째 구동가능한 스위칭소자(10)를 통하여 첫 번째 스위칭소자(7)와 동기하여 두 번째 스위칭소자(8)를 구동시킨다. 출력신호(Z)가 전송모듈(1)내 세 번째 스위칭소자(9)와 네 번째 스위칭소자(10)를 동기식으로 구동시키는 상태 탐지유닛(5)으로부터의 출력신호가 제어입력을 통하여 공급될 수 있다.

이같은 디자인은 전송모듈(1)의 다음과 같은 동작방법을 일으키도록 한다. 서로로의 두 자료 버스라인(H, L)의 단락회로 동작상태가 발생되지 않은 한, 상태 탐지유닛(5)의 출력신호(Z)가 세 번째 스위칭소자(9)와 네 번째 스위칭소자(10)로 하여금 폐쇄되어 있도록 한다. 입력신호(E)의 수준에 따라 H 출력이 임피던스가 낮은 5V 에 연결되며 동시에 L 출력이 임피던스가 낮은 어쓰(earth)에 연결되거나 H 출력이 임피던스가 높은 1.75V 에 연결되며 L 출력이 임피던스가 높은 3.25V 에 연결된다. 만약 서로로의 두 자료 버스라인(H, L)의 단락회로가 발생되었다면, 상태탐지유닛(5)이 세 번째 스위칭소자(9)와 네 번째 스위칭소자(10)를 개방된 상태로 구동시킨다. 이는 결국 입력신호(E)가 더 이상은 두 번째 스위칭소자(8)를 구동시키지 못하도록 하며, 이와 같이하여 스위칭소자(8)가 개방된 상태로 유지되며, 그 결과로 L 출력이 어쓰로부터 차단된다. 한편 L 출력은 세 번째 스위칭소자(9)의 개방으로 3.25V 전원공급으로부터 차단되기도 한다. 이와 같은 동작상태에서 전송모듈(1)의 H 출력은 입력신호(E)의 제어하에서 5V 로의 낮은 임피던스 연결과 1.75V 로의 높은 임피던스 연결의 두 가능한 상태를 갖는다. 따라서, 버스라인(H, L)들이 서로 단락되는때 전송모듈(1)이 소위 단선 동작을 실현하며 다른 버스라인 상태에서 소위 차동동작을 실현한다. 첫 번째 경우에, 자료정보가 H 출력으로 전송되며, L 버스라인이 단락회로의 덕택으로 같은 전압수준을 유지하고, 두 번째 경우에 보충 전압수준이 H 출력과 L 출력으로 적용된다. 물론, 전송모듈회로의 디자인, 특히 저항기는 전압수준의 변화가 일어나는 때 최대전이회복 시간이 고정적으로 유지되도록 차원(크기)가 정해졌다.

제3도와 4도는 제1도에서의 중간 처리모듈(3)을 실현시키는 두가지 다른 방법을 도시한다. 이를 실현시키는 두 방법들은 각각의 중간 처리모듈이 전자 시스템의 기준전위와 관련하여 버스라인(H, L)들에서의 공동 모드 간섭에 예민하다는데에 그리고 하류에 연결된 리셉션 모듈(4)에서 더욱더 처리하기 위해 상기의 모든 8개의 버스라인 상태로 입력되는 버스신호(H, L)의 조건을 정할 수 있다는데에 공통점을 갖고 있다.

제3도에서 도시된 중간 처리모듈(3a)은 차동 접근에 따라 구성되며, 이 경우에 높은 동적 및 정적 공통-모드 간섭을 제거하여 높은 간섭을 받게되는 네트워크에서 사용하는데 특히 유용하도록 한다. 중간 처리모듈(3a)은 출력단에서 상태선택모듈(5)의 출력신호(Z)에 의해 구동되는 구동가능한 스위칭소자(11)를 가지며 그결과로 중간 처리모듈(3a)이 두 동작모드 사이에서 절환될 수 있다. 스위칭소자(11)의 위치 (제3도에 도시된다)에서 차동 동작모드가 일어나며 그동안 입력버스신호(H, L)가 수준적용을 위해 1/12 인수(f1)로 입력단을 통해 곱해지며, 그뒤에 차이의 형성이 발생된다. 다음에 결과의 신호가 하이-패스(high-pass) 필터(HP)내 공통-모드 교정을 받게되며 그뒤에 수준적용을 위해 그 인수(f6)로 곱하여진다. 이는 서로에 대하여 버스라인(H, L)들이 단락회로가 됨을 예외로하고 고장이 없는 버스라인(H, L)과 동버스라인의 단일 고장을 위한 신호처리를 구성시킨다. 획득된 신호(D1)는 구동된 스위칭소자(11)에 의해 한 출력신호(D)로서 출력된다. 두 버스라인(H, L)의 서로에 대한 단락회로 상태에서, 상태 탐지유닛(5)이 다른 스위칭회로로 스위칭소자(11)를 구동시킨다. 이같은 위치에서, 출력신호(D)는 H 버스라인만으로부터 획득된 신호(D2)에 의해 형성된다. 이같은 목적을 위해 H 신호는 수준적용을 위해 1/6 인수에 의해 곱하여지며 공지의 디자인 원리에 상응하는 오프셋에 의해 대체된다. 제3도에 따른 회로 디자인을 갖는 중간 처리모듈(3a)은 결과적으로 차동 동작과 단선 동작 사이에서 상태 탐지모듈(5)에 의해 절환된다.

제4도에서 도시된 중간 처리모듈(3b)을 실시하는 방법은 서로에 대하여 단락회로로되는 버스라인(H, L)들의 상태에도 자동으로 적용되며, 따라서 상기한 모든 8개의 라인상태에서 적용된다. 이같은 중간 처리모듈(3b)은 입력단 수준 적용 스테이지(12), 중앙 비교기 스테이지(13) 그리고 출력단 수준 적용 스테이지(14)의 세 개의 스테이지 디자인을 가진다. 입력단 수준 적용 스테이지(12)에서, 입력 버스신호(H, L)는 -1/6의 인수(f3)와 1/6의 인수(f7)에 의하여 매 경우 서로로부터 분리되어 곱하여지며 공지의 디자인 원리에 상응하는 오프셋에 의해 대체된다. 뒤이은 비교기 스테이지(13)에서, 이와 같이 하여 사전에 처리되어진 신호들은 동적한계값 조정으로 비교기(13a, 13b)를 사용하여 서로 독립적으로 동시에 평가된다. 여기서 한계값은 적절히 선택된 시상수와 적절히 선택된 전압차에 따라 입력신호들의 정지상태로부터 유도된다.

이같은 중간 처리모듈(3b)의 두 동일한 비교기(13a, 13b)에 대하여 사용될 수 있는 가능한 실현방법이 제5도에서 상세한 도표로 표시된다. 이같은 비교기의 실시는 비교기 IC(15)와 두 개의 저항기(R1, R2) 그리고 콘덴서(C)를 포함한다. 두 저항기(R1, R2)는 입력신호(K_E)와 출력신호(K_A) 사이에서 전압 디바이더를 형성한다. 비교기 한계값은 이같은 전압 디바이더를 사용하여 입력신호(K_E)로부터 유도된다. 비교기 IC의 역입력이 입력신호(K_E)로 직접 공급되며, 그 비-역 입력은 전압 디바이더의 중앙탭으로 연결되고, 콘덴서(C)가 중앙탭과 어쓰(접지) 사이에 온다. 동적 한계값의 조정시간은 이와 같이 하여 두 저항기(R1, R2)와 콘덴서(C)로부터 형성된 저역-통과필터로 결정된다. 인버터로서의 배선은 간단한 회로 디자인을 가능하게 한다.

비교기 스테이지(13)의 두 분리된 출력신호가 중간 처리모듈(3b)의 출력신호(D)를 형성시키기 위해 뒤에오는 수준 적용 스테이지(14)에서 더욱더 처리된다. 이같은 목적을 위해서 H 버스라인과 관련된 신호가 처음에 1/3.5 인수(f4)에 의해 곱하여지며 L 버스라인과 관련된 신호는 1/7 인수(f5)에 곱하여지고, 그뒤에 두 신호들이 더하여지고 공지의 디자인 원리에 따른 오프셋에 의해 대체된다. 설명된 회로 디자인의 결과로 중간 처리모듈(3b)을 실현하는 이같은 방법은 입력자료 정보를 고장이 없는 버스라인(H, L)의 경우와 상기 명시된 7개의 단일 고장이 있는 경우 모두에서 하류에 연결된 리셉션 모듈(4)에 의해 평가될 수 있는 출력신호(D)로 변환될 수 있다. 특히 종료되는 수준적용 스테이지(14)에서 사전처리된 L 신호에 관련하여 사전처리된 H 신호의 차동처리는 자료 버스라인(H, L)이 서로 단락회로되는때 자료정보가 중간 처리모듈(3b)의 차이-형성 효과의 결과로 분실되는 것을 막을 수 있도록 한다. 따라서, 어쓰에 관련된 동적 접근에서 이와 같은 방식으로 구성된 중간 처리모듈(3b)이 상태탐지유닛(5)으로부터 버스라인의 상태에 대한 어떠한 정보도 필요로 하지 않으며 오히려 완전히 독립적으로 자료의 전송이 고려된 라인상태 각각에서 유지되도록 한다. 이같은 신뢰할만한 동적 어쓰 접근에서 구성된 중간 처리모듈(3b)은 특히 작은 동적 및 정적 공통 간섭을 제거하며, 이같은 이유로 비교적 적은 간섭을 받게되는 네트워크에 매우 적절하다.

제6도에서 리셉션 모듈(4)에 대한 실현방법이 도시되며 이는 중간 처리유닛(3)의 출력신호(D)를 하류에 연결된 자료 처리유닛에 의해 평가될 수 있는 출력신호내로 전달시킨다. 도시된 실현방법은 제4도의 중간 처리모듈(3b) 비교기 스테이지(13) 두 비교기(13a, 13b) 각각의 회로 디자인과 동일하다. 이는 제6도에 따른 리셉션 모듈(4)이 제5도에서 도시된 회로 디자인으로 비교기 IC, 두 저항기 그리고 한 콘덴서를 포함하며 결과적으로 한계값이 입력신호(D)에 따라 동적으로 조정되는 역 변환기의 기능을 가진다.

제7도 및 8도에서, 회로에 의해 상태 탐지모듈(5)을 실현시키는 방법이 공개된다. 제7도는 상태 탐지 모듈(5)의 기본 디자인을 도시하며, 두 선택가능한 한계값(S1, S2)을 갖는 입력단 차동-윈도우 비교기와 비대칭 타임 필터링을 위해 하류에 연결된 한 스테이지가 도시되었다. 제8도에서, 회로 디자인이 더욱더 정확하게 도시된다. 차동-윈도우 비교기 컴포넌트는 각 한계값(S1, S2)에 대하여 하나의 비교기를 가지며, 입력되는 H 및 L 버스라인 신호가 한 비교기의 입력단에서 각 저항기를 통해 다른 비교기의 입력단과는 반대의 순서로 공급되어진다. 동시에, 비-반전 비교기 입력과 반전 비교기 입력 모두는 각각 각 저항기를 통하여 예정된 전압수준으로 연결된다. 비교기 상태는 가령 -0.5V 와 +0.5V 사이의 전압간격에서 크기가 결정된다. 비대칭 타임 필터링을 위해 출력단에서 결합된 비교기 신호가 5V 공급전압과 하류에 연결된 비교기의 비-반전 입력 사이에서 직렬로 연결된 두 저항기(R3, R4) 사이에서 공급되며, 비-반전 비교기입력은 반전비교기 입력이 2.5V 전압으로 공급되는동안 콘덴서(C2)를 통하여 접지에 추가로 연결된다.

만약 H 버스라인과 L 버스라인 사이의 차동전압이 정해진 윈도우내에 있게된다면, 비교기(C2)가 결과적으로 첫 번째 시상수에 따라 느리게 충전되고 차동전압이 윈도우 바깥에 놓인다면, 두 번째 시상수로 신속하게 방전된다. 두 번째 시상수는 첫 번째 시상수가 첫 번째 저항기(R3)의 크기를 결정하므로써 추가로 결정되는동안 두 번째 저항기(R4)와 콘덴서(2)의 크기를 정하므로써 결정된다. 첫 번째 시상수에 대한 전형적인 크기는 1㎳ 이며 두 번째 시상수에 대한 전형적인 크기는 8㎲이다. 그결과는 이와 같이 하여 디자인된 상태 탐지유닛(5)의 출력신호는 H 버스라인과 L 버스라인 사이의 차동전압이 단락된 두 번째 시상수보다 긴 시간동안 정해진 값 이하로 떨어짐을 나타내며, 그 결과로 L 버스라인으로의 H 버스라인의 단락회로 경우를 명백하게 탐지하는 것이 가능하다.

상기 설명으로부터, 고장이 허용되는 자동으로 도시된 출력 스테이지는 실시간으로 그리고 추가의 소프트웨어 지출이 없이도 고장이 없는 버스라인의 경우뿐 아니라 단일 고장이 발생하는 때에도 자동차의 CAN 시스템내 자료통신을 유지한다. 고장이 있는 경우에, 출력 스테이지는 차동 동작으로부터 단선 동작으로 자동으로 절환된다. 물론, 출력 스테이지는 이선 버스를 갖는 다른 디지털 자료 통신 시스템에도 같은 방법으로 적절하다.

Claims (6)

1. 입력되는 직렬 자료신호(E)를 H 버스라인과 L 버스라인을 위한 신호들로 변환시키는 전송모듈(1), 그리고 입력단에서 버스라인(H, L)에 연결된 중간 처리모듈(3)과 하류에 연결되어 자료처리유닛을 위한 중간에 처리된 버스신호의 조건을 정하는 리셉션 모듈(4)을 리셉션 스테이지(2)를 갖는 디지털 이선 버스 자료 통신 시스템, 특히, CAN 시스템을 위한 고장-허용 출력 스테이지에 있어서, 버스라인(H, L)에 연결된 상태 탐지 모듈(5)이 제공되어 버스라인들의 서로에 대한 단락회로 상태를 탐지하도록 하고, 전송모듈(1)이 출력신호(2)의 제어하에서 차동모드와 단선동작모드 사이에서 절환될 수 있으며, 이것이 상태 탐지모듈의 단락회로를 나타내며, 그리고 중간처리모듈(3)이 고장이 없는 버스라인들의 경우 그리고 두 버스라인들중 한 라인의 높거나 낮은 공급전압으로 간섭이나 단락회로가 있는 경우 모두에서 그리고 두 버스라인들 서로에 대하여 단락회로가 있는 경우에 자동으로 또는 상태 탐지모듈(5)의 제어하에서 리셉션 모듈(4)을 위한 버스신호의 조건을 정함을 특징으로 하는 디지털 이선 버스 자료 통신 시스템 고장-허용 출력 스테이지.
2. 제1항에 있어서, 전송모듈(1)이 상태 탐지모듈(5)에 의해 구동될 수 있는 하나 또는 둘이상의 스위칭소자(9, 10)를 가지며 그에 의해서 한 절환된 위치에서, L 출력이 높은 임피던스에서 중간 전압수준으로 연결되며 낮은 임피던스에서 입력신호(E)에 의해 구동될 수 있는 한 스위칭소자(8)를 통해 낮은 전압수준으로 연결될 수 있으며 다른 절환된 위치에서 두 전압수준으로부터 차단됨을 특징으로 하는 출력 스테이지.
3. 제1항 또는 2항에 있어서, 중간 처리모듈(3a)이 두 동작모드 사이에서 절환되기 위해 상태 탐지모듈(5)의 출력신호에 의해 구동될 수 있으며, 이 경우에 첫 번째 동작모드에서 두 버스라인신호(H, L)로부터의 DC 전압 컴포넌트에 의해 교정되는 수준-적용 차동신호(D1)를 발생시키고, 다른 동작모드에서 H 버스라인으로부터의 한 수준 적용 신호(D2)를 발생시킴을 특징으로 하는 출력 스테이지.
4. 제1항 또는 2항에 있어서, 버스 라인신호(H, L)로부터 유도된 비대칭 차이를 형성시키기 위해, 중간 처리모듈(3b)이 입력단 수준-적용 스테이지(12), 하류에 연결되며 각 버스라인에 대하여 분리하여 각 경우에 동적 한계값 조정을 갖는 하나의 공동으로 연결된 비교기를 갖는 비교기 스테이지(13), 그리고 출력단 수준-적용 스테이지(14)를 가짐을 특징으로 하는 출력 스테이지.
5. 제1항 내지 4항중 어느 한 항에 있어서, 리셉션 모듈(4)이 동적 한계값 조정을 가지는 공동으로 연결된 한 비교기에 의해 형성됨을 특징으로 하는 출력 스테이지.
6. 제1항 내지 5항중 어느 한 항에 있어서, 상태 탐지 모듈이 하류에 연결된 비대칭 시간 필터링 유닛을 갖는 차동 윈도우 비교기로 실현됨을 더욱더 특징으로 하는 출력 스테이지.