特許 7492034 通信制御デバイス用のインターフェースモジュール、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、および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】2024-05-20

(45)【発行日】2024-05-28

(54)【発明の名称】通信制御デバイス用のインターフェースモジュール、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、および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 20060101AFI20240521BHJP

   H04L 25/49 20060101ALI20240521BHJP

   G06F 13/42 20060101ALI20240521BHJP

【ＦＩ】

H04L12/40 Z

H04L25/49 H

G06F13/42 350Z

【請求項の数】 15

(21)【出願番号】P 2022565624

(86)(22)【出願日】2021-04-09

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-06-08

(86)【国際出願番号】 EP2021059265

(87)【国際公開番号】W WO2021219341

(87)【国際公開日】2021-11-04

【審査請求日】2022-10-26

(31)【優先権主張番号】102020205275.1

(32)【優先日】2020-04-27

(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

(74)【代理人】

【識別番号】100161908

【弁理士】

【氏名又は名称】藤木 依子

(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

【審査官】速水 雄太

(56)【参考文献】

【文献】特表２０１６－５３６８６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１９／０１１６０４５（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｌ １２／４０

Ｈ０４Ｌ ２５／４９

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）の通信制御デバイス（１１；１１０）用のインターフェースモジュール（１５；１５０）であって、
フレーム（４５０）の第１の通信フェーズ（４５１、４５２、４５４、４５５）のビット時間（Ｔ＿Ｂ１）、および／または前記バスシステム（１）の加入者局（１０、２０、３０）間でメッセージ（４５；４６）が交換される前記フレーム（４５０）の第２の通信フェーズ（４５３）のビット時間（Ｔ＿Ｂ２）を構成するための少なくとも１つの構成レジスタ（１５１～１５４）と、
送信信号（ＴｘＤ＿ＰＲＴ）を、変調された送信信号（ＴｘＤ＿ＰＷＭ）に変調するための変調器（１５６）であって、前記変調された送信信号（ＴｘＤ＿ＰＷＭ）のＰＷＭシンボル（ＰＷＭ＿ＳＹＢ）間隔は、前記第２の通信フェーズ（４５３）の前記ビット時間（Ｔ＿Ｂ２）よりも短いか、または同じであり、前記ビット時間（Ｔ＿Ｂ２）は、前記第１の通信フェーズ（４５１、４５２、４５４、４５５）の前記ビット時間（Ｔ＿Ｂ１）とは異なる、前記少なくとも１つの構成レジスタ（１５１～１５４）で構成される、変調器（１５６）とを備え、
前記インターフェースモジュール（１５；１５０）が、前記第１の通信フェーズ（４５１、４５２、４５４、４５５）において、前記変調器（１５６）を介さずに前記送信信号（ＴｘＤ＿ＰＲＴ）を直接、前記加入者局（１０）の送信／受信デバイス（１２；１２０）に出力して、前記送信信号（ＴｘＤ＿ＰＲＴ）を前記バスシステム（１）のバス（４０）に送信するように設計されており、
前記インターフェースモジュール（１５；１５０）が、前記第２の通信フェーズ（４５３）において、前記変調器（１５６）によって生成された前記変調された送信信号（ＴｘＤ＿ＰＷＭ）を、前記加入者局（１０）の前記送信／受信デバイス（１２；１２０）に出力するように設計されており、
前記変調器（１５６）が、前記送信信号（ＴｘＤ＿ＰＲＴ）のパルス幅変調のために設計されており、前記少なくとも１つの構成レジスタ（１５２）が、前記変調器（１５６）の前記パルス幅変調のためのＰＷＭオフセット構成パラメータとして変調オフセット（ＰＷＭ＿ＯＳ）を有し、前記変調オフセット（ＰＷＭ＿ＯＳ）は、前記第２の通信フェーズ（４５３）での前記送信信号（ＴｘＤ＿ＰＲＴ）のビットと、前記変調された送信信号（ＴｘＤ＿ＰＷＭ）でのシンボル（ＰＷＭ＿ＳＹＢ）との間の位相シフトが最小化されるように、時間遅延を伴って前記送信信号（ＴｘＤ＿ＰＲＴ）の変調を開始するように働く、
インターフェースモジュール（１５；１５０）。

【請求項2】

さらに、前記通信制御デバイス（１１；１１０）から制御信号（ＴＣ＿ＴＭ）を受信するため、ならびに前記送信信号（ＴｘＤ＿ＰＲＴ）および前記変調された送信信号（ＴｘＤ＿ＰＷＭ）を受信するため、ならびに前記制御信号（ＴＣ＿ＴＭ）に応じて前記送信信号（ＴｘＤ＿ＰＲＴ）または前記変調された送信信号（ＴｘＤ＿ＰＷＭ）を前記送信／受信デバイス（１２；１２０）に出力するための第１のマルチプレクサ（１５７）を備える、請求項１に記載のインターフェースモジュール（１５；１５０）。

【請求項3】

前記通信制御デバイス（１１；１１０）が前記送信信号（ＴｘＤ＿ＰＲＴ）を生成するクロック信号（ＣＡＮ＿ＣＬＫ）と、前記少なくとも１つの構成レジスタ（１５１）で構成されるパラメータとに基づいて、クロック信号（ＰＷＭ＿ＣＬＫ）を生成するためのクロック分周器ブロック（１５５）をさらに備え、
前記変調器（１５６）が、前記クロック分周器ブロック（１５５）によって生成された前記クロック信号（ＰＷＭ＿ＣＬＫ）に基づいて、前記変調された送信信号（ＴｘＤ＿ＰＷＭ）を生成するように設計されている、
請求項１または２に記載のインターフェースモジュール（１５；１５０）。

【請求項4】

前記少なくとも１つの構成レジスタ（１５３、１５４）が、ＰＷＭシンボルの２つの位相の長さを決定するための少なくとも２つのパラメータを有する、請求項１から３のいずれか一項に記載のインターフェースモジュール（１５０）。

【請求項5】

前記バス（４０）から受信された信号（ＣＡＮ＿Ｈ、ＣＡＮ＿Ｌ）から前記送信／受信デバイス（１２；１２０）によって生成されたデジタル受信信号（ＲｘＤ＿ＴＣ）、および前記デジタル受信信号（ＲｘＤ＿ＴＣ）の反転である受信信号（ＲｘＤ＿Ｉｎｖ）を受信するため、ならびに結果として得られる差動信号（ＲｘＤ＿ＴＣ、ＲｘＤ＿ｌｎｖ）を非差動信号（ＲｘＤ１）に復号化するための復号化ブロック（１５８）と、
前記送信／受信デバイス（１２；３２；１２０）が前記第２の通信フェーズ（４５３）の動作モード（４５３＿Ｂ）に切り替えられているとき、前記復号化ブロック（１５８）によって生成された前記非差動信号（ＲｘＤ１）を前記通信制御デバイス（１１０）に出力するための第２のマルチプレクサ（１５９）と
をさらに備える、請求項１から４までのいずれか一項に記載のインターフェースモジュール（１５０）。

【請求項6】

前記第１および第２のマルチプレクサ（１５４、１５９）が同じ制御信号（ＴＣ＿ＭＤ）によって制御されるように設計されている、請求項４に記載のインターフェースモジュール（１５０）。

【請求項7】

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；１１０）であって、
前記加入者局（１０）と前記バスシステム（１）の少なくとも１つの他の加入者局（１０；２０；３０）の通信を制御するための送信信号（ＴｘＤ＿ＰＲＴ）を生成するための通信制御モジュール（１１３）であり、前記バスシステム（１）において、前記バスシステム（１）の加入者局（１０、２０、３０）間でのメッセージ（４５；４６）の交換のために、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、
請求項１から６のいずれか一項に記載のインターフェースモジュール（１５；１５０）とを備え、
前記通信制御モジュール（１１３）が、さらに、制御信号（ＴＣ＿ＭＣ）を生成して前記インターフェースモジュール（１５；１５０）に出力するように設計されており、前記制御信号（ＴＣ＿ＭＣ）が、前記変調器（１５６）によって生成された前記変調された送信信号（ＴｘＤ＿ＰＷＭ）が前記加入者局（１０）の前記送信／受信デバイス（１２；１２０）にいつ出力されるべきかを示す、
通信制御デバイス（１１；１１０）。

【請求項8】

動作モードシグナリング信号（ＴＣ＿ＭＤ）が、前記バス（４０）での通信に応じて前記送信／受信デバイス（１２；３２）がどの動作モード（４５１＿Ｂ；４５３＿Ｂ）に切り替わるべきかを、前記インターフェースモジュール（１５；１５０）に信号通知する、請求項７に記載の通信制御デバイス（１１；１１０）。

【請求項9】

前記送信信号（ＴｘＤ＿ＰＲＴ）を前記送信／受信デバイス（１２０）に送信するための第１の端子（１１１）と、
デジタル受信信号（ＲｘＤ）を前記送信／受信デバイス（１２０）から受信するための第２の端子（１１２）と、
前記送信／受信デバイス（１２０）からの、前記デジタル受信信号（ＲｘＤ）の反転であるデジタル受信信号（ＲｘＤ）をＳＴＢ端子（１１４）で受信するための第３の端子（１１４）であって、前記デジタル受信信号（ＲｘＤ）が、前記送信／受信デバイス（１２０）に待機状態を信号通知するために提供されており、前記バス（４０）で通信が行われない、第３の端子（１１４）と
をさらに備える、請求項７または８に記載の通信制御デバイス（１１０）。

【請求項10】

前記通信制御モジュール（１１３）が、前記第１の通信フェーズ（４５１、４５２、４５４、４５５）における前記送信信号（ＴｘＤ＿ＰＲＴ）を、第１のビット時間（Ｔ＿Ｂ１）を備えるビットで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）における前記通信制御モジュール（１１３）が前記送信信号（ＴｘＤ＿ＰＲＴ）において生成するビットの第２のビット時間（Ｔ＿Ｂ２）の少なくとも１０倍である、請求項７から９のいずれか一項に記載の通信制御デバイス（１１；１１０）。

【請求項11】

請求項１から１０のいずれか一項に記載のインターフェースモジュール（１５；１５０）とデータの送受信を行う、シリアルバスシステム（１）の加入者局（１０；３０）用の送信／受信デバイス（１２；３２；１２０）であって、
前記バスシステム（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）が使用される前記バスシステム（１）のバス（４０）上に送信信号（ＴｘＤ＿ＴＣ）を送信するため、ならびに前記バス（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）と、
通信制御デバイス（１１；３１）から送信信号（ＴｘＤ）を受信するための第１の端子（１２１）と、
前記デジタル受信信号（ＲｘＤ＿ＴＣ）を前記通信制御デバイス（１１；３１）に送信するための第２の端子（１２２）と、
前記デジタル受信信号（ＲｘＤ＿ＴＣ）の反転である受信信号（Ｒｘ＿Ｉｎｖ）を生成するための符号化ブロック（１６）と、
前記反転である受信信号（Ｒｘ＿Ｉｎｖ）を前記通信制御デバイス（１１；３１）に送信するための第３の端子（１２４）と
を備える、送信／受信デバイス（１２；３２；１２０）。

【請求項12】

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おり、
前記第３の端子（１２４）が、入出力切替え可能なＳＴＢ端子（１２４）であり、前記ＳＴＢ端子（１２４）が、前記送信／受信デバイス（１２０）に待機状態を信号通知するために提供されており、前記バス（４０）で通信が行われない、
請求項１１に記載の送信／受信デバイス（１２０）。

【請求項13】

前記第１の通信フェーズ（４５１、４５２、４５４、４５５）において前記バス（４０）から受信された前記信号が、前記第２の通信フェーズ（４５３）において前記バス（４０）から受信された前記信号とは異なる物理層で生成されており、
前記第１の通信フェーズ（４５１）において、前記バスシステム（１）の前記加入者局（１０、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衝突のないアクセスを得るかが交渉される、
請求項７から１２のいずれか一項に記載のデバイス（１１；１２；３２；１１０；１２０）。

【請求項14】

バス（４０）と、
少なくとも２つの加入者局（１０；２０；３０）とを備え、前記加入者局（１０；２０；３０）が前記バス（４０）を介して互いに接続されており、互いにシリアル通信することができ、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；３０）が、請求項７から１０のいずれか一項に記載の通信制御デバイス（１１；３１）と、請求項１１または１２に記載の送信／受信デバイス（１２；３２；１１０；１２０）と、
を有するバスシステム（１）。

【請求項15】

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、バスシステム（１）のために加入者局（１０；３０）によって実行され、前記バスシステム（１）において、前記バスシステム（１）の加入者局（１０、２０、３０）間でのメッセージ（４５；４６）の交換のために、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、前記加入者局（１０；３０）が、請求項１から６のいずれか一項に記載のインターフェースモジュールを使用し、
変調器（１５６）によって、送信信号（ＴｘＤ＿ＰＲＴ）を、変調された送信信号（ＴｘＤ＿ＰＷＭ）に変調するステップであって、前記変調された送信信号（ＴｘＤ＿ＰＷＭ）のＰＷＭシンボル（ＰＷＭ＿ＳＹＢ）間隔は、前記第２の通信フェーズ（４５３）の前記ビット時間（Ｔ＿Ｂ２）よりも短いか、または同じであり、前記ビット時間（Ｔ＿Ｂ２）は、前記第１の通信フェーズ（４５１、４５２、４５４、４５５）のビット時間（Ｔ＿Ｂ１）とは異なる、前記少なくとも１つの構成レジスタ（１５１～１５４）で構成される、ステップと、
前記インターフェースモジュールによって、前記第１の通信フェーズ（４５１、４５２、４５４、４５５）において、前記変調器（１５６）を介さずに前記送信信号（ＴｘＤ＿ＰＲＴ）を直接、前記加入者局（１０；１００）の送信／受信デバイス（１２；１２０）に出力するステップと、
前記インターフェースモジュールによって、前記第２の通信フェーズ（４５３）において、前記変調器（１５６）によって生成された前記変調された送信信号（ＴｘＤ＿ＰＷＭ）を、前記加入者局（１０；１００）の前記送信／受信デバイス（１２；１２０）に出力するステップと、
を有し、
前記少なくとも１つの構成レジスタ（１５２）が、前記変調器（１５６）の前記パルス幅変調のためのＰＷＭオフセット構成パラメータとして変調オフセット（ＰＷＭ＿ＯＳ）を有し、前記変調オフセット（ＰＷＭ＿ＯＳ）は、前記第２の通信フェーズ（４５３）での前記送信信号（ＴｘＤ＿ＰＲＴ）のビットと、前記変調された送信信号（ＴｘＤ＿ＰＷＭ）でのシンボル（ＰＷＭ＿ＳＹＢ）との間の位相シフトが最小化されるように、時間遅延を伴って前記送信信号（ＴｘＤ＿ＰＲＴ）の変調を開始するように働く、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、通信制御デバイス用のインターフェースモジュール、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、および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、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 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】

既知のＯＳＩモデル（Ｏｐｅｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｍｏｄｅｌ）のビット伝送レイヤまたはレイヤ１に相当する物理層にさらに切り替えることによって、データフェーズでのより高いデータレートをさらに高めることも考えられる。しかし、この場合、信号をバス上にドライブする、および信号をバスから受信する送信／受信デバイスの動作モードを切り替える必要がある。ロバストなデータ伝送のために、個々の送信動作モードと受信動作モードとの間での送信／受信デバイスの動作モードの切替えは、できるだけスムーズに機能しなければならない。そうすることでのみ、送信／受信デバイスの動作モードの誤った切替えによる伝送エラーに起因する追加の伝送をなくすことができる。

【0006】

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て、プロトコルコントローラでの仕様が十分に正確でない場合、受信信号を正しく復号化することができない。

【0007】

受信される信号のビットのエッジ急峻度が増加される場合、より高い放射が生じる。プロトコルコントローラの仕様がより正確でなければならないほど、プロトコルコントローラのコストが高くなり、受信される信号の復号化が複雑になる。

【発明の概要】

【0008】

したがって、本発明の目的は、上記の問題を解決する通信制御デバイス用のインターフェースモジュール、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、およびシリアルバスシステムにおいて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、およびフレームあたりの使用データの量の増加を実現することができる、通信制御デバイス用のインターフェースモジュール、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、および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。

【0009】

この目的は、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ための通信制御デバイス用のインターフェースモジュールによって達成される。このインターフェースモジュールは、フレームの第１の通信フェーズのビット時間、および／またはバスシステムの加入者局間でメッセージが交換されるフレームの第２の通信フェーズのビット時間を構成するための少なくとも１つの構成レジスタと、送信信号を、第１の通信フェーズのビット時間とは異なる、少なくとも１つの構成レジスタで構成された第２の通信フェーズのビット時間を有する変調された送信信号に変調するための変調器とを有し、インターフェースモジュールが、第１の通信フェーズにおいて、変調器に入力された送信信号を、加入者局の送信／受信デバイスに出力して、送信信号をバスシステムのバスに送信するように設計されており、インターフェースモジュールが、第２の通信フェーズにおいて、変調器によって生成された変調された送信信号を、加入者局の送信／受信デバイスに出力して、変調された送信信号をバスシステムのバスに送信するように設計されている。

【0010】

インターフェースモジュールは、様々な通信フェーズに関して送信／受信デバイスの動作モードの切替えを非常に確実にかつロバストに信号通知することができる。ここで、インターフェースモジュールは、通信フェーズに応じて、２つのビット時間（ビット持続時間またはビット長とも呼ぶことができる）を互いに独立して構成可能であるように設計されている。ここで、インターフェースモジュールは、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接続なしで、ＣＡＮ ＦＤ後継バスシステムに所要の高速データ伝送を提供することを可能にする。

【0011】

任意選択で、インターフェースモジュールはさらに、バスから受信された信号から送信／受信デバイスを生成して通信制御デバイスに送信する受信信号ＲｘＤにおいて、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フレームの送信時と受信時との両方に当てはまる。せいぜい、受信信号ＲｘＤのビットの非対称性がごくわずかに増加されるだけである。この場合、インターフェースモジュールは、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ライン符号化法よりも単純な方法を使用する。これにより、データ伝送と受信信号ＲｘＤの復号化との複雑さが低減される。

【0012】

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。これにより、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）を使用することができる。その結果生じる、受信された信号、特に受信信号ＲｘＤ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。

【0013】

したがって、インターフェースモジュールを用いて、受信された信号、特に受信信号ＲｘＤのビットのそのようなエッジ急峻度を選択することができ、放射の要件を問題なく満たすことができる。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、データ伝送と受信信号ＲｘＤの復号化との複雑さが低減される。

【0014】

さらに、通信フェーズの１つで通信制御デバイスと送信／受信デバイスと間のインターフェースモジュールを用いて、ＣＡＮで知られている通信調停を維持することができ、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を送信／受信デバイスが確実に識別することによって達成することができる。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。

【0015】

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が保証される。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することができ、特にフレームあたり最大４０９６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。

【0016】

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。

【0017】

通信制御デバイスの有利なさらなる形態は、従属請求項に記載されている。
さらに、インターフェースモジュールは、通信制御デバイスから制御信号を受信するため、ならびに送信信号および変調された送信信号を受信するため、ならびに制御信号に応じて送信信号または変調された送信信号を送信／受信デバイスに出力するための第１のマルチプレクサを有し得る。

【0018】

インターフェースモジュールが、通信制御デバイスが送信信号を生成するクロック信号と、少なくとも１つの構成レジスタで構成されるパラメータとに基づいて、クロック信号を生成するためのクロック分周器ブロックをさらに有し、変調器が、クロック分周器ブロックによって生成されたクロック信号に基づいて、変調された送信信号を生成するように設計されていることが考えられる。

【0019】

場合により、変調器は、送信信号のパルス幅変調（ＰＷＭ）のために設計されており、少なくとも１つの構成レジスタが、ＰＷＭシンボルの２つの位相の長さを決定するための少なくとも２つのパラメータを有する。追加または代替として、少なくとも１つの構成レジスタは、変調器のパルス幅変調のためのパラメータとして変調オフセットを有することができる。

【0020】

１つの例示的実施形態によれば、インターフェースモジュールは、バスから受信された信号から送信／受信デバイスによって生成されたデジタル受信信号、およびデジタル受信信号の反転である受信信号を受信するため、ならびに結果として得られる差動信号を非差動受信信号に復号化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、復号化ブロックによって生成された非差動信号を通信制御デバイスに出力するための第２のマルチプレクサとをさらに有する。ここで、第１および第２のマルチプレクサが同じ制御信号によって制御されるように設計されていることが可能である。

【0021】

上述したインターフェースモジュールは、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の一部であってもよく、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つの他の加入者局の通信を制御するための送信信号を生成するための通信制御モジュールを有し、バスシステムにおいて、バスシステムの加入者局間でのメッセージの交換のために、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、通信制御モジュールは、さらに、制御信号を生成してインターフェースモジュールに出力するように設計されており、制御信号が、変調器によって生成された変調された送信信号が加入者局の送信／受信デバイスにいつ出力されるべきかを示す。ここで、動作モードシグナリング信号は、バスでの通信に応じて送信／受信デバイスがどの動作モードに切り替わるべきかを、場合によってはインターフェースモジュールに信号通知する。

【0022】

通信制御デバイスは、送信信号を送信／受信デバイスに送信するための第１の端子と、デジタル受信信号を送信／受信デバイスから受信するための第２の端子と、送信／受信デバイスからの、デジタル受信信号の反転であるデジタル受信信号をＳＴＢ端子で受信するための第３の端子であって、デジタル受信信号が、送信／受信デバイスに待機状態を信号通知するために提供されており、バスで通信が行われない、第３の端子とをさらに有してもよい。

【0023】

任意選択で、通信制御モジュールは、第１の通信フェーズにおける送信信号を、第１のビット時間を備えるビットで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の通信フェーズにおける通信制御モジュールが送信信号において生成するビットの第２のビット時間の少なくとも１０倍である。

【0024】

上述した目的は、さらに、請求項１１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も達成される。この送信／受信デバイスは、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バスシステムのバス上に送信信号を送信するため、ならびに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／受信モジュールと、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、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、デジタル受信信号の反転である受信信号を生成するための符号化ブロックと、反転である受信信号を通信制御デバイスに送信するための第３の端子とを有する。

【0025】

送信／受信デバイスは、インターフェースモジュールおよび／または通信制御デバイスに関して上述した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、従属請求項に記載されている。

【0026】

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おり、第３の端子が、入出力切替え可能なＳＴＢ端子であり、ＳＴＢ端子が、送信／受信デバイスに待機状態を信号通知するために提供されており、バスで通信が行われない。

【0027】

１つの選択肢によれば、第１の通信フェーズにおいてバスから受信された信号は、第２の通信フェーズにおいてバス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。
第１の通信フェーズにおいて、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。

【0028】

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、バスと、少なくとも２つの加入者局とをさらに含み、加入者局がバスを介して互いに接続されており、互いにシリアル通信することができる。この場合、少なくとも２つの加入者局のうちの少なくとも１つは、上述した通信制御デバイスおよび上述した送信／受信デバイスを有する。

【0029】

上述した目的は、請求項１５に記載のシリアルバスシステムで通信する方法によってさらに達成される。この方法は、バスシステムのために加入者局によって実行され、バスシステムにおいて、バスシステムの加入者局間でのメッセージの交換のために、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、加入者局が、上述したインターフェースモジュールを使用し、変調器によって、送信信号を、第１の通信フェーズのビット時間とは異なる、少なくとも１つの構成レジスタで構成された第２の通信フェーズのビット時間を有する変調された送信信号に変調するステップと、インターフェースモジュールによって、第１の通信フェーズにおいて、変調器に入力された送信信号を、加入者局の送信／受信デバイスに出力して、送信信号をバスシステムのバスに送信するステップと、インターフェースモジュールによって、第２の通信フェーズにおいて、変調器によって生成された変調された送信信号を、加入者局の送信／受信デバイスに出力して、変調された送信信号をバスシステムのバスに送信するステップとを有する。

【0030】

この方法は、インターフェースモジュールおよび／また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上述したのと同じ利点を提供する。
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こともできる。

【0031】

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】

【0032】

【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することができるメッセージの構造を示す図である。

【図3】第１の例示的実施形態によるインターフェースモジュールを有す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】第１の例示的実施形態によるバスシステムでメッセージを送信するときの一連の通信フェーズ、および図３の加入者局の送信／受信デバイスの動作モードを切り替えるための関連の制御信号の、時間の関数としての図である。

【図5】図３の加入者局の送信／受信デバイスの動作モードの変更時の信号の、時間の関数としての図である。

【図6】図３の加入者局の送信／受信デバイスの動作モードの変更時の信号の、時間の関数としての図である。

【図7】図３の加入者局の送信／受信デバイスの動作モードの変更時の信号の、時間の関数としての図である。

【図8】バスシステムのバスを介して送信されるメッセージのデータフェーズにおける加入者局の送信信号のＰＷＭ符号化を示すための、図３の加入者局における信号または状態の、時間の関数としての図である。

【図9】バスシステムのバスを介して送信されるメッセージのデータフェーズにおける加入者局の送信信号のＰＷＭ符号化を示すための、図３の加入者局における信号または状態の、時間の関数としての図である。

【図10】バスシステムのバスを介して送信されるメッセージのデータフェーズにおける加入者局の送信信号のＰＷＭ符号化を示すための、図３の加入者局における信号または状態の、時間の関数としての図である。

【図11】バスシステムのバスを介して送信されるメッセージのデータフェーズにおける加入者局の送信信号のＰＷＭ符号化を示すための、図３の加入者局における信号または状態の、時間の関数としての図である。

【図12】バスシステムのバスを介して送信されるメッセージのデータフェーズにおける加入者局の送信信号のＰＷＭ符号化を示すための、図３の加入者局における信号または状態の、時間の関数としての図である。

【図13】パルス幅変調ＰＷＭによる状態データ０およびデータ１の符号化の、時間の関数としての図である。

【図14】パルス幅変調ＰＷＭによる状態データ０およびデータ１の符号化の、時間の関数としての図である。

【図15】第２の例示的実施形態によるインターフェースモジュールを有す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。

【発明を実施するための形態】

【0033】

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。

【0034】

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。

【0035】

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、およびインターフェースモジュール１５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、およびインターフェースモジュール３５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。

【0036】

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。

【0037】

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。

【0038】

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、修正されたＣＡＮメッセージ４５または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。

【0039】

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。

【0040】

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。

【0041】

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。

【0042】

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。

【0043】

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の物理層で送信されるビットを有することができる。

【0044】

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、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のすべてのビットが保証されるフレームチェックサムＦ＿ＣＲＣである。

【0045】

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からフレームエンドフェーズ４５５への切替えが準備される。これは、通信調停フェーズ４５１に従って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、通信調停フェーズ４５１の物理層で送信されるビットを有することができる。しかし、ここで、ＣＡＮ ＸＬフレーム、ＣＡＮフレーム、またはＣＡＮ ＦＤフレームを区別する必要はない。

【0046】

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く。少なくとも１つの確認ビットＡＣＫを用いて、受信されたＣＡＮ ＸＬフレーム４５０またはメッセージ４５においてエラーを検出したか否かを受信元が知らせることができる。

【0047】

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。

【0048】

これらのフェーズ４５１、４５２、４５４、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。

【0049】

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。

【0050】

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、および少なくとも部分的に切替えフェーズ４５２、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、４５２、４５４、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。

【0051】

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。

【0052】

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。
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。

【0053】

図３は、通信制御デバイス１１、送信／受信デバイス１２、およびインターフェースモジュール１５を備えた加入者局１０の基本構造を示す。
加入者局３０は、インターフェースモジュール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およびモジュール３５を個別には述べない。以下に述べるインターフェースモジュール１５の機能は、インターフェースモジュール３５でも同じである。

【0054】

代替または追加として、加入者局３０の場合と同様に、インターフェースモジュール１５がデバイス１１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、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】

インターフェースモジュール１５、通信制御デバイス１１、または加入者局１０の以下に述べられる構造は、通信制御デバイス１１から送信／受信デバイス１２へ、送信／受信デバイス１２の動作モードの切替えのためのシグナリングをロバストにかつ単純に行うことができるようにする。

【0058】

図３によれば、通信制御デバイス１１は、インターフェースモジュール１５に加えて、デジタル送信信号ＴｘＤ用の第１の端子１１１、デジタル受信信号ＲｘＤ用の第２の端子１１２、および通信制御モジュール１１４を有する。端子１１１は出力端子である。端子１１２は入力端子である。送信／受信デバイス１２は、デジタル送信信号ＴｘＤ用の第１の端子１２１、デジタル受信信号ＲｘＤ用の第２の端子１２２、および送信／受信モジュール１２３を有する。端子１２１は入力端子である。端子１２２は出力端子である。

【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た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】

さらに、送信／受信デバイス１２は、送信信号ＴｘＤをバス４０に送信するため、および／またはバス４０から信号ＣＡＮ＿Ｈ、ＣＡＮ＿Ｌを受信するための送信／受信モジュール１２３を有する。送信／受信モジュール１２３は、物理的な媒体、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に関して、信号ＣＡＮ＿ＨおよびＣＡＮ＿Ｌをドライブして復号化する。

【0061】

通信制御モジュール１１３は、ビットレートプリスケーラブロック１１３１またはＢＲＰブロック１１３１、時間量子発生器１１３２、およびプロトコルコントローラ１１３３を有する。ＢＲＰブロック１１３１では、１～６４のビットレートプリスケーラ（ＢＲＰ）を構成可能である。時間量子発生器１１３２は、構成されたビットレートプリスケーラ（ＢＲＰ）およびクロック信号ＣＡＮ＿ＣＬＫを受信し、それらから時間量子クロック信号ＴＱ＿ＣＬＫを生成する。時間量子発生器１１３２は、時間量子クロック信号ＴＱ＿ＣＬＫをプロトコルコントローラ１１３３に出力する。プロトコルコントローラ１１３３は、ＣＡＮプロトコル、特にＣＡＮ ＸＬまたはＣＡＮ ＦＤに関するプロトコルを実装する。通信制御モジュール１１３、より正確にはプロトコルコントローラ１１３３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。

【0062】

信号ＴｘＤ＿ＰＲＴは、送信信号ＴｘＤに対応する出力信号である。通信制御モジュール１１３、より正確にはプロトコルコントローラ１１３３は、信号ＴｘＤ＿ＰＲＴをインターフェースモジュール１５に出力する。

【0063】

信号ＲｘＤ＿ＰＲＴは、受信信号ＲｘＤに対応する入力信号である。通信制御モジュール１１３、より正確にはプロトコルコントローラ１１３３は、信号ＲｘＤ＿ＰＲＴをインターフェースモジュール１５から受信する。代替として、通信制御モジュール１１３、より正確にはプロトコルコントローラ１１３３は、信号ＲｘＤ＿ＰＲＴを第２の端子１１２から直接受信する。

【0064】

これらの信号に加えて、通信制御モジュール１１３は、制御信号ＴＣ＿ＭＤを生成して出力するように設計されている。制御信号ＴＣ＿ＭＤは、送信／受信デバイス１２がデータフェーズ動作モード４５３＿Ｂで動作されるべきか否かを示す。

【0065】

データフェーズ４５３では、送信／受信デバイス１２は、動作モード４５３＿ＴＸまたはＴＸデータフェーズモードで動作することができる。動作モード４５３＿ＴＸ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４５３＿ＴＸまたはＴＸデータフェーズモードでは、加入者局１０は、通信調停フェーズ４５１で通信調停に勝ち、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、送信ノードと呼ぶこともできる。代替として、送信／受信デバイス１２は、データフェーズ４５３において、動作モード４５３＿ＲＸまたはＲＸデータフェーズモードで動作する。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４５３＿ＲＸまたはＲＸデータフェーズモードでは、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。

【0066】

オンに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、以下で説明するように、インターフェースモジュール１５で実装されている。
インターフェースモジュール１５は、構成のためのパラメータを記憶し、必要に応じて出力するための少なくとも１つの構成レジスタ１５１、１５２、１５３、１５４を有する。少なくとも１つの構成レジスタ１５１、１５２、１５３、１５４は、例えば、ＰＷＭビットレートプリスケーラレジスタ１５１またはＰＷＭ－ＢＲＰレジスタ１５１、ＰＷＭオフセット構成レジスタ１５２、ＰＷＭフェーズ１構成レジスタ１５３、ＰＷＭフェーズ２構成レジスタ１５４である。当然、構成レジスタ１５１、１５２、１５３、１５４の少なくとも１つ、または他の構成パラメータのための少なくとも１つの追加の他の構成レジスタが可能である。さらに、インターフェースモジュール１５は、クロック分周器ブロック１５５またはプリスケーラブロック、変調器１５６、およびマルチプレクサ１５７を有する。

【0067】

インターフェースモジュール１５は、通信制御モジュール１１３が出力する上述した信号を受信する。さらに、インターフェースモジュール１５、より正確にはそのクロック分周器ブロック１５５は、クロック信号ＣＡＮ＿ＣＬＫを受信する。

【0068】

したがって、インターフェースモジュール１５は、通信制御モジュール１１３、より正確にはプロトコルコントローラ１１３３と同じクロックＣＡＮ＿ＣＬＫで動作する。構成可能な構成レジスタ１５１～１５４でのパラメータによって、変調器１５５によって実行される変調を構成可能である。構成レジスタ１５３～１５５の構成パラメータは、フレーム４５０の通信調停フェーズ４５１とデータフェーズ４５３でのビット長（ビット時間またはビット持続時間）を互いに独立させることができるようにする。したがって、変調器１５５は、特にパルス幅変調を用いて、信号ＴｘＤ＿ＰＲＴを少なくとも一時的に変調することができる。変調器１５５は、構成レジスタ１５１～１５４の構成パラメータに従って生成された送信信号ＴｘＤ＿ＰＷＭをマルチプレクサ１５７に出力する。

【0069】

マルチプレクサ１５７は、通信制御モジュール１１３、より正確にはプロトコルコントローラ１１３３によって制御される。通信制御モジュール１１３、より正確にはプロトコルコントローラ１１３３による制御に応じて、マルチプレクサ１５７は、変調信号ＴｘＤ－ＰＷＭまたは非変調信号ＴｘＤ－ＰＲＴを出力端子１１１を介して送信／受信デバイス１２に出力する。

【0070】

ここでは、通信制御モジュール１１３、より正確にはプロトコルコントローラ１１３３は、信号ＴｘＤ＿ＰＲＴが送信／受信デバイス１２に直接転送されるように、データフェーズ４５３外で、特に通信調停フェーズ４５１でマルチプレクサ１５７を制御する。データフェーズ４５３において、通信制御モジュール１１３、より正確にはプロトコルコントローラ１１３３は、インターフェースモジュール１５が変調された信号ＴｘＤ＿ＰＷＭを送信／受信デバイス１２に転送するようにマルチプレクサ１５７を制御する。

【0071】

図４は、送信／受信デバイス１２がデータフェーズ動作モード４５３＿Ｂで動作されるべきか否かを示す制御信号ＴＣ＿ＭＤを示す。このために、制御信号ＴＣ＿ＭＤは、通信調停フェーズ４５１の最後のビット４５１＿ＬＢでそのレベルを変更する。図４の例では、制御信号ＴＣ＿ＭＤは、通信調停フェーズ４５１の最後のビット４５１＿ＬＢで、そのレベル０からレベル１に切り替わる。次いで、制御信号ＴＣ＿ＭＤは、次の通信調停フェーズ４５１の第１のビット４５１＿ＦＢで再びそのレベルを変更する。図４の例では、制御信号ＴＣ＿ＭＤは、次の通信調停フェーズ４５１の第１のビット４５１＿ＦＢでレベル１からレベル０に切り替わる。

【0072】

したがって、図４の例による制御信号ＴＣ＿ＭＤは、値「１」で、送信／受信デバイス１２がデータフェーズ４５３の動作モード４５３＿Ｂで動作されることを特徴付ける。図４の例による制御信号ＴＣ＿ＭＤは、値「０」で、送信／受信デバイス１２が通信調停フェーズ４５１の動作モード４５３＿１で動作されることを特徴付ける。

【0073】

言い換えると、図４に示されているように、送信／受信デバイス１２のデータフェーズ４５３の動作モード４５３＿Ｂは、通信調停フェーズ４５１の最後のビット４５１＿ＬＢですでに始まり、フレーム４５０のデータフェーズ４５３の持続時間にわたって続き、次の通信調停フェーズ４５１の第１のビット４５１＿ＦＢで終わる。したがって、プロトコルコントローラ１１３３のビットレートと、送信／受信デバイス１２の動作モードまたは物理層とは、同時には切り替えられない。

【0074】

図５は、通信調停フェーズ４５１からデータフェーズ４５３に切り替わるときの制御信号ＴＣ＿ＭＤを示す。そこで、図６の例によれば、送信信号ＴｘＤ＿ＰＲＴで、まず、通信調停フェーズ４５１のビット持続時間またはビット時間Ｔ＿Ｂ１を有するもう１ビットが送信され、このビット内で、送信／受信デバイス１２の動作モード、特にその送信／受信モジュール１２３の動作モードが切り替えられる。その後、データフェーズ４５３で、ビット持続時間またはビット時間Ｔ＿Ｂ２を有するビットが続く。図６の例では、ビット持続時間Ｔ＿Ｂ１を有するビットは、ビット持続時間またはビット時間Ｔ＿Ｂ２を有するビットよりも長い。したがって、ビットまたはデータは、データフェーズ４５３では通信調停フェーズ４５１よりも速く送信され、バス４０を介して伝送される。しかし、上述および後述されるように、望みに応じて、構成レジスタ１５１～１５４に、ビット持続時間またはビット時間Ｔ＿Ｂ１、Ｔ＿Ｂ２を導出するための他の値を調整することができる。

【0075】

図６に示されるように、プロトコルコントローラ１１３３の出力での信号ＴｘＤ＿ＰＲＴは、ＮＲＺ符号化される（ＮＲＺ＝Ｎｏ－Ｒｅｔｕｒｎ－ｔｏ－Ｚｅｒｏ）。それにより、信号ＴｘＤ＿ＰＲＴは、ビット時間の長さにわたって安定する。エッジは、信号のレベル（状態）が変化したとき、すなわち０から１に変化したとき、または１から０に変化したときにのみ生じる。

【0076】

送信／受信デバイス１２が特にフレーム４５０のデータフェーズ４５３に関して動作モード４５３＿Ｂに切り替えなければならないことをデバイス１１が送信／受信デバイス１２に信号通知するとき、変調器１５６が使用される。変調器１５６は、プロトコルコントローラ１１３３の送信信号ＴｘＤ＿ＰＲＴのパルス幅変調（ＰＷＭ）を実行するように設計されている。前述したように、変調器１５６は、例えば図７に示されるように、ＴｘＤ＿ＰＷＭ信号を出力する。信号ＴｘＤ＿ＰＷＭは、時間オフセットＰＷＭ＿ＯＳおよび変調遅延ＰＷＭ＿ＤＬＹを有し、これらについては後でより詳細に述べられる。通信調停フェーズ４５１の最後のビット４５１＿ＬＢには、シンボルＰＷＭ＿ＳＹＢで、送信／受信デバイス１２、特にその送信／受信モジュール１２３がどの動作モード４５３＿Ｂに切り替えるべきかについて、送信／受信デバイス１２のための情報が含まれている。

【0077】

図７の例では、シンボルＰＷＭ＿ＳＹＢは、データフェーズ４５３の約１ビット持続時間またはビット時間Ｔ＿Ｂ２の期間を有する。さらに、通信調停フェーズ４５１の最後のビット４５１＿ＬＢには、３つのシンボルＰＷＭ＿ＳＹＢが含まれている。シンボルＰＷＭ＿ＳＹＢは、異なる値を信号通知する。したがって、データフェーズ４５３に関する様々な動作モード４５３＿Ｂに加えて、他の情報も送信／受信デバイス１２に信号通知され得る。

【0078】

送信／受信デバイス１２、特にその送信／受信モジュール１２３は、変調された信号ＴｘＤ＿ＰＷＭを復調し、結果として生じる変調された信号ＴｘＤ＿ＰＷＭにおける変調を認識するように設計されている。

【0079】

変調された信号ＴｘＤ＿ＰＷＭにおける情報に応じて、送信／受信デバイス１２、特にその送信／受信モジュール１２３は、その動作モードを切り替える。さらに、送信／受信デバイス１２、特にその送信／受信モジュール１２３が動作モード４５３＿ＴＸに切り替えられるべきとき、送信／受信デバイス１２、特にその送信／受信モジュール１２３は、変調された信号ＴｘＤ＿ＴＣをバス４０に送信するように設計されている（送信ノード）。上述されたように、加入者局１０がデータフェーズ４５３において受信元（受信ノード）にすぎない場合、送信／受信デバイス１２、特にその送信／受信モジュール１２３は、その入力コンパレータのみを動作モード４５３＿ＲＸに切り替える。この場合、入力コンパレータの受信閾値が他の受信レベルに調整される。しかし、送信のための送信／受信デバイス１２での調整は、変更される必要がない。

【0080】

図８～図１０は、図７の変調された信号ＴｘＤ＿ＰＷＭを生成するための変調器１５６の機能様式を示す。
図８によれば、クロック信号ＣＡＮ＿ＣＬＫは、クロック周期Ｔｃａｎｃｌｋを有する。図９の例では、レジスタ１５１でＢＲＰ＝１が選択されているので、クロック周期Ｔｃａｎｃｌｋは、時間量子クロック信号ＴＱ＿ＣＬＫのクロック周期に等しい。信号ＴｘＤ＿ＰＲＴに関する図１０と共に見るとわかるように、時間量子クロック信号ＴＱ＿ＣＬＫは、通信調停フェーズ４５１でのビット時間Ｔ＿Ｂ１に関して例えば１６個の時間量子ＴＱを定める。したがって、信号ＴｘＤ＿ＰＲＴの各ビットは１６個の時間量子ＴＱに分割されている。

【0081】

図１１の例によれば、調整パラメータ＝４を有するクロック分周器ブロック１５５は、クロック周期Ｔｐｗｍｃｌｋを有するＰＷＭクロック信号ＰＷＭ＿ＣＬＫを生成する。したがって、図８～図１１の例では、Ｔｐｗｍｃｌｋ＝４＊Ｔｃａｎｃｌｋが成り立つ。

【0082】

このＰＷＭクロック信号ＰＷＭ＿ＣＬＫを使用して、変調器１５６は、例えば、図１２の変調された送信信号ＴｘＤ＿ＰＷＭを生成する。ここで、デジタル信号ＴｘＤ＿ＰＷＭの状態Ｄ＿０が、図１３の原理に従って生成される。デジタル信号ＴｘＤ＿ＰＷＭの状態Ｄ＿１が、図１４の原理に従って生成される。

【0083】

図１２の例では、固定長の２つのＰＷＭシンボルがあり、それぞれ、図１３および図１４にも示されているように、フェーズ１（ハイフェーズ）およびフェーズ２（ローフェーズ）に分割されている。図１３で、デジタル「０」は、例えば短いハイフェーズと長いローフェーズとして示される（Ｄ＿０）。デジタル「１」では逆である。したがって、図１４でのデジタル「１」は、短いローフェーズおよび長いハイフェーズとして示される（Ｄ＿１）。

【0084】

シンボルＰＷＭ＿ＳＹＢ全体が例えば４クロック長である場合、図１３および図１４のフェーズ１、フェーズ２は、１または３クロックまたはクロック周期Ｔｐｗｍｃｌｋの長さである。フェーズ１の長さは、ＰＷＭフェーズ１構成レジスタ１５３で調整可能である。フェーズ２の長さは、ＰＷＭフェーズ２構成レジスタ１５４で調整可能である。

【0085】

このようにして、ＣＡＮビット時間Ｔ＿Ｂ１またはＴ＿Ｂ２は、単一のシンボルＰＷＭ＿ＳＹＢとしてまたは複数のシンボルＰＷＭ＿ＳＹＢとして伝送され得る。ビット時間Ｔ＿Ｂ１またはＴ＿Ｂ２は、常にシンボルＰＷＭ＿ＳＹＢのシンボル長の整数倍でなければならない。したがって、レジスタ１５３、１５４でのフェーズ１、フェーズ２の長さの構成により、ビット時間Ｔ＿Ｂ１、Ｔ＿Ｂ２の長さも最終的に調整される。インターフェースモジュール１５は、プロトコルコントローラ１１３３と同じクロックで動作する。

【0086】

シンボルＰＷＭ＿ＳＹＢを構成することができる様々な選択肢がある。第１の選択肢によれば、シンボルＰＷＭ＿ＳＹＢのフェーズ１、フェーズ２が別々に構成される。
第２の選択肢によれば、シンボル長と、シンボルＰＷＭ＿ＳＹＢの２つのフェーズフェーズ１、フェーズ２のうちの一方の長さとが構成される。次いで、他方のフェーズが、構成された２つの長さの差として計算される。

【0087】

当然、変調器１５６の上述した変調を実行するために、他の構成またはレジスタ１５１～１５４も可能である。
追加の構成パラメータは、図７によるオフセットＰＷＭ ＯＳである。この構成パラメータは、クロック信号ＰＷＭ＿ＣＬＫ Ｔｐｗｍｃｌｋのクロック周期のオフセットである。オフセットＰＷＭ ＯＳは、図７に示されるように、データフェーズ４５３での信号ＴｘＤ＿ＰＲＴのビットと、変調された送信信号ＴｘＤ＿ＰＷＭでのシンボルＰＷＭ＿ＳＹＢとの間の位相シフトが最小化されるように、時間遅延を伴って信号ＴｘＤ＿ＰＲＴの変調を開始するように働く。

【0088】

構成可能なオフセットＰＷＭ ＯＳの大きな利点は、オフセットＰＷＭ ＯＳの構成が、通信調停フェーズ４５１のビット時間Ｔ＿Ｂ１がデータフェーズ４５３でのビット時間Ｔ＿Ｂ２の整数倍でないときに生じる位相ジャンプを補償することもできることである。したがって、２つのビット時間Ｔ＿Ｂ１、Ｔ＿Ｂ２は、モジュール１５および通信制御デバイス１１または加入者局１０のユーザが任意に調整可能である。したがって、加入者局１０用のモジュールは十分な融通性を提供する。

【0089】

構成レジスタ１５１～１５４は、加入者局１０の動作中に変調パラメータの最適化を可能にする。
モジュール１５、１６の上述した形態の第１の修正形態によれば、モジュール１５、１６の少なくとも一方だけが、動作モード４５３＿ＴＸまたはＴＸデータフェーズモードへの切替えをできるようにすることが可能である。そのような変形形態は、例えば、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の場合に有利であり得る。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、制御に関するイベントをバスでの通信とは独立して受信または生成する。

【0090】

モジュール１５、１６の上述した形態の第２の修正形態によれば、モジュール１５、１６の少なくとも一方だけが、動作モード４５３＿ＲＸまたはＲＸデータフェーズモードへの切替えをできるようにすることが可能である。そのような変形形態は、例えば、機能を実施するためにそれ自体は信号を送信する必要はなく、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の場合に有利であり得る。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の前述の機能を、ＣＡＮ ＦＤおよび／またはＣＡＮの修正に関して、少なくとも使用データの送信に関して使用可能である。
図１５は、通信制御デバイス１１０および送信／受信デバイス１２０ならびにインターフェースモジュール１５０を備える加入者局１００の基本構造を示す。

【0092】

加入者局１００の以下に述べる構造は、信号のビットを通信制御デバイス１１０と送信／受信デバイス１２０との間で対称的に伝送するロバストで簡単な方法を提供する。これは、フレーム４５０のデータフェーズ４５３中のデータの伝送中に特に有利である。

【0093】

加入者局１０とは対照的に、通信制御デバイス１１０は、第３の端子１１４をさらに有する。端子１１４は入力端子である。任意選択で、端子１１４は、入力または出力のいずれかとして切替え可能な端子である。

【0094】

送信／受信デバイス１２０は、前述した例示的実施形態の送信／受信デバイス１２に加えて、端子１２１、１２２、１２４と送信／受信モジュール１２３との間に接続された符号化ブロック１６を有する。したがって、送信／受信デバイス１２０も、第３の端子１２４をさらに有する。端子１２４は出力端子である。任意選択で、端子１２４は、入力または入力のいずれかとして切替え可能な端子である。符号化ブロック１６は、送信／受信デバイスが第２の通信フェーズで切り替えられる動作モードに応じて、第３の端子の伝送方向を選択するように設計されていてもよい。

【0095】

インターフェースモジュール１５０は、前述した例示的実施形態のインターフェースモジュール１５に加えて、復号化ブロック１５８およびマルチプレクサ１５９を有する。
送信／受信デバイス１２０の受信信号ＲｘＤ＿ＴＣは、端子１２２、１２４（ＲｘＤおよびＲｘ＿Ｉｎｖとも呼ばれることもある）を介して差動信号としてデバイス１１に出力される。Ｒｘ＿Ｉｎｖは、常に信号ＲｘＤ＿ＴＣの反転値を有する。インターフェースモジュール１５０での２つの信号ＲｘＤ、Ｒｘ＿Ｉｎｖから、単一のデジタル信号ＲｘＤ１が再び復号化される。

【0096】

加入者局１０の形態によって、送信／受信モジュール１２３は、バス４０から受信されたフレーム４５０を、端子１２２、１２４、１１２、１１４を介して差動信号ＲｘＤ、Ｒｘ＿Ｉｎｖとして通信制御モジュール１１３に送信することができる。したがって、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、バス４０を介して送信されたフレーム４５０を、端子１１１、１１２を介して差動信号として受信することができる。

【0097】

符号化ブロック１６は、信号ＲｘＤ＿ＴＣ、すなわち受信信号ＲｘＤから信号Ｒｘ＿Ｉｎｖを生成する。信号Ｒｘ＿Ｉｎｖは、信号ＲｘＤ＿ＴＣの反転信号である。符号化ブロック１６は、信号Ｒｘ＿Ｉｎｖを端子１２４に出力する。それにより、送信／受信デバイス１２は、端子１２２、１２４を介して、信号ＲｘＤ、Ｒｘ＿Ｉｎｖ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、符号化ブロック１６は、信号ＲｘＤ＿ＴＣを反転するインバータである。

【0098】

インターフェースモジュール１５０の復号化ブロック１５８は、その入力で端子１１２、１１４に接続されている。復号化ブロック１５８は、端子１１２、１１４から、信号ＲｘＤおよび信号Ｒｘ＿Ｉｎｖからなる差動入力信号を受信する。復号化ブロック１５８は、信号ＲｘＤ、Ｒｘ＿Ｉｎｖを非差動信号ＲｘＤ１に復号化する。復号化ブロック１５８は、信号ＲｘＤ１をマルチプレクサ１５９に出力する。

【0099】

プロトコルコントローラ１１３３は、制御信号ＴＣ＿ＭＤによってマルチプレクサ１５９を制御する。制御信号ＴＣ＿ＭＤの信号値に応じて、復号化ブロック１５８によって復号化された信号ＲｘＤ１または信号ＲｘＤが端子１２２からプロトコルコントローラ１１３３に信号ＲｘＤ＿ＰＲＴとして提供されるかどうかが選択される。

【0100】

任意選択で、送信／受信モジュール１２３は、データフェーズ４５３の動作モード４５３＿Ｂにおいてのみ、端子１２２、１２４を介して差動信号ＲｘＤ、Ｒｘ＿Ｉｎｖを通信制御デバイス１１に送信する。

【0101】

差動信号としてのこの伝送の目的は、送信／受信モジュール１２３からデバイス１１、１２間の接続ラインを介する途中で、および集積回路（ＩＣ）のパッドセルを介して、０から１および１から０への２つの信号エッジに関する信号伝搬時間をできるだけ対称的に保つことである。エッジの高度な対称性は、２つのバスレベルの一方が非対称の伝搬時間によって大幅に短縮され、確実にサンプリングすることができなくなるのを防ぐ。

【0102】

用途に応じて、２つのマルチプレクサ１５７、１５９は、同じ信号、特に制御信号ＴＣ＿ＭＤ、または２つの異なる信号によって制御することができる。
その他の点では、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で通信を行うことができる。

【0103】

第３の例示的実施形態によれば、動作モードシグナリング信号を送信／受信デバイス１２０に送信するためにデバイス１１０、１２０に提供されるＳＴＢ端子が、端子１１４、１２４に関してそれぞれ使用される。

【0104】

この場合、ＣＡＮ ＸＬ通信が行われないときに、デバイス１１０はＳＴＢ端子をドライブして、送信／受信デバイスが待機状態（スタンバイ）に切り替えられるべきであること、またはアクティブ状態に戻るべきであることを送信／受信デバイス１２０に信号通知することができる。待機状態では、バス４０での通信は行われない。アクティブ状態では、デバイス１１０は端子ＳＴＢを入力としてドライブし、次いで、送信／受信デバイスは、ＲｘＤ＿ＴＣ信号の差動伝送のためにこの端子を使用する。したがって、デバイス１１０は、バスでの通信に応じて、送信／受信デバイスがどの動作モードまたは状態に切り替えられるべきかについて、送信／受信デバイスに信号通知することができる。

【0105】

加入者局１００の形態により、送信／受信デバイス１２０の別の動作モードへの切替えを行うべきであることを通信制御デバイス１１０が送信／受信デバイス１２０に信号通知することができるようにするために、それぞれ通信制御デバイス１１０およびそれに関連する送信／受信デバイス１２０での追加の端子によるガルバニック接続は必要ない。さらに、デバイス１１０、１２０間のデータ伝送の対称性を保証することができるようにするために、通信制御デバイス１１０およびそれに接続される送信／受信デバイス１２０での追加の端子は不要である。すなわち、有利には、デバイス１１０、１２０の標準ハウジングで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、別のより大型で高コストのハウジングに変更する必要はない。

【0106】

デバイス１１０、１２０の上述した形態により、データフェーズ４５３では、ＣＡＮまたはＣＡＮ－ＦＤよりもはるかに高いデータレートを実現することができる。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内のデータ長を任意に選択することができる。これにより、通信調停に関するＣＡＮの利点を維持しながら、大量のデータを、従来よりも短時間で非常に確実に、したがって効果的に伝送することができ、すなわちエラーに起因するデータの反復が必要ない。

【0107】

その他の点では、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で通信を行うことができる。
デバイス１１、１２、３１、３２、モジュール１５、１６、３５、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。

【0108】

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。

【0109】

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。

【0110】

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】

【図5-7】

【図8-11】

【図12】

【図13-14】

【図15】