(57)【要約】バスシステム上でデータを伝送するための部分を補填する方法と装置及びバスシステムであって，その場合に前記部分は予め定められた全体数のバイトを有しており，かつ部分内でデータが伝送され，その場合に，部分の予め定められた全体数よりも少ないバイトを有するデータを伝送する場合に，データの欠けているバイトが部分の全体数になるように，該当するバイト数の補填パターンによって補填される，前記方法と装置及びバスシステムは，まず，そのバイト数が部分の全体数に相当する補填パターンが部分内へ書き込まれ，次にデータのバイトが同じ部分内へ書き込まれ，その場合に補填パターンの各々のバイトがデータのバイトによって上書きされることを特徴としている。
2005522942.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バスシステム上でデータを伝送するための部分を補填する方法であって，その場合に，前記部分は予め定められた全体数のバイナリ情報を有しており，前記データが前記部分内で伝送され，その場合に，前記部分の予め定められた全体数よりも少ないバイナリ情報を有するデータを伝送する場合に，データの欠けているバイナリ情報が部分の全体数になるように，該当する数のバイナリ情報の補填パターンによって補填される方法において，
まず，前記バイナリ情報数が前記部分の全体数に相当する補填パターンを，前記部分内に書き込み，
次いで，前記データのバイナリ情報が同じ部分に書き込み，その場合に，前記補填パターンの各々のバイナリ情報が前記データのバイナリ情報によって上書きされる，
ことを特徴とするバスシステム上でデータを伝送するための部分を補填する方法。
【請求項２】
前記補填パターンの前記バイナリ情報と前記データの前記バイナリ情報が，バッファメモリ内で部分内へ書き込まれ，
前記部分が前記バッファメモリから前記バスシステム上に転送される，
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記バスシステムが時間制御されるバスシステムであって，
前記部分が前記バスシステム上の時間部分に相当し，その場合に前記データが該当する時間部分内で伝送される，
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
バスシステム上でデータを伝送するための部分を補填する装置であって，その場合に前記部分は予め定められた数のバイナリ情報を有しており，かつ前記部分内のデータを伝送する第１の手段が設けられており，その場合に第２の手段が設けられており，前記第２の手段は，部分の予め定められた全体数よりも少ないバイナリ情報を有するデータを伝送する場合に，データの欠けているバイナリ情報を部分の全体数になるように，該当する数のバイナリ情報の補填パターンによって補填する装置において，
前記第２の手段は，
まず，そのバイナリ情報の数が部分の全体数に相当する補填パターンを，部分内へ書込み，
次いで，前記データの前記バイナリ情報を同じ部分内へ書込み，その場合に前記補填パターンの各々のバイナリ情報が，前記データの前記バイナリ情報によって上書きされる，
ことを特徴とするバスシステム上でデータを伝送するための部分を補填する装置。
【請求項５】
バスシステム上でデータを伝送するための部分を補填する装置を有するバスシステムであって，その場合に前記部分は予め定められた全体数のバイナリ情報を有しており，かつ前記部分内のデータを伝送する第１の手段が設けられており，その場合に第２の手段が設けられており，前記第２の手段は，前記部分の予め定められた全体数よりも少ないバイナリ情報を有するデータを伝送する場合に，データの欠けているバイナリ情報を前記部分の全体数になるように該当する数のバイナリ情報によって補填するバスシステムにおいて，
前記第２の手段は，
まず，そのバイナリ情報の数が部分の全体数に相当する補填パターンを部分内へ書き込み，
次いで，前記データのバイナリ情報を同じ部分内へ書込み，その場合に前記補填パターンの各々のバイナリ情報が，前記データの前記バイナリ情報によって上書きされる，
ことを特徴とするバスシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，独立請求項の上位概念に記載された，バスシステム上でデータを伝送するための部分を補填する方法と装置及び該当するバスシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
通信システム，バスシステムを用いて制御装置，センサ技術及びアクチュエータ技術をネットワーク化することは，近年，最近の車両の製作において，あるいは機械製作において，特に工作機械領域内で，また自動化においても，著しく増加している。その場合に，機能を複数の制御装置へ分割することによりシナジー効果を得ることができる。その場合には，分配されたシステムが問題となる。種々のステーション間の通信は，ますますバスあるいはバスシステムを介して行われるようになって来ている。バスシステム上の通信交通，アクセスと受信の機構及びエラー処理は，プロトコルを介して制御される。
【０００３】
車両領域におけるプロトコルとして，ＣＡＮ（ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  ａｒｅａ  ｎｅｔｗｏｒｋ）が設立されている。これは，事象制御されるプロトコルであって，即ちメッセージの送信のようなプロトコルアクティビティが，その起源を通信システム自体の外部に有している事象によって開始される。通信システムあるいはバスシステムに対する一義的なアクセスは，優先順位ベースのビットアービトレーションを介して解決される。その前提は，各メッセージに一義的な優先順位が割り当てられていることである。ＣＡＮプロトコルは，極めてフレキシブルである。したがって，他のノード及びメッセージの付加は，まだ自由な優先順位がある限りにおいて問題なく可能である。
【０００４】
かかる事象制御される自発的な通信に代わる考え方は，時間制御される考え方である。バス上の全ての通信アクティビティは，厳しく周期的である。メッセージの送信のようなプロトコルアクティビティは，バスシステム全体に有効な時間の進行によってのみ作動される。媒体へのアクセスは，時間領域あるいは時間部分の割当てに基づいており，その中で送信者は排他的な送信権を有している。その場合に，新しいノードを付加することは，予め該当する時間部分が自由にされている場合に可能である。この状況は，メッセージ順序を使用開始前に既に決定しておかなければならず，その場合に実施プランが形成され，その実施プランは繰返しレート，冗長性，デッドラインなどに関するメッセージの要請を満足させなければならない。
【０００５】
事象制御される考え方と純粋に時間制御される考え方の他に，時間制御されるＣＡＮ方法，いわゆるＴＴＣＡＮ（ｔｉｍｅ  ｔｒｉｇｇｅｒｅｄ  ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  ａｒｅａ  ｎｅｔｗｏｒｋ）が知られている。これは，上述した時間制御される通信に対する要請とある程度のフレキシビリティに対する要請を満足させる。ＴＴＣＡＮは，これを，所定の通信加入者の周期的なメッセージのためのいわゆる排他的な時間ウィンドウあるいは時間部分内と，複数の通信加入者の自発的なメッセージのための，いわゆるアービトレート時間ウィンドウまたは時間部分内に通信サイクル（ベーシックサイクル）を構築することによって満たす。
【０００６】
上述したバスシステムの他に，分配されたシステム内の加入者を接続する多数のバスシステムあるいは通信システムが知られている。上述したバスシステム及び他のバスシステムの範囲内で（例えばフレキシビリティを背景として），時間部分あるいは伝送するために設けられている部分の幅は，その中で伝送可能なビットの全数によって各々選択可能である。しかし，当然ながら，データ部分，あるいは短い部分あるいは時間部分の幅が，特にコンフィグレーションにおいて，選択され，あるいは予め与えられている場合に，この選択されたビットの全数あるいは選択された幅によって，その中で送信されるメッセージの長さも固定される。これは，より長いメッセージはこの種の複数の部分にわたって分配しなければならず，あるいは１つの部分内でメッセージを送信するために，より短いメッセージは補填されなければならないことを意味している。これは，パディング（Ｐａｄｄｉｎｇ）と称される。バスシステムに関して，１つの部分内で欠けているデータをこのように補填することは，ＵＳ５５９８５７９に示されている。同様に，ＵＳ６３４９３４８Ｂ１は，パディング（即ち，データ大きさが予め定められた大きさよりも小さい場合に，欠けているデータを補填パターンによって補填）することを示している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
当然ながら，まず本来のデータ内容が例えばメモリまたはバッファ内にコピーされ，続いて，予め定められた全体数のビットあるいは部分の全体大きさを得るために，パディングパターンまたは補填パターンによって補足される。その場合に，当然ながら，次のエラー種類が発生する可能性がある：
−補填パターンを後から付加することによって，メッセージ内容が部分的に上書きされ，かつ誤ったメッセージ内容またはデータ内容が生じてしまう。
−メッセージ内容またはデータ内容が完全に上書きされてしまい，その場合にここでも誤ったデータ内容またはメッセージ内容が生じてしまう。
−さらに，本来のメッセージ長さ，従ってデータビットの数が，許容される長さを超えてしまう可能性があり，その場合には定義されない内容の他のメッセージ内容あるいはデータ内容が発生し，それがここでも結果的に誤ったメッセージ内容あるいはデータ内容をもたらす。
【０００８】
従って，上記従来技術は，どの観点においても最適な結果を提供することができないことが明らかにされ，従って，状況を改良し，特に上述したエラー源とエラー種類を除去するという課題が生じる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は，バスシステム上でデータを伝送するための部分を補填する方法と装置を示しており，その場合に部分は予め定められた全体数のバイナリ情報，特にバイトを有しており，かつデータは部分内で伝送され，その場合に部分の全体数よりも少ないバイナリ情報，特にバイトを有するデータを伝送する場合に，データの欠けているバイナリ情報，特にバイトが部分の全体数になるように，バイナリ情報，特にバイトの数に従って補填パターンによって補填され，その場合にまず，そのバイナリ情報（特にバイト）の数が部分の全体数に相当する補填パターンが，部分内へ書き込まれ，次にデータのバイナリ情報，特にバイトが同じ部分内へ書き込まれ，その場合に補填パターンの各々のバイナリ情報，特にバイトが，データのバイナリ情報，特にバイトによって上書きされる。従って好ましい方法で，上述したエラー源を排除することができる。というのは，補填パターンがレギュラーデータによって上書きされるのであって，その逆ではないからである。
【００１０】
好ましくは，本発明に基づくバスシステムに関して，補填パターンのバイナリ情報，特にバイトと，データのバイナリ情報，特にバイトは，バッファメモリ内で部分内へ書き込まれ，この部分がその後バッファメモリからアクセス及び受信機構の範囲内で，従って設けられている時点で，バスシステムへ転送される。
【００１１】
バスシステムは，好ましくは時間制御されるバスシステムであって，その場合に部分は直接，バスシステム上の時間部分に相当し，その場合にデータは該当する時間部分内で伝送される。その場合に，本発明に基づくバスシステムは，通信サイクルを静的なセグメントと動的なセグメントに分割し，その場合に特に静的なセグメント内で，コンフィグレーションにおいて自由に選択可能な，部分のビットの全体数を予め定めることが可能となる。
【００１２】
他の利点と好ましい形態は，明細書と請求項の特徴から明らかにされる。
【発明の効果】
【００１３】
従って，上述した，本発明の単純なやり方によって，単純な措置により，特にデザインを介して，高いエラー安全性を保証することができ，その場合にプロトコルシーケンスの効率が脅かされることはない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は，第１の加入者１０１，第２の加入者１０２及び第３の加入者１０３を有するバスシステム１００（即ち，分配されたシステム）を示している。通信は，１つには，加入者自体あるいはその中に含まれる計算ユニットまたは制御ユニットによって，及び別体の制御ユニット（例えば加入者に関して内部または外部に位置するバスコントローラ）によって可能であるので，以下においては，バスシステムと分配されたシステムの概念は同じ意味において使用される。即ち，バスシステムは，通信を維持しあるいは成功させるための制御装置との純粋な通信接続でもあってもよく，それ自体通信を成功させる接続されている加入者との通信接続でもあってもよく，かつ両変形例から混合されたシステムでもあってもよい。
【００１５】
従って，加入者１０１〜１０３によって，加入者構造のための３つの変形例が示され，その場合に組合せによる他の変形例も即座に明らかであって，見やすくする理由から示されていないが，同様に使用することができる。加入者１０１は，処理ユニット１１３を有するバス１００へのインターフェイス１０４を示しており，その処理ユニットはバッファ１０７と制御ユニットあるいはマイクロコンピュータまたはプロセッサ１１０を有しており，これらは第１の例においては，インターフェイスユニット１０４とは分離して示されている。即ち，通信の制御は，例えば加入者自体の中で行われる。加入者１０２は，ここでもインターフェイスユニット１０５を示しているが，そのインターフェイスユニット自体が今回はバッファ１０８を有している。従って，処理ユニット１１４は，バッファメモリを有さず，制御ユニット１１１のみを有している。即ち，ここでは，制御は，加入者自体によって行うことができ，その場合にバッファリングは，インターフェイスユニット１１５内で行われる。その場合に，インターフェイスユニット１０４または１０５自体は，加入者に関して，同様に内部または外部に位置づけることができる。加入者１０３は，他の例としてインターフェイスユニット１０６を示しており，そのインターフェイスユニットはバッファメモリ１０９の他に，同様に処理ユニット（特にバスコントローラ１１２のような制御ユニット）を有している。従って，この場合においては，通信全体が，インターフェイスユニット１０６によって処理され，あるいは制御される。その場合に，ここでも，インターフェイスユニット１０６は，加入者１０３に関して，内部または外部に配置することができる。その場合に，処理ユニット，特に１１０と１１１は，通信の制御の他に，他の課題も処理することができる。
【００１６】
図１に例示されるバスシステム内で，同様に例として，図２に示す通信サイクルの範囲内での通信が行われる。その中には，Ｓ１からＳ１０で種々の部分（特に，時間部分），従ってタイムスロットまたはデータ伝送のためのスロットが示されている。バスシステムあるいは対応するバスプロトコルのための例としての仕様内で，通信サイクルの静的なセグメントあるいは全通信サイクルが，データ伝送するためのＮの時間ユニットまたは時間部分（特に部分，スロット）に分割され，それらはメッセージ（即ち，データ）を送信するために設けられている。その場合に，加入者あるいはバスノードの各々のメッセージ（即ち，データ内容及び部分），従ってスロットＳ１からＳ１０との一義的な対応づけは，特に識別子（いわゆるフレームＩＤ）を介して可能である。その場合に，部分幅は，通信のコンフィグレーションにおいて自由に選択することができ，その場合に，当然ながら，選択された幅，従って，この種の部分内で伝達することのできる，ビットの全体数によって，静的なセグメントＤの全ての部分内で，その中で送信されるメッセージの長さも定められる。即ち，この例においては，１０の部分またはスロットを有するＴ１からＴ２９の静的なセグメントが示されており，その場合に，部分の全体長さは，スロットＳ１からＳ１０の長さと付属の部分間隙（いわゆるインタフレームギャップ）に相当する。
【００１７】
さらに，ここでは，第１の部分Ｓ１においてＴ１からＴ１７によって示すように，１６バイトを有する部分Ｓ１からＳ１０の長さが選択されている。インターフレームギャップＩＧは任意であって，例えば０であることもできるので，この例においては，部分はデータを支持する部分のみを示している。しかし，部分の長さは，本来，データを支持する部分プラス付属のインタフレームギャップ（従ってここではＳ１＋ＩＧ１）であり，それに次の部分が続く。これは，より長いメッセージ（従って特にこの例において１６バイトより多いメッセージ）は，より高い利用層によって複数の部分にわたって分配されなければならず，それはメッセージセグメンテーションの範囲内で，例えばＯＳＥＫタイム内のＦＴＣｏｍＬａｙｅｒによって行われる。より短いメッセージ（従ってここでは１６バイトより短いメッセージ）は，仕様（従ってプロトコル指示）を介して，できるだけ大きいメッセージ長さ（ここでは１６バイト）に伸張あるいは補足されなければならず，従って欠けているビットが補填されること（上述したパディング）を意味している。即ち，メッセージは，特にバイナリ情報で，従ってビットまたはバイトで伝送され，その場合にメッセージの大きさ（ここでは，１６バイト）は，任意に選択可能である。
【００１８】
従って，ここで挙げた例においては，通信サイクルの選択された分割（従って１０の部分またはスロットへの分割）が行われる。その場合にスロットの長さは，１６バイトメッセージプラス付属のインナフレームギャップＩＰの長さである。インナフレームギャップが０であってもよい可能性によって，この例においては部分とデータ部分は同じであるとされ，Ｓ１で示されている。従って通信サイクルは，１０×１６バイトプラスインナフレームギャッププラス（ここではＴ２９から３０）で示される，メッセージを送信してはならない期間（いわゆるネットワークアイドルタイムＮＩＴ）から構成される。これは選択的であるが，バスプロトコルの可能な表現としてここに示されている。この通信サイクル内では，例えば１つの静的なセグメントのみを有するコンフィグレーションを前提にしている。理解を容易にするために，静的なセグメントとネットワークアイドルタイム（従ってＴ２９）の間の可能な動的なセグメントは示されていない。
【００１９】
加入者１０３は，例えば単純な車両内のアングルセンサであって，単に２バイト幅のメッセージを送信すればよい。従って，これに対応づけられたメッセージメモリは，特にコスト的な理由から，このデータ幅にのみ合わせられ，明細化され，かつ実現される。それにもかかわらず，このアングルセンサも紹介されたバスシステムにおいてスペック（即ち，バスプロトコル）に従って行動し，かつそれに割り当てられた部分（即ち，その送信スロット内）で，１６バイトメッセージを送信しなければならない。これはここでは，例えば部分Ｓ１プラス付属のインナフレームギャップＩＰであるとされる。それは，送信の直前に送信バッファまたは送信メモリ（トランジットバッファ）内に，元々調節された例えば２バイトのメッセージ（従ってここではＴ１からＴ３，従ってバイトＳ１１，Ｓ１２及びＳ１３）が格納されており，その場合にこのデータ内容（従ってセンサ値）がその後さらに１４バイトだけ補填され，あるいは拡張されなければならないことを意味している。その場合に，従来の方法では，バイトは通常フレーム内の右または左，従って最上位のビット，ＭＳＢまたは最下位のビットＬＳＢに格納され，それが従来のやり方による追加補填を容易にしている。使用されるこの補填バイト（従って例えばこの例ではＳ１４からＳ１１６）は，パディングバイト，またはパディングパターンあるいは補填パターンと称される。従って，パディングパターンまたは補填パターンを一義的に特徴づける選択された記号セグメントは，例えば１６進表示においては０ｘＦＦである。この場合において，例えば最上位ビット，ＭＳＢを有する負の符号を備えた（負数にセット），１６進コード化においてマイナス０．５度の角度情報に相当する，センサ値０ｘ８００５は，特に送信メモリまたは送信バッファ１０９内で，０ｘ８０／０５／ＦＦ／ＦＦ／ＦＦ／ＦＦ／ＦＦ／ＦＦ／ＦＦ／ＦＦ／ＦＦ／ＦＦ／ＦＦ／ＦＦ／ＦＦ／ＦＦに補完される。
【００２０】
従来の方法によれば，上述したように，本来のデータ内容が送信バッファまたはトランジットバッファ１０９内へコピーされて，その後パディングパターンによって補完される場合に，エラー場合においては誤った補填をもたらす可能性がある。
【００２１】
Ａ）その場合に，例えばメッセージ内容が部分的に上書きされる。従って，この例においては，例えば，
０ｘ８０／０Ｆ／ＦＦ／ＦＦ／ＦＦ／ＦＦ／ＦＦ／ＦＦ／ＦＦ／ＦＦ／ＦＦ／ＦＦ／ＦＦ／ＦＦ／ＦＦ／ＦＦの誤ったメッセージ内容が生じる。即ち，その場合に生じる誤ったメッセージ内容は，センサ情報として誤って伝送され，送信の際に計算されたＣＲＣ（即ち，サイクリック冗長性チェック）は，このエラーを発見することができない。アプリケーションにおける妥当性テストは，このエラーを場合によっては発見することができるが，大きな不確実性を伴う。
【００２２】
Ｂ）さらにメッセージ内容が完全に上書きされる可能性があり，それは０ｘＦＦ／Ｆ／ＦＦ／ＦＦ／ＦＦ／ＦＦ／ＦＦ／ＦＦ／ＦＦ／ＦＦ／ＦＦ／ＦＦ／ＦＦ／ＦＦ／ＦＦ／ＦＦをもたらし，それによってここでも誤ったメッセージ内容が発生してしまう。送信の際に計算されるサイクリック冗長性チェックは，このエラーを発見することができず，アプリケーションにおける妥当性テストもこのエラーを発見することができない。
【００２３】
Ｃ）さらに，メッセージ長さが許容される長さを越えて補完されることが可能である。その場合は，定義されない内容のデータ内容またはメッセージ内容が生じる。例えば，０ｘ８０／０５／７７／ＦＦ／ＦＦ／ＦＦ／ＦＦ／ＦＦ／ＦＦ／ＦＦ／ＦＦ／ＦＦ／ＦＦ／ＦＦ／ＦＦ／ＦＦのように，即ちここでも誤ったメッセージ内容が生じる。サイクリック冗長性チェック計算は，１６バイトにわたってだけ行われ，エラーを発見することはできない。妥当性テストは，このエラーを発見することはできるが，アプリケーション内で本来のメッセージ（従って２バイト）を越えてテストされた場合である。
【００２４】
解決のために，本発明は，各送信プロセスの前に，部分（従ってここでは特に送信バッファまたはトランジットバッファ）を補填パターンまたはパディングパターンで，特に完全に補填することを提案する。その場合には，当然ながら，予め定められたメッセージ幅またはデータ幅（即ち，ここでは１６バイト）が維持されなければならない。これは，センサ１０３の送信スロットまたは部分Ｓ１が，補填パターンまたはパディングパターン（従ってバイトＳ１１からＳ１１６）で補填されることを意味している。そして，初めて，メッセージ内容，従ってここでは２バイトの送信値が部分，従って特に送信バッファ内にコピーされて，その場合にこれらの箇所においてパディングパターンまたは補填パターンを上書きする。従って，一方では，上述したエラー場合ＡからＣが排除される。他方では，データ内容（従って本来送信すべきセンサ値）のために任意の位置を設けることができる。というのは，まず補填パターンが書き込まれるからであり，パディングの範囲内でビットを後から複雑に補填することは，もはや必要とされないからである。
【００２５】
従って，上述した，本発明の単純なやり方によって，単純な措置により，特にデザインを介して，高いエラー安全性を保証することができ，その場合にプロトコルシーケンスの効率が脅かされることはない。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
以下，図面に示す図を用いて，本発明を詳細に説明する。
【図１】少なくとも１つの加入者と本発明に基づく方法を実施するための手段とを有する，分配されたシステム，従ってネットワークシステムあるいはバスシステムを示している。
【図２】データ伝送のための互いにつなぎ合わされた部分を有する，本発明に基づく通信サイクルの例を示している。
【図１】
2005522942.tif 000003
【図２】
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【国際調査報告】
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2005522942.tif 000006
2005522942.tif 000007
2005522942.tif 000008