(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つのバス加入者を有するバスシステム内で直列のデータ伝送が正しく機能しているか検査する方法であって、
前記バス加入者は、バス接続ユニットを介してバスに接続され、及び、前記バスを介してメッセージを交換し、
メッセージごとの前記バスへの送信アクセス権は、ＣＡＮ規格ＩＳＯ１１８９８−１に準拠した調停方法によって、１のバス加入者に付与され、前記１のバス加入者は、前記メッセージについて送信者となり、
前記メッセージは、ＣＡＮ規格に準拠した論理構造を有し、即ち、スタートオブフレームビット、アービトレーションフィールド、コントロールフィールド、データフィールド、ＣＲＣフィールド、アクノリッジフィールド、エンドオブフレームフィールドで構成され、
前記バス接続ユニットに送信された送信信号（ＣＡＮ＿ＴＸ）と、前記バス接続ユニットにより受信された受信信号（ＣＡＮ＿ＲＸ）と、の比較によって、伝送中に前記データ伝送が正しく機能しているか検査される、前記方法において、
前記送信者内に、前記送信信号（ＣＡＮ＿ＴＸ）に対して遅延時間（Ｔ＿ＤＥＬＡＹ）の分だけ遅らされた送信信号（ＣＡＮ＿ＴＸ＿ＤＥＬ）が提供され、
前記データ伝送が正しく機能しているかについての前記検査のための切り替えに従って、遅らされていない前記送信信号（ＣＡＮ＿ＴＸ）又は前記遅らされた送信信号（ＣＡＮ＿ＴＸ＿ＤＥＬ）が利用されることを特徴とする、方法。
【請求項２】
前記遅延時間（Ｔ＿ＤＥＬＡＹ）は、予め設定され又は予め設定可能であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記遅延時間（Ｔ＿ＤＥＬＡＹ）は、時間差又は平均化された時間差（ＤＥＬＴＡ＿Ｔ、ＤＥＬＴＡ＿Ｔ＿ＭＥＡＮ）の決定に依存することを特徴とする、請求項１〜２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４】
同一メッセージの送信プロセス内での切り替えによって、前記遅らされていない送信信号（ＣＡＮ＿ＴＸ）の利用と、前記遅らされた送信信号（ＣＡＮ＿ＴＸ＿ＤＥＬ）の利用と、の間で切り替えられることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記遅延時間（Ｔ＿ＤＥＬＡＹ）は、時間差又は平均化された時間差（ＤＥＬＴＡ＿Ｔ、ＤＥＬＴＡ＿Ｔ＿ＭＥＡＮ）の決定に依存し、
前記平均化された時間差（ＤＥＬＴＡ＿Ｔ＿ＭＥＡＮ）は、相前後して送信された複数のメッセージからの前記時間差（ＤＥＬＴＡ＿Ｔ）を相前後して定められた複数の測定値（ＤＥＬＴＡ＿Ｔ＿１、・・・、ＤＥＬＴＡ＿Ｔ＿Ｎ）からの平均値計算によって定められることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記遅延時間（Ｔ＿ＤＥＬＡＹ）は、時間差又は平均化された時間差（ＤＥＬＴＡ＿Ｔ、ＤＥＬＴＡ＿Ｔ＿ＭＥＡＮ）の決定に依存し、
前記平均化された時間差（ＤＥＬＴＡ＿Ｔ＿ＭＥＡＮ）の計算時には、最後に決定された平均化された時間差から著しく外れる測定値が選別されて破棄されることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記遅延時間（Ｔ＿ＤＥＬＡＹ）は、時間差又は平均化された時間差（ＤＥＬＴＡ＿Ｔ、ＤＥＬＴＡ＿Ｔ＿ＭＥＡＮ）の決定に依存し、
ａ）現在の測定値（ＤＥＬＴＡ＿Ｔ＿１、・・・、ＤＥＬＴＡ＿Ｔ＿Ｎ）のうちの１つと、最後に決定された前記平均化された時間差（ＤＥＬＴＡ＿Ｔ＿ＭＥＡＮ）と、の間の差分のための閾値が設定可能であり、又は、
ｂ）現在の測定値（ＤＥＬＴＡ＿Ｔ＿１、・・・、ＤＥＬＴＡ＿Ｔ＿Ｎ）のうちの１つと、最後に決定された平均値（ＤＥＬＴＡ＿Ｔ＿ＭＥＡＮ）と、の間の比率のための限界値が設定可能であり、
前記差分が前記閾値を超えた際又は前記比率が前記限界値を越えた際には、前記差分又は前記比率は値が大き過ぎるとしてレベル分けされる、請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記遅延時間（Ｔ＿ＤＥＬＡＹ）は、時間差又は平均化された時間差（ＤＥＬＴＡ＿Ｔ、ＤＥＬＴＡ＿Ｔ＿ＭＥＡＮ）の決定に依存し、
前記時間差（ＤＥＬＴＡ＿Ｔ）の前記測定値（ＤＥＬＴＡ＿Ｔ＿１、・・・、ＤＥＬＴＡ＿Ｔ＿Ｎ）は、システム起動時に適切な方法で初期化されるリスト内で管理され、従って、前記平均化された時間差（ＤＥＬＴＡ＿Ｔ＿ＭＥＡＮ）の計算に無効な値が入らないことを特徴とする、請求項５又は７に記載の方法。
【請求項９】
前記遅延時間（Ｔ＿ＤＥＬＡＹ）は、時間差又は平均化された時間差（ＤＥＬＴＡ＿Ｔ、ＤＥＬＴＡ＿Ｔ＿ＭＥＡＮ）の決定に依存し、
個々の前記時間差（ＤＥＬＴＡ＿Ｔ）の決定は、早くても、或るバス加入者に対する前記送信アクセス権の付与が行われた後に行われることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記遅延時間（Ｔ＿ＤＥＬＡＹ）は、時間差又は平均化された時間差（ＤＥＬＴＡ＿Ｔ、ＤＥＬＴＡ＿Ｔ＿ＭＥＡＮ）の決定に依存し、
個々の前記時間差（ＤＥＬＴＡ＿Ｔ）の前記決定は、前記送信信号（ＣＡＮ＿ＴＸ）内及び遅らされていない前記受信信号（ＣＡＮ＿ＲＸ）内での少なくとも１つの信号変化又は信号エッジの検出を含むことを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記遅延時間（Ｔ＿ＤＥＬＡＹ）は、時間差又は平均化された時間差（ＤＥＬＴＡ＿Ｔ、ＤＥＬＴＡ＿Ｔ＿ＭＥＡＮ）の決定に依存し、
定められた前記時間差（ＤＥＬＴＡ＿Ｔ、ＤＥＬＴＡ＿Ｔ＿ＭＥＡＮ）に従って、前記データ伝送が正しく機能しているかについての前記検査のための比較時点（Ｔ＿ＣＭＰ）が決定されることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記データ伝送が正しく機能しているかについての前記検査のための前記比較時点（Ｔ＿ＣＭＰ）は、前記定められた時間差（ＤＥＬＴＡ＿Ｔ、ＤＥＬＴＡ＿Ｔ＿ＭＥＡＮ）と、ビット長の予め定められ又は予め設定可能な比率と、の和として決定されることを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記切り替えは、今正に送信された前記メッセージ内での、予め設定され若しくは予め設定可能なビットへの到達、若しくは、前記予め設定され若しくは予め設定可能なビットの評価によって、又は、前記切り替えために設けられた信号の切り替えユニットへの印加によって行われることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
前記切り替えが行われるメッセージには、適切な第１の標識（ＥＤＬ）によって標識が付けられることを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
前記第１の標識（ＥＤＬ）が存在する場合には、前記メッセージの前記コントロールフィールドが、ＣＡＮ規格から外れて６より多いビットを含むことを特徴とする、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
標準型アドレス指定が行われるメッセージのための前記第１の標識（ＥＤＬ）は、前記コントロールフィールド内のレセッシブな第２ビットにより与えられ、拡張型アドレス指定が行われるメッセージのための前記第１の標識（ＥＤＬ）は、前記コントロールフィールド内のレセッシブな第１ビット又は第２ビットにより与えられることを特徴とする、請求項１４〜１５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１７】
前記第１の標識が存在する際には、全てのデータメッセージ内で前記第１の標識（ＥＤＬ）の前記レセッシブビットの後に、少なくとも１つのドミナントビットが続くことを特徴とする、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記遅延時間（Ｔ＿ＤＥＬＡＹ）は、時間差又は平均化された時間差（ＤＥＬＴＡ＿Ｔ、ＤＥＬＴＡ＿Ｔ＿ＭＥＡＮ）の決定に依存し、
前記第１の標識（ＥＤＬ）が存在する際には、前記第１の標識（ＥＤＬ）の前記レセッシブビットと、前記少なくとも１つの後続のドミナントビットと、の間のエッジが、前記送信信号（ＣＡＮ＿ＴＸ）と遅らされていない前記受信信号（ＣＡＮ＿ＲＸ）との間の前記時間差（ＤＥＬＴＡ＿Ｔ、ＤＥＬＴＡ＿Ｔ＿ＭＥＡＮ）を定めるために利用されることを特徴とする、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記第１の標識（ＥＤＬ）が存在する際には、前記メッセージの前記データフィールドは、ＣＡＮ規格ＩＳＯ１１８９８−１から外れて８バイトを超えることが可能であり、
前記データフィールドの大きさを確認するために、データ長コードの値が、少なくとも部分的にＣＡＮ規格ＩＳＯ１１８９８−１から外れて解釈されることを特徴とする、請求項１４〜１８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２０】
第２の標識（ＢＲＳ）が存在する際には、前記メッセージ内の少なくとも１つの予め設定される又は予め設定可能な範囲のためのビット長は、前記第２の標識が存在する前に利用されるビット長に対して低減された値を取り、
前記範囲は、早くとも前記第２の標識で始まり、遅くともＣＲＣデリミタで終わり、
前記第２の標識（ＢＲＳ）は、前記第１の標識（ＥＤＬ）が存在する際にのみ発生し、ＣＡＮ規格ＩＳＯ１１８９８−１から外れて６ビットより多いビットを含む前記メッセージの前記コントロールフィールド内で与えられることを特徴とする、請求項１４〜１９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２１】
前記第２の標識（ＢＲＳ）は、時間的には前記第１の標識（ＥＤＬ）の前記ビットの後に伝送される前記コントロールフィールド内のレセッシブビットにより与えられることを特徴とする、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記第２の標識が存在する際には、前記第２の標識（ＢＲＳ）の前記レセッシブビットが、少なくとも１つのドミナントビットによって、前記第１の標識（ＥＤＬ）の前記レセッシブビットから離されることを特徴とする、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記第２の標識（ＢＲＳ）が存在する際には、前記ビット長がより長い範囲内と、前記ビット長がより短い範囲内と、で、ビットタイミングパラメータのための異なる値が利用されうることを特徴とする、請求項２０〜２２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２４】
前記メッセージ内の前記ビット長の異なる値は、最小時間単位又は駆動中の発振器クロックに対して相対的にバス時間単位を調整するための異なる倍率を利用することによって実現されることを特徴とする、請求項２０〜２３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２５】
少なくとも２つのバス加入者を有するバスシステム内の直列のデータ伝送を検査する装置であって、
前記バス加入者は、バス接続ユニットを介してバスに接続され、及び、前記バスを介してメッセージを交換し、
メッセージごとの前記バスへの送信アクセス権は、ＣＡＮ規格ＩＳＯ１１８９８−１に準拠した調停方法によって、１のバス加入者に付与され、前記１のバス加入者は、前記メッセージについて送信者となり、
前記メッセージは、ＣＡＮ規格に準拠した論理構造を有し、即ち、スタートオブフレームビット、アービトレーションフィールド、コントロールフィールド、データフィールド、ＣＲＣフィールド、アクノリッジフィールド、エンドオブフレームフィールドで構成され、
前記バス接続ユニットに送信された送信信号（ＣＡＮ＿ＴＸ）と、前記バス接続ユニットにより受信された受信信号（ＣＡＮ＿ＲＸ）
と、の比較によって、伝送中に前記データ伝送が正しく機能しているかについて検査するために、手段が設けられる、前記装置において、
前記送信信号（ＣＡＮ＿ＴＸ）に対して遅延時間（Ｔ＿ＤＥＬＡＹ）の分だけ遅らされた送信信号（ＣＡＮ＿ＴＸ＿ＤＥＬ）を提供するために、適切な遅延ユニット（３１０）が設けられ、
切り替えユニット（３３０）が設けられ、前記切り替えユニット（３３０）を用いて、前記データ伝送が正しく機能しているかについての前記検査のための切り替えに従って、遅らされていない前記送信信号（ＣＡＮ＿ＴＸ）又は前記遅らされた送信信号（ＣＡＮ＿ＴＸ＿ＤＥＬ）が利用されることを特徴とする、装置。
【請求項２６】
遅延時間（Ｔ＿ＤＥＬＡＹ）の分だけ遅らされた前記送信信号（ＣＡＮ＿ＴＸ＿ＤＥＬ）と、前記受信信号（ＣＡＮ＿ＲＸ）と、の結合を実行して、比較時点（Ｔ＿ＣＭＰ）に評価する比較ユニット（３２０）が設けられることを特徴とする、請求項２５に記載の装置。
【請求項２７】
前記切り替えユニット（３３０）は、今正に送信された前記メッセージ内の予め設定され若しくは予め設定可能なビットへの到達、又は、前記予め設定され若しくは予め設定可能なビットの評価によって、及び／又は、前記切り替えのために設けられた信号の印加によって切り替え可能に実現されることを特徴とする、請求項２５又は２６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２８】
前記送信信号（ＣＡＮ＿ＴＸ）と前記受信信号（ＣＡＮ＿ＲＸ）との間の時間差（ＤＥＬＴＡ＿Ｔ）を定め、その結果に従って、前記遅延時間（Ｔ＿ＤＥＬＡＹ）のための値を提供する遅延カウンタ（３０５）が設けられることを特徴とする、請求項２５〜２７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２９】
前記装置は、前記時間差の測定値（ＤＥＬＴＡ＿Ｔ＿１、・・・、ＤＥＬＴＡ＿Ｔ＿Ｎ）のＮ個のエントリのためのメモリ領域と、前記メモリ領域のエントリからの平均化された時間差（ＤＥＬＴＡ＿Ｔ＿ＭＥＡＮ）の計算の実行のための適切な制御部と、を備えることを特徴とする、請求項２８に記載の装置。
【請求項３０】
前記装置は、請求項２〜２４に記載の方法のうちの少なくとも１つを実施するよう構成されることを特徴とする、請求項２５〜２９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項３１】
車両の通常駆動において、適切なデータバスを介して接続された、前記車両の少なくとも２つの制御装置の間でデータを伝送するために利用する、請求項１〜２４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３２】
産業的な制御システムの稼働時に、適切なデータバスを介して接続された少なくとも２つの制御装置の間でデータを伝送するために利用する、請求項１〜２４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３３】
車両の製造又は保守の間に、プログラミングを目的として適切なデータバスと接続されたプログラミングユニットと、前記データバスと接続された前記車両の少なくとも１つの制御装置と、の間でデータを伝送するために利用する、請求項１〜２４のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バスシステム内の少なくとも２つの加入者の間の直列データ伝送のための方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ファミリ規格ＩＳＯ１１８９８−１〜５には、以下で規格ＣＡＮと呼ばれる、「コントローラ・エリア・ネットワーク」（ＣＡＮ：Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）及び「タイム・トリガ型ＣＡＮ」（ＴＴＣＡＮ：Ｔｉｍｅ  Ｔｒｉｇｇｅｒｅｄ  ＣＡＮ）と呼ばれるＣＡＮの拡張版が記載されている。ＣＡＮで利用される媒体アクセス制御方法は、ビットごとの調停に基づいている。ＣＡＮの場合、ビットごとの調停は、バスを介して伝送されるメッセージ内の識別子を用いて行われる。
【０００３】
ビットごとの調停の際には、複数の加入者局がバスシステムを介してデータを同時に伝送することが可能であり、これにより、データ伝送が妨げられることはない。加入者局は、バスを介したビット（送信信号）の送信の際に、平行して、当該バスの論理的状態（０又は１）（受信信号）を定めることが出来る。これに加えて、送信チャネルで伝達される送信信号は、常に再び受信信号と比較される。特定の時点、即ちサンプル点に一致が見られない場合には、バス加入者は送信アクションを終了する。なぜならば、他の加入者は優先度がより高く又は識別子がより低いメッセージを伝達しようと試みるという前提で、アクションする必要があるからである。受信信号は、調停の間にバスへのアクセス権を獲得しようと試みる全バス加入者のメッセージビットの重ね合わせである。バス線上での信号の往復時間、及び、バス接続ユニット（トランシーバ）内の内部の遅延時間のために、上記信号の重ね合わせの結果は、ビット時間内の遅くになって初めて獲得され、従って、サンプル点は、ビット時間内の比較的遥か後ろの方に存在する必要がある。特に、この事実によって、ＣＡＮの場合には許容可能なビット長が低めに制限される。短縮は、簡単には可能ではない。
【０００４】
或る加入者局が、識別子を完全に送信してしまった後に、当該局が調停に勝ちバスに対する排他的アクセス権を有することが確実になる。ＣＡＮのプロトコル仕様によれば、他の加入者局は、送信加入者局がメッセージの検査フィールド（ＣＲＣフィールド、ＣＲＣ  Ｆｉｅｌｄ、「ＣＲＣチェックサム（ＣＲＣ  Ｃｈｅｃｋｓｕｍｍｅ）」）を伝送してしまうまでバスを介してデータを送信してはならない。従って、ＣＲＣフィールドの伝送の終了時点は、送信加入者局が、受信信号として、自身が送信した送信信号のみを検知する区間の終りに相当し、この送信信号は、基本的にバス接続ユニットの内部の遅延時間によってのみ遅らされる。上記区間内には、送信信号と受信信号との間の上記比較が引き続き行われ、データ伝送の際のエラーを検出し又は他のバス加入者によるエラーメッセージを確認するために利用される。
【０００５】
プロトコルによって、送信者が調停プロセスに勝ったメッセージの、バスを介した破壊のない安全な伝送が達成される。ＣＡＮプロトコルは、実時間条件下での短いメッセージの伝送に特に適しており、その際に、識別子の適切な割り当てによって、特に重要なメッセージについてはほぼ常に調停に勝ち、対応するメッセージの送信が成功することが保証される。
【０００６】
例えば、以前にメッセージで伝送されたデータから生成多項式を用いて形成されるＣＲＣフィールドの伝送、及び、受信者側でのＣＲＣ検査の実行により、並びに、送信信号と受信信号との一致についての連続的な検査によって、高い伝送信頼性又はエラー検出の信頼性が与えられる。
【０００７】
近代的な車両が益々ネットワーク化され、例えば走行時の安全性又は走行時の快適性を改善するために追加的なシステムが組み込まれるにつれて、伝送されるデータ量、伝送レート、伝送信頼性、及び、伝送時に許容される遅延時間に対する要請が大きくなる。例としては、例えばＥＳＰ（横滑り防止プログラム）のような走行ダイナミクス制御システム、例えばＡＣＣ（自動間隔制御）のような運転者支援システム、又は、例えば交通標識検出のような運転者情報システムが挙げられる（例えば、Ｖｉｅｗｅｇ＋Ｔａｕｂｎｅｒによる「ボッシュ車両技術ハンドブック」、２０１１年、第２７版の記載を参照されたい）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
２０１１年５月２日にインターネットサイトｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ.ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ.ｂｏｓｃｈ.ｄｅ／で公開された文書「ＣＡＮ  ｗｉｔｈ  Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｄａｔａ−Ｒａｔｅ、Ｗｈｉｔｅ  Ｐａｐｅｒ、Ｖｅｒｓｉｏｎ  １.０」は、特にデータフィールドの拡大と、ＣＡＮメッセージの一部について、調停が行われた後のビット長の短縮と、を可能にする変更されたデータ伝送プロトコルを提示している。ビット長の短縮は、この範囲内では特に、バス接続ユニットの内部の遅延時間によって制限される。なぜならば、ビットが伝送される前に、先行するビットについて送信信号と受信信号との一致を検査する必要があるからである。先行技術は、データ伝送レートの向上、及び／又は、データ伝送の信頼性に関して、あらゆる点で満足できる結果を提供しないことが分かる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以下では、本発明及びその利点が、図面と実施例によって記載される。本発明の主題は、提示され記載される実施例に限定されない。
【００１０】
本発明は、バスを介してメッセージを交換する少なくとも２つのバス加入者を有するバスシステム内での直列データ伝送のための方法であって、メッセージごとのバスへの送信アクセス権は、ＣＡＮ規格ＩＳＯ１１８９８−１に準拠した調停方法によって、１のバス加入者に付与され、当該１のバス加入者は、メッセージについて送信者となり、メッセージは、ＣＡＮ規格に準拠した論理構造を有し、即ち、スタートオブフレームビット、アービトレーションフィールド、コントロールフィールド、データフィールド、ＣＲＣフィールド、アクノリッジフィールド、エンドオブフレームフィールドで構成され、バス接続ユニットに送信された送信信号（ＣＡＮ＿ＴＸ）と、バス接続ユニットにより受信された受信信号（ＣＡＮ＿ＲＸ）と、の比較によって、伝送中にデータ伝送が正しく機能しているか検査される、上記方法から出発する。
【００１１】
本発明に係る方法は、送信者内で、送信信号に対して遅延時間の分だけ遅らされた送信信号が提供され、データ伝送が正しく機能しているかについての検査のための切り替えに従って、遅らされていない送信信号又は遅らされた送信信号が利用されることにより優れている。これにより、好適に、送信信号と受信信号との間に基本的に一定の時間差が生じる場合には、この時間差は、データ伝送が正しく機能しているかについての検査の前に補正されうる。
【００１２】
１つのメッセージの送信プロセス内で、遅らされていない送信信号の利用と、遅らされた送信信号の利用と、の間で切り替えられることは、送信信号と受信信号との間の基本的に一定の時間差が存在するメッセージの範囲内でのみ本方法が合目的的に使用可能であるという利点を有する。特に、切り替えが、早くとも、或るバス加入者への送信アクセス権の付与が行われた後で起きるように保証される。
【００１３】
発生した時間差が基本的に、例えば温度のような外部のパラメータに依存しないケースでは、遅延時間が一定に予め設定され又はほぼ初期設定の枠組みにおいて予め設定可能である場合には有利でありうる。特に有利な実施形態において、遅延時間は動的に予め設定可能であり、時間差の決定に依存する。これにより、駆動中に時間差の連続的な変化が考慮され、このことにより特に本方法の堅牢性が向上する。
【００１４】
上記の時間差の決定は、有利に、遅らされていない送信信号内又は受信信号内での少なくとも１つの信号変化又は信号エッジの検出を含む。なぜならば、この種の信号変化は、時間測定の開始又は終了に特に良く適しているからである。さらに、時間測定の結果からの遅延時間の他に、データ伝送が正しく機能しているかについての検査のための比較時点（Ｔ＿ＣＭＰ）も決定される場合には有利である。なぜならば、この比較時点は、送信信号と受信信号との間に存在する時間差に対して最適に調整することが可能であり、検査の堅牢性がさらに向上するからである。ここで、定められた時間差と、半分のビット長と、が利用される場合には常に、受信された信号の真ん中でサンプリングされる。このことは特に、受信信号の確実なサンプリング及び検査のために有利である。
【００１５】
切り替えが、今正に送信されたメッセージ内での、予め設定され若しくは予め設定可能なビットへの到達によって、又は、当該予め設定され若しくは予め設定可能なビットの評価によって行われる場合には、本方法は特にトランスペアレントで（ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ）簡単に実現される。切り替えのために設けられた信号の切り替えユニットへの印加には、切り替えが例えば、通信コントローラ又はマイクロプロセッサによって、特にフレキシブルな方法で行うことが可能であるという利点がある。
【００１６】
有利に、本発明に係る方法で検査されるメッセージには、適切な標識によって標識が付けられる。なぜならば、このようにして、メッセージを交換する本発明に係る装置は、通信が規格に準拠して又は本発明に係る方法に従って行われるのかを検出できるからである。この標識が存在する際には、メッセージのコントロールフィールドは、有利な発展形態において６より多いビットを有する。これにより、上記標識は、全てのデータメッセージ内で、少なくとも１つのドミナントビットがその後に続くレセッシブビットによって与えられるよう構成される。この場合に、第１の標識のレセッシブビットと、少なくとも１つの後続のドミナントビットと、の間のエッジを、遅らされていない送信信号と受信信号との間の時間のずれを定めるために利用することが可能であり、このことは、「レセッシブ」から「ドミナント」へのエッジが特に勾配が急なエッジを有する場合には、時間差の決定の精度が上がるという利点がある。
【００１７】
８より大きい数のバイトへと、本発明に係るメッセージが同時に拡大されることによって、より大きなデータ量がメッセージで伝送され、プロトコルに関連する制御データに対するユーザデータの比率が有利に変更されるという更なる利点がもたらされる。データフィールドの大きさを確認するために、データ長コードの４ビットの値が、少なくとも部分的にＣＡＮ規格から外れて解釈される必要がある。
【００１８】
追加的に、メッセージ内の少なくとも１つの予め設定され又は予め設定可能な範囲のためのビット長が、以前に利用されたビット長に対して低減された値を取る場合には、本発明に係る方法の更なる別の利点が得られる。ここで、バス接続ユニットの内部の時間差を下回るビット長も利用可能であることも、本方法の特別な利点として示される。本発明に係る補正が無かったら、遅らされていない送信信号と受信信号との比較は、この場合には、伝送エラーとして誤って検出することに繋がるであろう。このように変更されたメッセージは、第２の標識によって検出出来るようにすることが可能である。追加的に、上記変更によって、時間ごとに伝送されるデータ量が更に上げられる。上記範囲は、有利に早くとも第２の標識で始まり、及び、遅くともＣＲＣデリミタで終わる必要がある。有利に、ビット長の異なる値は、最小時間単位又は駆動中の発振器クロックに対して相対的にバス時間単位を調整するための異なる倍率を利用することによって実現される。ビット長がより長い範囲内と、ビット長がより短い範囲内と、で、ビットタイミングパラメータのための異なる値が利用される場合には、本発明の堅牢性がさらに向上する。
【００１９】
第２の標識には、この２つの措置の利点を可能性に応じて別々に、最大限に利用できるという利点がある。例えば、バストポロジの理由から、より短いビット長への切り替えが可能ではない場合にも、引き続き、メッセージを本発明に係る方法に従って検査することが可能であり、従って、より大きなデータ量で送信することが可能である。ビット長が短いメッセージ内でエラーが発生した際にも、最初に、通常のビット長へと切り替えることが可能であり、その際に、更なる別の利点を犠牲にすることはない。
【００２０】
本方法は有利に、車両の通常駆動において、適切なデータバスを介して接続された、車両の少なくとも２つの制御装置の間でデータを伝送するために利用することが可能である。しかしながら、有利に車両の製造又は保守の間にも同様に、プログラミングを目的として適切なデータバスと接続されたプログラミングユニットと、データバスと接続された車両の少なくとも１つの制御装置と、の間でデータを伝送するために利用することが可能である。更なる別の有利な利用の可能性は、産業的な制御システムの駆動時に、特に接続線が長い場合に生じる。あらゆる場合に、例えば信号伝送時間のような各条件に対して伝送方法を調整するために、伝送レートのフレキシビリティ（Ｆｌｅｘｉｂｉｌｉｔａｅｔ）と同時に、非常に高い伝送信頼性は有利である。
【００２１】
更なる別の利点は、本発明に基づいて機能しうるために、規格ＣＡＮコントローラは最小限に変更されればよいということである。規格ＣＡＮコントローラとしても機能しうる本発明に係る通信コントローラは、従来の規格ＣＡＮコントローラよりも僅かに大きい。付属するアプリケーションプログラムを変更する必要はなく、既にデータ伝送の速度の点で利点が実現される。
【００２２】
有利に、ＣＡＮのコンフォーマンステスト（ＣＡＮ−Ｃｏｎｆｏｒｍａｎｃｅ−Ｔｅｓｔ）（ＩＳＯ１６８４５）の多大な部分が引き継がれる。有利な発展形態において、本発明に係る伝送方法を、ＴＴＣＡＮ（ＩＳＯ１１８９８−４）を補完したものと組み合わせることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
以下では、本発明が図面によってより詳細に解説される。
【図１ａ】ＣＡＮ規格ＩＳＯ１１８９８−１に準拠したデータメッセージの構造の２つの選択肢、即ち、ＣＡＮ標準フォーマット及びＣＡＮ拡張フォーマットを示す。
【図１ｂ】これに対して変更された、コントロールフィールドが変更されデータフィールド及びＣＲＣフィールドが可変的な大きさを有する「ＣＡＮ  ＦＤ  ＬＯＮＧ」メッセージのフォーマットの２つの例を示す。標準ＣＡＮメッセージの変更、及び、拡張ＣＡＮメッセージの変更が示される。
【図１ｃ】図１ｂに対して、異なるビット長が利用される範囲がメッセージ内に追加的に設定された、本発明に係るデータ伝送方法において変更された「ＣＡＮ  ＦＤ  Ｆａｓｔ」タイプのメッセージの更なる別の２つの例を示す。
【図２ａ】例えばバス接続ユニットにより引き起こされた受信信号の時間差を補正するための、時間Ｔ＿ＤＥＬＡＹ分の送信信号の本発明に係る遅延を示す。
【図２ｂ】レセッシブビットからドミナントビットへの設定された信号エッジを用いた、送信信号ＣＡＮ＿ＴＸと受信信号ＣＡＮ＿ＲＸとの間の時間差ＤＥＬＴＡ＿Ｔの測定を概略的に示す。
【図２ｃ】データ伝送が正しいか検査する本方法への、送信信号の時間差の本発明に係る補正の影響を概略的に示す。
【図３】本発明に係る回路の一実施例の重要な構成要素の概略的なブロック図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１ａには、メッセージの構造、即ち、メッセージがＣＡＮバス上でデータ伝送のためにどのように利用されるのかが示されている。２つの異なるフォーマット、即ち「標準型」（Ｓｔａｎｄａｒｄ）及び「拡張型」（Ｅｘｔｅｎｄｅｄ）が示されている。本発明に係る方法は、適切な実施形態において、２つのフォーマットで適用することが可能である。
【００２５】
メッセージは、メッセージの開始をシグナリングする「スタートオブフレーム（ＳＯＦ：Ｓｔａｒｔ  ｏｆ  Ｆｒａｍｅ）」ビットで始まる。この後に、まず第１にメッセージの識別のために役立つ区間が続き、この区間によって、バスシステムの加入者は、自身がメッセージを受信するか否かを決定する。この区間は「アービトレーションフィールド」（Ａｒｂｉｔｒａｔｉｏｎ  Ｆｉｅｌｄ）と呼ばれ、識別子を含んでいる。この後に、特にデータ長コード（Ｄａｔａ  Ｌｅｎｇｔｈ  Ｃｏｄｅ）を含む「コントロールフィールド」（Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｆｉｅｌｄ）が続く。データ長コードは、メッセージのデータフィールドの大きさについての情報を含んでいる。これに続いて、バスシステムの加入者間で交換されるデータを含む本来の「データフィールド」（Ｄａｔａ  Ｆｉｅｌｄ）が続く。その後に、１５ビット長を含むチェックサム（Ｃｈｅｃｋｓｕｍｍｅ）及びデリミタ（Ｄｅｌｉｍｉｔｅｒ）を有する「ＣＲＣフィールド」と、これに続いて、送信者宛てのメッセージの受信の成功をシグナリングする役目を果たす２つの「アクノリッジ（ＡＣＫ：Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅ）ビット」と、が続く。メッセージは、「エンドオブフレーム」（ＥＯＦ：Ｅｎｄ  ｏｆ  Ｆｒａｍｅ）シーケンスで終わる。
【００２６】
メッセージがバスを介して伝送される場合には、調停プロセスの間に、遅らされていない送信信号と受信信号とが比較される通常の検査方法が実施される。なぜならば、この段階では、未だ複数の送信者がバスに関与している可能性があり、従って一般には、送信信号と受信信号との間に一定の時間関係が存在しないからである。調停が行われた後で、バス加入者が或るメッセージの送信者の役割を獲得した場合には、送信信号と受信信号との間の基本的に一定の時間差が補正されることによって、送信信号と受信信号との間で実施される比較の堅牢性及び精度が高められる。
【００２７】
本発明に掛かる方法の効果が、図２ａにより詳細に記載されている。ＣＡＮ＿ＴＸ及びＣＡＮ＿ＲＸは、本発明に係る装置、即ち例えば通信コントローラの対応するピンに印加された送信信号及び受信信号の時間的推移を提示している。信号は、論理的「１」又は論理的「０」に対応する電圧値の間で変化する。分かり易いように、図２ａには、本発明の効果を例示的に示しうる１−０−１−０ビット列が示されている。例えば信号の勾配のような厳密な信号の推移は、各回路の細部に依存するが、当該細部は、本方法の効果を概略的に示すためには重要ではない。
【００２８】
２つの論理的信号ＣＡＮ＿ＴＸとＣＡＮ＿ＲＸとの比較又は検査は、通常の方法では、適切な回路、例えば、この目的のために対応する装置内に提供されるＸＯＲゲートにより行われる。このＸＯＲゲートは、入力信号が一致した際に、例えば、出力口で論理的「０」を提供し、不一致の際には「１」を提供する。得られた信号推移は、図２ａでは信号Ｄ１として定性的に（ｑｕａｌｉｔａｔｉｖ）示されている。データ伝送が正しいかを検査するために、結合された信号Ｄ１が特定の時点、即ちサンプル点でサンプリングされる。図から分かるように、信号Ｄ１が「０」を示す各ビットの範囲内にサンプル点が当たるように、サンプル点は設定される必要がある。送信信号と受信信号との間の遅延が大きくなるにつれて、この範囲はより小さくなり、正しい伝送の際に「０」が信号Ｄ１内でサンプリングされるようなサンプル点の適切な選択がより困難になる。
【００２９】
このことを改善して堅牢性を高めるために、本発明に係る方法では、送信信号が、予め設定され又は予め設定可能な遅延時間Ｔ＿ＤＥＬＡＹの分だけ遅らされる。これについて、本発明に係る装置は好適に追加的に、適切な遅延ユニットを備える。この結果も同様に、図２ａに示されている。即ち、時間が遅らされた送信信号ＣＡＮ＿ＴＸ＿ＤＥＬが獲得される。本発明に係る回路の上記遅らされた信号が、例えばＸＯＲゲートに供給されて、このＸＯＲゲートで受信信号と結合され又は比較される場合には、図２ａに同様に概略的に示される結合信号Ｄ２が獲得される。バス接続ユニットの内部遅延の補正に基づき、この信号Ｄ２は、広い範囲で論理的「０」に対応する。信号が変化する範囲内では、信号レベルの不正確性、又は、補正された遅延時間の不正確性に基づいて、信号Ｄ２内で未だに論理的「１」が発生する。データ伝送が正しく進行する際の比較結果が確実に「０」となるようなサンプル点の適切な選択は、簡単には可能ではない。
【００３０】
調停の間（基本的に一定の時間差無し）及び調停の後（基本的に一定の時間差有り）の様々な状況のために、記載される方法は切り替え可能に構成され、従って、調停段階では、通常の検査方法が適用され、より遅い伝送段階では、本発明に係る検査方法が実施される。この遅くの伝送段階又は当該伝送段階の一部において、より短いビット長へと切り替えることも可能であるが、これについては以下で更に記載する。この場合には、本方法は、バス接続ユニットの内部遅延時間と同じ大きさのビット長、又は、バス接続ユニットの内部遅延時間を下回るビット長が利用可能であるという特別な利点を有する。本発明に係る補正が無かったならば、このことは不可能である。なぜならば、遅らされた信号と受信信号との間の比較が伝送エラーの誤った検出に繋がる可能性があるからである。
【００３１】
遅延時間Ｔ＿ＤＥＬＡＹの値は、一定に予め設定され又は予め設定可能に構成されうる。一定の設定は、利用されるバス接続ユニットの内部の時間差が非常に大きく変化しない場合には特に有効である。予め設定可能な遅延時間は、内部の時間差がバス加入者内にある特定の値に依存する場合に有効である。例えば、バス加入者内に温度情報が存在し、これに応じて遅延時間の様々な値が、温度に依存して予め設定されうる場合には、温度に対する依存性が補正されうるであろう。
【００３２】
好適な実施形態において、利用される遅延時間Ｔ＿ＤＥＬＡＹは、以前に実施された送信信号と受信信号との間の時間のずれの測定に基づいている。このために例えば、調停の終了後にメッセージ内に存在するレセッシブ−ドミナントな信号エッジが評価されうる。
【００３３】
バスシステムの通信が規格ＣＡＮ又は本発明に係る方法に従って進行しているのかを、通信コントローラが自律的に検出出来ることは有利である。このための可能性は、アービトレーションフィールド又はコントロールフィールド内の、規格ＣＡＮでは常に固定の値で伝送されるビットを標識付けのために利用することであり、この第１の標識から、通信コントローラは、第１の切り替え条件を導出することができ、この第１の切り替え条件に従って、利用すべき伝送方法を選択する。
【００３４】
図１ｂには、２つの規格フォーマットからそれぞれ得られた、変更されたメッセージフォーマットが示されている。変更されたメッセージフォーマットは、追加的なビット、即ちＥＤＬ、ＢＲＳ、ＥＳＩがコントロールフィールド内に補充されている点で、図１ａの規格に準拠したメッセージとは異なっている。さらに、示される例では、本発明に係るメッセージは、データフィールド及びＣＲＣフィールドの大きさが可変的であり、その際に、データフィールドが８バイトより大きいバイト数を含んでもよく、即ち、示される構成ではＫバイトまで含んでもよいことにより、規格に準拠したメッセージから区別される。本発明に係る方法の実現のために、データフィールド及びＣＲＣフィールドは、規格に準拠した値を有してもよい。
【００３５】
標準型アドレス指定における標識：
規格ＣＡＮデータメッセージのコントロールフィールドの第２ビットは、図１ａの上の部分に示すような規格フォーマットにおいて、常にドミナントで送信され、ｒ０で示される。図１ｂの上の部分に示す、標準型アドレス指定が行われる（即ち、標準ＣＡＮフォーマットに従ったアービトレーションフィールドを有する）本発明に係るメッセージの例では、コントロールフィールドのこの第２のビットは、当該ビットがレセッシブで送信されることで標識付けのために利用される。即ち、このようなメッセージ内のコントロールフィールドの第２のビットのレセッシブな値は、後続では規格とは異なる検査方法及びメッセージフォーマットが利用されることを表示する。標準型アービトレーションフィールドを有するメッセージのコントロールフィールドの、このレセッシブで送信される第２のビットは、ＥＤＬ（Ｅｘｔｅｎｄｅｄ  Ｄａｔａ  Ｌｅｎｇｔｈ）と称される。規格ＣＡＮでは常にドミナントで伝送されるビットｒ０は、本発明に係るメッセージでは、レセッシブなＥＤＬビットにより置換され、又は、本発明に係るメッセージ内では、１ポジション分後ろの位置、即ち、レセッシブなビットＥＤＬと、ビット長の切り替えの際には同様にレセッシブなビットＢＲＳと、の間の位置へと下がる。さらに、コントロールフィールド内には、更なる別のビットを挿入することが可能である。図１ｂには、例として、ＥＳＩと呼ばれるビットが示されている。この場所には、本発明に影響を与えることなく、２個以上のビットを挿入することも可能であろう。
以上、標準型規格ＣＡＮメッセージのコントロールフィールド内のビット列、即ち、
｛ＩＤＥ、ｒ０、ＤＬＣ３、ＤＬＣ２、ＤＬＣ１、ＤＬＣ０｝は、
本発明に係るメッセージ内では、
｛ＩＤＥ、ＥＤＬ、Ｎ個の更なる別のビット、ＤＬＣ３、ＤＬＣ２、ＤＬＣ１、ＤＬＣ０｝
により置換される。
図１ｂで示す例では、ビットｒ０、ＢＲＳ、ＥＳＩが挿入されて、Ｎ＝３が適用される。しかしながら、Ｎは、０よりも大きい任意の他の値を取ることも可能であろう。
【００３６】
拡張型アドレス指定における標識：
規格ＣＡＮデータメッセージのコントロールフィールドの最初の２ビットは、図１ａの下の部分に示すような拡張フォーマットにおいて、常にドミナントで送信され、ｒ１、ｒ０で示される。図１ｂの下の部分に示す、拡張型アドレス指定が行われる（即ち、拡張ＣＡＮフォーマットに従ったアービトレーションフィールドを有する）本発明に係るメッセージの例では、コントロールフィールドのこの第１ビットｒ１が、当該ビットｒ１がレセッシブで送信されることで標識付けのために利用される。この場合に、このようなメッセージ内のコントロールフィールドの第１ビットのレセッシブな値は、本例では、後続で規格とは異なる検査方法及びメッセージフォーマットが利用されることを表示する。ここでも、コントロールフィールドのこのレセッシブに伝送されるビットは、ＥＤＬ（Ｅｘｔｅｎｄｅｄ  Ｄａｔａ  Ｌｅｎｇｔｈ）と称される。このＥＤＬビットによって、拡張フォーマットによる規格ＣＡＮメッセージのドミナントな予約ビットｒ１が置換される。代替的に、ドミナントビットｒ１が保持されたまま１ポジション分後ろに下がることが可能であろうし、ＥＤＬビットは、追加的なビットとして、ＲＴＲとｒ１との間に挿入されるであろう。同様に、ＥＤＬビット（レセッシブ）を追加的なビットとしてｒ１（ドミナント）とｒ０（ドミナント）との間に挿入するということも可能であろう。続いて、この場合にも、コントロールフィールド内には、更なる別のビットを挿入することが可能であろう。図１ｂには、例として再びＥＳＩと呼ばれるビットが示されている。本発明に影響を与えることなく、２個以上のビットを挿入することも可能であろう。
以上、拡張型規格ＣＡＮメッセージのコントロールフィールド内のビット列、即ち、
｛ｒ１、ｒ０、ＤＬＣ３、ＤＬＣ２、ＤＬＣ１、ＤＬＣ０｝は、
本発明に係るメッセージ内では、
｛ＥＤＬ、Ｎ個の更なる別のビット、ＤＬＣ３、ＤＬＣ２、ＤＬＣ１、ＤＬＣ０｝又は
｛ｒ１、ＥＤＬ、Ｍ個の更なる別のビット、ＤＬＣ３、ＤＬＣ２、ＤＬＣ１、ＤＬＣ０｝
により置換される。
図１ｂで示す例は、Ｎ＝３の、即ちビットｒ０、ＢＲＳ、ＥＳＩが挿入される最初に挙げたバリエーションを示している。しかしながら、Ｎ又はＭは、０よりも大きい任意の他の値を取ることも可能であろう。
【００３７】
この種の標識又は先に記載したようなフォーマットを有するメッセージのために、送信信号と受信信号との間の実際の時間のずれの測定を、図２ｂに示すやり方で実現することが可能である。即ち、挿入されるビットが適切に選択された際には、例えば、標識ＥＤＬのレセッシブビットと後続のビットｒ０との間には、レセッシブからドミナントへのエッジが常に存在する。他のやり方でも、例えば対応する予約ビットの挿入によって、本発明に基づき標識付けされたメッセージ内でレセッシブからドミナントへのエッジを発生させることが可能である。このようなエッジは、時間測定のために良く適している。例えば、送信信号の上記エッジがカウンタを開始し、受信信号の対応するエッジがこのカウンタを停止することにより、図２ｂに示すような実際の時間差ＤＥＬＴＡ＿Ｔが、個々のメッセージごとに正確に測定される。
【００３８】
代替的に、常に発生するドミナントからレセッシブへのエッジも利用することが可能である。定期的な間隔で又は１回のみ、対応する測定が実施されてもよい。定期的な、特にメッセージごとに行われる時間差の測定は、例えば温度の影響により生じうる実際の時間差の変化を確実に補正出来るという利点がある。
【００３９】
既に記載したように、調停の終了後にメッセージ内に存在するレセッシブドミナントな信号エッジが、ＤＥＬＴＡ＿Ｔの決定のために評価される場合には有利である。この場合には確実に、競合する送信者がもはやバス上に存在しないため、送信者として残ったバス加入者のところで、送信信号と受信信号との間の基本的に一定の時間関係が存在する。例えば、コントロールフィールド内の挿入されるビットが、図１ｃに示すように選択される場合には、ＥＤＬビットとｒ０ビットとの間のレセッシブ−ドミナントな信号エッジは、競合する送信者がもはや確実に存在しないデータフィールドの伝送の開始前の、ＣＡＮ  ＦＤメッセージ内の常に立ち下がる唯一のエッジである。従って、この信号エッジを用いたＤＥＬＴＡ＿Ｔの決定によって、バス上に他のノイズが発生しない限りにおいて、良好な結果がもたらされる。
【００４０】
バス接続ユニットの内部遅延ＤＥＬＴＡ＿Ｔの測定品質を損ないうるこのような他のノイズは、例えば、全ての形態の性能障害（Ｌｅｉｓｔｕｎｇｓｓｔｏｅｒｕｎｇ）、電磁放射線、誘導性又は容量性の結合、等によって引き起こされる可能性がある。測定の間のノイズは、一方では、送信者がビットエラーを誤って確認し、メッセージ伝送を中断するということに繋がりうる。他方では、ＤＥＬＴＡ＿Ｔについて誤った値が定められ、エラーとして検出されない可能性がある。後に行われる時間差の補正は、いずれの場合にせよ結果が悪くなるであろう。従って、本方法への、ＤＥＬＴＡ＿Ｔの決定時の個々のエラーの影響を低減するために、有利に、ＤＥＬＴＡ＿Ｔの複数の測定値から平均値ＤＥＬＴＡ＿Ｔ＿ＭＥＡＮが形成され、信頼性の高い結果がもたらされる。
【００４１】
相前後して定められる複数の値から、例えば、相前後して送信される複数のメッセージからの、ＥＤＬビットのエッジを用いて定められた測定値ＤＥＬＴＡ＿Ｔから、平均値ＤＥＬＴＡ＿Ｔ＿ＭＥＡＮが計算される。平均値計算のための方法について、ここでは、この種の課題について当業者には公知の全ての可能な平均化又はフィルタリング方法、例えば、重み付けされ又は重み付けされない移動平均値計算（ｇｌｅｉｔｅｎｄｅ  Ｍｉｔｔｅｌｗｅｒｔｂｉｌｄｕｎｇ）が援用されうる。
【００４２】
特に有利な実施形態において、平均値計算の際には、最後に決定された値から著しく外れる測定値が選別される。当該測定値は、例えば、測定にエラーがあった可能性が高く、従って破棄することが可能である。現在存在する測定値と、最後に決定された平均値ＤＥＬＴＡ＿Ｔ＿ＭＡＥＮと、の比率のための差分又は限界値の閾値が有利に設定可能であり、当該平均値ＤＥＬＴＡ＿Ｔ＿ＭＥＡＮ以降は、平均値との偏差又は平均値に対する比率が大き過ぎるとしてレベル分けされる。
【００４３】
例えば、移動平均値計算のために、対応する通信コントローラ内に、Ｎ個のエントリＤＥＬＴＡ＿１、・・・、ＤＥＬＴＡ＿Ｔ＿Ｎのリストを管理するための適切なメモリ領域が提供される。考慮される測定値のこのリストは、例えばＦＩＦＯとして機能し、即ち、各最新の測定値によって各最古の測定値が置換される。リストの値から適切な制御部によって、所望の平均値ＤＥＬＴＡ＿Ｔ＿ＭＥＡＮが、既に示したように例えば算術平均値として、重み付けされた平均値として、平方自乗平均として、又は、ハードウェアに実装されるその他の方法に従って獲得される。平均値は、本発明に係る方法の利用のためのメモリ内で提供される。
【００４４】
作動後には、平均値がそれから計算されるＮ個の測定値の上記リストは最初に空であり、又はランダムなエントリを有する。平均値ＤＥＬＴＡ＿Ｔ＿ＭＥＡＮは、ハードウェアに実装される方法によって又は制御部によって、リストのエントリＤＥＬＴＡ＿Ｔ、・・・、ＤＥＬＴＡ＿Ｔ＿Ｎから計算されるため、リストの幾つかのエントリが未だ有効ではない場合には、所望の平均値をどのように計算するのか手続きを設定する必要がある。例えば、以下の３つのストラテジを利用することが可能である。
【００４５】
ストラテジ１：平均値計算に関与する前に、対応する測定によってリストエントリが活性化される必要があるという趣旨で、ハードウェアが拡張される。平均値計算は、第１のステップにおいて、測定値（測定値により最初に充填される限りにおいて、例えばＤＥＬＴＡ＿Ｔ＿１）を用いて行われ、第２のステップにおいて、２つの測定値を用いて行われ、このように、全てのリストエントリが測定に基づいておりこれに対応して活性化されるまで実行される。この手続きのために必要なロジック部によって回路がより大きくなる。
【００４６】
ストラテジ２：メッセージの先頭の全てのレセッシブドミナントエッジからＥＤＬビットとｒ０ビットとの間のエッジまでが、システム起動時に正確に測定され、従って、メッセージ内でＥＤＬビットとｒ０ビットとの間のエッジまでに発生するレセッシブ−ドミナントエッジの数よりもリスト長Ｎが小さいと仮定すると、既に最初の平均値計算の際に、全てのリストエントリが、多かれ少なかれ正確な、時間差ＤＥＬＴＡ＿Ｔの個々の測定に由来する。この場合、回路は僅かに拡大される。
【００４７】
ストラテジ３：リストを最初に充填するために、所望のエッジで、例えばＥＤＬビットとｒ０ビットとの間のレセッシブドミナントエッジで定められた第１の測定値ＤＥＬＴＡ＿Ｔ＿１が、全てのリスト位置に登録される。引き続いて、更なる別の測定値が、リスト２〜Ｎに連続的に登録される。この場合にも、回路は僅かに拡大される。
【００４８】
３つの全てのケースにおいて、仮に構想される場合には、最後に計算された平均値ＤＥＬＴＡ＿Ｔ＿ＭＥＡＮから著しく外れる測定値がそれに従って選別される方法は、リストエントリの全てが様々なメッセージの所望の（例えばＥＤＬ−ｒ０−）エッジでの測定に基づくまで、中断される。
【００４９】
以下では、ＤＥＬＴＡ＿Ｔは常に、複数の測定値から上記の平均値計算により生成された値ＤＥＬＴＡ＿Ｔ＿ＭＥＡＮも意味しうる。
【００５０】
定められた時間差ＤＥＬＴＡ＿Ｔ又は平均値ＤＥＬＴＡ＿Ｔ＿ＭＥＡＮから、遅延時間Ｔ＿ＤＥＬＡＹであって、例えばフィルタリングされ、又は補正され、又は、例えばビット長のような特定の時間基準の整数倍に対して調整され、又は丸められた上記遅延時間Ｔ＿ＤＥＬＡＹが導出される。特に簡単な実施形態において、遅延時間Ｔ＿ＤＥＬＡＹは、最新の整数に対して丸められた商（ＤＥＬＴＡ＿Ｔ／ビット長）に、ビット長を掛けることによって与えられる。測定された時間差ＤＥＬＴＡ＿Ｔが１５０ナノ秒であり、ビット長が例えば２５０ナノ秒（４Ｍｂｉｔ／ｓのボーレートに相当する）である場合に、遅延時間Ｔ＿ＤＥＬＡＹは、２５０ナノ秒となるであろう。これに対して、測定された時間差ＤＥＬＴＡ＿Ｔが１００ナノ秒である場合には、Ｔ＿ＤＥＬＡＹの値は０となるであろう。
【００５１】
このように生成された遅延時間Ｔ＿ＤＥＬＡＹは、このために設けられた遅延ユニットにとっては、図２ａで既に示したように、本来の送信信号ＣＡＮ＿ＴＸから出発して遅延時間Ｔ＿ＤＥＬＡＹの分だけ遅らされた送信信号ＣＡＣ＿ＴＸ＿ＤＥＬを提供するために、入力変数として役に立つ。この遅らされた送信信号ＣＡＮ＿ＴＸ＿ＤＥＬが、受信信号ＣＡＮ＿ＲＸとの比較、又は、受信信号ＣＡＮ＿ＲＸとのＸＯＲ結合のために利用される場合には、図２ａで概略的に示される結果・信号Ｄ２から分かるように、結果へのバス接続ユニットの内部の時間差の影響が著しく低減される。
【００５２】
遅らされた送信信号を利用する本発明に係る検査方法への切り替えは、好適な実施形態において、時間差の測定が行われた直後に、例えばビットｒ０のサンプル点、又はビットｒ０の後に続くビットＢＲＳのサンプル点で行われる。しかしながら、より遅い時点に、例えば、コントロールフィールド内の挿入された更なる別のビットのうちの１つのところで切り替えを行うことも可能である。メッセージ内でより遅い時点に、より短いビット長へと切り替えられる限りにおいて、本発明に係る方法への切り替えが遅くとも、より短いビット長への切り替えと共に行われることは有利である。本発明に係る方法からの戻し切り替えは、この場合、早くとも長いビット長への変更の後で行われるが、メッセージ伝送の終了後に初めて行われてもよい。
【００５３】
レセッシブからドミナントへのエッジは、さらに、バス加入者間の同期化の改善のために利用され、このことは、特により短いビット長への切り替えの際に特に有利である。
【００５４】
規格に準拠したＣＡＮデータ伝送方法では、データフィールドは最大で８バイト、即ち６４ビットのデータを含んでもよい。データ長コードは規格に従って４ビットを含み、即ち、１６個の様々な値を取ることが可能である。この値の範囲から、１バイトから８バイトまでの様々な大きさのデータフィールドのために、８個の様々な値が利用される。０バイトのデータフィールドは、ＣＡＮ規格では推奨されておらず、８バイトを上回る大きさは許容されていない。
【００５５】
規格ＣＡＮとは異なって、図１ｂで示されるメッセージでは、より大きなデータフィールドに標識を付けるために、データ長コードが取りうる更なる別の値が利用される。例えば、０ｂ１０００より大きい０ｂ１１１１までのデータ長コードの値について、データフィールドの対応する大きさが、１バイトよりも大きな増分の分だけ、例えば、２バイト、３バイト、又は４バイトの分だけ大きくなってもよい。データフィールドの大きさに対するデータ長コードの上記値の割り当ては基本的に自由に設定されうる。メッセージは、「ＣＡＮ  ＦＤ  Ｌｏｎｇ」という名称を有する。
【００５６】
記載したように、メッセージのデータフィールドが拡大される場合には、十分なフェールセーフティを獲得するために、巡回冗長検査（ＣＲＣ：Ｃｙｃｌｉｃ  Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ  Ｃｈｅｃｋ）のために利用される方法を調整することも有効でありうる。特に、例えばより高次の他のＣＲＣ多項式を利用し、これに対応して、本発明に基づき変更されたメッセージ内に、規格とは異なる大きさのＣＲＣフィールドを設けることは有利でありうる。このことが図１ｂで、示される例では本発明に係るメッセージのＣＲＣフィールドがＬビットの長さを有するということにより提示され、但し、ＬはＣＡＮ規格から外れて同じではなく、特に１５ビットよりも大きくてもよい。
【００５７】
有利な実施形態において、通信コントローラは、規格ＣＡＮに対して互換性を有するように設計され、即ち、規格ＣＡＮバスシステム内では規格に準拠して動作するように設計されるが、本発明に基づき変更されたバスシステム内では、メッセージ内のより大きなデータフィールドを許容し、これに対して調整されたＣＲＣ符号の計算及び検査も実行する本発明に係る検査方法を利用する。
【００５８】
メッセージの受信の開始時には、規格に準拠したＣＡＮメッセージ又は本発明に基づき変更されたメッセージが受信されるのかが未だに確定していないため、本発明に係る通信コントローラには、平行して動作する複数のＣＲＣシフトレジスタが実装される。ＣＲＣデリミタの受信後に、受信者のところでＣＲＣ符号が評価される場合には、本発明に係る更なる別の標識に基づいて、どの伝送方法が利用されたのかが確定され、その後で、上記利用された伝送方法に割り当てられたシフトレジスタが評価される。更なる別の標識は、先に既に示したように、データフィールドの大きさ及びデータ長コードの解釈に関する第１の標識と一致していてもよい。
【００５９】
メッセージ送信の開始時には、送信者のために、どの伝送方法に従って送信されるのかが既に確定している。しかしながら、バスアクセスを巡る調停が失われ、開始されたメッセージが送信されず、その代わりに他のメッセージが受信されることが起こりうるため、この場合にも、複数のＣＲＣシフトレジスタが平行して駆動される。
【００６０】
図１ｃは、図１ｂに対して、本発明に基づき異なるビット長が利用され個々のビットがより速くバスを介して伝送される範囲がメッセージ内に追加的に設定された、本発明に基づき変更されたメッセージの２つの更なる別の例を示す。メッセージは、従って、「ＣＡＮ  ＦＤ  Ｆａｓｔ」と称される。図１ｃには、メッセージの２つの可能なアドレス指定のバリエーション、即ち、標準フォーマット、及び、拡張フォーマットについて、ファストＣＡＮアービトレーション（Ｆａｓｔ−ＣＡＮ−Ａｒｂｉｔｒａｔｉｏｎ）、ファストＣＡＮデータ（Ｆａｓｔ−ＣＡＮ−Ｄａｔａ）と呼ばれる２つの状態の間で切り替えられる範囲が示されている。この２つの状態の切り替えによって、メッセージの対応する部分についてビット長が短縮され、個々のビットがより速くバスを介して伝送される。これにより、規格に準拠した方法に対して、メッセージの伝送時間を短縮することが可能である。これに伴う時間的ビット長の切り替えは、例えば、最小時間単位又は駆動中の発振器クロックに対して相対的にバス時間単位を調整するための、少なくとも２つの異なる倍率（プリスケーラ、Ｐｒｅｓｃａｌｅｒ）の利用によって実現することが可能である。ビット長の切り替え、及び、倍率の対応する変更も同様に図１ｃに例示されている。
【００６１】
状態ファストＣＡＮアービトレーションと状態ファストＣＡＮデータとの間の移行は、第１の標識ＥＤＬを有するメッセージの、第２の標識であって、短縮されたビット長が利用されることをデータ伝送の加入者に対してシグナリングする上記第２の標識に従って行われうる。第２の標識は、時間的に、メッセージ内の第１の標識の後に与えられる。ここで示される実施例では、この標識の位置は、ＢＲＳ（Ｂｉｔ  Ｒａｔｅ  Ｓｗｉｔｃｈ）と称されるコントロールフィールド内の追加的なビットである。この追加的なビットは、示される例では、コントロールフィールドの４番目のビットとして伝送される。
【００６２】
先に記述したように、メッセージ内でより短いビット長へと切り替えられる場合には、本発明に係る検査方法への切り替えが、遅くとも、より短いビット長への切り替えと共に実行されることは有利である。本方法の好適な実施形態において、第２の標識ＢＲＳの送信と同時に、本発明に係る検査方法への切り替えが行われる。
【００６３】
このことが、図２ｃに概略的に示される。送信信号ＣＡＮ＿ＴＸは、示される区間内に、ビット列ＥＤＬ、ｒ０、ＢＲＳ、ＥＳＩ、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを含む。ビットＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、ここでは、データ長コードの４ビットであってもよく、又は、コントロールフィールドの追加的に挿入された更なる別のビットであってもよい。受信信号ＣＡＮ＿ＲＸは、図２ｂとの関連で示したように、ＥＤＬとｒ０との間のエッジを用いて定めることが可能な時間差ＤＥＬＴＡ＿Ｔの分だけ遅れている。ＸＯＲ結合された信号Ｄ１は、伝送が成功したかを検査するために、×で示されるサンプル点で評価される。ＢＲＳビットのサンプル点で、より短いビット長へと切り替えられる。より短いビット長は、示される例では、時間差ＤＥＬＴＡ＿Ｔと比較可能な長さを有するため、信号Ｄ１は、送信信号と受信信号との不一致に相当する「１」信号を、ほぼ連続して伝達する。伝送が正しいかについての検査は、信号Ｄ１を用いてはもはや可能ではない。
【００６４】
遅延時間Ｔ＿ＤＥＬＡＹの分だけ遅らされた送信信号ＣＡＮ＿ＴＸ＿ＤＥＬも同様に図２ｃに示されている。定められた時間差ＤＥＬＴＡ＿Ｔから、遅延時間Ｔ＿ＤＥＬＡＹのための値が生成され、又は、以前に存在した値が測定結果を用いて更新される。しかしながら、予め設定された値も利用することが可能である。図２ｃに信号Ｄ２として示される、遅らされた送信信号ＣＡＮ＿ＴＸ＿ＤＥＬと受信信号ＣＡＮ＿ＲＸとからのＸＯＲ結合は比較信号を伝達し、この比較信号は、十分な期間に渡って値「０」を伝達し、即ち、送信信号と受信信号との一致をシグナリングする。再び×で示される比較時点が適切に選択される際には、データ伝送の堅牢な検査が可能である。
【００６５】
このやり方で、より短いビット長について、バス接続ユニットの内部の遅延時間が比較結果に影響を及ぼさないことが保証される。規格に準拠した検査方法及び伝送方法への戻し切り替えは、本実施形態では、戻し切り替えのために定められたビット、例えばＣＲＣデリミタビットに達した直後に、又は、エラーフレームを開始する理由が検出された場合に行われる。
【００６６】
基本的に、規格に準拠して１ビットの時間又は１ビット長は、重なり合わないセグメント、即ち、以下のセグメントに分かれる。
−同期化セグメント（ＳＹＮＣＨＲＯＮＩＺＡＴＩＯＮ  ＳＥＧＭＥＮＴ、ＳＹＮＣ_ＳＥＧ）
−伝播時間セグメント（ＰＲＯＰＡＧＡＴＩＯＮ  ＴＩＭＥ  ＳＥＧＭＥＮＴ、ＰＲＯＰ_ＳＥＧ）
−位相バッファセグメント１（ＰＨＡＳＥ  ＢＵＦＦＥＲ  ＳＥＧＭＥＮＴ１、ＰＡＨＳＥ_ＳＥＧ１）
−位相バッファセグメント２（ＰＨＡＳＥ  ＢＵＦＦＥＲ  ＳＥＧＭＥＮＴ２、ＰＡＨＳＥ_ＳＥＧ２）
これらセグメントは、以下の機能を有し、即ち、
セグメントＳＹＮＣ＿ＳＥＧは、様々なバス加入者の同期化のために役立つ。バス信号のエッジは、このセグメント内で予期される。
セグメントＰＲＯＰ＿ＳＥＧは、ネットワーク内の物理的な遅延時間の補正に役立つ。
セグメントＰＨＡＳＥ−ＳＥＧ１及びＰＨＡＳＥ−ＳＥＧ２は、信号エッジの位置のずれの補正に役立つ。セグメントＰＨＡＳＥ−ＳＥＧ１及びＰＨＡＳＥ−ＳＥＧ２は、再同期化の枠組みにおいて動的に適合される。サンプルポイントは、ＰＨＡＳＥ＿ＳＥＧ１の終りに存在する。
【００６７】
本発明に係る方法では、様々なビット長の範囲のための個々のセグメントの長さは倍数で、本例では２倍で提供され、例えば２つの設定レジスタに格納される。特に、サンプル点の位置は、ビット長に従って様々に設定することが可能である。さらに、より短いビット長の範囲内で利用される設定では、ビット長を短縮するために、伝播セグメントが最小化され又は長さ０に設定されうる。
【００６８】
図３には、本発明に係る装置内で本発明を実施する回路の重要な構成要素のブロック図が示されている。この回路は、送信シフトレジスタ３００と、遅延カウンタ３０５と、遅延ユニット３１０と、比較ユニット３２０と、切り替えユニット３３０と、評価ユニット３４０と、標準比較器３５０と、を備える。当然のことながら、これらの構成要素の各々は、組み合わされ又は一体化されて実現されうる。
【００６９】
ビットクロックＣＬＫ＿ＢＩＴとの接続線を介して制御される送信シフトレジスタ３００から、各ビットクロックで、即ちビット長ごとに１回、伝送される直列データストリームの１ビットが、送信信号ＣＡＮ＿ＴＸとして、対応する接続線を介してバス接続ユニットへと出力される。接続線を介してバス接続ユニットにより獲得される受信信号ＣＡＮ＿ＲＸは、比較ユニット３２０及び標準比較器３５０に印加される。例えば、送信信号ＣＡＮ＿ＴＸ及び受信信号ＣＡＮ＿ＲＸの、ＥＤＬとｒ０との間のエッジのような適切なエッジの評価によって、装置内では、遅延カウンタ３０５のための開始信号及び停止信号が生成され、これに基づいて、遅延カウンタ３０５は、例えば、既存の発振器の発振周期をカウントすることにより時間差ＤＥＬＴＡ＿Ｔを定める。さらに、遅延カウンタは、測定された時間差に従って比較点Ｔ＿ＣＭＰを生成する。例えば、この比較点は、定められた時間差ＤＥＬＴＡ＿Ｔと、ビット長の予め設定され又は予め設定可能な比率、特に半分のビット長と、の和として生成されうる。比較点は、どの時点に、遅らされた送信信号ＣＡＮ＿ＴＸ＿ＤＥＬと、受信信号ＣＡＮ＿ＲＸと、の間のＸＯＲ結合が比較ユニット３２０内で評価されるのかを定める。
【００７０】
遅延ユニット３１０は、送信信号ＣＡＮ＿ＴＸと、遅延カウンタ３０５により自身に伝達された時間差ＤＥＬＴＡ＿Ｔと、から、遅延時間Ｔ＿ＤＥＬＡＹの分だけ遅らされた送信信号ＣＡＮ＿ＴＸ＿ＤＥＬを生成する。特に簡単な実現では、遅延時間Ｔ＿ＤＥＬＡＹは、（短い）ビット長の整数倍であってもよく、従って、遅延ユニットは、１以上のビットの分だけビット列をずらす。このことは、適切なハードウェアレジスタによって特に簡単に実施されうる。比較ユニット３２０は、受信信号ＣＡＮ＿ＲＸと、遅らされた送信信号ＣＡＮ＿ＴＸ＿ＤＥＬと、を獲得する。さらに、比較ユニット３２０は、遅延カウンタ３０５から、受信信号ＣＡＮ＿ＲＸと遅らされた送信信号ＣＡＮ＿ＴＸ＿ＤＥＬとの比較結果がサンプリングされる適切な比較点についての情報Ｔ＿ＣＭＰを獲得する。これにより、比較ユニット３２０は出力信号を生成し、この出力信号は、比較結果を反映しており、切り替えユニット３３０、例えばマルチプレクサへと転送される。平行して、例えばＸＯＲゲートとして構成可能な標準比較器３５０は、第２の出力信号を生成し、この第２の出力信号は、ＣＡＮ＿ＴＸとＣＡＮ＿ＲＸとの間の比較結果を反映しており、同様に切り替えユニット３３０へと転送される。装置は例えば、適切な信号ＳＷＴによって、及び／又は、予め設定され又は予め設定可能なビットへの到達又は当該ビットの評価を例えば含む該当する設定に基づいて、切り替えユニット３３０を２つの信号の間で切り替え、従って、標準比較器３５０又は比較ユニットの出力信号が、評価ユニット３４０に印加される。例えば、装置は、より短いビット長への切り替えがある限りにおいて、ＢＲＳビットの後で切り替えユニットを切り替える。この場合には、評価ユニット３４０には、図２ｃで×が付けられたＤ１又はＤ２の値が印加される。評価ユニット内では、設定されたサンプル点Ｔ＿ＳＭＰに、切り替えユニットにより結合された（ｄｕｒｃｈｇｅｓｃｈａｌｔｅｔ）信号がサンプリングされ、場合によっては、一致が検出されなかった場合には、エラー信号ＢＥＲＲが生成される。以上から分かるように、示される実現による装置によって、短いビット長の場合にも、データ伝送が正しいかについての信頼性の高い検査が可能である。
【００７１】
提示される伝送方法は、車両の通常運転における、適切なデータバスを介して接続された、車両の少なくとも２つの制御装置の間のデータ伝送のために適している。しかしながら、車両の製造又は保守の間の、プログラミング目的で適切なデータバスと接続されたプログラミングユニットと、データバスと接続された車両の少なくとも１つの制御装置と、の間のデータ伝送のためにも同様に有利に利用されうる。さらに、工業オートメーションにおいて、バスによって互いに接続された分散された制御ユニットであって、産業的な製造工程の流れを制御する上記制御ユニットの間で、例えば制御情報を伝送するために本発明を使用することも可能である。この分野では、非常に長いバス線も登場する可能性があり、調停過程の間バスシステムを、比較的長いビット長で、例えば、１６、３２、又は６４マイクロ秒で駆動することも特に有利であり、従って、バス信号が、調停過程の間必要なだけバスシステム全体に伝播されうる。続いて、上述のように、メッセージの一部について、中規模の伝送レートが小さくなり過ぎないようにするために、より短いビット長に切り替えることが可能である。
【００７２】
以上、本方法は、規格ＣＡＮコントローラが、本発明に基づき動作しうるために最小限に変更されればよいという点で卓越した伝送方法である。規格ＣＡＮコントローラとしても動作しうる本発明に係る通信コントローラは、従来の規格ＣＡＮコントローラより僅かに大きい。データフィールドの拡張された大きさ、及び、短縮されたビット長を利用することにより、データ伝送速度を明確に上げることが可能である。ＣＡＮコンフォーマンステスト（ＣＡＮ−Ｃｏｎｆｏｒｍａｎｃｅ−Ｔｅｓｔ）（ＩＳＯ１６８４５）の広範な部分を引き継ぐことが可能である。さらに、本発明に係る伝送方法と、ＴＴＣＡＮ（ＩＳＯ１１８９８−４）を補完したものと、を組み合わせることも可能である。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図１ｃ】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図２ｃ】
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【図３】
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