(57)【要約】  本発明では、１つのユニット（１０２）内で供給される周波数信号（１０４）を監視する方法（９０）が提案される。この方法は、通信インタフェース（ＣＬＫ，ＣＳ，ＭＯＳＩ，ＭＩＳＯ）の制御信号（ＣＳ）またはクロック信号（ＣＬＫ）の１つまたは複数のバイナリの信号レベルを受信するステップ（９１）を有しており、ただしこの通信インタフェース（ＣＬＫ，ＣＳ，ＭＯＳＩ，ＭＩＳＯ）は、通信プロトコルに相応して複数の情報を伝送するように構成されている。さらにこの方法（９０）には、上記のユニットにおいて周波数信号（１０４）を供給するステップ（９２）が含まれており、また周波数信号（１０４）と上記の通信インタフェース（ＣＬＫ，ＣＳ，ＭＯＳＩ，ＭＩＳＯ）から受信したクロック信号（ＣＬＫ）の信号レベルの時間的な列とを比較して、比較結果を得るかまたは制御信号（ＣＳ）および周波数信号（１０４）によってカウンタ（１０６）を制御してカウンタ状態を得るためのステップ（９３）が含まれている。最後にこの方法には、上記の比較結果があらかじめ定めた判定基準を満たすかまたは上記のカウント状態があらかじめ定めた値域内にある場合に上記の周波数信号（１０４）のあらかじめ定めた品質を識別するステップ（９４）が含まれており、この識別した周波数信号（１０４）の品質によってこの周波数信号が監視される。
2013517486.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つのユニット（１０２）内で供給される周波数信号（１０４）を監視する方法であって、
該方法は、つぎのステップ、すなわち、
−  通信プロトコルに相応して複数の情報を伝送するように構成された通信インタフェース（ＣＬＫ，ＣＳ，ＭＯＳＩ，ＭＩＳＯ）の制御信号（ＣＳ）またはクロック信号（ＣＬＫ）の１つまたは複数のバイナリの信号レベルを受信するステップ（９１）と、
−  前記ユニットにおいて前記周波数信号（１０４）を供給するステップ（９２）と、
−  前記周波数信号（１０４）と、前記通信インタフェース（ＣＳ，ＣＳ，ＭＯＳＩ，ＭＩＳＯ）によって受信したクロック信号（ＣＬＫ）の信号レベルの時間的な列とを比較して比較結果を得るか、または前記制御信号（ＣＳ）および前記周波数信号（１０４）によってカウンタ（１０６）を制御してカウント状態を得るステップ（９３）と、
−  前記比較結果があらかじめ定めた判定基準を満たすかまたは前記カウント状態があらかじめ定めた値域内にある場合に前記周波数信号（１０４）のあらかじめ定めた品質を識別して、前記周波数信号（１０４）の当該識別した品質によって当該周波数信号を監視するステップ（９４）とを含む、ことを特徴とする、周波数信号（１０４）を監視する方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法（９０）において、
さらに、前記周波数信号（１０４）の識別した品質が所定の判定基準を満たす場合、前記通信インタフェース（ＣＬＫ，ＣＳ，ＭＯＳＩ，ＭＩＳＯ）の信号線路を介して制御信号（ＭＩＳＯ）を出力するステップを実行する、ことを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の方法（９０）において、
さらに前記比較のステップにおいて、前記通信インタフェース（ＣＬＫ，ＣＳ，ＭＯＳＩ，ＭＩＳＯ）によって受信したクロック信号（ＣＬＫ）の信号レベルおよび前記制御信号（ＣＳ）によって第２のカウンタ（２０６）を制御して、第２のカウント状態を得るステップを有しており、ただし前記カウンタ（１０６）のカウント状態からあらかじめ定めた許容値以下だけしか偏差していない領域に前記第２のカウント状態がある場合に前記識別のステップにおいて、前記あらかじめ定めた品質を識別する、ことを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれか１項に記載の方法において、
前記ユニット（１０２）はセンサであり、
ただし前記方法（９０）にはさらに、前記通信インタフェース（ＣＬＫ，ＣＳ，ＭＯＳＩ，ＭＩＳＯ）の信号線路（ＭＩＳＯ）を介して物理的な量を表す測定信号を伝送するステップを含む、ことを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項１から４までのいずれか１項に記載の方法において、
前記受信のステップ（９１）では、例えばＳＰＩ−、ＣＡＮ（登録商標）−、ＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）−またはＰＳＩ５−バスプロトコルの標準化された通信プロトコルにしたがって、前記通信インタフェース（ＣＬＫ，ＣＳ，ＭＯＳＩ，ＭＩＳＯ）の信号線路を介してデータを受信する、ことを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項１から５までのいずれか１項に記載の方法において、
前記受信のステップ（９１）では、前記クロック情報に加えて少なくとも１つの別のデータ情報を含む少なくとも１つの信号（ＣＳ，ＭＯＳＩ）の信号エッジから前記クロック信号（ＣＬＫ）を形成する、ことを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項１から６までのいずれか１項に記載の方法（９０）のステップを実行するように構成されている、ことを特徴とする装置（６０２，７０２，８０２）。
【請求項８】
プログラムコードを有するコンピュータプログラム製品であって、
機械読み出し可能な担体上に格納されており、
前記コンピュータプログラム製品が装置（６０２，７０２，８０２）で実施される場合に請求項１から６までのいずれか１項に記載された方法（９０）を実施する、ことを特徴とする、コンピュータプログラム製品。
【請求項９】
周波数信号（１０４）を監視する監視装置（５０２，６０２，７０２，８０２）において、
当該監視装置は、つぎの特徴を有する。すなわち、
−  請求項７に記載された装置（６０２，７０２，８０２）と、
−  前記装置（６０２，７０２，８０２）の通信インタフェース（ＣＬＫ，ＣＳ，ＭＯＳＩ，ＭＩＳＯ）に接続されておりかつ前記装置（６０２，７０２，８０２）から制御ユニット（５０２）にデータを伝送するように構成されたバス伝送システムと、
−  前記装置（６０２，７０２，８０２）をアクティブ化するための制御信号（ＣＳ）またはクロック信号（ＣＬＫ）を出力する制御ユニット（５０２）とを有しており、ただし当該制御ユニットはさらに、前記周波数信号（１０４）の監視を実行して、前記結果信号と、予想される結果信号とが一致しない場合にエラー警告信号を出力するように構成されている、ことを特徴とする監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
従来の技術
本発明は、請求項１の上位概念に記載された監視するための方法と、請求項７の上位概念に記載された監視のための装置と、請求項９の上位概念に記載された監視のための監視装置に関する。
【０００２】
デジタルおよびアナログにクロック制御されるセンサでは動作のためにクロックを必要とすることが多い。このクロックは、外部から供給するか、または発振器を介して形成することができる。回転速度センサでは、機械的なセンサそれ自体が発振器として使用されて、内部クロックが、慣用のＰＬＬ（Phase-Locked-Loop）回路を介して形成される。例えば車両安定化プログラム（ＥＳＰ）のセンサシステムに使用される安全にクリティカルな機能を有するセンサに対しては、このセンサの確実な機能に高い要求が課される。これには、殊に上記のような、使用されるクロックの監視も含まれる。この監視は、第１には内部信号処理を推し量るのに使用され、また第２には回転速度センサおいて、センサ素子の機械的な機能を推し量るのに使用される。これが行われるのは、上記の使用されるクロックから導出することのできる周波数を監視する場合である。
【０００３】
現在では、周波数監視の４つのタイプが公知であり、これらは、例えばＭＭ３またはＭＭ５などの最新のボッシュセンサジェネレーションに部分的に使用され、または競技用製品にも使用され得る。ここでは以下の方法を使用する。すなわち、
１）  例えばＳＰＩなどのデジタルインタフェースを介する論理的な監視。
２）  外部から供給される第２のクロックを用いた監視。
３）  上記の機械的な発振器に付加的に使用される別のタイプの発振器または水晶を介する監視。
４）  センサによって外部に出力されて外部ユニットによって監視されるクロックを用いた監視。
【０００４】
DE 103 47 413 A1には、プロセッサと少なくとも１つの別の回路との間でクロック制御されたデータ伝送が行われる制御装置が示されており、ここではプロセッサそれ自体がクロックを出力する。このプロセッサは、少なくとも２つのクロック出力側の出力信号に基づいて上記のクロックを監視する。
【０００５】
発明の開示
以上を背景として、本発明により、独立請求項に記載した方法と、装置と、上記の方法を使用する監視装置と、さらに相応するコンピュータプログラム製品とが提案される。有利な実施形態はそれぞれの従属請求項と、以下の説明に記載されている。
【０００６】
本発明によって提供されるのは、１つのユニット内で供給される周波数信号を監視する方法であり、この方法はつぎのステップを有する。すなわち、
−  通信プロトコルに相応して複数の情報を伝送するように構成された通信インタフェースから制御信号またはクロック信号の１つまたは複数のバイナリの信号レベルを受信するステップと、
−  上記のユニットにおいて周波数信号を準備するステップと、
−  上記の周波数信号と、上記の通信インタフェースから受信したクロック信号の信号レベルの時間的な列とを比較して比較結果を得るか、または上記の制御信号および周波数信号によってカウンタを制御してカウント状態を得るステップと、
−  上記の比較結果が、あらかじめ定めた判定基準を満たすか、またはカウント状態があらかじめ定めた値域内にある場合、上記の周波数信号のあらかじめ定めた品質を識別し、周波数信号の識別した品質によってこの周波数信号を監視するステップとを有するのである。
【０００７】
さらに本発明により、本発明による方法のステップを実行するかないしは実施するように構成された制御装置が提供される。殊に上記の装置は、本発明の方法の各ステップを実行するために構成された複数のユニットを含むことができる。装置または制御装置のタイプの本発明のこの変形実施形態により、本発明の基礎となる課題を迅速かつ効率的に解決することもできる。
【０００８】
本発明において装置または制御装置とは、例えばセンサ信号を処理してこのセンサ信号に依存して制御信号または物理的な測定値を出力する制御装置または一般的な電子装置のことであると理解することができる。この制御装置は、ハードウェアおよび／またはソフトウェアで構成することが可能なインタフェースを有することができる。ハードウェアで構成される場合には、インタフェースは、例えば、制御装置の種々異なる機能を含むいわゆるシステムＡＳＩＣの一部とすることができる。しかしながら、上記のインタフェースが、独立した集積回路であるか、または少なくとも部分的にディスクリート部品から構成されることも可能である。ソフトウェアで構成される場合、上記のインタフェースは、例えばマイクロコントローラ上に別のソフトウェアモジュールと並んで設けられるソフトウェアモジュールとすることができる。
【０００９】
さらに本発明により、周波数信号を監視する監視装置が提供される。ここでこの監視装置は、つぎのような特徴を有する。すなわち、
−  上で説明した装置、
−  上記の装置の通信インタフェースに接続されておりかつ上記の装置から制御ユニットへのデータ伝送するように構成されたバス伝送システム、
−  上記の装置をアクティブ化するための制御信号またはクロック信号を出力するように構成された制御ユニット。ここでこの制御ユニットはさらに、周波数信号の監視を実行して、結果信号と、予想される結果信号とが一致しない場合にエラー警告信号を出力するように構成される。
【００１０】
また半導体メモリ、ハードディスク記憶装置または光学式記憶装置のような機械読み出し媒体に記憶され、プログラムが上記の装置上で実行される場合に上で説明した複数の実施形態のうちのいずれか１つの方法を実行するプログラムコードを有するコンピュータプログラム製品も有利である。
【００１１】
本発明により、上で説明した手法２）または４）とは異なり、第２のクロックを入出力するための固有の（ハードウェア的）な端子が不要であるという利点が得られる。また上で説明した手法３）とは異なり、別の入力側および例えば発振器などの別の構成素子は不要である。手法１）および４）では上記の周波数監視は、例えばマイクロコントローラ（μＣ）のような外部計算機、付加的な回路（ＡＳＩＣ）または相応するコントローラによって行われる。このことは、計算コストの増大を意味し、センサの利用側に対して高い技術的な要求が課され、また付加的なアプリケーションが必要である。
【００１２】
したがってまとめるとつぎのようにいうことができる。すなわち、本発明によるコンセプトの重要な利点は、周波数監視のためのセンサに付加的なピンまたは端子が必要でないことであり、またセンサの利用側に付加的な要求が課されないことであるということができる。それは、すでに通信インタフェースは設けられており、別の素子または付加的な素子（例えば水晶）が不要であり、周波数監視は、例えば、センサ内部でまたは他の別個のユニットの内部で実現することができ、付加的なアプリケーションに対するコストが生じないからである。
【００１３】
識別した周波数信号品質が所定の判定基準を満たす場合、さらに上記の通信インタフェースの信号線路を介して制御信号を出力するステップを実行すると有利である。本発明のこのような実施形態により、エラーを有する内部クロック周波数が上記のユニット内部で識別される場合であっても、相応するシグナリングを第２のユニット（例えばマスタまたは制御ユニット）に出力することができるという利点が得られる。ここであらかじめ設定される判定基準は、例えば、予想されるカウント状態とすることができ、この予想されるカウント状態と、上記の内部周波数信号によって制御されるカウント状態とはあらかじめ定めた許容範囲以上には偏差しない。エラーを有する内部周波数信号のシグナリングも上記の通信インタフェースの信号線路を介して行うことができるため、ここでもこの信号に対して別個のピンを設ける必要はない。
【００１４】
別の実施形態ではさらに上記の比較のステップにおいて、上記の通信インタフェースによって受信したクロック信号の信号レベルおよび制御信号によって第２のカウンタを制御して、第２のカウント状態を得ることができる。ここでこの識別のステップでは、あらかじめ定めた品質を識別することができる。これが識別されるのは、最大であらかじめ定めた許容値だけしか上記のカウンタのカウント状態から偏差しない値域内に第２のカウント状態がある場合である。本発明のこのような実施形態により、上記の周波数信号の連続した監視が可能になるだけでなく、時間区間の監視も可能になるという利点が得られる。この場合にこの時間区間中、カウンタは動作し続けるため、この時間区間の持続時間が経過した後、このカウント状態と、予想されるカウント状態と比較することができる。ただしこの予想されるカウント状態は、内部周波数信号にエラーがない場合に到達するはずであったカウント状態である。
【００１５】
殊に、極めて安全にクリティカルなセンサデータを記録しなければならないことが多いセンサを高い信頼性で監視できるようにするため、本発明の特別な実施形態では、上記のユニットはセンサとすることができる。ここで上記の方法はさらに、上記の通信インタフェースの信号線路を介して、物理量を表す測定信号の伝送を監視するステップを含むことができる。本発明のこのような実施形態により、１つのセンサユニットを接続することができ、バス信号線路を介し、このセンサユニットによって形成した測定信号を伝送することができるという利点が得られる。これによって極めて高い信頼性で測定信号を供給することができ、ここでこの測定信号は、正確に監視された周波数信号を使用することによって形成されたものである。
【００１６】
殊にすでに良好に実証されかつ本発明に対する応用周囲環境にすでに設けられていることが多い通信線路を使用できるようにするため、上記の受信のステップにおいて、標準化された通信プロトコルに相応し、殊にＳＰＩ−、ＣＡＮ−、ＰＳＩ５、ＦｌｅｘＲａｙ−または別のバスプロトコルに相応し、上記の通信インタフェースの信号線路を介してデータを受信することできる。本発明のこのような実施形態により、標準化されたバスプロトコルが、バス通信インタフェースの動作能力をテストするルーチンを部分的に含むことができるという利点が得られる。殊に標準化されたバスプロトコルにしたがってデータの伝送を適合化することにより、使用されるバスプロトコルの選択、例えばＳＰＩ−、ＣＡＮ−、ＦｌｅｘＲａｙ−またはＰＳＩ５バスプロトコルの選択が可能になる。
【００１７】
上記の外部のクロック信号の取得も容易にして、通信インタフェースにおける別個のクロック線路を準備する必要がないようにするため、上記の受信のステップにおいて、少なくとも１つの信号の信号エッジ変化からクロック信号が形成される。ここでこの信号には、クロック情報に加えて少なくとも１つの別のデータ情報が含まれている。例えば、これにより、上記の通信インタフェースを介するデータ伝送のために設けられている信号からも、上記の内部周波数信号をチェックするためのクロック信号を形成することができる。これにより、ピンの数が少ない一層小さな通信インタフェースを使用するのにもかかわらず、上記のユニットで形成された周波数信号をチェックすることができるという利点が得られる。
【００１８】
添付の図面に基づき、例示によって本発明を詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】１つの実施例のブロック回路図である。
【図２】別の実施例のブロック回路図である。
【図３】さらに別の実施例のブロック回路図である。
【図４】付加的な実施例のブロック回路図である。
【図５】マスタ−スレーブ装置のブロック回路図である。
【図６】本発明による第１実施例のブロック回路図である。
【図７】本発明による別の実施例のブロック回路図である。
【図８】本発明による付加的な実施例のブロック回路図である。
【図９】本発明による方法の実施例の流れ図である。
【００２０】
上記の図面において同一または類似の素子には同一または類似の符号が付されていることがあり、ここでは繰り返しの説明は省略する。さらに図面の各図、その説明、および請求項には数多くの特徴が組み合わされて含まれている。ここで当業者に明らかであるのは、これらの特徴を個別のものと考えることができるかまたはここでは明示的に記載されていない別の組合せにまとめることができることである。さらに本発明の方法のステップは繰り返すことができ、またここで記載された順序と異なる順序で実施することができる。実施例に第１の特徴／ステップと第２の特徴／ステップとの間が「および／または」で結合されている場合、このことは、この実施例が、１つの実施形態において第１の特徴／第１のステップも第２の特徴／第２のステップも共に有しており、また別の１つの実施形態において第１の特徴／ステップだけを有するか、または第２の特徴／ステップだけを有するかのいずれかであると理解することができる。
【００２１】
図１にはカウンタ１０６を含むセンサ１０２が含まれている。センサ１０２内で形成されるクロック１０４はカウンタ１０６に供給される。内部クロック１０４は、カウンタ１０６においてカウント状態を離散的かつ階段状に増大させる。このことは、階段関数１０８によってシンボリックに示されている。ＳＰＩインタフェース１１０を介してこのカウント状態をカウンタ１０６の出力側において取り出すことができる。時間軸１１２に基づき、周波数を求める方法を説明する。このためにＳＰＩインタフェース１１０を介して、第１の時点１１４にカウント状態Ｉを求め、また後の時点１１６にカウント状態ＩＩを求めて記憶する。カウント状態Ｉとカウント状態ＩＩとから形成される差分から、カウント状態差分を求める。第１の時点１１４と、後の時点１１６との間に、固定かつあらかじめ定めた期間１１８が選択される場合、上記の周波数は、期間１１８当たりのカウント状態差分から極めて簡単に求めることができる。
【００２２】
図２には、図１のセンサ１０２に類似して構成されたセンサ２０２が示されている。しかしながら図１のセンサとは異なり、ここでは第２のカウンタ２０６がセンサ２０２内に配置されており、このセンサ２０２には、外部クロック２０４によってクロックが供給される。第１のカウンタ１０６のカウント状態も、第２のカウンタ２０６のカウント状態も共に内部クロック１０４ないしは外部クロック２０４によって増大される。このことは階段関数１０８，２０８によってシンボリックに示されている。これらのカウント状態はそれぞれ、相応するカウンタの出力側に準備される。第１のカウンタ１０６の出力および第２のカウンタ２０６の出力は、センサ１０２内に配置されている比較ユニット２１０の相異なる入力側に直接に供給される。比較ユニット２１０の出力側における信号は取り出すことができ、この信号の信号値に依存して、内部クロック１０４と、基準クロックとしての外部クロック２０４とが等しいか否かを判定することができる。
【００２３】
図３には、図２のセンサと類似に構成されたセンサ３０２が示されている。しかしながら第２のカウンタ２０６は、ＰＬＬユニット３０６によってクロックが供給されかつセンサ３０２内に配置されている。水晶素子３０４により、周期的な電気信号が形成され、この電気信号は、ＰＬＬユニット３０６によって基準クロック３０８に変換されて第２のカウンタ２０６に供給される。各クロックにおいて、例えば、内部クロック１０４の立ち上がりクロックエッジにおいてもまた基準クロック３０８の立ち上がりエッジにおいても、第１のカウンタ１０６ないしは第２のカウンタ２０６のカウント状態も離散的に増大する。このことは、図示した階段関数１０８，２０８によって示されている。２つのカウンタ１０６，２０６の出力は、比較ユニット２１０の異なる入力側に供給される。比較ユニット２１０による２つのカウント状態の比較により、比較ユニット２１０の出力側に信号が得られる。ここでは信号値に依存して、内部クロック１０４と基準クロック３０８とが等しいか否かの判定を行うことができる。
【００２４】
図４には、内部クロック１０４によってクロックが供給される変換器４０４を含むセンサ４０２が示されている。この変換器の出力側において、内部クロックを表す信号４０６を取り出すことができる。クロック出力側４０６におけるこの信号は、外部計算機に伝送することができ、この伝送されたクロック信号から周波数を求めることができる。
【００２５】
図５には、例えばマイクロコントローラとすることの可能なマスタユニット５０４と、例えばセンサユニットとすることの可能なスレーブユニット５０２とからなる装置が示されている。マスタユニット５０４は、複数のバス信号線路５０６を介してスレーブユニット５０２に接続されている。マスタユニット５０４によって形成または供給されかつバス信号線路を介して伝送されるＣＬＫ信号は、スレーブユニット５０２に対するクロック信号として使用される。ＣＳ信号を介してスレーブユニット５０２はアクティブ化される。マスタユニット５０４とスレーブユニット５０２との間の通信またはデータ交換は、バス信号線路のＭＩＳＯチャネルおよびＭＯＳＩチャネルを介して行われる。
【００２６】
図１ないし４に示したアプローチは、センサの求めたクロック周波数と、第２の周波数とを比較することに基づいている。図１においてセンサ内部のカウンタ１０６は、センサ内部のクロック１０４によって動作する。インタフェース１１０を介して時点１１４および１１６に固有にセンサに問い合わせることにより、第１のカウンタ１０６の目下の内部カウント状態を読み出すことができる。第１のカウンタ１０６のカウント状態が読み出され、例えば上記の問い合わせの時点を定める時点１１４と１１６とがわかることにより、２つの問い合わせ時点の時間差分１１８を基準にして、センサ内部のクロック周波数１０４に直接依存する、センサ内部のカウンタのカウント速度を設定することができる。上記の問い合わせ時点は、ふつう上記の内部クロックには依存しないクロックによって決定される。２つの問い合わせ時点１１４と１１６との間の時間１１８と、予想されるカウント状態との関係により、センサ内部のクロック１０４を冗長に監視することができる。図２には図１の素子に加えて別のカウンタ２０６が使用されており、このカウンタは、外部クロック２０４によってクロックが供給される。カウンタ１０６の出力側に出力されるカウント状態１０８は、比較ユニット２１０により、別のカウント２０６から得られるカウント状態２０８と比較することができる。図３に示したコンセプトと、図２のコンセプトはつぎのような点だけが異なる。すなわち、図３においてはまず外部発振器または水晶３０４からまず第２のクロック３０８が、ＰＬＬユニット３０６を介してセンサ内部で生成される点が異なるのである。この第２の、外部から供給されるクロック２０４または内部で形成されるクロック３０４は、実際のシステムクロック１０４と比較することができる。この比較は、２つのカウンタ１０６および２０６を、すなわち内部クロック１０４に基づいて第１のカウンタ１０６を、または外部クロック２０４または３０４に基づいて第２のカウンタ２０６を、例えば各立ち上がりクロックエッジで増大させることによって実現される。所定の時間の後、すなわち１つのカウンタが、例えば所定の値に達した場合に２つのカウント状態１０８と２０８とを比較する。これにより、内部システムクロック１０４と、第２の冗長的なクロック２０４または３０４とを比較することができる。図４に示したアプローチは、図２に示したアプローチとつぎのような点が異なっている。すなわち、センサ内部クロック１０４は、外に引き出されて、例えばマイクロコントローラ、ＡＳＩＣまたは他のコントローラなどの外部計算機により、それ自体のクロックと上記のクロック４０６とが比較されるはずであり、またこの比較および外部的な評価がセンサ内部で行われない点が異なっているのである。さらにほとんどのセンサは、デジタルインタフェースを有している。このようなインタフェースの考えられ得る具体例は、図５に略示したＳＰＩ（Serial Peripheral Interface）インタフェースである。このようなインタフェースには、ＣＳ，ＭＩＳＯ，ＭＯＳＩおよびＣＬＫと記される４つの線路５０６が含まれている。チップ選択線路（ＣＳ Chip-Selecting）を介してスレーブユニット５０２はマスタ５０４によってアクティブ化されるのに対し、クロック線路（ＣＬＫ）上にはマスタ５０４によって供給されるクロックが出力され、種々異なるクロックエッジに上記のデータ出力側を介してデータが送信される（ＭＯＳＩ）。スレーブ５０６は、上記のクロックに同期してそのデータ交換線路（ＭＩＳＯ）上でマスタ５０４にデータを送信することができる。クロックの個数および正確なタイミングは、プロトコル毎に異なっている。
【００２７】
ふつうセンサは、スレーブ構成において上記のＳＰＩインタフェースに接続される。以下のアプローチにおいて利用されている、本発明の独特の実施形態の重要な特徴は、ＣＬＫ線路のクロックも、周波数監視部からのクロックも、独立したクロックジェネレータによって形成されかつ高いクロック精度を有することである。ＣＳ線路のエッジも多くの場合に上記のマスタのクロックによって確定的に決定される。
【００２８】
図６にはスレーブユニット６０２のブロック回路図が示されており、このスレーブユニット６０２は、複数のバス線路５０６を介してマスタユニット５０４に接続されている。バス信号線路を介して伝送されるＣＳ信号により、スレーブユニット６０２内に配置されたカウンタ２０６が駆動制御される。このカウンタ２０６の出力側にはカウント状態を出力することができる。ＣＳ信号によってカウンタ２０６が駆動制御される間、ＣＬＫ信号のクロック周期毎にカウント状態が増大される。カウント状態の増大をシンボリックに示しているのが、階段関数２０８である。内部クロック１０４はカウンタ１０６に供給され、カウンタ１０６の出力側に信号が供給される。この信号はカウント状態に相応し、カウント状態の離散的な増大は、階段関数１０８によって示すことができる。カウンタ１０６の出力およびカウンタ２０６の出力は、比較ユニット２１０の異なる入力側に供給される。比較ユニット２１０の出力側において信号を取り出すことができる。この信号値に依存して、内部クロック１０４とＣＬＫ信号のクロックとが等しいか否かを判定することができる。付加的にはバス信号線路ＭＯＳＩおよびＭＩＳＯを介して、マスタユニット５０４とスレーブユニット６０２との間でデータを交換することができる。例えば、上記のＭＩＳＯバス線路を介し、比較器２１０の比較結果を表す信号が出力信号として伝送される。これによってマスタ５０４に比較結果についての情報が通知され、これによって内部クロックの監視がマスタ５０４から制御される。
【００２９】
図７には、複数のバス信号線路５０６を介してスレーブユニット７０２に接続されているマスタユニット５０４が示されている。スレーブユニット７０２には、内部クロック１０４によって駆動制御されるカウンタ１０６が含まれている。カウンタ１０６の出力側に供給されるカウント状態は、内部クロック信号１０４のエッジに応動して離散的に増大する。カウンタ１０６のカウント状態の離散的な増大は、階段関数１０８によって示されている。付加的にはＣＳバス信号線路はカウンタ１０６に接続されており、これによってカウンタ１０６に対するスタートおよびストップ動作が可能になる。相応する信号において、すなわちＣＳバス信号線路の（カウント１０６に対するスタート判定基準に使用される）信号経過のレベルまたは信号エッジに応動して、カウンタ１０６はスタートされ、また相応するスタートカウント状態がその前に記憶される。これに類似してＣＳバス線路上に信号がある場合、すなわち信号のレベルまたは信号エッジに応答してＣＳバス線路上にストップ判定基準としての信号がある場合、カウント１０６はストップされ、その前に相応する最終カウント状態が記憶される。上記の最終カウント状態およびスタートカウント状態から、カウント状態差分が求められる。さらにバス信号線路ＭＯＳＩおよびＭＩＳＯを介して、ＣＬＫ信号によってあらかじめ定められたクロックレートで、マスクユニット５０４と、スレーブユニット７０２との間でデータを交換することができる。例えば、上記のＭＩＳＯバス線路を介し、比較器２１０の比較結果を表す信号が出力信号としてマスタ５０４に伝送される。これによってマスタ５０４に比較結果についての情報が通知され、これによって内部クロックの監視がマスタ５０４から制御される。
【００３０】
図８には本発明の別の実施例が示されており、ここではスレーブユニット８０２は図８に示されており、このスレーブユニットは、図６に類似した構造を有する。スレーブユニット８０２は、複数のバス信号線路５０６からなるバスシステムを介してマスタユニット５０４に接続されている。個々のバス信号線路は、例えばバスクロック信号（ＣＬＫ）、複数のスレーブユニットから１つを選択してアクティブ化するための信号（ＣＳ）、マスタユニット５０４とスレーブユニット８０２との間の通信を可能にする信号（ＭＯＳＩおよび／またはＭＩＳＯ）などの複数の信号を伝送する。スレーブユニット８０２内には第１のカウンタ１０６と、第２のカウンタ２０６とが配置されており、第１のカウンタ１０６の出力側および第２のカウンタ２０６の出力側は、比較ユニット２１０の異なる入力側に接続されている。比較ユニット２１０は、スレーブユニット８０２内に配置されている。内部クロック１０４は、第１のカウンタ１０６を制御する。この制御は、第１のカウンタ１０６のカウント状態が、比較ユニット２１０の第１の入力側に供給されることによって行われ、ここでは、カウンタ１０６のカウント状態は、内部クロック１０４のクロックサイクル中に増大される。このような増大は、階段関数１０８によって例示的に示されている。個々のバス信号線路の信号の結合（例えば信号ＣＬＫおよびＣＳの結合）により、第２のカウンタ２０６の入力側に対するクロック信号が形成される。ここで第２のカウンタ２０６のカウント状態は、クロック信号のクロックサイクル中に増大される。このような増大は、階段関数２０８によって例示的に示されている。第２のカウンタ２０６のカウント状態は、比較ユニット２１０の第２の入力側に供給される。比較ユニット２１０の１つの出力側では、出力信号が取り出される。ここでは、内部クロック１０４のカウント状態と、クロック信号のカウント状態とが等しいか否かに依存して出力信号の値が得られる。付加的にはＣＳ信号を介して、複数のスレーブユニットから１つのスレーブユニットをアクティブ化することができる。例えば、比較器２１０の比較結果を表す信号が、上記のＭＩＳＯバス線路を介してマスタ５０４に出力信号として伝送される。これによってマスタ５０４に比較結果についての情報が通知されて、内部クロックの監視がマスタ５０４から制御されるのである。
【００３１】
従来技術で実際に使用される周波数監視の選択肢に変わり、ＳＰＩ線路の１つまたは複数の線路を使用して、内部センサクロックと、別のクロックとを比較することも考えられる。ここでは（図６に示したアプローチにおいて説明したように）センサ内部のカウンタをＳＰＩクロックによって増大させ、センサ内部のクロックに応動して増大されるカウント状態と比較することが考えられる。または図７に示したアプローチに相応してＣＳ信号のアクティブ化を利用して、カウンタのカウント状態を内部クロックによって増大することも考えられ、ここではＣＳ信号の非アクティブ化を利用して、このカウンタのカウント状態を「凍結」させて、この「凍結」させたカウント状態と、目標値とを比較することができる。
【００３２】
さらに以下の拡張、詳細化または変形を考えることができる。
【００３３】
通常のセンサ動作においてふつうはＳＰＩ通信が行われるため、上記の監視により、極めて長い時間的な監視カバー範囲が得られる。そもそもＳＰＩ通信が行われるか否か、またイエスの場合にどの程度の頻度でＳＰＩ通信が行われ、したがって本発明による監視が可能であり、また長い時間的なカバー範囲を達成する監視を付加的に組み込むことができる。
【００３４】
最大の時間的なカバー範囲を得るために考えられ得るのは、ＭＩＳＯおよびＭＯＳＩバスデータ線路を介して通信が行われていない間にクロックをＳＰＩにも送信することである。この場合に上記のセンサは、相応するＣＳレベルが駆動制御される場合にこれまでと同様に通信を受け取ることになる。この場合にマスタは、通信が行われない上記のフェーズ中、クロックを送信することになる。
【００３５】
センサおよび通信の詳しい変形例として、例えば、ＳＰＩクロック（すなわちバスクロック）の一部だけ、例えばＳＰＩクロックおよびＣＳ信号エッジの組み合わせまたははじめの８クロックを利用することも可能である。別のオプションはまた、データ線路を利用して、データ線路のエッジからクロックを形成し、このクロックによってカウンタを制御し、このカウンタと、内部クロックを有するカウンタとを比較することができる。
【００３６】
当然のことながら本発明は、ＳＰＩインタフェースによって実施されるだけでなく、例えば、Ｃａｎ（登録商標），ＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）またはＰＳＩ５などの独立したクロックを導出するかまたは一定時間でトリガリングが可能な別の種々異なるインタフェースによって実施することが可能である。
【００３７】
周波数信号を監視するためのここで示したアプローチは、すべてのＳＰＩ命令に適用することができるか、固有の命令だけに適用することができるか、または先行して行われたアクティブ化後だけに適用することができる。
【００３８】
ここで示した周波数監視のアプローチは、当然のことながら例えばマイクロコントローラまたはＡＳＩＣなどの別の各システムにも適用可能である。ここでこのシステムは、正確なクロックに依存しており、また監視のためにここで示したアプローチが可能なインタフェースを備えたシステムである。
【００３９】
図９には、１つのユニット内で供給される周波数信号を監視する方法９０の流れ図が示されている。ここで方法９０には、１つの通信インフェースの制御信号またはクロック信号の１つまたは複数のバイナリのクロック信号を受信するステップ９１が含まれており、この通信インタフェースは、通信プロトコルに相応して複数の情報を伝送するために構成されている。さらに方法９０には、上記のユニットにおいて周波数信号を準備するためのステップ９２と、上記の通信インタフェースから受信したクロック信号の信号レベルの時間的な列とを比較して、比較結果を得るかまたは上記の制御信号および周波数信号によってカウンタを制御して、カウンタ状態を得るためのステップとを有している。最後に方法９０には、上記の比較結果があらかじめ定めた判定基準を満たすかまたは上記のカウント状態があらかじめ定めた値域内にある場合に上記の周波数信号のあらかじめ定めた品質を識別するステップ９４が含まれており、この識別した周波数信号の品質によってこの周波数信号が監視されるのである。
【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24年7月18日(2012.7.18)
【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】
１つのユニット（１０２）内で供給される周波数信号（１０４）を監視する方法であって、
該方法は、つぎのステップ、すなわち、
−  通信プロトコルに相応して複数の情報を伝送するように構成された通信インタフェース（ＣＬＫ，ＣＳ，ＭＯＳＩ，ＭＩＳＯ）の制御信号（ＣＳ）またはクロック信号（ＣＬＫ）の１つまたは複数のバイナリの信号レベルを受信するステップ（９１）と、
−  前記ユニットにおいて前記周波数信号（１０４）を供給するステップ（９２）と、
−  前記周波数信号（１０４）と、前記通信インタフェース（ＣＳ，ＣＳ，ＭＯＳＩ，ＭＩＳＯ）によって受信したクロック信号（ＣＬＫ）の信号レベルの時間的な列とを比較して比較結果を得るか、または前記制御信号（ＣＳ）および前記周波数信号（１０４）によってカウンタ（１０６）を制御してカウント状態を得るステップ（９３）と、
−  前記比較結果があらかじめ定めた判定基準を満たすかまたは前記カウント状態があらかじめ定めた値域内にある場合に前記周波数信号（１０４）のあらかじめ定めた品質を識別して、前記周波数信号（１０４）の当該識別した品質によって当該周波数信号を監視するステップ（９４）とを含む、ことを特徴とする、周波数信号（１０４）を監視する方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法（９０）において、
さらに、前記周波数信号（１０４）の識別した品質が所定の判定基準を満たす場合、前記通信インタフェース（ＣＬＫ，ＣＳ，ＭＯＳＩ，ＭＩＳＯ）の信号線路を介して制御信号（ＭＩＳＯ）を出力するステップを実行する、ことを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の方法（９０）において、
さらに前記比較のステップにおいて、前記通信インタフェース（ＣＬＫ，ＣＳ，ＭＯＳＩ，ＭＩＳＯ）によって受信したクロック信号（ＣＬＫ）の信号レベルおよび前記制御信号（ＣＳ）によって第２のカウンタ（２０６）を制御して、第２のカウント状態を得るステップを有しており、ただし前記カウンタ（１０６）のカウント状態からあらかじめ定めた許容値以下だけしか偏差していない領域に前記第２のカウント状態がある場合に前記識別のステップにおいて、前記あらかじめ定めた品質を識別する、ことを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれか１項に記載の方法において、
前記ユニット（１０２）はセンサであり、
ただし前記方法（９０）にはさらに、前記通信インタフェース（ＣＬＫ，ＣＳ，ＭＯＳＩ，ＭＩＳＯ）の信号線路（ＭＩＳＯ）を介して物理的な量を表す測定信号を伝送するステップを含む、ことを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項１から４までのいずれか１項に記載の方法において、
前記受信のステップ（９１）では、標準化された通信プロトコルにしたがって、前記通信インタフェース（ＣＬＫ，ＣＳ，ＭＯＳＩ，ＭＩＳＯ）の信号線路を介してデータを受信する、ことを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項５に記載の方法において、
前記標準化された通信プロトコルは、ＳＰＩ−、ＣＡＮ（登録商標）−、ＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）−またはＰＳＩ５−バスプロトコルである、
ことを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項１から６までのいずれか１項に記載の方法において、
前記受信のステップ（９１）では、前記クロック情報に加えて少なくとも１つの別のデータ情報を含む少なくとも１つの信号（ＣＳ，ＭＯＳＩ）の信号エッジから前記クロック信号（ＣＬＫ）を形成する、ことを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項１から７までのいずれか１項に記載の方法（９０）のステップを実行するように構成されている、ことを特徴とする装置（６０２，７０２，８０２）。
【請求項９】
コンピュータプログラムが装置（６０２，７０２，８０２）で実施される場合に請求項１から６までのいずれか１項に記載された方法（９０）を実施するためのプログラムコードを有する、ことを特徴とする、コンピュータプログラム。
【請求項１０】
周波数信号（１０４）を監視する監視装置（５０２，６０２，７０２，８０２）において、
当該監視装置は、つぎの特徴を有する。すなわち、
−  請求項７に記載された装置（６０２，７０２，８０２）と、
−  前記装置（６０２，７０２，８０２）の通信インタフェース（ＣＬＫ，ＣＳ，ＭＯＳＩ，ＭＩＳＯ）に接続されておりかつ前記装置（６０２，７０２，８０２）から制御ユニット（５０２）にデータを伝送するように構成されたバス伝送システムと、
−  前記装置（６０２，７０２，８０２）をアクティブ化するための制御信号（ＣＳ）またはクロック信号（ＣＬＫ）を出力する制御ユニット（５０２）とを有しており、ただし当該制御ユニットはさらに、前記周波数信号（１０４）の監視を実行して、前記結果信号と、予想される結果信号とが一致しない場合にエラー警告信号を出力するように構成されている、ことを特徴とする監視装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
発明の開示
以上を背景として、本発明により、独立請求項に記載した方法と、装置と、上記の方法を使用する監視装置と、さらに相応するコンピュータプログラムとが提案される。有利な実施形態はそれぞれの従属請求項と、以下の説明に記載されている。
【国際調査報告】
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2013517486.tif 000013
2013517486.tif 000014
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