特許 7478254 シリアルバスシステムの加入者局用の通信制御デバイスおよび送信／受信デバイス、ならびにシリアルバスシステムで通信するための方法

(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】

(24)【登録日】2024-04-23

(45)【発行日】2024-05-02

(54)【発明の名称】シリアルバスシステムの加入者局用の通信制御デバイスおよび送信／受信デバイス、ならびにシリアルバスシステムで通信するための方法

(51)【国際特許分類】

   H04L 12/40 20060101AFI20240424BHJP

   G06F 13/38 20060101ALI20240424BHJP

   G06F 13/42 20060101ALI20240424BHJP

【ＦＩ】

H04L12/40 Z

G06F13/38 320A

G06F13/42 310

【請求項の数】 19

(21)【出願番号】P 2022564180

(86)(22)【出願日】2021-04-08

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-05-29

(86)【国際出願番号】 EP2021059203

(87)【国際公開番号】W WO2021213810

(87)【国際公開日】2021-10-28

【審査請求日】2022-11-24

(31)【優先権主張番号】102020205257.3

(32)【優先日】2020-04-24

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】591245473

【氏名又は名称】ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング

【氏名又は名称原語表記】ＲＯＢＥＲＴ ＢＯＳＣＨ ＧＭＢＨ

(74)【代理人】

【識別番号】100118902

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 修

(74)【代理人】

【識別番号】100196508

【弁理士】

【氏名又は名称】松尾 淳一

(72)【発明者】

【氏名】ムッター，アルトゥール

(72)【発明者】

【氏名】ハートビヒ，フロリアン

(72)【発明者】

【氏名】バルカー，シュテッフェン

【審査官】羽岡 さやか

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１０／０１０６８６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２００９／００８３４６３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１７－０２８３９８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｌ １２／４０

Ｇ０６Ｆ １３／３８

Ｇ０６Ｆ １３／４２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

シリアルバスシステム（１）の加入者局（１０）用の通信制御デバイス（１１）であって、
前記加入者局（１０）と前記シリアルバスシステム（１）の少なくとも１つの他の加入者局（２０；３０）との通信を制御するために送信信号（ＴｘＤ＿ＰＲＴ）を生成するための通信制御モジュール（１１３）であって、前記シリアルバスシステム（１）が、前記加入者局（１０）と前記シリアルバスシステム（１）の少なくとも１つの他の加入者局（２０；３０）間でメッセージ（４５；４６）を交換するために、少なくとも第１の通信フェーズ（４５１，４５２，４５４，４５５）および第２の通信フェーズ（４５３）が使用される、通信制御モジュール（１１３）と、
前記第１の通信フェーズ（４５１，４５２，４５４，４５５）の動作モードで、送信／受信デバイス（１２）に前記送信信号（ＴｘＤ＿ＰＲＴ）を送信するための第１の端子（１１１）であって、前記シリアルバスシステム（１）のバス（４０）上に前記送信信号（ＴｘＤ）を送信するように設計されている第１の端子（１１１）と、
前記第１の通信フェーズ（４５１，４５２，４５４，４５５）の前記動作モードで、前記送信／受信デバイス（１２）からデジタル受信信号（ＲｘＤ）を受信するための第２の端子（１１２）と、
前記第２の通信フェーズ（４５３）で、前記第１の端子（１１１）および前記第２の端子（１１２）を介した差動信号伝送のために、前記第１の端子（１１１）および前記第２の端子（１１２）の伝送方向を同じ方向に切り替えるための動作モード切替えモジュール（１５）と、
を備える通信制御デバイス（１１）。

【請求項2】

前記動作モード切替えモジュール（１５）が、前記第２の通信フェーズ（４５３）の第１の動作モードで、前記第１の端子（１１１）および前記第２の端子（１１２）を出力として切り替え、前記送信信号（ＴｘＤ＿ＰＲＴ）から反転デジタル送信信号（ＴｘＤ２）を生成し、前記送信信号（ＴｘＤ＿ＰＲＴ）を前記第１の端子（１１１）で出力し、前記反転デジタル送信信号（ＴｘＤ２）を前記第２の端子（１１２）で出力するように設計されており、および／または、
前記動作モード切替えモジュール（１５）が、前記第２の通信フェーズ（４５３）の第２の動作モードで、前記第１の端子（１１１）および前記第２の端子（１１２）を入力として切り替え、前記第１の端子（１１１）および前記第２の端子（１１２）で受信された信号（ＲｘＤ１）および信号（ＲｘＤ２）からなる差動受信信号から非差動受信信号（ＲｘＤ＿ＰＲＴ）を生成し、前記通信制御モジュール（１１３）に出力するように設計されている、
請求項１に記載の通信制御デバイス（１１）。

【請求項3】

前記動作モード切替えモジュール（１５）が、前記第２の通信フェーズ（４５３）の前記第１の動作モードで、前記第１の端子（１１１）および前記第２の端子（１１２）で、所定の期間（Ｔ）にわたって、前記送信信号（ＴｘＤ＿ＰＲＴ）及び前記反転デジタル送信信号（ＴｘＤ２）を同じレベルで生成して出力するように設計されており、前記送信／受信デバイス（１２）の前記動作モードを前記第２の通信フェーズ（４５３）の前記第１の動作モードから前記第１の通信フェーズ（４５１，４５２，４５４，４５５）の前記動作モードに切り替えることができることを前記送信／受信デバイス（１２）に信号通知する、請求項２に記載の通信制御デバイス（１１）。

【請求項4】

前記動作モード切替えモジュール（１５）が、
前記送信／受信デバイス（１２）の前記動作モードに応じて、前記第１の端子（１１１）および前記第２の端子（１１２）の前記伝送方向を制御するための方向制御ブロック（１５１）と、
前記送信信号（ＴｘＤ＿ＰＲＴ）から反転デジタル送信信号（ＴｘＤ２）を生成するための符号化ブロック（１５２）と、
前記第１の端子（１１１）および前記第２の端子（１１２）で受信された信号（ＲｘＤ１）および信号（ＲｘＤ２）からなる差動受信信号から非差動受信信号（ＲｘＤ＿ＰＲＴ）を生成するための復号化ブロック（１５３）と、
前記送信／受信デバイス（１２）が前記第２の通信フェーズ（４５３）の動作モードに切り替えられているときに、前記復号化ブロック（１５３）によって生成された前記非差動受信信号（ＲｘＤ＿ＰＲＴ）を出力するためのマルチプレクサ（１５４）と、
を有する請求項２または３に記載の通信制御デバイス（１１）。

【請求項5】

前記動作モード切替えモジュール（１５）が、前記送信／受信デバイス（１２）の前記動作モードを前記第１の通信フェーズ（４５１，４５２，４５４，４５５）の前記動作モードから前記第２の通信フェーズ（４５３）の所定の動作モードに切り替えなければならないことを、前記第１の端子（１１１）または前記第２の端子（１１２）を介して前記送信／受信デバイス（１２）に信号通知するように設計されている、請求項１～４のいずれか一項に記載の通信制御デバイス（１１）。

【請求項6】

前記通信制御モジュール（１１３）が、第１のビット時間（Ｔ＿Ｂ１）を備えるビットを備える前記第１の通信フェーズ（４５１，４５２，４５４，４５５）での前記送信信号（ＴｘＤ＿ＰＲＴ）を生成するように設計されており、
前記第１のビット時間（Ｔ＿Ｂ１）が、前記第２の通信フェーズ（４５３）での前記送信信号（ＴｘＤ＿ＰＲＴ）で前記通信制御モジュール（１１３）が生成するビットの第２のビット時間（Ｔ＿Ｂ２）よりも少なくとも１０倍大きい、
請求項１～５のいずれか一項に記載の通信制御デバイス（１１）。

【請求項7】

前記動作モード切替えモジュール（１５）が、前記第１の端子（１１１）および前記第２の端子（１１２）の前記伝送方向を、前記送信／受信デバイス（１２）が切り替えられている動作モードに応じて選択するように設計されている、請求項１～６のいずれか一項に記載の通信制御デバイス（１１）。

【請求項8】

前記第１の通信フェーズ（４５１，４５２，４５４，４５５）で前記バス（４０）から受信された信号が、前記第２の通信フェーズ（４５３）で前記バス（４０）から受信された信号とは異なる物理層で生成されている、請求項１～７のいずれか一項に記載の通信制御デバイス（１１）。

【請求項9】

前記第１の通信フェーズ（４５１）で、前記加入者局（１０）と前記シリアルバスシステム（１）の少なくとも１つの他の加入者局（２０；３０）のどれが、後続の第２の通信フェーズ（４５３）で前記バス（４０）への少なくとも一時的に排他的であり衝突のないアクセスを得るかが交渉される、請求項１～８のいずれか一項に記載の通信制御デバイス（１１）。

【請求項10】

シリアルバスシステム（１）の加入者局（１０）用の送信／受信デバイス（１２）であって、
前記シリアルバスシステム（１）のバス（４０）上に送信信号（ＴｘＤ＿ＴＣ）を送信するための、および前記バス（４０）から受信された信号からデジタル受信信号（ＲｘＤ＿ＴＣ）を生成するための送信／受信モジュール（１２３）であって、前記シリアルバスシステム（１）において、前記加入者局（１０）と前記シリアルバスシステム（１）の少なくとも１つの他の加入者局（２０；３０）間でメッセージ（４５；４６）を交換するために、少なくとも第１の通信フェーズ（４５１，４５２，４５４，４５５）および第２の通信フェーズ（４５３）が使用される送信／受信モジュール（１２３）と、
前記第１の通信フェーズ（４５１，４５２，４５４，４５５）の動作モードで、通信制御デバイス（１１）から送信信号（ＴｘＤ）を受信するための第１の端子（１２１）と、
前記第１の通信フェーズ（４５１，４５２，４５４，４５５）の動作モードで、前記デジタル受信信号（ＲｘＤ＿ＴＣ）を前記通信制御デバイス（１１）に送信するための第２の端子（１２２）と、
前記第２の通信フェーズ（４５３）で、前記第１の端子（１２１）および前記第２の端子（１２２）を介した差動信号伝送のために、前記第１の端子（１２１）および前記第２の端子（１２２）の伝送方向を同じ方向に切り替えるための動作モード切替えモジュール（１６）と、
を備える送信／受信デバイス（１２）。

【請求項11】

前記動作モード切替えモジュール（１６）が、前記第２の通信フェーズ（４５３）の第１の動作モードで、前記第１の端子（１２１）および前記第２の端子（１２２）を入力として切り替え、前記第１の端子（１２１）および前記第２の端子（１２２）で受信された信号（ＴｘＤ１＿ＴＣ）および信号（ＴｘＤ２＿ＴＣ）からなる差動デジタル送信信号から送信信号（ＴｘＤ＿ＴＣ）を生成するように設計されており、および／または、
前記動作モード切替えモジュール（１６）が、前記第２の通信フェーズ（４５３）の第２の動作モードで、前記第１の端子（１２１）および前記第２の端子（１２２）を出力として切り替え、前記デジタル受信信号（ＲｘＤ＿ＴＣ）から反転デジタル受信信号（ＲｘＤ２＿ＴＣ）を生成し、前記デジタル受信信号（ＲｘＤ＿ＴＣ）を前記第２の端子（１２２）で出力し、前記反転デジタル受信信号（ＲｘＤ２＿ＴＣ）を前記第１の端子（１２１）で出力するように設計されている、
請求項１０に記載の送信／受信デバイス（１２）。

【請求項12】

前記動作モード切替えモジュール（１６）が、前記第２の通信フェーズ（４５３）の前記第２の動作モードで、前記第１の端子（１２１）および前記第２の端子（１２２）で、所定の期間（Ｔ）にわたって前記デジタル受信信号（ＲｘＤ＿ＴＣ）及び前記反転デジタル受信信号（ＲｘＤ２＿ＴＣ）を同じレベルで生成して出力するように設計されており、前記通信制御デバイス（１２）に追加情報を信号通知し、前記追加情報が、前記シリアルバスシステム（１）において前記メッセージ（４５；４６）によって前記加入者局（１０）と前記シリアルバスシステム（１）の少なくとも１つの他の加入者局（２０；３０）間で交換される前記信号の情報への追加である、請求項１１に記載の送信／受信デバイス（１２）。

【請求項13】

前記動作モード切替えモジュール（１６）が、
前記送信／受信デバイス（１２）の前記動作モードに応じて、前記第１の端子（１２１）および前記第２の端子（１２２）の前記伝送方向を制御するための方向制御ブロック（１６１）と、
前記デジタル受信信号（ＲｘＤ＿ＴＣ）から反転デジタル受信信号（ＲｘＤ２＿ＴＣ）を生成するための符号化ブロック（１６２）と、
前記第１の端子（１２１）および前記第２の端子（１２２）で受信された信号（ＴｘＤ１＿ＴＣ）および信号（ＴｘＤ２＿ＴＣ）からなる差動デジタル送信信号から送信信号（ＴｘＤ＿ＴＣ）を生成するための復号化ブロック（１６３）と、
前記送信／受信デバイス（１２）が前記第２の通信フェーズ（４５３）の動作モードに切り替えられているときに、前記復号化ブロック（１６３）によって生成された前記送信信号（ＴｘＤ＿ＴＣ）を出力するためのマルチプレクサ（１６４）と、
を有する請求項１１または１２に記載の送信／受信デバイス（１２）。

【請求項14】

前記送信／受信モジュール（１２３）が、前記送信信号（ＴｘＤ＿ＴＣ）を差動信号（ＣＡＮ＿Ｈ、ＣＡＮ＿Ｌ）として前記バス（４０）に送信するように設計されている、
請求項１０～１３のいずれか一項に記載の送信／受信デバイス（１２）。

【請求項15】

前記動作モード切替えモジュール（１６）が、前記第１の端子（１２１）および前記第２の端子（１２２）の前記伝送方向を、前記送信／受信デバイス（１２）が切り替えられている動作モードに応じて選択するように設計されている、請求項１０～１４のいずれか一項に記載の送信／受信デバイス（１２）。

【請求項16】

前記第１の通信フェーズ（４５１，４５２，４５４，４５５）で前記バス（４０）から受信された信号が、前記第２の通信フェーズ（４５３）で前記バス（４０）から受信された信号とは異なる物理層で生成されている、請求項１０～１５のいずれか一項に記載の送信／受信デバイス（１２）。

【請求項17】

前記第１の通信フェーズ（４５１）で、前記加入者局（１０）と前記シリアルバスシステム（１）の少なくとも１つの他の加入者局（２０；３０）のどれが、後続の第２の通信フェーズ（４５３）で前記バス（４０）への少なくとも一時的に排他的であり衝突のないアクセスを得るかが交渉される、請求項１０～１６のいずれか一項に記載の送信／受信デバイス（１２）。

【請求項18】

バス（４０）と、
少なくとも２つの加入者局（１０；２０；３０）であって、互いにシリアル通信することができるように前記バス（４０）を介して互いに接続されており、前記加入者局（１０；２０；３０）のうちの少なくとも１つの加入者局（１０；２０；３０）が、請求項１～９のいずれか一項に記載の通信制御デバイス（１１；２１；３１）と、請求項１０～１７のいずれか一項に記載の送信／受信デバイス（１２；２２；３２）とを有する、加入者局（１０；２０；３０）と、
を備えるシリアルバスシステム（１）。

【請求項19】

シリアルバスシステム（１）で通信するための方法であって、シリアルバスシステム（１）のために加入者局（１０；２０；３０）で実行され、前記シリアルバスシステム（１）の加入者局（１０；２０；３０）間でメッセージ（４５；４６）を交換するために、少なくとも１つの第１の通信フェーズ（４５１，４５２，４５４，４５５）および第２の通信フェーズ（４５３）が使用され、前記加入者局（１０；２０；３０）が、請求項１～９のいずれか一項に記載の通信制御デバイス（１１；２１；３１）と、請求項１０～１７のいずれか一項に記載の送信／受信デバイス（１２；２２；３２）とを有し、
前記第２の通信フェーズ（４５３）で、前記通信制御デバイス（１１；２１；３１）用の動作モード切替えモジュール（１５；２５；３５）によって、前記通信制御デバイス（１１；２１；３１）用の前記第１の端子（１１１）および前記第２の端子（１１２）の伝送方向を同じ方向に切り替えるステップと、
前記第２の通信フェーズ（４５３）で、前記送信／受信デバイス（１２；２２；３２）用の動作モード切替えモジュール（１６；２６；３６）によって、前記送信／受信デバイス（１２；２２；３２）用の前記第１の端子（１２１）および前記第２の端子（１２２）の伝送方向を同じ方向に切り替えるステップであって、前記方向が、前記通信制御デバイス（１１；２１；３１）用の前記第１の端子（１１１）および前記第２の端子（１１２）が切り替えられている方向とは異なるステップと、
前記通信制御デバイス（１１；２１；３１）用の前記第１の端子（１１１）および前記第２の端子（１１２）と前記送信／受信デバイス（１２；２２；３２）用の前記第１の端子（１２１）および前記第２の端子（１２２）とを介して、前記通信制御デバイス（１１；２１；３１）と前記送信／受信デバイス（１２；２２；３２）との間で差動信号伝送を実行するステップと、
を含む方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、高いデータレートおよび高いエラーロバスト性で動作する、シリアルバスシステムの加入者局用の通信制御デバイスおよび送信／受信デバイス、ならびにシリアルバスシステムで通信するための方法に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば車両でのセンサと制御機器との間の通信のために、ＣＡＮ ＦＤを用いたＣＡＮプロトコル仕様としての規格ＩＳＯ１１８９８－１：２０１５でメッセージとしてデータが伝送されるバスシステムが使用されることが多い。メッセージは、センサ、制御機器、送信機などのバスシステムのバス加入者間で伝送される。

【0003】

ＣＡＮよりも高いビットレートでデータを伝送することができるようにするために、ＣＡＮ ＦＤメッセージフォーマットには、メッセージ内でより高いビットレートに切り替えるための選択肢がある。ここでは、データフィールドの領域でより高いクロッキングを使用することにより、可能な最大データレートが増加されて１Ｍｂｉｔ／ｓの値を超える。そのようなメッセージは、以下ではＣＡＮ ＦＤフレームまたはＣＡＮ ＦＤメッセージとも呼ばれる。ＣＡＮ ＦＤでは、使用データ長が８バイトから６４バイトに拡張されており、データ転送速度がＣＡＮよりも大幅に高くなる。

【0004】

送信元バス加入者から受信元バス加入者へのデータ伝送をＣＡＮ ＦＤよりも高速化するために、ＣＡＮ ＸＬと呼ばれるＣＡＮ ＦＤ後継バスシステムが現在開発されている。ここで、データフェーズにおいて、ＣＡＮ ＦＤよりも高いデータレートに加えて、ＣＡＮ ＦＤで従来達成されている最大６４バイトの使用データ長も増加されるべきである。しかし、ＣＡＮまたはＣＡＮ ＦＤベースの通信ネットワークのロバスト性の利点は、ＣＡＮ ＦＤの後継バスシステムでも保持すべきである。

【0005】

データがバス上で高速に伝送されるほど、加入者局のプロトコルコントローラがバスから受信する信号の品質に対する要求が高くなる。例えば、受信された信号のビットのエッジ急峻度が低すぎると、ビットの非対称性が強くなりすぎることがあり、したがって受信された信号が正しく復号化されない可能性がある。

【0006】

受信された信号のビットのエッジ急峻度が増加されると、非常に高い放射が生じる。これは、他の場所、例えばプリント回路基板上および加入者局用のマイクロコントローラ内でのコストにつながる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

したがって、本発明の課題は、前述の問題を解決する、シリアルバスシステムの加入者局用の通信制御デバイスおよび送信／受信デバイス、ならびにシリアルバスシステムで通信するための方法を提供することである。特に、高いエラーロバスト性で、高いデータレートおよびフレーム毎の使用データ量の増加を実現することができる、シリアルバスシステムの加入者局用の通信制御デバイスおよび送信／受信デバイス、ならびにシリアルバスシステムで通信するための方法が提供されるべきである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題は、請求項１の特徴を有するシリアルバスシステムの加入者局の通信制御デバイスによって解決される。通信制御デバイスは、加入者局とバスシステムの少なくとも１つの他の加入者局との通信を制御するために送信信号を生成するための通信制御モジュールであって、バスシステムが、バスシステムの加入者局間でメッセージを交換するために、少なくとも第１の通信フェーズおよび第２の通信フェーズが使用される、通信制御モジュールと、第１の通信フェーズの動作モードで、送信／受信デバイスに送信信号を送信するための第１の端子であって、バスシステムのバス上に送信信号を送信するように設計されている第１の端子と、第１の通信フェーズの動作モードで、送信／受信デバイスからデジタル受信信号を受信するための第２の端子と、第２の通信フェーズで、第１および第２の端子を介した差動信号伝送のために、第１および第２の端子の伝送方向を同じ方向に切り替えるための動作モード切替えモジュールとを有する。

【0009】

通信制御デバイスを用いて、通信制御デバイスと送信／受信デバイスとの間の追加の高価な端子なしで、ＣＡＮ ＦＤ後継バスシステムのための非常に高いビット対称性を有する所要の高速のデータ伝送を提供することができる。

【0010】

ここで、通信制御デバイスは、有利には、バスから受信された信号から送信／受信デバイスが生成して通信制御デバイスに送信する受信信号ＲｘＤでのビットの対称性が保持されるように設計されている。これは、ＣＡＮフレームの送信と受信の両方に当てはまり、すなわち送信信号ＴｘＤにも当てはまる。

【0011】

さらに、送信／受信デバイス（トランシーバ）と通信制御デバイス（マイクロコントローラ）との間の受信信号ＲｘＤの差動伝送時にも、ＮＲＺ符号化（ＮＲＺ＝Ｎｏｎ－Ｒｅｔｕｒｎ－Ｔｏ－Ｚｅｒｏ）を保つことができる。その結果、送信／受信デバイス（トランシーバ）と通信制御デバイス（マイクロコントローラ）との間のデータ伝送のために、遅いエッジを有する端子（ピン）が使用されてもよい。その結果生じる、受信および送信された信号のビットの低いエッジ急峻度は、システムの放射を大幅に減少させる。

【0012】

したがって、受信および送信された信号のビットのそのようなエッジ急峻度が選択され得、放射の要件は問題なく満たされ得る。さらに、通信制御デバイスは、信号の対称性を維持するために、ＰＷＭ符号化やマンチェスタ符号化などの複雑なライン符号化法を使用する必要がない。これにより、送信信号ＴｘＤおよび受信信号ＲｘＤのデータ伝送および復号化の複雑さが低減される。

【0013】

さらに、通信フェーズの１つで通信制御デバイスを用いて、ＣＡＮで知られている通信調停が維持されてもよく、それでもＣＡＮまたはＣＡＮ ＦＤに比べて伝送速度をさらに大幅に向上させることができる。これは、異なるビットレートを有する２つの通信フェーズが使用され、通信調停におけるよりも高いビットレートで使用データが伝送される第２の通信フェーズの開始が送信／受信デバイスに関して確実に識別されることによって達成され得る。したがって、送信／受信デバイスは、第１の通信フェーズから第２の通信フェーズに確実に切り替えることができる。

【0014】

その結果、送信元から受信元へのビットレート、したがって伝送速度の大幅な増加が実現可能である。しかしここで、同時に、高いエラーロバスト性も保証されている。これは、少なくとも１０Ｍｂｐｓの正味データレートの実現に寄与する。さらに、使用データのサイズは、６４バイトよりも大きくてもよく、特にフレームあたり最大２０４８バイトにすることができ、または必要に応じて任意の長さを有することもできる。

【0015】

通信制御デバイスによって実行される方法は、ＣＡＮプロトコルおよび／またはＣＡＮ ＦＤプロトコルに従ってメッセージを送信する少なくとも１つのＣＡＮ加入者局および／または少なくとも１つのＣＡＮ ＦＤ加入者局もバスシステム内に存在するときにも使用することができる。

【0016】

通信制御デバイスの有利なさらなる形態は、引用形式請求項に記載されている。
動作モード切替えモジュールは、第２の通信フェーズの第１の動作モードで、第１および第２の端子を出力として切り替え、送信信号から反転デジタル送信信号を生成し、送信信号を第１の端子で出力し、送信信号からの反転デジタル送信信号を第２の端子で出力するように設計されていてもよい。追加または代替として、動作モード切替えモジュールは、第２の通信フェーズの第２の動作モードで、第１および第２の端子を入力として切り替え、第１および第２の端子で受信された差動受信信号から非差動受信信号を生成し、通信制御モジュールに出力するように設計されていてもよい。

【0017】

１つの例示的実施形態によれば、動作モード切替えモジュールは、第２の通信フェーズの第１の動作モードで、２つの端子で、所定の期間にわたって、２つの送信信号を同じレベルで生成して出力するように設計されており、送信／受信デバイスの動作モードを第２の通信フェーズの第１の動作モードから第１の通信フェーズの動作モードに切り替えることができることを送信／受信デバイスに信号通知する。

【0018】

１つの例示的実施形態によれば、動作モード切替えモジュールは、送信／受信デバイスの動作モードを第１の通信フェーズの動作モードから第２の通信フェーズの所定の動作モードに切り替えなければならないことを、第１または第２の端子を介して送信／受信デバイスに信号通知するように設計されている。

【0019】

例として、通信制御モジュールは、第１のビット時間を備えるビットを備える第１の通信フェーズでの送信信号を生成するように設計されており、第１のビット時間が、第２の通信フェーズでの送信信号で通信制御モジュールが生成するビットの第２のビット時間よりも少なくとも１０倍大きい。

【0020】

上記課題は、請求項６の特徴を有するシリアルバスシステムの加入者局用の送信／受信デバイスによって解決される。送信／受信デバイスは、バスシステムのバス上に送信信号を送信するための、およびバスから受信された信号からデジタル受信信号を生成するための送信／受信モジュールであって、バスシステムにおいて、バスシステムの加入者局間でメッセージを交換するために、少なくとも第１の通信フェーズおよび第２の通信フェーズが使用される送信／受信モジュールと、第１の通信フェーズの動作モードで、通信制御デバイスから送信信号を受信するための第１の端子と、第１の通信フェーズの動作モードで、デジタル受信信号を通信制御デバイスに送信するための第２の端子と、第２の通信フェーズで、第１および第２の端子を介した差動信号伝送のために、第１および第２の端子の伝送方向を同じ方向に切り替えるための動作モード切替えモジュールとを有する。

【0021】

送信／受信デバイスは、通信制御デバイスに関して前述しているものと同じ利点を提供する。送信／受信デバイスの有利なさらなる形態は、引用形式請求項に記載されている。
動作モード切替えモジュールは、第２の通信フェーズの第１の動作モードで、第１および第２の端子を入力として切り替え、第１の端子および第２の端子で受信された差動デジタル送信信号から非差動送信信号を生成するように設計されていてもよい。追加または代替として、動作モード切替えモジュールが、第２の通信フェーズの第２の動作モードで、第１および第２の端子を出力として切り替え、デジタル受信信号から反転デジタル受信信号を生成し、デジタル受信信号を第２の端子で出力し、デジタル受信信号に対する反転デジタル受信信号を第１の端子で出力するように設計されていてもよい。

【0022】

１つの例示的実施形態によれば、動作モード切替えモジュールは、第２の通信フェーズの第２の動作モードで、２つの端子で、所定の期間にわたって２つの受信信号を同じレベルで生成して出力するように設計されており、通信制御デバイスに追加情報を信号通知し、追加情報が、バスシステムにおいてメッセージによってバスシステムの加入者局間で交換される信号の情報への追加である。

【0023】

任意選択で、送信／受信モジュールは、送信信号を差動信号としてバスに送信するように設計されている。
動作モード切替えモジュールは、第１および第２の端子の伝送方向を、送信／受信デバイスが切り替えられている動作モードに応じて選択するように設計されていてもよい。

【0024】

前述したデバイスは、場合により、送信／受信デバイスの動作モードに応じて、第１および第２の端子の伝送方向を制御するための方向制御ブロックと、差動信号を符号化するための符号化ブロックと、第１および第２の端子での差動信号を復号化して、非差動信号にするための復号化ブロックと、送信／受信デバイスが第２の通信フェーズの動作モードに切り替えられているときに、復号化ブロックによって生成された非差動信号を出力するためのマルチプレクサとを有する。

【0025】

１つの選択肢によれば、第１の通信フェーズでバスから受信される信号が、第２の通信フェーズでバスから受信される信号とは異なる物理層で生成されている。
第１の通信フェーズで、バスシステムの加入者局のどれが、後続の第２の通信フェーズでバスへの少なくとも一時的に排他的であり衝突のないアクセスを得るかが交渉されることが考えられる。

【0026】

上述した通信制御デバイスおよび上述した送信／受信デバイスは、バスシステムの加入者局の一部であってもよく、バスシステムは、さらに、バスと、少なくとも２つの加入者局であって、互いにシリアル通信することができるようにバスを介して互いに接続されている、加入者局とを含む。ここで、少なくとも２つの加入者局のうちの少なくとも１つは、前述した通信制御デバイスおよび前述した送信／受信デバイスを有する。

【0027】

前述の課題は、さらに、請求項１５に記載のシリアルバスシステムで通信するための方法によっても解決される。方法は、バスシステムのために加入者局で実行され、バスシステムの加入者局間でメッセージを交換するために、少なくとも１つの第１の通信フェーズおよび第２の通信フェーズが使用され、加入者局が、前述した通信制御デバイスと、前述した送信／受信デバイスとを有し、第２の通信フェーズで、通信制御デバイス用の動作モード切替えモジュールによって、通信制御デバイス用の第１および第２の端子の伝送方向を同じ方向に切り替えるステップと、第２の通信フェーズで、送信／受信デバイス用の動作モード切替えモジュールによって、送信／受信デバイス用の第１および第２の端子の伝送方向を同じ方向に切り替えるステップであって、その方向が、通信制御デバイス用の第１および第２の端子が切り替えられている方向とは異なるステップと、通信制御デバイス用の第１および第２の端子と送信／受信デバイス用の第１および第２の端子とを介して、通信制御デバイスと送信／受信デバイスとの間で差動信号伝送を実行するステップとを含む。

【0028】

この方法は、通信制御デバイスおよび／または送信／受信デバイスに関して前述したのと同様の利点を提供する。
本発明のさらなる可能な実装形態は、例示的実施形態に関して上述または後述する特徴または実施形態の、明示的には言及されていない組合せも含む。ここで、当業者は、本発明のそれぞれの基本形態への改良または補完として個別の態様を追加するであろう。

【0029】

以下、添付図面を参照し、例示的実施形態に基づいて、本発明をより詳細に述べる。

【図面の簡単な説明】

【0030】

【図1】第１の例示的実施形態によるバスシステムの簡略化されたブロック図である。

【図2】第１の例示的実施形態によるバスシステムの加入者局によって送信され得るメッセージの構造を例示する図である。

【図3】第１の例示的実施形態によるバスシステムの加入者局の簡略化された概略ブロック図である。

【図4】加入者局がバスシステムのバスを介して送信されるメッセージの送信元であるときの、図３の加入者局での信号または状態の、時間の関数としての図である。

【図5】加入者局がバスシステムのバスを介して送信されるメッセージの送信元であるときの、図３の加入者局での信号または状態の、時間の関数としての図である。

【図6】加入者局がバスシステムのバスを介して送信されるメッセージの送信元であるときの、図３の加入者局での信号または状態の、時間の関数としての図である。

【図7】加入者局がバスシステムのバスを介して送信されるメッセージの送信元であるときの、図３の加入者局での信号または状態の、時間の関数としての図である。

【図8】加入者局がバスシステムのバスを介して送信されるメッセージの受信元であるときの、図３の加入者局での信号または状態の、時間の関数としての図である。

【図9】加入者局がバスシステムのバスを介して送信されるメッセージの受信元であるときの、図３の加入者局での信号または状態の、時間の関数としての図である。

【図10】加入者局がバスシステムのバスを介して送信されるメッセージの受信元であるときの、図３の加入者局での信号または状態の、時間の関数としての図である。

【図11】加入者局がバスシステムのバスを介して送信されるメッセージの受信元であるときの、図３の加入者局での信号または状態の、時間の関数としての図である。

【図12】加入者局がデータフェーズにおいてバスシステムのバスを介して送信されるメッセージの送信元であり、データフェーズから通信調停フェーズに再び切り替わる第２の例示的実施形態での、図３の加入者局での信号または状態の、時間の関数としての図である。

【図13】加入者局がデータフェーズにおいてバスシステムのバスを介して送信されるメッセージの送信元であり、データフェーズから通信調停フェーズに再び切り替わる第２の例示的実施形態での、図３の加入者局での信号または状態の、時間の関数としての図である。

【図14】加入者局がデータフェーズにおいてバスシステムのバスを介して送信されるメッセージの送信元であり、データフェーズから通信調停フェーズに再び切り替わる第２の例示的実施形態での、図３の加入者局での信号または状態の、時間の関数としての図である。

【図15】加入者局がデータフェーズにおいてバスシステムのバスを介して送信されるメッセージの送信元であり、データフェーズから通信調停フェーズに再び切り替わる第２の例示的実施形態での、図３の加入者局での信号または状態の、時間の関数としての図である。

【図16】加入者局がデータフェーズにおいてバスシステムのバスを介して送信されるメッセージの送信元であり、データフェーズから通信調停フェーズに再び切り替わる第２の例示的実施形態での、図３の加入者局での信号または状態の、時間の関数としての図である。

【発明を実施するための形態】

【0031】

図面中、特に指示のない限り、同一の要素または機能的に同一の要素には同じ参照符号が付されている。
図１は、例としてバスシステム１を示し、バスシステム１は、特に基本的には、以下に述べるように、ＣＡＮバスシステム、ＣＡＮ ＦＤバスシステム、ＣＡＮ ＦＤ後継バスシステム、および／またはそれらの変形システムのために設計されている。以下、ＣＡＮ ＦＤ後継バスシステムをＣＡＮ ＸＬと呼ぶ。バスシステム１は、特に自動車や航空機などの車両、または病院などで使用することができる。

【0032】

図１では、バスシステム１は、多数の加入者局１０、２０、３０を有し、加入者局１０、２０、３０はそれぞれ、第１のバスワイヤ４１および第２のバスワイヤ４２を有するバス４０に接続されている。バスワイヤ４１、４２は、ＣＡＮ＿ＨおよびＣＡＮ＿Ｌとも呼ぶことができ、送信状態で信号のためのドミナントレベルのカップリング後またはレセシブレベルの生成後に電気信号伝送に使用される。バス４０を介して、メッセージ４５、４６を、個々の加入者局１０、２０、３０間で信号の形式でシリアル伝送可能である。加入者局１０、２０、３０は、例えば自動車の制御機器、センサ、表示装置などである。

【0033】

図１に示されるように、加入者局１０は、通信制御デバイス１１、送信／受信デバイス１２、第１の動作モード切替えモジュール１５、および第２の動作モード切替えモジュール１６を有する。これに対して、加入者局２０は、通信制御デバイス２１および送信／受信デバイス２２を有する。加入者局３０は、通信制御デバイス３１、送信／受信デバイス３２、第１の動作モード切替えモジュール３５、および第２の動作モード切替えモジュール３６を有する。加入者局１０、２０、３０の送信／受信デバイス１２、２２、３２は、図１には図示されていないが、それぞれバス４０に直接接続されている。

【0034】

各加入者局１０、２０、３０で、メッセージ４５、４６が符号化され、それぞれの通信制御デバイス１１、２１、３１と関連の送信／受信デバイス１２、２２、３２との間で、ＴＸＤラインおよびＲＸＤラインを介してフレームの形でビット毎に交換される。これについては、以下でより詳細に述べる。

【0035】

通信制御デバイス１１、２１、３１は、それぞれの加入者局１０、２０、３０と、バス４０に接続されている加入者局１０、２０、３０のうちの少なくとも１つの他の加入者局とのバス４０を介した通信をそれぞれ制御する働きをする。

【0036】

通信制御デバイス１１、３１は、例えば修正されたＣＡＮメッセージ４５（以下では、ＣＡＮ ＸＬメッセージ４５とも呼ぶ）である第１のメッセージ４５の作成および読取りを行う。ここで、ＣＡＮ ＸＬメッセージ４５は、図２を参照してより詳細に述べられているＣＡＮ ＦＤ後継フォーマットに基づいて構成されている。さらに、通信制御デバイス１１、３１は、必要に応じて、ＣＡＮ ＸＬメッセージ４５またはＣＡＮ ＦＤメッセージ４６を送信／受信デバイス１２、３２に対して提供する、または送信／受信デバイス１２、３２から受信するように実装されていてもよい。したがって、通信制御デバイス１１、３１は、第１のメッセージ４５または第２のメッセージ４６の作成および読取りを行い、ここで、第１および第２のメッセージ４５、４６は、それらのデータ伝送規格が異なり、すなわちこの場合にはＣＡＮ ＸＬまたはＣＡＮ ＦＤである。

【0037】

通信制御デバイス２１は、ＩＳＯ１１８９８－１：２０１５に準拠した従来のＣＡＮコントローラのように、特にＣＡＮ ＦＤ許容の従来のＣＡＮコントローラまたはＣＡＮ ＦＤコントローラのように実装されていてもよい。通信制御デバイス２１は、第２のメッセージ４６、例えば従来のＣＡＭメッセージまたはＣＡＮ ＦＤメッセージ４６の作成および読取りを行う。ＣＡＮ ＦＤメッセージ４６には、０～６４データバイトが含まれていることがあり、これらはさらに、従来のＣＡＮメッセージよりも明らかに速いデータレートで伝送される。この場合、通信制御デバイス２１は、従来のＣＡＮ ＦＤコントローラのように実装されている。

【0038】

送信／受信デバイス１２、３２は、以下でより詳細に述べる相違点を除いて、ＣＡＮ ＸＬトランシーバとして実装されていてもよい。送信／受信デバイス１２、３２は、追加または代替として、従来のＣＡＮ ＦＤトランシーバのように実装可能である。送信／受信デバイス２２は、従来のＣＡＮトランシーバまたはＣＡＮ ＦＤトランシーバのように実装されていてもよい。

【0039】

２つの加入者局１０、３０を用いて、ＣＡＮ ＸＬフォーマットでのメッセージ４５の作成および伝送、ならびにそのようなメッセージ４５の受信を実現可能である。
図２は、メッセージ４５に関してＣＡＮ ＸＬフレーム４５０を示し、ＣＡＮ ＸＬフレーム４５０は、送信／受信デバイス１２または送信／受信デバイス３２によって送信される。ＣＡＮ ＸＬフレーム４５０は、バス４０でのＣＡＮ通信のために、様々な通信フェーズ４５１～４５５、すなわち通信調停フェーズ４５１、第１の切替えフェーズ４５２、データフェーズ４５３、第２の切替えフェーズ４５４、およびフレーム終了フェーズ４５５に分割されている。

【0040】

通信調停フェーズ４５１では、例えば、ＳＯＦビットとも呼ばれ、フレームの開始（Ｓｔａｒｔ ｏｆ Ｆｒａｍｅ）を示すビットが最初に送信される。さらに、通信調停フェーズ４５１では、メッセージ４５の送信元を識別するための例えば１１ビットを有する識別子も送信される。通信調停時、識別子を用いて、どの加入者局１０、２０、３０がメッセージ４５、４６を最高の優先順位で送信したいか、したがって後続の時間に関して切替えフェーズ４５２およびそれに続くデータフェーズ４５３での送信のためにバスシステム１のバス４０への排他的なアクセスを得るかが、ビット毎に加入者局１０、２０、３０間で交渉される。

【0041】

この例示的実施形態では、第１の切替えフェーズ４５２で、通信調停フェーズ４５１からデータフェーズ４５３への切替えが準備される。切替えフェーズ４５２は、通信調停フェーズ４５１のビットのビット持続時間Ｔ＿Ｂ１を有し、通信調停フェーズ４５１の物理層で少なくとも一部送信されるビットを有することができる。第１の切替えフェーズ４５２は、通信調停フェーズ４５１に論理的に属する。特に、この切替えフェーズ４５２では、送信／受信デバイス１２、３２は、デバイス１２、３２が別のモードまたは動作モード、すなわちデータフェーズ４５３の物理層に切り替わることを信号通知される。

【0042】

データフェーズ４５３では、フレーム４５０のビットは、データフェーズ４５３の物理層で、通信調停フェーズ４５１のビットのビット持続時間Ｔ＿Ｂ１よりも短いビット持続時間Ｔ＿Ｂ２で送信される。データフェーズ４５３では、とりわけ、ＣＡＮ ＸＬフレーム４５０またはメッセージ４５の使用データが送信される。使用データは、メッセージ４５のデータフィールドと呼ぶこともできる。このために、データフェーズ４５３で、データフィールド内のコンテンツのタイプを識別するデータフィールド識別子の後に、例えば１１ビット長のデータ長コード（Ｄａｔａ－Ｌｅｎｇｔｈ－Ｃｏｄｅ）が送信され得る。コードは、例えば、１～２０４８の値または他の値を増分１で取ることができる。代替として、データ長コードは、より少数またはより多数のビットを含むことができ、値範囲および増分が別の値を取ることができる。続いて、ヘッダチェックサムフィールドなどさらなるフィールドが続く。その後、ＣＡＮ ＸＬフレーム４５０またはメッセージ４５の使用データが送信される。データフェーズ４５３の最後に、例えばチェックサムフィールドに、データフェーズ４５３のデータおよび通信調停フェーズ４５１のデータに関するチェックサムが含まれていてもよい。メッセージ４５の送信元は、それぞれ所定数の同一のビット、特に１０個の同一のビットの後に、反転ビットとして、スタッフビットをデータストリームに挿入することができる。特に、チェックサムは、チェックサムフィールドまでのフレーム４５０のすべての関連のビットが保証されるフレームチェックサムＦ＿ＣＲＣである。例えば、データフェーズ４５３内のスタッフビットは、これらのビットがフレーム４５０自体を保証し、したがってエラー検出に使用されるので、保証されない。

【0043】

この例示的実施形態では、第２の切替えフェーズ４５４で、データフェーズ４５３からフレーム終了フェーズ４５５への切替えが準備される。これは、通信調停フェーズ４５１による伝送動作モードに再び切り替えられることを意味する。切替えフェーズ４５４は、通信調停フェーズ４５１のビットのビット持続時間Ｔ＿Ｂ１を有し、データフェーズ４５３の物理層で少なくとも一部送信されるビットを有することができる。第２の切替えフェーズ４５４は、通信調停フェーズ４５１と同じ伝送動作モードが使用されるフレーム終了フェーズ４５５に論理的に属している。特に、この第２の切替えフェーズ４５４では、送信／受信デバイス１２、３２は、デバイス１２、３２が別のモードまたは動作モード、すなわち通信調停フェーズ４５１の物理層に切り替わることを信号通知される。

【0044】

フレーム終了フェーズ４５５では、２ビットＡＬ２、ＡＨ２の後、終了フィールドに少なくとも１ビットの確認ビットＡＣＫが含まれていてもよい。その後、ＣＡＮ ＸＬフレーム４５０の終了を示す７つの同一のビットのシーケンスが続き得る。少なくとも１つの確認ビットＡＣＫを用いて、受信元は、受信されたＣＡＮ ＸＬフレーム４５０またはメッセージ４５を正しく受信したか否かを知らせることができる。

【0045】

少なくとも通信調停フェーズ４５１およびフレーム終了フェーズ４５５では、ＣＡＮおよびＣＡＮ－ＦＤと同様に物理層が使用される。さらに、切替えフェーズ４５２、４５４で少なくとも部分的に、すなわち最初に第１の切替えフェーズ４５２で、および最後に第２の切替えフェーズ４５４で、ＣＡＮおよびＣＡＮ－ＦＤと同様に物理層が使用され得る。物理層は、既知のＯＳＩ参照モデル（Ｏｐｅｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ（開放型システム間相互接続）参照モデル）のビット伝送レイヤまたはレイヤ１に対応する。

【0046】

これらのフェーズ４５１、４５５における重要な点は、既知のＣＳＭＡ／ＣＲ法が使用されることであり、ＣＳＭＡ／ＣＲ法は、より優先順位の高いメッセージ４５、４６が破壊されることなく、加入者局１０、２０、３０がバス４０に同時にアクセスすることを許可する。これにより、さらなるバス加入者局１０、２０、３０がバスシステム１に比較的容易に追加され得、これは非常に有利である。

【0047】

ＣＳＭＡ／ＣＲ法により、バス４０上にいわゆるレセシブ状態が存在することになり、このレセシブ状態は、バス４０上で他の加入者局１０、２０、３０がドミナント状態で上書きされ得る。

【0048】

フレーム４５０またはメッセージ４５、４６の開始時の通信調停、およびフレーム４５０またはメッセージ４５、４６のフレーム終了フェーズ４５５での確認は、ビット持続時間またはビット時間が、バスシステム１の任意の２つの加入者局１０、２０、３０間の信号伝搬時間の２倍を大幅に超えるときにのみ可能である。したがって、通信調停フェーズ４５１、フレーム終了フェーズ４５４におけるビットレートは、フレーム４５０のデータフェーズ４５３よりも遅くなるように選択される。特に、フェーズ４５１、４５５でのビットレートは、５００ｋｂｉｔ／ｓとして選択され、そこから、約２μｓのビット持続時間またはビット時間となり、一方、データフェーズ４５３でのビットレートは、５～１０Ｍｂｉｔ／ｓ以上として選択され、そこから、約０．１μｓのより短いビット時間となる。したがって、他の通信フェーズ４５１、４５２、４５４、４５５での信号のビット時間は、データフェーズ４５３での信号のビット時間の少なくとも１０倍大きい。

【0049】

加入者局１０が送信元として通信調停に勝ち、したがって加入者局１０が送信元として送信のためにバスシステム１のバス４０への排他的アクセスを得たときに初めて、メッセージ４５の送信元、例えば加入者局１０は、バス４０への切替えフェーズ４５２およびそれに続くデータフェーズ４５３のビットの送信を開始する。送信元は、切替えフェーズ４５２の一部の後に、より高速のビットレートおよび／または他の物理層に変更することができ、またはそれに続くデータフェーズ４５３の第１のビットで、すなわちデータフェーズ４５３の開始時に、より高速のビットレートおよび／または他の物理層に変更することができる。

【0050】

ごく一般に、ＣＡＮまたはＣＡＮ ＦＤと比較して、ＣＡＮ ＸＬを用いるバスシステムでは特に以下の異なる特性が実現され得る。
ａ）ＣＡＮおよびＣＡＮ ＦＤのロバスト性および使いやすさに寄与する実証済みの特性、特に識別子を用いたフレーム構造およびＣＳＭＡ／ＣＲ法による通信調停の採用および場合によっては適応。

【0051】

ｂ）毎秒約１０メガビットへの正味データ伝送レートの増加。
ｃ）約２キロバイトまたは任意の値への、フレーム当たりの使用データのサイズの増加。

【0052】

図３は、通信制御デバイス１１、送信／受信デバイス１２、および動作モード切替えモジュール１５、１６を備えた加入者局１０の基本構造を示す。通信制御デバイス１１の動作モード切替えモジュール１５は、送信／受信デバイス１２の動作モード切替えモジュール１６と対称に構成されている。動作モード切替えモジュール１５は、第１の動作モード切替えモジュールと呼ぶこともできる。動作モード切替えモジュール１６は、第２の動作モード切替えモジュールと呼ぶこともできる。

【0053】

加入者局３０は、ブロック３５が通信制御デバイス３１に統合されておらず、通信制御デバイス３１および送信／受信デバイス３２から独立して提供されていること以外は、図３に示されるのと同様に構成されている。したがって、加入者局３０およびブロック３５を個別には述べない。以下に述べる動作モード切替えモジュール１５の機能は、動作モード切替えモジュール３５でも同じである。以下に述べる動作モード切替えモジュール１６の機能は、動作モード切替えモジュール３６でも同じである。

【0054】

代替または追加として、ブロック１６が送信／受信デバイス１２に統合されておらず、通信制御デバイス１１および送信／受信デバイス１２から独立して提供されていることも可能である。

【0055】

送信／受信デバイス１２は、バス４０に接続されており、より正確には、ＣＡＮ＿Ｈ用の第１のバスワイヤ４１およびＣＡＮ＿Ｌ用の第２のバスワイヤ４２に接続されている。バスシステム１の動作中、送信／受信デバイス１２は、通信制御デバイス１１の送信信号ＴｘＤを、バスワイヤ４１、４２のための対応する信号ＣＡＮ＿ＨおよびＣＡＮ＿Ｌに変換し、これらの信号ＣＡＮ＿ＨおよびＣＡＮ＿Ｌをバス４０に送信する。ここでは送信／受信デバイス１２に関して信号ＣＡＮ＿ＨおよびＣＡＮ＿Ｌに言及するが、これらは、メッセージ４５に関しては信号ＣＡＮ－ＸＬ＿ＨおよびＣＡＮ－ＸＬ＿Ｌとして理解されるべきであり、信号ＣＡＮ－ＸＬ＿ＨおよびＣＡＮ－ＸＬ＿Ｌは、データフェーズ４５３において、従来の信号ＣＡＮ＿ＨおよびＣＡＮ＿Ｌとは少なくとも１つの特徴が異なり、特に、信号ＴｘＤの様々なデータ状態に関するバス状態の生成に関して、および／または電圧もしくは物理層および／またはビットレートに関して異なる。

【0056】

バス４０には、差動信号ＶＤＩＦＦ＝ＣＡＮ＿Ｈ－ＣＡＮ＿Ｌが生成される。アイドルまたはスタンバイ状態（ｉｄｌｅまたはＳｔａｎｄｂｙ）を除いて、送信／受信デバイス１２は、通常動作では、その受信元で、加入者局１０がメッセージ４５の送信元であるか否かに関係なく、バス４０でのデータまたはメッセージ４５、４６の伝送を常にリッスンする。送信／受信デバイス１２は、以下でより詳細に述べられるように、バス４０から受信された信号ＣＡＮ＿ＨおよびＣＡＮ＿Ｌから受信信号ＲｘＤを生成し、この受信信号ＲｘＤを通信制御デバイス１１に転送する。

【0057】

加入者局１０の以下に述べられる構造は、通信制御装置１１と送信／受信デバイス１２との間で信号によってビットを対称的に、すなわちビットの持続時間を変えることなくロバストにかつ単純に伝送することができるようにする。これは、特にフレーム４５０のデータフェーズ４５３中のデータの伝送中に非常に有利である。

【0058】

図３によれば、通信制御デバイス１１は、動作モード切替えモジュール１５に加えて、デジタル送信信号ＴｘＤ用の第１の双方向端子１１１、デジタル受信信号ＲｘＤ用の第２の双方向端子１１２、および通信制御モジュール１１３を有する。送信／受信デバイス１２は、動作モード切替えモジュール１６に加えて、デジタル送信信号ＴｘＤ用の第１の双方向端子１２１、デジタル受信信号ＲｘＤ用の第２の双方向端子１２２、および送信／受信モジュール１２３を有する。端子１１１、１１２、１２１、１２２は、後述するように、モジュール１５、１６および対応する信号によって双方向に動作可能であり、すなわち出力または入力として切替え可能である。

【0059】

通信制御デバイス１１は、マイクロコントローラとして設計されている、またはマイクロコントローラを有する。通信制御デバイス１１は、例えばエンジン用の制御装置、機械または車両用のセキュリティシステム、または他のアプリケーションなど、任意のアプリケーションの信号を処理する。しかし、システムＡＳＩＣ（ＡＳＩＣ＝特定用途向け集積回路）は示されていない。システムＡＳＩＣは、代替として、加入者局１０の電子アセンブリに必要な複数の機能が組み合わされているシステムベースチップ（ＳＢＣ）でよい。システムＡＳＩＣには、とりわけ、送信／受信デバイス１２と、送信／受信デバイス１２に電気エネルギーを供給するエネルギー供給デバイス（図示せず）とが組み込まれていてもよい。エネルギー供給デバイスは通常、５Ｖの電圧ＣＡＮ＿Ｓｕｐｐｌｙを送達する。しかし、必要に応じて、エネルギー供給デバイスは、異なる値を有する異なる電圧を送達することができ、および／または電流源として設計されていてもよい。

【0060】

通信制御モジュール１１３は、ＣＡＮプロトコル、特にＣＡＮ ＸＬまたはＣＡＮ ＦＤ用のプロトコルを実装するプロトコルコントローラである。通信制御モジュール１１３は、以下の出力信号を出力する、または以下の入力信号を入力するように設計されている。

【0061】

信号ＴｘＤ＿ＰＲＴは、送信信号ＴｘＤに対応する出力信号である。信号ＲｘＤ＿ＰＲＴは、受信信号ＲｘＤに対応する入力信号である。
これらの信号に加えて、通信制御モジュール１１３は、以下の制御信号ＴＸ＿ＤＭ、ＲＸ＿ＤＭを生成して出力するように設計されている。

【0062】

制御信号ＴＸ＿ＤＭは出力信号であり、送信／受信デバイス１２がＴＸ－ＤａｔａＰｈａｓｅＭｏｄｅで動作すべきか否かを示す。動作モードは、ＦＡＳＴ＿ＴＸモードまたは第１の動作モードとも呼ばれる。動作モードＴＸ－ＤａｔａＰｈａｓｅＭｏｄｅでは、加入者局１０は通信調停フェーズ４５１で通信調停に勝利し、後続のデータフェーズ４５３でフレーム４５０の送信元である。この場合、加入者局１０は、送信ノードと呼ばれることもある。動作モードＴＸ－ＤａｔａＰｈａｓｅＭｏｄｅでは、送信／受信デバイス１２は、データフェーズ４５３のために物理層を使用し、ここでバスワイヤＣＡＮ＿ＨおよびＣＡＮ＿Ｌをドライブする。

【0063】

制御信号ＲＸ＿ＤＭは出力信号であり、送信／受信デバイス１２がＲＸ－ＤａｔａＰｈａｓｅＭｏｄｅで動作すべきか否かを示す。動作モードは、ＦＡＳＴ＿ＲＸモードまたは第２の動作モードとも呼ばれる。動作モードＲＸ－ＤａｔａＰｈａｓｅＭｏｄｅでは、加入者局１０は、通信調停フェーズ４５１で通信調停に負け、後続のデータフェーズ４５３ではフレーム４５０の受信元にすぎず、すなわち送信元ではない。この場合、加入者局１０は、受信ノードと呼ばれることもある。動作モードＲＸ－ＤａｔａＰｈａｓｅＭｏｄｅでは、送信／受信デバイス１２は、データフェーズ４５３のために物理層を使用するが、バスワイヤＣＡＮ＿ＨおよびＣＡＮ＿Ｌをドライブしない。

【0064】

送信／受信デバイスがＴＸ－ＤａｔａＰｈａｓｅＭｏｄｅでもＲＸ－ＤａｔａＰｈａｓｅＭｏｄｅでもないとき、いわゆるＡｒｂｉｔｒａｔｉｏｎＰｈａｓｅＭｏｄｅであり、すなわち通信調停フェーズ４５１およびフレームフェーズ４５５で使用されるモードである。このモードでは、ドミナントおよびレセシブバス状態を伴い送信され得る物理層が使用される。

【0065】

切り替えるべき動作モードを送信／受信デバイス１２に信号通知するための回路は、ここには示されていない。特に、信号通知は、ＴｘＤ端子１１１および／またはＲｘＤ端子１１２を介して同様に行われる。

【0066】

動作モード切替えモジュール１５は、方向制御ブロック１５１、符号化ブロック１５２、復号化ブロック１５３、およびマルチプレクサ１５４を有する。第１の動作モード切替えモジュール１５は、通信制御モジュール１１３が出力する上記の信号を受信する。

【0067】

方向制御ブロック１５１は、通信制御モジュール１１３の制御信号ＴＸ＿ＤＭ、ＲＸ＿ＤＭから切替え信号ＤＩＲ＿ＴｘＤおよびＤＩＲ＿ＲｘＤを生成する。切替え信号ＤＩＲ＿ＴｘＤは、通信制御デバイス１１の第１の双方向に切替え可能な端子１１１の方向ＤＩＲ、より正確には伝送方向を制御する。言い換えると、切替え信号ＤＩＲ＿ＴｘＤは、デバイス１１のＴｘＤ端子１１１の方向を制御する。切替え信号ＤＩＲ＿ＲｘＤは、通信制御デバイス１１の第２の双方向に切替え可能な端子１１２の方向ＤＩＲ、より正確には伝送方向を制御する。言い換えると、切替え信号ＤＩＲ＿ＲｘＤは、デバイス１１のＲｘＤ端子１１２の方向を制御する。

【0068】

ここで、信号ＴＸ＿ＤＭが設定されている場合、特にその信号値が１である場合、ＴｘＤ端子１１１の方向およびＲｘＤ端子１１２の方向が出力に切り替わる。その結果、通信制御モジュール１１３は、以下でより詳細に述べるように、端子１１１、１１２を介して、バス４０上に送信すべきフレーム４５０を差動信号として送信することができる。特に、通信制御モジュール１１３がフレーム４５０を送信し、ここで信号ＴＸ＿ＤＭが設定されている場合、ＴｘＤ端子１１１の方向およびＲｘＤ端子１１２の方向が出力に切り替えられている。

【0069】

信号ＲＸ＿ＤＭが設定されている場合、特にその信号値が１である場合、ＴｘＤ端子１１１の方向およびＲｘＤ端子１１２の方向が入力に切り替えられている。その結果、通信制御モジュール１１３は、以下でより詳細に述べるように、端子１１１、１１２を介して、バス４０を介して送信されるフレーム４５０を差動信号として受信することができる。特に、通信制御モジュール１１３がフレーム４５０を受信し、ここで信号ＲＸ＿ＤＭが設定されている場合、ＴｘＤ端子１１１の方向およびＲｘＤ端子１１２の方向が入力に切り替えられている。

【0070】

符号化ブロック１５２は、信号ＴｘＤ＿ＰＲＴ、すなわち送信信号ＴｘＤから、信号ＴｘＤ２を生成する。信号ＴｘＤ２は、ＴｘＤ＿ＰＲＴ信号の反転信号である。符号化ブロック１５２は、信号ＴｘＤ２を端子１１２に出力する。前述したように端子１１１、１１２が出力に切り替えられていると、通信制御デバイス１１は、端子１１１、１１２を介して、信号ＴｘＤ＿ＰＲＴ、ＴｘＤ２を差動出力信号として送信／受信デバイス１２に出力することができる。最も単純な場合には、符号化ブロック１５２は、信号ＴｘＤ＿ＰＲＴを反転するインバータである。

【0071】

復号化ブロック１５３は、その入力で端子１１１、１１２に接続されている。前述したように端子１１１、１１２が入力に切り替えられると、復号化ブロック１５３は、端子１１１、１１２から、信号ＲｘＤ１および信号ＲｘＤ２からなる差動入力信号を受信する。復号化ブロック１５３は、信号ＲｘＤ１、ＲｘＤ２を復号化して、非差動信号ＲｘＤ＿ＰＲＴにする。復号化ブロック１５３は、ＲｘＤ＿ＰＲＴ信号をマルチプレクサ１５４に出力する。

【0072】

通信制御モジュール１１３は、制御信号ＲＸ＿ＤＭによってマルチプレクサ１５４を制御する。制御信号ＲＸ＿ＤＭの信号値に応じて、通信制御モジュール１１３に、信号ＲｘＤ＿ＰＲＴとして、復号化ブロック１５３によって復号化された信号が提供されるか、端子１１２からの信号ＲｘＤ１が提供されるかが選択される。

【0073】

送信／受信デバイス１２において、送信／受信モジュール１２３は、ＣＡＮプロトコルに従ってメッセージ４５、４６を送信および／または受信する、特に前述したようにＣＡＮ ＸＬまたはＣＡＮ ＦＤに関するプロトコルに従ってメッセージを送信および／または受信するように設計されている。送信／受信モジュール１２３は、物理媒体、すなわちバスワイヤ４１、４２を有するバス４０への接続を行う。送信／受信モジュール１２３は、バスワイヤ４１、４２またはバス４０のための信号ＣＡＮ＿ＨおよびＣＡＮ＿Ｌをドライブおよび復号化する。さらに、送信／受信モジュール１２３は、以下の出力信号を出力する、または以下の入力信号を受信するように設計されている。

【0074】

信号ＲｘＤ＿ＴＣは、バス４０からの差動信号ＣＡＮ＿Ｈ、ＣＡＮ＿Ｌから送信／受信モジュール１２３が生成するデジタル受信信号に対応する出力信号である。信号ＴｘＤ＿ＴＣは、送信信号ＴｘＤ、すなわちバス４０上への送信のために通信制御モジュール１１３によって生成された信号に対応する入力信号である。

【0075】

これらの信号に加えて、送信／受信モジュール１２３は、以下の制御信号ＴＸ＿ＤＭ＿ＴＣ、ＲＸ＿ＤＭ＿ＴＣを生成して出力するように設計されている。
制御信号ＴＸ＿ＤＭ＿ＴＣは出力信号であり、前述したように、送信／受信デバイス１２が動作モードＴＸ－ＤａｔａＰｈａｓｅＭｏｄｅで動作する、またはデータフェーズ４５３でフレーム４５０の送信元として機能するように切り替えられているか否かを示す。これは、送信／受信モジュール１２３がデータフェーズ４５３においてバス４０上でビットを送信する、すなわちバス４０をドライブする動作モードである。

【0076】

制御信号ＲＸ＿ＤＭ＿ＴＣは出力信号であり、前述したように、送信／受信デバイス１２が動作モードＲＸ－ＤａｔａＰｈａｓｅＭｏｄｅで動作する、またはデータフェーズ４５３でフレーム４５０の受信元としてのみ機能し、すなわち送信元としては機能しないように切り替えられているか否かを示す。これは、送信／受信モジュール１２３がデータフェーズ４５３でバス４０からビットを受信するだけである、すなわちバス４０をドライブしない動作モードである。

【0077】

第２の動作モード切替えモジュール１６は、方向制御ブロック１６１、符号化ブロック１６２、復号化ブロック１６３、およびマルチプレクサ１６４を有する。第２の動作モード切替えモジュール１６は、送信／受信モジュール１２３が出力する上記の信号を受信する。

【0078】

方向制御ブロック１６１は、送信／受信モジュール１２３の制御信号ＴＸ＿ＤＭ＿ＴＣ、ＲＸ＿ＤＭ＿ＴＣから切替え信号ＤＩＲ＿ＴｘＤ＿ＴＣおよびＤＩＲ＿ＲｘＤ＿ＴＣを生成する。切替え信号ＤＩＲ＿ＴｘＤ＿ＴＣは、送信／受信デバイス１２の第１の双方向に切替え可能な端子１２１の方向ＤＩＲ、より正確には伝送方向を制御する。言い換えると、切替え信号ＤＩＲ＿ＴｘＤ＿ＴＣは、デバイス１２のＴｘＤ端子１２１の方向を制御する。切替え信号ＤＩＲ＿ＲｘＤ＿ＴＣは、送信／受信デバイス１２の第２の双方向に切替え可能な端子１１２の方向ＤＩＲ、より正確には伝送方向を制御する。言い換えると、切替え信号ＤＩＲ＿ＲｘＤ＿ＴＣは、デバイス１２のＲｘＤ端子１２２の方向を制御する。

【0079】

ここで、信号ＲＸ＿ＤＭ＿ＴＣが設定されている場合、特にその信号値が１である場合、ＴｘＤ端子１２１の方向およびＲｘＤ端子１２２の方向が出力に切り替えられている。その結果、送信／受信モジュール１２３は、バス４０を介して別の加入者局によって送信されたフレーム４５０を、端子１２１、１２２を介して差動信号として通信制御デバイス１１に送信することができる。特に、送信／受信モジュール１２３がフレーム４５０を受信し、ここで信号ＲＸ＿ＤＭ＿ＴＣが設定されている場合、ＴｘＤ端子１２１の方向およびＲｘＤ端子１２２の方向が出力に切り替えられている。

【0080】

信号ＴＸ＿ＤＭ＿ＴＣが設定されている場合、特にその信号値が１である場合、ＴｘＤ端子１２１の方向およびＲｘＤ端子１２２の方向が入力に切り替えられている。その結果、送信／受信モジュール１２３は、その端子１２１、１２２を介して、通信制御デバイス１１から、バス４０上に送信すべきフレーム４５０を差動信号として受信することができる。特に、送信／受信モジュール１２３がフレーム４５０をバス４０上に送信し、ここで信号ＴＸ＿ＤＭ＿ＴＣが設定されている場合、ＴｘＤ端子１２１の方向およびＲｘＤ端子１２２の方向が入力に切り替えられている。

【0081】

符号化ブロック１６２は、信号ＲｘＤ＿ＴＣ、すなわち受信信号ＲｘＤから信号ＲｘＤ２＿ＴＣを生成する。信号ＲｘＤ２＿ＴＣは、信号ＲｘＤ＿ＴＣの反転信号である。符号化ブロック１６２は、信号ＲｘＤ２＿ＴＣを端子１２１に出力する。前述したように端子１２１、１２２が出力に切り替えられていると、送信／受信デバイス１２は、端子１２１、１２２を介して信号ＲｘＤ２＿ＴＣ、ＲｘＤ＿ＴＣを差動出力信号として通信制御デバイス１１に出力することができる。最も単純な場合には、符号化ブロック１６２は、信号ＲｘＤ＿ＴＣを反転するインバータである。

【0082】

復号化ブロック１６３は、その入力で端子１２１、１２２に接続されている。前述したように端子１２１、１２２が入力に切り替えられていると、復号化ブロック１６３は、端子１２１、１２２から、信号ＴｘＤ１＿ＴＣおよび信号ＴｘＤ２＿ＴＣからなる差動入力信号を受信する。復号化ブロック１６３は、信号ＴｘＤ１＿ＴＣ、ＴｘＤ２＿ＴＣを復号化して、非差動信号ＴｘＤ＿ＴＣにする。復号化ブロック１６３は、信号ＴｘＤ＿ＴＣをマルチプレクサ１５４に出力する。

【0083】

送信／受信モジュール１２３は、制御信号ＴＸ＿ＤＭ＿ＴＣによりマルチプレクサ１６４を制御する。制御信号ＴＸ＿ＤＭ＿ＴＣの信号値に応じて、送信／受信モジュール１２３に、信号ＴｘＤ＿ＴＣとして、復号化ブロック１６３によって復号化された信号が提供されるか、端子１２１からの信号ＴｘＤ１＿ＴＣが提供されるかが選択される。

【0084】

その結果、通信制御デバイス１１は、前述したように、動作モードＴＸ－ＤａｔａＰｈａｓｅＭｏｄｅで、シリアル送信信号ＴｘＤのビットストリームをＴｘＤおよびＲｘＤ端子１１１、１１２を介して差動信号として送信する。送信／受信デバイス１２は、そのＴｘＤおよびＲｘＤ端子１２１、１２２でこの差動信号を受信し、この差動信号を復号化して、非差動信号ＴｘＤ＿ＴＣにする。

【0085】

図４～図７は、加入者局１０がメッセージ４５の送信元であり、したがって送信／受信デバイス１２がデータフェーズ４５３で動作モードＴＸ－ＤａｔａＰｈａｓｅＭｏｄｅに切り替えられているときの、通信制御デバイス１１における前述した信号の信号曲線に関する例を示す。ここで、図６および図７において、記号「Ｐ１」は入力を表し、記号「Ｐ２」は出力を表す。

【0086】

図４～図７によれば、通信制御デバイス１１および送信／受信デバイス１２は、通信調停フェーズ４５１中のデータの伝送のために、通常どおり加入者局１０の端子１１１、１１２、１２１、１２２を使用する。通信制御デバイス１１は、ＴｘＤ端子１１１によってデータを送信し、同時にＲｘＤ端子１１２によってバス４０からデータを受信する。

【0087】

送信／受信デバイス１２のより高速の動作モードでは、加入者局１０は、図４～図７に示されるように、送信ノードとして排他的に送信のみを行う。
さらに、送信／受信デバイス１２のより高速の動作モードで、加入者局１０が、図８～図１１に示されるように、受信ノードとして排他的に受信のみを行う。図８～図１１は、加入者局１０がメッセージの送信元ではなく、したがって送信／受信デバイス１２が動作モードＲＸ－ＤａｔａＰｈａｓｅＭｏｄｅに切り替えられているときの、通信制御デバイス１１での前述した信号の信号曲線に関する例を示す。ここで、図１０および図１１において、記号「Ｐ１」は入力を表し、記号「Ｐ２」は出力を表す。その結果、送信／受信デバイス１２は、前述したように、動作モードＲＸ－ＤａｔａＰｈａｓｅＭｏｄｅでは、ＴｘＤおよびＲｘＤ端子１２１、１２２を介して、シリアル受信信号ＲｘＤのビットストリームを差動信号として送信する。通信制御デバイス１１は、そのＴｘＤおよびＲｘＤ端子１１１、１１２でこの差動信号を受信し、この差動信号を復号化して、非差動信号ＲｘＤ＿ＰＲＴにする。さらに、データの伝送は、図４から図７に関して前述したように、通信調停フェーズ４５１およびフレーム終了フェーズ４５５中に端子１１１、１１２、１２１、１２２を介して行われる。

【0088】

したがって、フレーム４５０のフェーズ４５１、４５５およびＣＡＮ ＦＤとは対照的に、加入者局１０、３０においてデータフェーズ４５３で、送信／受信デバイス１２の動作モードＲＸ－ＤａｔａＰｈａｓｅＭｏｄｅ、ＴＸ－ＤａｔａＰｈａｓｅＭｏｄｅにおけるＣＡＮバス４０上での同時の送受信は必要なくなる。ここで、通信制御デバイス１１および送信／受信デバイス１２は、送信／受信デバイス１２がデータフェーズ４５３の動作モードにある時間内に、信号ＲｘＤ、ＴｘＤに関する両方の端子１１１、１１２、１２１、１２２を同じ方向で使用して、差動送信信号ＴｘＤ（データフェーズ４５３の第１の動作モード）または差動受信信号ＲｘＤ（データフェーズ４５３の第２の動作モード）を伝送する。

【0089】

モジュール１５、１６の前述した形態の第１の修正形態によれば、モジュール１５、１６の少なくとも１つだけが動作モードＴＸ－ＤａｔａＰｈａｓｅＭｏｄｅへの切替えを可能にすることができる。そのような変形形態は、例えば、その機能を実施するためにそれ自体は信号を送信するだけでよく、バス４０から信号を受信する必要はないバスシステム１の加入者局１０、２０において有利であり得る。そのような加入者局の形態に関する例は純粋な制御要素であり、その制御は、バス４０を介して伝送されるが、バスでの通信とは独立して制御用のイベントを受信または生成する。

【0090】

モジュール１５、１６の前述した形態の第２の修正形態によれば、モジュール１５、１６の少なくとも１つだけが動作モードＲＸ－ＤａｔａＰｈａｓｅＭｏｄｅへの切替えを可能にすることができる。そのような変形形態は、例えば、その機能を実施するためにそれ自体は信号を送信する必要がなく、バス４０から信号を受信するだけでよいバスシステム１の加入者局１０、２０において有利であり得る。そのような加入者局の形態に関する例は、送信機、特にロータリエンコーダ、アクチュエータなどである。

【0091】

当然、デバイス１１、１２の前述した機能は、ＣＡＮ ＦＤおよび／またはＣＡＮの別の修正形態に関しても、少なくとも使用データの送信のために使用可能である。
加入者局１０の形態により、デバイス１１、１２間のデータ伝送の対称性が保証され得るように、通信制御デバイス１１およびそれに関連する送信／受信デバイス１２でのそれぞれ１つの追加の端子を介したガルバニック接続は必要ない。すなわち、有利には、デバイス１１、１２の標準ハウジングでは利用可能でない追加の端子は必要ない。したがって、追加の端子を提供するために、別のより大型で高価なハウジングに変更する必要はない。

【0092】

デバイス１１、１２、３２、３５の上記の形態により、データフェーズ４５３で、ＣＡＮまたはＣＡＮ－ＦＤよりもはるかに高いデータレートが達成され得る。さらに、前述したように、データフェーズ４５３のデータフィールドでのデータ長は任意に選択され得る。これにより、通信調停に関するＣＡＮの利点を維持することができ、それでも、より大量のデータが以前よりも短時間で非常に確実に、したがって効果的に伝送され得る。

【0093】

図１２～図１６は、第２の例示的実施形態における加入者局１０での信号曲線を示す。ここで、加入者局１０がフレーム４５０の送信元であるときのデータフェーズ４５３とフレーム終了フェーズ４５５との間の移行が示されている。フレーム終了フェーズ４５５では、伝送動作モードが通信調停フェーズ４５１に対応する。図１５によれば、通信制御デバイス１１は、フレーム終了フェーズ４５５でＴｘＤ端子１１１によってデータを送信し、したがって端子１１１は出力に設定されており（記号Ｐ２）、同時にＲｘＤ端子１１２によってバス４０からデータを受信し、したがって端子１１１は、図１６に示されるように入力（記号Ｐ１）に設定されている。

【0094】

しかし、データフェーズ４５３での動作モードＴＸ－ＤａｔａＰｈａｓｅＭｏｄｅ中、通信制御デバイス１１は、その２つの端子１１１、１１２を出力として使用し（図１５および図１６での記号Ｐ２）、送信／受信デバイス１２は、その２つの端子１２１、１２２を入力（記号Ｐ１）として使用する。それにより、データフェーズ４５３では、差動信号ＴｘＤ＿ＰＲＴ、ＴｘＤ２が端子１１１、１１２から端子１２１、１２２に伝送され、これらは図１３および図１４にＴｘＤ、ＲｘＤとして示されている。端子１１１での図１３による信号ＴｘＤは、ビット持続時間Ｔ＿Ｂ２を有するビットを有する。端子１１２での図１４による信号ＲｘＤも同様に、反転したＴｘＤ信号に対応するので、ビット持続時間Ｔ＿Ｂ２を有するビットを有する。

【0095】

データフェーズ４５３での動作モードＴＸ－ＤａｔａＰｈａｓｅＭｏｄｅから、ビット持続時間Ｔ＿Ｂ１を有する信号ＴｘＤ、ＲｘＤが送信される通信調停フェーズ４５１の動作モードがＡｒｂｉｔｒａｔｉｏｎＰｈａｓｅＭｏｄｅに切り替えられる場合（図１３）、図１３および図１４に示されるように、動作モード切替えモジュール１５は、切替えの信号通知のために、その２つの端子１１１、１１２を介して非差動信号を送信するように設計されている。例えば、動作モード切替えモジュール１５は、図１３および図１４に示されているように、切替えフェーズ４５４で、所定の期間Ｔにわたって、その２つの端子１１１、１１２を介して信号通知Ｓとして信号ＴｘＤ＝ＲｘＤ＝１を送信する。所定の期間Ｔは、少なくとも例えばＴ＝１００ｎｓである。このことから、送信／受信デバイス１２は、ここで、その動作モードを通信調停フェーズ４５１の動作モードに切り替えるべきであることを認識することができる。

【0096】

前述した例では、ＣＡＮバス４０が「データ１」または「レセシブ」のレベルにある間に、切替えに関する信号通知Ｓが行われる。したがって、送信／受信デバイス１２と通信制御デバイス１１との間のＲｘＤラインを送信／受信デバイス１２がドライブし始めるとき、ＲｘＤ端子１１２、１２２に競合または短絡が存在しない。送信／受信デバイス１２の動作モードを切り替えるための信号通知ＳがＣＡＮバス４０上で反転レベルで行われる場合、通信制御デバイス１１は、レベルＴｘＤ＝ＲｘＤ＝０の送信により切替えに関する信号通知Ｓを行うように設計されている。

【0097】

フレーム終了フェーズ４５５への切替えとは対照的に、この例示的実施形態では、通信調停フェーズ４５１からデータフェーズ４５３、すなわち送信／受信デバイス１２の動作モードＲＸ－ＤａｔａＰｈａｓｅＭｏｄｅ、ＴＸ－ＤａｔａＰｈａｓｅＭｏｄｅの１つへの動作モード変更の信号通知を、ＲｘＤ端子１１２を介して行うことができる。このために、通信制御デバイス１１は、動作モード変更の信号通知の目的で、送信／受信デバイス１２がそのＲｘＤ端子１２２をドライブするよりも強く、短時間にわたってＲｘＤ端子１１２をドライブする。これにより、通信制御デバイス１１がそのＲｘＤ端子１１２をドライブし、送信／受信デバイス１２がそのＲｘＤ端子１２２をドライブし、端子１１２、１２２での２つの信号源の重畳が生じるとき、ＲｘＤラインの値が特定されなくなり得るのが防止されている。端子１１２、１２２での２つの信号源のそのような重畳において、通信制御デバイス１１が常に優位である。これにより、ＲｘＤラインの値が常に特定されている。

【0098】

しかし、第２の例示的実施形態はまた、デバイス１１、１２に関してさらなる端子またはピンまたはポートを必要とせず、したがってこの解決策は非常に費用対効果が高いという利点を有する。

【0099】

それ以外は、通信は、第１の例示的実施形態に関して述べたのと同様に、加入者局１０、３０およびバスシステム１で行うことができる。
第３の例示的実施形態によれば、送信／受信デバイス１２および／または送信／受信デバイス３２、特に動作モード切替えモジュール１５および／または動作モード切替えモジュール１６は、受信時に、通信制御デバイス１１の動作モードＲＸ－ＤａｔａＰｈａｓｅＭｏｄｅで、特に通信制御モジュール１１３に何らかの信号通知を行うように設計されていてもよい。このために、送信／受信デバイス１２、３２は、端子１１１、１１２に関して第２の例示的実施形態に関して述べたように、データフェーズ４５３の追加の動作モードで、ＴｘＤおよびＲｘＤ端子１２１、１２２を介して非差動信号を送信する。例えば、送信／受信デバイス１２、３２は、信号通知Ｓとして端子１２１、１２２に以下のレベルを送信することができる：ＴｘＤ＝ＲｘＤ＝１。

【0100】

送信／受信デバイス１２、３２の信号通知Ｓは、追加情報を含むことができ、または追加情報であり得、追加情報は、バスシステム１においてメッセージ４５、４６によってバスシステム１の加入者局１０、３０間で交換される信号の情報への追加である。追加情報は、デバイス１１、１２またはデバイス３１、３２の内部通信を可能にする。

【0101】

それ以外は、通信は、第１または第２の例示的実施形態に関して述べたのと同様に、加入者局１０、３０およびバスシステム１で行うことができる。
デバイス１１、１２、３１、３２、モジュール１５、１６、３５、３６、加入者局１０、２０、３０、バスシステム１、およびそこで実施される方法の前述したすべての形態は、個別に、またはすべての可能な組合せで使用することができる。特に、上述した例示的実施形態のすべての特徴および／またはそれらの修正形態は、任意に組み合わせることができる。追加または代替として、特に以下の修正形態が考えられる。

【0102】

ＣＡＮバスシステムの例で本発明を前述してきたが、本発明は、異なる通信フェーズのために生成されるバス状態が異なる、２つの異なる通信フェーズが使用される各通信ネットワークおよび／または通信方法で使用することができる。特に、本発明の上述した原理は、異なる通信フェーズのためにプロトコルコントローラまたはモジュール１１３からの切替え信号を必要とし、および／またはここでデバイス１１、１２間のデータ交換を必要とするインターフェースにおいて使用可能である。

【0103】

例示的実施形態による上述したバスシステム１を、ＣＡＮプロトコルに基づくバスシステムに従って述べてきた。しかし、例示的実施形態によるバスシステム１は、データが２つの異なるビットレートでシリアル伝送可能である別のタイプの通信ネットワークでもよい。バスシステム１において、共通のチャネルへの加入者局１０、２０、３０の排他的で衝突のないアクセスが少なくとも特定の期間にわたって保証されていることは、有利であるが、必須の前提条件ではない。

【0104】

例示的実施形態のバスシステム１における加入者局１０、２０、３０の数および配置は任意である。特に、バスシステム１での加入者局２０は省略することができる。加入者局１０または３０のうちの１つまたは複数がバスシステム１に存在することが可能である。バスシステム１内のすべての加入者局が同一に設計されている、すなわち加入者局１０のみまたは加入者局３０のみが存在することも考えられる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4-7】

【図8-11】

【図12-16】