KR20210100703A

KR20210100703A - 직렬 버스 시스템의 가입자국용 중첩 검출 유닛, 그리고 직렬 버스 시스템에서의 통신 방법

Info

Publication number: KR20210100703A
Application number: KR1020217021733A
Authority: KR
Inventors: 슈테펜 워커; 아르투어 무터
Original assignee: 로베르트 보쉬 게엠베하
Priority date: 2018-12-13
Filing date: 2019-12-11
Publication date: 2021-08-17
Also published as: EP3895384A1; US20220060353A1; WO2020120550A1; DE102018221679A1; EP3895384B1; PL3895384T3; CN113169917B; US11831465B2; CN113169917A

Abstract

본 발명은 직렬 버스 시스템(1)의 가입자국(20; 30)을 위한 중첩 검출 유닛(230; 330) 및 직렬 버스 시스템(1)에서의 통신 방법에 관한 것이다. 상기 중첩 검출 유닛(230; 330)은, 메시지(45; 46)를 송신하기 위한 버스 시스템(1)의 가입자국들(20, 30)의 버스 상태들(401, 402)이 버스(40) 상의 제1 통신 단계(467)에서 제1 물리 계층에 의해 생성되고, 제2 통신 단계(468)에서는 제1 물리 계층과 상이한 제2 물리 계층에 의해 생성되는 버스 시스템(1)의 버스(40) 상에서의 버스 상태들(401, 402)을 검출하기 위한 충돌 검출 블록(233)을 포함하며; 충돌 검출 블록(233)은, 제2 통신 단계(468)에서의 버스 상태들(401, 402)이 제1 물리 계층과 제2 물리 계층의 중첩 또는 2개의 제2 물리 계층의 중첩에 상응하는 레벨을 갖는지를 나타내는 값을 갖는 신호(S_D, rxd_SW)를 생성하도록 형성되며, 이 경우 충돌 검출 블록(233)은 가입자국(20; 30)을 위한 신호(S_D, rxd_SW)를 출력하도록 형성된다.

Description

직렬 버스 시스템의 가입자국용 중첩 검출 유닛, 그리고 직렬 버스 시스템에서의 통신 방법

본 발명은 직렬 버스 시스템의 가입자국을 위한 중첩 검출 유닛(overlap detection unit) 및 직렬 버스 시스템에서의 통신 방법에 관한 것으로, 상기 중첩 검출 유닛 및 상기 방법에 의해서는 선택적으로 제1 통신 프로토콜 또는 제2 통신 프로토콜에 따라 버스 시스템에서의 통신이 가능하며, 제2 통신 프로토콜에 따른 통신은 제1 통신 프로토콜 및 또 다른 물리 계층을 이용하는 경우보다 더 높은 비트 레이트로 수행된다.

현재, 예컨대 차량에서, 센서들과 제어 장치들 간의 통신을 위해, 데이터가 CAN FD를 사용하는 CAN 프로토콜 규격으로서의 표준 ISO11898-1:2015에 따른 메시지로서 전송되는 버스 시스템이 점점 더 빈번하게 사용되고 있다. 메시지는 센서, 제어 장치, 인코더 등과 같은 버스 시스템의 가입자국들 간에 전송된다. 이 경우, CAN FD는 현재 차량에서 도입 단계, 즉, 대개 데이터 필드의 비트 전송 시 2Mbit/s의 데이터 비트 레이트, 그리고 모든 다른 비트, 특히 중재 필드(arbitration field)의 비트 전송 시에는 500kbit/s의 중재 비트 레이트를 갖는 제1 단계에서 사용되고 있다.

중재 필드를 전송할 때뿐만 아니라 데이터 필드를 전송할 때에도, 비트 전송 계층 또는 공지된 OSI 모델(OSI: Open Systems Interconnection Model)의 계층 1에 상응하는 동일한 물리 계층이 이용된다. 이 경우, 2개의 버스 상태로 구분되며, 요컨대 (논리 0 또는 디지털 0에 상응하는) "우성(dominant)"과 (논리 1 또는 디지털 1에 상응하는) "열성(recessive)"으로 구분된다. 열성 버스 상태는 능동적으로 구동되지 않기 때문에, 열성 버스 상태는 우성 버스 상태에 의해 덮어쓰기될 수 있으며, 그럼으로써 중재가 가능해진다. 그러나 열성 버스 상태는 버스 시스템의 종단 저항들에 의해 상대적으로 저속으로만 조정된다. 이는 한편으로 더 빠른 데이터 전송을 방해한다. 그러나 다른 한편으로 전술한 표준 ISO11898-1:2015에 따른 중재는, 데이터 필드의 전송 동안 가입자국들 중 하나만이 자신의 데이터를 충돌없이 배타적으로 송신하는 것을 보장한다. 그렇게 하여, 데이터는 중재에 따라 상대적으로 더 확실하게 반복 없이 버스를 통해 전송될 수 있다. 이는 전체적으로 데이터 전송의 가속화에 기여한다.

즉, 중재의 이점이 유지되어야 함에도 전송률은 종래보다 훨씬 더 많이 높아져야 한다면, 전술한 표준 ISO11898-1:2015에 준하는 중재 시 느린 전송률의 단점을 줄이는 해결책을 찾아내야 한다. 이 경우, 기존 버스 시스템들의 간단한 마이그레이션(migration)을 위해, 여전히 기존 CAN 프로토콜 규격에 따라 동작하는 가입자국들은 이미 승계 CAN 프로토콜 규격(succession CAN protocol specification)에 따라 통신하는 가입자국들과도 버스 시스템 내에 공존할 수 있어야 한다.

그러므로 본 발명의 과제는, 앞에서 언급한 문제들을 해결하는 직렬 버스 시스템의 가입자국을 위한 중첩 검출 유닛 및 직렬 버스 시스템에서의 통신을 위한 방법을 제공하는 것이다. 특히, 본 발명의 과제는, 표준 ISO11898-1:2005에 따라 또는 승계 CAN 프로토콜 규격에 따라 통신하는 가입자국들의 공존도 가능한 직렬 버스 시스템의 가입자국을 위한 중첩 검출 유닛 및 직렬 버스 시스템에서의 통신을 위한 방법을 제공하는 것이다.

상기 과제는, 청구항 제1항의 특징들을 갖는 직렬 버스 시스템의 가입자국을 위한 중첩 검출 유닛을 통해 해결된다. 상기 중첩 검출 유닛은, 메시지를 송신하기 위한 버스 시스템의 가입자국들의 버스 상태들이 버스 상의 제1 통신 단계에서 제1 물리 계층에 의해 생성되고, 제2 통신 단계에서는 제1 물리 계층과 상이한 제2 물리 계층에 의해 생성되는 버스 시스템의 버스 상에서의 버스 상태들을 검출하기 위한 충돌 검출 블록을 포함하며, 충돌 검출 블록은, 제2 통신 단계에서의 버스 상태들이 제1 물리 계층과 제2 물리 계층의 중첩 또는 2개의 제2 물리 계층의 중첩에 상응하는 레벨을 갖는지를 나타내는 값을 갖는 신호를 생성하도록 형성되며, 상기 충돌 검출 블록은 가입자국을 위한 신호를 출력하도록 형성된다.

이와 관련하여, "제1 물리 계층과 제2 물리 계층의 중첩"은, 제1 가입자국을 통해 제1 물리 계층에 의해 생성되는 하나 이상의 버스 상태와, 제2 가입자국을 통해 제2 물리 계층에 의해 생성되는 하나 이상의 버스 상태의 중첩에 상응하는 적어도 하나의 버스 상태가 관찰됨을 의미한다.

또한, "2개의 제2 물리 계층의 중첩"은, 제3 가입자국을 통해 제2 물리 계층에 의해 생성되는 하나 이상의 버스 상태와, 제4 가입자국을 통해 제2 물리 계층에 의해 생성되는 하나 이상의 버스 상태의 중첩에 상응하는 적어도 하나의 버스 상태가 관찰됨을 의미한다.

본원 중첩 검출 유닛에 의해, 제1 통신 단계에서는 제2 가입자국들과 동일한 통신 포맷을 이용하지만 제2 통신 단계에서는 제2 가입자국들과 상이한 통신 포맷을 이용하는 버스 시스템의 제1 가입자국들이 제2 가입자국들의 통신을 간섭시킬 수는 있으나, 이러한 간섭은 신속하게 제거될 수 있다. 이를 위해, 중첩 검출 유닛은 버스 상에서, 예컨대 송신된 메시지와 에러 프레임(error flag)의 중첩에 의해 발생하는 물리 계층들의 중첩을 검출할 수 있다. 이 경우, 에러 프레임이 송신되었는데, 그 이유는 버스 시스템의 일 가입자국이, 송신된 에러 프레임의 통신 포맷과 상이한 통신 포맷을 이용한 제2 가입자국들의 통신이 현재 실행되고 있는 점을 검출하지 못했기 때문이다. 특히 중첩 검출 유닛은, 자체의 가입자국이 현재 제2 통신 단계에서 버스를 통해 송신하는 통신 포맷과 상이한 통신 포맷으로 버스를 통해 송신되는 에러 프레임(error flag)을 검출할 수 있다.

즉, 본원 중첩 검출 유닛은, 자체의 송/수신 장치가 제2 통신 단계에서 버스를 통한, 프레임을 위한 신호의 구동을 즉시 중단할 수 있다는 필요 정보를 제공한다. 그렇게 하여, 버스 상에서 단락 및/또는 높은 전류가 방지된다. 더 나아가 송/수신 장치는, 자체 통신 제어 장치도 프레임의 송신 및/또는 수신을 중단하도록 하기 위해, 검출된 에러 프레임에 대한 정보를 자체 통신 제어 장치로 전달할 수 있다.

그러나 본원 중첩 검출 유닛은, 제1 통신 단계로서의 중재 단계에서 에러 프레임(error flag)의 사용이 가능한 방식으로 구성된다.

따라서, 제1 통신 단계에서 CAN에 의해 공지된 중재가 수행될 수 있으며, 그럼에도 제2 통신 단계에서는 전송률이 CAN FD에 비해 현저하게 증가할 수 있다. 그렇게 하여, 제2 통신 단계로서의 데이터 전송 단계에서 상이한 물리 계층들을 사용할 때에도, 중재 단계 및 데이터 전송 단계에서 에러 프레임(error flag)을 통한 에러의 통신이 수행될 수 있다.

가입자국은, CAN FD 내에 존재하는 "res 비트:=1"의 송신을 통해 신규 프레임 포맷으로 전환될 수 있고, 그런 후에, 중첩 검출 유닛을 기반으로 물리 계층 신호들의 중첩으로 인한 에러가 검출될 수 있으며, 상기 에러의 처리를 위해 자체의 노드들로 전달될 수 있는 점을 가능케 한다.

CAN FD 통신 프로토콜에 따라 동작하는 가입자국과 하기에서 CAN NG라고도 불리는 CAN FD 승계 통신 프로토콜에 따라 동작하는 가입자국들의 공존 및 상호 운용성(interoperability)을 통해, CAN FD에서 CAN NG로의 원활한 마이그레이션 경로(smooth migration path)가 가능하다. 따라서, 계속해서 CAN FD만 이용해야 하는 버스 시스템의 개별 가입자국들은 변함없이 유지될 수 있는 한편, CAN FD 프레임을 송신하고 수신할 수 있는 CAN NG 가입자국들은 본원 중첩 검출 유닛을 구비한다. 그러므로 CAN FD와 CAN NG 간의 게이트웨이가 불필요하다.

전술한 중첩 검출 유닛은 데이터 오버헤드(data overhead)가 없는 버스 에러를 검출할 수 있다. 그러므로 올바른 포맷 전환을 점검할 수 있도록 하기 위해, 프레임의 적어도 하나의 비트에서 모든 가입자국의 올바른 포맷 전환을 부호화하지 않아도 된다. 이를 통해, 본원 중첩 검출 유닛은 프레임의 포맷 전환을 기반으로 그리고/또는 상기 포맷 전환 중에 버스 에러를 처리할 수 있는 매우 효율적이고 견실한 가능성을 제공한다. 그렇게 하여, 각각의 프레임 내에서 큰 데이터 오버헤드가 방지된다. 그러한 데이터 오버헤드는 여전히 불리할 수 있는데, 그 이유는 버스 에러가 CAN에서 실제로 발생하지 않더라도 배제할 수 없으므로 처리되어야 하기 때문이다.

본원 중첩 검출 유닛의 바람직한 또 다른 구성들은 종속 청구항들에 명시되어 있다.

일 옵션에 따라서, 충돌 검출 블록은, 메시지의 프레임을 위한 비트들이 제2 통신 단계에서 통상 갖는 레벨과 다른 레벨을 갖는지를 검출하도록 형성된다. 그 대안으로 또는 그에 추가로, 충돌 검출 블록은, 제2 통신 단계에서 메시지의 프레임을 위한 디지털 신호를 위해 버스 상에 2개의 상이한 버스 상태가 발생하는지의 여부를 검출하도록 형성된다.

또한, 충돌 검출 블록은, 신호의 값이 중첩을 표시하는 값으로 설정될 것인지의 여부를 결정하기 위해, 검출된 중첩의 타당성 검사를 수행하도록 형성될 수도 있다.

충돌 검출 블록이, 중첩이 발생하는지의 여부를 결정하기 위해, 상이하게 가중되는 적어도 2개의 상이한 버전을 이용하여 타당성 검사를 수행하도록 형성되는 점도 생각해볼 수 있다.

또한, 중첩 검출 유닛이 그 밖에도, 충돌 검출 블록에 의해 생성된 신호를 기반으로 수신 신호를 선택하고, 상기 선택된 수신 신호를 가입자국의 통신 제어 장치로 출력하기 위한 수신 신호 선택 블록을 포함하는 점도 생각해볼 수 있다.

전술한 중첩 검출 유닛은, 한 특별한 변형 실시예에 따라, 버스 상에서 직렬로 전송되는 메시지의 데이터 전송 단계를 검출하기 위한 데이터 전송 단계 검출 블록, 및/또는 가입자국이 현재 메시지의 송신기인지의 여부를 검출하기 위한 송신기 검출 블록을 포함하며, 이때 충돌 검출 블록은, 이 충돌 검출 블록이 데이터 전송 단계 검출 블록 및/또는 송신기 검출 블록으로부터 수신한 적어도 하나의 검출 결과에 대한 응답으로서 신호를 생성하도록 형성된다.

일 옵션에 따라서, 데이터 전송 단계 검출 블록은, 데이터 전송 단계의 검출을 위해 버스 상에서 상태를 검출하도록 형성된다. 또 다른 옵션에 따라서, 데이터 전송 단계 검출 블록은, 데이터 전송 단계의 검출을 위해, 버스로부터 수신되는 메시지를 토대로 생성되는 디지털 수신 신호를 평가하도록 형성된다.

송신기 검출 블록은, 가입자국으로부터 버스로 송신되는 송신 신호를 평가하도록 형성될 수 있다. 이 경우, 송신기 검출 블록은, 송신 신호의 평가를 위해 송신 신호의 에지 변화를 계수하도록 형성될 수 있다. 그 대안으로 또는 그에 추가로, 송신기 검출 블록은, 송신 신호의 평가를 위해 송신 신호의 순차 복호화를 실행하도록 형성될 수 있다. 그 대안으로 또는 그에 추가로, 송신기 검출 블록은, 송신 신호의 평가를 위해, 버스로부터 수신되는 메시지를 토대로 생성되는 디지털 수신 신호와 송신 신호를 비교하도록 형성될 수 있다.

제1 통신 단계에서, 버스를 통한 메시지의 전송을 위해, 버스 시스템의 가입자국들 간에, 상기 가입자국들 중 어느 가입자국이 후속하는 제2 통신 단계에서 적어도 일시적으로 버스 시스템의 버스에 대해 충돌없는 배타적 액세스 권한을 갖는지가 협의되며, 이때 제2 통신 단계는 메시지의 유효 데이터가 버스 상에서 전송되는 데이터 전송 단계이다.

전술한 중첩 검출 유닛은 직렬 버스 시스템을 위한 가입자국의 부분일 수 있으며, 가입자국은 또한, 버스 시스템의 버스로 메시지를 송신하기 위한, 그리고/또는 버스 시스템의 버스로부터 메시지를 수신하기 위한 통신 제어 장치와; 버스 상으로 메시지를 송신하고 그리고/또는 버스로부터 메시지를 수신하기 위한 송/수신 장치;를 포함하며, 상기 중첩 검출 유닛은 통신 제어 장치 및 송/수신 장치와 연결되어 있으며, 상기 송/수신 장치는, 제1 비트 레이트로 송신할 때, 메시지의 제1 디지털 데이터 상태에 대한 제1 버스 상태를 생성하고, 제2 버스 상태가 제1 버스 상태를 덮어쓰기 할 수 있는 방식으로 메시지의 제2 디지털 데이터 상태에 대한 제2 버스 상태를 생성하도록 형성되며, 상기 송/수신 장치는, 제1 비트 레이트보다 더 높은 제2 비트 레이트로 송신할 때, 메시지의 상이한 디지털 데이터 상태들에 대한 버스 상태들이 서로 덮어쓰기할 수 없는 방식으로 상이한 버스 상태들을 생성하도록 형성된다.

또한, 송/수신 장치는, 제2 비트 레이트로 송신할 때, 메시지의 상이한 디지털 데이터 상태들에 대한 버스 상태들이 서로 덮어쓰기할 수 없는 방식으로 상이한 버스 상태들을 생성하거나, 또는 제2 비트 레이트로 송신할 때, 제1 비트 레이트로 송신할 때처럼 상이한 버스 상태들을 생성하도록 형성될 수 있다.

전술한 적어도 2개의 가입자국은 또한, 버스를 구비한 버스 시스템의 부분일 수 있으며, 그럼으로써 적어도 2개의 가입자국은 서로 직렬로 통신할 수 있는 방식으로 상기 버스를 통해 서로 연결된다. 이와 관련하여, 적어도 2개의 가입자국 중 적어도 하나는 전술한 가입자국이다.

전술한 버스 시스템은 또한, 버스 상에서 메시지의 전송을 위해 단지, 메시지의 제1 및 제2 통신 단계에서 제2 버스 상태가 제1 버스 상태를 덮어쓰기할 수 있는 방식으로 버스 상에서 버스 상태들을 생성하도록 구성된 적어도 하나의 추가 가입자국을 가질 수 있으며, 상기 적어도 하나의 추가 가입자국은, 가입자국들이 직렬로 서로 통신할 수 있는 방식으로, 버스를 통해 적어도 2개의 가입자국과 연결된다.

전술한 과제는 그 밖에도 청구항 제15항에 따른 직렬 버스 시스템에서의 통신을 위한 방법을 통해 해결된다. 이 방법은, 송/수신 장치를 이용하여, 제1 통신 단계에서 메시지를 송신하기 위한 버스 시스템의 가입자국들의, 버스 상에서의 버스 상태들이 제1 물리 계층에 의해 생성되고, 제2 통신 단계에서는 제1 물리 계층과 상이한 제2 물리 계층에 의해 생성되는 버스 시스템의 버스로 메시지를 송신하는 단계; 및/또는 송/수신 장치를 이용하여, 버스 시스템의 버스로부터 메시지를 수신하는 단계; 충돌 검출 블록을 이용하여, 버스 시스템의 버스 상에서의 버스 상태들을 검출하는 단계; 충돌 검출 블록을 이용하여, 제2 통신 단계에서의 버스 상태들이 제1 물리 계층과 제2 물리 계층의 중첩 또는 2개의 제2 물리 계층의 중첩에 상응하는 레벨을 갖는지를 나타내는 값을 갖는 신호를 생성하는 단계; 및 충돌 검출 블록을 이용하여 가입자국을 위한 신호를 출력하는 단계;를 포함한다.

본원 방법은 앞서 가입자국과 관련하여 언급한 것과 동일한 장점을 제공한다.

본 발명의 또 다른 가능한 구현예들은 앞에서 또는 하기에서 실시예들과 관련하여 기술된 특징들 또는 실시예들의 명시되지 않는 조합들도 포함한다. 이 경우, 통상의 기술자는 본 발명의 각각의 기본 형태에 개선안 또는 보충으로서의 개별 양태들도 부가할 수 있을 것이다.

하기에서는 첨부 도면을 참조하여, 그리고 실시예들에 근거하여 본 발명을 더 상세히 기술한다.
도 1은 제1 실시예에 따른 버스 시스템의 간소화된 블록 회로도이다.
도 2는 제1 실시예에 따른 버스 시스템의 가입자국들로부터 송신될 수 있는 메시지의 구조를 설명하기 위한 도표이다.
도 3은 제1 실시예에 따른 버스 시스템의 가입자국들에 설치된 중첩 검출 유닛의 구조를 설명하기 위한 개략도이다.
도 4는 제1 실시예에 따른 버스 시스템의 동작 중에 송신되는 다양한 신호들에 대한 신호-시간 그래프이다.

도면들에서 동일하거나 기능이 동일한 요소들에는, 달리 명시되지 않는 한, 동일한 도면부호들이 부여된다.

도 1에는 예시로서, 특히 CAN 버스 시스템, CAN FD 버스 시스템, CAN NG 버스 시스템으로서도 지칭되는 CAN FD 승계 버스 시스템, 및/또는 이들의 변형예에서, 하기에 기술되는 것처럼, 기본적으로 구비되는 버스 시스템(1)이 도시되어 있다. 버스 시스템(1)은 차량에서, 특히 자동차, 비행기 등에서, 또는 병원 등에서 사용될 수 있다.

도 1에서, 버스 시스템(1)은, 각각 제1 버스 코어(41) 및 제2 버스 코어(42)를 구비한 버스(40)에 연결되어 있는 복수의 가입자국(10, 20, 30)을 포함한다. 버스(40)는 그의 양측 단부에서 종단 저항(50)에 의해 종단된다. 버스 코어들(41, 42)은 CAN_H 및 CAN_L이라고도 지칭될 수 있으며, 송신 상태에서 TX 신호를 이용하여, 우성 레벨들 내지는 상태들(401)의 결합 이후, 또는 열성 레벨들 내지는 상태들(402)의 생성 또는 능동적 구동 이후 전기 신호 전송을 위해 이용된다. 상태들(401, 402)은 가입자국(20)에만 매우 개략적으로 도시되어 있다. 상태들(401, 402)은 송신 가입자국(10, 20, 30)의 TX 신호의 상태들에 상응한다. 버스 코어들(41, 42)을 통해 신호(CAN_H 및 CAN_L)가 전송됨에 따라, 상기 신호는 가입자국들(10, 20, 30)에 의해 RX 신호로서 수신된다. 버스(40)를 통해 메시지(45, 46)는 신호(CAN_H 및 CAN_L)의 형태로 개별 가입자국들(10, 20, 30) 간에 직렬로 전송될 수 있다. 버스(40) 상에서 통신 시, 도 1에 흑색의 지그재그형 블록 화살표로 도시된 것처럼, 에러가 발생하면, 일반적으로 에러 프레임(47)(error flag)이 송신된다. 가입자국들(10, 20, 30)은 예컨대 자동차의 제어 장치, 센서, 표시 장치 등이다.

도 1에 도시된 것처럼, 가입자국(10)은 통신 제어 장치(11)와 송/수신 장치(12)를 포함한다. 그에 반해, 가입자국(20)은 통신 제어 장치(21)와; 송/수신 유닛(220) 및 중첩 검출 유닛(230)을 구비한 송/수신 장치(22);를 포함한다. 가입자국(30)은 통신 제어 장치(31)와; 송/수신 유닛(320) 및 중첩 검출 유닛(330)을 구비한 송/수신 장치(32);를 포함한다. 가입자국들(10, 20, 30)의 송/수신 장치들(12, 22, 32)은, 비록 도 1에는 도시되어 있지 않지만, 각각 직접 버스(40)에 연결되어 있다.

통신 제어 장치들(11, 21, 31)은 각각, 버스(40)에 연결되어 있는 각각의 가입자국(10, 20, 30)과 타측 가입자국(10, 20, 30) 간의 버스(40)를 통한 통신을 제어하는 데 이용된다.

통신 제어 장치(11)는 종래의 CAN FD 컨트롤러처럼 형성될 수 있다. 통신 제어 장치(11)는 예컨대 CAN FD 메시지인 제1 메시지(45)을 생성하고 판독한다. CAN FD 메시지(45)는, 기존 CAN 메시지(Classical CAN Message)의 경우보다 명백히 더 빠르고 그에 따라 더 높은 데이터 전송률로 전송되는 최대 64 데이터 바이트가 포함될 수 있는 CAN FD 포맷에 따라 구성된다. 송/수신 장치(12)는 종래의 CAN FD 트랜시버처럼 형성될 수 있다. 따라서, 버스 시스템(1) 내에서 CAN NG 가입자국(20, 30)도 구동되더라도, 버스 시스템(1) 내의 가입자국(10)을 개조할 필요가 없다.

통신 제어 장치들(21, 31) 각각은 제1 메시지(45) 또는 제2 메시지(46)를 생성하고, 그리고/또는 판독한다. 제2 메시지(46)는, 하기에서 더 상세히 기술되는 CAN NG 포맷을 기반으로 구성된다. 각각의 송/수신 장치들(22, 32)는, 필요에 따라 CAN FD 포맷의 전술한 제1 메시지(45) 중 하나 또는 CAN NG 포맷에 따른 제2 메시지(46)를 관련 통신 제어 장치(21, 31)를 위해 제공하거나 상기 통신 제어 장치로부터 수신할 수 있는 CAN 송/수신 유닛(220, 320)을 갖는다. 추가로, 하기에서 훨씬 더 구체적으로 기술되는 중첩 검출 유닛들(230, 330)이 포함된다.

두 가입자국(20, 30)에 의해, CAN NG 포맷을 갖는 메시지(46)의 형성 및 그에 이은 전송, 그리고 상기 메시지(46)의 수신이 실현될 수 있다.

도 2에는, 메시지(46)에 대해, 송/수신 장치(22) 또는 송/수신 장치(32)에 의해 TX 신호의 결과로 차동 신호로서 버스(40) 상으로 송신되거나, 버스로부터 수신되는 것과 같은 CAN NG 프레임(460)이 도시되어 있으며, 이로부터 RX 신호가 생성된다. CAN NG 프레임(460)은 버스(40) 상에서의 CAN 통신을 위해 상이한 필드들로 분할되는데, 요컨대 시작 필드(461), 중재 필드(462), 제어 필드(463), 데이터 필드(464), 체크섬 필드(465) 및 종료 필드(466)로 분할된다. 제1 메시지(45)를 위한 프레임은 하기에 기술되는 제어 필드(463)의 차이점을 제외하고 프레임(460)처럼 구성된다. 데이터 전송 단계(468)는, 중재 단계로부터 데이터 전송 단계(468)로의 전환을 유도하는 제어 필드(463)의 특정 비트 이후에 시작된다. 따라서, 데이터 전송 단계(468)는 제어 필드(463)의 일부분 및 데이터 필드(464) 그리고 체크섬 필드(465)를 포함한다. 프레임(460)의 다른 모든 필드는 중재 단계(467)의 부분이다.

시작 필드(461)는 예컨대 SOF 비트라고도 하는, 프레임의 시작(Start of Frame)을 표시하는 비트를 갖는다. 중재 필드(462) 내에는 예컨대 메시지의 송신기의 식별을 위한 32비트의 식별자가 포함되어 있다.

중재 필드(462) 및/또는 제어 필드(463)는 추가로, 하나 이상의 비트로 구성되어 CAN 프레임 또는 CAN FD 프레임에 대해 CAN NG 프레임을 구분하기에 적합한 프로토콜 포맷 정보를 포함할 수 있다. 그러나 하기의 설명은, CAN NG 프레임[제2 메시지(46)]이 FDF 비트까지 CAN FD[제1 메시지(45)]에서의 프레임 포맷과 동일하다는 점을 전제로 한다.

제어 필드(463)는, 앞서 언급된, 기존 CAN 프레임 또는 CAN FD 프레임에 대해 CAN NG 프레임을 구분하기에 적합한, 하나 이상의 비트로 구성되어 있는 프로토콜 포맷 정보를 포함한다. 제어 필드(463) 내에는, 예컨대 12비트 길이의 데이터 길이 코드(data length code)가 포함되어 있으며, 이 데이터 길이 코드는 1에서부터 4096까지 예컨대 단계 크기가 1씩 증가하는 값을 취할 수 있거나, 그 대안으로 0에서부터 4095까지의 값을 취할 수 있다. 데이터 길이 코드는 선택적으로 더 적거나 더 많은 비트를 포함할 수 있으며, 값 범위 및 단계 크기는 다른 값을 취할 수 있다.

데이터 필드(464) 내에는 CAN NG 프레임 또는 메시지(46)의 유효 데이터가 포함되어 있다. 유효 데이터는 데이터 길이 코드의 값 범위에 상응하게 예컨대 최대 64바이트 또는 4096바이트 또는 임의의 다른 개수의 바이트를 포함할 수 있다.

체크섬 필드(465) 내에는, 스터프 비트(stuff bit)를 포함하여 데이터 필드(464) 내 데이터에 대한 체크섬이 포함되어 있으며, 이 체크섬은 메시지(46)의 송신기에 의해 예컨대 각각 5개 또는 10개의 동일한 비트 이후 역 비트(inverse bit)로서 삽입된다.

종료 필드(466) 내에는, 적어도 하나의 확인응답 비트 및 하나의 부정 확인응답 비트가 포함되어 있을 수 있으며, 그 밖에도 CAN NG 프레임(460)의 종단(E)을 표시하는 11개의 동일한 비트의 시퀀스가 포함되어 있을 수 있다. 적어도 하나의 확인응답 비트에 의해서는, 수신기가 수신된 CAN NG 프레임(460) 또는 메시지(46)를 올바르게 수신한 사실이 송신 가입자국에게 통지될 수 있고, 부정 확인응답 비트에 의해서는, 수신기가 수신된 CAN NG 프레임(460) 또는 메시지(46) 내에서 수신 에러로도 지칭될 수 있는 에러를 발견했는지의 여부가 송신 가입자국에게 통지될 수 있다.

중재 단계(467)에서는, 기존 CAN 및 CAN FD에서와 같은 물리 계층이 이용된다. 이 단계 동안 중요한 점은, 우선순위가 더 높은 메시지(45, 46)가 파괴되지 않으면서, 버스(40)에 대한 가입자국들(10, 20, 30)의 동시 액세스를 허용하는 공지된 CSMA/CR 방법이 이용된다는 점이다. 그렇게 하여, 버스 시스템(1)에 상대적으로 간단하게 추가 버스 가입자국(10, 20, 30)이 부가될 수 있고 통신 대역폭이 매우 효율적으로 이용될 것이며, 이는 매우 바람직하다.

CSMA/CR 방법의 결과, 버스(40) 상에는 다른 가입자국들(10, 20, 30)에 의해 버스(40) 상에서 우성 상태들(401)로 덮어쓰기될 수 있는 이른바 열성 상태들(402)이 있어야 한다. 열성 상태(402)에서는 개별 가입자국(10, 20, 30)에서 하이 임피던스 조건이 우세하며, 이는 버스 회로의 기생 성분과 결합하여 더 긴 시간 상수를 야기한다. 이로 인해, 실제 차량에 적용 시, 오늘날 CAN FD 물리 계층의 최대 비트 레이트가 현재 초당 약 2메가비트로 제한된다.

제어 필드(463) 및 데이터 필드(464)는, 가입자국(20) 또는 가입자국(30)이 송신기로서 중재를 획득했고, 그에 따라 가입자국(20 또는 30)은 송신기로서 필드들(463 내지 465)을 송신하기 위해 버스 시스템(1)의 버스(40)에 대한 배타적 액세스를 수행해야 비로소 메시지(46)의 송신기에 의해 버스(40)로 송신된다. 중재 시, 중재 필드(462) 내의 식별자를 이용하여 비트 단위로 가입자국들(10, 20, 30) 간에, 어느 가입자국(10, 20, 30)이 최고 우선순위를 갖는 메시지(45, 46)를 송신할 수 있는지, 그리고 그에 따라 다음번에 필드들(463 내지 465)을 송신하기 위한 시간 동안 버스 시스템(1)의 버스(40)에 대한 배타적 액세스 권한을 얻을지가 협의된다.

프레임(460) 또는 메시지(45, 46)의 시작 부분에서의 중재와, 프레임(460) 또는 메시지(45, 46)의 종단부(E)의 종료 필드(466)에서의 확인응답은, 비트 시간이 버스 시스템(1)의 2개의 임의의 가입자국(10, 20, 30) 간의 신호 전파 시간보다 명백히 2배 이상 더 길 때만 가능하다. 그러므로 필드들(461, 462, 463 및 466)의 전송 시 중재 단계(467)에서의 비트 레이트는 프레임(460)의 나머지 필드들에서보다 부분적으로 더 느리게, 그리고 그에 따라 더 낮게 선택된다. 특히 실제로 중재 단계에서의 비트 레이트는 500kbit/s로서 선택되고, 이를 토대로 비트 시간은 약 2㎲이 되며, 그에 반해 데이터 전송 단계(468)에서의 비트 레이트는 예컨대 5 내지 8Mbit/s 또는 그 이상으로서 선택되고, 이를 토대로 비트 시간은 약 0.2㎲ 이하가 된다. 따라서, 중재 단계(467)에서의 신호의 비트 시간은 데이터 전송 단계(468)에서의 신호의 비트 시간보다 예컨대 10 또는 16 등의 계수만큼 더 크다. 비트 시간에 대한 계수는 임의로 선택될 수 있다.

가입자국들(10, 20 30)은 모두 CAN FD 프레임을 송신하고 수신할 수 있지만, 가입자국(10)은 CAN NG 프레임(460)을 송신하거나 수신할 수 없다. 예컨대 가입자국(20)이, CAN FD 가입자국(10)이 해석할 수 없는 CAN NG 프레임(460)을 송신하면, 적어도 송신기 및 수신기로서의 CAN NG 가입자국(20)에서, 선택적으로는 순수 수신기로서의 CAN NG 가입자국(30)에서도 중첩 검출 유닛들(230, 330)이 활성 상태가 된다. 예컨대 CAN FD 가입자국(10)이, 특히 비트 에러로 인해, 이제 CAN NG 프레임(460)이 송신될 것이라는 사실을 검출하지 않고 에러 프레임(error flag)을 송신하면, 2개의 물리 계층의 중첩이 발생하며, 이는 활성 상태인 중첩 검출 유닛(230, 330)에 의해 검출되지 않고 제거되어 자체의 노드들에, 더 정확히 말하면 통신 제어 장치(21, 31)에 시그널링된다. 이는, 가입자국(10) 또는 가입자국(30)이 res 비트 내에 국소적 비트 에러가 있을 때 에러 프레임(47)을 송신하는 경우도 포함하는데, 그 이유는 해당 가입자국(10, 30)이 CAN FD 프레임[메시지(45)]과 관련된 것으로 잘못 가정하고, 그로 인해 한 쌍의 비트 이후, 상기 수신된, CAN FD 프레임(450)으로 잘못 가정된 프레임(460) 내에서 에러, 예컨대 스터핑 에러(stuffing error)를 확인하기 때문이다. 그 결과, 가입자국들(20, 30)에 의해 수행된 방법에 의해, 버스 시스템(1) 내에, CAN FD 프로토콜에 따른 메시지를 송신하고 CAN NG 프레임(460)을 해석하지 못하는 적어도 하나의 CAN FD 가입자국(10)이 존재하는 점이 가능해진다. 또한, 가입자국들(20, 30)에 의해 수행된 방법에 의해, 버스 시스템(1) 내에서 다양한 통신 포맷, 요컨대 본 예시에서는 CAN FD 또는 CAN NG 포맷의 메시지(45, 46)가 송신될 수 있다.

대안적인 신규 프레임 포맷(frame format), 요컨대 CAN NG 메시지(46)의 프레임(460)의 경우, 제어 필드(463) 내의 res 비트에 의해, CAN FD 프레임 포맷에서 CAN NG 프레임 포맷으로 전환된다. 이와 관련하여, CAN FD 및 CAN NG에서부터 res 비트까지의 프레임 포맷은 동일하다. 따라서, 가입자국들(20, 30)은 각각 CAN FD도 지원한다. 그에 뒤이어, 선행하는 중재 단계(467)에서보다 더 높은 비트 레이트를 가능하게 하는 다른 물리 계층으로 전환될 수 있다. 따라서, 제1 물리 계층에 의해 메시지(46)의 제1 디지털 데이터 상태에 대한 제1 버스 상태(401)가 생성되며, 제1 버스 상태(401)가 제2 버스 상태(402)를 덮어쓰기할 수 있거나, 우성 버스 상태가 열성 버스 상태를 덮어쓰기할 수 있는 방식으로 메시지(46)의 제2 디지털 데이터 상태에 대한 제2 버스 상태(402)가 생성된다. 일 변형예에 따라서, 제2 물리 계층에 의해, 메시지(46)의 상이한 디지털 데이터 상태들에 대한 버스 상태들(401, 402)이 서로 덮어쓰기할 수 없는 방식으로 상이한 버스 상태들(401, 402)이 생성될 수 있다. 따라서, 제2 물리 계층의 경우, 우성 및 열성 버스 상태가 존재하지 않는다.

CAN FD 프로토콜에서 res 비트는 미리 신규 포맷들을 위해 예약된다. 이 경우, res=0은 CAN FD 프레임 포맷을 식별한다. 그에 반해, res=1은 CAN NG에 의해 사용되는 대안적인 신규 프레임 포맷(460)을 식별한다. 가입자국(10)이 res=1을 검출한다면, 가입자국(10)은 수동적 대기 상태(passive wating state)에 상응하는 프로토콜 예외 상태(protocol exception state)가 된다. 상기 대기 상태는, 상기 가입자국(10)이 연속되는 11개의 열성 비트를 검출해야 비로소 종료된다.

res 비트 내에 송신 신호(TX 내지 TX 신호)의 에러가 있는 경우, TX 신호를 송신하는 가입자국(20, 30) 또는 TX 가입자국은, 도 1에 도시된 것처럼, 에러 프레임(47)(error flag)을 송신하고, 프레임(460)에 따른 대안적인 포맷으로 전환되지 않는다. 수신하는 가입자국(10, 20, 30) 내지 RX 가입자국에서 수신 신호(RX) 내지 RX 신호의 에러로 인해 가능한 에러 응답의 처리는 중첩 검출 유닛들(230, 330)에 의해 수행된다. 이는 하기에서 도 3 및 도 4를 근거로 기술된다.

즉, 중첩 검출 유닛들(230, 330)은, 가입자국들(10, 20, 30)이 버스 시스템(1) 내에 공존할 수 있게 하는데, 그 이유는 CAN NG 프레임(460)의 포맷으로의 전환을 검출하지 못한 가입자국(10, 20, 30)이 물리 계층의 중첩을 야기하는 에러 프레임(47)을 송신하기는 하나, 상기 중첩은 감지되어 중단될 수 있기 때문이다. 특히, TX 노드 또는 TX 가입자국의 부분인 CAN NG 프레임(460)의 송신기의 송/수신 장치와, 에러 프레임(47)을 송신하고 RX 노드 또는 RX 가입자국의 부분인 송/수신 장치가 서로를 구동한다면, CAN NG 프레임의 데이터 전송 단계 동안 에러 프레임(47)이 "단락"을 일으킬 수 없다.

아주 일반적으로, CAN NG를 이용하는 버스 시스템(1)에서는, CAN FD에 비해 하기의 상이한 특성들이 실현될 수 있다.

a) CAN FD의 견고성 및 사용자 친화성에 대한 책임이 있는 입증된 특성, 특히 CSMA/CR 방법에 따른 중재 및 식별자를 가진 프레임 구조의 채택 및 경우에 따른 조정;

b) 순 데이터 전송률의 현저한 상승; 및

c) CAN NG는 데이터 전송 단계(468)에서, CAN FD와 상이한 물리 계층, 예컨대 두 버스 상태 모두 능동적으로 구동되고, 데이터 전송 단계(468) 동안 에러 프레임들(error flag)이 제공되지 않는 물리 계층을 이용함. 이처럼 CAN NG를 위한 물리 계층을 이용해서 CAN FD의 경우보다 명백히 더 높은 비트 레이트가 달성됨.

도 3에는 예시로서, 송/수신 장치(22) 내의 중첩 검출 유닛(230)의 구조가 도시되어 있다. 중첩 검출 유닛(330)은 동일한 방식으로 형성되어 있으므로, 하기의 설명은 중첩 검출 유닛(330)에 대해서도 유효하다.

송/수신 장치(22)는, 버스(40)를 위해 CAN FD 메시지(45) 및 CAN NG 메시지(46)의 다양한 단계에 적합한 물리 계층을 공급하도록 구성된 송/수신 유닛(220)을 갖는다. 또한, 송/수신 유닛(220)은 버스(40)로부터 CAN FD 메시지(45)를 수신하고 CAN NG 메시지(46)를 수신하도록 구성된다. 송/수신 유닛(220)은 각각 CAN FD 메시지(45)의 송신 및/또는 수신과 CAN NG 메시지(46)의 송신 및/또는 수신 간에 전환할 수 있다. 송/수신 유닛(220)은 신호들(CAN_H 및 CAN_L)의 수신을 위한 버스 코어들(41, 42)에 접속되며, 중첩 검출 유닛(230)과도 연결된다.

중첩 검출 유닛(230)에서는, 송신 신호(TXD)라고도 지칭되는 디지털 TX 신호가 통신 제어 장치(21)로부터 수신되어 송/수신 유닛(220)으로 출력된다. 송/수신 유닛(220)은 입력 신호(S_D)를 고려하여 메시지(45, 46)의 상이한 통신 단계들, 요컨대 중재 단계(467) 또는 데이터 전송 단계(468)를 위해 각각 사용되는 물리 계층 상에서 TX 신호를 부호화한다. 이와 동시에, 송/수신 유닛(220)은 버스(40) 상에서의 상태, 즉, 버스 코어들(41, 42) 상의 신호들(CAN_H, CAN_L)을 복호화하여 그 결과를 디지털 RXD1 신호로서 중첩 검출 유닛(230)으로 전달한다. 하기에 기술되는 것처럼, 중첩 검출 유닛(230)은 RXD1 신호를 토대로, 수신 신호(RXD)라고도 지칭되는 디지털 RX 신호를 생성한다.

CAN NG 물리 계층이 CAN NG 프레임(460)의 데이터 전송 단계(468)에서 두 버스 상태(401, 402)가 구동되는 유형이라면, 송/수신 유닛(220)은, 신호(S_D)가 설정되어 있는 동안에는(S_D = '1') 버스(40)가 구동되면 안 되고 예컨대 하이 임피던스 상태여야 한다고 추론한다.

중첩 검출 유닛(230)은, 데이터 전송 단계 검출 블록(231), 송신기 검출 블록(232), 충돌 검출 블록(233) 및 수신 신호 선택 블록(234)을 갖는다. 데이터 전송 단계 검출 블록(231) 및 송신기 검출 블록(232)은 선택적이기 때문에, 이들은 도시되어 있다.

선택적인 데이터 전송 단계 검출 블록(231)은 CAN NG 프레임(460)의 데이터 전송 단계(468)를 검출하거나 감지한다. 데이터 전송 단계 검출 블록(231)은 프레임 전송이 CAN NG 프레임(460)의 데이터 전송 단계(468)에 있는지의 여부를 디지털 신호(NG_DP)를 이용하여 충돌 검출 블록(233)에 시그널링한다. 이 경우, CAN NG 프레임(460)의 전송이 현재 데이터 전송 단계(468)에 있다면, 예컨대 NG_DP:=1이 적용되고, 그렇지 않으면, NG_DP:=0이 적용된다.

이를 위해, 데이터 전송 단계 검출 블록(231)은 신호(RXD1)를 이용한다. 이를 위해, 데이터 전송 단계 검출 블록(231)은 매우 간소화된 CAN NG 통신 제어 장치(2311)를 포함한다. CAN NG 통신 제어 장치(2311)는 송/수신 유닛(220)의 신호(RXD1)를 관찰하고, 그에 따라 데이터 전송 단계(468)가 언제 시작되고 데이터 전송 단계(468)가 언제 중지되는지를 정확하게 예측할 수 있다. 데이터 전송 단계(468)의 종료는 전송된 바이트의 수에 따라 좌우된다. 데이터 필드(464) 내의 유효 데이터 바이트의 수는 데이터 전송 단계(468)의 시작 시 데이터 길이 필드 내에서 부호화된다. 즉, 비트 계수를 통해, 데이터 전송 단계 검출 블록(231)은 데이터 전송 단계(468)의 종료를 결정할 수 있다.

그에 추가로, 데이터 전송 단계 검출 블록(231)은, 현재 데이터 전송 단계(468)가 실시되는지의 여부를 결정하기 위해 신호들(CAN_H 및 CAN_L)을 이용한다. CAN NG는, 데이터 전송 단계(468)를 위해, 중재 단계(467)를 위한 경우와 다른 물리 계층을 이용하기 때문에, CAN NG 프레임(460)의 데이터 전송 단계(468)에서, CAN_H와 CAN_L 사이에, CAN FD 메시지(45)의 데이터 전송 단계(468)의 경우와 다른 차동 전압(VDIFF)이 발생하게 된다. 즉, 데이터 전송 단계 검출 블록(231)은, 사용된 물리 계층의 차동 전압에 따라, CAN NG 프레임(460)의 전송이 데이터 전송 단계(468)에 있는지의 여부를 식별한다.

신호(RXD1) 및 버스 신호들(CAN_H, CAN_L)의 두 검출 결과의 조합을 통해, 데이터 전송 단계 검출 블록(231)은 항상 다수결 결정 또는 논리곱 결정을 내릴 수 있으며, 다시 말해 두 검출 결과 모두 현재 데이터 전송 단계(468)가 존재할 때 비로소 데이터 전송 단계 검출 블록(231)이 신호(NG_DP = 1)를 설정한다.

그러나 신호(RXD1) 및 버스 신호들(CAN_H, CAN_L)의 검출 결과 중 하나가 데이터 전송 단계(468)가 존재하는 것으로 진술하는 즉시, 데이터 전송 단계 검출 블록(231)이 이를 참으로서 가정하는 대안적인 가능성이 가장 보수적이면서 가장 안전하다.

신호(RXD1) 및 버스 신호들(CAN_H, CAN_L)의 두 검출 결과의 결합은, 데이터 전송 단계(468)의 검출을 위한 변형으로서, 버스(40) 상에서의 간섭에 대해 매우 견고하다. 상기 유형의 간섭에 의해, 조사(irradiation)로 인한 RXD1 데이터 스트림 내의 비트 에러가 데이터 전송 단계 검출 블록(231) 내의 통신 제어 장치(2311)로 하여금 프레임(460)이 실제보다 더 짧거나 CAN FD 메시지(45)가 전송된다고 믿게 할 수도 있다.

선택적으로, 신호(NG_DP)는 통신 제어 장치(21)로 전달된다. 통신 제어 장치(21)가 단지 프레임(460)의 수신기일 뿐인 경우, 통신 제어 장치(21)는 상기 신호(NG_DP)를 토대로, 버스(40)가 요컨대 CAN NG 프레임(460)에 의해 왜 그렇게 길게 차단되는지를 추론할 수 있다.

선택적인 송신기 검출 블록(232)은, 가입자국(20)이 현재 메시지(45, 46)의 송신기인지의 여부를 검출하거나 감지한다. 그 결과로서, 송신기 검출 블록(232)은 신호(TX_ND)를 이용하여 충돌 검출 블록(233)에, 가입자국(20)이 현재 송신하는지의 여부를 시그널링한다. 예컨대, 가입자국(20)이 현재 송신하고 있다면, TX_ND:=1이 적용되고, 그렇지 않으면, TX_ND:=0이 적용된다.

이 경우, 송신기 검출 블록(232)은, 통신 제어 유닛(21)이 공급하는 신호(TX)를 관찰하며, 예컨대 기결정된 기간(T) 내에 신호(TX)의 에지 변화 수를 계수한다. 기결정된 기간(T) 이내에 0보다 더 많은 에지 변화가 발생한다면, 송신기 검출 블록(232)은 가입자국(20), 다시 말해 자체의 가입자국이 현재 송신하고 있는 것으로 결정한다. 이 정보의 타당성 검증을 위해, 송신기 검출 블록(232)은 선택적으로 기결정 기간(T) 이내에 신호(RXD1)의 에지 변화 수를 계수할 수 있다. 신호들(TX)에서의 에지 변화의 수가 RXD1과 유사하고 적어도 0을 초과하는 값(> 0)을 갖는다면, 송신기 검출 블록(232)은 가입자국(20)이 현재 송신하고 있는 것으로 결정한다.

그 대안으로, 송신기 검출 블록(232)은, 검출 내지 감지를 수행하기 위해 카운터로서 형성될 수 있다. 특히 송신 신호(TX)의 에지에 의해 증분되고 수신 신호(RX)의 에지에 의해 감분되는 카운터가 이용될 수 있다. 카운터의 값이 명백히 음이라면, 송신기 검출 블록(232)은 가입자국(20)이 현재 송신하고 있지 않은 것으로 결정한다. 명백히 음이라는 말은, 송신기 검출 블록(232)이, 상기 결정을 수행하기 위해 기결정된 임계값을 기준으로서 취한다는 점을 의미한다. 그렇지 않은 경우, 송신기 검출 블록(232)은, 가입자국(20)이 현재 송신하는 것으로 결정한다. 2개의 메시지(45, 46) 사이에, 송신기 검출 블록(232)은 카운터를 리셋한다.

충돌 검출 블록(233)은, CAN NG 프레임(460)의 데이터 전송 단계(468) 동안 버스(40)가 추가로 가입자국에 의해 CAN FD 모드로 구동되는지를 검출하는데, 그 이유는 상기 가입자국이 요컨대 전술한 것처럼 에러 프레임(47)(error flag)을 송신하기 때문이다. 이는, CAN NG 프레임(46)의 데이터 전송 단계(468) 동안 물리 계층이 단지 단일 CAN NG 송/수신 장치에 의해서만, 요컨대 프레임(460)의 송신기에 의해서만 구동되어야 하기 때문에, 충돌 검출 블록(233)이 그에 대해 응답하는 경우에 해당된다. 그렇지 않은 경우, 즉, CAN NG 프레임(460)의 데이터 전송 단계(468) 동안 수신 가입자국들(10, 20, 30) 중 하나가 CAN FD 모드에서 에러 프레임(47)(error flag)을 송신하는 경우, 2개의 물리 계층이 중첩된다. 그 결과, 프레임(460)의 비트들은 이제 버스 상태들(401, 402) 중 적어도 하나를 위한 다른 레벨을 가지며, 그럼으로써 CAN_H와 CAN_L 간의 차동 전압(VDIFF)은, CAN NG 데이터 베이스(468)에 있어야 하는 차동 전압과 상이하다. 이는, 도 4에서 타원으로 둘러싸인 차동 전압(VDIFF) 영역(U_P)에 도시되어 있다. 상기 레벨은 CAN FD에서의 레벨과도 상이할 가능성이 높다.

도 3의 충돌 검출 블록(233)에는, 물리 계층들의 중첩 시 레벨이 어느 값 범위에 있는지가 공지되어 있다. 그러므로 충돌 검출 블록(233)은 중첩 시 레벨의 값 범위와 버스(40) 상에서의 레벨의 비교를 수행할 수 있다. 그에 추가로 또는 그 대안으로, 충돌 검출 블록(233)은 정상 모드에서의 레벨의 값 범위와 버스(40) 상에서의 레벨의 비교를 수행할 수 있으며, 즉, 도 4에서 차동 전압(VDIFF)의 나머지 영역들에 도시되어 있는 것처럼, 물리 계층들의 중첩이 발생하지 않을 때 상기 비교를 실행할 수 있다.

그 대안으로, 데이터 전송 단계(468)를 위한 CAN NG 물리 계층의 각각의 구성에 따라서, 충돌 검출 블록(233)은, CAN FD 노드가 자신의 에러 프레임(47)(error flag)을 송신하는 동안, 상기 충돌 검출 블록(233)이 버스 상태(401, 402)를 위한 레벨이 더 이상 나타나지 않는지를 식별하는 방식으로, 물리 계층들의 중첩을 감지할 수 있다. 이는 다시 말해, 충돌 검출 블록(233)이, 시간(x) 동안 두 버스 레벨, 요컨대 비트 0과 1, 다시 말해 버스 상태들(401 및 402)이 버스(40) 상에서 보이는지의 여부를 관찰함을 명시적으로 의미한다. 충돌 검출 블록(233)이 단지 하나의 비트, 요컨대 비트 0 또는 비트 1에 대한 레벨만을 인식한다면, CAN NG를 위한 물리 계층 상에서 CAN FD를 위한 물리 계층의 중첩이 검출되거나 감지된다.

에러 프레임(47), 또는 물리 계층들의 여타의 중첩의 검출을 위해, 충돌 검출 블록(233)은 지속적으로 개별 비트들의 레벨을 모니터링하고, 그에 따라 CAN NG 데이터 전송 단계(460) 동안, 도 4에서 차동 전압(VDIFF)의 영역(U_P)에 도시된 것처럼, 가입자국(10, 30)이 CAN FD 모드로 에러 프레임(47)을 송신하는지의 여부를 식별한다.

충돌 검출 블록(233)이 물리 계층들의 중첩을 가리키는 적어도 하나의 버스 레벨을 검출한다면, 도 3의 충돌 검출 블록(233)은 선택적으로 타당성 검사를 위한 추가 정보를 이용할 수 있다. 이를 위해, 타당성 검사를 위한 하기 가능성들 중 적어도 하나가 선택적으로 적용될 수 있다. 특히, 이 경우, 버스 레벨들의 중첩과 관련하여 최대한 견고한 결정을 수행하기 위해, 개별 타당성 검사들의 결과들을 가중하여 조합하는 점도 생각해볼 수 있다.

타당성 검사를 위한 제1 가능성에 따라서, 충돌 검출 블록(233)은, CAN FD 에러 프레임(47)의 비트들이 CAN NG 프레임(460)의 데이터 전송 단계(468)에서의 비트들에 비해 매우 길다는 점을 고려한다. 충돌 검출 블록(233)은, 즉시 응답하는 대신, 여전히 추가 관찰 시간(T) 동안, 중첩을 가리키는 버스 레벨들이 계속 발생하는지의 여부를 결정하기 위해, 버스 레벨 또는 버스 상태(401, 402)를 계속하여 관찰할 수 있다. 추가 관찰 시간(T)의 선택을 위해 충돌 검출 블록(233)에서는, CAN 에러 프레임(47)이 6비트의 길이를 갖고, 에러 프레임(47)의 시퀀스는 12비트의 길이를 가지며, 에러 프레임(47)의 비트 레이트는 최대 1Mbit/s라는 정보가 이용될 수 있다. 예컨대 T = 6*1000ns가 선택될 수도 있는데, 이는 도 4에 도시된 것처럼 CAN 에러 프레임(47)의 최소 길이에 상응한다.

타당성 검사를 위한 제2 가능성에 따라서, 도 3의 충돌 검출 블록(233)은, 데이터 전송 단계 검출 블록(231)이 생성하여 충돌 검출 블록(233)으로 출력하는 신호(NG_DP)를 고려한다. 입력 신호(NG_DP)에 따라 충돌 검출 블록(233)은, 버스(40) 상에서의 전송이 프레임(460)의 데이터 전송 단계(468)에 있음을 알게 된다. 프레임(460)의 데이터 전송 단계(468) 동안에만 버스 레벨들의 중첩이 존재할 수 있기 때문에, 충돌 검출 블록(233)은 상기 정보를 이용할 수 있다. 예컨대 충돌 검출 블록(233)을 활성화하기 위해 신호(NG_DP)가 이용될 수 있다. 이 경우, 충돌 검출 블록(233)은 NG_DP = "1"일 때 활성 상태일 수 있고 버스 레벨들을 관찰할 수 있다. 모든 다른 경우에, 충돌 검출 블록(233)은 비활성화될 수 있다.

타당성 검사를 위한 제2 가능성에 대한 대안으로, 충돌 검출 블록(233)은 버스 레벨들 내지 버스 상태들(401, 402)을 지속적으로 관찰할 수 있으며, 예컨대 이미 더 오랜 시간 동안 중첩이 관찰된 경우, 그럼에도 NG_DP = '0'이더라도 응답될 수 있다.

전술한 모든 가능성을 위해, 충돌 검출 블록(233)은 신호(S_D)를 생성한다. 충돌 검출 블록(233)은 송/수신 유닛(220)으로 신호(S_D)를 출력한다. 중첩이 검출되거나 감지되어 선택적으로, 전술한 것처럼, 그 타당성이 검증되었다면, 충돌 검출 블록(233)은 신호(S_D = '1')를 설정한다. 그렇지 않으면, 신호는 S_D = '0'이다. 신호(S_D)는, 예컨대 소정의 시간이 경과할 때까지, 또는 예컨대 다시 신호에 대해 NG_DP = '0'이 적용될 때까지, 값 '1'에 유지된다.

CAN 버스 시스템(1)의 본 실시예의 경우, CAN NG 데이터 전송 단계(468) 동안 단 하나의 가입자국만이, 요컨대 TX 노드만이, 다시 말해 본 실시예에서는 가입자국(20) 또는 가입자국(30)만이 송신해야 하는 것으로 가정된다. 따라서, 신호(S_D)는 실질적으로 상기 가입자국이 CAN NG 프레임(460)의 송신 노드일 때에만 설정될 수 있다. 그러므로 가입자국(20)이 메시지(46)의 송신기일 때에만, 즉, 가입자국(20)이 TX 가입자국일 때에만, 중첩 검출 유닛(230)이 신호(S_D)를 S_D = '1'로서 설정하는 옵션이 존재한다. 신호(TX_ND)는, 가입자국(20)이 현재 TX 가입자국인지의 여부를 표시한다. 특히 가장 간단하게는, 이를 위해 신호(S_D)가 신호(TX_ND)와 논리곱 연산될 수 있다.

가입자국들(20, 30)에, 더 정확하게 말하면 상기 가입자국들의 통신 제어 장치들(21, 31)에 물리 계층 상에서의 중첩 이벤트에 대한 정보를 제공하기 위해, 충돌 검출 블록(233)은 적어도 하나의 신호, 요컨대 신호(rxd_SW) 및 선택적으로는 신호(C_L)를 생성한다.

수신 신호 선택 블록(234)은 특히 멀티플렉서로서 구성될 수 있다. 신호(rxd_SW) 및 수신 신호 선택 블록(234)에 의해, 자체의 통신 제어 장치(21)를 위한 신호(RX)는 고정값으로, 예컨대 도 3에 도시된 것처럼 '0'으로 설정된다. 그 대안으로, 신호(RX)는 고정 값('1')으로 설정될 수 있다. CAN NG 데이터 전송 단계(468)에서는 예컨대 값('0')과 같은 하나의 값만을 갖는 긴 단계가 발생할 수 없기 때문에, CAN NG 가입자국(20), 더 정확히 말하면 상기 가입자국의 통신 제어 장치(21)는, 송신 및 수신 가입자국으로서, 프레임(460)의 물리 계층 상에서 중첩이 발생했음을 인식한다. 이제, 송신 및 수신 가입자국은 상기 정보에 응답할 수 있다. 특히 송/수신 장치(22)의 CAN NG 송/수신 유닛(220), 및/또는 지금까지 송신하던 가입자국(20)의 통신 제어 장치(21)가 송신을 중지할 수 있고, 데이터 전송 단계(468)로부터 중재 단계(467)로 전환될 수 있다. 특히 CAN NG 가입자국(20)은 수신을 중지할 수 있고, 마찬가지로 데이터 전송 단계(468)로부터 중재 단계(467)로 전환될 수 있다. 그에 뒤이어, 버스(40) 상의 모든 가입자국(10, 20, 30), 다시 말해 가입자국(10)(CAN FD)도, 하나 이상의 가입자국(10, 20, 30)이 프레임(450, 460)의 송신을 시작하기 전에, (ISO11898-1:2015에 상응하게) 긴 열성 단계를 대기할 수 있다.

충돌 검출 블록(233) 및 그에 따른 중첩 검출 유닛(230)은, 선택적 신호(C_L)를 이용하여, 물리 계층 상에서 의도되지 않은 중첩이 발생했다는 점을 자체의 통신 제어 장치(21)에 시그널링한다. 이 정보를 이용해서, 통신 제어 장치(21)는 예컨대 자체적으로 송/수신 유닛(220)에 송신을 중지하도록 지시할 수 있다.

도 4에는, 가입자국(20)이 메시지(46)를 버스(40)로 송신하는 경우, 다시 말해 TX 가입자국으로서 작용하는 경우에 대해, 시간(t)에 걸친 전술한 신호들의 실시예가 도시되어 있다. 이 경우, 버스 시스템(1)의 가입자국, 예컨대 메시지(46)의 수신기로서의, 즉, RX 가입자국으로서의 가입자국(30)은, 비록 CAN NG 메시지(46)가 송신되더라도, 흑색의 지그재그형 블록 화살표로 도시된 에러로 인해 CAN FD 메시지(45)를 잘못 예측한다. 이러한 경우, 가입자국(30)은 데이터 전송 단계(468)에서 에러를 감지하여 CAN 에러 프레임(error flag)(47)을 버스(40)로 송신한다. RX 가입자국들은 도 4에 식별 표시된 것처럼 시간 간격 내에서 에러 프레임(47)을 송신한다. 그러므로 도 4에서 버스(40) 상의 신호(VDIFF = CAN_H - CAN_L)에 식별 표시된 것처럼, CAN NG 데이터 전송 단계(468)의 물리 계층과 에러 프레임(47)의 물리 계층의 중첩이 발생한다. 실시예에서는, CAN NG 데이터 전송 단계(468)에서 논리 1이 VDIFF = +2V를 갖고, 논리 0은 VDIFF = -2V를 갖는 것으로 가정되었다. 그러나 당연히 VDIFF에 대해 다른 값들도 가능하다. 에러 프레임(error flag)(47)은 6개의 우성 비트에 상응하며, 그에 상응하게 VDIFF = +2V의 차동 전압에 의해 구동된다. 이는 U_P로 식별 표시된 중첩을 야기한다.

도 4에는, 신호의 임의의 값이 파선으로 도시되어 있다. 도 4에서 신호들의 전파 시간은, 도 4의 신호-시간 그래프를 더 간단히 이해할 수 있도록, 0으로 가정되어 있다.

도 4의 신호(RX) 및 도 4의 신호(S_D)에서는, 물리 계층들의 중첩이 감지되었음을 확인할 수 있다. 신호(rxd_SW 및 RX)에서는, 중첩 검출 유닛(230)이 자체의 가입자국에, 즉, 여기서는 통신 제어 장치(21)에 중첩을 통지하는 것을 확인할 수 있다. 또한, 신호(TX)에서는, 가입자국(20)이 시점(T5)부터 메시지(46) 송신을 중지하는 것을 확인할 수 있는데, 그 이유는 가입자국(20)이 신호(RX)가 오랫동안 값('0')을 보유했던 단계를 감지했기 때문이다.

제2 실시예에 따라서, 데이터 전송 단계 검출 블록(231)은 버스 신호들(CAN_H, CAN_L)만을 이용하여 자신의 검출을 실행한다. 그렇지 않은 경우, 중첩 검출 유닛(230)의 기능은 전술한 실시예의 경우처럼 실행된다.

따라서, 본 실시예에 따른 데이터 전송 단계 검출 블록(231)의 변형예는, 전술한 실시예에 따른 데이터 전송 단계 검출 블록(231)의 변형예보다 덜 복잡하다. 그러나 본 실시예의 경우, 신호(TX)의 검출 및 평가에 의해서만 검출될 수 있는 간섭은 식별될 수 없다.

제3 실시예에 따라서, 데이터 전송 단계 검출 블록(231)은 신호(TX)만을 이용하여 자신의 검출을 실행한다. 그렇지 않은 경우, 중첩 검출 유닛(230)의 기능은 제1 실시예의 경우처럼 실행된다.

따라서, 본 실시예에 따른 데이터 전송 단계 검출 블록(231)의 변형예는, 제1 실시예에 따른 데이터 전송 단계 검출 블록(231)의 변형예보다 덜 복잡하다. 그러나 본 실시예의 경우, 버스 신호들(CAN_H, CAN_L)의 검출 및 평가에 의해서만 검출될 수 있는 간섭은 식별될 수 없다.

제4 실시예에 따라서, 송신기 검출 블록(232)은, 입력 신호로서 신호(TX)를 이용하는 간소화된 CAN NG 통신 제어 장치로서 형성된다. 송신된 CAN NG 프레임(460)의 순차 복호화를 통해, 간소화된 CAN NG 통신 제어 장치는, 가입자국(20), 즉, 자체의 가입자국이 송신기인지의 여부를 매우 용이하면서도 확실하게 결정할 수 있다. 신호(TX)가 예컨대 중재 단계(467) 동안 특정 비트에서부터 값 1에 유지된다면, 간소화된 CAN NG 통신 제어 장치는, 가입자국(20), 다시 말해 자체의 가입자국이 중재를 상실한 것으로, 즉, 송신기가 아닌 것으로 추론한다.

가입자국(20)이 송신기인지의 여부의 검출을 위한 송신기 검출 블록(232)의 상기 구성은, 제1 실시예에 따른 송신기 검출 블록(232)의 구성보다 더 견고하고 더 신뢰성이 있다. 그러나 송신기 검출 블록(232)의 본 구성은 제1 실시예에 따른 송신기 검출 블록(232)의 구성보다 더 많은 자원을 요구한다.

버스 시스템(1)의 가입자국들(10, 20, 30)의 통신 제어 장치들(21, 31), 송/수신 장치들(22, 32), 중첩 검출 유닛들(230, 330), 및 상기 버스 시스템에서 실행된 방법의 전술한 모든 구성은 개별적으로 또는 가능한 모든 조합으로 이용될 수 있다. 특히 전술한 실시예들 및/또는 이들의 변형들의 모든 특징은 임의로 조합될 수 있다. 그에 추가로 또는 그 대안으로, 특히 하기 변형들을 생각해볼 수 있다.

실시예들에 따른 전술한 버스 시스템(1)은 CAN 프로토콜을 기반으로 하는 버스 시스템을 토대로 기술되어 있다. 그러나 상기 실시예들에 따른 버스 시스템(1)은, 데이터가 직렬로 2개의 상이한 비트 레이트로 전송될 수 있는 다른 유형의 통신 네트워크일 수도 있다. 버스 시스템(1)에서는 적어도 특정 기간 동안, 하나의 공통 채널에 대한 가입자국(10, 20, 30)의 충돌없는 배타적 액세스가 보장되는 것이 바람직하지만 필수 요건은 아니다.

실시예들의 버스 시스템(1) 내 가입자국(10, 20, 30)의 개수 및 배치는 임의적이다. 특히 가입자국(10)은 버스 시스템(1) 내에서 생략될 수 있다. 이 경우, 가입자국(20, 30)이 CAN FD 포맷으로도 송신할 수 있다면, 가입자국(20, 30) 중 하나가 성공적으로 CAN NG 프레임(460)의 데이터 전송 단계(468)의 포맷으로 전환되지 못했을 때, CAN NG 프레임(460)의 데이터 전송 단계(468) 동안 중첩들이 검출되어 처리되도록 하기 위해, 중첩 검출 유닛들(230, 330)이 필요하다. 가입자국들 중 하나 이상의 가입자국(20 또는 30)이 버스 시스템(1) 내에 존재할 수 있다.

또한, 중첩 검출 유닛들(230, 330) 중 적어도 하나가 관련 송/수신 장치(22, 32)의 외부에 배치될 수 있다. 특히, 중첩 검출 유닛들(230, 330) 중 적어도 하나는 가입자국(20, 30)의 별도의 유닛으로서 제공된다.

Claims

직렬 버스 시스템(1)의 가입자국(20; 30)을 위한 중첩 검출 유닛(230; 330)으로서,
상기 중첩 검출 유닛은, 버스(40) 상에서 메시지(45; 46)를 송신하기 위한 버스 시스템(1)의 가입자국들(20, 30)의 버스 상태들(401, 402)이 제1 통신 단계(467)에서 제1 물리 계층에 의해 생성되고, 제2 통신 단계(468)에서는 제1 물리 계층과 상이한 제2 물리 계층에 의해 생성되는 버스 시스템(1)의 버스(40) 상에서의 버스 상태들(401, 402)을 검출하기 위한 충돌 검출 블록(233)을 포함하며,
상기 충돌 검출 블록(233)은, 제2 통신 단계(468)에서의 버스 상태들(401, 402)이 제1 물리 계층과 제2 물리 계층의 중첩 또는 2개의 제2 물리 계층의 중첩에 상응하는 레벨을 갖는지를 나타내는 값을 갖는 신호(S_D, rxd_SW)를 생성하도록 형성되며,
상기 충돌 검출 블록(233)은 가입자국(20; 30)을 위한 신호(S_D, rxd_SW)를 출력하도록 형성되는, 직렬 버스 시스템의 가입자국용 중첩 검출 유닛(230; 330).
제1항에 있어서, 충돌 검출 블록(233)은, 메시지(46)의 프레임(460)을 위한 비트들이 제2 통신 단계(468)에서 통상 갖는 레벨과 다른 레벨을 갖는지를 검출하도록 형성되고, 그리고/또는
충돌 검출 블록(233)은, 제2 통신 단계(468)에서 메시지(46)의 프레임(460)을 위한 디지털 신호를 위해 버스(40) 상에 2개의 상이한 버스 상태(401, 402)가 발생하는지의 여부를 검출하도록 형성되는, 직렬 버스 시스템의 가입자국용 중첩 검출 유닛(230; 330).
제1항 또는 제2항에 있어서, 충돌 검출 블록(233)은, 신호(S_D, rxd_SW)의 값이 중첩을 표시하는 값으로 설정될 것인지의 여부를 결정하기 위해, 검출된 중첩의 타당성 검사를 수행하도록 형성되는, 직렬 버스 시스템의 가입자국용 중첩 검출 유닛(230; 330).
제3항에 있어서, 충돌 검출 블록(233)은, 중첩이 발생하는지의 여부를 결정하기 위해, 상이하게 가중되는 적어도 2개의 상이한 버전을 이용하여 타당성 검사를 수행하도록 형성되는, 직렬 버스 시스템의 가입자국용 중첩 검출 유닛(230; 330).
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중첩 검출 유닛은 또한, 충돌 검출 블록(233)에 의해 생성된 신호(rxd_SW)를 기반으로 수신 신호(RX)를 선택하고 상기 선택된 수신 신호(RX)를 가입자국(20; 30)의 통신 제어 장치(21; 31)로 출력하기 위한 수신 신호 선택 블록(234)을 포함하는, 직렬 버스 시스템의 가입자국용 중첩 검출 유닛(230; 330).
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중첩 검출 유닛은 또한,
버스(40) 상에서 직렬로 전송되는 메시지(46)의 데이터 전송 단계(468)를 검출하기 위한 데이터 전송 단계 검출 블록(231), 및/또는
가입자국(20; 30)이 현재 메시지(46)의 송신기인지의 여부를 검출하기 위한 송신기 검출 블록(232)을 포함하며,
이때 충돌 검출 블록(233)은, 이 충돌 검출 블록(233)이 데이터 전송 단계 검출 블록(231) 및/또는 송신기 검출 블록(232)으로부터 수신한 적어도 하나의 검출 결과에 대한 응답으로서 신호(S_D)를 생성하도록 형성되는, 직렬 버스 시스템의 가입자국용 중첩 검출 유닛(230; 330).
제6항에 있어서,
데이터 전송 단계 검출 블록(231)은, 데이터 전송 단계(468)의 검출을 위해 버스(40) 상에서 상태를 검출하도록 형성되고, 그리고/또는
데이터 전송 단계 검출 블록(231)은, 데이터 전송 단계(468)의 검출을 위해, 버스(40)로부터 수신되는 메시지(46)를 토대로 생성되는 디지털 수신 신호(RXD1)를 평가하도록 형성되는, 직렬 버스 시스템의 가입자국용 중첩 검출 유닛(230; 330).
제6항 또는 제7항에 있어서, 송신기 검출 블록(232)은, 가입자국(20; 30)에 의해 버스(40)로 송신되는 송신 신호(TX)를 평가하도록 형성되는, 직렬 버스 시스템의 가입자국용 중첩 검출 유닛(230; 330).
제8항에 있어서,
송신기 검출 블록(232)은, 송신 신호(TX)의 평가를 위해 송신 신호(TX)의 에지 변화를 계수하도록 형성되고, 그리고/또는
송신기 검출 블록(232)은, 송신 신호(TX)의 평가를 위해 송신 신호(TX)의 순차 복호화를 실행하도록 형성되고, 그리고/또는
송신기 검출 블록(232)은, 송신 신호(TX)의 평가를 위해, 버스(40)로부터 수신되는 메시지(46)를 토대로 생성되는 디지털 수신 신호(RXD1)와 송신 신호(TX)를 비교하도록 형성되는, 직렬 버스 시스템의 가입자국용 중첩 검출 유닛(230; 330).
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
제1 통신 단계에서, 버스(40)를 통해 메시지(45; 46)를 전송하기 위해, 버스 시스템(1)의 가입자국들(10, 20, 30) 간에, 상기 가입자국들(10, 20, 30) 중 어느 가입자국이 후속하는 제2 통신 단계에서 적어도 일시적으로 버스 시스템(1)의 버스(40)에 대해 충돌없는 배타적 액세스 권한을 갖는지가 협의되며,
상기 제2 통신 단계는, 메시지(45; 46)의 유효 데이터가 버스(40) 상에서 전송되는 데이터 전송 단계(468)인, 직렬 버스 시스템의 가입자국용 중첩 검출 유닛(230; 330).
직렬 버스 시스템(1)을 위한 가입자국(20; 30)으로서, 상기 직렬 버스 시스템용 가입자국은,
버스 시스템(1)의 버스(40)로 메시지(45; 46)를 송신하기 위한, 그리고/또는 버스 시스템(1)의 버스(40)로부터 메시지(45; 46)를 수신하기 위한 통신 제어 장치(21; 31);
버스(40) 상으로 메시지(45; 46)를 송신하고, 그리고/또는 버스(40)로부터 메시지(45; 46)를 수신하기 위한 송/수신 장치(22; 32); 및
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른, 통신 제어 장치(11; 21; 31) 및 송/수신 장치(12; 22; 32)와 연결된 중첩 검출 유닛(230; 330);을 포함하며,
상기 송/수신 장치(22; 32)는, 제1 비트 레이트로 송신할 때, 메시지(45; 46)의 제1 디지털 데이터 상태에 대한 제1 버스 상태(401)를 생성하고, 제2 버스 상태(402)가 제1 버스 상태(401)를 덮어쓰기 할 수 있는 방식으로 메시지(45; 46)의 제2 디지털 데이터 상태에 대한 제2 버스 상태(402)를 생성하도록 형성되며,
상기 송/수신 장치(22; 32)는, 제1 비트 레이트보다 더 높은 제2 비트 레이트로 송신할 때, 메시지(45; 46)의 상이한 디지털 데이터 상태들에 대한 버스 상태들(401, 402)이 서로 덮어쓰기할 수 없는 방식으로 상이한 버스 상태들(401, 402)을 생성하도록 형성되는, 직렬 버스 시스템용 가입자국(20; 30).
제11항에 있어서, 송/수신 장치(22; 32)는, 제2 비트 레이트로 송신할 때, 메시지(45; 46)의 상이한 디지털 데이터 상태들에 대한 버스 상태들(401, 402)이 서로 덮어쓰기 할 수 없는 방식으로 상이한 버스 상태들(401, 402)을 생성하거나, 또는 제2 비트 레이트로 송신할 때, 제1 비트 레이트로 송신할 때처럼 상이한 버스 상태들(401, 402)을 생성하도록 형성되는, 직렬 버스 시스템용 가입자국(20; 30).
버스(40); 및
서로 직렬로 통신할 수 있는 방식으로 버스(40)를 통해 서로 연결되어 있는 적어도 2개의 가입자국(10; 20; 30);
을 가진 버스 시스템(1)으로서,
상기 가입자국들 중 적어도 하나의 가입자국(20; 30)은 제11항 또는 제12항에 따른 가입자국(20; 30)인, 버스 시스템(1).
제13항에 있어서, 상기 버스 시스템은 또한,
버스(40) 상에서 메시지(45)의 전송을 위해 단지, 메시지(45)의 제1 및 제2 통신 단계에서 제2 버스 상태(402)가 제1 버스 상태(401)를 덮어쓰기할 수 있는 방식으로 버스(40) 상에서 버스 상태들(401, 402)을 생성하도록 구성된 적어도 하나의 추가 가입자국(10)을 가지며,
상기 적어도 하나의 추가 가입자국(10)은, 가입자국들(10, 20, 30)이 직렬로 서로 통신할 수 있는 방식으로, 버스(40)를 통해 적어도 2개의 가입자국(20; 30)과 연결되는, 버스 시스템(1).
직렬 버스 시스템(1)에서의 통신을 위한 방법으로서,
상기 방법은,
송/수신 장치(22; 32)를 이용하여, 버스 시스템(1)의 버스(40)로 메시지(45; 46)를 송신하는 단계로서, 버스(40) 상에서 메시지(45; 46)를 송신하기 위해 버스 시스템(1)의 가입자국들(20, 30)의 버스 상태들(401, 402)이 제1 통신 단계(467)에서 제1 물리 계층에 의해 생성되고, 제2 통신 단계(468)에서는 제1 물리 계층과 상이한 제2 물리 계층에 의해 생성되는 단계; 및/또는
송/수신 장치(22; 32)를 이용하여, 버스 시스템(1)의 버스(40)로부터 메시지(45; 46)을 수신하는 단계;
충돌 검출 블록(233)을 이용하여, 버스 시스템(1)의 버스(40) 상에서의 버스 상태들(401, 402)을 검출하는 단계;
충돌 검출 블록(233)을 이용하여, 제2 통신 단계(468)에서의 버스 상태들(401, 402)이 제1 물리 계층과 제2 물리 계층의 중첩 또는 2개의 제2 물리 계층의 중첩에 상응하는 레벨을 갖는지를 나타내는 값을 갖는 신호(S_D, rxd_SW)를 생성하는 단계; 및
충돌 검출 블록(233)을 이용하여 가입자국(20; 30)을 위한 신호(S_D, rxd_SW)를 출력하는 단계;를 포함하는, 직렬 버스 시스템에서의 통신 방법.