特表 2023-536334 シリアルバスシステム用の加入者局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】2023-08-24

(54)【発明の名称】シリアルバスシステム用の加入者局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 12/28 20060101AFI20230817BHJP

【ＦＩ】

H04L12/28 200Z

H04L12/28 100A

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023507582

(86)(22)【出願日】2021-07-15

(85)【翻訳文提出日】2023-04-03

(86)【国際出願番号】 EP2021069742

(87)【国際公開番号】W WO2022028843

(87)【国際公開日】2022-02-10

(31)【優先権主張番号】102020209917.0

(32)【優先日】2020-08-05

(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】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

(72)【発明者】

【氏名】ベイラー，フランツ

(72)【発明者】

【氏名】ホルスト，クリスティアン

【テーマコード（参考）】

5K033

【Ｆターム（参考）】

5K033AA05

5K033BA06

5K033CB15

5K033DA13

(57)【要約】

シリアルバスシステム（１）用の加入者局（１０；３０）、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。加入者局（１０；３０）は、バスシステム（１）の加入者局（１０；２０；３０）と少なくとも１つの他の加入者局（１０；２０；３０）との通信を制御するため、および送信信号（ＴＸＤ）を生成するための通信制御デバイス（１１；３１）であって、バスシステム（１）の加入者局（１０、２０、３０）間で交換されるメッセージ（４５）に関して、第１の通信フェーズ（４５１）においてバス（４０）に送信される信号のビット時間（ｔ＿ｂｔ１）が、第２の通信フェーズ（４５２）において送信される信号のビット時間（ｔ＿ｂｔ２）とは異なり得る、通信制御デバイス（１１；３１）を備え、通信制御デバイス（１１；３１）が、フレーム（４５０）に従って送信信号（ＴｘＤ）を生成し、フレーム（４５０）で、第２の通信フェーズ（４５２）の後に、エッジを備えたフィールド（ＤＡＳ）を挿入するように設計されており、フィールド（ＤＡＳ）が、エッジの前に、第１の通信フェーズ（４５１）のビット時間（ｔ＿ｂｔ１）の期間よりも長い期間（Ｔ＿ＲＢ）に対応する所定の長さを有し、エッジが、バス（４０）での通信に同期するために、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）の通信制御デバイス（２１；３１；１１）のために設けられており、少なくとも１つの他の加入者局（１０；２０；３０）の送信／受信デバイス（２２；３２；１２）が、所定の期間（Ｔ＿ＲＢ）の前に、第１の通信フェーズ（４５１）でフレーム（４５０）を送信および受信するための動作モード（Ｂ＿４５１）に切り替えられている。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

シリアルバスシステム（１）用の加入者局（１０；３０）であって、
前記バスシステム（１）の加入者局（１０；２０；３０）と少なくとも１つの他の加入者局（１０；２０；３０）との通信を制御するため、および送信信号（ＴＸＤ）を生成するための通信制御デバイス（１１；３１）であり、前記バスシステム（１）の加入者局（１０、２０、３０）間で交換されるメッセージ（４５）に関して、第１の通信フェーズ（４５１）においてバス（４０）に送信される信号のビット時間（ｔ＿ｂｔ１）が、第２の通信フェーズ（４５２）において送信される信号のビット時間（ｔ＿ｂｔ２）とは異なり得る、通信制御デバイス（１１；３１）を備え、
前記通信制御デバイス（１１；３１）が、フレーム（４５０）に従って前記送信信号（ＴｘＤ）を生成し、前記フレーム（４５０）で、前記第２の通信フェーズ（４５２）の後に、エッジを備えたフィールド（ＤＡＳ）を挿入するように設計されており、
前記フィールド（ＤＡＳ）が、前記エッジの前に、前記第１の通信フェーズ（４５１）のビット時間（ｔ＿ｂｔ１）の期間よりも長い期間（Ｔ＿ＲＢ）に対応する所定の長さを有し、
前記エッジが、前記バス（４０）での前記通信に同期するために、前記バスシステム（１）の前記少なくとも１つの他の加入者局（１０；２０；３０）の通信制御デバイス（２１；３１；１１）のために設けられており、前記少なくとも１つの他の加入者局（１０；２０；３０）の送信／受信デバイス（２２；３２；１２）が、前記所定の期間（Ｔ＿ＲＢ）の前に、前記第１の通信フェーズ（４５１）で前記フレーム（４５０）を送信および受信するための動作モード（Ｂ＿４５１）に切り替えられている、
加入者局（１０；３０）。

【請求項2】

前記フィールド（ＤＡＳ）の前記所定の長さが、前記第１の通信フェーズ（４５１）の前記ビット時間（ｔ＿ｂｔ１）を備えたビットの少なくとも３ビット分を有する、請求項１に記載の加入者局（１０；３０）。

【請求項3】

前記エッジが、立ち下がりエッジである、請求項１または２に記載の加入者局（１０；３０）。

【請求項4】

前記通信制御デバイス（１１）が、前記フィールド（ＤＡＳ）で、前記エッジの前に、論理値１１を備えたビットシーケンスを挿入するように設計されている、請求項１から３のいずれか一項に記載の加入者局（１０；３０）。

【請求項5】

前記通信制御デバイス（１１）が、前記フィールド（ＤＡＳ）を、論理値１１０１を備えたビットシーケンスとして挿入するように設計されている、請求項１から４のいずれか一項に記載の加入者局（１０；３０）。

【請求項6】

前記通信制御デバイス（１１）が、前記送信信号（ＴＸＤ）でのパルス幅変調によって、前記送信／受信デバイス（１２；３２）に、前記送信／受信デバイス（１２；３２）がその動作モードを切り替える必要があることを信号通知するように設計されている、請求項１から５のいずれか一項に記載の加入者局（１０；３０）。

【請求項7】

前記送信信号（ＴＸＤ）を前記バスシステム（１）のバス（４０）に送信するための送信／受信デバイス（１２；３２）をさらに備え、
前記送信／受信デバイス（１２；３２）が前記送信信号（ＴＸＤ）においてエッジを受信しなかった所定の期間（Ｔ＿ＴＯ）の経過後、前記送信／受信デバイス（１２；３２）が、その動作モードを、前記第２の通信フェーズ（４５２）の動作モード（Ｂ＿４５２＿ＴＸ）から前記第１の通信フェーズ（４５１）の異なる動作モード（Ｂ＿４５１）に切り替えるように設計されている、
請求項１から６のいずれか一項に記載の加入者局（１０；３０）。

【請求項8】

前記通信制御デバイス（１１；３１）が、前記所定の期間（Ｔ＿ＴＯ）の開始前の前記送信信号（ＴｘＤ、ＴＸＤ）での最後のシンボルとして、論理値０を備えたＰＷＭシンボル（ＳＢ＿Ｄ０）を挿入するように設計されている、請求項７に記載の加入者局（１０；３０）。

【請求項9】

前記通信制御デバイス（１１；３１）が、前記所定の期間（Ｔ＿ＴＯ）の開始前の前記送信信号（ＴｘＤ、ＴＸＤ）での最後のシンボルとして、論理値１を備えたＰＷＭシンボル（ＳＢ＿Ｄ１）を挿入するように設計されている、請求項７に記載の加入者局（１０；３０）。

【請求項10】

前記通信制御デバイス（１１；３１）が、前記所定の期間（Ｔ＿ＴＯ）の開始前の前記送信信号（ＴｘＤ、ＴＸＤ）での最後から２つ目のシンボルとして、論理値０を備えたＰＷＭシンボル（ＳＢ＿Ｄ０）を挿入し、前記所定の期間（Ｔ＿ＴＯ）の開始前の前記送信信号（ＴｘＤ、ＴＸＤ）での最後のシンボルとして、論理値０を有するが、立ち下がりエッジを有さないＰＷＭシンボル（ＳＢ＿Ｄ０）を前記送信信号（ＴｘＤ、ＴＸＤ）に挿入するように設計されている、請求項７に記載の加入者局（１０；３０）。

【請求項11】

前記通信制御デバイス（１１；３１）が、前記送信／受信デバイス（１２；３２）が受信信号（ＲｘＤ）を前記通信制御デバイス（１１；３１）に送信するポート（ＲＸＤ）での前記信号を、前記送信／受信デバイス（１２；３２）がその動作モードを前記第２の通信フェーズ（４５２）の前記動作モード（Ｂ＿４５２＿ＴＸ）から前記第１の通信フェーズ（４５１）の前記異なる動作モード（Ｂ＿４５１）に切り替えたかどうかについてチェックするように設計されている、請求項１から１０のいずれか一項に記載の加入者局（１０；３０）。

【請求項12】

前記送信信号（ＴＸＤ）を前記バスシステム（１）のバス（４０）に送信するための前記送信／受信デバイス（２２）をさらに備え、
前記送信／受信デバイス（２２）が、前記第１の通信フェーズ（４５１）で前記フレーム（４５０）を送信および受信するための前記動作モード（Ｂ＿４５２＿ＴＸ）で前記フレーム（４５０）全体を前記バス（４０）に送信するように設計されている、
請求項１から４のいずれか一項に記載の加入者局（１０；３０）。

【請求項13】

前記メッセージ（４５）のために形成される前記フレーム（４５０）が、ＣＡＮ ＦＤと互換性があるように構成されており、
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（４５２）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１から１２のいずれか一項に記載の加入者局（１０；３０）。

【請求項14】

バス（４０）と、
前記バス（４０）を介して相互にシリアル通信することができるように互いに接続されており、そのうちの少なくとも１つの加入者局（１０；３０）が、請求項１から１３のいずれか一項に記載の加入者局（１０；３０）である少なくとも２つの加入者局（１０；２０；３０）とを備えた、
バスシステム（１）。

【請求項15】

シリアルバスシステム（１）での通信方法であって、前記バスシステム（１）の加入者局（１０；３０）によって実施され、前記加入者局（１０；３０）が、通信制御デバイス（１１；３１）および送信／受信デバイス（１２；２２；３２）を有し、
前記通信制御デバイス（１１；３１）によって、前記バスシステム（１）の前記加入者局（１０；３０）と少なくとも１つの他の加入者局（１０；２０；３０）との通信を制御するステップであり、前記バスシステム（１）の加入者局（１０、２０、３０）間で交換されるメッセージ（４５）に関して、第１の通信フェーズ（４５１）において前記バス（４０）に送信される信号のビット時間（ｔ＿ｂｔ１）が、第２の通信フェーズ（４５２）において送信される信号のビット時間（ｔ＿ｂｔ２）とは異なり得る、ステップと、
前記送信／受信デバイス（１２；３２）によって、前記送信信号（ＴＸＤ）を前記バスシステム（１）のバス（４０）に送信するステップとを有し、
前記通信制御デバイス（１１；３１）が、フレーム（４５０）に従って前記送信信号（ＴｘＤ）を生成し、前記フレーム（４５０）で、前記第２の通信フェーズ（４５２）の後に、エッジを備えたフィールド（ＤＡＳ）を挿入し、
前記フィールド（ＤＡＳ）が、前記エッジの前に、前記第１の通信フェーズ（４５１）のビット時間（ｔ＿ｂｔ１）の期間よりも長い期間（Ｔ＿ＲＢ）に対応する所定の長さを有し、
前記エッジが、前記バス（４０）での前記通信に同期するために、前記バスシステム（１）の前記少なくとも１つの他の加入者局（１０；２０；３０）の通信制御デバイス（２１；３１；１１）のために設けられており、前記少なくとも１つの他の加入者局（１０；２０；３０）の送信／受信デバイス（２２；３２；１２）が、前記所定の期間（Ｔ＿ＲＢ）の前に、前記第１の通信フェーズ（４５１）で前記フレーム（４５０）を送信および受信するための動作モード（Ｂ＿４５１）に切り替えられている、
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、高い融通性、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用の加入者局およびシリアルバスシステムでの通信方法に関する。

【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用バスシステムは、技術的設備または車両の機能の数に応じて、大きいデータ量の伝送を可能にすべきである。ここで、多くの場合、データを送信側から受信側に従来よりも速く伝送することができ、必要に応じて大きなデータパケットも伝送可能であることが求められる。

【0003】

現在、車両ではバスシステムが導入段階であり、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バス加入者間で伝送される。このために、メッセージは、２つの通信フェーズ間で切り替えられるフレームでバスに送信される。第１の通信フェーズ（調停）では、バスシステムのどの加入者局が、後続の第２の通信フェーズ（データフェーズまたは使用データの送信）でフレームをバスに送信してよいかが交渉される。ＣＡＮ ＦＤは、多くの製造業者によって、車両において最初の段階では５００ｋｂｉｔ／ｓの調停ビットレートおよび２Ｍｂｉｔ／ｓのデータビットレートで使用される。したがって、バスでの伝送中に、低速の動作モードと高速の動作モードとを切り替えなければならない。

【0004】

第２の通信フェーズでさらに高いデータレートを可能にするために、ＣＡＮ ＦＤ用の後継バスシステムが現在開発されており、これは、ＣＡＮ ＸＬと呼ばれ、現在、組織ＣＡＮ ｉｎ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ（ＣｉＡ）において標準化されている。ＣＡＮ ＸＬは、ＣＡＮバスを介する純粋なデータ輸送に加えて、機能的安全性（Ｓａｆｅｔｙ）、データセキュリティ（Ｓｅｃｕｒｉｔｙ）、サービス品質（ＱｏＳ＝Ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ Ｓｅｒｖｉｃｅ）など他の機能もサポートすべきである。これらは、自律走行車で必要とされる基本的な特性である。

【0005】

チャネル（ＣＡＮバス）を介するフレームでのデータの伝送において、エラーが生じ得る。特に、ビットは、外部の影響、特に照射によって変えられるおそれがある。ＣＡＮ ＸＬの通信プロトコルは、エラーを認識してそれに対応しなければならない。

【0006】

ＣＡＮ ＸＬでは、エラー信号通知があってもなくてもエラーを処理することができる。エラー信号通知のために、エラーを検出した加入者局は、エラーフレーム（エラーフラグ）をバスに送信して、エラーが認識されたことを他の加入者局に知らせる。エラー信号通知がない場合、エラーを検出した加入者局は、エラーフレーム（エラーフラグ）をバスに送信しない。したがって、送信を行う加入者局（送信ノード）は、フレームを正しく受信できなかった、受信のみを行う加入者局（受信ノード）からはフィードバックを受けない。このタイプの通信は、「ファイア・アンド・フォーゲット（Ｆｉｒｅ ａｎｄ ｆｏｒｇｅｔ）」とも呼ばれ、これは送信と忘却とも表すことができる。

【0007】

エラーフレームがバスに送信されない場合、エラーに関するフィードバックが生じないので、送信を行う加入者局（送信ノード）は、完全なフレームをバスに送信する。フレームを正しく受信することができなかった受信を行う加入者局（受信ノード）は、その送信／受信デバイス（トランシーバ）が事前に予め低速動作モードになっていない場合には、高速動作モード（ＦＡＳＴ）から低速動作モード（ＳＬＯＷ）に切り替え、その後、バスでの現行の通信に再統合することを試みる。その結果、これらの加入者局は、フレームの最後にのみ生じ得る、連続した１１個のレセシブビットからなるシーケンス、いわゆるバスアイドルシーケンスを待機する。新たにオンに切り替えられ、または非アクティブへの切替え後に再びアクティブに切り替えられ、その後、バスでの通信に参加することになる加入者局も、このシーケンスを待機する。

【0008】

通信に統合されているすべての加入者局が、フレームの最後にある１１個のレセシブビットの認識をほぼ同時に完了することが重要である。後続のビット、すなわち１１個のレセシブビットに続くビットで、すべての加入者局がフレームの送信または受信のために同時に準備されなければならないので、この同期性は必要である。

【0009】

加入者局のこの同期性が達成されるように、ＣＡＮ ＸＬフレームでのＤＡＳフィールドに、すべての受信ノードが同期すべき同期エッジがある。その後、再統合を同期して行うことができる。

【0010】

しかし、データフェーズ中にすべての受信ノードがエラーを確認したときは問題である。この場合、どの受信ノードも、フレームの正しい受信に関する確認としてドミナントＡＣＫビットを送信しない。それにより、ＤＡＳフィールドでの同期エッジは、バスアイドルシーケンスの前の同期のための最後の可能なエッジである。ここで、現在のＣＡＮ ＸＬフレームフォーマットでのＤＡＳフィールドでは、正しい同期がすべての状況下で可能でないことが判明している。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

したがって、本発明の課題は、前述した問題を解決するシリアルバスシステム用の加入者局およびシリアルバスシステムでの通信方法を提供することである。特に、エラー後またはオンへの切替え後に受信ノードの再統合を現行のバス通信において常に正しく行うことができ、高いデータレート時およびフレーム当たりの使用データ量の増加時にも通信の高いエラーロバスト性を実現する、シリアルバスシステム用の加入者局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】

【0012】

この課題は、請求項１の特徴を備えるシリアルバスシステム用の加入者局によって解決される。加入者局は、バスシステムの加入者局と少なくとも１つの他の加入者局との通信を制御するための通信制御デバイスであって、バスシステムの加入者局間で交換されるメッセージに関して、第１の通信フェーズにおいてバスに送信される信号のビット時間が、第２の通信フェーズにおいて送信される信号のビット時間とは異なり得る、通信制御デバイスと、バスシステムのバスに送信信号を送信するための送信／受信デバイスとを備え、通信制御デバイスが、フレームに従って送信信号を生成し、フレームで、第２の通信フェーズの後に、エッジを備えたフィールドを挿入するように設計されており、フィールドが、エッジの前に、第１の通信フェーズのビット時間の期間よりも長い期間に対応する所定の長さを有し、エッジが、バスでの通信に同期するために、バスシステムの少なくとも１つの他の加入者局の通信制御デバイスのために設けられており、その送信／受信デバイスが、所定の期間の前に、第１の通信フェーズでフレームを送信および受信するための動作モードに切り替えられている。

【0013】

加入者局の設計により、変更されたＤＡＳフィールドがあり、これにより、バスでの通信に再統合されたすべての加入者局がＤＡＳフィールドで同期できることが保証されている。これは、照射によるエラー時でさえ、確実なエラー処理を可能にする。さらに、すべての加入者局（ノード）が同時に再び送信および受信できる状態になるので、公平性が保証されている。さらに、それにより、バスシステムでの通信における後続のエラーが回避され得る。

【0014】

したがって、加入者局によって、ＣＡＮ ＸＬを用いたロバストな通信が初めて可能にされる。
したがって、バスシステムでの加入者局によって、第１の通信フェーズで、ＣＡＮから知られている調停を保持し、しかしＣＡＮまたはＣＡＮ ＦＤに比べて伝送速度をさらに大幅に向上することができる。

【0015】

加入者局によって実施される方法は、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に存在するときにも使用することができる。

【0016】

加入者局の有利なさらなる形態は、従属請求項に記載されている。
フィールドの所定の長さが、第１の通信フェーズのビット時間を備えたビットの少なくとも３ビット分を有することが可能である。

【0017】

エッジは、立ち下がりエッジであり得る。
通信制御デバイスは、フィールドで、エッジの前に、論理値１１を備えたビットシーケンスを挿入するように設計されていてもよい。

【0018】

通信制御デバイスは、フィールドを、論理値１１０１を備えたビットシーケンスとして挿入するように設計されていてもよい。
１つの例示的実施形態によれば、通信制御デバイスは、送信信号でのパルス幅変調によって、送信／受信デバイスに、送信／受信デバイスがその動作モードを切り替える必要があることを信号通知するように設計されている。

【0019】

加入者局が、送信信号をバスシステムのバスに送信するための送信／受信デバイスをさらに有し、送信／受信デバイスが送信信号においてエッジを受信しなかった所定の期間の経過後、送信／受信デバイスは、その動作モードを、第２の通信フェーズの動作モードから第１の通信フェーズの異なる動作モードに切り替えるように設計されていることが考えられる。

【0020】

１つの例示的実施形態によれば、通信制御デバイスは、所定の期間の開始前の送信信号での最後のシンボルとして、論理値０を備えたＰＷＭシンボルを挿入するように設計されている。

【0021】

１つの例示的実施形態によれば、通信制御デバイスは、所定の期間の開始前の送信信号での最後のシンボルとして、論理値１を備えたＰＷＭシンボルを挿入するように設計されている。

【0022】

１つの例示的実施形態によれば、通信制御デバイスは、所定の期間の開始前の送信信号での最後から２つ目のシンボルとして、論理値０を備えたＰＷＭシンボルを挿入し、所定の期間の開始前の送信信号での最後のシンボルとして、論理値０を有するが、立ち下がりエッジを有さないＰＷＭシンボルを送信信号に挿入するように設計されている。

【0023】

通信制御デバイスは、送信／受信デバイスが受信信号を通信制御デバイスに送信するポートでの信号を、送信／受信デバイスがその動作モードを第２の通信フェーズの動作モードから第１の通信フェーズの異なる動作モードに切り替えたかどうかについてチェックするように設計されていることがある。

【0024】

別の例示的実施形態によれば、送信／受信デバイスが、第１の通信フェーズでフレームを送信および受信するための動作モードでフレーム全体をバスに送信するように設計されている。

【0025】

メッセージのために形成されるフレームは、ＣＡＮ ＦＤと互換性があるように構成されており、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可能である。

【0026】

上述した加入者局はバスシステムの一部でよく、バスシステムは、バスと、バスを介して相互にシリアル通信することができるように互いに接続されている少なくとも２つの加入者局とを含む。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、上述した加入者局である。

【0027】

前述の課題は、請求項１５に記載のシリアルバスシステムでの通信方法によっても達成される。この方法は、バスシステムの加入者局によって実施され、加入者局が、通信制御デバイスおよび送信／受信デバイスを有し、方法は、通信制御デバイスによって、バスシステムの加入者局と少なくとも１つの他の加入者局との通信を制御するステップであって、バスシステムの加入者局間で交換されるメッセージに関して、第１の通信フェーズにおいてバスに送信される信号のビット時間が、第２の通信フェーズにおいて送信される信号のビット時間とは異なり得る、ステップと、送信／受信デバイスによって、送信信号をバスシステムのバスに送信するステップとを有し、通信制御デバイスが、フレームに従って送信信号を生成し、フレームで、第２の通信フェーズの後に、エッジを備えたフィールドを挿入し、フィールドが、エッジの前に、第１の通信フェーズのビット時間の期間よりも長い期間に対応する所定の長さを有し、エッジが、バスでの通信に同期するために、バスシステムの少なくとも１つの他の加入者局の通信制御デバイスのために設けられており、その送信／受信デバイスが、所定の期間の前に、第１の通信フェーズでフレームを送信および受信するための動作モードに切り替えられている。

【0028】

方法は、加入者局に関して上述したも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もしくは後述する特徴または実施形態の明示的に言及し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。

【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が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の例示的実施形態によるバスシステムの加入者局の簡略的な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、加入者局におけるバス信号ＣＡＮ－ＸＬ＿ＨおよびＣＡＮ－ＸＬ＿Ｌの時間プロファイルを示す図である。

【図5】第１の例示的実施形態による、加入者局におけるバス信号ＣＡＮ－ＸＬ＿ＨおよびＣＡＮ－ＸＬ＿Ｌの差分電圧ＶＤＩＦＦの時間プロファイルを示す図である。

【図6】加入者局がメッセージの送信側であるときの、第１の例示的実施形態による加入者局のポートへのフレームの送信時に生じる信号の時間プロファイルを示す図である。

【図7】加入者局がメッセージの送信側であるときの、第１の例示的実施形態による加入者局のポートへのフレームの送信時に生じる信号の時間プロファイルを示す図である。

【図8】加入者局がメッセージの送信側であるときの、第１の例示的実施形態による加入者局のポートへのフレームの送信時に生じる信号の時間プロファイルを示す図である。

【図9】図６～図８の信号から得られるバス信号ＣＡＮ－ＸＬ＿ＨおよびＣＡＮ－ＸＬ＿Ｌの差分電圧ＶＤＩＦＦの時間プロファイルを示す図である。

【図10】図９からの差分電圧ＶＤＩＦＦから得られる、受信ノードの受信ポートでの状態の時間プロファイルを示す図である。

【図11】加入者局がメッセージの送信側であるときの、第２の例示的実施形態による加入者局のポートへのフレームの送信時に生じる信号の時間プロファイルを示す図である。

【図12】加入者局がメッセージの送信側であるときの、第２の例示的実施形態による加入者局のポートへのフレームの送信時に生じる信号の時間プロファイルを示す図である。

【図13】加入者局がメッセージの送信側であるときの、第２の例示的実施形態による加入者局のポートへのフレームの送信時に生じる信号の時間プロファイルを示す図である。

【図14】図１１～図１３の信号から得られるバス信号ＣＡＮ－ＸＬ＿ＨおよびＣＡＮ－ＸＬ＿Ｌの差分電圧ＶＤＩＦＦの時間プロファイルを示す図である。

【図15】図１４からの差分電圧ＶＤＩＦＦから得られる、受信ノードの受信ポートでの状態の時間プロファイルを示す図である。

【図16】加入者局がメッセージの送信側であるときの、第３の例示的実施形態による加入者局のポートへのフレームの送信時に生じる信号の時間プロファイルを示す図である。

【図17】加入者局がメッセージの送信側であるときの、第３の例示的実施形態による加入者局のポートへのフレームの送信時に生じる信号の時間プロファイルを示す図である。

【図18】加入者局がメッセージの送信側であるときの、第３の例示的実施形態による加入者局のポートへのフレームの送信時に生じる信号の時間プロファイルを示す図である。

【図19】図１６～図１８の信号から得られるバス信号ＣＡＮ－ＸＬ＿ＨおよびＣＡＮ－ＸＬ＿Ｌの差分電圧ＶＤＩＦＦの時間プロファイルを示す図である。

【図20】図１９からの差分電圧ＶＤＩＦＦから得られる、受信ノードの受信ポートでの状態の時間プロファイルを示す図である。

【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 ＸＬ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。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、多数の加入者局１０、２０、３０は、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を備えたバス４０に接続されている。バスワイヤ４１、４２は、ＣＡＮ＿ＨおよびＣＡＮ＿ＬまたはＣＡＮ－ＸＬ＿ＨおよびＣＡＮ－ＸＬ＿Ｌと呼ばれてもよく、送信状態での信号に関して、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もしくは他の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、信号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での通信中にエラーが発生した場合、任意選択でエラーフレーム４７（エラーフラグ）が送信されてもよい。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、およびエラー処理モジュール１５を有する。加入者局２０は、通信制御デバイス２１、送信／受信デバイス２２、および任意選択でエラー処理モジュール２５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、およびエラー処理モジュール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。

【0034】

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。

【0035】

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は、図２を参照してより詳細に述べるＣＡＮ ＸＬフォーマットに基づいて構成されており、ＣＡＮ ＸＬフォーマットでは、それぞれのエラー処理モジュール１５、３５が使用される。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３２に対して提供する、または送信／受信デバイス３２から受信するように実装されていてもよい。この場合にも、それぞれのエラー処理モジュール１５、３５が使用される。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。

【0036】

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、すなわちＣＡＮ ＦＤ許容の従来型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。さらに、任意選択でエラー処理モジュール２５があり、エラー処理モジュール１５、３５と同じ機能を有する。通信制御デバイス２１は、第２のメッセージ４６、例えば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、従来型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。特に、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。

【0037】

送信／受信デバイス２２は、ＩＳＯ１１８９８－１：２０１５に準拠した従来の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。送信／受信デバイス１２、３２は、必要に応じて、関連する通信制御デバイス１１、３１に対してＣＡＮ ＸＬフォーマットに従ってメッセージ４５を提供する、もしくは現在のＣＡＮ ＦＤフォーマットに従ってメッセージ４６を提供するように、または関連する通信制御デバイス１１、３１からメッセージを受信するように実装されていてもよい。

【0038】

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、通信制御デバイス１１によって送信／受信デバイス１２のために、バス４０への送信用に提供される。この場合、通信制御デバイス１１は、図２にも示されているように、この例示的実施形態ではＣＡＮ ＦＤと互換性があるものとしてフレーム４５０を作成する。同じことが、加入者局３０の通信制御デバイス３１および送信／受信デバイス３２にも同様に当てはまる。

【0039】

図２によれば、バス４０でのＣＡＮ通信のためのＣＡＮ ＸＬフレーム４５０は、異なる通信フェーズ４５１、４５２、すなわち調停フェーズ４５１およびデータフェーズ４５２に分割されている。フレーム４５０は、調停フィールド４５３、通信フェーズ４５１、４５２間の切替えのためのＡＤＳフィールドを有する制御フィールド４５４、データフィールド４５５、チェックサムフィールド４５６、ならびに通信フェーズ４５２、４５１間の切替えのためのＤＡＳフィールドを有するフレーム終端フィールド４５７を有する。その後、フレーム終了フィールドＥＯＦが続く。

【0040】

調停フェーズ４５１において、調停フィールド４５３での例えばビットＩＤ２８～ＩＤ１８を有する識別子（ＩＤ）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後続のデータフェーズ４５２で送信する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。調停フェーズ４５１では、ＣＡＮおよびＣＡＮ－ＦＤと同様に物理層が使用される。物理層は、既知のＯＳＩモデル（オープンシステム相互接続モデル）のビット伝送層または層１に対応する。

【0041】

フェーズ４５１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。

【0042】

ＣＳＭＡ／ＣＲ法により、バス４０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。レセシブ状態では、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。これは、今日のＣＡＮ－ＦＤ物理層の最大ビットレート、実際の車両での使用において現在約２メガビット／秒の制限を導く。

【0043】

データフェーズ４５２では、制御フィールド４５４の一部に加えて、データフィールド４５５からのＣＡＮ－ＸＬフレームの使用データまたはメッセージ４５、ならびにチェックサムフィールド４５６が送信される。その後、ＤＡＳフィールドが続き、ＤＡＳフィールドは、データフェーズ４５２からデータフェーズ４５１に切り替えて戻すために使用される。

【0044】

加入者局１０が送信側として調停に勝ち、したがって加入者局１０が送信側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有したときに初めて、メッセージ４５の送信側は、バス４０へのデータフェーズ４５２のビットの送信を開始する。

【0045】

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以下：
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法による調停の採用および場合によっては適応。
ｂ）特に毎秒約１０メガビットへの正味データ伝送レートの増加。
ｃ）特に約２キロバイトまたは任意の他の値への、フレーム当たりの使用データのサイズの増加。
の異なる特性が実現され得る。

【0046】

図２に示されるように、加入者局１０は、第１の通信フェーズとしての調停フェーズ４５１において、部分的に、特にＦＤＦビット（これを含む）まで、ＩＳＯ１１８９８－１：２０１５に従ってＣＡＮ／ＣＡＮ－ＦＤから知られているフォーマットを使用する。それに対し、加入者局１０は、ＦＤＦビット以降、第１の通信フェーズと、第２の通信フェーズであるデータフェーズ４５２とにおいて、以下で述べるＣＡＮ ＸＬフォーマットを使用する。

【0047】

この例示的実施形態では、ＣＡＮ ＸＬとＣＡＮ ＦＤとに互換性がある。ここで、ＣＡＮ ＦＤから知られている、以下でＸＬＦビットと呼ばれるｒｅｓビットが、ＣＡＮ ＦＤフォーマットからＣＡＮ ＸＬフォーマットに切り替えるために使用される。したがって、ＣＡＮ ＦＤとＣＡＮ ＸＬとのフレームフォーマットは、ｒｅｓビットまたはＸＬＦビットまで同じである。受信側は、ｒｅｓビットにおいて初めて、どのフォーマットでフレーム４５０が送信されるかを認識する。ＣＡＮ ＸＬ加入者局、すなわちここでは加入者局１０、３０は、ＣＡＮ ＦＤもサポートする。

【0048】

１１ビットの識別子ＩＤ２８～ＩＤ１８が使用される図２に示されるフレーム４５０の代替として、任意選択で、２９ビットの識別子が使用されるＣＡＮ ＸＬ拡張フレームフォーマットも可能である。ＣＡＮ ＸＬ拡張フレームフォーマットは、ＦＤＦビットまでは、ＩＳＯ１１８９８－１：２０１５からの既知のＣＡＮ ＦＤ拡張フレームフォーマットと同一である。

【0049】

図２によれば、フレーム４５０は、ＳＯＦビットからＦＤＦビット（これを含む）まで、ＩＳＯ１１８９８－１：２０１５に準拠したＣＡＮ ＦＤベースフレームフォーマットと同一である。したがって、既知の構造は、本明細書でさらには説明しない。図２において下側の線が太い線分で示されているビットは、フレーム４５０でドミナントまたは「０」として送信される。図２において上側の線が太い線分で示されているビットは、フレーム４５０でレセシブまたは「１」として送信される。ＣＡＮ ＸＬデータフェーズ４５２では、レセシブレベルとドミナントレベルの代わりに対称的な「１」と「０」のレベルが使用される。

【0050】

一般に、フレーム４５０の生成には２つの異なるスタッフィング規則が使用される。調停フィールド４５３でのＦＤＦビットの前まではＣＡＮ ＦＤの動的ビットスタッフィング規則が適用され、したがって、連続する５つの同一のビットの後に反転スタッフビットが挿入されている。データフェーズ４５２で、ＦＣＰフィールドの前までは固定スタッフィング規則が適用され、したがって、固定数のビットの後に固定スタッフビットが挿入されている。代替として、ただ１つのスタッフビットの代わりに、２つ以上のビットが固定スタッフビットとして挿入されてもよい。

【0051】

フレーム４５０では、ＦＤＦビットの直後にＸＬＦビットが続き、ＸＬＦビットは、その位置から、前述したようにＣＡＮ ＦＤベースフレームフォーマットでの「ｒｅｓビット」に対応する。ＸＬＦビットは、１、すなわちレセシブとして送信されるとき、それによりフレーム４５０をＣＡＮ ＸＬフレームとして識別する。ＣＡＮ ＦＤフレームの場合、通信制御デバイス１１は、ＸＬＦビットを０、すなわちドミナントとして設定する。

【0052】

ＸＬＦビットの後、フレーム４５０でｒｅｓＸＬビットが続き、ｒｅｓＸＬビットは、将来の使用のためのドミナントビットである。ｒｅｓＸＬは、フレーム４５０に関して、０、すなわちドミナントとして送信されなければならない。しかし、加入者局１０がｒｅｓＸＬビットを１、すなわちレセシブとして受信した場合、受信を行う加入者局１０は、ＣＡＮ ＦＤメッセージ４６でｒｅｓ＝１に関して行われるのと同様に、例えばプロトコル例外状態になる。代替として、ｒｅｓＸＬビットは正反対に定義されていてもよく、すなわち、１、すなわちレセシブとして送信されることになる。この場合、受信を行う加入者局は、ドミナントｒｅｓＸＬビットでプロトコル例外状態になる。

【0053】

ｒｅｓＸＬビットの後、フレーム４５０で、所定のビットシーケンスが符号化されるシーケンスＡＤＳ（調停データスイッチ）が続く。このビットシーケンスは、調停フェーズ４５１のビットレート（調停ビットレート）からデータフェーズ４５２のビットレート（データビットレート）への単純で確実な切替えを可能にする。例えば、ＡＤＳシーケンスのビットシーケンスは、少なくとも最後の部分で論理１として送信されるＡＬ１ビットからなる。ＡＬ１ビットは、調停フェーズ４５１の最後のビットである。ＡＬ１ビットにおいて、送信／受信デバイス１２、２２、３２での物理層が切り替えられる。したがって、ＡＤＳシーケンス中に送信／受信デバイス１２、３２の動作モードも切り替えられる。次のビットＤＨ１、ＤＨ２、およびＤＬ１は、すでにデータビットレートで送信される。したがって、ＣＡＮ ＸＬでのビットＤＨ１、ＤＨ２、およびＤＬ１は、データフェーズ４５２の時間的に短いビットである。ＡＤＳフィールドは、第１の通信フェーズ４５１から第２の通信フェーズ４５２に遷移するために使用される。

【0054】

シーケンスＡＤＳの後に、フレーム４５０で、データフィールド４５５の内容を特徴付けるＳＤＴフィールドが続く。ＳＤＴフィールドの内容は、データフィールド４５５に含まれている情報のタイプを提示する。例えば、ＳＤＴフィールドは、データフィールド４５５に「インターネットプロトコル」（ＩＰ）フレーム、またはトンネルされたイーサネットフレームもしくは他のフレームがあるかどうかを提示する。

【0055】

ＳＤＴフィールドにＳＥＣフィールドが続き、ＳＥＣフィールドは、フレーム４５０がＣＡＮセキュリティプロトコルで保護されているか否かを提示する。ＳＥＣフィールドは１ビット幅であり、ＳＤＴフィールドと同様に、データフィールド４５５に含まれている情報のタイプを提示する機能を有する。

【0056】

ＳＥＣフィールドの後にＤＬＣフィールドが続き、ＤＬＣフィールドにはデータ長コード（ＤＬＣ＝Ｄａｔａ Ｌｅｎｇｔｈ Ｃｏｄｅ）が挿入され、データ長コードは、フレーム４５０のデータフィールド４５５内のバイト数を提示する。データ長コード（ＤＬＣ）は、１からデータフィールド４５５の最大バイト数またはデータフィールド長までの任意の値を取ることができる。最大データフィールド長が特に２０４８ビットである場合、ＤＬＣ＝０が１バイトのデータフィールド長を意味し、ＤＬＣ＝２０４７が２０４８バイトのデータフィールド長を意味すると仮定して、データ長コード（ＤＬＣ）は１１ビットを必要とする。代替として、例えばＣＡＮの場合のように、長さ０のデータフィールド４５５が許可されていてもよい。この場合、ＤＬＣ＝０は、例えば、０バイトを有するデータフィールド長を符号化する。符号化可能な最大データフィールド長は、例えば１１ビットでは、（２^１１）－１＝２０４７である。

【0057】

ＤＬＣフィールドの後、フレーム４５０でＳＢＣビットカウントフィールド（Ｓｔｕｆｆ－Ｂｉｔ－Ｃｏｕｎｔ）が続く。このフィールドでは、調停フィールド４５３で送信された動的スタッフビットの数が提示されている。受信ノードは、ＳＢＣビットカウントフィールドの情報を使用して、受信ノードが正しい数の動的スタッフビットを受信したかどうかをチェックする。

【0058】

ＳＢＣビットカウンタフィールドの後には、プリフェイスＣＲＣとも呼ばれるプリアンブルチェックサムＰＣＲＣが続く。プリアンブルチェックサムＰＣＲＣは、フレーム４５０のフレームフォーマット、すなわち、プリアンブルチェックサムＰＣＲＣの開始までのすべての動的スタッフビットおよび任意選択で固定スタッフビットを含む、ＳＯＦビットを備えたフレーム４５０の開始からプリアンブルチェックサムＰＣＲＣの開始までのすべての可変ビットを保護するためのチェックサムである。プリアンブルチェックサムＰＣＲＣの長さ、したがって巡回冗長検査（ＣＲＣ）に従ったチェックサム多項式の長さは、所望のハミング距離に対応して選択することができる。

【0059】

プリアンブルチェックサムＰＣＲＣの後に、フレーム４５０で、フィールドＶＣＩＤ（Ｖｉｒｔｕａｌ ＣＡＮ ＢｕｓＩＤ）が続く。ＶＣＩＤフィールドは、１バイトの長さを有する。ＶＣＩＤフィールドには、仮想ＣＡＮバスの番号が含まれている。

【0060】

フィールドＶＣＩＤの後、フレーム４５０で、フィールドＡＦ（Ａｃｃｅｐｔａｎｃｅ Ｆｉｅｌｄ）が続く。ＡＦフィールドは、３２ビットの長さを有する。ＡＦフィールドには、アクセプタンスフィルタリング用のアドレスまたは他の値が含まれる。

【0061】

フィールドＡＦの後に、フレーム４５０で、データフィールド４５５（Ｄａｔａ Ｆｉｅｌｄ）が続く。データフィールド４５５はＰバイトＢからなり、ここで、Ｐは、前述したようにＤＬＣフィールドに符号化されている。Ｐは、１以上の自然数である。

【0062】

データフィールド４５５の後に、フレーム４５０で、フレームチェックサムＦＣＲＣおよびＦＣＰフィールドを備えたチェックサムフィールド４５６が続く。フレームチェックサムＦＣＲＣは、フレームチェックサムＦＣＲＣのビットからなる。フレームチェックサムＦＣＲＣ、したがってＣＲＣ多項式の長さは、所望のハミング距離に対応して選択することができる。フレームチェックサムＦＣＲＣは、フレーム４５０全体を保護する。代替として、任意選択で、データフィールド４５５のみがフレームチェックサムＦＣＲＣによって保護されている。

【0063】

フレームチェックサムＦＣＲＣの後に、フレーム４５０でＦＣＰフィールドが続き、ここで、ＦＣＰ＝フレームチェックパターンである。ＦＣＰフィールドは、特にビットシーケンス１１００を備えた４ビットからなる。受信ノードは、ＦＣＰフィールドを用いて、受信ノードが送信データストリームとビット同期しているかどうかをチェックする。さらに、受信ノードは、ＦＣＰフィールドの立ち下がりエッジに同期する。

【0064】

ＦＣＰフィールドの後に、フレーム終端フィールド４５７が続く。フレーム終端フィールド４５７は、２つのフィールド、すなわち、ＤＡＳフィールドと、少なくとも１つのビットＡＣＫおよびビットＡＣＫ－Ｄｌｍを備えた確認フィールドまたはＡＣＫフィールドとからなる。

【0065】

ＤＡＳフィールドは、シーケンスＤＡＳ（Ｄａｔａ Ａｒｂｉｔｒａｔｉｏｎ Ｓｗｉｔｃｈ；データ調停スイッチ）を含み、シーケンスＤＡＳに所定のビットシーケンスが符号化される。所定のビットシーケンスは、図２では、ビットＤＡＨ、ＡＨ１、ＡＬ２を有する。さらに、任意選択で、ＤＡＳフィールドの最後にビットＡＨ２が設けられており、このビットＡＨ２は、確認フィールド（ＡＣＫ）に対するスペースホルダとして働く。ＤＡＳフィールドは、少なくとも３ビットを有する。ビットシーケンスＤＡＨ、ＡＨ１、ＡＬ２は、データフェーズ４５２のデータビットレートから調停フェーズ４５１の調停ビットレートへの簡単で安全な切替えを可能にする。さらに、ＤＡＳフィールド中、送信／受信デバイス１２、３２の動作モードは、任意選択で動作モードＦＡＳＴから動作モードＳＬＯＷに切り替えられる。例えば、シーケンスＤＡＳのビットシーケンスは、調停ビットＤＡＨおよび調停ビットＡＨ１を有し、それぞれ論理値１を有する。したがって、ビットＤＡＨまたはビットＡＨ１内で、物理層は、送信／受信デバイス１２、３２の動作モードをＦＡＳＴ＿ＴＸまたはＦＡＳＴ＿ＲＸからＳＬＯＷに切り替える。ビットＡＨ１には、ビットＡＬ２（論理０）およびビットＡＨ２（論理１）が続く。３つのビットＤＡＨ、ＡＨ１、ＡＬ２は、フレームの最後でバスシステムの加入者局の同期を保証する機能を有する。これにより、受信中にエラーを認識した受信ノードの同期も保証される。

【0066】

フレーム終端フィールド４５７では、ＤＡＳフィールドのシーケンス後に確認フィールド（ＡＣＫ）が続く。確認フィールドで、フレーム４５０の正しい受信の肯定応答または否定応答のためのビットが設けられている。図２の例では、ＡＣＫビットおよびＡＣＫ－ｄｌｍビットが設けられている。任意選択で、さらに、ＮＡＣＫビットおよびＮＡＣＫ－ｄｌｍビットもあり得る。受信を行う加入者局１０、３０は、フレーム４５０を正しく受信した場合、ＡＣＫビットをドミナントとして送信する。送信を行う加入者局は、ＡＣＫビットをレセシブとして送信する。したがって、フレーム４５０でバス４０に元々送信されたビットが、受信を行う加入者局１０、３０によって上書きされ得る。ＡＣＫ－ｄｌｍビットは、他のフィールドから分離するために使用されるレセシブビットとして送信される。ＮＡＣＫビットおよびＮＡＣＫ－ｄｌｍビットは、受信を行う加入者局がフレーム４５０の正しくない受信をバス４０で信号通知できるようにするために使用される。これらのビットの機能は、ＡＣＫビットおよびＡＣＫ－ｄｌｍビットの機能と同様である。

【0067】

フレーム終端フィールド４５７の後に、フレーム４５０で、終了フィールド（ＥＯＦ＝Ｅｎｄ ｏｆ Ｆｒａｍｅ）が続く。終了フィールド（ＥＯＦ）のビットシーケンスは、フレーム４５０の最後を特徴付けるために使用される。終了フィールド（ＥＯＦ）は、フレーム４５０の最後に８つのレセシブビットが送信されるようにする。これは、フレーム４５０内で生じ得ないビットシーケンスである。それにより、加入者局１０、２０、３０によってフレーム４５０の終了が確実に認識され得る。

【0068】

終了フィールド（ＥＯＦ）は、ＡＣＫビットでドミナントビットが見られたか、それともレセシブビットが見られたかに応じて異なる長さを有する。送信を行う加入者局がＡＣＫビットをドミナントとして受信したとき、終了フィールド（ＥＯＦ）は７つのレセシブビットを有する。そうでない場合には、終了フィールド（ＥＯＦ）は、５つだけのレセシブビットの長さである。

【0069】

終了フィールド（ＥＯＦ）の後、フレーム４５０で、図２には図示されていないフレーム間スペース（ＩＦＳ－Ｉｎｔｅｒ Ｆｒａｍｅ Ｓｐａｃｅ）が続く。このフレーム間スペース（ＩＦＳ）は、ＩＳＯ１１８９８－１：２０１５に対応したＣＡＮ ＦＤの場合と同様に設計されている。

【0070】

図３は、通信制御デバイス１１、送信／受信デバイス１２、および通信制御デバイス１１の一部であるエラー処理モジュール１５を備えた加入者局１０の基本構造を示す。加入者局３０は、図３に示されるのと同様に構成されているが、図１によるエラー処理モジュール３５は、通信制御デバイス３１および送信／受信デバイス３２から独立して配置されている。したがって、加入者局３０について個別には述べない。

【0071】

図３によれば、加入者局１０は、通信制御デバイス１１および送信／受信デバイス１２に加えて、通信制御デバイス１１が割り当てられているマイクロコントローラ１３と、システムＡＳＩＣ１６（ＡＳＩＣ＝特定用途向け集積回路）とを有する。システムＡＳＩＣ１６は、代替として、加入者局１０の電子回路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）であってもよい。システムＡＳＩＣ１６には、送信／受信デバイス１２に加えて、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１７が設置される。通常、エネルギー供給デバイス１７は、５Ｖの電圧ＣＡＮ＿Ｓｕｐｐｌｙを送達する。しかし、要件に応じて、エネルギー供給デバイス１７は、異なる値を有する異なる電圧を送達することができる。追加または代替として、エネルギー供給デバイス１７は、電源として設計されていてもよい。

【0072】

エラー処理モジュール１５は、所定のＤＡＳフィールド１５１１をフレーム４５０に挿入する挿入ブロック１５１と、シグナリングブロック１５２とを有する。ブロック１５１、１５２については以下でより詳細に述べる。

【0073】

送信／受信デバイス１２は、送信モジュール１２１および受信モジュール１２２をさらに有する。以下では常に送信／受信デバイス１２に言及するが、代替として、送信モジュール１２１の外部の別個のデバイスに受信モジュール１２２を設けることも可能である。送信モジュール１２１および受信モジュール１２２は、従来の送信／受信デバイス２２と同様に構成されていてもよい。送信モジュール１２１は、特に、少なくとも１つの演算増幅器および／または少なくとも１つのトランジスタを有することができる。受信モジュール１２２は、特に、少なくとも１つの演算増幅器および／または少なくとも１つのトランジスタを有することができる。

【0074】

送信／受信デバイス１２は、バス４０、より正確に言うとＣＡＮ＿ＨまたはＣＡＮ－ＸＬ＿Ｈ用のバス４０の第１のバスワイヤ４１、およびＣＡＮ＿ＬまたはＣＡＮ－ＸＬ＿Ｌ用のバス４０の第２のバスワイヤ４２に接続されている。第１および第２のバスワイヤ４１、４２に電気エネルギー、特に電圧ＣＡＮ－Ｓｕｐｐｌｙを供給するためのエネルギー供給デバイス１７用の電圧供給が、少なくとも１つのポート４３を介して行われる。接地またはＣＡＮ＿ＧＮＤとの接続は、ポート４４を介して実現されている。第１および第２のバスワイヤ４１、４２は、終端抵抗４９で終端されている。

【0075】

第１および第２のバスワイヤ４１、４２は、見やすくするために図３にはこの接続を示していないが、送信／受信デバイス１２において、送信機とも呼ばれる送信モジュール１２１だけでなく、受信機とも呼ばれる受信モジュール１２２にも接続されている。

【0076】

バスシステム１の動作時、送信モジュール１２１は、通信制御デバイス１１の送信信号ＴＸＤまたはＴｘＤを、バスワイヤ４１、４２に関する対応する信号ＣＡＮ－ＸＬ＿ＨおよびＣＡＮ－ＸＬ＿Ｌに変換し、これらの信号ＣＡＮ－ＸＬ＿ＨおよびＣＡＮ－ＸＬ＿Ｌを、バス４０でＣＡＮ＿ＨおよびＣＡＮ＿Ｌ用のポートに送信する。

【0077】

受信モジュール１２２は、図４によるバス４０から受信された信号ＣＡＮ－ＸＬ＿ＨおよびＣＡＮ－ＸＬ＿Ｌから、受信信号ＲＸＤまたはＲｘＤを生成し、図３に示されるように、これを通信制御デバイス１１に転送する。アイドルまたはスタンバイ状態（ＩｄｌｅまたはＳｔａｎｄｂｙ）を除いて、受信モジュール１２２を備えた送信／受信デバイス１２は、通常動作では、送信／受信デバイス１２がメッセージ４５の送信側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。

【0078】

図４の例によれば、信号ＣＡＮ－ＸＬ＿ＨおよびＣＡＮ－ＸＬ＿Ｌは、少なくとも調停フェーズ４５１において、ＣＡＮから知られているようにドミナントおよびレセシブバスレベル４０１、４０２を有する。バス４０に差分信号ＶＤＩＦＦ＝ＣＡＮ－ＸＬ＿Ｈ－ＣＡＮ－ＸＬ＿Ｌが生じ、これは、調停フェーズ４５１に関して図５に示されている。ビット時間ｔ＿ｂｔ１を有する信号ＶＤＩＦＦの個々のビットは、調停フェーズ４５１では例えば０．７Ｖの受信閾値Ｔ＿ａで認識され得る。データフェーズ４５２では、信号ＣＡＮ－ＸＬ＿ＨおよびＣＡＮ－ＸＬ＿Ｌのビットは、調停フェーズ４５１よりも速く、すなわち短いビット時間ｔ＿ｂｔ２で送信される。これは、図６～図１０に基づいてより詳細に説明されている。したがって、データフェーズ４５２における信号ＣＡＮ－ＸＬ＿ＨおよびＣＡＮ－ＸＬ＿Ｌは、少なくともそれらのビットレートがより速いという点において、従来の信号ＣＡＮ＿ＨおよびＣＡＮ＿Ｌとは異なる。

【0079】

図４での信号ＣＡＮ－ＸＬ＿Ｈ、ＣＡＮ－ＸＬ＿Ｌに関する状態４０１、４０２のシーケンス、およびそこから得られる図５の電圧ＶＤＩＦＦのプロファイルは、加入者局１０の機能を説明する目的のものにすぎない。バス状態４０１、４０２に関するデータ状態のシーケンスは、必要に応じて選択可能である。

【0080】

言い換えると、送信モジュール１２１は、第１の動作モードＢ＿４５１（ＳＬＯＷ）に切り替えられているとき、図４に従って、バス４０のバスラインの２つのバスワイヤ４１、４２に関して異なるバスレベルを備えたバス状態４０２として第１のデータ状態を生成し、バス４０のバスラインの２つのバスワイヤ４１、４２に関して同じバスレベルを備えたバス状態４０１として第２のデータ状態を生成する。

【0081】

さらに、送信モジュール１２１は、データフェーズ４５２を含む第２の動作モードＢ＿４５２＿ＴＸ（ＦＡＳＴ＿ＴＸ）における信号ＣＡＮ－ＸＬ＿Ｈ、ＣＡＮ－ＸＬ＿Ｌの時間プロファイルのために、より高いビットレートでビットをバス４０に送信する。ＣＡＮ－ＸＬ＿ＨおよびＣＡＮ－ＸＬ＿Ｌ信号は、データフェーズ４５２でさらに、ＣＡＮ ＦＤの場合とは異なる物理層を用いて生成され得る。それにより、データフェーズ４５２でのビットレートは、ＣＡＮ ＦＤの場合よりもさらに増加させることができる。データフェーズ４５２でフレーム４５０の送信側ではない加入者局は、その送信／受信デバイスで第３の動作モードＢ＿４５２＿ＲＸ（ＦＡＳＴ＿ＲＸ）を設定する。

【0082】

動作モードＢ＿４５１から動作モードＢ＿４５２＿ＴＸ（ＦＡＳＴ＿ＴＸ）または動作モードＢ＿４５２＿ＲＸ（ＦＡＳＴ＿ＲＸ）への切替えを信号通知するために、通信制御デバイス１１は、送信信号ＴｘＤのパルス幅変調（ＰＷＭ）を行う。この目的のために、通信制御デバイス１１は、ＣＡＮ ＸＬフレーム４５０の論理ビット毎に１つ以上のＰＷＭシンボルを使用する。基本的に、ＰＷＭシンボルは２つのフェーズ、すなわち０フェーズと１フェーズとからなる。さらに、ＰＷＭシンボルは２つの等しいエッジ（例えば、２つの立ち上がりエッジ）によって区切られる。

【0083】

図３のエラー処理モジュール１５、特にその挿入ブロック１５１は、加入者局１０がフレーム４５０の送信側として動作するときに、ＤＡＳフィールド１５１１をフレーム４５０に挿入するために使用される。さらに、エラー処理モジュール１５、特にそのシグナリングブロック１５２は、動作モードＢ＿４５２＿ＴＸ（ＦＡＳＴ＿ＴＸ）、Ｂ＿４５１（ＳＬＯＷ）間の切替えに関して後述するように、パルス幅変調（ＰＷＭ）を実行することができる。

【0084】

図６は、時間ｔにわたって、フレーム４５０のデータフェーズ４５２の最後の領域における、最終的に得られるデジタル送信信号ＴｘＤを示す。フレーム４５０では、ビットＦＣＰ３～ＦＣＰ０の後、ＤＡＳフィールド１５１１が挿入されている。送信信号ＴｘＤは、以下でより詳細に述べるように、フレーム４５０の送信側としての通信制御デバイス１１によって、送信／受信デバイス１２にシリアルに送信される。ビットＤＡＨまで、フレーム４５０のビットはビット持続時間ｔ＿ｂｔ２を有する。ビットＤＡＨから、フレーム４５０のビットはビット持続時間ｔ＿ｂｔ１を有する。図６の例では、ビット持続時間ｔ＿ｂｔ２はビット持続時間ｔ＿ｂｔ１より短い。

【0085】

図７は、時間ｔにわたって、通信制御デバイス１１と送信／受信デバイス１２との間のポートＴＸＤでシリアルに生じる、送信信号ＴｘＤから得られる状態を示す。このために、通信制御デバイス１１、例えばエラー処理モジュール１５、特にシグナリングブロック１５２は、データフェーズ４５２で、図６の送信信号ＴｘＤのパルス幅変調（ＰＷＭ）を実行する。図７の例では、ＰＷＭシンボルＳＢ＿Ｄ０において、０フェーズが１フェーズよりも長く、これは、送信信号ＴｘＤでの論理値０を有するビットに対応する。一方、ＰＷＭシンボルＳＢ＿Ｄ１では、１フェーズが０フェーズよりも長く、これは、論理１を有するビットに対応する。当然、ＰＷＭシンボルＳＢ＿Ｄ０、ＳＢ＿Ｄ１は、異なる形で定義することもでき、特に上述したものとは正反対にすることもできる。データフェーズ４５２の後、図６に示されるように、送信信号ＴｘＤのパルス幅変調（ＰＷＭ）が終了する。調停フェーズ４５１では、送信信号ＴｘＤのパルス幅変調（ＰＷＭ）は行われない。動作モードＢ＿４５２＿ＴＸ（ＦＡＳＴ＿ＴＸ）または動作モードＢ＿４５２＿ＲＸ（ＦＡＳＴ＿ＲＸ）ＦＡＳＴ＿ＲＸから動作モードＢ＿４５１（ＳＬＯＷ）への切替えは、ＰＷＭ符号化をオフにすることによって、したがって多くのエッジの未発生によって信号通知される。

【0086】

調停フェーズ４５１の最後に、送信／受信デバイス１２は、送信信号ＴｘＤのエッジの高い頻度により、調停フェーズの動作モードＢ＿４５１から高速動作モードＢ＿４５２＿ＴＸ（ＦＡＳＴ＿ＴＸ）、Ｂ＿４５２＿ＲＸ（ＦＡＳＴ＿ＲＸ）の１つに切り替えるべきである、またはそこに留まるべきであることを認識する。最初のＰＷＭシンボルまたは最初のＭ個のシンボルの値で、送信／受信デバイス１２は、動作モードＢ＿４５２＿ＴＸ（ＦＡＳＴ＿ＴＸ）または動作モードＢ＿４５２＿ＲＸ（ＦＡＳＴ＿ＲＸ）に切り替えるべきかどうかを認識する。Ｍは、１以上の自然数である。

【0087】

図８は、図７のポートＴＸＤでの状態から送信／受信デバイス１２によって復号化された信号ＴｘＤ＿ＴＣの時間プロファイルを示す。さらに、図８は、送信／受信デバイス１２の動作状態を示す。送信／受信デバイス１２は、ビットＤＡＨにおいて、フレーム４５０がビット持続時間ｔ＿ｂｔ２のビットを有するその動作モードＢ＿４５２＿ＴＸを、フレーム４５０がビット持続時間ｔ＿ｂｔ１のビットを有する動作モードＢ＿４５１に切り替える。さらに、フレーム４５０のビットは、動作モードＢ＿４５１で、前述したように動作モードＢ＿４５２＿ＴＸとは異なる物理層でバス４０に送信され得る。送信／受信デバイス１２は、所定の期間Ｔ＿ＴＯ（ＴｉｍｅＯｕｔ）の経過後、特にＲＣ要素によって、所定の時間Ｔ＿ＴＯにわたってエッジが到着しなかったことを認識することができる。送信／受信デバイス１２は、所定の期間Ｔ＿ＴＯ（ＴｉｍｅＯｕｔ）の経過を認識した場合、その動作モードＢ＿４５１（ＳＬＯＷ）に切り替わる。

【0088】

したがって、送信／受信デバイス１２は、図７のポートＴＸＤでの状態を、図８による信号ＴｘＤ＿ＴＣに復号化する。ポートＴＸＤでのＰＷＭシンボルＳＢ＿Ｄ０、ＳＢ＿Ｄ１のそれぞれは、ＰＷＭシンボルＳＢ＿Ｄ０、ＳＢ＿Ｄ１の最後に復号化され得る。したがって、送信／受信デバイス１２での復号化は、バス４０にシリアルに送信され得る信号ＴｘＤ＿ＴＣに遅延期間Ｔ＿ＶＺを挿入する。遅延期間Ｔ＿ＶＺは、図８に示されているように、ＰＷＭシンボルＳＢ＿Ｄ０、ＳＢ＿Ｄ１のうちの１つのシンボル長の期間に等しい。

【0089】

送信／受信デバイス１２は、図７のポートＴＸＤでの状態を、図８による信号ＴｘＤ＿ＴＣに復号化した後、信号ＴｘＤ＿ＴＣを、図９に示される差分電圧ＶＤＩＦＦとしてバス４０に送信する。

【0090】

図１０は、時間ｔにわたって、送信／受信デバイス１２のＲＸＤポートでの信号のプロファイルを示す。送信／受信デバイス１２は、送信／受信デバイス１２が動作モードＢ＿４５２＿ＴＸにある限り、ＲＸＤポートを介して受信信号ＲｘＤを１として送信する。送信／受信デバイス１２が動作モードＢ＿４５２＿ＴＸにあるこの期間は、期間Ｔ＿Ｓに対応し、その最後は、図１０に概略的に示されている。動作モードＢ＿４５２＿ＴＸ（ＦＡＳＴ＿ＴＸ）では、ＲＸＤ＝１が適用される。動作モードＢ＿４５２では、送信／受信デバイス１２は、バス４０から受信された差分電圧ＶＤＩＦＦから送信／受信デバイス１２が生成したデジタル受信信号ＲｘＤの状態に対応する状態を、ポートＲＸＤを介して送信する。

【0091】

したがって、図６～図１０に示すように、図３のエラー処理モジュール１５は、この例示的実施形態では、ＤＡＳフィールドが、値１の２つのビット（ＤＡＨ、ＡＨ１）と、それに続く値０（ドミナント）の１つのビット（ＡＬ２）とを有するように設計されている。

【0092】

ＤＡＨビットは、ＤＡＳフィールド１１５１で、遷移ビットである。ＤＡＨビットは、送信ノードまたは送信／受信デバイス１２によって、少なくとも最後の部分でレセシブレベルで送信される。送信ノードは、現行のデータフェーズ４５２においてフレーム４５０の送信側であり、したがってフレーム４５０をバス４０に送信する加入者局である。以下では、加入者局１０がフレーム４５０に関する送信ノードであり、加入者局３０が受信ノードであると仮定されている。

【0093】

フレーム４５０に関する送信ノードとしての加入者局１０において、通信制御デバイス１１は、ＤＡＨビットの先頭で、送信／受信デバイス１２がその動作モードを動作モードＢ＿４５２＿ＴＸ（ＦＡＳＴ＿ＴＸ）からＢ＿４５１（ＳＬＯＷ）に切り替える必要があることを信号通知する。例えば、ＤＡＨビットの先頭は、ＤＡＨビットの最大５０％に相当する。送信／受信デバイス１２は、ＤＡＨビットでのこの信号通知に基づいて、図７および図８に示されているように、所定の時間Ｔ＿ＴＯの経過後、動作モードＢ＿４５２＿ＴＸ（ＦＡＳＴ＿ＴＸ）からＢ＿４５１（ＳＬＯＷ）へのその動作モードの切替えを実行する。期間Ｔ＿ＴＯ中、図９によるバスレベル、すなわちＶＤＩＦＦの値は、確実にはレセシブではない。

【0094】

図６および図７によれば、送信ノードとしての加入者局１０、より正確には送信／受信デバイス１２は、フレーム４５０に関して、最後の部分でＤＡＨビットをレセシブレベルで送信する。この最後の部分も同様に例えば５０％に対応する。その後、加入者局１０は、ＡＨ１ビットを完全にレセシブレベルで送信する。その後、加入者局１０は、ＡＬ２ビットを完全にドミナントレベルで送信する。したがって、バス４０で、所定の期間Ｔ＿ＲＢにわたってレセシブバス状態が生じる。所定の期間Ｔ＿ＲＢは、図６～図９の例では、ビット持続時間ｔ＿ｂｔ１を有するビットの１．５ビット分に対応する。

【0095】

したがって、図６～図１０によれば、ＦＣＰ０ビットは、ＰＷＭシンボルを用いて符号化されて送信／受信デバイス１２に伝送される最後のビットである。ＤＡＨビット中、通信制御デバイス１１、特にエラー処理モジュール１５は、ＴｘＤ信号を１として送信する。ＦＣＰ０ビットは値として論理０を有するので、論理０が、デバイス１２によって＋１Ｖの値を有する差分電圧としてバス４０上にドライブされる。送信／受信デバイス１２は、例えば５００ｎｓまたは別の値の期間Ｔ＿ＴＯ（ＴｉｍｅＯｕｔ）の後、ポートＴＸＤにエッジが生じないことを認識する。したがって、送信／受信デバイス１２は、図８に示されているように、その動作モードを動作モードＢ＿４５１（ＳＬＯＷ）に切り替える。ＴｘＤ信号に１が存在するので、送信／受信デバイス１２はここで、バス４０上にレセシブレベルをドライブする。次のＡＨ１ビットも同様に、バス４０上にレセシブレベルでドライブされる。したがって、送信ノードは、ＡＬ２ビットの直前に調停ビット時間ｔ＿ｂｔ１よりもかなり長い持続時間Ｔ＿ＲＢでレセシブレベルを生成する。

【0096】

その結果、ＤＡＳフィールドは、データフェーズ４５２から調停フェーズ４５１への切替え前に確実な同期エッジを提供するビットシーケンス１１０を含む。これにより、各受信ノード、すなわち現行のデータフェーズ４５２でフレーム４５０の送信側ではなく、したがってフレーム４５０の受信側にすぎない加入者局が、ＤＡＳフィールドでのＡＬ２ビット（ドミナント）の立ち下がりエッジの直前に、少なくとも１つの調停ビットの持続時間ｔ＿ｂｔ１にわたるレセシブレベルを確認したことが保証され得る。これは、ビットが短縮されて受信側に到着する場合にも適用される。ビットの短縮は、ビットの非対称性の影響により生じ得る。ビット非対称性は、送信／受信デバイス１２、２２、３２（トランシーバ）、終端抵抗、スタブなどの理想的でないコンポーネントによってもたらされる。したがって、各受信ノードは、ＡＨ１とＡＬ１との間のエッジの前に少なくとも１つのレセシブビットを確認し、これは、同期に必要な前提条件である。

【0097】

これにより、受信ノードがエラーフレーム４７を送信するのではなく、受信ノードがエラーを確認した場合に以下のように対処するエラー処理が可能になる。エラーが確認された場合、受信ノード、例えば加入者局３０は、その送信／受信デバイス３２が調停フェーズ４５１の動作モード（ＳＬＯＷ動作モード）にまだなっていなかった場合には送信／受信デバイス３２をその動作モードに切り替え、前述したように、調停フェーズ４５１の１１個のレセシブビットからなるバスアイドルシーケンスを待機する。次いで、ビットシーケンス１１０を有するＤＡＳフィールドは、バスアイドルシーケンスの開始前に必要な確実な同期エッジを提供する。

【0098】

この例示的実施形態の変形形態によれば、通信制御デバイス１１、例えばエラー処理モジュール１５、特にシグナリングブロック１５２は、送信／受信デバイス１２が動作モードＢ＿４５２＿ＴＸ（ＦＡＳＴ＿ＴＸ）に切り替えるべきであることを送信／受信デバイス１２に信号通知しない。代替として、加入者局１０に、通信制御デバイス１１に関して、動作モードＢ＿４５２＿ＴＸ（ＦＡＳＴ＿ＴＸ）またはＢ＿４５２＿ＲＸ（ＦＡＳＴ＿ＲＸ）を有さない送信／受信デバイス、特に送信／受信デバイス２２が存在し得る。これらのどちらの代替形態でも、送信ノードは、ＤＡＨビットが論理「１」であるので、ＤＡＨビットをレセシブビットとして送信する。

【0099】

この変形形態およびその代替形態に関しても、各受信ノードが、ＤＡＳフィールドで、ＡＬ２ビット（ドミナント）の立ち下がりエッジの直前に、少なくとも調停ビットの期間である持続時間ｔ＿ｂｔ１にわたってレセシブレベルを確認したことが保証されている。

【0100】

図１１～図１５は、第２の例示的実施形態による時間プロファイルであり、この時間プロファイルは、以下の態様では、図６～図１０の時間プロファイルとは異なる。
図１２に示されているように、ＤＡＨビットの先頭で、論理値１に対応する少なくとも１つのＰＷＭシンボルが送信される。図１２の例では、ＰＷＭシンボルＳＢ＿Ｄ１が送信される。このために、通信制御デバイス１１、例えばエラー処理モジュール１５、特にシグナリングブロック１５２は、ＤＡＨビットの対応するパルス幅変調（ＰＷＭ）を実行する。続いて、通信制御デバイス１１、例えばエラー処理モジュール１５、特にシグナリングブロック１５２は、ＤＡＨビット中にＴｘＤ信号を１として送信する。

【0101】

論理１に関するＰＷＭシンボルが最後に送信されたので、図１３の信号ＴｘＤ＿ＴＣも、ＤＡＨビットの先頭ですでに論理１である。したがって、差分電圧ＶＤＩＦＦは、図１４に示されるように、ＤＡＨビットの期間Ｔ＿ＴＯ（ＴｉｍｅＯｕｔ）（図１２）にわたって、－１Ｖの値を有する。

【0102】

送信／受信デバイス１２は、例えば５００ｎｓまたは別の値の期間Ｔ＿ＴＯ（ＴｉｍｅＯｕｔ）（図１２）の後、ポートＴＸＤにエッジが生じないことを認識する。したがって、送信／受信デバイス１２は、図１３に示されるように、その動作モードを動作モードＢ＿４５１（ＳＬＯＷ）に切り替える。ＴｘＤ信号に１が存在するので、送信／受信デバイス１２はここで、バス４０にレセシブレベルをドライブする。次のＡＨ１ビットも同様に、バス４０にレセシブレベルでドライブされる。

【0103】

したがって、この例示的実施形態でも、送信ノードは、ＡＬ２ビットの直前に、調停ビット時間ｔ＿ｂｔ１よりもかなり長いレセシブレベルを生成する。
それ以外は、２つの例示的な実施形態のバスシステム１の機能動作は同じである。

【0104】

図１６～図２０は、第３の例示的実施形態による時間プロファイルを示し、この時間プロファイルは、以下の態様では、図６～図１０の時間プロファイルとは異なる。
図１７に示されているように、通信制御デバイス１１、例えばエラー処理モジュール１５、特にシグナリングブロック１５２は、ＤＡＨビットの先頭で、論理値０に対応するが立ち下がりエッジを有さないＰＷＭシンボルを送信する。ここで、図１７の例では、ＰＷＭシンボルＳＢ＿Ｄ０は、立ち下がりエッジなしで送信される。次いで、通信制御デバイス１１、例えばエラー処理モジュール１５、特にシグナリングブロック１５２は、図１８に示されているように、ＤＡＨビット中に送信／受信デバイス１２がその動作モードを動作モードＢ＿４５１（ＳＬＯＷ）に切り替えられている、または変更され終わるまで、ＴｘＤ信号を０として送信する。

【0105】

送信／受信デバイス１２は、例えば５００ｎｓまたは別の値の期間Ｔ＿ＴＯ（ＴｉｍｅＯｕｔ）（図１７）の後、ポートＴＸＤにエッジが生じないことを認識する。したがって、送信／受信デバイス１２は、図１８に示されているように、その動作モードを動作モードＢ＿４５１（ＳＬＯＷ）に切り替える。図１７によるポートＴＸＤでの信号は、この時点でまだ値０を有しているので、送信／受信デバイス１２は、バス４０上にドミナントレベルをドライブする。したがって、差分電圧ＶＤＩＦＦは、図１９に示されているように＋２Ｖの値を有する。

【0106】

図２０に示されているように、通信制御デバイス１１、例えばエラー処理モジュール１５、特にシグナリングブロック１５２は、動作モードＢ＿４５１（ＳＬＯＷ）を、ＲＸＤポートでの値に基づいて認識する。動作モードＢ＿４５２＿ＴＸ（ＦＡＳＴ＿ＴＸ）では、図２０での期間Ｔ＿Ｓによって示されているように、ＲＸＤ＝１が適用される。動作モードＢ＿４５１（ＳＬＯＷ）では、ＲＸＤポートの値は、図１９および図２０に示されているように、バス４０の差分電圧ＶＤＩＦＦの論理値である。

【0107】

通信制御デバイス１１、例えばエラー処理モジュール１５、特にシグナリングブロック１５２は、送信／受信デバイス１２が動作モードＢ＿４５１（ＳＬＯＷ）に切り替えられていることをＲＸＤの値（ＲＸＤ＝０）で認識するとすぐに、図１７によるポートＴＸＤで、図１６によるＴｘＤ信号を、ＤＡＨビットの残りに関して１として送信する。次のＡＨ１ビットも同様に、バス４０上にレセシブレベルでドライブされる。

【0108】

したがって、この例示的実施形態でも、送信ノードは、ＡＬ２ビットの直前に、調停ビット時間ｔ＿ｂｔ１よりもかなり長いレセシブレベルを生成する。
それ以外は、バスシステム１の機能動作は他の例示的実施形態と同じである。

【0109】

３つの例示的実施形態は、とりわけ、レセシブレベルに関する差分電圧ＶＤＩＦＦ＝０への遷移が行われる差分電圧ＶＤＩＦＦに関して異なる。ここで、差分電圧ＶＤＩＦＦ＝０のレセシブレベルに加えてさらに３つのレベル、すなわちドミナントに関するＶＤＩＦＦ＝＋２Ｖ、データフェーズでの論理０に関するＶＤＩＦＦ＝＋１Ｖ、データフェーズ４５２での論理１に関するＶＤＩＦＦ＝－１Ｖが存在するので、送信／受信デバイスの動作モード切替えが使用される場合に関して３つの可能性が存在する。

【0110】

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構成は、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／またはそれらの変形形態は、任意に組み合わせられ得る。追加または代替として、特に以下の変形形態が考えられる。

【0111】

ＣＡＮバスシステムの例で本発明を前述してきているが、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されてもよい。特に、本発明は、イーサネットおよび／または１００Ｂａｓｅ－Ｔ１イーサネット、フィールドバスシステムなどの他のシリアル通信ネットワークの開発に使用可能である。

【0112】

特に、例示的実施形態によるバスシステム１は、データを２つの異なるビットレートでシリアル伝送可能である通信ネットワークでであってもよい。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。

【0113】

当然、ＤＡＳフィールドは、３つの例示的実施形態で述べた３つのビットよりも多くのビットを有することもできる。ここでは、エッジの前のフィールド（ＤＡＳ）が、調停フェーズ４５１（第１の通信フェーズ）のビット時間ｔ＿ｂｔ１の期間よりも長い期間Ｔ＿ＲＢを有する所定の長さを有することだけが必要とされる。好ましくは、期間Ｔ＿ＲＢは、前述したように、調停フェーズ４５１の１．５ビットの期間以上である。

【0114】

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】

【図5】

【図6-10】

【図11-15】

【図16-20】

【国際調査報告】