特表 2022-507130 シリアルバスシステムの加入者局用のエラーフレーム遮蔽ユニット、およびシリアルバスシステムでの通信方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-01-18

(54)【発明の名称】シリアルバスシステムの加入者局用のエラーフレーム遮蔽ユニット、およびシリアルバスシステムでの通信方法

(51)【国際特許分類】

   H04L 12/413 20060101AFI20220111BHJP

【ＦＩ】

H04L12/413

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2021525547

(86)(22)【出願日】2019-11-11

(85)【翻訳文提出日】2021-07-12

(86)【国際出願番号】 EP2019080866

(87)【国際公開番号】W WO2020099318

(87)【国際公開日】2020-05-22

(31)【優先権主張番号】102018219292.8

(32)【優先日】2018-11-12

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【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】100195408

【弁理士】

【氏名又は名称】武藤 陽子

(72)【発明者】

【氏名】ムッター，アルトゥール

(72)【発明者】

【氏名】バルカー，シュテッフェン

(72)【発明者】

【氏名】バフィ，ダリウス

【テーマコード（参考）】

5K032

【Ｆターム（参考）】

5K032AA01

5K032BA06

5K032CA07

5K032CB02

5K032DA19

5K032DB05

(57)【要約】

シリアルバスシステム（１）の加入者局（１０；２０；３０）用のエラーフレーム遮蔽ユニット（１３０；２３０；３３０）、およびシリアルバスシステム（１）での通信方法が提供される。エラーフレーム遮蔽ユニット（１３０；２３０；３３０）は、信号（Ｓ＿Ｄ）を生成するための遮蔽決定ブロック（２３３）であって、信号（Ｓ＿Ｄ）が、バスシステム（１）のバス（４０）上でのメッセージ（４６）の伝送中に、メッセージ（４６）の受信に基づいて加入者局（１０；２０；３０）によって生成された送信信号（ＴＸ）がバス（４０）に送信されるべきか否かを提示する、遮蔽決定ブロック（２３３）と、遮蔽決定ブロック（２３３）によって生成された信号（Ｓ＿Ｄ）に応じて、バス（４０）上でのエラーフレーム（４７）によってバス（４０）から受信されたメッセージ（４６）での受信エラーを示すべき送信信号（ＴＸ）をブロックし、エラーフレーム（４７）がバス（４０）に送信されないようにするための送信信号選択ブロック（２３５）と、を備える。
【選択図】図１

【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；２０；３０）用のエラーフレーム遮蔽ユニット（１３０；２３０；３３０）であって、
信号（Ｓ＿Ｄ）を生成するための遮蔽決定ブロック（２３３）であって、前記信号（Ｓ＿Ｄ）が、前記バスシステム（１）のバス（４０）上でのメッセージ（４６）の伝送中に、前記メッセージ（４６）の受信に基づいて前記加入者局（１０；２０；３０）によって生成された送信信号（ＴＸ）が前記バス（４０）に送信されるべきか否かを提示する、遮蔽決定ブロック（２３３）と、
前記遮蔽決定ブロック（２３３）によって生成された信号（Ｓ＿Ｄ）に応じて、前記バス（４０）上でのエラーフレーム（４７）によって前記バス（４０）から受信されたメッセージ（４６）での受信エラーを示すべき前記送信信号（ＴＸ）をブロックし、前記エラーフレーム（４７）が前記バス（４０）に送信されないようにするための送信信号選択ブロック（２３５）と、
を備えるエラーフレーム遮蔽ユニット（１３０；２３０；３３０）。

【請求項2】

前記バス（４０）上でシリアル伝送されたメッセージ（４６）の前記データフェーズ（４６８）を検出するためのデータフェーズ検出ブロック（２３１）と、
前記加入者局（１０；２０；３０）が現在、前記メッセージ（４５、４６）の前記送信元であるか否かを検出するための送信元検出ブロック（２３２）と、を備え、
前記遮蔽決定ブロック（２３３）が、前記データフェーズ検出ブロック（２３１）の検出結果および前記送信元検出ブロック（２３２）の検出結果への応答として、前記信号（Ｓ＿Ｄ）を生成するように構成される、
請求項１に記載のエラーフレーム遮蔽ユニット（１３０；２３０；３３０）。

【請求項3】

前記データフェーズ検出ブロック（２３１）が、前記データフェーズ（４６８）を検出するために前記バス（４０）上の状態を検出するように構成される、および／または
前記データフェーズ検出ブロック（２３１）が、前記データフェーズ（４６８）を検出するために、前記バス（４０）から受信されたメッセージ（４６）から生成されるデジタル受信信号（ＲＸＤ１）を評価するように構成される、
請求項２に記載のエラーフレーム遮蔽ユニット（１３０；２３０；３３０）。

【請求項4】

前記送信元検出ブロック（２３２）が、前記加入者局（１０；２０；３０）から前記バス（４０）に送信される送信信号（ＴＸ）を評価するように構成される、
請求項２または３に記載のエラーフレーム遮蔽ユニット（１３０；２３０；３３０）。

【請求項5】

前記送信元検出ブロック（２３２）が、前記送信信号（ＴＸ）を評価するために、前記送信信号（ＴＸ）のエッジ変化をカウントするように構成される、および／または
前記送信元検出ブロック（２３２）が、前記送信信号（ＴＸ）を評価するために、前記送信信号（ＴＸ）の逐次復号を実行するように構成される、および／または
前記送信元検出ブロック（２３２）が、前記送信信号（ＴＸ）を評価するために、前記送信信号（ＴＸ）を、前記バス（４０）から受信されたメッセージ（４６）から生成されるデジタル受信信号（ＲＸＤ１）と比較するように構成される、
請求項４に記載のエラーフレーム遮蔽ユニット（１３０；２３０；３３０）。

【請求項6】

どの受信信号（ＲＸ）を前記エラーフレーム遮蔽ユニット（１３０；２３０；３３０）が前記加入者局（１０；２０；３０）に転送するかを決定するための受信信号決定ブロック（２３４）をさらに備え、
前記受信信号決定ブロック（２３４）が、前記加入者局（１０；２０；３０）がエラーフレーム（４７）を送信するかどうかに関する結果に応じて、および前記遮蔽決定ブロック（２３３）から生成された信号（Ｓ＿Ｄ）に応じて決定を行うように構成される、
請求項１から５のいずれか一項に記載のエラーフレーム遮蔽ユニット（１３０；２３０；３３０）。

【請求項7】

送信信号（ＴＸＤ２）を生成するための送信信号生成ブロック（２３６）をさらに備え、前記送信信号生成ブロック（２３６）では、前記メッセージ（４６）のデータフェーズ（４６８）後、前記加入者局（１０；２０；３０）で受信エラーが検出されたことが信号通知され、
前記送信信号生成ブロック（２３６）は、前記受信信号決定ブロック（２３４）によって生成された信号（ＴＸ＿ＢＬ）が、前記バス（４０）への前記エラーフレーム（４７）の送信がブロックされたことを示す場合に、前記送信信号（ＴＸＤ２）を生成し、前記バス（４０）に送信するように構成される、
請求項１から６のいずれか一項に記載のエラーフレーム遮蔽ユニット（１３０；２３０；３３０）。

【請求項8】

前記バスシステム（１）の前記加入者局（２０、３０）間で前記バス（４０）に前記メッセージ（４５；４６）を伝送するための第１の通信フェーズにおいて、前記加入者局（２０、３０）のいずれが、後続の第２の通信フェーズで少なくとも一時的に、前記バスシステム（１）の前記バス（４０）への排他的で衝突のないアクセスを有するかが交渉され、
前記第２の通信フェーズは、前記メッセージ（４５；４６）の使用データが前記バス（４０）上で伝送されるデータフェーズ（４６８）である、
請求項１から７のいずれか一項に記載のエラーフレーム遮蔽ユニット（１３０；２３０；３３０）。

【請求項9】

前記バスシステム（１）の前記バス（４０）にメッセージ（４５；４６）を送信するため、および／または前記バスシステム（１）の前記バス（４０）からメッセージ（４５；４６）を受信するための通信制御デバイス（１１；２１；３１）と、
前記バス（４０）に前記メッセージ（４５；４６）を送信するための送信／受信デバイス（１２；２２；３２）と、
通信制御デバイス（１１；２１；３１）および送信／受信デバイス（１２；２２；３２）に接続された、請求項１から８のいずれか一項に記載のエラーフレーム遮蔽ユニット（１３０；２３０；３３０）と、を備えるシリアルバスシステム（１）用の加入者局（１０；２０；３０）であって、
前記送信／受信デバイス（２２；３２）が、第１のビットレートでの送信時に、前記メッセージ（４５；４６）の第１のデジタルデータ状態に関する第１のバス状態（４０１）を生成し、前記メッセージ（４５；４６）の第２のデジタルデータ状態に関する第２のバス状態（４０２）を生成し、前記第２のバス状態（４０２）が前記第１のバス状態（４０１）を上書きすることができるように構成され、
前記送信／受信デバイス（２２；３２）が、前記第１のビットレートよりも高い第２のビットレートでの送信時、異なるバス状態（４０１、４０２）を生成し、前記メッセージ（４５；４６）の前記異なるデジタルデータ状態に関する前記バス状態（４０１、４０２）が互いに上書き可能でないように構成され、
前記エラーフレーム遮蔽ユニット（１３０；２３０；３３０）が、送信／受信デバイス（２２；３２）が前記第１のビットレートでの送信から前記第２のビットレートでの送信に切り替わった時、および前記第２のビットレートでの送信から前記第１のビットレートでの送信に切り替わった時を検出するように構成される、
シリアルバスシステム（１）用の加入者局（１０；２０；３０）。

【請求項10】

バス（４０）と、
前記バス（４０）を介して、互いにシリアル通信することができるように相互接続された少なくとも２つの加入者局（２０；３０）であって、そのうちの少なくとも１つの加入者局（２０；３０）が請求項９による加入者局（２０；３０）である、少なくとも２つの加入者局（２０；３０）と、
を備えるバスシステム（１）。

【請求項11】

少なくとも１つの追加の加入者局（１０）をさらに備え、前記加入者局（１０）が、前記バス（４０）上での前記メッセージ（４５）の伝送のために、前記メッセージ（４５）の第１および第２の通信フェーズにおいてバス状態（４０１、４０２）を前記バス（４０）上で生成し、前記第２のバス状態（４０２）が前記第１のバス状態（４０１）を上書きすることができるようにするようにのみ構成され、
前記少なくとも１つの追加の加入者局（１０）は、加入者局（１０、２０、３０）が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）を介して前記少なくとも２つの加入者局（２０；３０）に接続され、
前記少なくとも１つの追加の加入者局（１０）が、請求項１から８のいずれか一項に記載のエラーフレーム遮蔽ユニット（１３０；２３０；３３０）を有し、
請求項９に記載の少なくとも１つの加入者局（２０；３０）および前記少なくとも１つの追加の加入者局（１０）の前記エラーフレーム遮蔽ユニット（１３０；２３０；３３０）は、前記遮蔽決定ブロック（２３３）によって生成された信号（Ｓ＿Ｄ）が、現在、前記第２の通信フェーズにおいてメッセージ（４６）が受信されており、そのフォーマットを、エラーに基づいて、前記加入者局（１０；２０；３０）の通信制御デバイス（１１；２１；３１）が理解することができないことを示すとき、および前記少なくとも１つの追加の加入者局（１０；２０；３０）の前記通信制御デバイス（１１；２１；３１）が、その間にエラーフレーム（４７）を送信することを試みるときに、エラーフレーム（４７）をブロックするように構成される、
請求項１０に記載のバスシステム（１）。

【請求項12】

シリアルバスシステム（１）での通信方法であって、
送信／受信デバイス（２２；３２）によって、前記バスシステム（１）のバス（４０）上にメッセージ（４５；４６）を送信するステップ、および／または送信／受信デバイス（２２；３２）によって、前記バスシステム（１）の前記バス（４０）上からメッセージ（４５；４６）を受信するステップと、
遮蔽決定ブロック（２３３）によって信号（Ｓ＿Ｄ）を生成するステップであって、前記信号（Ｓ＿Ｄ）が、前記バス（４０）からのメッセージ（４６）の受信時に、前記メッセージ（４６）の受信に基づいて前記加入者局（１０；２０；３０）によって生成された送信信号（ＴＸ）が前記バス（４０）上に送信されるべきか否かを提示する、ステップと、
送信信号選択ブロック（２３５）によって、前記遮蔽決定ブロック（２３３）によって生成された前記信号（Ｓ＿Ｄ）に応じて、前記バス（４０）上でのエラーフレーム（４７）によって前記バス（４０）から受信されたメッセージ（４６）での受信エラーを示すべき前記送信信号（ＴＸ）をブロックし、エラーフレーム（４７）が前記バス（４０）に送信されないようにする、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、第１の通信プロトコルまたは第２の通信プロトコルに選択的に従ってバスシステムでの通信が可能であり、第２の通信プロトコルに従った通信が第１の通信プロトコル、および別の物理層よりも高いビットレートで行われる、シリアルバスシステムの加入者局用のエラーフレーム遮蔽ユニットと、シリアルバスシステムでの通信方法とに関する。

【背景技術】

【0002】

現在、例えば車両におけるセンサと制御ユニットとの通信のためにバスシステムが使用されることが増えており、このバスシステムではＣＡＮ ＦＤを使用したＣＡＮプロトコル仕様として規格ＩＳＯ１１８９８－１：２０１５でのメッセージとしてデータが伝送される。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加入者局間で伝送される。ここで、ＣＡＮ ＦＤは現在、第一歩の導入段階にあり、ほとんどの場合、車両において、データフィールドのビットの伝送には２Ｍｂｉｔ／ｓのデータビットレートで、他のすべてのビットの伝送では、特に調停フィールドのビットの伝送では、５００ｋｂｉｔ／ｓの調停ビットレートで使用される。

【0003】

調停フィールドの伝送でも、データフィールドの伝送でも同じ物理層が使用され、この物理層は、既知のＯＳＩモデル（Ｏｐｅｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｍｏｄｅｌ）のビット伝送層またはレイヤ１に対応する。ここで、２つのバス状態、すなわち「ドミナント」（論理またはデジタル０に対応）と「リセッシブ」（論理またはデジタル１に対応）が区別される。リセッシブバス状態はアクティブにドライブされないので、リセッシブバス状態はドミナントバス状態によって上書きされることがあり、それにより調停が可能にされる。しかし、リセッシブバス状態は、バスシステムの終端抵抗によって比較的ゆっくりと設定される。一方では、これは、より速いデータ伝送を妨げる。しかし、他方では、上記の規格ＩＳＯ１１８９８－１：２０１５に準拠した調停は、データフィールドの伝送中に、加入者局の１つだけがそのデータを排他的にかつ衝突なしで送信することを保証する。これにより、調停後、反復を必要とせずに、バスを介してデータをより安全に伝送可能である。全体として、これはデータ伝送の加速に寄与する。

【0004】

したがって、調停の利点を維持し、しかし伝送速度を以前よりもさらに上げるべきである場合、上記の規格ＩＳＯ１１８９８－１：２０１５に従って、調停での遅い伝送速度の欠点を軽減する解決策を見つけなければならない。ここで、既存のバスシステムの簡単な移行のために、さらに、既存のＣＡＮプロトコル仕様に従って動作する加入者局が、後継ＣＡＮプロトコル仕様に従ってすでに通信している加入者局ともバスシステム内で共存することができることが可能にされる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

したがって、本発明の目的は、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エラーフレーム遮蔽ユニットおよびシリアルバスシステムにおける通信方法を提供することである。特に、規格ＩＳＯ１１８９８－１：２０１５または後継ＣＡＮプロトコル仕様に従って通信する加入者局の共存も可能である、シリアルバスシステムの加入者局用のエラーフレーム遮蔽ユニットおよびシリアルバスシステムでの通信方法が提供される。

【課題を解決するための手段】

【0006】

この目的は、請求項１に記載の特徴を備えたシリアルバスシステムの加入者局用のエラーフレーム遮蔽ユニットによって達成される。このエラーフレーム遮蔽ユニットは、信号を生成するための遮蔽決定ブロックであって、信号が、バスシステムのバス上でのメッセージの伝送中に、メッセージの受信に基づいて加入者局によって生成された送信信号がバスに送信されるべきか否かを提示する、遮蔽決定ブロックと、遮蔽決定ブロックによって生成された信号に応じて、バス上でのエラーフレームによってバスから受信されたメッセージでの受信エラーを示すべき送信信号をブロックし、エラーフレームがバスに送信されないようにするための送信信号選択ブロックと、を備える。

【0007】

このエラーフレーム遮蔽ユニットにより、第１の通信フェーズでは第２の加入者局と同じ通信フォーマットを使用するが、第２の通信フェーズでは第２の加入者局とは異なる通信フォーマットを使用するバスシステムの第１の加入者局が、第２の加入者局の通信を妨害しないことが可能にされる。このために、エラーフレーム遮蔽ユニットは、それ自体の加入者局のエラーフレーム（エラーフラグ）を、第２の通信フェーズとしてのデータフェーズにおいてバスから遮蔽することができる。しかし、第１の通信フェーズとしての調停フェーズでのエラーフレーム（エラーフラグ）の使用は可能である。

【0008】

したがって、第１の通信フェーズでは、ＣＡＮから知られている調停を実行可能であり、しかし、第２の通信フェーズでは、ＣＡＮ ＦＤと比較して伝送速度を大幅に上げることができる。それにより、データフェーズで異なる物理層を使用する場合でも、調停フェーズでエラーフレーム（エラーフラグ）に基づいてエラーの通信を実行することができる。

【0009】

加入者局は、ＣＡＮ ＦＤで使用可能な「ｒｅｓビット：＝１」の送信によって新たなフレームフォーマットに切り替えることができ、その後、エラーフレーム遮蔽ユニットに基づいて、エラー時に、新たなフレームフォーマットでの通信がバス上でのエラーフレーム（エラーフラグ）によって妨害されないことを可能にする。

【0010】

ＣＡＮ ＦＤ通信プロトコルに従って動作する加入者局とＣＡＮ ＦＤ後継通信プロトコルに従って動作する加入者局（以下、ＣＡＮ ＮＧと呼ぶ）との共存および相互運用性により、ＣＡＮ ＦＤからＣＡＮ ＮＧへのシームレスな移行経路が可能になる。したがって、ＣＡＮ ＦＤのみを引き続き使用するべきバスシステムの個々の加入者局には、上述したエラーフレーム遮蔽ユニットを後付けすることができ、ＣＡＮ ＦＤフレームも送信および受信することができるＣＡＮ ＮＧ加入者局には、始めからエラーフレーム遮蔽ユニットを装備することができる。したがって、ＣＡＮ ＦＤバスシステムとＣＡＮ ＮＧバスシステムとの間にゲートウェイは必要ない。

【0011】

エラーフレーム遮蔽ユニットの有利なさらなる形態は、従属請求項に記載されている。

【0012】

前述したエラーフレーム遮蔽ユニットは、特別な変形形態によれば、バス上でシリアル伝送されたメッセージのデータフェーズを検出するためのデータフェーズ検出ブロックと、加入者局が現在、メッセージの送信元であるか否かを検出するための送信元検出ブロックと、を備え、遮蔽決定ブロックが、データフェーズ検出ブロックの検出結果および送信元検出ブロックの検出結果への応答として、信号を生成するように構成される。

【0013】

１つのオプションによれば、データフェーズ検出ブロックは、データフェーズを検出するためにバス上の状態を検出するように構成される。別のオプションによれば、データフェーズ検出ブロックは、データフェーズを検出するために、バスから受信されたメッセージから生成されるデジタル受信信号を評価するように構成される。

【0014】

場合によっては、送信元検出ブロックは、加入者局からバスに送信される送信信号を評価するように構成される。ここで、送信元検出ブロックは、送信信号を評価するために、送信信号のエッジ変化をカウントするように構成することができる。代替または追加として、送信元検出ブロックは、送信信号を評価するために、送信信号の逐次復号を実行するように構成することができる。代替または追加として、送信元検出ブロックは、送信信号を評価するために、送信信号を、バスから受信したメッセージから生成されるデジタル受信信号と比較するように構成することができる。

【0015】

エラーフレーム遮蔽ユニットは、どの受信信号をエラーフレーム遮蔽ユニットがそれ自体の加入者局に転送するかを決定するための受信信号決定ブロックをさらに備えることが考えられ、受信信号決定ブロックは、加入者局がエラーフレームを送信するかどうかに関する結果に応じて、および遮蔽決定ブロックから生成された信号に応じて決定を行うように構成される。

【0016】

特別な変形例によれば、送信信号を生成するための送信信号生成ブロックをさらに備え、この送信信号生成ブロックでは、メッセージのデータフェーズ後、加入者局で受信エラーが検出されたことが信号通知され、送信信号生成ブロックは、受信信号決定ブロックによって生成された信号が、バスへのエラーフレームの送信がブロックされたことを示す場合に、送信信号を生成し、バスに送信するように構成される。

【0017】

場合によっては、バスシステムの加入者局間でバスにメッセージを伝送するための第１の通信フェーズにおいて、加入者局のいずれが、後続の第２の通信フェーズで少なくとも一時的に、バスシステムのバスへの排他的で衝突のないアクセスを有するかが交渉され、第２の通信フェーズは、メッセージの使用データがバス上で伝送されるデータフェーズである。

【0018】

上述したエラーフレーム遮蔽ユニットは、シリアルバスシステム用の加入者局の一部でよく、加入者局は、バスシステムのバスにメッセージを送信するため、および／またはバスシステムのバスからメッセージを受信するための通信制御デバイスと、
バスにメッセージを送信するための送信／受信デバイスと、をさらに備え、
エラーフレーム遮蔽ユニットが、通信制御デバイスおよび送信／受信デバイスに接続され、
送信／受信デバイスが、第１のビットレートでの送信時に、メッセージの第１のデジタルデータ状態に関する第１のバス状態を生成し、メッセージの第２のデジタルデータ状態に関する第２のバス状態を生成し、第２のバス状態が第１のバス状態を上書きすることができるように構成され、
送信／受信デバイスが、第１のビットレートよりも高い第２のビットレートでの送信時、異なるバス状態を生成し、メッセージの異なるデジタルデータ状態に関するバス状態が互いに上書き可能でないように構成され、
エラーフレーム遮蔽ユニットが、送信／受信デバイスが第１のビットレートでの送信から第２のビットレートでの送信に切り替わった時、および第２のビットレートでの送信から第１のビットレートでの送信に切り替わった時を検出するように構成される。

【0019】

上述した少なくとも２つの加入者局は、さらにバスを有するバスシステムの一部でよく、したがって、少なくとも２つの加入者局は、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相互接続される。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、前述の加入者局である。

【0020】

前述したバスシステムは、場合により、少なくとも１つの追加の加入者局をさらに備え、加入者局が、バス上でのメッセージの伝送のために、メッセージの第１および第２の通信フェーズにおいてバス状態をバス上で生成し、第２のバス状態が第１のバス状態を上書きすることができるようにするようにのみ構成され、
少なくとも１つの追加の加入者局は、加入者局が互いにシリアル通信することができるように、バスを介して少なくとも２つの加入者局に接続され、
少なくとも１つの追加の加入者局が、上述したエラーフレーム遮蔽ユニットを有し、
上述した少なくとも１つの加入者局および少なくとも１つの追加の加入者局のエラーフレーム遮蔽ユニットは、遮蔽決定ブロックによって生成された信号が、現在、第２の通信フェーズにおいてメッセージが受信されており、そのフォーマットを、エラーに基づいて加入者局の通信制御デバイスが理解することができないことを示すとき、および少なくとも１つの追加の加入者局の通信制御デバイスが、その間にエラーフレームを送信することを試みるときに、エラーフレームをブロックするように構成される。

【0021】

上述した目的は、さらに、請求項１２に記載のシリアルバスシステムにおける通信方法によっても達成される。この方法は、送信／受信デバイスによって、バスシステムのバス上にメッセージを送信するステップ、および／または送信／受信デバイスによって、バスシステムのバス上からメッセージを受信するステップと、
遮蔽決定ブロックによって信号を生成するステップであって、信号が、バスからのメッセージの受信時に、メッセージの受信に基づいて加入者局によって生成された送信信号がバス上に送信されるべきか否かを提示する、ステップと、
送信信号選択ブロックによって、遮蔽決定ブロックによって生成された信号に応じて、バス上でのエラーフレームによってバスから受信されたメッセージでの受信エラーを示すべき送信信号をブロックし、エラーフレームがバスに送信されないようにする、ステップと、を含む。

【0022】

この方法は、加入者局に関して前に述べたものと同様の利点を提供する。

【0023】

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言及されていない組合せも含む。ここでまた、本発明のそれぞれの基本形態に対する改良または補完として個別の態様を当業者は付け加えることができるであろう。

【0024】

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

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】第１の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の実施形態に従って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説明するための図である。

【図3】第１の実施形態に従ってバスシステムの加入者局に設置されるエラーフレーム遮蔽ユニットの構造を説明するための図である。

【図4】第１の実施形態によるバスシステムの動作中に送信される様々な信号の信号タイミング図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

図中、特に指定がない限り、同一または機能的に同一の要素には同じ参照記号が付されている。

【0027】

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（ＣＡＮ ＮＧバスシステムとも呼ぶ）、および／またはそれらの変形システムのために構成される。バスシステム１は、特に自動車や飛行機などの車両、または病院などで使用することができる。

【0028】

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、それぞれが、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４０は、その両端が終端抵抗５０で終端されている。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ＴＸ信号を使用して、ドミナントレベルもしくは状態４０１のカップリング後、またはリセッシブレベルもしくは状態４０２の生成もしくは能動ドライブ後の電気信号伝送のために使用される。状態４０１、４０２は、加入者局２０にのみ、非常に概略的に示されている。状態４０１、４０２は、送信元加入者局１０、２０、３０のＴＸ信号の状態に対応する。バスワイヤ４１、４２での信号ＣＡＮ＿ＨおよびＣＡＮ＿Ｌの伝送後、それらの信号は、ＲＸ信号として加入者局１０、２０、３０によって受信される。バス４０を介して、信号ＣＡＮ＿ＨおよびＣＡＮ＿Ｌの形式でのメッセージ４５、４６を個々の加入者局１０、２０、３０間でシリアル伝送可能である。図１のギザギザの黒いブロック矢印によって示されるように、バス４０上での通信中にエラーが発生した場合、エラーフレーム４７（エラーフラグ）を送信することができる。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。

【0029】

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と、送信／受信ユニット１２０およびエラーフレーム遮蔽ユニット１３０を備えた送信／受信デバイス１２とを有する。それに対し、加入者局２０は、通信制御デバイス２１と、送信／受信ユニット２２０およびエラーフレーム遮蔽ユニット２３０を備えた送信／受信デバイス２２とを有する。加入者局３０は、通信制御デバイス３１と、送信／受信ユニット３２０およびエラーフレーム遮蔽ユニット３３０を備えた送信／受信デバイス３２とを有する。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。

【0030】

通信制御デバイス１１、２１、３１はそれぞれ、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のうちの別の加入者局とのバス４０を介した通信を制御する働きをする。

【0031】

通信制御デバイス１１は、従来のＣＡＮ ＦＤコントローラのように設計することができる。通信制御デバイス１１は、例えばＣＡＮ ＦＤメッセージである第１のメッセージ４５の作成および読取りを行う。ＣＡＮ ＦＤメッセージ４５は、ＣＡＮ ＦＤフォーマットに従って構成され、このフォーマットでは、最大６４データバイト数を含めることができ、これらのデータバイトは、従来型ＣＡＮメッセージよりもかなり高速に、したがってより高いデータレートで伝送される。送信／受信デバイス１２は、エラーフレーム遮蔽ユニット１３０に関する以下に述べる相違を除いて、従来のＣＡＮ ＦＤトランシーバと同様に設計することができる。

【0032】

各通信制御デバイス２１、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／または読取りを行う。第２のメッセージ４６は、ＣＡＮ ＮＧフォーマットに基づいて構成され、ＣＡＮ ＮＧフォーマットについては以下でより詳細に述べる。各送信／受信デバイス２２、３２は、ＣＡＮ送信／受信ユニット２２０、３２０を有し、ＣＡＮ送信／受信ユニット２２０、３２０は、必要に応じて、ＣＡＮ ＦＤフォーマットでの前述した第１のメッセージ４５の１つ、またはＣＡＮ ＮＧフォーマットに従う第２のメッセージ４６を、関連する通信制御デバイス２１、３１に提供する、またはそこから受信することができる。さらに、以下でより正確に述べるエラーフレーム遮蔽ユニット２３０、３３０が含まれる。

【0033】

どちらの加入者局２０、３０によっても、ＣＡＮ ＮＧフォーマットでのメッセージ４６の形成および伝送、ならびにそのようなメッセージ４６の受信を実現可能である。

【0034】

図２は、メッセージ４６に関してＣＡＮ ＮＧフレーム４６０を示す。ＣＡＮ ＮＧフレーム４６０は、送信／受信デバイス２２または送信／受信デバイス３２によって、ＴＸ信号により差分信号としてバス４０に送信されるか、またはバスから受信され、そこからＲＸ信号が生成される。ＣＡＮ ＮＧフレーム４６０は、バス４０上でのＣＡＮ通信に関して様々なフィールド、すなわち開始フィールド４６１、調停フィールド４６２、制御フィールド４６３、データフィールド４６４、チェックサムフィールド４６５、および終了フィールド４６６に分割される。第１のメッセージ４５に関するフレームは、以下で述べる制御フィールド４６３の相違を除いて、フレーム４６０と同様に構成される。データフェーズ４６８は、制御フィールド４６３の特定のビットの後に始まり、この特定のビットによって、調停フェーズからデータフェーズ４６８に切り替えられる。したがって、データフェーズ４６８は、制御フィールド４６３の一部およびデータフィールド４６４、ならびにチェックサムフィールド４６５を含む。フレーム４６０の他のすべてのフィールドは、調停フェーズ４６７の一部である。

【0035】

開始フィールド４６１は、例えばＳＯＦビットとも呼ばれ、フレームの開始（Ｓｔａｒｔ ｏｆ Ｆｒａｍｅ）を示すビットを有する。調停フィールド４６２には、メッセージの送信元を識別するための例えば３２ビットを有する識別子が含まれる。調停フィールド４６２は、１つまたは複数のビットからなるプロトコルフォーマット情報をさらに含むことができ、プロトコルフォーマット情報は、ＣＡＮ ＮＧフレームをＣＡＮフレームまたはＣＡＮ ＦＤフレームから区別するのに適している。しかし、以下の説明では、ＣＡＮ ＮＧフレーム（第２のメッセージ４６）が、ＦＤＦビットまでＣＡＮ ＦＤ（第１のメッセージ４５）でのフレームフォーマットと同じであると仮定する。

【0036】

制御フィールド４６３は、１つまたは複数のビットからなるプロトコルフォーマット情報を有し、このプロトコルフォーマット情報は、上述したものであり、ＣＡＮ ＮＧフレームを従来型ＣＡＮフレームまたはＣＡＮ ＦＤフレームから区別するのに適している。制御フィールド４６３には、例えば１２ビット長のデータ長コード（Ｄａｔａ－Ｌｅｎｇｔｈ－Ｃｏｄｅ）が含まれており、このデータ長コードは、例えば、１ずつ増分して１～４０９６の値を取ることができ、あるいは０～４０９５の値を取ることができる。あるいは、データ長コードは、より少ないまたはより多いビットを含むことができ、値範囲および増分は、他の値を取ることができる。

【0037】

データフィールド４６４には、ＣＡＮ ＮＧフレームまたはメッセージ４６の使用データが含まれている。使用データは、例えば、データ長コードの値範囲に応じて、最大６４バイトもしくは４０９６バイトまたは任意の他のバイト数を有することができる。
チェックサムフィールド４６５には、スタッフビットを含む、データフィールド４６４内のデータに関するチェックサムが含まれており、チェックサムは、メッセージ４６の送信元によって、例えばそれぞれ５または１０の同一のビットの後に逆ビットとして挿入される。

【0038】

終了フィールド４６６には、少なくとも１つの肯定応答ビットおよび１つの否定応答ビットが含まれることがあり、さらに、ＣＡＮ ＮＧフレーム４６０の終了Ｅを示す同一の１１ビットのシーケンスが含まれることがある。少なくとも１つの肯定応答ビットによって、送信元加入者局は、受信されたＣＡＮ ＮＧフレーム４６０またはメッセージ４６を受信先が正しく受信した旨の通知を受けることができ、否定応答ビットによって、送信元加入者局は、受信されたＣＡＮ ＮＧフレーム４６０またはメッセージ４６において受信先がエラー（受信エラーとも呼ぶことがある）を発見したか否かについて通知を受けることができる。

【0039】

調停フェーズ４６７では、従来型ＣＡＮおよびＣＡＮ ＦＤと同様に物理層が使用される。このフェーズ中の重要な点は、既知のＣＳＭＡ／ＣＲ法が使用されることであり、ＣＳＭＡ／ＣＲ法は、より優先度の高いメッセージ４５、４６が妨害されることなく、バス４０への加入者局１０、２０、３０の同時アクセスを許す。それにより、バスシステム１にさらなるバス加入者局１０、２０、３０を比較的容易に追加することができ、通信帯域幅が非常に効率的に使用され、これは非常に有利である。

【0040】

ＣＳＭＡ／ＣＲ法により、バス４０上にいわゆるリセッシブ状態４０２が存在する必要があり、リセッシブ状態４０２は、他の加入者局１０、２０、３０がバス４０上でドミナント状態４０１によって上書きすることができる。リセッシブ状態４０２では、個々の加入者局１０、２０、３０で高抵抗挙動が生じており、これは、バス回路の寄生と組み合わさって、より長い時定数をもたらす。これにより、今日のＣＡＮ ＦＤ物理層の最大ビットレートは、実際の車両での使用では現在約２メガビット／秒に制限されている。

【0041】

制御フィールド４６３およびデータフィールド４６４は、加入者局２０または加入者局３０が送信元として調停に勝ち、それにより、加入者局２０が送信元として、フィールド４６３～４６６の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有するときに、メッセージ４６の送信元からバス４０に送信される。調停中、調停フィールド４６２での識別子により、ビットごとに、加入者局１０、２０、３０の間で、どの加入者局１０、２０、３０がメッセージ４５、４６を最高の優先度で送信することを許可され、したがって後続の時間に関して、フィールド４６３～４６５を送信する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るかが交渉される。

【0042】

フレーム４６０またはメッセージ４５、４６の開始時の調停、およびフレーム４６０またはメッセージ４５、４６の終了Ｅ時の終了フィールド４６６での肯定応答は、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間の信号通過時間の２倍を明らかに超えるときにのみ可能である。したがって、調停フェーズ４６７でのビットレートは、フィールド４６１、４６２、４６３の一部、および４６６の伝送時には、フレーム４６０の残りのフィールドにおけるよりもゆっくり、したがって低く選択される。特に、実際には、調停フェーズでのビットレートは５００ｋｂｉｔ／ｓとして選択され、したがって約２μｓのビット時間となり、一方、データフェーズ４６８でのビットレートは、例えば５～８Ｍｂｉｔ／ｓ以上として選択され、したがって０．２ｐｓ以下のビット時間となる。したがって、調停フェーズ４６７での信号のビット時間は、データフェーズ４６８での信号のビット時間の例えば４または１０倍である。ビット時間に関するこの倍数は、任意に選択可能である。

【0043】

各加入者局１０、２０、３０は、ＣＡＮ ＦＤフレームを送信および受信することができるが、加入者局１０は、ＣＡＮ ＮＧフレーム４６０を送信または受信することができない。例えば、ＣＡＮ ＦＤ加入者局１０が理解することができないＣＡＮ ＮＧフレーム４６０を加入者局２０が送信した場合、ＣＡＮ ＦＤ加入者局１０ではエラーフレーム遮蔽ユニット２３０がアクティブになり、したがってバスシステム１での通信は妨害されない。これはまた、エラーフレーム遮蔽ユニット２３０が、ｒｅｓビットでのローカルビットエラーの際に、送信されるエラーフレーム４７を遮蔽することができることも含む。なぜなら、加入者局１０、２０、３０（ＮＧ、ＦＤ）の１つが、それがＣＡＮ ＦＤフレーム（メッセージ４５）であると誤ってみなし、したがって、数ビット後に、受信されて誤ってＣＡＮ ＦＤフレーム４５０とみなされたフレームにおいてエラー、例えばスタッフィングエラーを確定するからである。その結果、加入者局１０、２０、３０によって実行される方法は、ＣＡＮ ＦＤプロトコルに従ってメッセージを送信し、ＣＡＮ ＮＧフレーム４６０を理解する少なくとも１つのＣＡＮ ＦＤ加入者局もバスシステムに存在することを可能にする。

【0044】

新しい代替フレームフォーマット（Ｆｒａｍｅ Ｆｏｒｍａｔ）、すなわちＣＡＮ ＮＧメッセージ４６のフレーム４６０では、制御フィールド４６３でのｒｅｓビットによって、ＣＡＮ ＦＤフレームフォーマット（Ｆｒａｍｅ Ｆｏｒｍａｔ）からＣＡＮ ＮＧフレームフォーマットに切り替えられる。ここで、ＣＡＮ ＦＤとＣＡＮ ＮＧのフレームフォーマットは、ｒｅｓビットまでは同じである。したがって、加入者局２０、３０はそれぞれＣＡＮ ＦＤもサポートする。次に、別の物理層に切り替えることができ、この物理層は、前の調停フェーズ４６７よりも高いビットレートを可能にする。したがって、第１の物理層で、第１のバス状態４０１は、メッセージ４６の第１のデジタルデータ状態に関して生成され、第２のバス状態４０２は、メッセージ４６の第２のデジタルデータ状態に関して生成され、第１のバス状態４０１が第２のバス状態４０２を上書きすることができ、すなわちドミナントバス状態がリセッシブバス状態を上書きすることができる。変形形態によれば、メッセージ４６の異なるデジタルデータ状態に関するバス状態４０１、４０２が互いに上書きすることができないように、第２の物理層で異なるバス状態４０１、４０２を生成することができる。したがって、第２の物理層にはドミナントおよびリセッシブバス状態がない。

【0045】

ＣＡＮ ＦＤプロトコルでは、ｒｅｓビットが新しいフォーマットのためにすでに確保されている。ここで、ｒｅｓ＝０は、ＣＡＮ ＦＤフレームフォーマットを識別する。それに対し、ｒｅｓ＝１は、ＣＡＮ ＮＧによって使用される新たな代替フレームフォーマット４６０を識別する。加入者局１０がｒｅｓ＝１を認識した場合、受動的な待機状態に対応するプロトコル例外状態（Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｅｘｃｅｐｔｉｏｎ Ｓｔａｔｅ）に移行する。この待機状態は、そのような加入者局１０が連続する１１個のリセッシブビットを検知したときに終了される。

【0046】

ｒｅｓビットでの送信信号ＴＸまたはＴＸ信号のエラー時、図１に示されるように、ＴＸ信号を送信する加入者局２０、３０またはＴＸ加入者局は、エラーフレーム４７（エラーフラグ）を送信し、フレーム４６０に従って代替フォーマットに切り替えない。受信加入者局１０、２０、３０またはＲＸ加入者局における受信信号ＲＸまたはＲＸ信号のエラーに基づく生じ得るエラー反応の処理は、エラーフレーム遮蔽ユニット１３０、２３０、３３０によって行われる。これは、以下で、図３および図４に基づいて述べる。

【0047】

したがって、エラーフレーム遮蔽ユニット１３０、２３０、３３０は、加入者局１０、２０、３０がバスシステム１内で共存することができることを可能にする。なぜなら、ＣＡＮ ＮＧフレーム４６０のフォーマットへの切替えを検出しなかった加入者局１０、２０、３０が、送信されたＣＡＮ ＮＧフレーム４６０のデータフェーズ４６８を妨害し得ないからである。特に、ＴＸノードまたはＴＸ加入者の一部であるＣＡＮ ＮＧフレーム４６０の送信元の送信／受信デバイスと、エラーフレーム４７を送信し、ＲＸノードまたはＲＸ加入者局の一部である送信／受信デバイスとが互いにドライブするとき、ＣＡＮ ＮＧフレームのデータフェーズ中にエラーフレーム４７が「短絡」をトリガすることはあり得ない。

【0048】

ごく一般に、ＣＡＮ ＮＧを用いるバスシステム１では、ＣＡＮ ＦＤと比較して、以下の異なる特性を実現することができる。

【0049】

ａ）ＣＡＮ ＦＤのロバスト性とユーザフレンドリに寄与する実証済みの特性、特にＣＳＭＡ／ＣＲ法による識別子および調停を備えたフレーム構造の採用、および必要に応じた適合。
ｂ）正味データ転送速度の大幅な向上。
ｃ）ＣＡＮ ＮＧは、データフェーズ４６８では、ＣＡＮ ＦＤとは異なる物理層を使用する。例えば、両方のバス状態がアクティブにドライブされ、データフェーズ４６８中にエラーフレーム（エラーフラグ）が提供されない物理層を使用する。ＣＡＮ ＮＧに関してそのような物理層を用いることで、ＣＡＮ ＦＤよりもかなり高いビットレートを達成することができる。

【0050】

図３は、例として、送信／受信デバイス２２内のエラーフレーム遮蔽ユニット２３０の構造を示す。エラーフレーム遮蔽ユニット１３０、３３０も同様に設計され、したがって、以下の説明は、エラーフレーム遮蔽ユニット１３０、３３０にも当てはまる。

【0051】

送信／受信デバイス２２は送信／受信ユニット２２０を有し、送信／受信ユニット２２０は、バス４０に関して、ＣＡＮ ＦＤメッセージ４５とＣＡＮ ＮＧメッセージ４６との異なるフェーズに適切な物理層を提供するように構成されている。さらに、送信／受信ユニット２２０は、バス４０から、ＣＡＮ ＦＤメッセージ４５を受信し、ＣＡＮ ＮＧメッセージ４６を受信するように構成されている。送信／受信ユニット２２０は、それぞれ、ＣＡＮ ＦＤメッセージ４５の送信および／または受信と、ＣＡＮ ＮＧメッセージ４６の送信および／または受信とを切り替えることができる。送信／受信ユニット２２０は、信号ＣＡＮ＿ＨおよびＣＡＮ＿Ｌを受信するためにバスワイヤ４１、４２に接続され、エラーフレーム遮蔽ユニット２３０につながれている。

【0052】

エラーフレーム遮蔽ユニット２３０において、送信信号ＴＸＤとも呼ばれるデジタルＴＸ信号が通信制御デバイス２１から受信され、デジタルＴＸＤ１信号として送信／受信ユニット２２０に出力される。入力信号Ｓ＿Ｄを考慮して、送信／受信ユニット２２０は、メッセージ４５、４６の異なる通信フェーズ、すなわち調停フェーズ４６７またはデータフェーズ４６８に関して、それぞれ使用される物理層でＴＸＤ１信号を符号化する。同時に、送信／受信ユニット２２０は、バス４０上の状態、すなわちバスワイヤ４１、４２上の信号ＣＡＮ＿Ｈ、ＣＡＮ＿Ｌを復号し、その結果をデジタルＲＸＤ１信号としてエラーフレーム遮蔽ユニット２３０に転送する。以下で述べるように、エラーフレーム遮蔽ユニット２３０は、ＲＸＤ１信号からデジタルＲＸ信号（受信信号ＲＸＤとも呼ぶ）を生成する。

【0053】

代替または追加として、送信／受信ユニット２２０は、通信制御デバイス２１からのＴＸ＿Ｅｎａｂｌｅ信号を考慮して、異なる通信フェーズ４６７、４６８に関して、それぞれ使用される物理層上でＴＸＤ１信号を符号化することが可能である。

【0054】

ＣＡＮ ＮＧ物理層が、ＣＡＮ ＮＧフレーム４６０のデータフェーズ４６８で２つのバス状態４０１、４０２がドライブされるようなものである場合、送信／受信ユニット２２０は、信号Ｓ＿Ｄが設定されている間（Ｓ＿Ｄ＝「１」）、バス４０がドライブされてはならず、例えば高抵抗でなければならないと推測する。

【0055】

エラーフレーム遮蔽ユニット２３０は、データフェーズ検出ブロック２３１、送信元検出ブロック２３２、遮蔽決定ブロック２３３、受信信号決定ブロック２３４、第１の送信信号選択ブロック２３５、送信信号生成ブロック２３６、第２の送信信号選択ブロック２３７、および受信信号選択ブロック２３８を有する。送信信号生成ブロック２３６は任意選択であるので、送信信号生成ブロック２３６と、エラーフレーム遮蔽ユニット２３０内で送信信号生成ブロック２３６を接続する導線とは破線で示されている。

【0056】

データフェーズ検出ブロック２３１は、ＣＡＮ ＮＧフレーム４６０のデータフェーズ４６８を検出または検知する。データフェーズ検出ブロック２３１は、デジタル信号ＮＧ＿ＤＰを用いて、ＣＡＮ ＮＧフレーム４６０のデータフェーズ４６８でのフレーム伝送があるかどうかを信号通知する。ここで、例えば、ＣＡＮ ＮＧフレームの伝送が現在データフェーズ４６８であるときには、ＮＧ＿ＤＰ：＝１が適用され、そうでない場合には、ＮＧ＿ＤＰ：＝０が適用される。

【0057】

このために、データフェーズ検出ブロック２３１は、データフェーズ４６８が現在生じているかどうかを判断するために、信号ＣＡＮ＿ＨおよびＣＡＮ＿Ｌを使用する。ＣＡＮ ＮＧは、データフェーズ４６８に関して、調停フェーズ４６７とは異なる物理層を使用するので、ＣＡＮ ＮＧフレーム４６０のデータフェーズ４６８において、ＣＡＮ ＦＤメッセージ４５のデータフェーズ４６８とは異なるＣＡＮ＿ＨとＣＡＮ＿Ｌとの差動電圧が生じる。したがって、データフェーズ検出ブロック２３１は、使用される物理層に基づいて、ＣＡＮ ＮＧフレーム４６０の伝送がデータフェーズ４６８にあるかどうかを認識する。

【0058】

さらに、データフェーズ検出ブロック２３１は、信号ＲＸＤ１を使用する。このために、データフェーズ検出ブロック２３１は、非常に単純化されたＣＡＮ ＮＧ通信制御デバイス２３１１を有する。ＣＡＮ ＮＧ通信制御デバイス２３１１は、送信／受信ユニット２２０からの信号ＲＸＤ１を観察し、それにより、データフェーズ４６８がいつ始まり、データフェーズ４６８がいつ終わるかを正確に予測することができる。データフェーズ４６８の終了は、伝送されたバイト数に依存する。データフィールド４６４での使用データバイト数は、データ長フィールドでのデータフェーズ４６８の開始時に符号化される。したがって、データフェーズ検出ブロック２３１は、ビットをカウントすることによってデータフェーズ４６８の終了を決定することができる。

【0059】

信号ＲＸＤ１およびバス信号ＣＡＮ＿Ｈ、ＣＡＮ＿Ｌからの２つの検出結果を組み合わせることにより、データフェーズ検出ブロック２３１が常に多数決またはＡＮＤ決定を行うことが可能である。すなわち、現在データフェーズ４６８であることを両方の検出結果が示すときにのみ、データフェーズ検出ブロック２３１は、信号ＮＧ＿ＤＢ＝１を設定する。

【0060】

しかし、最も保守的であり、したがって最も安全なのは、信号ＲＸＤ１およびバス信号ＣＡＮ＿Ｈ、ＣＡＮ＿Ｌからの検出結果の１つが、データフェーズ４６８であることを示すとすぐに、データフェーズ検出ブロック２３１がこれを真とみなすという代替の可能性である。

【0061】

データフェーズ４６８を検出するための変形形態として、信号ＲＸＤ１およびバス信号ＣＡＮ＿Ｈ、ＣＡＮ＿Ｌからの２つの検出結果の組合せは、バス４０での妨害に関して非常にロバストである。そのような妨害において、ＲＸＤ１データストリームでのビットエラーは、放射により、データフェーズ検出ブロック２３１内の通信制御デバイス２３１１に、フレーム４６０が実際よりも短い、またはＣＡＮ ＦＤメッセージ４５が伝送されると思わせることがあり得る。

【0062】

任意選択で、信号ＮＧ＿ＤＰは、図３に破線で示されるように、通信制御デバイス２１に転送される。信号ＮＧ＿ＤＰにより、例えば、通信制御デバイス２１または加入者局２０のソフトウェアは、例えばバス４０がそのように長くブロックされている理由、すなわちＣＡＮ ＮＧフレーム４６０がバス４０を現在占有していることを理解することができる。

【0063】

送信元検出ブロック２３２は、加入者局２０が現在メッセージ４５、４６の送信元であるか否かを検出または検知する。結果として、送信元検出ブロック２３２は、信号ＴＸ＿ＮＤを用いて、加入者局２０が現在送信しているか否かを信号通知する。例えば、加入者局２０が現在送信しているときには、ＴＸ＿ＮＤ：＝１が適用される。そうでない場合には、ＴＸ＿ＮＤ：＝０が適用される。

【0064】

ここで、送信元検出ブロック２３２は、通信制御部２１が提供する信号ＴＸを観察し、例えば、所定の期間Ｔ内の信号ＴＸのエッジ変化の数をカウントする。所定の期間Ｔ内に０よりも大きいエッジ変化が生じた場合、送信元検出ブロック２３２は、加入者局２０、すなわちそれ自体の加入者局が現在送信していると判断する。この情報を妥当性検査するために、送信元検出ブロック２３２は、任意選択で、所定の期間Ｔ内の信号ＲＸＤ１でのエッジ変化の数をカウントすることができる。信号ＴＸ、ＲＸＤ１におけるエッジ変化の数が同様であり、少なくとも１つの値＞０を有する場合、送信元検出ブロック２３２は、加入者局２０が現在送信していると判断する。

【0065】

あるいは、送信元検出ブロック２３２は、検出または検知を実行するためにカウンタとして構成することができる。特に、送信信号ＴＸのエッジによって増分され、受信信号ＲＸのエッジによって減分されるカウンタを使用することができる。カウンタの値が負の場合、送信元検出ブロック２３２は、加入者局２０が現在送信していないと判断する。そうでない場合には、送信元検出ブロック２３２は、加入者局２０が現在送信していると判断する。２つのメッセージ４５、４６の間に、送信元検出ブロック２３２は、カウンタをリセットする。

【0066】

遮蔽決定ブロック２３３は、加入者局２０、すなわちそれ自体の加入者局のＴＸ信号がブロックされるべきか否か、すなわちバス４０に送信されないかどうかを判断する。遮蔽決定ブロック２３３は信号Ｓ＿Ｄを生成し、それ自体の加入者局がエラーフレーム４７を送信する場合に、エラーフレーム４７のブロックまたは遮蔽が行われるべきかどうかを信号通知する。遮蔽決定ブロック２３３は、このために入力信号ＴＸ＿ＮＤおよびＮＧ＿ＤＰを処理する。例えば、Ｓ＿Ｄ：＝「１」は、エラーフレーム４７をブロックすべきであることを意味する。そうでない場合は、エラーフレーム４７をブロックすべきでないとみなされる。信号ＮＧ＿ＤＰが設定されており、すなわちＣＡＮ ＮＧフレーム４６０のデータフェーズ４６８が現在生じており、信号ＴＸ＿ＮＤが設定されていない、すなわちそれ自体の加入者局が現在送信元ではない場合、遮蔽決定ブロック２３３は、信号Ｓ＿Ｄを設定し、したがって送信信号ＴＸがブロックされる。

【0067】

信号Ｓ＿Ｄが設定されている、すなわち送信信号ＴＸがブロックされるべきである場合、第１の送信信号選択ブロック２３５は、送信信号ＴＸが転送されないように切り替えられる。送信信号ＴＸの代わりに、ニュートラルな「１」が転送され、選択ブロック２３５に入力される。第１の送信信号選択ブロック２３５は、マルチプレクサとして構成することができる。加入者局２０がバス４０からのメッセージ４６の受信先のみであるとき、すなわちメッセージ４６の送信元として機能しないとき、ＣＡＮ ＮＧフレーム４６のデータフェーズ４６８の送信中に加入者局２０がバス４０を休止状態にするように、信号Ｓ＿Ｄは、送信／受信ユニット２２０にも転送される。

【0068】

受信信号決定ブロック２３４は、加入者局２０、すなわちそれ自体の加入者局が信号ＲＸＤ１を介してどの受信信号ＲＸを受け取るかを決定する。信号Ｓ＿Ｄが設定され、すなわちＣＡＮ ＮＧフレーム４６０のデータフェーズ４６８が送信され、信号ＴＸ＿ＮＤが設定されず、すなわちそれ自体の加入者局が現在送信元ではなく、その間に信号ＴＸが値「０」を取る、すなわちエラーフレーム４７が送信される場合、受信信号選択ブロック２３８は、信号ＲＸｓｗによって、信号ＲＸＤ２が受信信号決定ブロック２３４から加入者局２０、すなわちそれ自体の加入者局に渡されるように切り替えられる。

【0069】

信号Ｓ＿Ｄ＝「１」に関して、送信信号ＴＸが値「０」を取る場合、信号ＲＸＤ２は「０」に設定され、信号ＲＸｓｗは、受信信号選択ブロック２３８が信号ＲＸＤ２を信号ＲＸとして通信制御デバイス２１に転送するように設定される。

【0070】

送信信号ＴＸが再び値「１」を取る場合、これは、信号ＲＸｓｗおよびＲＸＤ２には影響しない。信号Ｓ＿Ｄが値「０」を取る、すなわち設定されなくなると、信号ＲＸＤ２が「１」にリセットされ、信号ＲＸｓｗがリセットされ、したがって、受信信号選択ブロック２３８は、再び信号ＲＸとして信号ＲＸＤ１に切り替える。

【0071】

任意選択で、受信信号決定ブロック２３４は、それ自体のＣＡＮ ＮＧ通信制御デバイス２１に、そのエラーフレーム４７がブロックされたことをさらに信号通知することができる。これは、追加信号によって、例えば１ビット幅の信号ＴＸ＿ＢＬによって行うことができる。あるいは、そのエラーフレーム４７がブロックされたという信号通知は、シリアルペリフェラルインターフェース（ＳＰＩインターフェース）を介して通信することができる。信号ＴＸ＿ＢＬは、例えば、信号ＲＸＤ２から以下のように決定することができる：ＴＸ＿ＢＬ：＝ｎｏｔ（ＲＸＤ２）。加入者局２０は、負のフィードバックの場合、すなわちエラーフレーム４７がブロックされた場合、ＣＡＮ ＮＧフレーム４６０のデータフェーズ４６８中に加入者局２０、より正確には通信制御デバイス２１が何らかの送信を行ったことを通知される。

【0072】

すべての他の場合において、信号ＲＸＤ１は、送信／受信ユニット２２０から受信信号選択ブロック２３８を介して加入者局２０の通信制御デバイス２１に渡される。このような他の場合とは、一方では、信号Ｓ＿Ｄ＝「０」であり、すなわち設定されておらず、信号ＴＸが任意の値を有するときであり、他方では、信号Ｓ＿Ｄ＝「１」であり、すなわち設定されており、信号ＴＸ＝「１」であるときである。

【0073】

任意選択で、送信信号生成ブロック２３６および送信信号選択ブロック２３７が利用可能である。送信信号選択ブロック２３７は、マルチプレクサとして設計することができる。

【0074】

送信信号生成ブロック２３６は、加入者局２０が受信エラーを有するかどうかをバス４０上で信号通信するように構成される。送信信号生成ブロック２３６は、信号Ｓ＿ＤおよびＴＸ＿ＢＬを入力信号として使用して、受信エラーの有無を判断する。信号Ｓ＿Ｄも設定される間、信号ＴＸ＿ＢＬが設定されると、送信信号生成ブロック２３６は、受信エラーに関する対応する情報をバス４０に送信すべきであると判断する。送信信号生成ブロック２３６は、この情報を特にレジスタに記憶する。

【0075】

受信エラーに関する対応する情報の信号通知のために、送信信号生成ブロック２３６は信号ＴＸＤ２を生成し、この信号ＴＸＤ２を送信／受信ユニット２２０に転送することができる。したがって、信号ＴＸＤ２は、ＣＡＮ ＮＧフレーム４６０の終了フィールド４６６での誤受信を信号通信することができる。ＣＡＮ ＮＧフレームフォーマットが、ＣＡＮ ＮＧフレーム４６０のデータフェーズ４６８の伝送後に終了フィールド４６６で正および否定応答を使用する場合、送信信号生成ブロック２３６は、否定応答を送信する。否定応答ビットの位置は、例えば、「データフェーズ４６８の終わりからのビット数」に対応する数として、送信信号生成ブロック２３６にハードコードすることができる。

【0076】

信号Ｓ＿Ｄが「未設定」に変わった場合、送信信号生成ブロック２３６は、そこから、ＣＡＮ ＮＧフレーム４６０のデータフェーズ４６８が終了したと結論付ける。

【0077】

あるいは、送信信号生成ブロック２３６は、例えば、データフェーズ４６８後にエラーフレーム４７を送信することができる。

【0078】

何らかの送信を可能にするために、送信信号生成ブロック２３６は、その信号ＴＸＤ２が送信／受信ユニット２２０に向けて送られるように、第２の送信信号選択ブロック２３７を切り替える。

【0079】

送信信号生成ブロック２３６は、ＣＡＮ ＮＧフレーム４６０が終了するまで、信号ＴＸＤ２によって、ＴＸ信号に対する制御を維持し続ける。

【0080】

次に、送信信号生成ブロック２３６は初期状態に戻り、初期状態では送信信号生成ブロック２３６は、信号ＴＸＤ３が送信／受信ユニット２２０に渡されるように、第２の送信信号選択ブロック２３７を切り替える。

【0081】

図４は、加入者局２０がメッセージ４５、４６の受信先のみであり、すなわちＲＸ加入者局であり、ＣＡＮ ＮＧメッセージ４６が送信されたにも関わらず、エラー（ギザギザの黒いブロック矢印によって示される）に基づいて誤ってＣＡＮ ＦＤメッセージ４５を予想した場合に関する、時間ｔにわたる前述した信号の例を示す。信号の任意の値が破線で示されている。図４の信号タイミング図をより容易に理解できるように、信号の通過時間は、図４では０と想定されている。

【0082】

図４において、信号ＴＸＤ１で、送信信号ＴＸによって送信されるべきエラーフレーム４７がブロックされたことが分かる。さらに、信号ＴＸＤ１で、加入者局２０がメッセージ４６を受け取っていないことを他のＣＡＮ ＮＧ加入者局２０、３０に信号通知するために否定確認（ＮＡＣＫ）が送信されたことが分かる。しかし、他のＣＡＮ ＮＧ加入者局２０、３０は、バスシステム１の加入者局１０、２０、３０のうちの１つがメッセージ４６を受け取っていないことのみを認識することができる。

【0083】

第２の例示的実施形態によれば、データフェーズ検出ブロック２３１は、バス信号ＣＡＮ＿Ｈ、ＣＡＮ＿Ｌのみを用いてその検出を実行する。それ以外は、エラーフレーム遮蔽ユニット２３０の機能は、前の例示的実施形態と同様に実行される。

【0084】

したがって、本例示的実施形態によるデータフェーズ検出ブロック２３１の変形形態は、前の例示的実施形態によるデータフェーズ検出ブロック２３１の変形形態よりも複雑ではない。しかし、本例示的実施形態では、信号ＴＸＤ１の検出および評価によってのみ認識することができる障害を見つけることができない。

【0085】

第３の例示的実施形態によれば、データフェーズ検出ブロック２３１は、信号ＴＸＤ１のみを用いてその検出を実行する。それ以外は、エラーフレーム遮蔽ユニット２３０の機能は、第１の例示的実施形態の場合と同様に実行される。

【0086】

したがって、本例示的実施形態によるデータフェーズ検出ブロック２３１の変形形態は、第１の例示的実施形態によるデータフェーズ検出ブロック２３１の変形形態よりも複雑ではない。しかし、本例示的実施形態では、バス信号ＣＡＮ＿Ｈ、ＣＡＮ＿Ｌの検出および評価によってのみ認識することができる障害を見つけることができない。

【0087】

第４の例示的実施形態によれば、送信元検出ブロック２３２は、入力信号として信号ＴＸを使用する簡略化されたＣＡＮ ＮＧ通信制御デバイスとして設計されている。送信されたＣＡＮ ＮＧフレーム４６０の逐次復号により、簡略化されたＣＡＮ ＮＧ通信制御デバイスは、加入者局２０、すなわちそれ自体の加入者局が送信元であるか否かを非常に簡単かつ確実に決定することができる。例えば、信号ＴＸが調停フェーズ４６７中の特定のビットから値１のままである場合、簡略化されたＣＡＮ ＮＧ通信制御デバイスは、そこから、加入者局２０、すなわちそれ自体の加入者局が調停に負けた、すなわち送信元ではないと推測する。

【0088】

加入者局２０が送信元であるかどうかを検出するための送信元検出ブロック２３２のこの形態は、第１の例示的実施形態による送信元検出ブロック２３２の形態よりもロバストである、または信頼性が高い。しかし、送信元検出ブロック２３２の本形態は、第１の例示的実施形態による送信元検出ブロック２３２の形態よりも高いリソース要件を有する。

【0089】

第５の例示的実施形態によれば、受信信号選択ブロック２３８および送信信号生成ブロック２３６が利用可能である。この場合、受信信号選択ブロック２３８が実際にエラーフレーム４７をブロックした場合、すなわち信号ＴＸ＿ＢＬが設定された場合、受信信号選択ブロック２３８は、信号ＲＸを値「０」に設定することができ、信号ＲＸＤ２：＝「０」および信号ＲＸｓｗによって、終了フィールド４６６の最後の１１個のリセッシブビットの開始まで規定し、すなわち肯定応答ビットおよび否定応答ビット中、信号ＲＸは値「０」である。これは、受信信号選択ブロック２３８が、前に指定された信号ＲＸをデータフェーズ４６８の最後までしか規定しない第１の例示的実施形態とは異なる。

【0090】

受信信号選択ブロック２３８は、例えば１から０への信号Ｓ＿Ｄの変化からビットをカウントすることによって、終了フィールド４６６の最後にある１１個のリセッシブビットの開始を認識することができる。

【0091】

通信制御デバイス２１、３１、送信／受信デバイス２２、３２、エラーフレーム遮蔽ユニット１３０、２３０、３３０、加入者局１０、２０、３０、バスシステム１、およびそこで行われる方法の上述したすべての構成は、個別に使用することができ、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および／またはそれらの修正形態のすべての特徴を任意選択で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。

【0092】

例示的実施形態による前述したバスシステム１は、ＣＡＮプロトコルに基づくバスシステムに関して述べた。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に伝送可能である異なる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ついて保証されることは有利であるが、必須の前提条件ではない。

【0093】

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の加入者局１０は省略することができる。この場合、加入者局２０、３０がＣＡＮ ＦＤフォーマットでも送信することができるとき、エラーフレーム遮蔽ユニット２３０、３３０が必要であり、加入者局２０、３０の１つがＣＡＮ ＮＧフレーム４６０のデータフェーズ４６８のフォーマットへの切替えに失敗したときに、ＣＡＮ ＮＧフレーム４６０のデータフェーズ４６８の伝送が妨害されないようにする。加入者局２０または３０のうちの１つまたは複数がバスシステム１で利用可能であり得る。

【0094】

場合によっては、エラーフレーム遮蔽ユニット１３０、２３０、３３０の少なくとも１つは、送信／受信デバイス２２、３２の外部に配置される。特に、エラーフレーム遮蔽ユニット１３０、２３０、３３０の少なくとも１つは、加入者局１０、２０、３０の別個のユニットとして提供される。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【国際調査報告】