KR20130121114A

KR20130121114A - 고속 데이터 전송률을 갖는 직렬 데이터 전송을 위한 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20130121114A
Application number: KR1020137014358A
Authority: KR
Inventors: 플로리안 하르트비히; 랄프 마카우어
Original assignee: 로베르트 보쉬 게엠베하
Priority date: 2010-11-05
Filing date: 2011-11-03
Publication date: 2013-11-05
Also published as: JP2013542690A; RU2013125691A; US9178764B2; CN103282895B; EP2635971B1; US20130322463A1; WO2012059521A3; DE102010043484A1; CN103282895A; EP2635971A2; JP5600217B2; WO2012059521A2; RU2600531C2; KR101881182B1

Abstract

본 발명은 2 와이어 통신 버스에 버스 서브스크라이버를 연결하기 위한 장치에 관한 것이며, 버스 서브스크라이버는, 상기 연결 장치가 이용되는 조건에서, 버스 라인들 상에서 우성 및 열성 버스 레벨들의 시퀀스로서 표현되는 메시지들을 버스에 연결된 추가 버스 서브스크라이버로 전송할 수 있고 상기 추가 버스 서브스크라이버로부터 수신할 수 있고, 상기 연결 장치는 제1 전류를 보냄으로써 두 버스 라인들 사이에서 사전 설정된 제1 전압 차이의 형태로 우성 버스 레벨을 설정하기 위한 제1 수단들을 포함하고, 상기 연결 장치는 열성 버스 레벨이, 버스 라인들과 연결된 종단 저항기들을 통해 적어도 부분적으로 방전 전류를 흐르게 함으로써 두 버스 라인들 사이에서 사전 설정되고 반드시 영과 상이할 필요는 없는 제2 전압 차이로서 설정되도록 하는데 적합하며, 상기 연결 장치는 적어도 사전 설정 가능하거나 사전 설정된 전환 조건이 존재할 경우 하나 이상의 적합한 추가 전류를 보냄으로써 버스 레벨들 중 하나 이상의 버스 레벨의 설정을 가속화하기 위한 하나 이상의 추가 수단을 포함한다.

Description

고속 데이터 전송률을 갖는 직렬 데이터 전송을 위한 장치 및 방법{DEVICE AND METHOD FOR SERIAL DATA TRANSMISSION AT A HIGH DATA RATE}

본 발명은 버스 시스템의 2개 이상의 서브스크라이버 사이에서 데이터를 고속 전송하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

예컨대 ISO 표준 11898로부터는 컨트롤러 영역 네트워크(CAN)뿐 아니라, "시간 트리거형 CAN"(TTCAN)으로서 지칭되는 CAN의 확장이 공지되었다. CAN에서 이용되는 미디어 액세스 제어 방법은 비트 중재를 기반으로 한다. 비트 중재의 경우 복수의 버스 서브스크라이버가 버스 시스템의 채널을 통해 데이터를 동시에 전송할 수 있으며, 이때 그로 인해 데이터 전송은 방해를 받지도 않는다. 또한, 버스 서브스크라이버들은 채널을 통한 비트 전송 시 채널의 논리 상태(0 또는 1)를 검출할 수 있다. 전송되는 비트의 값이 채널의 검출된 논리 상태에 상응하지 않는다면, 버스 서브스크라이버는 채널에 대한 액세스를 종료한다. CAN의 경우, 비트 중재는 통상적으로 채널을 통해 전송될 메시지 내부의 중재 필드에서 실행된다.

비트 중재에 의해서는 채널을 통한 메시지의 비파괴 전송이 달성된다. 그럼으로써 CAN의 우수한 실시간 특성이 제공되며, 그에 반해 일측의 버스 서브스크라이버로부터 전송되는 메시지가, 채널을 통한 전송 중에 타측의 스테이션으로부터 전송되는 추가 메시지와의 충돌로 인해 파괴될 수도 있는 미디어 액세스 제어 방법의 경우, 훨씬 더 바람직하지 못한 실시간 거동이 존재하는데, 그 이유는 충돌로 인해, 그에 따라 요구되는 메시지의 신규 전송으로 인해 데이터 전송의 지연이 발생하기 때문이다.

CAN의 프로토콜들은 특히 실시간 조건들 하에서 짧은 메시지들의 전송을 위해 적합하다. 더욱 큰 데이터 블록들이 CAN 도메인을 통해 전송되어야 한다면, 채널의 상대적으로 낮은 비트율이 제한 요인이 된다. 비트 중재의 정확한 기능을 보장하도록 하기 위해, 비트 전송을 위한 중재 동안 우선 버스 시스템의 확장, 채널 상에서의 신호 전파 속도 및 버스 서브스크라이버의 인터페이스 모듈들 내 내재성 처리 시간에 따르는 최소 기간이 엄수되어야 하는데, 그 이유는 모든 버스 서브스크라이버가 버스 상태(0 또는 1)의 통일된 이미지를 가지면서 버스 상태에 대해 동일한 권한으로 액세스해야 하기 때문이다.

그러므로 비트율은 추가 조치 없이는 개별 비트들의 기간을 감소시키는 것으로 증가될 수 없다. 채널 상의 신호 전파 속도는 실질적으로 확정되어 있으므로, 대개 더욱 짧은 비트 길이를 달성하고자 한다면, 버스 시스템의 더 적은 확장 또는 더 작은 내재성 처리 시간이 필요하다. 실질적으로 각각의 버스 레벨이 설정될 때까지 소요되는 시간이 내재성 처리 시간에 기여한다. 여기서 유념할 사항은, 우성 버스 레벨의 설정을 위해, 각각 전송하는 스테이션은 상응하는 종단(final stage)을 이용하여 상응하는 전압 차이를 형성하게 하는 전류를 버스로 보낸다는 점이다. 그에 반해 열성 버스 레벨은, 두 버스 라인들 사이의 전압 차이가 종단 저항기들을 통해 소멸하거나 우성 버스 레벨과는 다른 값으로 변경됨으로써 설정된다. 이와 같은 편차 값은 영(0)일 수 있지만, 영과 상이한 전압 차이일 수도 있다.

G. Cena 및 A. Valenzano는 "컨트롤러 영역 네트워크의 오버클록킹(Overclocking of controller area networks)" [Electronics Letters, 35권 22호(1999년), 1924쪽]에서 이론적인 측면에서, 효과적으로 달성되는 데이터 전송률에 대한 메시지의 부분 영역 내 버스 주파수의 오버클록킹 작용을 그 연구 대상으로 하고 있지만, 버스 주파수를 제한하는 요인, 예컨대 버스 서브스크라이버들의 인터페이스 모듈들 내 신호 전파 속도 및 내재성 처리 시간의 방법론 및 문제점에 대한 상세 내용은 다루고 있지 않다.

인용된 공보들로부터 확인된 사항은, 종래 기술이 모든 관점에서 만족스러운 결과를 제공하지는 않는다는 점이다.

본 발명의 과제는, 버스 서브스크라이버들, 예컨대 제어 장치들이 우성 및 열성 버스 레벨을 갖는 2 와이어 버스 시스템 내에서 상대적으로 더 짧은 시간 이내에 메시지들을 전송할 수 있도록 하는 장치를 제시하는 것에 있다.

설명한 과제는, 독립 청구항 제1항의 특징들을 포함하는 상기 장치와, 이 장치에서 이용되는 방법에 의해 해결된다

발명의 장점.

본 발명은, 내부적으로 제안되는 장치에 의해, 종래 기술의 CAN 네트워크에서 가능한 것보다 더 짧은 시간 이내에 메시지들이 전송될 수 있는 CAN 버스 시스템의 개선 실시예에 따라서 설명된다. 이를 위해, ISO 11898에 따른 CAN 표준에 비해 수정된 트랜시버가 제안된다. 본 발명은, 동일한 방식으로, 버스 레벨들 중 하나의 버스 레벨, 다시 말해 라인들 사이의 전압 차이가 종단 저항기들을 통해 전류를 흐르게 하는 것에 의해 설정되는 또 다른 버스 시스템들에서도 이용될 수 있다. 자명한 사실로서 설명되는 발명은 TTCAN 네트워크들에서도 적용할 수 있다.

설명한 과제는, 본 발명에 따르는 장치에서, 전송하는 스테이션이 적합한, 경우에 따라서는 추가적인 전류를 보냄으로써 열성 버스 레벨의 설정을 가속화하는 것을 통해 해결된다.

이 경우, 바람직하게는, 본 발명에 따르는 장치를 전환 가능하게 형성할 수 있으며, 그럼으로써 특정 상태에서만, 추가로 보내지는 전류 세기가 버스 레벨들의 설정을 위해 이용된다. 이처럼, 예컨대 본 발명에 따르는 방법은 전송할 메시지의 특정 섹션들에서만 적용될 수 있다. 또한, 그럼으로써, 동작이 진행되는 중에, 오늘날의 표준에 따르는 버스 통신과 가속화된 버스 통신 간에 전환할 수도 있다.

바람직하게는, 본 발명에 따르는 장치는 우성 버스 레벨에서 열성 버스 레벨로 전환 시 두 버스 라인들 사이에 정의된 전류를 보내며, 그럼으로써 목표 전압 차이는 열성의 경우에 더욱 빠르게 달성된다. 이 경우, 보내진 전류는 시간 제한에 의해, 또는 전력 제한에 의해, 또는 전압 차이의 측정 및 특정 임계값 도달 시 차단에 의해 제한될 수 있다. 이는 특히 또 다른 스테이션들이 우성 비트로 열성 버스 레벨을 덮어쓰기 할 수 있는 가능성을 보유해야만 하기 때문에 중요하다. 요컨대 이 경우는 중재 동안뿐 아니라 에러의 검출 시에도 2가지 예시만을 명명하도록 하기 위해 발생할 수 있다.

마찬가지로 바람직하게는, 본 발명에 따르는 장치는, 열성 버스 레벨에서 우성 버스 레벨로 전환 시에, 종래 기술로부터 공지된 장치들에 비해 보내지는 전류를 수정한다. 따라서, 관련된 전류가 상승되거나, 추가 전류가 병행하여 공급될 수 있다. 또한, 예컨대 시간 단위당 평균적으로 방출되는 전자기 방사선을 사전 설정된 한계 이내에서 유지하도록 하기 위해, 전류 세기의 감소와 그에 상응하게 상기 에지 변화의 감속도 적합할 수 있다. 또한, 이런 거동은 마찬가지로 전환 조건에 따라 이루어질 수 있다.

특히 바람직한 특징에 따라서, 본원의 장치는, 장치의 전환 조건이, 수신되는 데이터 신호들의 분석에 의해 스스로 결정되도록 형성된다. 마찬가지로 바람직하게는, 본원의 장치는 적합한 출력단을 통해 자체의 현재 스위칭 상태를 제어하는 컨트롤러로 피드백한다.

본 발명은 이하에서 도면에 따라 더욱 상세하게 설명된다.
도 1은 컨트롤러 및 버스 인터페이스들, 전원 공급 장치 및 접지로 향하는 입력단들 및 출력단들을 포함하는 종래 기술에 따르는 트랜시버의 개략적 블록 회로도이다.
도 2는 추가 전송 섹션 회로와 이 전송 섹션 회로의 전환을 위한 추가 입력단을 포함하는 본 발명에 따르는 장치의 개략적 블록 회로도이다.
도 3은 추가 전송 섹션 회로뿐 아니라, 입력단(TxD)에서 신호들의 분석에 따른 독립적인 전환을 위한 유닛을 포함하는 본 발명에 따르는 장치의 개략적 블록 회로도이다.
도 4는 전송 섹션 회로의 주요 부재들을 포함하는 종래 기술에 따르는 장치의 회로도 중 예시 부분이다.
도 5는 원래의 전송 섹션 회로와, 가속화 섹션 회로의 추가 부재들로 구성되는 수정된 전송 섹션 회로의 주요 부재들을 포함하는 본 발명에 따르는 장치의 회로도 중 예시 부분이다.
도 6은 원래의 전송 섹션 회로와, 가속화 섹션 회로의 추가 부재들로 구성되는 수정된 전송 섹션 회로의 주요 부재들을 포함하는 본 발명에 따르는 장치의 추가 실시예의 회로도 중 예시 부분이다.

하기에는 본 발명에 따르는 방법과 장치에 대한 실시예들이 설명된다. 상기 구체적인 예시들은 실시예의 설명을 위해 이용되지만, 발명의 사상의 범위를 제한하지는 않는다. 여기서 다루어지는 버스 시스템은 2 와이어 통신 버스로서 가정되고, 상기 2 와이어 통신 버스는 2개의 전도성 링크를 의미하며, 이들 전도성 링크의 전위 차이가 버스 신호를 나타낸다. 예컨대 두 라인 중 하나의 라인도 자동차의 차체 부분이면서 서로 전도 연결된 상기 차체 부분들에 의해 표현될 수 있다.

도 1에는 종래 기술로부터 공지된 것과 같은 장치(100)가 블록 회로도로 도시되어 있다. 상기 장치는 스위칭 부재들을 구비한 회로를 포함하며, 이 회로는 전송 섹션 회로(110)와 수신 섹션 회로(120)로 분할된다. 전송 섹션 회로와 수신 섹션 회로는 서로 연결될 수 있거나 공동의 스위칭 부재들을 포함할 수 있다. 또한, 상기 장치는 종래 기술의 트랜시버를 위한 보통의 가능한 단자, 예컨대 통신 버스(130)로의 연결을 위한 단자들(CANH, CANL)과, 통신 컨트롤러로부터 논리 데이터를 수신하고 통신 컨트롤러로 논리 데이터를 전송하기 위한 단자들(RxD 및 TxD)과, 공급 전압을 공급하기 위한 단자(Vcc)와, 접지를 제공하기 위한 GND를 포함한다. 추가의 가능한 단자들은 종래 기술에 따라 예컨대 활성화 입력단들(enable input), 웨이크업 입력단들, 대기 입력단들(standby input) 등을 포함할 수 있다. 상기 단자들은 본원에서 단순함을 위하여 생략하였다. 전송 섹션 회로(110)는 적어도 통신 컨트롤러의 전송 신호(TxD)를 기반으로 버스 단자들(CANH 및 CANL)을 위한 출력 신호들을 생성한다. 수신 섹션 회로(120)는 적어도 버스 단자들(CANH 및 CANL)의 입력 신호들의 차이를 기반으로 통신 컨트롤러를 위한 수신 신호(RxD)를 생성한다.

한편, 본 발명에 따르는 장치(200)는, 도 2에 도시된 특징에 따라서 종래 기술로부터 공지된 거동과 본 발명에 따라 가속화되는 거동 간에 전환하는 역할을 하는 추가 단자(ACCL)를 포함한다. 단자(ACCL)를 통해 신호가 판독 입력되고, 이 신호로부터는 유효한 전환 조건의 존재가 상기 본원의 장치에 의해 판독 출력된다. 이러한 단자는 추가 가속화 섹션 회로(210)와 연결되며, 이 가속화 섹션 회로는 그 외에 전송 섹션 회로(110)와도 연결된다.

가장 간단한 경우, ACCL 입력단의 분석은 다음과 같은 방식으로 이루어진다. 요컨대 ACCL 단자 상에 논리 참 조건이 존재한다면, 가속화 섹션 회로(210)는 전송 섹션 회로(110)로부터 수신된 신호들을 기반으로 출력 신호들을 생성한다. ACCL 단자 상에 논리 거짓 조건이 존재한다면, 가속화 섹션 회로(210)는 비활성화된다. 또한, 본 발명에 따르는 장치가 유효한 전환 조건을 도출하도록 하기 위해, ACCL 단자에 존재해야만 하는 원하는 또 다른 신호, 또는 신호들의 시퀀스도 결정될 수 있다. 또한, 예컨대 이를 위해 제공된 레지스터에서 본원의 장치가 유효한 전환 조건이 존재하는 것으로 해석하게 되는 값이 유도됨으로써 상기 신호를 구성 가능하게 형성할 수 있다.

가속화 섹션 회로(210)는 버스 단자들(CANH 및 CANL)에 액세스하며, 그럼으로써 유효한 전환 조건이 존재할 경우, 전송 섹션 회로(110)에 의해 생성된 출력 신호들은 가속화 섹션 회로(210)에 의해 생성된 출력 신호들에 의해 수정된다. 전송 섹션 회로(110)와 가속화 섹션 회로(210)의 조합은 수정된 전송 섹션 회로(220)로서 간주될 수 있으며, 이런 점은 도 2에 파선으로 표시되어 있다. 상기 전송 섹션 회로(220)를 위한 실시예들은 도 5 내지 도 6에서 제공된다.

본 발명에 따르는 장치(300)의 또 다른 실시예는 도 3에 도시되어 있다. 이 경우, 상기 본원의 장치는 도 2에 따른 전환 입력단(ACCL)을 포함하지 않고 구성된다. 그 대신, 상기 본원의 장치는, 도시된 경우 단자(TxD) 및 가속화 섹션 회로(210)와 연결되어, 본 발명에 따라 가속화된 모드로의 상기 본원의 장치의 전환을 독립적으로 결정하도록 장착되는 분석 수단(310)을 포함한다.

이를 위해, 분석 수단(310)은 본원의 장치가 통신 컨트롤러부터 획득하는, 입력 신호들, 다시 말해 바람직하게는 도 3에 도시된 것처럼 TxD 신호를 분석하고, 그로부터 가속화 섹션 회로(210)를 위한 제어 신호를 생성한다. 통신 컨트롤러로부터 수신된 데이터 신호들의 분석은 예컨대 수신된 신호들 내부의 시간 비트 길이의 검출, 메시지 내부의 식별 표시의 분석, 또는 메시지 내부의 시간 비트 길이의 전환 시점의 검출을 포함할 수 있다. 분석 수단(310)에 의해 생성된 제어 신호에 대해서는, ACCL 단자에서의 입력 신호에 대해 도 2와 관련하여 설명한 사항이 유사하게 적용된다. 가장 간단한 경우, 제어 신호는 논리 참 또는 거짓 조건을 포함한다. 분석 수단(310)이 제어 신호로서 논리 참을 생성한다면, 가속화 섹션 회로(210)는 전송 섹션 회로(110)로부터 수신된 신호들을 기반으로 출력 신호들을 생성한다. 논리 거짓 조건이 존재한다면, 가속화 섹션 회로(210)는 비활성화된다. 다시 말해, 분석 수단(310)이 생성하는 제어 신호에 따라, 전송 섹션 회로(110)에 의해 생성된 출력 신호들은 가속화 섹션 회로(210)에 의해 생성된 출력 신호들에 의해 수정되거나 수정되지 않는다. 제어 신호의 경우, 도 2에서 설명한 것처럼, 자연히 전환 조건의 존재를 유도하도록 하기 위해 분석이 필요할 수도 있다. 이는 구성 가능한 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 분석 수단(310)은, 전송 신호(TxD)의 분석에 추가되거나 대체되는 방식으로, 예컨대 수신 신호(RxD), 및/또는 버스 단자들(CANH, CANL)에 인가된 신호들의 분석을 통해, 가속화 섹션 회로(210)를 활성화시키는 자체의 출력 신호를 획득할 수도 있다. 이를 위해, 자연히 분석 수단은 상응하는 링크들을 통해, 분석할 신호들에 대해 액세스할 수 있어야 한다. 여기서도 수신된 데이터 신호들의 분석은, 수신된 신호들 내부의 시간 비트 길이의 검출, 메시지 내부의 식별 표시의 분석, 또는 메시지 내부의 시간 비트 길이의 전환 시점의 검출도 포함할 수 있다. 본 실시예에 따라, 본원의 장치는 예컨대 감소된 비트 길이를 갖는 가속화된 메시지의 전송 시도 시뿐 아니라 그 수신 시에도 본 발명에 따라 가속화된 모드로의 전환을 통해 반응할 수 있다. 종래 기술의 트랜시버들은 빈번히, 버스 단자들(CANH, CANL)에서 신호들을 분석하고 그로부터 웨이크업 요구를 유도하는 웨이크업 논리를 포함한다. 바람직하게는, 분석 수단(310)은, 상기 유형의 웨이크업 논리가 본 발명에 따르는 장치에 마찬가지로 제공되는 점에 한해서, 상기 웨이크업 논리 내에 통합될 수 있다. 본 발명에 따르는 장치들의 웨이크업 기능은 하기에서 계속 더 상세하게 설명된다.

대체되는 방식으로, 본 발명에 따르는 장치의 전환이 완전하게 배제될 수도 있고, 영구적으로 본 발명에 따라 가속화된 방법이 적용될 수도 있다. 마찬가지로 상세하게 도시되지 않은 상기 실시예는 도 2의 장치(200)로부터 ACCL 단자를 생략하는 것을 통해, 또는 지속적인 참 조건을 인가하는 것을 통해 제공된다.

본 발명에 따르는 장치(200 또는 300)는, 가속화 섹션 회로(210)가 우성 버스 레벨에서 열성 버스 레벨로 전환되는 경우 그에 상응하게 제공되고 영(0)과 동일하거나 영(0)과 상이할 수 있는 전압 차이의 설정을 가속화하는 방식으로 구성될 수 있다. 이는 특히 바람직한데, 그 이유는, 열성 레벨을 위해 제공된 전압 차이가 가속화 섹션 회로 없이 종단 저항기들을 통해 신호 라인으로 흐르는 방전 전류를 통해서만 설정되므로, 상기 에지 변화가 종래 기술로부터 공지된 장치들에서는 상대적으로 저속으로 개시되기 때문이다.

또한, 또 다른 실시예에 따라, 본 발명에 따르는 장치는, 추가로 또는 전적으로 열성 버스 레벨에서 우성 버스 레벨로 전환 시 전압 차이의 설정이 가속화되도록 구성될 수 있다. 이를 위해, 추가 가속화 섹션 회로(211)가 제공될 수 있거나, 또는 섹션 회로들(110 및 210) 중 하나 이상의 섹션 회로의 거동은 상기 섹션 회로가 전환에 따라 우성 버스 레벨의 설정을 위해 필요한 전류를 더욱 강하게 보내는 방식으로 수정될 수 있다. 또한, 이 경우를 위해, 에지 변화의 양방향에 대해 가속화를 개별적으로 활성화할 수 있도록 하기 위해, 장치(200)에 대해 수정된 전송 섹션 회로(220)를 위한 추가 전환 입력단(ACCL2)이 제공되거나, 또는 장치(300)에 대해서는 분석 수단(310)과 수정된 전송 섹션 회로(220) 사이에 별도의 링크가 제공될 수 있다.

도 4에는 종래 기술에 따르는 장치의 전송 섹션 회로(110)의 개략적인 구성의 예시가 도시되어 있다. 상기 전송 섹션 회로는 실질적으로 드라이버 모듈(400)로 구성되고, 이 드라이버 모듈의 2개의 출력단은 각각 트랜지스터(T1 또는 T2)를 통해 2개의 버스 라인(CANH, CANL)의 레벨을 제어한다. 전송 신호(TxD)는 드라이버 모듈(400)에 의해 적합한 방식으로 수정되며, 그럼으로써 논리 0이 인가된 경우 하류에 연결된 트랜지스터 회로는 버스 단자(CANH)를 전위(V_CANH)로 연결하고 버스 단자(CANL)는 전위(V_CANL)로 연결하며(우성 버스 레벨), 그에 반해 논리 1이 인가된 경우에는 하류에 연결된 트랜지스터 회로(T1, T2)가 다이오드들(D1 및 D2)과 연결되어 차단하고 버스 라인들은 라인 말단들에서 종단 저항기들(미도시)을 통해 자체의 전위를 거의 영(0)의 차이 전압을 갖는 열성 버스 레벨로 조정한다. 종래 기술의 대체되는 특징("저속 CAN")에 따라서 열성의 경우 버스 라인들은 영(0)과 유의적으로 상이한 차이 전압으로 존재한다.

한편, 도 5에는, 원래의 전송 섹션 회로(110)가 가속화 섹션 회로(210)의 추가 스위칭 부재들에 의해 보충되어 있는 수정된 전송 섹션 회로(220)의 실시예가 개략적으로 도시되어 있다. 추가 스위칭 부재들은 드라이버 모듈의 각각의 출력단에, 전환 신호(ACCL)에 의해 스위칭 가능한 반전 스위칭 부재(I3 및 I4)뿐 아니라, 하류에 연결되고 예컨대 에지 트리거링되는 펄스 발생기들(P3 및 P4)을 각각 포함한다. 물론, 에지 트리거링되는 펄스 발생기들 대신, 예컨대 임계값 트리거링되는 펄스 발생기들과 같은 당업자에게 공지된 또 다른 펄스 발생기들도 이용될 수 있다. 출력 펄스는 논리 0에서 논리 1로 (우성에서 열성으로) 에지 변화 후에 펄스 발생기의 입력단에서 트리거링된다. 펄스 발생기들의 출력단들은, 다이오드들(D3 및 D4)을 통해 전위원들(V_CANH 및 V_CANL)과 버스 라인들(CANH, CANL)을 연결하는 트랜지스터들(T3, T4)을 위한 게이트 전압을 공급한다.

스위칭 부재들(I3 및 I4)에서 전환 신호(ACCL)[또는 분석 수단(310)으로부터 출력되는 전환 신호]에 의한 활성화가 존재한다면, 상기 스위칭 부재들은 입력 신호에 대해 반전된 출력 신호를, 본 예시에서는 에지 트리거링되는 펄스 발생기들(P3 및 P4)로 공급하며, 이들 펄스 발생기는 적합한 게이트 전압을 인가함으로써 단기간에 트랜지스터들(T3, T4)을 저오옴으로 스위칭한다. 활성화가 존재하지 않으면, 전체 회로는 비활성화되고 버스 레벨에 영향을 미치지 않는다.

다시 말하면, 상기 회로 구성으로, 트랜지스터(T1)가 드라이버 모듈(400)의 신호에 의해 고오옴으로 스위칭된다면, 트랜지스터(T3)는 단기간에 저오옴이 되며, 이와 유사하게 트랜지스터(T2)가 고오옴으로 스위칭된다면, 트랜지스터(T4)는 단기간에 저오옴이 된다. 이처럼, 가속화 섹션 회로(210)는 버스 라인들(CANH, CANL)의 레벨에 영향을 준다. 특히 트랜지스터들(T3, T4)과 다이오드들(D3, D4)로 구성되는 조합은, 라인 레벨이 전송 섹션 회로(110)에 의한 것처럼 정확히 반전되어 보내지도록 선택된다.

펄스 폭 제한과 조합되는, 드라이버 모듈의 출력 신호의 반전을 통해, 우성 버스 상태에서 열성 버스 상태로 전환 시 T1과 D1 또는 T2와 D2로 이루어진 회로가 차단되는 동안 짧은 시간 동안 버스 라인(CANH)이 트랜지스터(T4) 및 다이오드(D4)를 통해 전위(V_CANL)와 저오옴으로 연결되고 버스 라인(CANL)은 트랜지스터(T3) 및 다이오드(D3)를 통해 전위(V_CANH)와 저오옴으로 연결되는, 목표하는 거동이 달성된다. 펄스 지속 시간을 적합하게 선택한 경우, 회로를 통해 열성 버스 레벨의 설정이 가속화되며, 이때 예컨대 열성 버스 레벨의 덮어쓰기 가능성과 같은 특성들은 중재의 범위에서, 또는 에러의 검출 시에도 다른 제어 장치들에 의해 소실되지도 않는다.

반대의 경우, 다시 말하면 열성 버스 레벨에서 우성 버스 레벨로 전환 시, 도 5에 도시된 실시예의 경우, 전송 섹션 회로(110)의 거동은 설명한 가속화 섹션 회로(210)의 부가에 의해 실질적으로 변경되지 않는다. 이 경우 트랜지스터들(T1, T2)은 적합한 게이트 전압에 의해 저오옴으로 스위칭되는 반면에, T3 및 T4를 위한 게이트 전압은 인버터들(I3, I4) 및 펄스 발생기들(P3, P4)에 의해, 고오옴 거동을 야기하는 값으로 유지되는데, 그 이유는 펄스 발생기들이 논리 0에서 논리 1로의 에지 변화에 의해서만 트리거링되기 때문이다. 열성 버스 레벨에서 우성 버스 레벨로 전환 시 마찬가지로 가속화가 달성되어야 한다면, 하기에서 도 6과 관련하여 설명되는 것처럼, 예컨대 드라이버 모듈이 수정될 수 있다.

도 6에는, 본 발명에 따르는 거동이 적합하게 수정된 드라이버 모듈(600)의 이용에 의해 어떻게 달성될 수 있는지가 도시되어 있다. 드라이버 모듈은 분석 수단(310)으로부터 출력되는 전환 신호에 의해, 드라이버 모듈이 자체 거동을 본 발명에 따라 가속화된 거동으로 전환하는 방식으로 활성화된다. 드라이버 모듈은 예컨대 가속화 섹션 회로(210)의 반전된 출력단들을 포함하며, 가속화 섹션 회로는 예컨대 에지 또는 임계값 트리거링되는 펄스 발생기들(P3, P4)을 이용하여 짧은 게이트 전압을 트랜지스터들(T3, T4)로 인가한다. 여기에 도시된 변형예에서, 펄스 발생기들은 여전히 별도로 도시되어 있다. 또한, 도시되지 않은 실시예에 따라, 상기 펄스 발생기들은 드라이버 모듈 내에 통합될 수 있으며, 그럼으로써 드라이버 모듈은 직접적으로 상응하는 게이트 전압의 공급을 통해 단기간에 트랜지스터들(T3 및 T4)을 저오옴이 되게 한다. 또한, 자명한 사실로서, 도 6과 달리, 전환은 외부 전환 신호(ACCL)에 의해 이루어질 수도 있다. 그 외에, 수정된 드라이버 모듈(600)은 전환 신호에 따라 추가로 또는 전적으로, 트랜지스터들(T1 및 T2)에 관련하는 출력 전압들을 매칭시킬 수 있으며, 그럼으로써 열성 버스 레벨에서 우성 버스 레벨로의 전환이 가속화된다. 이미 앞서 언급한 것처럼, 마지막에 설명한 거동은 최초에 설명한 거동과 무관하게 별도의 전환 신호에 의해 활성화될 수 있다.

설명한 실시예들에서는, 펄스 발생기들(P3, P4)로부터 공급되고 트랜지스터들(T3, T4)로 인가되는 게이트 전압들이 적합하게 짧다는 점을 기초로 하였다. 이는 그에 상응하는 사전 설정 또는 사전 제어에 의해 달성될 수 있다. 또한, 본원의 장치에, 예컨대 게이트 전압의 인가 기간, 전달되는 전하량, 전류 세기, 전기 출력, 또는 전위원들(V_CANH, V_CANL)에서 버스 라인들(CANH, CANL)로 흐르는 전류의 인가된 에너지를 검출하는 검출 수단들이 제공될 수 있고, 검출된 변수(들)에 따라 트랜지스터들(T3 및 T4)에 대한 게이트 전압들의 인가 기간이 설정되거나, 또는 임계값에 도달할 경우 전압은 차단될 수 있다. 버스 라인들(CANH, CANL)에 위치하는 전압 전위가 예컨대 다이오드들(D3 및 D4)에서 측정되고 상기 값들에 따라서 펄스 폭이 설정되거나, 임계값에 도달할 경우 전압이 차단되는 추가 실시예들이 제공될 수 있다.

그 외에, 본 발명에 따르는 장치는, 바람직한 실시예에 따라, 추가 출력단을 포함할 수 있고, 이 출력단을 통해 현재 존재하는 모드(가속화/비가속화)가 예컨대 통신 컨트롤러 또는 다른 스위칭 부재들로 피드백된다. 상기 피드백은 바람직하게는 본원의 장치가 가속화된 모드로 성공적으로 전환되었을 때에만 통신 컨트롤러가, 가속화된 데이터를 단자(TxD)를 통해 본원의 장치로 전송하는 점을 보장하도록 하기 위해 이용될 수 있다.

또한, 본 발명에 따르는 장치는 바람직한 실시예에 따라서, 버스 라인들(CANH, CANL)에 인가된 신호들의 분석을 통해 스스로 웨이크업 또는 활성화될 수 있을 뿐 아니라, 연결된 스위칭 부재들, 예컨대 통신 컨트롤러 또는 마이크로 프로세서의 경우 웨이크업 과정을 유도할 수 있도록 설치될 수 있다. 본 발명에서 설명되는 것과 같은 장치들은, 통상적으로 활성 상태 및 차단된 상태 외에도, 하나 이상의 추가 상태, 즉 전력 소모량이 실질적으로 최소화되는 슬리핑 동작 상태를 포함한다. 슬리핑 상태로부터 웨이크업을 위해, 별도의 웨이크업 라인과 연결되는 별도의 입력단이 본원의 장치에 제공될 수 있다. 또한, 버스 라인들(CANH, CANL)을 통해서도 웨이크업 과정이 유도될 수 있다.

슬리핑 상태에서, 본 발명에 따르는 장치는, 가장 간단한 경우 버스 상태를 감시하고, 우성 버스 레벨의 발생이 확인되면 웨이크업 과정이 실행된다. 그 다음 본원의 장치는 한편으로 스스로 활성화되고, 다른 한편으로는 연결된 스위칭 부재들, 예컨대 통신 컨트롤러 또는 마이크로 프로세서를 적합한 신호를 통해 활성화시킬 수 있다. 또한, 본원의 장치는, 슬리핑 상태에서 여전히 버스에 인가된 메시지들을 분석하는 능력을 유지하며, 그리고 예컨대 데이터 필드 내부에 사전 설정된 메시지, 또는 사전 설정된 주소를 포함하는 메시지, 또는 특정 식별 표시를 포함하는 메시지의 수신 시에만 슬리핑 상태를 야기하도록 하는 것을 특징으로 할 수 있다. 또한, 본원의 장치가 우선 우성 버스 레벨의 확인 시 예컨대 이를 위해 제공된 발진기의 시동을 통해 버스 상에 인가된 메시지를 분석하는 능력을 발휘하는 중간 상태로 전환되는, 2단으로 구성된 장치도 가능하다. 이 경우, 사전 설정된 메시지, 또는 사전 설정된 주소를 포함하는 메시지, 또는 특정 식별 표시를 포함하는 메시지의 검출 시, 본원의 장치는 완전하게 웨이크업되거나 활성화된다. 또한, 추가로 또는 독자적으로 통신 컨트롤러나 마이크로 프로세서와 같은 연결된 스위칭 부재들의 활성화가, 버스 상에서 수신되는 메시지의 확정된 코드, 주소 또는 그 내용에 따라 결정되게 하는 가능성도 존재한다. 이처럼 적합한 메시지를 통한 버스 서브스크라이버들의 선택적인 웨이크업이 실현될 수 있다.

본 발명에 따르는 장치들에서, 선택적인 웨이크업의 경우, 버스 상에 인가된 메시지의 부분들에 관계하는 점에 한해서, 유념할 사항은, 본원의 장치가 슬리핑 상태에서도 가속화된 메시지 섹션들을 검출하고 경우에 따라 디코딩할 수 있어야 한다는 점이다.

Claims

2 와이어 통신 버스(130)에 버스 서브스크라이버를 연결하기 위한 연결 장치(200)이며,
상기 버스 서브스크라이버는 상기 연결 장치가 이용되는 조건에서 버스 라인들(CANH, CANL) 상에서 우성 및 열성 버스 레벨들의 시퀀스로서 표현되는 메시지들을 버스에 연결된 추가 버스 서브스크라이버로 전송할 수 있고 상기 추가 버스 서브스크라이버로부터 수신할 수 있고,
상기 연결 장치는 제1 전류를 보냄으로써 두 버스 라인들 사이에서 사전 설정된 제1 전압 차이의 형태로 우성 버스 레벨을 설정하기 위한 제1 수단들(110)을 포함하며,
상기 연결 장치는 열성 버스 레벨이, 버스 라인들과 연결된 종단 저항기들을 통해 적어도 부분적으로 방전 전류를 흐르게 함으로써 두 버스 라인들 사이에서 사전 설정되고 반드시 영과 상이할 필요는 없는 제2 전압 차이로서 설정되도록 하는데 적합한, 서브스크라이버 연결 장치에 있어서,
상기 연결 장치는 적어도 사전 설정 가능하거나 사전 설정된 전환 조건이 존재할 경우 하나 이상의 적합한 추가 전류를 보냄으로써 버스 레벨들 중 하나 이상의 버스 레벨의 설정을 가속화하기 위한 하나 이상의 추가 수단(210)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 서브스크라이버 연결 장치.
제1항에 있어서, 상기 추가 수단들(210) 중 하나 이상의 추가 수단은, 종단 저항기들을 통한 방전 전류에 병행하여 제2 전류를 보냄으로써 열성 버스 레벨의 설정을 가속화하기에 적합한 것을 특징으로 하는, 서브스크라이버 연결 장치.
제2항에 있어서, 상기 제2 전류는 전압 차이 및/또는 사전 설정 가능한 시간에 대한 임계값에 도달할 때까지, 그리고/또는 전기 출력에 대한 임계값에 도달할 때까지 보내지는 것을 특징으로 하는, 서브스크라이버 연결 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 추가 수단들(210) 중 하나 이상의 추가 수단은, 제1 전류의 전류 세기를 변경하거나, 제1 전류에 병행하여 추가 전류를 보냄으로써 우성 버스 레벨의 설정을 수정하기에 적합한 것을 특징으로 하는, 서브스크라이버 연결 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 사전 설정되거나 사전 설정 가능한 전환 조건이 존재할 경우 가속화가 실행되며, 전환 조건의 수신을 위해 적합한 입력단(ACCL)이 상기 연결 장치에 제공되는 것을 특징으로 하는, 서브스크라이버 연결 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 사전 설정되거나 사전 설정 가능한 전환 조건이 존재할 경우 가속화가 실행되며, 상기 전환 조건은 상기 연결 장치에 제공되는 분석 수단(310)에 의해, 상기 연결 장치가 전송을 위해 통신 컨트롤러 또는 마이크로 컨트롤러로부터 수신하는 데이터 신호들을 분석하는 것을 통해 결정되는 것을 특징으로 하는, 서브스크라이버 연결 장치.
제6항에 있어서, 사전 설정되거나 사전 설정 가능한 전환 조건이 존재할 경우 가속화가 실행되며, 상기 연결 장치의 전환 조건은 버스 라인들로부터 수신된 데이터 신호들의 분석에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는, 서브스크라이버 연결 장치.
제7항에 있어서, 상기 분석은 적어도 메시지 내부의 전환 시점의 검출, 또는 메시지 내부의 식별 표시의 분석, 또는 시간 비트 길이의 검출을 포함하는 것을 특징으로 하는, 서브스크라이버 연결 장치.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연결 장치가 버스 레벨의 가속화된 설정을 위해 전환되는지의 여부에 대한 정보를, 제어하는 통신 컨트롤러 또는 마이크로 컨트롤러로 피드백하기 위해, 적합한 출력단이 상기 연결 장치에 제공되는 것을 특징으로 하는, 서브스크라이버 연결 장치.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연결 장치는 에너지 요구량이 감소된 제1 상태를 취할 수 있으며, 이 제1 상태로부터 상기 연결 장치는 원하는 메시지 또는 사전 설정되거나 사전 설정 가능한 메시지에 의해 제2 활성 상태로 전환될 수 있는 것을 특징으로 하는, 서브스크라이버 연결 장치.
제10항에 있어서, 상기 연결 장치는 제1 상태에서, 수신된 메시지들이 가속화되거나 가속화되지 않은 방식으로 전송되는지의 여부와 무관하게, 상기 수신된 메시지들을 사전 설정되거나 사전 설정 가능하고 상기 연결 장치로 향하는 웨이크업 메시지로서 검출하고, 상기 웨이크업 메시지의 수신 시 스스로 제2 상태를 취하면서 연결된 컴포넌트들을 활성화하도록 설치되는 것을 특징으로 하는, 서브스크라이버 연결 장치.
제10항에 있어서, 상기 연결 장치는 제1 상태에서, 원하는 메시지들을 수신할 경우, 후속 수신된 메시지들이 가속화되거나 가속화되지 않는 방식으로 전송되는지의 여부와 무관하게 상기 후속 수신된 메시지들을, 사전 설정되거나 사선 설정 가능하고 상기 연결 장치로 향하는 웨이크업 메시지로서 검출할 수 있도록 설치되며, 상기 연결 장치는 제3 상태에서, 상기 연결 장치로 향하는 웨이크업 메시지의 수신 시 스스로 제2 상태를 취하면서 연결된 컴포넌트들을 활성화하도록 설치되는 것을 특징으로 하는, 서브스크라이버 연결 장치.
2 와이어 통신 버스(130)를 통해 버스 서브스크라이버들 사이에서 메시지들을 전송하기 위한 방법이며,
메시지들은 버스 라인들(CANH, CANL) 상에서 우성 및 열성 버스 레벨들의 시퀀스로서 표현되고,
우성 버스 레벨은 제1 전류를 보냄으로써 두 버스 라인들 사이에서 사전 설정된 제1 전압 차이의 형태로 설정되고,
열성 버스 레벨은 버스 라인들과 연결된 종단 저항기들을 통해 적어도 부분적으로 방전 전류를 흐르게 함으로써 두 버스 라인들 사이에서 사전 설정되고 반드시 영(0)과 상이할 필요는 없는 제2 전압 차이로서 설정되는, 상기 메시지 전송 방법에 있어서,
적어도 사전 설정 가능하거나 사전 설정된 전환 조건이 존재할 경우 상기 버스 레벨들 중 하나 이상의 버스 레벨의 설정은 하나 이상의 적합한 추가 전류를 보내는 것을 통해 가속화되는 것을 특징으로 하는, 메시지 전송 방법.
제13항에 있어서, 열성 버스 레벨의 설정은 종단 저항기들을 통한 방전 전류에 병행하여 제2 전류를 보내는 것을 통해 가속화되는 것을 특징으로 하는, 메시지 전송 방법.
제14항에 있어서, 제2 전류는 전압 차이 및/또는 사전 설정 가능한 시간에 대한 임계값에 도달할 때까지, 그리고/또는 전기 출력에 대한 임계값에 도달할 때까지 보내지는 것을 특징으로 하는, 메시지 전송 방법.
제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 우성 버스 레벨의 설정은 제1 전류의 전류 세기를 변경하는 것을 통해, 또는 제1 전류에 병행하여 추가 전류를 보내는 것을 통해 수정되는 것을 특징으로 하는, 메시지 전송 방법.
제13항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 사전 설정되거나 사전 설정 가능한 전환 조건이 존재할 경우 가속화가 실행되는 것을 특징으로 하는, 메시지 전송 방법.
제13항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 메시지 전송 방법이 버스 레벨의 가속화된 설정을 위해 활성화되는지의 여부에 대한 정보가, 제어하는 통신 컨트롤러나 마이크로 컨트롤러로 피드백되는 것을 특징으로 하는, 메시지 전송 방법.
제13항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 버스 서브스크라이버들은 에너지 요구량이 감소된 제1 상태를 취할 수 있으며, 상기 제1 상태로부터 상기 버스 서브스크라이버들이 원하는 메시지에 의해, 또는 사전 설정되거나 사전 설정 가능한 메시지에 의해 제2 활성 상태로 전환될 수 있는 것을 특징으로 하는, 메시지 전송 방법.
제19항에 있어서, 버스 서브스크라이버들은 제1 상태에서, 수신된 메시지들이 가속화되거나 가속화되지 않는 방식으로 전송되는지의 여부와 무관하게, 상기 수신된 메시지들을, 사전 설정되거나 사전 설정 가능하고 버스 서브스크라이버로 향하는 웨이크업 메시지로서 검출하고 상기 웨이크업 메시지의 수신 시 제2 상태를 취할 수 있는 것을 특징으로 하는, 메시지 전송 방법.
제10항에 있어서, 버스 서브스크라이버들은 제1 상태에서 원하는 메시지들의 수신 시 제3 상태를 취하고, 이 제3 상태에서 상기 버스 서브스크라이버들은, 후속 수신된 메시지들이 가속화되거나 가속화되지 않는 방식으로 전송되는지의 여부와 무관하게, 상기 후속 수신된 메시지들을, 사전 설정되거나 사전 설정 가능하고 상기 버스 서브스크라이버들로 향하는 웨이크업 메시지로서 검출할 수 있으며, 상기 버스 서브스크라이버들은 제3 상태에서 상기 버스 서브스크라이버들로 향하는 웨이크업 메시지의 수신 시 제2 상태를 취하는 것을 특징으로 하는, 메시지 전송 방법.