特許 6383790 異なるクロック周波数での非同期パス上ドメイン間データ送信方法および装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6383790

(24)【登録日】2018年8月10日

(45)【発行日】2018年8月29日

(54)【発明の名称】異なるクロック周波数での非同期パス上ドメイン間データ送信方法および装置

(51)【国際特許分類】

   H04L 7/00 20060101AFI20180820BHJP

【ＦＩ】

   H04L7/00 500

【請求項の数】15

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2016-538753(P2016-538753)

(86)(22)【出願日】2014年12月3日

(65)【公表番号】特表2017-535087(P2017-535087A)

(43)【公表日】2017年11月24日

(86)【国際出願番号】EP2014003229

(87)【国際公開番号】WO2015086131

(87)【国際公開日】20150618

【審査請求日】2016年9月8日

(31)【優先権主張番号】102013020954.4

(32)【優先日】2013年12月12日

(33)【優先権主張国】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】508233962

【氏名又は名称】ノースロップ グルマン リテフ ゲーエムベーハー

【氏名又は名称原語表記】Ｎｏｒｔｈｒｏｐ Ｇｒｕｍｍａｎ ＬＩＴＥＦ ＧｍｂＨ

(74)【代理人】

【識別番号】100107847

【弁理士】

【氏名又は名称】大槻 聡

(72)【発明者】

【氏名】ルーフ，マルクス

【審査官】 阿部 弘

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１４／０６４７８１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 欧州特許出願公開第０１３４３２６１（ＥＰ，Ａ１）

【文献】 米国特許第０７５００１３２（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／０３０３９９４（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｌ ７／００

Ｈ０４Ｌ １３／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１周波数（ｆ_ａ）で生成され、特定のパラメータの一部増分を示すデータを蓄積する第１ユニットと、蓄積されたデータを第１周波数（ｆ_ａ）よりも小さな第２周波数（ｆ_ｓ）で要求する第２ユニットとの間でデータを送信する方法であって、
第１ユニットにおいて要求時間（ｋ）に供給される蓄積データブロックのデータ内容である第１合計増分（ｖ_０（ｋ））と、前記第１合計増分（ｖ_０（ｋ））に属する時間増分（ｔ_０（ｋ））を表す第１値（Ｗ（ｋ））とを前記第１ユニットに要求し、
前記第２周波数（ｆ_ｓ）の公称時間増分（ｔ_ｓ）に適用されるデータブロックのデータ内容である第２合計増分（ｖ（ｋ））を前記第１値（Ｗ（ｋ））を用いて前記第１合計増分（ｖ_０（ｋ））から生成し、
前記第２合計増分（ｖ（ｋ））を前記第２ユニットに送信することを含む方法。

【請求項2】

前記第１合計増分（ｖ_０（ｋ））・第１値（Ｗ（ｋ））要求工程、前記第２合計増分（ｖ（ｋ））生成工程、および前記第２合計増分（ｖ（ｋ））送信工程を繰り返し前記第２周波数（ｆ_ｓ）で行うことを特徴とする請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記第２合計増分（ｖ（ｋ））を次のように算出し、

【数11】

ｖ_１（ｋ）は前回の第１合計増分要求工程で要求された前回の第１合計増分、
ｔ_１（ｋ）は前回の第１合計増分に属する時間増分、
ｔ_１ｒ（ｋ）は前回の第１合計増分に属する時間増分ｔ_１（ｋ）のうち前回の第２合計増分生成工程で処理されなかった残留部、
ｖ_０（ｋ）は今回の第１合計増分要求工程で要求された第１合計増分、
ｔ_ｓは第２周波数（ｆ_ｓ）に属する公称時間増分、
ｔ_０（ｋ）は今回の第１合計増分要求工程で要求された第１合計増分に属する時間増分、
ｖ_ｒ（ｋ）は前回の第２合計増分生成工程で使用し、今回の第２合計増分生成工程で差し引かなければならない外挿部、とすることを特徴とする請求項２に記載の方法。

【請求項4】

ｋ＝０の場合、初期状態を次のように

【数12】

と設定することを特徴とする請求項３に記載の方法。

【請求項5】

次の第２合計増分（ｖ（ｋ））生成工程で使用するｔ_１（ｋ＋１）、ｖ_１（ｋ＋１）、ｔ_１ｒ（ｋ＋１）、ｖ_ｒ（ｋ＋１）の値の次のように計算し、

【数13】

とすることを特徴とする請求項３に記載の方法。

【請求項6】

前記第２合計増分（ｖ（ｋ））を

【数14】

として計算し
ｖ_１（ｋ）は前回の第１合計増分要求工程で要求された前回の第１合計増分、
ｖ_２（ｋ）は前回の第１合計増分要求工程よりも前の工程で要求された前回の第１合計増分よりも前の第１合計増分、
ｔ_１（ｋ）は前回の第１合計増分に属する時間増分、
ｔ_１ｒ（ｋ）は前回の第１合計増分に属する時間増分ｔ_１（ｋ）のうち前回の第２合計増分生成工程で処理されなかった残留部、
ｔ_２（ｋ）は前回の第１合計増分よりも前の第１合計増分に属する時間増分、
ｔ_２ｒ（ｋ）は前回の第１合計増分よりも前の第１合計増分に属する時間増分ｔ_２（ｋ）のうち前回の第２合計増分生成工程で処理されなかった残留部、
ｖ_０（ｋ）は今回の第１合計増分要求工程で要求された第１合計増分、
ｔ_ｓは第２周波数（ｆ_ｓ）に属する公称時間増分、
ｔ_０（ｋ）は今回の第１合計増分要求工程で要求された第１合計増分に属する時間増分
とすることを特徴とする請求項２に記載の方法。

【請求項7】

ｋ＝０の場合、初期状態の設定を次のように

【数15】

とすることを特徴とする請求項６に記載の方法。

【請求項8】

次の第２合計増分（ｖ（ｋ））生成工程で使用するｔ_１（ｋ＋１）、ｔ_２（ｋ＋１）、ｖ_１（ｋ＋１）、ｖ_２（ｋ＋１）、ｔ_１ｒ（ｋ＋１）、ｔ_２ｒ（ｋ＋１）の値の計算を次のように

【数16】

とすることを特徴とする請求項６に記載の方法。

【請求項9】

第１周波数（ｆ_ａ）で生成され、特定のパラメータの一部増分を示すデータを蓄積する第１ユニットと、蓄積データを第１周波数（ｆ_ａ）よりも小さな第２周波数（ｆ_ｓ）で要求する第２ユニットとの間でデータを送信する装置であって、
前記第１ユニットにおいて要求時間に供給される蓄積データブロックのデータ内容である第１合計増分（ｖ_０（ｋ））と、前記第１合計増分（ｖ_０（ｋ））に属する時間増分（ｔ_０（ｋ））を表す第１値（Ｗ（ｋ））とを前記第１ユニットに第２周波数（ｆ_ｓ）で要求するのに適した入力部と、
前記第２周波数（ｆ_ｓ）の公称時間増分（ｔ_ｓ）に適用されるデータブロックのデータ内容である第２合計増分（ｖ（ｋ））を前記第１合計増分（ｖ_０（ｋ））と前記第１値（Ｗ（ｋ））とから生成するフィルタと、
前記第２周波数（ｆ_ｓ）で前記第２合計増分（ｖ（ｋ））を前記第２ユニットに送信する出力部と、を含む装置。

【請求項10】

前記フィルタが前記第２合計増分（ｖ（ｋ））を次のように計算し、

【数17】

ｖ_１（ｋ）は前回の第２周波数（ｆ_ｓ）要求周期で要求された前回の第１合計増分、
ｔ_１（ｋ）は前回の第１合計増分に属する時間増分、
ｔ_１ｒ（ｋ）は前回の第１合計増分に属する時間増分ｔ_１（ｋ）のうち前回の第２合計増分生成工程で処理されなかった残留部、
ｖ_０（ｋ）は今回の第２周波数（ｆ_ｓ）要求周期で要求された第１合計増分、
ｔ_ｓは第２周波数（ｆ_ｓ）に属する公称時間増分、
ｔ_０（ｋ）は今回の第２周波数（ｆ_ｓ）要求周期で要求された第１合計増分に属する時間増分、
ｖ_ｒ（ｋ）は前回の第２合計増分生成工程で使用し、今回の第２合計増分生成工程で差し引かなければならない外挿部、
とすることを特徴とする請求項９に記載の装置。

【請求項11】

前記フィルタが、ｋ＝０の場合に初期状態の設定を次のように

【数18】

する初期値設定部を含む特徴とする請求項１０に記載の装置。

【請求項12】

前記フィルタが次の第２合計増分（ｖ（ｋ＋１））生成工程で使用するｔ_１（ｋ＋１）、ｖ_１（ｋ＋１）、ｔ_１ｒ（ｋ＋１）、ｖ_ｒ（ｋ＋１）の値を次のように計算し

【数19】

とすることを特徴とする請求項１０に記載の装置。

【請求項13】

前記フィルタが行う前記第２合計増分（ｖ（ｋ））の計算を次のように

【数20】

として、
ｖ_１（ｋ）は前回の第２周波数（ｆ_ｓ）要求周期で要求された前回の第１合計増分、
ｖ_２（ｋ）は前回の第２周波数（ｆ_ｓ）要求周期よりも前の要求周期で要求された前回の第１合計増分よりも前の第１合計増分、
ｔ_１（ｋ）は前回の第１合計増分に属する時間増分、
ｔ_１ｒ（ｋ）は前回の第１合計増分に属する時間増分ｔ_１（ｋ）のうち前回の第２合計増分生成工程で処理されなかった残留部、
ｔ_２（ｋ）は前回の第１合計増分よりも前の第１合計増分に属する時間増分、
ｔ_２ｒ（ｋ）は前回の第１合計増分よりも前の第１合計増分に属する時間増分ｔ_２（ｋ）のうち前回の第２合計増分生成工程で処理されなかった残留部、
ｖ_０（ｋ）は今回の第２周波数（ｆ_ｓ）要求周期で要求された第１合計増分、
ｔ_ｓは第２周波数（ｆ_ｓ）に属する公称時間増分、
ｔ_０（ｋ）は今回の第２周波数（ｆ_ｓ）要求周期で要求された第１合計増分に属する時間増分、
とすることを特徴とする請求項９に記載の装置。

【請求項14】

前記フィルタが、ｋ＝０の場合に初期状態の設定を次のように

【数21】

する初期値設定部を含む特徴とする請求項１３に記載の装置。

【請求項15】

前記フィルタが次の第２合計増分（ｖ（ｋ＋１））生成工程で使用するｔ_１（ｋ＋１）、ｔ_２（ｋ＋１）、ｖ_１（ｋ＋１）、ｖ_２（ｋ＋１）、ｔ_１ｒ（ｋ＋１）、ｔ_２ｒ（ｋ＋１）の値を次のように計算し、

【数22】

とすることを特徴とする請求項１３に記載の装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

異なるクロック周波数で作動する２つの装置や部間でデータを送信する際に確実に全てのデータを送達するのみならず、２つのクロックを同期させることも重要である。

【背景技術】

【0002】

例えば、第１ユニットにおいて第１クロック周波数でデータを生成することができ、そのデータを第１クロック周波数とは異なる第２クロック周波数で第２ユニットが読み出す又は要求する。このように例えば増分の一部をあるデータパスクロックで生成し、一時的にセンサに蓄積する。読出部が要求周期で蓄積部の現状を読み取り、蓄積の間に生成される合計増分を各要求周期でセンサから読出部に送信する。

【0003】

全てのデータパスクロックでの増分を蓄積して合計増分とする。要求周期がデータパスクロックの整数倍ではない場合、データパスクロックの総数は一定ではない。一方、データパスクロックの数が２つの整数値ＮとＮ＋１とに変化し、ＮとＮ＋１との値で得られた平均値が要求周期の周波数に対するデータパスクロックの周波数の割合に対応する。要求周期がデータパスクロックの整数倍であったとしても、データパスクロック又は要求周期の周波数のわずかなずれが既にデータパスクロックの数の影響よりも大きいものである。

【0004】

このように合計増分のうち一部の増分の取り込み具合を示すいわゆる積分誤差基準を満たすことができ、一定の要求周期後にデータパスクロックで生成された一部増分を全て送信した。

【0005】

しかし、読み出した合計増分に含まれる一部増分の数が変わると、読出部で付加ノイズと判断される。読み出し合計増分は要求周期でのデータ積分に全く対応しない。このため、この特性を説明するいわゆる積分誤差基準が不十分にしか満たされない。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

よって、本発明の課題は異なるクロック周波数で非同期パスにおい２つのドメイン間でデータを送信する方法および装置を提供し、積分誤差基準を満たすと同時に差分誤差基準も改善することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

独立請求項に記載の方法および装置によってこの課題を解決する。従属請求項では好適な実施形態を定義する。

【0008】

本発明に係る方法および装置の実施形態を図面に基づき以下のとおり説明するが、同様の要素は同一引用符号で示される。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1A】データパスクロックの時間的推移と蓄積部で蓄積した増分の一部を示す図。

【図1B】要求周期の時間的推移と各要求周期で読み出した合計増分を示す図。

【図2】発明に係る方法を例示する図。

【図3】今回要求された合計増分の外挿や内挿として第２合計増分生成工程の第１実施形態を示す図。

【図4】第１合計増分の要求と第１合計増分から生成した第２合計増分の送信との間で一要求周期の遅延が発生する状態の第２合計増分生成工程の第２実施形態を示す図。

【図5】発明に係る装置ならびに第１ユニットと第２ユニットを例示する図。

【図6】本発明に係る方法の第１実施形態を実行するのに適した本発明に係る装置の第１実施形態を示す図。

【図7】本発明に係る方法の第２実施形態を実行するように構成された本発明に係る装置の第２実施形態を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0010】

図１Ａと図１Ｂは本発明の基礎となる課題を示す。図１Ａでは第１周波数ｆ_ａのデータパスクロックの時間的推移ならびに各データパスクロックに属する蓄積部の状況、つまり蓄積部で蓄積された一部増分Ｖ_ｉの数を示し、図１Ｂでは第２周波数ｆ_ｓの要求周期の時間的推移ならびに各要求周期で読み出し又は要求した合計増分ｖ_０を示す。一例として第１周波数ｆ_ａを３．４ｋＨｚに設定し、第２周波数ｆ_ｓを８００Ｈｚに設定する。従って、要求周期はＮ＝ｆ_ａ／ｆ_ｓ＝４．２５のデータパスクロックからなる。

【0011】

データパスクロックの総数で蓄積するしかないので、データを全て完全に送信して４つのデータパスクロックで３回蓄積し、５つのデータパスクロックで１回蓄積しなければならない。つまり、合計増分ｖ_０に含まれる一部増分ｖ_ｉの数が４と５に変動する。このパターンが周期的に繰り返され、図示した事例ではこのパターンが４要求周期である。合計増分ｖ_０に含まれる一部増分ｖ_ｉの連続する数値４と５がこの処理で調整され、この２つの値の間で変化数が最大になる。

【0012】

この種のデータ要求と積分で起こりうる誤差の可能性は２種類に分類される。一方では合計増分ｖ_０における一部増分ｖｉの取り込み具合を調整する積分誤差基準の誤差の可能性があり、他方では一要求周期での積分に対する合計増分ｖ_０の対応具合を判断する差分誤差基準の誤差の可能性がある。

【0013】

図示の例では積分誤差基準が完全に満たされているが、差分誤差基準が十分満たされておらず、これが要求部でデータの付加ノイズと判断される。従って、本発明に係る方法によって積分誤差基準を満たしたままで差分誤差基準を改善する。

【0014】

本発明に係る方法の説明では次のような記号を導入する。
ｔ_ｓ 第２周波数ｆ_ｓに属する公称時間増分
ｔ_０（ｋ） 今回要求された第１合計増分に属する時間増分
ｔ_１（ｋ） 前回の第１合計増分に属する時間増分
ｔ_１ｒ（ｋ） 前回の第１合計増分に属する時間増分ｔ_１（ｋ）のうち前回の第２合計増分生成工程で処理されなかった残留部
ｖ_０（ｋ） 今回の第１合計増分要求工程で要求された第１合計増分
ｖ_１（ｋ） 前回の第１合計増分要求工程で要求された前回の第１合計増分
ｖ_ｒ（ｋ） 前回の第２合計増分生成工程で使用し、今回の第２合計増分生成工程で訂正増分として考慮しなければならない外挿部
ｖ_２（ｋ） 前回の第１合計増分要求工程よりも前の工程で要求された前回の第１合計増分よりも前の第１合計増分；
ｔ_２（ｋ） 前回の第１合計増分よりも前の第１合計増分に属する時間増分；
ｔ_２ｒ（ｋ） 前回の第１合計増分よりも前の第１合計増分に属する時間増分ｔ_２（ｋ）のうち前回の第２合計増分生成工程で処理されなかった残留部；
ｖ（ｋ） 公称時間増分ｔ_ｓに適用した第２合計増分

【0015】

「増分」という表現を終了値と初期値とのデータ内容の差異の同義語として用いる。例えば、「合計増分」という表現はデータ内容の差異を表し、時間間隔の始まりでデータ内容の初期値を判断し、時間間隔の終わりでデータ内容の終了値を判断する。対応する時間間隔を合計増分に属する時間増分と呼ぶ。データ内容とは、例えば計測量であってもよい。

【0016】

例示形態のブロック図で本発明に係る方法を図２に示す。方法開始後の第１工程Ｓ１１で第１ユニットから第１値Ｗ（ｋ）と共に第１合計増分ｖ_０（ｋ）が要求される。第１ユニットではパラメータの一部増分としても示されるデータをデータパス周波数とも呼ばれる第１周波数ｆ_ａで蓄積する。例えば、第１ユニットは第１周波数ｆ_ａで測定値を取り込み又は生成し、このような値を継続して蓄積部に蓄積するセンサであってもよい。蓄積された一部増分の総数によって第１合計増分ｖ_０（ｋ）が形成され、第１合計増分ｖ_０（ｋ）は第１ユニットにおいて現在の要求時間ｋに供給されたデータブロックのデータ内容、つまり蓄積された一部増分のデータ内容に対応する。データ蓄積によって蓄積間隔でデータ又は測定値の円滑化が可能になる。

【0017】

また、第１ユニットが第１合計増分ｖ_０（ｋ）に属する時間増分ｔ_０（ｋ）を示す第１値Ｗ（ｋ）を生成する。例えば、第１値Ｗ（ｋ）としての蓄積部の数は第１合計増分ｖ_０（ｋ）に含まれる一部増分の数を示してもよく、これによってデータパスクロックｔ_ａ＝１／ｆ_ａの乗算で第１合計増分ｖ_０（ｋ）に属する時間増分ｔ_０（ｋ）を算出できる。第１値Ｗ（ｋ）は第１合計増分ｖ_０（ｋ）に属する時間増分ｔ_０（ｋ）であってもよい。時間増分ｔ_０（ｋ）は蓄積間隔に対応し、蓄積間隔とは前回の第１合計増分要求工程に含まれた前回の一部増分を生成する時点と、今回の第１合計増分要求工程で要求された前回の一部増分を生成する時点との間の時間である。このように、蓄積間隔は必ずデータパスクロックｔ_ａの整数倍である。

【0018】

第１合計増分ｖ_０（ｋ）を要求した後、第１ユニットの蓄積部の内容をゼロに設定する。更に、次の要求工程で第１値Ｗ（ｋ＋１）を判定するために第１値Ｗ（ｋ）を定義する。例えば、蓄積部の係数値をゼロに設定してもよい。

【0019】

本発明に係る方法の第２工程Ｓ１２では第１値Ｗ（ｋ）を用いて第１合計増分ｖ_０（ｋ）から第２合計増分ｖ（ｋ）を生成し、第２合計増分は公称時間増分ｔ_ｓに適用したデータブロックのデータ内容に対応する。公称時間増分ｔ_ｓは積分区間に対応し、積分区間とは前回の第１合計増分要求工程を行う時点と、今回の第１合計増分要求工程を行う時点との間の時間である。このように、公称時間増分ｔ_ｓはｔ_ｓ＝１／ｆ_ｓの要求周期に対応し、ｆ_ｓは第２ユニットが第１ユニットの蓄積データを要求する際の第２周波数である。第２周波数ｆ_ｓと、よって公称時間増分ｔ_ｓとは通常予め定められ一定であると推定されるが、ｔ_ｓの具体的な値を判定し、この値をｔ_ｓの現在値として第２合計増分の算出時に考慮することも可能である。

【0020】

第３工程Ｓ１３では生成した第２合計増分ｖ（ｋ）を第２ユニットに送信する。第２ユニットは、例えば第１ユニットが生成又は取り込んだデータを評価又は更に処理し、その後第２周波数ｆ_ｓで第１ユニットからのデータを要求する評価ユニット又は更なる処理用のユニットであってもよい。

【0021】

図２に示すように、第２合計増分ｖ（ｋ）の生成ならびに第２合計増分ｖ（ｋ）の送信のための第１合計増分ｖ_０（ｋ）と第１値Ｗ（ｋ）の要求工程を第２周波数ｆ_ｓで繰り返し実行することができ、繰り返し毎に指標ｋを１ずつ増やす。

【0022】

本発明に係る方法によって、積分誤差基準を満たした状態で、第１周波数ｆ_ａと第２周波数ｆ_ｓ（ｆ_ａ／ｆ_ｓ＞１）との任意の関係の差分誤差基準を改善する。

【0023】

特にこれに該当する事例としては、第１周波数ｆ_ａが第２周波数ｆ_ｓの整数倍に等しい場合である。

【0024】

本発明に係る方法の上記利点は、通常は一定の第１周波数ｆ_ａと第２周波数ｆ_ｓとの周波数比ｆ_ａ／ｆ_ｓが一時的に限定的に変動する場合にも得られる。これは、例えば第１周波数ｆ_ａ又は第２周波数ｆ_ｓのジッタ、つまり変動を原因とする。

【0025】

図３にフローチャートとして示すのは、方法の第１実施形態に係る第２合計増分生成工程である。指標ｋをゼロに設定して方法を開始した後、工程Ｓ１２でまず第１ユニットから第１合計増分ｖ_０（ｋ）と第１値Ｗ（ｋ）が要求され、第１値Ｗ（ｋ）が第１合計増分に属する時間増分ｔ_０（ｋ）に直接対応しない場合、Ｗ（ｋ）から第１合計増分ｖ_０（ｋ）に属する時間増分ｔ_０（ｋ）を算出する。

【0026】

次に工程Ｓ２２で指標ｋがゼロに等しいか否かを判断する。ｋ＝０の場合、工程Ｓ２３で第２合計増分ｖ（ｋ）を生成するための初期値を次のように設定する：

【数1】

【0027】

次の工程Ｓ２４で第２合計増分を次のように算出する：

【数2】

【0028】

ここで第１被加数は前回の積分区間からのおそらく未処理の残留部を表し、第２被加数は今回の積分区間からの最大部又は完成部ならびに次の未知の積分区間であり得る外挿を表し、最後の被加数又は減数はおそらく前回の第２合計増分生成工程で使われた今回の積分区間の外挿推定を考慮した訂正増分を示す。よって、第２合計増分は、おそらく前回の第２合計増分生成工程で未処理の残留部と、今回の第１合計増分要求工程で要求された第１合計増分の少なくとも一部と、おそらく次の工程に外挿された今回の合計増分の一部と、おそらく前回の第２合計増分生成工程で用いた外挿部の負数に対応する訂正増分との和に対応する。

【0029】

より詳しく説明するために、前回の第１合計増分に属する時間増分のうち前回の第２合計増分生成工程で処理されなかった残留部ｔ_１ｒ（ｋ）と、今回要求された第１合計増分の時間増分ｔ_０（ｋ）との和に対する公称時間増分ｔ_ｓの長さについてケースバイケースの分析を行う。

【0030】

ｔ_１ｒ（ｋ）＋ｔ_０（ｋ）＜ｔ_ｓの場合、次に要求される第１合計増分に対し第１合計増分ｖ_０（ｋ）を外挿する。この外挿は、次に要求される第１合計増分の値が今回要求された第１合計増分と同じであるという仮定に基づく。この外挿によって、今回要求された第１合計増分に属する時間増分ｔ_０（ｋ）を公称時間増分ｔ_ｓの末尾まで引き伸ばし、結局ｔ_１ｒ（ｋ）＋ｔ_０'（ｋ）＝ｔ_ｓとなるようにする。ここでｔ_０'（ｋ）は引き伸ばした時間増分ｔ_０（ｋ）である。

【0031】

第２合計増分の外挿部は次の第２合計増分生成工程の訂正増分に対応する。第１合計増分に属する全時間増分ｔ_０（ｋ）が第２合計増分ｖ（ｋ）の生成に寄与するので、次の第２合計増分生成工程では今回要求された第１合計増分の未処理残留部が現れない。

【0032】

ｔ_１ｒ（ｋ）＋ｔ_０（ｋ）≧ｔ_ｓの場合、第１合計増分ｖ_０（ｋ）を補間する。この補間によって今回要求された第１合計増分に属する時間増分ｔ_０（ｋ）を公称時間増分ｔ_ｓの末尾まで短くし、結局ｔ_１ｒ（ｋ）＋ｔ_０'（ｋ）＝ｔ_ｓとなるようにする。ここでｔ_０'（ｋ）は短縮された時間増分ｔ_０（ｋ）である。

【0033】

よって、次の第２合計増分生成工程では今回要求された第１合計増分の未処理残留部が現れる。第２合計増分の外挿部がないので、次の第２合計増分生成工程で訂正増分を差し引く必要はない。

【0034】

説明したとおり、次の第２合計増分生成工程で使用する残留部ｔ_１ｒ（ｋ）と次の第２合計増分生成工程で使用する訂正増分ｖ_ｒ（ｋ）は２つの記載事例で異なる。よって、第２合計増分ｖ（ｋ）の算出する前後に工程Ｓ２５で上述の公称時間増分ｔ_ｓの長さについてケースバイケースで分析を行う。これによって工程Ｓ２６又はＳ２７で状態遷移、つまり次の第２合計増分生成工程で使用するｖ_ｒ（ｋ＋１）とｔ_１ｒ（ｋ＋１）の値を次のように判定する：

【数3】

【0035】

工程Ｓ２８の各事例では次の２つの状態遷移、つまり次の第２合計増分生成工程で用いるｔ_１（ｋ＋１）とｖ_１（ｋ＋１）の値を次のように判定する：

【数4】

【0036】

本発明に係る方法が終了しない限り、工程Ｓ２９で指標ｋを１だけ増やし工程Ｓ２１からＳ２９を繰り返し、全ての処理を第２周波数ｆ_ｓ、つまり要求周期毎に１回行う。

【0037】

実際のセンサデータを一部増分として使用した図３に示す方法の模擬実験の結果、方法の過渡振動の後にジッタに影響された周波数ｆ_ｓとｆ_ａの積分誤差基準が第２合計増分によって満たされ、第１合計増分に関する差分誤差基準は相当改善した。方法で使用した外挿を原因とする期待値からの第２合計増分の偏移はセンサノイズより小さかった。

【0038】

本発明の第２実施形態に係る第２合計増分生成工程をフローチャートで図４に示す。方法を開始して指標ｋをゼロに設定した後、工程Ｓ３１でまず第１ユニットから第１合計増分ｖ_０（ｋ）と第１値Ｗ（ｋ）が要求され、第１値Ｗ（ｋ）が第１合計増分に属する時間増分ｔ_０（ｋ）に直接対応しない場合、第１合計増分ｖ_０（ｋ）に属する時間増分ｔ_０（ｋ）をＷ（ｋ）から算出する。

【0039】

そして、工程Ｓ３２で指標ｋがゼロに等しいか否かを判定する。ｋ＝０の場合、第２合計増分ｖ（ｋ）を生成する次のような初期値を工程Ｓ３３で設定する：

【数5】

【0040】

次の工程Ｓ３４で前回の第１合計増分よりも前の第１合計増分に属する時間増分のうち前回の第２合計増分生成工程で処理されなかった残留部ｔ_２ｒ（ｋ）と、前回の第１合計増分に属する時間増分のうち前回の第２合計増分生成工程で処理されなかった残留部ｔ_１ｒ（ｋ）との合計に対する公称時間増分ｔ_ｓの長さに応じてケースバイケースの分析を行う。

【0041】

ｔ_２ｒ（ｋ）＋ｔ_１ｒ（ｋ）＜ｔ_ｓの場合、第２合計増分を次のように工程Ｓ３５で算出する：

【数6】

【0042】

よって、第２合計増分は、前回の第１合計増分よりも前の、つまり前回の積分区間よりも前の積分区間からの第１合計増分のうちおそらく未処理の残留部と、前回の第１合計増分のうち、つまり前回の積分区間からの完全に未処理の残留部と、今回の積分区間からの今回の第１合計増分の一部とからなる組み合わせである。前回の第１合計増分の全残留部が第２合計増分に寄与するので、次の第２合計増分生成工程で考慮しなければならない前回の第１合計増分の残留部はない。今回の第１合計増分の一部が既に第２合計増分に寄与するので、次の第２合計増分生成工程で考慮しなければならないのは今回の第１合計増分の残留部のみである。よって、次の第２合計増分生成工程用に次のような状態遷移結果を工程Ｓ３５でも算出する：

【数7】

【0043】

ｔ_２ｒ（ｋ）＋ｔ_１ｒ（ｋ）≧ｔ_ｓの場合、第２合計増分を工程Ｓ３６で次のように算出する：

【数8】

【0044】

よって、第２合計増分は、前回の第１合計増分よりも前の、つまり前回の積分区間よりも前の積分区間からの第１合計増分のうちおそらく未処理の残留部と、前回の第１合計増分、つまり前回の積分区間からからの大部分との組み合わせである。前回の第１合計増分の一部のみが第２合計増分に寄与するので、第１合計増分のうち前回分の残留部が残り、次の第２合計増分生成工程で考慮しなければならない。今回の第１合計増分から第２合計増分に寄与する部分がないので、次の第２合計増分生成工程で今回の第１合計増分を全て考慮しなければならない。よって、次の第２合計増分生成工程用に次のような状態遷移結果を工程Ｓ３６でも算出する。

【数9】

【0045】

第２合計増分は通常、前回の第１合計増分要求工程よりも前の工程で要求された前回の合計増分よりも前の第１合計増分のうち、おそらく前回の第２合計増分生成工程よりも前の工程で処理されていない残留部と、前回の第１合計増分要求工程で要求された前回の合計増分の少なくとも一部と、おそらく今回の第１合計増分要求工程で要求された第１合計増分の一部との和である。よって、一要求周期の遅延が発生するのは、第１ユニットから第１合計増分を要求する工程と、要求された第１合計増分に対応する第２合計増分を送信する工程との間である。

【0046】

工程Ｓ３７の各事例では次のような状態遷移、つまり次の第２合計増分生成工程で使用する値を判定する：

【数10】

【0047】

本発明に係る方法が終了しない限り、工程Ｓ３８で指標ｋを１だけ増やして工程Ｓ３１からＳ３８を繰り返し、全ての処理を第２周波数ｆ_ｓで、つまり要求周期毎に１回行う。

【0048】

実際のセンサデータを一部増分として使用した図４に示す方法の模擬実験の結果、方法の過渡振動後に第２合計増分によって積分誤差基準が満たされると共に、ジッタに影響された周波数ｆ_ｓとｆ_ａの差分誤差基準も満たされた。

【0049】

よって、第１周波数ｆ_ａ又は第２周波数ｆ_ｓのジッタに対し堅牢なのは図３に示す方法よりも図４に示す方法であるが、第１合計増分と第１合計増分に対応する第２合計増分、つまり第１合計増分が少なくとも部分的に含まれる第２合計増分との間で一要求周期１／ｆ_ｓの遅れがある。よって、図４に示す方法はこのような遅延が重要ではない又は更にデータを処理してこのような遅延を考慮することができるデータ送信方法に特に好適である。

【0050】

図２に示す方法を実行するのに好適な装置１００、ならびに概略形態の第１ユニット２００と第２ユニット３００を図５に示す。

【0051】

第１ユニット２００は、第１周波数ｆ_ａで生成される又は取り込まれるデータ又は一部増分を蓄積し、第１合計増分ｖ_０（ｋ）と、第１合計増分に属する時間増分ｔ_０（ｋ）、つまり蓄積間隔を表す第１値Ｗ（ｋ）とを供給する蓄積部２１０を含む。第１ユニット２００は、例えば第１周波数ｆ_ａ、つまりデータパスクロックでデータ又は一部増分を生成するセンサであってもよく、この場合は更に別のユニット、例えば測定部および／又は処理部を備えてもよい。このようなセンサの例として回転速度センサ又は加速度センサ等がある。回転速度センサでは一部増分が一部角度増分を表す一方、加速度センサでは一部増分は一部速度増分である。あるいは、第１ユニット２００の更に別のユニットからデータ又は一部増分を要求し、第１周波数ｆ_ａで蓄積部２１０にデータ又は一部増分を蓄積してもよい。

【0052】

本発明に係る装置１００は、第１ユニット２００から第２周波数ｆ_ｓで第１合計増分ｖ_０（ｋ）と第１値Ｗ（ｋ）とを要求又は受信するのに適した入力部１１０と、第１値Ｗ（ｋ）を用いて第１合計増分ｖ_０（ｋ）から第２合計増分ｖ（ｋ）を生成するのに適したフィルタ１２０又は１６０と、第２周波数ｆ_ｓで第２合計増分ｖ（ｋ）を第２ユニット３００に送信するのに適した出力部１５０とを含む。

【0053】

第２ユニット３００は第２周波数ｆ_ｓで装置１００が送信した第２合計増分を要求又は受信すると共に、第２合計増分を適宜評価、表示および／又は更に処理する評価・表示部又は別の任意の処理部であってもよい。

【0054】

装置１００によって第１周波数ｆ_ａで生成されたデータを第２周波数ｆ_ｓに同期化することができる。これによって、第１周波数ｆ_ａで生成されたデータを正確に第２周波数ｆ_ｓの要求周期で表現することができる。特に、装置１００によって積分誤差基準が満たされ、互いに独立した第１周波数ｆ_ａと第２周波数ｆ_ｓの差分誤差基準の改善が可能になる。

【0055】

第１ユニット２００と第２ユニット３００との間に設ける装置１００を分離ユニットとして図５に示すが、装置１００を第１ユニット２００又は第２ユニット３００に組み込むことも可能である。そして、入力部１１０又は出力部１５０は適宜省略可能である。

【0056】

図３について記載した本発明に係る方法の第１形態を実行するのに適してした本発明に係る装置１００の第１形態を図６に示す。

【0057】

上述の入力部１１０と出力部１５０に加え、本実施形態はフィルタ１２０、格納部１４５、およびクロック発生器１４６を含む。クロック発生器１４６は装置１００の外部から開始又は終了信号を受信するよう構成され、第１ユニット２００からの第１合計増分ｖ_０（ｋ）と第１値Ｗ（ｋ）との要求ならびに指標ｋの設定を第２周波数ｆ_ｓで制御する。第１ユニット２００、第２ユニット３００又はその他装置又はユーザが開始又は終了信号を供給してもよい。

【0058】

フィルタ１２０で第２合計増分ｖ（ｋ）を算出するのに必要なパラメータ用初期値を格納部１４５に格納し、開始信号の受信後にフィルタ１２０に初期値を供給する。また、第２周波数ｆ_ｓを格納部１４５に格納してもよいが、第２周波数ｆ_ｓ又はそこから生じる公称時間増分ｔ_ｓを第２ユニット３００から直接供給してもよく、又は第２ユニット３００から送られる信号によって判定してもよい。初期値ならびに公称時間増分を格納部１４５および／又は外部からフィルタ１２０に供給する。

【0059】

フィルタが、指標ｋの現在値を供給する計算器１４１を含む。クロック発生器１４６から開始信号を受信すると、計算器１４１で指標ｋをゼロに設定し、各周期でクロック発生器１４６が設定したように１ずつ増やす。指標ｋの値がゼロに等しい場合、以下に詳細を説明するフィルタの構成要素それぞれに対し計算器１４１が初期値、つまりｔ_１ｒ（０）、ｔ_０（０）、ｔ_１（０）、ｖ_１（０）、ｖ_ｒ（０）を供給する。

【0060】

装置１００の異なる構成要素、例えば格納部１４５、クロック発生器１４６および／又は計算器１４１の機能を１つ又は複数の構成要素で実現することができる。更に、装置１００にクロック発生器を含める必要がないように、第１合計増分と第１値を要求する周期ならびに指標ｋを増やす周期を外部、つまり装置１００の外部から供給することもできる。

【0061】

要求した第１値Ｗ（ｋ）から第１合計増分ｖ_０（ｋ）に属する時間増分ｔ_０（ｋ）を算出するのに適した演算部１４２をフィルタに含める。第１値Ｗ（ｋ）が既に時間増分ｔ_０（ｋ）に対応する場合、演算部１４２を省略してもよい。

【0062】

第２合計増分ｖ（ｋ）ならびに状態遷移ｔ_１（ｋ＋１）、ｖ_１（ｋ＋１）、ｖ_ｒ（ｋ＋１）、ｔ_１ｒ（ｋ＋１）を算出するために、フィルタ１２０は更に加算器１２１〜１２３、インバータ１２４〜１２７、２位置素子１２８、スイッチング素子１２９、１３０、遅延部１３１〜１３４、乗算器１３５〜１３７および除算器１３８〜１４０を含む。２位置素子１２８の出力部が信号Ｓを供給し、ｔ_１ｒ（ｋ）とｔ_０（ｋ）との和に対する公称時間増分ｔ_ｓの長さによってケースバイケースの分析を行うことを可能にする。ｔ_１ｒ（ｋ）＋ｔ_０（ｋ）＜ｔ_ｓの場合、信号Ｓは値Ｓ_１をとる一方、ｔ_１ｒ（ｋ）＋ｔ_０（ｋ）≧ｔ_ｓの場合、信号Ｓは値Ｓ_２をとる。スイッチング素子１２９、１３０が各信号Ｓに従ったスイッチ位置になり、スイッチング素子の出力部が各事例に対応する値をとるようにする。遅延部１３１〜１３４は一時的な格納を表し、積分区間の一周期の時間遅延、つまりｔ_ｓの時間遅延で出力部に対し入力値を転送する。このように、遅延部の入力値を次の積分区間で供給して更に処理することができる。

【0063】

フィルタ１２０の各構成要素の正確な接続は図６から推測することができる。これによってフィルタ１２０では式（６）、（７）、（８）又は（９）と（１０）ならびに（１１）と（１２）に従って第２合計増分ｖ（ｋ）ならびに状態遷移ｔ_１（ｋ＋１）、ｖ_１（ｋ＋１）、ｖ_ｒ（ｋ＋１）、ｔ_１ｒ（ｋ＋１）を計算できる。

【0064】

図４について記載した本発明に係る方法の第２実施形を実行するのに適した本発明に係る装置１００の第１実施形態を図７に示す。

【0065】

上述の入力部１１０と出力部１５０の他に、本実施形態はフィルタ１６０、格納部１４５およびクロック発生器１４６を含む。格納部１４５とクロック発生器１４６については図６に関する上記記載が該当する。

【0066】

フィルタは、指標ｋの現在値を供給する計算器１８６を含む。クロック発生器１４６から開始信号を受信すると、計算器１８６で指標ｋをゼロに設定し、各周期でクロック発生器１４６が設定したように１ずつ増やす。指標ｋの値がゼロに等しい場合、以下に詳細を説明するフィルタの構成要素それぞれに対し計算器１８６が初期値、つまりｔ_２ｒ（０）、ｔ_１ｒ（０）、ｔ_０（０）、ｔ_２（０）、ｔ_１（０）、ｖ_１（０）、ｖ_２（０）を供給する。

【0067】

装置１００の異なる構成要素、例えば格納部１４５、クロック発生器１４６および／又は計算器１８６の機能を１つ又は複数の構成要素で実現することができ、あるいは図６について説明したようにクロック発生器１４６を省略してもよい。

【0068】

同様に、図６について説明したように、要求した第１値Ｗ（ｋ）から第１合計増分ｖ_０（ｋ）に属する時間増分ｔ_０（ｋ）を算出するのに適した演算部１８７をフィルタ１６０に含めてもよい。第１値Ｗ（ｋ）が既に時間増分ｔ_０（ｋ）に対応する場合、演算部１８７を省略してもよい。

【0069】

更に、第２合計増分ｖ（ｋ）ならびに状態遷移ｔ_１（ｋ＋１）、ｔ_２（ｋ＋１）、ｖ_１（ｋ＋１）、ｖ_２（ｋ＋１）、ｔ_１ｒ（ｋ＋１）、ｔ_２ｒ（ｋ＋１）を算出するために、フィルタ１６０は更に加算器１６１〜１６４、インバータ１６５〜１６８、２位置素子１６９、スイッチング素子１７０〜１７３、遅延部１７４〜１７９、乗算器１８０〜１８２および除算器１８３〜１８５を含む。２位置素子１６９の出力部が信号Ｓを供給し、ｔ_１ｒ（ｋ）とｔ_２ｒ（ｋ）の和と比較して公称時間増分ｔ_ｓの長さによってケースバイケースの分析を行うことを可能にする。ｔ_１ｒ（ｋ）＋ｔ_２ｒ（ｋ）＜ｔ_ｓの場合、信号Ｓは値Ｓ_１をとる一方、ｔ_１ｒ（ｋ）＋ｔ_２ｒ（ｋ）≧ｔ_ｓの場合、信号Ｓは値Ｓ_２をとる。スイッチング素子１７０、１７３が各信号Ｓに従ったスイッチ位置となり、スイッチング素子の出力部が各事例に対応する値をとるようにする。遅延部１７４〜１７９は一時的な格納を表し、積分区間の一周期の時間遅延、つまりｔ_ｓの時間遅延で出力部に対し入力値を転送する。よって、次の積分区間では更に処理すべき遅延部の入力値が出力部にある。

【0070】

フィルタ１６０の各構成要素の正確な接続は図７から推測することができる。これによってフィルタ１６０で式（２０）又は（２３）、（２１）、（２２）又は（２４）、（２５）ならびに（２６）〜（２９）に従って第２合計増分ｖ（ｋ）ならびに状態遷移ｔ_１（ｋ＋１）、ｔ_２（ｋ＋１）、ｖ_１（ｋ＋１）、ｖ_２（ｋ＋１）、ｔ_１ｒ（ｋ＋１）、ｔ_２ｒ（ｋ＋１）を計算できる。

【図1A】

【図1B】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】