(57)【要約】ＬＩＮネットワーク（４００）は、単一通信バス（１１５）上で低周波信号を伝達するための送信ドライバ（１１０）と受信コンパレータ（１２０）とを備える。送信ドライバ（１１５）は、低周波信号上の高周波成分（８０５）を検出する高周波検出器（４１５）に動作可能に結合される。高周波成分（８０５）の検出に応答して、ＬＩＮネットワーク４００は、ローパスフィルタ（４４０）を介して高周波成分（８０５）を有する低周波信号をルーティングすること、高周波成分（８２０）を有する低周波信号が送信ドライバ（１１０）と単一通信バス（１１５）の間に動作可能に結合された能動素子（４６５）を通過しないように低周波信号をバイパスすること、のうちの一方または両方を実行するように構成される。
2009526451.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
単一通信バス（１１５）上で通信するための送信ドライバ（１１０）と受信コンパレータ（１２）とを備えるＬＩＮネットワーク（４００）であって、前記ＬＩＮネットワーク（４００）は、前記送信ドライバ（１１５）が低周波ＬＩＮ信号の高周波成分（８０５）を検出する高周波検出器（４１５）と動作可能に結合され、前記ＬＩＮネットワーク（４００）は、前記高周波成分（８０５）の検出に応答して、
ローパスフィルタ（４４０）を介して高周波成分（８０５）を有する前記低周波ＬＩＮ信号の平均値をルーティングすること、
高周波成分信号（８２０）を有する前記低周波ＬＩＮ信号が、前記送信ドライバ（１１０）と前記単一通信バス（１１５）との間に動作可能に結合された能動素子（４６５）を通過しないように前記低周波ＬＩＮ信号をバイパスすること、
のうちの一方または両方を実行するように構成されることを特徴とするＬＩＮネットワーク。
【請求項２】
前記能動素子はダイオード（４６５）である、請求項１に記載のＬＩＮネットワーク。
【請求項３】
前記高周波検出器（４１５）の出力は、前記能動素子（４６５）をバイパスして、前記高周波成分（８０５）に起因して前記能動素子によって生じる前記低周波ＬＩＮ信号への調整効果を排除するように前記ＬＩＮネットワーク（４００）を設定する、請求項１又は２に記載のＬＩＮネットワーク（４００）。
【請求項４】
前記送信ドライバ（１１０）は、少なくとも２つのループの１つを用いて少なくとも２つのモードの１つで動作するように構成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のＬＩＮネットワーク（４００）。
【請求項５】
前記少なくとも２つのループの１つは、前記低周波ＬＩＮ信号の高周波成分（８０５）の検出に応答して選択される高周波モードループであることを特徴とする請求項４に記載のＬＩＮネットワーク（４００）。
【請求項６】
前記高周波成分（８０５）が検出されたとき、前記ループは前記ローパスフィルタ（４４０）を組み入れることを特徴とする請求項１又は２に従属する請求項４又は５に記載のＬＩＮネットワーク（４００）。
【請求項７】
前記能動素子（４６５）に並列に配列され、前記高周波検出器（４１５）に動作可能に結合された第１のスイッチ（Ｓ１、４６５）を備え、前記高周波成分（８０５）が検出されたとき、第１のスイッチ（Ｓ１、４６５）が高周波ループにおける閉位置に切り替えられて前記能動素子（４６５）をバイパスすることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のＬＩＮネットワーク（４００）。
【請求項８】
前記第１のスイッチと前記能動素子（４６５）の両方の機能は、１つのＰＭＯＳＦＥＴによって提供されることを特徴とする請求項７に記載のＬＩＮネットワーク（４００）。
【請求項９】
前記ＬＩＮ信号のフィードバックされた平均値を受信し、前記ＬＩＮ信号の前記フィードバックされた平均値を閾値電圧と比較するレシーバノードを特徴とする請求項２乃至８のいずれか１項に記載のＬＩＮネットワーク（４００）。
【請求項１０】
単一通信バス（１１５）上で通信するための送信ドライバ（１１０）と受信コンパレータ（１２０）を備えるＬＩＮネットワーク（４００）で使用するための集積回路であって、前記集積回路は、前記送信ドライバ（１１５）が低周波ＬＩＮ信号の高周波成分（８０５）を検出する高周波検出器（４１５）と動作可能に結合され、前記集積回路は、前記高周波成分（８０５）の検出に応答して、
ローパスフィルタ（４４０）を介して高周波成分（８０５）を有する前記低周波ＬＩＮ信号の平均値をルーティングすること、
高周波成分信号（８２０）を有する前記低周波ＬＩＮ信号が、前記送信ドライバ（１１０）と前記単一通信バス（１１５）との間に動作可能に結合された能動素子（４６５）を通過しないように前記低周波ＬＩＮ信号をバイパスすること、
のうちの一方または両方を実行するように構成されることを特徴とする集積回路。
【請求項１１】
前記能動素子はダイオード（４６５）である、請求項１０に記載の集積回路。
【請求項１２】
前記高周波検出器（４１５）の出力は、前記能動素子（４６５）をバイパスして、前記高周波成分（８０５）に起因して前記能動素子によって生じる前記低周波信号への調整効果を排除するように前記ＬＩＮネットワーク（４００）を設定する、請求項１０又は１１に記載の集積回路。
【請求項１３】
前記送信ドライバ（１１０）は少なくとも２つのループの１つを用いて少なくとも２つのモードの１つで動作するように構成されることを特徴とする請求項１０乃至１２のいずれか１項に記載の集積回路。
【請求項１４】
前記少なくとも２つのループの１つは低周波ＬＩＮ信号の高周波成分（８０５）の検出に応答して選択される高周波モードループであることを特徴とする請求項１３に記載の集積回路。
【請求項１５】
前記高周波成分（８０５）が検出されたとき、前記ループは前記ローパスフィルタ（４４０）を組み入れることを特徴とする請求項１３又は１４に記載の集積回路。
【請求項１６】
前記能動素子（４６５）に並列に配列され、前記高周波検出器（４１５）に動作可能に結合される前記第１のスイッチ（Ｓ１、４６５）を備え、前記高周波成分（８０５）が検出されたとき、第１のスイッチ（Ｓ１、４６５）が高周波ループにおける閉位置に切り替えられて前記能動素子（４６５）をバイパスすることを特徴とする請求項１０乃至１５のいずれか１項に記載の集積回路。
【請求項１７】
前記第１のスイッチと前記能動素子（４６５）の両方の機能は、１つのＰＭＯＳＦＥＴによって提供されることを特徴とする請求項１６に記載の集積回路。
【請求項１８】
前記ＬＩＮ信号のフィードバックされた平均値を受信し、前記ＬＩＮ信号の前記フィードバックされた平均値を閾値電圧と比較するレシーバノードを特徴とする請求項１０乃至１７のいずれか１項に記載の集積回路。
【請求項１９】
能動素子（４６５）を介して単一通信バス（１１５）に動作可能に結合される送信ドライバ（１１０）を備えるＬＩＮネットワーク上の通信の方法（９００）であって、
単一通信バス（１１５）上で高周波成分（８０５）を有する低周波ＬＩＮ信号を伝達すること（９１０）を備え、
前記低周波ＬＩＮ信号の前記高周波成分（８０５）を検出するステップ（９１５）と、
検出に応答して、
ローパスフィルタ（４４０）を介して高周波成分（８０５）を有する前記低周波ＬＩＮ信号の平均値をルーティングすること（９２５）、
高周波成分信号（８２０）を有する前記低周波ＬＩＮ信号が、前記能動素子（４６５）を通過しないように前記低周波ＬＩＮ信号をバイパスすること（９２０）の一方または両方を実行するステップと、
を特徴とする方法（６００）。
【請求項２０】
前記能動素子（４６５）によって生じる調整効果を排除するために前記能動素子をバイパスするようにＬＩＮネットワーク（４００）を構成することを特徴とする請求項１９に記載の方法（９００）。
【請求項２１】
前記高周波成分（８０５）の検出に応答して選択される高周波モードループにより前記高周波成分（８０５）を有する前記低周波ＬＩＮ信号をルーティングすることを特徴とする請求項１９又は２０に記載の方法（９００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一実施形態は、共通シリアル通信インタフェース（ＳＣＩ）に基づく単線シリアル通信インタフェースプロトコルに関する。本発明は、線形相互接続ネットワーク（ＬＩＮ）における電磁感受性を改良する機構と方法に適用可能であるが、これに限定されない。
【背景技術】
【０００２】
線形相互接続ネットワーク（ＬＩＮ）は、共通シリアル通信インタフェース（ＳＣＩ）（ＵＡＲＴ）バイト・ワード・インタフェースに基づく単線シリアル通信インタフェース・プロトコルに関する業界標準である。ＵＡＲＴインタフェースは、現在低価格のシリコン・モジュールとして入手可能であり、大多数のマイクロコントローラに関する機能として提供される。ＵＡＲＴインタフェースは、多くの形態をとることができ、たとえば、ソフトウェアで、あるいは特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）用の状態機械インタフェースとして実現されうる。
【０００３】
ＬＩＮは、より信頼性の高い車両診断を提供するように設計された簡便でオープンな通信規格である。ＬＩＮネットワーク内の通信媒体へのアクセスは、マスタノードによって制御されるため、スレーブノードにおける仲裁または衝突管理ソフトウェアまたは制御が不要であり、したがって、信号伝送に対するワーストケースの待ち時間を保証することになる。
【０００４】
ＬＩＮネットワーク内のノードは、マスタノードの命名を除いて、システム構成に関する情報を利用しない。ノードは、他のスレーブノードにおけるハードウェアまたはソフトウェアの変更なしにＬＩＮネットワークに追加されうる。ＬＩＮネットワークの大きさは一般に１２ノード未満であるが、ＬＩＮネットワークは一般に１２ノードに制限されない。これは、わずか「６４」個の識別子と比較的低い２０ｋｂｓという通信速度に起因する。クロック同期、ＵＡＲＴ通信の簡易性、および単線媒体は、ＬＩＮの費用効率の主要因子としてしばしば言及される。
【０００５】
ここで図１を参照すると、簡略化されたＬＩＮノード１００が示されている。図１はＬＩＮ物理層の基本ブロック図を示す。ｔｘｄ  １０５と称されるデジタル入力は、送信（Ｔｘ）ＬＩＮバスドライバ１１０を駆動する。デジタル入力ｔｘｄ  １０５がハイロジックレベルにあるとき、単一通信ラインのＬＩＮ通信バス１１５上のＬＩＮ出力は、ハイレベル、すなわち、Ｖｂａｔと称される車両バッテリの電源電圧にある。
【０００６】
単一ＬＩＮ通信バス上の信号電圧振幅は、Ｖｂａｔから約１Ｖのローレベルまで変動する。Ｔｘ  ＬＩＮバスドライバ１１０は、Ｖｂａｔから給電される。ＬＩＮネットワーク内の各レシーバ要素は、単一通信ＬＩＮバス上の電圧信号がＶｂａｔの５０％の値を横切ったときこれを検出するコンパレータ１２０を備える。したがって、コンパレータ出力の電圧レベルは、コンパレータ１２０に入力される基準信号１２５によって制御される。単一通信ＬＩＮバス上の電圧がハイ、すなわち、Ｖｂａｔの５０％のレベルを超えるとき、レシーバロジック（ｒｘｄ）出力１３０はハイ（Ｖｂａｔ）ロジックレベルにある。
【０００７】
ここで図２を参照すると、ＬＩＮネットワーク２００が示されている。ＬＩＮネットワーク２００は、１つのマスタノード（制御ユニット）２０５と１つまたは複数のスレーブノード２２０、２３０を備える。すべてのノードは、送信タスクと受信タスクに分かれたスレーブ通信タスク２１５、２２５、２３５を含む。また、マスタノード２０５は送信タスク２１０と受信スレーブタスク２１５を含む。能動ＬＩＮネットワーク内の通信は、ＬＩＮバス２４０上で行われ、常にマスタタスク２１０によって開始される。
【０００８】
ここで図３を参照すると、ノードの簡略回路が示されている。図３はＴｘバスドライバ１１０の出力段を示す。出力段は、ダイオード３１０を介してＶｂａｔ  ３０５に接続される。出力段のプルアップ機能、すなわち、単一ＬＩＮ通信バス１１５のプルアップ機能として、抵抗負荷３１５が使用される。スレーブ装置の抵抗負荷３１５の標準的な値は３０ｋΩである。したがって、各内部ＬＩＮノードには３０ｋΩのプルアップ抵抗器が存在する。ただし、マスタノーとスレーブノードを区別するために、１ｋΩの抵抗器がもう１つのダイオードと直列に取り付けられ、集積回路の外部に備えられる。トランジスタ３２０は、シリアル通信インタフェース（ＳＣＩ）３３０の制御によってスイッチとして働き、したがって、単一ＬＩＮ通信バス１１５をローレベルにプルダウンすることができる。
【０００９】
しかし、たとえば、車両で使用される回路や装置からの高周波成分の干渉によって単一ＬＩＮ通信バス１１５上で電磁妨害（ＥＭＩ）が発生すると、ＬＩＮネットワークは直接電力注入（ＤＰＩ）試験に不合格となるおそれがある。特に、ハイとローの電圧レベル間で通信信号が遷移するロー遷移時間のＤＰＩ試験（単一ＬＩＮ通信バス１１５上に±４０Ｖを印加）では、３６ｄＢｍを持続する必要がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
それゆえ、ＬＩＮネットワーク、集積回路、およびこれらの動作方法は改良される必要性がある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の態様によると、添付の特許請求の範囲に記載されるＬＩＮネットワーク、集積回路、およびこれらの動作方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の例示的実施形態を、例としてのみ添付図面を参照して以下に説明する。
本発明の一実施形態において、単一通信バス上で通信する送信ドライバと受信コンパレータを備えるＬＩＮネットワークが説明される。送信ドライバは、低周波信号上の高周波成分を検出する高周波検出器に動作可能に結合される。高周波成分の検出に応答して、ＬＩＮネットワークは、ローパスフィルタを介して高周波成分を有する低周波信号をルーティングすること、高周波成分を有する低周波信号が送信ドライバと単一通信バスの間に動作可能に結合される能動素子を通過しないように低周波信号をバイパスすること、のうちの一方または両方を実行するように構成される。
【００１３】
このように、高周波成分が検出されたときにアクティブにされる能動素子の周辺にバイパス回路を設けると、能動素子を通過する高周波成分による低周波信号への調整効果が排除される。さらに、高周波成分が検出されたときのローパスフィルタを介して高周波成分を有する低周波信号のルーティングは、高周波成分に起因するハイおよびロー電圧レベル間の正確な信号遷移の決定への悪影響が最小になるように設計される。
【００１４】
本発明の一実施形態において、低周波信号はＬＩＮ信号であり、ＬＩＮ信号の平均値は、ローパスフィルタ介してルーティングされ、ＨＦ成分によって生じる直流オフセットが最小となる。
【００１５】
本発明の一実施形態において、能動素子はダイオードである。
本発明の一実施形態において、送信ドライバは、電源電圧、たとえば、車両のバッテリ電圧に動作可能に結合され、少なくとも２つのループの１つを用いて少なくとも２つのモードの１つで動作するように構成される。
【００１６】
本発明の一実施形態において、少なくとも２つのループの１つは、低周波信号上の高周波成分の検出に応答して選択される高周波モードループである。
本発明の一実施形態において、高周波モードループは、高周波成分が検出されるとローパスフィルタを組み入れる。
【００１７】
本発明の一実施形態において、ＬＩＮネットワークは、能動素子に並列に配置され、ＨＦ検出器に動作可能に結合される第１のスイッチ（Ｓ１）を備え、高周波成分が検出されたとき、第１のスイッチ（Ｓ１）が能動素子をバイパスするＨＦループにおける閉位置に切り替えられる。
【００１８】
本発明の一実施形態において、第１のスイッチと能動素子の両方の動作は、１つのＰＭＯＳＦＥＴによって行われるようにして回路を簡素化してもよい。
本発明の一実施形態において、能動素子を介して単一通信バスに動作可能に結合される送信ドライバを備えるＬＩＮネットワーク上の通信方法が説明される。この方法は、高周波成分を有する低周波信号を単一通信バス上で伝達することと、低周波信号上の高周波成分を検出することとを備える。高周波成分の検出に応答して、（ｉ）ローパスフィルタを介して高周波成分を有する低周波信号をルーティングすること、（ｉｉ）高周波成分信号を有する低周波信号が、能動素子を通過しないようにバイパスすること、のうちの一方または両方が実行される。
【００１９】
本発明の一実施形態は、車載通信用ＬＩＮネットワークの観点から説明されることになる。ただし、本明細書に記載された本発明の概念はいかなるタイプの単線通信システムにおいて実施されてもよいことは、当業者には理解されよう。
【００２０】
本発明の一実施形態において、前述される問題は、ＬＩＮネットワークの高周波（ＨＦ）状態／モードを検出することによって解決される。本発明は単一通信ラインのＬＩＮ通信バス１１５を参照して説明されるが、本発明の概念はいかなる単一通信ラインシステムにも同様に適用可能であることが予想される。したがって、以下では、「ＬＩＮバス」という表現はすべての単一通信バスを意味するものと解釈されるべきである。
【００２１】
本発明の一実施形態において、「高周波」という表現は、標準的な低周波ＬＩＮ信号よりも１桁高い周波数と定められる。一実施形態において、高周波成分は１ＭＨｚ〜１ＧＨｚの範囲にあってもよい。したがって、「ＨＦモード」で動作しているとき、すなわち、ＬＩＮ信号にＨＦ成分が現れたことを検出すると、ＬＩＮネットワークはＨＦ成分によって生じるＬＩＮバス上のＬＩＮ信号の調整を排除するように構成される。ＬＩＮ電圧レベルの平均値は、フィルタ処理され、関連の増幅器ループにフィードバックされて、ハイおよびロー電圧レベル間の遷移レベルを設定する閾値を決定および解除する。
【００２２】
図４を参照すると、本発明の一実施形態に従って適合されたＬＩＮネットワーク４００が示されている。送信径路はシェイプ・ジェネレータ１１０に結合された入力ノード１０５を備え、シェイプ・ジェネレータは、Ｖｂａｔと増幅器４４５の一方のポートとの間に印加されるＶｂａｔに比例したＬＩＮ信号形態を提供する。
【００２３】
増幅器４４５の出力はＦＥＴ４７５のベースポートに入力され、ＦＥＴ４７５のエミッタポートには電源電圧が供給される。ソースポートはＬＩＮノード１１５に信号を供給する。ＬＩＮノードは、高周波検出ロジック４１５の動作制御の下にあるダイオード４６５またはバイパススイッチ（Ｓ１）と直列に抵抗器４７０に動作可能に結合される。また、ダイオード４６５の入力は高周波検出ロジック４１５に動作可能に結合される。
【００２４】
また、ダイオード４６５の入力は、抵抗器−コンデンサ（Ｒ／Ｃ）ネットワークを備えるローパスフィルタ４４０に動作可能に結合される。ローパスフィルタ４４０は、増幅器４４５の第２の入力ポートに信号を供給する第２のスイッチ（Ｓ２）４５０に動作可能に結合される。このように、増幅器４４５の第２の入力ポートには、ローパスフィルタ４４０からフィルタ処理された信号が供給されるか、またはＶｂａｔおよび抵抗ブリッジ４６０、４７０によって決定された信号が供給される。
【００２５】
受信径路は受信コンパレータ１２０を備え、その出力は受信ノード（ｒｘｄ）１３０に入力される。受信コンパレータ１２０の一方の入力には、電源電圧（Ｖｂａｔ）の５０％になるように設定されたバッテリ電圧１２５が供給される。受信増幅器１２０の第２の入力は、コンデンサ４２０によってグランドから絶縁され、抵抗器４２５を介してＬＩＮバス１１５に結合される。
【００２６】
また、ＬＩＮバス１１５は、第２のダイオード４８０を介してＦＥＴ４９０に動作可能に結合される。ＦＥＴ４９０のエミッタポートはＦＥＴ４９５のソースポートに信号を供給し、ＦＥＴ４９５のベースポートはＦＥＴ４９８のベースポートとソースポートに動作可能に結合される。
【００２７】
図４に示される回路構成において、高周波（ＨＦ）信号がＬＩＮ信号のＨＦ検出器４１５で検出されると、閉ループ装置は直ちにローパスフィルタを介してＬＩＮバス１１５上のＬＩＮ信号の平均値をフィードバックする。
【００２８】
動作中、ＬＩＮ信号の高周波成分を検出するＨＦ検出器４１５に応答して、ＨＦ検出器４１５はスイッチ制御信号を出力し、スイッチＳ１を閉じ、スイッチＳ２  ４５０を左側に設定する、すなわち、ローパスフィルタ４４０を組み入れるようにする。このようにして、ダイオード４６５はバイパスされ、ＬＩＮバス上で伝達される信号調整を排除する。さらに、ＬＩＮ信号の平均値は、フィードバックされ（閉ループ内で）、ローパス（抵抗−コンデンサ（Ｒ−Ｃ））フィルタを介してレシーバコンパレータ１２０に送られる。
【００２９】
図４の回路構成がこうしてセットアップされると、レシーバコンパレータ１２０に供給される信号は、すなわち、Ｒ−Ｃローパスフィルタを通過した後、ＨＦ成分信号が実質的に排除されたＬＩＮ信号の平均値である。したがって、受信ノード１３０におけるＬＩＮ信号の平均値は、図８に関連して後で示されるように、ジッタをほとんど有していない。それゆえ、特にｒｘｄノードに反映される電圧の遷移に関してレシーバコンパレータ１２０で比較される信号は、実質的に一致しており、したがって、より正確である。
【００３０】
さらに、動作中にＬＩＮ信号１１５上の高周波成分を検出しないＨＦ検出器４１５に応答して、ＨＦ検出器４１５はスイッチ制御信号を出力してスイッチＳ１を開きスイッチＳ２  ４５０を右側に設定する。このようにして、この後、ＬＩＮ信号はダイオード４６５を通過して、スイッチＳ２はＲ４ブリッジ４６０、４７０によって供給される電圧値を結合、すなわち、ＬＩＮ電圧値を増幅器４４５の第２の入力ポートにフィードバックする。
【００３１】
したがって、回路の動作は、
（ｉ）ＨＦ信号を検出するステップ、
（ｉｉ）調整を回避するためにバス上のインピーダンスを変更するステップであって、本発明の一実施形態において、インピーダンス変更は第１のダイオードＳ１  ４６５をバイパスすることによって実現される、ステップ、および
（ｉｉｉ）擾乱された平均値をフィードバックループにフィードバックし、ローパスフィルタを組み入れてレシーバコンパレータ１２０における信号遷移の決定への影響を最小にするステップ、を備える。
【００３２】
本発明の一実施形態において、第１のスイッチと、能動素子４６５、たとえば、ダイオードとの両方の機能は、１つのＰＭＯＳＦＥＴによって提供されてもよいことが予想される。
【００３３】
あるいは、能動素子４６５はＰコレクタがグランドに接続された寄生ＰＮＰトランジスタとして実現されてもよいことが予想される。このような構成において、トランジスタはブリッジ電流４６０、４７０のたとえば１０％を受け入れるように構成されてもよい。このような構成では、寄生ＰＮＰに起因して十分な精度を得ることが困難な場合がある。したがって、第２の抵抗ブリッジは通常モードにおいてＬＩＮ情報をフィードバックするために使用されてもよいことが予想される。
【００３４】
このように、従来の技術はＬＩＮバス１１５上のＨＦ擾乱に対処できないので、本発明の実施形態は従来の技術よりも優れている。
ここで図５を参照すると、高周波検出器回路４１５が示されている。コンデンサＣ  ５４５は、入力信号、すなわち、ＬＩＮ１１５上の信号のＨＦ成分を通過させるためにのみ配置される。抵抗器Ｒ  ５５０はＶｇｓ（Ｍｐ２）をＶｇｓ（Ｍｐ１）から絶縁する。ＨＦ検出器はＤＣ５Ｖ電源５５５によって給電される。本発明の一実施形態において、この電源は、Ｖｂａｔ  ４３５に取り付けられている（または、Ｖｂａｔ  ４３５を少なくとも基準とされている）回路に起因してフローティング電源として配置される。
【００３５】
ＨＦ検出器回路４１５は、第１のループを備え、このループはＭＯＳＦＥＴトランジスタＭＰ１  ５０５と、ＭＯＳＦＥＴトランジスタＭＰ１  ５０５をＩｒｅｆ  ５１５によってバイアスするＭＯＳＦＥＴトランジスタＭＰ３  ５１０を備える。このように、ＭＰ１  ５０５のＶｇｓはＤＣ値を有する。したがって、入力信号５２０にＨＦ成分がないときは、
Ｖｇｓ（Ｍｐ１）＝Ｖｇｓ（Ｍｐ２）となる。
【００３６】
したがって、ＭＯＳＦＥＴトランジスタＭＰ２  ５２０は、Ｉｒｅｆ  ５２５＋Ｉｔｈ  ５３０の組み合わせによってバイアスされる。このように、ＭＯＳＦＥＴトランジスタＭｎ１  ５３５のゲートポートはローであり、ロジック出力はローである。したがって、ＨＦ検出器４１５の出力５４０はローであり、ＨＦ成分が検出されていないことを表わす。
【００３７】
ＨＦ成分が入力信号５２０で検出されたとき、Ｉ（Ｍｐ２）がＩｒｅｆ  ５２５＋Ｉｔｈ  ５３０よりも高くなると、ＨＦ正弦信号成分の負の部分により直ちにＭＯＦＥＴ  Ｍｐ２  ５２０がオンされる。したがって、このようにして、Ｉｔｈ  ５３０はＨＦ検出の閾値を調整するために使用される。それゆえ、Ｉｔｈ  ５３０の閾値電流レベルが大きくなると、ＨＦ検出器回路がその出力制御信号５４０（図４のＳ１とＳ２に対する）をＨＦ動作モードに切り替える前のＨＦ閾値が大きくなる。ＭＯＳＦＥＴトランジスタＭｎ１  ５３５とコンデンサＣ２  ５６０は、Ｃ２  ５６０を介したＭｎ１  ５３５のソースの最大値を維持するように構成されたピーク検出器の機能を実行する。
【００３８】
図６を参照し、本発明の実施形態によって提供される利点を強調するために、ＬＩＮ回路信号における改良を検討する。図６は、直接電力注入（ＤＰＩ）試験回路６００を示す。信号発生器６５５は、たとえば、最大８０Ｖのピーク・トゥ・ピーク値の正弦電圧を発生し、５０Ωの抵抗器６５０とともに５０Ω出力発生器のモデルを表わす。発生器６５５の出力は、４．７ｎＦのコンデンサ６４５を介してＬＩＮ信号に結合される。
【００３９】
被試験回路４００は、車両内のＬＩＮモジュールを表わす。Ｖｂａｔ  ３０５、ダイオード３１０、および抵抗器３１５は、ＬＩＮ通信バス上の電圧値のプルアップを構成する。第２のダイオード４８０と電流源４９０、４９５は、図４に関連して前述されたように、ＬＩＮドライバのバイパススイッチ機能を表わす。
【００４０】
ＬＩＮ通信バス上のＨＦ成分の寄生効果を低減するために、コンデンサ６３５がＬＩＮ通信バスとグランドの間に接続される。結合コンデンサ６４５によって、ＨＦ信号は低周波ＬＩＮ信号（たとえば、ほぼ１０ｋＨｚ程度の）に重畳される。
【００４１】
ここで図７を参照すると、波形７００は、従来の技術によるＬＩＮ通信バス上のＨＦ成分７１０によって生じる問題を示している。特に、図７は、ダイオード３１０および７９０両方に起因する両方の調整の効果を示す。正弦電圧の平均値は、鎖線７０５として強調される。ダイオードＤ１  ３１０の調整によって、調整された低周波ＬＩＮ信号及び高周波成分を備える正弦ＨＦ成分７１０は、（クリーンな）ＬＩＮ信号７３０がハイレベルにあるとみなされようになるとＶｂａｔ  ３０５を超えてシフトされる。ダイオードＤ２  ７９０の調整によって、ＬＩＮ信号がＤＣローレベルにあるとき、正弦ＨＦ信号７１０は「グランド」より下に明らかにシフトされる。
【００４２】
このシフトされたＤＣ値によって、緩やかな遷移に応答して、正弦電圧の平均値（７０５）は、もはやＬＩＮ信号に十分密接に追随しなくなる。事実上、ＬＩＮレシーバは、ＬＩＮ平均値がＶｂａｔ  ７２０の５０％閾値を横切る際に、ＬＩＮ平均値を比較する。それゆえ、信号調整によって、レシーバコンパレータ１２０への入力は７４０に示すようにシフトされる。このため、ＬＩＮレシーバは、±７μｓの規定されたマスク７３５内での信号遷移の出力に失敗する。
【００４３】
図８を参照すると、波形８００は本発明の実施形態によってもたらされる性能向上を示している。同じＨＦ成分８０５がＬＩＮ信号８１５の平均値の上に示されている。ただし、この場合、図８はｒｘｄ出力のジッタが減ることで改良されていることを示す。この場合、ダイオード（図４のダイオード４６５）はバイパスされており、出力段はダイオードＤ２  ４９０に結合されたままである。ＬＩＮ通信バスとＶｂａｔ  ４３５の間にはもはやダイオードが存在しないので、ＬＩＮ信号の調整は行なわれない。したがって、ローパスフィルタ４４０は、ブリッジ抵抗回路８２０からＬＩＮ通信バス上の正弦電圧の平均値を受け入れる。ローパスフィルタ電圧８２５は、増幅器４４５にフィードバックされ、この後、増幅器４４５は電流源５３０を駆動し、ダイオードＤ２  ４９０を介してＬＩＮバス上の電流をプルダウンする。ローパスフィルタ電圧８２５は、回路の閉ループの性質によって、増幅器４４５の基準信号８３０と同じにならざるをえない。この閉ループ効果によって、ＨＦ成分の正弦電圧８０５の平均値８１５は、ＨＦ成分８３０のない所望のＬＩＮ信号値と一致する。このため、ｒｘｄのジッタ８４０は最小化される。
【００４４】
ここで図９を参照すると、フローチャート９００はＬＩＮネットワークの動作に関する本発明の一実施形態を示している。プロセスは、ステップ９０５でＬＩＮネットワークの電源がオンになることから始まる。この後、単一ＬＩＮ通信バス上で、ステップ９１０のように、少なくとも１つのＬＩＮ信号が送信される。この後、ステップ９１５に示されるように、ＬＩＮ送信が高周波成分を含むかどうかに関する判断がなされる。ステップ９１５で、ＬＩＮ送信が高周波成分を含まないと判断されると、プロセスは引き続いてステップ９１０に戻る。
【００４５】
しかし、ステップ９１５で、ＬＩＮ送信が高周波成分を含むと判断されると、ＬＩＮ送信ドライバとＬＩＮバスの間にあるダイオードなどの能動素子は、ステップ９２０でバイパスされる。さらに、本発明の実施形態において、ステップ９２５に示されるように、ＬＩＮ信号の平均値は、レシーバコンパレータに印加される前にローパスフィルタを通過する。このように、ＬＩＮ送信は、ここではステップ９３０に示されるように、高周波成分が送信から排除される効果を有している。プロセスは、高周波成分がもはや検出されなくなるまでステップ９１５に戻る。
【００４６】
したがって、前述されたように、改良されたＬＩＮネットワークとその動作方法は、以下の１つまたは複数の長所を備えることを目的とすることは理解されよう。
（ｉ）ＬＩＮドライバは、ＨＦ成分がＬＩＮ通信バスに相互作用する可能性がたとえあってもＬＩＮ仕様に適合するように設計することができる。
【００４７】
（ｉｉ）ＬＩＮバスのインピーダンスは、ＨＦ擾乱が検出されたとき、調整が行なわれないように再調整することができる。
（ｉｉｉ）レシーバ径路のジッタは著しく抑制される。
【００４８】
特に、前述された発明の概念は、半導体製造業者によって任意の単一通信ライン回路に適用されうることが予想される。たとえば、半導体製造業者は、ＬＩＮドライバ、または、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）および／または他のサブシステム要素など、スタンドアロン装置の設計に本発明の概念を採用してもよいことがさらに予想される。
【００４９】
本明細書に記載された本発明の概念を損なうことなく種々の機能ユニットの間に機能性の適切な分配がなされてもよいことは理解されよう。したがって、具体的な機能装置または要素への言及は、厳密な論理的または物理的構造または構成を示すものではなく、記載された機能性を提供する適切な手段への言及とみなされるべきである。
【００５０】
本発明の態様は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの任意の組み合わせを含む適切な形で実現されてもよい。本発明の実施形態の要素と構成部品は、物理的、機能的、および論理的に適切に実現されてもよい。実際に、機能性は、単一ユニットまたはＩＣで、あるいは複数のユニットまたはＩＣで、あるいは他の機能ユニットの一部として実現されてもよい。
【００５１】
特に、前述された本発明の概念は、半導体製造業者によって、単一通信バスで動作しうる任意の集積回路に適用されうることが予想される。たとえば、半導体製造業者は、スタンドアロン装置、または特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）および／または他のサブシステム要素の設計において本発明の概念を採用してもよいことがさらに予想される。
【００５２】
本発明は一部の実施形態に関連して説明されてきたが、本発明は本明細書に説明された特定の形態に限定されるものではない。むしろ、本発明の範囲は添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。さらに、機能は具体的な実施形態に関連して説明されているように思えるかもしれないが、当業者であれば記載された実施形態の様々な機能が本発明に従って組み合わされてもよいことは分るであろう。特許請求の範囲において、「備える」という表現は、他の要素またはステップの存在を除外するものではない。
【００５３】
さらに、各特徴は種々の特許請求の範囲に含まれてもよいが、これらは好都合に組み合わせられてもよく、種々の特許請求の範囲に含めることは複数の特徴の組み合わせが実現可能でなくさらに／または有利でないことを意味するものではない。さらに、１つの特徴を特許請求の範囲の１つのカテゴリに含めることは、このカテゴリへの限定を意味するものではなく、この特徴が他の特許請求範囲のカテゴリに必要に応じて同様に適用可能であることを示す。
【００５４】
さらに、特許請求の範囲の各特徴の順序はこれらの特徴が実施されねばならない具体的な順序を意味するものではなく、特に方法の請求項における各ステップの順序は、これらのステップがこの順序で実施されねばならないことを示すものではない。むしろ、各ステップは任意の適切な順序で実施されてもよい。
【００５５】
以上のように、改良されたＬＩＮネットワークとその動作方法が説明されており、ここでは、従来技術の構成に関する前述された欠点は実質的に緩和されている。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】ＬＩＮノードの既知の簡略回路図を示す。
【図２】既知のＬＩＮネットワークの概略図を示す。
【図３】ＬＩＮネットワークに採用される既知の送信ドライバ回路を示す。
【図４】本発明の一実施形態に従って適合されたＬＩＮネットワークの回路図を示す。
【図５】本発明の一実施形態に従ったＬＩＮネットワークの高周波検出器を示す。
【図６】本発明の実施形態の性能向上を検証するために使用される試験回路を示す。
【図７】高周波成分によって影響されるＬＩＮネットワーク上の信号の既知の波形を示す。
【図８】本発明の実施形態を採用したときのＬＩＮネットワーク上の信号の改良された波形を示す。
【図９】本発明の一実施形態に従ったＬＩＮネットワークの動作方法を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【手続補正書】
【提出日】平成21年2月6日(2009.2.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
単一通信バス（１１５）上で通信するための送信ドライバ（１１０）と受信コンパレータ（１２）とを備えるＬＩＮネットワーク（４００）であって、前記ＬＩＮネットワーク（４００）は、前記送信ドライバ（１１５）が低周波ＬＩＮ信号の高周波成分（８０５）を検出する高周波検出器（４１５）と動作可能に結合され、前記ＬＩＮネットワーク（４００）は、前記高周波成分（８０５）の検出に応答して、
ローパスフィルタ（４４０）を介して高周波成分（８０５）を有する前記低周波ＬＩＮ信号の平均値をルーティングすること、
高周波成分信号（８２０）を有する前記低周波ＬＩＮ信号が、前記送信ドライバ（１１０）と前記単一通信バス（１１５）との間に動作可能に結合された能動素子（４６５）を通過しないように前記低周波ＬＩＮ信号をバイパスすること、
のうちの一方または両方を実行するように構成されることを特徴とするＬＩＮネットワーク。
【請求項２】
前記能動素子はダイオード（４６５）である、請求項１に記載のＬＩＮネットワーク。
【請求項３】
前記高周波検出器（４１５）の出力は、前記能動素子（４６５）をバイパスして、前記高周波成分（８０５）に起因して前記能動素子によって生じる前記低周波ＬＩＮ信号への調整効果を排除するように前記ＬＩＮネットワーク（４００）を設定する、請求項１又は２に記載のＬＩＮネットワーク（４００）。
【請求項４】
前記送信ドライバ（１１０）は、少なくとも２つのループの１つを用いて少なくとも２つのモードの１つで動作するように構成される、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のＬＩＮネットワーク（４００）。
【請求項５】
前記少なくとも２つのループの１つは、前記低周波ＬＩＮ信号の高周波成分（８０５）の検出に応答して選択される高周波モードループである、請求項４に記載のＬＩＮネットワーク（４００）。
【請求項６】
前記能動素子（４６５）に並列に配列され、前記高周波検出器（４１５）に動作可能に結合された第１のスイッチ（Ｓ１、４６５）を備え、前記高周波成分（８０５）が検出されたとき、第１のスイッチ（Ｓ１、４６５）が高周波ループにおける閉位置に切り替えられて前記能動素子（４６５）をバイパスすることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のＬＩＮネットワーク（４００）。
【請求項７】
前記ＬＩＮ信号のフィードバックされた平均値を受信し、前記ＬＩＮ信号の前記フィードバックされた平均値を閾値電圧と比較するレシーバノードを特徴とする請求項２乃至６のいずれか１項に記載のＬＩＮネットワーク（４００）。
【請求項８】
単一通信バス（１１５）上で通信するための送信ドライバ（１１０）と受信コンパレータ（１２０）を備えるＬＩＮネットワーク（４００）で使用するための集積回路であって、前記送信ドライバ（１１５）が低周波ＬＩＮ信号の高周波成分（８０５）を検出する高周波検出器（４１５）と動作可能に結合され、前記集積回路は、前記高周波成分（８０５）の検出に応答して、
ローパスフィルタ（４４０）を介して高周波成分（８０５）を有する前記低周波ＬＩＮ信号の平均値をルーティングすること、
高周波成分信号（８２０）を有する前記低周波ＬＩＮ信号が、前記送信ドライバ（１１０）と前記単一通信バス（１１５）との間に動作可能に結合された能動素子（４６５）を通過しないように前記低周波ＬＩＮ信号をバイパスすること、
のうちの一方または両方を実行するように構成されている、集積回路。
【国際調査報告】
2009526451.tif 000012
2009526451.tif 000013
2009526451.tif 000014